TWI496179B - 輸入裝置 - Google Patents

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TWI496179B
TWI496179B TW102120725A TW102120725A TWI496179B TW I496179 B TWI496179 B TW I496179B TW 102120725 A TW102120725 A TW 102120725A TW 102120725 A TW102120725 A TW 102120725A TW I496179 B TWI496179 B TW I496179B
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Yohei Kurikawa
Wataru Kondo
Makoto Takamatsu
Yoshinori Sano
Toshimizu Tomitsuka
Yasushi Ono
Osamu Aoki
Shinsuke Aoshima
Yasuyuki Tachikawa
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Fujikura Ltd
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Description

輸入裝置 技術領域
本發明是有關於一種使用在智慧型手機等之行動電話機、輸入板終端等之行動資訊終端(PDA：Personal Digital Assistant(個人數位助理)等)、個人電腦、觸碰面板等之電子儀器的輸入裝置。
本發明根據2012年6月12日在日本所申請的特願2012-133301及2012年6月12日在日本所申請的特願2012-133302主張優先權，且在此援用其內容。
 背景技術
於行動電話機等中，使用具備一或複數開關元件之輸入裝置(例如參照專利文獻1)。
於專利文獻1中揭示有一種輸入裝置，其具備：接點電極；反轉構件，其藉由利用操作者之按壓與前述接點電極接觸；及位置檢測機構，其檢測操作者之手指等(被檢測體)接近時的靜電電容之變化。
先行技術文獻 專利文獻
[專利文獻1]日本專利第4049703號公報
[專利文獻2]日本專利公開公報特開2011-081910號公報
[專利文獻3]特開2008-052620號公報
[專利文獻4]特開2010-123367號公報
[專利文獻5]日本專利第4049703號公報
[專利文獻6]特開2006-222022號公報
[專利文獻7]特開2001-74404號公報
 發明概要
於前述輸入裝置中，由於必須進行靜電電容之變化之檢測及反轉構件與接點電極之電連接之檢測，因此，必須具備檢測靜電電容之變化之電路及檢測電連接之電路兩者，或使用具有各自之機能之二個積體電路，且由於內部結構會變得複雜，因此，在成本面、製造之容易度、裝置之小型化等方面會有問題。
又，於專利文獻2中揭示有一種具備輸入裝置之調理器，於專利文獻3中揭示有一種具有靜電感測器20之輸入裝置，於專利文獻4中揭示有一種具有開關機構2之輸入裝置。再者，於專利文獻5中揭示有一種具備開關輸入機構、反轉構件及接點電極9之輸入裝置，於專利文獻6中揭示有一種具備固定電極及可動電極之靜電電容式開關，於專利文獻7中揭示有一種具備具有固定電極等之基板、導電性橡膠板及橡膠板之靜電電容式感測器。
本發明是有鑑於前述情形而完成，目的在提供一種於檢測被檢測體之位置及按壓操作之輸入裝置中可簡化內部之電路構造的輸入裝置。
為了解決前述課題，本發明之一態樣是提供以下構造。
本發明之一態樣是提供一種輸入裝置，其具備：絕緣性之基板；開關元件，其設置於前述基板；及檢測部，其檢測前述開關元件中的靜電電容之變化；前述開關元件具有固定電極部及可動電極部，且前述固定電極部設置於前述基板，前述可動電極部設置於前述基板之主面側，且至少一部分可相對於前述固定電極部朝接近及遠離之方向彈性位移，又，前述可動電極部可藉由利用屬於導電體的被檢測體之按壓，朝接近前述固定電極部之方向位移，且前述檢測部可檢測藉由前述被檢測體朝前述可動電極部之接近及遠離所產生的靜電電容之變化，以及藉由利用前述按壓之前述可動電極部之位移所產生的前述可動電極部與前述固定電極部間之靜電電容之變化，又，前述固定電極部相對於前述可動電極部而電絕緣，且接地連接。
前述可動電極部宜作成朝離開前述基板之方向突出之圓頂形狀或拱形狀，且大略中央部可朝接近及遠離前述固定電極部之方向彈性位移。
前述可動電極部宜與設置於前述基板之主面側之外電極部電連接，又，前述外電極部形成於俯視下前述固定電 極部之周圍，且相對於前述固定電極部之徑向距離大於前述可動電極部接近及遠離前述固定電極部之方向之最大位移距離。
前述外電極部宜形成於俯視下包含前述可動電極部之區域，且前述外電極部之外形尺寸為前述可動電極部之外形尺寸之1.5倍以上。
前述固定電極部宜設置於前述基板之主面側之反面側。
於前述基板之主面側宜形成高度調整部，且前述高度調整部是用以限制接近前述基板之方向之前述可動電極部之移動。
前述高度調整部宜形成為沿著前述主面之層狀。
本發明之一態樣是前述固定電極部宜設置於前述基板之主面側，且至少於前述固定電極部之前述可動電極部側之面形成絕緣部，該絕緣部是用以阻止前述可動電極部在朝接近前述固定電極部之方向位移時與前述固定電極部電連接。
前述絕緣部宜由選自於由丙烯酸系樹脂、胺基甲酸酯系樹脂、聚酯系樹脂、聚醯亞胺系樹脂及環氧系樹脂所構成群中之一或二以上所構成。
前述絕緣部之相對介電係數宜為1.5至10。
前述絕緣部之厚度宜為5μm以上。
將前述基板之主面作為基準的前述絕緣層上面與前述外電極部上面之高低差宜為0以上、且前述固定電極部與面對其之部分之前述可動電極部之距離之十分之一以下之範 圍。
若藉由本發明之一態樣，則檢測部不僅可檢測利用被檢測體之位置變化之靜電電容變化，且可檢測利用開關元件之按壓操作之可動電極部之位移時的靜電電容變化，因此，可將檢測被檢測體之位置之電路與檢測可動電極部之按壓動作之電路共通化，且可簡化內部之電路結構。故，在成本面、製造之容易度、裝置之小型化等方面是有利的。
又，由於藉由靜電電容之變化檢測可動電極部之按壓動作，因此，相較於藉由電極部之電連接檢測按壓動作之結構，檢測時流入電路之電流不會急增，且不會產生以此為原因的不便。
又，於本發明之一態樣中，與藉由電極部之電連接檢測按壓動作之結構不同，不會因以異物混入或電極部之腐蝕等為原因的接觸不良而使檢測感度降低。
於本發明之一態樣中，由於固定電極部設置於基板之主面之反面側，因此，固定電極部與可動電極部間可確實地絕緣。故，不會產生因兩電極部之電連接所造成的無法檢測靜電電容之事態。
若藉由本發明之一態樣，則不僅是利用被檢測體接近及遠離時的位置變化之靜電電容變化，且亦可藉由單一之檢測部，檢測利用開關元件之按壓操作之可動電極部之位移時的靜電電容變化。即，可藉由單一之檢測部，檢 測二階段之靜電電容變化。其結果，可將檢測被檢測體之位置之電路與檢測可動電極部之按壓動作之電路共通化，且可簡化內部之電路結構。故，在成本面、製造之容易度、裝置之小型化等方面是有利的。
又，由於藉由靜電電容之變化檢測可動電極部之按壓動作，因此，相較於藉由電極部之電連接檢測按壓動作之結構，檢測時流入電路之電流不會急增，且不會產生以此為原因的不便。
又，於本發明之一態樣中，與藉由電極部之電連接檢測按壓動作之結構不同，不會因以異物混入或電極部之腐蝕等為原因的接觸不良而使檢測感度降低。
於本發明之一態樣中，由於固定電極部及可動電極部皆設置於基板之主面，因此，可利用廉價之單面基板，且可抑制成本。
1‧‧‧基板
1a‧‧‧主面
1b‧‧‧裡面
2，102，112，122‧‧‧開關元件
2A，102A‧‧‧第1開關元件
2B，102B‧‧‧第2開關元件
2C，102C‧‧‧第3開關元件
3‧‧‧檢測部
4‧‧‧壓片
4a，5b‧‧‧下面
5‧‧‧外裝片
5a‧‧‧顯示部
5c，11a，13a，111a‧‧‧上面
7‧‧‧樹脂層
7a，7a’，7a”，117a，127a‧‧‧開口部
10，40，110‧‧‧輸入裝置
11，111‧‧‧固定電極部
12‧‧‧可動電極部
12a，12Aa‧‧‧基端部
12b‧‧‧中央部
13‧‧‧高度調整層(高度調整部)
14，114，124‧‧‧外電極部
15‧‧‧突起部
16‧‧‧突出部
16a‧‧‧上板
16b‧‧‧側板
16c‧‧‧收納凹部
17‧‧‧按壓力傳達構件
18‧‧‧操作凸部
20‧‧‧被檢測體
30‧‧‧行動電話機
31‧‧‧本體部
113‧‧‧絕緣層(絕緣部)
D1，D2‧‧‧外徑
h1，h1’，h2，h2’，L1，L1’‧‧‧距離
h3‧‧‧高低差
L2，L3‧‧‧尺寸
P1‧‧‧極大值
P2‧‧‧極小值
S1，S2，S2’‧‧‧位移量
W1，W1’‧‧‧寬度
圖1為顯示本發明之第1實施形態之輸入裝置之截面圖。
圖2為顯示圖1之輸入裝置之平面圖。
圖3為以模式顯示圖1之輸入裝置之構造圖。
圖4為以模式顯示於圖1之輸入裝置中被檢測體接近可動電極部之狀態之構造圖。
圖5為以模式顯示於圖1之輸入裝置中被檢測體按壓可動電極部之狀態之構造圖。
圖6為顯示於圖1之輸入裝置中被檢測體接近可動電極 部之狀態之截面圖。
圖7為顯示於圖1之輸入裝置中被檢測體按壓可動電極部之狀態之截面圖。
圖8為顯示使用圖1之輸入裝置之電子儀器例之立體圖。
圖9為顯示圖1之輸入裝置中的靜電電容之變化圖。
圖10A為關於圖1之輸入裝置中的被檢測體之位置檢測之說明圖。
圖10B為關於圖1之輸入裝置中的被檢測體之位置檢測之說明圖。
圖10C為關於圖1之輸入裝置中的被檢測體之位置檢測之說明圖。
圖11為顯示具有可動電極部之其他例之輸入裝置之平面圖。
圖12為顯示本發明之第2實施形態之輸入裝置之截面圖。
圖13為顯示於圖12之輸入裝置中被檢測體按壓可動電極部之狀態之截面圖。
圖14為顯示圖12之輸入裝置之平面圖。
圖15為顯示按壓操作時施加於可動電極部之負載與可動電極部之位移量之關係圖。
圖16為顯示具有可動電極部之其他例之輸入裝置之平面圖。
圖17為顯示使用具有突起部之外裝片之輸入裝置之一例之截面圖。
圖18為顯示使用按壓力傳達構件之輸入裝置之一例之截面圖。
圖19為顯示本發明之第3實施形態之輸入裝置之截面圖。
圖20為顯示圖19之輸入裝置之平面圖。
圖21為以模式顯示圖19之輸入裝置之構造圖。
圖22為以模式顯示於圖19之輸入裝置中被檢測體接近可動電極部之狀態之構造圖。
圖23為以模式顯示於圖19之輸入裝置中被檢測體按壓可動電極部之狀態之構造圖。
圖24為顯示於圖19之輸入裝置中被檢測體接近可動電極部之狀態之截面圖。
圖25為顯示於圖19之輸入裝置中被檢測體按壓可動電極部之狀態之截面圖。
圖26為顯示使用圖19之輸入裝置之電子儀器例之立體圖。
圖27為顯示圖19之輸入裝置中的靜電電容之變化圖。
圖28A為關於圖19之輸入裝置中的被檢測體之位置檢測之說明圖。
圖28B為關於圖19之輸入裝置中的被檢測體之位置檢測之說明圖。
圖28C為關於圖19之輸入裝置中的被檢測體之位置檢測之說明圖。
圖29為顯示具有可動電極部之其他例之輸入裝置之平 面圖。
圖30為顯示使用具有突起部之外裝片之輸入裝置之一例之截面圖。
圖31為顯示使用按壓力傳達構件之輸入裝置之一例之截面圖。
圖32為顯示輸入裝置之其他例之截面圖。
圖33為顯示輸入裝置之其他例之平面圖。
圖34為顯示輸入裝置之其他例之平面圖。
 用以實施發明之形態
圖1為顯示屬於本發明之第1實施形態的輸入裝置10(輸入裝置模組)之截面圖。圖2為顯示輸入裝置10之平面圖。圖3為以模式顯示輸入裝置10之構造圖。圖4為以模式顯示被檢測體20接近可動電極部12之狀態之構造圖。圖5為以模式顯示被檢測體20按壓可動電極部12之狀態之構造圖。圖6為顯示被檢測體20接近可動電極部12之狀態之截面圖。圖7為顯示被檢測體20按壓可動電極部12之狀態之截面圖。圖8為顯示使用輸入裝置10之電子儀器例之立體圖。
於以下說明中，所謂高度方向是指圖1中的上方(與基板1垂直且離開基板1之方向)。
圖8顯示屬於使用輸入裝置10之電子儀器之一例的行動電話機。輸入裝置10設置於行動電話機30之本體部31。
如圖1至圖3所示，輸入裝置10具備：基板1；開關元件2，其設置於基板1之主面1a；檢測部3，其檢測開關元件2 中的靜電電容之變化；壓片4，其覆蓋開關元件2；及外裝片5，其覆蓋壓片4。
基板1可使用聚醯亞胺、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚酯樹脂、芳綸樹脂、液晶聚合物、玻璃等之絕緣性材料中一或二以上，且可利用例如FPC(Flexible Printed Circuit，撓性印刷電路)、PCB(Printed Circuit Board，印刷電路板)等之印刷線路板。
基板1之相對介電係數可作成例如1.5至10。藉由將相對介電係數作成該範圍，可提高固定電極部11與可動電極部12間之靜電電容，並使檢測感度良好。
基板1之厚度可作成例如10μm至500μm。藉由將基板1之厚度作成該範圍，可確實地進行固定電極部11與可動電極部12間之絕緣，同時提高固定電極部11與可動電極部12間之靜電電容，並使檢測感度良好。
於主面1a可形成由銅等之導電體所構成的配線層(省略圖示)，且可藉由該配線層，將各電極部與檢測部3電連接。
基板1具有作為將固定電極部11與可動電極部12電絕緣之絕緣部之機能。
開關元件2具有：固定電極部11，其設置於屬於主面1a之反面的裡面1b(於圖1中為下面)；可動電極部12，其設置於至少一部分於俯視下與固定電極部11重疊之位置；及外電極部14，其設置於主面1a。
固定電極部11是由銀、銅等之導電體所構成的導電層，且俯視形狀可作成略呈圓形(參照圖2)。固定電極部 11並不限於銅，亦可藉由不鏽鋼、鋁等之其他金屬等來形成。
固定電極部11接地連接。故，固定電極部11之電位構成一定。
依此，可避免因固定電極部11之電位變動所造成的可動電極部12與固定電極部11間之靜電電容之變化，並正確地進行二階段之靜電電容之檢測。
又，輸入裝置是設想於其下配置某些電子儀器來使用，然而，藉由發生自該電子儀器之雜訊(靜電電容)，會有擾亂可動電極部與固定電極部間之靜電電容值之虞。於二階段之靜電電容變化之檢測中，相較於檢測一階段之靜電電容變化之情形，每一階段之變化容許幅度必然會減小，因此，該問題會變得顯著。
相對於此，於輸入裝置10中，由於可將固定電極部11之電位作成一定，因此，不但不會受到雜訊之影響，且亦可藉由固定電極部11吸收雜訊而防止雜訊到達可動電極部12。
故，於二階段之靜電電容變化之檢測中，可構成精度高之檢測。
可動電極部12是由金屬等之導電體所構成的板狀體(金屬板)，且可作成朝上方(離開基板1之方向)突出而構成凸狀之圓頂形狀。
可動電極部12具有例如彎曲之截面形狀，且於圖1所示之例中為截面略呈橢圓弧形。另，可動電極部12並不限於彎曲形狀，亦可為平板狀，且亦可為撓曲形狀。
可動電極部12之俯視形狀可作成略呈圓形(參照圖2)。可動電極部12之基端部12a(可動電極部12之周緣部)固定於外電極部14之上面，並與外電極部14電連接。
圖示例之可動電極部12具有大於固定電極部11之外徑，並設置成覆蓋可動電極部12。
可動電極部12可藉由不鏽鋼等之金屬材料來形成。
可動電極部12具有中央部12b可藉由利用操作者之按壓相對於固定電極部11朝接近及遠離之方向彈性位移之可撓性，且可切換圖6所示之未變形之狀態，以及如圖7所示，中央部分朝下方構成凸狀且中央部12b接近固定電極部11之狀態(按壓狀態)。
中央部12b位於最下降位置時的中央部12b與固定電極部11之距離(圖7所示之h2)可作成例如10μm至500μm。藉由將該距離作成該範圍，可提高固定電極部11與可動電極部12間之靜電電容，並使檢測感度良好。中央部12b位於最下降位置時，亦可與基板1接觸。
外電極部14形成於主面1a側，且可作成俯視下概略包圍固定電極部11而形成於朝徑向遠離固定電極部11之位置之略呈C形或略呈環狀。圖示例之外電極部14作成俯視C形(參照圖2)。
如圖1所示，俯視中的外電極部14與固定電極部11之徑向之距離L1宜大於可動電極部12之衝程(上下方向之可動電極部12之最大位移距離。例如圖6及圖7所示之「h1-h2」)。
藉此，於固定電極部11與外電極部14間所產生的寄生 電容會減小，因此，利用被檢測體20之接近或可動電極部12接近固定電極部11之靜電電容值之變化量會相對地增大，且可加大第1階段(被檢測體之接近及遠離)與第2階段(利用按壓之可動電極部之位移)之靜電電容之相對變化量。其結果，檢測會變得容易。
在此，所謂寄生電容是被檢測體20在未接近開關元件2之狀態下所產生的靜電電容值。
俯視中的外電極部14與固定電極部11之徑向之遠離距離L1宜為0.15mm至3.5mm。藉由將L1作成該範圍，雖然會減小寄生電容，但可防止輸入裝置10之大型化。
又，可動電極部12之衝程「h1-h2」宜為0.1mm至0.4mm。藉此，可加大靜電電容值之變化量，並防止輸入裝置10之大型化。
又，L1與「h1-h2」之差宜為0.05mm至3.1mm。
藉此，利用被檢測體20之接近或可動電極部12接近固定電極部11之靜電電容值之變化量會相對地進一步增大，且檢測會變得容易。
又，外電極部14之徑向之尺寸(圖1所示之寬度W1)宜為0.5mm以上。藉由將寬度W1作成該範圍，可提高檢測感度。
另，如圖2所示，固定電極部11形成於俯視下朝徑向遠離外電極部14之位置，然而，固定電極部11之大小及形成位置並不限於圖示例。舉例言之，固定電極部11之形成範圍亦可大於圖2所示之例子，且其一部分亦可形成於俯視下與外電極部14重疊之範圍。
壓片4為可撓性片體，並由PET等之樹脂材料等所構成。壓片4可朝厚度方向撓曲變形。
於壓片4之下面4a(基板1側之面)形成樹脂層7。
於圖示例中，於樹脂層7形成比外電極部14大一圈之俯視圓形之開口部7a(參照圖2)，且於該開口部7a內形成外電極部14。
外裝片5為可撓性片體，並由PET等之樹脂材料等所構成。外裝片5可朝厚度方向撓曲變形。
如圖8所示，於外裝片5可形成顯示文字、記號、圖形等的顯示部5a(操作鍵部)。顯示部5a(操作鍵部)宜形成於俯視下與可動電極部12之至少一部分重疊之位置。
其次，說明輸入裝置10之動作。
如圖1及圖3所示，於被檢測體20未接近開關元件2之狀態下，藉由利用檢測部3(脈衝生成部及電容檢測部)於可動電極部12施加脈衝電壓所檢測之靜電電容為形成於固定電極部11與可動電極部12間之靜電電容γ1與寄生電容α之和(α+γ1)。
γ1藉由ε1 (S/h1)來表示。不過，ε1 為固定電極部11與可動電極部12間之介電常數。實際上，於固定電極部11與可動電極部12間夾雜有空氣層與基板1，且各自之介電常數不同，然而，在此，為了簡化說明，想成一樣之介電常數之物質夾在固定電極部11與可動電極部12間，並將介電常數作成ε1 。S為面對可動電極部12之固定電極部11之面積。h1為固定電極部11與俯視下與固定電極部11重疊之部分之可 動電極部12之距離，例如固定電極部11之上面11a與中央部12b之下面之高低差。
為面對可動電極部12之固定電極部11之面積的S宜為0.5mm2 至20.0mm2 。藉此，可加大於可動電極部12與固定電極部11所產生的靜電電容值，且可加大後述可動電極部12按壓時的靜電電容值之變化量。
靜電電容γ1會依照固定電極部11與可動電極部12間之距離或檢測部3之構造而大幅不同，然而，大致會構成0.01(pF)至20(pF)。
檢測部3中的靜電電容檢測是藉由檢測靜電電容變化時的靜電電容之變化量來進行。靜電電容之檢測可利用特開2007-18839號公報、特開2005-353565號公報等所揭示之電路之一部分。如圖1及圖3所示，將被檢測體20未接近開關元件2之狀態稱作「通常狀態」。
如圖4及圖6所示，若被檢測體20接近開關元件2，則藉由檢測部3所檢測之靜電電容會如下述般變化。
被檢測體20例如為操作者之手指、觸控筆等，且至少一部分由導電體所構成，並於與可動電極部12間形成靜電電容β。
於圖示例中，被檢測體20抵接於俯視下與可動電極部12重疊之位置之外裝片5之上面，並位於接近可動電極部12之位置。於該狀態下，可動電極部12不會被按壓，且可動電極部12不會變形，因此，中央部12b之高度位置與圖1及圖3所示之通常狀態相同。將圖4及圖6所示之狀態稱作「接 近狀態」。
於該接近狀態下，由於在被檢測體20與可動電極部12間形成靜電電容β，因此，藉由檢測部3所檢測之靜電電容會構成於通常狀態下之靜電電容(α+γ1)加上靜電電容β之值(α+β+γ1)。即，檢測值會比通常狀態增加「β」。
靜電電容β會依照可動電極部12之大小或檢測部3之構造而大幅不同，然而，大致會構成1(pF)至100(pF)。
如圖5及圖7所示，若被檢測體20透過外裝片5朝下方(靠近基板1之方向)按壓可動電極部12之中央部12b，則可動電極部12會彈性變形，且包含中央部12b之部分(中央部分)會構成朝下方構成凸狀之彎曲形狀。
藉此，中央部12b會朝下方位移，且與固定電極部11之距離會減小。於該變形時，可動電極部12會賦予操作者點擊感。
將圖5及圖7所示之狀態稱作「按壓狀態」。
由於固定電極部11設置於基板1之裡面1b，因此，可動電極部12不會抵接於固定電極部11，且可動電極部12與固定電極部11不會電連接。
若可動電極部12與固定電極部11電連接，則一般認為無法進行靜電電容之檢測，然而，於該輸入裝置10中，不會發生此種事態。
於該按壓狀態下，形成於固定電極部11與可動電極部12間之靜電電容γ2會構成「ε2 (S/h2)」。ε2 為按壓狀態中的固定電極部11與可動電極部12間之介電常數。
由於固定電極部11與可動電極部12之距離(圖5及圖7所示之h2)會減小，因此，靜電電容γ2會大於在圖4及圖6所示之「接近狀態」下之靜電電容γ1。
故，藉由檢測部3所檢測之靜電電容(α+β+γ2)會大於接近狀態(參照圖4及圖6)之靜電電容(α+β+γ1)。
靜電電容γ2會依照基板1之相對介電係數或h2之長度而大幅不同，然而，大致會構成0.04(pF)至350(pF)。
接近狀態與按壓狀態之靜電電容之差為γ2-γ1。該差大致會構成0.03(pF)至330(pF)。
若操作者停止按壓，則藉由可動電極部12之彈性復原力，可動電極部12會構成原先之形狀(圖4及圖6所示之形狀)，且中央部12b朝上方位移。靜電電容之檢測值會構成(α+β+γ1)。
若被檢測體20離開開關元件2，則會回到圖1及圖3所示之通常狀態，且靜電電容之檢測值會再度構成(α+γ1)。
圖9為顯示一連串之操作中的靜電電容之變化圖。以下，參照該圖，說明輸入裝置10中的檢測動作之一例。
預先於通常狀態之靜電電容(α+γ1)與接近狀態之靜電電容(α+β+γ1)間設定基準值1(第1基準值)，同時於接近狀態之靜電電容(α+β+γ1)與按壓狀態之靜電電容(α+β+γ2)間設定基準值2(第2基準值)。
若自通常狀態(圖3)構成接近狀態(圖4)，則藉由檢測部3所檢測之靜電電容會自(α+γ1)超越基準值1而增加至(α+β+γ1)。
若檢測部3檢測出超越基準值1之靜電電容，則可辨識被檢測體20接近而輸出第1檢測信號，並藉由該第1檢測信號，進行某些動作(例如於顯示部(省略圖示)之畫面之顯示)。
若自接近狀態(圖4)構成按壓狀態(圖5)，則藉由檢測部3所檢測之靜電電容會自(α+β+γ1)超越基準值2而增加至(α+β+γ2)。
若檢測部3檢測出超越基準值2之靜電電容，則可辨識進行按壓動作而輸出第2檢測信號，並藉由該第2檢測信號，進行某些動作(例如於顯示部(省略圖示)之畫面之顯示)。
同樣地，檢測部3在伴隨著自按壓狀態朝接近狀態之移轉而靜電電容低於基準值2時，以及伴隨著自接近狀態朝通常狀態之移轉而靜電電容低於基準值1時，亦可分別輸出檢測信號，並進行某些動作。
於該例中，藉由預先設定二個基準值，檢測部3會分別辨識被檢測體20之接近及遠離，以及開關元件2之按壓動作，並發揮二階段之轉換機能。
另，於該例中設定二個基準值，然而，基準值亦可為三以上。舉例言之，亦可於(α+γ1)與(α+β+γ1)間，以及(α+β+γ1)與(α+β+γ2)間分別設定二以上之基準值。
又，基準值亦可設置遲滯性。
如圖10A至圖10C所示，輸入裝置10亦可檢測被檢測體20之平面位置(沿著基板1之面內之位置)。
設想被檢測體20自接近第1開關元件2(2A)之第1位置(圖10A)，經由接近第2開關元件2(2B)之第2位置(圖10B)而移動至接近第3開關元件2(2C)之第3位置(圖10C)之情形。
於第1位置(圖10A)中，由於被檢測體20接近第1開關元件2A，因此，於第1開關元件2A中，靜電電容之檢測值會構成高數值，另一方面，於位於通常狀態之第2及第3開關元件2B、2C中，靜電電容之檢測值會構成較低值。
於第2位置(圖10B)中，由於被檢測體20接近第2開關元件2B，因此，於第2開關元件2B中，靜電電容之檢測值會構成高數值，且於第1及第3開關元件2A、2C中，會構成低數值。
於第3位置(圖10C)中，由於被檢測體20接近第3開關元件2C，因此，於第3開關元件2C中，靜電電容之檢測值會構成高數值，且於第1及第2開關元件2A、2B中，會構成低數值。
依此，依照被檢測體20之位置，各開關元件2之靜電電容之檢測值會變化，因此，可根據檢測值，特定被檢測體20之位置。
製作輸入裝置10時，於設置有固定電極部11、外電極部14及可動電極部12之基板1之主面1a設置樹脂層7，且於其上設置壓片4，再於其上設置外裝片5。
藉此，可獲得圖1等所示之輸入裝置10。
於輸入裝置10中，檢測部3不僅可檢測利用被檢測體20之位置變化之靜電電容變化，且可檢測利用按壓操 作之可動電極部12之位移時的靜電電容變化，因此，可將檢測被檢測體20之位置之電路與檢測可動電極部12之按壓動作之電路共通化，且可簡化內部之電路結構。故，在成本面、製造之容易度、裝置之小型化等方面是有利的。
於輸入裝置10中，由於藉由靜電電容之變化檢測可動電極部12之按壓動作，因此，相較於藉由電極部之電連接檢測按壓動作之結構，檢測時流入電路之電流不會急增，且不會產生以此為原因的不便。
又，與藉由電極部之電連接檢測按壓動作之結構不同，不會因以異物混入或電極部之腐蝕等為原因的接觸不良而使檢測感度降低。
於輸入裝置10中，由於固定電極部11設置於基板1之裡面1b，因此，固定電極部11與可動電極部12間可確實地絕緣。故，不會產生因兩電極部11、12之電連接所造成的無法檢測靜電電容之事態。
本發明之技術範圍並不限於前述實施形態，可於未脫離本發明之旨趣之範圍施加各種變更。
可動電極部12之形狀並不限於圖示例。舉例言之，如圖11所示，可動電極部12亦可由俯視下朝左右延伸之一定寬度之長板所構成，且為兩基端部12Aa形成於外電極部14上之拱形狀。
又，於圖示例中，輸入裝置10具有複數開關元件2，然而，開關元件2亦可僅為一個。
圖12為顯示屬於本發明之第2實施形態的輸入裝 置40之截面圖。圖13為顯示按壓狀態之輸入裝置40之截面圖。圖14為顯示輸入裝置40之平面圖。
如圖12所示，輸入裝置40在以下方面與圖1等所示之第1實施形態之輸入裝置10不同，即：於基板1之主面1a形成高度調整層13(高度調整部)，且前述高度調整層13會限制接近基板1之方向之可動電極部12之移動。
如圖13所示，可動電極部12(中央部12b)朝接近固定電極部11之方向(下方)位移時的中央部12b之高度位置若過高，則可動電極部12之變形量會減小，因此，點擊感容易變得不足，若過低，則會有對可動電極部12之耐久性造成影響之虞。
高度調整層13會限制可動電極部12(中央部12b)朝接近固定電極部11之方向(下方)位移時的中央部12b之下方移動，並調整中央部12b之高度位置。由於高度調整層13會限制抵接於上面13a之中央部12b過度之下方移動，因此，會規定中央部12b之下方位移之界限位置。
高度調整層13為沿著主面1a之層狀，若未與檢測部3等電連接，則高度調整層13之構成材料亦可為導電性材料，然而，若使用絕緣性材料，則可提高固定電極部11與可動電極部12間之靜電電容，並使檢測感度良好。
高度調整層13之構成材料可使用例如選自於由聚醯亞胺系樹脂、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚酯系樹脂、液晶聚合物、丙烯酸系樹脂、胺基甲酸酯系樹脂、環氧系樹脂所構成群中之一或二以上。於高度調整層13中，亦可使用 通用之阻焊劑。
高度調整層13之介電常數可作成例如1.5(F/m)至10(F/m)。藉由將介電常數作成該範圍，可提高固定電極部11與可動電極部12間之靜電電容，並使檢測感度良好。
高度調整層13之厚度(基板1之厚度方向之尺寸)可作成例如10μm至200μm。藉由將高度調整層13之厚度作成該範圍，可使點擊感良好，並防止可動電極部12之耐久性降低。
高度調整層13之厚度宜與外電極部14之厚度大致相同。
如圖14所示，高度調整層13之俯視位置作成位移時的中央部12b可抵接之位置。高度調整層13宜形成為包含俯視下至少與中央部12b重疊之位置。
高度調整層13(高度調整部)之形狀只要是可調整中央部12b之高度之形狀，則不限於層狀，亦可為其他形狀。舉例言之，亦可為形成於主面1a之一或複數塊狀。
高度調整層13可有別於樹脂層7，然而，亦可與樹脂層7一體地形成。於圖13所示之例中，於樹脂層7形成比外電極部14大一圈之俯視C形之開口部7a’，且該開口部7a’之內側之略呈圓形部分構成高度調整層13。
圖15為顯示按壓操作時施加於可動電極部12之負載(縱軸)與中央部12b之位移量(橫軸)之關係圖。位移量是將通常狀態(參照圖12)作為基準的按壓操作時之中央部12b之移動距離(圖12及圖13之上下方向之距離)。
S1為可動電極部12之中央部分反轉時的位移量，此時的負載為極大值P1。S2為反轉結束時的位移量，此時的負 載為極小值P2。
當高度調整層13之厚度尺寸過大，且中央部12b抵接於高度調整層13時的位移量構成小於S2之S2’時，由於負載會構成大於極小值P2之P2’，因此，在點擊感方面會稍差。
相對於此，在將高度調整層13之厚度設定為抵接於高度調整層13時的中央部12b之位移量構成S2時，由於負載會構成極小值P2，因此，按壓操作時的負載變化會增大，故，點擊感良好。
於輸入裝置40中，藉由設置高度調整層13，可獲得充分之點擊感，且可防止可動電極部12之耐久性之惡化。
可動電極部12之形狀並不限於圖示例，舉例言之，如圖16所示，亦可由俯視下朝左右延伸之一定寬度之長板所構成，且為兩基端部12Aa形成於外電極部14上之拱形狀。
於該例中，樹脂層7之開口部7a”是相當於將圖14之俯視C形之開口部7a’於長度方向之中央分割為二之形狀的扇形。
如圖17所示，於外裝片5之下面5b亦可設置突起部15(按壓力傳達部)。
突起部15為具有圓形、多角形等之俯視形狀之厚壁部分，並形成為自下面5b朝下方突出。突起部15之形成位置宜包含俯視下與可動電極部12之中央部12b重疊之位置。
於該輸入裝置中，若操作者按壓外裝片5，則突起部15會朝下方位移，並透過壓片4，按壓可動電極部12之中央部12b。按壓力會透過突起部15集中而作用於可動電極部12， 因此，可使該按壓力有效地作用於可動電極部12，並提高操作之確實性，同時獲得良好之點擊感。
又，即使利用操作者之按壓之俯視位置為脫離可動電極部12之中央之位置，按壓力亦會透過突起部15傳達至可動電極部12之適當位置，因此，可防止誤操作。
圖18為顯示使用按壓力傳達構件之輸入裝置之一例之截面圖，於該輸入裝置中，壓片4具有朝上方突出之突出部16。圖示例之突出部16具有上板16a及自其周緣垂下之側板16b。突出部16之俯視形狀可作成圓形、多角形等。
突出部16之內面側(下面側)為收納凹部16c，且於收納凹部16c內收納有按壓力傳達構件17。由於按壓力傳達構件17收納於壓片4之收納凹部16c，因此，不易產生朝側方之錯位。
按壓力傳達構件17可作成沿著收納凹部16c之內面形狀之形狀，例如圓柱狀、長方體狀等之塊狀，且其設置位置宜包含俯視下與可動電極部12之中央部12b重疊之位置。
於該輸入裝置中，由於按壓力傳達構件17設置於可動電極部12之上面與壓片4間，因此，操作者之按壓力會透過按壓力傳達構件17集中而作用於可動電極部12。故，可使該按壓力有效地作用於可動電極部12，並提高操作之確實性，同時獲得良好之點擊感。
又，即使利用操作者之按壓之俯視位置為脫離可動電極部12之中央之位置，按壓力亦會透過按壓力傳達構件17傳達至可動電極部12之適當位置，因此，可防止誤操作。
於外裝片5之上面5c可形成操作凸部18。操作凸部18為具有圓形、多角形等之俯視形狀之厚壁部分，且其形成位置宜包含俯視下與可動電極部12之中央部12b重疊之位置。
藉由操作凸部18，操作者之按壓力可更確實地傳送至可動電極部12。
圖19為顯示屬於本發明之第3實施形態的輸入裝置110(輸入裝置模組)之截面圖。圖20為顯示輸入裝置110之平面圖。圖21為以模式顯示輸入裝置110之構造圖。圖22為以模式顯示被檢測體20接近可動電極部12之狀態之構造圖。圖23為以模式顯示被檢測體20按壓可動電極部12之狀態之構造圖。圖24為顯示被檢測體20接近可動電極部12之狀態之截面圖。圖25為顯示被檢測體20按壓可動電極部12之狀態之截面圖。圖26為顯示使用輸入裝置110之電子儀器例之立體圖。
於以下說明中，與第1實施形態及第2實施形態之輸入裝置相同之構造有時會附上相同之符號而省略說明。另，所謂高度方向是指圖19中的上方(與基板1垂直且離開基板1之方向)。
圖26顯示屬於使用輸入裝置110之電子儀器之一例的行動電話機。輸入裝置110設置於行動電話機30之本體部31。
如圖19至圖21所示，輸入裝置110具備：基板1；開關元件102，其設置於基板1之主面1a；檢測部3，其檢測開關 元件102中的靜電電容之變化；壓片4，其覆蓋開關元件102；及外裝片5，其覆蓋壓片4。
基板1可使用聚醯亞胺、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚酯樹脂、芳綸樹脂、液晶聚合物、玻璃等之絕緣性材料，且可利用例如FPC(Flexible Printed Circuit，撓性印刷電路)、PCB(Printed Circuit Board，印刷電路板)等之印刷線路板。
於主面1a可形成由銀、銅等之導電體所構成的配線層(省略圖示)，且可藉由該配線層，將各電極部與檢測部3電連接。
開關元件102具有：固定電極部111，其設置於主面1a；可動電極部12，其設置於至少一部分於俯視下與固定電極部111重疊之位置；絕緣層113(絕緣部)，其形成為覆蓋固定電極部111之至少一部分；及外電極部14，其設置於主面1a。
固定電極部111是由銀、銅等之導電體所構成的導電部，且俯視形狀可作成略呈圓形(參照圖20)。
固定電極部111接地連接。故，固定電極部111之電位構成一定。
依此，可避免因固定電極部111之電位變動所造成的可動電極部12與固定電極部111間之靜電電容之變化，並正確地進行二階段之靜電電容之檢測。又，由於固定電極部111之電位一定，因此，不但不會受到雜訊之影響，且可藉由固定電極部111吸收雜訊，因此，亦可防止雜訊到達可動電 極部12。
故，於二階段之靜電電容變化之檢測中，可構成精度高之檢測。
可動電極部12是由金屬等之導電體所構成的板狀體(金屬板)，且可作成朝上方(離開基板1之方向)突出而構成凸狀之圓頂形狀。
可動電極部12具有例如彎曲之截面形狀，且於圖19所示之例中為截面略呈橢圓弧形。另，可動電極部12並不限於彎曲形狀，亦可為平板狀，且亦可為撓曲形狀。
可動電極部12之俯視形狀可作成略呈圓形(參照圖20)。可動電極部12之基端部12a(可動電極部12之周緣部)固定於外電極部14之上面，並與外電極部14電連接。
圖示例之可動電極部12具有大於固定電極部111之外徑，並設置成覆蓋可動電極部12。
可動電極部12可藉由不鏽鋼等之金屬材料來形成。
可動電極部12具有中央部12b可藉由利用操作者之按壓相對於固定電極部111朝接近及遠離之方向彈性位移之可撓性，且可切換圖24所示之未變形之狀態，以及如圖25所示，中央部分朝下方構成凸狀且中央部12b接近固定電極部111之狀態(按壓狀態)。
外電極部14形成於主面1a側，且可作成俯視下概略包圍固定電極部111而形成於朝徑向遠離固定電極部111之位置之略呈C形或略呈環狀。圖示例之外電極部14作成俯視C形(參照圖20)。
如圖19所示，俯視中的外電極部14與固定電極部111之徑向之距離L1’宜大於可動電極部12之衝程(上下方向之可動電極部12之最大位移距離。例如圖24及圖25所示之「h1’-h2’」)。
藉此，於固定電極部111與外電極部14間所產生的寄生電容會減小，因此，利用被檢測體20之接近或可動電極部12接近固定電極部111之靜電電容值之變化量會相對地增大，且可加大第1階段(被檢測體之接近及遠離)與第2階段(利用按壓之可動電極部之位移)之靜電電容之相對變化量。其結果，檢測會變得容易。
在此，所謂寄生電容是被檢測體20在未接近開關元件102之狀態下所產生的靜電電容值。
俯視中的外電極部14與固定電極部111之徑向之遠離距離L1’宜為0.15mm至3.5mm。藉由將L1’作成該範圍，雖然會減小寄生電容，但可防止輸入裝置110之大型化。
又，可動電極部12之衝程「h1’-h2’」宜為0.1mm至0.4mm。藉此，可加大靜電電容值之變化量，並防止輸入裝置110之大型化。
又，L1’與「h1’-h2’」之差宜為0.05mm至3.1mm。
藉此，利用被檢測體20之接近或可動電極部12接近固定電極部111之靜電電容值之變化量會相對地進一步增大，且檢測會變得容易。
又，外電極部14之徑向之尺寸(圖19所示之寬度W1’)宜為0.5mm以上。藉由將寬度W1’作成該範圍，可提高檢測感度。
壓片4為可撓性片體，並由PET等之樹脂材料等所構成。壓片4可朝厚度方向撓曲變形。
於壓片4之下面4a(基板1側之面)形成樹脂層7。
絕緣層113至少形成於固定電極部111之上面111a(可動電極部12側之面)。
絕緣層113之構成材料可使用例如選自於由丙烯酸系樹脂、胺基甲酸酯系樹脂、聚酯系樹脂、聚醯亞胺系樹脂及環氧系樹脂所構成群中之一或二以上。於絕緣層113中，亦可使用通用之阻焊劑。絕緣層113可藉由印刷來形成，且亦可將片狀之絕緣材料接著於固定電極部11而形成。
絕緣層113之相對介電係數可作成例如1.5至10。藉由將相對介電係數作成該範圍，可提高固定電極部111與可動電極部12間之靜電電容，並使檢測感度良好。
絕緣層113之厚度(基板1之厚度方向之尺寸)作成例如5μm以上，藉此，可確實地進行絕緣。較為理想的是絕緣層113之厚度可作成5μm至150μm。藉由將絕緣層113之厚度作成該範圍，可確實地進行絕緣，同時提高固定電極部111與可動電極部12間之靜電電容，並使檢測感度良好。
絕緣層113可阻止可動電極部12在朝接近固定電極部111之方向位移時與固定電極部111接觸而與固定電極部111電連接。
如圖24所示，絕緣層113上面與外電極部14上面之高低差h3越小，越可加大可動電極部12之衝程，且可獲得良好之點擊感。高低差h3可作成例如0以上、高低差h1’ 之十分之一以下之範圍。高低差h3宜為0。
圖32顯示高低差h3構成0之例子，即，絕緣層113上面與外電極部14上面為相同高度之例子。於該例中，固定電極部111會形成為比外電極部14薄，藉此，調整絕緣層113上面之高度位置，且絕緣層113上面之高度位置會構成與外電極部14之上面之高度位置相同。
另，高低差h3是將基板1之主面1a作為基準而為絕緣層113上面之高度尺寸減去外電極部14上面之高度尺寸之值。
圖19等所示之絕緣層113為略呈一定厚度且覆蓋固定電極部111包含端面之全體之形狀，然而，亦可僅形成於固定電極部111之上面111a。
絕緣層113可形成於上面111a之全區域，然而，只要可阻止可動電極部12與固定電極部111之電連接，則亦可僅形成於上面111a之局部區域。
絕緣層113(絕緣部)之形狀只要是可阻止可動電極部12與固定電極部111之電連接之形狀，則不限於層狀，亦可為其他形狀。舉例言之，亦可為形成於固定電極部111之上面111a之一或複數塊狀。
絕緣層113可有別於樹脂層7，然而，亦可與樹脂層7一體地形成。於圖示例中，於樹脂層7形成比外電極部14大一圈之俯視C形之開口部7a(參照圖20)，且該開口部7a之內側之略呈圓形部分構成絕緣層113。
外裝片5為可撓性片體，並由PET等之樹脂材料等所構成。外裝片5可朝厚度方向撓曲變形。
如圖26所示，於外裝片5可形成顯示文字、記號、圖形等的顯示部5a(操作鍵部)。顯示部5a(操作鍵部)宜形成於俯視下與可動電極部12之至少一部分重疊之位置。
其次，說明輸入裝置110之動作。
如圖19及圖21所示，於被檢測體20未接近開關元件102之狀態下，藉由利用檢測部3(脈衝生成部及電容檢測部)於可動電極部12施加電壓所檢測之靜電電容(寄生電容)為形成於固定電極部111與可動電極部12間之靜電電容γ1與除此以外的寄生電容α之和(α+γ1)。
γ1藉由ε1 (S/h1’)來表示。不過，ε1 為固定電極部111與可動電極部12間之介電常數。實際上，於固定電極部111與可動電極部12間夾雜有空氣層與絕緣層113，且各自之介電常數不同，然而，在此，為了簡化說明，想成一樣之介電常數之物質夾在固定電極部111與可動電極部12間，並將介電常數作成ε1 。S為面對可動電極部12之固定電極部111之面積。h1’為固定電極部111與面對其之部分之可動電極部12之距離，例如固定電極部111之上面111a與中央部12b之下面之高低差。
為面對可動電極部12之固定電極部111之面積的S宜為0.5mm2 至20.0mm2 。藉此，可加大於可動電極部12與固定電極部111所產生的靜電電容值，且可加大後述可動電極部12按壓時的靜電電容值之變化量。
靜電電容γ1會依照固定電極部111與可動電極部12間之距離或檢測部3之構造而大幅不同，然而，大致會構成 0.01(pF)至20(pF)。
檢測部3中的靜電電容檢測是藉由檢測靜電電容變化時的靜電電容之變化量來進行。靜電電容之檢測可利用特開2007-18839號公報、特開2005-353565號公報等所揭示之電路之一部分。
如圖19及圖21所示，將被檢測體20未接近開關元件102之狀態稱作「通常狀態」。
如圖22及圖24所示，若被檢測體20接近開關元件102，則藉由檢測部3所檢測之靜電電容會如下述般變化。
被檢測體20例如為操作者之手指、觸控筆等，且至少一部分由導電體所構成，可動電極部12會透過被檢測體20，在與接地間形成靜電電容β。
於圖示例中，被檢測體20抵接於俯視下與可動電極部12重疊之位置之外裝片5之上面，並位於接近可動電極部12之位置。於該狀態下，可動電極部12不會被按壓，且可動電極部12不會變形，因此，中央部12b之高度位置與圖19及圖21所示之通常狀態相同。
將圖22及圖24所示之狀態稱作「接近狀態」。
於該接近狀態下，由於在接地與可動電極部12間形成靜電電容β，因此，藉由檢測部3所檢測之靜電電容會構成於通常狀態下之靜電電容(α+γ1)加上靜電電容β之值(α+β+γ1)。即，檢測值會比通常狀態增加「β」。
靜電電容β會依照可動電極部12之大小或檢測部3之構造而大幅不同，然而，大致會構成1(pF)至100(pF)。
如圖23及圖25所示，若被檢測體20透過外裝片5朝下方(靠近基板1之方向)按壓可動電極部12之中央部12b，則可動電極部12會彈性變形，且包含中央部12b之部分(中央部分)會構成朝下方構成凸狀之彎曲形狀。
藉此，中央部12b會朝下方位移。於圖示例中，中央部12b會位移至抵接於絕緣層113之上面之位置。於該變形時，可動電極部12會賦予操作者點擊感。
將圖23及圖25所示之狀態稱作「按壓狀態」。
由於在固定電極部111之上面111a形成絕緣層113，因此，即使可動電極部12抵達圖23及圖25所示之最下降位置(抵接於絕緣層113之位置)，可動電極部12亦不會抵接於固定電極部111，且可動電極部12與固定電極部111不會電連接。
若可動電極部12與固定電極部111電連接，則一般認為無法進行靜電電容之檢測，然而，於該輸入裝置110中，由於藉由絕緣層113阻止電極部11、12之連接，因此，不會發生此種事態。
於該按壓狀態下，形成於固定電極部111與可動電極部12間之靜電電容γ2會構成「ε2 (S/h2’)」。ε2 為按壓狀態中的固定電極部111與可動電極部12間之介電常數。
由於固定電極部111與可動電極部12之距離(圖23及圖25所示之h2’)會小於「接近狀態」之距離(h1’)，因此，靜電電容γ2會大於在圖22及圖24所示之「接近狀態」下之靜電電容γ1。
故，藉由檢測部3所檢測之靜電電容(α+β+γ2)會大於接近狀態(參照圖22及圖24)之靜電電容(α+β+γ1)。
此時，藉由如前述般提高絕緣層113之相對介電係數，可加大自「接近狀態」作成「按壓狀態」時的靜電電容之變化量。
靜電電容γ2會依照絕緣層113之相對介電係數或h2’之長度而大幅不同，然而，大致會構成0.04(pF)至350(pF)。
接近狀態與按壓狀態之靜電電容之差為γ2-γ1。該差大致會構成0.03(pF)至330(pF)。
若操作者停止按壓，則藉由可動電極部12之彈性復原力，可動電極部12會構成原先之形狀(圖22及圖24所示之形狀)，且中央部12b朝上方位移。靜電電容之檢測值會構成(α+β+γ1)。
若被檢測體20離開開關元件102，則會回到圖19及圖21所示之通常狀態，且靜電電容之檢測值會再度構成(α+γ1)。
圖27為顯示一連串之操作中的靜電電容之變化圖。以下，參照該圖，說明輸入裝置110中的檢測動作之一例。
預先於通常狀態之靜電電容(α+γ1)與接近狀態之靜電電容(α+β+γ1)間設定基準值1(第1基準值)，同時於接近狀態之靜電電容(α+β+γ1)與按壓狀態之靜電電容(α+β+γ2)間設定基準值2(第2基準值)。
若自通常狀態(圖21)構成接近狀態(圖22)，則藉由檢測部3所檢測之靜電電容會自(α+γ1)超越基準值1而增加至(α+β+γ1)。
若檢測部3檢測出超越基準值1之靜電電容，則可辨識被檢測體20接近而輸出第1檢測信號，並藉由該第1檢測信號，進行某些動作(例如於顯示部(省略圖示)之畫面之顯示)。
若自接近狀態(圖22)構成按壓狀態(圖23)，則藉由檢測部3所檢測之靜電電容會自(α+β+γ1)超越基準值2而增加至(α+β+γ2)。
若檢測部3檢測出超越基準值2之靜電電容，則可辨識進行按壓動作而輸出第2檢測信號，並藉由該第2檢測信號，進行某些動作(例如於顯示部(省略圖示)之畫面之顯示)。
同樣地，檢測部3在伴隨著自按壓狀態朝接近狀態之移轉而靜電電容低於基準值2時，以及伴隨著自接近狀態朝通常狀態之移轉而靜電電容低於基準值1時，亦可分別輸出檢測信號，並進行某些動作。
於該例中，藉由預先設定二個基準值，檢測部3會分別辨識被檢測體20之接近及遠離，以及開關元件102之按壓動作，並發揮二階段之轉換機能。
另，於該例中設定二個基準值，然而，基準值亦可為三以上。舉例言之，亦可於(α+γ1)與(α+β+γ1)間，以及(α+β+γ1)與(α+β+γ2)間分別設定二以上之基準值。
又，基準值亦可設置遲滯性。
如圖28A至圖28C所示，輸入裝置110亦可檢測被檢測體20之平面位置(沿著基板1之面內之位置)。
設想被檢測體20自接近第1開關元件102(102A)之第1位置(圖28A)，經由接近第2開關元件102(102B)之第2位置(圖28B)而移動至接近第3開關元件102(102C)之第3位置(圖28C)之情形。
於第1位置(圖28A)中，由於被檢測體20接近第1開關元件102A，因此，於第1開關元件102A中，靜電電容之檢測值會構成高數值，另一方面，於位於通常狀態之第2及第3開關元件102B、102C中，靜電電容之檢測值會構成較低值。
於第2位置(圖28B)中，由於被檢測體20接近第2開關元件102B，因此，於第2開關元件102B中，靜電電容之檢測值會構成高數值，且於第1及第3開關元件102A、102C中，會構成低數值。
於第3位置(圖28C)中，由於被檢測體20接近第3開關元件102C，因此，於第3開關元件102C中，靜電電容之檢測值會構成高數值，且於第1及第2開關元件102A、102B中，會構成低數值。
依此，依照被檢測體20之位置，各開關元件102之靜電電容之檢測值會變化，因此，可根據檢測值，進行被檢測體20之位置之特定，或使顯示畫面橫向移動(滑動)。
製作輸入裝置110時，於設置有固定電極部111、外電極部14及可動電極部12之基板1之主面1a設置樹脂層7，同時於固定電極部111上形成絕緣層113，且於其上設置壓片4，再於其上設置外裝片5。
藉此，可獲得圖19等所示之輸入裝置110。
於輸入裝置110中，不僅是利用被檢測體20接近及遠離時的位置變化之靜電電容變化，且亦可藉由單一之檢測部3，檢測利用按壓操作之可動電極部12之位移時的靜電電容變化。即，可藉由單一之檢測部3，檢測二階段之靜電電容變化。其結果，可將檢測被檢測體20之位置之電路與檢測可動電極部12之按壓動作之電路構成相同之電路，且可簡化內部之電路結構。故，在成本面、製造之容易度、裝置之小型化等方面是有利的。
於輸入裝置110中，由於藉由靜電電容之變化檢測可動電極部12之按壓動作，因此，相較於藉由電極部之電連接檢測按壓動作之結構，檢測時流入電路之電流不會急增，且不會產生以此為原因的不便。
又，與藉由電極部之電連接檢測按壓動作之結構不同，不會因以異物混入或電極部之腐蝕等為原因的接觸不良而使檢測感度降低。
於輸入裝置110中，由於固定電極部111、可動電極部12、外電極部14皆設置於基板1之主面1a，因此，可利用廉價之單面基板，且可抑制成本。
不過，亦可使用雙面基板，且於固定電極部111或外電極部14中，在基板形成自主面1a導通至裡面之通孔，且於裡面側形成配線層。
本發明之技術範圍並不限於前述實施形態，可於未脫離本發明之旨趣之範圍施加各種變更。
可動電極部12之形狀並不限於圖示例。舉例言之，如 圖29所示，可動電極部12亦可由俯視下朝左右延伸之一定寬度之長板所構成，且為兩基端部12Aa形成於外電極部14上之拱形狀。於該例中，樹脂層7之開口部7a’是相當於將圖20之俯視C形之開口部7a於長度方向之中央分割為二之形狀的扇形。
又，於圖示例中，輸入裝置110具有複數開關元件102，然而，開關元件102亦可僅為一個。
又，於圖示例中，外電極部14概略包圍固定電極部111而構成俯視C形，然而，只要形成於固定電極部111之周圍即可，舉例言之，亦可僅形成於透過固定電極部111對向之二處。
如圖30所示，於外裝片5之下面5b亦可設置突起部15(按壓力傳達部)。
突起部15為具有圓形、多角形等之俯視形狀之厚壁部分，並形成為自下面5b朝下方突出。突起部15之形成位置宜包含俯視下與可動電極部12之中央部12b重疊之位置。
於該輸入裝置中，若操作者按壓外裝片5，則突起部15會朝下方位移，並透過壓片4，按壓可動電極部12之中央部12b。按壓力會透過突起部15集中而作用於可動電極部12，因此，可使該按壓力有效地作用於可動電極部12，並提高操作之確實性，同時獲得良好之點擊感。
又，即使利用操作者之按壓之俯視位置為脫離可動電極部12之中央之位置，按壓力亦會透過突起部15傳達至可動電極部12之適當位置，因此，可防止誤操作。
圖31為顯示使用按壓力傳達構件之輸入裝置之一例之截面圖，於該輸入裝置中，壓片4具有朝上方突出之突出部16。圖示例之突出部16具有上板16a及自其周緣垂下之側板16b。突出部16之俯視形狀可作成圓形、多角形等。
突出部16之內面側(下面側)為收納凹部16c，且於收納凹部16c內收納有按壓力傳達構件17。由於按壓力傳達構件17收納於壓片4之收納凹部16c，因此，不易產生朝側方之錯位。
按壓力傳達構件17可作成沿著收納凹部16c之內面形狀之形狀，例如圓柱狀、長方體狀等之塊狀，且其設置位置宜包含俯視下與可動電極部12之中央部12b重疊之位置。
於該輸入裝置中，由於按壓力傳達構件17設置於可動電極部12之上面與壓片4間，因此，操作者之按壓力會透過按壓力傳達構件17集中而作用於可動電極部12。故，可使該按壓力有效地作用於可動電極部12，並提高操作之確實性，同時獲得良好之點擊感。
又，即使利用操作者之按壓之俯視位置為脫離可動電極部12之中央之位置，按壓力亦會透過按壓力傳達構件17傳達至可動電極部12之適當位置，因此，可防止誤操作。
於外裝片5之上面5c可形成操作凸部18。操作凸部18為具有圓形、多角形等之俯視形狀之厚壁部分，且其形成位置宜包含俯視下與可動電極部12之中央部12b重疊之位置。
藉由操作凸部18，操作者之按壓力可更確實地傳送至 可動電極部12。
圖33顯示開關元件之其他例，在此所示之開關元件112在使用外電極部114以取代外電極部14方面與圖14所示之開關元件2不同。除此以外的構造可作成與開關元件2相同。
外電極部114宜形成為其中心位置與可動電極部12之中心位置一致。圖示例之外電極部114為中心位置與可動電極部12之中心位置大致一致之略呈C形。
外電極部114形成於俯視下包含可動電極部12之區域，且外徑(外形尺寸)大於圖14所示之外電極部14。相較於可動電極部12之外徑D2，外電極部114之外徑D1宜為1.5倍以上(較為理想的是2倍以上)。
於樹脂層7形成比外電極部114大一圈之俯視略呈C形之開口部117a，且於該開口部117a內形成外電極部114。
圖34顯示開關元件之另一其他例，在此所示之開關元件122在使用外電極部124以取代外電極部14方面與圖14所示之開關元件2不同。除此以外的構造可作成與開關元件2相同。
外電極部124作成俯視下概略呈矩形(概略呈長方形)。外電極部124形成於俯視下包含可動電極部12之區域，且相較於可動電極部12之外徑D2，外電極部124之長向之尺寸L2宜為1.5倍以上(較為理想的是2倍以上)。外電極部124之短向之尺寸L3宜大於可動電極部12之外徑D2。
於樹脂層7形成比外電極部124大一圈之略呈矩形之開 口部127a，且於該開口部127a內形成外電極部124。
圖33及圖34所示之開關元件112、122由於外電極部114、124之面積大，因此，該部分會增大形成於與被檢測體20間之靜電電容。故，於被檢測體20接近開關元件112、122時，以及被檢測體20按壓可動電極部12時的靜電電容之變化會增大，因此，被檢測體20之檢測會變得容易。
於二階段之靜電電容變化之檢測中，相較於檢測一階段之靜電電容變化之情形，每一階段之變化容許幅度必然會減小，因此，會有精度高之靜電電容值之檢測變得困難之虞，然而，於該開關元件112、122中，由於可加大全體之靜電電容變化幅度，因此，可相對地加大每一階段之靜電變化量之變化量。依此，可藉由良好之精度，檢測各階段之靜電電容變化。
舉例言之，於圖9中，可加大基準值1、2，並大幅地確保基準值1與基準值2之差分，因此，可確實地進行根據與各基準值之比較的靜電電容變化之檢測。
本發明並不限於前述例子，可於未脫離本發明之範圍，進行各構造之數量、位置、大小、數值等之變更或追加。
本發明之輸入裝置並不限於行動電話機，可使用在行動資訊終端(PDA：Personal Digital Assistant(個人數位助理)等)、個人電腦等。
1‧‧‧基板
1a‧‧‧主面
1b‧‧‧裡面
2‧‧‧開關元件
4‧‧‧壓片
4a‧‧‧下面
5‧‧‧外裝片
5a‧‧‧顯示部
7‧‧‧樹脂層
7a‧‧‧開口部
10‧‧‧輸入裝置
11‧‧‧固定電極部
11a‧‧‧上面
12‧‧‧可動電極部
12a‧‧‧基端部
12b‧‧‧中央部
14‧‧‧外電極部
L1‧‧‧距離
W1‧‧‧寬度

Claims (24)

  1. 一種輸入裝置，其具備：絕緣性之基板；開關元件，其設置於前述基板；及檢測部，其檢測前述開關元件中的靜電電容之變化；前述開關元件具有固定電極部及可動電極部，前述固定電極部設置於前述基板，前述可動電極部設置於前述基板之主面側，且至少一部分可相對於前述固定電極部朝接近及遠離之方向彈性位移，又，前述可動電極部連接於前述檢測部，可藉由為導電體的被檢測體所進行之按壓，朝接近前述固定電極部之方向位移，前述檢測部可檢測藉由前述被檢測體朝前述可動電極部之接近及遠離所產生的第1靜電電容之變化、以及藉由前述按壓所造成之前述可動電極部之位移所產生的前述可動電極部與前述固定電極部間之第2靜電電容之變化的任一者，又，前述固定電極部藉由絕緣部對前述可動電極部電絕緣，且接地，在通常值與接近值之間設定第1基準值，並在前述接近值與按壓值之間設定第2基準值時，利用前述檢測部進行前述第1靜電電容之變化的檢測是藉由比較檢測值與前述第1基準值來進行，且前述第2靜電電容之變化 的檢測是藉由比較檢測值與前述第2基準值來進行，其中該通常值為前述檢測體不對前述開關元件造成電影響之狀態的前述靜電電容，該接近值為前述被檢測體比起前述狀態更接近前述開關元件之狀態的前述靜電電容，該按壓值為藉由前述被檢測體所進行之按壓而使前述可動電極部位移之狀態的前述靜電電容。
  2. 如請求項1之輸入裝置，其中前述檢測部在前述靜電電容之檢測值超過前述第1基準值時輸出第1檢測訊號，且前述檢測值超過前述第2基準值時輸出第2檢測訊號。
  3. 如請求項1或2之輸入裝置，其中前述可動電極部與設置於前述基板之主面側之外電極部電連接，又，前述外電極部於俯視下形成於前述固定電極部之周圍，且相對於前述固定電極部之徑向距離大於前述可動電極部接近及遠離前述固定電極部之方向之最大位移距離。
  4. 如請求項1或2之輸入裝置，其中前述外電極部於俯視下形成於包含前述可動電極部之區域，且前述外電極部之外形尺寸為前述可動電極部之外形尺寸之1.5倍以上。
  5. 如請求項3之輸入裝置，其中前述外電極部於俯視下形成於包含前述可動電極部之區域，且前述外電極部之外形尺寸為前述可動電極部之外形尺寸之1.5倍以上。
  6. 如請求項1或2之輸入裝置，其中前述固定電極部設置於前述基板之主面側之反面側，前述基板為前述絕緣部。
  7. 如請求項3之輸入裝置，其中前述固定電極部設置於前述基板之主面側之反面側，前述基板為前述絕緣部。
  8. 如請求項4之輸入裝置，其中前述固定電極部設置於前述基板之主面側之反面側，前述基板為前述絕緣部。
  9. 如請求項5之輸入裝置，其中前述固定電極部設置於前述基板之主面側之反面側，前述基板為前述絕緣部。
  10. 如請求項6之輸入裝置，其中於前述基板之主面側形成有高度調整部，該高度調整部是用以限制接近前述基板之方向之前述可動電極部之移動。
  11. 如請求項7之輸入裝置，其中於前述基板之主面側形成有高度調整部，該高度調整部是用以限制接近前述基板之方向之前述可動電極部之移動。
  12. 如請求項8之輸入裝置，其中於前述基板之主面側形成有高度調整部，該高度調整部是用以限制接近前述基板之方向之前述可動電極部之移動。
  13. 如請求項9之輸入裝置，其中於前述基板之主面側形成有高度調整部，該高度調整部是用以限制接近前述基板之方向之前述可動電極部之移動。
  14. 如請求項10之輸入裝置，其中前述高度調整部形成為沿著前述主面之層狀。
  15. 如請求項11之輸入裝置，其中前述高度調整部形成為沿著前述主面之層狀。
  16. 如請求項12之輸入裝置，其中前述高度調整部形成為沿著前述主面之層狀。
  17. 如請求項13之輸入裝置，其中前述高度調整部形成為沿著前述主面之層狀。
  18. 如請求項1或2之輸入裝置，其中前述固定電極部設置於前述基板之主面側，且至少於前述固定電極部之前述可動電極部側之面形成有前述絕緣部，該絕緣部是用以阻止前述可動電極部在朝接近前述固定電極部之方向位移時與前述固定電極部電連接。
  19. 如請求項3之輸入裝置，其中前述固定電極部設置於前述基板之主面側，且至少於前述固定電極部之前述可動電極部側之面形成有前述絕緣部，該絕緣部是用以阻止前述可動電極部在朝接近前述固定電極部之方向位移時與前述固定電極部電連接。
  20. 如請求項18之輸入裝置，其中前述絕緣部是從由丙烯酸系樹脂、胺基甲酸酯系樹脂、聚酯系樹脂、聚醯亞胺系樹脂及環氧系樹脂所構成群中選擇之一或二以上所構成。
  21. 如請求項19之輸入裝置，其中前述絕緣部是從由丙烯酸系樹脂、胺基甲酸酯系樹脂、聚酯系樹脂、聚醯亞胺系樹脂及環氧系樹脂所構成群中選擇之一或二以上所構成。
  22. 如請求項18之輸入裝置，其中令前述絕緣部之相對介電係數為1.5至10。
  23. 如請求項19之輸入裝置，其中令前述絕緣部之相對介電係數為1.5至10。
  24. 如請求項19之輸入裝置，其中將前述基板之主面作為基準的前述絕緣層上面與前述外電極部上面之高低差為0 以上、且前述固定電極部與面對其之部分之前述可動電極部之距離之十分之一以下之範圍。
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