JP6288073B2 - センサ装置、入力装置および電子機器 - Google Patents

センサ装置、入力装置および電子機器 Download PDF

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Description

本技術は、入力操作を静電的に検出することが可能なセンサ装置、入力装置および電子機器に関する。
電子機器用のセンサ装置として、例えば容量素子を備え、入力操作面に対する操作子の操作位置と押圧力とを検出することが可能な構成を有するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０１１−１７０６５９号公報
近年、センサ装置の操作性を向上するために、種々の特性向上が望まれているが、そのうちの１つとして操作感度の向上がある。
以上のような事情に鑑み、本技術の目的は、操作感度を向上することができるセンサ装置、入力装置および電子機器を提供することにある。
上述の課題を解決するために、第１の技術は、
第１の導体層と、
第２の導体層と、
電極基板と、
上記第１の導体層および上記電極基板を離間する複数の第１の構造体と、
上記電極基板および上記第２の導体層を離間する複数の第２の構造体と
を備え、
上記第１の導体層および上記電極基板は可撓性を有し、
上記電極基板は、上記第１の導体層および上記第２の導体層各々との距離の変化を静電的に検出することが可能であり、
上記電極基板は、複数の第１の電極と、該複数の第１の電極と交差する複数の第２の電極とを含み、
上記第１の電極および上記第２の電極の少なくとも一方は、複数のサブ電極を含んでいるセンサ装置である。
第１の技術のセンサ装置によれば、第１の導体層上から押圧した際に第１の導体層と電極基板との間の相対距離が変化し、その距離の変化に基づいて押圧などの入力操作を静電的に検出することが可能となる。また、第１の電極および第２の電極の少なくとも一方が複数のサブ電極を含んでいるので、押圧などの入力操作前後における静電容量の差を増大させることができる。したがって、操作感度を向上することができる。
また、第１の技術のセンサ装置は、第１の導体層に対向して設けられた第２の導体層と、電極基板および第２の導体層を離間する複数の第２の構造体とをさらに備え、電極基板は、可撓性を有している。
これにより、第１の導体層上から押圧した際に第１および第２の導体層各々と電極基板との間の相対距離がそれぞれ変化し、その距離の変化に基づいて押圧などの入力操作を静電的に検出することが可能となる。したがって、入力操作に対する静電容量の変化量を大きくすることができ、検出感度を高めることが可能となる。また、これにより、意識的な押圧操作のみならず接触操作時の微小な押圧力も検出可能となり、タッチセンサとしても使用することが可能となる。
また、第１の技術のセンサ装置は、操作子と電極基板の各電極とが直接容量結合する構成ではなく、第１の導体層を介して入力操作を行うため、手袋を装着した指や先の細いスタイラスなどの操作子を用いた場合であっても、精度よく入力操作を検出することが可能となる。
電極基板は、複数の第１の電極と複数の第２の電極との交差領域に各々形成され、第１および第２の導体層各々との相対距離に応じて容量が可変の複数の検出部を含んでいてもよい。
これにより、第１および第２の電極間の静電容量変化量に基づいて検出を行う、いわゆる相互キャパシタンス方式で入力操作の検出が可能となる。したがって、マルチタッチ操作における２点以上の同時検出も容易となる。
第２の技術は、
導体層を含む、操作部材と、
電極基板と、
操作部材および電極基板を離間する複数の第１の構造体と、
を備え、
第１の導体層および電極基板の少なくとも一方は可撓性を有し、
電極基板は、複数の第１の電極と、該複数の第１の電極と交差する複数の第２の電極とを含み、
第１の電極および第２の電極の少なくとも一方は、複数のサブ電極を含んでいる入力装置である。
第２の技術の入力装置によれば、操作部材上から押圧した際に操作部材と電極基板との間の相対距離が変化し、その距離の変化に基づいて押圧などの入力操作を静電的に検出することが可能となる。また、第１の電極および第２の電極の少なくとも一方が複数のサブ電極を含んでいるので、押圧などの入力操作前後における静電容量の差を増大させることができる。したがって、操作感度を向上することができる。
また、第２の技術の入力装置は、操作部材に対向して設けられた導体層と、電極基板および導体層を離間する複数の第２の構造体とをさらに備え、電極基板は、可撓性を有していることが好ましい。
これにより、操作部材上から押圧した際に操作部材および導体層各々と電極基板との間の相対距離がそれぞれ変化し、その距離の変化に基づいて押圧などの入力操作を静電的に検出することが可能となる。したがって、入力操作に基づく静電容量の変化量を大きくすることができ、検出感度を高めることが可能となる。これにより、入力装置は、意識的な押圧操作のみならず、接触操作時の微小な押圧力も検出可能となり、タッチセンサを備えた入力装置としても使用することが可能となる。
操作部材は、金属膜を含み、
検出基板は、金属膜と導体層との距離の変化をそれぞれ静電的に検出するようにしてもよい。
これにより、操作子と電極基板の各電極とが直接容量結合する構成ではなく、金属膜を介して入力操作を行うため、手袋を装着した指や先の細いスタイラスなどの操作子を用いた場合でも、精度よく入力操作を検出することが可能となる。
さらに、操作部材は、表示部を含んでもよい。
上述の通り入力装置は、操作子との電極基板の各電極とが直接容量結合する構成ではないため、電極基板と操作子との間に導体材料を含む表示部が配置された場合であっても、精度よく入力操作を検出することができる。すなわち、表示部の裏面にセンサ装置を配置した構成とすることができ、表示部の表示品質の劣化を抑制することができる。
操作部材は、複数のキー領域を含んでもよい。
これにより、入力装置をキーボード装置として適用することができる。
また、電極基板は、複数の第１の電極と複数の第２の電極との交差領域に各々形成され、導体層との相対距離に応じて容量が可変の複数の検出部をさらに有してもよい。
さらに、電極基板に電気的に接続され、複数の検出部の静電容量の変化に基づいて複数のキー領域各々に応じた信号を生成することが可能な制御部をさらに具備してもよい。
これにより、入力装置は、制御部により、入力操作が行われたキー領域に対応する制御を行うことができる。
複数の第２の構造体各々は、複数のキー領域間の境界に沿って配置されてもよい。
これにより、各キー領域が空間部と対向する構成とすることができる。したがって、キー領域内への入力操作により、操作部材と電極基板との間の距離を容易に変化させることができ、当該入力操作の検出感度を高めることができる。
第３の技術は、
第１の導体層と、
第２の導体層と、
電極基板と、
第１の導体層および電極基板を離間する複数の第１の構造体と、
電極基板および第２の導体層を離間する複数の第２の構造体と
を備え、
第１の導体層および電極基板は可撓性を有し、
第２の導体層は、段差部を有し、
電極基板は、複数の第１の電極と、該複数の第１の電極と交差する複数の第２の電極とを含み、
第１の電極および第２の電極の少なくとも一方は、複数のサブ電極を含んでいるセンサ装置である。
第４の技術は、
第１の導体層と、
第２の導体層と、
電極基板と、
第１の導体層および電極基板を離間する複数の第１の構造体と、
電極基板および第２の導体層を離間する複数の第２の構造体と
を備え、
第１の導体層および電極基板は可撓性を有し、
第２の導体層は、複数の開口を有しており、
開口は、第２の構造体と対向しない領域、またはグループを構成する第２の構造体のいずれのものとも対向しない領域に配置されており、
電極基板は、複数の第１の電極と、該複数の第１の電極と交差する複数の第２の電極とを含み、
第１の電極および第２の電極の少なくとも一方は、複数のサブ電極を含んでいるセンサ装置である。
第５の技術は、
第１の導体層と、
第２の導体層と、
電極基板と、
第１の導体層および電極基板を離間する複数の第１の構造体と、
電極基板および第２の導体層を離間する複数の第２の構造体と
を備え、
第１の導体層および電極基板は可撓性を有し、
電極基板は、複数の第１の電極と、該複数の第１の電極と交差する複数の第２の電極とを含み、
電極基板は、複数の第１の電極と複数の第２の電極との交差部に各々形成された複数の検出部を含み、
第１の電極および第２の電極の少なくとも一方は、複数のサブ電極を含み、
第２の導体層は、複数の開口を有しており、
開口は、検出部と対向しない領域に配置されているセンサ装置である。
以上のように、本技術によれば、操作感度を向上することができる。
図１は、本技術の第１の実施形態に係る入力装置の一構成例を示す概略断面図である。 図２は、本技術の第１の実施形態に係る入力装置の一構成例を示す分解斜視図である。 図３は、本技術の第１の実施形態に係る入力装置の要部の一構成例を示す概略断面図である。 図４は、本技術の第１の実施形態に係る入力装置を用いた電子機器の一構成例を示すブロック図である。 図５Ａは、本技術の第１の実施形態に係る入力装置に係る導体層の構成例を示す概略断面図である。図５Ｂは、導体層の変形例を示す概略断面図である。図５Ｃは、導体層の変形例を示す概略断面図である。図５Ｄは、導体層の変形例を示す概略断面図である。図５Ｅは、導体層の変形例を示す概略断面図である。 図６Ａは、本技術の第１の実施形態に係る入力装置に係る検出部の構成を説明するための模式的な断面図である。図６Ｂは、検出部の変形例の構成を説明するための模式的な断面図である。 図７Ａは、本技術の第１の実施形態に係る入力装置に係る第１の支持体の形成方法の一例を示す概略断面図である。図７Ｂは、第１の支持体の形成方法の一例を示す概略断面図である。図７Ｃは、第１の支持体の形成方法の一例を示す概略断面図である。 図８は、本技術の第１の実施形態に係る入力装置に係る第２の支持体の形成方法の一例を示す概略断面図である。 図９Ａは、第１または第２の支持体の形成方法の変形例を示す概略断面図である。図９Ｂは、第１または第２の支持体の形成方法の変形例を示す概略断面図である。 図１０Ａは、第１および第２の電極線の配置例を示す概略図である。図１０Ｂは、第１および第２の電極線の一構成例を示す概略図である。図１０Ｃは、単位検出領域を説明するための概略図である。 図１１Ａは、第１および第２の構造体と、第１の電極線（Ｙ電極）および第２の電極線（Ｘ電極）との配置例を示す模式的な平面図である。図１１Ｂは、第１および第２の構造体と、第１の電極線（Ｙ電極）および第２の電極線（Ｘ電極）との他の配置例を示す模式的な平面図である。 図１２は、操作子により入力装置の第１の面の点をＺ軸方向下方へ押圧した際に、第１および第２の構造体へ付加される力の様子を示す概略断面図である。 図１３Ａ、図１３Ｂは、第１および第２の電極をサブ電極により構成することで得られる利点を説明するための図である。 図１４Ａ、図１４Ｂは、第１および第２の電極をサブ電極により構成することで得られる利点を説明するための図である。 図１５は、第１の面の第１の構造体上の点が操作子による操作を受けたときの入力装置の態様を示す模式的な要部断面図と、そのときの各検出部の容量変化量の一例を示す図である。 図１６は、第１の面の第１の空間部上の点が操作子による操作を受けたときの入力装置の態様を示す模式的な要部断面図と、そのときの各検出部の容量変化量の一例を示す図である。 図１７は、第１の面がスタイラスによる操作を受けたときの入力装置の態様を示す模式的な要部断面図と、そのときの各検出部の容量変化量の一例を示す図である。 図１８は、第１の面が指による操作を受けたときの入力装置の態様を示す模式的な要部断面図と、そのときの各検出部の容量変化量の一例を示す図である。 図１９Ａは、理想的な容量変化率分布を示す図である。図１９Ｂは、実際の容量変化率分布を示す図である。 図２０Ａは、本技術の第１の実施形態に係る入力装置の電子機器への実装例を示す概略断面図である。図２０Ｂは、本技術の第１の実施形態に係る入力装置の電子機器への実装例の第１の変形例を示す概略断面図である。図２０Ｃは、本技術の第１の実施形態に係る入力装置の電子機器への実装例の第２の変形例を示す概略断面図である。 図２１Ａは、第１の電極線の変形例を示す平面図である。図２１Ｂは、第２の電極線の変形例を示す平面図である。 図２２（Ａ）〜図２２（Ｐ）は、単位電極体の形状例を示す模式図である。 図２３は、本技術の第１の実施形態に係る入力装置の変形例を示す概略断面図である。 図２４は、本技術の第２の実施形態に係る入力装置の一構成例を示す概略断面図である。 図２５Ａ、図２５Ｂは、分裂した２つのピークが容量変化率分布に発生する原因について説明するための概略断面図である。 図２６Ａ、図２６Ｂは、単位検出領域内に第１の構造体を２個以上含むことで、座標計算の精度を改善できる理由について説明するための概略断面図である。 図２７Ａは、対称配置の第１の例を示す平面図である。図２７Ｂは、対称配置の第２の例を示す平面図である。 図２８Ａは、対称配置の第３の例を示す平面図である。図２８Ｂは、対称配置の第４の例を示す平面図である。 図２９Ａは、対称配置の第５の例を示す平面図である。図２９Ｂは、対称配置の第６の例を示す平面図である。 図３０は、本技術の第５の実施形態に係る入力装置の一構成例を示す概略断面図である。 図３１Ａは、本技術の第５の実施形態に係る入力装置に係る操作部材の一構成例を示す概略断面図である。図３１Ｂは、操作部材の変形例を示す概略断面図である。 図３２は、本技術の第６の実施形態に係る入力装置が組み込まれた電子機器の一構成例を示す概略断面図である。 図３３Ａ、図３３Ｂは、試験例１−１〜１−７におけるシミュレーションの条件を示す概略図である。 図３４Ａは、試験例１−１−１〜１−１−７のシミュレーションの結果を示す図である。図３４Ｂは、試験例１−２−１〜１−２−７のシミュレーションの結果を示す図である。 図３５Ａは、試験例１−３−１〜１−３−６のシミュレーションの結果を示す図である。図３５Ｂは、試験例１−４−１〜１−４−６のシミュレーションの結果を示す図である。 図３６Ａ、図３６Ｂは、試験例１−５−１〜１−５−４におけるシミュレーションの条件を示す概略図である。 図３７Ａは、試験例１−５−１〜１−５−４のシミュレーションの結果を示す図である。図３７Ｂは、試験例１−６−１〜１−６−４のシミュレーションの結果を示す図である。 図３８Ａは、試験例２−１におけるシミュレーションの条件を示す概略図である。図３８Ｂは、試験例２−１におけるシミュレーションの条件を示す概略図である。 図３９Ａは、試験例２−１におけるシミュレーションの条件を示す概略図である。図３９Ｂは、試験例２−２におけるシミュレーションの条件を示す概略図である。 図４０Ａは、試験例２−１のシミュレーションの結果を示す図である。図４０Ｂは、試験例２−１〜２−５のシミュレーションの結果を示す図である。 図４１は、図４０Ｂの一部を拡大して表した図である。 図４２は、試験例２−１〜２−５のシミュレーションの結果を示す図である。 図４３は、試験例３−１〜３−５のシミュレーションの結果を示す図である。 図４４Ａ、図４４Ｂは、単位検出領域内に第１の構造体を２個以上含むことで、座標計算の精度を改善できる理由について説明するための概略断面図である。 図４５Ａは、本技術の第１の実施形態に係る入力装置の変形例を示す概略断面図である。図４５Ｂは、第１の面が指による操作を受けたときの入力装置の態様を示す模式的な要部断面図である。 図４６Ａは、第１および第２の構造体と、第１の電極線（Ｙ電極）および第２の電極線（Ｘ電極）との配置例を示す模式的な平面図である。図４６Ｂは、第１および第２の構造体と、第１の電極線（Ｙ電極）および第２の電極線（Ｘ電極）との他の配置例を示す模式的な平面図である。 図４７Ａは、入力装置の面内方向における複数の開口の配置位置の第１の例を示す平面図である。図４７Ｂは、入力装置の面内方向における複数の開口の配置位置の第２の例を示す平面図である。 図４８は、単位検出領域の各頂部および各頂部の近傍に複数の第２の構造体を配置した例を示す平面図である。 図４９Ａは、入力装置のグランド接続の第１の例を示す概略図である。図４９Ｂは、入力装置のグランド接続の第２の例を示す概略図である。 図５０は、本技術の第１の実施形態に係る入力装置の変形例を示す概略断面図である。 図５１Ａは、円筒状を有する入力装置の形状例を示す斜視図である。図５１Ｂは、図５１ＡのＡ−Ａ線に沿った断面図である。 図５２Ａは、曲面状を有する入力装置の形状例を示す斜視図である。図５２Ｂは、図５１ＡのＡ−Ａ線に沿った断面図である。 図５３Ａは、本技術の第２の実施形態に係る入力装置の構成の一例を示す断面図である。図５３Ｂは、図５３Ａの一部を拡大して表す断面図である。 図５４Ａは、Ｙ電極の構成の一例を示す平面図である。図５４Ｂは、Ｘ電極の構成の一例を示す平面図である。 図５５Ａは、Ｘ電極およびＹ電極の配列の一例を示す平面図である。図５５Ｂは、図５５ＡのＡ−Ａ線に沿った断面図である。 図５６Ａは、本技術の第２の実施形態の変形例に係る入力装置の構成の第１の例を示す断面図である。図５６Ｂは、本技術の第２の実施形態の変形例に係る入力装置の構成の第２の例を示す断面図である。 図５７Ａは、Ｙ電極の構成の第１の例を示す平面図である。図５７Ｂは、Ｘ電極の構成の第１の例を示す平面図である。 図５８Ａは、Ｙ電極の構成の第２の一例を示す平面図である。図５８Ｂは、Ｘ電極の構成の第２の例を示す平面図である。 図５９Ａは、本技術の第３の実施形態に係る入力装置の構成の第１の例を示す断面図である。図５９Ｂは、本技術の第３の実施形態に係る入力装置の構成の第２の例を示す断面図である。 図６０Ａは、本技術の第３の実施形態の変形例１に係る入力装置の構成の第１の例を示す断面図である。図６０Ｂは、本技術の第３の実施形態の変形例１に係る入力装置の構成の第２の例を示す断面図である。 図６１Ａは、本技術の第３の実施形態の変形例２に係る入力装置におけるＸ、Ｙ電極の構成の第１の例を示す平面図である。図６１Ｂは、本技術の第３の実施形態の変形例２に係る入力装置におけるＸ、Ｙ電極の構成の第２の例を示す平面図である。 図６２Ａは、第１の電極線（Ｙ電極）の配置例を示す平面図である。図６２Ｂは、第２の電極線（Ｘ電極）の配置例を示す平面図である。 図６３Ａは、第１の構造体の配置例を示す平面図である。図６３Ｂは、第２の構造体の配置例を示す平面図である。 図６４は、第１および第２の電極線と第１および第２の構造体との配置関係を示す平面図である。 図６５は、第１および第２の構造体の配置例を示す平面図である。
本技術において、センサ装置および入力装置は、例えば、ノート型パーソナルコンピュータ、タッチパネルディスプレイ、タブレット型コンピュータ、携帯電話（例えばスマートフォン）、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、オーディオ機器（例えばポータブルオーディオプレイヤー）、ゲーム機器などの電子機器に適用して好適なものである。
本技術において、導体層は、電気的導電性を有する導電層であればよく、例えば、無機系導電材料を含む無機導電層、有機系導電材料を含む有機導電層、無機系導電性材料および有機系導電材料の両方を含む有機−無機導電層などを用いることが好ましい。
無機系導電材料としては、例えば、金属、金属酸化物などが挙げられる。ここで、金属には、半金属が含まれるものと定義する。金属としては、例えば、銅、銀、金、白金、パラジウム、ニッケル、錫、コバルト、ロジウム、イリジウム、鉄、ルテニウム、オスミウム、マンガン、モリブデン、タングステン、ニオブ、タンテル、チタン、ビスマス、アンチモン、鉛などの金属、またはこれらの合金などが挙げられるが、これに限定されるものではない。金属酸化物としては、例えば、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、酸化亜鉛、酸化インジウム、アンチモン添加酸化錫、フッ素添加酸化錫、アルミニウム添加酸化亜鉛、ガリウム添加酸化亜鉛、シリコン添加酸化亜鉛、酸化亜鉛−酸化錫系、酸化インジウム−酸化錫系、酸化亜鉛−酸化インジウム−酸化マグネシウム系などが挙げられるが、これに限定されるものではない。
有機系導電材料としては、例えば、炭素材料、導電性ポリマーなどが挙げられる。炭素材料としては、例えば、カーボンブラック、炭素繊維、フラーレン、グラフェン、カーボンナノチューブ、カーボンマイクロコイル、ナノホーンなどが挙げられるが、これに限定されるものではない。導電性ポリマーとしては、例えば、置換または無置換のポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、およびこれらから選ばれる１種または２種からなる（共）重合体などを用いることができるが、これに限定されるものではない。
本技術の実施形態について以下の順序で説明する。
１．第１の実施形態（入力装置の例）
２．第２の実施形態（入力装置の例）
３．第３の実施形態（入力装置の例）
４．第４の実施形態（入力装置の例）
５．第５の実施形態（入力装置の例）
６．第６の実施形態（電子機器の例）
＜１ 第１の実施形態＞
図１は本技術の第１の実施形態に係る入力装置１００の一構成例を示す概略断面図、図２は入力装置１００の一構成例を示す分解斜視図、図３は入力装置１００の要部の一構成例を示す概略断面図、図４は入力装置１００を用いた電子機器７０の一構成例を示すブロック図である。以下、本実施形態の入力装置１００の構成について説明する。なお、図中のＸ軸およびＹ軸は相互に直交する方向（入力装置１００の面内方向）を示し、Ｚ軸はＸ軸およびＹ軸に直交する方向（入力装置１００の厚み方向または上下方向）を示している。
［入力装置］
入力装置１００は、ユーザによる操作を受け付けるフレキシブルディスプレイ（表示部）１１と、ユーザの操作を検出するセンサ装置１とを有する。入力装置１００は、例えばフレキシブルなタッチパネルディスプレイとして構成され、後述する電子機器７０に組み込まれる。センサ装置１およびフレキシブルディスプレイ１１は、Ｚ軸に垂直な方向に延びる平板状である。
フレキシブルディスプレイ１１は、第１の面１１０と、第１の面１１０の反対側の第２の面１２０とを有する。フレキシブルディスプレイ１１は、入力装置１００における入力操作部としての機能と、表示部としての機能とを兼ね備える。すなわち、フレキシブルディスプレイ１１は、第１の面１１０を入力操作面および表示面として機能させ、第１の面１１０からユーザによる操作に応じた画像をＺ軸方向上方に向けて表示する。第１の面１１０には、例えばキーボードに対応する画像や、ＧＵＩ（Graphical User Interface）などが表示される。フレキシブルディスプレイ１１に対する操作を行う操作子としては、例えば、図１８に示す指ｆや、図１７に示すスタイラスｓが挙げられる。
フレキシブルディスプレイ１１の具体的な構成は特に限定されない。例えば、フレキシブルディスプレイ１１として、いわゆる電子ペーパー、有機ＥＬ（エレクトロルミネセンス）パネル、無機ＥＬパネル、液晶パネルなどを採用することができる。また、フレキシブルディスプレイ１１の厚みも特に限定されず、例えば０．１ｍｍ〜１ｍｍである。
センサ装置１は、金属膜（第１の導体層（導電層））１２と、導体層（第２の導体層（導電層））５０と、電極基板２０と、第１の支持体３０と、第２の支持体４０を有する。センサ装置１は、フレキシブルディスプレイ１１の第２の面１２０側に配置されている。
金属膜１２は、可撓性を有し、例えば、変形可能なシート状に構成される。導体層５０は、金属膜１２に対向して配置される。電極基板２０は、可撓性を有し、複数の第１の電極線２１０と、複数の第１の電極線２１０に対向して配置されるとともに、複数の第１の電極線２１０と交差する複数の第２の電極線２２０とを有している。電極基板２０は、複数の第１の電極線２１０と交差する複数の第２の電極線２２０とを有している。電極基板２０は、金属膜１２と導体層５０との間に変形可能に配置され、金属膜１２および導体層５０各々との距離の変化を静電的に検出することが可能である。第１の支持体３０は、例えば、金属膜１２と電極基板２０との間を接続する複数の第１の構造体３１０と、複数の第１の構造体３１０の間に形成された第１の空間部３３０とを有する。複数の第１の構造体３１０により金属膜１２と電極基板２０との間が離間される。第２の支持体４０は、例えば、隣り合う複数の第１の構造体３１０間にそれぞれ配置され導体層５０と電極基板２０との間を接続する複数の第２の構造体４１０と、複数の第２の構造体４１０の間に形成された第２の空間部４３０とを有する。複数の第２の構造体４１０により導体層５０と電極基板２０との間が離間される。第１の空間部３３０および第２の空間部４３０に液体やゲルなどの媒質が充填されていてもよい。また、空気以外の気体が充填されていてもよい。
本実施形態に係るセンサ装置１（入力装置１００）は、フレキシブルディスプレイ１１の第１の面１１０上での入力操作による金属膜１２および電極基板２０と、導体層５０および電極基板２０との間の距離の変化を静電的に検出することで、当該入力操作を検出する。当該入力操作は、第１の面１１０上を意識的な押圧（プッシュ）操作に限られず、接触（タッチ）操作であってもよい。すなわち、入力装置１００は、後述するように、一般的なタッチ操作により付加される微小な押圧力（例えば約数十ｇ程度）であっても検出可能であるため、通常のタッチセンサと同様のタッチ操作が可能に構成される。
入力装置１００は、制御部６０を有し、当該制御部６０は、演算部６１および信号生成部６２を含む。演算部６１は、検出部２０ｓの静電容量の変化に基づいて、ユーザによる操作を検出する。信号生成部６２は、演算部６１による検出結果に基づいて操作信号を生成する。
図４に示す電子機器７０は、入力装置１００の信号生成部６２の生成する操作信号に基づいた処理を行うコントローラ７１０を有する。コントローラ７１０によって処理された操作信号は、例えば画像信号として、フレキシブルディスプレイ１１に出力される。フレキシブルディスプレイ１１は、フレキシブル配線基板１１３（図２参照）を介してコントローラ７１０に搭載された駆動回路に接続される。上記駆動回路は、配線基板１１３に搭載されていてもよい。
フレキシブルディスプレイ１１は、本実施形態において、入力装置１００の操作部材１０の一部として構成される。すなわち、入力装置１００は、操作部材１０と、電極基板２０と、第１の支持体３０と、第２の支持体４０と、導体層５０とを有する。以下、これらの各要素について説明する。
（操作部材）
操作部材１０は、第１の面１１０と第２の面１２０とを含むフレキシブルディスプレイ１１と、金属膜１２との積層構造を有する。すなわち、操作部材１０は、ユーザによる操作を受け付ける第１の面１１０と、金属膜１２が形成され第１の面１１０の反対側の第２の面１２０とを有し、変形可能なシート状に構成される。金属膜１２は、導体層５０に対向する第２の面１２０の側に設けられている。
金属膜１２は、フレキシブルディスプレイ１１の変形に倣って変形可能なシート状に構成され、例えばＣｕ（銅）、Ａｌ（アルミニウム）、ステンレス鋼（ＳＵＳ）等の金属箔、あるいはメッシュ材で構成される。また、シート状の基材上に形成された導電体の蒸着膜やスパッタ膜等で構成されてもよく、導電ペースト等の塗膜であってもよい。なお、金属膜１２は、導電層として機能すればよく、ＩＴＯ（酸化インジウム錫）等の酸化物導電体やカーボンナノチューブ等の有機導電体でも良い。金属膜１２の厚みは特に限定されず、例えば数１０ｎｍ〜数１０μｍである。金属膜１２は、例えばグランド電位に接続される。これにより、金属膜１２は、電子機器７０に実装された際に電磁シールド層としての機能を発揮する。すなわち、例えばフレキシブルディスプレイ１１からの電磁波の侵入や電子機器７０に実装される他の電子部品などからの電磁波の侵入、および入力装置１００からの電磁波の漏洩を抑制し、電子機器７０としての動作の安定性に寄与することができる。また、このような電磁シールド層としての機能を強化するために、金属膜１２は複数層となっていてもよい。
金属膜１２は、例えば図３に示すように、金属箔が形成された粘着性の樹脂膜などの接着層１３をフレキシブルディスプレイ１１に貼り付けることで形成される。あるいは、フレキシブルディスプレイ１１に直接形成された蒸着膜やスパッタ膜などで構成されてもよく、フレキシブルディスプレイ１１の表面に印刷された導電ペーストなどの塗膜であってもよい。また、金属膜１２のフレキシブルディスプレイ１１と反対側の面に非導電性の膜が形成されていても良い。非導電性の膜としては、例えば、耐傷性ハードコート層や耐腐食性の酸化防止膜等を形成することができる。
（導体層）
導体層５０は、入力装置１００の最下部を構成し、金属膜１２とＺ軸方向に対向して配置される。導体層５０は、例えば入力装置１００の支持プレートとしても機能し、例えば操作部材１０および電極基板２０よりも高い曲げ剛性を有するように構成される。導体層５０は、例えばＡｌ合金、Ｍｇ（マグネシウム）合金その他の金属材料を含む金属板またはカーボン繊維強化型プラスチックなどの導体板で構成されてもよい。あるいは導体層５０は、プラスチック材料などの絶縁体層上にメッキ膜や蒸着膜、スパッタリング膜、金属箔などの導体膜が形成された積層構造を有してもよい。また、導体層５０の厚みは特に限定されず、例えば約０．３ｍｍ程度である。
図５Ａ〜図５Ｅは、導体層５０の構成例を示す概略断面図である。導体層５０は、図５Ａに示すような平坦な板状に構成される例に限られず、図５Ｂ、図５Ｃ、図５Ｅに示す段差部５１を有していてもよい。あるいは導体層５０は、メッシュ状に構成されていてもよい。
例えば図５Ｂに示す導体層５０Ｂは、周縁部がＺ軸方向上方に向かって折り曲げられることで形成された段差部５１Ｂを有し、図５Ｃ、図５Ｅに示す導体層５０Ｃ、５０Ｅは、いずれも中央部に形成され下方に陥没した段差部５１Ｃ、５１Ｅを有する。このような段差部５１によって、導体層５０のＺ軸方向に関する曲げ剛性を高めることができる。
また、図５Ｄ、図５Ｅに示す導体層５０Ｄ、５０Ｅには、１または複数の開口５０ｈが設けられている。このように導体層５０に開口５０ｈを設けることにより、剛性を維持しつつ放熱性を高めることができ、入力装置１００の不具合を抑制し、信頼性を高めることが可能となる。また、上述のように導体層５０に開口５０ｈを設けることにより、導体層５０の体積が減り、入力装置１００の重さを軽くすることができる。さらに、上述のように導体層５０に開口５０ｈを設けることにより、第２の空間部４３０の体積が変形によって変化する際に空気が流れ易くなり、電極基板２０の応答時間が短縮する。ここで、応答時間とは、操作部材１０への加重が変化してから実際にセンサ装置１の容量が変化するまでの時間のことを指す。
開口５０ｈの形状としては、三角形や四角形などの多角形状、円形状、楕円形状、長円形状、不定形状およびスリット状などが挙げられ、これらの形状を単独または２以上組み合わせて用いてもよい。導体層５０に複数の開口５０ｈを設ける場合には、複数の開口５０ｈは規則的または不規則的パターンで配列され、センサ感度の均一性の観点からすると、規則的パターンが好ましい。その配列は、１次元的配列および２次元的配列のいずれであってもよい。また、導体層５０に複数の開口５０ｈを設ける場合には、複数の開口５０ｈを設けた導体層５０が全体としてメッシュ状やストライプ状を有していてもよいし、複数の開口５０ｈが全体として幾何学模様を構成していてもよい。
導体層５０に開口５０ｈを設ける場合、開口５０ｈは、第２の構造体４１０またはグループを構成する第２の構造体４１０のいずれのものとも対向しない位置または領域に設けられていることが好ましい。すなわち、開口５０ｈと第２の構造体４１０とが、Ｚ軸方向（すなわち、入力装置１００の厚さ方向）に重ならないように、面内（ＸＹ面内）方向にずらして設けられていることが好ましい。第２の構造体４１０で電極基板２０と導体層５０を安定して接続するためである。
また、導体層５０における開口５０ｈの位置は、後述する複数の電極群２１ｗと複数の電極群２２ｗの交差領域（検出部２０ｓ）と対向しない位置であることが好ましい。すなわち、開口５０ｈと検出部２０ｓとが、Ｚ軸方向（すなわち、入力装置１００の厚さ方向）に重ならないように、面内（ＸＹ面内）方向にずらして設けられていることが好ましい。検出部２０ｓに対向する位置に導体層５０の開口５０ｈが配置されている場合には、検出部２０ｓに対向する位置に導体層５０の開口５０ｈが配置されていない場合に比して、検出部２０ｓの初期容量や容量変化率が変化してしまい、入力装置１００内でのセンサ感度が不均一になるためである。
開口５０ｈの配置位置は、各々の単位検出領域２０ｒにおいて全て同一位置であることが好ましい。ただし、入力装置１００の最外周及び最外周近傍の単位検出領域２０ｒは除くものとする。前述のように入力装置１００内においてセンサ感度が不均一になるのを防止するためである。なお、単位検出領域２０ｒの詳細については後述する。センサ感度が不均一になることを防止する観点からすると、開口５０ｈは、検出部（交差領域）２０ｓの中心に対して対称に配置されていることが好ましい。より具体的には、開口５０ｈは、第１および第２の電極線２１０、２２０それぞれの中心線に対して線対称に配置されていることが好ましい。
図４７Ａ、図４７Ｂは、入力装置１００の面内（ＸＹ面内）方向における複数の開口５０ｈの配置位置の例を示す平面図である。図４７Ａでは、開口５０ｈを長円形状とした例が示され、図４７Ｂでは、開口５０ｈを円形状とした例が示されている。複数の開口５０ｈは、Ｚ軸方向（すなわち、入力装置１００の厚さ方向）から見て、単位検出領域２０ｒの外周（周）上に配置されると共に、第２の構造体４１０および検出部２０ｓのいずれともＺ軸方向に重ならないように、開口５０ｈと第２の構造体４１０および検出部２０ｓとを面内（ＸＹ面内）方向にずらして設けた例が示されている。
導体層５０は、例えばグランド電位に接続される。これにより、導体層５０は、電子機器７０に実装された際の電磁シールド層としての機能を発揮する。すなわち、例えば電子機器７０に実装される他の電子部品などからの電磁波の侵入および入力装置１００からの電磁波の漏洩を抑制し、電子機器７０としての動作の安定性に寄与することができる。
電磁シールド層としての機能を強化するために、特にフレキシブルディスプレイ１１からの電磁波の侵入を防止するために、金属膜１２および導体層５０のグランド電位接続方法は以下のようになっていることが好ましい。
図４９Ａに示すように、金属膜１２と導体層５０とを制御部６０のグランドのみに接続するのではなく、コントローラ７１０のグランドにも接続することが好ましい。フレキシブルディスプレイ１１はコントローラ７１０に接続されており、ノイズ元に直接接続することで金属膜１２のシールド効果を高めることができる。さらに、金属膜１２と導体層５０を多くの接点で結合させると効果が高い。
また、図４９Ｂに示すように、導体層５０のグランド接続は制御部６０とし、複数の金属膜１２を配置し、それらの金属膜１２のうちフレキシブルディスプレイ１１の最も近くに設けられた金属膜１２をコントローラ７１０に接続してもよい。さらに、それらの金属膜１２のうち電極基板２０の最も近くに設けられた金属膜１２のグランド接続を制御部６０とコントローラ７１０の両方に接続してもよい。なお、図５７Ｂでは、２つの金属膜１２が設けられた例が示されている。
（接着層）
フレキシブルディスプレイ１１と金属膜１２との間に、接着層１３が設けられていてもよい。接着層１３は、例えば、絶縁性を有する接着剤または粘着テープにより構成される。接着剤としては、例えば、アクリル系接着剤、シリコーン系接着剤およびウレタン系接着剤などからなる群より選ばれる１種以上を用いることができる。本技術において、粘着（pressure sensitive adhesion）は接着（adhesion）の一種と定義する。この定義に従えば、粘着層は接着層の一種と見なされる。
接着層１３によりフレキシブルディスプレイ１１と金属膜１２との全面が接着されていてもよい。この場合、フレキシブルディスプレイ１１と金属膜１２と面内全面で強固な接着と均一な感度が得られる。
また、接着層１３によりフレキシブルディスプレイ１１と金属膜１２との外周部だけが接着されていてもよく、両者が第１の枠体３２０の上方の部分でのみ接着されていることが特に好ましい。第１の枠体３２０の部分は第１の構造体３１０の部分より接着力が強く、フレキシブルディスプレイ１１に上方に引きはがすような力が加わった場合に、第１の構造体３１０の部分の破壊や金属膜１２と第１の構造体３１０との剥がれ、電極基板２０と第１の構造体３１０の剥がれを抑制することができる。
また、接着層１３によりフレキシブルディスプレイ１１の表示エリア（有効エリア）のみが接着されていてもよい。フレキシブルディスプレイ１１の外周部に配線やＦＰＣやドライバなどが付属している場合に、フレキシブルディスプレイ１１にダメージを与えることを防ぐことができ、かつ、フレキシブルディスプレイ１１の外周部の段差を接着することで周辺のセンサの感度に異常が発生することを防ぐことができる。フレキシブルディスプレイ１１の外周部の段差が大きい場合や、反りが大きい場合は、表示エリア（有効エリア）よりも内側のみで接合するようにしてもよい。
また、接着層１３としては、例えば、フレキシブルディスプレイ１１と金属膜１２との間にほぼ均一な厚さで連続的に設けられた接着層、またはフレキシブルディスプレイ１１および金属膜１２の面内方向に所定のパターンを有する接着層を用いることができる。その接着層１３のパターンは、所定の接着パターンが１方向に繰り返される一次元パターン、および所定の接着パターンが２方向に繰り返される二次元パターンのいずれであってもよい。具体的なパターン形状としては、例えば、柱状、ストライプ状、格子状などが挙げられるが、これに限定されるものではない。接着層１３が上述のようにパターンを有することで、フレキシブルディスプレイ１１の貼り合せ時において、接着層１３に気泡が混入することを抑制し、歩留まりを向上させることができる。接着層１３が上述のようにパターンを有する場合、接着層１３の厚さは、金属膜１２の厚さよりも薄いことが好ましい。さらに、接着層１３は、第１の構造体３１０よりも高精細であることが好ましい。すなわち、接着層１３のパターンの大きさは、第１の構造体３１０の大きさに対して小さいことが好ましい。この場合、接着層１３のパターンの大きさは、第１の構造体３１０の大きさの１０分の１以下であることが好ましい。接着層１３を第１の構造体３１０よりも高精細にすることで、接着層１３のパターンと第１の構造体３１０のパターンとが干渉し、感度に不均一さが発生したり、感度に周期性が発生したりすることを抑制することができる。なお、接着層１３が存在せず、金属膜１２の上にフレキシブルディスプレイ１１が乗せられているだけでも良い。
（電極基板）
電極基板２０は、第１の電極線２１０を有する第１の配線基板２１と、第２の電極線２２０を有する第２の配線基板２２との積層体で構成される。
第１の配線基板２１は、第１の基材２１１（図２参照）と、複数の第１の電極線（Ｙ電極）２１０とを有する。第１の基材２１１は、例えばフレキシブル性を有するシート材で構成され、具体的にはＰＥＴ、ＰＥＮ、ＰＣ、ＰＭＭＡ、ポリイミドなどの電気絶縁性のプラスチックシート（フィルム）などで構成される。第１の基材２１１の厚みは特に限定されず、例えば数１０μｍ〜数１００μｍである。
複数の第１の電極線２１０は、第１の基材２１１の一方の面に一体的に設けられている。複数の第１の電極線２１０は、Ｘ軸方向に沿って所定の間隔をおいて配列され、かつＹ軸方向に沿ってほぼ直線的に形成されている。第１の電極線２１０各々は、第１の基材２１１の縁部などに引き出され、それぞれ異なる端子に接続される。また、第１の電極線２１０各々は、これらの端子を介して制御部６０に電気的に接続される。
なお、複数の第１の電極線２１０各々は、Ｘ軸方向に沿って配列された複数の電極群２１ｗ（図１０Ｂ参照）で構成されている。また、各々の電極群２１ｗを構成する複数の電極線は、共通の端子に接続されてもよいし、異なる２以上の端子に分けて接続されてもよい。
一方、第２の配線基板２２は、第２の基材２２１（図２参照）と、複数の第２の電極線（Ｘ電極）２２０とを有する。第２の基材２２１は、第１の基材２１１と同様に例えばフレキシブル性を有するシート材で構成され、具体的にはＰＥＴ、ＰＥＮ、ＰＣ、ＰＭＭＡ、ポリイミドなどの電気絶縁性のプラスチックシート（フィルム）などで構成される。第２の基材２２１の厚みは特に限定されず、例えば数１０μｍ〜数１００μｍである。第２の配線基板２２は、第１の配線基板２１に対向して配置される。
複数の第２の電極線２２０は、複数の第１の電極線２１０と同様に構成される。すなわち、複数の第２の電極線２２０は、Ｙ軸方向に沿って所定の間隔をおいて配列され、かつＸ軸方向に沿ってほぼ直線的に形成されている。また、複数の第２の電極線２２０各々は、Ｙ軸方向に沿って配列された複数の電極群２２ｗ（図１０Ｂ参照）で構成されている。
第２の電極線２２０各々は、第２の基材２２１の縁部などに引き出され、それぞれ異なる端子に接続される。各々の電極群２２ｗを構成する複数の電極線は、共通の端子に接続されてもよいし、異なる２以上の端子に分けて接続されてもよい。また、第２の電極線２１０各々は、これらの端子を介して制御部６０に電気的に接続される。
第１および第２の電極線２１０、２２０は、導電ペーストなどをスクリーン印刷やグラビアオフセット印刷、インクジェット印刷などの印刷法で形成されてもよいし、金属箔あるいは金属層のフォトリソグラフィ技術を用いたパターニング法で形成されてもよい。また、第１および第２の基材２１１、２２１がいずれもフレキシブル性を有するシートで構成されることで、電極基板２０全体としてフレキシブル性を有する構成とすることができる。
図３に示すように電極基板２０は、第１の配線基板２１と第２の配線基板２２とを相互に接合する接着層２３を有する。接着層２３は、電気絶縁性を有し、例えば、接着剤の硬化物、粘着テープなどの粘着材料などで構成される。
電極基板２０は、第１の電極線２１０と第２の電極線２２０との交差領域に各々形成され、金属膜（第１の導体層）１２と、導体層（第２の導体層）５０各々との相対距離に応じて容量が可変の複数の検出部２０ｓを有する。複数の第１の構造体３１０が各検出部２０ｓに対応付けられたグループを構成していてもよい。また、複数の第２の構造体４１０が各検出部２０ｓに対応付けられたグループを構成していてもよい。これらの各グループを構成する複数の第１および第２の構造体３１０、４１０は、検出部２０（交差領域）ｓの中心に対して対称に配置されていてもよい。より具体的には、第１および第２の電極線２１０、２２０それぞれの中心線に対して線対称に配置されていてもよい。
図６Ａは、検出部２０ｓの構成を説明するための模式的な断面図である。検出部２０ｓは、第１の電極線２１０と、第１の電極線２１０と対向する第２の電極線２２０と、第１および第２の電極線２１０、２２０の間に設けられた誘電層とを有する相互キャパシタンス方式の容量素子で構成される。なお、図６Ａ、図６Ｂでは、各第１および第２の電極線２１０、２２０がそれぞれ単一の電極線で構成されているとして説明する。
図６Ａは、第１の電極線２１０（２１０ｘi、２１０ｘi+1、２１０ｘi+2）と第２の電極線２２０（２２０ｙ）とがＺ軸方向に相互に対向して配置される例を示す。図６Ａに示す例では、第１の配線基板２１および第２の配線基板２２が接着層２３により相互に接合されており、第１の配線基板２１の第１の基材２１１と接着層２３とが上記誘電層を構成する。この場合は、第１の電極線２１０ｘi、２１０ｘi+1、２１０ｘi+2各々と第２の電極線２２０ｙとが容量結合する交差領域にそれぞれ検出部２０ｓi、２０ｓi+1、２０ｓi+2が形成され、これらの静電容量Ｃi、Ｃi+1、Ｃi+2が、金属膜１２および導体層５０各々と第１の電極線２１０ｘi、２１０ｘi+1、２１０ｘi+2、第２の電極線２２０ｙとの容量結合に応じて変化するように構成される。なお、検出部２０ｓの初期容量は、例えば、第１および第２の電極線２１０、２２０間の対向面積、第１および第２の電極線２１０、２２０間の対向距離、接着層２３の誘電率によって設定される。
また、図６Ｂは、検出部２０ｓの構成の変形例を示し、第１の電極線２１０Ｄ（２１０Ｄｘi、２１０Ｄｘi+1、２１０Ｄｘi+2）と第２の電極線２２０Ｄ（２２０Ｄｙi、２２０Ｄｙi+1、２２０Ｄｙi+2）とが第１の基材２１１Ｄ上の同一面内に配置され、ＸＹ平面内で容量結合している例を示す。この場合には、例えば第１の基材２１１Ｄが検出部２０Ｄｓ（２０Ｄｓi、２０Ｄｓi+1、２０Ｄｓi+2）の誘電層を構成する。このような配置であっても、検出部２０Ｄｓi、２０Ｄｓi+1、２０Ｄｓi+2の静電容量Ｃａi、Ｃａi+1、Ｃａi+2が金属膜１２および導体層５０各々と第１および第２の電極線２１０Ｄｘ、２２０Ｄｙとの容量結合に応じて可変に構成される。また、上記構成では第２の基材および接着層が不要となり、入力装置１００の薄型化に貢献できる。
本実施形態において、複数の検出部２０ｓ各々は、第１の構造体３１０、または第１の構造体３１０が構成するグループとＺ軸方向に対向して配置されていてもよい。あるいは、第２の構造体４１０、または第２の構造体４１０が構成するグループとＺ軸方向に対向して配置されていてもよい。また、本実施形態では、第１の配線基板２１が第２の配線基板２２よりも上層となるように積層されるが、これに限られず第２の配線基板２２を第１の配線基板２１よりも上層となるように積層されてもよい。
（制御部）
制御部６０は、電極基板２０に電気的に接続される。より詳細には、制御部６０は、複数の第１および第２の電極線２１０、２２０各々に端子を介してそれぞれ接続される。制御部６０は、複数の検出部２０ｓの出力に基づいて第１の面１１０に対する入力操作に関する情報（信号）を生成することが可能な信号処理回路を構成する。制御部６０は、所定の周期で複数の検出部２０ｓ各々をスキャンしながら各検出部２０ｓの容量変化量を取得し、その容量変化量に基づいて入力操作に関する情報（信号）を生成する。
制御部６０は、典型的には、ＣＰＵ／ＭＰＵ、メモリなどを有するコンピュータで構成される。制御部６０は、単一のチップ部品で構成されてもよいし、複数の回路部品で構成されてもよい。制御部６０は、入力装置１００に搭載されてもよいし、入力装置１００が組み込まれる電子機器７０に搭載されてもよい。前者の場合には、例えば、電極基板２０に接続されるフレキシブル配線基板上に実装される。後者の場合には、電子機器７０を制御するコントローラ７１０と一体的に構成されてもよい。
制御部６０は、上述のように演算部６１と、信号生成部６２とを有し、不図示の記憶部に格納されたプログラムに従って各種機能を実行する。演算部６１は、電極基板２０の第１および第２の電極線２１０、２２０各々から出力される電気的な信号（入力信号）に基づいて第１の面１１０上のＸＹ座標系における操作位置を算出し、信号生成部６２は、その結果に基づいて操作信号を生成する。これにより、フレキシブルディスプレイ１１に対し、第１の面１１０上での入力操作に基づく画像を表示させることができる。
図３、図４に示す演算部６１は、第１の面１１０上における操作子による操作位置のＸＹ座標を、固有のＸＹ座標が割り当てられた各検出部２０ｓからの出力に基づいて算出する。具体的には、演算部６１は、各Ｙ電極２１０、Ｘ電極２２０から得られる静電容量の変化量に基づいて、各Ｙ電極２１０、Ｘ電極２２０の交差領域に形成される各検出部２０ｓにおける静電容量の変化量を算出する。この各検出部２０ｓの静電容量の変化量の比率などにより、操作子による操作位置のＸＹ座標を算出することが可能となる。
また、演算部６１は、第１の面１１０が操作を受けているか否かを判定することができる。具体的には、例えば、検出部２０ｓ全体の静電容量の変化量や検出部２０ｓ各々の静電容量の変化量などが所定の閾値以上である場合に、第１の面１１０が操作を受けていると判定することができる。また、当該閾値を２以上設けることにより、例えばタッチ操作と（意識的な）プッシュ操作とを区別して判定することが可能となる。さらに、検出部２０ｓの静電容量の変化量に基づいて押圧力を算出することも可能である。
演算部６１は、これらの算出結果を信号生成部６２に出力することができる。
信号生成部６２は、演算部６１の算出結果に基づいて、所定の操作信号を生成する。当該操作信号は、例えばフレキシブルディスプレイ１１に出力する表示画像を生成するための画像制御信号や、フレキシブルディスプレイ１１上の操作位置に表示されたキーボード画像のキーに対応する操作信号、あるいはＧＵＩ（Graphical User Interface）に対応する操作に関する操作信号などであってもよい。
ここで、入力装置１００は、第１の面１１０上での操作により金属膜１２および導体層５０各々と電極基板２０（検出部２０ｓ）との距離の変化を生じさせる構成として、第１および第２の支持体３０、４０を有する。以下、第１および第２の支持体３０、４０について説明する。
（第１および第２の支持体の基本構成）
第１の支持体３０は、操作部材１０と電極基板２０との間に配置される。第１の支持体３０は、複数の第１の構造体３１０と、第１の枠体３２０と、第１の空間部３３０とを有する。本実施形態において第１の支持体３０は、接着層３５を介して電極基板２０の上に接合されている（図３参照）。接着層３５は、接着剤であっても良いし、粘着テープなどの粘着材料で構成されてもよい。
図３に示すように本実施形態に係る第１の支持体３０は、基材３１と、基材３１の表面（上面）に設けられた構造層３２と、構造層３２上の所定位置に形成された複数の接合部３４１の積層構造を有する。基材３１は、ＰＥＴ、ＰＥＮ、ＰＣなどの電気絶縁性のプラスチックシートで構成される。基材３１の厚みは特に限定されず、例えば数μｍ〜数１００μｍである。
構造層３２は、ＵＶ樹脂などの電気絶縁性の樹脂材料で構成され、基材３１の上に複数の第１の凸部３２１と、第２の凸部３２２と、凹部３２３とを形成する。第１の凸部３２１各々は、例えばＺ軸方向に突出する円柱状、角柱状、錐台形状などの形状を有し、基材３１の上に所定間隔で配列される。第２の凸部３２２は、基材３１の周囲を取り囲むように所定の幅で形成される。
また、構造層３２は、第１の面１１０上での入力操作により電極基板２０を変形させることが可能な程度の、比較的高い剛性を有する材料で構成されるが、入力操作時に操作部材１０とともに変形可能な弾性材料で構成されてもよい。すなわち、構造層３２の弾性率は特に限定されず、目的とする操作感や検出感度が得られる範囲で適宜選択可能である。
凹部３２３は、第１および第２の凸部３２１、３２２の間に形成された平坦面で構成される。すなわち、凹部３２３上の空間領域は、第１の空間部３３０を構成する。また、凹部３２３上には、粘着性の低いＵＶ樹脂などで形成された接着防止層３４２が形成されていてもよい（図３において図示せず）。接着防止層３４２の形状は特に限られず、島状に形成されてもよいし、凹部３２３上に平坦膜で形成されてもよい。
さらに第１および第２の凸部３２１、３２２各々の上には、粘着性の樹脂材料などで構成された接合部３４１が形成される。すなわち、第１の構造体３１０各々は、第１の凸部３２１とその上に形成された接合部３４１との積層体で構成され、第１の枠体３２０各々は、第２の凸部３２２とその上に形成された接合部３４１との積層体で構成される。これにより、第１の構造体３１０および第１の枠体３２０の厚み（高さ）は、略同一に構成され、本実施形態において例えば数μｍ〜数１００μｍである。なお、接着防止層３４２の高さは、第１の構造体３１０および第１の枠体３２０の高さよりも低ければ特に限定されず、例えば第１および第２の凸部３２１、３２２よりも低くなるように形成される。
複数の第１の構造体３１０は、例えば、検出部２０ｓまたは単位検出領域２０ｒ各々の配置に対応して配置される。本実施形態において、複数の第１の構造体３１０は、例えば複数の検出部２０ｓまたは単位検出領域２０ｒとＺ軸方向に対向して配置される。
一方、第１の枠体３２０は、電極基板２０の周縁に沿って第１の支持体３０の周囲を取り囲むように形成される。第１の枠体３２０の短手方向の長さ、すなわち幅は、第１の支持体３０および入力装置１００全体の強度を十分に確保できれば特に限られない。
一方、第２の支持体４０は、電極基板２０と導体層５０との間に配置される。第２の支持体４０は、複数の第２の構造体４１０と、第２の枠体４２０と、第２の空間部４３０とを有する。
図３に示すように本実施形態に係る第２の支持体４０は、導体層５０上に直接形成された第２の構造体４１０および第２の枠体４２０を有する。第２の構造体４１０および第２の枠体４２０は、例えば粘着性を有する絶縁性の樹脂材料で構成され、導体層５０と電極基板２０との間を接合する接合部の機能も兼ねる。第２の構造体４１０および第２の枠体４２０の厚みは特に限定されないが、例えば数μｍ〜数１００μｍである。なお、第２の構造体４１０の厚みは第１の構造体３１０の厚みよりも小さいことがこのましい。後述の図１５のように、電極基板２０を導体層５０に底付きさせるまで変形させ、大きな容量変化量を得るためである。
第２の構造体４１０は、隣り合う第１の構造体３１０間にそれぞれ配置される。すなわち第２の構造体４１０は、検出部２０ｓ各々の配置に対応して配置されており、本実施形態において、隣り合う検出部２０ｓ間にそれぞれ配置されている。一方、第２の枠体４２０は、導体層５０の周縁に沿って第２の支持体４０の周囲を取り囲むように形成される。第２の枠体４２０の幅は、第２の支持体４０及び入力装置１００全体の強度を十分に確保できれば特に限られず、例えば第１の枠体３２０と略同一の幅で構成される。
また、第２の構造体４１０は、第１の構造体３１０を構成する構造層３２と同様に弾性率は特に限定されない。すなわち、目的とする操作感や検出感度が得られる範囲で適宜選択可能であり、入力操作時に電極基板２０とともに変形可能な弾性材料で構成されてもよい。
また、第２の空間部４３０は、第２の構造体４１０の間に形成され、第２の構造体４１０及び第２の枠体４２０の周囲の空間領域を構成する。本実施形態において、第２の空間部４３０は、Ｚ軸方向から見たときに各検出部２０ｓ及び各第１の構造体３１０を収容する。
以上のような構成の第１および第２の支持体３０、４０は、以下のように形成される。
（第１および第２の支持体の形成方法）
図７Ａ、図７Ｂ、図７Ｃは、第１の支持体３０の形成方法の一例を示す概略断面図である。まず、基材３１ａの上にＵＶ樹脂を配置し、当該樹脂に所定のパターンを形成する。これにより、図７Ａに示すように、複数の第１および第２の凸部３２１ａ、３２２ａおよび凹部３２３ａを有する構造層３２ａを形成する。上記ＵＶ樹脂としては、固形のシート材料を用いても、液状のＵＶ硬化性材料を用いてもよい。また、パターン形成方法は特に限定されず、例えば所定の凹凸形状のパターンが形成されたロール状の金型によりＵＶ樹脂に金型の凹凸形状のパターンを転写するとともに、基材３１ａ側からＵＶ照射を行ってＵＶ樹脂を硬化させる方法を適用することができる。また、ＵＶ樹脂を用いた成型以外でも、例えば、一般的な熱成形（例えばプレス成形や射出成形）によって形成しても、ディスペンサなどによる樹脂材料の吐出によって形成してもよい。
次に、図７Ｂに示すように、凹部３２３ａに、例えばスクリーン印刷法により接着性の低いＵＶ樹脂などを所定パターンで塗布し、接着防止層３４２ａを形成する。これにより、例えば構造層３２ａを形成する樹脂材料が接着性の高いものであった場合に、第１の支持体３０上に配置される金属膜１２と凹部３２３との接着を防止することができる。なお、接着防止層３４２ａは、構造層３２ａを形成する樹脂材料の接着性が低いものである場合には、形成しなくてもよい。
さらに図７Ｃに示すように、凸部３２１ａ上に、例えばスクリーン印刷法により接着性の高いＵＶ樹脂などで構成された接合部３４１ａを形成する。接合部３４１ａにより、第１の支持体３０と金属膜１２との間が接合される。上記形成方法により、所望の形状を有する第１の構造体３１０および第１の枠体３２０を形成することが可能となる。
一方、図８は、第２の支持体４０の形成方法の一例を示す概略断面図である。図８では、導体層５０ｂ上に直接、例えばスクリーン印刷法により接着性の高いＵＶ樹脂などを所定パターンで塗布し、第２の構造体４１０ｂおよび第２の枠体４２０ｂを形成する。これにより、工程数を大幅に削減し、生産性を高めることが可能となる。
以上の形成方法は一例であり、例えば第１の支持体３０を図８に示す方法で形成してもよいし、第２の支持体４０を図７で示す方法で形成してもよい。また、第１および第２の支持体３０、４０は、以下の図９に示す方法で形成することもできる。
図９Ａ、図９Ｂは、第１および第２の支持体３０、４０の形成方法の変形例を示す概略断面図である。なお、図９においては、第１の支持体３０に対応した符号を付して説明する。図９Ａでは、基材３１ｃなどの上に、例えばスクリーン印刷法によりＵＶ樹脂などを所定パターンで塗布し、第１の凸部３１１ｃおよび第２の凸部３１２ｃを形成する。さらに第１の凸部３１１ｃおよび第２の凸部３１２ｃ上に、例えばスクリーン印刷法により接着性の高いＵＶ樹脂などで構成された接合部３４１ｃを形成する。これにより、第１の凸部３１１ｃおよび接合部３４１ｃで構成された第１の構造体３１０（第２の構造体４１０）と、第２の凸部３１２ｃおよび接合部３４１ｃで構成された第１の枠体３２０（または第２の枠体４２０）とを形成することができる。
（第１および第２の電極線）
図１０Ａは、第１および第２の電極線２１０、２２０の配置例を示す概略図である。第１の電極線２１０は、Ｙ軸方向に延在され、ストライプ状に設けられたＹ電極である。第２の電極線２２０は、Ｘ軸方向に延在され、ストライプ状に設けられたＸ電極である。第１の電極線２１０と第２の電極線２２０とは、互いに直交するように配置されている。
図１０Ｂは、第１および第２の電極線２１０、２２０の一構成例を示す概略図である。第１の電極線２１０は、複数の第１のサブ電極（第１の電極要素）２１ｚの群からなる電極群２１ｗにより構成されている。第１のサブ電極２１ｚは、例えばＹ軸方向に延在された線状の導電部材である。第２の電極線２２０は、複数の第２のサブ電極（第２の電極要素）２２ｚの群からなる電極群２２ｗにより構成されている。第２のサブ電極２２ｚは、例えばＸ軸方向に延在された線状の導電部材である。なお、第１および第２の電極線２１０、２２０の構成はこれに限定されるものではなく、第１および第２の電極線２１０、２２０の一方をサブ電極により構成してもよい。このような構成を採用する場合、複数の第１の電極線２１０が複数の第２の電極線２２０と金属膜１２との間に設けられ、第１および第２の電極線２１０、２２０のうち第１の電極線２１０が、複数のサブ電極２１ｚを含んでいる構成を採用してもよい。
図１０Ｃは、単位検出領域２０ｒを説明するための概略図である。第１および第２の電極線２１０、２２０の各交差部に対応して、複数の単位検出領域２０ｒが設けられている。この単位検出領域２０ｒには、第１および第２の電極線２１０、２２０の交差部に設けられた検出部２０ｓが含まれている。複数の単位検出領域２０ｒは、例えば、Ｘ軸方向（第１の方向）およびＹ軸方向（第２の方向）に２次元的に充填配列されている。単位検出領域２０ｒは、例えば、Ｘ軸方向に延在された一組の辺と、Ｙ軸方向に延在された一組の辺とにより構成される正方形状または長方形状を有している。単位検出領域２０ｒが正方形状または長方形状を有する場合、複数の単位検出領域２０ｒの充填配列は、格子状（マトリックス状）の充填配列である。
複数の第２の構造体４１０は、例えば、隣接する単位検出領域２０ｒ間に配置されている。すなわち、複数の第２の構造体４１０は、例えば、単位検出領域２０ｒの外周（周）上に配置されている。また、複数の第２の構造体４１０は、例えば、単位検出領域２０ｒの中心に対して対称に配置されている。
単位検出領域２０ｒが正方形状または長方形状を有する場合、第２の構造体４１０の配置位置としては、単位検出領域２０ｒを形成する各辺の中点、単位検出領域２０ｒの各頂部（角部）、単位検出領域２０ｒの各頂部（角部）の近傍などが挙げられ、これらの配置位置を２以上組み合わせてもよい。図１０Ｃでは、単位検出領域２０ｒの各頂部（角部）に第２の構造体４１０が配置された例が示されている。
入力操作の検出感度を向上する観点からすると、第２の構造体４１０の配置位置としては、好ましくは単位検出領域２０ｒを形成する各辺の中点および単位検出領域２０ｒの各頂部（角部）の両方の位置、より好ましくは単位検出領域２０ｒを形成する各辺の中点の位置、さらに好ましくは単位検出領域２０ｒの各頂部（角部）の位置が挙げられる。第２の構造体４１０と電極基板２０および導体層５０の表面との接着力を向上する観点からすると、第２の構造体４１０の配置位置としては、単位検出領域２０ｒの各頂部（角部）と各頂部（角部）の近傍との組み合わせが好ましい。なお、第２の構造体４１０の配置位置は、上述の配置例に限定されるものではなく、上記配置例以外の単位検出領域２０ｒの外周（周）上に第２の構造体４１０を配置するようにしてもよい。
図４８は、単位検出領域２０ｒの各頂部（角部）および各頂部（角部）の近傍に複数の第２の構造体４１０を配置した例を示す平面図である。複数の第２の構造体４１０は、位置αを交点とした十字状に配置されている。ここで、位置αは、隣接する４つの単位検出領域２０ｒの各頂点が接する位置である。十字状に配置される複数の第２の構造体４１０の配置間隔（Ｘ軸方向およびＹ軸方向の配置間隔）は、例えば等間隔に選ばれる。
（第１および第２の構造体の配置例）
図１１Ａ、図１１Ｂは、第１および第２の構造体３１０、４１０と、第１の電極線（Ｙ電極）２１０および第２の電極線（Ｘ電極）２２０との配置例を示す模式的な平面図である。図１１Ａ、図１１Ｂでは、各Ｙ電極２１０、各Ｘ電極２２０がそれぞれ電極群２１ｗ、２２ｗを有している例を示す。また各検出部２０ｓは、上述のようにＹ電極２１０、Ｘ電極２２０の交差領域に形成されるため、図１１Ａ、図１１Ｂにおいては例えば６つの検出部２０ｓが配置されている。なお、図１１Ａ、図１１Ｂに示す黒丸は、第１の構造体３１０を示し、白丸は、第２の構造体４１０を示す。
検出部２０ｓの形成領域は、Ｚ軸方向（すなわち、入力装置１００の厚さ方向）から見て、第１の電極線（Ｙ電極）２１０と第１の電極線（Ｘ電極）２２０とが重なり合う領域である。具体的には、Ｘ軸方向における検出部２０ｓの形成領域は、第１の電極線（Ｙ電極）２１０の幅方向の一端を構成する第１のサブ電極２１ｚの外側端面から、他端を構成する第１のサブ電極２１ｚの外側端面までの範囲である。一方、Ｙ軸方向における検出部２０ｓの形成領域は、第２の電極線（Ｘ電極）２２０の幅方向の一端を構成する第２のサブ電極２２ｚの外側端面から、他端を構成する第２のサブ電極２２ｚの外側端面までの範囲である。ここで、第１のサブ電極２１ｚの外側端面とは、第１のサブ電極２１ｚのｘ軸方向の両端面のうち、検出部２０ｓの中心から遠い側の端面を意味する。一方、第２のサブ電極２２ｚの外側端面とは、第２のサブ電極２２ｚのｙ軸方向の両端面のうち、検出部２０ｓの中心から遠い側の端面を意味する。
Ｙ電極２１０、Ｘ電極２２０の交差部に対応して、単位検出領域（単位センサ領域）２０ｒが設けられている。この単位検出領域２０ｒ内に検出部２０ｓが設けられている。単位検出領域２０ｒの外周上には、複数の第２の構造体４１０が配置されている。単位検出領域２０ｒとは、Ｙ電極２１０、Ｘ電極２２０の交差部に対応するように、入力装置１００の主面を等分割して得られる領域をいう。典型的には、単位検出領域２０ｒは、以下の（Ａ）または（Ｂ）のように定義される。
（Ａ）Ｙ電極２１０、Ｘ電極２２０の交差部に対応して設けられた複数の第２の構造体４１０により規定される領域
ここで、第２の構造体４１０により規定されるのは、単位検出領域２０ｒの各辺（例えば各辺の中点）および／または各頂部（角部）の位置である。
（Ｂ）Ｙ電極２１０の中心線とＸ電極２２０の中心線の各交点を原点Ｏとした場合に、下記の２つの式を満たす領域
−Ｌｘ／２≦Ｘ＜＋Ｌｘ／２
−Ｌｙ／２≦Ｙ＜＋Ｌｙ／２
（但し、式中、Ｌｘ：Ｙ電極２１０の中心間隔、Ｌｙ：Ｘ電極２２０の中心間隔である。）
図１１Ａは、第１の構造体３１０と第２の構造体４１０との数が略同一となる例を示す。すなわち第１の構造体３１０は、検出部２０ｓの略中心上に配置されている。第１の構造体３１０のＸ軸方向およびＹ軸方向のピッチは、検出部２０ｓのＸ軸方向およびＹ軸方向のピッチと同一であり、Ｐ１である。また第２の構造体４１０は、第１の構造体３１０と同一のピッチＰ１で、Ｘ軸およびＹ軸方向各々と約４５°をなす斜め方向に隣り合う第１の構造体３１０および検出部２０ｓの間に等間隔で配置されている。
また、図１１Ｂは、第１の構造体３１０と第２の構造体４１０の数が異なる例を示す。すなわち第１の構造体３１０は、図１１Ａに示す例と同様に、検出部２０ｓの略中心上にピッチＰ１で配置されている。一方第２の構造体４１０は、図１１Ａとは配置および数が異なり、第１の構造体３１０のピッチＰ１の１／２倍のピッチＰ２で配置されており、Ｚ軸方向から見た場合に、第１の構造体３１０および検出部２０ｓの周囲を第２の構造体４１０が取り囲むように配置されている。第２の構造体４１０の数を第１の構造体３１０の数よりも多く配置することにより、入力装置１００全体の強度を高めることができる。
また、第１および第２の構造体３１０、４１０の数および配置（ピッチ）を調整することで、目的とする操作感や検出感度が得られるように、押圧力に対する金属膜１２および導体層５０各々と検出部２０ｓとの距離の変化量を調整することができる。
以上のように、本実施形態に係る第１および第２の支持体３０、４０は、（１）第１および第２の構造体３１０、４１０と第１および第２の空間部３３０、４３０とを有する、（２）Ｚ軸方向から見て第１の構造体３１０と第２の構造体４１０とが重複しておらず、第１の構造体３１０が第２の空間部４３０上に配置される、という特徴を有する。したがって、以下に示すように、操作時の数十ｇ程度の微小な押圧力によっても金属膜１２および導体層５０を変形させることが可能となる。
（第１および第２の支持体の動作）
図１２は、操作子ｈにより第１の面１１０上の点ＰをＺ軸方向下方へ押圧した際の、第１および第２の構造体３１０、４１０へ付加される力の様子を示す概略断面図である。図中の白抜き矢印は、Ｚ軸方向下方（以下、単に「下方」とする）への力の大きさを模式的に示している。図１２においては、金属膜１２および電極基板２０等の撓み、第１および第２の構造体３１０、４１０の弾性変形等の態様は示していない。なお以下の説明において、ユーザが押圧を意識しないタッチ操作を行った場合でも、実際には微小な押圧力が付加されることから、これらの入力操作を一括して「押圧」として説明する。
例えば第１の空間部３３０i上の点Ｐが力Ｆで下方へ押圧された場合、点Ｐの直下の金属膜１２が下方へ撓む。それに伴い、第１の空間部３３０iに隣接する第１の構造体３１０i、３１０i+1が力Ｆ１を受け、Ｚ軸方向に弾性変形して厚みがわずかに減少する。また、金属膜１２の撓みにより、第１の構造体３１０i、３１０i+1に隣接する第１の構造体３１０i-1、３１０i+2も、Ｆ１より小さい力Ｆ２を受ける。さらに力Ｆ１、Ｆ２により、電極基板２０にも力が加えられ、第１の構造体３１０i、３１０i+1直下の領域を中心に下方へ撓む。これにより第１の構造体３１０i、３１０i+1の間に配置された第２の構造体４１０iが力Ｆ３を受け、Ｚ軸方向に弾性変形して厚みがわずかに減少する。また第１の構造体３１０i-1、３１０iの間に配置された第２の構造体４１０i-1、および第１の構造体３１０i+1、３１０i+2の間に配置された第２の構造体４１０i+1もそれぞれＦ３より小さいＦ４を受ける。
このように、第１および第２の構造体３１０、４１０により厚み方向に力を伝達することができ、電極基板２０を容易に変形させることができる。また、金属膜１２および電極基板２０が撓み、面内方向（Ｘ軸方向およびＹ軸方向に平行な方向）に押圧力の影響が及ぶことにより、操作子ｈの直下の領域のみならず、その近傍の第１および第２の構造体３１０、４１０にも力を及ぼすことができる。
また上記特徴（１）に関して、第１および第２の空間部３３０、４３０により金属膜１２および電極基板２０を容易に変形させることができる。さらに柱体等で構成された第１および第２の構造体３１０、４１０により、操作子ｈの押圧力に対して電極基板２０へ高い圧力を及ぼすことができ、電極基板２０を効率的に撓ませることができる。
さらに上記特徴（２）に関して、第１および第２の構造体３１０、４１０がＺ軸方向から見て重複して配置されていないため、第１の構造体３１０がその下の第２の空間部４３０を介して電極基板２０を導体層５０に向けて容易に撓ませることができる。
（サブ電極の利点）
以下、第１および第２の電極線２１０、２２０を第１および第２のサブ電極２１ｚ、２２ｚにより構成することで得られる利点について説明する。
図１３Ａ、図１３Ｂは、第１および第２の電極線２１０、２２０を第１および第２のサブ電極２１ｚ、２２ｚにより構成した入力装置の構成を模式的に示している。図１４Ａ、図１４Ｂは、第１および第２の電極線２１０、２２０を単一構成の平板状の第１および第２の電極２１ｙ、２２ｙにより構成した入力装置の構成を模式的に示している。図１３Ａ、図１４Ａは、金属膜１２を押圧していない状態を示し、図１３Ｂ、図１４Ｂは、金属膜１２を押圧した状態を示している。なお、図１３Ａ、図１３Ｂ、図１４Ａ、図１４Ｂでは、実線Ｌａおよび破線Ｌｂは電極線を示しており、実線Ｌａおよび破線Ｌｂのうち破線Ｌｂが第１および第２のサブ電極２１ｚ、２２ｚ、または第１および第２の電極２１ｙ、２２ｙが導体層５０に近づいたことによる容量変化分に相当する。また、図１３Ａ、図１３Ｂ、図１４Ａ、図１４Ｂでは、説明を容易にするために、入力装置１００の部材の図示を一部省略している。
相互容量型（容量減少型）では、第１および第２の電極線２１０、２２０の端部から漏れている電界を金属膜（ＧＮＤ）１２および導体層（ＧＮＤ）５０が吸い取る量で、容量変化が決まる。つまり、第１および第２の電極線２１０、２２０が有する端部が多い方が、容量変化が大きくなる。
第１および第２の電極線２１０、２２０を第１および第２のサブ電極２１ｚ、２２ｚで構成すると、第１および第２の電極線２１０、２２０の端部が多くなるので、容量変化が大きくなる。一方、第１および第２の電極線２１０、２２０を単一構成の平板状の第１および第２のサブ電極２１ｚ、２２ｚで構成すると、第１および第２の電極線２１０、２２０の端部が少なく、第１および第２の電極線２１０、２２０間の結合が強すぎて、容量変化が小さい。
以下、具体的な操作時における検出部２０ｓの静電容量の変化量の一例を示す。
（検出部の出力例）
図１５、図１６は、第１の面１１０が操作子ｈによる操作を受けたときの入力装置１００の態様を示す模式的な要部断面図と、そのときの各検出部２０ｓの容量変化量の一例を示す図である。図１５、図１６におけるＸ軸に沿って示す棒グラフは、各検出部２０ｓにおける静電容量の基準値からの変化量を模式的に示している。また、図１５は、操作子ｈが単位検出領域２０ｒの中心、つまり第１の構造体３１０（３１０i+1）上を押圧した際の態様を示し、図１６は、操作子ｈが単位検出領域２０ｒと隣り合う単位検出領域２０ｒとの中間、つまり第１の空間部３３０（３３０i+1）上を押圧した際の態様を示す。
図１５では、操作位置の直下の第１の構造体３１０i+1が最も力を受け、第１の構造体３１０i+1自身が弾性変形するとともに、下方へ変位する。その変位により第１の構造体３１０i+1直下の検出部２０ｓi+1が下方へと変位する。これにより、第２の空間部４３０i+1を介して検出部２０ｓi+1と導体層５０とが近接または接触する。すなわち、検出部２０ｓi+1は、金属膜１２との距離が若干変化し、かつ導体層５０との距離が大きく変化することで、静電容量の変化量Ｃi+1を得る。一方で、金属膜１２の撓みの影響により、第１の構造体３１０i、３１０i+2もわずかに下方へと変位し、検出部２０ｓi、２０ｓi+2における静電容量の変化量は、それぞれＣi、Ｃi+2となる。
図１５に示す例において、Ｃi+1が最も大きく、ＣiとＣi+2とは略同一で、かつＣi+1よりも小さい。すなわち、図１５に示すように、静電容量の変化量Ｃi、Ｃi+1、Ｃi+2は、Ｃi+1を頂点とする山形の分布を示す。この場合に演算部６１は、Ｃi、Ｃi+1、Ｃi+2の比率に基づいて重心などを算出し、操作位置として検出部２０ｓi+1上のＸＹ座標を算出することができる。
一方、図１６では、金属膜１２の撓みにより操作位置近傍の第１の構造体３１０i+1、３１０i+2がわずかに弾性変形するとともに、下方へと変位する。その変位により、電極基板２０が撓み、第１の構造体３１０i+1、３１０i+2直下の検出部２０ｓi+1、２０ｓi+1が下方へと変位する。これにより第２の空間部４３０i+1、４３０i+2を介して検出部２０ｓi+1、２０ｓi+2と導体層５０とが近接または接触する。すなわち、検出部２０ｓi+1、２０ｓi+2は、金属膜１２との距離がわずかに変化し、かつ導体層５０との距離が比較的大きく変化することで、それぞれ静電容量の変化量Ｃi+1、Ｃi+2を得る。
図１６に示す例において、Ｃi+1とＣi+2とは略同一である。これにより、演算部６１は、操作位置として検出部２０ｓi+1、２０ｓi+2の間のＸＹ座標を算出することができる。
このように、本実施形態によれば、検出部２０ｓおよび金属膜１２と、検出部２０ｓおよび導体層５０との厚みの双方が押圧力によって可変であることから、検出部２０ｓにおける静電容量の変化量をより大きくすることができる。これにより、入力操作の検出感度を高めることが可能となる。
また、フレキシブルディスプレイ１１上の操作位置が第１の構造体３１０上、第１の空間部３３０上のいずれの点であっても、操作位置のＸＹ座標を算出することが可能となる。すなわち、金属膜１２が面内方向に押圧力の影響を波及させることにより、操作位置直下の検出部２０ｓのみならず、Ｚ軸方向から見て操作位置の近傍の検出部２０ｓにおいても静電容量変化を生じさせることができる。これにより、第１の面１１０内における検出精度のバラつきを抑制し、第１の面１１０全面において高い検出精度を維持することができる。
ここで、操作子としてよく用いられるものとして、指やスタイラスが挙げられる。両者の特徴としては、指の方がスタイラスよりも大きな接触面積を有するため、同じ荷重（押圧力）を負荷した場合、指の方が押圧力に対する圧力（以下、操作圧力とする）が小さくなる。一方で、スタイラスはその接触面積が小さく、例えば一般的な相互容量方式の静電容量センサでは、センサ素子との容量結合量が小さく、検出感度が低いという問題がある。本実施形態によれば、これらのいずれの操作子を用いた場合でも、高い精度で入力操作を検出することができる。以下、図１７、図１８を用いて説明する。
図１７、図１８は、第１の面１１０がスタイラス又は指により操作を受けたときの入力装置１００の態様を示す模式的な要部断面図と、そのとき検出部２０ｓから出力される出力信号の一例を示す図であり、図１７は操作子がスタイラスｓの場合、図１８は操作子が指ｆの場合を示す。また図１７、図１８におけるＸ軸に沿って示す棒グラフは、図１５、図１６と同様に、各検出部２０ｓにおける静電容量の基準値からの変化量を模式的に示している。
図１７に示すように、スタイラスｓは、金属膜１２を変形させるとともに、操作位置直下の第１の構造体３１０i+1に対し押圧力を及ぼす。ここでスタイラスｓは、接触面積が小さいため、金属膜１２および第１の構造体３１０i+1に対し大きな操作圧力を及ぼすことができる。このため、金属膜１２を大きく変形させることができ、結果として、検出部２０ｓi+1の静電容量の変化量Ｃi+1に示されるように、大きな静電容量変化を生じさせることが可能となる。これにより、検出部２０ｓi、２０ｓi+1、２０ｓi+2各々の静電容量の変化量Ｃi、Ｃi+1、Ｃi+2は、Ｃi+1を頂点とする山形の分布となる。
このように本実施形態に係る入力装置１００は、操作圧力の面内分布に基づいて静電容量の変化量を検出することができる。これは、入力装置１００が、操作子との直接の容量結合による静電容量の変化量を検出するものではなく、変形可能な金属膜１２および電極基板２０を介して静電容量の変化量を検出することによる。したがって、接触面積の小さいスタイラスｓのような操作子であっても、精度よく操作位置および押圧力を検出することができる。
一方、図１８に示すように、指ｆは接触面積が大きいため、操作圧力が小さくなるが、スタイラスｓよりも広範囲の金属膜１２を直接変形させることができる。これにより、第１の構造体３１０i、３１０i+1、３１０i+2をそれぞれ下方へ変位させ、検出部２０ｓi、２０ｓi+1、２０ｓi+2各々の静電容量の変化量Ｃi、Ｃi+1、Ｃi+2を生じさせることができる。Ｃi、Ｃi+1、Ｃi+2は、図１７に係るＣi、Ｃi+1、Ｃi+2と比較してゆるやかな山形の分布となる。
本実施形態に係る入力装置１００は、上述のように金属膜１２および導体層５０各々と検出部２０ｓとの間の双方の容量結合に基づく静電容量の変化量を検出であるため、指ｆのような大きな接触面積の操作子であっても、十分な静電容量の変化を生じさせることができる。また、操作が行われたか否かの判定においては、例えば静電容量の変化が生じた検出部２０ｓi、２０ｓi+1、２０ｓi+2全ての静電容量の変化量を合計した値を用いることで、たとえ操作圧力が小さい場合であっても、第１の面１１０全体の押圧力に基づいて精度よく接触を判定することができる。さらに、第１の面１１０内の操作圧力分布に基づいて静電容量が変化するため、これらの変化量の比率等に基づいて、ユーザの直感に即した操作位置を算出することができる。
さらに、一般的な静電容量センサの場合には、操作子とＸ、Ｙ電極との容量結合を利用して操作位置等を検出する。すなわち、操作子とＸ、Ｙ電極との間に導電体が配置される場合には、当該導電体とＸ、Ｙ電極との容量結合により、入力操作の検出が難しかった。また、操作子とＸ、Ｙ電極との間の厚みが大きい構成では、これらの間の容量結合量が小さくなり、検出感度が減少するという問題もあった。これらの事情から、ディスプレイの表示面上にセンサ装置を配置する必要があり、ディスプレイの表示品質の劣化が問題となっていた。
そこで、本実施形態に係る入力装置１００（センサ装置１）は、金属膜１２、導体層５０各々とＸ、Ｙ電極２２０、２１０との容量結合を利用するため、操作子とセンサ装置との間に導電体が配置されていた場合であっても検出感度に対する影響はない。また、操作子の押圧力により金属膜１２が変形可能であればよく、操作子とＸ、Ｙ電極との間の厚みの制限も少ない。したがってフレキシブルディスプレイ１１の裏面にセンサ装置１を配置した場合であっても、操作位置および押圧力を精度よく検出することができ、フレキシブルディスプレイ１１の表示特性の劣化を抑制することができる。
さらに、操作子とＸ、Ｙ電極との間に存在する絶縁体（誘電体）の厚みの制限も少ないことから、例えばユーザが絶縁体である手袋等を装着して操作した場合であっても、検出感度が低下することがない。したがって、ユーザの利便性の向上に寄与することができる。
（座標計算のずれの発生およびその原因）
図１９Ａは、理想的な容量変化率分布を示す図である。図１９Ａにおいて、Ｃi、Ｃi+1はそれぞれ、単位検出領域２０ｒi、２０ｒi+1（検出部２０ｓi、２０ｓi+1）の中心位置を示している。また、Ｌi、Ｌi+1はそれぞれ、Ｘ軸方向に対する単位検出領域２０ｒi、２０ｒi+1（検出部２０ｓi、２０ｓi+1）の容量変化率分布を示している。
図１９Ａの矢印ｂに示すように、入力装置１００の第１の面１１０に加わる荷重を中心位置Ｃiから中心位置Ｃi+1まで移動させた場合には、以下のような傾向を示すのが理想的である。すなわち、検出部２０ｓiの容量変化率は、矢印ａiに示すように単調に減少するのに対して、検出部２０ｓi+1の容量変化率は、矢印ａi+1に示すように単調に増加する傾向を示すのが理想的である。
しかし、第１のサブ電極２１ｚと第２のサブ電極２２ｚとが、単位検出領域２０ｒの中央部付近に集まっていない場合には、容量変化率分布が、図１９Ａに示した理想的な分布とはならず、図１９Ｂに示した分布のようになる傾向がある。すなわち、単位検出領域２０ｒi、２０ｒi+1の中心位置Ｃi、Ｃi+1に容量変化率分布のピークが１つ現れるのではなく、その中心位置Ｃi、Ｃi+1を中心としてピークが２つに分裂して現れる傾向がある。このように分裂した２つのピーク間の領域Ｒi、Ｒi+1は座標計算のずれを招く原因となる。
まず、図４４Ａ、図４４Ｂを参照して、上述の２つのピークの発生の原因について以下に説明する。図４４Ａに示すように、第１の面１１０のうち、単位検出領域２０ｒi+1の中心に対応する位置Ｐ１を操作子ｈにより押圧すると、金属膜１２と電極基板２０とは略同様な形状に変形する。これにより、押圧後も、金属膜１２と電極基板２０との距離は略一定に保持される。一方、図４４Ｂに示すように、第１の面１１０のうち、単位検出領域２０ｒi+1、２０ｒi+2の間の近傍の位置Ｐ２を操作子ｈにより押圧すると、この押圧位置Ｐ２の近傍の金属膜１２のみが大きく変形する。これにより、押圧後には、押圧位置Ｐ２の近傍における金属膜１２と電極基板２０との距離のみが大きく変化する。その結果、容量変化率分布には、上述のように、検出部２０ｓiの中心位置Ｃiの両側にピークが１つずつ発生する（図１９Ｂ参照）。
次に、図２５Ａ、図２５Ｂを参照して、第１のサブ電極２１ｚと第２のサブ電極２２ｚとが、単位検出領域２０ｒの中央部付近に集まっている構成を採用することにより、２つのピークの発生の発生を抑制できる理由について説明する。図２５Ａに示すように、第１の面１１０のうち、単位検出領域２０ｒi+1の中心に対応する位置Ｐ１を操作子ｈにより押圧すると、金属膜１２と電極基板２０とは略同様な形状に変形する。これにより、押圧後も、金属膜１２と電極基板２０との距離は略一定に保持される。一方、図２５Ｂに示すように、第１の面１１０のうち、単位検出領域２０ｒi+1、２０ｒi+2の間の近傍の位置Ｐ２を操作子ｈにより押圧すると、この押圧位置Ｐ２の近傍の金属膜１２のみが大きく変形する。しかし、押圧位置Ｐ２の近傍の金属膜１２が変形した位置では、第１のサブ電極２１ｚと第２のサブ電極２２ｚとの交点の数密度が、単位検出領域２０ｒ（検出部２０ｓ）の中心に比して小さいもしくは０となっている。これにより、押圧後にも、押圧位置Ｐ２の近傍における金属膜１２と電極基板２０との距離が大きく変化しても容量変化には現れにくい。したがって、座標計算のずれを抑制する観点からすると、第１のサブ電極２１ｚと第２のサブ電極２２ｚとが、単位検出領域２０ｒの中央部付近に集まっている構成を採用することが好ましい。このように局所的な距離の大きな変化があっても、その部分を容量に関して不感にすることで、単位検出領域２０ｒの中心から単調に減少する理想的な容量変化率分布が得られる（図１９Ａ参照）。
第１および第２のサブ電極２１ｚ、２２ｚの電極交点（以下「サブ電極交点」と適宜称する。）の密度が、第１および第２の電極線２１０、２２０の交差領域の周辺部（検出部２０ｓの周辺部）に比して中央部において高いことが好ましい。これにより、サブ電極交点の密度を一定にした場合に比して、容量変化率分布に発生する２つのピークの大きさを低減することができる。
サブ電極交点の密度は、第２の構造体４１０と対向する位置または領域に比べて、第１の構造体３１０、または第１の構造体３１０のグループに対向する位置もしくは領域において高いことが好ましい。これにより、サブ電極交点の密度を一定にした場合に比して、容量変化率分布に発生する２つのピークの大きさを低減することができる。ここで、「第１の構造体３１０のグループに対向する位置または領域」とは、「グループを構成している複数の第１の構造体３１０を各頂点とする多角形の周（外周）が対向する位置または領域」を意味する。この多角形の形状としては、例えば、正方形、長方形などが挙げられるが、これに限定されるものではない。
サブ電極交点は、第２の構造体４１０に対向する位置または領域には設けられていないことが好ましい。これにより、サブ電極交点を第２の構造体４１０に対向する位置または領域に設けた場合に比して、容量変化率分布に発生する２つのピークの大きさを低減することができる。
サブ電極交点は、第１の構造体３１０、または第１の構造体３１０のグループに対向する領域、もしくは該領域の内側に設けられていることが好ましい。
サブ電極交点を単位検出領域２０ｒの幅Ｌｘ、Ｌｙの１／３以内の範囲に設けることで、容量変化率分布に２つのピークが発生することを略完全に抑制することができる。
［荷重感度の向上］
本実施形態に係る入力装置１００では、第１のサブ電極２１ｚと第２のサブ電極２２ｚとが、単位検出領域２０ｒの中央部付近に集まっていることで、荷重感度を向上することができる。
ここで、図４４Ａ、図２５Ａ、図２６Ａを参照して、第１のサブ電極２１ｚと第２のサブ電極２２ｚとが、単位検出領域２０ｒの中央部付近に集まっていることで、荷重感度を向上できる理由について説明する。
図４４Ａでは、単位検出領域２０ｒ内に第１の構造体３１０を１個含み、サブ電極交点の密度が単位検出領域２０ｒ内で略一定になっている、入力装置１００の例が示されている。この例に示した入力装置１００では、第１の面１１０のうち、単位検出領域２０ｒi+1の中心に対応する位置Ｐ１を操作子ｈにより押圧すると、図４４Ａに示すように、第１の構造体３１０の直下の電極基板２０のみが導体層５０に向けて局所的に変形する。このとき、第１の構造体３１０の直下のサブ電極交点の容量変化は非常に大きいが、単位検出領域２０ｒの周辺部のサブ電極交点の容量変化は小さい。よって、１つの検出部２０ｓ全体での容量変化率を考えた場合には、その検出部２０ｓ内のサブ電極交点すべてで平均化され、容量変化率としては小さくなってしまう。
なお、容量変化率は、以下の式により算出した。
（容量変化率）［％］＝［（初期容量Ｃ0）−（変化後容量Ｃ1）］／（初期容量Ｃ0）
上記式中、「初期容量Ｃ0」および「変化後容量Ｃ1」は、具体的には以下の内容を示す。
初期容量Ｃ0：操作部材の表面に加重を加えていない状態における入力装置の静電容量
変化後容量Ｃ1：操作部材の表面に加重を加えた後の入力装置の静電容量
一方、図２５Ａでは、単位検出領域２０ｒ内に第１の構造体３１０を１個含み、第１のサブ電極２１ｚと第２のサブ電極２２ｚとが、単位検出領域２０ｒの中央部付近に集まっている、入力装置１００の例が示されている。この例に示した入力装置１００では、第１の面１１０のうち、単位検出領域２０ｒi+1の中心に対応する位置Ｐ１を操作子ｈにより押圧すると、図２５Ａに示すように、第１の構造体３１０の直下の電極基板２０のみが導体層５０に向けて局所的に変形する。このとき、第１の構造体３１０の直下のサブ電極交点の容量変化は非常に大きく、第１の構造体３１０の直下の位置にサブ電極交点が密集しているため、１つの検出部２０ｓ全体での容量変化率を考えた場合には、サブ電極交点の密度が単位検出領域２０ｒ内で略一定になっている場合と比べて、容量変化率としては大きくなる。その結果、単位検出領域２０ｒi+1の中心に対応する位置Ｐ２を操作子ｈにより押圧したときの容量変化量が増加する。
サブ電極交点の密度を、第１および第２電極の交差領域の周辺部に比して中央部において高くすると、サブ電極交点の密度を一定にした場合に比して、最大容量変化率および感度を向上することができる。ここで、感度（荷重感度）とは、荷重「０ｇｆ」近傍での容量変化率分布の曲線の傾きを意味する。
サブ電極交点を第２の構造体に対向する位置には設けないことで、さらに最大容量変化率および感度を向上することができる
サブ電極交点は第２の構造体に対向する位置に設けないことで、さらに最大容量変化率および感度を向上することができる
サブ電極交点を単位検出領域の幅Ｌｘ、Ｌｙの１／３以内の範囲に設けることで、最大容量変化率および感度をさらに向上することができる。
さらに、図２６Ａでは、単位検出領域２０ｒ内に第１の構造体３１０を２個以上含み、第１のサブ電極２１ｚと第２のサブ電極２２ｚとが、複数の第１の構造体のグループに対向する領域、または該領域の内側に集まっている、入力装置１００の例が示されている。この例に示した入力装置１００では、図２６Ａに示すように、第１の面１１０のうち、単位検出領域２０ｒi+1の中心に対応する位置Ｐ２を操作子ｈにより押圧すると、図２６Ａに示すように、単位検出領域２０ｒi+1の中心近傍の第１の構造体３１０に囲まれた広範囲の電極基板２０が導体層５０に向けて変形する。このとき、単位検出領域２０ｒi+1の中心近傍の第１の構造体３１０に囲まれたより広範囲の容量変化は非常に大きく、この範囲内にサブ電極交点が密集しているため、１つの検出部２０ｓ全体での容量変化率を考えた場合には、サブ電極交点の密度が単位検出領域２０ｒ内で略一定になっている場合と比べて、容量変化率としては大きくなる。その結果、単位検出領域２０ｒi+1の中心に対応する位置Ｐ２を操作子ｈにより押圧したときの容量変化量が増加する。さらに、図２５Ａの場合に対して、より広範囲の電極基板２０が変形しているため、サブ電極交点の密度が大きい領域を広範囲に取れるため、第１のサブ電極２１ｚと第２のサブ電極２２ｚの本数を増やすことができる。結果として、容量変化率を高くしつつ初期容量Ｃ0を大きくでき、Ｓ／Ｎが向上する。
［電子機器（裏面不感）］
図２０Ａ、図２０Ｂ、図２０Ｃは、本実施形態に係る入力装置１００の電子機器７０への実装例を示す図である。図２０Ａに係る電子機器７０ａは、入力装置１００が配置される開口部７２１ａを含む筐体７２０ａを有する。また、開口部７２１ａには支持部７２２ａが形成され、粘着テープ等の接合部７２３ａを介して導体層５０の周縁部を支持する。また導体層５０と支持部７２２ａとの接合方法は上記に限定されず、例えばネジ等で固定してもよい。
また本実施形態に係る入力装置１００は、周縁に沿って第１および第２の枠体３２０、４２０が形成されているため、実装時にも安定した強度を維持することができる。
図２０Ｂに係る電子機器７０ｂも、電子機器７０ａと略同一の構成を有し、開口部７２１ａおよび支持部７２２ａを含む筐体７２０ｂを有する。異なる点としては、導体層５０の裏面を支持する少なくとも１つの補助支持部７２４ｂを有する点である。補助支持部７２４ｂは、例えば、導体層５０の裏面から検出部２０ｓの周辺部で、もしくは導体層５０の裏面から第１の構造体３１０に対向した位置で入力装置１００を支持している。この構成により、より安定的に入力装置１００を支持することができる。補助支持部７２４ｂは、導体層５０と粘着テープ等で接合してもよいし、接合しなくてもよい。
図２０Ｃに係る電子機器７０ｂも、電子機器７０ｂと略同一の構成を有し、開口部７２１ａおよび支持部７２２ａを含む筐体７２０ｂを有する。異なる点としては、導体層５０の裏面を支持する補助支持部７２４ｂが第２の構造体４１０の下に配置されている点である。補助支持部７２４ｂは、導体層５０と粘着テープ等で接合してもよいし、接合しなくてもよい。入力装置１００は補助支持部７２４ｂから荷重を受け、その荷重は主に直上の第２の構造体４１０へと伝わり、その第２の構造体４１０は電極基板を変形させる。しかし、第１のサブ電極２１ｚと第２のサブ電極２２ｚとが、単位検出領域２０ｒの中央部付近に集まっていることで、第２の構造体４１０により変形する部分のサブ電極交点の密度は小さくなっており、容量変化量は小さくなる。比較として、図２０Ｂのように補助支持部７２４ｂが単位検出領域２０ｒi+1の中心近傍に存在する場合は、導体層５０が補助支持部７２４ｂから荷重を受けて変形し、その変形は単位検出領域２０ｒの中央部付近のサブ電極交点にて検出される。よって、導体層５０の裏面を支持する補助支持部７２４ｂが第２の構造体４１０の下に配置されている構成により、より安定的に入力装置１００を支持することができる。
［効果］
本実施形態に係る入力装置１００は、上述のように金属膜１２および導体層５０各々と検出部２０ｓとの間の双方の容量結合に基づく静電容量の変化量を検出であるため、指ｆのような大きな接触面積の操作子であっても、十分な静電容量の変化を生じさせることができる。また、操作が行われたか否かの判定においては、例えば静電容量の変化が生じた検出部２０ｓi、２０ｓi+1、２０ｓi+2全ての静電容量の変化量を合計した値を用いることで、たとえ操作圧力が小さい場合であっても、第１の面１１０全体の押圧力に基づいて精度よく接触を判定することができる。さらに、第１の面１１０内の操作圧力分布に基づいて静電容量が変化するため、これらの変化量の比率などに基づいて、ユーザの直感に即した操作位置を算出することができる。
第１の電極線２１０および第２の電極線２２０の少なくとも一方が複数のサブ電極を含んでいるので、初期容量および容量変化率を増大させることができる。このように初期容量を増大させることで、入力装置１００のＳＮ比（Signal-to-Noise Ratio）を向上することができる。また、このように容量変化率を増大させることで、入力装置の操作感度を向上することができる。
さらに、一般的な静電容量センサの場合には、操作子とＸ、Ｙ電極との容量結合を利用して操作位置などを検出する。すなわち、操作子とＸ、Ｙ電極との間に導電体が配置される場合には、当該導電体とＸ、Ｙ電極との容量結合により、入力操作の検出が難しかった。また、操作子とＸ、Ｙ電極との間の厚みが大きい構成では、これらの間の容量結合量が小さくなり、検出感度が減少するという問題もあった。これらの事情から、ディスプレイの表示面上にセンサ装置を配置する必要があり、ディスプレイの表示品質の劣化が問題となっていた。
そこで、本実施形態に係る入力装置１００（センサ装置１）は、金属膜１２、導体層５０各々とＸ、Ｙ電極２１０、２２０との容量結合を利用するため、操作子とセンサ装置との間に導電体が配置されていた場合であっても検出感度に対する影響はない。また、操作子の押圧力により金属膜１２が変形可能であればよく、操作子とＸ、Ｙ電極との間の厚みの制限も少ない。したがってフレキシブルディスプレイ１１の裏面にセンサ装置１を配置した場合であっても、操作位置および押圧力を精度よく検出することができ、フレキシブルディスプレイ１１の表示特性の劣化を抑制することができる。
さらに、操作子とＸ、Ｙ電極との間に存在する絶縁体（誘電体）の厚みの制限も少ないことから、例えばユーザが絶縁体である手袋などを装着して操作した場合であっても、検出感度が低下することがない。したがって、ユーザの利便性の向上に寄与することができる。
（変形例１）
上述の第１の実施形態では、第１および第２の電極線２１０、２２０を直線状の複数の電極群２１ｗ、２２ｗで構成する例について説明したが（図１０Ｂ参照）、第１および第２の電極線２１０、２２０の構成はこの例に限定されるものではない。
図２１Ａは、第１の電極線２１０の変形例を示す平面図である。第１の電極線２１０は、複数の単位電極体２１０ｍと、複数の単位電極体２１０ｍ同士を連結する複数の連結部２１０ｎとを備える。単位電極体２１０ｍは、複数のサブ電極（電極要素）の群からなる電極群により構成され、それらのサブ電極は規則的または不規則的なパターンを有している。図３７Ａに示す例では、単位電極体２１０ｍは、中心部から放射状に伸びる複数本の直線的な電極パターンの集合体で構成される。連結部２１０ｎは、Ｙ軸方向に延在されており、隣り合う単位電極体２１０ｍ同士を連結する。
図２１Ｂは、第２の電極線２２０の変形例を示す平面図である。第２の電極線２２０は、複数の単位電極体２２０ｍと、複数の単位電極体２２０ｍ同士を連結する複数の連結部２２０ｎとを備える。単位電極体２２０ｍは、複数のサブ電極（電極要素）の群からなる電極群により構成され、それらのサブ電極は規則的または不規則的なパターンを有している。図３７Ｂに示す例では、単位電極体２２０ｍは、中心部から放射状に伸びる複数本の直線的な電極パターンの集合体で構成される。連結部２２０ｎは、Ｘ軸方向に延在されており、隣り合う単位電極体２２０ｍ同士を連結する。
Ｚ軸方向から見て、単位電極体２１０ｍと単位電極体２２０ｍとが重なるように、第１および第２の電極線２１０、２２０は交差して配置される。
図２２（Ａ）〜図２２（Ｐ）は、単位電極体２１０ｍ、２２０ｍの形状例を示す模式図である。なお、図２２（Ａ）〜図２２（Ｐ）は、第１および第２の電極線２１０、２２０の交差部における形状を示しており、それ以外の部分の形状は特に限定されるものではなく、例えば直線状としてもよい。また、第１および第２の電極線２１０、２２０の単位電極体２１０ｍ、２２０ｍの形状の組み合わせは、図１０（Ｂ）または図２２（Ａ）〜図２２（Ｐ）のうち同一種の２組でもよいし、異種の２組でもよい。
図２２（Ａ）は、図２１Ａ、図２１Ｂの単位電極体２１０ｍ、２２０ｍに相当する。図２２（Ｂ）は、図２１（Ａ）の例に示した放射状の線電極のうちの一本が他の線電極よりも太く形成される例を示す。これにより、太い線電極上の静電容量変化量を他の線電極上よりも高めることができる。さらに図２２（Ｃ）、図２２（Ｄ）は、略中心に環状の線状電極が配置され、そこから放射状に線電極が形成されている例を示す。これにより、中心部における線状電極の集中を抑制し、感度低下領域の発生を防止することができる。
図２２（Ｅ）〜図２２（Ｈ）は、いずれも環状または矩形環状に形成された複数の線状電極を組み合わせて集合体を形成した例を示す。これにより、電極の密度を調整することが可能となり、かつ、感度低下領域の形成を抑制することが可能となる。また、図２２（Ｉ）〜図２２（Ｌ）は、いずれもＸ軸方向またはＹ軸方向に配列した複数の線状電極を組み合わせて集合体を形成した例を示す。当該線状電極の形状、長さおよびピッチなどを調整することで、所望の電極密度とすることが可能となる。さらに図２２（Ｍ）〜図２２（Ｐ）は、線電極がＸ軸方向またはＹ軸方向に非対称に配置された例である。
（変形例２）
図２３は、本技術の第１の実施形態に係る入力装置１００の変形例を示す概略断面図である。この入力装置１００は、電極基板２０と導体層５０との間に複数の第２の支持体４０が設けられておらず、電極基板２０と導体層５０とが隣接して設けられている。これ以外の点では、上述の第１の実施形態と同様である。図２３では、第１の構造体３１０は、検出部２０ｓの中央に配置されているが、隣り合う検出部２０ｓの間に配置されていても良い。
（変形例３）
図５０は、本技術の第１の実施形態に係る入力装置１００の変形例を示す概略断面図である。この入力装置１００は、電極基板２０と金属膜１２との間に複数の第１の支持体３０が設けられておらず、電極基板２０と金属膜１２とが隣接して設けられている。これ以外の点では、上述の第１の実施形態と同様である。図５０では、第２の構造体４１０は、隣り合う検出部２０ｓの間に配置されているが、検出部２０ｓの中央に配置されていても良い。
（変形例４）
第１の実施形態における第１および第２の構造体３１０、４１０の互いの層間の配置位置（金属膜１２と電極基板２０との間の配置位置、および導体層５０と電極基板２０との間の配置位置）を入れ替えてもよい。以下に、このような入れ替えをした構成を有する入力装置１００について説明をする。
図４５Ａは、本技術の第１の実施形態に係る入力装置１００の変形例を示す概略断面図である。第１の構造体３１０ａは、第１の実施形態における第２の構造体４１０を金属膜１２と電極基板２０との間に設けたものであり、それ以外の点（すなわち面内方向の配置位置、構成、材料および形成方法などの点）では、第１の実施形態における第２の構造体４１０と同様である。第２の構造体４１０ａは、第１の実施形態における第１の構造体３１０を導体層５０と電極基板２０との間に設けたものであり、それ以外の点（すなわち面内方向の配置位置、構成、材料および形成方法などの点）では、第１の実施形態における第１の構造体３１０と同様である。このような構成を有する入力装置１００では、検出部２０ｓは、第２の構造体４１０ａ、または第２の構造体４１０が構成するグループとＺ軸方向に対向して配置されていてもよい。
図４５Ｂは、第１の面１１０が指ｆによる操作を受けたときの入力装置１００の態様を示す模式的な要部断面図である。図４５Ｂでは、操作位置の直下の操作部材１０（金属膜１２）が最も力を受け、その直下部分およびその近傍の操作部材１０（金属膜１２）が電極基板２０に向けて変形し、電極基板２０に対して近接または接触する。また、その操作部材１０の変形により、第１の構造体３１０ａi、３１０ａi+1を介して電極基板２０のうち単位検出領域２０ｒi、２０ｒi+1間および単位検出領域２０ｒi+1、２０ｒi+2間に対応する部分に力が加わり、その部分が導体層５０に向けて変形し、導体層５０に対して近接する。
サブ電極交点の密度は、第１の構造体３１０と対向する位置または領域に比べて、第２の構造体４１０、または第２の構造体４１０のグループに対向する位置もしくは領域において高いことが好ましい。これにより、サブ電極交点の密度を一定にした場合に比して、容量変化率分布に発生する２つのピークの大きさを低減することができる。ここで、「第２の構造体４１０のグループに対向する位置または領域」とは、「グループを構成している複数の第２の構造体４１０を各頂点とする多角形の周（外周）が対向する位置または領域」を意味する。この多角形の形状としては、例えば、正方形、長方形などが挙げられるが、これに限定されるものではない。
サブ電極交点は、第１の構造体３１０に対向する位置または領域には設けられていないことが好ましい。これにより、サブ電極交点を第１の構造体３１０に対向する位置または領域に設けた場合に比して、容量変化率分布に発生する２つのピークの大きさを低減することができる。
サブ電極交点は、第２の構造体４１０、または第２の構造体４１０のグループに対向する領域、もしくは該領域の内側に設けられていることが好ましい。
（変形例５）
第１の実施形態では、入力装置１００が平板状を有する場合を例として説明したが、入力装置１００の形状はこれに限定されるものではない。例えば、入力装置１００が、筒状、曲面状、帯状、不定形状などを有していてもよい。曲面状としては、例えば、円弧状、楕円弧状、放物線状などの断面を有する曲面が挙げられる。また、入力装置１００の全体は、剛性を有していてもよいし、フレキシブル性を有していてもよい。入力装置１００の全体がフレキシブル性を有する場合、入力装置１００がウエアラブルな装置であってもよい。
図５１Ａは、円筒状を有する入力装置１００の形状例を示す斜視図である。図５１Ｂは、図５１ＡのＡ−Ａ線に沿った断面図である。なお、図５１Ｂでは、入力装置１００の層構成の理解を容易にするために、入力装置１００の厚さを図５１Ａに比して厚くして示している。入力装置１００の外周面側にフレキシブルディスプレイ１１が設けられ、内周面側に導体層５０が設けられている。したがって、入力装置１００の外周面側が入力操作面および表示面として機能する。入力装置１００を円柱状などの支持体１００ｊまたは手首などの人体に勘合して使用するようにしてもよい。また、帯状の入力装置１００を円柱状などの支持体１００ｊまたは手首などの人体に巻き付けて使用するようにしてもよい。
図５２Ａは、曲面状を有する入力装置１００の形状例を示す斜視図である。図５２Ｂは、図５２ＡのＡ−Ａ線に沿った断面図である。なお、図５２Ｂでは、入力装置１００の層構成の理解を容易にするために、入力装置１００の厚さを図５２Ａに比して厚くして示している。図５２Ｂでは、凸状の曲面側にフレキシブルディスプレイ１１を設け、凹状の曲面側に導体層５０を設けることで、凸状の曲面側が入力操作面および表示面として機能する例が示されている。なお、この例とは反対に、凹状の曲面側にフレキシブルディスプレイ１１を設け、凸状の曲面側に導体層５０を設けることで、凹状の曲面側が入力操作面および表示面として機能するようにしてもよい。入力装置１００を凸状の曲面を有する支持体１００ｋまたは手首などの人体に勘合して使用するようにしてもよい。また、帯状の入力装置１００を凸状の曲面を有する支持体１００ｋまたは手首などの人体に倣うように載せて使用するようにしてもよい。
＜２ 第２の実施形態＞
図２４は、本技術の第２の実施形態に係る入力装置の一構成例を示す概略断面図である。第２の実施形態に係る入力装置１００Ｃは、単位検出領域２０ｒ内に第１の構造体３１０を２個以上含んでいる点において、第１の実施形態に係る入力装置１００とは異なっている。
ここでは、単位検出領域２０ｒの外周上に第１の構造体３１０が配置されている場合には、その外周を境にして着目する単位検出領域２０ｒの内側に存在する１個の第１の構造体３１０の一部分を、第１の構造体３１０の個数としてカウントするものと定義する。具体的には例えば、単位検出領域２０ｒを構成する辺上に２分割されるようにして、第１の構造体３１０が配置されている場合には、この第１の構造体３１０の個数は「１／２」と定義する。また、正方形状または長方形状の単位検出領域２０ｒの頂部（角部）に第１の構造体３１０が配置されている場合には、この第１の構造体３１０の個数は「１／４」と定義する。
このように入力装置１００が単位検出領域内に第１の構造体を２個以上含んでいることで、容量変化率分布に２つのピークが発生（図１９Ｂ参照）することを抑制し、座標計算の精度を改善できる。
まず、図４４Ａ、図４４Ｂを参照して、上述の２つのピークの発生の原因について以下に説明する。図４４Ａに示すように、第１の面１１０のうち、単位検出領域２０ｒi+1の中心に対応する位置Ｐ１を操作子ｈにより押圧すると、金属膜１２と電極基板２０とは略同様な形状に変形する。これにより、押圧後も、金属膜１２と電極基板２０との距離は略一定に保持される。一方、図４４Ｂに示すように、第１の面１１０のうち、単位検出領域２０ｒi+1、２０ｒi+2の間の近傍の位置Ｐ２を操作子ｈにより押圧すると、この押圧位置Ｐ２の近傍の金属膜１２のみが大きく変形する。これにより、押圧後には、押圧位置Ｐ２の近傍における金属膜１２と電極基板２０との距離のみが大きく変化する。その結果、容量変化率分布には、上述のように、検出部２０ｓiの中心位置Ｃiの両側にピークが１つずつ発生する（図１９Ｂ参照）。
次に、図２６Ａ、図２６Ｂを参照して、単位検出領域２０ｒ内に複数の第１の構造体３１０を２個以上含むことにより、２つのピークの発生の発生を抑制できる理由について説明する。図２６Ａに示すように、第１の面１１０のうち、単位検出領域２０ｒi+1の中心に対応する位置Ｐ１を操作子ｈにより押圧すると、金属膜１２と電極基板２０とは略同様な形状に変形する。これにより、押圧後も、金属膜１２と電極基板２０との距離は略一定に保持される。一方、図２６Ｂに示すように、第１の面１１０のうち、単位検出領域２０ｒi+1、２０ｒi+2の間の近傍の位置Ｐ２を操作子ｈにより押圧すると、この押圧位置Ｐ２の近傍の金属膜１２がわずかに下方に向けて変形するに留まる。これにより、押圧後にも、押圧位置Ｐ２の近傍における金属膜１２と電極基板２０との距離のみが大きく変化することが抑制される。これは、単位検出領域２０ｒi+1、２０ｒi+2内に２個以上の第１の構造体３１０i+1が配置されている影響で、押圧位置Ｐ２の近傍の金属膜１２の変形が抑制されるためである。このように局所的な距離の大きな変化が抑制される結果、単位検出領域２０ｒの中心から単調に減少する理想的な容量変化率分布が得られる（図１９Ａ参照）。
（第１および第２の構造体の配置例）
図４６Ａ、図４６Ｂは、第１および第２の構造体３１０、４１０と、第１の電極線（Ｙ電極）２１０および第２の電極線（Ｘ電極）２２０との配置例を示す模式的な平面図である。単位検出領域２０ｒ内には、第１の構造体３１０が２個以上含まれている。これにより、入力装置１００の座標計算の精度を向上することができる。また、入力装置１００の加重感度を向上することができる。
本開示において、「第１の構造体３１０が含まれる」とは、第１の構造体３１０の全体が含まれる場合ばかりではなく、第１の構造体３１０の一部が含まれる場合をも意味する。例えば、単位検出領域２０ｒの外周（周）上に第１の構造体３１０が配置されている場合には、この外周上に配置されている第１の構造体３１０のうち、その外周を境にして着目する単位検出領域２０ｒの内側に存在する１個の第１の構造体３１０の一部分を、第１の構造体３１０の個数としてカウントするものと定義する。なお、「第１の構造体３１０を含む」も、上記と同様の意味で用いられる。
単位検出領域２０ｒの外周Ｃｒと、検出部（交差部）２０ｓの外周Ｃｓと、単位検出領域２０ｒに含まれる第１の構造体３１０の配置位置との位置関係としては、例えば、以下に示す位置関係（ａ）、（ｂ）が挙げられ、容量変化率などの特性を向上する観点からすると、位置関係（ｂ）が好ましい。但し、これらの位置関係は、入力装置１００をＺ軸方向（すなわち第１の面１１０に垂直な方向）から見たときの位置関係を意味している。
（ａ）検出部２０ｓの外周Ｃｓが単位検出領域２０ｒの外周Ｃｒの内側にあり、かつ、第１の構造体３１０が検出部２０ｓの外周Ｃｓの内側に配置されている（図４６Ａ参照）。
（ｂ）検出部２０ｓの外周Ｃｓが単位検出領域２０ｒの外周Ｃｒの内側にあり、かつ、第１の構造体３１０が検出部２０ｓの外周Ｃｓと単位検出領域２０ｒの外周Ｃｒとの間に配置されている（図４６Ｂ参照）。
第１および第２の構造体３１０、４１０は、単位検出領域２０ｒの中心に対して対称（単位検出領域２０ｒの中心を通り単位検出領域２０ｒの２つの配列方向と平行な線に対してそれぞれ線対称）に配置されていることが好ましい。ただし、最外周または、最外周近傍の検出部２０ｓにおける単位検出領域２０ｒ内の複数の第１の構造体３１０、複数の第２の構造体４１０、複数の第１の電極要素２１ｚ、複数の第２の電極要素２２ｚなどの構成は単位検出領域２０ｒの中心に対して非対称であってもよい。
以下、図２７Ａ〜図２９Ｂを参照して、単位検出領域２０ｒの中心に対して複数の第１および第２の構造体３１０、４１０を対称配置した例について説明する。
（第１の配置例）
図２７Ａは、対称配置の第１の例を示す平面図である。第１の例は、単位検出領域２０ｒ内に合計で２個の第１の構造体３１０と、単位検出領域２０ｒ内に合計で１個の第２の構造体４１０とを含む対称配置の例である。
第２の構造体４１０は、Ｘ軸方向の辺の長さＬｘとＹ軸方向の辺の長さＬｙとが等しい正方形状の単位格子（正方格子）Ｕｃの各頂点（各格子点）の位置に配置されている。すなわち、第２の構造体４１０は、Ｘ軸方向に長さＬｘの配置ピッチ（周期）で配列され、Ｙ軸方向には長さＬｙ（＝Ｌｘ）の配置ピッチ（周期）で配列されている。ここで、単位格子Ｕｃは、第１の構造体３１０および第２の構造体の４１０の配置を説明するために仮想的に設定したものである。
単位格子Ｕｃの領域は、単位検出領域２０ｒに一致する。また、単位検出領域２０ｒの中心位置は、Ｙ電極２１０およびＸ電極２２０の交差部の中心位置と一致する。ここでは、単位格子Ｕｃが正方格子である場合を例として説明するが、単位格子Ｕｃはこの例に限定されるものではなく、例えば、斜方格子、菱形格子、矩形格子、二等辺三角格子、長方格子、六角格子または正三角格子などを用いてもよい。
単位格子Ｕｃは、各頂点に配置された第２の構造体４１０の（１／４）個を含んでいる。そして、単位格子Ｕｃの領域は単位検出領域２０ｒと一致するから、１つの単位検出領域２０ｒ内には、合計で１個（＝（１／４）［個］×４）の第２の構造体４１０が含まれている。
第１の構造体３１０は、単位格子Ｕｃの各辺の中点に配列されている。単位格子Ｕｃの対角線方向における第１の構造体３１０間の距離（配置ピッチ）は（１／２）×√（Ｌｘ2＋Ｌｙ2）である。ここで、√（Ｌｘ2＋Ｌｙ2）は、（Ｌｘ2＋Ｌｙ2）の平方根を意味する。
単位格子Ｕｃは、各辺の中点に配列された第１の構造体３１０の（１／２）個を含んでいる。そして、単位格子Ｕｃの領域は単位検出領域２０ｒと一致するから、１つの単位検出領域２０ｒ内には、合計で２個（＝（１／２）［個］×４）の第１の構造体３１０が含まれている。
（第２の配置例）
図２７Ｂは、対称配置の第２の例を示す平面図である。第２の例は、単位検出領域２０ｒ内に合計で３個の第１の構造体３１０と、単位検出領域２０ｒ内に合計で１個の第２の構造体４１０とを含む対称配置の例である。第２の例は、単位格子Ｕｃの中心に１個の第１の構造体３１０がさらに配置されている点において、第１の例と異なっている。
単位格子Ｕｃは、各辺の中点に配列された第１の構造体３１０の（１／２）個を含んでいるとともに、中心に配列された１個の第１の構造体３１０を含んでいる。そして、単位格子Ｕｃの領域は単位検出領域２０ｒと一致するから、１つの単位検出領域２０ｒ内には、合計で３個（＝（１／２）［個］×４＋１［個］）の第１の構造体３１０が含まれている。
（第３の配置例）
図２８Ａは、対称配置の第３の例を示す平面図である。第３の例は、単位検出領域２０ｒ内に合計で４個の第１の構造体３１０と、単位検出領域２０ｒ内に合計で１個の第２の構造体４１０とを含む対称配置の例である。第２の構造体４１０の配置は、上述の対称配置の第１の例と同様であるので、説明を省略する。
単位格子Ｕｃの中心位置から各頂点との間の位置に、第１の構造体３１０が１個ずつ配置されている。ここで、単位格子Ｕｃの中心位置から各頂点との間の位置は、例えば単位格子Ｕｃの中心位置から各頂点との中点である。Ｘ軸方向における第１の構造体３１０間の距離（配置ピッチ）は、Ｌｘ／２であり、Ｙ軸方向における第１の構造体３１０間の距離（配置ピッチ）は、Ｌｙ／２である。
（第４の配置例）
図２８Ｂは、対称配置の第４の例を示す平面図である。第４の例は、単位検出領域２０ｒ内に合計で４個の第１の構造体３１０と、単位検出領域２０ｒ内に合計で１個の第２の構造体４１０とを含む対称配置の例である。第４の例は、単位格子Ｕｃの各頂点（各格子点）の位置にそれぞれ第１の構造体３１０がさらに配列されている点において、第２の例と異なっている。
単位格子Ｕｃは、各頂点に配置された第１の構造体３１０の（１／４）個と、各辺の中点に配列された第１の構造体３１０の（１／２）個とを含んでいるとともに、中心に配列された１個の第１の構造体３１０を含んでいる。そして、単位格子Ｕｃの領域は単位検出領域２０ｒと一致するから、１つの単位検出領域２０ｒ内には、合計で４個（＝（１／４）［個］×４＋（１／２）［個］×４＋１［個］）の第１の構造体３１０が含まれている。
（第５の配置例）
図２９Ａは、対称配置の第５の例を示す平面図である。第５の例は、単位検出領域２０ｒ内に合計で４個の第１の構造体３１０と、単位検出領域２０ｒ内に合計で１個の第２の構造体４１０とを含む対称配置の例である。第２の構造体４１０の配置は、上述の対称配置の第１の例と同様であるので、説明を省略する。
単位格子Ｕｃの中心位置から各辺の中点との間の位置に、第１の構造体３１０が１個ずつ配置されている。ここで、単位格子Ｕｃの中心位置から各辺の中点との間の位置は、例えば単位格子Ｕｃの中心位置から各辺の中点との間の中点である。Ｘ軸方向における第１の構造体３１０間の距離（配置ピッチ）は、Ｌｘ／２であり、Ｙ軸方向における第１の構造体３１０間の距離（配置ピッチ）は、Ｌｙ／２である。
（第６の配置例）
図２９Ｂは、対称配置の第６の例を示す平面図である。第６の例は、単位検出領域２０ｒ内に合計で５個の第１の構造体３１０と、単位検出領域２０ｒ内に合計で１個の第２の構造体４１０とを含む対称配置の例である。第６の例は、単位格子Ｕｃの中心に１個の第１の構造体３１０がさらに配置されている点において、第３の例と異なっている。
第１および第２の構造体３１０、４１０の数および配置（ピッチ）を調整することで、目的とする操作感や検出感度が得られるように、押圧力に対する金属膜１２および導体層５０各々と検出部２０ｓとの距離の変化量を調整することができる。操作部材１０の変形は、隣接する第１の構造体３１０間の距離の２乗で小さくなる。単位検出領域２０ｒ内に４個の第１の構造体３１０が配置されていれば、操作部材１０の変形は１／４となる。
＜３．第３の実施形態＞
図５３Ａは、本技術の第３の実施形態に係る入力装置１００の構成の一例を示す断面図である。図５３Ｂは、図５３Ａの一部を拡大して表す断面図である。第３の実施形態は、電極基板２０が配線基板２０ｇを含む点において、第１の実施形態とは異なっている。配線基板２０ｇは、基材２１１ｇと、この基材２１１ｇの同一の主面に設けられた複数の第１の電極線（Ｙ電極）２１０ｓおよび複数の第２の電極線（Ｘ電極）２２０ｓとを備えている。
ここで、図５４Ａ、図５４Ｂを参照して、第１の電極線２１０ｓおよび第２の電極線２２０ｓの構成の一例について説明する。図５４Ａに示すように、第１の電極線２１０ｓは、電極線部２１０ｐと、複数の単位電極体２１０ｍと、複数の接続部２１０ｚとを備える。電極線部２１０ｐは、Ｙ軸方向に延在されている。複数の単位電極体２１０ｍは、Ｙ軸方向に一定の間隔で配置されている。電極線部２１０ｐと単位電極体２１０ｍとは所定間隔離して配置されており、両者の間は接続部２１０ｚにより接続されている。なお、接続部２１０ｚを省略して、電極線部２１０ｐに単位電極体２１０ｍが直接設けられた構成を採用するようにしてもよい。
単位電極体２１０ｍは、全体として櫛歯状を有している。具体的には、単位電極体２１０ｍは、複数のサブ電極２１０ｗと、結合部２１０ｖとを備える。複数のサブ電極２１０ｗは、Ｙ軸方向に延在されている。隣り合うサブ電極２１０ｗの間は、所定の間隔離されている。複数のサブ電極２１０ｗの一端は、Ｘ軸方向に延在された結合部２１０ｖに接続されている。
図５４Ｂに示すように、第２の電極線２２０ｓは、電極線部２２０ｐと、複数の単位電極体２２０ｍと、複数の接続部２２０ｚとを備える。電極線部２２０ｐは、Ｘ軸方向に延在されている。複数の単位電極体２２０ｍは、Ｘ軸方向に一定の間隔で配置されている。電極線部２２０ｐと単位電極体２２０ｍとは所定間隔離して配置されており、両者の間は接続部２２０ｚにより接続されている。
単位電極体２２０ｍは、全体として櫛歯状を有している。具体的には、単位電極体２２０ｍは、複数のサブ電極２２０ｗと、結合部２２０ｖとを備える。複数のサブ電極２２０ｗは、Ｙ軸方向に延在されている。隣り合うサブ電極２２０ｗの間は、所定の間隔離されている。複数のサブ電極２２０ｗの一端は、Ｘ軸方向に延在された結合部２２０ｖに接続されている。
図５５Ａに示すように、櫛歯状の単位電極体２１０ｍ、２２０ｍとは、それらの櫛歯部分に相当するサブ電極２１０ｗ、２２０ｗをかみ合わせるようにして、対向配置されている。単位電極体２１０ｍの複数のサブ電極２１０ｗと、単位電極体２２０ｍの複数のサブ電極２２０ｗとは、Ｘ軸方向に向かって交互に配列されている。サブ電極２１０ｗ、２２０ｗの間は、所定の間隔離されている。
図５５Ｂに示すように、第２の電極線２２０ｓの電極線部２２０ｐ上には絶縁層２１０ｒが設けられている。そして、この絶縁層２１０ｒを跨ぐようにしてジャンパ配線２１０ｑが設けられている。このジャンパ配線２１０ｑにより電極線部２１０ｐが連結されている。
（変形例）
上述の第３の実施形態では、電極基板２０と導体層５０との間に第２の支持体４０が設けられた例について説明したが（図５３Ａ、図５３Ｂ参照）、図５６Ａに示すように、第２の支持体４０を省略して、電極基板２０と導体層５０とが隣接するようにしてもよい。図５６Ａでは、第１の構造体３１０は、検出部２０ｓの中央に配置されているが、隣り合う検出部２０ｓの中間に配置されていても良い。
また、上述の第３の実施形態では、金属膜１２と電極基板２０との間に第１の支持体３０が設けられた例について説明したが（図５３Ａ、図５３Ｂ参照）、図５６Ｂに示すように、第１の支持体３０を省略して、金属膜１２と電極基板２０とが隣接するようにしてもよい。図５６Ｂでは、第２の構造体４１０は、隣り合う検出部２０ｓの中間に配置されているが、検出部２０ｓの中央に配置されていても良い。
＜４．第４の実施形態＞
本技術の第４の実施形態に係る入力装置１００では、第１の電極線２１０および第２の電極線２２０のうちの一方の単位電極体がサブ電極により構成されるのに対して、他方の単位電極体が平板状の電極により構成される。第４の実施形態は、これ以外の点においては第１の実施形態の変形例１と同様である。
（第１の構成例）
図５７Ａに示すように、第１の電極線２１０の単位電極体２１０ｍは、複数のサブ電極２１０ｗにより構成されている。一方、図５７Ｂに示すように、第２の電極線２２０の単位電極体２２０ｍは、平板状の電極により構成されている。
第１および第２の電極線２１０、２２０の構成として第１の構成例を採用する場合、図５９Ａに示すように、第２の支持体４０を介して第２の電極線２２０と対向する導体層５０（図１参照）を省略する、もしくは導体層５０に代えて、高分子樹脂層５０ａを採用するようにしてもよい。このように導体層５０を省略することができるのは、第２の電極線２２０に含まれる平板状の電極（単位電極体２２０ｍ）が外部ノイズ（外部電場）のシールド効果を有するためである。また逆に、導体層５０と複合して使用することで、強固なシールド効果を与えることもでき、外部ノイズに対して安定な検出部２０ｓとすることもできる。
（第２の構成例）
図５８Ａに示すように、第１の電極線２１０の単位電極体２１０ｍは、平板状の電極により構成されている。一方、図５８Ｂに示すように、第２の電極線２２０の単位電極体２２０ｍは、複数のサブ電極２２０ｗにより構成されている。
第１および第２の電極線２１０、２２０の構成として第２の構成例を採用する場合、図５９Ｂに示すように、第１の支持体３０を介して第１の電極線２１０と対向する金属膜１２（図１参照）を省略するようにしてもよい。このように金属膜１２を省略することができるのは、第１の電極線２１０に含まれる平板状の電極（単位電極体２１０ｍ）が外部ノイズ（外部電場）のシールド効果を有するためである。また逆に、金属膜１２と複合して使用することで、強固なシールド効果を与えることもでき、外部ノイズに対して安定な検出部２０ｓとすることもできる。
なお、第１、第２の電極線２１０、２２０の構成はこれに限定されるものではなく、第１の電極線２１０の単位電極体２１０ｍ、および第２の電極線２２０の単位電極体４２ｍの両方を平板状の電極により構成するようにしてもよい。
（変形例１）
上述の第１の構成例では、電極基板２０と導体層５０との間に第２の支持体４０が設けられた例について説明したが（図５９Ａ参照）、図６０Ａに示すように、第２の支持体４０を省略して、電極基板２０と導体層５０とが隣接するようにしてもよい。
また、上述の第２の構成例では、フレキシブルディスプレイ１１と電極基板２０との間に第１の支持体３０が設けられた例について説明したが（図５９Ｂ参照）、図６０Ｂに示すように、第１の支持体３０を省略して、フレキシブルディスプレイ１１と電極基板２０とが隣接するようにしてもよい。
（変形例２）
上述の第４の実施形態において、第１の電極線２１０および第２の電極線２２０のうちの一方が複数のサブ電極により構成されるのに対して、他方が１つの平板状の電極により構成されるようにしてもよい。
（第１の構成例）
図６１Ａに示すように、第１の電極線２１０は、複数のサブ電極２１０ｗにより構成されているのに対して、第２の電極線２２０は、平板状の電極により構成されている。第１および第２の電極線２１０、２２０の構成としてこのような構成を採用する場合、第４の実施形態の第１の構成例と同様に、第２の支持体４０を介して第２の電極線２２０と対向する導体層５０（図１参照）を省略する、もしくは導体層５０に代えて、高分子樹脂層５０ａを採用するようにしてもよい。
（第２の構成例）
図６１Ｂに示すように、第１の電極線２１０は、平板状の電極により構成されているのに対して、第２の電極線２２０は、複数のサブ電極２２０ｗにより構成されている。第１および第２の電極線２１０、２２０の構成としてこのような構成を採用する場合、第４の実施形態の第２の構成例と同様に、第１の支持体３０を介して第１の電極線２１０と対向する金属膜１２（図１参照）を省略するようにしてもよい。
なお、第１および第２の電極線２１０、２２０の構成はこれに限定されるものではなく、第１および第２の電極線２１０、２２０の両方を平板状の１つの電極により構成するようにしてもよい。
＜５ 第５の実施形態＞
図３０は、本技術の第５の実施形態に係る入力装置１００Ａの一構成例を示す概略断面図である。本実施形態に係る入力装置１００Ａの操作部材１０Ａ以外の構成は、第１の実施形態と同様であり、適宜その説明を省略する。図３０は、第１の実施形態に係る図１に対応する図である。
（全体構成）
本実施形態に係る入力装置１００Ａは、フレキシブルディスプレイに替えてフレキシブルシート１１Ａと、第１の実施形態と同様のセンサ装置１を有する。フレキシブルシート１１Ａには、後述するように複数のキー領域１１１Ａが配置されており、入力装置１００Ａは、全体としてキーボード装置として用いられる。
（入力装置）
フレキシブルシート１１Ａは、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＩ（ポリイミド）などのフレキシブル性を有する絶縁性のプラスチックシートで構成される。フレキシブルシート１１Ａの厚みは特に限定されず、例えば０．１ｍｍ〜１ｍｍである。
なお、フレキシブルシート１１Ａは単層構造に限定されず、２層以上のシートが積層された構成でもよい。この場合には、上記プラスチックシートに加え、例えば基材としてＰＥＴ、ＰＥＮ、ＰＭＭＡ、ＰＣ、ＰＩなどのフレキシブル性を有する絶縁性のプラスチックシートが積層されていてもよい。
フレキシブルシート１１Ａは、操作面としての第１の面１１０Ａと、第１の面１１０Ａの裏面の第２の面１２０Ａとを有する。第１の面１１０Ａには、複数のキー領域１１１Ａが配列されている。一方で、第２の面１２０Ａには金属膜１２が積層されていてもよい。
フレキシブルシート１１Ａおよび金属膜１２は、樹脂シートの表面にあらかじめ金属箔が貼り付けられた複合シートなどで構成されてもよいし、第２の面１２０Ａ面に形成された蒸着膜やスパッタ膜などで構成されてもよい。あるいは第２の面１２０Ａに印刷された導電ペーストなどの塗膜であってもよい。
各キー領域１１１Ａは、ユーザによって押圧操作されるキートップに相当し、キーの種類に応じた形状、大きさを有する。各キー領域１１１Ａには、適宜のキー表示が施されていてもよく、当該キー表示は、キーの種類を表示するものであってもよいし、個々のキーの位置（輪郭）を表示するものであってもよいし、これら両方を表示するものであってもよい。表示には、適宜の印刷手法、例えば、スクリーン印刷やフレキソ印刷、グラビア印刷などが採用可能である。
第１の面１１０Ａは、キー領域１１１Ａの周囲に溝部１１２Ａが形成された形態を有する。キー領域１１１Ａに相当する凹凸面の形成には、プレス成形やエッチング、レーザ加工などの適宜の加工技術が採用可能である。あるいは、射出成形などの成形技術によって凹凸面を有するフレキシブルシート１１Ａが形成されてもよい。
また、フレキシブルシート１１Ａの構成は上述の例に限られない。例えば、図３１Ａ、図３１Ｂは、フレキシブルシート１１Ａの変形例を模式的に示す図である。図３１Ａに示すフレキシブルシート１１Ａａは、第１の面１１０Ａが平坦面で構成される例を示す。この場合は、不図示の各キー領域は印刷などにより記載してもよいし、キー領域を有さず、タッチセンサとして用いてもよい。また、図３１Ｂに示すフレキシブルシート１１Ａｂでは、フレキシブルシート１１Ａをプレス成形することなどによって形成され、各キー領域１１１Ａｂが独立して上下方向（シート厚み方向）へ変形可能に構成される。
さらにフレキシブルシート１１Ａは、金属などの導電性を有する材料で構成されてもよい。これにより、金属膜１２が不要となり、操作部材１０Ａを薄型化することができる。この場合、フレキシブルシート１１Ａは、金属膜１２としての機能をも有し、例えばグランド電位に接続される。
第１の電極線２１０は、図１０Ｂのように、複数の第１の電極要素２１ｚの群からなる電極群２１ｗにより構成されていてもよい。第１の電極要素２１ｚは、例えばＹ軸方向に延在された線状の導電部材である。第２の電極線２２０は、図１０Ｂのように、複数の第２の電極要素２２ｚの群からなる電極群２２ｗにより構成されていてもよい。第２の電極要素２２ｚは、例えばＸ軸方向に延在された線状の導電部材である。フレキシブルシート１１Ａに金属膜１２がない場合は、複数の第１の電極線２１０は、単一の電極要素により構成されていてもよい（すなわち複数の第１の電極要素２１ｚの群で構成されていいない太い１本の電極であってもよい）。フレキシブルシート１１Ａの外（外界）からの電気的なノイズを遮蔽するためである。
本実施形態において、ユーザがキー入力操作を行う際には、キー領域１１１Ａの中央部を押圧する。そこで、第１および第２の構造体３１０、４１０と検出部２０ｓとを、以下のように配置することができる。
（配置例１）
例えば図３０に示すように、第１の支持体３０の第１の構造体３１０は、溝部１１２Ａの下方に配置されてもよい。この場合に検出部２０ｓは、Ｚ軸方向から見て第１の構造体３１０と重複した位置に配置され、第２の構造体３１０は、隣り合う第１の構造体３１０間に配置される。
配置例１では、図１６で説明したように、キー入力操作時に第１の空間部３３０上が押圧されることで、金属膜１２と検出部２０ｓとが近接する。さらに操作位置直下の第１の空間部３３０に隣接する第１の構造体３１０が下方へと変位し、電極基板２０を撓ませることで、第２の構造体４１０もわずかに弾性変形する。したがって、金属膜１２および導体層５０の各々と検出部２０ｓとが近接し、検出部２０ｓの静電容量変化を得ることができる。
また、第１の構造体３１０の形状は、図１１Ａ、図１１Ｂで示したような円柱体などに限定されず、例えば溝部１１２Ａに沿って壁状に配置されていてもよい。この場合に各第１の構造体３１０は、複数のキー領域１１１Ａ間の境界に沿って配置されることとなる。
（配置例２）
また、第２の構造体４１０が、溝部１１２Ａの下方に配置されてもよい。この場合に第１の構造体３１０は、隣り合う第２の構造体４１０間に配置され、例えば検出部２０ｓは、Ｚ軸方向から見て第１の構造体３１０と重複した位置に配置される。
配置例２では、キー入力操作時に第１の構造体３１０上の位置が押圧される。これによっても、図１５で説明したように、金属膜１２および導体層５０の各々と検出部２０ｓとが近接し、検出部２０ｓの静電容量変化を得ることができる。
なお、検出部２０ｓの配置は上記に限定されず、例えば第２の構造体４１０と重複して配置されていてもよい。
図６２Ａは、第１の電極線（Ｙ電極）２１０の配置例を示す平面図である。第１の電極線２１０は、複数の単位電極体２１０ｍと、複数の単位電極体２１０ｍ同士を連結する複数の連結部２１０ｎとを備える。単位電極体２１０ｍは、複数のサブ電極（電極要素）２１０ｗの群からなる電極群により構成されている。複数のサブ電極２１０ｗは、キーレイアウトに対応した規則的または不規則的なパターンを有している。図６２Ａでは、複数のサブ電極２１０ｗが、キーレイアウトに対応した不規則的なパターンを有している例が示されている。この例では、具体的には、複数のサブ電極２１０ｗは、Ｙ軸方向に延在された線状の導電部材であり、それらの導電部材が、ストライプ状に配列されている。
図６２Ｂは、第２の電極線（Ｘ電極）２２０の配置例を示す平面図である。第２の電極線（Ｘ電極）２２０は、Ｘ軸方向に延在された、ほぼ一定の幅を有する細長い矩形状電極である。その矩形状電極は、複数のサブ電極（電極要素）２２０ｗの群からなる電極群により構成されている。サブ電極２２０ｗは、例えばＸ軸方向に延在された線状の導電部材である。
なお、図６２Ｂに示すように、複数の第２の電極線（Ｘ電極）２２０のうち一部が、複数の単位電極体２２０ｍと、複数の単位電極体２２０ｍ同士を連結する複数の連結部２２０ｎとを備えるものであってもよい。
ここでは、第１の電極線（Ｙ電極）２１０が金属膜１２の側（上側）に設けられ、第２の電極線（Ｘ電極）２２０が導体層５０の側（下側）に設けられる例について説明したが、第２の電極線２２０が金属膜１２の側（上側）に設けられ、第１の電極線２１０が導体層５０の側に設けられていてもよい。
図６３Ａは、第１の構造体３１０の配置例を示す平面図である。図６３Ｂは、第２の構造体４１０の配置例を示す平面図である。複数の第１および第２の構造体３１０、４１０は、キーレイアウトに対応した所定パターンで２次元配列されている。第１の構造体３１０は、配置位置に応じて大きさや形状などが異なっていてもよい。第２の構造体４１０も同様に、配置位置に応じて大きさや形状などが異なっていてもよい。
図６４は、第１および第２の電極線２１０、２２０と第１および第２の構造体３１０、４１０との配置関係を示す平面図である。第１の電極線（Ｙ電極）２１０の複数の単位電極体２１０ｍが、Ｚ軸方向から見て、矩形状の第２の電極線（Ｘ電極）２２０に重なるように設けられている。
以下、図６５を参照して、第１および第２の構造体３１０、４１０の配置例について詳しく説明する。キーボード装置の場合には、スタイラスなどの操作子による描画とは異なり、キー領域１１１Ａを押したときの金属膜１２および電極基板２０の変形が、隣接するキー領域１１１Ａに伝播しないことが好ましい。
Ｘ軸方向（左右方向）におけるキー領域１１１Ａ間の部分（すなわち溝部１１２Ａ）では、第１および第２の構造体ｓ４、ｕ１０、第１および第２の構造体ｓ８、ｕ９がそれぞれ、Ｚ軸方向から見て重なるように設けられていることが好ましい。第１および第２の構造体ｓ４、ｕ１０、第１および第２の構造体ｓ８、ｕ９が重なる箇所では感度が下がり、Ｘ軸方向（左右方向）における変形の伝播が低下するからである。
Ｙ軸方向（上限方向）におけるキー領域１１１Ａ間の部分でも、Ｚ軸方向から見て、第１の構造体が第２の構造体ｓ２、ｓ６上に重なるように設けられていてもよい。この場合、Ｙ軸方向（上限方向）における変形の伝播も低下する。
Ｘ軸方向とＹ軸方向との間の方向（斜め方向）のキー領域１１１Ａ間の部分でも、Ｚ軸方向から見て、第１の構造体が第２の構造体ｓ１、ｓ３、ｓ５、ｓ７上に重なるように設けられていてもよい。この場合、Ｘ軸方向とＹ軸方向との間の方向（斜め方向）における変形の伝播も低下する。
単位検出領域２０ｒ内に複数の第１の構造体ｕ５〜ｕ８が設けられていることが好ましい。これにより、電極基板２０のうち単位検出領域２０ｒに対応する部分を複数の第１の構造体ｕ５〜ｕ８により変形させるため、キー領域１１１Ａを押圧したときの感度が向上する。したがって、キー領域１１１Ａを指で押圧した場合と爪で押圧した場合との感度差が小さくなる。
サブ電極２１０ｗ、２２０ｗの交点が、単位検出領域２０ｒの中央部付近に集まり、かつ、第１の構造体ｕ５〜ｕ８で規定される領域の内側に存在していることが好ましい。荷重感度を向上できるからである。
キーボード装置の場合には、キー領域１１１Ａの中央を押圧した場合と、キー領域１１１Ａの端部を押圧した場合との感度差が小さいことが好ましい。単位検出領域２０ｒの周辺部に第１の構造体ｕ１〜ｕ４、ｕ９、ｕ１０および第２の構造体ｓ１〜ｓ８が配置されていると、単位検出領域２０ｒの中央部の変形量が大きく、感度が高くなる傾向がある。この場合、単位検出領域２０ｒの中央部に第２の構造体ｓ９を配置することとで、単位検出領域２０ｒの中央部の感度を相対的に減少させ、キー領域１１１Ａの中央とキー領域１１１Ａの端部との感度差を小さくすることが好ましい。さらに、キー領域１１１Ａの端部でも十分な感度が得られるように、サブ電極２１０ｗ、２２０ｗの交点が、キー領域１１１Ａの外側まで存在していることが好ましい。
単位検出領域２０ｒの周辺部に設けられる第１の構造体ｕ１〜ｕ４、ｕ９、ｕ１０および第２の構造体ｓ１〜ｓ８は、単位検出領域２０ｒの中央部に設けられる第１の構造体ｕ４〜ｕ７および第２の構造体ｓ９に比べて大きいことが好ましい。金属膜１２と電極基板２０との間、および導体層５０と電極基板２０との間の接着力を向上できるからである。
各キー領域１１１Ａ（単位検出領域２０ｒ）は隔離されずに、各キー領域１１１Ａ間を抵抗なく空気が十分に移動できることが好ましい。各キー領域１１１Ａにおいて入力装置１００Ａの内圧が上昇し、感度の低下や、戻り遅延の発生などを抑制できるからである。
制御部６０は、上述のように演算部６１と、信号生成部６２とを有し、電極基板２０に電気的に接続される。また、本実施形態において、制御部６０は、複数の検出部２０ｓの出力に基づいて複数のキー領域１１１Ａ各々に対する入力操作に関する情報を生成することが可能に構成される。すなわち、演算部６１は、電極基板２０の第１および第２の電極線２１０、２２０各々から出力される電気的な信号（入力信号）に基づいて第１の面１１０上のＸＹ座標系における操作位置を算出し、当該操作位置に割り当てられたキー領域１１１Ａを決定する。信号生成部６２は、その押圧が検出されたキー領域１１１Ａに対応する操作信号を生成する。
入力装置１００Ａは、ノート型のパーソナルコンピュータや、携帯電話などの電子機器に組み込まれることで、上述のようにキーボード装置として適用することができる。また、入力装置１００Ａは、不図示の通信部を有することで、有線または無線によりパーソナルコンピュータなどの他の電子機器と電気的に接続され、当該電子機器を制御するための入力操作が可能に構成されてもよい。
さらに入力装置１００Ａは、第１の実施形態で説明したように、ポインティングデバイスとしても用いることができる。すなわち、各検出部２０ｓの出力に対し２以上の閾値が設定され、演算部６１がタッチ操作とプッシュ操作とを判定することにより、ポインティングデバイスとキーボードとを兼ねた入力装置とすることが可能である。
＜６ 第６の実施形態＞
図３２は、本技術の第６の実施形態に係る入力装置１００Ｂが組み込まれた電子機器７０Ｂの一構成例を示す概略断面図である。本実施形態に係る入力装置１００Ｂの操作部材１０Ｂ以外の構成は、第１の実施形態と同様であり、適宜その説明を省略する。
本実施形態に係る入力装置１００Ｂは、電子機器７０Ｂの筐体７２０Ｂの一部が操作部材１０Ｂの一部を構成する。すなわち、入力装置１００Ｂは、筐体７２０Ｂの一部を構成する操作領域７２１Ｂと、第１の実施形態と同様のセンサ装置１とを有する。電子機器７０Ｂとしては、例えばタッチセンサを搭載したパーソナルコンピュータなどが適用可能である。
操作部材１０Ｂは、第１の面１１０Ｂと第２の面１２０Ｂとを含み変形可能な操作領域７２１Ｂと、金属膜１２との積層構造を有する。すなわち、第１の面１１０Ｂは筐体７２０Ｂの一表面であり、第２の面１２０Ｂは当該一表面の裏面（内面）である。
操作領域７２１Ｂは、例えば筐体７２０Ｂの他の領域と同一の材料、例えばアルミニウム合金やマグネシウム合金などの導体材料やプラスチック材料で構成されてもよく、この場合は、ユーザのタッチ操作またはプッシュ操作時に変形可能な厚みで構成される。あるいは操作領域７２１Ｂは、筐体７２０Ｂの他の領域と異なる材料で構成されてもよく、この場合は、当該他の領域よりも剛性の小さい材料を採用することが可能である。
また、第２の面１２０Ｂには、粘着性の樹脂膜などの接着層１３に形成された金属箔などの金属膜１２が形成される。なお、操作領域７２１Ｂが導体材料で構成される場合には、金属膜１２が不要となり、操作部材１０Ｂを薄型化することができる。この場合、操作領域７２１Ｂは、金属膜１２としての機能をも有し、例えばグランド電位に接続される。
以上のように、本実施形態に係る入力装置１００Ｂは、導体材料などの筐体７２０Ｂの一部を利用して構成することが可能である。これは、上述のように、入力装置１００Ｂが操作子とＸ、Ｙ電極との容量結合を利用して入力操作を検出するものではなく、操作子により押圧された金属膜１２とそれに対向する導体層５０各々と、検出部２０ｓとの容量結合を利用するものであることによる。したがって入力装置１００Ｂによれば、電子機器７０Ｂの部品点数を低減し、より生産性を高めることが可能である。
また、本実施形態に係る入力装置１００Ｂは、上述の第１の実施形態と同様のセンサ装置１を有することから、微小な押圧力であっても操作位置および押圧力を精度よく検出することができる。したがって本実施形態によれば、操作領域７２１Ｂの材料についての制限も少なく、検出感度の高い入力装置１００Ｂを提供することができる。
以下、試験例により本技術を具体的に説明するが、本技術はこれらの試験例のみに限定されるものではない。
以下のシミュレーションは、応力解析及び静電解解析を有限要素法を用いて行った。具体的なプログラムとしては、ムラタソフトウエア社製、商品名：ＦＥＭＴＥＴを用いた。
表１は、試験例１−１−１〜１−１−７、試験例１−３−１〜１−３−６の第１および第２の電極の構成を示す。
Figure 0006288073
表２は、試験例１−５−１〜１−５−４の第１および第２の電極の構成を示す。
Figure 0006288073
表３は、試験例２−１〜２−５の検出部の構成を示す。なお、表３中のサブ電極の幅Ｗx、Ｗy、サブ電極の間隔ｄx、ｄy、および電極幅Ｅx、Ｅyの対応箇所は、図１０Ａ、図１０Ｂおよび図３８Ｂに示した通りである。サブ電極の間隔ｄx、ｄyは、サブ電極の中心間隔（中心線間隔）である。
Figure 0006288073
表３中にける「○」印は、検出部１〜５が交点の構成１〜５をそれぞれ満たしている場合を示しているのに対して、「×」印は、検出部１〜５が交点の構成１〜５をそれぞれ満たしていない場合を示している。
本技術の実施例について以下の順序で説明する。
１ サブ電極により構成された電極
１．１ サブ電極により構成された第１の電極と、サブ電極により構成された第２の電極との組合せ
１．２ サブ電極により構成された第１の電極と、単一構成の第２の電極との組合せ
２ サブ電極交点の密度
３ サブ電極により構成された電極と、構造体の配置位置との組合せ
＜１ サブ電極により構成された電極＞
＜１．１ サブ電極により構成された第１の電極と、サブ電極により構成された第２の電極との組合せ＞
まず、サブ電極により構成された第１の電極と、サブ電極により構成された第２の電極とを組合せた入力装置の特性について、シミュレーションにより検討した。
（試験例１−１−１〜１−１−７）
図３３Ａ、図３３Ｂは、試験例１−１〜１−７におけるシミュレーションの条件を示す概略図である。まず、図３３Ａに示すように、入力装置を構成する第１の導体層、第１の構造体、電極基板、第２の構造体、および第２の導体層を設定した。また、図３３Ｂおよび表１に示すように、電極基板に含まれる第１および第２の電極を第１および第２のサブ電極により形成するとともに、それらを３×３のメッシュ状に交差させた構成に設定した。
次に、上述の条件に設定した入力装置の静電容量（以下「初期容量」という。）Ｃ0を求めた。その結果を図３４Ａに示す。
（試験例１−２−１〜１−２−７）
第１の導体層と電極基板との距離（第１の空間の幅）を４０μｍ、および第２の導体層と電極基板との距離（第２の空間の幅）を２μｍに変更すること以外は、上述の試験例１−１−１〜１−１−７と同様にして容量（以下「変化後容量」と適宜称する。）Ｃ1を求めた。
次に、以下の式により容量変化率を求めた。その結果を図３４Ｂに示す。なお、図３４Ｂにおいて、縦軸の容量変化率は、サブ電極の交点一つ当たりの静容量変化率である。
（容量変化率）［％］＝［（初期容量Ｃ0）−（変化後容量Ｃ1）］／（初期容量Ｃ0）
（シミュレーションの結果）
図３４Ａは、試験例１−１−１〜１−１−７のシミュレーションの結果を示す図である。図３４Ｂは、試験例１−２−１〜１−２−７のシミュレーションの結果を示す図である。なお、図３４Ａにおいて、縦軸の初期容量は、サブ電極交点一つ当たりの初期容量である。
図３４Ａ、図３４Ｂから以下のことがわかる。
第１および第２の電極を第１および第２のサブ電極により構成し、それらを交点にてメッシュ状に交差させることで、初期容量および容量変化率を増大できることがわかる。
第１および第２のサブ電極の間隔が０．１ｍｍである場合は、間隔が第１のサブ電極の幅、第２のサブ電極の幅と等しい、つまりは、第１および第２の電極を単一構成の平板状の電極により構成を意味している。なお、本明細書では、第１および第２のサブ電極の間隔とは、第１および第２のサブ電極の中心間距離を意味する。
第１および第２のサブ電極の間隔が０．２ｍｍ以上である場合には、第１および第２の電極を単一構成の平板状の電極により構成した場合に比して、初期容量および容量変化率を大きく向上できる。特に、第１および第２のサブ電極の間隔が０．３ｍｍ以上である場合には、初期容量および容量変化率の向上の度合いが大きい。このように初期容量を増大させることで、入力装置のＳＮ比（Signal-to-Noise Ratio）を向上することができる。また、このように容量変化率を増大させることで、入力装置の感度を向上することができる。
図３４Ａ、図３４Ｂに示した結果からは、単純に第１および第２のサブ電極の間隔が広い方が入力装置の特性としては好ましいように見える。これは、図３４Ａおよび図３４Ｂに示した結果は、サブ電極交点一つ当たりの初期容量であるためである。実際には、第１および第２のサブ電極の間隔が広くなると、単位検出領域当たりの第１および第２のサブ電極の個数が減少してしまうため、第１および第２のサブ電極の間隔は広ければ広い方が良いわけではない。
第１および第２のサブ電極の個数が減少すると、単位検出領域当たりの初期容量は、第１および第２のサブ電極の間隔の２乗で小さくなり、単位検出領域当たりの容量変化率は変わらないという関係がある。仮に単位検出領域を６ｍｍ×６ｍｍの正方形状とした場合には、第１および第２のサブ電極の間隔（図３４Ａ、図３４Ｂの横軸）と、単位検出領域当たりのサブ電極の交点個数とは、表１に示した関係を有する。
単位検出領域当たりの初期容量（＝（交点一つ当たりの初期容量）×（交点個数））および容量変化率を考慮すると、第１および第２のサブ電極の間隔は、０．２ｍｍ以上０．４ｍｍ以下の範囲内であることが好ましく、０．３ｍｍ程度が最も好ましい。
（試験例１−３−１〜１−３−６）
第１および第２のサブ電極の幅を０．２ｍｍに変更する以外は試験例１−１−２〜１−１−７と同様にして、入力装置の初期容量Ｃ0を求めた。その結果を図３５Ａに示す。
（試験例１−４−１〜１−４−６）
第１および第２のサブ電極の幅を０．２ｍｍに変更する以外は試験例１−２−２〜１−２−７と同様にして、入力装置の容量変化率を求めた。その結果を図３５Ｂに示す。
（シミュレーションの結果）
図３５Ａは、試験例１−３−１〜１−３−６のシミュレーションの結果を示す図である。図３５Ｂは、試験例１−４−１〜１−４−６のシミュレーションの結果を示す図である。なお、図３５Ａにおいて、縦軸の初期容量は、サブ電極交点一つ当たりの初期容量である。また、図３５Ｂにおいて、縦軸の容量変化率は、サブ電極交点一つ当たりの容量変化率である。
図３５Ａ、図３５Ｂから以下のことがわかる。
第１および第２の電極を第１および第２のサブ電極により構成し、それらを交点にてメッシュ状に交差させることで、初期容量および容量変化率を増大できることがわかる。
第１および第２のサブ電極の間隔が０．２ｍｍである場合は、間隔が第１のサブ電極の幅、第２のサブ電極の幅と等しい、つまりは、第１および第２の電極を単一構成の平板状の電極により構成したことを意味している。
第１および第２のサブ電極の間隔が０．３ｍｍ以上である場合には、第１および第２の電極を単一構成の平板状の電極により構成した場合に比して、初期容量および容量変化率を大きく向上できる。特に、第１および第２のサブ電極の間隔が０．４ｍｍ以上である場合には、初期容量および容量変化率の向上の度合いが大きい。
上述の結果を総合すると、以下のことがわかる。すなわち、第１および第２のサブ電極の幅が０．１ｍｍである場合には、第１および第２のサブ電極の間隔は０．３ｍｍ以上であることが好ましい。また、第１および第２のサブ電極の幅が０．２ｍｍである場合には、サブ電極の間隔は０．４ｍｍ以上であることが好ましい。これらの結果を考量すると、
第１および第２のサブ電極間の空間の幅（＝（第１または第２のサブ電極の間隔）−（第１または第２のサブ電極の幅））は、０．２ｍｍ以上であることが好ましい。
＜１．２ サブ電極により構成された第１の電極と、単一構成の第２の電極との組合せ＞
次に、サブ電極により構成された第１の電極と、単一構成の第２の電極とを組合せた入力装置の特性について、シミュレーションにより検討した。
（試験例１−５−１〜１−５−４）
図３６Ａ、図３６Ｂは、試験例１−５−１〜１−５−４におけるシミュレーションの条件を示す概略図である。まず、図３６Ａに示すように、入力装置を構成する第１の導体層、第１の構造体、電極基板、および第２の導体層を設定した。また、図３６Ｂおよび表２に示すように、電極基板に含まれる第１の電極を第１のサブ電極により形成し、第２の電極を単一構成の平板状電極とする構成に設定した。
次に、上述の条件に設定した入力装置の初期容量Ｃ0を求めた。その結果を図３７Ａに示す。
（試験例１−６−１〜１−６−４）
第１の導体層と電極基板との距離（第１の空間の幅）を６μｍに変更すること以外は、上述の試験例１−５−１〜１−５−４と同様にして変化後容量Ｃ1を求めた。
次に、試験例１−１−１〜１−１−７と同様にして、容量変化率を求めた。その結果を図３７Ｂに示す。
（シミュレーションの結果）
図３７Ａは、試験例１−５−１〜１−５−４のシミュレーションの結果を示す図である。図３７Ｂは、試験例１−６−１〜１−６−４のシミュレーションの結果を示す図である。なお、図３７Ａにおいて、縦軸の初期容量は、サブ電極交点一つ当たりの静電容量である。また、図３７Ｂにおいて、縦軸の容量変化率は、サブ電極交点一つ当たりの容量変化率である。
図３７Ａ、図３７Ｂから以下のことがわかる。
第１の電極を第１のサブ電極により構成し、第２の電極を単一構成の平板状の電極により構成した場合にも、初期容量および容量変化率を増大できることがわかる。
第１および第２のサブ電極の間隔が０．１ｍｍである場合は、間隔が第１のサブ電極の幅、第２のサブ電極の幅と等しい、つまりは、第１および第２の電極を単一構成の平板状の電極により構成したことを意味している。
第１のサブ電極の間隔が０．２ｍｍ以上である場合には、第１および第２の電極を単一構成の平板状の電極により構成した場合に比して、初期容量および容量変化率を大きく向上できる。特に、サブ電極の間隔が０．３ｍｍ以上である場合には、初期容量および容量変化率の向上の度合いが大きい。
＜２ サブ電極交点の密度＞
次に、サブ電極交点の密度を種々変更して、入力装置の特性についてシミュレーションにより検討した。
（試験例２−１）
図３８Ａ、図３８Ｂ、図３９Ａは、試験例２−１におけるシミュレーションの条件を示す概略図である。図３８Ａに示すように、入力装置を構成する操作部材、第１の構造体、電極基板、第２の構造体、および導体層の各数値を設定した。電極基板に含まれる検出部の構成としては、図３８Ｂおよび表３に示した検出部１の構成を用いた。第１の構造体および第２の構造体を、図３９Ａに示すように配置した。
上述の条件に設定した入力装置について、以下の（１）から（３）の解析をシミュレーションにより行った。その結果を図４０Ａ、図４０Ｂ、図４１、図４２に示す。
（１）操作部材の表面のうち、単位検出領域の中心に対応する位置に加重を加えたときの操作部材および電極基板の変形位置（図３８Ａ：ＸＺ断面内の変形位置）
操作部材の表面のうち、隣接する単位検出領域の間に対応する位置に加重を加えたときの操作部材および電極基板の変形位置（図３８Ａ：ＸＺ断面内の変形位置）
（２）加重位置に対する検出部２０ｓ1、２０ｓ2、２０ｓ3の容量変化率分布の変化
（３）操作部材の表面のうち、単位検出領域の中心に対応する位置に加重を加えたときの、容量変化率（最大容量変化率）の荷重依存性
なお、容量変化率は、以下の式により算出した。
（容量変化率）［％］＝［（初期容量Ｃ0）−（変化後容量Ｃ1）］／（初期容量Ｃ0）
上記式中、「初期容量Ｃ0」および「変化後容量Ｃ1」は、具体的には以下の内容を示す。
初期容量Ｃ0：操作部材の表面に加重を加えていない状態における入力装置の静電容量
変化後容量Ｃ1：操作部材の表面に加重を加えた後の入力装置の静電容量
（試験例２−２）
電極基板に含まれる検出部の構成として、図３８Ｂおよび表３に示した検出部２の構成を用いた。これ以外のことは試験例２−１と同様にして、上述の（２）および（３）の解析をシミュレーションにより行った。その結果を図４０Ｂ、図４１、図４２に示す。
（試験例２−３）
電極基板に含まれる検出部の構成として、図３８Ｂおよび表３に示した検出部３の構成を用いた。これ以外のことは試験例２−１と同様にして、上述の（２）および（３）の解析をシミュレーションにより行った。その結果を図４０Ｂ、図４１、図４２に示す。
（試験例２−４）
電極基板に含まれる検出部の構成として、図３８Ｂおよび表３に示した検出部４の構成を用いた。これ以外のことは試験例２−１と同様にして、上述の（２）および（３）の解析をシミュレーションにより行った。その結果を図４０Ｂ、図４１、図４２に示す。
（試験例２−５）
電極基板に含まれる検出部の構成として、図３８Ｂおよび表３に示した検出部５の構成を用いた。これ以外のことは試験例２−１と同様にして、上述の（２）および（３）の解析をシミュレーションにより行った。その結果を図４０Ｂ、図４１、図４２に示す。
なお、試験例２−１〜２−５におけるサブ電極交点の具体的構成は、以下の通りである。
試験例２−１（表３：交点の構成１）：サブ電極交点の密度は、第１および第２電極の交差領域の位置に依存せず一定である。
試験例２−２（表３：交点の構成２）：サブ電極交点の密度は、第１および第２電極の交差領域の周辺部に比して中央部において高い。
試験例２−３（表３：交点の構成３）：サブ電極交点は第２の構造体に対向する位置には存在しない。すなわち、サブ電極交点の密度は、第２の構造体に対向する位置において「０」である。具体的には、第１および第２の電極の幅Ｅｘ、Ｅｙがそれぞれ単位領域のサイズＬｘ、Ｌｙの２／３以内の領域にのみ存在する。
試験例２−４（表３：交点の構成４）：サブ電極交点は第２の構造体に対向する位置には存在しない。すなわち、サブ電極交点の密度は、第２の構造体に対向する位置において「０」である。具体的には、第１および第２の電極の幅Ｅｘ、Ｅｙがそれぞれ単位領域のサイズＬｘ、Ｌｙの２／３以内の領域にのみ存在する。
試験例２−５（表３：交点の構成５）：サブ電極交点（すなわち第１および第２の電極の幅Ｅｘ、Ｅｙ）が、単位検出領域の幅Ｌｘ、Ｌｙの１／３以下の範囲にのみ存在する。
（シミュレーションの結果）
図４０Ａは、試験例２−１のシミュレーションの結果を示す図である。図４１Ａ中、符号Ｌ１１を付した曲線は、単位検出領域の中心に加重を加えたときの操作部材の変形位置を示し、符号Ｌ１２を付した曲線は、隣接する単位検出領域間に加重を加えたときの操作部材の変形位置を示している。図４１Ａ中、符号Ｌ２１を付した曲線は、単位検出領域の中心に加重を加えたときの電極基板の変形位置を示し、符号Ｌ２２を付した曲線は、隣接する単位検出領域間に加重を加えたときの電極基板の変形位置を示している。
図４１Ｂ、図４３は、試験例２−１〜２−５のシミュレーションの結果を示す図である。図４２は、図４１Ｂの一部を拡大して表した図である。図４２、図４３中、符号Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５を付した曲線はそれぞれ、試験例２−１、２−２、２−３、２−４、２−５のシミュレーション結果を示す。
図４１Ａから以下のことがわかる。
単位検出領域内に１個の第１の構造体が配置されている場合には、単位検出領域の中心に荷重が加わると、電極基板のうち単位検出領域の中心に対応する部分のみが局所的に下方に向かって変形する。
単位検出領域内に１個の第１の構造体が配置されている場合には、隣接する単位検出領域間に荷重が加わると、その荷重を加えた箇所の操作部材が局所的に大きく変形する。
図４１Ｂ、図４２、図４３から以下のことがわかる。
試験例２−１（曲線Ｌ１参照）：サブ電極交点の密度を一定にすると、容量変化率分布に２つのピークが発生する。
試験例２−２（曲線Ｌ２参照）：サブ電極交点の密度を、第１および第２電極の交差領域の周辺部に比して中央部において高くすると、サブ電極交点の密度を一定にした場合に比して、容量変化率分布に発生する２つのピークの大きさを低減することができる。また、サブ電極交点の密度を一定にした場合に比して、最大容量変化率および感度を向上することができる。ここで、感度（荷重感度）とは、荷重「０ｇｆ」近傍での容量変化率分布の曲線の傾きを意味する。
試験例２−３（曲線Ｌ３参照）：サブ電極交点を第２の構造体に対向する位置には設けないことで、サブ電極交点の密度を一定にした場合に比して、容量変化率分布に発生する２つのピークの大きさを低減することができる。また、サブ電極交点の密度を一定にした場合に比して、最大容量変化率および感度を向上することができる
試験例２−４（曲線Ｌ４参照）：サブ電極交点は第２の構造体に対向する位置に設けないことで、サブ電極交点の密度を一定にした場合に比して、容量変化率分布に発生する２つのピークの大きさを低減することができる。また、サブ電極交点の密度一定の場合に比して、最大容量変化率および感度を向上することができる
試験例２−５（曲線Ｌ５参照）：サブ電極交点を単位検出領域の幅Ｌｘ、Ｌｙの１／３以内の範囲に設けることで、容量変化率分布に２つのピークが発生することを略完全に抑制することができる。また、サブ電極交点の密度を一定にした場合に比して、最大容量変化率および感度を向上することができる。
なお、容量変化率分布に２つのピークが発生することを抑制である効果の度合いは、試験例２−１、２−２、２−３、２−４、２−５の順番で大きくなる。
また、最大容量変化率および感度を向上できる効果の度合いも同様に、試験例２−１、２−２、２−３、２−４、２−５の順番で大きくなる。
＜３ サブ電極により構成された電極と、構造体の配置位置との組合せ＞
次に、サブ電極により構成された電極と、構造体の配置位置との関係を種々変更して、入力装置の特性についてシミュレーションにより検討した。
（試験例３−１〜３−５）
第１の構造体および第２の構造体を、図３９Ｂに示すように配置した。これ以外のことは試験例２−１〜２−５と同様にして、上述の（３）の解析をシミュレーションにより行った。その結果を図４３に示す。
なお、試験例３−１〜３−５におけるサブ電極交点の具体的構成は、以下の通りである。
試験例３−１：サブ電極交点の密度は、第１および第２電極の交差領域の位置に依存せず一定である。
試験例３−２：サブ電極交点の密度は、第１および第２電極の交差領域の周辺部に比して中央部において高い。具体的には、第１の構造体に対向する位置付近のサブ電極交点の密度は、第２の構造体に対向する位置付近のサブ電極交点の密度よりも高い。
試験例３−３：サブ電極交点は、第２の構造体に対向する位置には存在しない。具体的には、サブ電極交点は、単位検出領域の幅Ｌｘ、Ｌｙの２／３以内に存在する。すなわち、第１および第２の電極の幅Ｅｘ、Ｅｙそれぞれが単位検出領域の幅Ｌｘ、Ｌｙの２／３以下である。
試験例３−４：サブ電極交点は、複数の第１の構造体のグループに対向する領域、または該領域の内側に集まっている。
試験例３−５：サブ電極交点は、単位検出領域の幅Ｌｘ、Ｌｙの１／３以下に存在する。すなわち、第１および第２の電極の幅Ｅｘ、Ｅｙそれぞれが単位検出領域の幅Ｌｘ、Ｌｙの１／３以下である。
（シミュレーションの結果）
図４３は、試験例３−１〜３−５のシミュレーションの結果を示す図である。図４３中、符号Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５を付した曲線はそれぞれ、試験例３−１、３−２、３−３、３−４、３−５のシミュレーション結果を示す。
図４３から以下のことがわかる。
試験例３−２（曲線Ｌ２参照）：サブ電極交点の密度を第１および第２電極の交差領域の周辺部に比して中央部において高くすることで、サブ電極交点の密度を一定にした場合に比して、最大容量変化率および感度を向上することができる。
試験例３−３（曲線Ｌ３参照）：サブ電極交点を第２の構造体に対向する位置には設けないことで、サブ電極交点の密度を一定にした場合に比して、最大容量変化率および感度を向上することができる。
試験例３−５（曲線Ｌ４参照）：サブ電極交点を複数の第１の構造体のグループに対向する領域、または該領域の内側に集めることで、最大容量変化率および感度を向上することができる。
試験例３−４（曲線Ｌ５参照）：サブ電極交点を単位検出領域の幅Ｌｘ、Ｌｙの１／３以下に設けることで、サブ電極交点の密度を一定にした場合に比して、最大容量変化率および感度を向上することができる。
なお、最大容量変化率および感度を向上できる度合いは、試験例３−１、３−２、３−３、３−４、３−５の順番で大きくなる。また、図４２と図４３を比較すると、単位検出領域内に１個の第１の構造体が配置されている場合に比べて、単位検出領域２０ｒ内に第１の構造体３１０が２個以上含まれている場合は、最大容量変化率および感度が高いことが分かる。
以上、本技術の実施形態について具体的に説明したが、本技術は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本技術の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
例えば、上述の実施形態において挙げた構成、方法、工程、形状、材料および数値などはあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる構成、方法、工程、形状、材料および数値などを用いてもよい。
また、上述の実施形態の構成、方法、工程、形状、材料および数値などは、本技術の主旨を逸脱しない限り、互いに組み合わせることが可能である。
また、入力装置が、金属膜を有さず、操作子と導体層各々とＸ、Ｙ電極との容量結合による検出部の静電容量変化を検出するようにしてもよい。この場合には、操作部材として、絶縁材料で構成されたフレキシブルシート（第２の実施形態参照）を用いることができる。このような構成によっても、第１および第２の支持体が操作子と導体層各々と検出部との距離を変化させ、操作位置および押圧力の検出精度の高い入力装置とすることができる。
以上の実施形態では、検出部が相互キャパシタンス方式の容量素子を構成すると説明したが、自己キャパシタンス方式の容量素子を構成してもよい。この場合は、金属膜および導体層各々と検出部に含まれる電極層との静電容量の変化量に基づいて、入力操作を検出することができる。
また、入力装置は、平板状の構成に限定されず、例えば第１の面が曲面となるように電子機器に組み込まれてもよい。すなわち、本技術のセンサ装置は、全体としてフレキシブルな構成であるため、自由度の高い実装方法が可能となる。
また、本技術は以下の構成を採用することもできる。
（１）
可撓性を有する第１の導体層と、
電極基板と、
上記第１の導体層および上記電極基板を離間する複数の第１の構造体と、
を備え、
上記電極基板は、複数の第１の電極と、該複数の第１の電極と交差する複数の第２の電極とを含み、
上記第１の電極および上記第２の電極の少なくとも一方は、複数のサブ電極を含んでいるセンサ装置。
（２）
上記第１の導体層に対向して設けられた第２の導体層と、
上記電極基板および上記第２の導体層を離間する複数の第２の構造体と
をさらに備え、
上記電極基板は、可撓性を有している（１）に記載のセンサ装置。
（３）
上記第１の電極および上記第２の電極の両方が、複数のサブ電極を含み、
上記第１の電極および上記第２の電極に含まれる複数のサブ電極は、上記第１の電極と上記第２の電極との交差部においてメッシュ状に交差している（１）から（２）のいずれかに記載のセンサ装置。
（４）
上記電極基板は、上記第１の導体層および上記第２の導体層各々との距離の変化を静電的に検出することが可能である（２）に記載のセンサ装置。
（５）
上記電極基板は、上記複数の第１の電極と上記複数の第２の電極との交差部に各々形成された複数の検出部を含んでいる（１）から（４）のいずれかに記載のセンサ装置。
（６）
上記複数の第１の電極と上記複数の第２の電極との各交差部に対応して、単位領域が設けられ、
上記検出部は、上記第１の構造体、または上記第１の構造体のグループと対向して設けられ、上記単位領域に含まれている（５）に記載のセンサ装置。
（７）
上記複数の第１の電極と上記複数の第２の電極との各交差部に対応して、単位領域が設けられ、
上記検出部は、上記第２の構造体、または上記第２の構造体のグループと対向して設けられ、上記単位領域に含まれている（５）に記載のセンサ装置。
（８）
上記第１の導体層と上記電極基板との間に、上記電極基板の周縁に沿って設けられた第１の枠体と、
上記第２の導体層と上記電極基板との間に、上記電極基板の周縁に沿って設けられた第２の枠体とをさらに備える（２）に記載のセンサ装置。
（９）
上記第２の導体層は、段差部を有する（２）に記載のセンサ装置。
（１０）
上記第２の導体層は、複数の開口を有しており、
上記開口は、上記第２の構造体と対向しない領域、またはグループを構成する上記第２の構造体のいずれのものとも対向しない領域に配置されている（２）に記載のセンサ装置。
（１１）
上記第２の導体層は、複数の開口を有しており、
上記開口は、上記検出部と対向しない領域に配置されている（５）に記載のセンサ装置。
（１２）
上記複数のサブ電極の交差により構成される交点の密度は、上記検出部の周辺部に比べて中心部において高い（５）に記載のセンサ装置。
（１３）
上記複数のサブ電極の交差により構成される交点の密度は、上記第２の構造体と対向する領域に比べて、上記第１の構造体、または上記第１の構造体のグループに対向する領域において高い（６）に記載のセンサ装置。
（１４）
上記複数のサブ電極の交差により構成される交点の密度は、上記第１の構造体と対向する領域に比べて、上記第２の構造体、または上記第２の構造体のグループに対向する領域において高い（７）に記載のセンサ装置。
（１５）
上記複数のサブ電極の交差により構成される交点は、上記第２の構造体に対向する領域には設けられていない（１３）に記載のセンサ装置。
（１６）
上記複数のサブ電極の交差により構成される交点は、上記第１の構造体に対向する領域には設けられていない（１４）に記載のセンサ装置。
（１７）
上記複数のサブ電極の交差により構成される交点は、上記第１の構造体、または上記第１の構造体のグループに対向する領域、もしくは該領域の内側に設けられている（１３）に記載のセンサ装置。
（１８）
上記複数のサブ電極の交差により構成される交点は、上記第２の構造体、または上記第２の構造体のグループに対向する領域、もしくは該領域の内側に設けられている（１４）に記載のセンサ装置。
（１９）
上記センサ装置は、上記第２の導体層の裏面から上記検出部の周辺部で支持されている（１２）に記載のセンサ装置。
（２０）
上記センサ装置は、上記第２の導体層の裏面から上記第２の構造体に対向した位置で支持されている（１３）に記載のセンサ装置。
（２１）
上記センサ装置は、上記第２の導体層の裏面から上記第１の構造体に対向した位置で支持されている（１４）に記載のセンサ装置。
（２２）
上記複数の第１の電極は、上記複数の第２の電極と上記第１の導体層との間に設けられ、
上記第１の電極および上記第２の電極のうち上記第１の電極が、複数のサブ電極を含んでいる（１）から（２１）のいずれかに記載のセンサ装置。
（２３）
可撓性を有する操作部材と、
電極基板と、
上記操作部材および上記電極基板を離間する複数の第１の構造体と、
を備え、
上記電極基板は、複数の第１の電極と、該複数の第１の電極と交差する複数の第２の電極とを含み、
上記第１の電極および上記第２の電極の少なくとも一方は、複数のサブ電極を含んでいる入力装置。
（２４）
上記操作部材は、上記電極基板に対して対向する面に設けられた金属膜を含んでいる（２３）に記載の入力装置。
（２５）
上記操作部材は、表示部を含んでいる（２３）に記載の入力装置。
（２６）
上記操作部材は、複数のキー領域を含んでいる（２３）に記載の入力装置。
（２７）
上記電極基板は、上記複数の第１の電極と上記複数の第２の電極との交差部に各々形成された複数の検出部を含んでいる（２６）に記載の入力装置。
（２８）
上記複数の検出部の静電容量の変化に基づいて、上記複数のキー領域各々に対する入力操作に応じた信号を生成する制御部をさらに備える（２７）に記載の入力装置。
（２９）
上記複数の第２の構造体は、上記複数のキー領域間の境界に沿って設けられている（２６）に記載の入力装置。
（３０）
可撓性を有する操作部材と、
電極基板と、
上記操作部材および上記電極基板を離間する複数の第１の構造体と、
上記電極基板の静電容量の変化に基づいて、上記操作部材に対する入力操作に応じた信号を生成する制御部と
を備え、
上記電極基板は、複数の第１の電極と、該複数の第１の電極と交差する複数の第２の電極とを含み、
上記第１の電極および上記第２の電極の少なくとも一方は、複数のサブ電極を含んでいる電子機器。
また、本技術は以下の構成を採用することもできる。
（１）
第１の導体層と、
電極基板と、
上記第１の導体層および上記電極基板を離間する複数の第１の構造体と、
を備え、
上記第１の導体層および上記電極基板の少なくとも一方は可撓性を有し、
上記電極基板は、複数の第１の電極と、該複数の第１の電極と交差する複数の第２の電極とを含み、
上記第１の電極および上記第２の電極の少なくとも一方は、複数のサブ電極を含んでいるセンサ装置。
（２）
第２の導体層と、
上記電極基板および上記第２の導体層を離間する複数の第２の構造体と
をさらに備え、
上記電極基板は、可撓性を有している（１）に記載のセンサ装置。
（３）
上記第１の電極および上記第２の電極の両方が、複数のサブ電極を含み、
上記第１の電極および上記第２の電極に含まれる複数のサブ電極は、上記第１の電極と上記第２の電極との交差部においてメッシュ状に交差している（１）または（２）に記載のセンサ装置。
（４）
上記電極基板は、上記第１の導体層および上記第２の導体層各々との距離の変化を静電的に検出することが可能である（２）に記載のセンサ装置。
（５）
上記電極基板は、上記複数の第１の電極と上記複数の第２の電極との交差部に各々形成された複数の検出部を含んでいる（１）から（４）のいずれかに記載のセンサ装置。
（６）
上記複数の第１の電極と上記複数の第２の電極との各交差部に対応して、単位領域が設けられ、
上記検出部は、上記第１の構造体、または上記第１の構造体のグループと対向して設けられ、上記単位領域に含まれている（５）に記載のセンサ装置。
（７）
上記複数の第１の電極と上記複数の第２の電極との各交差部に対応して、単位領域が設けられ、
上記検出部は、上記第２の構造体、または上記第２の構造体のグループと対向して設けられ、上記単位領域に含まれている（５）に記載のセンサ装置。
（８）
上記第１の導体層と上記電極基板との間に、上記電極基板の周縁に沿って設けられた第１の枠体と、
上記第２の導体層と上記電極基板との間に、上記電極基板の周縁に沿って設けられた第２の枠体とをさらに備える（２）に記載のセンサ装置。
（９）
上記第２の導体層は、段差部を有する（２）に記載のセンサ装置。
（１０）
上記第２の導体層は、複数の開口を有しており、
上記開口は、上記第２の構造体と対向しない領域、またはグループを構成する上記第２の構造体のいずれのものとも対向しない領域に配置されている（２）に記載のセンサ装置。
（１１）
上記第２の導体層は、複数の開口を有しており、
上記開口は、上記検出部と対向しない領域に配置されている（５）に記載のセンサ装置。
（１２）
上記複数のサブ電極の交差により構成される交点の密度は、上記検出部の周辺部に比べて中心部において高い（５）に記載のセンサ装置。
（１３）
上記複数のサブ電極の交差により構成される交点の密度は、上記第２の構造体と対向する領域に比べて、上記第１の構造体、または上記第１の構造体のグループに対向する領域において高い（６）に記載のセンサ装置。
（１４）
上記複数のサブ電極の交差により構成される交点の密度は、上記第１の構造体と対向する領域に比べて、上記第２の構造体、または上記第２の構造体のグループに対向する領域において高い（７）に記載のセンサ装置。
（１５）
上記複数のサブ電極の交差により構成される交点は、上記第２の構造体に対向する領域には設けられていない（１３）に記載のセンサ装置。
（１６）
上記複数のサブ電極の交差により構成される交点は、上記第１の構造体に対向する領域には設けられていない（１４）に記載のセンサ装置。
（１７）
上記複数のサブ電極の交差により構成される交点は、上記第１の構造体、または上記第１の構造体のグループに対向する領域、もしくは該領域の内側に設けられている（１３）に記載のセンサ装置。
（１８）
上記複数のサブ電極の交差により構成される交点は、上記第２の構造体、または上記第２の構造体のグループに対向する領域、もしくは該領域の内側に設けられている（１４）に記載のセンサ装置。
（１９）
上記センサ装置は、上記第２の導体層の裏面から上記検出部の周辺部で支持されている（１２）に記載のセンサ装置。
（２０）
上記センサ装置は、上記第２の導体層の裏面から上記第２の構造体に対向した位置で支持されている（１３）に記載のセンサ装置。
（２１）
上記センサ装置は、上記第２の導体層の裏面から上記第１の構造体に対向した位置で支持されている（１４）に記載のセンサ装置。
（２２）
上記複数の第１の電極は、上記複数の第２の電極と上記第１の導体層との間に設けられ、
上記第１の電極および上記第２の電極のうち上記第１の電極が、複数のサブ電極を含んでいる（１）に記載のセンサ装置。
（２３）
導体層を含む、操作部材と、
電極基板と、
上記操作部材および上記電極基板を離間する複数の第１の構造体と、
を備え、
上記第１の導体層および上記電極基板の少なくとも一方は可撓性を有し、
上記電極基板は、複数の第１の電極と、該複数の第１の電極と交差する複数の第２の電極とを含み、
上記第１の電極および上記第２の電極の少なくとも一方は、複数のサブ電極を含んでいる入力装置。
（２４）
上記操作部材は、表示部を含んでいる（２３）に記載の入力装置。
（２５）
上記操作部材は、複数のキー領域を含んでいる（２３）または（２４）に記載の入力装置。
（２６）
上記電極基板は、上記複数の第１の電極と上記複数の第２の電極との交差部に各々形成された複数の検出部を含んでいる（２５）に記載の入力装置。
（２７）
上記複数の検出部の静電容量の変化に基づいて、上記複数のキー領域各々に対する入力操作に応じた信号を生成する制御部をさらに備える（２６）に記載の入力装置。
（２８）
上記複数の第２の構造体は、上記複数のキー領域間の境界に沿って設けられている（２５）に記載の入力装置。
（２９）
導体層を含む、操作部材と、
電極基板と、
上記操作部材および上記電極基板を離間する複数の第１の構造体と、
上記電極基板の静電容量の変化に基づいて、上記操作部材に対する入力操作に応じた信号を生成する制御部と
を備え、
上記第１の導体層および上記電極基板の少なくとも一方は可撓性を有し、
上記電極基板は、複数の第１の電極と、該複数の第１の電極と交差する複数の第２の電極とを含み、
上記第１の電極および上記第２の電極の少なくとも一方は、複数のサブ電極を含んでいる電子機器。
（３０）
可撓性を有する第１の導体層と、
電極基板と、
上記第１の導体層および上記電極基板を離間する複数の第１の構造体と、
を備え、
上記電極基板は、複数の第１の電極と、該複数の第１の電極と交差する複数の第２の電極とを含み、
上記第１の電極および上記第２の電極の少なくとも一方は、複数のサブ電極を含んでいるセンサ装置。
（３１）
第１の層と、
第２の層と、
上記第１の層および上記第２の層の間に設けられた電極基板と、
上記第１の層および上記電極基板の間、および上記第２の層および上記電極基板の間の少なくとも一方を離間する複数の構造体と、
を備え、
上記第１の層および上記第２の層のうち少なくとも一方が、導体層を含み、
上記第１の層および上記電極基板の少なくとも一方は可撓性を有し、
上記電極基板は、複数の第１の電極と、該複数の第１の電極と交差する複数の第２の電極とを含み、
上記第１の電極および上記第２の電極の少なくとも一方は、複数のサブ電極を含んでいるセンサ装置。
（３２）
操作部材を含む第１の層と、
第２の層と、
上記第１の層および上記第２の層の間に設けられた電極基板と、
上記第１の層および上記電極基板の間、および上記第２の層および上記電極基板の間の少なくとも一方を離間する複数の構造体と、
を備え、
上記第１の層および上記電極基板の少なくとも一方は可撓性を有し、
上記電極基板は、複数の第１の電極と、該複数の第１の電極と交差する複数の第２の電極とを含み、
上記第１の電極および上記第２の電極の少なくとも一方は、複数のサブ電極を含んでいる入力装置。
（３３）
操作部材を含む第１の層と、
第２の層と、
上記第１の層および上記第２の層の間に設けられた電極基板と、
上記第１の層および上記電極基板の間、および上記第２の層および上記電極基板の間の少なくとも一方を離間する複数の構造体と、
上記電極基板の静電容量の変化に基づいて、上記操作部材に対する入力操作に応じた信号を生成する制御部と
を備え、
上記第１の層および上記電極基板の少なくとも一方は可撓性を有し、
上記電極基板は、複数の第１の電極と、該複数の第１の電極と交差する複数の第２の電極とを含み、
上記第１の電極および上記第２の電極の少なくとも一方は、複数のサブ電極を含んでいる電子機器。
（３４）
第１の層と、
第２の層と、
上記第１の層および上記第２の層の間に設けられた電極基板と、
上記第１の層および上記電極基板の間、および上記第２の層および上記電極基板の間の少なくとも一方を離間する複数の構造体と、
を備え、
上記第１の層および上記第２の層のうち少なくとも一方が、導体層を含み、
上記第１の層および上記電極基板の少なくとも一方は可撓性を有し、
上記電極基板は、複数の第１の単位電極体を有する複数の第１の電極と、複数の第２の単位電極体を有する複数の第２の電極とを含み、
上記第１の単位電極体および上記第２の単位電極体の少なくとも一方は、複数のサブ電極を含んでいるセンサ装置。
（３５）
上記第１の電極体および上記第２の電極体の組により検出部が構成されている（３４）に記載のセンサ装置。
（３６）
上記第１の電極体および上記第２の電極体は、対向して配置されている（３４）に記載のセンサ装置。
（３７）
上記複数の第１の電極と上記複数の第２の電極とは、交差している（３４）から（３６）のいずれかに記載のセンサ装置。
（３８）
上記第１の単位電極体は、複数の第１のサブ電極を含み、
上記第２の単位電極体は、複数の第２のサブ電極を含み、
上記複数の第１のサブ電極および上記複数の第２のサブ電極は、同一平面に交互に配置されている（３４）または（３５）に記載のセンサ装置。
１…センサ装置
１００、１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ…入力装置
１０、１０Ａ、１０Ｂ…操作部材
１１…フレキシブルディスプレイ（表示部）
１２…金属膜（第１の導体層）
２０…電極基板
２０ｓ…検出部
２０ｒ…単位検出領域
２１０…第１の電極線
２２０…第２の電極線
３０…第１の支持体
３１０…第１の構造体
３２０…第１の枠体
３３０…第１の空間部
４０…第２の支持体
４１０…第２の構造体
４２０…第２の枠体
４３０…第２の空間部
５０…導体層（第２の導体層）
５１…段差部
６０…制御部
７０、７０Ｂ…電子機器
７１０…コントローラ

Claims (22)

  1. 第１の導体層と、
    第２の導体層と、
    電極基板と、
    上記第１の導体層および上記電極基板を離間する複数の第１の構造体と、
    上記電極基板および上記第２の導体層を離間する複数の第２の構造体と
    を備え、
    上記第１の導体層および上記電極基板は可撓性を有し、
    上記電極基板は、上記第１の導体層および上記第２の導体層各々との距離の変化を静電的に検出することが可能であり、
    上記電極基板は、複数の第１の電極と、該複数の第１の電極と交差する複数の第２の電極とを含み、
    上記第１の電極および上記第２の電極の少なくとも一方は、複数のサブ電極を含んでいるセンサ装置。
  2. 第１の導体層と、
    第２の導体層と、
    電極基板と、
    上記第１の導体層および上記電極基板を離間する複数の第１の構造体と、
    上記電極基板および上記第２の導体層を離間する複数の第２の構造体と
    を備え、
    上記第１の導体層および上記電極基板は可撓性を有し、
    上記第２の導体層は、段差部を有し、
    上記電極基板は、複数の第１の電極と、該複数の第１の電極と交差する複数の第２の電極とを含み、
    上記第１の電極および上記第２の電極の少なくとも一方は、複数のサブ電極を含んでいるセンサ装置。
  3. 第１の導体層と、
    第２の導体層と、
    電極基板と、
    上記第１の導体層および上記電極基板を離間する複数の第１の構造体と、
    上記電極基板および上記第２の導体層を離間する複数の第２の構造体と
    を備え、
    上記第１の導体層および上記電極基板は可撓性を有し、
    上記第２の導体層は、複数の開口を有しており、
    上記開口は、上記第２の構造体と対向しない領域、またはグループを構成する上記第２の構造体のいずれのものとも対向しない領域に配置されており、
    上記電極基板は、複数の第１の電極と、該複数の第１の電極と交差する複数の第２の電極とを含み、
    上記第１の電極および上記第２の電極の少なくとも一方は、複数のサブ電極を含んでいるセンサ装置。
  4. 第１の導体層と、
    第２の導体層と、
    電極基板と、
    上記第１の導体層および上記電極基板を離間する複数の第１の構造体と、
    上記電極基板および上記第２の導体層を離間する複数の第２の構造体と
    を備え、
    上記第１の導体層および上記電極基板は可撓性を有し、
    上記電極基板は、複数の第１の電極と、該複数の第１の電極と交差する複数の第２の電極とを含み、
    上記電極基板は、上記複数の第１の電極と上記複数の第２の電極との交差部に各々形成された複数の検出部を含み、
    上記第１の電極および上記第２の電極の少なくとも一方は、複数のサブ電極を含み、
    上記第２の導体層は、複数の開口を有しており、
    上記開口は、上記検出部と対向しない領域に配置されているセンサ装置。
  5. 上記第１の電極および上記第２の電極の両方が、複数のサブ電極を含み、
    上記第１の電極および上記第２の電極に含まれる複数のサブ電極は、上記第１の電極と上記第２の電極との交差部においてメッシュ状に交差している請求項１から４のいずれかに記載のセンサ装置。
  6. 上記電極基板は、上記複数の第１の電極と上記複数の第２の電極との交差部に各々形成された複数の検出部を含んでいる請求項５に記載のセンサ装置。
  7. 上記複数の第１の電極と上記複数の第２の電極との各交差部に対応して、単位領域が設けられ、
    上記検出部は、上記第１の構造体、または上記第１の構造体のグループと対向して設けられ、上記単位領域に含まれている請求項６に記載のセンサ装置。
  8. 上記複数の第１の電極と上記複数の第２の電極との各交差部に対応して、単位領域が設けられ、
    上記検出部は、上記第２の構造体、または上記第２の構造体のグループと対向して設けられ、上記単位領域に含まれている請求項６に記載のセンサ装置。
  9. 上記第１の導体層と上記電極基板との間に、上記電極基板の周縁に沿って設けられた第１の枠体と、
    上記第２の導体層と上記電極基板との間に、上記電極基板の周縁に沿って設けられた第２の枠体とをさらに備える請求項１から８のいずれかに記載のセンサ装置。
  10. 上記複数のサブ電極の交差により構成される交点の密度は、上記検出部の周辺部に比べて中心部において高い請求項６に記載のセンサ装置。
  11. 上記複数のサブ電極の交差により構成される交点の密度は、上記第２の構造体と対向する領域に比べて、上記第１の構造体、または上記第１の構造体のグループに対向する領域において高い請求項７に記載のセンサ装置。
  12. 上記複数のサブ電極の交差により構成される交点の密度は、上記第１の構造体と対向する領域に比べて、上記第２の構造体、または上記第２の構造体のグループに対向する領域において高い請求項８に記載のセンサ装置。
  13. 上記複数のサブ電極の交差により構成される交点は、上記第２の構造体に対向する領域には設けられていない請求項１１に記載のセンサ装置。
  14. 上記複数のサブ電極の交差により構成される交点は、上記第１の構造体に対向する領域には設けられていない請求項１２に記載のセンサ装置。
  15. 上記複数のサブ電極の交差により構成される交点は、上記第１の構造体、または上記第１の構造体のグループに対向する領域、もしくは該領域の内側に設けられている請求項１１に記載のセンサ装置。
  16. 上記複数のサブ電極の交差により構成される交点は、上記第２の構造体、または上記第２の構造体のグループに対向する領域、もしくは該領域の内側に設けられている請求項１２に記載のセンサ装置。
  17. 上記センサ装置は、上記第２の導体層の裏面から上記検出部の周辺部で支持されている請求項１０に記載のセンサ装置。
  18. 上記センサ装置は、上記第２の導体層の裏面から上記第２の構造体に対向した位置で支持されている請求項１１に記載のセンサ装置。
  19. 上記センサ装置は、上記第２の導体層の裏面から上記第１の構造体に対向した位置で支持されている請求項１２に記載のセンサ装置。
  20. 上記複数の第１の電極は、上記複数の第２の電極と上記第１の導体層との間に設けられ、
    上記第１の電極および上記第２の電極のうち上記第１の電極が、複数のサブ電極を含んでいる請求項１から４のいずれかに記載のセンサ装置。
  21. 請求項１から２０のいずれかに記載のセンサ装置を備える入力装置。
  22. 請求項１から２０のいずれかに記載のセンサ装置を備える電子機器。
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