输入装置、电子设备和传感器片的制作方法
【专利说明】输入装置、电子设备和传感器片
[0001]本申请要求2013年I月23日提出申请的日本优先权专利申请JP2013-010448的优先权，在此引用其全部内容作为参考。
技术领域
[0002]本发明涉及一种能够静电式地检测输入操作的输入装置、电子设备和传感器片。
【背景技术】
[0003]在广泛用作按键输入装置的所谓键盘中，当手指按压预定按键时提供的下沉(敲击)和感觉(点击感觉)能够实现良好且稳定的按键输入。例如，专利文献I描述了一种包括膜片开关(membrane switch)和按键部件的键盘，所述膜片开关具有由设置在与按键对应的位置处的一对电极构成的接触点，所述按键部件设置成面对所述接触点，从而通过下按所述按键部件接触所述接触点。
[0004]另一方面，还已知一种能够通过触摸显示于显示器上的键盘来进行按键输入的输入装置。例如，专利文献2公开了一种输入装置，其中在具有显示设备功能的触摸面板上显示诸如软件键盘之类的GUI部件，并且当触摸所显示的按键时，显示所述按键。
[0005]引用列表
[0006]专利文献
[0007]PTL 1:日本待审专利申请 N0.2012-129140
[0008]PTL 2:日本待审专利申请 N0.2012-146267
【发明内容】
[0009]技术问题
[0010]近年来，对薄键盘有所需求。通过专利文献I中所述的构造，键盘的薄形化受到限制。此外，由于应当对应于每个按键来设置接触点，所以会依据按键布局而不希望地改变接触点的位置。
[0011]另一方面，在专利文献2中所述的输入装置中，操作者不能将手指停放于屏幕所显示的按键上，而必须在手指始终浮置的同时触摸所期望的按键区域。因而，可操作性较低。而且，也不能提供敲击感觉和点击感觉，存在不适于高速输入的缺点。
[0012]技术问题的解决方案
[0013]鉴于上述情况，需要提供一种能够接纳多种可能的按键布局且同时能够提供按键输入的可操作性的输入装置、电子设备和传感器片。
[0014]根据本发明的实施方式，提供了一种输入装置，包括操作部件、电极基板和支撑体。
[0015]所述操作部件具有多个按键区域。
[0016]所述电极基板具有多条第一电极线以及设置成与所述多条第一电极线相面对、且与所述多条第一电极线交叉的多条第二电极线，所述电极基板能够静电式地检测与所述多个按键区域中的每一按键区域之间的距离的变化。
[0017]所述支撑体具有多个构造体、第一空间和第二空间。所述多个构造体连接所述电极基板和所述操作部件。所述第一空间形成在所述多个构造体之间且对应于所述多个按键区域中的每一按键区域。所述第二空间形成在所述多个构造体之间且被预定多个按键区域所共用。
[0018]所述输入装置通过利用所述电极基板上的所述第一和第二电极线的电容变化来检测针对按键区域的输入操作，所述电容变化是基于与所述按键区域之间的面对距离的变化。通过这样的方式，在手指等停放于操作部件上的同时执行输入操作成为可能，由此防止可操作性降低。各个按键区域是经由形成在所述多个构造体之间的所述第一和第二空间而被支撑在所述电极基板上，由此提供预定的敲击感觉和点击感觉。
[0019]而且，与对应于各个按键区域分别形成的所述第一空间不同，所述第二空间形成为被预定多个按键区域所共用。因此，可自由地改变所述第二空间中的按键区域的数量或位置。此外，能够对所述第二空间中的具有不同按键布局的多种操作部件使用共用的支撑体和共用的电极基板。
[0020]所述电极基板可具有多个检测器部分。所述多个检测器部分形成在所述多条第一电极线和所述多条第二电极线的交叉区域处，并且所述多个检测器部分被构造成:电容根据与所述多个按键区域之间的相对距离而变化。
[0021]通常，所述多个检测器部分是与所述操作部件的所述多个按键区域相对应地设置的，可不与所述按键区域的数量或布局匹配，且可被设计成具有能够检测每个按键区域的输入操作的数量或布局。
[0022]在该情形中，所述多个构造体被设置在所述多条第一电极线和所述多条第二电极线的非交叉区域上。
[0023]通过这样的方式，随着与各个按键区域相面对的检测器部分的数量增加，能够提高按键输入操作的检测灵敏度。
[0024]通常，所述多个检测器部分包括能够检测针对所述预定多个按键区域的输入操作的预定多个检测器部分。所述预定多个检测器部分可被设置在所述第二空间上，以使得所述预定多个检测器部分的数量大于所述预定多个按键区域的数量，或者所述预定多个检测器部分可以以不同于所述预定多个按键区域的布置间距设置在所述第二空间上。
[0025]通过这样的方式，能够增加所述第二空间中的按键区域的布局自由度。
[0026]所述支撑体可进一步具有能够将多个第一空间和多个第二空间与外部空气相通的通孔。
[0027]通过给所述支撑体设置所述通孔，所述第一和第二空间的内部压力能够根据外部压力而变化。这能够不依赖于使用环境而确保稳定的可操作性。
[0028]所述操作部件可进一步具有导体层，所述导体层对应于使所述多个按键区域向所述电极基板抵靠的输入操作而相应地部分变形。
[0029]因而，即使例如当用户戴手套时，也能实现适当的操作输入。
[0030]所述输入装置可进一步包括控制单元。所述控制单元与所述电极基板电连接，并且能够基于来自所述多个检测器部分的输出而产生与针对所述多个按键区域中的每一案件区域的输入操作有关的信息。
[0031]所述控制单元可具有存储器和运算单元。所述存储器存储与多种操作部件有关的按键布局信息，所述多种操作部件具有多个按键区域的不同布局。所述运算单元基于所述存储器中存储的所述按键布局信息以及来自所述多个检测器部分的输出，执行针对所述预定多个按键区域的输入判定。
[0032]通过该构造，能够对具有不同按键布局的多种操作部件判定适当的输入操作。
[0033]所述运算单元可根据所述多个检测器部分之中的至少一个检测器部分中的电容变化量，产生不同的控制信号。
[0034]因而，不仅可判定按键区域的开/关，而且还可判定按键区域是否被触摸以及操作力量等。
[0035]可选择地，所述运算单元也可在所述多个检测器部分之中的至少一个检测器部分中的电容变化量超过预定值时，产生控制信号。
[0036]通过该构造，因为仅当要被控制的操作完成时才将控制信号输出至设备主单元(处理装置)，所以可减小设备主单元中的信号吞吐量。
[0037]另一方面，所述控制单元可被构造成:能够基于所述多条第一电极线和所述多条第二电极线中的电容变化，产生与所述操作部件相邻的操作物体的位置的有关信息。
[0038]通过这样的方式，可检测操作部件上的手指移动。所述输入装置能够被用作定点设备。
[0039]所述输入装置可进一步包括能够发射照明光以照明所述多个按键区域的光源。所述操作部件由能够传输所述照明光的透光材料构成。
[0040]这可提高每个按键区域的可见度。
[0041]所述光源可设置在任何地方，例如设置在所述操作部件、所述电极基板等上。
[0042]当所述光源被设置在所述操作部件上时，所述操作部件具有供用户进行输入操作的第一表面、面对所述支撑体的第二表面、形成在所述第一表面与所述第二表面之间并具有侧表面的导光部分、和形成在所述第二表面上的扩散部分，所述扩散部分用于将所述照明光扩散到所述多个按键区域。
[0043]所述扩散部分包括形成在所述第二表面上的凹/凸部分，或包括所述第二表面与所述多个构造体的粘结部分。
[0044]当所述光源被设置在所述电极基板上时，所述电极基板支撑所述多条第一电极线和所述多条第二电极线，并进一步具有由能够传输所述照明光的透光材料构成且具有侧表面的基底材料。所述光源被设置在所述基底材料的所述侧表面上。所述多个构造体由能够传输所述照明光的透光材料构成。
[0045]所述光源可被设置在所述基底材料的后表面上。在该情形中，所述电极基板支撑所述多条第一电极线和所述多条第二电极线，并进一步具有由能够传输所述照明光的透光材料构成的基底材料。所述多个构造体由能够传输所述照明光的透光材料构成，且所述光源包括片状光源，所述片状光源以所述电极基板介于中间的方式面对所述操作部件。
[0046]根据本发明的一个实施方式，提供了一种电子设备，包括操作部件、电极基板、支撑体和控制器。
[0047]所述操作部件具有多个按键区域。
[0048]所述电极基板具有多条第一电极线和多条第二电极线，所述多条第二电极线设置成与所述多条第一电极线相面对、且与所述多条第一电极线交叉，且所述电极基板能够静电式地检测与所述多个按键区域中的每一按键区域之间的距离的变化。
[0049]所述支撑体具有多个构造体、第一空间和第二空间。所述多个构造体连接所述电极基板和所述操作部件。所述第一空间形成在所述多个构造体之间且对应于所述多个按键区域中的每一按键区域。所述第二空间形成在所述多个构造体之间且被预定多个按键区域所共用。
[0050]所述控制器具有控制单元，所述控制单元与所述电极基板电连接，并且能够基于来自多个检测器部分的输出而产生与针对所述多个操作部件中的每一操作部件的输入操作有关的信息。
[0051]根据本发明的一个实施方式，提供了一种传感器片，包括第一配线基板、第二配线基板和支撑体。
[0052]所述第一配线基板具有多条第一电极线。
[0053]所述第二配线基板被设置成与所述第一配线基板面对并具有多条第二电极线，在所述多条第一电极线和所述多条第二电极线的交叉区域处形成检测器部分。
[0054]所述支撑体被设置在所述第一配线基板上，且包括多个构造体、第一凹部和第二凹部。所述多个构造体设置在所述多条第一电极线和所述多条第二电极线的非交叉区域上。所述第一凹部形成在所述多个构造体之间并容纳至少一个检测器部分。所述第二凹部形成在所述多个构造体之间并容纳两个以上检测器部分。
[0055]发明的有益技术效果
[0056]如上所述，根据本发明，能够接纳多种可能的按键布局且同时能够提供按键输入的可操作性。
【附图说明】
[0057]图1是根据本发明第一实施方式的输入装置的示意性剖面图；
[0058]图2是输入装置的平面图；
[0059]图3是输入装置的主要部分的放大剖面图；
[0060]图4A是显示输入装置中的操作部件构造的可替换实施方式的主要部分平面图和剖面图；
[0061]图4B是显示输入装置中的操作部件构造的可替换实施方式的主要部分平面图和剖面图；
[0062]图4C是显示输入装置中的操作部件构造的可替换实施方式的主要部分平面图和剖面图；
[0063]图5A是显示输入装置中的操作部件构造的可替换实施方式的示意性剖面图；
[0064]图5B是显示输入装置中的操作部件构造的可替换实施方式的示意性剖面图；
[0065]图6是构成输入装置中的电极基板的第一配线基板的平面图；
[0066]图7是构成电极基板的第二配线基板的平面图；
[0067]图8是输入装置中的支撑体的平面图；
[0068]图9是图8的主要部分放大图；
[0069]图10是图8中所示的支撑体中的最下端区域的主要部分平面图；
[0070]图1lA是显示支撑体构造的可替换实施方式的主要部分示意图；
[0071]图1lB是显示支撑体构造的可替换实施方式的主要部分示意图；
[0072]图1lC是显示支撑体构造的可替换实施方式的主要部分示意图；
[0073]图12是显示支撑体构造的可替换实施方式的主要部分示意图；
[0074]图13是显示形成在彼此成直角的电极之间的电容元件的平面图；
[0075]图14A是显示两电极构造的可替换实施方式的主要部分平面图；
[0076]图14B是显示两电极构造的可替换实施方式的主要部分平面图；
[0077]图14C是显示两电极构造的可替换实施方式的主要部分平面图；
[0078]图14D是显示两电极构造的可替换实施方式的主要部分平面图；
[0079]图15A是图解输入装置中的按键区域与对应于该按键区域的传感器区域之间的关系的不意图；
[0080]图15B是图解输入装置中的按键区域与对应于该按键区域的传感器区域之间的关系的不意图；
[0081]图15C是图解输入装置中的按键区域与对应于该按键区域的传感器区域之间的关系的不意图；
[0082]图1?是图解输入装置中的按键区域与对应于该按键区域的传感器区域之间的关系的不意图；
[0083]图15E是图解输入装置中的按键区域与对应于该按键区域的传感器区域之间的关系的不意图；
[0084]图15F是图解输入装置中的按键区域与对应于该按键区域的传感器区域之间的关系的不意图；
[0085]图15G是图解输入装置中的按键区域与对应于该按键区域的传感器区域之间的关系的不意图；
[0086]图15H是图解输入装置中的按键区域与对应于该按键区域的传感器区域之间的关系的不意图；
[0087]图16A是图解输入装置的按键布局的操作部件的平面图；
[0088]图16B是具有与图16A中所示不同的按键布局的操作