CN115485803A - 静电电容型输入装置 - Google Patents

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CN115485803A CN202180032895.5A CN202180032895A CN115485803A CN 115485803 A CN115485803 A CN 115485803A CN 202180032895 A CN202180032895 A CN 202180032895A CN 115485803 A CN115485803 A CN 115485803A
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宫永佳苗
馆田伸哉
山本洋平
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Sekisui Polymatech Co Ltd
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Polymatech Japan Co Ltd
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Abstract

提供一种能够通过触感来感知使用者进行了输入的静电电容型输入装置。具有表面片20、软质构件30以及检测静电电容的变化的传感器片40，表面片20具有进行触摸操作的操作区域21，软质构件30配置在操作区域21与传感器片40之间，传感器片40在与操作区域21对应的位置具有传感器电极42，当通过触摸操作将操作区域21推入时，表面片20和软质构件30朝向传感器片40位移，通过传感器电极42进行静电电容的检测。

Description

静电电容型输入装置
技术领域
本申请的公开涉及一种静电电容型输入装置。
背景技术
作为电子设备的输入装置，已知具有静电电容传感器的触摸输入装置。这种静电电容型输入装置(静电电容型触摸输入装置)检测使用者用手指触摸配置于例如电子设备的壳体的操作区域而产生的静电电容的变化(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2016-081818号公报，图1
发明内容
发明要解决的问题
在电子设备的输入装置中，也广泛使用通过物理性位移来进行输入的按钮开关(物理键)。在利用这种按钮开关进行的输入操作中，具有伴随物理性位移的操作感，所以使用者能够通过触感来感知进行了输入。
对此，在静电电容型触摸输入装置中，由于电子设备的壳体为硬质，即使用手指触摸，触感也没有变化，因此使用者难以确认进行了输入操作。
用于解决问题的手段
本申请所公开的几个形态构成为具有以下的特征。
即，本申请所公开的一个形态为一种静电电容型输入装置，具有表面构件、软质构件以及检测静电电容的变化的传感器片，所述表面构件具有进行触摸操作的操作区域，所述软质构件配置在所述操作区域与所述传感器片之间，所述传感器片在与所述操作区域对应的位置具有传感器电极，当通过触摸操作将所述操作区域推入时，所述表面构件和所述软质构件朝向所述传感器片位移，通过所述传感器电极进行所述静电电容的检测。
在本公开的一形态中，静电电容型输入装置在供使用者进行触摸操作的操作区域与传感器片之间具有软质构件，传感器片在与操作区域对应的位置具有传感器电极。而且，在本公开的一形态中，静电电容型输入装置构成为，当使用者通过触摸操作将操作区域推入时，表面构件和软质构件朝向传感器片位移，通过传感器电极进行静电电容的检测。因此，根据本公开的一形态，使用者能够通过触感来感知对静电电容型输入装置进行了输入。
在本公开的一形态中，能够构成为，所述软质构件为了提高所述操作区域与所述传感器电极之间的部分的检测灵敏度而具有使静电电容的值增大的导电部。
若在操作区域与传感器电极之间设置软质构件，则需要确保操作区域与传感器电极之间的距离至少长达该软质构件的量，所以存在传感器的灵敏度以及检测精度降低的可能性。然而，在本公开的一形态中，软质构件在操作区域与传感器电极之间的部分具有导电部。构成导电部的导电性物质一般与绝缘性物质相比具有介电常数高的倾向。而且，通过提高软质构件的介电常数，触摸操作区域的手指与传感器电极之间的静电电容的值也变大。
因此，在本公开的一形态中，静电电容型输入装置能够同时具有软质构件的柔软触感和导电部的导电性。因此，根据本公开的一形态，在构成为使用者能够通过触感来感知进行了输入的静电电容型输入装置的同时，能够使该传感器的灵敏度以及检测精度提高。进而，在多个成对的操作区域以及传感器电极并排设置的情况下，能够防止错误地检测针对与和传感器电极成对的操作区域不同的其他操作区域的输入操作。
在本公开的一形态中，能够构成为，所述导电部是由高分子基质形成的所述软质构件所含有的导电性介质。
在本公开的一形态中，导电部由高分子基质中所含有的导电性介质构成。因此，根据本公开的一形态，相对于构成软质构件的绝缘性的高分子基质能够容易形成导电部。
在本公开的一形态中，能够构成为，所述导电部是所述导电性介质在所述软质构件上取向的取向部。
在本公开的一形态中，导电部由导电性介质进行取向的取向部构成。因此，根据本公开的一形态，即使降低导电性介质的浓度，也能够容易确保操作区域与传感器电极之间的导电性。进而，因为能够降低导电性介质的浓度，所以能够容易确保软质构件的柔软性。
在本公开的一形态中，能够构成为，所述软质构件由能够使所述操作区域被光照的透光性材料形成。
在本公开的一形态中，软质构件由能够利用例如配置在传感器电极附近的内部光源对操作区域进行光照的透光性材料构成。因此，根据本公开的一形态，静电电容型输入装置能够将操作区域的位置明确地显示给使用者。因此，根据本公开的一形态，使用者能够可靠地推入操作区域。
在本公开的一形态中，能够构成为，所述操作区域具有第一操作区域和第二操作区域，所述传感器电极具有与所述第一操作区域对应的第一电极和与所述第二操作区域对应的第二电极，所述软质构件在第一部分与第二部分之间具有绝缘部，所述第一部分位于所述第一操作区域与所述第一电极之间，所述第二部分位于所述第二操作区域与所述第二电极之间。
在本公开的一形态中，位于成对的第一操作区域以及第一电极之间的第一部分和位于另外成对的第二操作区域以及第二电极之间的第二部分被绝缘部隔开。因此，根据本公开的一形态，各传感器电极能够难以受到成对的操作区域以外的影响。因此，根据本公开的一形态，能够提高静电电容型输入装置的传感器的灵敏度以及检测精度，并且能够防止静电电容型输入装置具有多个操作区域的情况下的错误检测。
进而，在本公开的一形态中，绝缘部使光难以在第一部分与第二部分之间透过。因此，在本公开的一形态中，从传感器电极附近入射到软质构件的光变得容易到达与传感器电极成对的操作区域。因此，根据本公开的一形态，能够集中地对与传感器电极成对的操作区域进行光照。进而，在多个成对的操作区域以及传感器电极并排设置的情况下，能够防止对与和传感器电极成对的操作区域不同的其他区域进行光照。
在本公开的一形态中，静电电容型输入装置能够构成为，在所述传感器片中的与所述软质构件的配置面相反的一侧的面上具有第一硬质支撑构件。
在本公开的一形态中，第一硬质支撑构件经由传感器片支撑软质构件。因此，根据本公开的一形态，能够保持具有柔软性的软质构件以及薄而容易变形的传感器片的形状。进而，根据本公开的一形态，在操作区域被推入时，硬质支撑构件使软质构件产生针对压缩变形的反作用力，能够适度地抑制软质构件以及传感器片的下沉。
在本公开的一形态中，静电电容型输入装置能够构成为，在所述表面构件与所述传感器片之间具有第二硬质支撑构件，所述第二硬质支撑构件具有孔，所述软质构件配置在所述孔中。
在本公开的一形态中，硬质支撑构件将配置在孔中的软质构件包围。因此，根据本公开的一形态，能够在操作区域赋予软质的触感，在操作区域周围的周边区域赋予硬质的触感。因此，根据本公开的一形态，即使使用者没有目视静电电容型输入装置，也能够在正确的位置进行输入操作。
在本公开的一形态中，静电电容型输入装置能够构成为，具有立体形状的外表面，所述操作区域形成在所述外表面。
在本公开的一形态中，操作区域形成在立体形状的外表面。因此，根据本公开的一形态，能够扩大静电电容型输入装置的应用范围。
在本公开的一形态中，静电电容型输入装置能够构成为，所述软质构件是将多个构件层叠而成的。
在本公开的一形态中，软质构件是将多个构件层叠而形成的。因此，根据本公开的一形态，能够调整软质构件的厚度、导电性等。
在本公开的一形态中，静电电容型输入装置能够构成为，所述多个构件是将绝缘性软质构件和导电性软质构件组合而成的。
在本公开的一形态中，使用由绝缘性软质构件和导电性软质构件层叠而成的软质构件。因此，根据本公开的一形态，即使不进行导电性软质构件的导电性介质的混合调整，也能够调整针对推入操作的反作用载荷以及传感器灵敏度(DIFF值)。
附图说明
图1是示出第一实施方式的操作开关的应用例的汽车的俯视图。
图2是示出第一实施方式的操作开关的外观的俯视图。
图3是图2的III-III线剖视图。
图4是示出软质构件的导电性介质的取向的与图3对应的剖视图，图4中的4A示出球形状粒子，图4中的4B示出纤维形状粒子，图4中的4C示出长纤维形状粒子。图4中的4D示出非连续地取向的纤维形状粒子。
图5是第一变形例的操作开关的与图3对应的剖视图。
图6是第二变形例的操作开关的与图3对应的剖视图。
图7是示出第三变形例的操作开关的外观的俯视图。
图8是图7的VIII-VIII线剖视图。
图9是示出第二实施方式的操作开关的外观的俯视图。
图10是图9的X-X线剖视图。
图11是示出第四变形例的操作开关的外观的主视图。
图12是第四变形例的操作开关的与图10对应的剖视图。
图13是图11的XIII-XIII线剖视图，图13中的13A是整圈配置软质构件的例子，图13中的13B是局部配置软质构件的例子。
图14是示出包含第三实施方式的操作开关的外观的正面、左侧面、顶面的外观立体图。
图15是图14的XV-XV线剖视图。
图16是第五变形例的操作开关的与图15对应的剖视图。
图17是图14的XVII-XVII线剖视图。
图18是示出实施例的测量方法的说明图。
具体实施方式
以下，参照附图对本公开的一形态进行详细说明。此外，以下说明的本实施方式并非对权利要求书进行不得当地限定，在本实施方式中所说明的全部结构并非必须作为解决手段。
对于以下各实施方式中共通的结构，赋予相同的附图标记并省略说明书中的重复说明。进而，对于各实施方式中共通的使用方法以及作用效果也省略重复说明。在此，在本说明书以及权利要求书中，在记载为“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”以及“第六”的情况下，它们用于区分不同的构成要素，而并非用于表示特定的顺序、优劣等。
本申请所公开的“静电电容型输入装置”是为了使电子设备中期望的功能工作而由使用者操作的输入装置。配置有“静电电容型输入装置”的电子设备例如设置在车辆中，具体来说，搭载在汽车、包含铁轨等的交通工具中。作为一个示例，本实施方式的“静电电容型输入装置”是配置于汽车所配备的车载用内饰板的电子设备的输入装置。
图1所例示的汽车1是右舵车，即，驾驶席2位于行进方向的右侧，副驾驶席3位于行进方向的左侧，在行进方向的右侧具有方向盘4。在汽车1的驾驶席2以及副驾驶席3的周围配备有各种车载用内饰板。作为车载用内饰板，如图1所示，例如能够列举中控台5、仪表板中央部的中央仪表群(center cluster)6、门的扶手部7。车载用内饰板成为电子设备的操作板。在此，参照附图来说明作为配置于中控台5的“静电电容型输入装置”的操作开关10的实施方式的例子。
在本说明书以及权利要求书中，为了方便，如图2、图3等所示，将作为“静电电容型输入装置”的操作开关10的左右方向记载为X方向，将进深(前后)方向记载为Y方向，将高度方向(上下方向)记载为Z方向。进而，在图3所示的操作开关10中，将作为露出于中控台5的表面的“表面构件”的表面片20的一侧记载为Z方向的上侧(表层侧)。而且，将被表面片20等遮盖住的传感器片40的一侧记载为Z方向的下侧(深层侧)。然而，这并不是对操作开关10的配置的朝向、推入输入操作方向等进行限定。
第一实施方式(图1～图8)
如图3所示，操作开关10具有表面片20、软质构件30以及检测静电电容的变化的传感器片40。操作开关10成为从露出于中控台5的表面的表层侧起依次排列有表面片20、软质构件30以及传感器片40的层形状。而且，操作开关10构成为，当表面片20通过使用者的触摸操作而从中控台5的表面侧被推入时，表面片20和软质构件30朝向传感器片40位移而进行输入。本实施方式的操作开关10具有在X方向上比Y方向更长的矩形状的XY平面。然而，操作开关10对于XY平面的形状没有特别限定。
表面片20构成操作开关10的外表面，是作为“操作体”的使用者的手指I所接触的部位。如图2所示，表面片20具有操作区域21和周边区域22。表面片20形成为在Z方向上具有厚度(板厚)且具有沿XY平面的面的薄板(膜、片)形状。表面片20具有能够以在通过使用者的触摸操作而被推入时其操作区域21向Z方向的下方位移的方式变形的挠性。表面片20也可以具有伸缩性。
操作区域21是在选择以及执行电子设备的各种功能时通过使用者的触摸操作而被推入的部位。即，操作区域21构成为操作开关10的输入部。在本实施方式的操作开关10中，在俯视观察时，正方形的操作区域21沿表面片20的X方向并列设置2个。操作区域21在操作开关10上设置1个以上即可，对其数量没有特别限定。操作区域21在俯视观察时被周边区域22包围。
在表面片20上显示有表示操作区域21的位置以及功能的文字、记号、图案等。操作区域21可以构成为被内部光源(背光)光照。在操作区域21被光照时，既可以以文字、记号、图案等发光的方式被光照，也可以以其周围发光的方式被光照，还可以使操作区域21整体被光照。操作区域21的位置、文字、记号、图案、遮光层等装饰通过涂装、印刷等设置于表面片20的表面以及背面中的至少一面。操作区域21的位置、文字、记号、图案等可以利用压纹加工(凹形状、凸形状的文字等)来设置。通过利用压纹加工来设置表示操作区域21的位置的凹凸形状、框形状等，即使使用者盲摸(盲触)也能够用指尖摸到操作区域21。
表面片20优选至少操作区域21为软质。由于操作区域21为软质，在通过使用者的触摸操作而被推入时能够以向下方位移的方式变形。另一方面，表面片20优选尤其是周边区域22与软质构件30相比为硬质。通过周边区域22与软质构件30相比为硬质，即使使用者盲摸也能够区分操作区域21和周边区域22。操作开关10的操作区域21为软质的情况容易通过操作区域21的表面片20为软质且具有挠性，进而其下侧的软质构件30为软质来实现。
作为能够弯曲变形的具有挠性的材料，表面片20使用树脂膜、树脂片、橡胶片(膜)等。作为能够用于表面片20的树脂片(膜)，可以列举聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、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(AC)、聚氯乙烯(PVC)等热塑性树脂。作为能够用于表面片20的橡胶片，可以列举硅酮、氨基甲酸乙酯(聚氨基甲酸酯)等合成橡胶(热固性弹性体)、热塑性弹性体等。
作为表面片20的材料，除此之外还能够使用布料、织物、无纺布、网状物、网状片材、发泡片、合成皮革等。由此，表面片20成为呈现出布料等织物花纹的表面。在布料等为在构成的纤维等之间的间隙较大的布料的情况下，若在布料等的下表面侧层叠弹性氨基甲酸乙酯膜、薄膜等软质的树脂膜、网眼细密的无纺布等，则会没有间隙，因而优选。由此，能够避免软质构件30的渗入。
表面片20通过具有0.005mm以上的厚度，能够确保其强度，通过具有2mm以下的厚度，能够容易变形。因此，表面片20优选具有0.005mm～2mm的厚度，特别优选具有0.05mm的厚度。
进行静电电容型输入的传感器片40是检测使用者的手指I的接近的静电电容传感器。传感器片40具有基材片41、传感器电极42以及保护层43。
基材片41是成为传感器片40的结构的基础的部位。基材片41形成为在Z方向上具有厚度(板厚)且具有沿XY平面的面的薄板(片)形状。基材片41和表面片20以使各自的沿XY平面的面彼此相向的方式配置。
在基材片41中，作为具有透光性的电绝缘性材料，使用树脂片(膜)等。作为能够用于基材片41的树脂片，可以列举聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、丙烯酸(AC)、聚酰亚胺(PI)等热塑性树脂。在基材片41不要求透光性的情况下，也能够使用玻璃纤维环氧树脂层压板。
传感器电极42是用于在与使用者的手指I之间产生静电电容的电极。传感器电极42形成为在Z方向上具有厚度(膜厚)且具有沿XY平面的面的膜形状。在基材片41的与表面片20相向面上，传感器电极42设置在与操作区域21对应的位置。传感器电极42只要是在与操作区域21对应的位置，就可以形成在基材片41的与表面片20相向的面上，也可以形成在背面。传感器电极42都经由形成于基材片41的电路布线与传感器控制用IC相连接。
传感器电极42能够使用银等金属糊、碳糊等导电性涂膜、导电性的金属箔等。进而，传感器电极42能够使用PEDOT/PSS(Poly(3,4-EthyleneDiOxyThiophene)PolyStyreneSulfonate(聚乙烯二氧噻吩和聚苯乙烯磺酸的分散体))、ITO(Indium Tin Oxide(氧化铟锡))、或者包含纳米级的微细导电粉末、微细导电纤维等的导电性纳米粒子的糊。传感器电极42若为利用了PEDOT/PSS、ITO的薄膜、糊、或者包含导电性纳米粒子的糊的透明导电膜，则具有透光性，能够透过背光照明。对于电路布线，也能够与传感器电极42同样地使用金属箔、导电性涂膜等。
保护层43(抗蚀剂)是保护传感器电极42以及电路布线的部位。保护层43形成为在Z方向上具有厚度(板厚)且具有沿XY平面的面的薄板(膜)形状。保护层43设置在基材片41、传感器电极42以及电路布线的与表面片20相向的面上，将它们覆盖。或者，在传感器电极42、电路布线设置于基材片41的背面的情况下，在背面侧将它们覆盖。保护层43使用电绝缘性的树脂膜、树脂涂膜等。
传感器片40通过具有10μm以上的厚度，能够确保其强度，通过具有2500μm以下的厚度，能够在确保透光性的同时使操作开关10变薄。因此，传感器片40优选具有10μm～2500μm的厚度。
软质构件30是为对操作区域21进行触摸操作的使用者赋予柔软的推入操作感的部位。软质构件30配置在表面片20与传感器片40之间。软质构件30至少设置在成对的操作区域21与传感器电极42之间。软质构件30构成为在Z方向上具有厚度(板厚)且具有沿XY平面的面的薄板形状。软质构件30具有针对使用者的触摸操作允许向操作区域21的下方变形的柔软性。
根据具有这样的结构的操作开关10，能够以如下方式起作用，即，当通过触摸操作将操作区域21推入时，表面片20和软质构件30朝向传感器片40位移，通过传感器电极42进行静电电容的检测。这样，操作开关10至少在成对的操作区域21与传感器电极42之间具有软质构件30。因此，使用者在进行操作区域21的推入操作时能够在指尖得到软质触感，能够得到输入感。而且，根据本实施方式，能够通过触感使使用者感知到对操作开关10进行了输入。
本实施方式的操作开关10如上所述相对于右舵车的驾驶席2配置在左方的中控台5。因此，很多驾驶员用非惯用手的左手来推入操作区域21。然而，在本实施方式的操作开关10中，操作区域21被赋予柔软的推入操作感，所以使用者即使用左手盲摸也能够摸到操作区域21，从而准确地进行触摸操作。
在软质构件30中，作为超低硬度的材料，使用橡胶状、凝胶状的高分子基质、润滑脂状的软质填充物、软质板等。作为能够用于软质构件30的橡胶，可以列举硅橡胶等合成橡胶。作为能够用于软质构件30的凝胶，可以列举硅凝胶(Silicone Gel)、氨基甲酸乙酯凝胶、丙烯酸凝胶、水凝胶等。作为能够用于软质构件30的润滑脂，可以列举硅酮类等油基材的物质。
软质构件30使用超低硬度的构件。软质构件30优选具有A10以下(由符合JISK6253：2012标准的A型硬度计得到的测定值)的硬度。进而，软质构件30优选具有针入度50以上(由符合JISK2207：2006标准的针入度试验仪得到的测定值)的硬度。进而，软质构件30优选具有纳米压痕硬度在10N/mm2以下(符合ISO14577-1以及JISZ2255：2003标准的测定值)的硬度。纳米压痕硬度根据使压头抵在试验面上使其产生凹陷的试验力和推压得到的凹陷的表面积而求得，通过在10000m秒内施加试验力为1mN的推入最大载荷(推压载荷)来测定。由此，软质构件30能够赋予操作区域21柔软的推入操作感。
软质构件30通过具有1mm以上的厚度，能够为对操作区域21进行触摸操作的使用者的指尖赋予软质触感和推入量，通过具有5mm以下的厚度，能够抑制传感器的灵敏度的降低。因此，软质构件30优选具有1mm～5mm的厚度，特别优选具有2mm～3mm的厚度。这样，软质构件30为了向对操作区域21进行触摸操作的使用者赋予柔软的推入操作感而需要一定量以上的厚度。
软质构件30优选具有在去除载荷时不会永久(塑性)变形而能够恢复原来的形状的形状恢复性。软质构件30所用的材料的压缩永久形变优选为70％以下，更优选为50％以下。由此，软质构件30变得容易恢复原来的形状。对于压缩永久形变，能够按照JISK6262：2013标准以从初始的厚度压缩到25％变形的状态，在温度70℃下放置22小时后能够在室温下测定。
在此，当在操作区域21与传感器电极42之间设置软质构件30时，需要确保操作区域21与传感器电极42之间的距离至少长达该软质构件的量，所以存在传感器的灵敏度以及检测精度降低的可能性。
对此，为了抑制传感器的灵敏度以及检测精度的降低，软质构件30更优选具有导电性。因此，软质构件30能够构成为在操作区域21与传感器电极42之间的部分具有导电部31。构成导电部31的导电性物质一般情况下具有介电常数比绝缘性物质高的倾向。而且，通过提高软质构件30的介电常数，触摸操作区域21的手指I与传感器电极42之间的静电电容的值也变大。因此，静电电容传感器的检测值变大，所以能够提高传感器的灵敏度以及检测精度。
这样，软质构件30为了提高操作区域21与传感器电极42之间的部分的检测灵敏度而能够构成为具有使静电电容的值增大的导电部31。具有这样的结构的操作开关10能够同时具有软质构件30带来的柔软性和导电部31带来的导电性。因此，根据本实施方式，在构成能够使使用者通过触感来感知已经进行了输入的操作开关10的同时，能够提高传感器的灵敏度以及检测精度。进而，在多个成对的操作区域21以及传感器电极42并排设置的情况下，能够防止错误地检测针对与和传感器电极42成对的操作区域21不同的操作区域21的输入操作。
当软质构件30具有例如1.0×106Ω·cm以下的体积电阻率时，不妨碍静电电容传感器的检测性，因而优选，更优选具有1.0×104Ω·cm以下的体积电阻率。
导电部31能够构成为是由例如高分子基质形成的软质构件30所含有的导电性介质。由此，相对于构成软质构件30的绝缘性的高分子基质能够容易形成导电部31。
作为能够用于导电部31的导电性介质，可以列举金属粉末、碳粉末、石墨粉末、导电性高分子粉末、ITO粉末等。在软质构件30为水凝胶的情况下，作为导电部31也可以使用各种电解质。为了在软质构件30形成导电部31，除了使高分子基质中含有导电性介质以外，软质构件30的基材自身也可以使用导电性高分子。
软质构件30优选由能够使操作区域21被光照的透光性材料形成。通过由透光性材料构成软质构件30，能够利用配置在例如传感器电极42附近的内部光源(背光)对操作区域21进行光照。因此，操作开关10能够将操作区域21的位置明确地显示给使用者。因此，根据这样的结构，使用者能够准确地推入操作区域21。软质构件30当具有3％以上且95％以下的可见光透过率时，使背光照明透过而能使操作区域21的文字、记号、图案等的显示被光照，因而优选。
作为背光照明，能够使用LED(Light Emitting Diode：发光二极管)等发光元件、导光板等导光体，朝向操作区域21的显示进行光照。发光元件既可以配置在操作区域21的Z方向的下方进行光照，也可以配置在侧方等远处通过导光体引导光来对操作区域21的显示进行光照。
软质构件30优选在操作区域21与传感器电极42之间的部分兼具导电性和透光性。即，通过软质构件30具有从传感器电极42朝向操作区域21的导电性和透光性，即使具有赋予软质触感的厚度，也不会使传感器的检测性降低，能够实现能够对操作区域21的显示进行背光照明的操作开关10。通过使用透光性材料作为软质构件30的材料以及导电性介质，软质构件30能够同时具有导电性和透光性。即使导电性介质使用纳米级的微细粉末、微细纤维，软质构件30也能够同时具有导电性和透光性。
导电部31能够构成为导电性介质在软质构件30上取向的取向部32。例如，如图4中的4A所示，导电性介质可以是球形状粒子33以在Z方向(厚度方向)上链接的方式取向的取向部32。进而，例如，如图4中的4B所示，导电性介质也可以是纤维形状粒子34以在Z方向上链接的方式取向的取向部32。而且，例如，如图4中的4C所示，导电性介质还可以是长纤维形状粒子35以在Z方向上连续的方式取向的取向部32。这些球形状粒子33、纤维形状粒子34以及长纤维形状粒子35均为与XY方向(面方向)相比在Z方向上更紧密地配置的导电性介质彼此在Z方向上导通连接。而且，在软质构件30上，在操作区域21与传感器电极42之间的部分，形成有在Z方向上具有导电性的导电部31。
另一方面，例如，如图4中的4D所示，导电性介质也可以是纤维形状粒子36以在Z方向上不连续的方式取向的取向部32。在这种情况下，在操作区域21以及软质构件30通过触摸操作而被推入之前，纤维形状粒子36彼此不接触，不导通。然而，操作区域21以及软质构件30通过触摸操作而被推入，由此，使纤维形状粒子36彼此接触并在Z方向上导通连接。因此，在这种情况下，在软质构件30中，也在操作区域21与传感器电极42之间的部分形成有在Z方向上具有导电性的导电部31。
导电性介质在Z方向上取向而形成取向部32，导电性介质彼此链接、连续地导通连接，由此，即使降低导电性介质的浓度，也能够容易确保操作区域21与传感器电极42之间的导电性。这样，在由取向部32形成导电部31的软质构件30中，由于确保了导电性，所以能够在XY方向上稀疏地配置导电性介质。而且，能够在XY方向上稀疏地配置与作为软质构件30的主材料的例如高分子基质相比透光性有低的倾向的导电性介质，所以能够使软质构件30在Z方向上具有高透光性。进而，由于能够降低导电性介质的浓度，所以能够容易确保软质构件30的柔软性，也能够使软质构件30具有超低硬度。导电性介质向Z方向的取向能够在利用例如磁场、电场、流动场等的力来决定导电性介质的朝向、连锁配置的状态下，通过位置固定来进行。
软质构件30能够使用在Z方向上导电性以及透光性高且在XY方向上导电性以及透光性低、即导电性和透光性具有各向异性的材料。软质构件30优选在XY方向上具有例如1.0×108Ω·cm以上的体积电阻率。软质构件30在XY方向上具有比较低的导电性，所以静电电容传感器难以错误地检测到对与和传感器电极42成对的操作区域21不同的操作区域21的触摸操作。软质构件30优选在XY方向上具有例如不足3％的可见光透过率。由于软质构件30在XY方向上具有比较低的透光性，所以对象外的操作区域21难以被光照，能够仅突出对象的操作区域21而使其明亮地被光照。
此外，软质构件30也可以构成为具有导电部31的导电性软质构件和不具有导电部31的绝缘性软质构件在Z方向上层叠。此时，既可以构成为导电性软质构件和绝缘性软质构件交替地层叠，也可以构成为导电性软质构件和绝缘性软质构件中的任一者连续地层叠。
进而，操作开关10能够具有用于保持表面片20、软质构件30等的结构。操作开关10能够构成为在例如传感器片40的与软质构件30的配置面相反的一侧的面上具有第一硬质支撑构件51。第一硬质支撑构件51形成为在Z方向上具有厚度(板厚)且具有沿XY平面的面的薄板(片)形状。第一硬质支撑构件51具有能够支撑欲向Z方向的下方位移的软质构件30以及传感器片40的刚性。
这样，第一硬质支撑构件51经由传感器片40支撑软质构件30。因此，第一硬质支撑构件51能够保持具有柔软性的软质构件30以及薄且容易变形的传感器片40的形状以及能够防止软质构件30和传感器片40的流出。进而，在操作区域21被推入时，第一硬质支撑构件51使软质构件30产生针对压缩变形的反作用力，能够适度地抑制软质构件30以及传感器片40的下沉从而能够保持期望的软质触感。
第一变形例(图5)
进而，如图5所示，操作开关10A能够构成为，在例如表面片20与传感器片40之间具有第二硬质支撑构件52，第二硬质支撑构件52具有孔，软质构件30配置在孔中。第二硬质支撑构件52形成为在Z方向上具有厚度(板厚)且具有沿XY平面的面的薄板(片)形状。而且，在第二硬质支撑构件52上，在与传感器电极42对应的位置形成有沿Z方向贯通的孔。即，这里的操作开关10A将软质构件30分别单独配置在传感器电极42上，成为由框状的第二硬质支撑构件52包围软质构件30周围的配置。由此，软质构件30仅配置在操作区域21与传感器片40之间。
这样，第二硬质支撑构件52包围配置在孔中的软质构件30。因此，第二硬质支撑构件52能够从侧方对软质构件30进行定位。进而，第二硬质支撑构件52能够在操作区域21赋予软质的触感，而在操作区域21的周围的周边区域22赋予硬质的触感。因此，根据本公开的一形态，即使使用者没有目视操作开关10A，也能够在正确的位置进行输入操作。
第二变形例(图6)
进而，如图6所示，操作开关10B能够构成为，例如在表面片20的周边区域22的与软质构件30相向的面上具有第三硬质支撑构件53。第三硬质支撑构件53形成为在Z方向上具有厚度(板厚)且具有沿XY平面的面的薄板(片)形状。而且，在第三硬质支撑构件53上，在与操作区域21对应的位置形成有沿Z方向贯通的孔。即，这里的操作开关10B构成为表面片20的周边区域22与第三硬质支撑构件53层叠。由此，周边区域22在Z方向上比操作区域21厚。
这样，第三硬质支撑构件53通过增加周边区域22的厚度，使周边区域22硬质化。因此，第三硬质支撑构件53能够在操作区域21赋予软质的触感，在操作区域21的周围的周边区域22赋予硬质的触感。因此，根据本公开的一形态，即使使用者没有目视操作开关10B，也能够在正确的位置进行输入操作。第三硬质支撑构件53若具有例如0.5mm的厚度，则能够使周边区域22硬质化，因而优选。
第一硬质支撑构件51以及第二硬质支撑构件52能够使用硬质的热塑性树脂、硬质的热固性树脂、合成橡胶、热塑性弹性体等。第一硬质支撑构件51以及第二硬质支撑构件52所用的材料优选为电绝缘性。尤其是第一硬质支撑构件51，若为具有透光性的材料，则能够使背光照明透过，因而优选。
此外，第一硬质支撑构件51也可以和第二硬质支撑构件52以及第三硬质支撑构件53组合。
第三变形例(图7～图8)
如图7以及图8所示，在第三变形例的操作开关10C中，能够构成为具有作为防止与相邻的操作区域21的错误检测的“绝缘部”的绝缘槽37。这里的操作区域21具有第一操作区域21A和第二操作区域21B。进而，传感器电极42具有与第一操作区域21A对应的第一电极42A和与第二操作区域21B对应的第二电极42B。而且，软质构件30具有在第一部分38A与第二部分38B之间形成间隙的绝缘槽37，第一部分38A位于第一操作区域21A与第一电极42A之间，第二部分38B位于第二操作区域21B与第二电极42B之间。绝缘槽37在X方向上具有槽宽，在侧面观察时具有矩形状的截面。
这样，位于成对的第一操作区域21A以及第一电极42A之间的第一部分38A和位于另一成对的第二操作区域21B以及第二电极42B之间的第二部分38B被绝缘槽37隔开。在被绝缘槽37隔开的第一部分38A与第二部分38B之间，导电性变得极低。因此，各传感器电极42能够难以受到成对的操作区域21以外的影响。因此，根据软质构件30具有绝缘槽37的结构，在提高操作开关10C的传感器的灵敏度以及检测精度的同时，能够防止操作开关10C具有多个操作区域21的情况下的错误检测。
进而，绝缘槽37使光难以在第一部分38A与第二部分38B之间透过。因此，从传感器电极42附近入射到软质构件30的光变得容易到达与传感器电极42成对的操作区域21。因此，根据软质构件30具有绝缘槽37的结构，能够集中地对与传感器电极42成对的操作区域21进行光照。进而，在多个成对的操作区域21以及传感器电极42并排设置的情况下，能够防止对与和传感器电极42成对的操作区域21不同的其他操作区域21进行光照。
作为隔开第一部分38A和第二部分38B的“绝缘部”的绝缘槽37不限于间隙，也能够由与软质构件30不同的材料构成。“绝缘部”能够使用电绝缘性的凝胶、橡胶、树脂等。通过由这样的材料形成的“绝缘部”，也能够使各传感器电极42难以受到成对的操作区域21以外的影响。因此，在提高操作开关10C的传感器的灵敏度以及检测精度的同时，能够防止操作开关10C具有多个操作区域21的情况下的错误检测。同样地，通过由电绝缘性的凝胶、橡胶、树脂等形成的“绝缘部”，也能够集中地对与传感器电极42成对的操作区域21进行光照。进而，在多个成对的操作区域21以及传感器电极42并排设置的情况下，能够防止对与和传感器电极42成对的操作区域21不同的其他操作区域21进行光照。
第二实施方式(图9～图13)
作为“静电电容型输入装置”的操作开关10D，不限于埋设于没有凹凸的平坦的表面片20的下方的形态，也能够应用于外表面形成为立体形状面且具有输入部的电子设备。即，本实施方式的操作开关10D具有立体形状的外表面，操作区域21形成在外表面。如图9以及图10所示，表面片20具有圆柱形状的立体形状面。而且，在圆柱形状的顶面设置有操作区域21。这里的传感器片40与第一实施方式上下翻转地配置。即，传感器片40配置为基材片41与软质构件30相向。在传感器片40的和与软质构件30相向的面相反的一侧的面上，设置有圆板形状的第一硬质支撑构件51。
这样，在本实施方式中，操作区域21形成于立体形状的外表面。因此，根据本实施方式，能够扩大操作开关10的应用范围。设置有操作区域21的立体形状不限于圆柱形状，例如能够设置成凸面、凹面、棱柱形状、圆锥台形形状、棱锥台形形状、圆环形状等各种立体形状。
第四变形例(图11～图13)
形成有操作区域21的外表面不限于立体形状的顶面。在图11以及图12所示的第四变形例的操作开关10E中，在圆柱形状的侧面(外周面)设置有操作区域21。操作区域21在圆周方向上以90°间隔设置在4处。在操作区域21的径向内侧，以与表面片20同心圆状的方式设有基材片41。而且，在基材片41的内周面上，在与各个操作区域21在径向上对应的位置分别设置有传感器电极42。在表面片20与基材片41之间设置有软质构件30。
如图13中的13A所示，软质构件30也可以以圆筒形状连续配置。另一方面，如图13中的13B所示，软质构件30也可以与操作区域21以及传感器电极42对应地在圆周方向上以90°间隔设置在4处。在这种情况下，在相邻的软质构件30之间，设置有框形状的第四硬质支撑构件54。
这样，在本实施方式中，操作区域21形成在立体形状的侧面(外周面)。因此，根据本实施方式，作为向相对于来自顶面的方向交叉的方向对操作开关10E进行推入操作的电子设备的输入装置，能够扩大其应用范围。
这里的传感器片40与第一实施方式表背翻转地配置。即，传感器片40配置为基材片41与软质构件30相向。然而，本实施方式的传感器片40也可以以与第一实施方式相同的方向配置。
第三实施方式(图14～图17)
“静电电容型输入装置”能够构成为，以其周围的外装构件60(壳体)与表面连续地相连的方式，用表面片20大范围地覆盖电子设备的外表面。即，如图14等所示，本实施方式的表面片20连续地覆盖并列地配置的操作开关10(表示操作开关10F以及操作开关10H)和外装构件60的整个表面，从而构成电子设备的外表面。
图15所示的第三实施方式的操作开关10F配置成，使外装构件60的缘经由微小的间隙而从外装构件60的外表面突出。传感器电极42省略图示。操作开关10F构成为突出的表面片20的顶面整体上成为操作区域21。软质构件30形成为圆板形状。而且，软质构件30以整体配置在操作开关10F的区域的表面片20的背面侧的方式被第五硬质支撑构件55的顶面支撑。在第五硬质支撑构件55的与软质构件30的配置面相反的一侧的面上设置传感器片40。或者也可以在第五硬质支撑构件55与软质构件30之间设置传感器片40。
第五变形例(图16)
图16所示的第五变形例的操作开关10G的软质构件30形成为中空圆筒形状。表面片20被第五硬质支撑构件55直接支撑。而且，软质构件30以在表面片20的侧面的内周面侧整体地配置的方式被第五硬质支撑构件55的外周面支撑。
第六变形例(图17)
图17所示的第六变形例的操作开关10H配置成，不使外装构件60的缘经由微小的间隙而从外装构件60的外表面突出。即，表面片20设置为在操作开关10H以及外装构件60双方的区域成为平坦。软质构件30形成为矩形状的平板形状。而且，软质构件30以整体配置在操作开关10H的区域的表面片20的背面侧的方式被第六硬质支撑构件56的顶面支撑。在第六硬质支撑构件56的与软质构件30的配置面相反的一侧的面上设置有传感器片40。或者也可以在第六硬质支撑构件56与软质构件30之间设置传感器片40。
在本实施方式的操作开关10F等中，操作开关10F等和外装构件60被单一的表面片20连续地包覆。因此，根据本实施方式的操作开关10F等，能够得到表面构件间没有间隙以及接缝的无缝外观。
若表面片20软质或充分薄，则处于操作开关10F等与外装构件60的间隙的表面片20通过伸展或弯曲，也能够相对于外装构件60对操作开关10F等的操作区域21进行推入操作。然而，与软质构件30相邻的部位的表面片20由于被压变形而得到推入触感，因此也可以不构成为通过操作区域21的推入操作而使表面片20相对于外装构件60变形。
在本申请所公开的“静电电容型输入装置”中，能够在不产生矛盾的范围内自由组合各实施方式以及变形例所示的结构。例如，第一实施方式的第二硬质支撑构件52、第三硬质支撑构件53等也可以与第二实施方式的结构组合。
此外，虽然如上所述对各实施方式进行了详细地说明，但对于本领域技术人员来说，能够容易地理解能够进行实质上不脱离本发明的新事项以及效果的多种变形。因此，这样的变形例全部包含在本发明的范围内。
实施例
以下，示出实施例来更详细且具体地对作为本实施方式的“静电电容型输入装置”的操作开关10等进行说明。然而，本实施方式并不限定于以下的实施例。
实施例中使用的操作开关是图3等所示的配置了表面片20、传感器片40以及它们之间的软质构件30的操作开关10。表面片20使用厚度为0.05mm的软质聚氨基甲酸酯片(polyurethanesheet)。传感器片40使用由保护层43覆盖形成在基材片41上的多个(2以上)传感器电极42以及电路布线的传感器片。作为基材片41，使用厚度为0.1mm的PET片。多个传感器电极42是使用PEDOT/PSS导电糊形成的导电性涂膜。进而，电路布线是使用含有银粉末的糊而形成的导电性涂膜。作为保护层43，形成电绝缘性的树脂涂膜。
作为软质构件30，对于表1所示的各结构例，使用将由相同材质形成的构件或材质不同的构件组合而形成的构件。这里的软质构件30设置为跨过并覆盖2个传感器电极42。软质构件30的整体的厚度被制备成合计3mm。
测量制备好的各个软质构件30的厚度方向(Z方向)以及面方向(XY方向)的体积电阻率[Ω·cm]。体积电阻率在测定出软质构件30的厚度方向以及面方向的电阻值[Ω]的基础上，分别乘以截面积并除以长度而求出。电阻值的测定使用数字万用表(ADVANTEST公司生产R6552)。在后述的结构例2那样的具有1.0mm的厚度的构件的电阻值的测定时，以整体的厚度成为合计0.5cm的方式在厚度方向上重叠5片，然后测定电阻值。
如图18所示，得到的各个操作开关10被载置在测定台S上之后进行各种测量。对于各个操作开关10，将模仿作为“操作体”的人的手指I的推压件P作为测定件从上侧压抵于传感器电极42的中央部，测量相对于推入距离(行程)[mm]的反作用载荷[N]和各传感器电极42的传感器灵敏度。推压件P由具有A60的硬度的导电性橡胶构成，形成为直径为6mm的圆柱形状。反作用载荷由前端具有上述的导电性橡胶的推压件P所连接的测力传感器检测。
在此，本实施例中软质构件30所用的材料涉及多种。因此，相对于各个软质构件30的推入距离为1.0mm，将软质构件30被压缩33％的时间点的反作用载荷定义为本实施例的统一的硬度指标。而且，若该压缩33％时的反作用载荷在6N以下，则预先确认为低载荷且触感柔软，从而作为软质构件30的材料是优选的。
各传感器电极42的传感器灵敏度通过将与传感器电极42导通的传感器片40的端子连接到控制IC(Integrated Circuit：集成电路)来测量。作为控制IC，使用PSoC(注册商标)IC(赛普拉斯半导体公司制微机CY8C2489456pinQFN(Quad Flat Non-leadedpackage))。PSoCIC的参数使用了如下的设定：Resolution(分辨率)为12bit(4096)，ReFValue为2，PrescalerPeriod为3，ScanningSpeed(扫描速度)为Normal(普通)，PRSPolynomial(伪随机序列多项式)为Short(短)。
作为表示各传感器电极42的传感器灵敏度的指标，使用基于静电电容的变化量的DIFF值[-]。在此，所谓DIFF值，是静电电容的检测值(RAW值)与基线值的差值(DIFF值＝实测值(RAW值)-基线值)。对于各个操作开关10，测量与推压件P所位于的操作区域21对应的传感器电极42的DIFF值和与操作对象的传感器电极42相邻的其他传感器电极42的DIFF值。
(结构例1)
在结构例1中，软质构件30使用非导电性的凝胶作为绝缘性软质构件。作为非导电性的凝胶，使用双组份加成反应型硅凝胶(迈图高新材料集团制TSE3070)。结构例1的软质构件30是具有体积电阻率为1×1015Ω·cm的电绝缘性的绝缘硅凝胶，其厚度方向以及面方向的体积电阻率的值可视为大致相同。进而，该硅凝胶硬化后的针入度为65，属于低硬度。而且，该硅凝胶无色透明，透光性良好。
(结构例2)
在结构例2中，软质构件30使用导电性凝胶作为导电性软质构件。导电性凝胶采用使用了导电性水凝胶的低频治疗仪用粘接垫(欧姆龙健康医疗有限公司制HV-PAD-3)。该水凝胶使用了无纺布作为中间基材。结构例2的软质构件30的电阻值为3×105Ω，体积电阻率为6×105Ω·cm，其厚度方向以及面方向上的体积电阻率的值可视为大致相同。而且，该水凝胶透光性良好。结构例2的软质构件30通过将具有1.0mm的厚度的同种片形状的粘接垫层叠3片而配置。因此，软质构件30的整体的厚度为3mm。
(结构例3)
在结构例3中，将结构例1的非导电性的凝胶和结构例2的导电性凝胶组合并用于软质构件30。在此，使用以导电性的凝胶配置在表面片20侧的上层，非导电性凝胶配置在传感器电极42侧的下层的方式层叠的软质构件30。硅凝胶的厚度形成为2mm，在其上层叠具有1.0mm的厚度的水凝胶，所以结构例3的软质构件30的整体的厚度为3mm。结构例3的软质构件30的体积电阻率为1×1015Ω·cm，其厚度方向以及配置有非导电性的凝胶的下层侧的面方向上的体积电阻率的值可视为大致相同。这样，软质构件30的下层侧的体积电阻率成为高的值，所以对邻接的传感器电极42的灵敏度的影响变小。
(结构例4)
在结构例4中，作为软质构件30，使用了如下的各向异性导电凝胶，即，在绝缘体(非导体)的基材中混合导电性介质之后，通过使导电性介质在软质构件30的厚度方向上取向，从而相比于软质构件30的面方向，在其厚度方向上赋予更高导电性的各向异性导电凝胶。各向异性导电凝胶的基材使用与上述结构例1同样的双组份加成反应型硅凝胶(迈图高新材料集团制TSE3070)。作为赋予导电性的物质的导电性填料，使用在母材的镍上镀银而形成的平均粒径为30μm镀银镍粉末。
结构例4的软质构件30是在绝缘硅凝胶中混合镀银镍粉末，并在沿一定方向施加磁场后使其交联固化而形成的。由此，作为结构例4的软质构件30，得到了具有取向部32的各向异性导电的硅凝胶片，取向部32通过在具有3mm的厚度的片形状的厚度方向上使镀银镍粒子连续排列而成。而且，结构例4的软质构件30在其厚度方向上的体积电阻率为1.5×10-1Ω·cm，在其面方向上的体积电阻率为1×108Ω·cm。
(结构例5)
在结构例5中，作为软质构件30，使用绝缘体(非导体)的绝缘性橡胶。绝缘性橡胶使用通过加成反应使双液体组分型的液状硅橡胶(信越化学工业公司制KE-1950-10A/B)固化后的橡胶。结构例5的软质构件30是具有体积电阻率为1×1015Ω·cm的电绝缘性的绝缘硅橡胶，其厚度方向以及面方向上的体积电阻率的值可视为大致相同。进而，该硅橡胶具有A10的硬度，是低硬度。而且，结构例5的软质构件30的厚度调整为3mm。
(比较例)
在比较例中，作为相当于软质构件30的构件，使用绝缘体(非导体)的绝缘性橡胶。绝缘性橡胶使用通过加成反应使双液体组分型的液状硅橡胶(信越化学工业公司生产KE-1950-20A/B)固化后的橡胶。在比较例中，相当于上述的结构例5的软质构件30的构件的硬度为A20。除此以外，与上述的结构例5相同。
[表1]
Figure BDA0003925120560000251
反作用载荷以及DIFF值
(结构例1)
在结构例1中，针对推入操作的反作用载荷以较低的值变动。即，结构例1中的反作用载荷即使推入距离成为1.0mm(压缩33％)，也仅为大幅低于6N的0.1N，维持低载荷的状态。因此，根据结构例1可知，赋予了柔软的推入操作感。
另一方面，在结构例1中，当推入距离超过预定量时，DIFF值急剧地成为较高的值。即，结构例1中的DIFF值在推入距离为0.2mm时为57.4，即使推入距离为0.5mm也不到100，而当推入距离为1.0mm时为447。进而，虽然与操作对象的传感器电极42相比是较低水准，但在相邻的其他的传感器电极42中也检测到DIFF值。然而，对此，通过设定DIFF值100、DIFF值的最大值的40％等阈值，能够仅检测针对所期望的传感器电极42的操作。
从以上的结果可知，在结构例1中，成为在推入的初期具有柔软的触感并通过一定程度的推入检测出该操作的操作开关10，其压敏特性良好。
(结构例2)
在结构例2中，反作用载荷针对推入距离敏锐地响应而提高了值。即，结构例2中的反作用载荷在推入距离为0.2mm时为0.2N，在推入距离为1.0mm(压缩33％)时为1.8N。这样，结构例2的反作用载荷的值比结构例1的反作用载荷高，可推测是受软质构件30所含的无纺布的影响。然而，结构例2中的软质构件30在压缩33％时的反作用载荷大大低于6N。因此，根据结构例2可知，针对推入操作的反作用维持在低载荷的状态，触感柔软且良好。
另一方面，在结构例2中，DIFF值也针对推入距离敏锐地响应而成为高值。即，结构例2中的DIFF值在推入距离为0.2mm的时间点已为95，在推入距离为1.0mm时为440。因此，根据结构例2可知，即使少量的推入距离，也能够检测出推入操作。进而，在结构例2中，在相邻的其他的传感器电极42中，几乎没有检测到DIFF值。
从以上结果可知，在结构例2中，能够进行如下可靠性高的检测，即，仅在与所期望的传感器电极42对应的狭小范围即被推入的部位检测操作，而在相邻的其他的传感器电极42不进行检测。而且，可知该高可靠性即使在推入距离小的范围内也可以实现。
(结构例3)
在结构例3中，反作用载荷以比结构例2低的值变动。即，结构例3中的反作用载荷在推入距离为0.2mm时为0.04N，即使当推入距离为1.0mm时也为0.5N，大大低于6N。因此，根据结构例3可知，能够减小反作用载荷，赋予柔软的推入操作感。
另一方面，在结构例3中，DIFF值针对推入距离敏锐地响应而成为高值。即，结构例3中的DIFF值在推入距离为0.2mm的时间点已为210，在推入距离为1.0mm时为503。因此，根据结构例3可知，即使是少量的推入距离，也能够检测出推入操作。进而，在结构例3中，相邻的其他的传感器电极42中的DIFF值维持在100以下。
根据以上的结果，在结构例3中，与软质构件30使用导电性凝胶的结构例2相比，能够减小针对推入操作的反作用载荷。进而，可知，在结构例3中，与软质构件30使用非导电性凝胶的结构例1相比，即使在推入距离小的推入初期，DIFF值也显示出高值，能够检测出推入操作。由此，根据结构例3可以看出，即使在例如结构例2那样的导电性凝胶中没有对导电性介质的混合进行调整，也能够通过层叠于软质构件30的构件的组合，来调整针对推入操作的反作用载荷以及传感器灵敏度(DIFF值)。
(结构例4)
在结构例4中，反作用载荷为比结构例1高的值。即，结构例4中的反作用载荷在推入距离为1.0mm(压缩33％)时为3.4N。这样，结构例4的反作用载荷为比结构例1的反作用载荷高的值，可推测是受软质构件30所含的导电性介质的影响。然而，结构例4中的软质构件30压缩33％时的反作用载荷大大低于6N。因此，根据结构例4可知，针对推入操作的反作用维持在低载荷的状态，触感柔软且良好。
另一方面，在结构例4中，DIFF值针对推入距离敏锐地响应而成为高值。即，结构例4中的DIFF值在推入距离为0.2mm的时间点已为291，在推入距离为1.0mm时为525。因此，根据结构例4可知，即使是少量的推入距离，也能够检测出推入操作。进而，在结构例4中，在相邻的其他的传感器电极42中几乎没有检测到DIFF值。
根据以上的结果可知，在结构例4中，由于软质构件30具有各向异性导电性，所以针对进行了推入操作的操作区域21，位于取向部32伸长而体积电阻率低的软质构件30的厚度方向的传感器电极42的传感器灵敏度高。另一方面，在结构例4中，可知，与操作对象的传感器电极42相邻的其他的传感器电极42的传感器灵敏度极低。因此，在结构例4中，可知，能够实现如下可靠性更高的检测，即，仅在与所期望的传感器电极42对应的狭小范围即被推入的部位检测操作，而在相邻的其他的传感器电极42中不进行检测。而且，可知该高的可靠性即使在推入距离小的范围内也可以实现。
(结构例5)
在结构例5中，反作用载荷为比其他的结构例高的值。即，结构例5中的反作用载荷在推入距离为1.0mm(压缩33％)时为5.2N。然而，结构例5中的软质构件30压缩33％时的反作用载荷为6N以下。因此，根据结构例5可知，针对推入操作的反作用维持在低载荷的状态，触感柔软且良好。
另一方面，在结构例5中，当推入距离超过预定量时，DIFF值急剧地成为高值。即，结构例5的DIFF值在推入距离为0.2mm时为65.6，但当推入距离为1.0mm时为447。进而，虽然与操作对象的传感器电极42相比是较低水准，但在相邻的其他的传感器电极42中也检测到DIFF值。然而，这通过设定DIFF值100、DIFF值的最大值的40％等阈值，能够仅检测针对所期望的传感器电极42的操作。
根据以上的结果可知，在结构例5中，对推入操作的反作用载荷低且触感柔软，通过对DIFF值设定适当的阈值，能够可靠地检测推入操作。
(比较例)
在比较例中，反作用载荷为比各结构例高的值。即，比较例中的反作用载荷在推入距离为1.0mm(压缩33％)时为9.3N。因此，比较例的软质构件30在压缩33％时的反作用载荷并不在6N以下。因此，在比较例中，对推入操作的反作用并没有维持在低载荷的状态，不能使触感柔软。
根据以上的实施例可以得出如下见解。
根据结构例2以及结构例4的结果可以确认，在作为软质构件30使用导电性的凝胶的情况下，与操作区域21对应的传感器电极42的传感器灵敏度变高，相反，对与操作对象的传感器电极42相邻的其他传感器电极42的影响小。进而，根据结构例4的结果可以确认，在作为软质构件30，在使用具有厚度方向上的导电性比面方向上的导电性更高的各向异性的导电性的凝胶的情况下，该倾向进一步变大，仅与操作区域21对应的传感器电极42产生反应。
另一方面，根据结构例1、结构例3以及结构例5的结果确认到，在软质构件30的层结构中存在非导电性的材料的情况下，有时与操作对象的传感器电极42相邻的其他传感器电极42会同时产生反应。而且，根据结构例1的结果可知，在作为软质构件30使用非导电性的凝胶的情况下，在反作用载荷低的区域中传感器灵敏度不会提高而难以检测，此外，相邻的其他传感器电极42同时产生反应的倾向变高。
附图标记说明
1：汽车
2：驾驶席
3：副驾驶席
4：方向盘
5：中控台
6：中央仪表群
7：门的扶手部
10：操作开关(静电电容型输入装置)
10A：操作开关(第一变形例)(静电电容型输入装置)
10B：操作开关(第二变形例)(静电电容型输入装置)
10C：操作开关(第三变形例)(静电电容型输入装置)
10D：操作开关(第二实施方式)(静电电容型输入装置)
10E：操作开关(第四变形例)(静电电容型输入装置)
10F：操作开关(第三实施方式)(静电电容型输入装置)
10G：操作开关(第五变形例)(静电电容型输入装置)
10H：操作开关(第六变形例)(静电电容型输入装置)
20：表面片(表面构件)
21：操作区域
21A：第一操作区域
21B：第二操作区域
22：周边区域
30：软质构件
31：导电部
32：取向部
33：球形状粒子
34：纤维形状粒子
35：长纤维形状粒子
36：纤维形状粒子
37：绝缘槽(绝缘部)
38A：第一部分
38B：第二部分
40：传感器片
41：基材片
42：传感器电极
42A：第一电极
42B：第二电极
43：保护层
51：第一硬质支撑构件
52：第二硬质支撑构件
53：第三硬质支撑构件
54：第四硬质支撑构件
55：第五硬质支撑构件
56：第六硬质支撑构件
60：外装构件
I：手指(操作体)
P：推压件
S：测定台
X：左右方向
Y：前后方向
Z：高度方向、上下方向

Claims (11)

1.一种静电电容型输入装置，其中，具有：
表面构件，
软质构件，以及
检测静电电容的变化的传感器片；
所述表面构件具有进行触摸操作的操作区域，
所述软质构件配置在所述操作区域与所述传感器片之间，
所述传感器片在与所述操作区域对应的位置具有传感器电极，
当通过触摸操作将所述操作区域推入时，所述表面构件和所述软质构件朝向所述传感器片位移，通过所述传感器电极进行所述静电电容的检测。
2.根据权利要求1所述的静电电容型输入装置，其中，
所述软质构件为了提高所述操作区域与所述传感器电极之间的部分的检测灵敏度而具有使静电电容的值增大的导电部。
3.根据权利要求2所述的静电电容型输入装置，其中，
所述导电部是在由高分子基质形成的所述软质构件中所含有的导电性介质。
4.根据权利要求3所述的静电电容型输入装置，其中，
所述导电部是所述导电性介质在所述软质构件上取向的取向部。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的静电电容型输入装置，其中，
所述软质构件由能够使所述操作区域被光照的透光性材料形成。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的静电电容型输入装置，其中，
所述操作区域具有第一操作区域和第二操作区域，
所述传感器电极具有与所述第一操作区域对应的第一电极和与所述第二操作区域对应的第二电极，
所述软质构件在第一部分与第二部分之间具有绝缘部，所述第一部分位于所述第一操作区域与所述第一电极之间，所述第二部分位于所述第二操作区域与所述第二电极之间。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的静电电容型输入装置，其中，
在所述传感器片的与所述软质构件的配置面相反的一侧的面上具有第一硬质支撑构件。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的静电电容型输入装置，其中，
在所述表面构件与所述传感器片之间具有第二硬质支撑构件，所述第二硬质支撑构件具有孔，
所述软质构件配置在所述孔中。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的静电电容型输入装置，其中，
具有立体形状的外表面，
所述操作区域形成在所述外表面。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的静电电容型输入装置，其中，
所述软质构件是将多个构件层叠而成的。
11.根据权利要求10所述的静电电容型输入装置，其中，
所述多个构件是将绝缘性软质构件和导电性软质构件组合而成的构件。
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