專利名稱：靜電電容式輸入裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于例如手機(jī)及 PC (Personal Computer)、PDA (Personal Digital Assistants)、電視機(jī)、錄像機(jī)等電子設(shè)備那樣的靜電電容式輸入裝置，更詳細(xì)地說(shuō)，涉及用手指有感覺(jué)地或直觀地進(jìn)行多種輸入操作的靜電電容式輸入裝置。
背景技術(shù)：
作為進(jìn)行多種輸入操作的輸入裝置，有下述專利文獻(xiàn)1所公開的輸入裝置。其為如下結(jié)構(gòu)的輸入裝置，即，具有檢測(cè)輸入檢測(cè)面上的位置指示器的指示位置的坐標(biāo)的位置坐標(biāo)檢測(cè)裝置、和檢測(cè)位置指示器對(duì)所述輸入檢測(cè)面的按壓力的按壓力檢測(cè)裝置。而且，所述位置坐標(biāo)檢測(cè)裝置由光學(xué)式的傳感器構(gòu)成，所述按壓力檢測(cè)裝置由靜電電容式的傳感器構(gòu)成。但是，當(dāng)兩種檢測(cè)裝置的檢測(cè)原理不同時(shí)，需要用不同的IC對(duì)其進(jìn)行控制。在這種情況下，耗費(fèi)成本，在小型化方面也會(huì)造成障礙。專利文獻(xiàn)1 日本特開2000-347807號(hào)公報(bào)這樣的問(wèn)題，通過(guò)用可直觀地操作并可靠地反應(yīng)在輸入操作中的相同的靜電電容式的傳感器構(gòu)成位置坐標(biāo)檢測(cè)裝置和按壓力檢測(cè)裝置這兩種檢測(cè)裝置來(lái)消除。因此，考慮如下的結(jié)構(gòu)，如圖14(a)所示，由設(shè)置在基板101的上表面的觸摸電極 102和設(shè)置在所述基板101的下表面的第1接地電極103構(gòu)成相當(dāng)于所述輸入坐標(biāo)檢測(cè)裝置的位置檢測(cè)部104，用相互分離的位移電極105和第2接地電極106構(gòu)成相當(dāng)于所述按壓力檢測(cè)裝置的按壓檢測(cè)部107，將這些檢測(cè)部經(jīng)由絕緣層108而上下層疊。另外，圖14中，109為鍵頂，110為彈簧，111為基板。另外，關(guān)于絕緣膜等非主要的部位，省略圖示。但是，為了確保所述按壓檢測(cè)部107的靈敏度，需要減小位移電極105的初始的靜電容量。因此，應(yīng)使所述位移電極105與所述第1接地電極103之間拉開距離，必須加厚所述絕緣層108的厚度。但是，在圖14(a)的構(gòu)成中，由于不僅接地電極103、106需要兩個(gè)， 而且所述絕緣層108較厚，所以，不能較薄地構(gòu)成輸入裝置。因此，如圖14(b)所示，可以考慮省略一個(gè)接地電極的構(gòu)成。即，為在基板101的上表面具有觸摸電極102、在所述基板101的下表面具有位移電極105，并且在該位移電極105的下方隔開間隙而使接地電極112相對(duì)的構(gòu)成。根據(jù)該構(gòu)成，通過(guò)觸摸電極102和接地電極112可以進(jìn)行手指的位置檢測(cè)，并且通過(guò)位移電極105與接地電極112之間的距離的縮小可以進(jìn)行按壓檢測(cè)。但是，在這種構(gòu)成中，在所述觸摸電極102與用于該觸摸電極102的所述接地電極 112之間，存在位移電極105，所以，在用手指按壓時(shí)，位移電極105與接地電極111之間的距離縮小，并且觸摸電極102與接地電極112之間的距離也縮小。因此，位置檢測(cè)的靜電容量的變化不穩(wěn)定。其結(jié)果，得不到精度，不能得到可靠地反應(yīng)到輸入操作中這樣的靜電電容式的優(yōu)點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
于是，本發(fā)明的主要課題在于，有感覺(jué)地且可靠地進(jìn)行多種輸入操作，并有助于裝置的薄型化。為此的靜電電容式輸入裝置，具備觸摸基板部，其在上表面具有根據(jù)靜電容量的變化來(lái)檢測(cè)平面上的位置的觸摸電極，并且在下表面具有用于所述觸摸電極的接地電極； 位移電極，其與所述接地電極相對(duì)并在所述觸摸基板部的下方隔開間隙設(shè)置，根據(jù)其與所述接地電極之間的距離的縮小帶來(lái)的靜電容量的變化來(lái)檢測(cè)按壓。當(dāng)手指等與所述觸摸電極接近或接觸時(shí)，所述觸摸電極的靜電容量發(fā)生變化，根據(jù)該變化檢測(cè)在平面上的位置。此時(shí)，由于所述觸摸電極與所述接地電極之間的距離一定， 靜電容量值的變化穩(wěn)定。另外，當(dāng)從所述觸摸電極側(cè)按壓而使所述接地電極與位移電極之間的距離縮小時(shí)，所述位移電極的靜電容量發(fā)生變化，根據(jù)該變化可檢測(cè)按壓。S卩，位置與按壓的檢測(cè)動(dòng)作不相干擾，通過(guò)手指等的動(dòng)作可以進(jìn)行至少兩種輸入操作。另外，兩種輸入操作可基于靜電容量的變化而用一個(gè)IC進(jìn)行控制。該發(fā)明也可以為所述接地電極與所述位移電極之間被彈簧向離開的方向施力的靜電電容式輸入裝置。這時(shí)，所述彈簧也可以將具有所述觸摸電極、所述接地電極以及所述位移電極的位移基板部的一部分彎曲而形成。通過(guò)將所述彈簧發(fā)揮作用力的狀態(tài)作為初始狀態(tài)，所述彈簧抑制手指等接觸時(shí)的晃動(dòng)，提高操作感觸。優(yōu)選為在所述接地電極與所述位移電極之間夾裝有由具有導(dǎo)電性的彈性部件構(gòu)成的板簧并且該板簧與所述接地電極電連接的靜電電容式輸入裝置。所述板簧除了與所述彈簧同樣地提高操作感觸之外，可長(zhǎng)期發(fā)揮所要求的作用力，并有助于薄型化。此外，該發(fā)明也可以為在所述位移電極的下方設(shè)有通過(guò)被按壓進(jìn)行接通、斷開切換的開關(guān)的靜電電容式輸入裝置。通過(guò)所述開關(guān)的切換，發(fā)揮例如決定功能等其它功能。優(yōu)選所述開關(guān)由圓頂開關(guān)構(gòu)成，并且用于該圓頂開關(guān)的電極形成在上表面具有所述位移電極的位移基板部的下表面的靜電電容式輸入裝置。由于所述電極在具有所述位移電極的位移基板部的下表面形成，故而所述圓頂開關(guān)以圓頂形狀的頂部為下而安裝。因此，可抑制基板等零部件數(shù)，并有助于薄型化。此外，也可以為設(shè)有所述接地電極與位移電極之間的距離縮小時(shí)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)并報(bào)知已被按壓的報(bào)知裝置的靜電電容式輸入裝置。所述報(bào)知裝置可以由產(chǎn)生振動(dòng)的振動(dòng)器或發(fā)出聲音的電子音發(fā)生器等構(gòu)成。報(bào)知裝置通知為按壓狀態(tài)的情況，對(duì)使用者給予反饋感。如上所述，根據(jù)本發(fā)明，可以有感覺(jué)地且可靠地進(jìn)行多種輸入操作。另外，還可以實(shí)現(xiàn)裝置的薄型化。


圖1是表示本發(fā)明的主要部分的縱向截面結(jié)構(gòu)的示意圖；圖2是表示輸入裝置的從上面?zhèn)扔^察到的外觀的立體圖；圖3是表示輸入裝置的從下面?zhèn)扔^察到的外觀的立體圖；圖4是具有輸入裝置的便攜信息終端的立體圖；圖5是輸入裝置的從上面?zhèn)扔^察到的分解立體圖；圖6是輸入裝置的從下面?zhèn)扔^察到的分解立體圖；圖7是輸入裝置的主要部分的縱向剖面圖；圖8是表示便攜信息終端的構(gòu)成的框圖；圖9(a) (d)是表示輸入裝置的動(dòng)作例的說(shuō)明圖；圖10(a) (C)是表示輸入裝置的檢測(cè)狀態(tài)的說(shuō)明圖；圖11是另一例的輸入裝置的主要部分的縱向剖面圖；圖12是另一例的輸入裝置的從下面?zhèn)扔^察到的立體圖；圖13是具備另一例的輸入裝置的便攜信息終端的立體圖；圖14(a)、(b)是表示由現(xiàn)有技術(shù)考慮的輸入裝置的結(jié)構(gòu)的示意圖。符號(hào)說(shuō)明11靜電電容式輸入裝置32觸摸基板部3 觸摸電極32b接地電極32d接地觸點(diǎn)33按壓基板部33a位移電極51 間隙61金屬圓頂開關(guān)62、63 電極64圓頂型觸點(diǎn)71 板簧75第1彈簧部76第2彈簧部91振動(dòng)器
具體實(shí)施例方式使用以下附圖對(duì)用于實(shí)施本發(fā)明的一方式進(jìn)行說(shuō)明。圖1是表示靜電電容式輸入裝置11(以下，稱為“輸入裝置”)的主要部分的縱向截面結(jié)構(gòu)的示意圖，圖2是表示輸入裝置11的從上面?zhèn)扔^察到的外觀的立體圖，圖3是表示從輸入裝置11的下面?zhèn)扔^察到的外觀的立體圖。這種輸入裝置11作為例如圖4所示的便攜信息終端21的輸入裝置11使用。首先，對(duì)便攜信息終端21進(jìn)行簡(jiǎn)單地說(shuō)明。
圖4所示的便攜信息終端21形成為薄的長(zhǎng)方體形狀，除了正面的一部分幾乎在大部分設(shè)有呈長(zhǎng)方形的顯示器22。在正面的未形成所述顯示器22的部分具有所述輸入裝置 11和其它的操作開關(guān)23。輸入裝置11以使俯視時(shí)呈圓形的輸入部12在便攜信息終端21 的表面露出的狀態(tài)而設(shè)置。另外，輸入部12的形狀可以是橢圓形、方形等，并不一定限定于圓形。該輸入裝置11為通過(guò)用戶的手指A(參照?qǐng)D1)的動(dòng)作有感覺(jué)地進(jìn)行多種輸入操作的構(gòu)成。所謂多種操作是指，例如使顯示器22的光標(biāo)移動(dòng)的操作、翻頁(yè)和決定等其他操作。接著，對(duì)可進(jìn)行這樣的操作的輸入裝置11的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。如圖5、圖6所示，輸入裝置11具有由一根FPC (Frexible Printed Circuits)構(gòu)成的主體部件31。該主體部件31從前端側(cè)起依次具有觸摸基板部33、按壓基板部33以及控制基板部34。而且，在所述觸摸基板部32與所述按壓基板部33之間、和該按壓基板部 33與所述控制基板部34之間，設(shè)有可彎曲的電纜部35、36，并且從所述控制基板部34還延設(shè)有可彎曲的電纜部37。主體部件31除了 FPC之外也可由膜式印刷線路板等構(gòu)成。另外， 所述電纜部35、36、37具有柔性，可柔軟地進(jìn)行彎曲。所述觸摸基板部32和按壓基板部33為構(gòu)成所述輸入部12的部分，以在所述電纜部35折曲而重合那樣的狀態(tài)將所述觸摸基板部32和按壓基板部33保持在金屬制的保持部件41上。所述觸摸基板部32俯視時(shí)形成為大致圓形，如圖1所示，在上表面具有用于根據(jù)靜電容量的變化來(lái)檢測(cè)平面上的位置的多個(gè)觸摸電極32a，在下表面具有用于所述觸摸電極32a的接地電極32b。這些觸摸電極3 與接地電極32b之間的距離保持一定。另外，圖示例的觸摸電極3 如圖5所示為4極，具有以圍繞成圓的方式配設(shè)的4個(gè)觸摸電極32aa、 32ab、3hC、32ad，但只要是具有兩個(gè)以上的電極，個(gè)數(shù)或配置就可以自由地設(shè)定。另外，該觸摸基板部32的上下兩面被絕緣膜32c覆蓋，但如圖6所示，在觸摸基板部32的下表面的一部分突設(shè)有與所述接地電極32b電連接的接地觸點(diǎn)32d。所述按壓基板部33俯視看形成為大致方形。而且，如圖1所示，在上表面具有相對(duì)所述接地電極32b隔開間隔51而相對(duì)，基于與所述接地電極32b之間的距離的縮小帶來(lái)的靜電容量的變化來(lái)檢測(cè)按壓的位移電極33a。另外，在按壓基板部33的下表面，以同心狀態(tài)配設(shè)有用于金屬圓頂開關(guān)61的環(huán)狀電極62和圓形電極63。在該按壓基板部33上，在上下表面的所希望的位置覆蓋有絕緣膜33c。 在所述控制基板部34上，如圖3、圖6所示，搭載有集成電路(IC) 34a等必要電子零件。這種主體部件31組裝有作為將所述接地電極32b與所述位移電極33a之間向離開方向施力的彈簧的板簧71、和設(shè)置于所述位移電極33a的下方并通過(guò)按壓而變形進(jìn)行接通、斷開切換的開關(guān)的所述金屬圓頂開關(guān)61，并被保持于所述保持部件41上。所述板簧71將具有導(dǎo)電性的金屬板沖裁而形成。形狀為大致方形，切起而形成有兩個(gè)彈性腳部72。兩個(gè)彈性腳部72平行地形成，并且向相反的方向延伸。另外，板簧71只要由具有導(dǎo)電性的彈性部件構(gòu)成即可，不必限定為金屬制造。所述板簧71利用雙面膠粘帶81固定在所述觸摸基板部32的下表面。在該固定時(shí)，使觸摸基板部32的下表面的所述圓頂觸點(diǎn)32d與板簧71接觸。通過(guò)將板簧71固定在觸摸基板部32上，所述兩個(gè)彈性腳部72的前端與所述按壓基板部33的上表面抵接。另外，在所述板簧71的外周緣具有適當(dāng)?shù)耐共?3，在將所述主體部件31保持在所述保持部件41上時(shí)，所述凸部73用于相對(duì)保持部件41進(jìn)行定位。所述金屬圓頂開關(guān)61由設(shè)置在所述按壓基板部33的下表面的兩個(gè)電極62、63和圓頂型觸點(diǎn)64構(gòu)成。因此，圓頂型觸點(diǎn)64使頂部64a向下而進(jìn)行安裝。該頂部6 與形成于所述保持部件41的內(nèi)底面的突部42抵接。另外，如圖7所示，圓頂型觸點(diǎn)64由兩枚薄板65、66保持，但是在這些薄板65、66 中、將圓頂型觸點(diǎn)64覆蓋的薄板65上的與圓頂型觸點(diǎn)64的頂部6 相對(duì)應(yīng)的部位，形成有孔部65a。該孔部6 是用于減薄輸入裝置11的整體厚度的孔部。通過(guò)設(shè)有這樣的孔部 65a，所述頂部6 直接與所述保持部件41的突部42抵接。另外，圖5中，66a是用于圓頂型觸點(diǎn)64變形時(shí)的排氣的排氣孔。所述保持部件41通過(guò)對(duì)金屬板進(jìn)行沖壓加工而形成所述按壓基板部33和所述板簧71進(jìn)入的大小的碟狀。而且，在內(nèi)底面中央具有向上方突出的所述突起42。另外，在保持部件41的外周緣立設(shè)有周壁43，該周壁43形成為其內(nèi)側(cè)面的一部分按壓所述板簧71的外周緣的凸部73的端面，可進(jìn)行板簧71的定位的形狀。并且，在保持部件41的四角部分，自所述周壁43立設(shè)有折曲片44。通過(guò)使該折曲片44向內(nèi)側(cè)折曲，保持所述主體部件31等。此時(shí)，以成為所述板簧71發(fā)揮作用力的狀態(tài)的方式進(jìn)行保持。當(dāng)將所述主體部件31等保持于保持部件41上時(shí)，成為圖7所示的狀態(tài)。另外，在所述觸摸基板部32之上設(shè)有具有絕緣性的鍵頂82。該鍵頂82用雙面膠粘帶83固定。除了這種鍵頂82以外也可以使用片材(無(wú)圖示)，此外，也可以代替鍵頂82而利用設(shè)備的框體(無(wú)圖示)。圖8是表示具備如上所述構(gòu)成的輸入裝置11的便攜信息終端21的構(gòu)成的框圖。如上所述，便攜信息終端21具有輸入裝置11、操作開關(guān)23以及顯示器22，并且具備電源部對(duì)和存儲(chǔ)部25等。而且，便攜信息終端21具有的所述部件與控制部沈連接。所述輸入裝置11經(jīng)由低通濾波器27與控制部沈連接。如上所述，所述輸入裝置11具有觸摸電極3 和位移電極33a，所述觸摸電極32a 由以圍繞成圓的方式配設(shè)的所述4個(gè)觸摸電極32aa、32ab、3^iC、32ad構(gòu)成。而且，這些觸摸電極3 和位移電極33a與所述集成電路3 連接，該集成電路3 與所述低通濾波器 27連接。所述集成電路3 將由各觸摸電極32aa、32ab、3^iC、32ad檢測(cè)的靜電容量值、和由位移電極33a檢測(cè)的靜電容量值轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。所述低通濾波器27在從所述輸入裝置11接收瞬間的通電產(chǎn)生的信號(hào)時(shí)，將該信號(hào)切斷而不進(jìn)行檢測(cè)，僅僅將其以上的長(zhǎng)時(shí)間的通電產(chǎn)生的信號(hào)傳遞到控制部26。由此，使得在因沖擊等而瞬間按壓操作輸入裝置11時(shí)，不會(huì)發(fā)生誤操作。所述操作開關(guān)23將基于用戶的操作的信號(hào)傳遞至控制部26。所述電源部M向各部供給電力。所述顯示器22根據(jù)控制部沈的控制信號(hào)顯示圖像。在該圖像中，具有菜單圖像及保存在存儲(chǔ)部25中的圖像等。所述存儲(chǔ)部25根據(jù)控制部沈的控制信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀寫。該數(shù)據(jù)中具有顯示菜單畫面等的程序等。所述控制部沈內(nèi)裝有貯存程序的ROM及存儲(chǔ)動(dòng)作需要的數(shù)據(jù)的RAM。使用圖9和圖10說(shuō)明基于對(duì)所述輸入裝置11的輸入操作的所述控制部沈進(jìn)行的控制動(dòng)作的一例。所述輸入裝置11根據(jù)觸摸電極3 和位移電極33a的靜電容量值的變化檢測(cè)用戶的手指A的觸摸位置和由此產(chǎn)生的壓入負(fù)荷。各電極32aa、32ab、3^iC、32ad、33a各自的靜電容量值的變化Δ Ca、ACb, Δ Ce、Δ Cd、Δ Ce，當(dāng)將由各觸摸電極32aa、32ab、3^ic、32ad 檢測(cè)的靜電容量值分別設(shè)為Ca、Cb、Ce、Cd，將由位移電極33a檢測(cè)的靜電容量值設(shè)為Ce， 將非觸摸時(shí)的電極32aa、32ab、3^ic、32ad的靜電容量值分別設(shè)為CaO、CbO、CcO, CdO，將由位移電極33a檢測(cè)的靜電容量值設(shè)為CeO時(shí)，由Δ Ca = Ca-CaOACb = Cb-CbOACc = Cc-CcOΔ Cd = Cd-CdOΔ Ce = Ce-CeO的運(yùn)算式進(jìn)行計(jì)算。S卩，基于經(jīng)由所述集成電路3 輸入的信號(hào)、和預(yù)先存儲(chǔ)的非觸摸時(shí)的靜電容量值的數(shù)據(jù)，所述控制部26進(jìn)行所述運(yùn)算來(lái)計(jì)算靜電容量的變化。而且，根據(jù)該結(jié)果，控制部沈進(jìn)一步計(jì)算觸摸位置X、Y和壓入負(fù)荷Z。觸摸位置 X為左右方向(觸摸電極32ab、32ac和觸摸電極32aa、32ad對(duì)置的方向)，觸摸位置Y為上下方向(觸摸電極32aa、32ab和觸摸電極32aC、32ad對(duì)置的方向)，分別可由X= ( Δ Ca+ Δ Cd) - ( Δ Cb+ Δ Ce)
Y= ( Δ Ca+ Δ Cb) - ( Δ Cc+ Δ Cd)的運(yùn)算式進(jìn)行計(jì)算。另外，壓入負(fù)荷Z由位移電極33a的靜電容量值的變化量Δ Ce求出。即，Z= Δ Ce。由這樣計(jì)算出的各部的靜電容量值的變化檢測(cè)觸摸位置及壓入深度，控制部沈根據(jù)程序進(jìn)行必要的控制動(dòng)作。具體地說(shuō)，在用戶的手指A以不超過(guò)閾值的程度輕輕觸摸輸入部12表面的鍵頂 82(例如以小于IN的力觸摸)的狀態(tài)下，如圖9(a)所示，當(dāng)使觸摸電極3 以從左向右輕撫的方式移動(dòng)時(shí)，各觸摸電極32aa、32ab、3^ic、32ad的靜電容量值的變化ACa、ACb, ACc, ACd如圖10(a)所示地分別變化。其結(jié)果，得到觸摸位置X、Y的信息。由該信息判斷手指A的移動(dòng)方向，控制部沈基于所輸入的信號(hào)進(jìn)行如下的控制， 即，如圖9(a)所示，在所述顯示器22中顯示的菜單畫面等中，使光標(biāo)2 從預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)位置向手指A所指示的方向移動(dòng)。在同樣的狀態(tài)下，如圖9(b)所示，在從左斜下向右斜上以輕撫的方式移動(dòng)時(shí)，各觸摸電極32aa、32ab、3^ic、32ad的靜電容量值的變化Δ Ca、Δ Cb、Δ Ce、Δ Cd也如圖10(b) 所示地變化，其結(jié)果，得到觸摸位置X、Y的信息。
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由該信息檢測(cè)手指A的移動(dòng)方向，控制部沈基于所輸入的信號(hào)進(jìn)行如下的控制， 即，如圖9(b)所示，在所述顯示器22中顯示的菜單畫面等中，使光標(biāo)2 從預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)位置向手指A所指示的傾斜方向移動(dòng)。當(dāng)用戶的手指A以比上述情況更加超過(guò)閾值的程度觸摸(例如用IN以上的力觸摸)之后，進(jìn)行有彈性地迅速離開的動(dòng)作，具體地說(shuō)，如圖9(c)所示，進(jìn)行用手指A翻頁(yè)那樣的動(dòng)作時(shí)，基于所述觸摸電極3 的靜電容量的變化檢測(cè)手指A的接觸，并且基于所述位移電極33a的靜電容量的變化檢測(cè)其按壓。而且，在檢測(cè)到按壓的狀態(tài)下，基于所述觸摸電極3 的靜電容量的變化來(lái)檢測(cè)手指A的移動(dòng)方向。各部的靜電容量值的變化ΔΟ^ΔΟκ Δ Ce、Δ Cd、Δ Ce如圖10(c)那樣地表示變化。而且，控制部沈按照基于各部的靜電容量值的變化Δ Ca、ACb, Δ Ce、Δ Cd、ACe 的觸摸位置Χ、γ和壓入負(fù)荷Z的信息，如圖9 (C)所示地，對(duì)在所述顯示器22中顯示的菜單畫面等中正在顯示的畫面進(jìn)行使畫面向手指A所指示的方向的下一個(gè)畫面移動(dòng)的控制。當(dāng)用戶的手指A用力觸摸而進(jìn)行壓入那樣的動(dòng)作時(shí)，基于所述金屬圓頂開關(guān)61的圓頂型觸點(diǎn)64的變形產(chǎn)生的接通動(dòng)作，在菜單畫面等中，將決定由光標(biāo)2 選擇的菜單等的信號(hào)傳遞至控制部26。此時(shí)，控制部沈基于所輸入的接通信號(hào)，如圖9(d)所示，為了決定在所述顯示器22中顯示的菜單畫面等中所顯示并由光標(biāo)2 選擇的菜單等，使其部分的外觀變化，并且進(jìn)行各部的必要的控制動(dòng)作。在決定時(shí)，由于圓頂型觸點(diǎn)64發(fā)生變形，可得到咔噠感。由于這樣進(jìn)行輸入操作，故而除了光標(biāo)的移動(dòng)之外，翻頁(yè)或頁(yè)面移動(dòng)、決定的操作由一個(gè)輸入裝置11進(jìn)行。即，如圖1所示，在厚度方向上具有方向檢測(cè)部I、按壓檢測(cè)部II、 壓入檢測(cè)部III，用這些檢測(cè)部可以進(jìn)行多種輸入操作。并且，以由手指A實(shí)際上進(jìn)行其動(dòng)作的方式有感覺(jué)且可靠地進(jìn)行光標(biāo)移動(dòng)、翻頁(yè)、決定。另外，所述觸摸電極3 和所述接地電極32b分開在觸摸電極32的上表面和下表面而形成，由于它們之間的距離一定，所以能夠使觸摸電極32a的靜電容量的變化穩(wěn)定。并且，當(dāng)按壓鍵頂82而使所述觸摸電極32a的接地電極32b與所述位移電極33a 接近，所述接地電極32b與位移電極33a之間的距離縮小時(shí)，所述位移電極33a的靜電容量發(fā)生變化，基于該變化來(lái)檢測(cè)按壓。結(jié)果，可以進(jìn)行與僅用觸摸電極3 檢測(cè)而進(jìn)行的動(dòng)作不同的翻頁(yè)等動(dòng)作，但是此時(shí)由于觸摸電極3 與接地電極32b的距離一定，所以，可防止對(duì)位置和按壓的檢測(cè)動(dòng)作產(chǎn)生干擾，能夠確保操作的確實(shí)性、可靠性。而且，用于進(jìn)行這些其它動(dòng)作的檢測(cè)原理中，采用了相同的靜電容量，因此，所述控制基板部34具備的集成電路3 用一個(gè)足矣。因此，可以降低制造成本。此外，使用于進(jìn)行其它動(dòng)作的檢測(cè)所使用的接地電極32b共通，并且對(duì)接地電極 32b和位移電極33a的位置及方向和金屬圓頂開關(guān)61的方向進(jìn)行了研究，因此，可以在厚度方向有效地收納所述方向檢測(cè)部I、所述按壓檢測(cè)部II和所述壓入檢測(cè)部III，能夠使輸入裝置11的厚度變薄。使圓頂型觸點(diǎn)64的頂部6 露出也有利于輸入裝置11的薄型化。另外，主體部件31在觸摸基板部32與按壓基板部33之間具有所述板簧71，且以發(fā)揮該板簧71的作用力的狀態(tài)對(duì)其進(jìn)行保持，所以，可以抑制在初始狀態(tài)下的晃動(dòng)。結(jié)果， 不存在手指觸摸時(shí)的晃動(dòng)，操作感覺(jué)良好。并且，由于板簧71為金屬制造，可在線形彈性區(qū)域使用，可得到耐久性。另外，因?yàn)槭褂昧税寤?1，可以較薄地形成板簧71自身，并且由于具有上述那樣地切起的彈性腳部 72，因此，能夠有利于減薄輸入裝置11的厚度。此外，由于使用了導(dǎo)電性的板簧71，可以直線地表現(xiàn)按壓力和距離的關(guān)系。因此， 也可以直線地表示按壓力和靜電容量，易于控制。另外，雖然使用了導(dǎo)電性的板簧71，但由于該板簧71通過(guò)接地觸點(diǎn)32d與所述接地電極32b連接，因此，板簧71上不積存電荷，能夠確保檢測(cè)精度。并且，金屬制的板簧71比FPC的加工精度高，所以在將所述主體部件31保持在保持部件41上時(shí)，與用主體部件31定位的情況相比，可以準(zhǔn)確地進(jìn)行相對(duì)于保持部件41的定位。另外，在所述位移基板部33a的下方設(shè)有金屬圓頂開關(guān)61，如上所述，由于還可進(jìn)行其它動(dòng)作，所以能夠擴(kuò)大作為輸入裝置11的功能。另外，由于使用了金屬圓頂開關(guān)61，所以可得到明確的咔噠感，適合如上述地決定所選擇的事項(xiàng)的動(dòng)作。在所述板簧71通過(guò)粘接與觸摸基板部32 —體化并通過(guò)金屬圓頂開關(guān)61的圓頂型觸點(diǎn)64的變形接通時(shí)，板簧71作為彈簧的作用終止而成為剛體，由此明確的咔噠感變得更加良好。另外，金屬圓頂開關(guān)61利用所述按壓基板部33而使圓頂型觸點(diǎn)64的頂部6 朝向下而安裝，所以可以減少重合的零部件數(shù)。因此，更加有利于薄型化。以下，對(duì)其它方式進(jìn)行說(shuō)明。在該說(shuō)明中，對(duì)于與上述的構(gòu)成相同或同等的部位標(biāo)注相同的符號(hào)并省略其詳細(xì)的說(shuō)明。圖11是表示將構(gòu)成所述主體部件31的FPC的一部分彎曲而形成所述接地電極 32b與所述位移電極33a之間的彈簧的例子。S卩，所述主體部件31的觸摸基板部32與按壓基板部33之間的電纜部35被彎曲成半圓弧狀，形成具有彈性的第1彈簧部75。另外，在所述觸摸基板部32的前端側(cè)形成有前端部76a與所述按壓基板部33的上表面相接并與所述第1彈簧部75相對(duì)的、彎曲成半圓弧狀的第2彈簧76。在第1彈簧部75和第2彈簧76 中，構(gòu)成FPC的導(dǎo)電體(無(wú)圖示)主要發(fā)揮彈力。在這樣構(gòu)成的輸入裝置11中，不需要分體的所述彈簧部件71，所以可減少零部件數(shù)，實(shí)現(xiàn)成本的降低。另外，第1彈簧部75和第2彈簧部76形成在相對(duì)的位置，因此可穩(wěn)定地進(jìn)行彈性位移，即，所述接地電極32b與所述位移電極33a之間的距離的縮小。圖12是作為在所述接地電極32b與位移電極33a之間的距離縮小時(shí)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)并報(bào)知已被按壓的信息的報(bào)知裝置，設(shè)置有振動(dòng)器91的輸入裝置11。報(bào)知裝置雖然可由產(chǎn)生振動(dòng)的振動(dòng)器91或發(fā)出聲音的電子音發(fā)生器等構(gòu)成，但是為了感覺(jué)到手指A的動(dòng)作進(jìn)行的輸入操作，優(yōu)選所述振動(dòng)器91的構(gòu)成。利用振動(dòng)器91 產(chǎn)生的振動(dòng)，用戶通過(guò)反饋感可以實(shí)際感覺(jué)到按壓的情況，能夠更加有感覺(jué)地進(jìn)行正確的操作。如圖12所示，振動(dòng)器91被安裝在保持部件41的底面等適當(dāng)?shù)牟课?。除了具有這樣專用的振動(dòng)器91之外，也可以改用便攜信息終端21 (參照?qǐng)D4)所具備的振動(dòng)器(無(wú)圖示)°圖13是表示具備以能夠檢測(cè)平面上的直線方向(X方向)的位置的方式將兩個(gè)以上的觸摸電極3 在一方向上排列而構(gòu)成的輸入裝置11的便攜信息終端21的例子。
在這樣構(gòu)成的輸入裝置11中，也與上述同樣地可有感覺(jué)地且可靠地進(jìn)行多種輸入操作。另外，也可以實(shí)現(xiàn)裝置的小型化。在該發(fā)明的構(gòu)成與上述一方式的構(gòu)成的對(duì)應(yīng)中，該發(fā)明的彈簧與上述構(gòu)成的板簧71、第1彈簧75、第2彈簧76相對(duì)應(yīng)，開關(guān)、圓頂開關(guān)與所述金屬圓頂開關(guān)61相對(duì)應(yīng)，報(bào)知裝置與振動(dòng)器91相對(duì)應(yīng)，該發(fā)明并不僅限于上述構(gòu)成，也可以采用其它的方式。例如，輸入裝置進(jìn)行的輸入操作的動(dòng)作可以是上述例以外的動(dòng)作，也可以通過(guò)觸摸電極32a的靜電容量的變化指定坐標(biāo)而進(jìn)行控制。另外，也可以省略金屬圓頂開關(guān)61。也可以代替金屬圓頂開關(guān)61而使用例如輕觸開關(guān)(tact switch)(阿爾卑斯電氣(株)的注冊(cè)商標(biāo))或膜片開關(guān)、感壓開關(guān)等各種開關(guān)。此外，輸入也可以用手指以外進(jìn)行。
權(quán)利要求
1.一種靜電電容式輸入裝置，其具備觸摸基板部，其在上表面具有根據(jù)靜電容量的變化來(lái)檢測(cè)平面上的位置的觸摸電極， 并且在下表面具有用于所述觸摸電極的接地電極；位移電極，其與所述接地電極相對(duì)并在所述觸摸基板部的下方隔開間隙設(shè)置，根據(jù)其與所述接地電極之間的距離的縮小帶來(lái)的靜電容量的變化來(lái)檢測(cè)按壓。
2.如權(quán)利要求1所述的靜電電容式輸入裝置，其中，所述接地電極與所述位移電極之間被彈簧向離開的方向施力。
3.如權(quán)利要求1所述的靜電電容式輸入裝置，其中，在所述接地電極與所述位移電極之間夾裝有由具有導(dǎo)電性的彈性部件構(gòu)成的板簧，并且該板簧與所述接地電極電連接。
4.如權(quán)利要求2所述的靜電電容式輸入裝置，其中，所述彈簧將具有所述觸摸電極、所述接地電極以及所述位移電極的基板的一部分彎曲而形成。
5.如權(quán)利要求1 4中任一項(xiàng)所述的靜電電容式輸入裝置，其中，在所述位移電極的下方設(shè)有通過(guò)被按壓進(jìn)行接通、斷開切換的開關(guān)。
6.如權(quán)利要求5所述的靜電電容式輸入裝置，其中，所述開關(guān)由圓頂開關(guān)構(gòu)成，并且用于該圓頂開關(guān)的電極形成在上表面具有所述位移電極的位移基板部的下表面。
7.如權(quán)利要求1 4中任一項(xiàng)所述的靜電電容式輸入裝置，其中，設(shè)有所述接地電極與位移電極之間的距離縮小時(shí)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)并報(bào)知已被按壓的報(bào)知裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供一種靜電電容式輸入裝置，對(duì)于用于攜帶信息終端等的輸入裝置，用指尖有感覺(jué)且可靠地進(jìn)行多種類的輸入操作，并有助于裝置的薄型化。本發(fā)明的靜電電容式輸入裝置具備觸摸基板部(32)，其在上表面具有用于根據(jù)靜電容量的變化檢測(cè)平面上的位置的觸摸電極(32a)，并且在下表面具有用于所述觸摸電極(32a)的接地電極(32b)。而且，具備在所述觸摸基板部(32)的下方隔開間隙(51)而與所述接地電極(32b)相對(duì)的位移電極(33a)。該位移電極(33a)根據(jù)其與所述接地電極(32b)之間的距離的縮小帶來(lái)的靜電容量的變化，檢測(cè)按壓。在厚度方向具有使局部共通并重疊的方向檢測(cè)部(I)和按壓檢測(cè)部(II)，由此能夠進(jìn)行多樣的輸入操作。
文檔編號(hào)G06F3/044GK102262488SQ201110040210
公開日2011年11月30日 申請(qǐng)日期2011年2月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月24日
發(fā)明者宮坂岳志, 木下政宏 申請(qǐng)人:歐姆龍株式會(huì)社