(57)【要約】【課題】小さい押圧力を検出可能なセンサ装置、入力装置及び電子機器を提供する。【解決手段】センサ装置は、第１の面及び第２の面と、支持層と、容量素子と、を具備する。上記第１の面と上記第２の面とは相互に対向する。上記支持層は上記第１の面と上記第２の面との間に部分的に配置され第１の高さを有する第１の構造体と、上記第１の面と上記第２の面との間に形成された空間部と、を有する。上記容量素子は、上記第１の面及び上記第２の面のいずれか一方に配置された第１の電極と、上記第１の電極に対向して配置された第２の電極とを有し、上記空間部を介して対向する上記第１の面と上記第２の面との間の距離の変化に応じて上記第１の電極と上記第２の電極との間の静電容量の変化が生じるように構成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
相互に対向する第１の面及び第２の面と、
前記第１の面と前記第２の面との間に部分的に配置され第１の高さを有する第１の構造体と、前記第１の面と前記第２の面との間に形成された空間部と、を有する支持層と、
前記第１の面及び前記第２の面のいずれか一方に配置された第１の電極と、前記第１の電極に対向して配置された第２の電極とを有し、前記空間部を介して対向する前記第１の面と前記第２の面との間の距離の変化に応じて前記第１の電極と前記第２の電極との間の静電容量の変化が生じるように構成された容量素子と
を具備するセンサ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のセンサ装置であって、
前記支持層は、前記空間部に配置され、前記第１の高さよりも低い第２の高さを有する第２の構造体をさらに有する
センサ装置。
【請求項３】
請求項２に記載のセンサ装置であって、
前記第２の構造体は、前記第１の面と前記第２との面の少なくとも一方に形成されている
センサ装置。
【請求項４】
請求項１に記載のセンサ装置であって、
前記第２の面に関して前記第１の面とは反対側に配置され前記第２の面に対向する第３の面と、
前記第１の面に形成されたリファレンス電極とをさらに具備し、
前記第１の電極は前記第２の面に形成され、前記第２の電極は前記第３の面に形成されている
センサ装置。
【請求項５】
請求項１に記載のセンサ装置であって、
前記第１の電極が前記第１の面に形成され、前記第２の電極が前記第２の面に形成されている
センサ装置。
【請求項６】
請求項１に記載のセンサ装置であって、
前記第１の電極及び前記第２の電極が前記第１の面に形成されている
センサ装置。
【請求項７】
請求項１に記載のセンサ装置であって、
前記第１の面に形成されたリファレンス電極をさらに具備し、
前記第１の電極及び前記第２の電極が前記第２の面に形成されている
センサ装置。
【請求項８】
請求項１に記載のセンサ装置であって、
前記第１の構造体は複数の柱状体からなり、当該複数の柱状体は規則的に配列されている
センサ装置。
【請求項９】
請求項８に記載のセンサ装置であって、
前記複数の柱状体はそれぞれ前記第１の面に平行な断面が円形と多角形とのいずれか一方になるように形成されている
センサ装置。
【請求項１０】
複数の第１の電極と、前記複数の第１の電極と対向する複数の第２の電極とを有する基板と、
前記複数の第１の電極と対向し可撓性を有する導体層と、
前記基板と前記導体層との間に配置され前記導体層を支持する複数の構造体と、前記複数の構造体の間に形成され前記基板と前記導体層との間の距離を部分的に変化させることが可能な空間部とを有する支持層と
を具備する
センサ装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載のセンサ装置であって、
前記基板は、前記複数の第１の電極と前記支持層との間に設けられた絶縁層をさらに有する
センサ装置。
【請求項１２】
請求項１０に記載のセンサ装置であって、
前記複数の構造体は、前記複数の第１の電極と前記複数の第２の電極との交差領域の少なくとも一部にそれぞれ配列される
センサ装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載のセンサ装置であって、
前記複数の構造体は、弾性材料で構成される
センサ装置。
【請求項１４】
請求項１０に記載のセンサ装置であって、
前記複数の構造体は、前記複数の第１の電極と前記複数の第２の電極との交差領域以外の領域にそれぞれ配列される
センサ装置。
【請求項１５】
請求項１０に記載のセンサ装置であって、
前記基板は、前記複数の第１の電極を支持する基材をさらに有し、
前記複数の構造体は、前記基材の上にそれぞれ配置される
センサ装置。
【請求項１６】
請求項１０に記載のセンサ装置であって、
前記支持層は、前記複数の構造体と前記導体層との間に配置され前記複数の構造体を前記導体層へ接合する接合部をさらに有する
センサ装置。
【請求項１７】
請求項１０に記載のセンサ装置であって、
前記複数の構造体は、前記基板と前記導体層との間を接合する接合材料で構成される
センサ装置。
【請求項１８】
請求項１０に記載のセンサ装置であって、
前記支持層は、
前記複数の構造体を支持し前記空間部を挟んで前記導体層と対向するベース部と、
前記ベース部に配置され、前記ベース部への前記導体層の接触を阻止する規制部とをさらに有する
センサ装置。
【請求項１９】
相互に対向する第１の面及び第２の面と、
前記第１の面と前記第２の面との間に部分的に配置され第１の高さを有する第１の構造体と、前記第１の面と前記第２の面との間に形成された空間部と、を有する支持層と、
前記第１の面及び前記第２の面のいずれか一方に配置された第１の電極と、前記第１の電極に対向して配置された第２の電極とを有し、前記空間部を介して対向する前記第１の面と前記第２の面との間の距離の変化に応じて前記第１の電極と前記第２の電極との間の静電容量の変化が生じるように構成された容量素子と
をそれぞれ有する１以上のセンサと、
前記静電容量の変化を検出する検出部と、当該検出部の検出結果に基づいて操作信号を生成する信号生成部と、を有するコントローラと、
を具備する入力装置。
【請求項２０】
請求項１９に記載の入力装置であって、
前記センサは、複数のセンサを含み、
前記検出部は、前記容量素子の静電容量の変化に基づいて、前記複数のセンサのうち何れかのセンサに操作子が接触する第１の状態と、当該第１の状態から前記操作子が当該センサを押圧する第２の状態への変化と、を判定する
入力装置。
【請求項２１】
請求項２０に記載の入力装置であって、
前記複数のセンサは、前記第２の面に関して前記第１の面とは反対側に配置され前記第２の面に対向する第３の面と、前記第１の面に形成されたリファレンス電極とをそれぞれさらに有し、
前記第１の電極は前記第２の面に形成され、前記第２の電極は前記第３の面に形成される
入力装置。
【請求項２２】
請求項２１に記載の入力装置であって、
前記第１の電極は、線状電極の集合体を含み、
前記第２の電極は、面状電極を含む
入力装置。
【請求項２３】
請求項１９に記載の入力装置であって、
前記センサは、複数のセンサを含み、
前記第１の電極は、第１の軸方向に配列された複数の第１の配線電極を含み、
前記第２の電極は、前記第１の軸方向と交差する第２の軸方向に配列された複数の第２の配線電極を含み、
前記複数のセンサ各々は、前記複数の第１の配線電極と前記複数の第２の配線電極との複数の交差部を含む
入力装置。
【請求項２４】
請求項２３に記載の入力装置であって、
前記複数の交差部は、領域毎に異なる密度で形成される
入力装置。
【請求項２５】
請求項１９に記載の入力装置であって、
前記センサは、複数のセンサを含み、
前記複数のセンサは、前記容量素子による静電容量の検出感度が異なるそれぞれ複数のセンサを含む
入力装置。
【請求項２６】
相互に対向する第１の面及び第２の面と、
前記第１の面と前記第２の面との間に部分的に配置され第１の高さを有する第１の構造体と、前記第１の面と前記第２の面との間に形成された空間部と、を有する支持層と、
前記第１の面及び前記第２の面のいずれか一方に配置された第１の電極と、前記第１の電極に対向して配置された第２の電極とを有し、前記空間部を介して対向する前記第１の面と前記第２の面との間の距離の変化に応じて前記第１の電極と前記第２の電極との間の静電容量の変化が生じるように構成された容量素子と
をそれぞれ有する１以上のセンサと、
前記静電容量の変化を検出する検出部と、当該検出部の検出結果に基づいて操作信号を生成する信号生成部と、を有するコントローラと、
前記容量素子の前記第１の面側に配置された入力操作部と
を具備する電子機器。
【請求項２７】
請求項２６に記載の電子機器であって、
前記センサは、複数のセンサを含み、
前記第１の電極は、第１の軸方向に配列された複数の第１の配線電極を含み、
前記第２の電極は、前記第１の軸方向と交差する第２の軸方向に配列された複数の第２の配線電極を含み、
前記複数のセンサ各々は、前記複数の第１の配線電極と前記複数の第２の配線電極との少なくとも１つの交差部を含む
電子機器。
【請求項２８】
請求項２７に記載の電子機器であって、
前記複数の第１の配線電極および前記複数の第２の配線電極は、部分的に不規則なピッチで配列された領域をそれぞれ含む
電子機器。
【請求項２９】
請求項２６に記載の電子機器であって、
前記入力操作部は、前記操作信号に基づいて画像を表示するフレキシブルディスプレイである
電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、容量素子を備えたセンサ装置、入力装置及び電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器用の入力装置として、容量素子を備えたものが知られている。例えば、特許文献１には、操作子による操作を容量素子の静電容量の変化によって検出可能な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】特開２０１１−１７０６５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載された入力装置は、操作子による操作に伴う押圧力を検出する。したがって、入力装置は、特許文献１に記載された入力装置などの公知の入力装置よりも小さい押圧力を検出可能であれば、新規の用途に拡大することが可能となる。【０００５】
以上のような事情に鑑み、本技術の目的は、小さい押圧力を検出可能なセンサ装置、入力装置及び電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本技術の一形態に係るセンサ装置は、第１の面及び第２の面と、支持層と、容量素子と、を具備する。
上記第１の面と上記第２の面とは相互に対向する。
上記支持層は、上記第１の面と上記第２の面との間に部分的に配置され第１の高さを有する第１の構造体と、上記第１の面と上記第２の面との間に形成された空間部と、を有する。
上記容量素子は、上記第１の面及び上記第２の面のいずれか一方に配置された第１の電極と、上記第１の電極に対向して配置された第２の電極とを有する。上記容量素子は、上記空間部を介して対向する上記第１の面と上記第２の面との間の距離の変化に応じて上記第１の電極と上記第２の電極との間の静電容量の変化が生じるように構成されている。
この構成により上記センサ装置は上記容量素子によって小さい押圧力を検出することができる。【０００７】
上記支持層は、上記空間部に配置され、上記第１の高さよりも低い第２の高さを有する第２の構造体をさらに有していてもよい。
この構成により上記センサ装置は上記第２の構造体の作用により上記容量素子によってより小さい押圧力を検出可能となる。【０００８】
上記第２の構造体は、上記第１の面と上記第２の面との少なくとも一方に形成されていてもよい。
この構成により上記センサ装置は上記第２の構造体の作用により上記容量素子によってより小さい押圧力を検出可能となる。【０００９】
上記センサ装置は、上記第２の面に関して上記第１の面とは反対側に配置され上記第２の面に対向する第３の面と、上記第１の面に形成されたリファレンス電極とをさらに具備してもよい。この場合、上記第１の電極は上記第２の面に形成され、上記第２の電極は上記第２の面に上記第１の面とは反対側に対向する第３の面に形成される。
この構成により上記センサ装置は相互キャパシタンス方式にて小さい押圧力を検出可能となる。【００１０】
上記センサ装置は、上記第１の電極が上記第１の面に形成され、上記第２の電極が上記第２の面に形成されていてもよい。
この構成により上記センサ装置は自己キャパシタンス方式にて小さい押圧力を検出可能となる。【００１１】
上記センサ装置は、上記第１の電極及び上記第２の電極が上記第１の面に形成されていてもよい。
この構成により上記センサ装置は自己キャパシタンス方式にて小さい押圧力を検出可能となる。【００１２】
上記第１の面に形成されたリファレンス電極をさらに具備し、上記第１の電極及び上記第２の電極が上記第２の面に形成されていてもよい。
この構成により上記センサ装置は相互キャパシタンス方式にて小さい押圧力を検出可能となる。【００１３】
上記センサ装置は、上記第１の構造体が複数の柱状体からなり、当該複数の柱状体は規則的に配列されていてもよい。
この構成により上記センサ装置は上記支持層が上記第１の面に均一な弾性力を付与することができる。【００１４】
上記複数の柱状体はそれぞれ上記第１の面に平行な断面が円形と多角形とのいずれか一方になるように形成されていてもよい。
この構成により上記センサ装置は上記支持層が上記第１の面に均一な弾性力を付与することができる。【００１５】
本技術の他の形態に係るセンサ装置は、基板と、導体層と、支持層とを具備する。
上記基板は、複数の第１の電極と、上記複数の第１の電極と対向する複数の第２の電極とを有する。
上記導体層は、上記複数の第１の電極と対向し、可撓性を有する。
上記支持層は、複数の構造体と、空間部とを有する。上記複数の構造体は、上記基板と上記導体層との間に配置され、上記導体層を支持する。上記空間部は、上記複数の構造体の間に形成され、上記基板と上記導体層との間の距離を部分的に変化させることが可能に構成される。【００１６】
上記基板は、上記複数の第１の電極と上記支持層との間に設けられた絶縁層をさらに有してもよい。【００１７】
上記複数の構造体は、上記複数の第１の電極と上記複数の第２の電極との交差領域の少なくとも一部にそれぞれ配列されてもよい。この場合、上記複数の構造体は、弾性材料で構成されてもよい。【００１８】
上記複数の構造体は、上記複数の第１の電極と上記複数の第２の電極との交差領域以外の領域にそれぞれ配列されてもよい。あるいは、上記基板は、上記複数の第１の電極を支持する基材をさらに有し、上記複数の構造体は、上記基材の上にそれぞれ配置されてもよい。【００１９】
上記支持層は、上記複数の構造体と上記導体層との間に配置され上記複数の構造体を上記導体層へ接合する接合部をさらに有してもよい。あるいは、上記複数の構造体は、上記基板と上記導体層との間を接合する接合材料で構成されてもよい。【００２０】
上記支持層は、ベース部と、規制部とをさらに有してもよい。上記ベース部は、上記複数の構造体を支持し、上記空間部を挟んで上記導体層と対向する。上記規制部は、上記ベース部に配置され、上記ベース部への上記導体層の接触を阻止する。【００２１】
本技術の一形態に係る入力装置は、１以上のセンサと、コントローラと、を具備する。
上記１以上のセンサは、第１の面と、第２の面と、支持層と、容量素子とをそれぞれ有する。
上記第１の面と上記第２の面とは相互に対向する。
上記支持層は、上記第１の面と上記第２の面との間に部分的に配置され第１の高さを有する第１の構造体と、上記第１の面と上記第２の面との間に形成された空間部と、を有する。
上記容量素子は、上記第１の面及び上記第２の面のいずれか一方に配置された第１の電極と、上記第１の電極に対向して配置された第２の電極とを有する。上記容量素子は、上記空間部を介して対向する上記第１の面と上記第２の面との間の距離の変化に応じて上記第１の電極と上記第２の電極との間の静電容量の変化が生じるように構成されている。
上記コントローラは、上記静電容量の変化を検出する検出部と、当該検出部の検出結果に基づいて操作信号を生成する信号生成部と、を有する。
この構成により上記入力装置は上記容量素子によって小さい押圧力を検出可能となる。【００２２】
上記センサは、複数のセンサを含んでもよい。この場合、上記検出部は、上記容量素子の静電容量の変化に基づいて、上記複数のセンサのうち何れかのセンサに操作子が接触する第１の状態と、当該第１の状態から上記操作子が当該センサを押圧する第２の状態への変化と、を判定する。これにより例えば容量変化量が所定の閾値を超えたか否かで、センサへのタッチ操作およびプッシュ操作が各々区別可能となる。【００２３】
上記複数のセンサは、上記第２の面に関して上記第１の面とは反対側に配置され上記第２の面に対向する第３の面と、上記第１の面に形成されたリファレンス電極とをそれぞれさらに有してもよい。この場合、上記第１の電極は上記第２の面に形成され、上記第２の電極は上記第３の面に形成される。この構成により各々のセンサは相互キャパシタンス方式にて小さい押圧力を検出可能となる。【００２４】
上記第１の電極は、線状電極の集合体を含んでもよく、上記第２の電極は、面状電極を含んでもよい。これにより第１の電極と第２の電極との対向面積が小さくなり、第１および第２の電極のいずれもがリファレンス電極と容量結合することができる。【００２５】
上記第１の電極は、第１の軸方向に配列された複数の第１の配線電極を含んでもよい。この場合、上記第２の電極は、上記第１の軸方向と交差する第２の軸方向に配列された複数の第２の配線電極を含み、上記複数のセンサ各々は、上記複数の第１の配線電極と上記複数の第２の配線電極との複数の交差部を含む。これにより、個々のセンサの検出感度およびリニアリティ性の高い出力特性が確保される。【００２６】
上記複数の交差部は、領域毎に異なる密度で形成されてもよい。これにより所望の出力特性を得ることができる。【００２７】
上記複数のセンサは、上記容量素子による静電容量の検出感度が異なるそれぞれ複数のセンサを含んでもよい。【００２８】
本技術の一形態に係る電子機器は、１以上のセンサと、コントローラと、入力操作部と、を具備する。
上記１以上のセンサは、第１の面と、第２の面と、支持層と、容量素子とをそれぞれ有する。
上記第１の面と上記第２の面とは相互に対向する。
上記支持層は、上記第１の面と上記第２の面との間に部分的に配置され第１の高さを有する第１の構造体と、上記第１の面と上記第２の面との間に形成された空間部と、を有する。
上記容量素子は、上記第１の面及び上記第２の面のいずれか一方に配置された第１の電極と、上記第１の電極に対向して配置された第２の電極とを有する。上記容量素子は、上記空間部を介して対向する上記第１の面と上記第２の面との間の距離の変化に応じて上記第１の電極と上記第２の電極との間の静電容量の変化が生じるように構成されている。
上記コントローラは、上記静電容量の変化を検出する検出部と、当該検出部の検出結果に基づいて操作信号を生成する信号生成部と、を有する。
上記入力操作部は、上記容量素子の上記第１の面側に配置される。
この構成により、上記電子機器は、上記容量素子によって上記入力操作部に加わる小さい押圧力を検出することが可能となる。【００２９】
上記入力操作部は、上記操作信号に基づいて画像を表示するフレキシブルディスプレイであってもよい。これにより入力操作性を高めることができる。
【発明の効果】
【００３０】
以上のように、本技術によれば、小さい押圧力を検出可能なセンサ装置、入力装置及び電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本技術の第１の実施形態に係る入力装置の平面図である。
【図２】図１に示した入力装置のＡ−Ａ’線に沿った断面図である。
【図３】本技術の第１の実施形態に係る電子機器のブロック図である。
【図４】図１に示した入力装置の電極構成を示した平面図である。
【図５】図１に示した入力装置の出力信号の一例を示した図である。
【図６】第１のシミュレーションの説明図である。
【図７】第２のシミュレーションの説明図である。
【図８】第２のシミュレーションの説明図である。
【図９】図１に示した第１の構造体の変形例を示した図である。
【図１０】図１に示した第１の構造体の変形例を示した図である。
【図１１】図１に示した第１の構造体の変形例を示した図である。
【図１２】第３のシミュレーションの説明図である。
【図１３】第４のシミュレーションの説明図である。
【図１４】図１に示した第１の構造体及び第２の構造体の形成方法の一例を示した図である。
【図１５】図１に示した支持層の変形例を示した図である。
【図１６】本技術の第２の実施形態に係る入力装置の断面図である。
【図１７】本技術の第３の実施形態に係る入力装置の断面図である。
【図１８】本技術の第４の実施形態に係る入力装置の断面図である。
【図１９】本技術の第５の実施形態に係る入力装置の構成を示すブロック図である。
【図２０】上記入力装置における要部の部分断面図である。
【図２１】複数のセンサが二次元的に配列されたセンサマトリクスの特性例を説明する模式図である。
【図２２】上記センサマトリクスの電極構成例を概略的に示す部分平面図である。
【図２３】上記電極の一部の構成例を示す模式図である。
【図２４】上記センサマトリクスの他の電極構成例を概略的に示す部分平面図である。
【図２５】上記電極構成例の一部の拡大図である。
【図２６】上記センサマトリクスのさらに他の電極構成例を概略的に示す部分平面図である。
【図２７】本技術の第６の実施形態に係る入力装置の断面図である。
【図２８】図２７の変形例に係る入力装置の断面図である。
【図２９】図２７の変形例に係る入力装置の断面図である。
【図３０】図２９の変形例に係る入力装置の断面図である。
【図３１】図２９の変形例に係る入力装置の断面図である。
【図３２】図２７の変形例に係る入力装置の断面図である。
【図３３】図３２の入力装置の要部の分解斜視図である。
【図３４】図２７の変形例に係る入力装置の断面図である。
【図３５】本技術の第７の実施形態に係る入力装置の断面図である。
【図３６】図３５の入力装置におけるフレキシブルキーボードの平面図である。
【図３７】図３５の入力装置における支持層の平面図である。
【図３８】図３５の入力装置における基板の平面図である。
【図３９】図３８におけるＢ−Ｂ’線方向の入力装置の断面図である。
【図４０】図３５の入力装置の一作用を説明する要部断面図である。
【図４１】図２７の入力装置の一作用を説明する要部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本技術に係る実施形態を、図面を参照しながら説明する。図面には相互に直交するＸ軸、Ｙ軸、およびＺ軸が示され、これらは各実施形態ごとに共通の軸である。
【００３３】
＜第１の実施形態＞
（全体構成）
図１は、本技術の第１の実施形態に係る入力装置１の平面図であり、図２は図１のＡ−Ａ’線に沿った入力装置１の断面図であり、図３は入力装置１を用いた電子機器ｚのブロック図である。
【００３４】
入力装置１は、フレキシブルディスプレイ１０及びセンサ装置１１を具備する。図１では、フレキシブルディスプレイ１０を省略し、センサ装置１１の内部構造を概略的に示している。入力装置１及びフレキシブルディスプレイ１０はＺ軸に垂直な方向に延びる平板状である。
【００３５】
フレキシブルディスプレイ１０は、入力装置１における入力操作部としての機能と、電子機器ｚにおける表示部としての機能と、を兼ね備える。すなわち、フレキシブルディスプレイ１０は、入力装置１の入力操作部としてＺ軸方向上側（表側）の面がユーザによる操作を受けるとともに、電子機器ｚの表示部としてユーザによる操作に応じた画像をＺ軸方向上方に向けて表示する。フレキシブルディスプレイ１０に対する操作を行う操作子としては、例えば、図２（Ｂ）に示す指ｆや、図２（Ｃ）に示すスタイラスｓが挙げられる。
【００３６】
フレキシブルディスプレイ１０は一般に入手可能なものを用いることができる。そのようなものとしては、例えば、いわゆる電子ペーパー、有機ＥＬ（エレクトロルミネセンス）パネル、無機ＥＬパネル、液晶パネルが挙げられる。
【００３７】
センサ装置１１は、フレキシブルディスプレイ１０のＺ軸方向下方側（裏側）の面に配置されている。また、センサ装置１１は、Ｘ電極１２及びＹ電極１３を備えた基板１１ｂを有する。Ｘ電極１２及びＹ電極１３は相互キャパシタンス方式の静電容量型の容量素子を構成する。また、センサ装置１１は、リファレンス電極１４を有し、基板１１ｂに対するリファレンス電極１４の近接により、Ｘ電極１２とＹ電極１３との間の静電容量が変化する。典型的には、リファレンス電極１４は、接地電位に接続される。
【００３８】
入力装置１はコントローラｃを有し、当該コントローラｃは判断部ｃ１（検出部）及び信号生成部ｃ２を含む。判断部ｃ１は、センサ装置１１の（Ｘ電極１２とＹ電極１３との間の）静電容量の変化に基づいて、ユーザによる操作を検出する。信号生成部ｃ２は、判断部ｃ１による検出結果に基づいて操作信号を生成する。
【００３９】
図３に示す電子機器ｚは、入力装置１の信号生成部ｃ２の生成する操作信号に基づいた処理を行う処理装置ｐを有する。処理装置ｐによって処理された操作信号は、例えば、画像信号としてフレキシブルディスプレイ１０（入力操作部）に出力される。
【００４０】
（センサ装置）
基板１１ｂは、Ｘ電極１２が形成された基材及びＹ電極１３が形成された基材を含む複数の基材が積層されて構成されている。本実施形態では、入力装置１自体を厚さ方向に変形可能とするため、基板１１ｂは変形可能であるものを用いる。各基材を形成する材料としては、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ＰＩ（ポリイミド）、ＰＣ（ポリカーボネート）等からなる透光性あるいは非透光性の樹脂材料が挙げられる。
【００４１】
なお、入力装置１自体を変形可能としない場合には、基板１１ｂが変形可能でなくてもよい。この場合、各基材を形成する材料としては、例えば、セラミックス材料などの硬質材料を用いることもできる。
【００４２】
ここで、電極１２，１３，１４のみに着目する。Ｘ電極１２、Ｙ電極１３及びリファレンス電極１４はいずれもＺ軸に直交する相互に異なる３つの面にそれぞれ形成されている。具体的には、Ｘ電極１２は基板１１ｂのＺ軸方向上側の面に形成され、Ｙ電極１３は基板１１ｂ内に形成され、リファレンス電極１４はフレキシブルディスプレイ１０のＺ軸方向下側の面に形成されている。したがって、これらの電極群は、Ｚ軸方向の上から下に向けて、リファレンス電極１４、Ｘ電極１２、Ｙ電極１３の順に並んでいる。
【００４３】
上述したように、センサ装置１１では、Ｘ電極１２及びＹ電極１３が容量素子を構成しており、Ｘ電極１２とＹ電極１３との間の静電容量の変化が検出される。一方、相互に対向するＸ電極１２及びリファレンス電極１４も容量素子を形成している。リファレンス電極１４が基板１１ｂに近接すると、Ｘ電極１２とリファレンス電極１４との間の静電容量が増加するとともに、Ｘ電極１２とＹ電極１３との間の静電容量が減少する。このように、センサ装置１１では、リファレンス電極１４の近接をＸ電極１２とＹ電極１３との間の静電容量の減少により検出可能である。
【００４４】
なお、本実施形態では、リファレンス電極１４がフレキシブルディスプレイ１０のＺ軸方向下側の面に形成されているが、センサ装置１１では、リファレンス電極１４が、Ｘ電極１２とＺ軸方向上方に対向する位置に配置されていればよい。したがって、リファレンス電極１４は単独で形成されていても、フレキシブルディスプレイ１０とは別の弾性変形可能な基板に形成されていてもよい。
【００４５】
センサ装置１１は、基板１１ｂとリファレンス電極１４との間に配置された複数の第１の構造体１５を有する。第１の構造体１５は、円錐の頂部が底面に平行な面で切り取られた形状を有し、その中心軸がＺ軸方向に延びた柱状体である。複数の第１の構造体１５はＸ軸方向及びＹ軸方向に規則的に（等間隔に）配置されている。第１の構造体１５は、弾性変形可能な材料で形成される。そのような材料としては、例えば、ＰＥＴやシリコン樹脂やスポンジが挙げられる。第１の構造体１５のＺ軸方向上側の面と、リファレンス電極１４のＺ軸方向下側の面と、は接着層１８によって接着されている。接着層１８は例えばＵＶ硬化型の樹脂材料などで形成される。なお、第１の構造体１５のＺ軸方向上側の面と、リファレンス電極１４のＺ軸方向下側の面と、は接着層１８を介さずに直接接触していてもよい。
【００４６】
各第１の構造体１５は、リファレンス電極１４を、基板１１ｂから離間させた状態で支持する支持部材としての機能を有する。すなわち、第１の構造体１５は基板１１ｂとリファレンス電極１４との間に空間部１７を形成する。これにより、基板１１ｂとリファレンス電極１４との間には第１の構造体１５及び空間部１７を含む支持層１１ａが形成される。
【００４７】
基板１１ｂのＺ軸方向上側の面における各第１の構造体１５の間には、第２の構造体１６が形成されている。第２の構造体１６は、図１に示すように、Ｚ軸に直交する断面が正方形であり、Ｘ電極１２とＹ電極１３とが交差する各位置にそれぞれ配置されている。また、図２に示すように、第２の構造体１６の高さは第１の構造体１５（あるいは支持層１１ａ）より低い。そのため、第２の構造体１６とリファレンス電極１４との間には空間部１７が形成されている。
【００４８】
図２（Ｂ）は、フレキシブルディスプレイ１０がユーザの指ｆによる操作を受けている状態を示している。この状態では、指ｆはフレキシブルディスプレイ１０に対してＺ軸方向下方に力を及ぼしている。このとき、フレキシブルディスプレイ１０がＺ軸方向下方に撓む。フレキシブルディスプレイ１０に接着されているリファレンス電極１４は、フレキシブルディスプレイ１０とともにＺ軸方向下方に撓み、基板１１ｂに近づく。これにより、センサ装置１１の静電容量が減少する。
【００４９】
上述したように、リファレンス電極１４と、基板１１ｂと、の間には第２の構造体１６が形成されている。第２の構造体１６を形成する材料は、空間部１７に存在する空気よりも比誘電率が高いため、第２の構造体１６を有さない構造に比べて、Ｘ電極１２とリファレンス電極１４との間の静電容量が大きい。Ｘ電極１２とリファレンス電極１４との間の静電容量が大きいほど、リファレンス電極１４のＸ電極１２側への変位に伴うＸ電極１２とリファレンス電極１４との間の静電容量の変化が大きくなる。
【００５０】
一方、Ｘ電極１２とリファレンス電極１４との間の静電容量の変化が大きいほど、Ｘ電極１２とＹ電極１３との間の静電容量の変化も大きくなる。したがって、センサ装置１１では、第２の構造体１６の作用により、リファレンス電極１４のＸ電極１２側への変位に伴うＸ電極１２とＹ電極１３との間の静電容量の変化が大きくなる。そのため、センサ装置１１では、リファレンス電極１４のＸ電極１２側への変位が小さい場合にも、その変位を検出することが可能である。換言すると、センサ装置１１は、フレキシブルディスプレイ１０に対するユーザによる操作に伴う押圧力の検出感度が高い。
【００５１】
図２（Ｂ）に示すように、フレキシブルディスプレイ１０が指ｆに押圧されて下側に撓むことに伴い、その下方にある第１の構造体１５が弾性変形する。そのため、指ｆがフレキシブルディスプレイ１０から離れると、第１の構造体１５の弾性回復力によって、フレキシブルディスプレイ１０及びリファレンス電極１４が押し上げられ、入力装置１が図２（Ａ）に示す状態に戻る。
【００５２】
図２（Ｃ）は、フレキシブルディスプレイ１０がスタイラスｓによる操作を受けている状態を示している。操作子がスタイラスｓの場合にも、図２（Ｂ）に示す操作子が指ｆの場合と同様である。スタイラスｓを形成する材料は、フレキシブルディスプレイ１０を押圧可能な程度に硬いものであればよい。そのような材料としては、例えば、金属材料や、プラスチック等の樹脂材料が挙げられる。
【００５３】
（センサ装置の電極構成）
図４は、センサ装置１１のＺ軸方向上側から見た平面図であり、センサ装置１１内のＸ電極１２及びＹ電極１３のみを示している。Ｘ電極１２及びＹ電極１３各々は、相互に平行に配列された複数の配線電極で構成され、いわゆるクロスマトリックスを形成している。センサ装置１１は、そのＹ軸方向の全範囲にわたって延びるｎ列のＸ電極１２と、そのＸ軸方向の全範囲にわたって延びるｍ行のＹ電極１３と、を備える。Ｘ電極１２は入力装置１のＸ軸方向の全範囲にわたって配列され、Ｙ軸電極は入力装置１のＹ軸方向の全範囲にわたって配列されている。
【００５４】
センサ装置１１には、Ｘ電極１２とＹ電極１３とが互いに交差する各位置に、それぞれ図２に示す容量素子が形成される。したがって、センサ装置１１は、ｎ×ｍ個の容量素子５０を備える。センサ装置１１では、ｎ及びｍの値が大きい方が、ＸＹ平面における容量素子の密度が高くなるため、より操作位置を正確に検出することができるようになる。
【００５５】
（コントローラ）
コントローラｃは、典型的には、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）あるいはＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ−Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）で構成される。本実施形態においてコントローラｃは、判断部ｃ１と信号生成部ｃ２とを有し、不図示の記憶部に格納されたプログラムに従って各種機能を実行する。判断部ｃ１は、センサ装置１１から出力される電気的な信号（入力信号）に基づいてフレキシブルディスプレイ１０の状態を判断し、信号生成部ｃ２は、その判断結果に基づいて操作信号を生成する。
【００５６】
また、コントローラｃは、入力装置１を駆動するための駆動回路を有する。駆動回路は、各容量素子５０に対し所定の時間間隔で駆動信号を出力する。さらに判断部ｃ１は、その駆動信号に対する各容量素子５０から出力を処理し、ユーザによる入力装置１の入力操作について判定する。
【００５７】
図５は、フレキシブルディスプレイ１０がユーザの指ｆによる操作を受けたときの、センサ装置１１から出力される出力信号の一例を示す図である。図５におけるＸ軸に沿って示す棒グラフは、各Ｘ電極１２が形成する任意の容量素子における基準となる静電容量からの静電容量の変化量を示している。また、図５におけるＹ軸に沿って示す棒グラフは、各Ｙ電極１３が形成する任意の容量素子における基準となる静電容量からの静電容量の変化量を示している。
【００５８】
図３に示すコントローラｃの判断部ｃ１は、フレキシブルディスプレイ１０における指ｆによる操作位置のＸ軸方向及びＹ軸方向の座標を、各Ｘ電極１２及び各Ｙ電極１３から得られる静電容量の変化量により算出する。つまり、判断部ｃ１は、図５において、各Ｘ電極１２（Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４）が形成するセンサ装置１１における静電容量の変化量の比率により、指ｆによる操作位置のＸ座標を算出し、各Ｙ電極１３（Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３，Ｙ４）が形成するセンサ装置１１における静電容量の変化量の比率により、指ｆによる操作位置のＹ座標を算出する。これにより、判断部ｃ１は、フレキシブルディスプレイ１０における操作位置の座標を信号生成部ｃ２（図３参照）に出力する。
【００５９】
判断部ｃ１は、フレキシブルディスプレイ１０が操作を受けているか否かの評価値として、各Ｘ電極１２または各Ｙ電極１３により形成される容量素子における静電容量の変化量の最大値を用いることが可能である。
【００６０】
また、判断部ｃ１は、フレキシブルディスプレイ１０が操作を受けているか否かの評価値として、各Ｘ電極１２により形成される容量素子における静電容量の変化量の合算値（図５におけるＸ軸に沿って示す棒グラフの各値の合算値であり、Ｘ合算値と呼ぶこととする。）を用いることも可能である。さらに、Ｘ合算値に代えて、各Ｙ電極１３により形成される容量素子における静電容量の変化量の合算値（図５におけるＹ軸に沿って示す棒グラフの各値の合算値であり、Ｙ合算値と呼ぶこととする。）を用いてもよい。さらに、Ｘ合算値やＹ合算値に代えて、Ｘ合算値とＹ合算値とをさらに足し合わせた値を用いてもよい。
【００６１】
具体的には、判断部ｃ１には、閾値が設定されている。そして、判断部ｃ１は、上記評価値が閾値以上である場合にフレキシブルディスプレイ１０が操作を受けていると判定する。そして、判断部ｃ１はその判定結果を信号生成部ｃ２（図３参照）に出力する。信号生成部ｃ２は、判断部ｃ１からの出力信号に応じて操作信号を生成する。
【００６２】
判断部ｃ１には閾値として任意の値を設定することが可能である。例えば、指の力が弱い女性や子供などのユーザ向けに閾値を低く設定することや、指の力が強いユーザ向けに閾値を高く設定することもできる。
【００６３】
このように、本実施形態に係る入力装置１では、フレキシブルディスプレイ１０が操作を受けている位置を正確に判定することが可能である。
【００６４】
（支持層の構造）
本実施形態では、上述のように、リファレンス電極１４及びフレキシブルディスプレイ１０は、支持層１１ａを介して基板１１ｂに支持されている。支持層１１ａは、図１及び図２に示す複数の第１の構造体１５のみによってリファレンス電極１４及びフレキシブルディスプレイ１０を基板１１ｂに支持する構成を有している。
【００６５】
本実施形態では、支持層１１ａの当該構成によって、ユーザがより小さい押圧力で操作を行った場合にも、リファレンス電極１４及びフレキシブルディスプレイ１０のＺ軸方向下方への充分な変位を得ることが可能である。
【００６６】
以下、支持層１１ａの構成を検討するために行ったシミュレーションについて説明する。
【００６７】
（１）第１のシミュレーション
図６（Ａ）は第１のシミュレーションの概略構成図である。本シミュレーションは、本実施形態に係る支持層１１ａとは異なり、支持層を単一の材料で充填することを想定して行った。
【００６８】
本シミュレーションでは、図６（Ａ）に示すように、本実施形態に係るフレキシブルディスプレイ１０と同様のヤング率Ｅを有するシート１１０と、様々なヤング率Ｅの単一の材料により充填された支持層１１１ａと、充分に硬い材料で形成された基材ｂと、により構成されたモデルを用いる。シート１１０の厚さＴを３００［μｍ］，５００［μｍ］，８００［μｍ］とし、支持層１１１ａのＺ軸方向下側の面は基材ｂによって拘束されているものとした。
【００６９】
図６（Ａ）に示したモデルにおいて、シート１１０が小さい押圧力で操作を受けた場合を想定し、直径３［ｍｍ］の円柱状の押圧子Ｐによってシート１１０を一定の力（０．２５［Ｎ］）で押圧するという条件で計算を行った。
【００７０】
図６（Ｂ）は、シート１１０のＺ軸方向下側の面の変位ｄを計算した結果を示している。図６（Ｂ）では、横軸に支持層１１１ａに充填する材料のヤング率Ｅを示し、縦軸にシート１１０のＺ軸方向下側の面の変位ｄを示している。
【００７１】
本シミュレーションの結果は、支持層１１１ａに充填する材料のヤング率Ｅが低いほどの変位ｄが大きく、シート１１０の厚さＴが薄いほど変位が大きくなる傾向を示している。
【００７２】
実際には、シート１１０の厚さＴは、電子機器の設計によって決定するものである。特に、シート１１０として本実施形態のようにフレキシブルディスプレイ１０を採用する場合、その厚さＴを薄くすることは技術的に困難である場合がある。したがって、シート１１０のＺ軸方向下側の面の変位ｄを充分に大きくするためには、支持層１１１ａに充填する材料として、ヤング率Ｅが充分に低いものを用いることが求められる。
【００７３】
本実施形態では、図２（Ｂ）及び図２（Ｃ）に示すユーザによる操作時におけるシート１１０のＺ軸方向下側の面の変位が１［μｍ］以上であれば、センサ装置１１における静電容量の変化を充分に検出可能である。また、本実施形態に係るフレキシブルディスプレイ１０の厚さは８００［μｍ］である。
【００７４】
したがって、本実施形態では、Ｔ＝８００［μｍ］の条件で、シート１１０のＺ軸方向下側の面の変位ｄが１［μｍ］以上であることが望ましい。そのためには、支持層１１１ａに充填する材料のヤング率Ｅが０．１［ＭＰａ］以下である必要がある。
【００７５】
しかしながら、汎用のシリコン樹脂のヤング率Ｅは約数十〜数百［ＭＰａ］であり、ヤング率Ｅの低いスポンジでも、そのヤング率Ｅは約１〜１０［ＭＰａ］程度に留まる。また、ヤング率Ｅがさらに低くなるように形成された特殊スポンジでもヤング率Ｅを０．１［ＭＰａ］以下にすることは困難である。
【００７６】
このように、単一の材料に求め得るヤング率Ｅには限界があるため、本実施形態では、支持層１１ａを単一の材料で充填する構成では、ユーザの操作に伴う充分な変位ｄが得られないことがわかった。
【００７７】
（２）第２のシミュレーション
図７（Ａ）及び図８（Ａ）は第２のシミュレーションの概略構成図である。本シミュレーションでは、第１のシミュレーションのように支持層１１１ａに単一の材料を充填する構成ではなく、支持層１１１ａにＸ軸方向及びＹ軸方向に間隔をあけて円柱状の第１の構造体１１５を配置する構成を検討した。当該構成では、支持層１１１ａには、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に第１の構造体１１５と空間部１１７とが交互に並んでいる。
【００７８】
まず、図７（Ａ）に示すように、第１の構造体１１５の直径φを１００［μｍ］として、第１の構造体１１５を形成する材料のヤング率Ｅと第１の構造体１１５の間隔Ｌとを変更した以下の４つのモデルについて計算を行った。
・モデルａ：Ｅ＝２［ＧＰａ］、Ｌ＝１［ｍｍ］
・モデルｂ：Ｅ＝２［ＧＰａ］、Ｌ＝２［ｍｍ］
・モデルｃ：Ｅ＝１００［ＭＰａ］、Ｌ＝１［ｍｍ］
・モデルｄ：Ｅ＝１００［ＭＰａ］、Ｌ＝２［ｍｍ］
【００７９】
各モデルにおいて、第１のシミュレーションと同様に、直径３［ｍｍ］の円柱状の押圧子Ｐによってシート１１０を一定の力（０．２５［Ｎ］）で押圧するという条件で計算を行った。
【００８０】
図７（Ｂ）は、シート１１０のＺ軸方向下側の面の変位ｄを計算した結果を示している。図７（Ｂ）では、横軸にモデル名を示し、縦軸にシート１１０のＺ軸方向下側の面の変位ｄを示している。
【００８１】
本シミュレーションの結果は、シート１１０のＺ軸方向下側の面の変位ｄが、第１の構造体１１５のヤング率Ｅが低いほど、また第１の構造体１１５の間隔が大きいほど、大きい傾向があることを示している。
【００８２】
本シミュレーションでは、第１の構造体１１５を形成する材料のヤング率Ｅの大きさの割に、大きい変位ｄが得られている。これは、第１のシミュレーションではシート１１０が支持層１１１ａの全体によって支持されているのに対し、本シミュレーションではシート１１０が支持層１１１ａの第１の構造体１１５がある部分のみによって支持されていることに起因する。
【００８３】
すなわち、本シミュレーションでは、支持層１１１ａにおけるシート１１０の支持面積を小さくすることにより、支持層１１１ａのＺ軸方向の硬さ（以下、「みかけヤング率Ｅ’」と呼ぶこととする。）が小さくなるため、大きい変位ｄを得ることができた。
【００８４】
したがって、支持層１１１ａのみかけヤング率Ｅ’を小さくするためには、支持層１１１ａにおけるシート１１０の支持面積を小さくする方法が有効である。そのような方法として、第１の構造体１１５の直径φを小さくする方法と、第１の構造体１１５の間隔Ｌを大きくする方法と、が考えられる。しかし、第１の構造体１１５の間隔Ｌが大きすぎると、支持層１１１ａがシート１１０を適切に支持できなくなる虞があるため、第１の構造体１１５の直径φを小さくする方法について検討した。
【００８５】
図８（Ａ）に示すように、第１の構造体１１５の直径φを１００［μｍ］から５０［μｍ］に小さくして、第１の構造体１１５のヤング率Ｅと第１の構造体１１５の間隔Ｌを変更した以下の４つのモデルについて計算を行った。
・モデルａ：Ｅ＝２［ＧＰａ］、Ｌ＝１［ｍｍ］
・モデルｂ：Ｅ＝２［ＧＰａ］、Ｌ＝２［ｍｍ］
・モデルｃ：Ｅ＝１００［ＭＰａ］、Ｌ＝１［ｍｍ］
・モデルｄ：Ｅ＝１００［ＭＰａ］、Ｌ＝２［ｍｍ］
【００８６】
各モデルにおいて、第１のシミュレーションと同様に、直径３［ｍｍ］の円柱状の押圧子Ｐによってシート１１０を一定の力（０．２５［Ｎ］）で押圧した場合を想定して計算を行った。
【００８７】
図８（Ｂ）は、シート１１０のＺ軸方向下側の面の変位ｄを計算した結果を示している。図８（Ｂ）では、横軸にモデル名を示し、縦軸にシート１１０のＺ軸方向下側の面の変位ｄを示している。各モデルにおけるシート１１０のＺ軸方向下側の面の変位ｄの値は第１のシミュレーションより軒並み大きくなった。特に、モデルｄ（Ｅ＝１００［ＭＰａ］、Ｌ＝２［ｍｍ］）においては、変位ｄが１［μｍ］を超え、支持層１１１ａのみかけヤング率Ｅ’は０．１［ＭＰａ］以下となった。
【００８８】
上記第１及び第２のシミュレーションによって、本実施形態に係る支持層１１ａにおける、第１の構造体１５のみによってリファレンス電極１４及びフレキシブルディスプレイ１０を支持する構成に至った。
【００８９】
（第１の構造体）
第１の構造体１５は、図２に示した形状や、上記シミュレーションで示した円柱状以外にも、あらゆる形状とすることが可能である。例えば、第１の構造体１５は、図９（Ａ）に示すＺ軸方向に段差を有する形状や、図９（Ｂ）に示す上部がドーム状である形状や、図９（Ｃ）に示す上端に溝１５ａが形成された形状でもよい。この場合、円柱形状の構造体と比較してＺ軸方向の圧縮変形量を大きくすることができ、同じドーム状でも曲率が大きいほど大きな変形量が得られる。また、第１の構造体１５の形状は、円柱（円錐）のようにＺ軸に直交する断面が円形でなくてもよい第１の構造体１５の形状は、Ｚ軸に直交する断面が多角形であってもよく、例えば、四角柱（四角錘）や三角柱（三角錘）でもよい。
【００９０】
また、第１の構造体１５のＸＹ平面における配置は、図１０（Ａ）に示すような全体にわたって均一な構成でなくてもよい。例えば、第１の構造体１５の配置は、１０（Ｂ）に示すような外縁部のみが高密度となる構成でもよく、図１０（Ｃ）に示すような一定の領域に配置しない構成でもよい。また、第１の構造体１５は、図１０（Ｄ）に示すようにそれぞれの大きさが異なっていてもよい。
【００９１】
さらに、第１の構造体１５は柱状でなくてもよく、例えば、壁状であってもよい。壁状の第１の構造体１５としては、図１１（Ａ）に示す格子状のものや、図１１（Ｂ）に示す径の異なる矩形が組み合わされたものや、図１１（Ｃ）に示す放射状のものが挙げられる。
【００９２】
（第２の構造体）
第２の構造体１６は、上述したように、Ｘ電極１２とリファレンス電極１４との間の静電容量を増加させることにより、リファレンス電極１４のＸ電極１２側への変位に伴うＸ電極１２とＹ電極１３との間の静電容量の変化を増大させるものである。
【００９３】
以下、第２の構造体１６の構成を検討するために行ったシミュレーションについて説明する。
【００９４】
（３）第３のシミュレーション
図１２（Ａ）は第３のシミュレーションの概略構成図である。本シミュレーションでは、第２の構造体１１６のＺ軸方向の厚さについて検討した。そのために、本実施形態と同様の図１２（Ａ）に示すモデルを用いた。当該モデルは、シート１１０と支持層１１１ａと基板１１１ｂとにより構成される。本実施形態に係る入力装置１と同様に、基板１１１ｂはＸ電極１１２及びＹ電極１１３を有し、シート１１０のＺ軸方向下側の面にはリファレンス電極１１４が形成されている。
【００９５】
支持層１１１ａには基板１１１ｂとリファレンス電極１１４との間にＺ軸方向の間隔Ｈの空間部１１７が形成されるように第１の構造体１１５が配置されている。第２の構造体１１６はＸ電極１１２とＹ電極１１３とが交差する位置に配置されているものとし、第２の構造体１１６の形状は、Ｚ軸に直交する断面を正方形とし、Ｚ軸方向の高さをＨ１とした。
【００９６】
図１２（Ａ）に示すモデルにおいて、直径５［ｍｍ］の円柱状の押圧子Ｐによってシート１１０を押圧し、シート１１０のＺ軸方向下側の面をＺ軸方向下方に３［μｍ］変位させる条件で計算を行った。Ｈの値は３０［μｍ］及び５０［μｍ］とした。Ｘ電極１１２とＹ電極１１３との間の初期静電容量の大きさは３［ｐＦ］とした。
【００９７】
図１２（Ｂ）は、Ｈ１の大きさによる、押圧子Ｐによるシート１１０の押圧前後における静電容量の変化値ΔＣの変化を示したグラフである。Ｈ＝３０［μｍ］でもＨ＝５０［μｍ］でも、第２の構造体１１６の厚さＨ１の値が大きいほど静電容量の変化値ΔＣが大きくなることがわかった。
【００９８】
このシミュレーションによって、本実施形態に係る第２の構造体１６が厚いほど、静電容量の変化が大きくなるため、センサ装置１１の感度が高くなることがわかった。
（４）第４のシミュレーション
【００９９】
図１３（Ａ）は第４のシミュレーションの概略構成図である。本シミュレーションでは、図１３（Ａ）に示すシミュレーションモデルを用い、第２の構造体１１６のＸ軸方向及びＹ軸方向の幅について検討した。支持層１１１ａの厚さＨを５０［μｍ］とし、第２の構造体１１６の厚さＨ１を３０［μｍ］とした。第２の構造体１１６の、Ｘ電極１１２より外側の幅をＬ１とした。
【０１００】
図１３（Ｂ）は、Ｈ１の大きさによる、押圧子Ｐによるシート１１０の圧下前後における静電容量の変化値ΔＣの変化を示したグラフである。第２の構造体１１６の、Ｘ電極１１２より外側の長さをＬ１が３００［μｍ］以上であれば充分な静電容量の変化値ΔＣが得られることがわかった。
【０１０１】
なお、第２の構造体１６は支持層１１ａ中に形成されていればよく、その形状についての制限はない。第２の構造体１６は、本実施形態では、Ｚ軸に直交する断面が正方形である形状としたが、例えば、Ｚ軸に直交する断面が円形や任意の多角形である形状でもよい。さらに、第２の構造体１６は外形の一部又は全部が曲面によって形成されていてもよい。
【０１０２】
（第１の構造体及び第２の構造体の形成方法）
図１４は本実施形態に係る入力装置１の第１の構造体１５及び第２の構造体１６の形成方法を示す図である。まず、図１４（Ａ）に示すように、透光性のある基板１１ｂ上にＵＶ樹脂Ｒを配置する。樹脂Ｒとしては、固形のシート材料を用いても、液状のＵＶ硬化性材料を用いてもよい。そして、図１４（Ｂ）に示すように、所定の凹凸形状のパターンが形成されたロール状の金型ＭによりＵＶ樹脂Ｒに金型Ｍの凹凸形状のパターンを転写するとともに、基材１１ｂ側からＵＶ照射を行ってＵＶ樹脂Ｒを硬化させる。このように、図１４（Ｃ）に示すように、基板１１ｂ上に第１の構造体１５及び第２の構造体１６が形成される。なお、第１の構造体１５及び第２の構造体１６は、上記のＵＶ樹脂を用いた成型以外でも、例えば、一般的な熱成形（例えばプレス成形や射出成形）によって形成しても、ディスペンサ等による樹脂材料の吐出によって形成してもよい。
【０１０３】
（支持層の構成の変形例）
図１５に本実施形態に係る支持層１１ａの変形例を示す。支持層１１ａは、図１５（Ａ）に示すようにＺ軸方向上側の面が曲面のドーム状の第２の構造体１６を有していてもよく、図１５（Ｂ）に示すように第２の構造体１６が第１の構造体１５とは異なる材料で形成されていてもよい。
【０１０４】
また、支持層１１ａは、図１５（Ｃ）に示すように、接着層１８が下方に突出させ、Ｚ軸方向下側の第２の構造体１６とは別に、Ｚ軸方向上側に第２の構造体１８ｂを有していてもよい。この場合、第２の構造体１８ｂは第２の構造体１６と同様に、Ｘ電極１２とリファレンス電極１４との間の静電容量を増加させる。支持層１１ａは、構造体１６と構造体１８ｂとの少なくともいずれか一方が設けられていればよい。なお必要に応じて構造体１６と構造体１８ｂのいずれもが省略されてもよい。
【０１０５】
また、支持層１１ａは、図１５（Ｄ）に示すように第１の構造体１５と第２の構造体１６とが連続して形成されていてもよく、図１５（Ｅ）に示すように第２の構造体１６のＺ軸方向上側の面に段差が形成されていてもよく、図１５（Ｆ）に示すように各第２の構造体１６の高さがそれぞれ異なっていてもよい。
【０１０６】
＜第２の実施形態＞
図１６は本技術の第２の実施形態に係る入力装置２の部分断面図である。本実施形態に係る入力装置２のセンサ装置２１以外の構成は、第１の実施形態と同様であり、適宜その説明を省略する。図１６は第１の実施形態に係る図２に対応する図である。
【０１０７】
（全体構成）
本実施形態に係る入力装置２は、第１の実施形態とは異なるセンサ装置２１と、第１の実施形態と同様のフレキシブルディスプレイ１０と、を備える。センサ装置２１は、互いに対向するＸ電極２２及びＹ電極２３を備えている。Ｘ電極２２及びＹ電極２３は、自己キャパシタンス方式の静電容量型の容量素子を構成する。また、センサ装置２１は、Ｙ電極２３に対するＸ電極２２の近接により、Ｘ電極２２とＹ電極２３との間の静電容量が増加する。
【０１０８】
（センサ装置）
基板２１ｂのＺ軸方向上側の面にはＹ電極２３が形成されている。一方、フレキシブルディスプレイ１０のＺ軸方向下側の面にはＸ電極２２が形成されている。センサ装置２１では、Ｘ電極２２のＹ電極２３への近接を、Ｘ電極２２とＹ電極２３との間の静電容量の減少により検出可能である。
【０１０９】
センサ装置２１は、基板２１ｂとフレキシブルディスプレイ１０との間に配置された複数の第１の構造体２５を有する。第１の構造体２５は、第１の実施形態に係る第１の構造体１５と同様の構成を有する。第１の構造体２５のＺ軸方向上側の面と、フレキシブルディスプレイ１０のＺ軸方向下側の面と、は接着層２８によって接着されている。これにより、基板２１ｂとフレキシブルディスプレイ１０との間には第１の構造体２５及び空間部２７を含む支持層２１ａが形成される。
【０１１０】
基板２１ｂのＺ軸方向上側の面における各第１の構造体２５の間には、第２の構造体２６が形成されている。第２の構造体２６は、第１の実施形態に係る第２の構造体１６と同様の構成を有する。
【０１１１】
図１６（Ｂ）は、フレキシブルディスプレイ１０がユーザの指ｆによる操作を受けている状態を示している。この状態では、指ｆはフレキシブルディスプレイ１０に対してＺ軸方向下方に力を及ぼしている。このとき、フレキシブルディスプレイ１０がＺ軸方向下方に撓む。フレキシブルディスプレイ１０に接着されているＸ電極２２は、フレキシブルディスプレイ１０とともにＺ軸方向下方に撓み、基板２１ｂに近づく。これにより、センサ装置２１の静電容量が増加する。
【０１１２】
上述したように、フレキシブルディスプレイ１０と、基板２１ｂと、の間には第２の構造体２６が形成されている。第２の構造体２６を形成する材料は、空間部２７に存在する空気よりも比誘電率が高いため、第２の構造体２６を有さない構造に比べて、Ｘ電極２２とＹ電極２３との間の静電容量が大きい。そのため、センサ装置２１では、Ｘ電極２２のＹ電極２３側への変位が小さい場合にも、その変位を検出することが可能である。換言すると、センサ装置２１は、フレキシブルディスプレイ１０に対するユーザによる操作に伴う押圧力の検出感度が高い。
【０１１３】
図１６（Ｃ）は、フレキシブルディスプレイ１０がスタイラスｓによる操作を受けている状態を示している。操作子がスタイラスｓの場合にも、図１６（Ｂ）に示す操作子が指ｆの場合と同様である。
【０１１４】
＜第３の実施形態＞
図１７は本技術の第３の実施形態に係る入力装置３の部分断面図である。本実施形態に係る入力装置３のセンサ装置３１以外の構成は、第１の実施形態と同様であり、適宜その説明を省略する。図１７は第１の実施形態に係る図２に対応する図である。
【０１１５】
（全体構成）
本実施形態に係る入力装置３は、第１の実施形態とは異なるセンサ装置３１と、第１の実施形態と同様のフレキシブルディスプレイ１０と、を備える。センサ装置３１は、第１の電極３２及び第２の電極３３を備えた基板３１ｂを有する。第１の電極３２及び第２の電極３３は相互キャパシタンス方式の静電容量型の容量素子を構成する。また、センサ装置３１は、リファレンス電極３４を有し、基板３１ｂに対するリファレンス電極３４の近接により、第１の電極３２と第２の電極３３との間の静電容量が減少する。典型的には、リファレンス電極３４は、接地電位に接続される。
【０１１６】
（センサ装置）
基板３１ｂのＺ軸方向上側の面にはＸ軸に沿って並べて配置された第１の電極３２及び第２の電極３３が形成されている。フレキシブルディスプレイ１０のＺ軸方向下側の面にはリファレンス電極３４が形成されている。センサ装置３１では、リファレンス電極３４の基板３１ｂへの近接を、第１の電極３２と第２の電極３３との間の静電容量の減少により検出可能である。
【０１１７】
センサ装置３１は、基板３１ｂとリファレンス電極３４との間に配置された複数の第１の構造体３５を有する。第１の構造体３５は、第１の実施形態に係る第１の構造体１５と同様の構成を有する。第１の構造体３５のＺ軸方向上側の面と、リファレンス電極３４のＺ軸方向下側の面と、は接着層３８によって接着されている。これにより、基板３１ｂとフレキシブルディスプレイ１０との間には第１の構造体３５及び空間部３７を含む支持層３１ａが形成される。
【０１１８】
基板３１ｂのＺ軸方向上側の面における各第１の構造体３５の間には、第２の構造体３６が形成されている。第２の構造体３６は、第１の実施形態に係る第２の構造体１６と同様の構成を有する。
【０１１９】
図１７（Ｂ）は、フレキシブルディスプレイ１０がユーザの指ｆによる操作を受けている状態を示している。この状態では、指ｆはフレキシブルディスプレイ１０に対してＺ軸方向下方に力を及ぼしている。このとき、フレキシブルディスプレイ１０がＺ軸方向下方に撓む。フレキシブルディスプレイ１０に接着されているリファレンス電極３４は、フレキシブルディスプレイ１０とともにＺ軸方向下方に撓み、基板３１ｂに近づく。これにより、センサ装置３１の静電容量が減少する。
【０１２０】
上述したように、リファレンス電極３４と、基板３１ｂと、の間には第２の構造体３６が形成されている。第２の構造体３６を形成する材料は、空間部３７に存在する空気よりも比誘電率が高いため、第２の構造体３６を有さない構造に比べて、第１の電極３２と第２の電極３３との間の静電容量が大きい。そのため、センサ装置３１では、第１の電極３２の第２の電極３３側への変位が小さい場合にも、その変位を検出することが可能である。換言すると、センサ装置３１は、フレキシブルディスプレイ１０に対するユーザによる操作に伴う押圧力の検出感度が高い。
【０１２１】
図１７（Ｃ）は、フレキシブルディスプレイ１０がスタイラスｓによる操作を受けている状態を示している。操作子がスタイラスｓの場合にも、図１７（Ｂ）に示す操作子が指ｆの場合と同様である。
【０１２２】
＜第４の実施形態＞
図１８は本技術の第４の実施形態に係る入力装置４の部分断面図である。本実施形態に係る入力装置４のセンサ装置４１以外の構成は、第１の実施形態と同様であり、適宜その説明を省略する。図１８は第１の実施形態に係る図２に対応する図である。
【０１２３】
（全体構成）
本実施形態に係る入力装置４は、第１の実施形態とは異なるセンサ装置４１と、第１の実施形態と同様のフレキシブルディスプレイ１０と、を備える。センサ装置４１は、基板４１ｂと、第１の電極４２及び第２の電極４３が設けられる接着層とを有する。第１の電極４２及び第２の電極４３は相互キャパシタンス方式の静電容量型の容量素子を構成する。
【０１２４】
（センサ装置）
センサ装置４１には、フレキシブルディスプレイ１０のＺ軸方向下側の面にＸ軸に沿って並べて配置された第１の電極４２及び第２の電極４３が形成されている。
【０１２５】
センサ装置４１は、基板４１ｂとフレキシブルディスプレイ１０との間に配置された複数の第１の構造体４５を有する。第１の構造体４５は、第１の実施形態に係る第１の構造体１５と同様の構成を有する。第１の構造体４５のＺ軸方向上側の面と、フレキシブルディスプレイ１０のＺ軸方向下側の面と、は接着層４８によって接着されている。これにより、基板４１ｂとフレキシブルディスプレイ１０との間には第１の構造体４５及び空間部４７を含む支持層４１ａが形成される。
【０１２６】
基板４１ｂのＺ軸方向上側の面における各第１の構造体４５の間には、第２の構造体４６が形成されている。第２の構造体４６は、第１の実施形態に係る第２の構造体１６と同様の構成を有する。
【０１２７】
図１８（Ｂ）は、フレキシブルディスプレイ１０がユーザの指ｆによる操作を受けている状態を示している。この状態では、指ｆはフレキシブルディスプレイ１０に対してＺ軸方向下方に力を及ぼしている。このとき、フレキシブルディスプレイ１０がＺ軸方向下方に撓む。フレキシブルディスプレイ１０に接着されている第１の電極４２及び第２の電極４３は、フレキシブルディスプレイ１０とともにＺ軸方向下方に撓み、第２の構造体４６に近づく。
【０１２８】
上述したように、フレキシブルディスプレイ１０と、基板４１ｂと、の間には第２の構造体４６が形成されている。第２の構造体４６を形成する材料は、空間部４７に存在する空気よりも比誘電率が高いため、第１の電極４２及び第２の電極４３が第２の構造体４６に近づくと、第１の電極４２と第２の電極４３との間の静電容量が増加する。
【０１２９】
仮に、第２の構造体４６を有さない構成にした場合にも、第１の電極４２及び第２の電極４３が基板４１ｂに近づくことにより、第１の電極４２と第２の電極４３との間の静電容量は増加する。しかし、本実施形態に係る入力装置４では、基板４１ｂに加えて第２の構造体４６を有するため、第２の構造体４６を有さない構成より、第１の電極４２と第２の電極４３との間の静電容量の増加量が格段に大きくなる。
【０１３０】
そのため、センサ装置４１では、第１の電極４２の第２の電極４３側への変位が小さい場合にも、その変位を検出することが可能である。換言すると、センサ装置４１は、フレキシブルディスプレイ１０に対するユーザによる操作に伴う押圧力の検出感度が高い。
【０１３１】
図１８（Ｃ）は、フレキシブルディスプレイ１０がスタイラスｓによる操作を受けている状態を示している。操作子がスタイラスｓの場合にも、図１８（Ｂ）に示す操作子が指ｆの場合と同様である。
【０１３２】
＜第５の実施形態＞
図１９は本技術の第５の実施形態に係る入力装置５の構成を示すブロック図である。
【０１３３】
（全体構成）
入力装置５は、センサユニット５００と、コントローラｃ５と、記憶部５５と、通信部５６とを有する。
【０１３４】
（センサユニット）
センサユニット５００は、マトリクスセンサ５１と、入力操作部５４とを有する。センサマトリクス５１は複数のセンサ５０ｓを有し、入力操作部５４へのタッチ操作およびプッシュ操作に応じた検出信号を出力する。入力操作部５４は、プッシュ操作を受けるキーボード等と同様の入力操作面を構成し、タッチ操作を受けるトラックパッド等と同様の入力操作面を構成する。
【０１３５】
図２０は、センサユニット５００の部分断面図である。センサユニット５００は、入力操作部５４の裏面に相当しリファレンス電極１４が配置された面Ｓ１（第１の面）と、Ｘ電極１２が配置された基板１１ｂの表面Ｓ２（第２の面）と、Ｙ電極１３が配置された基板１１ｂの内部の面Ｓ３（第３の面）とを有する。センサマトリクス５１は、第１の実施形態に係る支持層１１ａと基板１１ｂとの積層構造を有し、複数のＸ電極１２と複数のＹ電極１３との間のそれぞれの交差領域に形成される個々の容量成分によって複数のセンサ５０ｓが構成される。
【０１３６】
各センサ５０ｓは、例えば一般的なパーソナルコンピュータ用キーボードと同様のキー配列でＸＹ平面上に配列されている。各センサ５０ｓは、その配置や割り当てられた機能に基づき所定の大きさ及び形状を有している。個々のセンサ５０ｓを構成する容量素子の数は単数であってもよいし、複数であってもよい。
【０１３７】
各センサ５０ｓは、相互キャパシタンス方式の静電容量型のセンサ装置を構成する。各センサ５０ｓを構成する容量素子は、第１の実施形態に係る容量素子５０に相当し、入力操作部５４に対するユーザ操作に応じて変化するＸ電極１２とＹ電極１３との間の静電容量化に基づいて、ユーザのタッチ操作あるいはプッシュ操作に関する検出信号を出力する。
【０１３８】
入力操作部５４は、第１の実施形態に係るフレキシブルディスプレイ１０で構成される。この場合、入力操作部５４には、一般的なパーソナルコンピュータ用キーボードと同様のキー配列の文字や図柄が表示される。これ以外にも、入力操作部５４は、一般的なキーボードと同様のキー配列の文字や図柄が描かれた金属製あるいは合成樹脂製のカバーで構成されてもよい。
【０１３９】
（コントローラ）
コントローラｃ５は、第１の実施形態に係るコントローラｃに相当し、判定部ｃ５１（検出部）及び信号生成部ｃ５２を含む。判定部ｃ５１は、各センサ５０ｓの静電容量の変化に基づいて、複数のセンサ５０ｓのうち何れかのセンサ５０ｓに指ｆ（操作子）が接触する第１の状態と、当該第１の状態から指ｆが当該センサ５０ｓを押圧する第２の状態への変化とを判定する。信号生成部ｃ５２は、判定部ｃ５１の判定に基づき、タッチ状態とプッシュ状態とで異なる操作信号を生成する。
【０１４０】
各センサ５０ｓを構成する容量素子の静電容量は、第１の実施形態と同様に、リファレンス電極１４と基板１１ｂとの間の距離の変化に対してほぼ直線的に変化する。このため、入力操作部５４への押し力の大きさの差異を容易に検知でき、例えば容量変化量が所定の閾値を超えたか否かで、入力操作部５４へのタッチ操作およびプッシュ操作を各々区別することが可能となる。
【０１４１】
例えば、ユーザが入力操作部５４の操作面（図２０）に指ｆなどを軽く置いた状態では、弱い力が操作面５４ａに加わっている。一方、ユーザがキーを押し込む動作を行った場合、操作面５４ａには軽く置いた状態からより大きな荷重が加わることになる。センサユニット５００は、力の量に応じて各センサ５０ｓの静電容量が増減する。この静電容量の変化に応じた値の大小によって荷重を推定することが可能であり、ユーザが指ｆを軽く置いたタッチ状態と操作面ｆを押し込むプッシュ状態を識別することができる。
【０１４２】
ここで、コントローラｃ５としては、キー入力においてプッシュ状態にのみキー情報を出力するように構成されることで、一般的なキーボードのような操作感を実現することができる。この場合、センサユニット５００は、タッチ状態での各センサ５０ｓの静電容量の変化量によって指ｆの位置を知ることが可能であるため、タッチ座標を検出した入力が可能となる。
【０１４３】
一方、本実施形態の入力装置５は、操作面５４ａ上のＸＹ方向の座標を検知することが可能であるとともに、操作面５４ａに対しての荷重の大小も精度よく検出することが可能である。この効果を用いて以下のような新しい入力が可能となる。
【０１４４】
（入力例１）
入力操作部５４がフレキシブルディスプレイで構成されている場合において、操作面５４ａを押し込む力に応じて入力操作部５４に表示された画像の拡大率が変化してもよい。例えば、画像として地図が表示され、押し込み位置の表示が押し込み量に比例した拡大率で変化するように画像の表示が制御される。
【０１４５】
（入力例２）
入力装置５が携帯型ゲーム機等のような電子機器に適用される場合、センサユニットを車のアクセルペダルやブレーキペダルの操作キーとして用いられてもよい。これにより、押し込み量に応じた加速感あるいは減速感をユーザに提供することができる。
【０１４６】
（入力例３）
フレキシブルディスプレイで構成された入力操作部５４で複数の写真や文書を閲覧する場合、操作面５４ａへの押し込み力に応じて頁送りの速度を変化させてもよい。例えば、弱く押しこんだときは一枚ずつ頁を変化させ、強く押しこんだときは複数枚単位で頁を変化させることができる。
【０１４７】
（入力例４）
フレキシブルディスプレイで構成された入力操作部５４に描画操作する場合、押し込み加減に応じて描画する線の太さや色を変化させてもよい。これにより実際の描画感覚に近い入力が実現可能となる。
【０１４８】
記憶部５５は、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びその他の半導体メモリ等で構成され、算出されたユーザの指等の操作位置の座標及び判定部ｃ５１による種々の演算に用いられるプログラム等を格納する。例えば、ＲＯＭは、不揮発性メモリで構成され、入力操作部５４に対するタッチ操作およびプッシュ操作の判定に使用される適宜の閾値データや、判定部ｃ５１に操作位置の算出等の演算処理を実行させるためのプログラム等を格納する。
【０１４９】
記憶部５５に格納される各センサ５０ｓの容量変化量の閾値データは、適宜変更することが可能である。当該閾値データは、各センサ５０ｓについて共通であってもよいし、個々のセンサ５０ｓについて異なっていてもよい。すなわち、センサ５０ｓの場所やキーの種類に応じて、所定の単数または複数のセンサ５０ｓの感度を他のセンサ５０ｓの感度と異ならせることができる。
【０１５０】
例えば、センサマトリクス５００を構成する個々のセンサ５０ｓの検出感度は、入力操作部５４の操作面５４ａ上に所定重量の金属板を載置したときの各センサ５０ｓの出力を検出することによって測定可能である。このとき、センサ５０ｓ毎に例えばタッチ操作判定用の閾値データを個別に設定し、記憶部５５へ格納すればよい。これによりセンサ５０ｓ間の特性のバラツキを低減し、あるいは、特定のセンサ５０ｓについて所望の感度特性を設定することができる。
【０１５１】
通信部５６は、信号生成部ｃ５２によって生成された各種操作信号を処理装置ｐ（図３参照）へ送信可能に構成される。通信部ｃ５３における通信手段は、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）等を介した有線によるものでも、「Wi Fi」（登録商標）、「Bluetooth」（登録商標）等の無線によるものでもよい。
【０１５２】
信号生成部ｃ５２は、判定部ｃ５１からの出力信号に応じて操作信号を生成する。具体的には、信号生成部ｃ５２では、タッチ状態とプッシュ状態とで異なる操作信号を生成し、かつ、プッシュ状態が検出された場合には、キーボードの各キーに対応するセンサ５０毎に固有の操作信号を生成する。
【０１５３】
（電極構成）
図２０に示したセンサユニット５００においては、操作面５４ａへの押圧操作により、支持層１１ａに支持されたリファレンス電極１４が基板１１ｂ側へ撓み、押圧位置直下のセンサ５０ｓの静電容量を減少させる。これにより当該押圧位置におけるタッチ操作あるいはプッシュ操作が検出される。
【０１５４】
複数のセンサが二次元的に配列されたセンサマトリクスにおいては、隣り合う複数のセンサ特性および個々のセンサ特性について高い精度が要求される。例えば図２１（Ａ）は、隣り合うセンサ間の感度領域が重なっていない例を示しており、この場合、隣り合うセンサ間の検出感度が低下するおそれがある。図２１（Ｂ）は、静電容量がリニアリティよく変化しない例を示しており、この場合、タッチ操作とプッシュ操作の識別が困難となる。また図２１（Ｃ）は、個々のセンサの容量変化量が小さい例を示しており、この場合、入力位置の判定が困難となる。したがってセンサマトリクスにおいては、図２１（Ｄ）に示すように、隣り合うセンサ間の感度領域が重なっており、個々のセンサの静電容量がリニアリティよく変化し、かつ、容量変化量が大きいことが要求される。
【０１５５】
図２１（Ｄ）に示したようなセンサ特性を安定に確保するため、本実施形態では、例えば、センサ５０ｓのＸ電極１２およびＹ電極１３がそれぞれ図２２に示すように構成される。図２２は、センサマトリクス５１の部分的な平面図であり、Ｘ電極１２およびＹ電極１３のみを示している。
【０１５６】
本実施形態においてＸ電極１２は、Ｙ電極１３とリファレンス電極１４との間に配置される。リファレンス電極１４は、典型的には、接地電位（グランド電位）に接続される。リファレンス電極１４に近いＸ電極１２は、線状電極１２ａの集合体を含み、リファレンス電極１４から遠いＹ電極１３は面状電極１３ａを含む。線状電極１２ａは、図１１（Ｃ）に示した電極例に相当する。センサ５０ｓは、線状電極１２ａと面状電極１３ａとの交差領域に各々形成される。
【０１５７】
線状電極１２ａの集合体は、中心部から放射状に伸びる複数本の直線的な電極パターンの集合体で構成される。線状電極１２ａは、例えば、２００μｍ以下の線幅で形成される。Ｘ電極１２およびＹ電極１３は、例えばスクリーン印刷法で形成される。
【０１５８】
このような電極構成を有するセンサマトリクス５１においては、Ｘ電極１２とＹ電極１３との対向面積が小さくなり、Ｘ電極１２およびＹ電極１３のいずれもがリファレンス電極１４と容量結合することができる。これによりリファレンス電極１４の変位量が微小でも静電容量の変化量を高くできるので、容量変化のリニアリティ性、検出感度が高められる。また個々の線状電極１２ａが感度領域を有するため、隣接するセンサ５０ｓ間の谷間の感度を容易に確保することができる。
【０１５９】
図２３は、線状電極１２ａの構成例を示す模式図である。図２３（Ａ）は、図２２の線状電極に相当する。この例では、容量素子５１の中心部と周縁部とで電極の密度が異なり、中心部の方が指の近接に対する容量変化量がより大きくなる。図２３（Ｂ）は、（Ａ）の例に示した放射状の線電極のうちの一本が他の線電極よりも太く形成される例を示す。これにより、太い線電極上の静電容量変化量を他の線電極上よりも高めることができる。さらに図２３（Ｃ）、（Ｄ）は、略中心に環状の線状電極が配置され、そこから放射状に線電極が形成されている例を示す。これにより、中心部における線状電極の集中を抑制し、感度低下領域の発生を防止することができる。
【０１６０】
図２３（Ｅ）〜（Ｈ）は、いずれも環状または矩形環状に形成された複数の線状電極を組み合わせて集合体を形成した例を示す。これにより、電極の密度を調整することが可能となり、かつ、感度低下領域の形成を抑制することが可能となる。また、図２３（Ｉ）〜（Ｌ）は、いずれもＹ軸方向に配列した複数の線状電極を組み合わせて集合体を形成した例を示す。当該線状電極の形状、長さ及びピッチ等を調整することで、所望の電極密度とすることが可能となる。
【０１６１】
さらに図２３（Ｍ）〜（Ｐ）は、線電極がＸ軸方向またはＹ軸方向に非対称に配置された例である。電極の密度が非対称となるように形成されることで、センサ５０ｓの検出感度を領域毎に調整することができる。したがって、センサ５０ｓ内の検出感度を細かく調整することが可能となる。
【０１６２】
一方、図２４に他の電極構成例を示す。図２５はその一部の拡大図である。本例において、Ｘ電極１２およびＹ電極は、各々直線的な複数の配線電極で構成され、これらが略直交するように配列されている。個々のセンサ５０ｓは、それぞれ複数のＸ電極１２およびＹ電極１３の複数の交差部を含んでおり、換言すると、個々のセンサ５０ｓは、複数の容量素子５０ｃで構成されている。これにより、個々のセンサ５０ｓの検出感度およびリニアリティ性の高い出力特性が確保される。なおセンサ５０ｓは、少なくとも１つの電極交差部を含んでいればよい。
【０１６３】
個々のセンサ５０ｓを構成する複数の電極交差部すなわち容量素子は、領域毎に異なる密度で形成される。図２４の例においては、両電極１２，１３の線間距離がセンサ５０ｓの中心から離れるに従い順次増加するようにそれぞれ配列されている。このため容量素子５０ｃの密度は、センサ５０ｓの中心側ほど高く、センサ５０ｓの周縁側ほど低い。その結果、センサ５０ｓの中心ほど容量変化量が高い出力特性が得られる。
【０１６４】
なお上述の例に限られず、例えば、センサ５０ｓは中心側ほど密度が低くなるように構成されてもよい。電極間距離を任意に調整することで、所望の出力特性を得ることができる。
【０１６５】
図２６に、さらに他の電極構成例を示す。本例においてもＸ電極１２およびＹ電極は、各々直線的な複数の配線電極で構成され、これらが略直交するように配列されている。本例において複数のＸ電極およびＹ電極１３は、部分的に不規則なピッチで配列された領域をそれぞれ含む。
【０１６６】
本実施形態のセンサユニット５００は、入力操作部５４はその周縁部が例えば粘着テープ等により入力装置５の筐体（図示略）に支持される。したがって入力操作部５４の周縁部は中央部に比べて入力操作に応じた変形がしにくくなる。その結果、入力操作部５４の周縁側の入力位置が、これよりも内周側のセンサで検出される場合がある。
【０１６７】
このような懸念を解消するため、本例のセンサユニット５００においては、センサマトリクス５１の周縁側の領域１２１，１３１における電極間距離が中央側の領域１２０，１３０における電極間距離よりも短くなるようにＸ電極１２およびＹ電極１３がそれぞれ配列されている。これにより入力操作部５４の周縁領域を入力した場合でも、当該周縁領域を検出する容量素子が中央側に位置しているため精度よく入力位置を検出することが可能となる。
【０１６８】
なお上述のように配線間隔の不規則な部分がセンサマトリクスの周縁側に設けられる例に限られず、センサの仕様や要求される特性に応じて、任意に設定可能である。
【０１６９】
＜第６の実施形態＞
図２７は本技術の第６の実施形態に係る入力装置６の部分断面図である。本実施形態に係る入力装置６のセンサ装置６１０以外の構成は、第１の実施形態と同様であり、適宜その説明を省略する。
【０１７０】
本実施形態に係るセンサ装置６１０は、複数の容量素子６０ｓを有する基板６１０ｂと、導体層６４と、支持層６１０ａとを有する。
【０１７１】
基板６１０ｂは、Ｘ電極６２と、Ｘ電極６２を支持する第１の基材６０１と、Ｙ電極６３と、Ｙ電極６３を支持する第２の基材６０２とを有する。Ｘ電極６２は、Ｘ軸方向に配列された複数の配線電極からなり、第１の基材６０１の表面（図中上面）に形成される。本実施形態では、少なくともＹ電極６３との個々の交差領域がＸ軸方向に所定ピッチで配列された任意の本数の配線電極群でそれぞれ構成されている。Ｙ電極６３も同様に、Ｙ軸方向に配列された複数の配線電極からなり、第２の基材６０２の表面（図中上面）に形成される。本実施形態では、少なくともＸ電極６２との個々の交差領域がＹ軸方向に所定ピッチで配列された任意の本数の配線電極群でそれぞれ構成されている。
【０１７２】
第１の基材６０１は、第２の基材６０２の上に接着層６８ａを介して積層される。Ｘ電極６２及びＹ電極６３は、例えば、Ａｇ（銀）、Ｃｕ（銅）等の金属材料又はこれらを含む導電性ペースト、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）等の導電性酸化物で構成される。第１及び第２の基材６０１，６０２は、例えば、ＰＥＴ、ＰＥＮ、ＰＩ、ＰＣ等の電気絶縁性の樹脂シートで構成される。
【０１７３】
複数の容量素子６０ｓは、Ｘ電極６２とＹ電極６３との交差領域に形成された相互キャパシタンス方式の容量素子としてそれぞれ構成され、電極６２，６３間の対向面積や対向距離、そして第１の基材６０１及び接着層６８ａの誘電率に応じた所定の静電容量を有する。本実施形態では、複数の容量素子６０ｓは、ＸＹ平面に平行な面内でマトリクス状に配列されている。
【０１７４】
基板６１０ｂは、絶縁層６６と、シールド層６９とをさらに有する。
【０１７５】
絶縁層６６は、例えばＰＥＴ、ＰＥＮ等の絶縁性樹脂フィルムで構成される。絶縁層６６は、Ｘ電極６２と支持層６１０ａとの間に設けられ、接着層６８ｂを介してＸ電極６２を被覆する。これにより導体層６４と第１の基材６０１（Ｘ電極６２）との電気的な接触を防止することができる。接着層６８ｂは、第１の基材６０１の表面に配置されたＸ電極６２を被覆する厚みで形成され、第１の基材６０１と絶縁層６６とを相互に接合する。なお絶縁層６６は、樹脂フィルムで構成される例に限られず、第１の基材６０１上に塗布された絶縁膜であってもよい。
【０１７６】
シールド層６９は、第２の基材６０２の裏面（図中下面）に形成された銅箔等の金属層で形成される。シールド層６９は、センサ装置６の裏面側から容量素子６０ｓへ入射する電磁ノイズを遮断するためのものであり、例えば、ベタ状、メッシュ状あるいは格子状に形成される。シールド層６９はグランド電位に接続されることで、上記シールド効果が高められる。なおシールド層６９の設置は、必要に応じて省略されてもよい。
【０１７７】
導体層６４は、第３の基材６０３に支持されている。第３の基材６０３は、第１及び第２の基材６０１，６０２と同様な樹脂シートで構成され、フレキシブルディスプレイ１０の裏面に接着層６８ｃを介して接着されている。
【０１７８】
導体層６４は、第１の実施形態において説明したリファレンス電極に対応し、基板１１ｂに対向するフレキシブルディスプレイ１０の裏面に接着層６８ｃを介して接着される。導体層６４は、例えばベタ状、メッシュ状あるいは格子状に形成され、グランド電位に接続される。
【０１７９】
導体層６４は、支持層６１０ａを介して容量素子６０ｓ（基板１１ｂ）に対向して配置される。導体層６４は可撓性を有し、フレキシブルディスプレイ１０表面の操作面１０ａに入力される押圧力を受けてフレキシブルディスプレイ１０とともに容量素子６０ｓ（基板１１ｂ）に向かって部分的に変形可能に構成される。
【０１８０】
支持層６１０ａは、容量素子６０ｓ（基板１１ｂ）と導体層６４との間に配置される。支持層６１０ａは、導体層６４を支持する複数の構造体６５０と、複数の構造体６５０の間に形成された空間部６７とを有する。
【０１８１】
空間部６７は、容量素子６０ｓ（基板１１ｂ）と導体層６４との間の距離を部分的に変化させることが可能に構成される。これにより、複数の容量素子６０ｓのうち、導体層６４の変形領域に近接する容量素子６０ｓの静電容量（交差容量）が変化するため、当該静電容量の変化により操作面１０ａへ入力位置や押圧量を静電的に検出することが可能となる。
【０１８２】
空間部６７は、典型的には空気層で形成されるが、空気以外の他のガス（例えば不活性ガス）が充填されてもよい。また空間部６７は、複数の構造体６５０の周囲において相互に連通しているが、構造体６５０の形状によっては（例えば構造体６５０が格子状に形成される場合には）複数の空間部に区画されていてもよい。
【０１８３】
本実施形態において複数の構造体６５０は、Ｚ軸方向に弾性変形が可能な弾性材料で構成されている。このような材料としては、例えば、シリコンゴム、ウレタンゴム等のゴム材料のほか、スポンジ等の適宜の緩衝材料が適用可能である。複数の構造体６５０は、導体層６４側に凸なる半球形状あるいはドーム形状に形成されているが、これに限られず、直方体形状や円筒形状等の他の幾何学的形状であってもよい。また複数の構造体６５０は、点状に形成されている場合に限られず、例えばＸ軸方向あるいはＹ軸方向に平行に直線的に形成されてもよい。
【０１８４】
支持層６１０ａは、さらに接合部６５１を有する。接合部６５１は、複数の構造体６５０と導体層６４との間に配置され、複数の構造体６５０を導体層６４へ接合する。これにより各構造体６５０を導体層６４へ密着し、両者間の位置ずれや分離を防止することができる。また接合部６５１が構造体６５０の直上位置にのみ形成されているため、支持層６１０ａと導体層６４との接合工程において、導体層６４と絶縁層６６との貼り付きを防止することができる。接合部６５１を構成する接合材料としては、例えば、粘着剤、接着剤等が用いられる。
【０１８５】
複数の構造体６５０は、例えば、スクリーン印刷法やパッド印刷法、転写法等の適宜の印刷技術を用いて絶縁層６６の表面に形成される。この際、構造体６５０を構成する材料で絶縁層６６の表面の周縁部に枠体６５０ａが形成される。さらに接合部６５１の形成時に、接合部６５１を構成する接合材料を枠体６５０ａの表面にも塗布される。これにより枠体６５０ａは導体層６４に一体的に接合される。
【０１８６】
枠体６５０ａは、絶縁層６６の周縁に沿って連続的に形成されていてもよいし、間欠的に形成されてもよい。枠体６５０ａが絶縁層６６の周縁に沿って連続的に形成されている場合、空間部６７をセンサ装置６１０の周囲から隔離することができるため、空間部６７への水分等の侵入を遮断することができる。一方、枠体６５０ａが絶縁層６６の周縁に沿って間欠的に形成されている場合、空間部６７がセンサ装置６１０の周囲と連通させることが可能となるため、枠体６５０ａの内側と外側とで圧力差の発生を回避することができる。
【０１８７】
また本実施形態において複数の構造体６５０は、容量素子６０ｓの直上に配置される。すなわち複数の構造体６５０は、Ｘ電極６２とＹ電極６３との交差領域の少なくとも一部にそれぞれ配列されている。これにより操作面１０ａのほぼ全面にわたって感度差の少ない等方的な圧力検出が可能となる。
【０１８８】
すなわち本実施形態に係るセンサ装置６１０においては、構造体６５０が弾性材料で形成されているため、いずれかの構造体６５０の直上位置に押圧操作が入力された場合でも当該構造体６５０の弾性変形によって、押圧位置に対応する導体層６４の領域とこれに対向する容量素子６０ｓとの間の相対距離が小さくなる。したがって弾性変形する構造体６５０の変形量が小さい場合でも、当該入力位置に対応する容量素子６０ｓの静電容量の変化を検出することが可能となる。
【０１８９】
一方、隣接する複数の構造体６５０の間に押圧操作が入力された場合、当該入力位置の直下に構造体６５０が存在しないため、押圧位置に対応する導体層６４の領域は、構造体６５０の直上位置を押圧する場合と比較して変形量が大きい。したがって当該導体層６４の変形領域は周囲の容量素子６０ｓと容量結合しやすく、その結果、当該容量素子６０ｓの静電容量の変化を検出可能となる。
【０１９０】
以上のように本実施形態においても第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。また本実施形態のセンサ装置６１０によれば、入力感度差の少ない操作面１０ａを実現することができるため、入力操作部としてフレキシブルディスプレイ１０が適用された場合に優れた入力操作感を提供することが可能となる。また入力位置のＸＹ座標を重心計算により高精度に検出することができる。
【０１９１】
なお本実施形態において、絶縁層６６は、第１の実施形態のセンサ装置１１における第２の構造体としての機能も有する。すなわち本実施形態に係るセンサ装置６１０は、図１に示したセンサ装置１１において第１の構造体１５と第２の構造体１６とを相互に一体形成した構造に対応する。
【０１９２】
＜第６の実施形態の変形例１＞
図２８は、第６の実施形態に係るセンサ装置の変形例を示す部分断面図である。なお図２８において図２７と対応する部分については同一の符号を付し、その説明は省略するものとする。
【０１９３】
本変形例に係る入力装置６Ａ（センサ装置６１１）は、基板６１１ｂの構成が図２７に示したセンサ装置６１０の基板６１０ｂと異なっており、基板６１１ｂは、複数の構造体６５０がＸ電極６２を支持する第１の基材６０１の上に直接設けられている。すなわち本実施形態のセンサ装置６１Ａは、図２７のセンサ装置６における絶縁層６６が省略された構成を有する。
【０１９４】
本変形例においても上述の第６の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。本変形例によれば、導体層６４と容量素子６０ｓとの間の対向距離を短くすることができるため、押圧操作の感度を高めることができる。また本変形例によれば、基板６１１ｂの構成を薄型化することができるため、センサ装置の薄型化を図ることができる。
【０１９５】
＜第６の実施形態の変形例２＞
図２９は、第６の実施形態に係るセンサ装置の他の変形例を示す部分断面図である。なお図２９において図２７と対応する部分については同一の符号を付し、その説明は省略するものとする。
【０１９６】
本変形例に係る入力装置６Ｂ（センサ装置６１２）は、支持層６１１ａの構成が図２７に示したセンサ装置６１０の支持層６１０ａと異なる。すなわち本変形例に係る支持層６１１ａは、複数の構造体６５２が粘着剤や接着剤等を含む接合材料で構成されており、支持層６１１ａに空間部６７を形成する機能と、絶縁層６６（基板６１０ｂ）と導体層６４とを相互に接合する機能とを有する。複数の構造体６５２は、導体層６４側に凸なる半球形状あるいはドーム形状に形成されている。
【０１９７】
なお本変形例に係るセンサ装置６Ｂは、絶縁層６６の周囲に形成される枠体６５３もまた、構造体６５２を構成する接合材料の単一層で形成される。
【０１９８】
本変形例においても上述の第６の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。本変形例によれば、構造体６５２を単一層で構成することができるため、支持層６１１ａの作製が容易となる。これにより生産性を高めることができるとともに、材料コストを低減することが可能となる。
【０１９９】
一方、図３０に示すように、複数の構造体６５２は、基板６１０ｂ側に凸なる半球形状あるいはドーム形状に形成されてもよい。これにより、複数の構造体６５２間の位置が押圧操作された際、当該導体層６４の変形領域が構造体６５２の曲面状の周面に貼り付くことが防止される。このため、押圧操作の解除時、当該導体層６４の変形領域を元の位置へ適正かつ迅速に復帰させることができる。
【０２００】
あるいは図３１に示すように、複数の構造体６５２は、円柱形状あるいは角柱形状に形成されてもよい。この場合、複数の構造体６５２は、所定の形状及び大きさに打ち抜かれた粘着シート（両面シート）で構成することができる。このような構成によっても、図３０の構成と同様の作用効果を得ることができる。
【０２０１】
＜第６の実施形態の変形例３＞
図３２は、第６の実施形態に係るセンサ装置の他の変形例を示す部分断面図である。図３３は、入力装置６Ｃの概略分解斜視図である。なお図３２及び図３３において図２７と対応する部分については同一の符号を付し、その説明は省略するものとする。
【０２０２】
本変形例に係る入力装置６Ｃ（センサ装置６１３）は、支持層６１２ａの構成が図２７に示したセンサ装置６１０の支持層６１０ａと異なる。すなわち本変形例に係る支持層６１２ａは、複数の構造体６５４と、枠体６５５と、ベース部６５６とを有し、これら複数の構造体６５４、枠体６５５及びベース部６５６は、同一の樹脂材料（例えば紫外線硬化樹脂）で一体的に構成され、例えば転写法等によって形成される。
【０２０３】
複数の構造体６５４は、第１の実施形態における第１の構造体１５と同様な柱状形状を有する。枠体６５５は、絶縁層６６の周囲に沿って連続的あるいは間欠的に形成されている。ベース部６５６は、絶縁層６６の表面に形成され、複数の構造体６５４及び枠体６５５の下地層として機能する。また複数の構造体６５４及び枠体６５５は、接合部６５１を介して導体層６４に接合されている。
【０２０４】
本変形例における支持層６１２ａは、複数の構造体６５４の間に配置された規制部６５７をさらに有する。規制部６５７は、空間部６７を挟んで導体層６４と対向するベース部６５６に配置され、ベース部６５６への導体層６４の接触を阻止するように構成されている。これにより、ベース部６５６（構造体６５４及び枠体６５５）が例えば紫外線硬化樹脂のように硬化後においても所定以上のタック（粘着）性を有する材料で構成される場合においても、押圧操作時に変形した導体層６４のベース部６５６への貼り付きを阻止し、適正な入力解除動作を確保することができる。
【０２０５】
この場合、規制部６５７は、ベース部６５６を構成する材料よりもタック性の低い材料で構成される。規制部６５７の形状、大きさ、個数は特に限定されず、本変形例ではＸ軸方向に隣接する複数の構造体６５４の間に規制部６５７がそれぞれ単数又は複数ずつ設けられる。規制部６５７は構造体６５４及び枠体６５５よりも低背であれば形状は特に限定されず、例えば導体層６４側に凸なる半球形状、ドーム形状その他の曲面形状あるいは直方体形状に形成される。
【０２０６】
＜第６の実施形態の変形例４＞
図３４は、第６の実施形態に係るセンサ装置の他の変形例を示す部分断面図である。なお図３４において図２７及び図３２と対応する部分については同一の符号を付し、その説明は省略するものとする。
【０２０７】
本変形例に係る入力装置６Ｄ（センサ装置６１４）は、図２８に示した基板と同様の構成の基板６１１ｂを有する。すなわち本実施形態のセンサ装置６１４は、図２７のセンサ装置６１０における絶縁層６６が省略された構成を有し、ベース層６５６がＸ電極６２を支持する第１の基材６０１の上に形成され、複数の構造体６５４が容量素子６０ｓの直上にそれぞれ配置されている。
【０２０８】
本変形例においても上述の第６の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。本変形例によれば、導体層６４と容量素子６０ｓとの間の対向距離を短くすることができるため、押圧操作の感度を高めることができる。また本変形例によれば、基板６１１ｂの構成を薄型化することができるため、センサ装置の薄型化を図ることができる。
【０２０９】
＜第７の実施形態＞
図３５は、本技術の第７の実施形態に係る入力装置の部分断面図である。なお図において第６の実施形態と対応する部分については同一の符号を付し、その説明は省略するものとする。
【０２１０】
本実施形態のセンサ装置７１０は、基板７１０ｂの構成が上述の第６の実施形態と異なる。すなわち本実施形態の基板７１０ｂにおいては、複数のＸ電極６２が複数の構造体６５０の間に位置するように配列されている。すなわち複数の構造体６５０は、複数のＸ電極６２と複数のＹ電極６３との交差領域以外の領域にそれぞれ配列されている。なお図３５の例に限られず、Ｘ電極６２の配列方法は、図２８〜図３４に示した構成例においても同様に適用可能である。
【０２１１】
また本実施形態の入力装置７においては、フレキシブルディスプレイ１０に代えてフレキシブルキーボード２０を備えている点で、上述の第６の実施形態と構成が異なる。フレキシブルキーボード２０は、接着層６８ｃを介して、導体層６４を支持する第３の基材６０３の表面に接合されている。
【０２１２】
図３６は、フレキシブルキーボード２０の全体を示す平面図である。フレキシブルキーボード２０は、例えば絶縁性のプラスチックシートで構成されるが、金属シートで構成されてもよい。この場合、フレキシブルキーボードが金属シートで構成される場合、導体層６４を不要とすることができる。フレキシブルキーボード２０の表面には、複数のキー領域２０ａが配列されている。フレキシブルキーボード２０は、平坦なシート形状で形成される例に限られず、例えばキー領域２０ａが所定の凹凸面で形成されていてもよい。
【０２１３】
複数のキー領域２０ａはすべて同じ大きさ、形状で形成されている例に限られず、キーの種類に応じて他のキーと異なる大きさを有してもよい。各キー領域２０ａには適宜のキー表示が施されていてもよく、当該キー表示は、キーの種類を表示するものであってもよいし、個々のキーの位置（輪郭）を表示するものであってもよいし、これら両方を表示するものであってもよい。
【０２１４】
図３７は、センサ装置７１０を構成する支持層６１０ａの概略平面図である。支持層６１０ａは、複数の構造体６５０とこれらの間に形成された空間部６７とを有する。本実施形態において複数の構造体６５０は、エポキシ系樹脂等の比較的剛性の高い材料で構成されるが、ウレタン系樹脂等の比較的剛性の低い弾性材料で構成されていてよい。あるいは複数の構造体６５０は、図３２に示したようにベース部や枠体を含む紫外線硬化樹脂で形成された連続体であってもよい。一方、空間部６７は、フレキシブルキーボード２０の各キー領域２０ａに対応する形状、大きさにそれぞれ形成されている。一方、複数の構造体６５０は、フレキシブルキーボード２０のキー領域２０ａの間（図３７において斜線で示す領域）に設けられている。
【０２１５】
図３８は、センサ装置７１０を構成する基板７１０ｂの概略平面図である。図３９は、図３８のＢ−Ｂ’線方向に沿った入力装置７の断面図である。上述のように複数の構造体６５０は、複数のＸ電極６２と複数のＹ電極６３との交差領域以外の領域にそれぞれ配列されているため、各容量素子６０ｓは、キー領域２０ａ（空間部６７）とＺ軸方向に対向する位置に配置される。特に本実施形態においてＸ電極６２は、キー領域２０ａ間では単線で配線され、キー領域２０ａ内では複数本に分岐して配線されている。これにより各キー領域２０ａに対向する容量素子６０ｓの数が増加するため、キー入力操作の検出感度を向上させることができる。
【０２１６】
以上のように構成される本実施形態の入力装置７においては、フレキシブルキーボード２０の各キー領域２０ａに単数又は複数の容量素子６０ｓがそれぞれ対向配置されているため、入力位置を高感度に検出することができる。
【０２１７】
例えば図４０は、本実施形態に係る入力装置７への入力操作と容量素子６０ｓの出力との関係を示す概略図である。本実施形態の入力装置７によれば、キー領域２０ａの下部に位置する容量素子６０ｓとこれに隣接する他の容量素子６０ｓとの間に顕著な容量変化が生じるため、入力されたキー位置を高精度に検出することができ、キーボード等の入力デバイスとして好適に用いることができる。この場合、複数の構造体６５０を比較的剛性の高い材料で構成することにより、隣接する他の容量素子６０ｓの容量変化をさらに低減することができる。
【０２１８】
一方、比較として示す図４１は、第６の実施形態に係る入力装置６への入力操作と容量素子６０ｓの出力との関係を示す概略図である。図４１に示すように、容量素子６０ｓが構造体６５０と対向するように配置されている場合、入力位置周辺の複数の容量素子６０ｓが容量変化を生じる。この例では、第１の実施形態と同様にフレキシブルディスプレイ２０の押圧位置（ＸＹ座標）を重心計算で特定するような場合に特に好適である。
【０２１９】
以上、本技術の実施形態について説明したが、本技術は上述の実施形態にのみ限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【０２２０】
例えば、センサ装置は、フレキシブルディスプレイを取り付けずに、センサ装置単体で例えば圧力センサ等の検出装置を構成することができる。センサ装置にフレキシブルディスプレイに代えて樹脂などで形成されたシートを接着することができる。本技術のセンサ装置は、感度が高いため、多種多様なシートに対応することが可能である。
【０２２１】
また、本技術は、タッチパッド、マウス、キーボード等の情報入力装置や、テレビ、デジタルサイネージ等の情報表示装置にも適用することも可能である。さらに、携帯電話、スマートフォン、ノート型ＰＣ、タブレットＰＣ等の情報処理装置にも本技術は適用可能である。
【０２２２】
また以上の実施形態では、ＸＹ平面内に配列された複数の容量素子を有するセンサ装置を例に挙げて説明したが、これに限られず、単一の容量素子を有するセンサ装置にも本技術は適用可能である。この場合、当該センサ装置は、例えばゲーム用コントローラ等の押圧スイッチとして構成することができる。
【０２２３】
さらに例えば第１の実施形態では、リファレンス電極１４がフレキシブルディスプレイ１０と支持層１１ａとの間に配置されたが、リファレンス電極１４はフレキシブルディスプレイ１０に内蔵されてもよい。この場合、当該リファレンス電極は、フレキシブルディスプレイ１０に別途配置されてもよいし、フレキシブルディスプレイ１０に内蔵される導体層（例えばＴＦＴ（Thin-Film Transistor）の走査電極等）で構成されてもよい。
【０２２４】
なお、本技術は以下のような構成も採ることができる。
（１）相互に対向する第１の面及び第２の面と、
上記第１の面と上記第２の面との間に部分的に配置され第１の高さを有する第１の構造体と、上記第１の面と上記第２の面との間に形成された空間部と、を有する支持層と、
上記第１の面及び上記第２の面のいずれか一方に配置された第１の電極と、上記第１の電極に対向して配置された第２の電極とを有し、上記空間部を介して対向する上記第１の面と上記第２の面との間の距離の変化に応じて上記第１の電極と上記第２の電極との間の静電容量の変化が生じるように構成された容量素子と
を具備するセンサ装置。
（２）上記（１）に記載のセンサ装置であって、
上記支持層は、上記空間部に配置され、上記第１の高さよりも低い第２の高さを有する第２の構造体をさらに有する
センサ装置。
（３）上記（２）に記載のセンサ装置であって、
上記第２の構造体は、上記第１の面と上記第２との面の少なくとも一方に形成されている
センサ装置。
（４）上記（１）から（３）のいずれか１つに記載のセンサ装置であって、
上記第２の面に関して上記第１の面とは反対側に配置され上記第２の面に対向する第３の面と、
上記第１の面に形成されたリファレンス電極とをさらに具備し、
上記第１の電極は上記第２の面に形成され、上記第２の電極は上記第３の面に形成されている
センサ装置。
（５）上記（１）から（３）のいずれか１つに記載のセンサ装置であって、
上記第１の電極が上記第１の面に形成され、上記第２の電極が上記第２の面に形成されている
（６）上記（１）から（３）のいずれか１つに記載のセンサ装置であって、
上記第１の電極及び上記第２の電極が上記第１の面に形成されている
センサ装置。
（７）上記（１）から（３）のいずれか１つに記載のセンサ装置であって、
上記第１の面に形成されたリファレンス電極をさらに具備し、
上記第１の電極及び上記第２の電極が上記第２の面に形成されている
センサ装置。
（８）上記（１）から（７）のいずれか１つに記載のセンサ装置であって、
上記第１の構造体は複数の柱状体からなり、当該複数の柱状体は規則的に配列されている
センサ装置。
（９）上記（８）に記載のセンサ装置であって、
上記複数の柱状体はそれぞれ上記第１の面に平行な断面が円形と多角形とのいずれか一方になるように形成されている
センサ装置。
（１０）複数の第１の電極と、上記複数の第１の電極と対向する複数の第２の電極とを有する基板と、
上記複数の第１の電極と対向し可撓性を有する導体層と、
上記基板と前記導体層との間に配置され上記導体層を支持する複数の構造体と、上記複数の構造体の間に形成され上記基板と上記導体層との間の距離を部分的に変化させることが可能な空間部とを有する支持層と
を具備する
センサ装置。
（１）上記（１０）に記載のセンサ装置であって、
上記基板は、上記複数の第１の電極と上記支持層との間に設けられた絶縁層をさらに有する
センサ装置。
（１２）上記（１０）又は（１１）に記載のセンサ装置であって、
上記複数の構造体は、上記複数の第１の電極と上記複数の第２の電極との交差領域の少なくとも一部にそれぞれ配列される
センサ装置。
（１３）上記（１２）に記載のセンサ装置であって、
上記複数の構造体は、弾性材料で構成される
センサ装置。
（１４）上記（１０）又は（１１）に記載のセンサ装置であって、
上記複数の構造体は、上記複数の第１の電極と上記複数の第２の電極との交差領域以外の領域にそれぞれ配列される
センサ装置。
（１５）上記（１０）〜（１４）のいずれか１つに記載のセンサ装置であって、
上記基板は、上記複数の第１の電極を支持する基材をさらに有し、
上記複数の構造体は、上記基材の上にそれぞれ配置される
センサ装置。
（１６）上記（１０）〜（１５）のいずれか１つに記載のセンサ装置であって、
前記支持層は、前記複数の構造体と前記導体層との間に配置され前記複数の構造体を前記導体層へ接合する接合部をさらに有する
センサ装置。
（１７）上記（１０）〜（１６）のいずれか１つに記載のセンサ装置であって、
前記複数の構造体は、上記基板と上記導体層との間を接合する接合材料で構成される
センサ装置。
（１８）上記（１０）〜（１７）のいずれか１つに記載のセンサ装置であって、
前記支持層は、
前記複数の構造体を支持し前記空間部を挟んで前記導体層と対向するベース部と、
前記ベース部に配置され、前記ベース部への前記導体層の接触を阻止する規制部とをさらに有する
センサ装置。
（１９）相互に対向する第１の面及び第２の面と、
上記第１の面と上記第２の面との間に部分的に配置され第１の高さを有する第１の構造体と、上記第１の面と上記第２の面との間に形成された空間部と、を有する支持層と、
上記第１の面及び上記第２の面のいずれか一方に配置された第１の電極と、上記第１の電極に対向して配置された第２の電極とを有し、上記空間部を介して対向する上記第１の面と上記第２の面との間の距離の変化に応じて上記第１の電極と上記第２の電極との間の静電容量の変化が生じるように構成された容量素子と、
上記静電容量の変化を検出する検出部と、当該検出部の検出結果に基づいて操作信号を生成する信号生成部と、を有するコントローラと、
を具備する入力装置。
（２０）
相互に対向する第１の面及び第２の面と、
前記第１の面と前記第２の面との間に部分的に配置され第１の高さを有する第１の構造体と、前記第１の面と前記第２の面との間に形成された空間部と、を有する支持層と、
前記第１の面及び前記第２の面のいずれか一方に配置された第１の電極と、前記第１の電極に対向して配置された第２の電極とを有し、前記空間部を介して対向する前記第１の面と前記第２の面との間の距離の変化に応じて前記第１の電極と前記第２の電極との間の静電容量の変化が生じるように構成された容量素子と
をそれぞれ有する複数のセンサと、
前記静電容量の変化を検出する検出部と、当該検出部の検出結果に基づいて操作信号を生成する信号生成部と、を有するコントローラと
を具備する入力装置。
（２１）上記（２０）に記載の入力装置であって、
前記検出部は、前記容量素子の静電容量の変化に基づいて、前記複数のセンサのうち何れかのセンサに操作子が接触する第１の状態と、当該第１の状態から前記操作子が当該センサを押圧する第２の状態への変化と、を判定する
入力装置。
（２２）上記（２０）又は（２１）に記載の入力装置であって、
前記複数のセンサは、前記第２の面に関して前記第１の面とは反対側に配置され前記第２の面に対向する第３の面と、前記第１の面に形成されたリファレンス電極とをそれぞれさらに有し、
前記第１の電極は前記第２の面に形成され、前記第２の電極は前記第３の面に形成されている
入力装置。
（２３）上記（２２）に記載の入力装置であって、
前記第１の電極は、線状電極の集合体を含み、
前記第２の電極は、面状電極を含む
入力装置。
（２４）上記（２３）に記載の入力装置であって、
前記線状電極は、２００μｍ以下の線幅を有する
入力装置。
（２５）上記（２０）〜（２４）のいずれか１つに記載の入力装置であって、
前記第１の電極は、第１の軸方向に配列された複数の第１の配線電極を含み、
前記第２の電極は、前記第１の軸方向と交差する第２の軸方向に配列された複数の第２の配線電極を含み、
前記複数のセンサ各々は、前記複数の第１の配線電極と前記複数の第２の配線電極との複数の交差部を含む
入力装置。
（２６）上記（２５）に記載の入力装置であって、
前記複数の交差部は、領域毎に異なる密度で形成される
入力装置。
（２７）上記（２０）〜（２６）のいずれか１つに記載の入力装置であって、
前記複数のセンサは、前記容量素子による静電容量の検出感度が異なるそれぞれ複数のセンサを含む
入力装置。
（２８）相互に対向する第１の面及び第２の面と、
上記第１の面と上記第２の面との間に部分的に配置され第１の高さを有する第１の構造体と、上記第１の面と上記第２の面との間に形成された空間部と、を有する支持層と、
上記第１の面及び上記第２の面のいずれか一方に配置された第１の電極と、上記第１の電極に対向して配置された第２の電極とを有し、上記空間部を介して対向する上記第１の面と上記第２の面との間の距離の変化に応じて上記第１の電極と上記第２の電極との間の静電容量の変化が生じるように構成された容量素子と、
上記静電容量の変化を検出する検出部と、当該検出部の検出結果に基づいて操作信号を生成する信号生成部と、を有するコントローラと、
上記容量素子の上記第１の面側に配置され、上記操作信号に基づいて画像を表示するフレキシブルディスプレイと、
を具備する電子機器。
（２９）
相互に対向する第１の面及び第２の面と、
前記第１の面と前記第２の面との間に部分的に配置され第１の高さを有する第１の構造体と、前記第１の面と前記第２の面との間に形成された空間部と、を有する支持層と、
前記第１の面及び前記第２の面のいずれか一方に配置された第１の電極と、前記第１の電極に対向して配置された第２の電極とを有し、前記空間部を介して対向する前記第１の面と前記第２の面との間の距離の変化に応じて前記第１の電極と前記第２の電極との間の静電容量の変化が生じるように構成された容量素子と
をそれぞれ有する複数のセンサと、
前記静電容量の変化を検出する検出部と、当該検出部の検出結果に基づいて操作信号を生成する信号生成部と、を有するコントローラと、
前記容量素子の前記第１の面側に配置された入力操作部と
を具備する電子機器。
（３０）上記（２９）に記載の電子機器であって、
前記第１の電極は、第１の軸方向に配列された複数の第１の配線電極を含み、
前記第２の電極は、前記第１の軸方向と交差する第２の軸方向に配列された複数の第２の配線電極を含み、
前記複数のセンサ各々は、前記複数の第１の配線電極と前記複数の第２の配線電極との少なくとも１つの交差部を含む
電子機器。
（３１）上記（３０）に記載の電子機器であって、
前記複数の第１の配線電極および前記複数の第２の配線電極は、部分的に不規則なピッチで配列された領域をそれぞれ含む
電子機器。
（３２）上記（２９）〜（３１）のいずれか１つに記載の電子機器であって、
前記入力操作部は、前記操作信号に基づいて画像を表示するフレキシブルディスプレイである
電子機器。
【符号の説明】
【０２２５】
１，２，３，４，５，６，７…入力装置
１０…フレキシブルディスプレイ
２０…フレキシブルキーボード
１１…センサ装置
１１ａ…支持層
１１ｂ…基板
１２…Ｘ電極
１３…Ｙ電極
１４…リファレンス電極
１５…第１の構造体
１６…第２の構造体
１７…空間部
１８…接着層
５０ｓ，６０ｓ…センサ
【図１】
2013132736.tif 000003
【図２】
2013132736.tif 000004
【図３】
2013132736.tif 000005
【図６】
2013132736.tif 000006
【図７】
2013132736.tif 000007
【図８】
2013132736.tif 000008
【図９】
2013132736.tif 000009
【図１０】
2013132736.tif 000010
【図１１】
2013132736.tif 000011
【図１２】
2013132736.tif 000012
【図１３】
2013132736.tif 000013
【図１４】
2013132736.tif 000014
【図１５】
2013132736.tif 000015
【図１６】
2013132736.tif 000016
【図１７】
2013132736.tif 000017
【図１８】
2013132736.tif 000018
【図１９】
2013132736.tif 000019
【図２０】
2013132736.tif 000020
【図２１】
2013132736.tif 000021
【図２２】
2013132736.tif 000022
【図２３】
2013132736.tif 000023
【図２６】
2013132736.tif 000024
【図２７】
2013132736.tif 000025
【図２８】
2013132736.tif 000026
【図２９】
2013132736.tif 000027
【図３０】
2013132736.tif 000028
【図３１】
2013132736.tif 000029
【図３２】
2013132736.tif 000030
【図３３】
2013132736.tif 000031
【図３４】
2013132736.tif 000032
【図３５】
2013132736.tif 000033
【図３６】
2013132736.tif 000034
【図３７】
2013132736.tif 000035
【図３８】
2013132736.tif 000036
【図３９】
2013132736.tif 000037
【図４０】
2013132736.tif 000038
【図４１】
2013132736.tif 000039
【図４】
2013132736.tif 000040
【図５】
2013132736.tif 000041
【図２４】
2013132736.tif 000042
【図２５】
2013132736.tif 000043
【手続補正書】
【提出日】平成27年2月2日(2015.2.2)
【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】
相互に対向する第１の面及び第２の面と、
前記第１の面と前記第２の面との間に部分的に配置され第１の高さを有する第１の構造体と、前記第１の面と前記第２の面との間に形成された空間部と、を有する支持層と、
前記第１の面及び前記第２の面のいずれか一方に配置された第１の電極と、前記第１の電極に対向して配置された第２の電極とを有し、前記空間部を介して対向する前記第１の面と前記第２の面との間の距離の変化に応じて前記第１の電極と前記第２の電極との間の静電容量の変化が生じるように構成された容量素子と
を具備するセンサ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のセンサ装置であって、
前記支持層は、前記空間部に配置され、前記第１の高さよりも低い第２の高さを有する第２の構造体をさらに有する
センサ装置。
【請求項３】
請求項２に記載のセンサ装置であって、
前記第２の構造体は、前記第１の面と前記第２との面の少なくとも一方に形成されている
センサ装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１つに記載のセンサ装置であって、
前記第２の面に関して前記第１の面とは反対側に配置され前記第２の面に対向する第３の面と、
前記第１の面に形成されたリファレンス電極とをさらに具備し、
前記第１の電極は前記第２の面に形成され、前記第２の電極は前記第３の面に形成されている
センサ装置。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか１つに記載のセンサ装置であって、
前記第１の電極が前記第１の面に形成され、前記第２の電極が前記第２の面に形成されている
センサ装置。
【請求項６】
請求項１〜３のいずれか１つに記載のセンサ装置であって、
前記第１の電極及び前記第２の電極が前記第１の面に形成されている
センサ装置。
【請求項７】
請求項１〜３のいずれか１つに記載のセンサ装置であって、
前記第１の面に形成されたリファレンス電極をさらに具備し、
前記第１の電極及び前記第２の電極が前記第２の面に形成されている
センサ装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１つに記載のセンサ装置であって、
前記第１の構造体は複数の柱状体からなり、当該複数の柱状体は規則的に配列されている
センサ装置。
【請求項９】
請求項８に記載のセンサ装置であって、
前記複数の柱状体はそれぞれ前記第１の面に平行な断面が円形と多角形とのいずれか一方になるように形成されている
センサ装置。
【請求項１０】
複数の第１の電極と、前記複数の第１の電極と対向する複数の第２の電極とを有する基板と、
前記複数の第１の電極と対向し可撓性を有する導体層と、
前記基板と前記導体層との間に配置され前記導体層を支持する複数の構造体と、前記複数の構造体の間に形成され前記基板と前記導体層との間の距離を部分的に変化させることが可能な空間部とを有する支持層と
を具備する
センサ装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載のセンサ装置であって、
前記基板は、前記複数の第１の電極と前記支持層との間に設けられた絶縁層をさらに有する
センサ装置。
【請求項１２】
請求項１０又は１１に記載のセンサ装置であって、
前記複数の構造体は、前記複数の第１の電極と前記複数の第２の電極との交差領域の少なくとも一部にそれぞれ配列される
センサ装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載のセンサ装置であって、
前記複数の構造体は、弾性材料で構成される
センサ装置。
【請求項１４】
請求項１０又は１１に記載のセンサ装置であって、
前記複数の構造体は、前記複数の第１の電極と前記複数の第２の電極との交差領域以外の領域にそれぞれ配列される
センサ装置。
【請求項１５】
請求項１０〜１４のいずれか１つに記載のセンサ装置であって、
前記基板は、前記複数の第１の電極を支持する基材をさらに有し、
前記複数の構造体は、前記基材の上にそれぞれ配置される
センサ装置。
【請求項１６】
請求項１０〜１５のいずれか１つに記載のセンサ装置であって、
前記支持層は、前記複数の構造体と前記導体層との間に配置され前記複数の構造体を前記導体層へ接合する接合部をさらに有する
センサ装置。
【請求項１７】
請求項１０〜１６のいずれか１つに記載のセンサ装置であって、
前記複数の構造体は、前記基板と前記導体層との間を接合する接合材料で構成される
センサ装置。
【請求項１８】
請求項１０〜１７のいずれか１つに記載のセンサ装置であって、
前記支持層は、
前記複数の構造体を支持し前記空間部を挟んで前記導体層と対向するベース部と、
前記ベース部に配置され、前記ベース部への前記導体層の接触を阻止する規制部とをさらに有する
センサ装置。
【請求項１９】
相互に対向する第１の面及び第２の面と、
前記第１の面と前記第２の面との間に部分的に配置され第１の高さを有する第１の構造体と、前記第１の面と前記第２の面との間に形成された空間部と、を有する支持層と、
前記第１の面及び前記第２の面のいずれか一方に配置された第１の電極と、前記第１の電極に対向して配置された第２の電極とを有し、前記空間部を介して対向する前記第１の面と前記第２の面との間の距離の変化に応じて前記第１の電極と前記第２の電極との間の静電容量の変化が生じるように構成された容量素子と
をそれぞれ有する１以上のセンサと、
前記静電容量の変化を検出する検出部と、当該検出部の検出結果に基づいて操作信号を生成する信号生成部と、を有するコントローラと、
を具備する入力装置。
【請求項２０】
請求項１９に記載の入力装置であって、
前記センサは、複数のセンサを含み、
前記検出部は、前記容量素子の静電容量の変化に基づいて、前記複数のセンサのうち何れかのセンサに操作子が接触する第１の状態と、当該第１の状態から前記操作子が当該センサを押圧する第２の状態への変化と、を判定する
入力装置。
【請求項２１】
請求項２０に記載の入力装置であって、
前記複数のセンサは、前記第２の面に関して前記第１の面とは反対側に配置され前記第２の面に対向する第３の面と、前記第１の面に形成されたリファレンス電極とをそれぞれさらに有し、
前記第１の電極は前記第２の面に形成され、前記第２の電極は前記第３の面に形成される
入力装置。
【請求項２２】
請求項２１に記載の入力装置であって、
前記第１の電極は、線状電極の集合体を含み、
前記第２の電極は、面状電極を含む
入力装置。
【請求項２３】
請求項１９に記載の入力装置であって、
前記センサは、複数のセンサを含み、
前記第１の電極は、第１の軸方向に配列された複数の第１の配線電極を含み、
前記第２の電極は、前記第１の軸方向と交差する第２の軸方向に配列された複数の第２の配線電極を含み、
前記複数のセンサ各々は、前記複数の第１の配線電極と前記複数の第２の配線電極との複数の交差部を含む
入力装置。
【請求項２４】
請求項２３に記載の入力装置であって、
前記複数の交差部は、領域毎に異なる密度で形成される
入力装置。
【請求項２５】
請求項１９に記載の入力装置であって、
前記センサは、複数のセンサを含み、
前記複数のセンサは、前記容量素子による静電容量の検出感度が異なるそれぞれ複数のセンサを含む
入力装置。
【請求項２６】
相互に対向する第１の面及び第２の面と、
前記第１の面と前記第２の面との間に部分的に配置され第１の高さを有する第１の構造体と、前記第１の面と前記第２の面との間に形成された空間部と、を有する支持層と、
前記第１の面及び前記第２の面のいずれか一方に配置された第１の電極と、前記第１の電極に対向して配置された第２の電極とを有し、前記空間部を介して対向する前記第１の面と前記第２の面との間の距離の変化に応じて前記第１の電極と前記第２の電極との間の静電容量の変化が生じるように構成された容量素子と
をそれぞれ有する１以上のセンサと、
前記静電容量の変化を検出する検出部と、当該検出部の検出結果に基づいて操作信号を生成する信号生成部と、を有するコントローラと、
前記容量素子の前記第１の面側に配置された入力操作部と
を具備する電子機器。
【請求項２７】
請求項２６に記載の電子機器であって、
前記センサは、複数のセンサを含み、
前記第１の電極は、第１の軸方向に配列された複数の第１の配線電極を含み、
前記第２の電極は、前記第１の軸方向と交差する第２の軸方向に配列された複数の第２の配線電極を含み、
前記複数のセンサ各々は、前記複数の第１の配線電極と前記複数の第２の配線電極との少なくとも１つの交差部を含む
電子機器。
【請求項２８】
請求項２７に記載の電子機器であって、
前記複数の第１の配線電極および前記複数の第２の配線電極は、部分的に不規則なピッチで配列された領域をそれぞれ含む
電子機器。
【請求項２９】
請求項２６〜２８のいずれか１つに記載の電子機器であって、
前記入力操作部は、前記操作信号に基づいて画像を表示するフレキシブルディスプレイである
電子機器。
【国際調査報告】
2013132736.tif 000044
2013132736.tif 000045