JP6350700B2 - Input device - Google Patents
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Description
本技術は、入力操作を静電的に検出することが可能な入力装置、電子機器及びセンサシートに関する。 The present technology relates to an input device, an electronic device, and a sensor sheet that can electrostatically detect an input operation.
キー入力装置として広く使用されている所謂キーボードは、所定のキーを指で押したときの沈み込み(ストローク)とキーを押したときの感触(クリック感)とによって、良好かつ安定したキー入力を可能とする。例えば特許文献1には、キーに対応する位置に一対の電極からなる接点が配置されたメンブレンスイッチと、接点に対向して配置されたキー部材とを有し、キー部材の押下げによって接点を接触させる方式のキーボードが記載されている。
A so-called keyboard widely used as a key input device provides a good and stable key input by the depression (stroke) when a predetermined key is pressed with a finger and the touch (click feeling) when the key is pressed. Make it possible. For example,
一方、画面に表示されたキーボードをタッチすることでキー入力を可能とする入力装置も知られている。例えば特許文献2に記載には、表示デバイスとしての機能を有するタッチパネルにソフトウェアキーボード等のGUI部品を表示し、表示されたキーをタッチすることで当該キーを表示する入力デバイスが開示されている。
On the other hand, an input device that enables key input by touching a keyboard displayed on a screen is also known. For example,
近年、キーボードの薄型化が要求されているが、特許文献1に記載の構成ではキーボードの薄型化に限界がある。また各キーに対応して接点を配置する必要があるため、キーレイアウトに応じて接点の配置を変更しなければならないという問題がある。
In recent years, thinning of the keyboard has been demanded, but the configuration described in
一方、特許文献2に記載の入力装置においては、操作者は画面上のキーに指に置くことができず、常に指を浮かせた状態から所望のキー領域にタッチする必要があるため、操作性が低い。またストローク感やクリック感を得ることができず、高速入力に適さないという欠点がある。
On the other hand, in the input device described in
以上のような事情に鑑み、本技術の目的は、キー入力の操作性を確保しつつ、複数種のキーレイアウトにも対応可能な入力装置、電子機器及びセンサシートを提供することにある。 In view of the circumstances as described above, an object of the present technology is to provide an input device, an electronic device, and a sensor sheet that can handle a plurality of types of key layouts while ensuring operability of key input.
以上の目的を達成するため、本技術の一形態に係る入力装置は、操作部材と、電極基板と、支持体とを具備する。
上記操作部材は、複数のキー領域を有する。
上記電極基板は、複数の第1の電極線と、上記複数の第1の電極線に対向して配置され上記複数の第1の電極線と交差する複数の第2の電極線とを有し、上記複数のキー領域各々との距離の変化を静電的に検出することが可能に構成される。
上記支持体は、複数の構造体と、第1の空間部と、第2の空間部とを有する。上記複数の構造体は、上記電極基板と上記操作部材との間を接続する。上記第1の空間部は、上記複数の構造体の間に個々のキー領域に対応して形成される。上記第2の空間部は、上記複数の構造体の間に所定の複数のキー領域に共通に形成される。
In order to achieve the above object, an input device according to an embodiment of the present technology includes an operation member, an electrode substrate, and a support.
The operation member has a plurality of key areas.
The electrode substrate includes a plurality of first electrode lines and a plurality of second electrode lines arranged to face the plurality of first electrode lines and intersecting the plurality of first electrode lines. A change in distance from each of the plurality of key areas can be detected electrostatically.
The support includes a plurality of structures, a first space, and a second space. The plurality of structures connect between the electrode substrate and the operation member. The first space is formed between the plurality of structures corresponding to each key area. The second space is formed in common for a plurality of predetermined key regions between the plurality of structures.
上記入力装置は、キー領域に対する入力操作を、当該キー領域との対向距離の変化に基づく電極基板上の第1及び第2の電極線の静電容量の変化を利用して検出することを可能とする。これにより操作部材上に指等を置いた状態での入力操作が可能となるため、操作性の低下を防止することができる。また各キー領域は、複数の構造体の間に形成された第1の空間部又は第2の空間部を介して電極基板上に支持されているため、所定のストローク感やクリック感を得ることができる。 The input device can detect an input operation on the key area by using a change in capacitance of the first and second electrode lines on the electrode substrate based on a change in a facing distance from the key area. And As a result, an input operation can be performed in a state where a finger or the like is placed on the operation member, so that a decrease in operability can be prevented. Each key region is supported on the electrode substrate via the first space portion or the second space portion formed between the plurality of structures, so that a predetermined stroke feeling and click feeling can be obtained. Can do.
さらに上記第2の空間部は、個々のキー領域に対応して形成された第1の空間部と異なり、所定の複数のキー領域に共通に形成される。このため、第2の空間部においてキー領域の数や配置の自由な変更が可能となる。更には、第2の空間部においてキーレイアウトが異なる複数種の操作部材に対しても共通の支持体及び電極基板を使用することができる。 Further, unlike the first space portion formed corresponding to each key region, the second space portion is formed in common for a plurality of predetermined key regions. For this reason, it is possible to freely change the number and arrangement of the key areas in the second space. Furthermore, a common support and electrode substrate can be used for a plurality of types of operation members having different key layouts in the second space.
上記電極基板は、複数の検出部を有してもよい。上記複数の検出部は、上記複数の第1の電極線と上記複数の第2の電極線との交差領域に各々形成され、上記複数のキー領域各々との相対距離に応じて容量が可変に構成される。
典型的には、複数の検出部は、操作部材の複数のキー領域に対応して配置されるが、これらキー領域の数やレイアウトに合わせられる必要はなく、個々のキー領域の入力操作を検出できる数やレイアウトに設計されていればよい。
The electrode substrate may have a plurality of detection units. The plurality of detection units are respectively formed in intersection regions of the plurality of first electrode lines and the plurality of second electrode lines, and the capacitance is variable according to the relative distance to each of the plurality of key areas. Composed.
Typically, a plurality of detection units are arranged corresponding to a plurality of key areas of the operation member. However, it is not necessary to match the number and layout of the key areas, and an input operation of each key area is detected. It only needs to be designed to the number and layout that can be made.
この場合、上記複数の構造体は、上記複数の第1の電極線と上記複数の第2の電極線との非交差領域に各々配置される。
これにより各キー領域に対向する検出部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。
In this case, the plurality of structures are arranged in non-intersection regions of the plurality of first electrode lines and the plurality of second electrode lines, respectively.
As a result, the number of detection units facing each key area increases, so that the detection sensitivity of the key input operation can be improved.
典型的には、上記複数の検出部は、上記所定の複数のキー領域に対する入力操作を検出可能な所定の複数の検出部を有する。上記所定の複数の検出部は、上記所定の複数のキー領域よりも多い個数で上記第2の空間部に配置されてもよいし、上記所定の複数のキー領域とは異なる配列ピッチで上記第2の空間部に配置されてもよい。
これにより第2の空間部におけるキー領域のレイアウトの自由度を高めることができる。
Typically, the plurality of detection units include a plurality of predetermined detection units that can detect input operations on the predetermined plurality of key areas. The predetermined plurality of detection units may be arranged in the second space portion in a larger number than the predetermined plurality of key regions, or the first detection units may be arranged at a different arrangement pitch from the predetermined plurality of key regions. It may be arranged in two space portions.
Thereby, the freedom degree of the layout of the key area | region in a 2nd space part can be raised.
上記支持体は、上記複数の第1の空間部と上記第2の空間部とを外気に連通させることが可能な通孔部をさらに有してもよい。
支持体に通孔部を設けることにより、第1及び第2の空間部の内圧を外気圧に応じて変化させることができるため、使用環境によらず安定した操作性を確保することができる。
The support body may further include a through-hole portion that allows the plurality of first space portions and the second space portion to communicate with outside air.
By providing the through hole in the support, the internal pressure of the first and second space portions can be changed according to the external air pressure, so that stable operability can be ensured regardless of the use environment.
上記操作部材は、上記複数のキー領域に対する入力操作を受けて上記電極基板側へ部分的に変形可能な導体層をさらに有してもよい。
これにより、例えばユーザが手袋をはめた状態等においても適正な入力操作が可能となる。
The operation member may further include a conductor layer that can be partially deformed toward the electrode substrate in response to an input operation on the plurality of key regions.
Thus, for example, an appropriate input operation can be performed even when the user is wearing gloves.
上記入力装置は、制御部をさらに具備してもよい。上記制御部は、上記電極基板に電気的に接続され、上記複数の検出部の出力に基づいて上記複数のキー領域各々に対する入力操作に関する情報を生成することが可能に構成される。 The input device may further include a control unit. The control unit is electrically connected to the electrode substrate, and is configured to be able to generate information regarding an input operation for each of the plurality of key regions based on outputs of the plurality of detection units.
上記制御部は、記憶部と、演算部とを有してもよい。上記記憶部は、上記複数のキー領域のレイアウトが相互に異なる複数種の操作部材のキーレイアウト情報を記憶する。上記演算部は、上記記憶部に記憶されたキーレイアウト情報と上記複数の検出部の出力とに基づいて、上記所定の複数のキー領域に対する入力判定を実行する。
このような構成により、キーレイアウトの異なる複数の操作部材に対しても適切な入力操作を判定することが可能となる。
The control unit may include a storage unit and a calculation unit. The storage unit stores key layout information of a plurality of types of operation members having different layouts of the plurality of key areas. The calculation unit performs input determination for the predetermined plurality of key areas based on the key layout information stored in the storage unit and the outputs of the plurality of detection units.
With such a configuration, it is possible to determine an appropriate input operation even for a plurality of operation members having different key layouts.
上記演算部は、上記複数の検出部のうち少なくとも1つの検出部の容量変化量に応じて異なる制御信号を生成するように構成されてもよい。
これによりキー領域のオン/オフ判定だけでなく、キー領域へのタッチの有無や操作力等の判定が可能となる。
The calculation unit may be configured to generate a different control signal according to a capacity change amount of at least one detection unit among the plurality of detection units.
As a result, it is possible to determine not only the on / off determination of the key area but also the presence / absence of the touch to the key area and the operation force.
あるいは、上記演算部は、上記複数の検出部のうち少なくとも1つの検出部の容量変化量が所定値以上の場合に制御信号を生成するように構成されてもよい。
このような構成により、制御が必要な操作があったときのみ機器本体(処理装置)へ制御信号が出力されるため、機器本体における信号の処理量を低減させることができる。
Or the said calculating part may be comprised so that a control signal may be produced | generated when the capacity | capacitance change amount of at least 1 detection part is more than predetermined value among said several detection parts.
With such a configuration, since a control signal is output to the device main body (processing device) only when an operation requiring control is performed, the amount of signal processing in the device main body can be reduced.
一方、上記制御部は、上記複数の第1の電極線および上記複数の第2の電極線の容量変化に基づいて上記操作部材に近接する操作対象の位置に関する情報を生成することが可能に構成されてもよい。
これにより操作部材上を移動する指の動きを検出することが可能となるため、例えば当該入力装置をポインティングデバイスとして用いることができる。
On the other hand, the control unit is configured to be able to generate information related to the position of the operation target close to the operation member based on the capacitance change of the plurality of first electrode lines and the plurality of second electrode lines. May be.
Accordingly, it is possible to detect the movement of the finger moving on the operation member, and thus, for example, the input device can be used as a pointing device.
上記入力装置は、上記複数のキー領域を照明する照明光を発光することが可能な光源をさらに具備してもよい。上記操作部材は、上記照明光を透過可能な透光性材料で構成される。
これにより各キー領域の視認性を高めることができる。
The input device may further include a light source capable of emitting illumination light that illuminates the plurality of key regions. The operation member is made of a translucent material that can transmit the illumination light.
Thereby, the visibility of each key area can be improved.
上記光源は、どこに配置されていてもよく、例えば、上記操作部材、上記電極基板等に配置される。 The light source may be disposed anywhere, for example, disposed on the operation member, the electrode substrate, or the like.
上記光源が上記操作部材に配置される場合、上記操作部材は、例えば、ユーザによる入力操作を受ける第1の表面と、上記支持体と対向する第2の表面と、上記第1の表面と上記第2の表面との間に形成され上記光源が配置される側面を有する導光部と、上記第2の表面に形成され上記複数のキー領域に向けて上記照明光を拡散する拡散部とを有する。 When the light source is disposed on the operation member, the operation member includes, for example, a first surface that receives an input operation by a user, a second surface that faces the support, the first surface, and the A light guide part formed between the second surface and having the side surface on which the light source is disposed; and a diffusion part formed on the second surface and diffusing the illumination light toward the plurality of key regions. Have.
上記拡散部は、上記第2の表面に形成された凹凸部で構成されてもよいし、上記第2の表面と上記複数の構造体との接合部で構成されてもよい。 The diffusion portion may be constituted by an uneven portion formed on the second surface, or may be constituted by a joint portion between the second surface and the plurality of structures.
上記光源が電極基板に配置される場合、上記電極基板は、例えば、上記複数の第1の電極線と上記複数の第2の電極線とを支持し、上記照明光を透過可能な透光性材料で構成され、上記光源が配置される側面を有する基材を有する。上記複数の構造体は、上記照明光を透過可能な透光性材料で構成される。 When the light source is disposed on the electrode substrate, the electrode substrate supports, for example, the plurality of first electrode lines and the plurality of second electrode lines and can transmit the illumination light. A base material made of a material and having a side surface on which the light source is disposed. The plurality of structures are made of a translucent material that can transmit the illumination light.
上記光源は、上記電極基板の背面側に配置されてもよい。この場合、上記電極基板は、上記複数の第1の電極線と上記複数の第2の電極線とを支持し、上記照明光を透過可能な透光性材料で構成された基材を有する。上記複数の構造体は、上記照明光を透過可能な透光性材料で構成され、上記光源は、上記電極基板を挟んで上記操作部材と対向する面状光源で構成される。 The light source may be disposed on the back side of the electrode substrate. In this case, the electrode substrate includes a base material made of a translucent material that supports the plurality of first electrode lines and the plurality of second electrode lines and is capable of transmitting the illumination light. The plurality of structures are made of a translucent material that can transmit the illumination light, and the light source is made of a planar light source facing the operation member with the electrode substrate interposed therebetween.
本技術の一形態に係る電子機器は、操作部材と、電極基板と、支持体と、コントローラとを具備する。
上記操作部材は、複数のキー領域を有する。
上記電極基板は、複数の第1の電極線と、上記複数の第1の電極線に対向して配置され上記複数の第1の電極線と交差する複数の第2の電極線とを有し、上記複数のキー領域各々との距離の変化を静電的に検出することが可能に構成される。
上記支持体は、複数の構造体と、第1の空間部と、第2の空間部とを有する。上記複数の構造体は、上記電極基板と上記操作部材との間を接続する。上記第1の空間部は、上記複数の構造体の間に個々のキー領域に対応して形成される。上記第2の空間部は、上記複数の構造体の間に所定の複数のキー領域に共通に形成される。
上記コントローラは、上記電極基板に電気的に接続され、上記複数の検出部の出力に基づいて上記複数の操作部材各々に対する入力操作に関する情報を生成することが可能な制御部を有する。
An electronic device according to an embodiment of the present technology includes an operation member, an electrode substrate, a support, and a controller.
The operation member has a plurality of key areas.
The electrode substrate includes a plurality of first electrode lines and a plurality of second electrode lines arranged to face the plurality of first electrode lines and intersecting the plurality of first electrode lines. A change in distance from each of the plurality of key areas can be detected electrostatically.
The support includes a plurality of structures, a first space, and a second space. The plurality of structures connect between the electrode substrate and the operation member. The first space is formed between the plurality of structures corresponding to each key area. The second space is formed in common for a plurality of predetermined key regions between the plurality of structures.
The controller includes a control unit that is electrically connected to the electrode substrate and capable of generating information related to an input operation on each of the plurality of operation members based on outputs of the plurality of detection units.
本技術の一形態に係るセンサシートは、第1の配線基板と、第2の配線基板と、支持体とを具備する。
上記第1の配線基板は、複数の第1の電極線を有する。
上記第2の配線基板は、上記第1の配線基板に対向して配置され、上記複数の第1の電極線との交差領域に検出部を形成する複数の第2の電極線を有する。
上記支持体は、上記第1の配線基板の上に配置され、複数の構造体と、第1の凹部と、第2の凹部とを有する。上記複数の構造体は、上記複数の第1の電極線と上記複数の第2の電極線との非交差領域に配置される。上記第1の凹部は、上記複数の構造体の間に形成され少なくとも1つの上記検出部を収容する。上記第2の凹部は、上記複数の構造体の間に形成され2以上の上記検出部を収容する。
A sensor sheet according to an embodiment of the present technology includes a first wiring board, a second wiring board, and a support.
The first wiring board has a plurality of first electrode lines.
The second wiring board has a plurality of second electrode lines that are arranged to face the first wiring board and that form detection portions in regions intersecting with the plurality of first electrode lines.
The support is disposed on the first wiring board and includes a plurality of structures, a first recess, and a second recess. The plurality of structures are arranged in a non-intersecting region between the plurality of first electrode lines and the plurality of second electrode lines. The first recess is formed between the plurality of structures and accommodates at least one detection unit. The second recess is formed between the plurality of structures and accommodates two or more detection units.
以上のように、本技術によれば、キー入力の操作性を確保しつつ、複数種のキーレイアウトにも対応することができる。 As described above, according to the present technology, it is possible to cope with a plurality of types of key layouts while ensuring operability of key input.
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。 Hereinafter, embodiments according to the present technology will be described with reference to the drawings.
<第1の実施形態>
図1は本技術の第1の実施形態に係る入力装置1の概略断面図、図2は入力装置1の平面図、図3は入力装置1の要部の拡大断面図である。以下、本実施形態の入力装置1の構成について説明する。なお図中、X軸及びY軸は相互に直交する方向(入力装置1の面内方向)を示し、Z軸はX軸及びY軸に直交する方向(入力装置1の厚み方向)を示している。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of the
[入力装置]
入力装置1は、操作部材10と、電極基板20と、支持体30とを有する。本実施形態の入力装置は、例えばコンピュータのキーボード装置として構成される。
[Input device]
The
操作部材10は、複数のキー領域10aを有する。
電極基板20は、複数の第1の電極線210と、複数の第1の電極線210に対向して配置され上記複数の第1の電極線210と交差する複数の第2の電極線220とを有し、複数のキー領域10a各々との距離の変化を静電的に検出することが可能に構成される。
支持体30は、複数の構造体320と、第1の空間部331と、第2の空間部332とを有する。複数の構造体320は、電極基板20と操作部材10との間を接続する。第1の空間部331は、複数の構造体320の間に個々のキー領域10aに対応して形成される。第2の空間部332は、複数の構造体320の間に所定の複数のキー領域10aに共通に形成される。
The
The
The
(操作部材)
本実施形態において操作部材10は、フレキシブルシート11と、基材12との積層構造を有する。
(Operation member)
In the present embodiment, the
フレキシブルシート11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)、PMMA(ポリメタクリル酸メチル)、PC(ポリカーボネート)、PI(ポリイミド)等のフレキシブル性を有する絶縁性のプラスチックシートで構成される。フレキシブルシート11の厚みは特に限定されず、例えば数10μm〜数100μm程度である。操作部材10の表面には、複数のキー領域10aが配列されている。
The
基材12は、例えばPET、PEN、PMMA、PC、PI等のフレキシブル性を有する絶縁性のプラスチックシートで構成される。基材12の厚みは特に限定されず、例えば数10μm〜数100μmである。基材12の表面は接着層13を介してフレキシブルシート11の裏面に接着される。
The
基材12の裏面にはCu(銅)、Al(アルミニウム)等の金属箔あるいはメッシュ材で構成された導体層14が設けられている。導体層14は、複数のキー領域10aに対する入力操作を受けて電極基板20側へ部分的に変形可能に構成される。導体層の厚みは特に限定されず、例えば数10nm〜数10μmである。導体層14は、例えばグランド電位に接続される。
A
基材12及び導体層14は、樹脂シートの表面にあらかじめ金属箔が貼り付けられた複合シート等で構成されてもよい。導体層14は、基材12の表面に形成された蒸着膜やスパッタ膜等で構成されてもよいし、基材12の表面に印刷された導電ペースト等の塗膜であってもよい。
The
各キー領域10aは、ユーザによって押圧操作されるキートップに相当し、キーの種類に応じた形状、大きさを有する。各キー領域10a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。表示には、適宜の印刷手法、例えば、スクリーン印刷やフレキソ印刷、グラビア印刷等が採用可能である。
Each
操作部材10は、全体として平坦なシート状に形成される例に限られず、例えばキー領域10aが所定の凹凸面で形成されていてもよい。図4Aから図4Cに、キー領域10aの形態が異なる操作部材の構成をそれぞれ示す。各図において上図は要部平面図、下図はその断面図である。なお理解容易のため、各図においてシートの凸面(最上面)をハッチングで表している。
The operating
図4Aに示す操作部材10Aは、各キー領域10aが上方へ突出した形態を有し、図4Bに示す操作部材10Bは、各キー領域10aが下方へ沈降した形態を有する。そして図4Cに示す操作部材10Cは、各キー領域10aの周囲に溝が形成された形態を示す。いずれの構成例においても、各キー領域10aは、操作部材10A,10B,10Cをプレス成形すること等によって形成され、各々が独立して上下方向(シート厚み方向)へ変形可能に構成される。
The
操作部材10の構成は上述の例に限られない。図5A及び5Bに、操作部材10の構成の変形例を模式的に示す。図5Aに示す操作部材10Dは、基材12と接着層13との間に導体層14が配置された構造を有し、図5Bに示す操作部材10Eは、接着層13を介して導体層14がフレキシブルシート11の裏面に貼り付けられた構造を有する。
The configuration of the
操作部材10は、フレキシブルシート11と導体層14のみで構成されてもよい。キー領域10aに相当する凹凸面の形成には、プレス成形やエッチング、レーザ加工等の適宜の加工技術が採用可能である。あるいは、射出成形等の成形技術によって凹凸面を有するフレキシブルシート11が形成されてもよい。この場合、導体層14は、フレキシブルシート11の裏面に形成された蒸着膜やスパッタ膜等であってもよいし、フレキシブルシート11の裏面に印刷された導電ペースト等の塗膜であってもよい。上記以外にも、フレキシブルシート11の裏面側に導体層14が配置される構造であれば、操作部材10の構成は特に限定されない。
The
さらにフレキシブルシート11は、金属等の導電性を有する材料で構成されてもよい。これにより基材12、接着層13及び導体層14が不要となり、操作部材10を薄型化することができる。この場合、フレキシブルシート11は、導体層14としての機能をも有し、例えばグランド電位に接続される。
Furthermore, the
(電極基板)
電極基板20は、第1の電極線210を有する第1の配線基板21と、第2の電極線220を有する第2の配線基板22との積層体で構成される。図6は第1の配線基板21の平面図、図7は第2の配線基板22の平面図である。
(Electrode substrate)
The
第1の配線基板21は、第1の基材211と、複数の第1の電極線(Y電極)210とを有する。第1の基材211は、PET、PEN、PC、PMMA等の電気絶縁性のプラスチックシート、ガラス基板、ガラスエポキシ基板等で構成される。第1の基材211の厚みは特に限定されず、例えば数10μm〜数100μmである。
The
複数の第1の電極線210は、第1の基材211の一方の面に一体的に設けられており、X軸方向に沿ってほぼ直線的に形成されている。複数の第1の電極線210は、Y軸方向に沿って所定の間隔をおいて配列された複数の電極群21wで構成されており、上記所定の間隔は、Y軸方向に沿った各段のキー領域10aの配列間隔に相当する。電極群21wは、Y軸方向に配列された各段のキー領域10aの直下(各段のキー領域10aとZ軸方向に対向する位置を含む領域)に配置される。
The plurality of
第1の電極線210各々は、第1の基材211の一方の縁部に設けられた引出し部210sの各端子に接続される。複数の電極群21wは、それぞれ異なる端子に接続される。各々の電極群21wを構成する複数の電極線は、共通の端子に接続されてもよいし、異なる2以上の端子に分けて接続されてもよい。引出し部210sは、制御部50に電気的に接続される。
Each of the
一方、第2の配線基板22は、第2の基材221と、複数の第2の電極線(X電極)220とを有する。第2の基材221は、第1の基材211と同様に、PET、PEN、PC、PMMA等の電気絶縁性のプラスチックシート、ガラス基板、ガラスエポキシ基板等で構成される。第2の基材221の厚みは特に限定されず、例えば数10μm〜数100μmである。第2の配線基板22は、第1の配線基板21に対向して配置される。
On the other hand, the
複数の第2の電極線220は、第2の基材221の一方の面に一体的に設けられており、X軸方向に沿って配列されている。各列の第2の電極線220は、Y軸方向に各々所定の経路を辿るように形成されており、キー領域10aの直下(キー領域10aとZ軸方向に対向する位置を含む領域)においては複数本に分岐した電極群22wで構成されている。
The plurality of
複数の第2の電極線220各々は、第2の基材221の一方の縁部に設けられた引出し部220sの各端子に接続される。各列の第2の電極線220は、それぞれ異なる端子に接続される。引出し部220sは、制御部50に電気的に接続される。
Each of the plurality of
第1の電極線210及び第2の電極線220は、例えばAlやCu等の金属箔のエッチング、あるいはAg(銀)等の金属ペーストの印刷等によって、第1の基材211及び第2の基材221上にそれぞれ形成される。第1の基材211及び第2の基材221は、フレキシブル性を有するシート材で構成されてもよいし、フレキシブル性を有しないシート材で構成されてもよい。
The
図3に示すように電極基板20は、第1の配線基板21と第2の配線基板22とを相互に接合する接着層23を有する。接着層23は、電気絶縁性を有し、例えば、接着剤の硬化物、粘着テープ等の粘着材料等で構成される。
As shown in FIG. 3, the
本実施形態では、第1の電極線210と第2の電極線220とが相互に対向するように第1の配線基板21及び第2の配線基板22が相互に接合される。これに限られず、第1の電極線210と第2の電極線220とが第1の基材211、第2の基材221あるいはこれらの双方を挟んで相互に対向するように第1の配線基板21及び第2の配線基板22が相互に接合されてもよい。また本実施形態では、第1の配線基板21が第2の配線基板22よりも上層となるように積層されるが、これに限られず第2の配線基板22を第1の配線基板21よりも上層となるように積層されてもよい。
In the present embodiment, the
電極基板20は、第1の電極線210と第2の電極線220との交差領域に各々形成された複数の検出部20sを有する。検出部20sは、キー領域10aとの相対距離に応じて容量が可変に構成される。検出部20sは、第1の電極線210と、第1の電極線210と対向する第2の電極線220と、第1及び第2の電極線210,220の間に設けられた誘電層(接着層23)とを有する容量素子で構成される。検出部20sの初期容量は、例えば、第1及び第2の電極線210,220間の対向面積、第1及び第2の電極線210,220間の対向距離、接着層23の誘電率によって設定される。
The
電極基板20は、複数のキー領域10a各々との距離の変化を静電的に検出することが可能に構成される。本実施形態において検出部20sは、主として、第1の電極線210の電極群21wと第2の電極線220の電極群22wとの交差領域に形成される。上述のように電極群21w,22wは、各キー領域10aの直下にそれぞれ配置されており、したがって各々の検出部20sは各キー領域10aの直下に配置される。検出部20sは、押圧操作されたキー領域10aと共に電極基板20側へ接近する導体層14との静電的な結合による検出部20s自身の容量変化を通じて、当該キー領域10aの接近を検出する。電極基板20は、検出部20sの容量変化量に関する情報を含み、入力操作されたキー領域10aを特定するための信号を制御部50へ出力する。
The
電極基板20は、シールド層24をさらに有する。シールド層24は金属箔や金属メッシュ体、導電ペーストの塗膜等で構成され、第2の配線基板22の裏面に設けられる。シールド層24は、入力装置1の外部から容量素子20sへ入射する電磁ノイズを遮蔽する機能を有する。シールド層24は、典型的には、グランド電位に接続される。
The
(支持体)
支持体30は、操作部材10と電極基板20との間に配置される。支持体30は、複数の構造体320と、第1の空間部331を形成するための第1の凹部321と、第2の空間部332を形成するための第2の凹部322と、枠体323とを有する。
(Support)
The
図3に示すように本実施形態に係る支持体30は、基材31と、基材31の表面(上面)に設けられた構造層32との積層構造を有する。基材31は、PET、PEN、PC等の電気絶縁性のプラスチックシートで構成される。基材31の厚みは特に限定されず、例えば数μm〜数100μmである。構造層32は、紫外線硬化樹脂等の電気絶縁性の樹脂材料で構成され、基材31の上に複数の構造体320と、第1の凹部321と、第2の凹部322と、枠体323とを形成する。
As shown in FIG. 3, the
図8は、支持体30の平面図である。図9は、図8における要部の拡大図である。
FIG. 8 is a plan view of the
複数の構造体320は、操作部材10のキー領域10aを区画するように電極基板20と操作部材10との間を接続し、これら複数の構造体320の間に第1の凹部321と第2の凹部322とを形成する。枠体323は、基材31の周囲を囲むように基材31の表面に設けられる。これら構造体320及び枠体323は、それぞれ同一の高さ(例えば数μm〜数100μm)で基材31の表面に設けられる。
The plurality of
本実施形態において複数の構造体320は、X軸方向に延びる複数の第1の構造部320xと、Y軸方向に延びる複数の第2の構造部320yとを含む。第1の構造部320xは、Y軸方向に配列される複数のキー領域の間にそれぞれ配置される。第2の構造部320yは、X軸方向に配列される複数のキー領域の間にそれぞれ配置される。
In the present embodiment, the plurality of
第1の構造部320x及び第2の構造部320yは、Z軸方向から見たときに、電極基板20上の第1の電極線210と第2の電極線220との非交差領域にそれぞれ配置される。そして第1の凹部321は、複数の構造体320(320x、320y)との間に形成され、Z軸方向から見たときに、電極基板20上の少なくとも1つの検出部20sを収容する。一方、第2の凹部322は、複数の構造体320(320x、320y)との間に形成され、Z軸方向から見たときに、電極基板20上の2以上の検出部20sを収容する。
The
複数の構造体320が第1の電極線210と第2の電極線220との非交差領域に配置されることで、キー領域10aの部分的な変形が容易となる。これにより操作時のストローク感やクリック感が得られ、キー入力の良好な操作性を確保することができる。また、構造体320を挟んで隣接する複数のキー領域10a間における意図しない同時入力を抑制できるとともに、キー領域10aの入力操作の検出感度を高めることができる。
By disposing the plurality of
構造体320は、典型的には、比較的剛性の高い材料で構成されるが、キー入力時に操作部材10とともに変形可能な弾性材料で構成されてもよい。すなわち構造体320の弾性率は特に限定されず、目的とする操作感や検出感度が得られる範囲で適宜選択可能である。
The
支持体30は、基材31が電極基板20に対向し構造層32が操作部材10に対向するように、操作部材10と電極基板20との間に配置される。第1の凹部321及び第2の凹部322は、操作部材10との間に第1の空間部331及び第2の空間部332をそれぞれ形成する。第1の空間部331は、操作部材10上の各キー領域10aに対応して形成され、第2の空間部332は、操作部材10上の所定の複数のキー領域10aに共通に形成される。
The
図10は、図8に示す支持体30において第1の構造部320xで区画される最下段の領域を示している。図9及び図10に示すように、第1の凹部321(第1の空間部331)は、それぞれ1つのキー領域10aに対応する大きさに形成されており、第2の凹部322(第2の空間部332)は、複数のキー領域10aを収容できる大きさに形成されている。
FIG. 10 shows a lowermost region defined by the
第1の凹部321及び第2の凹部322の形成位置は特に限定されず、キーの大きさや形状、配列等に応じて適宜設定可能である。また、本実施形態において支持体30は、第1の凹部321だけでなく第2の凹部322を有するため、当該支持体30は、操作部材10のキーレイアウト専用で使用されるだけでなく、キーレイアウトが異なる他の操作部材にも使用されることが可能となる。
The formation positions of the
すなわち、一般にキーレイアウトは、使用される国や地域、機種、規格等に応じて定められる。そこで、例えば支持体30が第1の凹部321のみ有する場合、これらキーレイアウトの異なる操作部材に専用の支持体30を個々に用意する必要があり、製造上、管理上あるいはコスト上の不利益を招く。これに対して、本実施形態のように支持体30が第1の凹部321だけでなく第2の凹部322をも有する場合、キーレイアウトの異なる複数種の操作部材において形状や大きさ、配列等が異なる所定の複数のキー領域を第2の凹部322に共通に収容できるようになるため、これら複数種の操作部材に対して共通の支持体30が適用可能となる。
That is, generally, the key layout is determined according to the country, region, model, standard, etc. used. Therefore, for example, when the
第2の凹部322(第2の空間部332)に配列される個々のキー領域10aの入力操作は、当該第2の凹部322に配置された複数の検出部20sを用いて検出される。本実施形態では、上記複数の検出部20sは、第2の空間部332に対応する位置に配列される複数のキー領域10aよりも多い個数で第2の空間部332に配置される。また、上記複数の検出部20sは、第2の空間部332に対応する位置に配列される複数のキー領域とは異なる配列ピッチで第2の空間部332に配置される。これにより第2の空間部332におけるキー領域10aのレイアウトの自由度を高めることができる。
The input operation of each
第1の構造部320x各々はX軸方向に連続して形成されてもよいが、本実施形態では図9に示すように、適宜の位置に間隙320aが形成されている。第2の構造部320yは、第1の構造部320xと接続されてもよいが、本実施形態では図8及び図9に示すように、間隙320bを介して第1の構造部320xと離間している。これにより個々の第1及び第2の空間部331,332の間が相互に連通するため、第1及び第2空間部331,332を同一の圧力条件に維持でき、キー位置における操作感のバラツキを抑制することができる。
Each of the first
さらに本実施形態では、枠体323の適宜の位置に1つ又は複数の通孔部323aが設けられている。通孔部323aは、第1の空間部331と第2の空間部332とを外気に連通させることな可能なように、例えば、枠体323の一部をX軸方向またはY軸方向に貫くように形成される。これにより第1及び第2の空間部331,332の内圧を外気圧に応じて変化させることができるため、使用環境によらず安定した操作性を確保することができる。
Furthermore, in the present embodiment, one or a plurality of through-
本実施形態において支持体30は、接着層34を介して電極基板20の上に接合されている。接着層34は、接着剤であっても良いし、粘着テープ等の粘着材料で構成されてもよい。支持体30と操作部材10との間の接続は、構造層32によって接続される。この場合、構造層32は、操作部材10を支持する機能のほか、支持体30を操作部材10に接合する機能も兼ねる。
In the present embodiment, the
構造層32の形成には、例えば紫外線硬化型接着剤を用いることができる。構造層32の形成方法としては、まず、例えば転写法や印刷法等によって基材31の表面に構造体320および枠体323に対応する構造層パターンを形成する。その後、操作部材10の導体層14に当該構造層パターンを密着させた状態で、基材31側から紫外線を照射する。これにより構造層32と共に、第1,第2の空間部331,332を形成することができる。
For example, an ultraviolet curable adhesive can be used to form the
操作部材10に対する支持体30の接合は上記の例に限られず、例えば、導体層14の表面に接着層を形成し、当該接着層を介して支持体30(構造層32)を操作部材10に接合してもよい。この場合、上記接着層は、導体層14の全面に形成される例に限られず、構造体320及び枠体323と対向する領域にのみ形成されてもよい。
The bonding of the
また、支持体30の構造は上記の例に限られず、例えば、基材31を省略した構造を有してもよい。図11Aに、構造層32のみで構成された支持体30Aを示す。図11Bは、電極基板20上に形成された樹脂層324と、樹脂層324と操作部材10との間を接合する接着層325とを含む構造体を有する支持体30Bを示す。
Moreover, the structure of the
支持体30Bは、第1の凹部321(第1の空間部331)に操作部材10と電極基板20との接触を阻止する規制部326をさらに有する。規制部326は、樹脂層324と同一の樹脂材料で形成されてもよい。図11Cは、構造層32と規制部326とを有する支持体30Cを示す。規制部326の位置、数、形状等は図示の例に限られず、適宜設定可能である。規制部326は、構造層32よりも低背であればその高さは特に限定されない。
The
上述の支持体30A,30B,30Cは、電極基板20(第1の配線基板21)の上に転写法、印刷法等の適宜の手法によって形成される。ここでは支持体が電極基板の基材(第1の基材211)上に設けられた例を示したが、これに限られず、支持体30Bが電極基板の電極線(第1の電極線210)上に設けられてもよい。図12は支持体30Bの構成例を示すが、支持体30,30A,30C等の他の構造の支持体にも同様に適用可能である。
The above-described
(センサシート)
電極基板20と支持体30は、センサシート40(図1)を構成する。すなわちセンサシート40は、第1の配線基板21と、第2の配線基板22と、支持体30とを備える。
(Sensor sheet)
The
上述のように、第1の配線基板21は、複数の第1の電極線210を有する。第2の配線基板22は、第1の配線基板21に対向して配置され、複数の第1の電極線210との交差領域に検出部20sを形成する複数の第2の電極線220を有する。支持体30は、複数の構造体320と、第1の凹部321と、第2の凹部322とを有する。複数の構造体320は、複数の第1の電極線210と複数の第2の電極線220との非交差領域に配置される。第1の凹部321は、複数の構造体320の間に形成され、少なくとも1つの検出部20sを収容する。第2の凹部322は、複数の構造体320の間に形成され、2以上の検出部20sを収容する。支持体30は、第1の配線基板21の上に配置される。
As described above, the
(制御部)
制御部50は、電極基板20に電気的に接続される。より詳細には、制御部50は、第1,第2の配線基板21,22の引出し部210s,220sにそれぞれ接続される。制御部50は、複数の検出部20sの出力に基づいて複数のキー領域10a各々に対する入力操作に関する情報を生成することが可能な信号処理回路を構成する。制御部50は、所定の周期で複数の検出部20s各々をスキャンしながら各検出部の容量変化量を取得し、その容量変化量に基づいて入力操作に関する情報を生成する。
(Control part)
The
制御部50は、典型的には、CPU/MPU、メモリ等を有するコンピュータで構成される。制御部50は、単一のチップ部品で構成されてもよいし、複数の回路部品で構成されてもよい。制御部50は、入力装置1に搭載されてもよいし、入力装置1に接続される機器本体(処理装置)に搭載されてもよい。前者の場合には、例えば、電極基板20に接続されるフレキシブル配線基板上に実装される。後者の場合には、上記機器本体を制御するコントローラと一体的に構成されてもよい。
The
図3に示すように制御部50は、記憶部51と、演算部52とを有する。記憶部51は、複数のキー領域10aのレイアウトが相互に異なる複数種の操作部材のキーレイアウト情報を記憶する。演算部52は、記憶部51に記憶されたキーレイアウト情報と複数の検出部20sの出力とに基づいて、複数のキー領域10aに対する入力判定を実行する。これにより、キーレイアウトの異なる複数の操作部材に対しても適切な入力操作を判定することが可能となる。
As illustrated in FIG. 3, the
演算部52は、複数の検出部20sのうち少なくとも1つの検出部20sの容量変化量に応じて異なる制御信号を生成するように構成される。これによりキー領域10aのオン/オフ判定だけでなく、キー領域10aへのタッチ操作の有無や操作力等の判定が可能となる。
The computing unit 52 is configured to generate different control signals according to the capacity change amount of at least one
演算部52は、複数の検出部20sのうち少なくとも1つの検出部20sの容量変化量が所定値以上の場合に制御信号を生成するように構成される。このような構成により、制御が必要な操作があったときのみ機器本体(処理装置)へ制御信号が出力されるため、機器本体における信号の処理量を低減させることができる。
The calculation unit 52 is configured to generate a control signal when the amount of change in capacity of at least one
(検出部)
次に、検出部20sについて説明する。
(Detection unit)
Next, the
検出部20sは、電極基板20の第1の電極線210と第2の電極線220との交差領域の相互容量により形成される。図13は、X軸方向に配列された2つのX電極X1,X2と、Y軸方向に配列された2つのY電極Y1,Y2との間に形成される4つの容量素子C1,C2,C3,C4を示している。X電極X1,X2とY電極Y1,Y2とは、電気絶縁性の基材Wを介して相互に対向しており、各電極X1,X2,Y1,Y2は、各々異なる端子(チャンネル)A,B,C,Dに接続されている。この例において4つの容量素子C1〜C4はそれぞれ異なる4つの検出部20sを構成する。各容量素子C1〜C4は相互に独立であり、例えば、A−C、B−C、A−D及びB−Dの各端子間電圧をモニタリングすることで各容量の変化を検出するセンサ(検出部20s)として機能する。
The
図14A〜図14Dは、X,Y各電極の形状の変形例を示す。図14Aは、放射状に形成されたX電極Xaと、X電極Xaよりも幅広の単線で形成されたY電極Yaとの組み合わせ例を示し、図14Bは、櫛歯状に形成されたX電極Xbと単線で形成されたY電極Yaとの組み合わせ例を示す。X電極が放射状あるいは櫛歯状に形成されていることで、両電極間の対向領域を大きくすることができる。 14A to 14D show modified examples of the shapes of the X and Y electrodes. FIG. 14A shows a combination example of a radially formed X electrode Xa and a Y electrode Ya formed by a single wire wider than the X electrode Xa, and FIG. 14B shows an X electrode Xb formed in a comb shape. And a Y electrode Ya formed with a single wire is shown as an example of combination. Since the X electrode is formed in a radial shape or a comb-like shape, a facing region between both electrodes can be enlarged.
図14C及び図14Dは、両電極を各々櫛歯状に形成した例を示す。各電極を櫛歯状に形成することで両電極間に複数の相互容量が形成されるため、検出領域を広げることができる。櫛歯の数や太さ等は電極間で同一であってもよいし異なっていてもよい。図14Cは、X電極XbとY電極Ybの櫛歯の数及び太さをそれぞれ同一に形成した例を示し、図14Dは、X電極Xcの櫛歯をY電極Ybの櫛歯よりも細く形成した例を示す。 14C and 14D show an example in which both electrodes are formed in a comb-tooth shape. Since each electrode is formed in a comb-like shape, a plurality of mutual capacitances are formed between both electrodes, so that the detection region can be expanded. The number and thickness of the comb teeth may be the same or different between the electrodes. FIG. 14C shows an example in which the number and thickness of the comb teeth of the X electrode Xb and Y electrode Yb are the same, and FIG. 14D shows that the comb teeth of the X electrode Xc are made thinner than the comb teeth of the Y electrode Yb. An example is shown.
上述のように本実施形態の電極基板20においては、個々の検出部20sが、電極群21w,22wの交差領域で形成されており、これら電極群21w,22wは、例えば図14Cに示す櫛歯電極にそれぞれ相当する。これに限られず、図13,14A,14Bに示すようにX電極及びY電極のうち少なくともいずれか一方が単一配線で形成されてもよい。
As described above, in the
X電極及びY電極は、導電ペースト等をスクリーン印刷やグラビアオフセット印刷、インクジェット印刷等の印刷法で形成されてもよいし、金属箔あるいは金属層のフォトリソグラフィ技術を用いたパターニング法で形成されてもよい。 The X electrode and the Y electrode may be formed by a conductive paste or the like by a printing method such as screen printing, gravure offset printing or inkjet printing, or by a patterning method using a metal foil or a metal layer photolithography technique. Also good.
本実施形態の入力装置1は、キー領域10aに対するセンサ(検出部20s)の数量や位置について、以下の構成を有している。
1.キーのサイズや形状に合わせて、センサの大きさや数量が変更されている。
2.想定される複数のキーレイアウトに対して1つのセンサシートで対応できるように構成されている。
The
1. The size and quantity of the sensor are changed according to the size and shape of the key.
2. It is configured so that a single sensor sheet can handle a plurality of assumed key layouts.
[1.センサの大きさや数量]
操作部材10は、サイズの異なる複数の種類のキーが配置されており、図2に示すように各キー(キー領域10a)は必ずしも規則的に整列されているとは限らない。本実施形態では、キーのサイズや形状に応じてセンサの数量や配置が設定されている。
[1. Sensor size and quantity]
The
図15A〜図15Hは、1つのキー領域10aに対するセンサの配置例をそれぞれ示している。以下の説明では、キー領域10aの大きさ(キーサイズ)を破線で示し、センサ領域(センサSの領域)をハッチングで示す。ここで、各センサ領域は、例えば図14を参照して説明した容量素子C1〜C4に相当し、本実施形態においては第1の電極線210各々の電極群21wと第2の電極線220各々の電極群22wとの交差領域に相当する。
FIG. 15A to FIG. 15H show examples of sensor arrangement for one
図15A及び図15Bは、1つのキー領域10aに対して1つのセンサSを割り当てた例を示している。この場合のセンサ領域は、図15Aに示すようにキー領域10aよりも小さくてもよいし、図15Bに示すようにキー領域10aよりも大きくてもよい。以下の説明(図15C〜図15H)ではセンサ領域がキー領域よりも小さい例を示すが、これに限られず、キー領域とセンサ領域との大小関係は自由に選択することができる。
15A and 15B show an example in which one sensor S is assigned to one
図15C、図15D及び図15Eは、1つのキー領域10aに対して複数のセンサを割り当てた例を示している。図15Cは2つのセンサSを縦に配置した例を示し、図15Dは2つのセンサSを横に配置した例を示している。図15Eは4つのセンサSを縦、横にマトリクス状に配置した例を示している。
FIG. 15C, FIG. 15D, and FIG. 15E show an example in which a plurality of sensors are assigned to one
センサの数、形状、大きさ等は上記の例に限られず、キー領域10aの形状や大きさ等に応じて適宜選択することができる。また複数のセンサ各々は、それぞれ同一の形状又は大きさで構成される例に限られず、形状又は大きさの異なる複数のセンサが組み合わされてもよい。例えば図15Fは、スペースキー等のような横長のキー領域に8つのセンサSを割り当てた例を示している。図15G及び図15Hは、リターンキー等のような異形状のキー領域に対して、それぞれ5つ及び4つのセンサSを割り当てた例を示している。
The number, shape, size, and the like of the sensors are not limited to the above example, and can be appropriately selected according to the shape, size, and the like of the
以上のように本実施形態においては、キーの配列や形状に合わせて効率的にセンサが割り当てられている。すなわち一般的な座標入力センサでは、各センサはマトリクス状に等ピッチで配置されるが、本実施形態ではキー入力エリアに合わせてセンサの位置やサイズを変えており、これにより少ないセンサ数でキーの入力判定を可能としている。 As described above, in this embodiment, sensors are efficiently allocated according to the arrangement and shape of keys. That is, in a general coordinate input sensor, each sensor is arranged in a matrix at an equal pitch, but in this embodiment, the position and size of the sensor are changed in accordance with the key input area, thereby reducing the number of keys with a small number of sensors. Can be determined.
[2.センサシート]
電極基板20及び支持体30は、本実施形態に係るセンサシート40を構成する。上述のように本実施形態においては、キーレイアウトの異なる複数種の操作部材に対して共通に適用できるように構成されている。以下、このような目的を実現できるセンサシートの構成について説明する。
[2. Sensor sheet]
The
図16A及び図16Bにキーレイアウトの異なる2種の操作部材101,102をそれぞれ示す。図15Aに示す操作部材101は、図2に示した操作部材10と同一のキーレイアウトを有する。
16A and 16B show two types of
図16A及び図16Bに示すように両者のキーレイアウトでは大部分のキーが同じ位置、形状となっている一方で、点線で囲った領域R1,R2内のキー群についてはキーのサイズや数量が異なっている。このような差異は、入力装置を使用する地域、言語、習慣の違い等によって生じている。通常の入力装置では、このような差異に対して、キートップ部品は勿論、キーの入力判定を行うスイッチ若しくはセンサ部品が個別に作製されるのが一般的であった。 As shown in FIGS. 16A and 16B, in both key layouts, most of the keys have the same position and shape. On the other hand, the key size and quantity of the keys in the regions R1 and R2 surrounded by dotted lines are the same. Is different. Such a difference is caused by a difference in an area where the input device is used, a language, a custom, or the like. In a normal input device, for such a difference, a switch or a sensor component for determining a key input as well as a key top component is generally manufactured individually.
そこで本実施形態の入力装置では、このような僅かな差異を1種類のセンサシートによって検出可能に構成されている。このような目的を実現するため、本実施形態に係るセンサシート40は、以下の構成が採用されている。
Therefore, the input device of the present embodiment is configured such that such a slight difference can be detected by one type of sensor sheet. In order to realize such an object, the
(2−1)異なるキー配列が生じる部分に関して、センサの数量、サイズ、配置が設定される。
(2−2)支持体30において、数種類のキーレイアウトが想定される領域に関してはキー間に構造体(第2の構造部320y)の配置が省略される。
(2−3)異なるキー配列が生じる部分に関して、個々のセンサから得られる容量変化データを用いるキー判定方法に独自の判定基準が適用される。
(2−4)異なるキー配列を有する入力装置に対して、キーの判定に異なるソフトウェアが適用される。
(2-1) The quantity, size, and arrangement of sensors are set for portions where different key arrangements occur.
(2-2) In the
(2-3) A unique determination criterion is applied to a key determination method using capacitance change data obtained from individual sensors with respect to a portion where a different key arrangement occurs.
(2-4) Different software is applied to key determination for input devices having different key arrangements.
[2−1.センサの配列形態]
センサの数量、サイズ、位置等の配列形態について図17A〜図17Eを参照して説明する。図17Aは、一方の操作部材101の最下段に位置するキー配列Kaを示し、図17Bは、他方の操作部材102の最下段に位置するキー配列Kbを示している。図17Cは、キー配列Ka,Kbに対応する電極基板20のセンサ配列Lを示し、図17Dは、同じくキー配列Ka,Kbに対応する支持体30の構造部配列M1を示している。
[2-1. Sensor arrangement]
Arrangement forms such as the quantity, size, and position of sensors will be described with reference to FIGS. 17A to 17E. FIG. 17A shows the key array Ka positioned at the lowermost stage of one
キー配列Kaとキー配列Kbとを比較すると、キーK1、K2、K3、K4、K6、K7及びK8が相互に対応する。センサS1a及びS1bは、キーK1の入力を検出し、センサS2、S3、S4、S6、S7及びS8は、キーK2、K3、K4、K6、K7及びK8の入力をそれぞれ検出する。そして、センサS1a及びS1bは、キーK1に対応する構造部配列M1の第1の凹部321に共通に配置され、センサS2、S3、S4、S6、S7及びS8は、キーK2、K3、K4、K6、K7及びK8に対応する構造部配列M1の第1の凹部321にそれぞれ配置される。
When the key array Ka and the key array Kb are compared, the keys K1, K2, K3, K4, K6, K7, and K8 correspond to each other. Sensors S1a and S1b detect the input of key K1, and sensors S2, S3, S4, S6, S7 and S8 detect the inputs of keys K2, K3, K4, K6, K7 and K8, respectively. The sensors S1a and S1b are arranged in common in the first
一方、キー配列Kaは、領域R2内にキーK51a、K52a、K53a、K54a、K55a、K56a及びK57aを有し、キー配列Kbは、領域R2内にキーK51b、K52b、K53b及びK54bを有する。このように2つのキー配列Ka,Kbに関しては、領域R2内に配置されるキー群のレイアウトが相互に異なる。 On the other hand, the key array Ka has keys K51a, K52a, K53a, K54a, K55a, K56a, and K57a in the region R2, and the key array Kb has keys K51b, K52b, K53b, and K54b in the region R2. As described above, regarding the two key arrays Ka and Kb, the layouts of the keys arranged in the region R2 are different from each other.
これに対してセンサ配列Lは、領域R2内に、上記キー群を構成するキーの個数よりも多い個数のセンサ(S501、S502、S503、S504、S505、S506、S507、S508、S509、S510及びS511)で構成されたセンサ群を有する。上記センサ群は、上記2種類のキー群について個々のキーの入力を検出可能に構成されている。具体的には、上記各センサは、上記キー群のキーレイアウトに対応するように配置されてはおらず、当該キーレイアウトとは異なるピッチで配列されている。検出方法は特に限定されず、典型的には後述するような座標計算によって入力されたキーが判定される。 On the other hand, the sensor array L has a larger number of sensors (S501, S502, S503, S504, S505, S506, S507, S508, S509, S510 and more than the number of keys constituting the key group in the region R2. S511). The sensor group is configured to be able to detect individual key inputs for the two types of key groups. Specifically, the sensors are not arranged so as to correspond to the key layout of the key group, but are arranged at a pitch different from the key layout. The detection method is not particularly limited, and typically, a key input is determined by coordinate calculation as described later.
上記センサ群の数は特に限定されず、本例の11個よりも多くてもよいし、少なくてもよく、領域R2内のキーの数や形状等に応じて適宜設定可能である。また、上記センサ群を構成する各センサの大きさや形状は同一であってもよいし、異形のものが含まれてもよい。また、当該各センサの配列ピッチも同一である場合に限られず、対象とするキーレイアウトに応じて適宜の変更が可能である。 The number of sensor groups is not particularly limited, and may be more or less than 11 in this example, and can be set as appropriate according to the number and shape of keys in the region R2. Further, the size and shape of each sensor constituting the sensor group may be the same or may be different. Further, the arrangement pitch of the sensors is not limited to the same, and can be appropriately changed according to the target key layout.
[2−2.支持体の構成]
上述のようにセンサ配列Lにおける所定のセンサ群(S501〜S511)は、キー配列Ka,Kbの領域R2に位置する各キーの入力判定に用いられる。一方のキー配列Kaと他方のキー配列Kbとで領域R2のキーレイアウトが異なるため、センサ群(S501〜S511)は、領域Rに対応する構造部配列M1の第2の凹部322に共通に配置される。
[2-2. Structure of support]
As described above, the predetermined sensor group (S501 to S511) in the sensor array L is used for input determination of each key located in the region R2 of the key arrays Ka and Kb. Since the key layout of the region R2 is different between the one key array Ka and the other key array Kb, the sensor group (S501 to S511) is arranged in common in the
上述のように第2の凹部322に対応する位置にセンサ群(S501〜S511)が配置されているため、各センサS501〜S511間に第2の構造部320yを介在させることなく各センサS501〜S511を配列することができる。また構造部配列M1において、領域R2に対応する位置に第2の構造部320yが存在しないため、領域R2内のキーレイアウトの自由度が高まるとともに、各キーの入力操作性を確保することができる。
Since the sensor group (S501 to S511) is arranged at the position corresponding to the
以上のように本実施形態の支持体30は、数種類のキーレイアウトが想定される領域には第2の凹部322が設けられているため、各種のキーレイアウトに対して共通に用いることができる。また、支持体30だけでなく、電極基板20及びこれに支持体30を積層したセンサシート40をキーレイアウトの異なる複数種の操作部材に対して共通化することができる。
As described above, the
図17Dに示す構造部配列M1の構成の変形例を図17Eに示す。図17Eに示す構造部配列M2は、第2の凹部322に図11Bを参照して説明した規制部326を設けた構成を有する。領域R2内のキーを入力操作したときに、第2の凹部322に対向する操作部材10が広範囲にわたって変形するおそれがある。そこで第2の凹部322の所定箇所に単数又は複数の規制部326を設けることによって、操作部材10の広範囲にわたる大きな変形を抑制することができる。
FIG. 17E shows a modification of the configuration of the structure part array M1 shown in FIG. 17D. The structure part arrangement | sequence M2 shown to FIG. 17E has the structure which provided the
[2−3.キー判定方法]
続いて、各キーの入力判定方法について説明する。キーの入力判定は、制御部50において行われる。
[2-3. Key judgment method]
Next, an input determination method for each key will be described. The key input determination is performed by the
本実施形態の入力装置1は、単にタッチしている部分のスイッチをオンにする機能だけでなく、所定の操作力に応じた容量変化量の値を判定することによりスイッチをオンにすることが可能に構成される。
The
例えば第1の凹部321(第1の空間部331)上に配置されるキーについては、上述のとおり各キーとセンサとの位置が相互に一致している。例えばキーK2とセンサS2との関係のように、1つのキーに対して1つのセンサが対応している場合には、センサS2の容量変化がキーK2の押し込み動作によって所定の容量変化量を超えたときにスイッチオンと判定される。 For example, with respect to the keys arranged on the first recess 321 (first space 331), the positions of the keys and the sensors coincide with each other as described above. For example, when one sensor corresponds to one key as in the relationship between the key K2 and the sensor S2, the capacitance change of the sensor S2 exceeds a predetermined capacitance change amount by the pressing operation of the key K2. It is determined that the switch is on.
またキーK1とセンサS1a及びS1bとの関係のように、1つのキーに対して2つのセンサが対応している場合には、キーK1の押し込み動作によってセンサS1a及びS1bのうち何れかが所定の容量変化量を超えたときにスイッチオンと判定される。例えば図18に示すように、センサS1aの容量変化量が所定値Aを超えたとき(ステップ101)、あるいは、センサS1bの容量変化量が所定値Bを超えたとき(ステップ102)、スイッチオンと判定される(ステップ103)。この場合、センサS1a及びS1b各々の容量変化量の合算値が所定値Cを超えたときにスイッチオンとする条件が加えられてもよい(ステップ104,103)。当該キーの入力判定が行われた後は、次のキーの入力判定が行われる(ステップ105)。 When two sensors correspond to one key as in the relationship between the key K1 and the sensors S1a and S1b, one of the sensors S1a and S1b is predetermined by the pressing operation of the key K1. When the amount of change in capacity is exceeded, it is determined that the switch is on. For example, as shown in FIG. 18, when the capacitance change amount of the sensor S1a exceeds a predetermined value A (step 101), or when the capacitance change amount of the sensor S1b exceeds a predetermined value B (step 102), the switch is turned on. Is determined (step 103). In this case, a condition for switching on when the sum of the capacitance change amounts of the sensors S1a and S1b exceeds a predetermined value C may be added (steps 104 and 103). After the key input determination is performed, the next key input determination is performed (step 105).
一方、第2の凹部322(第2の空間部332)上に配置されるキー(領域R2に配列されるキー群)については、各キー(K51a〜K57a、あるいは、K51b〜K54b)とセンサ(S501〜S511)との位置が必ずしも一致していない。この場合のキー判定方法について説明する。 On the other hand, for the keys (key group arranged in the region R2) arranged on the second recess 322 (second space 332), each key (K51a to K57a or K51b to K54b) and the sensor ( The position of S501 to S511) does not necessarily match. A key determination method in this case will be described.
(判定手法1)
典型的には、座標重心計算法を用いてキー判定を行うことができる。この手法は、例えば図19に示すように、センサ(S501〜S511)の間の容量変化に基づいて操作力が加わっている座標を計算し、座標位置とキー配列の位置関係から判定を行うキーを選択する(ステップ201,202)。そして、選択されたキーに対して、各々のセンサの容量変化量や各々のセンサの容量変化量の合算値が所定の値を超えた場合にスイッチオンと判定する(ステップ203,204)。図20は、センサS502の直上に位置するキーとセンサS508及びS509の間の直上に位置するキーとに操作力Pが同時に加わったときの各センサS501〜S511の容量変化の一例を示す。
(Determination method 1)
Typically, key determination can be performed using a coordinate centroid calculation method. In this method, for example, as shown in FIG. 19, the coordinates to which the operating force is applied are calculated based on the capacitance change between the sensors (S501 to S511), and the key for performing the determination from the positional relationship between the coordinate position and the key arrangement is used. Is selected (steps 201 and 202). Then, when the capacitance change amount of each sensor or the total value of the capacitance change amounts of each sensor exceeds a predetermined value for the selected key, it is determined that the switch is turned on (steps 203 and 204). FIG. 20 shows an example of a change in capacitance of each of the sensors S501 to S511 when the operation force P is simultaneously applied to a key located immediately above the sensor S502 and a key located immediately above the sensors S508 and S509.
隣り合う2つのキーが押された場合の容量変化の一例を図21に示す。図21は、センサS509の直上に位置するキーとセンサS510の直上に位置するキーとに操作力Pが同時に加わったときの各センサS501〜S511の容量変化を示す。このような場合は容量変化を起こす連続するセンサの数が増えるので、センサの数と容量変化の合算値により2つの隣り合うキーが押されていることを判定すればよい。 FIG. 21 shows an example of a change in capacity when two adjacent keys are pressed. FIG. 21 shows changes in the capacitances of the sensors S501 to S511 when the operating force P is simultaneously applied to the key located immediately above the sensor S509 and the key located immediately above the sensor S510. In such a case, since the number of consecutive sensors that cause a capacitance change increases, it may be determined that two adjacent keys are pressed based on the total number of sensors and the capacitance change.
(判定手法2)
座標重心計算に代えて、各センサの容量変化データより、どのキーが押されているかのパターンを抽出し、そのパターン毎に対応したスイッチを判定してもよい。そのスイッチ判定ロジックを図22に示す。
(Determination method 2)
Instead of calculating the coordinate center of gravity, a pattern indicating which key is pressed may be extracted from the capacitance change data of each sensor, and a switch corresponding to each pattern may be determined. The switch determination logic is shown in FIG.
図22は、キーレイアウトが異なる2つのキー配列Ka,Kbと、操作位置に応じた複数のセンサの容量変化カーブCpを示している。図22において「APP(a)」は、キー配列Kaの「APP」キーの入力時に得られる容量変化パターンを示し、「APP(b)」は、キー配列Kbの「APP」キーの入力時に得られる容量変化パターンを示している。図23は、その判定ロジックの制御フローの一例を示している。 FIG. 22 shows two key arrays Ka and Kb having different key layouts, and capacitance change curves Cp of a plurality of sensors according to operation positions. In FIG. 22, “APP (a)” indicates a capacity change pattern obtained when the “APP” key of the key array Ka is input, and “APP (b)” is obtained when the “APP” key of the key array Kb is input. The capacity change pattern is shown. FIG. 23 shows an example of the control flow of the determination logic.
まず、何らかの操作により各センサの容量変化が起こった場合(ステップ301)、各センサの容量変化の値から、あらかじめ決められた判定基準によって、制御部50に記憶されたテーブルから特定のパターンが分類される(ステップ302)。パターン分類が決まると、パターン毎に設けられたキー座標計算によって判定対象となるキーエリア内が押されたかを判定し(ステップ303)、パターン毎に定められたキー範囲内にあることが確認されるとスイッチオンと判定する(ステップ304)。
First, when the capacitance of each sensor changes due to some operation (step 301), a specific pattern is classified from the table stored in the
この方式は、判定手法1の座標計算に対して、押されている状態に対するパターンを任意に設定できる利点があり、各々のキー判定の重み付けや複数キーを同時に押した場合等の判定基準の調整が容易となる。またパターンを追加して、そのパターンに対して固有の判定基準を設けることも可能である。
This method has an advantage that the pattern for the pressed state can be arbitrarily set with respect to the coordinate calculation of the
キーレイアウトの違いに対して、判定手法1の場合は、タイプによってキーの座標が異なるので、算出された座標値に対してキー判定を行う座標値範囲を変えればよく、判定手法2の場合は、パターン分類の条件値を変えればよい。
With respect to the difference in key layout, in the case of the
(その他)
例えば左右に隣接する2つのキーの間を押した場合に、力加減や僅かな指の移動によって左右のキーが交互にスイッチオンしてしまう現象(チャタリング)が起こらないようにしてもよい。その制御例を図24に示す。
(Other)
For example, when pressing between two adjacent keys on the left and right, a phenomenon (chattering) in which the left and right keys are alternately switched on by force adjustment or slight finger movement may be prevented. An example of the control is shown in FIG.
例えば、判定手法1,2において、最初にスイッチオンした後(ステップ401)、次に検出した容量変化量より算出される座標データが前に計算した座標位置から所定の距離未満の場合は最初に押したスイッチを再度出力する(ステップ402,403)。これに対して、上記座標データが前に計算した座標位置から所定の距離以上であるときは通常のキー出力判定を行う(ステップ402,403)。このアルゴリズムは、隣り合う2つのキーの間に操作力が加わった場合に、最初に判定されたキー出力を優先するものであり、これにより上記のような操作が行われた場合でも安定した動作が可能となる。
For example, in the
なお図16A,Bにおいて、両操作部材101,102の領域R1におけるキーレイアウトの相違によるキー判定は、上記のいずれかの手法あるいは複数の手法を組み合わせて実現することができる。
16A and 16B, the key determination based on the difference in the key layout in the region R1 of the
[2−4.キー判定のソフトウェア]
以上のような判定手法により、数種類のキーレイアウトを1種類のセンサによって対応することが可能となる。複数のキーレイアウトに対しては、例えば図25に示す構成によって対応が可能である。図24において、2つのキートップ11A、11Bに対してセンサ部分(電極基板20あるいはセンサシート40)は共通となり、キートップ(操作部材)11A,11B及びキー判定ファーム63A,63Bはそれぞれのキーレイアウトに対応したもので構成されている。
[2-4. Key judgment software]
By the determination method as described above, several types of key layouts can be handled by one type of sensor. A plurality of key layouts can be handled by the configuration shown in FIG. 25, for example. In FIG. 24, the sensor portion (the
図25を具体的なデバイス構成として考えた場合、いくつかの構成が考えられる。 When FIG. 25 is considered as a specific device configuration, several configurations are possible.
(電子機器の構成例1)
図26は、入力装置1を備えた電子機器71の構成を示すブロック図である。電子機器71は、入力装置1と機器本体60とを備える。電極基板20上の複数の検出部20s(センサ)の静電容量変化を検出する制御部50を有する。機器本体60は、制御部50からのセンサデータ信号(各検出部20sの容量変化量に応じてデータ信号)を受信するコントローラ61と、キートップ11A,11Bに対応して用意されたキー判定ファーム63A,63Bと、制御対象である機器(例えばディスプレイ)62とを有する。
(Configuration example 1 of electronic device)
FIG. 26 is a block diagram illustrating a configuration of an
機器62は、機器本体60に含まれる構成に限られず、機器本体60とは独立して構成されたものであってもよい。また、キー判定ファーム63A,63Bは、キートップ11A,11Bに応じて機器本体60(例えばコントローラ61)によって選択されてもよいし、コントローラ61の内部に組み込まれていてもよい。
The
この場合、制御部50からコントローラ61へのセンサデータの出力は、容量変化の有無に限らずにすべてのセンサ(検出部20s)のデータを順次出力する例に限られず、所定値以上の容量変化量をもったセンサのデータのみを出力してもよい。これによりコントローラ61の処理負担を軽減することができる。
In this case, the output of the sensor data from the
(電子機器の構成例2)
図27は、入力装置1を備えた他の電子機器72の構成を示すブロック図である。本例における電子機器72は、キー判定ファーム63A,63Bが入力装置1の制御部50に組み込まれている点で、上述の電子機器71と異なる。この場合、制御部50は記憶部51にキー判定ファーム63A,63Bが格納され、機器本体60側からの指令によりキーレイアウトに応じたファームウェアが選択される。
(Configuration example 2 of electronic device)
FIG. 27 is a block diagram illustrating a configuration of another
本例における電子機器72についても同様に、制御部50からコントローラ61へのセンサデータの出力は、すべてのセンサ(検出部20s)のデータを順次出力する例に限られず、所定値以上の容量変化量をもったセンサのデータのみを出力してもよい。これによりコントローラ61の処理負担を軽減することができる。
Similarly for the
また、制御部50による電極基板20上の各検出部20sに対するスキャン間隔等を適宜変更するようにして消費電力の抑制を図るようにしてもよい。この場合、一般的なタッチパネルの駆動に用いられるようなスキャンモードの変更等によって実現することができる。
Further, the power consumption may be suppressed by appropriately changing the scan interval or the like for each
さらに本実施形態の入力装置1は、重心計算による操作位置の座標計算も行うことができる。この場合、スイッチ入力モード以外のモードを設けることで、例えば入力装置の上での指によるジェスチャ入力が可能になる。
Furthermore, the
また入力装置1によれば、各検出部20sの容量変化をアナログ的に検出することができるため、スイッチオンする容量変化量以下の変化量を活用して、操作力に応じた制御信号(例えばキーの選択表示に関する信号等)を出力することも可能である。
Further, according to the
<第2の実施形態>
図28は、本技術の第2の実施形態に係る入力装置の構成を示す断面図である。図において第1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、その詳細な説明は省略する。
<Second Embodiment>
FIG. 28 is a cross-sectional view showing the configuration of the input device according to the second embodiment of the present technology. In the figure, portions corresponding to those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
本実施形態の入力装置2は、操作部材10が導体層14を有しない点で、入力装置1と異なる。このため入力装置2は、操作部材10を入力操作するユーザの手指Fを電極基板20によって静電的に検出することで、入力されたキーの判定が可能となる。
The
また本実施形態の入力装置2において、制御部50は、複数の第1の電極線210および複数の第2の電極線220の容量変化に基づいて操作部材10に近接する操作対象(手指F)の位置に関する情報を生成することが可能に構成される。これにより操作部材10上を移動する指の動きを検出することが可能となるため、例えば当該入力装置2をポインティングデバイスとして用いることができる。
Further, in the
さらに本実施形態によれば、各検出部20sの容量変化量に基づいて操作部材10からの手指Fの高さを検出することも可能であるため、操作部材10に対して非接触での入力操作も可能となる。
Furthermore, according to the present embodiment, it is possible to detect the height of the finger F from the
なお本実施形態においても、操作部材10、電極基板20、支持体30及び制御部50についての上述した変形例については勿論、キー判定手法等についても同様に適用することができる。
Note that the present embodiment can be applied to the key determination method and the like as well as the above-described modified examples of the
<第3の実施形態>
続いて、本技術の第3の実施形態について説明する。本実施形態の入力装置は、キー領域を照明する機能を有する点で、第1の実施形態と異なる。
<Third Embodiment>
Subsequently, a third embodiment of the present technology will be described. The input device of the present embodiment is different from the first embodiment in that it has a function of illuminating the key area.
(構成例1)
図29は、本実施形態に係る入力装置の一構成例を示す概略側面図である。本実施形態の入力装置3は、光源100と、操作部材110とを有する。操作部材110は、複数のキー領域を有する変形可能なシート状の操作部材である点で第1の実施形態で説明した操作部材10と共通するが、本実施形態の操作部材110は、光源100からの照明光L1を透過し入力装置3の正面方向(図中上方)へ向けて出射する表示光L2に変換する機能を有する。
(Configuration example 1)
FIG. 29 is a schematic side view showing a configuration example of the input device according to the present embodiment. The
操作部材110は、例えばPET、PEN、PMMA等の透光性材料で構成された変形可能な導光板として構成される。すなわち操作部材110は、ユーザによる入力操作を受ける第1の表面111と、センサシート40(支持体30)と対向する第2の表面112と、第1の表面111と第2の表面112との間に形成された導光部113と、拡散部114とを有する。拡散部114は、第2の表面112に形成され、導光部113を透過する照明光を複数のキー領域に向けて拡散することで、第1の表面111から出射する表示光L2を形成する。
The
光源100は、導光部113の側面113aに配置される。側面113aに入射した照明光L1は、第1の表面111と第2の表面112との間で全反射を繰り返しながら反対側の側面に向かって進行しつつ、拡散部114における拡散作用で表示光L2として出射する。
The
光源100には、LED(Light Emitting Diode)、半導体レーザ、有機ELランプ等の点状光源、CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp)等の線状光源等が採用可能である。線状光源は、複数の点状光源で構成されてもよい。照明光L1は、可視光であれば特に限定されず、白色光、赤色光、緑色光、青色光等の任意の色光が採用可能である。
As the
拡散部114は、操作部材110の第2の表面112に形成された凹凸部で構成される。拡散部114を幾何学的な構造面で構成することで、当該拡散部114の形成領域において照明光L1の全反射条件を崩し、照明光L1を第1の表面111側へ立ち上げて表示光L2として出射させることができる。
The diffusing
拡散部114は、典型的には、操作部材110上の複数のキー領域が表示される領域に設けられる。図30A,Bに、一例として、「H」のキー領域を照明するための拡散部114の構成例を示す。
The
図30Aは、「H」を表示するキー領域10aHに対応する拡散部114Hの一構成例を示す要部平面図、図30Bは、図30AにおけるB1−B1線断面図である。拡散部114Hは、キー「H」を表示するための第1の凹凸部114aと、操作領域10aHの範囲(輪郭)を表示する第2の凹凸部114bとを有する。第1及び第2の凹凸部114a,114bは、第2の表面112に形成された断面三角形状の凹部で構成される。
FIG. 30A is a main part plan view showing one configuration example of the
図31Aは、「H」を表示するキー領域10aHに対応する拡散部114Hの他の構成例を示す要部平面図、図31Bは、図31AにおけるB2−B2線断面図である。本例では、第1及び第2の凹凸部114a,114bが複数の微細な溝部で構成されている。
FIG. 31A is a main part plan view showing another configuration example of the
図32Aは、「H」を表示するキー領域10aHに対応する拡散部114Hの他の構成例を示す要部平面図、図32Bは、図32AにおけるB3−B3線断面図である。本例では、第1及び第2の凹凸部114a,114bが第2の表面112に突出形成された断面三角形状の凸部で構成されている。
FIG. 32A is a main part plan view showing another configuration example of the
図33Aは、「H」を表示するキー領域10aHの他の構成例を示す要部平面図、図33Bは、図33AにおけるB4−B4線断面図である。本例では、第1及び第2の凹凸部114a,114bを断面三角形状の凹部で構成されるとともに、操作部材100の第1の表面111にキー「H」を白抜き表示するためのマスク15が形成されている。
33A is a main part plan view showing another configuration example of the key area 10aH displaying “H”, and FIG. 33B is a cross-sectional view taken along line B4-B4 in FIG. 33A. In this example, the first and second concavo-
図34Aは、「H」を表示するキー領域10aHの他の構成例を示す要部平面図、図34Bは、図34AにおけるB5−B5線断面図である。本例では、操作部材110の第2の表面112のキー領域10aHに対応する領域に複数の微細な格子状の溝部からなる拡散部114Hが形成されているとともに、操作部材110の第1の表面111にキー「H」を表示するためのマスク16が形成されている。
34A is a main part plan view showing another configuration example of the key area 10aH displaying “H”, and FIG. 34B is a sectional view taken along line B5-B5 in FIG. 34A. In this example, a
さらに図35は、操作部材110の第2の表面112と支持体30の複数の構造体320との接合部に拡散部114sが構成された入力装置の概略側面図である。拡散部114sを反射率や屈折率等が他の領域と異なる光学面で構成することによっても、照明光L1の全反射条件を崩し、照明光L1を第1の表面111側へ立ち上げて表示光L2として出射させることができる。
Further, FIG. 35 is a schematic side view of an input device in which a
以上のように本実施形態によれば、操作部材100上の複数のキー領域10aを表示光L2で発光可能に構成されているため、各キー領域10aの視認性を高めることができ、例えば、暗い室内や屋外での使用時における入力操作性を確保することができる。
As described above, according to the present embodiment, since the plurality of
(構成例2)
図36は、本実施形態に係る入力装置の他の構成例を示す概略側面図である。本実施形態の入力装置4においては、光源100は、電極基板20の側面20aに配置されている。
(Configuration example 2)
FIG. 36 is a schematic side view showing another configuration example of the input device according to the present embodiment. In the
操作部材10は、透光性材料で構成される。電極基板20は、第1の実施形態で説明したように、複数の第1の電極線210を支持する第1の基材211と、複数の第2の電極線220を支持する第2の基材221とを有し(図3)、電極基板20の側面20aは、これら第1及び第2の基材221,222の側面及びこれらを接合する接着層23で構成される。この場合、第1及び第2の基材221,222及び接着層23は、それぞれ透光性材料で構成される。
The
このとき第1及び第2の電極線210,220は、照明光L1を操作部材10へ向けて反射、拡散する拡散層として機能させることができる。第1及び第2の電極線210,220は、Agペースト等の非透光性材料で構成されてもよいし、ITO等の透光性導電酸化物材料で構成されてもよい。
At this time, the first and
一方、支持体30における複数の構造体320もまた、照明光L1を操作部材10へ向けて反射、拡散する拡散層として機能させてもよい。この場合、複数の構造体320(図3)は、透光性材料で構成される。さらに操作部材10と支持体30との間に配置される導体層14(図3)は、メッシュ状パターンで構成されるか、ITO等の透明導電膜で構成されることで、透光性を確保することができる。
On the other hand, the plurality of
また図36に示すように、支持体30と操作部材10との間に表示光L2の透過領域を規定するマスク層17が形成されてもよい。これにより、例えば複数のキー領域10aのみを発光させることが可能となる。マスク層17は、例えば、操作部材10の下面に形成されるが、操作部材10の上面に形成されてもよい。また上記導体層14(図3)をパターニングすることでマスク層17が形成されてもよい。
As shown in FIG. 36, a
(構成例3)
図37は、本実施形態に係る入力装置の他の構成例を示す概略側面図である。本実施形態の入力装置5においては、光源101は、電極基板20の背面に配置されている。
(Configuration example 3)
FIG. 37 is a schematic side view showing another configuration example of the input device according to the present embodiment. In the
光源101は、面状光源で構成されている。光源101は、例えば有機EL素子等の面状光源で構成されるが、複数の点状光源で構成されてもよいし、複数の線状光源で構成されてもよい。光源101は、センサシート40を挟んで操作部材10と対向するように配置され、照明光L1はセンサシート40を介して操作部材10へ照射される。
The
本例においても、操作部材10と、電極基板20における第1及び第2の基材221,222、支持体30における複数の構造体320等は、それぞれ透光性材料で構成される。この場合も、第1及び第2の電極線210,220、複数の構造体320は、照明光L1を反射、拡散する拡散層として機能させてもよい。第1及び第2の電極線210,220は、典型的には、ITO等の透光性導電酸化物材料で構成される。光の透過率を確保するため、各電極線210,220の間には適度の隙間が設けられてもよい。
Also in this example, the
また上述と同様に、操作部材10と支持体30との間に配置される導体層14(図3)は、メッシュ状パターンで構成されるか、ITO等の透明導電膜で構成されてもよい。さらに支持体30と操作部材10との間に表示光L2の透過領域を規定するマスク層17が形成されてもよい。
Similarly to the above, the conductor layer 14 (FIG. 3) disposed between the
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。 As mentioned above, although embodiment of this technique was described, this technique is not limited only to the above-mentioned embodiment, Of course, in the range which does not deviate from the summary of this technique, various changes can be added.
例えば以上の実施形態では、センサシート40(電極基板20、支持体30)として、キーレイアウトの異なる2つの操作部材を対象とした構成例を説明したが、これに限られず、キーレイアウトが相互に異なる3以上の操作部材を対象として構成されてもよい。
For example, in the embodiment described above, the sensor sheet 40 (the
また、数種類のキーレイアウトが想定される領域に配列されたキーの入力判定方法は、上述の例に限定されることなく、他の判定ロジックを用いて入力キーを特定するようにしてもよい。 Further, the input determination method for keys arranged in an area where several types of key layouts are assumed is not limited to the above-described example, and the input keys may be specified using other determination logic.
さらに以上の第1の実施形態では、センサシート40が電極基板20と支持体30とで構成される例を説明したが、センサシートは、電極基板20の背面側に対向する第2の導体層と、当該第2の導体層と電極基板20との間に配置された第2の支持体とをさらに備えてもよい。上記第2の導体層は例えばグランド電位に接続され、上記第2の支持体は、複数の構造体320と同様な構成の複数の構造体で構成される。これにより電極基板20は、支持体30との距離の変化と第2の導体層との距離の変化に基づいた静電容量の変化を出力することが可能となるため、検出感度が向上し、検出精度を高めることが可能となる。
Furthermore, in the above first embodiment, the example in which the
図38A〜Cに上記構成のセンサシート90を備えた入力装置の構成を概略的に示す。電極基板20は、第1の導体層14と第2の導体層50との間に配置される。電極基板20は、第1の支持体30を介して第1の導体層14(操作部材10,110)に接続されるとともに、第2の支持体80を介して第2の導体層70に接続される。図38A〜Cはそれぞれ、第3の実施形態で説明したキー領域を照明する機能を有する入力装置を示しているが、勿論、当該機能を有しない入力装置として構成することも可能である。
38A to 38C schematically show the configuration of the input device including the
ここで図38A,B及びCは、第3の実施形態の構成例1、構成例2及び構成例3にそれぞれ対応する。図38B,Cに示す構成例では、第2の導体層70は、照明光L1を反射する反射面としての機能をも有する。この場合、当該反射面は、例えば鏡面(銀、アルミニウム等)で形成されてもよいし、散乱面(拡散面)で形成されてもよく、これにより光利用効率の向上を図ることができる。
Here, FIGS. 38A, B, and C correspond to Configuration Example 1, Configuration Example 2, and Configuration Example 3 of the third embodiment, respectively. In the configuration example shown in FIGS. 38B and 38C, the
また以上の第3の実施形態では、いわゆるパッシブな形式でキー領域を照明するように構成されたが、以下のようにアクティブな形式でキー領域を照明するように構成されてもよい。 In the third embodiment described above, the key area is illuminated in a so-called passive format. However, the key area may be illuminated in an active format as follows.
例えば、第3の実施形態における構成例1(図29)において、操作部材110に拡散部114が設けられる構成に代えて、各キー領域に対応する電極基板20上に拡散部(散乱部)が設けられてもよい。この場合、拡散部は、操作荷重で操作部材110が変形し、電極基板20に接触した際に、操作部材110の内部を透過する照明光L1の全反射条件を崩すように構成される。これにより照明光L1を操作部材110の第1の表面111側へ立ち上げ、表示光L2として出射させることができる。
For example, in the configuration example 1 (FIG. 29) in the third embodiment, instead of the configuration in which the
また、第3の実施形態における構成例2(図36)においては、操作部材10側に拡散部(散乱部)が設けられてもよい。この場合も、操作荷重で操作部材10が変形し電極基板20に接触した際に、電極基板20を透過する照明光L1の全反射条件を崩し、照明光L1を第1の表面111側へ立ち上げて、表示光L2として出射させることができる。
Further, in Configuration Example 2 (FIG. 36) in the third embodiment, a diffusion part (scattering part) may be provided on the
さらに図38Bに示した構成例においては、第1の導体層14または第2の導体層70の少なくとも一方に拡散部(散乱部)が設けられる。この場合、操作荷重で第1の導体層14及び電極基板20が変形し、電極基板20と第1の導体層14または第2の導体層70とが接触した際に、電極基板20を透過する照明光L1の全反射条件を崩し、照明光L1を際1の表面111側へ立ち上げて、表示光L2として出射させることができる。
Further, in the configuration example shown in FIG. 38B, a diffusion portion (scattering portion) is provided in at least one of the
なお、本技術は以下のような構成も採ることができる。
(1)複数のキー領域を有する変形可能なシート状の操作部材と、
複数の第1の電極線と、前記複数の第1の電極線に対向して配置され前記複数の第1の電極線と交差する複数の第2の電極線とを有し、前記複数のキー領域各々との距離の変化を静電的に検出することが可能な電極基板と、
前記電極基板と前記操作部材との間を接続する複数の構造体と、前記複数の構造体の間に個々のキー領域に対応して形成された第1の空間部と、前記複数の構造体の間に所定の複数のキー領域に共通に形成された第2の空間部とを有する支持体と
を具備する入力装置。
(2)前記(1)に記載の入力装置であって、
前記電極基板は、前記複数の第1の電極線と前記複数の第2の電極線との交差領域に各々形成され、前記複数のキー領域各々との相対距離に応じて容量が可変の複数の検出部をさらに有し、
前記複数の構造体は、前記複数の第1の電極線と前記複数の第2の電極線との非交差領域に各々配置される
入力装置。
(3)前記(2)に記載の入力装置であって、
前記複数の検出部は、前記所定の複数のキー領域に対する入力操作を検出可能な所定の複数の検出部を有し、
前記所定の複数の検出部は、前記所定の複数のキー領域よりも多い個数で前記第2の空間部に配置される
入力装置。
(4)前記(2)に記載の入力装置であって、
前記複数の検出部は、前記所定の複数のキー領域に対する入力操作を検出可能な所定の複数の検出部を有し、
前記所定の複数の検出部は、前記所定の複数のキー領域とは異なる配列ピッチで前記第2の空間部に配置される
入力装置。
(5)前記(1)〜(4)のいずれか1つに記載の入力装置であって、
前記支持体は、前記複数の第1の空間部と前記第2の空間部とを外気に連通させることが可能な通孔部をさらに有する
入力装置。
(6)前記(1)〜(5)のいずれか1つに記載の入力装置であって、
前記操作部材は、前記複数のキー領域に対する入力操作を受けて前記電極基板側へ部分的に変形可能な導体層をさらに有する
入力装置。
(7)前記(2)に記載の入力装置であって、
前記電極基板に電気的に接続され、前記複数の検出部の出力に基づいて前記複数のキー領域各々に対する入力操作に関する情報を生成することが可能な制御部をさらに具備する
入力装置。
(8)前記(7)に記載の入力装置であって、
前記制御部は、
前記複数のキー領域のレイアウトが相互に異なる複数種の操作部材のキーレイアウト情報を記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶されたキーレイアウト情報と前記複数の検出部の出力とに基づいて、前記所定の複数のキー領域に対する入力判定を実行する演算部とを有する
入力装置。
(9)前記(8)に記載の入力装置であって、
前記演算部は、前記複数の検出部のうち少なくとも1つの検出部の容量変化量に応じて異なる制御信号を生成する
入力装置。
(10)前記(8)又は(9)に記載の入力装置であって、
前記演算部は、前記複数の検出部のうち少なくとも1つの検出部の容量変化量が所定値以上の場合に制御信号を生成する
入力装置。
(11)前記(7)〜(10)のいずれか1つに記載の入力装置であって、
前記制御部は、前記複数の第1の電極線および前記複数の第2の電極線の容量変化に基づいて前記操作部材に近接する操作対象の位置に関する情報を生成することが可能に構成される
入力装置。
(12)前記(1)〜(11)のいずれか1つに記載の入力装置であって、
前記複数のキー領域を照明する照明光を発光することが可能な光源をさらに具備し、
前記操作部材は、前記照明光を透過可能な透光性材料で構成される
入力装置。
(13)前記(12)に記載の入力装置であって、
前記操作部材は、
ユーザによる入力操作を受ける第1の表面と、
前記支持体と対向する第2の表面と、
前記第1の表面と前記第2の表面との間に形成され、側面を有する導光部と、
前記第2の表面に形成され前記複数のキー領域に向けて前記照明光を拡散する拡散部とを有し、
前記光源は、前記導光部の前記側面に配置される。
入力装置。
(14)前記(13)に記載の入力装置であって、
前記拡散部は、前記第2の表面に形成された凹凸部で構成される
入力装置。
(15)前記(13)に記載の入力装置であって、
前記拡散部は、前記第2の表面と前記複数の構造体との接合部で構成される
入力装置。
(16)前記(12)に記載の入力装置であって、
前記電極基板は、前記複数の第1の電極線と前記複数の第2の電極線とを支持し、前記照明光を透過可能な透光性材料で構成され、側面を有する基材をさらに有し、
前記複数の構造体は、前記照明光を透過可能な透光性材料で構成され、
前記光源は、前記基材の前記側面に配置される
入力装置。
(17)前記(12)に記載の入力装置であって、
前記電極基板は、前記複数の第1の電極線と前記複数の第2の電極線とを支持し、前記照明光を透過可能な透光性材料で構成された基材をさらに有し、
前記複数の構造体は、前記照明光を透過可能な透光性材料で構成され、
前記光源は、前記電極基板を挟んで前記操作部材と対向する面状光源で構成される
入力装置。
In addition, this technique can also take the following structures.
(1) a deformable sheet-like operation member having a plurality of key areas;
A plurality of first electrode lines, and a plurality of second electrode lines arranged opposite to the plurality of first electrode lines and intersecting the plurality of first electrode lines, and the plurality of keys. An electrode substrate capable of electrostatically detecting a change in distance to each region;
A plurality of structures connecting between the electrode substrate and the operation member; a first space formed between the plurality of structures corresponding to each key region; and the plurality of structures. And a support body having a second space portion formed in common with a plurality of predetermined key regions.
(2) The input device according to (1),
The electrode substrate is formed in each of intersection regions of the plurality of first electrode lines and the plurality of second electrode lines, and a plurality of capacitances are variable according to a relative distance from each of the plurality of key regions. A detection unit;
The plurality of structures are respectively disposed in non-intersecting regions of the plurality of first electrode lines and the plurality of second electrode lines.
(3) The input device according to (2),
The plurality of detection units include a plurality of predetermined detection units capable of detecting input operations on the predetermined plurality of key areas,
The predetermined plurality of detection units are arranged in the second space portion in a larger number than the predetermined plurality of key areas.
(4) The input device according to (2),
The plurality of detection units include a plurality of predetermined detection units capable of detecting input operations on the predetermined plurality of key areas,
The predetermined plurality of detection units are arranged in the second space portion at an arrangement pitch different from that of the predetermined plurality of key areas.
(5) The input device according to any one of (1) to (4),
The input device further includes a through hole portion that allows the plurality of first space portions and the second space portion to communicate with outside air.
(6) The input device according to any one of (1) to (5),
The input device further includes a conductor layer that receives an input operation to the plurality of key regions and is partially deformable toward the electrode substrate.
(7) The input device according to (2),
An input device further comprising a control unit electrically connected to the electrode substrate and capable of generating information related to an input operation for each of the plurality of key regions based on outputs of the plurality of detection units.
(8) The input device according to (7),
The controller is
A storage unit that stores key layout information of a plurality of types of operation members having different layouts of the plurality of key regions;
An input device comprising: an arithmetic unit that performs input determination on the predetermined plurality of key areas based on key layout information stored in the storage unit and outputs of the plurality of detection units.
(9) The input device according to (8),
The calculation unit is an input device that generates different control signals according to a capacitance change amount of at least one of the plurality of detection units.
(10) The input device according to (8) or (9),
The calculation unit is an input device that generates a control signal when a capacitance change amount of at least one of the plurality of detection units is equal to or greater than a predetermined value.
(11) The input device according to any one of (7) to (10),
The control unit is configured to be able to generate information related to a position of an operation target adjacent to the operation member based on a change in capacitance of the plurality of first electrode lines and the plurality of second electrode lines. Input device.
(12) The input device according to any one of (1) to (11),
A light source capable of emitting illumination light for illuminating the plurality of key regions;
The input device is formed of a light-transmitting material capable of transmitting the illumination light.
(13) The input device according to (12),
The operating member is
A first surface that receives an input operation by a user;
A second surface facing the support;
A light guide formed between the first surface and the second surface and having a side surface;
A diffusion part that is formed on the second surface and diffuses the illumination light toward the plurality of key regions;
The light source is disposed on the side surface of the light guide unit.
Input device.
(14) The input device according to (13),
The diffusion device includes an uneven portion formed on the second surface.
(15) The input device according to (13),
The diffusion device is an input device configured by a joint portion between the second surface and the plurality of structures.
(16) The input device according to (12),
The electrode substrate further includes a base material that supports the plurality of first electrode lines and the plurality of second electrode lines, is made of a translucent material that can transmit the illumination light, and has side surfaces. And
The plurality of structures are made of a translucent material capable of transmitting the illumination light,
The light source is an input device disposed on the side surface of the base material.
(17) The input device according to (12),
The electrode substrate further includes a base material configured of a translucent material that supports the plurality of first electrode lines and the plurality of second electrode lines and is capable of transmitting the illumination light;
The plurality of structures are made of a translucent material capable of transmitting the illumination light,
The input device is configured by a planar light source facing the operation member with the electrode substrate interposed therebetween.
1,2,3,4,5…入力装置
10,110…操作部材
10a…キー領域
14…導体層
20…電極基板
20s…検出部
21…第1の配線基板
22…第2の配線基板
210…第1の電極線
220…第2の電極線
30…支持体
320…構造体
321…第1の凹部
322…第2の凹部
323a…通孔部
331…第1の空間部
332…第2の空間部
40…センサシート
50…制御部
51…記憶部
52…演算部
71,72…電子機器
100,101…光源
DESCRIPTION OF
Claims (6)
複数の第1の電極線を有する第1の配線基板と、
前記第1の配線基板に対向して配置され、前記複数の第1の電極線との交差領域に検出部を形成する複数の第2の電極線を有する第2の配線基板と、
前記基材と前記第1の配線基板との間に配置された複数の構造体と、前記複数の構造体の間に形成され少なくとも1つの前記検出部を収容する第1の空間部と、前記複数の構造体の間に形成され2以上の前記検出部を収容する第2の空間部とを有し、前記第1の配線基板の上に配置された支持体と
を具備する入力装置。 A substrate;
A first wiring board having a plurality of first electrode lines;
A second wiring board having a plurality of second electrode lines disposed opposite to the first wiring board and forming a detection portion in an intersecting region with the plurality of first electrode lines;
A plurality of structures disposed between the base material and the first wiring substrate; a first space formed between the plurality of structures and containing at least one detection unit; An input device comprising: a second space portion that is formed between a plurality of structures and that houses two or more detection portions; and a support body disposed on the first wiring board.
前記複数の構造体は、前記複数の第1の電極線と前記複数の第2の電極線との非交差領域に各々配置される
入力装置。 The input device according to claim 1,
The plurality of structures are respectively disposed in non-intersecting regions of the plurality of first electrode lines and the plurality of second electrode lines.
前記基材は、複数の入力領域を有する
入力装置。 The input device according to claim 1 or 2,
The base material has an input device having a plurality of input areas.
前記支持体は、前記複数の第1の空間部と前記第2の空間部とを外気に連通させることが可能な通孔部をさらに有する
入力装置。 The input device according to any one of claims 1 to 3,
The input device further includes a through hole portion that allows the plurality of first space portions and the second space portion to communicate with outside air.
前記基材は、導体層を有する
入力装置。 The input device according to any one of claims 1 to 4,
The base material has a conductor layer.
前記第1及び第2の配線基板に電気的に接続され、前記検出部の出力に基づいて前記複数の入力領域各々に対する入力操作に関する情報を生成することが可能な制御部をさらに具備する
入力装置。 The input device according to claim 3,
An input device further comprising a control unit electrically connected to the first and second wiring boards and capable of generating information related to an input operation for each of the plurality of input regions based on an output of the detection unit. .
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