CN111857425A - 输入装置及力传感器 - Google Patents

Abstract

提供能够以简单的构成检测伴随输入操作对基板施加的力的输入装置以及力传感器。在伴随输入操作对基板(10)施加力时，容纳空间(25)的容积弹性地变化，容纳于容纳空间的作为弹性部件的导电部件(41)发生弹性变形。相应于该导电部件的弹性变形，可变电阻部(43)的电阻值变化，信号生成部(44)中生成的信号变化。因此，如基于静电电容的变化来检测力的以往的方式那样用于形成电极间的间隙的间隔件等机构构件并不需要。另外，支撑基板的支撑部(20)发生输入操作的力的检测所需要的弹性变形，所以不需要将为了力的检测而发生位移、弹性变形的机构构件与支撑部分别设置。因此，能够削减构件个数，能够使构成简化。

Description

输入装置及力传感器

本申请是本申请人于2016年10月11日提交的中国专利申请号为201610885553.9、发明名称为“输入装置”这一发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及检测对基板的按压等输入操作的输入装置及用于该输入装置的力传感器。

背景技术

在专利文献1中，记载了具备检测物体的接近的接近传感器及检测从外部施加的力的力传感器(测力传感器)的输入装置。在该以往的输入装置中，接近传感器和力传感器都基于静电电容的变化进行传感检测。以往的输入装置具有第一基板和第二基板。在第一基板的表面配设接近传感器用的电极，在其背面配设力传感器用的电极。另外在第一基板的背面，隔着间隔层而粘接第二基板。第二基板是金属板，具有通过冲压加工形成的弹簧机构和电极元件。电极元件通过弹簧机构来弹性地支撑。第二基板的电极元件与第一基板的电极，隔着通过间隔层形成的间隙而对置，形成电容可变的电容器。

在第一基板被按压时，通过在第二基板的背面的壳体上所设的凸部(力传递元件)按压第二基板的电极元件。据此，第一基板的电极与第二基板的电极元件的距离变化，电极间的静电电容变化。力传感器取得该电极间的静电电容作为传感检测结果。

专利文献1：美国专利申请公开第2013/0099802号说明书

上述的以往的输入装置，由于基于由电极间的间隙的变化引起的静电电容的变化来检测力，因此用于形成电极间的间隙的构件(间隔层)是必要的。另外，由于用于支撑第一基板及第二基板的机构与为了力的检测而产生位移、弹性变形的机构分别设置，因此各个机构的构件是必要的。因此，存在构件个数多、构成复杂的不利。

发明内容

本发明是鉴于上述情况而创出的，其目的在于，提供能够以简单的构成检测伴随输入操作而施加给基板的力的输入装置用于该输入装置的力传感器。

本发明的输入装置，具备：基板，接受输入操作；支撑部，弹性地支撑所述基板；以及力传感器部，检测伴随所述输入操作施加给所述基板的力，所述力传感器部具有：可变电阻部，包括弹性部件，电阻值相应于所述弹性部件的弹性变形而变化；及信号生成部，生成与所述可变电阻部的电阻值相应的信号，所述支撑部具有容纳所述弹性部件的容纳空间，该容纳空间的容积在伴随所述输入操作对所述基板施加力时弹性地变化，所述可变电阻部包括电导率不同的两个导电部件，所述两个导电部件在所述容纳空间中配置为能够互相接触，所述基板具有平行地对置的第一面和第二面，所述两个导电部件在所述容纳空间中沿与所述第一面及所述第二面垂直的纵向排列配置，所述容纳空间的所述纵向的长度，被设定为即使在未对所述基板施加所述纵向的力的情况下所述两个导电部件也互相接触的长度。

本发明的力传感器，具备：配置有两个电极图案的基板；电阻体图案，将所述两个电极图案电连接；以及低电阻的导电部件，是与所述电阻体图案接触配置的弹性部件，在被施加力时，所述低电阻的导电部件与所述电阻体图案的接触面积发生变化，由此所述两个电极图案间的电阻值变低。

本发明的输入装置具备：基板，接受输入操作；支撑部，弹性地支撑所述基板；以及力传感器部，检测伴随所述输入操作施加给所述基板的力。所述力传感器部具有：可变电阻部，包括弹性部件，该可变电阻部的电阻值相应于所述弹性部件的弹性变形而变化；及信号生成部，生成与所述可变电阻部的电阻值相应的信号。所述支撑部具有容纳所述弹性部件的容纳空间，该容纳空间的容积在伴随所述输入操作对所述基板施加力时弹性地变化。

根据上述的构成，在伴随所述输入操作对所述基板施加力时，所述容纳空间的容积弹性地变化，容纳于所述容纳空间的所述弹性部件发生弹性变形。相应于该所述弹性部件的弹性变形，所述可变电阻部的电阻值变化，所述信号生成部生成的信号变化。因此，如基于静电电容的变化来检测力的以往的方式那样、用于形成电极间的间隙的间隔件等的机构构件并不需要。另外，支撑所述基板的所述支撑部会发生在所述输入操作的力的检测中所需要的弹性变形，所以不需要将为了力的检测而发生位移、弹性变形的机构构件与所述支撑部分别设置。

优选可以是，所述可变电阻部包括电导率不同的两个导电部件，所述两个导电部件在所述容纳空间中配置为能够互相接触。可以是，所述两个导电部件中的至少一个导电部件是所述弹性部件。可以是，所述两个导电部件中的至少一个导电部件具有朝向与另一个导电部件的接触部位伸出的凸面。可以是，所述容纳空间的容积变化时，所述两个导电部件的接触压力变化。可以是，所述信号生成部生成与导电路径的电阻值相应的信号，该导电路径经由所述两个导电部件中某一个电导率低的导电部件上的所述接触部位。

根据上述的构成，在伴随所述输入操作对所述基板施加力时，所述容纳空间的容积变化，在所述容纳空间中互相接触的所述两个导电部件的接触压力变化。所述两个导电部件中的至少一个导电部件具有朝向与另一个导电部件的接触部位伸出的所述凸面，因此在所述接触压力变化时，作为所述弹性部件的至少一个导电部件在所述接触部位处变形，所述两个导电部件的接触面积变化。该接触面积变化时，所述两个导电部件的接触部位处的电阻值变化，因此经由所述两个导电部件中某一个电导率低的导电部件上的所述接触部位的导电路径的电阻值变化。即，所述导电路径的电阻值，在所述接触面积越小时越大，在所述接触面积越大时越小。相应于所述导电路径的电阻值而生成的所述信号生成部的信号，相应于所述两个导电部件的接触面积而变化。

优选可以是，所述基板具有平行地对置的第一面和第二面，在所述第一面接受所述输入操作。可以是，所述支撑部从所述第二面支撑所述基板。可以是，所述两个导电部件在所述容纳空间中沿与所述第一面及所述第二面垂直的纵向排列配置。可以是，在通过所述输入操作对所述基板施加的所述纵向的力增加时，所述容纳空间的所述纵向的长度缩小。

根据上述的构成，通过所述输入操作对所述基板施加的所述纵向的力增加时，所述容纳空间的所述纵向的长度缩小，因此沿所述纵向排列配置的所述两个导电部件互相靠近，所述两个导电部件的接触压力增加，所述两个导电部件的接触面积变大。反之，所述纵向的力减小时，所述容纳空间的所述纵向的长度由于弹性而伸长，因此沿所述纵向排列配置的所述两个导电部件互相分离，所述两个导电部件的接触压力减少，所述两个导电部件的接触面积变小。经由所述基板对所述支撑部施加的所述纵向的力，容易有效率地变换为所述容纳空间的所述纵向上的长度的变化。另外，所述两个导电部件排列配置的方向是所述纵向，因此所述容纳空间的所述纵向上的长度的变化，容易有效率地变换为所述两个导电部件的接触面积的变化。因此，所述信号生成部获得的信号的灵敏度提高。

优选可以是，上述输入装置具备包括多个电容型传感器元件的静电传感器部，所述多个电容型传感器元件的静电电容相应于物体的接近状态而变化，所述多个电容型传感器元件配置于所述基板的所述第一面或者所述第一面与所述第二面之间的中间层。据此，所述基板上能够进行物体的接近状态的检测和力的检测这两种检测。另外，在与供所述多个电容型传感器元件配置的所述第一面或者所述中间层不同的所述第二面上所述支撑部支撑所述基板，所以能够将所述多个电容型传感器元件的配置区域确保得较宽广。

优选可以是，所述两个导电部件中的电导率低的导电部件是在所述基板的所述第二面所形成的电阻器的图案，所述信号生成部配置于所述基板。

据此，所述电阻器的图案与所述信号生成部的连接能够通过所述基板的导电图案来进行，因此连接器等配线变得不需要，构成变得更简单。

优选可以是，所述支撑部具有包围所述容纳空间的开口部、且被固定于所述基板的所述第二面的端面。可以是，所述容纳空间的所述开口部位于与所述基板的所述第二面上的所述电阻器的图案重叠的区域。

据此，仅仅通过双面胶带等将所述支撑部的端面固定在所述第二面，就能够在所述容纳空间的开口部确保作为所述弹性部件的导电部件与所述电阻器的图案的接触，因此构成变得更简单，组装变得容易。

优选可以是，所述支撑部是中心轴与所述纵向平行的圆柱体。可以是，所述容纳空间是中心轴与所述圆柱体共用、且直径比所述圆柱体小的圆柱状的空间。

据此，在对所述基板施加所述纵向的力的情况下，所述支撑部的圆柱状的所述容纳空间容易均匀地沿径向变形，所述容纳空间的所述纵向的长度也容易均匀地变形，因此相应于所述纵向的力，所述接触面积稳定地变化，力的检测的精度提高。

优选可以是，所述容纳空间的所述纵向的长度，被设定为即使在未对所述基板施加所述纵向的力的情况下所述两个导电部件也互相接触的长度。

据此，在对所述基板的所述纵向的力接近于零的范围中，所述可变电阻部的电阻值的变化也容易检测。

优选可以是，多个所述支撑部被固定在相对于与所述第二面平行且互相垂直相交的2条虚拟直线分别线对称的所述第二面的多个位置。

据此，所述基板容易被稳定地支撑。另外，在相对于所述2条虚拟直线分别线对称的多个位置进行力的检测，因此容易算出所述基板上的力的作用位置。

优选可以是，上述输入装置具有振动产生部，该振动产生部被固定在所述基板的所述第二面，并相应于在所述力传感器部的所述信号生成部生成的信号而振动。

据此，相应于所述振动产生部产生的振动，所述支撑部弹性变形，振动的力不易向所述支撑部的更前方传递，因此振动的力容易向与所述基板接触的手指等传递。另外，所述振动产生部被固定在所述第二面，因此容易使所述纵向的尺寸小型化。

优选可以是，多个所述支撑部被固定在所述第二面的多个位置。可以是，所述振动产生部被固定在以所述多个支撑部的固定位置为顶点的多边形的区域的内侧。

据此，所述基板容易稳定地被支撑。另外，在相对于所述2条虚拟直线分别线对称的多个位置进行力的检测，因此容易算出所述基板上的力的作用位置。并且，在所述振动产生部产生的振动有效率地向与所述基板接触的物体(手指等)传递。

优选可以是，所述振动产生部被固定在所述多边形的区域的重心位置。

据此，在所述振动产生部产生的振动更有效率地向与所述基板接触的物体传递。

发明的效果

根据本发明，能够以简单的构成检测伴随输入操作对基板施加的力。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式的输入装置的构造的一例的图。

图2A及图2B是表示支撑部的构造的一例的图。

图3A及图3B是例示本发明的实施方式的输入装置的主要部分的构造的图。

图4是表示本发明的实施方式的输入装置的整体的构成的一例的图。

图5是表示本发明的实施方式的一个变形例的输入装置的构造的图。

图6是表示图5所示的输入装置的截面的图。

附图标记说明

5…基台，6A、6B…双面胶带，10…基板，101…第一面，102…第二面，11…玻璃板，12…印刷基板，20…支撑部，25…容纳空间，26…开口部，201、202…端面，31、32…电极图案，40…力传感器部，41、42…导电部件，43…可变电阻部，44…信号生成部，50…静电传感器部，51…传感器阵列，Ex…驱动电极，Ey…检测电极，Cs…电容型传感器元件，52…驱动部，53…静电电容检测部，60…处理部，U1…半导体集成电路芯片，U2…振动产生部，L1、L2…虚拟直线

具体实施方式

以下，对于本发明的实施方式的输入装置，参照附图进行说明。

图1是表示本实施方式的输入装置的构造的一例的图。图1所示的输入装置具有接受输入操作的基板10及弹性地支撑基板10的4个支撑部20，输入与使手指、笔等物体接触基板10而进行的各种输入操作相应的信息。该输入装置具备检测对基板10施加的力的功能和检测与基板10接近的物体的位置功能，作为用于输入与输入操作对应的信息的检测功能。

基板10在图1的例子中是板状的部件，具有平行地对置的第一面101和第二面102。基板10在第一面101接受输入操作。另外，在图1的例子中，基板10的平面形状是矩形，相对于垂直相交的2条虚拟直线L1及L2分别线对称。另外，基板10的平面形状不限定于矩形。例如，第一面101及第二面102的形状也可以是相对于垂直相交的2条虚拟直线L1及L2分别线对称的其他的形状(正圆、椭圆、正多边形等)。

支撑部20从与接受输入操作的第一面101相反一侧的第二面102支撑基板10。在图1的例子中，支撑部20的一端被固定在基板10的第二面102，支撑部20的另一端被固定在基台5。如后所述，利用支撑部20各自具有的弹性力，检测作用于支撑部20的力。

在图1的例子中，4个支撑部20被固定在矩形形状的基板10的接近四角的位置。通过将4个支撑部20固定在基板10的接近边缘的位置，基板10容易稳定地被支撑。另外，通过将4个支撑部20固定在相对于与第二面102平行的2条正交的虚拟直线L1及L2分别线对称的4个位置，从而基板10被更稳定地支撑。并且，通过在相对于2条虚拟直线L1及L2分别线对称的4个位置检测对支撑部20施加的力，从而容易根据该4个位置处的力的关系算出力作用于第二面102的位置。另外，支撑部20的数量也可以多于4。

图2A及图2B是表示支撑部20的构造的一例的图。图2A表示立体图，图2B表示图2A的B－B线处的截面图。

在图2A及图2B的例子中，支撑部20是圆柱体。该圆柱体的中心轴，平行于与基板10具有的两个面(第一面101，第二面102)垂直的方向(以下，记为“纵向”。)。支撑部20的一方的端面201被固定在基板10的第二面102，支撑部20的另一方的端面202被固定在基台5。

支撑部20具有容纳导电部件41的容纳空间25。导电部件41例如是导电橡胶等弹性部件。在图2的例子中，容纳空间25是中心轴与作为圆柱体的支撑部20共用的圆柱状的空间，且直径比支撑部20小。支撑部20在被固定于基板10的第二面102的端面201上具有容纳空间25的开口部26。端面201具有将圆形的开口部26包围的环状的形状。端面201被固定于基板10的第二面102时，开口部26被第二面102封堵，因此容纳空间25成为被密闭的空间。

该容纳空间25，在伴随输入操作对基板10施加力时，其容积弹性地变化。即，在通过输入操作对基板10施加的纵向的力增加时，支撑部20被夹在基板10与基台5之间而被压缩，因此容纳空间25的纵向的长度缩小。支撑部20使用例如聚氨酯泡沫、弹性体等具有弹性的材料形成。

图3A和图3B是例示本实施方式的输入装置的主要部分的构造的图，表示图1中的A－A线的截面的一部分。图3A表示未对基板10施加力的初始状态，图3B表示被施加了纵向的力的状态。如图3A和图3B中所示，容纳空间25的纵向的长度变化时，容纳于容纳空间25的作为弹性部件的导电部件41发生弹性变形。

在图3A和图3B的例子中，基板10具有互相贴合的板状的玻璃板11和印刷基板12。玻璃板11的一方的面是第一面101，接受用户的输入操作。玻璃板11的另一方的面上粘接印刷基板12。在粘接于玻璃板11的印刷基板12的一方的面上，形成后述的电容型传感器元件Cs的电极图案(图4)。

印刷基板12的另一方的面(与玻璃板11相反一侧的面)是第二面102，支撑部20从该面支撑基板10。支撑部20的一方的端面201通过双面胶带6A粘接于第二面102，支撑部20的另一方的端面202通过双面胶带6B粘接于基台5。

在印刷基板12的第二面102，配置与容纳于容纳空间25的导电部件41接触的导电部件42。在图3A和图3B的例子中，导电部件42是碳等的电阻器的图案(薄膜)，与导电部件41相比，电导率低(电阻值高)。被端面201所包围的容纳空间25的开口部26位于与在第二面102形成的导电部件42的电阻器的图案重叠的区域。容纳于容纳空间25的作为弹性部件的导电部件41，朝向第二面102弹性地突出，并与导电部件42接触。

伴随输入操作的纵向的力被施加至基板10从而容纳空间25的容积变化时，在容纳空间25中互相接触而配置的两个导电部件(41、42)的接触压力变化。即，在对基板10施加的纵向的力增加时，容纳空间25的纵向的长度缩小，两个导电部件(41、42)的接触压力增加。如图2中所示，作为弹性部件的导电部件41，具有朝向与导电部件42的接触部位伸出的凸面。因此，在导电部件41与导电部件42的接触压力增加时，导电部件41在接触部位变形，导电部件41与导电部件42的接触面积变化。

在导电部件41与导电部件42的接触面积变化时，该接触部位的电阻值变化。即，在导电部件41与导电部件42的接触部位，成为高电阻的导电部件42上并联连接有低电阻的导电部件41的状态，因此电阻值变低。接触部位的面积越是变大，经由该接触部位的导电路径的电阻值变得越低。在印刷基板12的第二面102，以将导电部件41与导电部件42的接触部位夹在中间的方式配置两个电极图案(31、32)。电极图案31、32分别与电阻器的导电部件42电连接。因此，两个电极图案(31、32)间的电阻值相应于导电部件41与导电部件42的接触面积变化。两个电极图案(31、32)与后述的信号生成部44连接。

如图2A及图2B所示，容纳空间25的纵向的长度比朝向基板10的导电部件42伸出的导电部件41的到凸面的顶部为止的长度短。因此，即使在未对基板10施加纵向的力的情况下，容纳于容纳空间25的导电部件41也成为与基板10的导电部件42接触的状态。即，容纳空间25的所述纵向的长度被设定为，即使在未对基板10施加纵向的力的情况下两个导电部件(41、42)也互相接触的长度。据此，即使纵向的力在接近零的微小的范围中，两个导电部件(41、42)的接触也得以确保，因此与纵向的力对应的接触面积发生变化，两个电极图案(31、32)间的电阻值发生变化。

图4是表示本实施方式的输入装置的整体的构成的一例的图。本实施方式的输入装置如例如图4所示，具备与4个支撑部20对应的4个力传感器部40、静电传感器部50及处理部60。

力传感器部40是检测伴随输入操作对基板10施加的力的传感器，具有可变电阻部43和信号生成部44。

可变电阻部43是电阻值相应于导电部件41的弹性变形而变化的电路，包括上述的导电部件41和导电部件42。

信号生成部44生成与可变电阻部43的电阻值、即夹着导电部件41与导电部件42的接触部位而配置的两个电极图案(31、32)间的电阻值相应的信号。例如信号生成部44具有生成与可变电阻部43的电阻值对应的模拟信号的电路和将该模拟信号变换为数字信号并输出至处理部60的AD变换器。

静电传感器部50是基于静电电容的变化检测与基板10的第一面101接近的物体的位置的传感器，在图4的例子中，具有传感器阵列51、驱动部52及静电电容检测部53。

传感器阵列51具备在印刷基板12上的与玻璃板11接触的面上形成的多个驱动电极Ex和多个检测电极Ey。多个驱动电极Ex和多个检测电极Ey格子状地交叉配置，并互相绝缘。在驱动电极Ex与检测电极Ey的交叉点附近，形成静电电容相应于物体的接近状态而变化的电容型传感器元件Cs。多个电容型传感器元件Cs在基板10的第一面101与第二面102之间的中间层以阵列状分布。

驱动部52对传感器阵列51的各电容型传感器元件Cs施加驱动电压。例如，驱动部52按照处理部60的控制，从多个驱动电极Ex中按顺序选择一个驱动电极Ex，并使该所选择的一个驱动电极Ex的电位周期性地变化。各电容型传感器元件Cs的电容相应于物体的接近状态而变化，并产生与其相应的电荷量的充电、放电。通过依次进行对驱动电极Ex的驱动和检测电极Ey中的检测，获知传感器阵列51的整体中的物体的接近状况。

静电电容检测部53检测在电容型传感器元件Cs伴随由驱动部52进行的驱动电压的施加而被充电或被放电时在各检测电极Ey上传送的电荷。即，静电电容检测部53以与驱动部52的驱动电压的周期性的变化同步的定时，检测在各检测电极Ey上传送的电荷。例如静电电容检测部53具有输出与电容型传感器元件Cs的静电电容相应的电压的静电电容－电压变换电路(CV变换电路)、及将CV变换电路的输出信号变换为数字信号的AD变换器。

另外，在上述的例子中表示的传感器部10，是根据电极间(Ex，Ey)产生的静电电容(互电容)的变化来检测物体的接近的传感器，但不限于该例，也可以通过其他的各种方式检测物体的接近。例如，传感器部10也可以是检测由于物体的接近而在电极与接地之间产生的静电电容(固有电容)的方式。在是检测固有电容的方式的情况下，对检测电极施加驱动电压。

处理部60是对输入装置的整体的动作进行控制的电路，构成为包括例如按照在未图示的存储部中保存的程序的指令码进行处理的计算机、实现特定的功能的逻辑电路。处理部60的处理既可以通过计算机和程序来实现其全部处理，也可以通过专用的逻辑电路实现其一部分或者全部。

处理部60周期性地取得在4个力传感器部40的信号生成部44生成的信号，并基于所取得的信号，计算出对基板10施加的力的大小、力的作用位置。另外，处理部60基于在静电传感器部50中周期性地检测的多个电容型传感器元件Cs的静电电容检测值，算出与基板10接近的物体的位置的坐标。

图4所示的输入装置中的信号生成部44、驱动部52、静电电容检测部53、处理部60等电子电路，能够集成到一个或者多个半导体集成电路芯片。在图1的例子中，集成了这些电子电路的半导体集成电路芯片U1被安装在基板10的第二面102。

通过具有上述的构成的本实施方式的输入装置，在伴随输入操作对基板10施加力时，容纳空间25的容积弹性地变化，容纳于容纳空间25的作为弹性部件的导电部件41发生弹性变形。相应于该导电部件41的弹性变形，可变电阻部43的电阻值变化，信号生成部44中生成的信号变化。因此，如基于静电电容的变化来检测力的以往的方式那样，用于形成电极间间隙的间隔件等的机构构件并不需要。另外，支撑基板10的支撑部20发生输入操作的力的检测中所需要的弹性变形，所以不需要将为了力的检测而发生位移、弹性变形的机构构件与支撑部20分别设置。因此，能够削减构件个数，能够使构成简化。

另外，通过本实施方式的输入装置，在与产生在力的检测中所需要的弹性力的支撑部20相同的位置，通过力传感器部40直接检测该弹性力的大小。因此，与在远离产生弹性力的位置的位置间接检测弹性力的情况相比，能够精确地检测作用于基板10的力。

另外，通过本实施方式的输入装置，在伴随输入操作对基板10施加力时，容纳空间25的容积变化，在容纳空间25中互相接触的两个导电部件(41、42)的接触压力变化。导电部件41具有朝向与导电部件42的接触部位伸出的凸面，因此在两个导电部件(41、42)的接触压力变化时，作为弹性部件的导电部件41在接触部位变形，两个导电部件(41、42)的接触面积变化。该接触面积变化时，两个导电部件(41、42)的接触部位的电阻值变化。因此，电导率低的(高电阻的)导电部件42上中间夹着与导电部件41的接触部位的两个电极图案(31、32)间的导电路径的电阻值，根据两个导电部件(41、42)的接触面积而变化。即，两个电极图案(31、32)间的电阻值，在两个导电部件(41、42)的接触面积越小时越大，在该接触面积越大时越小。相应于两个电极图案(31、32)间的电阻值而生成的信号生成部44的信号，相应于两个导电部件(41、42)的接触面积而变化。因此，能够将施加至基板10的力，检测为伴随导电部件41与42的接触面积的变化的电阻值的变化。

另外，通过本实施方式的输入装置，在通过输入操作施加给基板10的纵向的力增加时，容纳空间25的纵向的长度缩小，因此纵向地排列配置的两个导电部件(41、42)互相靠近，两个导电部件(41、42)的接触压力增加，两个导电部件(41、42)的接触面积变大。反之，纵向的力减小时，容纳空间25的纵向的长度由于弹性而伸长，因此纵向地排列配置的两个导电部件(41、42)互相分离，两个导电部件(41、42)的接触压力减少，两个导电部件(41、42)的接触面积变小。经由基板10对支撑部20施加的纵向的力，容易有效率地变换为容纳空间25的纵向上的长度的变化。另外，两个导电部件(41、42)排列配置的方向是纵向，因此容纳空间25的纵向上的长度的变化容易有效率地变换为两个导电部件(41、42)的接触面积的变化。因此，对基板10施加的纵向的力，有效率地变换为信号生成部44的电阻值的变化，因此能够提高信号生成部获得的信号的灵敏度。

另外，通过本实施方式的输入装置，静电传感器部50的多个电容型传感器元件Cs被配置在基板10中第一面101与第二面102之间的中间层，因此基板10上能够进行物体的接近状态的检测和力的检测这两种检测。另外，通过支撑部20支撑基板10的面(第二面102)与供多个电容型传感器元件Cs配置的面(基板10的中间层)不同，所以能够将多个电容型传感器元件Cs的配置区域确保得较宽广，能够在宽广的区域检测物体的接近。

另外，通过本实施方式的输入装置，两个导电部件(41、42)中的电导率低的导电部件42，是在基板10的第二面102形成的电阻器的图案，信号生成部44被配置在与导电部件42相同的基板10上。据此，能够通过基板10的导电图案进行电阻器的图案即导电部件42与信号生成部44的电连接，因此连接器等的配线并不需要，能够使构成进一步简化。

另外，通过本实施方式的输入装置，对容纳空间25的开口部26进行包围的支撑部20的端面201被固定在基板10的第二面102，容纳空间25的开口部26位于与基板10的第二面102上的导电部件42的电阻器的图案重叠的区域。据此，仅仅用双面胶带等将支撑部20的端面201固定在第二面102，就能够确保容纳空间25的开口部26处作为弹性部件的导电部件41与作为电阻器图案的导电部件42的接触。因此，构成变得更简单，组装变得容易。

另外，通过本实施方式的输入装置，支撑部20是中心轴与纵向平行的圆柱体，容纳空间25是中心轴与该圆柱体共用的圆柱状的空间，与圆柱体相比，圆柱状的空间的直径小。据此，在对基板10施加纵向的力的情况下，支撑部20的圆柱状的容纳空间25容易均匀地沿径向变形，容纳空间25的纵向的长度也容易均匀地变形。因此，两个导电部件(41、42)的接触面积相应于纵向的力容易稳定地变化，能够提高力的检测的精度。

另外，通过本实施方式的输入装置，通过使支撑部20的弹性率比作为弹性部件的导电部件41的弹性率高，由对基板10的纵向的力引起的容纳空间25的弹性变形的大小，容易通过支撑部20的弹性率来控制。因此，作为弹性部件的导电部件41所需的弹性率的自由度变高，导电部件41所用的材料、形状等的选择的幅度变宽，因此可变电阻部43的电阻值的控制变得容易。

另外，通过本实施方式的输入装置，容纳空间25的纵向的长度，被设定为即使在未对基板10施加纵向的力的情况下两个导电部件(41、42)也互相接触的长度。据此，即使对基板10施加的纵向的力在接近零的微小的范围中，两个导电部件(41、42)的接触也得以确保，因此能够恰当地检测可变电阻部43的电阻值的变化。

接下来，参照图5及图6，说明本实施方式的一个变形例。图5是表示一个变形例的输入装置的构造的图。图6是图5所示的输入装置的C－C线的截面图。

该一个变形例的输入装置，除了与已说明的图1～图4所示的输入装置同样的构成以外，还具有振动产生部U2。振动产生部U2是相应于在4个力传感器部40的信号生成部44生成的信号而振动的装置，构成为包括例如压电元件、动电式振动元件、无芯马达等致动器。振动产生部U2按照来自对例如信号生成部44的信号进行处理的处理部60的控制信号，使振动状态开启关闭。处理部60对于振动产生部U2进行控制，以提供与对例如基板10的输入操作相对的触感。

在图5、图6的例子中，振动产生部U2被固定于基板10的第二面102。基台5如图6所示，具有用于确保与振动产生部U2的余隙的孔55。另外，振动产生部U2如图5所示那样，被固定在第二面102上将4个支撑部20的固定位置作为顶点的四边形的区域的内侧。例如，振动产生部U2被固定在四边形的区域的重心位置。

根据上述的一个变形例的输入装置，相应于振动产生部U2产生的振动，支撑部20弹性变形，振动的力不易向支撑部20的更前方(基台5)放出。因此，能够将振动的力有效率地向与基板10接触的用户的手指等传递。另外，振动产生部U2被固定在基板10的第二面102，因此能够使纵向的尺寸小型化。

另外，根据一个变形例的输入装置，在将4个支撑部20的固定位置作为顶点的四边形的区域的内侧固定振动产生部U2，因此能够有效率地将通过振动产生部U2产生的振动向与基板10接触的用户的手指等传递。尤其是，通过在四边形的区域的重心位置固定振动产生部U2，能够更有效率地将通过振动产生部U2产生的振动向用户的手指等传递。

本发明还包括各种变形。

例如，在上述的实施方式中，通过使低电阻的导电部件41与高电阻的导电部件42的接触面积变化，使可变电阻部43的电阻值变化，但本发明不限定于该例。在本发明的其他的实施方式中，可以通过将例如电阻值根据压电电阻效应而变化的部件应用于弹性部件并使其在容纳空间中弹性变形，来产生与对基板施加的力对应的电阻值的变化。

在上述的实施方式中，两个导电部件(41、42)中仅一个是弹性部件，但在本发明的其他的实施方式中，也可以两个导电部件两者都是弹性部件。

在上述的实施方式中，根据在基板10上形成的导电部件42(电阻器的图案)与在支撑部20的容纳空间25中所保持的导电部件41的接触面积的变化来检测力，但本发明不限定于该例。在本发明的其他的实施方式中，也可以将一个导电部件配置于基台侧，还可以将两个导电部件容纳在设置于支撑部内部的容纳空间中。

在上述的实施方式中，举出了支撑部20的弹性率比导电部件41大的例子，但本发明不限定于该例。在支撑部20可获得期望的弹性力并且在可变电阻部43可获得期望的电阻值的变化的情况下，既可以使支撑部20的弹性率与导电部件41相同，也可以是导电部件41具有比支撑部20大的弹性率。

在上述的实施方式中，作为弹性部件的导电部件41和支撑部20通过弹性率相异的不同的材料形成，但在本发明的其他的实施方式中，也可以用相同的材料形成两者。在此情况下，也可以将作为弹性部件的导电部件41与支撑部20形成为一体。

在上述的实施方式中，在基板10中的第一面101与第二面102之间的中间层配置有多个电容型传感器元件Cs，但本发明不限定于该例。在本发明的其他的实施方式中，也可以在基板10的第一面101直接形成多个电容型传感器元件Cs。

本发明不限定于上述的实施方式。即，本领域技术人员在本发明的技术的范围或者其等同的范围内，对于上述的实施方式的构成要素，可以进行各种各样的变更、组合、亚组合、以及替代。

Claims (12)

1.一种输入装置，具备：

基板，接受输入操作；

支撑部，弹性地支撑所述基板；以及

力传感器部，检测伴随所述输入操作施加给所述基板的力，

所述力传感器部具有：

可变电阻部，包括弹性部件，电阻值相应于所述弹性部件的弹性变形而变化；及

信号生成部，生成与所述可变电阻部的电阻值相应的信号，

所述支撑部具有容纳所述弹性部件的容纳空间，该容纳空间的容积在伴随所述输入操作对所述基板施加力时弹性地变化，

所述可变电阻部包括电导率不同的两个导电部件，所述两个导电部件在所述容纳空间中配置为能够互相接触，

所述基板具有平行地对置的第一面和第二面，

所述两个导电部件在所述容纳空间中沿与所述第一面及所述第二面垂直的纵向排列配置，

所述容纳空间的所述纵向的长度，被设定为即使在未对所述基板施加所述纵向的力的情况下所述两个导电部件也互相接触的长度。

2.根据权利要求1所述的输入装置，

所述两个导电部件中的至少一个导电部件是所述弹性部件，

所述两个导电部件中的至少一个导电部件具有朝向与另一个导电部件的接触部位伸出的凸面，

所述容纳空间的容积变化时，所述两个导电部件的接触压力变化，

所述信号生成部生成与导电路径的电阻值相应的信号，该导电路径经由所述两个导电部件中某一个电导率低的导电部件上的所述接触部位。

3.根据权利要求2所述的输入装置，

在所述第一面接受所述输入操作，

所述支撑部从所述第二面支撑所述基板，

在通过所述输入操作对所述基板施加的所述纵向的力增加时，所述容纳空间的所述纵向的长度缩小。

4.根据权利要求3所述的输入装置，

该输入装置具备包括多个电容型传感器元件的静电传感器部，所述多个电容型传感器元件的静电电容相应于物体的接近状态而变化，

所述多个电容型传感器元件配置于所述基板的所述第一面或者所述第一面与所述第二面之间的中间层。

5.根据权利要求3或4所述的输入装置，

所述两个导电部件中的电导率低的导电部件，是在所述基板的所述第二面所形成的电阻器的图案，

所述信号生成部配置于所述基板。

6.根据权利要求5所述的输入装置，

所述支撑部具有包围所述容纳空间的开口部、且被固定于所述基板的所述第二面的端面，

所述容纳空间的所述开口部位于与所述基板的所述第二面上的所述电阻器的图案重叠的区域。

7.根据权利要求3至6中任一项所述的输入装置，

所述支撑部是中心轴与所述纵向平行的圆柱体，

所述容纳空间是中心轴与所述圆柱体共用且直径比所述圆柱体小的圆柱状的空间。

8.根据权利要求3至7中任一项所述的输入装置，

多个所述支撑部被固定在相对于与所述第二面平行且互相垂直相交的2条虚拟直线分别线对称的所述第二面的多个位置。

9.根据权利要求3至8中任一项所述的输入装置，

该输入装置具有振动产生部，该振动产生部被固定在所述基板的所述第二面，并相应于在所述力传感器部的所述信号生成部生成的信号而振动。

10.根据权利要求9所述的输入装置，

多个所述支撑部被固定在所述第二面的多个位置，

所述振动产生部被固定在以所述多个支撑部的固定位置为顶点的多边形的区域的内侧。

11.根据权利要求10所述的输入装置，

所述振动产生部被固定在所述多边形的区域的重心位置。

12.一种力传感器，具备：

配置有两个电极图案的基板；

电阻体图案，将所述两个电极图案电连接；以及

低电阻的导电部件，是与所述电阻体图案接触配置的弹性部件，

在被施加力时，所述低电阻的导电部件与所述电阻体图案的接触面积发生变化，由此所述两个电极图案间的电阻值变低。

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