JP7308448B2 - 入力装置及び入力システム - Google Patents

Description

本開示は、一般には、入力装置及び入力システムに関する。本開示は、詳細には、各種電子機器への入力に用いる入力装置と、この入力装置を備える入力システムに関する。

特許文献１は、圧力センサを備える入力装置を開示する。この入力装置は、弾性体と、弾性体の内部に配置された圧力センサとを備える。入力者は、指（操作体）で弾性体を押圧して弾性変形させる。入力装置は、弾性体の弾性変形を圧力センサで検出し、その検知結果を電気信号として出力する。

特開２０１２－００４１２９号公報

入力装置に近接又は接触する操作体を検知するため、入力センサに対して、圧力センサに加えて、静電容量式のセンサを備えさせることがある。一般的に、静電容量式のセンサの感度（すなわち操作体の近接又は接触を検知する感度）は、静電容量式のセンサの電極の面積の影響を受ける。このため、入力装置の小型化に伴って、静電容量式のセンサの電極の面積が小さくなると、静電容量式のセンサの感度を十分に確保することが難しい。

本開示の目的は、近接又は接触する操作体を検知する感度の向上を図ることができる入力装置及び入力システムを提供することである。

本開示の一態様に係る入力装置は、感圧部と、検知部とを備える。前記感圧部は、検知面に対する操作体による押圧を感知する。前記検知部は、前記検知面に対する前記操作体の近接又は接触を検知する。前記検知部は、前記操作体との間の静電容量の変化を含む電気信号を出力する固定電極を有する。前記感圧部は、前記操作体による押圧によって前記固定電極に対して相対的に変位可能な可動電極を有する。前記固定電極は、静電電極部と、対向電極部と、を有する。前記静電電極部は、前記可動電極の変位方向に交差する方向において前記可動電極の隣側に配置される。前記対向電極部は、前記静電電極部と電気的に接続されると共に前記変位方向において前記可動電極と対向する。前記可動電極と前記対向電極部とは、互いに容量結合している。

本開示の一態様に係る入力システムは、上記の一態様に係る入力装置と、前記入力装置から出力される前記電気信号に基づいて、前記操作体の操作状態を判定する判定部と、を備える。

本開示の利点は、近接又は接触する物体を検知する感度の向上を図ることができる入力装置及び入力システムを提供できることにある。

図１は、一実施形態に係る入力装置の斜視図である。 図２は、一実施形態に係る入力システムの概略ブロック構成図である。 図３は、同上の入力装置の分解斜視図である。 図４は、同上の入力装置の固定電極及び第２電極の斜視図である。 図５は、図１のＡ１－Ａ１線に沿った模式的な断面図である。 図６Ａは、同上の入力装置におけるクリック部が座屈していない場合の図１のＡ２－Ａ２線に沿った模式的な断面図である。図６Ｂは、同上の入力装置におけるクリック部が座屈した場合の図１のＡ２－Ａ２線に沿った模式的な断面図である。 図７Ａ～７Ｄは、同上の入力装置に対する操作体の操作状態を説明するための模式図である。

以下の実施形態において説明する各図は、模式的な図であり、各図中の各構成要素の大きさ及び厚さそれぞれの比が、必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。

（１）全体構成
以下、本実施形態に係る入力装置１及び入力システム１００の全体構成について、図１～図７を参照しながら詳しく説明する。

入力システム１００は、図２に示すように、入力装置１と、制御部９とを備えている。

入力システム１００は、各種の電子機器に適用され得る。入力システム１００は、操作体Ｕ１による操作の入力を受け付け、その操作体Ｕ１（図１参照）の操作状態を判定し、その判定結果を外部（例えば入力システム１００が適用された電子機器内の回路モジュール）に出力可能なシステムである。ここで、操作体Ｕ１による操作の入力は、例えば、入力装置１の検知面Ｓ０に対する操作体Ｕ１による押圧、及び、検知面Ｓ０に対する操作体Ｕ１の近接及び接触によって行われる。

なお、以下の発明において、近接とは、検知面Ｓ０に非接触で近づくこと、接触とは、検知面Ｓ０を弾性変形させないように検知面Ｓ０に軽く接すること、押圧とは、検知面Ｓ０を弾性変形させるように押し込むことをそれぞれ意味する。

操作体Ｕ１は、一例として、人の指先（生体の一部）を想定するが、特に限定されない。操作体Ｕ１は、生体の一部及び当該一部を覆う物（例えば手袋）を含んでもよい。操作体Ｕ１は、生体が保持する物（例えばペン型の操作部材）を含んでもよい。入力装置１は、操作体Ｕ１から、直接押圧（又は接触）を受けるだけに限定されず、検知面Ｓ０の前方に配置される操作板（操作ハンドル）Ｔ１（図７Ａ～図７Ｄ参照）を介して押圧（又は接触）を受けてもよい。

入力装置１は、操作体Ｕ１による操作の入力を受け付け、その受け付けた操作の入力に応じた電気信号を外部（例えば制御部９）に出力可能である。入力装置１は、電子機器の筐体に保持されてもよい。

制御部９は、入力装置１から出力された電気信号に基づいて、入力装置１に入力された操作の操作状態（すなわち操作体Ｕ１の操作状態）を判定し、その判定結果を外部（例えば電子機器内の回路モジュール）に出力可能である。制御部９は、電子機器の筐体内に収容されてもよい。

（２）入力装置
入力装置１は、図３に示すように、感圧部２と、１つ又は複数の検知部５と、ハウジング１０と、押し子１３とを備えている。ここでは、検知部５の数は、一例として、２つである。

（２．１）ハウジング
入力装置１のハウジング１０は、図１及び図３に示すように、感圧部２、２つの検知部５及び押し子１３を収容する外郭である。ハウジング１０は、カバー１１と、ボディ１２とを備えている。ボディ１２は、例えば扁平な四角形（例えば方形）の箱状である。ボディ１２は、厚み方向の第１面（図３の上面）１２０に開口を有している。カバー１１は、例えば四角形（例えば方形）のフィルム状である。カバー１１は、ボディ１２の第１面１２０の開口を覆うようにして、ボディ１２の第１面１２０に取り付けられる。

カバー１１及びボディ１２は、電気絶縁性を有している。カバー１１及びボディ１２は、例えば、電気絶縁性を有する樹脂材料により形成されている。特に、カバー１１は、可撓性を有している。これにより、操作体Ｕ１（図１参照）が、ハウジング１０内に収容された感圧部２を、カバー１１を介して押圧することが可能である。

カバー１１における、感圧部２及び２つの検知部５とは反対側の面（図３では上面）が、入力装置１の検知面Ｓ０となる。以下では、入力装置１の検知面Ｓ０のうち、感圧部２に対応する領域を、第１検知面Ｓ１と呼び、２つの検知部５に対応する２つの領域を、第２検知面Ｓ２と呼ぶこともある（図３参照）。図３では、第１検知面Ｓ１及び第２検知面Ｓ２は、仮想的に一点鎖線で図示している。

検知面Ｓ０は、例えば略矩形状の面である。検知面Ｓ０は、感圧部２から離れる方向に僅かに凸となるように形成されている。第１検知面Ｓ１は、例えば略正方形状の領域である。第１検知面Ｓ１は、検知面Ｓ０において長手方向の中央に位置する。第１検知面Ｓ１は、その中央部において、円形状に平坦な領域を有しており、押し子１３は、カバー１１の裏面における当該中央部に対応する領域で、安定的に位置決めされる。２つの第２検知面Ｓ２はそれぞれ、例えば略矩形状の領域である。２つの第２検知面Ｓ２は、検知面Ｓ０の長手方向において、第１検知面Ｓ１の両横に位置する。

ボディ１２は、その第１面１２０に、第１収容凹部１２１及び２つの第２収容凹部１２２を有している。第１収容凹部１２１は、感圧部２と、２つの検知部５の各々の一部とを収容する。２つの第２収容凹部１２２は、２つの検知部５の各々の残部をそれぞれ一対一で収容する。

第１収容凹部１２１及び２つの第２収容凹部１２２は、ハウジング１０の長手方向に沿って、第２収容凹部１２２、第１収容凹部１２１及び第２収容凹部１２２の順で、並んでいる。言い換えると、各検知部５は、ハウジング１０内で、感圧部２の正面（すなわち後述の押圧面３０の正面）から見たときに、感圧部２と並んで配置されている。さらに言い換えると、２つの検知部５は、感圧部２の正面から見たときに、感圧部２を間に挟むように感圧部２の両横に並んで配置されている。

第１収容凹部１２１及び２つの第２収容凹部１２２は、ハウジング１０の長手方向において、互いに連結している。２つの第２収容凹部１２２は、互いに同じ深さである。第１収容凹部１２１は、２つの第２収容凹部１２２よりも深い。第１収容凹部１２１と第２収容凹部１２２との深さの違いは、後述する固定電極５０の静電電極部５１と対向電極部５２との間の段差に対応している。

ボディ１２は、３つの開口部１２ｋを有する。３つの開口部１２ｋは、ボディ１２の側面１２ａに設けられている。側面１２ａは、ボディ１２の長手方向に平行な一対の側面１２ａのうちの一方の側面である。各開口部１２ｋは、側面１２ａの上辺（第１面１２０側の辺）で、ボディ１２の第１面１２０で開放されている。３つの開口部１２ｋはそれぞれ、感圧部２の端子７２１及び２つの検知部５の各々の端子５４を一対一でボディ１２の内部から外部に引き出すための開口部である。

（２．２）感圧部
感圧部２は、図１及び図３に示すように、入力装置１の検知面Ｓ０（より詳細には第１検知面Ｓ１）に対する操作体Ｕ１の押圧を感知する。感圧部２は、図３に示すように、クリック部３及び圧力センサ４を有している。

圧力センサ４は、静電容量式のセンサである。圧力センサ４は、第１電極６（可動電極）及び固定電極５０（第１固定電極）の後述の対向電極５２の間における静電容量の変化を含むアナログの電気信号を出力するように構成されている。固定電極５０は、ボディ１２に固定されている。圧力センサ４は、クリック部３の押圧面３０とは反対側（図３ではクリック部３の下側）に配置される。具体的には、圧力センサ４は、第１電極６、弾性体１４、絶縁シート１５、対向電極５２及び第２電極７を有している。本実施形態では、第２電極７は、圧力センサ４の構成に含まれるが、圧力センサ４の構成に含まれなくてもよい。第１電極６、弾性体１４、絶縁シート１５、及び対向電極５２は、この順で、クリック部３から離れる方向に並んでいる。第２電極７は、クリック部３から離れる方向において、対向電極５２と同じ位の位置に配置されている。すなわち、第１電極６が、圧力センサ４の構成要素の中で、クリック部３に最も近い位置にある。

第１電極６は、入力装置１の検知面Ｓ０に対する操作体Ｕ１による押圧によって、対向電極５２（すなわち第２電極７）に対して相対的に可動方向Ｄ１（変位方向）に可動可能（変位可能）する可動電極である。本実施形態では、第１電極６は、第１電極６の厚さ方向（すなわちハウジング１０の厚さ方向）に可動可能である。すなわち、可動方向Ｄ１は、第１電極６の厚さ方向である。なお、第１電極６は、上記の押圧によって、弾性体１４の弾性力に抗して可動方向Ｄ１の対向電極５２側（すなわち第２電極７側）に可動し、上記の押圧が解除されると、弾性体１４の弾性力によって可動方向Ｄ１のクリック部３側に可動して元の位置に戻る。

第１電極６は、導電性を有する部材（例えば金属の板材）によって矩形の板状に形成されている。第１電極６は、その中央部において厚み方向に貫通する孔部６１を有している。孔部６１は、第１電極６の正面から見て、略円形の開口形状を有している。

第２電極７は、導電性を有する部材（例えば金属の板材）によって、全体として略矩形の平板状に形成されている。第２電極７は、第１電極６の可動方向Ｄ１において、弾性体１４及び絶縁シート１５を介して第１電極６と対向する。第２電極７は、ハウジング１０の幅方向（長手方向及び厚み方向と直交する方向）に沿って延びている。ハウジング１０の幅方向は、感圧部２及び検知部５の並び方向と、ハウジング１０の厚み方向とに直交する。

第２電極７は、図４に示すように、本体部７２３と、段差部７２４と、舌部７２２と、端子７２１とを有する。

本体部７２３は、略矩形の平板状である。

舌部７２２は、舌片板状である。舌部７２２は、本体部７２３の一辺に、段差部７２４を介して設けられている。第１電極６の厚み方向において、舌部７２２の位置は、本体部７２３の位置と異なる。具体的には、舌部７２２は、本体部７２３の一辺から僅かにクリック部３に近づく方向にずれた位置に配置され、本体部７２３の表面と平行となるように延びている。舌部７２２は、その表面が概ね第１電極６の孔部６１内に位置するように、配置される（図３参照）。舌部７２２は、クリック部３のドーム体３１の頂部３１１（図３参照）が絶縁シート１５を介して接触する部位である。

端子７２１は、本体部７２３の幅（ハウジング１０の長手方向の幅）よりも細い幅の細長板状である。端子７２１は、本体部７２３における上記一辺（段差部７２４が設けられた辺）とは反対側の他辺に設けられており、上記の他辺の側に突出されている。端子７２１は、ボディ１２の３つの開口部１２ｋのうちの真ん中の開口部１２ｋを通って、ハウジング１０の内部から外部に突き出されている（図１参照）。

舌部７２２、段差部７２４、本体部７２３及び端子７２１は、この順で、ハウジング１０の幅方向（ハウジング１０の長手方向及ぶ厚さ方向に直交する方向）に沿って並んでいる。本体部７２３、舌部７２２及び段差部７２４は、ボディ１２の第１収容凹部１２１内に収容される。本体部７２３は、第１収容凹部１２１内に収容された状態で、樹脂でモールドされて埋め込まれている。本体部７２３は、第１収容凹部１２１に収容された状態で、固定電極５０の後述の対向電極部５２よりも低い位置（すなわち第１収容凹部１２１の底面側の位置）に配置される。これにより、本体部７２３は、樹脂モールドされ易くなっている。また、舌部７２２は、第１収容凹部１２１に収容された状態で、固定電極５０の後述の対向電極部５２よりも高い位置に配置されている。

第２電極７は、ボディ１２の第１収容凹部１２１内に配置されており、概ねその表面（図３では上面）のみが、第１収容凹部１２１の底面から露出する。

弾性体１４は、図３に示すように、例えば矩形のシート状である。弾性体１４は、導電性を有している。弾性体１４は、例えば、導電性を有したゴムシートである。弾性体１４は、その中央部において、厚み方向に貫通する孔部１４０を有している。孔部１４０は、弾性体１４の正面から見て、略円形の開口形状を有している。弾性体１４の外形は、第１電極６の外形と概ね等しい。弾性体１４の厚みは、第１電極６の厚みと概ね等しい。孔部１４０の径寸法は、第１電極６の孔部６１の径寸法と略同じである。弾性体１４の第１面１４１（図３では上面）は、第１電極６の裏面（図３では下面）と、概ね面接触するように配置されている。

絶縁シート１５は、図３に示すように、例えば矩形のシート状の絶縁体（誘電体）である。絶縁シート１５の外形は、第１電極６の外形と概ね等しい。本実施形態では、絶縁シート１５の厚みは、第１電極６の厚みよりも薄い。絶縁シート１５は、第１収容凹部１２１の底面から露出する電極（舌部７２２）の表面、及び固定電極５０の後述の対向電極部５２の表面を、概ね覆うように配置されている。

また、絶縁シート１５は、中央部１５ａとそれ以外の部分（本体部１５ｂ）とに分離されている。中央部１５ａは、第２電極７の舌部７２２に重なる部分であり、例えば円形状である。中央部１５ａが本体部１５ｂと分離されていることで、中央部１５ａは舌部７２２の上面形状に沿って配置し易くなる。なお、本実施形態では、絶縁シート１５は、中央部１５ａを有するが、中央部１５ａは無くてもよい。

クリック部３は、図３に示すように、押圧面３０（図３では上面）を有し、押圧面３０へ押圧を与える操作体Ｕ１にクリック感を作用させるように構成されている。クリック部３は、弾性変形部である。具体的には、クリック部３は、ドーム形の板状に形成され、かつ押圧面３０を表面とするドーム体３１を有している。ドーム体３１は、弾性を有する材料（例えば金属板）により形成されている。ドーム体３１は、いわゆるメタルドームである。

クリック部３の押圧面３０は、凸面である。操作体Ｕ１による押圧Ｐ１が押圧面３０に与えられると、図６Ｂに示すように、クリック部３が弾性変形をし、これによって、クリック感が発生する。より詳細には、この弾性変形によって、ドーム体３１の中央部が反転して凸状態から凹状態となる（座屈）。このように、クリック部３は、押圧面３０に押圧が与えられると、押圧面３０が凹むように弾性変形してクリック感を操作体Ｕ１に作用させる。

ドーム体３１は、図３に示すように、周縁部３１０と、頂部３１１とを有している。ドーム体３１は、圧力センサ４の第１電極６の上に配置されている。

ドーム体３１は、操作体Ｕ１からの押圧に応じて、周縁部３１０により、第１電極６を第２電極７側に押し込む。言い換えると、第１電極６は、ドーム体３１を介して上記押圧を受けて、弾性体１４及び絶縁シート１５を押し込みながら、第２電極７に近づく方向に可動可能な可動電極である。また、頂部３１１は、操作体Ｕ１からの押圧に応じてドーム体３１が座屈した時に、第１電極６の孔部６１を通り、第２電極７の舌部７２２に近づいて、絶縁シート１５における舌部７２２上の部分に接触する。すなわち、頂部３１１は、絶縁シート１５を介して舌部７２２を押圧する。

押し子１３は、クリック部３の弾性変形を起こしやすくするための部材である。押し子１３は、図３に示すように、円盤状である。また、押し子１３の外形形状は、クリック部３の外形形状よりも小さい。押し子１３は、ドーム体３１の頂部３１１とカバー１１との間に配置されている（図５参照）。押し子１３は、カバー１１又はクリック部３に固定されている。押し子１３は、カバー１１に固定されると望ましい。押し子１３は、電気絶縁性を有している。

図６Ａは、ドーム体３１の中央部が座屈する前の状態における、模式的な回路構成を示している。図６Ｂは、ドーム体３１の中央部が座屈した後の状態における、模式的な回路構成を示している。図６Ａの状態から、操作体Ｕ１がカバー１１の第１検知面Ｓ１に接触してクリック部３が図６Ｂの矢印Ｐ１方向に押し込まれると、図６Ｂに示すようになる。すなわち、ドーム体３１の中央部が、座屈して絶縁シート１５の中央部１５ａを介して第２電極７の舌部７２２に接触する。以下、接点の「ＯＮ時」と呼ぶこともある。これにより、ドーム体３１と舌部７２２とによってコンデンサＣ３が構成され得る。なお、この場合、第２電極７の本体部７２３は、樹脂モールドされているため、ドーム体３１との間でコンデンサを構成し得ない。また、ドーム体３１と各固定電極５０の対向電極部５２との間でそれぞれ、コンデンサＣ２が構成され得る。感圧部２が作動するときは、２つの検知部５の端子５４はそれぞれ接地（接地点）される。このため、コンデンサＣ３に蓄積された静電電荷は、ドーム体３１、コンデンサＣ２及び端子５４を介して接地点へと放電される。このように、接点のＯＮ時では、コンデンサＣ３の静電容量が変化する。そして、コンデンサＣ３の静電容量の変化を含むアナログの電気信号が、端子７２１を介して入力装置１の外部に出力され得る。なお、図６ＢにおいてコンデンサＣ３の一方の電極に接続されるダイオードは、コンデンサ３に蓄積された静電電荷がコンデンサＣ４を介して上記の接地点側へのみ流れることを視覚的に図示したものであり、実際に存在するものではない。

（２．３）検知部
各検知部５は、入力装置１の検知面Ｓ０（より詳細には第２検知面Ｓ２）に対する操作体Ｕ１の近接及び接触を検知する（図１）。２つの検知部５は、静電容量式のセンサである。各検知部５は、図３に示すように、押圧面３０の正面から見たときに、感圧部２の両横に配置されている。すなわち、２つの検知部５は、第１電極６の可動方向Ｄ１に交差（例えば直交）する方向において、感圧部２の両横に配置されている。本実施形態では、第１電極６の可動方向Ｄ１に交差する方向とは、例えば、ハウジング１０の長手方向である。２つの検知部５と感圧部２は、隣接して配置されている。ここでは、２つの検知部５は、互いに鏡像対象となる構造を有しているが、互いに鏡像対象となる構造を有しなくてもよい。

各検知部５はそれぞれ、図４に示すように、固定電極５０（第１固定電極）を有する。すなわち、各検知部５は、単一の固定電極５０を有し、固定電極５０と操作体Ｕ１との間における静電容量の変化を検知する、自己容量式のセンサである。固定電極５０は、ハウジング１０に固定されている。

固定電極５０は、図４に示すように、静電電極部５１と、対向電極部５２と、接続部５３と、端子５４とを有する。

静電電極部５１は、導電性の部材によって矩形の平板状に形成されている。静電電極部５１は、第１電極６の可動方向Ｄ１に交差（例えば直交）する方向において第１電極６の隣側に配置されている（図５参照）。本実施形態では、第１電極６の可動方向Ｄ１に交差（例えば直交）する方向とは、例えば、ハウジング１０の長手方向である。

対向電極部５２は、静電電極部５１と電気的に接続されると共に、第１電極６の可動方向Ｄ１において第１電極６と対向する。対向電極部５２は、略Ｌ字形の平板状に形成されている。なお、対向電極部５２の形状は、略Ｌ字形に限定されない。対向電極部５２は、半Ｕ字状の切欠部５２ａを有する。半Ｕ字状とは、Ｕ字の左右両側のうちの片側半分の形状である。切欠部５２ａは、対向電極部５２において、ハウジング１０の幅方向（ハウジング１０の長手方向と厚さ方向に直交する方向）に沿った一辺５２ｓとは反対側の辺５２ｔに設けられている。対向電極部５２の一辺５２ｓは、接続部５３を介して静電電極部５１の一辺５１ｓに接続されている。静電電極部５１の一辺５１ｓは、静電電極部５１におけるハウジング１０の幅方向に沿った２つの辺５１ｓ，５１ｔのうち、第２電極７側の辺である。

第１電極６の厚み方向において、対向電極部５２の位置は、静電電極部５１の位置と異なる。具体的には、対向電極部５２は、静電電極部５１の一辺５１ｓからクリック部３から遠ざかる方向にずれた位置に配置され、静電電極部５１の表面と平行となるように延びている。すなわち、静電電極部５１は、第１電極６（可動電極）の可動方向Ｄ１において、対向電極部５２よりも第１電極６に近い位置に配置されている。すなわち、静電電極部５１と対向電極部２との間には、接続部５３による段差が設けられている。これにより、静電電極部５１は、第１電極６（可動電極）の可動方向Ｄ１において、ドーム体３１の頂部３１１と略同じ高さに配置される（図５）。この結果、静電電極部５１を、検知面Ｓ０に接近又は接触する操作体Ｕ１に、より近い位置に配置でき、検知部５のセンサ感動を向上できる。

対向電極部５２は、ボディ１２の第１収容凹部１２１の底面と第１電極６との間に配置されている（図５参照）。すなわち、対向電極部５２は、第１電極６の可動方向Ｄ１において、（弾性体１４及び絶縁シート１５を介して）第１電極６と対向している。２つの検知部５のうち、一方の検知部５の対向電極部５２は、弾性体１４及び絶縁シート１５を介して、第１電極６の一方の片側半分と対向し、他方の検知部５の対向電極部５２は、弾性体１４及び絶縁シート１５を介して、第１電極６の他方の片側半分と対向している。

対向電極部５２は、対向する第１電極６と容量結合している。このように、第１電極６と対向電極部５２とが容量結合することで、入力装置１の平面サイズを広げることなく、固定電極５０の容量を実質的に増大できる。この結果、検知部５の端子５４から出力される電気信号を増幅でき、検知部５のセンサ感度を向上できる。

接続部５３は、図４に示すように、導電性の部材によって形成されている。接続部５３は、静電電極部５１の一辺５１ｓと対向電極部５２の一辺５２ｓとを接続する。接続部５３は、第１電極６の可動方向Ｄ１に沿って延びている。すなわち、接続部５３は、例えば、静電電極部５１の表面及び対向電極部５２の表面と直交している。

接続部５３は、接続部５３と第１電極６との間の容量結合を小さくするための構造を有する。具体的には、接続部５３は、上記の構造として開口部５３ｋを有する。開口部５３ｋは、接続部５３の高さ（ハウジング１０の厚さ方向の高さ）と略同じ高さを有し、接続部５３の横幅（ハウジング１０の幅方向の幅）よりも少し小さい横幅を有する。

端子５４は、対向電極部５２の幅（ハウジング１０の長手方向の幅）よりも細い幅の細長板状である。端子５４は、対向電極部５２の長手方向の一端部から突出している。具体的には、端子５４は、対向電極部５２の一辺５２ｕに設けられており、一辺５２ｕの側に突出されている。一辺５２ｕは、第２電極７において端子７２１が設けられた辺と同じ側の辺である。

各検知部５の静電電極部５１は、ボディ１２における対応する第２収容凹部１２２に収容されている（図５参照）。静電電極部５１は、第２収容凹部１２２の底面に配置されている。静電電極部５１は、概ねその表面（図５では上面）のみが、ボディ１２の第１面１２０から露出している。静電電極部５１の表面は、ボディ１２の第１面１２０と概ね面一である。各検知部５の対向電極部５２及び接続部５３は、ボディ１２における第１収容凹部１２１に収容されている。対向電極部５２は、第１収容凹部１２１の底面に配置されており、概ねその表面（図５では上面）のみが、第１収容凹部１２１の底面から露出している。接続部５３は、第１収容凹部１２１の側面に配置されており、概ねその表面（図５では側面）のみが、第１収容凹部１２１の側面から露出している。各検知部５の端子５４は、ボディ１２における対応する開口部１２ｋを通って、第１収容凹部１２１の内部から外部に突き出されている（図１参照）。

各検知部５の各々の切欠部５２ａは、第１収容凹部１２１の底面において、ハウジング１０の長手方向に沿って隣り合っている（図５参照）。各検知部５の切欠部５２ａは、図４に示すように、略Ｕ字の切欠部５２ｂを構成している。第２電極７の本体部７２３及び舌部７２２は、切欠部５２ｂの内部に配置されている。第２電極７の本体部７２３の表面は、各検知部５の対向電極部５２の表面と概ね面一であり、第２電極７の舌部７２２は、各検知部５の対向電極部５２の表面からクリック部３側にずれた位置に配置されている。

カバー１１の各第２検知面Ｓ２は、対応する固定電極５０の静電電極部５１の表面と概ね同形であり、カバー１１の正面から見て、静電電極部５１の表面と重なる領域である。図５に示すように（図５では操作体Ｕ１は不図示）、操作体Ｕ１がカバー１１の第２検知面Ｓ２に接触することで、操作体Ｕ１と固定電極５０の静電電極部５１とによってコンデンサＣ４が構成されると共に、操作体Ｕ１と可動電極（第１電極）６とによってコンデンサＣ５が構成される。なお、可動電極６はドーム体３１と電気的に接触しているため、コンデンサＣ５は、操作体Ｕ１とドーム体３１との間のコンデンサであるとも言える。また、固定電極５０の対向電極５２と可動電極６との間には、コンデンサＣ６が構成されている。したがって、本実施形態では、操作体Ｕ１が第２検知面Ｓ２に接触すると、操作体Ｕ１と固定電極５０との間には、コンデンサＣ４～Ｃ６を合成した合成コンデンサＣ７が構成される。この合成コンデンサＣ７は、コンデンサＣ４に対して、互いに直列接続されたコンデンサＣ５，Ｃ６が並列接続されるため、コンデンサＣ４だけの場合と比べて静電容量が増加する。この合成コンデンサＣ７に蓄電された静電電荷は、操作体Ｕ１を介して放電される。そして、この合成コンデンサＣ７の静電容量の変化（すなわち第２検知面Ｓ２に操作体Ｕ１が接触したか否かを示す情報）を含むアナログの電気信号（第２信号）が、端子５４１を介して出力され得る。合成コンデンサＣ７の静電容量は、コンデンサＣ４だけの場合の静電容量と比べて増加するため、合成コンデンサＣ７の静電容量の変化は、コンデンサＣ４だけの場合の静電容量と比べて増幅される。この結果、コンデンサＣ４だけの場合と比べて、より精度よく、上記の電気信号（第２信号）から、第２検知面Ｓ２に操作体が接触したか否かを検出できる。

図５では、コンデンサＣ４の一方の電極は、不図示の操作体Ｕ１を介して接地されている。図５では、コンデンサＣ４，Ｃ５に接続された接地点が操作体Ｕ１を表す。また、図５では、コンデンサＣ４，Ｃ６の一方の電極に接続されるダイオードは、合成コンデンサＣ７に蓄積された静電電荷が上記の接地点側へのみ流れることを視覚的に図示したものであり、実際に存在するものではない。

この検知部５によれば、対向電極部５２によって、第１電極６の可動方向Ｄ１から見た（すなわち感圧部４の正面から見た）入力装置１の平面サイズを広げることなく、固定電極５０の電極面積を増大できる。この結果、入力装置１の平面サイズを広げることなく、固定電極５０による静電センサの感度（すなわち検知部５のセンサ感度）を向上できる。

また、対向電極部５２が第１電極６と容量結合することで、第１電極６の電極分、固定電極５０の大きさを実質的に大きくできて、固定電極５０の容量を実質的に増大できる。この結果、入力装置１の平面サイズを広げることなく、固定電極５０による静電センサの感度を更に向上できる。

また、静電電極部５１及び対向電極部５２に直交する接続部５３によって、入力装置１の平面サイズを広げることなく、固定電極５０の電極面積を増大できる。この結果、入力装置１の平面サイズを広げることなく、固定電極５０による静電センサの感度を更に向上できる。

（２．４）制御部
制御部９は、入力装置１と電気的に接続されている。制御部９は、図２に示すように、第１取得部９１、第２取得部９２、及び判定部９３等を備えている。言い換えると、制御部９は、第１取得部９１としての機能、第２取得部９２としての機能、及び判定部９３としての機能等を備えている。

第１取得部９１は、感圧部２の圧力センサ４から出力される電気信号（第１信号）を取得するように構成されている。第２取得部９２は、２つの検知部５から出力される電気信号（第２信号）を、それぞれ個別に取得するように構成されている。判定部９３は、入力装置１から取得する第１信号及び第２信号に基づいて、検知面Ｓ０に対する操作体Ｕ１の近接、接近又は押圧を検出し、その検出結果に基づいて、検知面Ｓ０に入力された操作体Ｕ１の操作状態を判定するように構成されている。

判定部９３は、感圧部２及び２つの検知部５の静電容量の変化に関する検出結果の組み合わせから、操作体Ｕ１の様々な操作状態（操作入力）を判定する。上記の検出結果は、例えば、感圧部２へのタッチ、プッシュ、及びクリック、並びに、各検知部５へのタッチを含み得る。感圧部２へのプッシュは、タッチよりも荷重が大きく（静電容量の変化が大きく）、かつ、接点がＯＮに達していないクリック未満を意味する。ここで、上記の操作状態は、感圧部２に対する操作体Ｕ１の移動に関する方向性を含む。また、上記の操作状態は、第１操作過程、及び第２操作過程のうち、少なくとも一方の過程に関する状態を含む。第１操作過程は、操作体Ｕ１が押圧面３０に近づき押圧面３０に押圧（タッチ、プッシュ、又はクリック）が与えられるまでの操作過程である。第２操作過程は、押圧面３０に押圧が与えられた後に操作体Ｕ１が押圧面３０から離れるまでの操作過程である。

具体的には、操作状態は、以下の７つの操作状態を含む。なお、以下の説明では、操作板Ｔ１を用いる場合があるが、操作板Ｔ１を用いなくてもよい。

第１操作状態は、図７Ａに示すように、操作体Ｕ１が、操作板Ｔ１を介して、２つの検知部５にほぼ同時にタッチし、かつ感圧部２をクリックする、一連の操作状態である。なお、操作板Ｔ１の裏面には突起Ｔ１０があり、突起Ｔ１０により第１検知面Ｓ１に押圧が与えられる。

第２操作状態は、図７Ｂに示すように、操作体Ｕ１が、操作板Ｔ１を介して、左側の検知部５に先にタッチしてから感圧部２をクリックし、さらに操作体Ｕ１が弧を描くように右側に移動して右側の検知部５にタッチする、一連の操作状態である。なお、操作体Ｕ１が弧を描くように移動することに伴って、操作板Ｔ１も、突起Ｔ１０を支点として弧を描くように僅かに回転する。

第３操作状態は、第２操作状態とは逆に、操作体Ｕ１が、操作板Ｔ１を介して、右側の検知部５から左側の検知部５に弧を描くようにタッチする、一連の操作状態である。第４操作状態は、図７Ｃに示すように、操作体Ｕ１が、操作板Ｔ１を介して、左側の検知部５から、感圧部２、及び右側の検知部５へ、略スライド移動する、一連の操作状態である。要するに、操作体Ｕ１が、感圧部２に対してクリック操作を行わずに、タッチ（又はプッシュ）移動するのみの操作状態である。第５操作状態は、第４操作状態とは逆に、操作体Ｕ１が、操作板Ｔ１を介して、右側の検知部５から左側の検知部５に略スライド移動する、一連の操作状態である。

要するに、判定部９３は、感圧部２に対する操作の種別（タッチ、プッシュ、クリック）の判定だけでなく、感圧部２に対してどの方向（図示例では右、左、上）から操作を受けて、どの方向に離れていったか、方向性（操作の順番）の判定も行う。

第６操作状態は、図７Ｄに示すように、操作体Ｕ１が、左側の検知部５の頭上から斜めに感圧部２へ向かい、操作板Ｔ１を介して感圧部２をクリックし、さらに右側の検知部５の頭上に向かう、一連の操作状態（ホバー操作）である。要するに、操作体Ｕ１が、略Ｖ字状を描く、操作状態である。第７操作状態は、第６操作状態とは逆に、操作体Ｕ１が右側の検知部５の頭上から感圧部２へ向かい、操作板Ｔ１を介して感圧部２をクリックし、左側の検知部５の頭上に向かう、一連の操作状態である。

要するに、第６及び第７操作状態では、判定部９３は、左右どちらの検知部５がタッチされたかではなく、どちらの検知部５の側から近づき、又はどちらの検知部５の側へ遠ざかるかを判定する。

第８操作状態は、操作体Ｕ１が、左側に傾斜した状態で、左側の検知部５と感圧部２とに位置する、という操作状態である。第９操作状態は、第８操作状態とは逆に、操作体Ｕ１が、右側に傾斜した状態で、右側の検知部５と感圧部２とに位置する、という操作状態である。要するに、第８及び第９操作状態に関して、判定部９３は、操作体Ｕ１が、左右どちらの検知部５に偏った状態で感圧部２に押圧を与えたかを判定する。

なお、操作面Ｓ０に対する操作体Ｕ１の近接、接触及び押圧も、操作状態の一種である。

（３）変形例
上記実施形態は、本開示の様々な実施形態の一つに過ぎない。上記実施形態は、本開示の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。以下、上記実施形態の変形例を列挙する。以下に説明する変形例は、適宜組み合わせて適用可能である。なお、以下では、上記実施形態を「基本例」と呼ぶこともある。

基本例において、弾性体１４（導電弾性体）の代わりに、電気絶縁性を有する絶縁弾性体が設けられてもよい。この場合、絶縁弾性体は、例えば、誘電性エラストマのように、比較的高い誘電率を有することが好ましい。導電弾性体に代えて絶縁弾性体を設ける場合、絶縁シート１５は省略可能である。

基本例では、弾性体１４と第２電極７との間に絶縁シート１５が配置されている。この場合、第２電極７に対する絶縁シート１５の積層工程（ラミネーション）が容易となる。しかし、この限りではなく、例えば、弾性体１４と絶縁シート１５とが入れ替わって、絶縁シート１５と第２電極７との間に、弾性体１４が配置されてもよい。この場合、第２電極７に対する弾性体１４の成形が容易となる。

基本例では、絶縁シート１５は、ボディ１２とは別体で、シート状の１つの部材であり、弾性体１４と第２電極７という他の２部材の間に配置される。しかし、絶縁シート１５は、ボディ１２と一体となって形成されてもよい。具体的には、弾性体１４と対向するボディ１２の上壁が、第２電極７の表面を覆い尽くすように成形された薄膜状の壁であり、その薄膜状の壁が、絶縁シートに相当してもよい。

基本例では、検知部５の数は、２つであり、２つの検知部５が、感圧部２の左右の両側に配置されている。しかし、検知部５の数は、１つでもよいし、３つ以上でもよい。

基本例では、入力装置１上に操作板Ｔ１が配置され、入力装置１に対する操作入力は、操作板Ｔ１越しに行われる。しかし、操作板Ｔ１は、配置されてなくてもよく、入力装置１に対する操作入力は、カバー１１に直接的に行われてもよい。

基本例では、固定電極５０の接続部５３と第１電極６とを電気的に絶縁する絶縁構造について特に説明されないが、入力装置１は、そのような絶縁構造を更に備えてもよい。絶縁構造として、例えば、接続部５３をボディ１２内にインサート成形で埋め込んでもよいし、接続部５３の表面に絶縁フィルムを設けてもよいし、接続部５３の表面に樹脂製のリブを配置させて、接続部５３と第１電極６との間隔を確保してもよい。

（４）まとめ
第１の態様の入力装置（１）は、感圧部（４）と、検知部（５）とを備える。感圧部（４）は、検知面（Ｓ０）に対する操作体（Ｕ１）による押圧を感知する。検知部（５）は、検知面（Ｓ０）に対する操作体（Ｕ１）の近接又は接触を検知する。検知部（５）は、操作体（Ｕ１）との間の静電容量の変化を含む電気信号を出力する固定電極（５０）を有する。感圧部（４）は、操作体（Ｕ１）による押圧によって固定電極（５０）に対して相対的に変位可能な可動電極（６）を有する。固定電極（５０）は、静電電極部（５１）と、対向電極部（５２）と、を有する。静電電極部（５１）は、可動電極（６）の変位方向（Ｄ１）に交差する方向において可動電極（６）の横側に配置される。対向電極部（５２）は、静電電極部（５１）と電気的に接続されると共に可動方向（Ｄ１）において可動電極（６）と対向する。

この構成によれば、対向電極部（５２）によって、可動電極（６）の可動方向（Ｄ１）から見た入力装置（１）の平面サイズを広げることなく、固定電極（５０）の電極面積を増大できる。この結果、入力装置（１）の平面サイズを広げることなく、固定電極（５０）による静電センサの感度（すなわち検知部（５）のセンサ感度）を向上できる。

第２の態様の入力装置（１）では、第１の態様において、可動電極（６）と対向電極部（５２）とは、互いに容量結合している。

この構成によれば、対向電極部（５２）が第１電極（６）と容量結合することで、第１電極（６）の分、固定電極（５０）の大きさを実質的に大きくできて、固定電極（５０）の容量を実質的に増大できる。この結果、入力装置（１）の平面サイズを広げることなく、固定電極（５０）による静電センサの感度を更に向上できる。

第３の態様の入力装置（１）では、第１又は２の態様において、静電電極部（５１）は、可動方向（Ｄ１）において、対向電極部（５２）よりも可動電極（６）に近い位置に配置されている。

この構成によれば、静電電極部（５１）を、操作体（Ｕ１）に、より近い位置に配置できる。この結果、固定電極（５０）による静電センサの感動を向上できる。

第４の態様の入力装置（１）では、第１～３の態様の何れか１つの態様において、固定電極（５０）は、静電電極部（５１）と対向電極部（５２）とを電気的に接続する接続部（５３）を更に有する。

この構成によれば、接続部（５３）によって、可動電極（６）の可動方向（Ｄ１）から見た入力装置（１）の平面サイズを広げることなく、固定電極（５０）の電極面積を増大できる。

第５の態様の入力装置（１）では、第４の態様において、接続部（５３）は、接続部（５３）と可動電極（６）との間の結合容量を小さくするための構造（開口部５３ｋ）を有する。

この構成によれば、上記の構造によって、接続部（５３）と可動電極（６）との間に結合容量が形成されることを抑制できる。この結果、感圧部（４）のセンサ感度が低下することを抑制できる。

第６の態様の入力装置（１）は、第４又は第５の態様において、接続部（５３）と可動電極（６）とを電気的に絶縁する絶縁構造を更に備える。

この構成によれば、接続部（５３）と可動電極（６）とが電気的に接続することを抑制できる。この結果、感圧部（４）のセンサ感度が低下することを抑制できる。

第７の態様の入力装置（１）は、検知部（５）を２つ備え、感圧部（４）を１つ備える。固定電極（５０）を第１固定電極（５０）とする。入力システム（１００）は、第２固定電極（７）と、２つの第１端子（５４）と、１つの第２端子（７２１）と、を更に備える。第２固定電極（７）は、可動方向（Ｄ１）において可動電極（６）と対向し、可動電極（６）との間の静電容量の変化を含む電気信号を出力する。２つの第１端子（５４）は、２つの検知部（５）の各々の第１固定電極（５０）から突出している。１つの第２端子（７２１）は、第２固定電極（７）から突出している。

この構成によれば、端子（２つの第１端子及び１つの第２端子）の本数を３本に制限できる。この結果、端子のスキャン時間を短縮できる。また、端子のスキャン時間を短縮することで、消費電力を低減できる。

第８の態様の入力システム（１００）は、第１～第７の態様の何れか１つの態様の入力装置（１）と、入力装置（１）から出力される電気信号に基づいて、操作体（Ｕ１）の操作状態を判定する判定部（９３）と、を備える。

この構成によれば、上記の効果を奏する入力システム（１００）を提供できる。

１ 入力装置
４ 感圧部
５ 検知部
６ 第１電極（可動電極）
７ 第２電極（第２固定電極）
５０ 固定電極（第１固定電極）
５１ 静電電極部
５２ 対向電極部
５３ 接続部
５４ 端子（第１端子）
７２１ 端子（第２端子）
１００ 入力システム
Ｄ１ 可動方向（変位方向）
Ｓ０ 検知面
Ｕ１ 操作体

Claims (7)

1. 検知面に対する操作体による押圧を感知する感圧部と、
   前記検知面に対する前記操作体の近接又は接触を検知する検知部と、を備え、
   前記検知部は、
   前記操作体との間の静電容量の変化を含む電気信号を出力する固定電極を有し、
   前記感圧部は、
   前記操作体による押圧によって前記固定電極に対して相対的に変位可能な可動電極を有し、
   前記固定電極は、
   前記可動電極の変位方向に交差する方向において前記可動電極の隣側に配置された静電電極部と、
   前記静電電極部と電気的に接続されると共に前記変位方向において前記可動電極と対向する対向電極部と、を有し、
   前記可動電極と前記対向電極部とは、互いに容量結合している、
   入力装置。
2. 前記静電電極部は、前記変位方向において、前記対向電極部よりも前記可動電極に近い位置に配置されている、
   請求項１に記載の入力装置。
3. 前記固定電極は、前記静電電極部と前記対向電極部とを電気的に接続する接続部を更に有する、
   請求項１又は２に記載の入力装置。
4. 前記接続部は、前記接続部と前記可動電極との間の結合容量を小さくするための構造を有する、
   請求項３に記載の入力装置。
5. 前記接続部と前記可動電極とを電気的に絶縁する絶縁構造を更に備える、
   請求項３又は４に記載の入力装置。
6. 前記検知部を２つ備え、
   前記感圧部を１つ備え、
   前記固定電極を第１固定電極とし、
   前記変位方向において前記可動電極と対向し、前記可動電極との間の静電容量の変化を含む電気信号を出力する第２固定電極と、
   前記２つの検知部の各々の前記第１固定電極から突出した２つの第１端子と、
   前記第２固定電極から突出した１つの第２端子と、を更に備える、
   請求項１～５の何れか１項に記載の入力装置。
7. 請求項１～６の何れか１項に記載の入力装置と、
   前記入力装置から出力される前記電気信号に基づいて、前記操作体の操作状態を判定する判定部と、を備える、
   入力システム。

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