(57)【要約】  開口部を有する回転部と、第１領域内において光を透過する押圧部材と、第１電極体を有する回転電極部と、第２電極体を有し、前記回転電極部の回転によって、前記第２電極体が前記第１電極体と接離する保持電極部と、前記保持電極部に対向するように配置される第１検出電極部と、前記第１検出電極部が形成される基板部と、を備える。前記第１領域内において、前記基板部および前記押圧部材を介して光が透過する入力装置。
2019098055.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口部を有する回転部と、
平面視で、前記回転部の前記開口部と重なるように配置され、前記開口部と前記平面視で重なる第１領域内において光を透過する押圧部材と、
前記回転部の回転に応じて回転し、第１電極体を有する回転電極部と、
第２電極体を有し、前記第２電極体の少なくとも一部が前記回転電極部と対向するように配置され、前記回転電極部の回転によって、前記第２電極体が前記第１電極体と接離する保持電極部と、
前記保持電極部に対向するように配置される第１検出電極部と、
前記第１検出電極部が形成される基板部と、
を備え、
前記第１検出電極部は、
前記平面視で前記第２電極体と重なるように配置される第１受信電極と、
前記平面視で前記第１受信電極と重なるように配置される第１送信電極と、
を有し、
前記第１受信電極と前記第１送信電極との間の静電容量は、前記回転電極部の回転によって変化し、
前記第１領域内において、前記基板部および前記押圧部材を介して光が透過する入力装置。
【請求項２】
前記回転電極部を介して前記保持電極部と導通する基準電極部と、
前記基板部が前記保持電極部に対向する第１面から前記第１面の反対側の第２面へ向かう第１の方向に、前記押圧部材が押圧されることによって前記基準電極部と導通する押圧電極部と、
を更に備え、
前記第１検出電極部は、
前記平面視で前記押圧電極部と重なるように配置される第２受信電極と、
前記平面視で前記第２受信電極と重なるように配置される第２送信電極と、
を更に有し、
前記第２受信電極と前記第２送信電極との間の静電容量は、前記押圧部材が前記第１の方向に押圧されることによって変化する、
請求項１記載の入力装置。
【請求項３】
前記押圧部材が前記第１の方向に押圧されることによって前記基準電極部を前記押圧電極部に電気的に導通させるスイッチ体を更に備え、
前記押圧部材は、光を透過する本体部と、前記本体部から突出する押圧部を有し、
前記スイッチ体は、前記押圧部材の前記押圧部の前記第１の方向に配置されている、
請求項２記載の入力装置。
【請求項４】
前記平面視で、前記押圧部材の前記押圧部と重なるように、前記基板部に配置される第２検出電極部を更に備え、
前記第２検出電極部は、前記押圧部に物体が接触または近接したか否かを検出する、
請求項１記載の入力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、各種電子機器への入力に用いられる入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の入力装置は、入力ユニットと検出ユニットとを有する。【０００３】
入力ユニットは、入力部と、回転電極部と、保持電極部とを有する。入力部は、回転する回転部を含む。回転電極部は、回転部の回転によって回転する。保持電極部は、回転電極部と向かい合う位置に配置されている。そして、保持電極部は、回転電極部の回転によって回転電極部との間の電気的な状態が変化する。【０００４】
検出ユニットは、第１検出電極部と、基板部とを有する。基板部は、電子部品が配置されており、電子回路を有する。また、基板部は、電子回路が形成された面の反対側の面に、第１検出電極部が形成されている。第１検出電極部は、保持電極部と向かい合う位置に配置されている。第１検出電極部は、回転部の回転によって静電容量が変化する。【０００５】
このような従来の入力装置として、たとえば、特許文献１に開示の入力装置が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１６−２１８８９２号公報
【発明の概要】
【０００７】
本開示の一態様の入力装置は、開口部を有する回転部と、平面視で、前記回転部の前記開口部と重なるように配置され、前記開口部と前記平面視で重なる第１領域内において光を透過する押圧部材と、前記回転部の回転に応じて回転し、第１電極体を有する回転電極部と、第２電極体を有し、前記第２電極体の少なくとも一部が前記回転電極部と対向するように配置され、前記回転電極部の回転によって、前記第２電極体が前記第１電極体と接離する保持電極部と、前記保持電極部に対向するように配置される第１検出電極部と、前記第１検出電極部が形成される基板部と、を備え、前記第１検出電極部は、前記平面視で前記第２電極体と重なるように配置される第１受信電極と、前記平面視で前記第１受信電極と重なるように配置される第１送信電極と、を有し、前記第１受信電極と前記第１送信電極との間の静電容量は、前記回転電極部の回転によって変化し、前記第１領域内において、前記基板部および前記押圧部材を介して光が透過する。
【０００８】
この構成により、本開示の入力装置は、第１領域内において、第１の方向から入射した光を前記第１の方向と反対の第２の方向へと透過できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本開示の表示装置の斜視図
【図２】本開示の表示装置の展開斜視図
【図３】本開示の入力ユニットの斜視図
【図４】図３に示す入力ユニットの展開斜視図
【図５】図３に示す入力ユニットの展開斜視図
【図６】本開示の検出ユニットの概略図
【図７】図６に示す検出ユニットのＹ−Ｙ線における部分断面図
【図８】表示装置の断面を説明する概略図
【図９】表示装置の動作を説明するための図
【図１０】表示装置の動作を説明するための図
【図１１】表示装置の動作を説明するための図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
今般、入力装置よりも第１の方向（下方）にディスプレイを配置し、第1の方向とは逆の方向である第２の方向（上方）から入力装置を見た場合に、入力装置を介してディスプレイに表示される内容等を視認できるような表示装置が求められている。
【００１１】
上述した従来の入力装置では、電子部品と第１検出電極部とを同一の基板部に配置するために、プリント基板などの不透明な基板を基板部に用いている。そのため、入力装置よりも第１の方向（下方）から入力装置へ入射した光は、入力装置よりも第２の方向（上方）へと透過しにくかった。
【００１２】
なお、本開示では、理解し易いよう、第１の方向を「下」とし、第２の方向を「上」として説明する。
【００１３】
つまり、ユーザが上方から入力装置を見た時、入力装置の下方に位置するディスプレイの表示を視認できる入力装置が求められている。言い換えると、下方から入力装置に入射した光を入力装置よりも上方へと透過できるような入力装置が求められている。
【００１４】
なお、第１の方向を「下」とし、第２の方向を「上」として説明するが、「第１の方向」と「第２の方向」は、互いに逆向きの方向であればよい。
【００１５】
本開示では、「上」、「下」、「右」、「左」、「上方」、「下方」等の方向を示す用語を用いて説明するが、これらは相対的な位置関係を示しているだけであり、それにより本開示が限定されるものではない。
【００１６】
（実施の形態）
［表示装置２０００の概要］
図１および図２を参照ながら表示装置２０００の構成について説明する。図１は表示装置２０００の斜視図であり、図２は表示装置２０００の展開斜視図である。表示装置２０００の例として、例えばタッチパネルが挙げられる。表示装置２０００は、カバー部材５１、電極基板５２、ディスプレイ４００を有する。ディスプレイ４００の下方には、コントローラ５００（図２参照）が形成されている。表示装置２０００は、入力装置１０００を備えている。入力装置１０００は、固定部材３００によってカバー部材５１に固定されている入力ユニット１００と、電極基板５２に形成される検出ユニット２００と、を有する。入力装置１０００は、検出ユニット２００（詳細は後述する）の下方に配置されているディスプレイ４００から上方に向かって発する光を入力ユニット１００および検出ユニット２００を透過できるように構成されている。
【００１７】
[入力ユニット１００の概要]
図３から図５を参照しながら入力ユニット１００について説明する。図３は入力ユニット１００の斜視図である。図４は入力ユニット１００を上方から見た展開斜視図である。図５は入力ユニット１００を下方から見た展開斜視図である。上述した通り、入力装置１０００は、入力ユニット１００と検出ユニット２００を有しており、入力ユニット１００の下方には、検出ユニット２００が配置される。なお、検出ユニット２００については、図６などを参照しながら後述する。
【００１８】
図３に示すように入力ユニット１００は回転部１１と押圧部材１２とガイド部１３とを有する。回転部１１は、たとえばユーザ、ロボット、機構などによって力を加えられることにより回転する。押圧部材１２は、回転部１１の外縁よりも内側に配置されている。また、図４に示すように、押圧部材１２は、本体部１２ａ、保持部１２ｂ、押圧部１２ｃで構成されており、少なくとも本体部１２ａは光を透過することができる。
【００１９】
回転部１１の下方には回転電極部２０が配置されており、回転電極部２０には、下面に露出するように回転電極体２６（図５参照）が形成されている。回転電極体２６(図５参照)は、回転部１１の回転によって回動する。
【００２０】
ここで、回転電極体２６の形成方法について、簡単に説明する。全体が樹脂で形成されている回転電極部２０の下面に金属を樹脂から露出するようにインサート形成する。その結果、図５に示すように、回転電極部２０の下面のうち、金属が露出している部分が回転電極体２６に対応し、残りの部分が樹脂２５ｂになる。
【００２１】
回転電極部２０は保持部材３１の上に配置されており、保持部材３１の下方には、保持電極部３０、基準電極部６０、押圧電極部８０が配置されている。つまり、保持電極体３２（保持電極部３０）は、回転電極体２６と保持部材３１を介して向かい合うように配置されている。そして、回転電極部２０の回転によって、保持電極体３２と回転電極体２６との間の電気的な状態は変化する。
【００２２】
[検出ユニット２００の概要]
次に、図６および図７を参照しながら検出ユニット２００の概要について説明する。図６は、本開示の検出ユニット２００の概略図である。図７は、図６に示す検出ユニット２００のＹ-Ｙ線における部分断面図である。
【００２３】
なお、図８などを参照しながら後述するが、検出ユニット２００は、電極基板５２の上に形成され、検出ユニット２００が形成される電極基板の上にはカバー部材５１が積層されている。図６には、電極基板５２およびカバー部材５１は示していない。
【００２４】
図６に示すように、検出ユニット２００は、周辺部に位置する第１検出電極部４０と、中央部に位置する第２検出電極部９０と、を含む。
【００２５】
第１検出電極部４０は、受信電極４１ａと送信電極４１ｂとを一対とする検出電極体４１、受信電極４２ａと送信電極４２ｂとを一対とする検出電極体４２、受信電極４３ａと送信電極４３ｂとを一対とする検出電極体４３を有する。受信電極９０ａと送信電極９０ｂとを一対とする第２検出電極部９０は、４つ形成されている。
【００２６】
図７に示すように、受信電極４２ａは電極基板５２の上面に配置され、送信電極４２ｂは電極基板５２の下面に配置されている。受信電極４２ａおよび送信電極４２ｂは上下方向に対向している。なお、ここでは、受信電極４２ａおよび送信電極４２ｂの位置関係について説明したが、受信電極４１ａおよび送信電極４１ｂの位置関係、受信電極４３ａおよび送信電極４３ｂの位置関係についても同様である。
【００２７】
[入力装置１０００の構成]
次に、図３〜図８を参照しながら入力装置１０００の構成について説明する。
【００２８】
図８は、図１に示す表示装置の断面を説明する概略図である。図８に示すように、本開示の入力装置１０００は、入力ユニット１００の下方に検出ユニット２００が配置されている。なお、図８では、特に検出ユニット２００については、概略を示しているだけであり、例えば、送信電極４２ｂ、４３ｂなどについては図示していない。
【００２９】
ここで、入力ユニット１００における各電極と、検出ユニット２００における各電極との位置関係について説明する。
【００３０】
押圧電極部８０（図４参照）の下方には検出電極体４２（図６参照）が位置し、２つの保持電極体３２（図４参照）の下方には検出電極体４１，４２（図６参照）が位置する。基準電極部６０（図４参照）の下方には受信電極部４４（図６参照）が位置する。
【００３１】
受信電極４１ａと送信電極４１ｂ（または受信電極４２ａと送信電極４２ｂ）とは静電容量結合しており、回転部１１の回転によって受信電極４１ａと送信電極４１ｂ（または受信電極４２ａと送信電極４２ｂ）との間の静電容量が変化する。
【００３２】
ここで、電極基板５２の構成について詳しく説明する。
【００３３】
図８に示すように、第１検出電極部４０（受信電極４１ａ、送信電極４１ｂ、受信電極４２ａ、送信電極４２ｂ、受信電極４３ａ、送信電極４３ｂ、受信電極部４４）は、基板部５０に形成されている。なお、基板部５０は、押圧部材１２の本体部１２ａ（透過部）と対向する領域（第１領域Ａ）で光を透過する（図８参照）。
【００３４】
このように、入力装置１０００は、回転部１１の外縁よりも内側に配置されて光を透過する押圧部材１２と、押圧部材１２と向かい合う第１領域Ａで光を透過する基板部５０とを有する。なお、本開示では、基板部５０はカバー部材５１と電極基板５２とで構成されている。この構成により、基板部５０よりも下方から第１領域Ａへと入射した光は、基板部５０および押圧部材１２を透過して押圧部材１２よりも上方に向かって進むことができる。そのため、入力装置１０００は、基板部５０よりも下方に位置する物体を押圧部材１２および基板部５０を介して視認できる。
【００３５】
図１に示すように、入力装置１０００は、入力ユニット１００と検出ユニット２００とを有する。上述した通り、入力装置１０００は、検出ユニット２００の下方から入射した光を入力ユニット１００の上方へと透過できるよう構成されている。また、入力装置１０００は、入力ユニット１００で機械的な入力を受け付ける。ここで、機械的な入力には、たとえば、回転、押す、引く、スライドなどである。そして、検出ユニット２００は、入力ユニット１００で入力される入力のうちの少なくとも１つの入力を静電容量の変化に変換する。
【００３６】
［入力ユニット１００の構成］
次に入力ユニット１００について、図２から図５を参照ながら説明する。図４は、図３に示す入力ユニット１００を上方から見た展開斜視図である。図５は、図３に示す入力ユニット１００を下方から見た展開斜視図である。入力ユニット１００は、回転部１１と、回転電極体２６を含む回転電極部２０と、２つの保持電極体３２を含む保持電極部３０と、基準電極部６０と、スイッチ体７０と、押圧電極部８０とを有する。入力ユニット１００は、回転部１１と押圧部材１２とガイド部１３とを有する。
【００３７】
回転部１１は、円形の外縁と、円形の内縁とを有する環状に形成されている。そして、回転部１１は、保持部材３１に回転可能に保持されている。そして、回転部１１の内縁の内側には、押圧部材１２とガイド部１３とが配置されている。
【００３８】
なお、回転部１１の環形状は、多角形であってもよい。たとえば、多角形の外縁と多角形の内縁とを有する環状であってもよい。また、回転部１１の環形状は、内縁の形状と外縁の形状とが一致していなくてもよい。たとえば、回転部１１の環形状は、多角形の外縁と円形の内縁とを有する環状であってもよく、円形の外縁と多角形の内縁とを有する環状であってもよい。また、回転部１１の内縁や外縁は、それぞれ厳密に円形や多角形である必要はなく、曲線や直線の組み合わせによって環状に形成されていてもよい。たとえば、回転部１１の内縁や外縁は、楕円形や、おおよそ円形、多角形の角を曲線で丸めたおおよそ多角形といった形状であってもよい。回転部１１は開口部を有していればよい。
【００３９】
押圧部材１２は、本体部１２ａと、保持部１２ｂと、押圧部１２ｃと、を有している。本体部１２ａは、たとえば、ガラスや、ポリカーボネート、ポリスチレン、アクリルなどを含み透明で、光を透過できる。本体部１２ａは、回転部１１の内縁より内側に配置されている。つまり、回転部１１の開口部と押圧部１２ｃは平面視で重なっている。回転部１１よりも上方から回転部１１の環内をみた場合（回転部１１よりも上方の位置から下方を見た場合）に視認可能な位置にある。言い換えれば、本体部１２ａは、回転部１１の内縁よりも内側に位置し、入力装置１０００から外側に露出している。また、言い換えれば、本体部１２ａは、ガイド部１３の内縁よりも内側において、入力装置１０００から外側に露出している。
【００４０】
なお、透明とは、有色透明であっても良く、無色透明であっても良い。また、本体部１２ａは、下方から入射した可視光を上方から視認できる程度に透明であればよい。そのため、本体部１２ａは、上方からの光は反射するが下方からの光は透過するように形成されていてもよい。つまり、本体部１２ａは、たとえばマジックミラーであってもよい。
【００４１】
押圧部１２ｃは、本体部１２ａから突出している。そして、押圧部１２ｃは、スイッチ体７０の上方に配置されている。また、押圧部１２ｃの上方には、ガイド部１３が配置されている。言い換えると、押圧部１２ｃは、ガイド部１３とスイッチ体７０との間に配置されている。
【００４２】
なお、押圧部１２ｃは、本体部１２ａと同じ材質であってもよい。また、押圧部１２ｃは、透明であってもよく、不透明であってもよい。また、押圧部１２ｃは、本体部１２ａと一体であっても、別体であってもよい。
【００４３】
保持部１２ｂは、本体部１２ａから突出している。そして、保持部１２ｂは、押圧部１２ｃと本体部１２ａを介して向かい合う位置に配置されている。保持部１２ｂは、保持部材３１の上面とガイド部１３の下面との間で保持されている。また、保持部１２ｂは、押圧部１２ｃが上下移動可能となるように保持されている。
【００４４】
なお、保持部１２ｂは、本体部１２ａや押圧部１２ｃと同じ材質であってもよい。また、保持部１２ｂは、透明であってもよく、不透明であってもよい。また、保持部１２ｂは、本体部１２ａと一体であっても、別体であってもよい。
【００４５】
ガイド部１３は、回転部１１の環内に配置されている。また、ガイド部１３は押圧部材１２（本体部１２ａ）の上方に配置されている。ガイド部１３は、環状に形成されている。また、ガイド部１３は、回転部１１の回転中心から回転部１１の外方へと向かうにつれて上方へと向かう傾斜を有している。
【００４６】
回転電極部２０は、回転部２５と、回転電極体２６（第１電極体）とを有する。回転部２５は、環状かつ筒状に形成されている。回転部２５は、絶縁性の樹脂で形成されている。また、回転部２５の上面には、複数の凹部と複数の凸部を有する凹凸部２５ａが形成されている。そして、回転部２５は、下面に回転電極体２６を保持している。回転電極体２６は、等間隔に切欠きを形成された外周部２６ａ（図５参照）と、外周部２６ａよりも回転電極部２０の内縁側に位置する内周部２６ｂ（図５参照）と、を有する環状の導電体である。そのため、回転電極体２６の切りかかれた位置では、回転部２５が露出しており、回転部２５の露出部を樹脂２５ｂとして示す。
【００４７】
保持電極部３０は、保持部材３１と、保持電極体３２と、クリックバネ３３とを有する。保持部材３１は、環状かつ筒状に形成されている。また、保持部材３１には、下面から上面へと貫通する複数の孔が形成されている。そして、保持部材３１は、回転部２５を回転可能に保持している。また、保持部材３１は、下面に保持電極体３２を保持している。
【００４８】
保持電極体３２は、回転電極体２６と向かい合う位置に配置されている。また、一方の保持電極体３２は、ブラシ３２ａと本体部３２ｃを有しており、他方の保持電極体３２は、ブラシ３２ｂと本体部３２ｄとを有している。ブラシ３２ａと本体部３２ｃとは導電体で一体に成形されている。また、ブラシ３２ｂと本体部３２ｄとは導電体で一体に成形されている。そして、ブラシ３２ａとブラシ３２ｂとは、対応する保持部材３１の異なる孔を通って上方へと突出し、回転電極体２６の外周部２６ａまたは回転部２５（樹脂２５ｂ）と接触する。また、本体部３２ｃと本体部３２ｄとは、保持部材３１の下面に保持されている。
【００４９】
クリックバネ３３は、接圧部３３ａを有している。クリックバネ３３は、環状の金属体であり、接圧部３３ａは弾性を有する。クリックバネ３３は、接圧部３３ａを凹凸部２５ａと接触するように保持部材３１に保持されている。
【００５０】
基準電極部６０は、ブラシ６０ａと本体部６０ｂとを有する。ブラシ６０ａと本体部６０ｂとは、導電体で一体に形成されている。基準電極部６０は、保持部材３１の下面に保持されている。そして、ブラシ６０ａは、ブラシ３２ａとブラシ３２ｂとは異なる位置にある保持部材３１の孔を通って上方へと突出し、回転電極体２６の内周部２６ｂと接触する。
【００５１】
スイッチ体７０は、ガイド部１３の下方に位置している。スイッチ体７０は、保持部材３１の上に配置されており、押圧部材１２の押圧部１２ｃの下方に配置されている。すなわち、スイッチ体７０は、保持部材３１と押圧部１２ｃとによって挟まれている。スイッチ体７０は、第１の端子と第２の端子を有している。第１の端子と第２の端子とは、押圧力を印加されることにより電気的に導通する。そして、スイッチ体７０の第１の端子は、基準電極部６０に電気的に接続される。
【００５２】
なお、スイッチ体７０は、押圧力を受けることによって抵抗値を低下させる電子部品を用いることが好ましい。このような電子部品として、たとえば、プッシュスイッチ、圧力センサ、メンブレンスイッチなどが挙げられる。たとえば、プッシュスイッチをスイッチ体７０として用いる場合は、スイッチ体７０が押圧されることによりクリック感を発生できる。また、たとえば、圧力センサをスイッチ体７０として用いる場合は、スイッチ体７０に加えられる押圧力に応じた電気信号を出力できる。また、たとえば、メンブレンスイッチをスイッチ体７０として用いる場合は、押圧部材１２の上下方向への移動量を抑制できる。
【００５３】
押圧電極部８０は、保持部材３１の下面に保持された導電体である。また、押圧電極部８０は、回転方向でみて基準電極部６０と保持電極体３２との間の位置に配置している。押圧電極部８０は、スイッチ体７０の第２の端子に電気的に接続されている。そのため、押圧電極部８０は、スイッチ体の第１の端子と第２の端子とが導通している状態において、スイッチ体７０を介して基準電極部６０と電気的に導通する。
【００５４】
［検出ユニット２００の構成］
検出ユニット２００について、図４から図８を参照しながら説明する。図６は、検出ユニット２００の概略図である。図７は、図６に示すＹ−Ｙ線における断面図である。図８は、入力装置１０００の表示装置の断面を説明する概略図である。入力ユニット１００の部分については、図３に示すＸ-Ｘ線における断面図に相当する。
【００５５】
図６に示すように、検出ユニット２００は、第１検出電極部４０と、第２検出電極部９０とを有する。第１検出電極部４０と第２検出電極部９０は、電極基板５２（図８参照）に形成されている。検出ユニット２００は、入力ユニット１００の動作によって静電容量が変化する。
【００５６】
第１検出電極部４０は、検出電極体４１、検出電極体４２、検出電極体４３、受信電極部４４を有する。検出電極体４１は、受信電極４１ａと送信電極４１ｂとを有する。受信電極４１ａと送信電極４１ｂとは、導電性を有する電極である。受信電極４１ａは、送信電極４１ｂと電気的に絶縁されている。また、受信電極４１ａは、環状に形成されており、送信電極４１ｂよりも上方に配置されている。さらに、受信電極４１ａと送信電極４１ｂとの間には、たとえば、空気や樹脂やガラスなどの絶縁層が配置されている。入力装置１０００においては、絶縁層は、後述する電極基板５２が担っている。すなわち、受信電極４１ａと送信電極４１ｂとの間には電極基板５２が配置されている。そして、送信電極４１ｂと受信電極４１ａとの間の静電容量は、入力ユニット１００の回転部１１の回転によって変化する。
【００５７】
検出電極体４２は、受信電極４２ａと送信電極４２ｂとを有する。受信電極４２ａと送信電極４２ｂとは、導電性を有する電極である。受信電極４２ａは送信電極４２ｂと電気的に絶縁されている。また、受信電極４２ａは、環状に形成されており、送信電極４２ｂよりも上方に配置されている。さらに、受信電極４２ａと送信電極４２ｂとの間には、たとえば、空気や樹脂やガラスなどの絶縁層が配置されている。入力装置１０００においては、絶縁層は、後述する電極基板５２が担っている。すなわち、受信電極４２ａと送信電極４２ｂとの間には電極基板５２が配置されている。そして、送信電極４２ｂと受信電極４２ａとの間の静電容量は、入力ユニット１００の回転部１１の回転によって変化する。
【００５８】
検出電極体４３は、受信電極４３ａと送信電極４３ｂとを有する。受信電極４２ａと送信電極４２ｂとは、導電性を有する電極である。受信電極４３ａは送信電極４３ｂと電気的に絶縁されている。また、受信電極４３ａは、環状に形成されており、送信電極４３ｂよりも上方に配置されている。さらに、受信電極４３ａと送信電極４３ｂとの間には、たとえば、空気や樹脂やガラスなどの絶縁層が配置されている。入力装置１０００においては、絶縁層は、後述する電極基板５２が担っている。すなわち、受信電極４３ａと送信電極４３ｂとの間には電極基板５２が配置されている。
【００５９】
そして、送信電極４３ｂと受信電極４３ａとの間の静電容量は、スイッチ体７０が押圧されることにより変化する。ここで、スイッチ体７０は、押圧部材１２が押圧されることにより押圧部１２ｃによって押圧される。すなわち、送信電極４３ｂと受信電極４３ａとの間の静電容量は、押圧部材１２が押圧されることにより変化する。
【００６０】
受信電極部４４は、検出電極体４１、検出電極体４２、検出電極体４３の検出の基準となっている。受信電極部４４は、基準電極部６０（図４参照）と向かい合う位置に配置されている導電性の電極である。受信電極部４４は、たとえば、グランドと電気的に接続され、グランド電位を有する。
【００６１】
このように、第１検出電極部４０は、回転と押圧とをそれぞれ電気的に独立した電極（検出電極体４１または検出電極体４２と、検出電極体４３）で検出する構成となっている。これにより、回転や押圧の誤検出を抑制できる。また、第１検出電極部４０は、検出電極体４１と検出電極体４２とを有することにより、回転部１１の回転方向に応じた電気信号を出力できる。そのため、回転部１１が回転していることを電気信号として出力する場合は、第１検出電極部４０は、検出電極体４１または検出電極体４２のいずれか一方を有していればよい。
【００６２】
なお、受信電極４１ａ、４２ａ、４３ａおよび送信電極４１ｂ、４２ｂ、４３ｂは、銅や銀やアルミニウムや金などの金属含む金属電極を用いても良く、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）などの導電性金属酸化物や、導電性有機材料や、グラフェンなど炭素材料などを含む透明電極を用いてもよい。
【００６３】
図８に示すように、基板部５０は、カバー部材５１と電極基板５２とを有する。カバー部材５１は、第１面と第２面とを有している。カバー部材５１の第１面は、保持電極部３０と向かい合っている。第２面は、第１面の裏面であり、第２面よりも下方に位置している。カバー部材５１は、電極基板５２よりも高い硬度または同程度の硬度であり、少なくとも押圧部材１２の本体部１２ａと向かい合う第１領域Ａで透光性を有する。電極基板５２は、カバー部材５１と同程度の硬度または電極基板５２よりも低い硬度のたとえばフィルムであり、少なくとも押圧部材１２の本体部１２ａと向かい合う第１領域Ａで透光性を有する。すなわち、基板部５０は、少なくとも第１領域Ａにおいて下面から上面へと光を通過できるように構成されている。電極基板５２の上面には、受信電極４１ａ、４２ａ、４３ａが形成されている。また、電極基板５２の下面には、送信電極４１ｂ、４２ｂ、４３ｂが形成されている。
【００６４】
なお、電極基板５２は、複数のフィルムを重ねて形成されていてもよいし、１枚のフィルムであってよい。複数のフィルムである場合は、最上面に受信電極４１ａ、４２ａ、４３ａが形成されていなくてもよく、最下面に送信電極４１ｂ、４２ｂ、４３ｂが形成されていなくてもよい。
【００６５】
第２検出電極部９０は、物体が押圧部材１２に接触または近接することにより静電容量が変化する。ここで、物体としては、たとえば人の指、ロボットアームなどが挙げられる。第２検出電極部９０は、押圧部材１２の本体部１２ａと向かい合う電極基板５２の第１領域Ａに形成されている。第２検出電極部９０は、光透過性を有している。第２検出電極部９０は、第１検出電極部４０と同一平面上に形成されているが、第１検出電極部４０とは異なる平面上に形成されていてもよい。第２検出電極部９０は、４つの電気的に独立した電極を有しており、十字状に配置されている。そして、第２検出電極部の４つの電極の各々は、受信電極９０ａと送信電極９０ｂとを有しており、電極基板５２に配置されている。受信電極９０ａは、環状に形成されており、送信電極９０ｂの上方に配置されている。つまり、受信電極９０ａと送信電極９０ｂとの間には、電極基板５２が絶縁層として配置されている。そして、受信電極９０ａと送信電極９０ｂとの間の静電容量は、物体が押圧部材１２に接触または近接することにより変化する。
【００６６】
第２検出電極部９０の光透過性の程度は、第２検出電極部９０が電極基板５２に形成されている状態において電極基板５２の下方から入射した光が押圧部材１２に入射できる程度に透明であればよい。前述の光透過性を満たせるのであれば、たとえば、第２検出電極部９０は、銅や銀やアルミニウムや金などの金属含む金属電極を用いても良く、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）などの導電性金属酸化物や、導電性有機材料や、グラフェンなど炭素材料などを含む透明電極を用いてもよい。ここで、金属電極を用いる場合は、金属で細線を形成する、金属でメッシュ状に細線を形成する、金属で形成された細線を黒化する、いずれかの方向で金属電極が形成されることが好ましい。
【００６７】
［入力装置１０００の動作］
入力装置１０００は、回転部１１の回転と、押圧部材１２の押圧と、押圧部材１２の接触または接近とによって、それぞれ動作に対応する受信電極と送信電極との間の静電容量に変化が生じるように構成されている。まず、回転部１１が回転する場合の静電容量変化について説明する。
【００６８】
回転部２５は、回転部１１の回転によって回転する。回転部２５の下面には、回転電極体２６が保持されている（図５参照）。そのため、回転電極体２６は、回転部１１とともに回転する。回転電極体２６は、内周部２６ｂで基準電極部６０のブラシ６０ａ（図４参照）と接触している。また、回転電極体２６は、回転電極体２６の外周部２６ａで保持電極体３２のブラシ３２ａおよびブラシ３２ｂとそれぞれ接触する。
【００６９】
ここで、回転電極体２６の外周部２６ａには、等間隔の切欠を形成されているため、回転電極体２６の回転によって、本体部６０ｂと本体部３２ｃとは電気的に導通する状態と、電気的に遮断された状態とを交互に繰り返す。また、本体部６０ｂと本体部３２ｄとは電気的に導通する状態と、電気的に遮断された状態とを交互に繰り返す。
【００７０】
回転部１１が第１の回転方向に回転する場合と回転部１１が第２の回転方向に回転する場合とでは、本体部６０ｂと本体部３２ｃの間の電気的状態の変化と、本体部６０ｂと本体部３２ｄの間の電気的状態の変化とは異なっている。ここで、第１の回転方向と第２の回転方向とは、互いに逆方向である。
【００７１】
受信電極４１ａは、本体部３２ｄと向かい合っている。そのため、受信電極４１ａと送信電極４１ｂとの間の静電容量は、本体部３２ｄの電気的な状態の変化によって変化する。また、受信電極４２ａは、本体部３２ｃと向かい合っている。そのため、受信電極４２ａと送信電極４２ｂとの間の静電容量は、本体部３２ｃの電気的な状態の変化によって変化する。本体部６０ｂと本体部３２ｃの間の電気的状態の変化は、本体部６０ｂと本体部３２ｄの間の電気的状態の変化と異なっている。そのため、受信電極４２ａと送信電極４２ｂとの間の静電容量変化は、受信電極４１ａと送信電極４１ｂとの間の静電容量変化とは異なる。
【００７２】
次に、押圧部材１２が押圧される場合の静電容量変化について説明する。押圧部材１２は、下方に押圧されることにより押圧部１２ｃでスイッチ体７０を押圧する。これにより、基準電極部６０と押圧電極部８０とは導通する。すなわち、基準電極部６０と押圧電極部８０とは、押圧部材１２が押圧されることにより導通する状態をとり、押圧部材１２が押圧されていない場合に遮断されている状態をとる。受信電極４３ａは、押圧電極部８０と向かい合っている。そのため、受信電極４３ａと送信電極４３ｂとの間の静電容量は、押圧電極部８０の電気的な状態の変化によって変化する。
【００７３】
次に、押圧部材１２に物体が接近または接触する場合の静電容量変化について説明する。押圧部材１２の本体部１２ａに物体が接近または接触する場合、本体部１２ａに向かい合う位置にある第２検出電極部９０の受信電極９０ａと送信電極９０ｂとの間の静電容量が変化する。言い換えれば、押圧部材１２に物体が接近または接触する場合の静電容量変化は、タッチセンサと同様の原理で検出している。
【００７４】
このようにして、入力装置１０００は、回転部１１の回転、押圧部材１２の押圧、押圧部材１２への物体の接近または接触によって、それぞれの動作に対応する受信電極と送信電極との間の静電容量に変化を生じさせる。これにより、入力装置１０００は、これらの静電容量変化を電気信号として出力できる。
【００７５】
入力装置１０００は、少なくとも押圧部材１２の本体部１２ａと向かい合う基板部５０の第１領域Ａ（図８参照）が光を透過する。そのため、押圧部材１２よりも上方から押圧部材１２をみた場合、基板部５０よりも下方をみることができる。
【００７６】
また、入力装置１０００は、押圧部材１２と向かい合う位置に第２検出電極部９０を有する。また、第２検出電極部９０は、光を透過できるように形成されている。そのため、入力装置１０００は、基板部５０よりも下方にあるオブジェクトをみながら、押圧部材１２でタッチ入力やホバー入力を行える。
【００７７】
さらに、入力装置１０００は、押圧部材１２を下方に押圧することによって基準電極部６０と押圧電極部８０とを導通させ、第１検出電極部４０の静電容量を変化できるよう構成されている。そのため、入力装置１０００は、基板部５０の下方をみながら回転入力に加えて押圧入力を実現できる。また、入力装置１０００は、検出電極体４１または検出電極体４２を検出電極体４３と同一の平面に形成することにより、押圧を検出するために別体の回路基板を設けなくてもよくなるため、小型化や薄型化を実現できる。
【００７８】
さらに入力装置１０００は、基準電極部６０と押圧電極部８０とを押圧により導通させるスイッチ体７０を押圧部材１２の外縁に近い位置に配置している。特に、入力装置１０００の上方から視認可能な本体部１２ａよりも回転部１１に近い位置にスイッチ体７０は配置されている。そのため、入力装置１０００は、押圧部材１２よりも上方から押圧部材１２をみた場合に、基板部５０よりも下方をスイッチ体７０が遮ることを抑制できるので視認性を向上できる。
【００７９】
［表示装置２０００の構成］
入力装置１０００を用いた表示装置２０００について図２と図８から図１１を参照しながら説明する。図８は、表示装置２０００の断面を説明するための概略図である。図９は、表示装置２０００の動作を説明するための図である。図１０および図１１は、表示装置の動作を説明するための図である。図２に示すように、表示装置２０００は、入力装置１０００と、ディスプレイ４００と、コントローラ５００を有する。
【００８０】
入力装置１０００は、入力ユニット１００と、検出ユニット２００と、固定部材３００とを有する。検出ユニット２００の基板部５０は、カバー部材５１を有する透明なタッチパネルによって構成されている。そして、基板部５０は、入力ユニット１００よりも大きく形成されている。すなわち、入力装置１０００は、押圧部材１２と、入力ユニット１００よりも外側にある第２領域Ｂとで光を透過できる。固定部材３００は、入力ユニット１００と検出ユニット２００との間に配置されており、入力ユニット１００と検出ユニット２００とを保持している。そして、検出ユニット２００は、コントローラ５００と電気的に接続されている。
【００８１】
ディスプレイ４００は、たとえば液晶ディスプレイや有機エレクトロルミネッセンス（有機ＥＬ）ディスプレイや、透明ディスプレイなどで構成されている。ディスプレイ４００は、入力装置１０００の下方に配置されている。そのため、ディスプレイ４００に表示されている内容は、第１領域Ａと第２領域Ｂにおいて、表示装置２０００の上方から視認できる。なお、第１領域Ａと第２領域Ｂとに対応する位置にあるディスプレイ４００は、同一のディスプレイでもよく、別体のディスプレイであってもよい。ディスプレイ４００は、コントローラ５００と電気的に接続されている。
【００８２】
コントローラ５００は、検出ユニット２００およびディスプレイ４００と電気的に接続されている。コントローラ５００は、検出ユニット２００における静電容量変化を検出して、入力ユニット１００で受けた入力（回転、押圧、接触または接近）を判断する。そして、コントローラ５００は、入力内容に応じてディスプレイ４００に表示される内容を制御する。
【００８３】
[表示装置２０００の動作例]
図９から図１１を参照しながら、表示装置２０００の動作例を説明する。図１０および図１１は、表示装置２０００の動作を説明するための図である。
【００８４】
図９に示すように操作者の指Ｃが第１領域Ａに表示されている「Ｔｅｍｐ」と接触または接近した場合、図１０に示すように、コントローラ５００は、第１領域Ａで操作者が選択している「Ｔｅｍｐ」を第２領域Ｂに表示する。これにより、操作者の指Ｃで選択している部分に対応する表示内容（ここでは、「Ｔｅｍｐ」）が、操作者の指Ｃによって隠れることを抑制できる。つまり、ディスプレイ４００の見える位置（ここでは、第２領域Ｂ）に、操作者の指Ｃで選択している部分に表示されている内容が表示され、本開示の表示装置２０００では、誤入力を抑制できる。
【００８５】
この状態で操作者が押圧操作を行った場合、コントローラ５００は、たとえば操作者が選択されている内容を決定したと判断して第１領域Ａと第２領域Ｂに表示される内容を変更する（図１１参照）。図１１に示す例では、コントローラ５００は、ディスプレイ４００を温度設定画面に変更している。温度設定画面では、第１領域Ａには、回転部１１の回転方向と温度の上下との関係が表示され、第２領域Ｂには、現在の設定温度が表示される。そして、操作者が、回転部１１を回転することにより温度設定を変更できる。
【００８６】
このように、表示装置２０００は、入力装置１０００の第１領域Ａと第２領域Ｂとで表示領域が分割されている。そして、コントローラ５００は、第１領域Ａと第２領域Ｂに表示される内容を制御する。そのため、操作者はより容易に表示装置２０００を操作できる。
【００８７】
なお、コントローラ５００は、第１領域Ａで選択している内容と同じ内容を第２領域Ｂに表示させる必要はなく、第１領域Ａで選択されている内容に基づいた内容を第２領域Ｂに表示させても良い。たとえば、第１領域Ａにはフォルダが表示されていて、第２領域Ｂには選択しているフォルダの中身が表示されても良い。また、たとえば、第１領域Ａにはアイコンが表示されていて第２領域Ｂには選択しているアイコンに関する説明が表示されていても良い。
【００８８】
（まとめ）
本開示の入力装置１０００は、開口部を有する回転部１１と、平面視で、回転部１１の開口部と重なるように配置され、開口部と平面視で重なる第１領域Ａ内において光を透過する押圧部材１２と、回転部１１の回転に応じて回転し、第１電極体（回転電極体２６）を有する回転電極部２０と、第２電極体（保持電極体３２）を有し、第２電極体（保持電極体３２）の少なくとも一部（本開示ではブラシ３２ａ／ブラシ３２ｂ）が回転電極部２０と対向するように配置され、回転電極部２０の回転によって、第２電極体（保持電極体３２）が第１電極体（回転電極体２６）と接離する保持電極部３０と、保持電極部３０に対向するように配置される第１検出電極部４０と、第１検出電極部４０が形成される基板部５０と、を備える。そして、第１検出電極部４０は、平面視で第２電極体（保持電極体３２）と重なるように配置される第１受信電極（受信電極４１ａ／受信電極４２ａ）と、平面視で第１受信電極（受信電極４１ａ／受信電極４２ａ）と重なるように配置される第１送信電極（送信電極４１ｂ／送信電極４２ｂ）と、を有し、第１受信電極（受信電極４１ａ／受信電極４２ａ）と第１送信電極（送信電極４１ｂ／送信電極４２ｂ）との間の静電容量は、回転電極部２０の回転によって変化し、第１領域Ａ内において、基板部５０および押圧部材１２を介して光が透過する。
【００８９】
また、本開示の入力装置１０００は、回転電極部２０を介して保持電極部３０と導通する基準電極部６０と、基板部５０が保持電極部３０に対向する第１面から第１面の反対側の第２面へ向かう第１の方向（上から下に向かう方向）に、押圧部材１２が押圧されることによって基準電極部６０と導通する押圧電極部８０と、を備える。第１検出電極部４０は、平面視で押圧電極部８０と重なるように配置される第２受信電極（受信電極４３ａ）と、平面視で第２受信電極（受信電極４３ａ）と重なるように配置される第２送信電極（送信電極４３ｂ）と、を更に有する。第２受信電極（受信電極４３ａ）と第２送信電極（送信電極４３ｂ）との間の静電容量は、押圧部材１２が下に向かって押圧されることによって変化する。
【００９０】
また、本開示の入力装置１０００は、押圧部材１２が下に向かって押圧されることによって基準電極部６０を押圧電極部８０に電気的に導通させるスイッチ体７０を更に備える。押圧部材１２は、光を透過する本体部１２ａと、本体部１２ａから突出する押圧部１２ｃを有し、スイッチ体７０は、押圧部材１２の押圧部１２ｃの下に配置されている。
【００９１】
また、本開示の入力装置１０００は、平面視で、押圧部材１２の押圧部１２ｃと重なるように、基板部５０に配置される第２検出電極部９０を更に備える。第２検出電極部９０は、押圧部１２ｃに物体（例えば指Ｃ）が接触または近接したか否かを検出する。
【産業上の利用可能性】
【００９２】
本開示にかかる入力装置は、入力装置よりも第１の方向から入射した光を入力装置よりも第２の方向へと透過できるという効果を有し、各種電子機器等に用いると有用である。
【符号の説明】
【００９３】
１１  回転部
１２  押圧部材
１２ａ  本体部
１２ｂ  保持部
１２ｃ  押圧部
１３  ガイド部
２０  回転電極部
２５  回転部
２５ａ  凹凸部
２５ｂ  樹脂
２６  回転電極体（第１電極体）
２６ａ  外周部
２６ｂ  内周部
３０  保持電極部
３１  保持部材
３２  保持電極体（第２電極体）
３２ａ  ブラシ
３２ｂ  ブラシ
３２ｃ  本体部
３２ｄ  本体部
３３  クリックバネ
３３ａ  接圧部
４０  第１検出電極部
４１  検出電極体
４１ａ  受信電極（第１受信電極）
４１ｂ  送信電極（第１送信電極）
４２  検出電極体
４２ａ  受信電極（第１受信電極）
４２ｂ  送信電極（第１送信電極）
４３  検出電極体
４３ａ  受信電極（第２受信電極）
４３ｂ  送信電極（第２送信電極）
４４  受信電極部
５０  基板部
５１  カバー部材
５２  電極基板
６０  基準電極部
６０ａ  ブラシ
６０ｂ  本体部
７０  スイッチ体
８０  押圧電極部
９０  第２検出電極部
９０ａ  受信電極
９０ｂ  送信電極
１００  入力ユニット
２００  検出ユニット
３００  固定部材
４００  ディスプレイ
５００  コントローラ
１０００  入力装置
２０００  表示装置
Ａ  第１領域
Ｂ  第２領域
Ｃ  指
【図１】
2019098055.tif 000003
【図２】
2019098055.tif 000004
【図３】
2019098055.tif 000005
【図４】
2019098055.tif 000006
【図５】
2019098055.tif 000007
【図６】
2019098055.tif 000008
【図７】
2019098055.tif 000009
【図８】
2019098055.tif 000010
【図９】
2019098055.tif 000011
【図１０】
2019098055.tif 000012
【図１１】
2019098055.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】令和2年2月10日(2020.2.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９１】
また、本開示の入力装置１０００は、平面視で、押圧部材１２と重なるように、基板部５０に配置される第２検出電極部９０を更に備える。第２検出電極部９０は、押圧部材１２に物体（例えば指Ｃ）が接触または近接したか否かを検出する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項４】
前記平面視で、前記押圧部材と重なるように、前記基板部に配置される第２検出電極部を更に備え、
前記第２検出電極部は、前記押圧部材に物体が接触または近接したか否かを検出する、
請求項１記載の入力装置。
【国際調査報告】
2019098055.tif 000014
2019098055.tif 000015
2019098055.tif 000016