JPWO2017164130A1 - 入力装置、操作装置および電子機器 - Google Patents

Abstract

入力装置は、第１センシング部と第２センシング部とを有する感圧センサと、感圧センサ上に設けられ、座屈変形する押圧部とを備える。押圧部の底部は、第１センシング部上に設けられ、押圧部の頂部は、第２センシング部上に設けられている
【選択図】図３

Description

本技術は、入力装置、それを備える操作装置および電子機器に関する。詳しくは、感圧センサにより操作を検出する入力装置に関する。

同一の押圧部で２種類の操作を行うことができる入力装置が求められている。例えば特許文献１では、表面操作部に対する押圧操作により作動可能な押圧作動部と、表面操作部に対する接触操作を静電容量の変化として検出可能な静電容量検出部とを備えた操作スイッチ用シート部材が提案されている。

特開２００８−１４０７５５号公報

本技術の目的は、同一の押圧部で２種類の操作を行うことができる入力装置、それを備える操作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センシング部と第２センシング部とを有する感圧センサと、感圧センサ上に設けられ、座屈変形する押圧部とを備え、押圧部の底部は、第１センシング部上に設けられ、押圧部の頂部は、第２センシング部上に設けられている入力装置である。

第の２技術は、第１の技術の入力装置を備える操作装置である。

第３の技術は、第１の技術の入力装置を備える電子機器である。

第４の技術は、入力装置を有する操作装置と、操作装置から出力信号に基づき動作するホスト機器とを備え、入力装置は、第１センシング部と第２センシング部とを有する感圧センサと、感圧センサ上に設けられ、座屈変形する押圧部とを備え、押圧部の底部は、第１センシング部上に設けられ、押圧部の頂部は、第２センシング部上に設けられている電子機器である。

以上説明したように、本技術によれば、同一の押圧部で２種類の操作を行うことができる入力装置を実現できる。

図１は、本技術の一実施形態に係る電子機器の構成を示すブロック図である。 図２Ａは、本技術の一実施形態に係る操作装置の外観を示す斜視図である。図２Ｂは、本技術の一実施形態に係る操作装置の構成を示す分解斜視図である。 図３は、本技術の一実施形態に係る入力装置の構成を示す断面図である。 図４Ａは、感圧センサの構成を示す断面図である。図４Ｂは、感圧センサの構造部の配置を示す平面図である。 図５は、導体基材およびセンサ層の構成を示す断面図である。 図６は、第１、第２センシング部の構成を示す平面図である。 図７Ａは、第１電極の構成を示す平面図である。図７Ｂは、第２電極の構成を示す平面図である。 図８Ａは、タッチ操作時の押圧部の状態を示す断面図である。図８Ｂは、タッチ操作時に第１、第２領域に加わる圧力を説明するための平面図である。 図９Ａは、プッシュ操作時の押圧部の状態を示す断面図である。図９Ｂは、プッシュ操作時に第１、第２領域に加わる圧力を説明するための平面図である。 図１０Ａ、図１０Ｂ、図１０Ｃはそれぞれ、スクロール操作を説明する概略図である。 図１１Ａ、図１１Ｂ、図１１Ｃはそれぞれ、決定操作を説明するための概略図である。 図１２は、入力装置のコントローラＩＣの動作を説明するためのフローチャートである。 図１３は、操作装置の制御部の動作を説明するためのフローチャートである。 図１４Ａは、感圧センサの構成を示す断面図である。図１４Ｂは、感圧センサの構造部の配置を示す平面図である。 図１５Ａは、感圧センサの構成を示す断面図である。図１５Ｂは、感圧センサの構造部の配置を示す平面図である。 図１６Ａは、感圧センサの構成を示す断面図である。図１６Ｂは、感圧センサの構造部の配置を示す平面図である。 図１７は、第１、第２センシング部の構成を示す平面図である。 図１８Ａは、第１電極の構成を示す平面図である。図１８Ｂは、第２電極の構成を示す平面図である。 図１９は、第１、第２センシング部の構成を示す平面図である。 図２０Ａは、第１電極の構成を示す平面図である。図２０Ｂは、第２電極の構成を示す平面図である。 図２１Ａ、図２１Ｂはそれぞれ、押圧部の構成を示す断面図である。

本技術の実施形態について以下の順序で説明する。
１ 電子機器の構成
２ 入力装置の構成
３ 電子機器の操作の概要
４ 入力装置のコントローラＩＣの動作
５ 操作装置の制御部の動作
６ 効果
７ 変形例

［１ 電子機器の構成］
図１に示すように、本技術の一実施形態に係る電子機器１０は、いわゆるテレビ装置であり、操作装置２０と、電子機器１０の本体であるホスト機器３０とを備える。

（操作装置）
操作装置２０は、いわゆるリモコン装置であり、入力装置４０と、制御部２１と、通信部２２と、記憶装置２３を備える。

入力装置４０は、同一のボタン（押圧部）でタッチ操作（第１押圧操作）とプッシュ操作（第２押圧操作）との二種類の入力操作を行うことができるものである。入力装置４０は、後述するように複数のボタンを備え、ボタンに対してタッチ操作がなされた場合には、制御部２１にどのボタンに対してタッチ操作がなされたかを通知する。また、ボタンに対してプッシュ操作がなされた場合には、制御部２１にどのボタンに対してプッシュ操作がなされたかを通知する。

制御部２１は、操作装置２０の全体を制御する。制御部２１は、入力装置４０からの通知に基づき、制御情報としての制御コマンドを通信部２２を介してホスト機器３０に出力する。具体的には、入力装置４０からプッシュ操作が通知された場合には、制御部２１は、プッシュ操作がなされたボタンに対応する制御コマンドを記憶装置２３から読み出し、ホスト機器３０に出力する。入力装置４０からタッチ操作が通知された場合には、制御部２１は、スワイプ操作がなされているか否かを判断する。この際、スワイプ操作に関する判断は、今回タッチ操作が通知されたボタンに隣接するボタンに対して、前回タッチ操作が所定時間内になされたか否かに基づきなされる。そして、スワイプ操作がなされていると判断した場合には、制御部２１は、スワイプ操作に対応する制御コマンドを記憶装置２３から読み出し、ホスト機器３０に出力する。

通信部２２は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などの所定の無線通信規格でホスト機器３０と通信し、情報のやりとりを行うためのものである。

記憶装置２３は、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）からなるメモリ装置を備えており、ＲＯＭに格納されているプログラムコードをＲＡＭ上に展開し、所定の処理を実行する。記憶装置２３は、ホスト機器を操作するための各種の制御コマンド（制御情報）、具体的には、各ボタンに対応する制御コマンド、およびスワイプ動作に対応する制御コマンドなどを記憶している。

（ホスト機器）
ホスト機器３０は、制御部３１と、通信部３２、表示装置３３と、記憶装置３４とを備える。制御部３１は、通信部３２を介して操作装置２０から供給される制御コマンドに基づき、各種の処理を実行する。例えば、操作装置２０から供給される制御コマンドに基づき、各ボタンに関連付けられた動作（例えば電源のオン／オフ動作、表示メニューの選択動作、ボリューム変更動作など）を実行したり、画面表示装置３３に対する画面表示の動作（例えば表示画面のスクロール動作、カーソルの移動動作など）を実行したりする。

通信部３２は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などの所定の無線通信規格で操作装置２０と通信し、情報のやりとりを行うためのものである。

表示装置３３は、制御部３１から供給される映像信号や制御信号などに基づき、映像（画面）を表示する。表示装置３３としては、例えば、液晶ディスプレイ、エレクトロルミネッセンス（Electro Luminescence：ＥＬ）ディスプレイ、プラズマディスプレイ（Plasma Display Panel：ＰＤＰ）などが挙げられるが、これに限定されるものではない。

記憶装置３４は、ＲＯＭやＲＡＭからなるメモリ装置を備えており、ＲＯＭに格納されているプログラムコードをＲＡＭ上に展開し、所定の処理を実行する。

［２ 入力装置の構成］
入力装置４０は、図２Ａ、図２Ｂに示すように、感圧センサ５０と、複数の押圧部４１と、複数のボタン４２と、支持体４３と、筐体４４とを備える。感圧センサ５０は、ＦＰＣ（Flexible printed circuits）４６を介して基板４５に接続されている。基板４５には、感圧センサ５０の制御部であるコントローラＩＣ（Integrated Circuit）４５ａが搭載されている。基板４５はＵＳＢ(Universal Serial Bus)などの所定の伝送規格のケーブル４７を介して入力装置４０の制御部２１に接続されている。

感圧センサ５０のセンシング面５０Ｓａに複数の押圧部４１が設けられ、それらの押圧部４１の各頂部にはボタン４２が設けられている。一方、センシング面５０Ｓａとは反対の裏面５０Ｓｂに支持体４３が設けられている。

上述の入力装置４０の各構成要素が筐体４４内に収容されている。筐体４４は、筐体４４ａと筐体４４ｂとを備え、筐体４４ａの周壁の外周側に筐体４４ｂの周壁の内周面を嵌め合わせるようにして、筐体４４ａ、４４ｂが組み合わされている。筐体４４ｂは、複数の開口部４４ｃを有し、各開口部４４ｃからボタン４２の操作面が露出している。

（押圧部）
押圧部４１は、いわゆるラバーコンタクトであり、図３に示すように、底部が開放された中空のドーム状を有し、プッシュ操作の際に座屈変形する。押圧部４１は、押子４１ａと、押子４１ａを支持する座屈部４１ｂと、押圧部４１をセンシング面５０Ｓａに固定する底部４１ｃと、押子４１ａの裏面側（感圧センサ５０と対応する側）に感圧センサ５０に向けて突出する突出部４１ｄとを備える。底部４１ｃの底面と感圧センサ５０のセンシング面５０Ｓａとが粘着層などの接着層（図示せず）を介して貼り合わされていてもよい。ここでは、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。押圧部４１は、弾性体により構成されている。弾性体は、例えばシリコーンゴムなどのゴム系樹脂である。

押圧部４１に加える荷重を次第に増加させると、ある荷重（以下「座屈荷重」という。）で急に座屈部４１ｂの変形の模様が変化し、大きなたわみを生じする。本明細書において、“タッチ操作”とは、ボタン４２（すなわち押圧部４１）が座屈荷重未満の荷重（以下「軽荷重」という。）で押圧された場合の操作をいう。“プッシュ操作”とは、ボタン４２（すなわち押圧部４１）が座屈荷重以上の荷重（以下「重荷重」という。）で押圧された場合の操作（押込み操作）をいう。

座屈部４１ｂは、押圧部４１の頂部から下部に向かう方向に従って広がる錐面状を有する座屈壁である。なお、座屈部４１ｂに１個または２個上の貫通孔が設けられていてもよいし、座屈部４１ｂが、押子４１ａを支持する複数の脚部により構成されていてもよい。突出部４１ｄは、押圧部４１の座屈変形の際に感圧センサ５０を押圧する。

（感圧センサ）
感圧センサ５０は、フィルム状または板状を有する静電容量式のセンサであり、入力操作に応じた静電容量（圧力）の変化を検出し、それに応じた電気信号をコントローラＩＣ４５ａに出力する。本明細書においては、フィルムには、シートも含まれるものとする。

感圧センサ５０は、図４Ａに示すように、第１センシング部Ｓ１と第２センシング部Ｓ２とを有する。押圧部４１の底部４１ｃは、第１センシング部Ｓ１上に設けられ、押圧部４１の押子部（頂部）４１ａは、第２センシング部Ｓ２上に設けられている。

第１センシング部Ｓ１は第１領域Ｒ１に設けられ、第２センシング部Ｓ２は第２領域Ｒ２に設けられている。第１領域Ｒ１は、タッチ操作の際に、センシング面５０Ｓａのうち底部４１ｃにより軽荷重で押圧される領域（軽荷重の押圧領域）を示す。また、第２領域Ｒ２は、プッシュ操作の際に、センシング面５０Ｓａのうち、突出部４１ｄにより押圧される領域（重荷重の押圧領域）を示す。

感圧センサ５０は、図４Ａに示すように、導体基材５１と、複数の構造体５２、５３と、センサ層６０と、複数の構造体５４、５５と、導体基材５６とを備える。以下では、感圧センサ５０の構成要素（構成部材）の両主面のうち、センシング面５０Ｓａの側となる一方の主面を表面といい、裏面５０Ｓｂの側となる他方の主面を裏面という。

導体基材５１の表面とセンサ層６０の裏面とが対向するように、導体基材５１とセンサ層６０とが所定の間隔離して設けられている。センサ層６０の表面と導体基材５６の裏面とが対向するように、センサ層６０と導体基材５６とが所定の間隔離して設けられている。このように導体基材５１、５６をセンサ層６０の両主面側に設けることにより、感圧センサ５０内に外部ノイズ（外部電場）が入り込むのを抑制することができる。

導体基材５１とセンサ層６０との間には複数の構造体５２、５３が設けられ、これらの構造体５２、５３により導体基材５１とセンサ層６０とが所定の間隔離して保持されている。センサ層６０と導体基材５６との間には複数の構造体５４、５５が設けられ、これらの構造体５４、５５によりセンサ層６０と導体基材５６とが所定の間隔離して保持されている。

（導体基材）
導体基材５１は、感圧センサ５０の裏面５０Ｓｂを構成している。導体基材５６は、感圧センサ５０のセンシング面５０Ｓａを構成している。導体基材５１、５６は、グランド電位に接続される。導体基材５１は、剛性または可撓性を有し、図５に示すように、基材５１ａと、この基材５１ａの裏面に設けられた導体層５１ｂとを備える。導体基材５１は、センサ層６０および導体基材５６などよりも高い曲げ剛性を有し、感圧センサ５０の固定プレートとして機能してもよい。導体基材５６は、図５に示すように、基材５６ａと、この基材５６ａの裏面に設けられた導体層５６ｂとを備える。導体基材５６は、可撓性を有し、感圧センサ５０のセンシング面５０Ｓａの押圧に応じて変形可能である。

基材５１ａ、５６ａは、例えば、フィルム状または板状を有する。基材５１ａ、５６ａの材料としては、例えば、高分子樹脂またはガラスを用いることができる。高分子樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、アクリル樹脂（ＰＭＭＡ）、ポリイミド（ＰＩ）、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）、ポリエステル、ポリアミド（ＰＡ）、アラミド、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリアクリレート、ポリエーテルスルフォン、ポリスルフォン、ポリプロピレン（ＰＰ）、ジアセチルセルロース、ポリ塩化ビニル、エポキシ樹脂、尿素樹脂、ウレタン樹脂、メラミン樹脂、環状オレフィンポリマー（ＣＯＰ）、ノルボルネン系熱可塑性樹脂などが挙げられる。

導体層５１ｂ、５６ｂは、電気的導電性を有するものであればよく、例えば、無機系導電材料を含む無機導体層、有機系導電材料を含む有機導体層、無機系導電材料および有機系導電材料の両方を含む有機−無機導体層などを用いることができる。

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、アルミニウム、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。

（センサ層）
センサ層６０は、フィルム状または板状を有する可撓性のものである。センサ層６０は、図５に示すように、電極基材６１と、粘着層６２と、電極基材６３と、絶縁層６４とを備える。電極基材６１は、基材６１ａと、基材６１ａの表面に設けられたＸ電極である第１電極６１ｂとを備える。電極基材６３は、基材６３ａと、基材６３ａの表面に設けられたＹ電極である第２電極６３ｂとを備える。電極基材６１の表面と電極基材６３の裏面とが、粘着層６２により貼り合わされている。絶縁層６４は、電極基材６３の表面に第２電極６３ｂを覆うように設けられている。

第１、第２センシング部Ｓ１、Ｓ２は、図６に示すように、パルス電極である第１電極６１ｂとセンス電極である第２電極６３ｂとにより構成される。但し、第１電極６１ｂがセンス電極であり、第２電極６３ｂがパルス電極であってもよい。

第１電極６１ｂは、図７Ａに示すように、第１、第２センシング部Ｓ１、Ｓ２で別の電極であり、２つの電極６１ｃ、６１ｄにより構成される。電極６１ｃ、６１ｄはそれぞれ、Ｘ方向に延設された複数のサブ電極６１ｅ、６１ｆを有する。電極６１ｃは第１領域Ｒ１に設けられ、電極６１ｄは第２領域Ｒ２に設けられている。

第２電極６３ｂは、図７Ｂに示すように、第１、第２センシング部Ｓ１、Ｓ２で共用の電極であり、Ｙ方向に延設された複数のサブ電極６３ｃを有する。第２電極６３ｂは、第１、第２領域Ｒ１、Ｒ２の両領域に渡って設けられている。

Ｚ軸方向から第１、第２電極６１ｂ、６３ｂを平面視すると、サブ電極６１ｅ、６３ｃが直交交差すると共に、サブ電極６１ｆ、６３ｃが直交交差している。感圧センサ５０の厚さ方向に対向する電極６１ｃと第２電極６３ｂとにより第１センシング部Ｓ１が構成されている。また、感圧センサ５０の厚さ方向に対向する電極６１ｄと第２電極６３ｂとにより第２センシング部Ｓ２が構成されている。

上述のように第１電極６１ｂを第１、第２センシング部Ｓ１、Ｓ２で別の電極（電極６１ｃ、６１ｄ）とすることで、タッチ操作とプッシュ操作との検出精度を向上できる。一方、上述のように第２電極６３ｂを第１、第２センシング部Ｓ１、Ｓ２で共用のものとすることで、比較的簡単で、体積効率の良い入力装置４０を実現することができる。

（構造体）
構造体５２、５４は、図４Ａ、図４Ｂに示すように、第１領域Ｒ１の内周（すなわち底部４１ｃの内周）から、第２領域Ｒ２の外周（突出部４１ｄによる押圧領域の外周）までの範囲のいずれかの位置を支持する。これにより、第１、第２領域Ｒ１、Ｒ２を分離できるので、タッチ操作とプッシュ操作との検出精度を向上できる。なお、図４Ａ、図４Ｂでは、第１領域Ｒ１の内周の位置を支持する例が示されている。

複数の構造体５２、５４をＺ軸方向から平面視すると、図４Ｂに示すように、構造体５２、５４が交互並ぶように等間隔で配置されている。構造体５３、５５は、第１領域Ｒ１外周の外側の位置を支持している。複数の構造体５２、５３をＺ軸方向から平面視すると、構造体５３、５５が重なるように等間隔で配置されている。

構造体５２は、図４Ａ、図４Ｂに示すように、構造部５２ａと、接合部５２ｂとを備える。構造部５２ａは、錐台形状、立方体形状、半球形状などを有する柱状体である。接合部５２ｂは構造部５２ａの頂部に設けられ、この接合部５２ｂを介して構造部５２ａと導体基材５１とが接着される。構造部５２ａの材料としては、例えば、絶縁性を有する樹脂材料が用いられる。このような樹脂材料としては、例えば、紫外線硬化樹脂などの光硬化性樹脂を用いることができる。接合部５２ｂの材料としては、例えば、粘着性の樹脂材料などが用いられる。

なお、構造体５２の構成は、上述のように構造部５２ａと接合部５２ｂとが別体となった構成に限定されるものではなく、構造部５２ａと接合部５２ｂとが予め一体成形された構成を採用するようにしてもよい。この場合、構造体５２の材料としては、上述の構造部５２ａと接合部５２ｂとの両機能を実現可能な材料が選択される。

構造体５４は、構造部５４ａと、接合部５４ｂとを備える。接合部５４ｂは構造部５４ａの頂部に設けられ、この接合部５４ｂを介して構造部５４ａと導体基材５６とが接着される。構造体５４は、これ以外の点においては上記構造体５２と同様である。

構造体５３、５５の構成はそれぞれ、上記の構造体５２、５４と同様である。但し、構造体５２、５３で形状や大きさなどが異なっていてもよいし、同様に構造体５４、５５で形状や大きさなどが異なっていてもよい。

（第１、第２領域）
以下、図８Ａ、図８Ｂ、図９Ａ、図９Ｂを参照して、ユーザがボタン４２に対してタッチ操作したときに第１領域Ｒ１に加わる圧力と、ユーザがボタン４２に対してプッシュ操作したときに第２領域Ｒ２に加わる圧力について説明する。

図８Ａに示すように、ユーザがボタン４２に対してタッチ操作した場合には、座屈部４１ｂはほとんど変形せず、突出部４１ｄとセンシング面５０Ｓａとが接触することがない。このため、底部４１ｃによりセンシング面５０Ｓａのうち第１領域Ｒ１のみが押圧される。よって、第１センシング部Ｓ１では圧力増加が検出されるのに対して、第２センシング部Ｓ２では、圧力増加が検出されないか、もしくは圧力増加がほとんど検出されない。

一方、図８Ｂに示すように、ユーザがボタン４２に対してプッシュ操作した場合には、座屈部４１ｂが大きく変形してたわみ、第１領域Ｒ１に対する押圧力が弱まると共に、突出部４１ｄにより第２領域Ｒ２が押圧される。このため、第１領域Ｒ１では圧力低下が検出されるのに対して、第２領域Ｒ２では圧力増加が検出される。なお、第１領域Ｒ１に加わる圧力は、押圧部４１が座屈変形するまでは増加し、押圧部４１が座屈変形した後は低下する傾向を示す。また、第１領域Ｒ１に加わる圧力は、通常、第２領域Ｒ２に加わる圧力に比して相対的に小さい。

（支持体）
支持体４３は、感圧センサ５０の裏面５０Ｓｂを支持するためのものである。支持体４３としては、感圧センサ５０よりも変形し難いもの、すなわち感圧センサ５０よりも剛性が高いものが用いられる。感圧センサ５０の裏面５０Ｓｂを支持体４３で支持することで、感圧センサ５０の検出感度を向上できる。支持体４３は、例えば、高分子樹脂層、金属層またはそれらの複合層により構成されている。

（コントローラＩＣ）
コントローラＩＣ４５ａは、感圧センサ５０から供給される静電容量の変化ΔＣ１、ΔＣ２（圧力の変化ΔＰ１、ΔＰ２）に基づき、ボタン４２（押圧部４１）に対してタッチ操作（第１押圧操作）およびプッシュ操作（第２押圧操作）のいずれかが行われたかを判断し、その判断結果を制御部２１に通知する。具体的には、コントローラＩＣ４５ａは、第１センシング部Ｓ１から供給される静電容量の変化ΔＣ１（圧力の変化ΔＰ１）が閾値Ａを超えている場合には、どのボタンがタッチ操作されているかを制御部２１に通知する。コントローラＩＣ４５ａは、第２センシング部Ｓ２から供給される静電容量の変化ΔＣ２（圧力の変化ΔＰ２）が閾値Ｂを超えている場合には、どのボタンがプッシュ操作されているかを制御部２１に通知する。

上述の構成を有する入力装置４０では、コントローラＩＣ４５ａが第１、第２電極６１ｂ、６３ｂに電圧を印加すると、隣接するサブ電極６１ｅ、６３ｃおよびサブ電極６１ｆ、６３ｃは容量結合を形成する。

第１、第２電極６１ｂ、６３ｂ間に電圧が印加された状態において、ボタン４２にタッチ操作がなされると、底部４１ｃにより導体基材５６が押圧され変形して第１センシング部Ｓ１に接近する。また、構造体５４によりセンサ層６０が押圧されて変形し第１導体基材５１に接近する。このため、対向するサブ電極６１ｅ、６３ｃ間の静電容量が変化し、第１センシング部Ｓ１全体の静電容量が変化する。この第１センシング部Ｓ１全体の静電容量の変化ΔＣ１が閾値Ａを超えているか否かに基づいて、コントローラＩＣ４５ａはボタン４２の操作面に対してタッチ操作が行われたか否かを判断する。

第１、第２電極６１ｂ、６３ｂ間に電圧が印加された状態において、ボタン４２にプッシュ操作がなされると、座屈部４１ｂが座屈変形し、突出部４１ｄにより導体基材５６が押圧され変形して第２センシング部Ｓ２に接近する。また、構造体５４によりセンサ層６０が押圧されて変形し第１導体基材５１に接近する。このため、対向するサブ電極６１ｆ、６３ｃ間の静電容量が変化し、第２センシング部Ｓ２全体の静電容量が変化する。この第２センシング部Ｓ２全体の静電容量の変化ΔＣ２が閾値Ｂを超えているか否かに基づいて、コントローラＩＣ４５ａはボタン４２の操作面に対してプッシュ操作が行われたか否かを判断する。

［３ 電子機器の操作の概要］
以下、図１０Ａ〜図１０Ｃ、図１１Ａ〜図１１Ｃを参照して、表示装置（ディスプレイ）３３に表示されているメニュー画面３３ａを、操作装置２０により無線で操作する例について説明する。

ユーザが、図１０Ｂ、図１０Ｃに示すように、複数のボタン４２の操作面を矢印ＤＡ１または矢印ＤＡ２の方向に順次軽く（軽荷重で）スワイプすると、図１０Ａに示すように、メニュー画面３３ａが上記のスワイプの方向に連動して矢印ＤＢ１またはＤＢ２の方向にスクロールする。スクロールの際には、メニュー画面３３ａの中央に選択番号３３ｂが、他の数値に比べて大きく強調して表示される。なお、スワイプは、タッチ操作の一例である。

ここでは、説明を容易とするために、メニュー画面３３ａに数字が表示される例について説明するが、通常は数値と共に、もしくは数字に代えて複数の設定項目などが表示され、この設定項目がスクロールされる。以下では、任意のボタン４２を基準として矢印ＤＡ１の方向に隣接するボタンを“右隣のボタン４２”といい、矢印ＤＡ２の方向に隣接するボタンを“左隣のボタン４２”という。また、矢印ＤＢ１の方向への画面スクロールを“右スクロール”といい、矢印ＤＢ２の方向への画面スクロールを“左スクロール”という。

ユーザは、上記スクロール操作により所望の番号が選択番号３３ｂとして表示されたら、図１１Ｂ、図１１Ｃに示すように、ボタン４２に対してプッシュ操作をしてボタン４２を押し込む。これにより、選択番号３３ｂの決定の指示が下されて、図１１Ａに示すように、選択番号３３ｂが更に強調表示される。

［４ 入力装置のコントローラＩＣの動作］
以下、図１２を参照して、入力装置４０のコントローラＩＣ４５ａの動作について説明する。

まず、ステップＳ１において、コントローラＩＣ４５ａは、各ボタン４２の第１、第２センシング部Ｓ１、Ｓ２を順次スキャンして、静電容量の変化ΔＣ１、ΔＣ２を検出する。次に、ステップＳ２において、コントローラＩＣ４５ａが、ステップＳ１にて検出した第１センシング部Ｓ１の静電容量の変化ΔＣ１が閾値Ａを超えているか否かを判断する。

ステップＳ２にてコントローラＩＣ４５ａが静電容量の変化ΔＣ１が閾値Ａを超えていると判断した場合には、ステップＳ３において、コントローラＩＣ４５ａは、どのボタン４２がタッチ操作されたかを制御部２１に通知する。一方、ステップＳ２にてコントローラＩＣ４５ａが静電容量の変化ΔＣ１が閾値Ａを超えていないと判断した場合には、ステップＳ４において、コントローラＩＣ４５ａが、ステップＳ１にて検出した第２センシング部Ｓ２の静電容量の変化ΔＣ２が閾値Ｂを超えているか否かを判断する。

ステップＳ４にてコントローラＩＣ４５ａが静電容量の変化ΔＣ２が閾値Ｂを超えていると判断した場合には、ステップＳ５において、コントローラＩＣ４５ａは、どのボタン４２がプッシュ操作されたかを制御部２１に通知する。一方、ステップＳ４にてコントローラＩＣ４５ａが静電容量の変化ΔＣ２が閾値Ｂを超えていないと判断した場合には、コントローラＩＣ４５ａは、ステップＳ１に戻って処理を実行する。

［５ 操作装置の制御部の動作］
以下、図１３を参照して、操作装置２０の制御部２１の動作について説明する。

まず、ステップＳ１１において、制御部２１は、コントローラＩＣ４５ａからプッシュ操作の通知を受け取ったか否かを判断する。ステップＳ１１にて制御部２１がプッシュ操作の通知を受け取ったと判断した場合には、ステップＳ１２において、制御部２１は、プッシュ操作されたボタン４２に対応する制御コマンドを記憶装置２３から読み出し、通信部２２を介してホスト機器３０に送信する。一方、ステップＳ１１にて制御部２１がプッシュ操作の通知を受け取っていないと判断した場合には、ステップＳ１３において、制御部２１は、コントローラＩＣ４５ａからタッチ操作の通知を受け取ったか否かを判断する。

ステップＳ１３にて制御部２１がタッチ操作の通知を受け取ったと判断した場合には、ステップＳ１４において、制御部２１は、所定時間待った後、処理をステップＳ１５に進める。一方、ステップＳ１３にて制御部２１がタッチ操作の通知を受け取っていないと判断した場合には、処理をステップＳ１１に戻す。

次に、ステップＳ１５において、制御部２１は、コントローラＩＣ４５ａからプッシュ操作の通知を受け取ったか否かを判断する。ステップＳ１５にて制御部２１がプッシュ操作の通知を受け取ったと判断した場合には、ステップＳ１６において、制御部２１は、プッシュ操作されたボタン４２に対応する制御コマンドを記憶装置２３から読み出し、通信部２２を介してホスト機器３０に送信する。一方、ステップＳ１５にて制御部２１がプッシュ操作の通知を受け取っていないと判断した場合には、ステップＳ１７において、制御部２１は、コントローラＩＣ４５ａからタッチ操作の通知を受け取ったか否かを判断する。

ステップＳ１７にて制御部２１がタッチ操作の通知を受け取ったと判断した場合には、ステップＳ１８において、制御部２１は、今回タッチ操作が通知されたボタン４２が、前回タッチ操作が通知（ステップＳ１３）されたボタン４２の左隣のボタン４２であるか否かを判断する。一方、ステップＳ１７にて制御部２１がタッチ操作の通知を受け取っていないと判断した場合には、制御部２１は、処理をステップＳ１１に戻す。

ステップＳ１８にて制御部２１が左隣のボタン４２であると判断した場合には、ステップＳ１９において、制御部２１は、ホスト機器３０に左スクロールを要求する制御コマンドを記憶装置２３から読み出し、通信部２２を介してホスト機器３０に送信する。一方、ステップＳ１８にて制御部２１が左隣のボタン４２でないと判断した場合には、ステップＳ２０において、今回タッチ操作が通知されたボタン４２が、前回タッチ操作が通知（ステップＳ１３）されたボタン４２の右隣のボタン４２であるか否かを判断する。

ステップＳ２０にて制御部２１が右隣のボタン４２であると判断した場合には、ステップＳ２１において、制御部２１は、ホスト機器３０に右スクロールを要求する制御コマンドを記憶装置２３から読み出し、通信部２２を介してホスト機器３０に送信する。一方、ステップＳ２０にて制御部２１が右隣のボタン４２でないと判断した場合には、制御部２１は、処理をステップＳ１１に戻す。

［６ 効果］
本技術の一実施形態に係る入力装置４０は、第１センシング部Ｓ１と第２センシング部Ｓ２とを有する感圧センサ５０と、感圧センサ５０上に設けられ、座屈変形する押圧部４１とを備える。押圧部４１の底部４１ｃは、第１センシング部Ｓ１上に設けられ、押圧部４１の頂部は、第２センシング部Ｓ２上に設けられている。したがって、コントローラＩＣ４５ａは、第１、第２センシング部Ｓ１から供給される圧力変化に基づき、押圧部４１に対するタッチ操作とプッシュ操作とを判別できる。よって、同一の押圧部４１で２種類の操作を行うことができる入力装置４０を実現できる。

入力装置４０は、１つの感圧センサ５０のみでタッチ操作とプッシュ操作とを判別できる。したがって、先行技術文献１に記載の発明のように、タッチ操作とプッシュ操作とを判別するために異なるセンサ手段を設けずに済むので、装置の構成を簡略化できる。

押圧部４１を介して感圧センサ５０を押圧する構成を採用しているため、手袋を装着してのタッチ操作も検出可能である。

［７ 変形例］
感圧センサ５０が、センサ層６０と導体基材５６との間に複数の構造体５４（図４Ａ、図４Ｂ参照）を備える代わりに、図１４Ａ、図１４Ｂに示すように、センサ層６０と導体基材５６との間に１つのリング状の構造体５７を備えるようにしてもよい。構造体５７は、構造部５７ａと、接合部５７ｂとを備える。構造部５７ａ、接合部５７ｂは、リング状を有する以外の点では、構造部５４ａ、接合部５４ｂと同様である。この場合、感圧センサ５０が、導体基材５１とセンサ層６０との間に構造体５２を備えていなくてもよい。感圧センサ５０が上記の構成を有する場合でも、上述の一実施形態の感圧センサ５０と同様に第１、第２領域Ｒ１、Ｒ２を分離して、タッチ操作とプッシュ操作との検出精度を向上できる。

入力装置４０が、センサ層６０の表面、裏面それぞれの側に導体基材５６、５１（図４Ａ、図４Ｂ参照）を備える構成に代えて、図１５Ａ、図１５Ｂに示すように、センサ層６０の表面側のみに導体基材５６を備える構成を採用してもよい。

図１６Ａ、図１６Ｂに示すように、構造体５４が、押圧部４１の底部４１ｃを支持し、構造体５２が、導体基材５１とセンサ層６０との間に設けられていなくてもよい。上記構成の場合には、底部４１ｃによるセンサ層６０の変形を助長し、かつ突出部４１ｄによる導体基材５６およびセンサ層６０の変形の妨げを抑制できる。

図１７に示すように、Ｚ方向から第１、第２センシング部Ｓ１、Ｓ２を平面視すると、第１センシング部Ｓ１が、第２センシング部Ｓ２の両側に設けられていてもよい。この場合、図１８Ａに示すように、電極６１ｃとしては、中央部分のサブ電極６１ｅが欠落した櫛歯状のもの用い、電極６１ｄとしては、櫛歯状のものを用いることができる。電極６１ｄは、電極６１ｃの欠落部分に配置される。第２電極６３ｂとしては、図１８Ｂに示すように、電極６１ｃ、６１ｄのサブ電極６１ｅ、６１ｆと直交するサブ電極６３ｃを有する網状のものを用いることができる。但し、上記の電極６１ｃ、６１ｄ、第２電極６３ｂの形状は一例であって、これに限定されるものではない。

図１９に示すように、Ｚ方向から第１、第２センシング部Ｓ１、Ｓ２を平面視すると、第１センシング部Ｓ１が円環状を有し、第２センシング部Ｓ２が円形状を有していてもよい。この場合、電極６１ｃとしては、図２０Ａに示すように、第２領域Ｒ２のサイズと同程度の開口を有し、第１領域Ｒ１のサイズと同程度の外径を有する円環状のものを用い、電極６１ｄとしては、第２領域Ｒ２とほぼ同一のサイズを有する円形状を有するものを用いるようにすればよい。また、第２電極６３ｂとしては、図２０Ｂに示すように、第２領域Ｒ２の外周程度のサイズを有する、円形状または円形状を部分的に切り欠いた形状のものを用いればよい。但し、上記の電極６１ｃ、６１ｄ、第２電極６３ｂの形状は一例であって、これに限定されるものではない。

上述の一実施形態では、操作装置２０がホスト機器３０の外部に周辺機器として設けられ、両者が無線で情報をやり取りする構成について説明したが、操作装置２０とホスト機器３０とが一体となっており、両者が有線で接続されている構成を採用してもよい。

コントローラＩＣ４５ａが、感圧センサ５０から供給される圧力変化（静電容量の変化）に基づき、タッチ操作がなされたと判断した場合、タッチ操作されたボタン４２の位置情報を制御部２１および通信部２２を介してホスト機器３０に出力するようにしてもよい。この場合、制御部３１は、通信部３２を介して上記位置情報を受け取り、この位置情報に基づき、表示装置３３に表示された画面のスクロール動作、またはカーソルの移動などの処理を実行するようにしてもよい。

感圧センサ５０としては、静電容量式のセンサに代えて、圧電素子（ピエゾ素子）または感圧ゴムセンサを用いてもよい。但し、感圧センサ５０として圧電素子または感圧ゴムセンサを用いて第１、第２領域Ｒ１、Ｒ２の圧力を各々検出しようとすると、第１、第２領域Ｒ１、Ｒ２それぞれに独立して圧電素子または感圧ゴムセンサを設けることが通常必要となる。このため、入力装置４０の構成が複雑になったり、大きくなったりする虞がある。一方、感圧センサ５０として一実施形態にて用いた静電容量式の感圧センサ５０を用いると、比較的簡単で、体積効率の良い入力装置４０を実現することができる。

上述の一実施形態では、入力装置４０が制御部としてのコントローラＩＣ４５ａを備える構成について説明したが、コントローラＩＣ４５ａは入力装置４０に必須の構成ではなく、必要に応じて備えられるものである。入力装置４０がコントローラＩＣ４５ａを備えない場合には、入力装置４０の出力信号を受け取る装置がコントローラＩＣ４５ａを備えるようにすればよい。

入力装置４０が、１つのボタン４２、すなわち１つの押圧部４１を備える構成であってもよい。
押圧部７１が、図２１Ａに示すようにドーム状の金属薄板またはドーム状の高分子樹脂フィルムなどにより構成されていてもよいし、図２１Ｂに示すように錐台形状の金属薄板または錐台形状の高分子樹脂フィルムなどにより構成されていてもよい。
押圧部４１は突出部４１ｄを備えていなくてもよい。但し、プッシュ操作の検出精度の観点からすると、上述の一実施形態のように押圧部４１が突出部４１ｄを備えることが好ましい。
基材５１ａ、５６ａは必要に応じて設けられるものであって、設けられていなくてもよい。
支持体４３は必要に応じて設けられるものであって、設けられていなくてもよい。
第１、第２電極が、基材の同一面に設けられたセンサ層を用いてもよい。この場合、第１、第２電極のサブ電極を基材の同一面に所定間隔で交互に配置するようにすればよい。

上述の一実施形態では、電子機器１０がテレビ装置である場合を例として説明したが、本技術はこれに限定されるものではなく、押圧部４１を有する入力装置４０を備える種々の電子機器に適用可能である。例えば、パーソナルコンピュータ、スマートフォンなど携帯電話、タブレット型コンピュータ、カメラ、ゲーム機器、ナビゲーションシステム、電子書籍、電子辞書、携帯音楽プレイヤー、スマートウオッチやヘッドマウンドディスプレイなどのウェアラブル端末、ラジオ、電動工具、冷蔵庫、エアコン、ウェアラブル機器、ステレオ、温水器、電子レンジ、食器洗浄器、洗濯機、乾燥機、照明機器、玩具、医療機器、ロボットなどにも適用可能である。なお、電子機器には、いわゆる電気機器も含まれるものとする。

また、本技術は電子機器に限定されるものではなく、電子機器以外の様々なものに適用可能である。例えば、乗り物、製造装置、分析機器などに適用可能である。乗り物としては、例えば、車両（例えば自動車、オートバイなど）、船舶、潜水艦、鉄道車両、航空機、宇宙船、エレベータ、遊具などが挙げられる。

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、本技術は以下の構成を採用することもできる。
（１）
第１センシング部と第２センシング部とを有する感圧センサと、
前記感圧センサ上に設けられ、座屈変形する押圧部と
を備え、
前記押圧部の底部は、前記第１センシング部上に設けられ、
前記押圧部の頂部は、前記第２センシング部上に設けられている入力装置。
（２）
前記押圧部は、前記第２センシング部に向けて突出する突出部を有する（１）に記載の入力装置。
（３）
前記感圧センサは、静電容量式の感圧センサである（１）または（２）に記載の入力装置。
（４）
前記第１センシング部および前記第２センシング部は、パルス電極とセンス電極とにより構成され、
前記パルス電極および前記センス電極の一方は前記第１センシング部および前記第２センシング部で共用の電極であり、他方は前記第１センシング部および前記第２センシング部で別の電極である（３）に記載の入力装置。
（５）
前記感圧センサは、
前記押圧部の押圧により変形する導体層と、
前記第１センシング部および前記第２センシング部を含むセンサ層と、
前記導体層と前記センサ層との間に設けられた構造体と
を備える（３）または（４）に記載の入力装置。
（６）
前記感圧センサは、
第１導体層と、
前記押圧部の押圧により変形する第２導体層と、
前記第１導体層と前記第２導体層との間に設けられ、前記第１センシング部および前記第２センシング部を含むセンサ層と、
前記第１導体層と前記センサ層との間に設けられた第１構造部と、
前記第２導体層と前記センサ層との間に設けられた第２構造部と
を備える（３）または（４）に記載の入力装置。
（７）
前記押圧部は、座屈変形の際に前記感圧センサを押圧する突出部を有し、
前記構造体は、前記押圧部の底部の内周から、前記突出部の押圧領域の外周までの範囲のいずれかの位置を支持する（５）に記載の入力装置。
（８）
前記構造部は、前記押圧部の底部を支持する（５）に記載の入力装置。
（９）
前記第１センシング部からの出力信号に基づき第１押圧操作を判別し、前記第２センシング部からの出力信号に基づき第２押圧操作を判別する制御部をさらに備える（１）から（８）のいずれかに記載の入力装置。
（１０）
（１）から（９）のいずれかに記載の入力装置を備える操作装置。
（１１）
（１）から（９）のいずれかに記載の入力装置を備える電子機器。
（１２）
入力装置を有する操作装置と、
前記操作装置から出力信号に基づき動作するホスト機器と
を備え、
前記入力装置は、
第１センシング部と第２センシング部とを有する感圧センサと、
前記感圧センサ上に設けられ、座屈変形する押圧部と
を備え、
前記押圧部の底部は、前記第１センシング部上に設けられ、
前記押圧部の頂部は、前記第２センシング部上に設けられている電子機器。
（１３）
前記ホスト機器は、
表示装置と、
前記操作装置からの出力信号に基づき、前記表示装置に対する画面表示を制御する制御部と
を備える（１２）に記載の電子機器。
（１４）
前記画面表示の制御が、画面のスクロール動作の制御である（１３）に記載の電子機器。

１０ 電子機器
２０ 操作装置
２１、３１ 制御部
３０ ホスト機器
３３ 表示装置
４０ 入力装置
４１ 押圧部
４１ａ 押子
４１ｂ 座屈部
４１ｃ 底部
４１ｄ 突出部
４５ａ コントローラＩＣ（制御部）
５０ 感圧センサ
６０ センサ層
５１、５６ 導体基材
５１ｂ、５６ｂ 導体層
５２、５３、５４、５５ 構造体
６１ｂ 第１電極
６３ｂ 第２電極
６１ｃ、６１ｄ 電極
Ｓ１ 第１センシング部
Ｓ２ 第２センシング部

Claims (14)

1. 第１センシング部と第２センシング部とを有する感圧センサと、
   前記感圧センサ上に設けられ、座屈変形する押圧部と
   を備え、
   前記押圧部の底部は、前記第１センシング部上に設けられ、
   前記押圧部の頂部は、前記第２センシング部上に設けられている入力装置。
2. 前記押圧部は、前記第２センシング部に向けて突出する突出部を有する請求項１に記載の入力装置。
3. 前記感圧センサは、静電容量式の感圧センサである請求項１に記載の入力装置。
4. 前記第１センシング部および前記第２センシング部は、パルス電極とセンス電極とにより構成され、
   前記パルス電極および前記センス電極の一方は前記第１センシング部および前記第２センシング部で共用の電極であり、他方は前記第１センシング部および前記第２センシング部で別の電極である請求項３に記載の入力装置。
5. 前記感圧センサは、
   前記押圧部の押圧により変形する導体層と、
   前記第１センシング部および前記第２センシング部を含むセンサ層と、
   前記導体層と前記センサ層との間に設けられた構造体と
   を備える請求項３に記載の入力装置。
6. 前記感圧センサは、
   第１導体層と、
   前記押圧部の押圧により変形する第２導体層と、
   前記第１導体層と前記第２導体層との間に設けられ、前記第１センシング部および前記第２センシング部を含むセンサ層と、
   前記第１導体層と前記センサ層との間に設けられた第１構造体と、
   前記第２導体層と前記センサ層との間に設けられた第２構造体と
   を備える請求項３に記載の入力装置。
7. 前記押圧部は、座屈変形の際に前記感圧センサを押圧する突出部を有し、
   前記構造体は、前記押圧部の底部の内周から、前記突出部の押圧領域の外周までの範囲のいずれかの位置を支持する請求項５に記載の入力装置。
8. 前記構造体は、前記押圧部の底部を支持する請求項５に記載の入力装置。
9. 前記第１センシング部からの出力信号に基づき第１押圧操作を判別し、前記第２センシング部からの出力信号に基づき第２押圧操作を判別する制御部をさらに備える請求項１に記載の入力装置。
10. 請求項１に記載の入力装置を備える操作装置。
11. 請求項１に記載の入力装置を備える電子機器。
12. 入力装置を有する操作装置と、
    前記操作装置から出力信号に基づき動作するホスト機器と
    を備え、
    前記入力装置は、
    第１センシング部と第２センシング部とを有する感圧センサと、
    前記感圧センサ上に設けられ、座屈変形する押圧部と
    を備え、
    前記押圧部の底部は、前記第１センシング部上に設けられ、
    前記押圧部の頂部は、前記第２センシング部上に設けられている電子機器。
13. 前記ホスト機器は、
    表示装置と、
    前記操作装置からの出力信号に基づき、前記表示装置に対する画面表示を制御する制御部と
    を備える請求項１２に記載の電子機器。
14. 前記画面表示の制御が、画面のスクロール動作の制御である請求項１３に記載の電子機器。

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