WO2019093111A1 - 入力操作装置 - Google Patents

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WO2019093111A1
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unit
detection value
detection
input operation
touch sensor
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PCT/JP2018/039221
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本松　良文
山崎　広太
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積水ポリマテック株式会社
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Priority to US16/756,258 priority patent/US11316517B2/en
Priority to EP18876856.8A priority patent/EP3667691B1/en
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Definitions

  • the present invention relates to an input operation device.
  • Patent Document 1 discloses a multistage switch in which a touch sensor unit having a detection unit of a capacitance sensor and a switch unit of contact type are combined. In this multistage switch, an operation of pushing the touch sensor unit with a finger touching the touch sensor unit is detected by an electrical connection between a pair of electrodes disposed at a position different from the touch sensor unit.
  • An object of the present invention is to provide an input operation device capable of detecting a first operation in which the operating body touches the operating surface and a second operation in which the operating body pushes the operating surface with a simple configuration. .
  • the present invention is configured to have the following features.
  • an input operation device including a capacitance sensor, a touch sensor unit having an operation surface to be subjected to input operation, a detection unit of the capacitance sensor, and the operation surface of the touch sensor unit
  • the detection value variable unit arranged on the opposite back side and changing the detection value of the capacitance sensor by the approach or contact of the detection unit, the detection value variable unit and the touch sensor unit separated from each other
  • a support portion for supporting a touch sensor portion wherein the support portion has an elastic deformation portion which elastically deforms the detection portion to approach or contact the detection value variable portion by pressing the operation surface.
  • the capacitance sensor has a first detection value indicating a first operation of touching the operation surface, and a second detection value indicating a second operation of pushing the operation surface toward the detection value variable unit.
  • the support portion has a base portion
  • the elastic deformation portion has a shape extending from the base portion toward the touch sensor portion
  • the detection value variable portion is It is preferable that the elastic deformation part surround.
  • the detected value variable part can be protected by the elastic deformation part.
  • the input operation device has a plurality of each of the detection unit, the support unit, and the detection value variable unit, and the support unit and the detection value variable unit are disposed corresponding to each of the detection units. Is preferred.
  • the input operation device further includes a light source that illuminates the operation surface when the first detection value is generated.
  • the operator operating the input operation device can shift to the second operation after confirming that the first operation has been reliably performed.
  • the touch sensor unit includes a shield layer, and the shield layer is closer to the operation surface than the electrodes of the detection unit, and the electrodes of the detection unit are viewed in plan of the touch sensor unit. It is preferable to arrange
  • the shield layer has an annular shape
  • the capacitance sensor is configured to be capable of generating the first detection value through an annulus of the shield layer.
  • the capacitance sensor includes a first electrode generating the first detection value and a second electrode generating the second detection value
  • the touch sensor unit is a shield A layer is provided, and the shield layer is preferably disposed at a position closer to the operation surface than the second electrode and at a position overlapping the second electrode in a plan view of the touch sensor unit.
  • the detection value of the second electrode based on the contact between the detection unit and the detection value variable unit is not easily influenced by the operation surface side opposite to the detection value variable unit.
  • the present invention it is possible to detect the first operation in which the operating body touches the operating surface and the second operation in which the operating body pushes the operating surface with a simple configuration.
  • the input operation device 11 includes a capacitance sensor 12 and a controller 13.
  • the capacitance sensor 12 detects a change in capacitance when an operating body such as a finger approaches or separates, and generates a detection signal ("first detection value", "second detection value”).
  • first detection value "first detection value”
  • second detection value "second detection value”
  • the capacitance sensor 12 includes a touch sensor unit 21, a detection value variable unit 31, and a support unit 41.
  • the controller 13 detects that the operating body approaches the capacitance sensor 12 based on the detection signals (“first detection value”, “second detection value”) generated by the capacitance sensor 12 And it has a function to determine that it has left.
  • Such controller 13 is configured of, for example, a microcontroller.
  • the input operation device 11 includes a touch sensor unit 21.
  • the touch sensor unit 21 includes an operation surface 22 which is input and operated by an operation body, and a detection unit 23 of the capacitance sensor 12.
  • the input operation device 11 has a detection value variable unit 31 that changes a detection value of the capacitance sensor 12, and a support unit 41 that supports the touch sensor unit 21 in a state where the detection value variable unit 31 and the touch sensor unit 21 are separated.
  • the detection value variable unit 31 is disposed on the back surface 24 opposite to the operation surface 22 of the touch sensor unit 21, and changes the detection value by contact with the detection unit 23.
  • the support portion 41 has an elastic deformation portion 42 which elastically deforms so as to bring the detection portion 23 into contact with the detection value variable portion 31 by pushing the operation surface 22 to the back surface 24 side.
  • planar view means the case where it sees from the operation surface 22 side which is the upper side of FIG. 2 below.
  • the input operation device 11 of the present embodiment includes a plurality of detection units 23, support units 41, and detection value change units 31.
  • the support portion 41 and the detection value variable portion 31 are arranged corresponding to each detection portion 23.
  • the touch sensor unit 21 includes, in order from the rear surface 24 side, a sheet base 21 a, a detection unit 23, and a protective layer 21 b that protects the detection unit 23, and also includes a wiring circuit whose illustration is omitted.
  • the touch sensor unit 21 of the present embodiment further includes a decorative member 21c stacked on the side of the operation surface 22 with respect to the protective layer 21b.
  • the decorative member 21 c has the operation surface 22.
  • the touch sensor unit 21 has a sheet shape as a whole.
  • the touch sensor unit 21 preferably has a light transmitting property.
  • the sheet base 21a and the protective layer 21b can be made of, for example, a resin material having translucency and insulation.
  • the detection unit 23 of the capacitance sensor 12 has an electrode 25.
  • the electrode 25 is arranged to be concentric with the base portion 43 and the detection value variable portion 31 in a plan view.
  • Examples of the conductive material constituting the electrode 25 include metals, alloys, carbon, graphite, and conductive polymers.
  • the electrode 25 can be composed of a thin film made of a conductive material or a thin film formed of a polymer composition containing a conductive material.
  • methods such as printing, vapor deposition, sputtering, plating and the like can be used.
  • the decorative member 21 c is provided to display characters, symbols, patterns and the like and to decorate the touch sensor unit 21. With such a decorative member 21c, for example, the position of the detection unit 23 overlapping in a plan view can be visually recognized. The thickness and flexibility of the decorative member 21 c may be adjusted to follow the deformation of the elastically deformable portion 42.
  • the decorative member 21c is preferably made of, for example, a rubber-like elastic body or a relatively flexible resin film. In addition, it is possible to press the support portion 41 so as to be elastically deformed appropriately by forming a recess or a cut in a part of the decoration member 21c.
  • the reinforcing member may be disposed at a position corresponding to the support portion 41 between the touch sensor portion 21 and the outer surface of the decoration member 21 c or the decoration member 21 c. It is valid.
  • the detection value variable unit 31 is made of, for example, a rubber-like elastic body.
  • the detection value variable unit 31 of the present embodiment is provided in the support unit 41.
  • the front end surface (the surface on the operation surface 22 side) of the detection value variable unit 31 may be made of a conductive material. In this case, the change amount ⁇ of the capacitance in the capacitance sensor 12 can be further increased.
  • the conductive material a conductive coating film, a thin metal plate, a conductive rubber and the like can be mentioned.
  • the front end surface of the detection value variable unit 31 may be configured by integrally providing a conductive member such as conductive rubber at the front end of the detection value variable unit main body having a projecting shape, or the detection value variable unit main body You may comprise by apply
  • the support portion 41 includes a base portion 43, an elastic deformation portion 42 extending from the base portion 43 toward the touch sensor portion 21, and a pressure receiving portion 44 that receives a pressing force applied from the touch sensor portion 21. .
  • the base portion 43 is attached to, for example, the attachment portion 71 of the housing.
  • the elastically deformable portion 42 is formed in a buckling deformable shape (skirt shape). In this case, when the operation surface 22 is pressed, the elastic deformation portion 42 is buckled to give a click feeling to the operator.
  • the pressure receiving unit 44 is attached to the back surface 24 of the touch sensor unit 21.
  • the pressure receiving unit 44 extends along the back surface 24 of the touch sensor unit 21.
  • the pressure receiving unit 44 is preferably attached at a position not overlapping with the detection unit 23 of the touch sensor unit 21 in a plan view. Furthermore, it is preferable that the pressure receiving portion 44 be formed in an annular shape in plan view.
  • the entire support portion 41 of the present embodiment is made of a rubber-like elastic body.
  • a rubber-like elastic body synthetic rubbers, such as silicone rubber and urethane rubber, or thermoplastic elastomer can be used, for example.
  • the detection value changing unit 31 described above is provided to protrude on the side of the operation surface 22 of the base unit 43.
  • the detection value variable unit 31 is disposed between the touch sensor unit 21 and the base unit 43.
  • the detection value variable unit 31 is disposed so as to be surrounded by the elastic deformation unit 42. It is preferable that the detection value variable part 31 be surrounded by the elastic deformation part 42 all around.
  • the detection value variable unit 31 can be integrally molded with the support unit 41.
  • the detection value variable unit 31 may be integrally molded with the support unit 41 in one mold, or the detection value variable unit 31 formed in advance is inserted into a mold, and the support unit 41 is inserted in the mold It may be integrally molded by molding.
  • the detection value variable unit 31 can be molded separately from the support unit 41 and bonded to the base unit 43.
  • the input operation device 11 can perform a first operation in which the operating body touches the operation surface 22 and a second operation in which the operation surface 22 is pushed toward the detection value variable unit 31. Is configured. In the second operation, the detection unit 23 of the touch sensor unit 21 contacts the detection value variable unit 31. The input operation device 11 obtains the first operation in which the operation body touches the operation surface 22 and the second operation in which the operation surface 22 is pushed toward the detection value variable unit 31 by the detection unit 23 of the capacitance sensor 12. It makes a decision based on the detected value.
  • the capacitance sensor 12 of the input operation device 11 generates a "first detection value” indicating a first operation and a “second detection value” indicating a second operation.
  • the change amount ⁇ of the capacitance based on the time when the first operation and the second operation are not performed is used.
  • the controller 13 of the input operation device 11 determines whether or not the first operation and the second operation have been performed based on the change amount ⁇ of the capacitance detected by the detection unit 23.
  • a first threshold C1 for determining the first operation and a second threshold C2 for determining the second operation are set in advance.
  • the controller 13 determines that the first operation has been performed based on the comparison between the amount of change in capacitance ⁇ detected by the capacitance sensor 12 and the first threshold C1.
  • the controller 13 determines that the second operation has been performed based on the comparison between the variation amount ⁇ of the capacitance detected by the capacitance sensor 12 and the second threshold C2.
  • FIG. 4 shows the relationship between time and the amount of change in capacitance ⁇ of the capacitance sensor 12.
  • the speed at which the touch sensor unit 21 (operation surface 22) is pushed toward the detection value variable unit 31 is constant.
  • the amount of change in capacitance (for example, .DELTA.1 (.DELTA.1.gtoreq.C1) in FIG. 4) when the finger touches the detection unit 23, and the detection unit 23 touched by the finger is further variable in detection value This is different from the amount of change in capacitance ( ⁇ 2 ( ⁇ 2 C C 2) in FIG. 4) when contacting the portion 31.
  • the change amount ⁇ of the capacitance increases, and when the detection unit 23 contacts the detection value change unit 31, the electrostatic The amount of change ⁇ in capacity saturates at a substantially constant value.
  • the controller 13 can individually determine the first operation and the second operation based on the difference in the capacitance change amount ⁇ .
  • the "first detected value” is a detectable value based on comparison with the first threshold C1
  • the "second detected value” is detected based on the comparison with the second threshold C2. It is a possible value.
  • the input operation device 11 is not limited to the change amount ⁇ of the capacitance, and the first threshold C1 and the second threshold C2 based on the absolute value of the capacitance and other parameters derived from the capacitance. May be configured to set
  • the balance between the change amount ⁇ of the capacitance in the first operation and the change amount ⁇ of the capacitance in the second operation is the distance between the electrode 25 of the detection unit 23 and the operation surface 22 (protective layer 21 b And the thickness of the decoration member 21c) or the thickness of the sheet base 21a.
  • the input operation device 11 can easily distinguish between the first operation and the second operation.
  • the first detection signal obtained when it is determined in the controller 13 of the input operation device 11 that the first operation has been performed is, for example, a predetermined value of the input operation device 11 (operation surface 22) for the operator. It can be used to notify that the position has been touched. Examples of means for notifying the operator include opening and closing operations such as sound, light, vibration, and a lid.
  • the second detection signal obtained when it is determined in the controller 13 of the input operation device 11 that the second operation has been performed is, for example, for setting ON or OFF of various devices or setting of the state of various devices. It can be used.
  • the input operation device 11 includes the touch sensor unit 21 having the operation surface 22 which is input and operated by an operation body such as a finger, and the detection unit 23 of the capacitance sensor 12.
  • the input operation device 11 is disposed on the back surface 24 opposite to the operation surface 22 of the touch sensor unit 21 and changes the detection value of the capacitance sensor 12 by contact with the detection unit 23, and
  • the touch sensor unit 21 is further provided with a support unit 41 that supports the touch sensor unit 21 in a state where the detection value variable unit 31 and the touch sensor unit 21 are separated.
  • the support portion 41 has an elastic deformation portion 42 which elastically deforms so as to bring the detection portion 23 into contact with the detection value variable portion 31 by pushing the operation surface 22 to the back surface 24 side.
  • the capacitance sensor 12 has a first detection value indicating a first operation in which the operating body touches the operation surface 22, and a second operation indicating a second operation in which the operation surface 22 is pushed toward the detection value variable unit 31. Generate a detection value.
  • the input operation device 11 can integrate the detection unit 23 that detects the first operation and the second operation into the touch sensor unit 21. Therefore, the input operation device 11 can detect the first operation touching the operation surface 22 and the second operation pushing the operation surface 22 with a simple configuration.
  • the support portion 41 has a base portion 43.
  • the elastically deformable portion 42 has a shape that extends from the base portion 43 toward the touch sensor portion 21.
  • the detection value variable unit 31 is surrounded by the elastic deformation unit 42.
  • the input operation device 11 can protect the detection value variable unit 31 by the elastic deformation unit 42. For this reason, the input operation device 11 can, for example, suppress foreign matter such as dust from adhering to the detection value variable unit 31. Therefore, the input operation device 11 can enhance the reliability of the detection of the second operation.
  • the input operation device 11 has a plurality of detection units 23, support units 41, and detection value change units 31.
  • the support portion 41 and the detection value variable portion 31 are arranged corresponding to each detection portion 23.
  • the input operation device 11 can perform various inputs from a plurality of input operation positions in the touch sensor unit 21.
  • Second Embodiment A second embodiment of the input operation device 11 will be described focusing on differences from the first embodiment.
  • the touch sensor unit 21 and the support unit 41 in the input operation device 11 according to the second embodiment both have translucency.
  • the input operation device 11 further includes a light source 51 that illuminates the operation surface 22 when the first detection value is generated and the first operation is determined.
  • the light source 51 illuminates the operation surface 22 of the touch sensor unit 21 through the support unit 41 (in a transparent manner). That is, the input operation device 11 has a backlight function of the touch sensor unit 21.
  • an LED Light Emitting Diode
  • the light source 51 is disposed between the mounting portion 71 and the support portion 41. More specifically, the light source 51 can be provided in the input operation device 11 by arranging the circuit board provided with the light source 51 between the mounting portion 71 and the support portion 41.
  • the light source 51 of the input operation device 11 can be disposed, for example, in the recess of the circuit board and the recess formed in the base 43 and between the base 43 and the base 43 adjacent to each other.
  • the input operation device 11 further includes a light shielding unit 52.
  • the input operation device 11 can illuminate the portion of the operation surface 22 of the touch sensor unit 21 intensively (spotwisely) by the light shielding unit 52.
  • the light shielding portion 52 may be provided between the decorative member 21 c and the light source 51.
  • the light shielding portion 52 can be provided on the support portion 41, the sheet base 21a of the touch sensor portion 21, the protective layer 21b, and the like.
  • the light shielding portion 52 can be formed of, for example, a light shielding coating film.
  • the input operation device 11 having the light source 51 and the light shielding portion 52 can also be changed in configuration as follows.
  • the input operation device 11 shown in FIG. 6 includes a light source 51 disposed between the attachment portion 71 and the base portion 43.
  • the center of the base portion 43 in plan view and the detection value variable portion 31 have translucency.
  • a portion other than the center in a plan view of the base portion 43 is a light shielding portion 52.
  • the light shielding portion 52 can be made of, for example, a black rubber material.
  • the front end surface is made of a conductive material in order to enhance the conductivity of the front end surface of the detection value variable unit 31, it is preferable that the shadow of the detection value variable unit 31 is less visible on the operation surface 22.
  • the light shielding portion 52 can be omitted.
  • the controller 13 of the input operation device 11 determines that the first operation has been performed, the light is emitted from the light source 51 to the operation surface 22 so that the operator can obtain a predetermined value for the operation surface 22. It can be informed that the position has been touched, that is, the first operation has been performed.
  • the input operation device 11 can also notify that the first operation has been performed by displaying characters, symbols, patterns, and the like on the operation surface 22 by illuminating the decorative member 21c.
  • the input operation device 11 further includes the light source 51 described above.
  • the operator operating the input operation device 11 can shift to the second operation after confirming that the first operation has been reliably performed. Therefore, the operator can reliably perform the input by the second operation. For example, the operator confirms whether or not the desired operation content is selected by the irradiation display accompanying the first operation, and surely performs a series of operations of determining the operation content by the second operation. Can.
  • the input operation device 11 includes the light shielding portion 52 that shields part of the light emitted from the light source 51.
  • the input operation device 11 is configured to easily emit light concentrated on a predetermined position of the operation surface 22.
  • the input operation device 11 is configured to be capable of slider input (slide input).
  • the detection unit 23 for slider input of the input operation device 11 includes a plurality of electrodes 25 in a bent shape (V shape) in a plan view, and the plurality of electrodes 25 are linear. It is arranged. The number of electrodes 25 can be varied according to the size (area) of the individual electrodes 25 and the range in which the slider can be input.
  • the input operation device 11 includes one support portion 41 corresponding to one set of slider input detection portions 23. The pressure receiving portion 44 of the support portion 41 is disposed so as to surround the one set of slider input detection portions 23 in a plan view.
  • the first operation is not only touching the operation surface 22 but also moving a finger touching the operation surface 22 along the detection unit 23 to input a predetermined operation content (Including tracing).
  • a predetermined operation content including tracing
  • the slider operation for example, it is possible to perform a slider input for selecting (selecting) a predetermined operation content.
  • a determination input can be performed to determine the operation content selected by the first operation.
  • the decorative member 21c is preferably made of a hard material (e.g., hard resin) so as not to bend when the finger is pressed.
  • the elastic deformation portion 42 is subjected to buckling deformation, so that the click operation feeling can be given to the operator.
  • the determination of the second operation by the controller 13 can be performed using a detection value based on at least one of the plurality of electrodes 25 constituting the detection unit 23 for slider input.
  • the input operation device 11 may perform various inputs such as selection by the first operation by slider input and the second operation of pushing the operation surface 22 toward the detection value variable unit 31. it can.
  • the input operation device 11 has a plurality of detection value variable units 31.
  • the plurality of detection value variable units 31 (in the present embodiment, the three detection value variable units 31) are included in the plurality of electrodes 25 (in the present embodiment, five electrodes 25) that constitute the detection unit 23 for slider input.
  • the three electrodes 25) are arranged in one-to-one correspondence.
  • the number of detection value variable units 31 may be changed to two or four or more.
  • the elastic deformation portion 42 provided corresponding to the detection portion 23 for slider input has a longitudinal direction along the detection portion 23.
  • the detection value generated by each electrode 25 for slider input is the value of the pressed touch sensor unit 21. Different based on the slope. That is, when the operation surface 22 is pressed so that the touch sensor unit 21 is inclined, the detection value variable unit 31 already in contact with the touch sensor unit 21 and the touch sensor unit 21 remain separated. And exist. On the other hand, when the entire operation surface 22 is pushed to the end so that the touch sensor unit 21 is horizontal, any detection value variable unit 31 contacts the touch sensor unit 21.
  • the elastic deformation unit 42 When the operation surface 22 is pressed so that the touch sensor unit 21 tilts, the elastic deformation unit 42 partially buckles, so that a click operation feeling can be given to the operator.
  • the operation surface 22 When the operation surface 22 is pushed to the end so that the touch sensor unit 21 is horizontal, the entire elastic deformation unit 42 is buckled, so that a click operation feeling can be given to the operator. That is, after the operation surface 22 is pushed in such a manner that the touch sensor unit 21 is inclined, the elastically deformable portion 42 is in two stages when the operation surface 22 is completely pushed in so that the touch sensor unit 21 becomes horizontal. It is possible to give the operator a sense of operation.
  • the controller 13 can determine the second operation only when, for example, the operation surface 22 is pushed to the end so that the touch sensor unit 21 is horizontal, using the difference between the detection values. Therefore, even when the operation surface 22 is pressed so that the touch sensor unit 21 is unintentionally inclined when the slider is operated, it is possible to avoid an erroneous determination as the second operation.
  • the controller 13 can determine the second operation in a plurality of stages by using the difference in detection value when the operation surface 22 is pushed in as described above. Therefore, it becomes possible to perform various inputs, such as temporary pushing, using a plurality of detection signals obtained from the second operation.
  • the detection unit 23 of the input operation device 11 includes a first electrode 25a that generates a first detection value indicating a first operation, and a second operation indicating a second operation. And a second electrode 25 b that generates a detected value of In the detection unit 23, the first electrode 25a and the second electrode 25b are disposed at overlapping positions in a plan view as viewed from the operation surface 22 side. The first electrode 25a and the second electrode 25b are arranged concentrically in a plan view. The first electrode 25a and the second electrode 25b are disposed so as to be concentric with the detection value variable unit 31 in plan view. The first electrode 25a is disposed closer to the operation surface 22 than the second electrode 25b.
  • the second electrode 25b acts as a shield layer for the first electrode 25a. For this reason, the detection value of the first electrode 25a generated by the first operation is unlikely to be affected by the detection value variable unit 31 side opposite to the operation surface 22. In addition, the first electrode 25a works as a shield layer for the second electrode 25b. Therefore, the detection value of the second electrode 25b generated by the second operation is not easily influenced by the operation surface 22 side.
  • the first electrode 25a is disposed at a position overlapping with the second electrode 25b in plan view.
  • the outer shape of the first electrode 25a is preferably the same as the outer shape of the second electrode 25b or larger than the outer shape of the second electrode 25b in a plan view. In this case, since the detection value of the second electrode 25 b is less susceptible to the influence of the finger touching the operation surface 22, the reliability of the detection of the second operation can be further improved.
  • the curve (a) in FIG. 11 shows the relationship between time and the amount of change in capacitance ⁇ based on the first electrode 25a
  • the curve (b) in FIG. 11 shows the capacitance based on time and the second electrode 25b. Shows the relationship with the change amount ⁇ of
  • an example is shown in which the speed at which the touch sensor unit 21 (operation surface 22) is pushed toward the detection value variable unit 31 is constant.
  • the capacitance sensor 12 separately generates a first detection value based on the first electrode 25a and a second detection value based on the second electrode 25b. That is, the input operation device 11 determines the first operation and the second operation based on the results detected by the separate detection units 23.
  • the detection unit 23 of the input operation device 11 generates a first detection value indicating a first operation, and a second detection value indicating a second operation. It is equipped with the electrode 25b. In this case, according to the input operation device 11, since the first operation and the second operation can be detected independently, the reliability of the detection of the first operation and the second operation is further enhanced. be able to.
  • the input operation apparatus 11 of 6th Embodiment is provided with the 1st electrode 25a, the 2nd electrode 25b, and 21 d of shield layers.
  • the shield layer 21d is made of a conductive material and connected to the ground wiring.
  • the outer shape of the first electrode 25a is smaller than the outer shape of the second electrode 25b in a plan view.
  • the shield layer 21d is located closer to the operation surface 22 than the second electrode 25b, overlaps the second electrode 25b in a plan view of the touch sensor unit 21, and covers the position where the first electrode 25a is not disposed. Is preferably arranged.
  • the shield layer 21d of FIG. 12A is formed in an annular shape (donut shape) in plan view.
  • the shield layer 21d may be larger than the outer shape of the second electrode 25b in a plan view, and may be arranged to protrude from the second electrode 25b.
  • the shape of the first electrode 25a is annular (donut shape) in plan view, and the shield layer 21d is disposed at a position surrounded by the first electrode 25a in plan view There is.
  • the second electrode 25b is disposed at a position overlapping the shield layer 21d in a plan view.
  • the shape of the second electrode 25b is annular (donut shape) in plan view, and the first electrode 25a is formed on the second electrode 25b on the same plane as the second electrode 25b. It is arranged to be enclosed. Further, the input operation device 11 includes a shield layer 21d disposed at a position overlapping the second electrode 25b in a plan view.
  • the shield layer 21d is formed in the same manner as the outer shape of the second electrode 25b in plan view. However, the shield layer 21d may be configured to be larger than the outer shape of the second electrode 25b in plan view.
  • the shape of the first electrode 25a is annular (donut shape) in plan view
  • the second electrode 25b is formed on the first electrode 25a on the same plane as the first electrode 25a. It is arranged to be enclosed.
  • the input operation device 11 includes a shield layer 21d disposed at a position overlapping the second electrode 25b in a plan view.
  • the shield layer 21d in FIGS. 12B, 13A, and 13B is formed to have the same shape as the outer shape of the second electrode 25b in plan view, and be concentric with the second electrode 25b. It is arranged.
  • the input operation device 11 is closer to the operation surface 22 than the second electrode 25b, overlaps the second electrode 25b in a plan view of the touch sensor unit 21, and is of the first electrode 25a.
  • the shield layer 21d is disposed to cover the position where it is not disposed.
  • Seventh Embodiment A seventh embodiment of the input operation device 11 will be described focusing on differences from the first embodiment.
  • the touch sensor unit 21 in the input operation device 11 includes a shield layer 21 d disposed at a position partially overlapping the electrode 25 of the detection unit 23 in plan view.
  • the shield layer 21 d is disposed closer to the operation surface 22 than the electrode 25 of the detection unit 23.
  • the shield layer 21 d thus arranged limits the generation range of the first detection value in the first operation to limit the detection range of the detection unit 23.
  • the shield layer 21d is formed in an annular shape.
  • the detection unit 23 is configured to be able to detect the first operation through the inside of the ring of the shield layer 21 d. In the electrode 25 of the detection unit 23, a portion overlapping with the shield layer 21d in a plan view is a portion in which the first operation can not be detected.
  • the outer shape of the annular shield layer 21 d in plan view is preferably larger than the outer shape of the electrode 25 of the detection unit 23. In this case, since the electrode 25 does not protrude outside the ring of the shield layer 21d in plan view, the detection range of the detection unit 23 can be more appropriately limited.
  • the input operation device 11 may have a configuration in which the shape of the shield layer 21d is changed to a shape other than an annular shape.
  • the input operation device 11 may be configured such that one or more line-shaped shield layers are disposed.
  • the touch sensor unit 21 of the input operation device 11 is closer to the operation surface 22 than the electrodes 25 of the detection unit 23 and partially overlaps the electrodes 25 of the detection unit 23 in plan view of the touch sensor unit 21
  • a shield layer 21d is provided at a position. In this case, it becomes easy to define the detection value generated by the first operation of touching the operation surface 22 within a predetermined range. That is, it is possible to suppress the change amount ⁇ of the electrostatic capacitance at the time of performing the first operation in which the operating body touches the operation surface 22 to a predetermined value or less.
  • the change amount ⁇ of the capacitance when performing the second operation of bringing the detection unit 23 into contact with the detection value variable unit 31 is a predetermined value or more, and the capacitance when the first operation is performed. It is easy to make it different from the change amount ⁇ of Therefore, in the first operation, even if the contact area of the finger with respect to the operation surface 22 is increased, it is difficult to erroneously determine that the first operation is the second operation. For this reason, according to the input operation device 11, it is possible to further enhance the reliability of the determination of the first operation and the second operation.
  • the shield layer 21d is preferably annular in plan view, and the detection unit 23 is preferably configured to detect the first operation through the inside of the ring of the shield layer 21d. In this case, it becomes easier to define the detection value detected by the first operation within a predetermined range. Therefore, the effects described in the above section (7-1) can be further enhanced.
  • the touch sensor unit 21 in the input operation device 11 includes a ground unit 53 disposed at a position facing the detection value variable unit 31.
  • the electrodes 25 of the detection unit 23 are exposed on the back surface 24 (the detection value variable unit 31 side) of the touch sensor unit 21.
  • the front end surface of the detection value variable unit 31 is configured by the conductive layer 31 a.
  • the input operation device 11 In the input operation device 11, the electrode 25 of the detection unit 23 and the ground unit 53 contact the detected value variable unit 31 by the second operation. At this time, the electrode 25 of the detection unit 23 conducts with the ground unit 53, whereby the capacitance (count of capacitance) of the capacitance sensor 12 becomes zero.
  • the input operation device 11 can also be configured to determine the second operation based on the fact that the detection value of the capacitance becomes zero.
  • the input operation device 11 may be configured such that the ground wiring connected in advance to the front end surface of the detection value variable unit 31 is the ground unit 53. Further, in the input operation device 11, the entire detection value variable unit 31 may be made of a conductive material, and the attachment unit 71 such as a housing may be configured as the ground unit 53.
  • the input operation device 11 includes the ground portion 53 which makes the capacitance of the capacitance sensor 12 zero when the second operation is performed.
  • the input operation device 11 can determine the second operation based on the detected value (electrostatic capacitance) of the capacitance sensor 12 becoming zero, the first operation is performed as the second operation. It becomes difficult to misjudge. Thereby, in the input operation device 11, the reliability of the determination of the first operation and the second operation can be further enhanced.
  • the input operation device 11 may have a configuration in which the decorative member 21 c of the touch sensor unit 21 is omitted.
  • the input operation device 11 is configured to determine the second operation based on the detection unit 23 touching the detection value variable unit 31.
  • the input operation device 11 can also change the configuration so that the second operation is determined based on, for example, the detection unit 23 approaching the detection value variable unit 31 by adjusting the threshold and the like. .
  • the elastically deforming portion 42 is deformed in a buckling manner when the second operation is performed to impart a click operation feeling. However, it can be changed to a configuration in which the elastic deformation portion 42 does not impart a click operation feeling.
  • the shape of the support part 41 can be changed and the detection value variable part 31 can be provided in parts other than the support part 41 (base part 43).
  • a capacitance sensor 12 of a self-capacitance type that detects a variation amount? Of capacitance is adopted.
  • the mutual capacitance type capacitance sensor 12 may be adopted.
  • the mutual capacitance type electrostatic capacitance sensor 12 generates an electric field using the transmission electrode and the reception electrode, and detects a change in the electric field between the transmission and reception electrodes as a detection value.
  • a self-capacitance capacitive sensor 12 be employed.
  • the application of the input operation device 11 is not particularly limited, and examples thereof include information equipment terminal applications, vehicle applications, and audio equipment applications. Further, the operating body is not limited to the input operation in which a finger is touched, and an operating pen or the like may be used.
  • the detection unit is configured to be capable of slider input, and the first operation includes a slider input.
  • the input operation device wherein the detection unit includes a first electrode that detects the first operation and a second electrode that detects the second operation.
  • the detection unit includes a first electrode that detects the first operation and a second electrode that detects the second operation.
  • An input operation device in which the first electrode and the second electrode are disposed at a position where they overlap in a plan view as viewed from the operation surface side.

Abstract

操作体が操作面に触れる第１の操作と、操作体が操作面を押し込む第２の操作とを簡素な構成で検出することのできる入力操作装置を提供する。　入力操作装置１１は、静電容量センサ１２の検出値を変化させる検出値可変部３１と、検出値可変部３１とタッチセンサ部２１とを離間した状態でタッチセンサ部２１を支持する支持部４１とを備えている。検出値可変部３１は、タッチセンサ部２１の操作面２２とは反対の背面２４側に配置され、検出部２３の接触により検出値を変化させる。支持部４１は、操作面２２を押し込むことで検出部２３を検出値可変部３１に接触するように弾性変形する弾性変形部４２を有している。入力操作装置１１の静電容量センサ１２は、操作面２２に触れる第１の操作を示す第１の検出値と、操作面２２を検出値可変部３１に向けて押し込む第２の操作を示す第２の検出値とを生成する。

Description

入力操作装置
　本発明は、入力操作装置に関する。
　従来、静電容量センサを備える入力操作装置が知られている。特許文献１には、静電容量センサの検出部を有するタッチセンサ部と、接点式のスイッチ部を組み合わせた多段スイッチが開示されている。この多段スイッチにおいて、タッチセンサ部に触れた手指でタッチセンサ部を押し込む操作については、タッチセンサ部と異なる位置に配置された一対の電極間の電気的な接続によって検出される。
特開２００６－２３６６９４号公報
　上記従来の静電容量センサを備える入力操作装置では、タッチセンサ部の操作面に触れる第１の操作と、操作面を押し込む第２の操作とを検出することが可能であるものの、静電容量センサの検出部の配置と、接点式の電極の配置とにより構成が複雑となる傾向にある。
　本発明の目的は、操作体が操作面に触れる第１の操作と、操作体が操作面を押し込む第２の操作とを簡素な構成で検出することのできる入力操作装置を提供することにある。
　上記目的を達成すべく本発明は、以下の特徴を有するものとして構成される。
　すなわち、本発明は、静電容量センサを備える入力操作装置について、入力操作される操作面と前記静電容量センサの検出部とを有するタッチセンサ部と、前記タッチセンサ部の前記操作面とは反対の背面側に配置され、前記検出部の接近又は接触により前記静電容量センサの検出値を変化させる検出値可変部と、前記検出値可変部と前記タッチセンサ部とを離間した状態で前記タッチセンサ部を支持する支持部とを備え、前記支持部は、前記操作面を押し込むことで前記検出部を前記検出値可変部に接近又は接触するように弾性変形する弾性変形部を有し、前記静電容量センサは、前記操作面に触れる第１の操作を示す第１の検出値と、前記操作面を前記検出値可変部に向けて押し込む第２の操作を示す第２の検出値とを生成する。
　この構成によれば、第１の操作を示す第１の検出値と第２の操作を示す第２の検出値とを検出する検出部をタッチセンサ部に集約することができる。
　上記入力操作装置において、前記支持部は、基台部を有し、前記弾性変形部は、前記基台部から前記タッチセンサ部に向かって延出する形状を有し、前記検出値可変部は、前記弾性変形部により囲まれていることが好ましい。
　この構成によれば、検出値可変部を弾性変形部によって保護することができる。
　上記入力操作装置は、前記検出部、前記支持部及び前記検出値可変部をそれぞれ複数有し、前記支持部及び前記検出値可変部は、前記検出部の各々に対応して配置されていることが好ましい。
　この構成によれば、タッチセンサ部における複数の入力操作位置から様々な入力が可能となる。
　上記入力操作装置は、前記第１の検出値が生成された場合、前記操作面を照光する光源をさらに備えることが好ましい。
　この構成によれば、入力操作装置を操作する操作者は、第１の操作が確実に行われたことを確認した後、第２の操作に移行することができる。
　上記入力操作装置において、前記タッチセンサ部は、シールド層を備え、前記シールド層は、前記検出部の電極よりも前記操作面側であり、前記タッチセンサ部の平面視において前記検出部の電極に部分的に重なる位置に配置されていることが好ましい。
　この構成によれば、操作体が操作面を触れる第１の操作により生成される検出値を所定の範囲内に規定することが容易となる。これにより、検出部を検出値可変部に接触させる第２の操作を行った際の検出値を第１の操作を行った際の検出値と異ならせることが容易となる。
　上記入力操作装置において、前記シールド層の形状は、環状であり、前記静電容量センサは、前記シールド層の環内を通じて前記第１の検出値を生成可能に構成されていることが好ましい。
　この構成によれば、第１の操作により生成される検出値を所定の範囲内に規定することがさらに容易となる。これにより、検出部を検出値可変部に接触させる第２の操作を行った際の検出値を第１の操作を行った際の検出値と異ならせることがさらに容易となる。
　上記入力操作装置において、前記静電容量センサは、前記第１の検出値を生成する第１電極と、前記第２の検出値を生成する第２電極とを備え、前記タッチセンサ部は、シールド層を備え、前記シールド層は、前記第２電極よりも前記操作面側であり、かつ前記タッチセンサ部の平面視において前記第２電極と重なる位置に配置されていることが好ましい。
　この構成によれば、検出部と検出値可変部との接触に基づく第２電極の検出値は、検出値可変部とは反対側となる操作面側からの影響を受け難い。
　本発明によれば、操作体が操作面に触れる第１の操作と、操作体が操作面を押し込む第２の操作とを簡素な構成で検出することができる。
本実施形態の入力操作装置を示す機能ブロック図である。 第１実施形態の入力操作装置を示す模式断面図である。 第２の操作を説明する模式断面図である。 時間と静電容量の変化量との関係を模式的に示すグラフである。 第２実施形態の入力操作装置を示す模式断面図である。 第２実施形態の別の入力操作装置を示す模式断面図である。 第３実施形態の入力操作装置を示す模式断面図である。 入力操作装置の電極の一例を示す模式平面図である。 第４実施形態の入力操作装置を示す模式断面図である。 第５実施形態の入力操作装置を示す模式断面図である。 時間と静電容量の変化量との関係を模式的に示すグラフである。 （ａ）及び（ｂ）は、第６実施形態の入力操作装置を示す模式断面図である。 （ａ）及び（ｂ）は、第６実施形態の入力操作装置を示す模式断面図である。 第７実施形態の入力操作装置を示す模式断面図である。 第８実施形態の入力操作装置を示す模式断面図である。
　（第１実施形態）
　静電容量センサを備える入力操作装置の第１実施形態について説明する。
　図１に示すように、入力操作装置１１は、静電容量センサ１２と、コントローラ１３とを備えている。静電容量センサ１２は、手指等の操作体が近づいたり離れたりした際の静電容量の変化を検出して検出信号（「第１の検出値」、「第２の検出値」）を生成する機能を有している。静電容量センサ１２は、具体的には、タッチセンサ部２１と、検出値可変部３１と、支持部４１とを備えている。
　そして、コントローラ１３は、静電容量センサ１２が生成した検出信号（「第１の検出値」、「第２の検出値」）に基づいて操作体が静電容量センサ１２に対して近づいたこと及び離れたことを判別する機能を有している。このようなコントローラ１３は、例えばマイクロコントローラによって構成される。
　図１及び図２に示すように、入力操作装置１１は、タッチセンサ部２１を備えている。タッチセンサ部２１は、操作体によって入力操作される操作面２２と、静電容量センサ１２の検出部２３とを有している。入力操作装置１１は、静電容量センサ１２の検出値を変化させる検出値可変部３１と、検出値可変部３１とタッチセンサ部２１とを離間した状態でタッチセンサ部２１を支持する支持部４１とをさらに備えている。検出値可変部３１は、タッチセンサ部２１の操作面２２とは反対の背面２４側に配置され、検出部２３との接触により検出値を変化させる。支持部４１は、操作面２２を背面２４側に押し込むことで検出部２３を検出値可変部３１に接触させるように弾性変形する弾性変形部４２を有している。なお、以下で平面視は、図２の上方側である操作面２２側から見た場合をいう。
　本実施形態の入力操作装置１１は、検出部２３、支持部４１及び検出値可変部３１をそれぞれ複数有している。そして、支持部４１及び検出値可変部３１は、各検出部２３に対応して配置されている。
　（タッチセンサ部２１）
　タッチセンサ部２１は、背面２４側から順に、シート基材２１ａと、検出部２３と、検出部２３を保護する保護層２１ｂとを備えるとともに、図示を省略した配線回路を備えている。本実施形態のタッチセンサ部２１は、保護層２１ｂに対して操作面２２の側に積層された加飾部材２１ｃをさらに備えている。加飾部材２１ｃは、上記操作面２２を有している。
　タッチセンサ部２１は、全体としてシート状をなしている。タッチセンサ部２１は、透光性を有することが好ましい。シート基材２１ａ及び保護層２１ｂは、透光性及び絶縁性を有する例えば樹脂材料から構成することができる。
　静電容量センサ１２の検出部２３は、電極２５を有している。電極２５は、基台部４３及び検出値可変部３１と平面視で同心となるように配置されている。電極２５を構成する導電材料としては、例えば、金属、合金、カーボン、黒鉛、導電性高分子が挙げられる。なお、電極２５は、導電材料からなる薄膜や、導電材料を含有する高分子組成物から形成した薄膜から構成することができる。シート基材２１ａに電極２５や配線を形成する方法としては、印刷、蒸着、スパッタリング、めっき等の方法を用いることができる。
　加飾部材２１ｃは、文字、記号、模様等を表示し、タッチセンサ部２１を加飾するために設けられる。このような加飾部材２１ｃにより、例えば、平面視で重なっている検出部２３の位置を視認させることができる。加飾部材２１ｃの厚さや柔軟性は、弾性変形部４２の変形に追従するように調整すればよい。加飾部材２１ｃは、例えば、ゴム状弾性体や比較的柔軟な樹脂フィルムから構成することが好ましい。また、加飾部材２１ｃの一部に凹部や切込みを入れることで、支持部４１を適切に弾性変形させるように押圧することが可能となる。また、支持部４１を適切に弾性変形させるためには、加飾部材２１ｃの外面や加飾部材２１ｃとタッチセンサ部２１との間における支持部４１に対応した位置に補強部材を配置することも有効である。
　（検出値可変部３１）
　検出値可変部３１は、例えばゴム状弾性体から構成されている。本実施形態の検出値可変部３１は、支持部４１に設けられている。検出値可変部３１の先端面（操作面２２の側の面）は、導電材料から構成してもよい。この場合、静電容量センサ１２における静電容量の変化量Δをより増大させることができる。導電材料としては、導電性塗膜、金属薄板、導電ゴム等が挙げられる。検出値可変部３１の先端面は、突起形状を有する検出値可変部本体の先端部に導電性ゴム等の導電性部材を一体に設けることで構成してもよいし、検出値可変部本体の先端面に導電性塗料を塗布（印刷、ディッピング等）することで構成してもよい。また、検出値可変部３１の先端面の面積をより大きくすることで、検出部２３と検出値可変部３１との接触時の静電容量の変化量Δをより増大させることができる。
　（支持部４１）
　支持部４１は、基台部４３と、基台部４３からタッチセンサ部２１に向かって延出する弾性変形部４２と、タッチセンサ部２１から加わる押圧力を受ける受圧部４４とを備えている。基台部４３は、例えば、筐体の取付部７１に取り付けられる。弾性変形部４２は、座屈変形可能な形状（スカート状）に形成されている。この場合、操作面２２の押圧操作の際に、弾性変形部４２が座屈変形することでクリック操作感を操作者に与えることができる。受圧部４４は、タッチセンサ部２１の背面２４に取り付けられる。受圧部４４は、タッチセンサ部２１の背面２４に沿って延在している。受圧部４４は、タッチセンサ部２１の検出部２３と平面視で重ならない位置に取り付けられることが好ましい。さらに、受圧部４４は、平面視で環状に形成されることが好ましい。
　本実施形態の支持部４１は、その全体がゴム状弾性体から構成されている。ゴム状弾性体としては、例えば、シリコーンゴムやウレタンゴム等の合成ゴム、又は熱可塑性エラストマーを用いることができる。
　ここで、上述した検出値可変部３１は、基台部４３の操作面２２の側に突設されている。検出値可変部３１は、タッチセンサ部２１と基台部４３との間に配置されている。検出値可変部３１は、弾性変形部４２に取り囲まれるように配置されている。検出値可変部３１は、全周にわたって弾性変形部４２に取り囲まれていることが好ましい。
　検出値可変部３１は、支持部４１と一体成形することができる。検出値可変部３１は、一つの金型内で支持部４１と一体成形してもよいし、予め成形した検出値可変部３１を金型にインサートし、その金型内で支持部４１をインサート成形により一体成形してもよい。なお、検出値可変部３１を支持部４１とは別体で成形し、基台部４３に接着することもできる。
　（入力操作装置１１の動作）
　図２及び図３に示すように、入力操作装置１１は、操作面２２に操作体が触れる第１の操作と、操作面２２を検出値可変部３１に向けて押し込む第２の操作とが可能に構成されている。第２の操作では、タッチセンサ部２１の検出部２３が検出値可変部３１に接触する。入力操作装置１１は、操作面２２に操作体が触れる第１の操作と、操作面２２を検出値可変部３１に向けて押し込む第２の操作とを静電容量センサ１２の検出部２３により得られた検出値に基づき判定する。詳述すると、入力操作装置１１の静電容量センサ１２は、第１の操作を示す「第１の検出値」と、第２の操作を示す「第２の検出値」とを生成する。この「第１の検出値」及び「第２の検出値」のパラメータとしては、例えば第１の操作及び第２の操作が行われていないときを基準とした静電容量の変化量Δが用いられる。そして、入力操作装置１１のコントローラ１３は、検出部２３で検出された静電容量の変化量Δに基づき第１の操作及び第２の操作が行われたか否かを判定する。コントローラ１３には、予め第１の操作を判定するための第１の閾値Ｃ１と、第２の操作を判定するための第２の閾値Ｃ２とが設定されている。コントローラ１３は、静電容量センサ１２により検出された静電容量の変化量Δと第１の閾値Ｃ１との比較に基づき第１の操作が行われた旨の判定を行う。コントローラ１３は、静電容量センサ１２により検出された静電容量の変化量Δと第２の閾値Ｃ２との比較に基づき第２の操作が行われた旨の判定を行う。
　図４には、時間と静電容量センサ１２における静電容量の変化量Δとの関係を示している。ここでは、説明の便宜上、タッチセンサ部２１（操作面２２）を検出値可変部３１に向けて押し込む速度を一定とした例を示している。
　入力操作装置１１において、手指が検出部２３に触れたときの静電容量の変化量（例えば、図４のΔ１（Δ１≧Ｃ１））と、手指が触れている検出部２３がさらに検出値可変部３１に接触したときの静電容量の変化量（図４のΔ２（Δ２≧Ｃ２））とは異なる。具体的には、手指が触れている検出部２３がさらに検出値可変部３１に接近するにつれて、静電容量の変化量Δが増大し、検出部２３が検出値可変部３１に接触すると静電容量の変化量Δは、ほぼ一定の値で飽和する。コントローラ１３は、このような静電容量の変化量Δの相違に基づき、第１の操作と第２の操作とを個別に判定することができる。このように、「第１の検出値」は、第１の閾値Ｃ１との比較に基づき検出可能な値であり、「第２の検出値」は、第２の閾値Ｃ２との比較に基づき検出可能な値である。なお、入力操作装置１１は、静電容量の変化量Δに限らず、静電容量の絶対値や、静電容量から導かれる他のパラメータに基づいて第１の閾値Ｃ１及び第２の閾値Ｃ２を設定するように構成されていてもよい。
　第１の操作における静電容量の変化量Δと、第２の操作における静電容量の変化量Δとのバランスは、検出部２３を構成する電極２５と操作面２２との距離（保護層２１ｂ及び加飾部材２１ｃの厚さ）、又はシート基材２１ａの厚さにより調整することができる。これによって、入力操作装置１１は、第１の操作と、第２の操作とを容易に区別することができる。
　入力操作装置１１のコントローラ１３において、第１の操作が行われた旨の判定がなされた場合に得られる第１の検出信号は、例えば、操作者に入力操作装置１１（操作面２２）の所定位置を触れた旨を報知するために利用することができる。操作者に報知する手段としては、例えば、音、光、振動、蓋等の開閉動作が挙げられる。入力操作装置１１のコントローラ１３において、第２の操作が行われた旨の判定がなされた場合に得られる第２の検出信号は、例えば、各種機器のＯＮ又はＯＦＦや各種機器の状態の設定に利用することができる。
　次に、第１実施形態の作用及び効果について説明する。
　（１－１）入力操作装置１１は、手指等の操作体によって入力操作される操作面２２と、静電容量センサ１２の検出部２３とを有するタッチセンサ部２１を備えている。入力操作装置１１は、タッチセンサ部２１の操作面２２とは反対の背面２４側に配置され検出部２３との接触により静電容量センサ１２の検出値を変化させる検出値可変部３１と、この検出値可変部３１とタッチセンサ部２１とを離間した状態でタッチセンサ部２１を支持する支持部４１とをさらに備えている。支持部４１は、操作面２２を背面２４側に押し込むことで検出部２３を検出値可変部３１に接触させるように弾性変形する弾性変形部４２を有している。静電容量センサ１２は、操作面２２に操作体が触れる第１の操作を示す第１の検出値と、操作面２２を検出値可変部３１に向けて押し込む第２の操作を示す第２の検出値とを生成する。
　この構成によれば、入力操作装置１１は、第１の操作と第２の操作とを検出する検出部２３をタッチセンサ部２１に集約することができる。従って、入力操作装置１１は、操作面２２に触れる第１の操作と、操作面２２を押し込む第２の操作とを簡素な構成で検出することができる。
　（１－２）支持部４１は、基台部４３を有している。弾性変形部４２は、基台部４３からタッチセンサ部２１に向かって延出する形状を有している。検出値可変部３１は、弾性変形部４２により囲まれている。
　この場合、入力操作装置１１は、検出値可変部３１を弾性変形部４２によって保護することができる。このため、入力操作装置１１は、例えば、粉塵等の異物が検出値可変部３１に付着することを抑制することができる。従って、入力操作装置１１は、第２の操作の検出についての信頼性を高めることができる。
　（１－３）入力操作装置１１は、検出部２３、支持部４１及び検出値可変部３１をそれぞれ複数有している。そして、支持部４１及び検出値可変部３１は、各検出部２３に対応して配置されている。この場合、入力操作装置１１は、タッチセンサ部２１における複数の入力操作位置から様々な入力を行えるようになる。
　（第２実施形態）
　入力操作装置１１の第２実施形態について、上記第１実施形態と異なる点を中心に説明する。第２実施形態の入力操作装置１１におけるタッチセンサ部２１及び支持部４１は、いずれも透光性を有している。
　図５に示すように、入力操作装置１１は、第１の検出値が生成され、第１の操作の判定がなされた場合に、操作面２２を照光する光源５１をさらに備えている。光源５１は、支持部４１を介して（透過するようにして）タッチセンサ部２１の操作面２２を照光する。すなわち、入力操作装置１１は、タッチセンサ部２１のバックライト機能を有している。光源５１としては、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）を好適に用いることができる。光源５１は、取付部７１と支持部４１との間に配置されている。詳述すると、光源５１を備えた回路基板を取付部７１と支持部４１との間に配置することで、入力操作装置１１に光源５１を設けることができる。入力操作装置１１の光源５１は、例えば、回路基板の凹部、基台部４３に形成した凹部内、互いに隣り合う基台部４３と基台部４３との間に配置することが可能である。
　入力操作装置１１は、遮光部５２をさらに備えている。入力操作装置１１は、遮光部５２により、タッチセンサ部２１の操作面２２の部分を集中的に（スポット的に）照光させることができる。遮光部５２は、加飾部材２１ｃと光源５１との間に設ければよい。具体的には、支持部４１、タッチセンサ部２１のシート基材２１ａ、保護層２１ｂ等に遮光部５２を設けることができる。遮光部５２は、例えば、遮光性塗膜により形成することができる。
　光源５１及び遮光部５２を有する入力操作装置１１は、次のように構成を変更することもできる。
　図６に示す入力操作装置１１は、取付部７１と基台部４３との間に配置された光源５１を備えている。基台部４３の平面視で中央と、検出値可変部３１とは透光性を有している。支持部４１において、基台部４３の平面視で中央以外の部分は遮光部５２であり、この遮光部５２は、例えば、黒色のゴム材料から構成することができる。
　なお、検出値可変部３１の先端面の導電性を高めるために先端面を導電材料から構成する場合、操作面２２において検出値可変部３１の影が視認され難いことが好ましい。このためには、線状や点状、メッシュ状等の微細形状に形成した導電材料や透光性の導電材料により、検出値可変部３１の先端面を構成することが好ましい。
　また、第２実施形態の入力操作装置１１では、遮光部５２を省略することもできる。
　次に、第２実施形態の入力操作装置１１の動作について説明する。
　入力操作装置１１のコントローラ１３において、第１の操作が行われた旨の判定がなされた場合に、光源５１から操作面２２に光が照射されることで、操作者に操作面２２の所定の位置を触れたこと、すなわち第１の操作が行われたことを報知することができる。また、入力操作装置１１は、加飾部材２１ｃへの照光によって操作面２２に文字、記号、模様等を表示させることで、第１の操作が行われたことを報知することもできる。
　第２実施形態では、上記（１－１）～（１－３）欄で述べた作用及び効果に加えて次のような作用及び効果が得られる。
　（２－１）入力操作装置１１は、上述した光源５１をさらに備えている。この場合、入力操作装置１１を操作する操作者は、第１の操作が確実に行われたことを確認した後、第２の操作に移行することができる。従って、操作者は、第２の操作による入力を確実に行うことができる。例えば、操作者は、所望の操作内容が選択されているか否かを第１の操作に伴う照射表示で確認し、その操作内容を第２の操作により決定するという一連の操作を確実に行うことができる。
　（２－２）入力操作装置１１は、光源５１から照射される光の一部を遮光する遮光部５２を備えている。この場合、入力操作装置１１は、操作面２２の所定の位置に集中して光を照射することが容易な構成となる。
　（第３実施形態）
　入力操作装置１１の第３実施形態について、上記第１実施形態と異なる点を中心に説明する。第３実施形態の入力操作装置１１は、スライダ入力（なぞり入力）が可能に構成されている。
　図７及び図８に示すように、入力操作装置１１のスライダ入力用の検出部２３は、平面視で屈曲形状（Ｖ字状）の電極２５を複数備え、これら複数の電極２５が直線状に配列されている。電極２５の数は、個々の電極２５の大きさ（面積）及びスライダ入力可能な範囲に応じて変更することができる。入力操作装置１１は、１組のスライダ入力用の検出部２３に対応して一つの支持部４１を備えている。支持部４１の受圧部４４は、１組のスライダ入力用の検出部２３を平面視で取り囲むように配置されている。
　この入力操作装置１１において、第１の操作は、操作面２２に単に触れるのみではなく、操作面２２に触れている手指を検出部２３に沿って移動させて所定の操作内容を入力するスライダ操作（なぞり操作）を含む。このスライダ操作により、例えば、規定の操作内容を選択（択一）するスライダ入力を行うことができる。第２の操作では、例えば、第１の操作によって選択された操作内容を決定する決定入力を行うことができる。
　加飾部材２１ｃは、手指の押圧の際に撓まないように硬質材料（例えば硬質樹脂）から構成されることが好ましい。この入力操作装置１１では、第１の操作後、操作面２２を背面２４側に押し込む第２の操作時には、弾性変形部４２が座屈変形するため、クリック操作感を操作者に与えることができる。なお、コントローラ１３による第２の操作の判定は、スライダ入力用の検出部２３を構成する複数の電極２５のうち、少なくとも一つの電極２５に基づく検出値を用いて行うことができる。
　第３実施形態では、上記（１－１）及び（１－２）欄で述べた作用及び効果に加えて次のような作用及び効果が得られる。
　（３－１）入力操作装置１１は、スライダ入力による第１操作と、操作面２２を検出値可変部３１に向けて押し込む第２の操作とにより、択一等の様々な入力を行うことができる。
　（第４実施形態）
　入力操作装置１１の第４実施形態について、上記第１実施形態及び第３実施形態と異なる点を中心に説明する。
　図９に示すように、第４実施形態の入力操作装置１１は、複数の検出値可変部３１を有している。複数の検出値可変部３１（本実施形態では、３つの検出値可変部３１）は、スライダ入力用の検出部２３を構成する複数の電極２５（本実施形態では、５つの電極２５のうち、３つの電極２５）に一対一で対応して配置されている。検出値可変部３１の数は、２つ又は４つ以上に変更してもよい。スライダ入力用の検出部２３に対応して設けられる弾性変形部４２は、その長手方向が検出部２３に沿っている。
　この入力操作装置１１の操作面２２を背面２４側に押し込む操作（第２の操作）を行った場合、スライダ入力用の各電極２５で生成される検出値は、押し込まれたタッチセンサ部２１の傾斜に基づき異なる。すなわち、タッチセンサ部２１が傾斜するように操作面２２が押し込まれた場合、タッチセンサ部２１に既に接触した検出値可変部３１と、タッチセンサ部２１とは離間したままの検出値可変部３１とが存在する。一方、タッチセンサ部２１が水平となるように操作面２２の全体が最後まで押し込まれた場合、いずれの検出値可変部３１もタッチセンサ部２１に接触する。
　タッチセンサ部２１が傾斜するように操作面２２が押し込まれた場合、弾性変形部４２が部分的に座屈することでクリック操作感を操作者に与えることができる。タッチセンサ部２１が水平となるように操作面２２が最後まで押し込まれた場合、弾性変形部４２の全体が座屈することでクリック操作感を操作者に与えることができる。すなわち、弾性変形部４２は、タッチセンサ部２１が傾斜するように操作面２２が押し込まれた後、タッチセンサ部２１が水平となるように操作面２２が最後まで押し込まれた場合、二段階の操作感を操作者に与えることができる。
　第４実施形態では、上記（１－１）、（１－２）及び（３－１）欄で述べた作用及び効果に加えて次のような作用及び効果が得られる。
　（４－１）入力操作装置１１では、タッチセンサ部２１が傾斜するように操作面２２が押し込まれた場合と、タッチセンサ部２１が水平となるように操作面２２が最後まで押し込まれた場合とでは、スライダ入力用の検出部２３で検出される検出値が異なる。コントローラ１３は、このような検出値の違いを利用して、例えばタッチセンサ部２１が水平となるように操作面２２が最後まで押し込まれた場合のみを第２の操作として判定することができる。従って、スライダ操作の際に、意図せずタッチセンサ部２１が傾斜するように操作面２２が押し込まれたとしても、第２の操作と誤判定されることを回避することができる。
　（４－２）上記のような操作面２２が押し込まれた場合の検出値の違いを利用して、コントローラ１３は、第２の操作を複数の段階で判定することができる。従って、第２の操作から得られる複数の検出信号を利用して、仮押し等の様々な入力を行うことが可能となる。
　（第５実施形態）
　入力操作装置１１の第５実施形態について、上記第１実施形態と異なる点を中心に説明する。
　図１０に示すように、第５実施形態の入力操作装置１１の検出部２３は、第１の操作を示す第１の検出値を生成する第１電極２５ａと、第２の操作を示す第２の検出値を生成する第２電極２５ｂとを有している。検出部２３において、第１電極２５ａと第２電極２５ｂとは、操作面２２側から見た平面視で重なる位置に配置されている。そして、第１電極２５ａと第２電極２５ｂとは、平面視で同心となるように配置されている。なお、第１電極２５ａと第２電極２５ｂとは、検出値可変部３１とも平面視で同心となるように配置されている。第１電極２５ａは、第２電極２５ｂよりも操作面２２側に配置されている。
　第２電極２５ｂは、第１電極２５ａに対してシールド層として働く。このため、第１の操作により生成される第１電極２５ａの検出値は、操作面２２とは反対となる検出値可変部３１側からの影響を受け難い。また、第１電極２５ａは、第２電極２５ｂに対してシールド層として働く。このため、第２の操作により生成される第２電極２５ｂの検出値は、操作面２２側からの影響を受け難い。
　第１電極２５ａは、平面視で第２電極２５ｂと重なる位置に配置されている。平面視で第１電極２５ａの外形は、第２電極２５ｂの外形と同一、又は第２電極２５ｂの外形よりも大きいことが好ましい。この場合、第２電極２５ｂの検出値は、操作面２２に触れている手指の影響をより受け難くなるため、第２の操作の検出についての信頼性をより高めることができる。
　図１１の曲線（ａ）は、時間と第１電極２５ａに基づく静電容量の変化量Δとの関係を示し、図１１の曲線（ｂ）は、時間と第２電極２５ｂに基づく静電容量の変化量Δとの関係を示している。ここでは、説明の便宜上、タッチセンサ部２１（操作面２２）を検出値可変部３１に向けて押し込む速度を一定とした例を示している。静電容量センサ１２は、第１電極２５ａに基づく第１検出値と、第２電極２５ｂに基づく第２検出値とを別々に生成する。すなわち、入力操作装置１１は、別々の検出部２３で検出された結果に基づき第１の操作と第２の操作とを判定する。
　第５実施形態では、上記（１－１）～（１－３）欄で述べた作用及び効果に加えて次のような作用及び効果が得られる。
　（５－１）入力操作装置１１の検出部２３は、第１の操作を示す第１の検出値を生成する第１電極２５ａと第２の操作を示す第２の検出値を生成する第２電極２５ｂと備えている。この場合、入力操作装置１１によれば、第１の操作と第２の操作とを独立して検出することができるため、第１の操作及び第２の操作の検出についての信頼性をより高めることができる。
　（第６実施形態）
　入力操作装置１１の第６実施形態について、上記第１実施形態及び第５実施形態と異なる点を中心に説明する。
　図１２及び図１３に示すように、第６実施形態の入力操作装置１１は、第１電極２５ａ及び第２電極２５ｂと、シールド層２１ｄとを備えている。シールド層２１ｄは、導電材料から構成され、接地配線に接続されている。
　図１２（ａ）に示す入力操作装置１１では、平面視で第１電極２５ａの外形が第２電極２５ｂの外形よりも小さい。この場合、第２電極２５ｂよりも操作面２２側であり、タッチセンサ部２１の平面視において第２電極２５ｂと重なり、かつ、第１電極２５ａの配置されていない位置を覆うようにシールド層２１ｄを配置することが好ましい。このため、図１２（ａ）のシールド層２１ｄは、平面視で環状（ドーナツ状）に形成されている。シールド層２１ｄは、平面視で第２電極２５ｂの外形よりも大きく構成され、第２電極２５ｂからはみ出すように配置されていてもよい。　
　図１２（ｂ）に示す入力操作装置１１では、第１電極２５ａの形状が平面視で環状（ドーナツ状）であり、平面視で第１電極２５ａに囲まれる位置にシールド層２１ｄが配置されている。この入力操作装置１１では、シールド層２１ｄと平面視で重なる位置に第２電極２５ｂが配置されている。
　図１３（ａ）に示す入力操作装置１１では、第２電極２５ｂの形状が平面視で環状（ドーナツ状）であり、第１電極２５ａは第２電極２５ｂと同一平面上で第２電極２５ｂに囲まれるように配置されている。また、この入力操作装置１１は、第２電極２５ｂに平面視で重なる位置に配置されるシールド層２１ｄを備えている。ここで、シールド層２１ｄは、平面視で第２電極２５ｂの外形と同一に形成されている。しかしながら、シールド層２１ｄは、平面視で第２電極２５ｂの外形よりも大きく構成されていてもよい。
　図１３（ｂ）に示す入力操作装置１１では、第１電極２５ａの形状が平面視で環状（ドーナツ状）であり、第２電極２５ｂは第１電極２５ａと同一平面上で第１電極２５ａに囲まれるように配置されている。また、この入力操作装置１１は、第２電極２５ｂに平面視で重なる位置に配置されるシールド層２１ｄを備えている。図１２（ｂ）、図１３（ａ）及び図１３（ｂ）のシールド層２１ｄは、平面視で第２電極２５ｂの外形と同一に形成され、かつ、第２電極２５ｂと同心となるように配置されている。
　第６実施形態では、上記（１－１）、（１－２）、（５－１）欄で述べた作用及び効果に加えて次のような作用及び効果が得られる。
　（６－１）本実施形態の入力操作装置１１は、第２電極２５ｂよりも操作面２２側であり、タッチセンサ部２１の平面視において第２電極２５ｂと重なり、かつ、第１電極２５ａの配置されていない位置を覆うようにシールド層２１ｄを配置する構成である。これにより、検出部２３と検出値可変部３１との接触に基づく第２電極２５ｂの検出値は、検出値可変部３１とは反対側となる操作面２２側からの影響を受け難い。従って、入力操作装置１１によれば、第２の操作の検出についての信頼性を高めることができる。
　（第７実施形態）
　入力操作装置１１の第７実施形態について、上記第１実施形態と異なる点を中心に説明する。
　図１４に示すように、第７実施形態の入力操作装置１１におけるタッチセンサ部２１は、平面視で検出部２３の電極２５に部分的に重なる位置に配置されるシールド層２１ｄを備えている。シールド層２１ｄは、検出部２３の電極２５よりも操作面２２側に配置されている。このように配置されたシールド層２１ｄは、第１の操作において、第１の検出値の生成範囲を制限して検出部２３の検出範囲を制限する。シールド層２１ｄは、環状に形成されている。検出部２３は、シールド層２１ｄの環内を通じて第１の操作を検出可能に構成されている。検出部２３の電極２５において、平面視でシールド層２１ｄと重なる部分は、第１の操作が検出不能な部分となる。平面視で環状のシールド層２１ｄの外形は、検出部２３の電極２５の外形よりも大きいことが好ましい。この場合、平面視で電極２５がシールド層２１ｄの環外にはみ出すことがないため、検出部２３の検出範囲をより適切に制限することができる。
　なお、入力操作装置１１は、シールド層２１ｄの形状を環状以外の形状に変更した構成であってもよい。例えば、入力操作装置１１は、ライン状のシールド層が単数又は複数配置された構成とすることもできる。
　第７実施形態では、上記（１－１）～（１－３）欄で述べた作用及び効果に加えて次のような作用及び効果が得られる。
　（７－１）入力操作装置１１のタッチセンサ部２１は、検出部２３の電極２５よりも操作面２２側であり、タッチセンサ部２１の平面視において検出部２３の電極２５に部分的に重なる位置に配置されたシールド層２１ｄを備えている。この場合、操作面２２を触れる第１の操作により生成される検出値を所定の範囲内に規定することが容易となる。すなわち、操作面２２を操作体が触れる第１の操作を行った際の静電容量の変化量Δを所定値以下に抑えることが可能となる。これにより、検出部２３を検出値可変部３１に接触させる第２の操作を行った際の静電容量の変化量Δを所定値以上にして、第１の操作を行った際の静電容量の変化量Δとは異ならせることが容易となる。従って、第１の操作において、操作面２２に対する手指の接触面積が増大したとしても、第１の操作を第２の操作であると誤判定し難くなる。このため、入力操作装置１１によれば、第１の操作及び第２の操作の判定についての信頼性をより高めることができる。
　（７－２）シールド層２１ｄの形状は、平面視で環状であり、検出部２３は、シールド層２１ｄの環内を通じて第１の操作を検出可能に構成されていることが好ましい。この場合、第１の操作により検出される検出値を所定の範囲内に規定することがさらに容易となる。従って、上記（７－１）欄で述べた効果をさらに高めることができる。
　（第８実施形態）
　入力操作装置１１の第８実施形態について、上記第１実施形態と異なる点を中心に説明する。
　図１５に示すように、第８実施形態の入力操作装置１１におけるタッチセンサ部２１は、検出値可変部３１と対向する位置に配置されたグラウンド部５３を備えている。検出部２３の電極２５は、タッチセンサ部２１の背面２４（検出値可変部３１側）において露出している。検出値可変部３１の先端面は、導電層３１ａにより構成されている。
　この入力操作装置１１では、第２の操作により検出部２３の電極２５とグラウンド部５３が検出値可変部３１に接触する。このとき、検出部２３の電極２５は、グラウンド部５３と導通することで、静電容量センサ１２の静電容量（静電容量のカウント）はゼロとなる。このように入力操作装置１１は、静電容量の検出値がゼロとなることに基づき第２の操作を判定するように構成することもできる。なお、入力操作装置１１は、検出値可変部３１の先端面に予め接続されたグラウンド配線をグラウンド部５３とする構成であってもよい。また、入力操作装置１１は、検出値可変部３１の全体が導電材料から構成され、筐体等の取付部７１がグラウンド部５３として構成されていてもよい。
　第８実施形態では、上記（１－１）～（１－３）欄で述べた作用及び効果に加えて次のような作用及び効果が得られる。
　（８－１）入力操作装置１１は、第２の操作を行った際に静電容量センサ１２の静電容量をゼロにするグラウンド部５３を備えている。この場合、入力操作装置１１は、静電容量センサ１２の検出値（静電容量）がゼロになることに基づき第２の操作を判定することができるため、第１の操作を第２の操作と誤判定し難くなる。これにより、入力操作装置１１において、第１の操作及び第２の操作の判定についての信頼性をより高めることができる。
　（変更例）
　上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記各実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
　・入力操作装置１１は、タッチセンサ部２１の加飾部材２１ｃを省略した構成であってもよい。
　・上記入力操作装置１１は、検出部２３が検出値可変部３１に接触することに基づいて第２の操作を判定するように構成されている。しかしながら、入力操作装置１１は、例えば、閾値等を調整することで、検出部２３が検出値可変部３１に接近することに基づいて第２の操作を判定するように構成を変更することもできる。
　・上記入力操作装置１１では、弾性変形部４２は、第２の操作を行った際に座屈変形し、クリック操作感を付与するものである。しかしながら、弾性変形部４２がクリック操作感を付与しない構成に変更することができる。
　・支持部４１の形状を変更し、支持部４１（基台部４３）以外の部分に検出値可変部３１を設けることもできる。
　・上記入力操作装置１１では、静電容量センサ１２として、静電容量の変化量Δを検出する自己容量方式の静電容量センサ１２が採用されている。しかしながら、入力操作装置１１には、相互容量方式の静電容量センサ１２が採用されてもよい。相互容量方式の静電容量センサ１２は、送信電極と受信電極を用いて電界を発生させ、送受信電極間の電界変化を検出値として検出する。但し、タッチセンサ部２１の電極２５の構成をより簡素化するという観点から、自己容量方式の静電容量センサ１２が採用されることが好ましい。
　・上記入力操作装置１１の用途としては、特に限定されず、例えば、情報機器端末用途、車両用途、オーディオ機器用途が挙げられる。また、操作体としては、手指を触れる入力操作に限らず、操作用ペン等が用いられてもよい。
　上記実施形態及び変更例から把握できる技術的思想について記載する。
　（イ）前記検出部は、スライダ入力可能に構成され、前記第１の操作は、スライダ入力を含む入力操作装置。
　（ロ）前記検出部は、前記第１の操作を検出する第１電極と、前記第２の操作を検出する第２電極とを備える入力操作装置。
　（ハ）前記第１電極と、前記第２電極は、前記操作面側から見た平面視で重なる位置に配置されている入力操作装置。
　１１…入力操作装置、１２…静電容量センサ、１３…コントローラ、２１…タッチセンサ部、２１ｄ…シールド層、２２…操作面、２３…検出部、２４…背面、２５…電極、２５ａ…第１電極、２５ｂ…第２電極、３１…検出値可変部、４１…支持部、４２…弾性変形部、４３…基台部、５１…光源。

Claims (7)

  1. 　静電容量センサを備える入力操作装置において、
    　入力操作される操作面と前記静電容量センサの検出部とを有するタッチセンサ部と、
    　前記タッチセンサ部の前記操作面とは反対の背面側に配置され、前記検出部の接近又は接触により前記静電容量センサの検出値を変化させる検出値可変部と、
    　前記検出値可変部と前記タッチセンサ部とを離間した状態で前記タッチセンサ部を支持する支持部とを備え、
    　前記支持部は、前記操作面を押し込むことで前記検出部を前記検出値可変部に接近又は接触するように弾性変形する弾性変形部を有し、
    　前記静電容量センサは、前記操作面に触れる第１の操作を示す第１の前記検出値と、前記操作面を前記検出値可変部に向けて押し込む第２の操作を示す第２の前記検出値とを生成することを特徴とする入力操作装置。
  2. 　前記支持部は、基台部を有し、前記弾性変形部は、前記基台部から前記タッチセンサ部に向かって延出する形状を有し、前記検出値可変部は、前記弾性変形部により囲まれている請求項１に記載の入力操作装置。
  3. 　前記検出部、前記支持部及び前記検出値可変部をそれぞれ複数有し、
    　前記支持部及び前記検出値可変部は、前記検出部の各々に対応して配置されている請求項１又は請求項２に記載の入力操作装置。
  4. 　前記第１の検出値が生成された場合、前記操作面を照光する光源をさらに備える請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の入力操作装置。
  5. 　前記タッチセンサ部は、シールド層を備え、
    　前記シールド層は、前記検出部の電極よりも前記操作面側であり、前記タッチセンサ部の平面視において前記検出部の電極に部分的に重なる位置に配置されている請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の入力操作装置。
  6. 　前記シールド層の形状は、環状であり、
    　前記静電容量センサは、前記シールド層の環内を通じて前記第１の検出値を生成可能に構成されている請求項５に記載の入力操作装置。
  7. 　前記静電容量センサは、前記第１の検出値を生成する第１電極と、前記第２の検出値を生成する第２電極とを備え、前記タッチセンサ部は、シールド層を備え、
    　前記シールド層は、前記第２電極よりも前記操作面側であり、かつ前記タッチセンサ部の平面視において前記第２電極と重なる位置に配置されている請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の入力操作装置。
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