(57)【要約】  本発明の入力装置は、基板と、基板のスイッチ素子と、スイッチ素子における静電容量の変化を検出する検出部とを備える。前記スイッチ素子は、前記基板に設けられた固定電極部と、前記基板の主面側に設けられ、少なくとも一部が前記固定電極部に対して接近および離間する方向に弾性的に変位可能な可動電極部と、を有する。前記可動電極部は、導電体である被検出体による押圧によって前記固定電極部に接近する方向の変位が可能である。前記検出部は、前記被検出体の前記可動電極部への接近および離間により生じる静電容量の変化、および前記押圧による前記可動電極部の変位で生じる前記可動電極部と前記固定電極部との間の静電容量の変化を検出可能である。前記固定電極部は、前記可動電極部に対し電気的に絶縁されており、かつグランドに接続されている。
2013187397.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性の基板と、前記基板に設けられたスイッチ素子と、前記スイッチ素子における静電容量の変化を検出する検出部とを備え、
前記スイッチ素子は、前記基板に設けられた固定電極部と、前記基板の主面側に設けられ、少なくとも一部が前記固定電極部に対して接近および離間する方向に弾性的に変位可能な可動電極部と、を有し、
前記可動電極部は、導電体である被検出体による押圧によって前記固定電極部に接近する方向の変位が可能であり、
前記検出部は、前記被検出体の前記可動電極部への接近および離間により生じる静電容量の変化、および前記押圧による前記可動電極部の変位で生じる前記可動電極部と前記固定電極部との間の静電容量の変化を検出可能であり、
前記固定電極部は、前記可動電極部に対し電気的に絶縁されており、かつグランドに接続されていることを特徴とする入力装置。
【請求項２】
前記可動電極部は、前記基板から離れる方向に突出したドーム形状またはアーチ形状とされ、略中央部が前記固定電極部に接近および離間する方向に弾性的に変位可能であることを特徴とする請求項１に記載の入力装置。
【請求項３】
前記可動電極部は、前記基板の主面側に設けられた外電極部に電気的に接続され、
前記外電極部は、平面視において前記固定電極部の周囲に形成され、前記固定電極部に対する径方向距離が、前記可動電極部の前記固定電極部に接近および離間する方向の最大変位距離より大きいことを特徴とする請求項１または２に記載の入力装置。
【請求項４】
前記外電極部は、平面視において前記可動電極部を含む領域に形成され、かつ前記外電極部の外形寸法は前記可動電極部の外形寸法の１．５倍以上であることを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか１項に記載の入力装置。
【請求項５】
前記固定電極部は、前記基板の主面側とは反対面側に設けられていることを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか１項に記載の入力装置。
【請求項６】
前記基板の主面側には、前記基板に接近する方向の前記可動電極部の移動を規制する高さ調整部が形成されていることを特徴とする請求項５に記載の入力装置。
【請求項７】
前記高さ調整部は、前記主面に沿う層状に形成されていることを特徴とする請求項６に記載の入力装置。
【請求項８】
前記固定電極部は、前記基板の主面側に設けられ、
少なくとも前記固定電極部の前記可動電極部側の面には、前記可動電極部が前記固定電極部に接近する方向に変位したときに前記固定電極部に電気的に接続されるのを阻止する絶縁部が形成されていることを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか１項に記載の入力装置。
【請求項９】
前記絶縁部は、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリイミド系樹脂、およびエポキシ系樹脂からなる群から選択される１または２以上からなることを特徴とする請求項８に記載の入力装置。
【請求項１０】
前記絶縁部の比誘電率は、１．５〜１０とされていることを特徴とする請求項８または９に記載の入力装置。
【請求項１１】
前記絶縁部の厚さは、５μｍ以上とされていることを特徴とする請求項８〜１０のうちいずれか１項に記載の入力装置。
【請求項１２】
前記基板の主面を基準とする前記絶縁層上面と前記外電極部上面との高低差は、０以上、かつ、前記固定電極部とこれに対面する部分の前記可動電極部との距離の１０分の１以下の範囲であることを特徴とする請求項８〜１１のうちいずれか１項に記載の入力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スマートフォンなどの携帯電話機、タブレット端末などの携帯情報端末（ＰＤＡ：Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔなど）、パーソナルコンピュータ、タッチパネルなどの電子機器に用いられる入力装置に関する。
本願は、２０１２年０６月１２日に日本に出願された特願２０１２−１３３３０１、および、２０１２年０６月１２日に日本に出願された特願２０１２−１３３３０２に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機などには、１または複数のスイッチ素子を備えた入力装置が用いられる（例えば、特許文献１を参照）。
特許文献１には、接点電極と、操作者による押圧により前記接点電極に接触する反転部材と、操作者の指等（被検出体）が接近したときの静電容量の変化を検出する位置検出手段とを備えた入力装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】日本国特許第４０４９７０３号公報
【特許文献２】特開２０１１−０８１９１０号公報
【特許文献３】特開２００８−０５２６２０号公報
【特許文献４】特開２０１０−１２３３６７号公報
【特許文献５】日本国特許第４０４９７０３号公報
【特許文献６】特開２００６−２２２０２２号公報
【特許文献７】特開２００１−７４４０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記入力装置では、静電容量の変化の検出と、反転部材と接点電極との電気的な接続の検出とが必要であるため、静電容量の変化を検出する回路と、電気的な接続を検出する回路との両方を備えるか、またはそれぞれの機能を有する２つの集積回路を使用する必要があり、内部構造が複雑となることから、コスト面、製造の容易さ、装置の小型化などの点で問題があった。
また、特許文献２には、入力装置を備えた調理器が開示され、特許文献３には、静電センサ２０を有する入力装置が開示され、特許文献４には、スイッチ機構２を有する入力装置が開示されている。更に、特許文献５には、スイッチ入力手段、反転部材、及び接点電極９を備えた入力装置が開示され、特許文献６には、固定電極及び可動電極を備えた静電容量式スイッチが開示され、特許文献７には、固定電極等を有する基板、導電性ゴム板、及びゴム板を備えた静電容量式センサが開示されている。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、被検出体の位置および押圧操作を検出する入力装置において、内部の回路構成を簡略化できる入力装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明の一態様は以下の構成を提供する。
本発明の一態様は、絶縁性の基板と、前記基板に設けられたスイッチ素子と、前記スイッチ素子における静電容量の変化を検出する検出部とを備え、前記スイッチ素子は、前記基板に設けられた固定電極部と、前記基板の主面側に設けられ、少なくとも一部が前記固定電極部に対して接近および離間する方向に弾性的に変位可能な可動電極部と、を有し、前記可動電極部は、導電体である被検出体による押圧によって前記固定電極部に接近する方向の変位が可能であり、前記検出部は、前記被検出体の前記可動電極部への接近および離間により生じる静電容量の変化、および前記押圧による前記可動電極部の変位で生じる前記可動電極部と前記固定電極部との間の静電容量の変化を検出可能であり、前記固定電極部は、前記可動電極部に対し電気的に絶縁されており、かつグランドに接続されている入力装置を提供する。
前記可動電極部は、前記基板から離れる方向に突出したドーム形状またはアーチ形状とされ、略中央部が前記固定電極部に接近および離間する方向に弾性的に変位可能であることが好ましい。
前記可動電極部は、前記基板の主面側に設けられた外電極部に電気的に接続され、前記外電極部は、平面視において前記固定電極部の周囲に形成され、前記固定電極部に対する径方向距離が、前記可動電極部の前記固定電極部に接近および離間する方向の最大変位距離より大きいことが好ましい。
前記外電極部は、平面視において前記可動電極部を含む領域に形成され、かつ前記外電極部の外形寸法は前記可動電極部の外形寸法の１．５倍以上であることが好ましい。
前記固定電極部は、前記基板の主面側とは反対面側に設けられていることが好ましい。
前記基板の主面側には、前記基板に接近する方向の前記可動電極部の移動を規制する高さ調整部が形成されていることが好ましい。
前記高さ調整部は、前記主面に沿う層状に形成されていることが好ましい。
本発明の一態様は、前記固定電極部は、前記基板の主面側に設けられ、少なくとも前記固定電極部の前記可動電極部側の面には、前記可動電極部が前記固定電極部に接近する方向に変位したときに前記固定電極部に電気的に接続されるのを阻止する絶縁部が形成されていることが好ましい。
前記絶縁部は、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリイミド系樹脂、およびエポキシ系樹脂からなる群から選択される１または２以上からなることが好ましい。
前記絶縁部の比誘電率は、１．５〜１０とされていることが好ましい。
前記絶縁部の厚さは、５μｍ以上とされていることが好ましい。
前記基板の主面を基準とする前記絶縁層上面と前記外電極部上面との高低差は、０以上、かつ、前記固定電極部とこれに対面する部分の前記可動電極部との距離の１０分の１以下の範囲であることが好ましい。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の一態様によれば、検出部が、被検出体の位置変化による静電容量変化だけでなく、スイッチ素子の押圧操作による可動電極部の変位の際の静電容量変化を検出可能であるため、被検出体の位置を検出する回路と、可動電極部の押圧動作を検出する回路とを共通化でき、内部の回路構造を簡略化できる。このため、コスト面、製造の容易さ、装置の小型化などの点で有利である。
また、可動電極部の押圧動作を静電容量の変化により検出するため、押圧動作を電極部の電気的接続により検出する構造に比べて、検出時に回路に流れる電流が急増することはなく、これを原因とする不具合は生じない。
また、本発明の一態様では、押圧動作を電極部の電気的接続により検出する構造とは異なり、異物混入や電極部の腐食等を原因とする接触不良によって検出感度が低下することがない。
本発明の一態様では、固定電極部が基板の主面とは反対の面側に設けられているため、固定電極部と可動電極部との間の確実な絶縁が可能である。従って、両電極部の電気的接続による静電容量の検出不能という事態は生じない。【０００７】
本発明の一態様によれば、単一の検出部によって、被検出体が接近および離間する際の位置変化による静電容量変化だけでなく、スイッチ素子の押圧操作による可動電極部の変位の際の静電容量変化も検出可能である。つまり、２段階の静電容量変化を単一の検出部で検出することができる。その結果、被検出体の位置を検出する回路と、可動電極部の押圧動作を検出する回路とを共通化でき、内部の回路構造を簡略化できる。このため、コスト面、製造の容易さ、装置の小型化などの点で有利である。
また、可動電極部の押圧動作を静電容量の変化により検出するため、押圧動作を電極部の電気的接続により検出する構造に比べて、検出時に回路に流れる電流が急増することはなく、これを原因とする不具合は生じない。
また、本発明の一態様では、押圧動作を電極部の電気的接続により検出する構造とは異なり、異物混入や電極部の腐食等を原因とする接触不良によって検出感度が低下することがない。
本発明の一態様では、固定電極部および可動電極部がいずれも基板の主面に設けられているため、安価な片面基板を利用でき、コスト抑制が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１実施形態の入力装置を示す断面図である。
【図２】図１の入力装置を示す平面図である。
【図３】図１の入力装置を模式的に示す構成図である。
【図４】図１の入力装置において被検出体が可動電極部に接近した状態を模式的に示す構成図である。
【図５】図１の入力装置において被検出体が可動電極部を押圧した状態を模式的に示す構成図である。
【図６】図１の入力装置において被検出体が可動電極部に接近した状態を示す断面図である。
【図７】図１の入力装置において被検出体が可動電極部を押圧した状態を示す断面図である。
【図８】図１の入力装置を用いた電子機器の例を示す斜視図である。
【図９】図１の入力装置における静電容量の変化を示す図である。
【図１０Ａ】図１の入力装置における被検出体の位置検出に関する説明図である。
【図１０Ｂ】図１の入力装置における被検出体の位置検出に関する説明図である。
【図１０Ｃ】図１の入力装置における被検出体の位置検出に関する説明図である。
【図１１】可動電極部の他の例を有する入力装置を示す平面図である。
【図１２】本発明の第２実施形態の入力装置を示す断面図である。
【図１３】図１２の入力装置において被検出体が可動電極部を押圧した状態を示す断面図である。
【図１４】図１２の入力装置を示す平面図である。
【図１５】押圧操作時に可動電極部に加えられる荷重と可動電極部の変位量との関係を示す図である。
【図１６】可動電極部の他の例を有する入力装置を示す平面図である。
【図１７】突起部を有する外装シートを用いた入力装置の一例を示す断面図である。
【図１８】押圧力伝達部材を用いた入力装置の一例を示す断面図である。
【図１９】本発明の第３実施形態の入力装置を示す断面図である。
【図２０】図１９の入力装置を示す平面図である。
【図２１】図１９の入力装置を模式的に示す構成図である。
【図２２】図１９の入力装置において被検出体が可動電極部に接近した状態を模式的に示す構成図である。
【図２３】図１９の入力装置において被検出体が可動電極部を押圧した状態を模式的に示す構成図である。
【図２４】図１９の入力装置において被検出体が可動電極部に接近した状態を示す断面図である。
【図２５】図１９の入力装置において被検出体が可動電極部を押圧した状態を示す断面図である。
【図２６】図１９の入力装置を用いた電子機器の例を示す斜視図である。
【図２７】図１９の入力装置における静電容量の変化を示す図である。
【図２８Ａ】図１９の入力装置における被検出体の位置検出に関する説明図である。
【図２８Ｂ】図１９の入力装置における被検出体の位置検出に関する説明図である。
【図２８Ｃ】図１９の入力装置における被検出体の位置検出に関する説明図である。
【図２９】可動電極部の他の例を有する入力装置を示す平面図である。
【図３０】突起部を有する外装シートを用いた入力装置の一例を示す断面図である。
【図３１】押圧力伝達部材を用いた入力装置の一例を示す断面図である。
【図３２】入力装置の他の例を示す断面図である。
【図３３】入力装置の他の例を示す平面図である。
【図３４】入力装置の他の例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１は、本発明の第１実施形態である入力装置１０（入力装置モジュール）を示す断面図である。図２は、入力装置１０を示す平面図である。図３は、入力装置１０を模式的に示す構成図である。図４は、被検出体２０が可動電極部１２に接近した状態を模式的に示す構成図である。図５は、被検出体２０が可動電極部１２を押圧した状態を模式的に示す構成図である。図６は、被検出体２０が可動電極部１２に接近した状態を示す断面図である。図７は、被検出体２０が可動電極部１２を押圧した状態を示す断面図である。図８は、入力装置１０を用いた電子機器の例を示す斜視図である。
以下の説明において、高さ方向とは、図１における上方（基板１に垂直であって基板１から離れる方向）という。
【００１０】
図８は、入力装置１０を用いた電子機器の一例である携帯電話機を示す。入力装置１０は、携帯電話機３０の本体部３１に設けられる。
図１〜図３に示すように、入力装置１０は、基板１と、基板１の主面１ａに設けられたスイッチ素子２と、スイッチ素子２における静電容量の変化を検出する検出部３と、スイッチ素子２を覆う押えシート４と、押えシート４を覆う外装シート５とを備えている。
【００１１】
基板１としては、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエステル樹脂、アラミド樹脂、液晶ポリマー、ガラスなどの絶縁性の材料のうち１または２以上が使用でき、例えばＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＰＣＢ（Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｂｏａｒｄ）などのプリント配線基板を利用できる。
基板１の比誘電率は、例えば１．５〜１０とすることができる。比誘電率をこの範囲とすることで、固定電極部１１と可動電極部１２との間の静電容量を高め、検出感度を良好にすることができる。
基板１の厚さは、例えば１０〜５００μｍとすることができる。基板１の厚さをこの範囲とすることで、固定電極部１１と可動電極部１２との間の絶縁を確実にするとともに、固定電極部１１と可動電極部１２との間の静電容量を高め、検出感度を良好にすることができる。
主面１ａには、銅などの導電体からなる配線層（図示略）を形成することができ、この配線層により各電極部と検出部３とを電気的に接続できる。
基板１は、固定電極部１１と可動電極部１２とを電気的に絶縁する絶縁部として機能する。
【００１２】
スイッチ素子２は、主面１ａとは反対の面である裏面１ｂ（図１では下面）に設けられた固定電極部１１と、少なくとも一部が平面視において固定電極部１１に重なる位置に設けられた可動電極部１２と、主面１ａに設けられた外電極部１４と、を有する。
【００１３】
固定電極部１１は、銀、銅などの導電体からなる導電層であり、平面視形状は略円形とすることができる（図２参照）。固定電極部１１は、銅に限らず、ステンレス鋼、アルミニウムなどの他の金属等で形成してもよい。
固定電極部１１はグランドに接続されている。このため、固定電極部１１は電位が一定となる。
よって、固定電極部１１の電位の変動による可動電極部１２と固定電極部１１の間の静電容量の変化を回避し、２段階の静電容量の検出を正確に行うことができる。
また、入力装置は、その下に何らかの電子機器が配置されて使用されることが想定されるが、この電子機器から発生するノイズ（静電容量）によって、可動電極部と固定電極部との間の静電容量値が乱れるおそれがある。２段階の静電容量変化の検出では、１段階の静電容量変化を検出する場合に比べて１段階あたりの変化許容幅が必然的に小さくなるため、この問題は顕著になる。
従って、２段階の静電容量変化の検出において、精度の高い検出が可能となる。
【００１４】
可動電極部１２は、金属などの導電体からなる板状体（メタルプレート）であり、上方（基板１から離れる方向）に凸状となるように突出したドーム形状とすることができる。
可動電極部１２は、例えば湾曲した断面形状を有し、図１に示す例では断面略楕円弧形である。なお、可動電極部１２は、湾曲形状に限らず、平板状であってもよいし、屈曲形状であってもよい。
可動電極部１２の平面視形状は、略円形とすることができる（図２参照）。可動電極部１２の基端部１２ａ（可動電極部１２の周縁部）は、外電極部１４の上面に固定され、外電極部１４と電気的に接続されている。
図示例の可動電極部１２は固定電極部１１より大きい外径を有し、可動電極部１２を覆うように設けられている。
可動電極部１２は、ステンレス鋼などの金属材料によって形成することができる。
【００１５】
可動電極部１２は、操作者による押圧によって中央部１２ｂが固定電極部１１に対して接近および離間する方向に弾性的に変位可能な可撓性を有し、図６に示す変形していない状態と、図７に示すように中央部分が下方に凸状となって中央部１２ｂが固定電極部１１に接近した状態（押圧状態）とを切り替え可能である。
【００１６】
中央部１２ｂが最下降位置にあるときの中央部１２ｂと固定電極部１１との距離（図７に示すｈ２）は、例えば１０〜５００μｍとすることができる。この距離をこの範囲とすることで、固定電極部１１と可動電極部１２との間の静電容量を高め、検出感度を良好にすることができる。中央部１２ｂは最下降位置にあるとき、基板１と接触してもよい。
【００１７】
外電極部１４は、主面１ａ側に形成され、平面視において固定電極部１１を概略囲むように、固定電極部１１から径方向に離間した位置に形成された略Ｃ形または略環状としてよい。図示例の外電極部１４は平面視Ｃ形とされている（図２参照）。
図１に示すように、平面視における外電極部１４と固定電極部１１との径方向の距離Ｌ１は、可動電極部１２のストローク（上下方向の可動電極部１２の最大変位距離。例えば図６および図７に示す「ｈ１−ｈ２」）より大きいことが好ましい。
これによって、固定電極部１１と外電極部１４との間に生じる寄生容量が小さくなるため、被検出体２０の近接や可動電極部１２が固定電極部１１に接近したことによる静電容量値の変化量が相対的に大きくなり、第１段階（被検出体の接近および離間）と、第２段階（押圧による可動電極部の変位）の静電容量の相対的な変化量を大きくすることができる。その結果、検出が容易になる。
ここで、寄生容量とは、被検出体２０が、スイッチ素子２に近接していない状態で生じる静電容量値である。
【００１８】
平面視における外電極部１４と固定電極部１１との径方向の離間距離Ｌ１は、０．１５〜３．５ｍｍであることが好ましい。Ｌ１をこの範囲にすることによって、寄生容量を小さくしつつも、入力装置１０の大型化を防止することができる。
また、可動電極部１２のストローク「ｈ１−ｈ２」は、０．１〜０．４ｍｍであることが好ましい。これにより、静電容量値の変化量を大きくしつつ、入力装置１０の大型化を防止することができる。
また、Ｌ１と「ｈ１−ｈ２」との差は、０．０５〜３．１ｍｍであることが好ましい。
これにより、被検出体２０の近接や可動電極部１２が固定電極部１１に接近したことによる静電容量値の変化量が相対的により大きくなり、検出が容易になる。
また、外電極部１４の径方向の寸法（図１に示す幅Ｗ１）は、０．５ｍｍ以上が好ましい。幅Ｗ１をこの範囲とすることによって、検出感度を高めることができる。
なお、図２に示すように、固定電極部１１は、平面視において外電極部１４から径方向に離間した位置に形成されているが、固定電極部１１の大きさおよび形成位置は図示例に限定されない。例えば、固定電極部１１は、図２に示す例より形成範囲が大きくてもよく、その一部は、平面視において外電極部１４に重なる範囲に形成されていてもよい。
【００１９】
押えシート４は、可撓性のシート体であって、ＰＥＴなどの樹脂材料等からなる。押えシート４は厚さ方向に撓み変形可能である。
押えシート４の下面４ａ（基板１側の面）には樹脂層７が形成されている。
図示例では、樹脂層７に、外電極部１４より一回り大きい平面視円形の開口部７ａが形成され（図２参照）、この開口部７ａ内に外電極部１４が形成されている。
【００２０】
外装シート５は、可撓性のシート体であって、ＰＥＴなどの樹脂材料等からなる。外装シート５は厚さ方向に撓み変形可能である。
図８に示すように、外装シート５には、文字、記号、図形などが表示された表示部５ａ（操作キー部）を形成することができる。表示部５ａ（操作キー部）は、平面視において可動電極部１２の少なくとも一部と重なる位置に形成されていることが好ましい。
【００２１】
次いで、入力装置１０の動作について説明する。
図１および図３に示すように、被検出体２０がスイッチ素子２に近接していない状態で、検出部３（パルス生成部および容量検出部）により、可動電極部１２にパルス電圧を加えることで検出される静電容量は、固定電極部１１と可動電極部１２との間に形成される静電容量γ１と、寄生容量αとの和（α＋γ１）である。
γ１は、ε１（Ｓ／ｈ１）で表される。ただし、ε１は固定電極部１１と可動電極部１２との間の誘電率である。実際には、固定電極部１１と可動電極部１２との間には、空気層と基板１が介在しており、それぞれの誘電率は異なるが、ここでは、説明を簡略化するため、一様の誘電率の物が固定電極部１１と可動電極部１２の間に挟まれていると考え、誘電率をε１とする。Ｓは、可動電極部１２に対面する固定電極部１１の面積である。ｈ１は、固定電極部１１と、平面視において固定電極部１１と重なる部分の可動電極部１２との距離、例えば固定電極部１１の上面１１ａと、中央部１２ｂの下面との高低差である。
可動電極部１２に対面する固定電極部１１の面積であるＳは、０．５〜２０．０ｍｍ２であることが好ましい。これにより、可動電極部１２と固定電極部１１に生じる静電容量値を大きくすることができ、後述する可動電極部１２が押圧された際の静電容量値の変化量を大きくすることができる。
静電容量γ１は、固定電極部１１と可動電極部１２との間の距離や、検出部３の構成によって大幅に異なってくるが、おおよそ、０．０１〜２０（ｐＦ）になる。
検出部３における静電容量検出は、静電容量が変化した際の、静電容量の変化量を検出することによって行われる。静電容量の検出には、特開２００７−１８８３９号公報、特開２００５−３５３５６５号公報などに記載された回路の一部を利用できる。図１および図３に示すように、被検出体２０がスイッチ素子２に近接していない状態を「通常状態」という。
【００２２】
図４および図６に示すように、被検出体２０がスイッチ素子２に接近すると、検出部３で検出される静電容量は次のように変化する。
被検出体２０は、例えば操作者の手指、タッチペン等であり、少なくとも一部は導電体からなり、可動電極部１２との間に静電容量βを形成する。
図示例では、被検出体２０は可動電極部１２に平面視において重なる位置の外装シート５の上面に当接しており、可動電極部１２に近接した位置にある。この状態では、可動電極部１２は押圧されておらず、可動電極部１２は変形していないため、中央部１２ｂの高さ位置は、図１および図３に示す通常状態と同じである。図４および図６に示す状態を「接近状態」という。
【００２３】
この接近状態では、被検出体２０と可動電極部１２との間に静電容量βが形成されるため、検出部３により検出される静電容量は、通常状態での静電容量（α＋γ１）に静電容量βを加えた値（α＋β＋γ１）となる。すなわち、検出値は通常状態に比べ「β」だけ増加する。
静電容量βは、可動電極部１２の大きさや検出部３の構成によって、大幅に異なってくるが、おおよそ、１〜１００（ｐＦ）になる。
【００２４】
図５および図７に示すように、被検出体２０が外装シート５を介して可動電極部１２の中央部１２ｂを下方（基板１に近づく方向）に押圧すると、可動電極部１２は弾性的に変形し、中央部１２ｂを含む部分（中央部分）は下方に凸状となる湾曲形状となる。
これによって、中央部１２ｂは下方に変位し、固定電極部１１との距離は小さくなる。この変形の際に、可動電極部１２は操作者にクリック感を与える。
図５および図７に示す状態を「押圧状態」という。
【００２５】
固定電極部１１は、基板１の裏面１ｂに設けられているため、可動電極部１２固定電極部１１に当接せず、可動電極部１２と固定電極部１１とが電気的に接続されることはない。
可動電極部１２と固定電極部１１とが電気的に接続されると、静電容量の検出ができなくなることが考えられるが、この入力装置１０では、そのような事態は起こらない。
【００２６】
この押圧状態では、固定電極部１１と可動電極部１２との間に形成される静電容量γ２は「ε２（Ｓ／ｈ２）」となる。ε２は押圧状態における固定電極部１１と可動電極部１２との間の誘電率である。
固定電極部１１と可動電極部１２の距離（図５および図７に示すｈ２）が小さくなるため、静電容量γ２は、図４および図６に示す「接近状態」での静電容量γ１に比べて大きくなる。
このため、検出部３により検出される静電容量（α＋β＋γ２）は、接近状態（図４および図６参照）の静電容量（α＋β＋γ１）より大きくなる。
静電容量γ２は、基板１の比誘電率やｈ２の長さによって、大幅に異なってくるが、おおよそ、０．０４〜３５０（ｐＦ）になる。
接近状態と押圧状態の静電容量の差はγ２−γ１である。この差はおおよそ、０．０３〜３３０（ｐＦ）になる。
【００２７】
操作者が押圧を停止すると、可動電極部１２の弾性復元力によって可動電極部１２はもとの形状（図４および図６に示す形状）となり、中央部１２ｂは上方に変位する。静電容量の検出値は（α＋β＋γ１）となる。
被検出体２０がスイッチ素子２から離れると、図１および図３に示す通常状態に戻り、静電容量の検出値は再び（α＋γ１）となる。
【００２８】
図９は、一連の操作における静電容量の変化を示す図である。以下、この図を参照して入力装置１０における検出動作の一例について説明する。
予め、通常状態の静電容量（α＋γ１）と接近状態の静電容量（α＋β＋γ１）との間に基準値１（第１基準値）を設定するとともに、接近状態の静電容量（α＋β＋γ１）と押圧状態の静電容量（α＋β＋γ２）との間に基準値２（第２基準値）を設定しておく。
通常状態（図３）から接近状態（図４）になると、検出部３により検出される静電容量は（α＋γ１）から基準値１を越えて（α＋β＋γ１）まで増加する。
検出部３は、基準値１を越える静電容量を検出すると、被検出体２０が接近したことを認識して第１検出信号を出力し、この第１検出信号によって、何らかの動作（例えば表示部（図示略）の画面への表示）を行わせることができる。
接近状態（図４）から押圧状態（図５）になると、検出部３により検出される静電容量は（α＋β＋γ１）から基準値２を越えて（α＋β＋γ２）まで増加する。
検出部３は、基準値２を越える静電容量を検出すると、押圧動作がなされたことを認識して第２検出信号を出力し、この第２検出信号によって、何らかの動作（例えば表示部（図示略）の画面への表示）を行わせることができる。
検出部３は、同様に、押圧状態から接近状態への移行に伴って静電容量が基準値２を下回ったとき、および接近状態から通常状態への移行に伴って静電容量が基準値１を下回ったときにも、それぞれ検出信号を出力させ、何らかの動作を行うことができる。
この例では、予め２つの基準値を設定することで、検出部３は、被検出体２０の接近および離間、およびスイッチ素子２の押圧動作を別々に認識して、２段階のスイッチング機能を発揮する。
なお、この例では基準値を２つ設定したが、基準値は３以上でもよい。例えば（α＋γ１）と（α＋β＋γ１）との間、および（α＋β＋γ１）と（α＋β＋γ２）との間に、それぞれ２以上の基準値を設定してもよい。
また、基準値はヒステリシスを設けてもよい。
【００２９】
図１０Ａ〜図１０Ｃに示すように、入力装置１０は、被検出体２０の平面位置（基板１に沿う面内の位置）を検出することもできる。
被検出体２０が第１スイッチ素子２（２Ａ）に近接した第１位置（図１０Ａ）から、第２スイッチ素子２（２Ｂ）に近接した第２位置（図１０Ｂ）を経て、第３スイッチ素子２（２Ｃ）に近接した第３位置（図１０Ｃ）に至るまで移動する場合を想定する。
第１位置（図１０Ａ）では、被検出体２０は第１スイッチ素子２Ａに近接しているため、第１スイッチ素子２Ａでは静電容量の検出値は高い値となる一方、通常状態にある第２および第３スイッチ素子２Ｂ、２Ｃでは、静電容量の検出値は比較的低い値となる。
第２位置（図１０Ｂ）では、被検出体２０は第２スイッチ素子２Ｂに近接しているため、第２スイッチ素子２Ｂでは静電容量の検出値は高い値となり、第１および第３スイッチ素子２Ａ、２Ｃでは低い値となる。
第３位置（図１０Ｃ）では、被検出体２０は第３スイッチ素子２Ｃに近接しているため、第３スイッチ素子２Ｃでは静電容量の検出値は高い値となり、第１および第２スイッチ素子２Ａ、２Ｂでは低い値となる。
このように、被検出体２０の位置によって各スイッチ素子２の静電容量の検出値が変化するため、検出値に基づいて被検出体２０の位置を特定できる。
【００３０】
入力装置１０を作製するには、固定電極部１１、外電極部１４および可動電極部１２を設けた基板１の主面１ａに樹脂層７を設け、その上に押えシート４を設け、さらにその上に外装シート５を設ける。
これによって、図１等に示す入力装置１０が得られる。
【００３１】
入力装置１０では、検出部３が、被検出体２０の位置変化による静電容量変化だけでなく、押圧操作による可動電極部１２の変位の際の静電容量変化を検出可能であるため、被検出体２０の位置を検出する回路と、可動電極部１２の押圧動作を検出する回路とを共通化でき、内部の回路構造を簡略化できる。このため、コスト面、製造の容易さ、装置の小型化などの点で有利である。
【００３２】
入力装置１０では、可動電極部１２の押圧動作を静電容量の変化により検出するため、押圧動作を電極部の電気的接続により検出する構造に比べて、検出時に回路に流れる電流が急増することはなく、これを原因とする不具合は生じない。
また、押圧動作を電極部の電気的接続により検出する構造とは異なり、異物混入や電極部の腐食等を原因とする接触不良によって検出感度が低下することがない。
【００３３】
入力装置１０では、固定電極部１１が基板１の裏面１ｂに設けられているため、固定電極部１１と可動電極部１２との間の確実な絶縁が可能である。従って、両電極部１１、１２の電気的接続による静電容量の検出不能という事態は生じない。
【００３４】
本発明の技術的範囲は上記実施形態に限られず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
可動電極部１２の形状は図示例に限らない。可動電極部１２は、例えば図１１に示すように、平面視において左右に延在する一定幅の長板からなり、両基端部１２Ａａが外電極部１４上に形成されたアーチ形状であってもよい。
また、図示例では、入力装置１０は複数のスイッチ素子２を有するが、スイッチ素子２は１つのみでもよい。
【００３５】
図１２は、本発明の第２実施形態である入力装置４０を示す断面図である。図１３は、押圧状態の入力装置４０を示す断面図である。図１４は、入力装置４０を示す平面図である。
図１２に示すように、入力装置４０は、基板１の主面１ａに、基板１に接近する方向の可動電極部１２の移動を規制する高さ調整層１３（高さ調整部）が形成されている点で、図１等に示す第１実施形態の入力装置１０と異なる。
【００３６】
図１３に示すように、可動電極部１２（中央部１２ｂ）が固定電極部１１に接近する方向（下方）に変位したときの中央部１２ｂの高さ位置は、高すぎれば可動電極部１２の変形量が小さくなるためクリック感が不足しやすくなり、低すぎれば可動電極部１２の耐久性に影響が及ぶおそれがある。
高さ調整層１３は、可動電極部１２（中央部１２ｂ）が固定電極部１１に接近する方向（下方）に変位するときの中央部１２ｂの下方移動を規制し、中央部１２ｂの高さ位置を調整する。高さ調整層１３は、上面１３ａに当接した中央部１２ｂのそれ以上の下方移動を規制するため、中央部１２ｂの下方変位の限界位置を規定する。
【００３７】
高さ調整層１３は、主面１ａに沿う層状であり、高さ調整層１３の構成材料は、検出部３等と電気的に接続されなければ導電性材料でもよいが、絶縁性材料を使用すると、固定電極部１１と可動電極部１２との間の静電容量を高め、検出感度を良好にすることができる。
高さ調整層１３の構成材料としては、例えばポリイミド計樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエステル系樹脂、液晶ポリマー、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂からなる群から選択される１または２以上を使用できる。高さ調整層１３には、汎用のソルダレジストを使用してもよい。
【００３８】
高さ調整層１３の誘電率は、例えば１．５〜１０（Ｆ／ｍ）とすることができる。誘電率をこの範囲とすることで、固定電極部１１と可動電極部１２との間の静電容量を高め、検出感度を良好にすることができる。
高さ調整層１３の厚さ（基板１の厚さ方向の寸法）は、例えば１０〜２００μｍとすることができる。高さ調整層１３の厚さをこの範囲とすることで、クリック感を良好にし、かつ可動電極部１２の耐久性低下を防ぐことができる。
高さ調整層１３の厚さは、外電極部１４の厚さとほぼ同じであることが好ましい。
【００３９】
図１４に示すように、高さ調整層１３の平面視位置は、変位時の中央部１２ｂが当接できる位置とされる。高さ調整層１３は、平面視において少なくとも中央部１２ｂと重なる位置を含むように形成することが好ましい。
【００４０】
高さ調整層１３（高さ調整部）の形状は、中央部１２ｂの高さを調整できる形状であれば、層状に限らず、他の形状であってもよい。例えば主面１ａに形成された１または複数のブロック状であってもよい。
【００４１】
高さ調整層１３は、樹脂層７とは別体であってもよいが、樹脂層７と一体に形成されていてもよい。図１３に示す例では、樹脂層７に、外電極部１４より一回り大きい平面視Ｃ形の開口部７ａ’が形成され、この開口部７ａ’の内側の略円形部分が高さ調整層１３となっている。
【００４２】
図１５は、押圧操作時に可動電極部１２に加えられる荷重（縦軸）と、中央部１２ｂの変位量（横軸）との関係を示す図である。変位量は、通常状態（図１２参照）を基準とする、押圧操作時の中央部１２ｂの移動距離（図１２および図１３の上下方向の距離）である。
Ｓ１は、可動電極部１２の中央部分が反転される際の変位量であり、そのときの荷重は極大値Ｐ１である。Ｓ２は、反転が完了した時の変位量であり、そのときの荷重は極小値Ｐ２である。
高さ調整層１３の厚さ寸法が大きすぎ、中央部１２ｂが高さ調整層１３に当接したときの変位量がＳ２より小さいＳ２’となった場合には、荷重は極小値Ｐ２より大きいＰ２’となるため、クリック感の点ではやや劣る。
これに対し、高さ調整層１３の厚さを、高さ調整層１３に当接したときの中央部１２ｂの変位量がＳ２となるように設定した場合には、荷重は極小値Ｐ２となるため、押圧操作時の荷重変化が大きくなることから、クリック感は良好となる。
【００４３】
入力装置４０では、高さ調整層１３を設けることによって、十分なクリック感が得られ、かつ可動電極部１２の耐久性の悪化を防ぐことができる。
【００４４】
可動電極部１２の形状は図示例に限らず、例えば図１６に示すように、平面視において左右に延在する一定幅の長板からなり、両基端部１２Ａａが外電極部１４上に形成されたアーチ形状であってもよい。
この例では、樹脂層７の開口部７ａ”は、図１４の平面視Ｃ形の開口部７ａ’を長さ方向の中央で２つに分割した形状に相当する扇形である。
【００４５】
図１７に示すように、外装シート５の下面５ｂには、突起部１５（押圧力伝達部）を設けることもできる。
突起部１５は、円形、多角形等の平面視形状を有する厚肉部分であり、下面５ｂから下方に突出して形成されている。突起部１５の形成位置は、平面視において可動電極部１２の中央部１２ｂに重なる位置を含むことが好ましい。
この入力装置では、操作者が外装シート５を押圧すると、突起部１５は下方に変位し、押えシート４を介して可動電極部１２の中央部１２ｂを押圧する。押圧力は突起部１５を介して集中して可動電極部１２に作用するため、この押圧力を効率よく可動電極部１２に作用させ、操作の確実性を高めるとともに、良好なクリック感を得ることができる。
また、操作者による押圧の平面視位置が可動電極部１２の中央から外れた位置であっても、押圧力は突起部１５を介して可動電極部１２の適正な位置に伝達されるため、誤操作を防ぐことができる。
【００４６】
図１８は、押圧力伝達部材を用いた入力装置の一例を示す断面図であって、この入力装置では、押えシート４は、上方に突出した突出部１６を有する。図示例の突出部１６は上板１６ａとその周縁から垂下する側板１６ｂとを有する。突出部１６の平面視形状は円形、多角形等としてよい。
突出部１６の内面側（下面側）は収容凹部１６ｃであり、収容凹部１６ｃ内には押圧力伝達部材１７が収容されている。押圧力伝達部材１７は、押えシート４の収容凹部１６ｃに収容されるため、側方への位置ずれが生じにくい。
押圧力伝達部材１７は、収容凹部１６ｃの内面形状に沿う形状、例えば円柱状、直方体状などのブロック状とすることができ、その設置位置は、平面視において可動電極部１２の中央部１２ｂに重なる位置を含むことが好ましい。
この入力装置では、押圧力伝達部材１７が、可動電極部１２の上面と押えシート４との間に設置されるため、操作者の押圧力は、押圧力伝達部材１７を介して集中して可動電極部１２に作用する。このため、この押圧力を効率よく可動電極部１２に作用させ、操作の確実性を高めるとともに、良好なクリック感を得ることができる。
また、操作者による押圧の平面視位置が可動電極部１２の中央から外れた位置であっても、押圧力は押圧力伝達部材１７を介して可動電極部１２の適正な位置に伝達されるため、誤操作を防ぐことができる。
【００４７】
外装シート５の上面５ｃには、操作凸部１８を形成することができる。操作凸部１８は、円形、多角形等の平面視形状を有する厚肉部分であり、その形成位置は、平面視において可動電極部１２の中央部１２ｂに重なる位置を含むことが好ましい。
操作凸部１８によって、操作者の押圧力は、より確実に可動電極部１２に伝えられる。
【００４８】
図１９は、本発明の第３実施形態である入力装置１１０（入力装置モジュール）を示す断面図である。図２０は、入力装置１１０を示す平面図である。図２１は、入力装置１１０を模式的に示す構成図である。図２２は、被検出体２０が可動電極部１２に接近した状態を模式的に示す構成図である。図２３は、被検出体２０が可動電極部１２を押圧した状態を模式的に示す構成図である。図２４は、被検出体２０が可動電極部１２に接近した状態を示す断面図である。図２５は、被検出体２０が可動電極部１２を押圧した状態を示す断面図である。図２６は、入力装置１１０を用いた電子機器の例を示す斜視図である。
以下の説明において、第１実施形態及び第２実施形態の入力装置と同じ構成については、同じ符号を付して説明を省略する場合がある。なお、高さ方向とは、図１９における上方（基板１に垂直であって基板１から離れる方向）という。
【００４９】
図２６は、入力装置１１０を用いた電子機器の一例である携帯電話機を示す。入力装置１１０は、携帯電話機３０の本体部３１に設けられる。
図１９〜図２１に示すように、入力装置１１０は、基板１と、基板１の主面１ａに設けられたスイッチ素子１０２と、スイッチ素子１０２における静電容量の変化を検出する検出部３と、スイッチ素子１０２を覆う押えシート４と、押えシート４を覆う外装シート５とを備えている。
【００５０】
基板１としては、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエステル樹脂、アラミド樹脂、液晶ポリマー、ガラスなどの絶縁性の材料が使用でき、例えばＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＰＣＢ（Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｂｏａｒｄ）などのプリント配線基板を利用できる。
主面１ａには、銀、銅などの導電体からなる配線層（図示略）を形成することができ、この配線層により各電極部と検出部３とを電気的に接続できる。
【００５１】
スイッチ素子１０２は、主面１ａに設けられた固定電極部１１１と、少なくとも一部が平面視において固定電極部１１１に重なる位置に設けられた可動電極部１２と、固定電極部１１１の少なくとも一部を覆って形成された絶縁層１１３（絶縁部）と、主面１ａに設けられた外電極部１４と、を有する。
【００５２】
固定電極部１１１は、銀、銅などの導電体からなる導電部であり、平面視形状は略円形とすることができる（図２０参照）。
固定電極部１１１はグランドに接続されている。このため、固定電極部１１１は電位が一定となる。
よって、固定電極部１１１の電位の変動による可動電極部１２と固定電極部１１１の間の静電容量の変化を回避し、２段階の静電容量の検出を正確に行うことができる。また、固定電極部１１１の電位が一定であるため、ノイズの影響を受けないばかりか、固定電極部１１１でノイズを吸収できるため、可動電極部１２にノイズが届くのを防止することもできる。
従って、２段階の静電容量変化の検出において、精度の高い検出が可能となる。
【００５３】
可動電極部１２は、金属などの導電体からなる板状体（メタルプレート）であり、上方（基板１から離れる方向）に凸状となるように突出したドーム形状とすることができる。
可動電極部１２は、例えば湾曲した断面形状を有し、図１９に示す例では断面略楕円弧形である。なお、可動電極部１２は、湾曲形状に限らず、平板状であってもよいし、屈曲形状であってもよい。
可動電極部１２の平面視形状は、略円形とすることができる（図２０参照）。可動電極部１２の基端部１２ａ（可動電極部１２の周縁部）は、外電極部１４の上面に固定され、外電極部１４と電気的に接続されている。
図示例の可動電極部１２は固定電極部１１１より大きい外径を有し、可動電極部１２を覆うように設けられている。
可動電極部１２は、ステンレス鋼などの金属材料によって形成することができる。
【００５４】
可動電極部１２は、操作者による押圧によって中央部１２ｂが固定電極部１１１に対して接近および離間する方向に弾性的に変位可能な可撓性を有し、図２４に示す変形していない状態と、図２５に示すように中央部分が下方に凸状となって中央部１２ｂが固定電極部１１１に接近した状態（押圧状態）とを切り替え可能である。
【００５５】
外電極部１４は、主面１ａ側に形成され、平面視において固定電極部１１１を概略囲むように固定電極部１１１から径方向に離間した位置に形成された略Ｃ形または略環状としてよい。図示例の外電極部１４は平面視Ｃ形とされている（図２０参照）。
図１９に示すように、平面視における外電極部１４と固定電極部１１１との径方向の距離Ｌ１’は、可動電極部１２のストローク（上下方向の可動電極部１２の最大変位距離。例えば図２４および図２５に示す「ｈ１’−ｈ２’」）より大きいことが好ましい。
これによって、固定電極部１１１と外電極部１４との間に生じる寄生容量が小さくなるため、被検出体２０の近接や可動電極部１２が固定電極部１１１に接近したことによる静電容量値の変化量が相対的に大きくなり、第１段階（被検出体の接近および離間）と、第２段階（押圧による可動電極部の変位）の静電容量の相対的な変化量を大きくすることができる。その結果、検出が容易になる。
ここで、寄生容量とは、被検出体２０が、スイッチ素子１０２に近接していない状態で生じる静電容量値である。
【００５６】
平面視における外電極部１４と固定電極部１１１との径方向の離間距離Ｌ１’は、０．１５〜３．５ｍｍであることが好ましい。Ｌ１’をこの範囲にすることによって、寄生容量を小さくしつつも、入力装置１１０の大型化を防止することができる。
また、可動電極部１２のストローク「ｈ１’−ｈ２’」は、０．１〜０．４ｍｍであることが好ましい。これにより、静電容量値の変化量を大きくしつつ、入力装置１１０の大型化を防止することができる。
また、Ｌ１’と「ｈ１’−ｈ２’」との差は、０．０５〜３．１ｍｍであることが好ましい。
これにより、被検出体２０の近接や可動電極部１２が固定電極部１１１に接近したことによる静電容量値の変化量が相対的により大きくなり、検出が容易になる。
また、外電極部１４の径方向の寸法（図１９に示す幅Ｗ１’）は、０．５ｍｍ以上が好ましい。幅Ｗ１’をこの範囲とすることによって、検出感度を高めることができる。
【００５７】
押えシート４は、可撓性のシート体であって、ＰＥＴなどの樹脂材料等からなる。押えシート４は厚さ方向に撓み変形可能である。
押えシート４の下面４ａ（基板１側の面）には樹脂層７が形成されている。
【００５８】
絶縁層１１３は、少なくとも固定電極部１１１の上面１１１ａ（可動電極部１２側の面）に形成されている。
絶縁層１１３の構成材料としては、例えばアクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリイミド系樹脂、およびエポキシ系樹脂からなる群から選択される１または２以上を使用できる。絶縁層１１３には、汎用のソルダレジストを使用してもよい。絶縁層１１３は、印刷により形成してもよいし、シート状の絶縁材料を固定電極部１１に接着して形成してもよい。
絶縁層１１３の比誘電率は、例えば１．５〜１０とすることができる。比誘電率をこの範囲とすることで、固定電極部１１１と可動電極部１２との間の静電容量を高め、検出感度を良好にすることができる。
絶縁層１１３の厚さ（基板１の厚さ方向の寸法）は、例えば５μｍ以上とすることで、絶縁を確実にすることができる。絶縁層１１３の厚さは、好ましくは、５〜１５０μｍとすることができる。絶縁層１１３の厚さをこの範囲とすることで、絶縁を確実にするとともに、固定電極部１１１と可動電極部１２との間の静電容量を高め、検出感度を良好にすることができる。
【００５９】
絶縁層１１３は、可動電極部１２が固定電極部１１１に接近する方向に変位したときに固定電極部１１１に接触して固定電極部１１１に電気的に接続されるのを阻止することができる。
【００６０】
図２４に示すように、絶縁層１１３上面と外電極部１４上面との高低差ｈ３は、小さいほど可動電極部１２のストロークを大きくでき、良好なクリック感が得られる。高低差ｈ３は、例えば、０以上、高低差ｈ１’の１０分の１以下の範囲とすることができる。高低差ｈ３は、０であることが好ましい。
図３２は、高低差ｈ３が０となる例、すなわち絶縁層１１３上面と外電極部１４上面とが同じ高さである例を示す。この例では、固定電極部１１１が外電極部１４に比べて薄く形成されることにより絶縁層１１３上面の高さ位置が調整され、絶縁層１１３上面の高さ位置が外電極部１４の上面との高さ位置と同じとなっている。
なお、高低差ｈ３は、基板１の主面１ａを基準として、絶縁層１１３上面の高さ寸法から外電極部１４上面の高さ寸法を減じた値である。
【００６１】
図１９等に示す絶縁層１１３は、略一定厚さであって固定電極部１１１の端面を含めた全体を覆う形状であるが、固定電極部１１１の上面１１１ａのみに形成されていてもよい。
絶縁層１１３は、上面１１１ａの全域に形成されていてもよいが、可動電極部１２と固定電極部１１１の電気的な接続を阻止できれば、上面１１１ａの一部領域のみに形成されていてもよい。
絶縁層１１３（絶縁部）の形状は、可動電極部１２と固定電極部１１１との電気的な接続を阻止できる形状であれば、層状に限らず、他の形状であってもよい。例えば固定電極部１１１の上面１１１ａに形成された１または複数のブロック状であってもよい。
【００６２】
絶縁層１１３は、樹脂層７とは別体であってもよいが、樹脂層７と一体に形成されていてもよい。図示例では、樹脂層７に、外電極部１４より一回り大きい平面視Ｃ形の開口部７ａが形成され（図２０参照）、この開口部７ａの内側の略円形部分が絶縁層１１３となっている。
【００６３】
外装シート５は、可撓性のシート体であって、ＰＥＴなどの樹脂材料等からなる。外装シート５は厚さ方向に撓み変形可能である。
図２６に示すように、外装シート５には、文字、記号、図形などが表示された表示部５ａ（操作キー部）を形成することができる。表示部５ａ（操作キー部）は、平面視において可動電極部１２の少なくとも一部と重なる位置に形成されていることが好ましい。
【００６４】
次いで、入力装置１１０の動作について説明する。
図１９および図２１に示すように、被検出体２０がスイッチ素子１０２に近接していない状態で、検出部３（パルス生成部および容量検出部）により、可動電極部１２に電圧を加えることで検出される静電容量（寄生容量）は、固定電極部１１１と可動電極部１２との間に形成される静電容量γ１と、これ以外の寄生容量αとの和（α＋γ１）である。
γ１は、ε１（Ｓ／ｈ１’）で表される。ただし、ε１は固定電極部１１１と可動電極部１２との間の誘電率である。実際には、固定電極部１１１と可動電極部１２との間には、空気層と絶縁層１１３が介在しており、それぞれの誘電率は異なるが、ここでは、説明を簡略化するため、一様の誘電率の物が固定電極部１１１と可動電極部１２の間に挟まれていると考え、誘電率をε１とする。Ｓは、可動電極部１２に対面する固定電極部１１１の面積である。ｈ１’は、固定電極部１１１と、これに対面する部分の可動電極部１２との距離、例えば固定電極部１１１の上面１１１ａと、中央部１２ｂの下面との高低差である。
可動電極部１２に対面する固定電極部１１１の面積であるＳは、０．５〜２０．０ｍｍ２であることが好ましい。これにより、可動電極部１２と固定電極部１１１に生じる静電容量値を大きくすることができ、後述する可動電極部１２が押圧された際の静電容量値の変化量を大きくすることができる。
静電容量γ１は、固定電極部１１１と可動電極部１２との間の距離や、検出部３の構成によって大幅に異なってくるが、おおよそ、０．０１〜２０（ｐＦ）になる。
検出部３における静電容量検出は、静電容量が変化した際の、静電容量の変化量を検出することによって行われる。静電容量の検出には、特開２００７−１８８３９号公報、特開２００５−３５３５６５号公報などに記載された回路の一部を利用できる。
図１９および図２１に示すように、被検出体２０がスイッチ素子１０２に近接していない状態を「通常状態」という。
【００６５】
図２２および図２４に示すように、被検出体２０がスイッチ素子１０２に接近すると、検出部３で検出される静電容量は次のように変化する。
被検出体２０は、例えば操作者の手指、タッチペン等であり、少なくとも一部は導電体からなり、可動電極部１２は被検出体２０を介して接地との間に静電容量βを形成する。
図示例では、被検出体２０は可動電極部１２に平面視において重なる位置の外装シート５の上面に当接しており、可動電極部１２に近接した位置にある。この状態では、可動電極部１２は押圧されておらず、可動電極部１２は変形していないため、中央部１２ｂの高さ位置は、図１９および図２１に示す通常状態と同じである。
図２２および図２４に示す状態を「接近状態」という。
【００６６】
この接近状態では、接地と可動電極部１２との間に静電容量βが形成されるため、検出部３により検出される静電容量は、通常状態での静電容量（α＋γ１）に静電容量βを加えた値（α＋β＋γ１）となる。すなわち、検出値は通常状態に比べ「β」だけ増加する。
静電容量βは、可動電極部１２の大きさや検出部３の構成によって、大幅に異なってくるが、おおよそ、１〜１００（ｐＦ）になる。
【００６７】
図２３および図２５に示すように、被検出体２０が外装シート５を介して可動電極部１２の中央部１２ｂを下方（基板１に近づく方向）に押圧すると、可動電極部１２は弾性的に変形し、中央部１２ｂを含む部分（中央部分）は下方に凸状となる湾曲形状となる。
これによって、中央部１２ｂは下方に変位する。図示例では中央部１２ｂは絶縁層１１３の上面に当接する位置まで変位している。この変形の際に、可動電極部１２は操作者にクリック感を与える。
図２３および図２５に示す状態を「押圧状態」という。
【００６８】
固定電極部１１１の上面１１１ａには絶縁層１１３が形成されているため、可動電極部１２が図２３および図２５に示す最下降位置（絶縁層１１３に当接する位置）に達しても、可動電極部１２は固定電極部１１１に当接せず、可動電極部１２と固定電極部１１１とが電気的に接続されることはない。
可動電極部１２と固定電極部１１１とが電気的に接続されると、静電容量の検出ができなくなることが考えられるが、この入力装置１１０では、絶縁層１１３によって電極部１１、１２の接続が阻止されるため、そのような事態は起こらない。
【００６９】
この押圧状態では、固定電極部１１１と可動電極部１２との間に形成される静電容量γ２は「ε２（Ｓ／ｈ２’）」となる。ε２は押圧状態における固定電極部１１１と可動電極部１２との間の誘電率である。
固定電極部１１１と可動電極部１２の距離（図２３および図２５に示すｈ２’）が「接近状態」の距離（ｈ１’）に比べ小さくなるため、静電容量γ２は、図２２および図２４に示す「接近状態」での静電容量γ１に比べて大きくなる。
このため、検出部３により検出される静電容量（α＋β＋γ２）は、接近状態（図２２および図２４参照）の静電容量（α＋β＋γ１）より大きくなる。
この際、絶縁層１１３の比誘電率を上述したように高くすることで、「接近状態」から「押圧状態」にした際の静電容量の変化量を大きくすることができる。
静電容量γ２は、絶縁層１１３の比誘電率やｈ２’の長さによって、大幅に異なってくるが、おおよそ、０．０４〜３５０（ｐＦ）になる。
接近状態と押圧状態の静電容量の差はγ２−γ１である。この差はおおよそ、０．０３〜３３０（ｐＦ）になる。
【００７０】
操作者が押圧を停止すると、可動電極部１２の弾性復元力によって可動電極部１２はもとの形状（図２２および図２４に示す形状）となり、中央部１２ｂは上方に変位する。静電容量の検出値は（α＋β＋γ１）となる。
被検出体２０がスイッチ素子１０２から離れると、図１９および図２１に示す通常状態に戻り、静電容量の検出値は再び（α＋γ１）となる。
【００７１】
図２７は、一連の操作における静電容量の変化を示す図である。以下、この図を参照して入力装置１１０における検出動作の一例について説明する。
予め、通常状態の静電容量（α＋γ１）と接近状態の静電容量（α＋β＋γ１）との間に基準値１（第１基準値）を設定するとともに、接近状態の静電容量（α＋β＋γ１）と押圧状態の静電容量（α＋β＋γ２）との間に基準値２（第２基準値）を設定しておく。
通常状態（図２１）から接近状態（図２２）になると、検出部３により検出される静電容量は（α＋γ１）から基準値１を越えて（α＋β＋γ１）まで増加する。
検出部３は、基準値１を越える静電容量を検出すると、被検出体２０が接近したことを認識して第１検出信号を出力し、この第１検出信号によって、何らかの動作（例えば表示部（図示略）の画面への表示）を行わせることができる。
接近状態（図２２）から押圧状態（図２３）になると、検出部３により検出される静電容量は（α＋β＋γ１）から基準値２を越えて（α＋β＋γ２）まで増加する。
検出部３は、基準値２を越える静電容量を検出すると、押圧動作がなされたことを認識して第２検出信号を出力し、この第２検出信号によって、何らかの動作（例えば表示部（図示略）の画面への表示）を行わせることができる。
検出部３は、同様に、押圧状態から接近状態への移行に伴って静電容量が基準値２を下回ったとき、および接近状態から通常状態への移行に伴って静電容量が基準値１を下回ったときにも、それぞれ検出信号を出力させ、何らかの動作を行うことができる。
この例では、予め２つの基準値を設定することで、検出部３は、被検出体２０の接近および離間、およびスイッチ素子１０２の押圧動作を別々に認識して、２段階のスイッチング機能を発揮する。
なお、この例では基準値を２つ設定したが、基準値は３以上でもよい。例えば（α＋γ１）と（α＋β＋γ１）との間、および（α＋β＋γ１）と（α＋β＋γ２）との間に、それぞれ２以上の基準値を設定してもよい。
また、基準値はヒステリシスを設けてもよい。
【００７２】
図２８Ａ〜図２８Ｃに示すように、入力装置１１０は、被検出体２０の平面位置（基板１に沿う面内の位置）を検出することもできる。
被検出体２０が第１スイッチ素子１０２（１０２Ａ）に近接した第１位置（図２８Ａ）から、第２スイッチ素子１０２（１０２Ｂ）に近接した第２位置（図２８Ｂ）を経て、第３スイッチ素子１０２（１０２Ｃ）に近接した第３位置（図２８Ｃ）に至るまで移動する場合を想定する。
第１位置（図２８Ａ）では、被検出体２０は第１スイッチ素子１０２Ａに近接しているため、第１スイッチ素子１０２Ａでは静電容量の検出値は高い値となる一方、通常状態にある第２および第３スイッチ素子１０２Ｂ、１０２Ｃでは、静電容量の検出値は比較的低い値となる。
第２位置（図２８Ｂ）では、被検出体２０は第２スイッチ素子１０２Ｂに近接しているため、第２スイッチ素子１０２Ｂでは静電容量の検出値は高い値となり、第１および第３スイッチ素子１０２Ａ、１０２Ｃでは低い値となる。
第３位置（図２８Ｃ）では、被検出体２０は第３スイッチ素子１０２Ｃに近接しているため、第３スイッチ素子１０２Ｃでは静電容量の検出値は高い値となり、第１および第２スイッチ素子１０２Ａ、１０２Ｂでは低い値となる。
このように、被検出体２０の位置によって各スイッチ素子１０２の静電容量の検出値が変化するため、検出値に基づいて被検出体２０の位置の特定や、表示画面を横に移動（スライド）させることが可能となる。
【００７３】
入力装置１１０を作製するには、固定電極部１１１、外電極部１４および可動電極部１２を設けた基板１の主面１ａに樹脂層７を設けるとともに、固定電極部１１１上に絶縁層１１３を形成し、その上に押えシート４を設け、さらにその上に外装シート５を設ける。
これによって、図１９等に示す入力装置１１０が得られる。
【００７４】
入力装置１１０では、単一の検出部３によって、被検出体２０が接近および離間する際の位置変化による静電容量変化だけでなく、押圧操作による可動電極部１２の変位の際の静電容量変化も検出可能である。つまり、２段階の静電容量変化を単一の検出部３で検出することができる。その結果、被検出体２０の位置を検出する回路と、可動電極部１２の押圧動作を検出する回路とを同じ回路とでき、内部の回路構造を簡略化できる。このため、コスト面、製造の容易さ、装置の小型化などの点で有利である。
【００７５】
入力装置１１０では、可動電極部１２の押圧動作を静電容量の変化により検出するため、押圧動作を電極部の電気的接続により検出する構造に比べて、検出時に回路に流れる電流が急増することはなく、これを原因とする不具合は生じない。
また、押圧動作を電極部の電気的接続により検出する構造とは異なり、異物混入や電極部の腐食等を原因とする接触不良によって検出感度が低下することがない。
【００７６】
入力装置１１０では、固定電極部１１１、可動電極部１２、外電極部１４がいずれも基板１の主面１ａに設けられているため、安価な片面基板を利用でき、コスト抑制が可能である。
ただし、両面基板を用い、固定電極部１１１や外電極部１４において、基板に主面１ａから裏面まで導通するスルーホールを形成し、裏面側に配線層を形成してもよい。
【００７７】
本発明の技術的範囲は上記実施形態に限られず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
可動電極部１２の形状は図示例に限らない。可動電極部１２は、例えば図２９に示すように、平面視において左右に延在する一定幅の長板からなり、両基端部１２Ａａが外電極部１４上に形成されたアーチ形状であってもよい。この例では、樹脂層７の開口部７ａ’は、図２０の平面視Ｃ形の開口部７ａを長さ方向の中央で２つに分割した形状に相当する扇形である。
また、図示例では、入力装置１１０は複数のスイッチ素子１０２を有するが、スイッチ素子１０２は１つのみでもよい。
また、図示例では、外電極部１４は固定電極部１１１を概略囲むように平面視Ｃ形となっているが、固定電極部１１１の周囲に形成されていればよく、例えば、固定電極部１１１を介して対向する２箇所のみに形成されているだけでもよい。
【００７８】
図３０に示すように、外装シート５の下面５ｂには、突起部１５（押圧力伝達部）を設けることもできる。
突起部１５は、円形、多角形等の平面視形状を有する厚肉部分であり、下面５ｂから下方に突出して形成されている。突起部１５の形成位置は、平面視において可動電極部１２の中央部１２ｂに重なる位置を含むことが好ましい。
この入力装置では、操作者が外装シート５を押圧すると、突起部１５は下方に変位し、押えシート４を介して可動電極部１２の中央部１２ｂを押圧する。押圧力は突起部１５を介して集中して可動電極部１２に作用するため、この押圧力を効率よく可動電極部１２に作用させ、操作の確実性を高めるとともに、良好なクリック感を得ることができる。
また、操作者による押圧の平面視位置が可動電極部１２の中央から外れた位置であっても、押圧力は突起部１５を介して可動電極部１２の適正な位置に伝達されるため、誤操作を防ぐことができる。
【００７９】
図３１は、押圧力伝達部材を用いた入力装置の一例を示す断面図であって、この入力装置では、押えシート４は、上方に突出した突出部１６を有する。図示例の突出部１６は上板１６ａとその周縁から垂下する側板１６ｂとを有する。突出部１６の平面視形状は円形、多角形等としてよい。
突出部１６の内面側（下面側）は収容凹部１６ｃであり、収容凹部１６ｃ内には押圧力伝達部材１７が収容されている。押圧力伝達部材１７は、押えシート４の収容凹部１６ｃに収容されるため、側方への位置ずれが生じにくい。
押圧力伝達部材１７は、収容凹部１６ｃの内面形状に沿う形状、例えば円柱状、直方体状などのブロック状とすることができ、その設置位置は、平面視において可動電極部１２の中央部１２ｂに重なる位置を含むことが好ましい。
この入力装置では、押圧力伝達部材１７が、可動電極部１２の上面と押えシート４との間に設置されるため、操作者の押圧力は、押圧力伝達部材１７を介して集中して可動電極部１２に作用する。このため、この押圧力を効率よく可動電極部１２に作用させ、操作の確実性を高めるとともに、良好なクリック感を得ることができる。
また、操作者による押圧の平面視位置が可動電極部１２の中央から外れた位置であっても、押圧力は押圧力伝達部材１７を介して可動電極部１２の適正な位置に伝達されるため、誤操作を防ぐことができる。
【００８０】
外装シート５の上面５ｃには、操作凸部１８を形成することができる。操作凸部１８は、円形、多角形等の平面視形状を有する厚肉部分であり、その形成位置は、平面視において可動電極部１２の中央部１２ｂに重なる位置を含むことが好ましい。
操作凸部１８によって、操作者の押圧力は、より確実に可動電極部１２に伝えられる。
【００８１】
図３３は、スイッチ素子の他の例を示すもので、ここに示すスイッチ素子１１２は、外電極部１４に代えて外電極部１１４を用いる点で、図１４に示すスイッチ素子２と異なる。それ以外の構成はスイッチ素子２と同じとしてよい。
外電極部１１４は、その中心位置が、可動電極部１２の中心位置に一致するように形成されていることが好ましい。図示例の外電極部１１４は、中心位置が可動電極部１２の中心位置とほぼ一致する略Ｃ形である。
外電極部１１４は、平面視において可動電極部１２を含む領域に形成されており、図１４に示す外電極部１４に比べて外径（外形寸法）が大きい。外電極部１１４の外径Ｄ１は、可動電極部１２の外径Ｄ２に比べ、１．５倍以上（好ましくは２倍以上）であることが好ましい。
樹脂層７には、外電極部１１４より一回り大きい平面視略Ｃ形の開口部１１７ａが形成され、この開口部１１７ａ内に外電極部１１４が形成されている。
【００８２】
図３４は、スイッチ素子のさらに他の例を示すもので、ここに示すスイッチ素子１２２は、外電極部１４に代えて外電極部１２４を用いる点で、図１４に示すスイッチ素子２と異なる。それ以外の構成はスイッチ素子２と同じとしてよい。
外電極部１２４は、平面視において概略矩形（概略長方形）とされている。外電極部１２４は、平面視において可動電極部１２を含む領域に形成されており、外電極部１２４の長手方向の寸法Ｌ２は、可動電極部１２の外径Ｄ２に比べ、１．５倍以上（好ましくは２倍以上）であることが好ましい。外電極部１２４の短手方向の寸法Ｌ３は、可動電極部１２の外径Ｄ２より大きいことが好ましい。
樹脂層７には、外電極部１２４より一回り大きい略矩形の開口部１２７ａが形成され、この開口部１２７ａ内に外電極部１２４が形成されている。
【００８３】
図３３および図３４に示すスイッチ素子１１２、１２２は、外電極部１１４，１２４の面積が大きいため、その分、被検出体２０との間に形成される静電容量が大きくなる。このため、被検出体２０がスイッチ素子１１２、１２２に接近する際、および被検出体２０が可動電極部１２を押圧する際の静電容量の変化が大きくなることから、被検出体２０の検出が容易になる。
２段階の静電容量変化の検出では、１段階の静電容量変化を検出する場合に比べて１段階あたりの変化許容幅が必然的に小さくなるため、精度の高い静電容量値の検出が難しくなるおそれがあるが、このスイッチ素子１１２、１２２では、全体の静電容量変化幅を大きくできるため、１段階あたりの静電変化量の変化量を相対的に大きくできる。よって、各段階の静電容量変化を精度よく検出できる。
例えば、図９において基準値１、２を大きくし、基準値１と基準値２との差分を大きく確保できることから、各基準値との比較に基づく静電容量変化の検出を確実に行うことができる。
【００８４】
本発明は、上述の例に限定されず、本発明を逸脱しない範囲で、各構成の数、位置、大きさ、数値などの変更や追加が可能である。
【００８５】
本発明の入力装置は、携帯電話機に限らず、携帯情報端末（ＰＤＡ：Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔなど）、パーソナルコンピュータなどに使用できる。
【符号の説明】
【００８６】
１  基板
１ａ  主面
２、１０２  スイッチ素子
３  検出部
１１  固定電極部
１１ａ  上面（可動電極部側の面）
１２  可動電極部
１２ｂ  中央部
１３  高さ調整層（高さ調整部）
１４、１１４、１２４  外電極部
１１３  絶縁層（絶縁部）
【図１】
2013187397.tif 000003
【図２】
2013187397.tif 000004
【図３】
2013187397.tif 000005
【図４】
2013187397.tif 000006
【図５】
2013187397.tif 000007
【図６】
2013187397.tif 000008
【図７】
2013187397.tif 000009
【図８】
2013187397.tif 000010
【図９】
2013187397.tif 000011
【図１０Ａ】
2013187397.tif 000012
【図１０Ｂ】
2013187397.tif 000013
【図１０Ｃ】
2013187397.tif 000014
【図１１】
2013187397.tif 000015
【図１２】
2013187397.tif 000016
【図１３】
2013187397.tif 000017
【図１４】
2013187397.tif 000018
【図１５】
2013187397.tif 000019
【図１６】
2013187397.tif 000020
【図１７】
2013187397.tif 000021
【図１８】
2013187397.tif 000022
【図１９】
2013187397.tif 000023
【図２０】
2013187397.tif 000024
【図２１】
2013187397.tif 000025
【図２２】
2013187397.tif 000026
【図２３】
2013187397.tif 000027
【図２４】
2013187397.tif 000028
【図２５】
2013187397.tif 000029
【図２６】
2013187397.tif 000030
【図２７】
2013187397.tif 000031
【図２８Ａ】
2013187397.tif 000032
【図２８Ｂ】
2013187397.tif 000033
【図２８Ｃ】
2013187397.tif 000034
【図２９】
2013187397.tif 000035
【図３０】
2013187397.tif 000036
【図３１】
2013187397.tif 000037
【図３２】
2013187397.tif 000038
【図３３】
2013187397.tif 000039
【図３４】
2013187397.tif 000040
【手続補正書】
【提出日】平成27年1月19日(2015.1.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性の基板と、前記基板に設けられたスイッチ素子と、前記スイッチ素子における静電容量の変化を検出する検出部とを備え、
前記スイッチ素子は、前記基板に設けられた固定電極部と、前記基板の主面側に設けられ、少なくとも一部が前記固定電極部に対して接近および離間する方向に弾性的に変位可能な可動電極部と、を有し、
前記可動電極部は、前記検出部に接続されており、導電体である被検出体による押圧によって前記固定電極部に接近する方向の変位が可能であり、
前記検出部は、前記被検出体の前記可動電極部への接近および離間により生じる第１の静電容量の変化、および前記押圧による前記可動電極部の変位で生じる前記可動電極部と前記固定電極部との間の第２の静電容量の変化をいずれも検出可能であり、
前記固定電極部は、絶縁部によって前記可動電極部に対して電気的に絶縁されており、かつグランドに接続されており、
前記被検出体が前記スイッチ素子に電気的な影響を与えない状態における前記静電容量である通常値と、前記被検出体が前記状態に比べて前記スイッチ素子に接近した状態における前記静電容量である接近値と、の間に第１基準値を設定し、前記接近値と、前記被検出体による押圧によって前記可動電極部が変位した状態における前記静電容量である押圧値と、の間に第２基準値を設定したときに、前記検出部による前記第１の静電容量の変化の検出は、検出値を前記第１基準値と比較することにより行われ、かつ、前記第２の静電容量の変化の検出は、検出値を前記第２基準値と比較することにより行われることを特徴とする入力装置。
【請求項２】
前記検出部は、前記静電容量の検出値が前記第１基準値を超えたときに第１検出信号を出力し、かつ前記検出値が前記第２基準値を超えたときに第２検出信号を出力することを特徴とする請求項１に記載の入力装置。
【請求項３】
前記可動電極部は、前記基板の主面側に設けられた外電極部に電気的に接続され、
前記外電極部は、平面視において前記固定電極部の周囲に形成され、前記固定電極部に対する径方向距離が、前記可動電極部の前記固定電極部に接近および離間する方向の最大変位距離より大きいことを特徴とする請求項１または２に記載の入力装置。
【請求項４】
前記外電極部は、平面視において前記可動電極部を含む領域に形成され、かつ前記外電極部の外形寸法は前記可動電極部の外形寸法の１．５倍以上であることを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか１項に記載の入力装置。
【請求項５】
前記固定電極部は、前記基板の主面側とは反対面側に設けられており、前記基板が前記絶縁部であることを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか１項に記載の入力装置。
【請求項６】
前記基板の主面側には、前記基板に接近する方向の前記可動電極部の移動を規制する高さ調整部が形成されていることを特徴とする請求項５に記載の入力装置。
【請求項７】
前記高さ調整部は、前記主面に沿う層状に形成されていることを特徴とする請求項６に記載の入力装置。
【請求項８】
前記固定電極部は、前記基板の主面側に設けられ、
少なくとも前記固定電極部の前記可動電極部側の面には、前記可動電極部が前記固定電極部に接近する方向に変位したときに前記固定電極部に電気的に接続されるのを阻止する前記絶縁部が形成されていることを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか１項に記載の入力装置。
【請求項９】
前記絶縁部は、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリイミド系樹脂、およびエポキシ系樹脂からなる群から選択される１または２以上からなることを特徴とする請求項８に記載の入力装置。
【請求項１０】
前記絶縁部の比誘電率は、１．５〜１０とされていることを特徴とする請求項８または９に記載の入力装置。
【請求項１１】
前記基板の主面を基準とする前記絶縁層上面と前記外電極部上面との高低差は、０以上、かつ、前記固定電極部とこれに対面する部分の前記可動電極部との距離の１０分の１以下の範囲であることを特徴とする請求項８〜１０のうちいずれか１項に記載の入力装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明の一態様は以下の構成を提供する。
本発明の一態様は、絶縁性の基板と、前記基板に設けられたスイッチ素子と、前記スイッチ素子における静電容量の変化を検出する検出部とを備え、前記スイッチ素子は、前記基板に設けられた固定電極部と、前記基板の主面側に設けられ、少なくとも一部が前記固定電極部に対して接近および離間する方向に弾性的に変位可能な可動電極部と、を有し、前記可動電極部は、前記検出部に接続されており、導電体である被検出体による押圧によって前記固定電極部に接近する方向の変位が可能であり、前記検出部は、前記被検出体の前記可動電極部への接近および離間により生じる第１の静電容量の変化、および前記押圧による前記可動電極部の変位で生じる前記可動電極部と前記固定電極部との間の第２の静電容量の変化をいずれも検出可能であり、前記固定電極部は、絶縁部によって前記可動電極部に対して電気的に絶縁されており、かつグランドに接続されており、前記被検出体が前記スイッチ素子に電気的な影響を与えない状態における前記静電容量である通常値と、前記被検出体が前記状態に比べて前記スイッチ素子に接近した状態における前記静電容量である接近値と、の間に第１基準値を設定し、前記接近値と、前記被検出体による押圧によって前記可動電極部が変位した状態における前記静電容量である押圧値と、の間に第２基準値を設定したときに、前記検出部による前記第１の静電容量の変化の検出は、検出値を前記第１基準値と比較することにより行われ、かつ、前記第２の静電容量の変化の検出は、検出値を前記第２基準値と比較することにより行われる入力装置を提供する。
前記検出部は、前記静電容量の検出値が前記第１基準値を超えたときに第１検出信号を出力し、かつ前記検出値が前記第２基準値を超えたときに第２検出信号を出力することが好ましい。
前記可動電極部は、前記基板の主面側に設けられた外電極部に電気的に接続され、前記外電極部は、平面視において前記固定電極部の周囲に形成され、前記固定電極部に対する径方向距離が、前記可動電極部の前記固定電極部に接近および離間する方向の最大変位距離より大きいことが好ましい。
前記外電極部は、平面視において前記可動電極部を含む領域に形成され、かつ前記外電極部の外形寸法は前記可動電極部の外形寸法の１．５倍以上であることが好ましい。
前記固定電極部は、前記基板の主面側とは反対面側に設けられており、前記基板が前記絶縁部であることが好ましい。
前記基板の主面側には、前記基板に接近する方向の前記可動電極部の移動を規制する高さ調整部が形成されていることが好ましい。
前記高さ調整部は、前記主面に沿う層状に形成されていることが好ましい。
前記固定電極部は、前記基板の主面側に設けられ、少なくとも前記固定電極部の前記可動電極部側の面には、前記可動電極部が前記固定電極部に接近する方向に変位したときに前記固定電極部に電気的に接続されるのを阻止する前記絶縁部が形成されていることが好ましい。
前記絶縁部は、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリイミド系樹脂、およびエポキシ系樹脂からなる群から選択される１または２以上からなることが好ましい。
前記絶縁部の比誘電率は、１．５〜１０が好ましい。
前記基板の主面を基準とする前記絶縁層上面と前記外電極部上面との高低差は、０以上、かつ、前記固定電極部とこれに対面する部分の前記可動電極部との距離の１０分の１以下の範囲であることが好ましい。
【国際調査報告】
2013187397.tif 000041
2013187397.tif 000042