JP2017188232A - 入力装置 - Google Patents

Abstract

【課題】可動部材と固定部材との距離の変化を、静電容量の変化から省スペースで正確に検出できる入力装置を提供する。【解決手段】入力装置１００は、第１固定電極２６０と第２固定電極２７０とを含む固定部材１１０、可動電極１２２を含む可動部材１２０、可動部材１２０を固定部材１１０に対して移動可能に支持する支持部材１４０、及び制御部１３０を備える。所定方向に対向した第１固定電極２６０と可動電極１２２とが、第１キャパシタ１９１を形成し、所定方向に対向した第２固定電極２７０と可動電極１２２とが、第２キャパシタ１９２を形成する。制御部１３０が、第１固定電極２６０と第２固定電極２７０とからの入力に基づいて、第１固定電極２６０と第２固定電極２７０との間に直列接続された第１キャパシタ１９１と第２キャパシタ１９２との静電容量の変化に対応した信号を生成する信号生成部を含む。【選択図】図４

Description

本発明は、入力装置に関するものであり、特に、極めて変位量の少ない距離を静電容量にて検出することに用いた入力装置である。

従来、種々の方式により押ボタンが押されたことを検出する押ボタン式の入力装置が知られている。本出願の発明者は、基板に固定された固定電極と、基板に対して相対的に移動する押ボタンに搭載された可動電極との間の静電容量の変化に基づいて、押ボタンが押されたことを検出する入力装置を検討した。電極間の距離に応じた静電容量の変化を検出する原理は、例えば、入力装置ではないが、破片検出センサに関する特許文献１に開示されている。特許文献１では、静電容量測定手段が、可動平板（可動電極に対応する）に接続された配線と、固定平板（固定電極に対応する）に接続された配線とから入力を受けて、静電容量の変化を測定する。

国際公開第２００９／０４４９２０号

しかしながら、入力装置において、基板と可動電極とを配線で接続すると、配線やケーブルハーネスなどを接続する複雑な構成が必要であり、占有領域が大きい。また、配線がアンテナとなって、周辺のノイズを拾うことにより、押ボタンなどの可動部材が押されたことを正確に検出できないという問題がある。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、可動部材と固定部材との距離の変化を、静電容量の変化から省スペースで正確に検出できる入力装置を提供することにある。

本発明は、第１固定電極と第２固定電極とを含む固定部材と、第１固定電極と第２固定電極とに対向する可動電極を含む可動部材と、可動部材を固定部材に対して相対的に移動可能に支持する支持部材と、第１固定電極と第２固定電極とに電気的に接続された制御部と、を備え、第１固定電極と可動電極とが第１キャパシタを形成し、第２固定電極と可動電極とが第２キャパシタを形成し、制御部が、第１固定電極と第２固定電極とからの入力に基づいて、第１固定電極と第２固定電極との間に直列接続された第１キャパシタと第２キャパシタとの静電容量の変化に対応した信号を生成する信号生成部を含む、入力装置である。

この構成によれば、信号生成部と可動電極との間の配線が必要ないので、可動電極の動きに対応した信号を、省スペースかつ簡単な構成で生成できる。さらに、信号生成部と可動電極との間の配線によるノイズがないので、可動電極の動きを正確に検知して信号を生成できる。

好適には本発明の入力装置において、可動電極が、第１固定電極と第２固定電極とに対して所定方向に対向配置されており、支持部材が、可動部材を固定部材に対して所定方向に沿って相対的に移動可能に支持する。

この構成によれば、可動電極を第１固定電極及び第２固定電極に向けて動かす構成なので、可動電極の動きに対応した信号を省スペースで生成できる。

好適には本発明の入力装置において、第１固定電極が、可動電極に対向配置された第１固定面をもち、第２固定電極が、可動電極に対向配置された第２固定面をもち、第１固定面と第２固定面とが略同一の平面に沿って延在し、第１固定面が、第１外縁をもち、第２固定面が、内縁と第２外縁とをもち、第２固定面が、第１外縁の外側において内縁と第２外縁との間に延在し、第１外縁と内縁と第２外縁とが、略同一の位置に中心をもつ略円形である。

この構成によれば、第１固定面と第２固定面とのいずれかを円形以外にする場合に比べて、外部からのノイズの影響をうけにくい。例えば、第１固定面と第２固定面との何れかが多角形である場合、多角形の対角線部分がアンテナとなって外部からの影響を受けやすい。さらに、第１固定面及び第２固定面を多角形とするよりも円形にすると、必ずアンテナが短くなるためノイズの影響を受けにくい。このように本構成によれば、角となる部分がないので外部からのノイズの影響を受けにくい。

好適には本発明の入力装置において、第１固定面の面積と第２固定面の面積とが略同一であり、可動電極が、第１固定面と第２固定面との全体に対向配置されている。

この構成によれば、第１固定面の面積と前記第２固定面の面積とが略同一であるので、第１キャパシタの静電容量と第２キャパシタの静電容量とが略同一となり、面積が異なる場合に比べてノイズが少ない。

好適には本発明のいずれかの入力装置において、可動電極が、第１固定面と第２固定面との全体に対向配置された略円形の可動面をもつ。

この構成によれば、可動面を円形以外にする場合に比べて、外部からのノイズの影響をうけにくい。例えば、可動面が多角形である場合、多角形の対角線部分がアンテナとなって外部からの影響を受けやすい。さらに、可動面を多角形とするよりも円形にすると、必ずアンテナが短くなるためノイズの影響を受けにくい。このように本構成によれば、可動面に角となる部分がないので外部からのノイズの影響を受けにくい。

好適には本発明のいずれかの入力装置において、支持部材が、弾性をもつ絶縁部材であり、支持部材が、第１固定電極と可動電極との間に配設されている。

この構成によれば、弾性をもつ絶縁部材である支持部材を、第１固定電極と可動電極との間に配設するので、他の位置に支持部材を配設する場合に比べて、省スペース化することができる。さらに、製造時に第１固定電極と可動電極との間の支持部材を選択することにより、第１固定電極と可動電極との間の静電容量を適切に調節することができる。従って、可動電極の動きに対応した信号を省スペースで正確に生成できる。

好適には本発明のいずれかの入力装置において、支持部材が、弾性をもつ絶縁部材であり、支持部材が、第２固定電極と可動電極との間に配設されている。

この構成によれば、弾性をもつ絶縁部材である支持部材を、第２固定電極と可動電極との間に配設するので、他の位置に支持部材を配設する場合に比べて、省スペース化することができる。さらに、製造時に第２固定電極と可動電極との間の支持部材を選択することにより、第２固定電極と可動電極との間の静電容量を適切に調節することができる。従って、可動電極の動きに対応した信号を省スペースで正確に生成できる。

本発明は、基板の同一面に配された、固定電極とＧＮＤ電極とを含む固定部材と、基板と所定の間隔を設けて対向配置され、基板に接離可能な可動電極を含む可動部材と、固定電極とＧＮＤ電極とに電気的に接続された制御部と、を備え、固定電極と可動電極とが第１キャパシタを形成し、可動電極とＧＮＤ電極とが第２キャパシタを形成し、制御部が、固定電極からの入力に基づいて、固定電極とＧＮＤ電極との間に直列接続された第１キャパシタと第２キャパシタとの静電容量の変化に対応した信号を生成する信号生成部を含む、入力装置である。

この構成によれば、固定電極と可動電極とが第１キャパシタを形成し、可動電極とＧＮＤ電極とが第２キャパシタを形成し、制御部の信号生成部が、固定電極からの入力に基づいて、固定電極とＧＮＤ電極との間に直列接続された第１キャパシタと第２キャパシタとの静電容量の変化に対応した信号を生成することにより、可動電極と固定電極との僅かな距離の変化に対応した静電容量の変化として、正確に検出できる。

本発明によれば、可動部材と固定部材との距離の変化を、静電容量の変化から省スペースで正確に検出できる。

本発明の第１実施形態の入力装置の斜視図である。 制御部を除く、図１に示す入力装置の分解斜視図である。 制御部を除く、図１に示す入力装置の平面図である。 図３の４−４線における入力装置の断面図である。 図１に示す入力装置の電気的な接続を示すブロック図である。 本発明の第１実施形態の入力装置の断面図である。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態に係る入力装置について説明する。図１は、本実施形態の入力装置１００の斜視図である。図１において、制御部１３０はブロック図として描かれている。図２は、制御部１３０を除いた、図１に示す入力装置１００の分解斜視図である。図３は、制御部１３０を除いた、図１に示す入力装置１００の平面図である。図４は、図３の４−４線における入力装置１００の断面図である。

図１に示すように、入力装置１００は、固定部材１１０と、この固定部材１１０に対して可動可能に配設された可動部材１２０と、この可動部材１２０を図示しない指等の押圧操作によって生じる容量変化を電気的に生成する制御部１３０とを含んでいる。入力装置１００は、固定部材１１０に対して相対的に可動部材１２０が押されたことを、静電容量の変化に基づいて検出する押ボタン式入力装置である。このように静電容量を利用するので、機械式に比べて、押ボタンの小さな移動量を検出しやすい。

以下の説明において、可動部材１２０が移動する方向をｚ方向として規定する。ｚ方向は、互いに反対を向くｚ１方向とｚ２方向とにより構成される。可動部材１２０は、外部から操作体に押圧されてｚ２方向に移動し、操作体からの力が解除されるとｚ１方向に弾性的に復帰する。ｚ方向は、説明の便宜上規定されるのであり、実際の設置方向を限定しない。

（固定部材）
図２に示すように、固定部材１１０は、基板１５１と、この基板１５１に取付けられた案内部１５２とを含む。基板１５１は、絶縁性の複数の板状の層からなる回路基板であり、ｚ１方向を臨む上面１５３aと、ｚ２方向を臨む下面１５３ｂを互いに対向してもつ。上面１５３ａ、下面１５３ｂは、それぞれｚ方向に対して直交する水平面である。案内部１５２は、絶縁性の円筒状部材であり、基板１５１の上面１５３ａからｚ１方向に立設されている。案内部１５２は、基板１５１の上面１５３ａからｚ１方向に円柱状に延在する収容空間１５４を画定する。収容空間１５４は、ｚ１方向に開口している。

図２に示すように、固定部材１１０は、さらに、基板１５１の上面１５３ａに配された第１固定電極１６０、第２固定電極１７０と、これら第１固定電極１６０と第２固定電極１７０の内部側の同じ層面上に配された第１アクティブシールド１８１、第２アクティブシールド１８２と、さらに第１アクティブシールド１８１と第２アクティブシールド１８３の下側（下面１５３ｂ側）の層に配された第１固定シールド１８３と、下面１５３ｂに配された第２固定シールド１８４を含む。

第１固定電極１６０と第１固定シールド１８３との間に生じる容量結合、及び、第１固定電極１６０と第２固定シールド１８４との間に生じる容量結合を抑制及び消滅させるため、第１アクティブシールド１８１及び第２アクティブシールド１８３が設けられる。ここで、アクティブシールドとは、固定電極と電気的に絶縁している（電気的に短絡していない）が、固定電極と同電圧の導電パターンをいう。

図２に示すように、第１固定電極１６０は、基板１５１上にて、円盤形状の電極パターンを構成する。図４に示すように、第１固定電極１６０は、収容空間１５４内において、基板１５１の上面１５３ａに沿って配設されている。第１固定電極１６０は、ｚ１方向を臨む第１固定面１６１をもつ。第１固定面１６１は、ｚ方向に対して直交する。図３に示すように、第１固定面１６１は、略円形の第１外縁１６２をもち、第１外縁１６２内に延在する。第１固定電極１６０は、第１固定面１６１をｚ２方向に所定の厚さ延在させた形状をもつ。

図２に示すように、第２固定電極１７０は、基板１５１上にて、環形状をした電極パターンを構成する。図４に示すように、第２固定電極１７０は、収容空間１５４内において、上面１５３ａに沿って配設されている。第２固定電極１７０は、第１固定電極１６０の中心点を同じくして、第１固定電極１６０の外側に延在している。第２固定電極１７０は、ｚ１方向を臨む第２固定面１７１をもつ。第２固定面１７１は、ｚ方向に対して直交する。図３に示すように、第２固定面１７１は、略円形の内縁１７２と略円形の第２外縁１７３とをもち、第１固定面１６１の外側において、内縁１７２と第２外縁１７３との間に延在する。第２固定電極１７０は、第２固定面１７１をｚ２方向に所定の厚さ延在させた形状をもつ。

図４に示すように、第１固定面１６１と第２固定面１７１とが略同一の平面に沿って延在する。図３に示すように、第１外縁１６２と内縁１７２と第２外縁１７３とは、略同一の位置に中心をもつ略円形である。第１固定面１６１の面積と第２固定面１７１の面積とが略同一である。第１固定電極１６０と第２固定電極１７０との間は、離間されているので、絶縁されている。

図２に示すように、第１アクティブシールド１８１は、金属製の薄板部材からなるシールドパターンであり、第１固定電極１６０と略同一形状に形成されている。第２アクティブシールド１８２は、金属製の薄板部材であり、第２固定電極１７０と同一形状に形成されている。第１アクティブシールド１８１と第２アクティブシールド１８２とは、いずれも、基板１５１内に、第１固定電極１６０及び第２固定電極１７０から離間して配設されている。図４に示すように、第１アクティブシールド１８１は、第１固定電極１６０をｚ２方向（上面１５３ａから下面１５３ｂの方向）に平行移動させた位置に配設されている。第２アクティブシールド１８２は、第２固定電極１７０をｚ２方向に平行移動させた位置に配設されている。

図２に示すように、第１固定シールド１８３及び第２固定シールド１８４は、いずれも、金属製の薄板部材であり、ｚ方向に直交する平面に沿って延在する。図４に示すように、第１固定シールド１８３は、基板１５１内において、第１アクティブシールド１８１及び第２アクティブシールド１８２から、ｚ２方向に離間して配設されている。第２固定シールド１８４は、基板１５１内において、第１アクティブシールド１８１から離間して配設されている。ｚ２方向にみたとき、第１固定シールド１８３及び第２固定シールド１８４の外縁は、図３に示す第２外縁１７３に重なる。

なお、本実施形態において、第１固定電極１６０と第２固定電極１７０とのいずれか一方がＧＮＤ（グランド）電極になる。第２固定電極１７０がＧＮＤ電極となった場合、第１固定電極１６０が固定電極として容量検出する機能を有する。第２固定電極１７０の下層にある第２アクティブシールド１８２は、アクティブシールドでなく固定シールドであっても良い。

（可動部材）
図２に示すように、可動部材１２０は、押ボタン１２１と可動電極１２２とを含む。押ボタン１２１は、絶縁性の円柱状部材である。押ボタン１２１は、図４に示すように、収容空間１５４内で案内部１５２の内面に沿ってｚ方向に摺動可能に配設されている。押ボタン１２１は、ｚ２方向を臨む下面１２３をもつ。下面１２３は、ｚ方向に対して直交する。

図２に示すように、可動電極１２２は、金属製の薄板部材であり、円盤形状をした電極パターンを構成する。図４に示すように、可動電極１２２は、収容空間１５４内において、押ボタン１２１の下面１２３に沿って配設されている。可動電極１２２は、ｚ２方向を臨む可動面１２４をもつ。可動面１２４は、ｚ方向に対して直交する。可動面１２４は、略円形である。ｚ２方向にみたとき、可動面１２４の外縁は、図３に示す第２外縁１７３に重なる。可動電極１２２は、可動面１２４をｚ１方向に所定の厚さ延在させた形状をもつ。

可動電極１２２は、第１固定電極１６０と第２固定電極１７０とに対してｚ方向に対向配置されている。可動面１２４と、第１固定面１６１及び第２固定面１７１とは、離間して平行に配設されている。可動電極１２２と第１固定電極１６０とのｚ方向の距離は、可動電極１２２と第２固定電極１７０とのｚ方向の距離に等しく、以下、電極間距離と称する。可動面１２４は、第１固定面１６１と第２固定面１７１との全体に対向配置されている。第１固定面１６１と可動面１２４との対向方向は、第１固定面１６１及び可動面１２４に直交する方向であり、ｚ方向に等しい。第２固定面１７１と可動面１２４との対向方向は、第２固定面１７１に可動面１２４に直交する方向であり、ｚ方向に等しい。

（支持部材）
図２に示すように、支持部材１４０は、弾性をもつ円柱形状の絶縁部材である。図４に示すように、支持部材１４０は、第１固定電極１６０と可動電極１２２との間、及び第２固定電極１７０と可動電極１２２との間に配設されている。支持部材１４０は、可動部材１２０を固定部材１１０に対してｚ方向に沿って相対的に移動可能に支持する。言い換えると、図４に示すように、固定部材１１０に対する可動部材１２０の相対的な移動方向は、第１固定面１６１と可動面１２４との対向方向（ｚ方向）であり、第２固定面１７１と可動面１２４との対向方向（ｚ方向）でもある。

（電気的な接続）
図５は、入力装置１００の電気的な接続を示すブロック図である。第１固定電極１６０と可動電極１２２とが、第１キャパシタ１９１を形成している。第２固定電極１７０と可動電極１２２とが、第２キャパシタ１９２を形成している。第１キャパシタ１９１の静電容量は、製造時に、電極間距離、第１固定電極１６０と可動電極１２２との対向面積、及び支持部材１４０の誘電率を適宜選択することにより決定される。第２キャパシタ１９２の静電容量は、製造時に、第２固定電極１７０と可動電極１２２との距離、第２固定電極１７０と可動電極１２２との対向面積、及び支持部材１４０の誘電率を適宜選択することにより決定される。本実施形態では、第１キャパシタ１９１の静電容量と第２キャパシタ１９２の静電容量とが、同一である。

制御部１３０は、信号生成部１３１とシールド制御部１３２とを含む。

信号生成部１３１は、第１固定電極１６０と第２固定電極１７０とに電気的に接続されている。信号生成部１３１は、第１固定電極１６０と第２固定電極１７０とからの入力に基づいて、第１固定電極１６０と第２固定電極１７０との間に直列接続された第１キャパシタ１９１と第２キャパシタ１９２との合計の静電容量の変化に対応した信号を生成する。信号生成部１３１は、例えば、静電容量式のタッチセンサで静電容量を検出する回路と同様の構成により実現される。本実施形態では、第２固定電極１７０がグランドに接続される。他の例において、第１固定電極１６０がグランドに接続されてもよい。

シールド制御部１３２は、第１固定電極１６０、第２固定電極１７０、第１アクティブシールド１８１、及び第２アクティブシールド１８２に電気的に接続されている。シールド制御部１３２は、第１固定電極１６０と第１アクティブシールド１８１とが略同電圧となるように、第１アクティブシールド１８１に電圧を印加する。シールド制御部１３２は、第２固定電極１７０と第２アクティブシールド１８２とが略同電圧となるように、第２アクティブシールド１８２に電圧を印加する。その結果、第１キャパシタ１９１及び第２キャパシタ１９２に対して、外部からノイズが入りにくい。シールド制御部１３２は、例えば、ボルテージフォロア回路により実現される。なお、第２固定電極１７０がグランドに接続されているので、第２アクティブシールド１８２は、シールド制御部１３２により能動的に変化させずに、グランドに接続されてもよい。

図４に示す第１固定シールド１８３及び第２固定シールド１８４は、グランドに接続されている。その結果、第１キャパシタ１９１及び第２キャパシタ１９２に対して、外部からノイズが入りにくい。

制御部１３０から第１固定電極１６０、第２固定電極１７０、第１アクティブシールド１８１、及び第２アクティブシールド１８２までの配線は、基板１５１内に適宜形成される。制御部１３０は、配線によって可動電極１２２に接続されていない。

（動作）
図４に示すように、押ボタン１２１に指等の外部からの力が印加されていない場合、支持部材１４０の弾性力によって、電極間距離が所定の距離に保たれている。押ボタン１２１に外部からｚ２方向の力が印加されると、支持部材１４０が変形することにより、電極間距離が小さくなる。押ボタン１２１に印加される力が解除されると、支持部材１４０が弾性的に復帰することにより、電極間距離が所定の距離に戻る。押ボタン１２１の移動距離は、例えば、０．１ｍｍ〜０．２ｍｍ程度である。

電極間距離が変わると、図５に示す第１キャパシタ１９１及び第２キャパシタ１９２の両方の静電容量が変化する。信号生成部１３１は、第１キャパシタ１９１及び第２キャパシタ１９２の合計の静電容量の変化に対応した信号を出力する。信号生成部１３１は、合計の静電容量の大きさに比例した信号を出力してもよく、合計の静電容量に応じて段階的に異なる信号を出力してもよく、押ボタン１２１が押されたか押されていないかの２値信号を出力してもよい。信号生成部１３１は、外部回路に出力されて、例えば、車の制御に使用される。

（まとめ）
本実施形態によれば、信号生成部１３１と可動電極１２２との間の配線が必要ないので、可動電極１２２の動きに対応した信号を、省スペースかつ簡単な構成で生成できる。さらに、信号生成部１３１と可動電極１２２との間の配線によるノイズがないので、可動電極１２２の動きを正確に検知して信号を生成できる。さらに、可動電極１２２を第１固定電極１６０及び第２固定電極１７０に向けて所定方向に動かす構成なので、可動電極１２２の動きに対応した信号を省スペースで生成できる。

本実施形態によれば、第１固定面１６１と第２固定面１７１とのいずれかを円形以外にする場合に比べて、外部からのノイズの影響をうけにくい。例えば、第１固定面１６１と第２固定面１７１との何れかが多角形である場合、多角形の対角線部分がアンテナとなって外部からの影響を受けやすい。第１固定面１６１及び第２固定面１７１を多角形とするよりも円形にしたほうが、必ずアンテナが短くなるためノイズの影響を受けにくい。このように本構成によれば、第１固定面１６１及び第２固定面１７１に角となる部分がないので外部からのノイズの影響を受けにくい。

本実施形態によれば、第１固定面１６１の面積と第２固定面１７１の面積とが略同一であるので、第１キャパシタ１９１の静電容量と第２キャパシタ１９２の静電容量とが略同一となり、面積が異なる場合に比べてノイズが少ない。

本実施形態によれば、可動面１２４を円形以外にする場合に比べて、外部からのノイズの影響をうけにくい。例えば、可動面１２４が多角形である場合、多角形の対角線部分がアンテナとなって外部からの影響を受けやすい。本構成によれば、可動面１２４を多角形とするよりも円形にしたほうが、必ずアンテナが短くなるためノイズの影響を受けにくい。このように可動面１２４に角となる部分がないので外部からのノイズの影響を受けにくい。

本実施形態によれば、弾性をもつ絶縁部材である支持部材１４０を、第１固定電極１６０と可動電極１２２との間に配設するので、他の位置に支持部材１４０を配設する場合に比べて、省スペース化することができる。さらに、製造時に第１固定電極１６０と可動電極１２２との間の支持部材１４０を選択することにより、第１固定電極１６０と可動電極１２２との間の静電容量を適切に調節することができる。従って、可動電極１２２の動きに対応した信号を省スペースで正確に生成できる。

本実施形態によれば、弾性をもつ絶縁部材である支持部材１４０を、第２固定電極１７０と可動電極１２２との間に配設するので、他の位置に支持部材１４０を配設する場合に比べて、省スペース化することができる。さらに、製造時に第２固定電極１７０と可動電極１２２との間の支持部材１４０を選択することにより、第２固定電極１７０と可動電極１２２との間の静電容量を適切に調節することができる。従って、可動電極１２２の動きに対応した信号を省スペースで正確に生成できる。

なお、他の例において、支持部材１４０は、第１固定電極１６０と可動電極１２２との間に存在し、かつ、第２固定電極１７０と可動電極１２２との間に存在しなくてもよい。支持部材１４０は、第１固定電極１６０と可動電極１２２との間に存在せず、かつ、第２固定電極１７０と可動電極１２２との間に存在してもよい。第１固定電極１６０と可動電極１２２との間の支持部材１４０は、第１固定電極１６０と可動電極１２２との間の一部に存在してもよい。第２固定電極１７０と可動電極１２２との間の支持部材１４０は、第２固定電極１７０と可動電極１２２との間の一部に存在してもよい。

また、基板１５１の同一面に配された、第１固定電極１６０とＧＮＤ電極（第２固定電極）１７０とを含む固定部材１１０と、基板１５１と所定の間隔を設けて対向配置され、基板１５１に接離可能な可動電極１２２を含む可動部材１２０と、第１固定電極１６０とＧＮＤ電極１７０とに電気的に接続された制御部１３０と、を備え、第１固定電極１６０と可動電極１２２とが第１キャパシタ１９１（静電容量Ｃ１）を形成し、可動電極１２２とＧＮＤ電極１７０とが第２キャパシタ１９２（静電容量Ｃ２）を形成し、制御部１３０が、第１固定電極１６０から検出のための入力信号に基づいて、第１固定電極１６０とＧＮＤ電極１７０との間に直列接続された第１キャパシタ１９１の静電容量Ｃ１と第２キャパシタ１９２の静電容量Ｃ２との合成した静電容量（Ｃ＝（Ｃ１＊Ｃ２）／（Ｃ１＋Ｃ２）の変化に対応した信号を生成する信号生成部１３１を含んでいる。このように２つに静電容量を分けたことにより、オープン電極としての可動電極１２２がレンジとしての電圧のなまり（電圧波形のシャープさ）となるゲインエラーを改善することができ、検出精度を高めることができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態の入力装置について説明する。図６は、本実施形態の入力装置２００の断面図である。図６の断面は、第１実施形態における図４の断面に対応する。以下、第１実施形態の入力装置１００（図４）と本実施形態の入力装置２００との相違点を中心に説明する。図１〜図５の第１実施形態の入力装置１００では、各構成要素の百の位が１で表されており、図６の第２実施形態の入力装置２００では、各構成要素の百の位が２で表されている。百の位のみが異なる構成要素は、それぞれ、同様の構成要素を表す。

本実施形態の支持部材２４０は、第１実施形態の支持部材１４０と異なる位置に配設されている。支持部材２４０は、収容空間２５４において、可動電極２２２、第１固定電極２６０、及び第２固定電極２７０に接触しない。支持部材２４０は、収容空間２５４において、可動電極２２２、第１固定電極２６０、及び第２固定電極２７０の周囲に環状に配設されている。支持部材２４０は、押ボタン２２１と基板２５１とに直接接触しており、押ボタン２２１が押されたときに弾性的に変形する。

本実施形態によれば、支持部材２４０の配設位置による効果を除いて、第１実施形態と同様の効果が得られる。可動電極２２２、第１固定電極２６０、及び第２固定電極２７０により規定される静電容量をどのような値に設定するか、収容空間２５４に本実施形態の支持部材２４０を配設する位置があるかなどの要因に応じて、第１実施形態の支持部材１４０の位置、本実施形態の支持部材２４０の位置、または他の位置を選択して、支持部材２４０を配設することができる。

本発明は上述した実施形態には限定されない。すなわち、当業者は、本発明の技術的範囲またはその均等の範囲内において、上述した実施形態の構成要素に関し、様々な変更、コンビネーション、サブコンビネーション、並びに代替を行ってもよい。

本発明は、可動部材と固定部材との距離の変化を、静電容量の変化から検出する押ボタン式の入力装置に適用可能である。入力装置は、例えば、車、電車、航空機、船舶、無人機、宇宙船などの操作パネルに使用できる。

１００、２００…入力装置
１１０、２１０…固定部材
１２０、２２０…可動部材
１２１、２２１…押ボタン
１２２、２２２…可動電極
１２３、２２３…下面
１２４、２２４…可動面
１３０…制御部
１３１…信号生成部
１３２…シールド制御部
１４０、２４０…支持部材
１５１、２５１…基板
１５２、２５２…案内部
１５３ａ、２５３ａ…上面
１５３ｂ、２５３ｂ…上面
１５４、２５４…収容空間
１６０、２６０…第１固定電極
１６１、２６１…第１固定面
１６２…第１外縁
１７０、２７０…第２固定電極
１７１、２７１…第２固定面
１７２…内縁
１７３…第２外縁
１８１、２８１…第１アクティブシールド
１８２、２８２…第２アクティブシールド
１８３、２８３…第１固定シールド
１８４、２８４…第２固定シールド
１９１…第１キャパシタ
１９２…第２キャパシタ

Claims (8)

1. 第１固定電極と第２固定電極とを含む固定部材と、
   前記第１固定電極と前記第２固定電極とに対向する可動電極を含む可動部材と、
   前記可動部材を前記固定部材に対して相対的に移動可能に支持する支持部材と、
   前記第１固定電極と前記第２固定電極とに電気的に接続された制御部と、
   を備え、
   前記第１固定電極と前記可動電極とが第１キャパシタを形成し、
   前記第２固定電極と前記可動電極とが第２キャパシタを形成し、
   前記制御部が、前記第１固定電極と前記第２固定電極とからの入力に基づいて、前記第１固定電極と前記第２固定電極との間に直列接続された前記第１キャパシタと前記第２キャパシタとの静電容量の変化に対応した信号を生成する信号生成部を含む、
   入力装置。
2. 前記可動電極が、前記第１固定電極と前記第２固定電極とに対して所定方向に対向配置されており、
   前記支持部材が、前記可動部材を前記固定部材に対して前記所定方向に沿って相対的に移動可能に支持する、
   請求項１に記載の入力装置。
3. 前記第１固定電極が、前記可動電極に対向配置された第１固定面をもち、
   前記第２固定電極が、前記可動電極に対向配置された第２固定面をもち、
   前記第１固定面と前記第２固定面とが略同一の平面に沿って延在し、
   前記第１固定面が、第１外縁をもち、
   前記第２固定面が、内縁と第２外縁とをもち、
   前記第２固定面が、前記第１外縁の外側において前記内縁と前記第２外縁との間に延在し、
   前記第１外縁と前記内縁と前記第２外縁とが、略同一の位置に中心をもつ略円形である、
   請求項２に記載の入力装置。
4. 前記第１固定面の面積と前記第２固定面の面積とが略同一であり、
   前記可動電極が、前記第１固定面と前記第２固定面との全体に対向配置されている、
   請求項３に記載の入力装置。
5. 前記可動電極が、前記第１固定面と前記第２固定面との全体に対向配置された略円形の可動面をもつ、
   請求項２乃至請求項４のいずれか一項に記載の入力装置。
6. 前記支持部材が、弾性をもつ絶縁部材であり、
   前記支持部材が、前記第１固定電極と前記可動電極との間に配設されている、
   請求項２乃至請求項５のいずれか一項に記載の入力装置。
7. 前記支持部材が、弾性をもつ絶縁部材であり、
   前記支持部材が、前記第２固定電極と前記可動電極との間に配設されている、
   請求項２乃至請求項６のいずれか一項に記載の入力装置。
8. 基板の同一面に配された、固定電極とＧＮＤ電極とを含む固定部材と、
   前記基板と所定の間隔を設けて対向配置され、前記基板に接離可能な可動電極を含む可動部材と、
   前記固定電極と前記ＧＮＤ電極とに電気的に接続された制御部と、
   を備え、
   前記固定電極と前記可動電極とが第１キャパシタを形成し、
   前記可動電極と前記ＧＮＤ電極とが第２キャパシタを形成し、
   前記制御部が、前記固定電極からの入力に基づいて、前記固定電極と前記ＧＮＤ電極との間に直列接続された前記第１キャパシタと前記第２キャパシタとの静電容量の変化に対応した信号を生成する信号生成部を含む、
   入力装置。

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