特許 5974938 静電容量型圧力センサ及び入力装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5974938

(24)【登録日】2016年7月29日

(45)【発行日】2016年8月23日

(54)【発明の名称】静電容量型圧力センサ及び入力装置

(51)【国際特許分類】

   G01L 1/14 20060101AFI20160809BHJP

   G01L 5/00 20060101ALI20160809BHJP

   H01L 29/84 20060101ALI20160809BHJP

   G06F 3/044 20060101ALI20160809BHJP

【ＦＩ】

   G01L1/14 K

   G01L5/00 101Z

   H01L29/84 Z

   G06F3/044 140

【請求項の数】9

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2013-46661(P2013-46661)

(22)【出願日】2013年3月8日

(65)【公開番号】特開2014-173993(P2014-173993A)

(43)【公開日】2014年9月22日

【審査請求日】2016年1月8日

(73)【特許権者】

【識別番号】000002945

【氏名又は名称】オムロン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100094019

【弁理士】

【氏名又は名称】中野 雅房

(72)【発明者】

【氏名】井上 勝之

(72)【発明者】

【氏名】奥野 敏明

【審査官】 森 雅之

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００３−１３９６２８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

本件出願を優先基礎とする国際特許出願ＰＣＴ／ＪＰ２０１３／０８２６９９

の国際調査報告の結果が利用された。

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

固定電極と、
前記固定電極の上方に形成された誘電体層と、
前記誘電体層の上方に空隙を隔てて形成された導電性のダイアフラムとを備えた静電容量型の圧力センサにおいて、
前記ダイアフラムの上面に、高さが前記空隙の高さ以下である１個又は複数個の突起を設けたことを特徴とする静電容量型圧力センサ。

【請求項2】

前記突起が、前記ダイアフラムの上面中央部に設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の静電容量型圧力センサ。

【請求項3】

前記ダイアフラムの表面を覆う保護膜を有し、
前記突起は、前記保護膜と同一材料によって形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の静電容量型圧力センサ。

【請求項4】

前記突起は、前記ダイアフラムと同一材料によって前記ダイアフラムと一体に形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の静電容量型圧力センサ。

【請求項5】

前記突起の幅は、前記ダイアフラムの幅の０.２倍以下であることを特徴とする、請求項１に記載の静電容量型圧力センサ。

【請求項6】

前記突起の幅は、前記ダイアフラムの幅の０.１５倍以下であることを特徴とする、請求項５に記載の静電容量型圧力センサ。

【請求項7】

前記ダイアフラムに垂直な方向から見て、互いに直交する２本の仮想の直線に関してそれぞれ対称な位置に通気路を設けたことを特徴とする、請求項１に記載の静電容量型圧力センサ。

【請求項8】

前記通気路が、屈曲又は湾曲していることを特徴とする、請求項７に記載の静電容量型圧力センサ。

【請求項9】

請求項１に記載した静電容量型圧力センサを複数個配列させたことを特徴とする入力装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、静電容量型圧力センサ及び入力装置に関する。具体的には、本発明は、圧力で撓んだダイアフラムが誘電体層に接触して圧力を検知するタッチモードの静電容量型圧力センサに関する。また、当該圧力センサを利用した入力装置に関する。

【背景技術】

【0002】

一般的な静電容量型圧力センサでは、導電性のダイアフラム（可動電極）と固定電極がギャップを隔てて対向しており、圧力で撓んだダイアフラムと固定電極との間の静電容量の変化から圧力を検出している。しかし、この圧力センサが、ガラス基板やシリコン基板を用いてＭＥＭＳ技術で製造されるマイクロデバイスである場合には、ダイアフラムに大きな圧力が加わって大きく撓むと、ダイアフラムが破壊されるおそれがある。

【0003】

そのため、固定電極の表面に誘電体層を設けておき、圧力によって撓んだダイアフラムが誘電体層に接触し、その接触面積の変化によってダイアフラムと固定電極との間の静電容量が変化するようにした圧力センサが提案されている。このような圧力センサは、タッチモード静電容量型圧力センサと呼ばれることがある。

【0004】

タッチモード静電容量型圧力センサとしては、たとえば非特許文献１に記載されたものがある。図１（Ａ）は非特許文献１に記載された圧力センサ１１を示す断面図である。この圧力センサ１１では、ガラス基板１２の上面に金属薄膜からなる固定電極１３を形成し、固定電極１３の上からガラス基板１２の上面に誘電体膜１４を形成している。誘電体膜１４にはスルーホール１５を開口してあり、誘電体膜１４の上面に設けられた電極パッド１６はスルーホール１５を通って固定電極１３に接続されている。誘電体膜１４の上面にはシリコン基板１７が積層されており、シリコン基板１７の上面に窪み１８を設けるとともに下面にリセス１９を設け、窪み１８とリセス１９の間に薄膜状のダイアフラム２０を形成している。ダイアフラム２０は固定電極１３と重なり合う位置に設けられている。また、シリコン基板１７の下面はＢ（ホウ素）が高濃度にドーピングされたＰ^＋層２１となっており、それによってダイアフラム２０が導電性を付与されていて可動電極の機能を有している。ダイアフラム２０の下面と誘電体膜１４との間には、リセス１９によって数μｍのギャップ２２が生じている。

【0005】

図１（Ｂ）は、圧力センサ１１の圧力と静電容量との関係（圧力−容量特性）を示す図であって、非特許文献１に記載されたものである。圧力センサ１１のダイアフラム２０に圧力が加わると、ダイアフラム２０はその印加圧力に応じて撓み、ある圧力で誘電体膜１４に接触する。図１（Ｂ）における圧力が０からＰａまでの区間（未接触領域）は、ダイアフラム２０が誘電体膜１４に接触していない状態である。圧力がＰａからＰｂまでの区間（接触開始領域）は、ダイアフラム２０が誘電体膜１４に接触してからある程度の面積で確実に接触するまでの状態を表している。圧力がＰｂからＰｃまでの区間（動作領域）は、圧力の増加に伴ってダイアフラム２０が誘電体膜１４に接触している部分の面積が次第に増加している。圧力がＰｃからＰｄまでの区間（飽和領域）は、ダイアフラム２０のほぼ全面が誘電体膜１４に接触していて、圧力が増加してもほとんど接触面積が増えない領域である。

【0006】

図１（Ｂ）の圧力−容量特性によれば、ダイアフラム２０が接触していない未接触領域では静電容量の変化は小さいが、接触開始領域になると次第に静電容量の変化率（増加速度）が大きくなる。さらに、動作領域では線形性は良くなるものの静電容量の変化率は次第に減少し、飽和領域になると静電容量はほとんど増加しなくなる。

【0007】

このようなタッチモードの圧力センサ１１では、ダイアフラム２０と誘電体膜１４との接触面積をＳ、誘電体膜１４の厚さをｄ、誘電体膜１４の誘電率をεとすれば、ダイアフラム２０と誘電体膜１４の間における静電容量Ｃは、つぎの数式１で表せる。
Ｃ＝Ｃo＋ε・（Ｓ／ｄ） …（数式１）
ここで、Ｃoは未接触領域での静電容量である。誘電体膜１４の厚さｄや誘電率εは変化しないので、数式１によれば、圧力Ｐが大きくなるとダイアフラム２０の接触面積Ｓが増大し、その結果圧力センサ１１の静電容量Ｃが増加することが分かる。

【0008】

しかしながら、このような構造の圧力センサ１１では、ダイアフラム２０を押さえる押圧体の先端形状などによってダイアフラム２０が誘電体膜１４に接触開始するときの面積が異なり、その結果圧力−容量特性の立ち上がり部分（接触開始領域や動作領域のうちＰｂに近い領域）における特性（以下、立ち上がり特性という。）が押圧体２３の先端形状などによって変化する。たとえば、図２（Ａ）に示すように、先端面の小さな押圧体２３でダイアフラム２０を押圧した場合には、ダイアフラム２０が押されて誘電体膜１４に接触開始するときの接触面積が小さい。これに対し、図２（Ｂ）に示すように、先端面の大きな押圧体２３でダイアフラム２０を押圧した場合には、同じ押圧力Ｐであっても、ダイアフラム２０が誘電体膜１４に接触開始するときの接触面積が大きくなる。この結果、圧力−容量特性の立ち上がり特性が押圧体２３の形状や大きさによって変化し、圧力センサ１１の低圧力領域における測定精度が得られないという問題がある。

【0009】

また、図２（Ｃ）に示すように、ダイアフラム２０がその中央部から外れた位置で押圧体２３により押圧された場合には、同じ圧力Ｐであっても図２（Ａ）のように中央部を押された場合と静電容量が異なることがある。そのため、ダイアフラム２０の押される位置によって圧力センサ１１の測定値が変化するので、押圧位置のばらつきが圧力センサ１１の測定精度低下の原因となる。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0010】

【非特許文献1】山本敏、外４名、「タッチモード容量型圧力センサ」、フジクラ技報、株式会社フジクラ、２００１年１０月、第１０１号、ｐ.７１−７４

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

本発明は、上記のような技術的背景に鑑みててなされたものであり、その目的とするところは、押圧体の大きさや形状あるいは押圧位置による影響を低減し、測定精度を向上させることのできるタッチモードの静電容量型圧力センサを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0012】

本発明に係る静電容量型圧力センサは、固定電極と、前記固定電極の上方に形成された誘電体層と、前記誘電体層の上方に空隙を隔てて形成された導電性のダイアフラムとを備えた静電容量型の圧力センサにおいて、前記ダイアフラムの上面に、高さが前記空隙の高さ以下である１個又は複数個の突起を設けたことを特徴としている。

【0013】

本発明の静電容量型圧力センサは、ダイアフラムの上面に突起を有しているので、押圧体でダイアフラムを押すと突起を介してダイアフラムが誘電体層に押し付けられる。したがって、印加される圧力が小さいときには、押圧体の大きさや形状によらずダイアフラムは圧力に応じて一定の形状で変形するので、圧力センサの立ち上がり特性のバラツキが小さくなり、圧力センサの出力特性が向上する。また、押圧体で押さえる位置が多少ずれている場合でも、ダイアフラムの一定位置に設けられた突起を介してダイアフラムが押さえられるので、押圧位置のずれによる出力のばらつきを小さくでき、特に立ち上がり特性を向上させることができる。
さらに、本発明の静電容量型圧力センサでは、前記突起の高さを、前記空隙の高さ以下にしているので、ダイアフラムを押さえたときに押圧体が突起によって妨げられにくくなる。その結果、圧力センサの出力の線形性が向上する。

【0014】

この突起は、前記ダイアフラムの表面が保護膜で覆われている場合には、前記保護膜と同一材料によって形成してもよい。保護膜と突起を同一材料とすることにより、保護膜と突起を１工程で作製することが可能になるので、製造工程が簡略になる。また、前記突起は、前記ダイアフラムと同一材料によって前記ダイアフラムと一体に形成されていてもよい。この場合は、ダイアフラムに加工することによって突起を形成することができる。

【0015】

本発明に係る静電容量型圧力センサのある実施態様は、前記突起が、前記ダイアフラムの上面中央部に設けられていることを特徴としている。かかる実施態様によれば、突起がダイアフラムの中央部に設けられているので、押圧力によってダイアフラムが均等に変形し、ダイアフラムに塑性変形が生じにくくなる。

【0017】

本発明に係る静電容量型圧力センサのさらに別な実施態様は、前記突起の幅が、前記ダイアフラムの幅の０.２倍以下であることを特徴としている。また、かかる実施態様においては、前記突起の幅が、前記ダイアフラムの幅の０.１５倍以下であることがより望ましい。かかる実施態様によれば、突起を設けた圧力センサの出力特性が良好になる。

【0018】

本発明に係る静電容量型圧力センサのさらに別な実施態様は、前記ダイアフラムに垂直な方向から見て、互いに直交する２本の仮想の直線に関してそれぞれ対称な位置に通気路を設けたことを特徴としている。かかる実施態様によれば、ダイアフラムが押さえられたときにダイアフラムに均等な応力が発生し、局所的に大きな応力が発生してダイアフラムに塑性変形が生じるのを防ぐことができる。また、かかる実施態様においては、前記通気路が、屈曲又は湾曲していてもよい。通気路を屈曲又は湾曲させておけば、通気路からセンサ内部に異物が侵入しにくくなる。

【0019】

本発明に係る入力装置は、本発明に係る複数個の静電容量型圧力センサを配列させたことを特徴としている。かかる入力装置によれば、押圧体の大きさや押圧位置のずれなどの影響を小さくし、押圧位置や押圧力を精度よく検出可能になる。

【0020】

なお、本発明における前記課題を解決するための手段は、以上説明した構成要素を適宜組み合せた特徴を有するものであり、本発明はかかる構成要素の組合せによる多くのバリエーションを可能とするものである。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】図１（Ａ）は、従来例による圧力センサを示す概略断面図である。図１（Ｂ）は、図１（Ａ）に示す従来例の圧力センサにおける圧力と静電容量との関係を示す図である。

【図2】図２（Ａ）は、小さな押圧体で押されたダイアフラムが誘電体層に接触開始した状態を示す概略図である。図２（Ｂ）は、大きな押圧体で押されたダイアフラムが誘電体層に接触開始した状態を示す概略図である。図２（Ｃ）は、中央部から外れた位置でダイアフラムが押圧された状態を示す概略図である。

【図3】図３は、本発明の一実施形態による圧力センサを示す平面図である。

【図4】図４は、図３に示す圧力センサの断面図である。

【図5】図５（Ａ）及び図５（Ｂ）は、小さな押圧体でダイアフラムを押さえたときの状態と、大きな押圧体でダイアフラムを押さえたときの状態を比較して示す概略図である。

【図6】図６（Ａ）及び図６（Ｂ）は、押圧体でダイアフラムの中央を押さえたときの状態と、押圧体でダイアフラムの中央から外れた位置を押さえたときの状態を比較して示す概略図である。

【図7】図７（Ａ）は、大きな荷重を加えてダイアフラムを押さえたときの状態を示す概略図である。図７（Ｂ）は、突起の高さがエアギャップの高さよりも大きな場合を示す比較例の概略図である。

【図8】図８は、突起の高さの異なる複数のサンプル（突起なしのものを含む）について突起に加えた加重と静電容量の変化量との関係をシミュレーションにより求めた結果を示す図である。

【図9】図９は、突起径の異なる複数のサンプル（突起なしのものを含む）について突起に加えた加重と静電容量の変化量との関係をシミュレーションにより求めた結果を示す図である。

【図10】図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）及び図１０（Ｃ）は、ベントラインの配置を示す図である。

【図11】図１１は、異なる形状の上面電極を有する圧力センサの平面図である。

【図12】図１２は、本発明に係る圧力センサの変形例を示す平面図である。

【図13】本発明の実施形態２による入力装置の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態を説明する。但し、本発明は以下の実施形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々設計変更することができる。

【0023】

（実施形態１）
図３及び図４を参照して本発明の実施形態１による圧力センサ３１の構造を説明する。図３は圧力センサ３１の平面図、図４は圧力センサ３１の断面図である。

【0024】

この圧力センサ３１にあっては、低抵抗シリコン基板や金属膜などの導電性材料からなる固定電極３２の上に誘電体層３３が形成されている。誘電体層３３は、ＳｉＯ_２（熱酸化膜）、ＳｉＮ、ＴＥＯＳ等の誘電体材料からなる。誘電体層３３は、その上面にリセス３３ａ（凹部）が凹設されている。誘電体層３３の上面には、低抵抗シリコン基板などの導電性材料からなる薄膜状の上基板３５ａが形成されている。上基板３５ａは、リセス３３ａの上面を覆っており、リセス３３ａによって上基板３５ａの下面と誘電体層３３のリセス底面との間にエアギャップ３４（空隙）が形成されている。こうして上基板３５ａの、エアギャップ３４の上方で水平に張られた領域により、感圧用のダイアフラム３５が形成されている。また、誘電体層３３には、エアギャップ３４と外部との間の通気性を確保するためにベントライン３６（通気路）が形成されている。ベントライン３６は、幅が３０μｍ程度の細い溝であって、塵や埃などの異物がエアギャップ３４内に侵入しにくいように屈曲または蛇行させてある（図１０参照）。

【0025】

上基板３５ａの上面には、ダイアフラム３５を囲むようにして、金属材料による環状の上面電極３７が設けられている。上基板３５ａのコーナー部には電極パッド４０が設けられており、上面電極３７と電極パッド４０は配線部４２によって接続されている。上面電極３７、配線部４２及び電極パッド４０は、下地層Ｔｉ（１０００Å）／表面層Ａｕ（３０００Å）の２層金属薄膜によって同時に作製されている。また、固定電極３２の下面には、下面電極３８が設けられている。下面電極３８も、下地層Ｔｉ（１０００Å）／表面層Ａｕ（３０００Å）の２層金属薄膜によって作製されている。

【0026】

上基板３５ａの上面のうち上面電極３７よりも外側の領域は、ポリイミドなどの樹脂やＳｉＯ_２、ＳｉＮなどの絶縁膜からなる保護膜４１によって覆われている。ただし、電極パッド４０の付近では保護膜４１は除かれており、電極パッド４０は保護膜４１から露出している。

【0027】

また、ダイアフラム３５の上面中央部には、比較的小さな突起３９が設けられている。図示例では、突起３９は円柱状に描かれているが、四角柱状や不定形などどのような形状であっても差し支えない。突起のサイズは、たとえば半径Ｒo＝５００μｍのダイアフラム３５に対して半径Ｒが２５μｍ、高さＨが１μｍである（最適なサイズの範囲については後述する。）。突起３９は、保護膜４１と同一材料によって保護膜４１と同時に作製してもよく、あるいはダイアフラム３５と同一材料から作製してもよい。

【0028】

このようにしてダイアフラム３５の上面に突起３９を設けていると、押圧体の先端形状や大きさにかかわらず、荷重の大きさに応じて安定した接触面積でダイアフラム３５を誘電体層３３に接触させることができる。図５（Ａ）は、先端面の比較的小さな押圧体４５、たとえば子供の指先などでダイアフラム３５を押さえた場合を示す。図５（Ｂ）は、先端面の比較的大きな押圧体４５、たとえば大人の指先などでダイアフラム３５を押さえた場合を示す。ダイアフラム３５の上面に突起３９を設けていると、押圧体４５によってダイアフラム３５が押さえられたとき、ダイアフラム３５は突起３９によって誘電体層３３に押し付けられる。そのため、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示すように、ダイアフラム３５が誘電体層３３に接触を開始するときには、押圧体４５の先端形状などにかかわりなく、同じ接触面積で誘電体層３３に接触を開始する。その結果、圧力センサ３１の圧力−容量特性における立ち上がり特性が押圧体のサイズに影響されにくくなり、立ち上がり特性が安定する。

【0029】

また、ダイアフラム３５の上面に突起３９を設けていると、図６（Ａ）のようにダイアフラム３５の中央部が押圧体４５で押されているときも、図６（Ｂ）のようにダイアフラム３５の中央から外れた位置で押されているときも、ダイアフラム３５に加わる荷重の大きさが同じであれば同じように誘電体層３３に接触する。そのため、ダイアフラム３５を押さえる位置がずれていても圧力を正確に検出できるようになり、圧力センサ３１の測定精度が向上する。さらに、ダイアフラム３５が突起３９で補強されるので、ダイアフラム３５が塑性変形しにくくなる。

【0030】

また、ダイアフラム３５が誘電体層３３に接触開始した状態からさらに大きな荷重が加わると、図７（Ａ）に示すように、ダイアフラム３５が押圧体４５によって直接押圧され、荷重が大きくなるに従ってダイアフラム３５と誘電体層３３の接触面積が増加する。よって、動作領域においては、荷重が大きくなるに従ってダイアフラム３５と固定電極３２の間の静電容量が次第に増加し、大きな圧力を測定することができる。

【0031】

しかし、図７（Ｂ）のように突起３９の高さＨが、エアギャップ３４の高さＧよりも大きくなると、押圧体４５で大きな荷重を加えても、押圧体４５が突起３９で妨げられてダイアフラム３５を押すことができなくなる。よって、突起３９の高さはエアギャップ３４の高さＧと等しいか、あるいはそれよりも小さいことが好ましい。

【0032】

図８は、突起径（突起の半径Ｒ）を一定に保ったままで突起の高さを変化させ、押圧体によって加える荷重Ｆとダイアフラム−固定電極間の静電容量の変化量ΔＣとの関係をシミュレーションにより計算した結果を示す。このシミュレーションに用いたモデルは、ダイアフラムの厚さが１０μｍ、ダイアフラムの半径Ｒoが５００μｍ、エアギャップの高さＧが１μｍ、突起の半径Ｒが２５μｍの圧力センサである。このモデルにおいて、突起の高さＨを０.５０μｍ（Ｈ／Ｇ＝０.５０）、０.７５μｍ（Ｈ／Ｇ＝０.７５）、１.０μｍ（Ｈ／Ｇ＝１.０）、２.０μｍ（Ｈ／Ｇ＝２.０）、５.０μｍ（Ｈ／Ｇ＝５.０）と変化させて荷重Ｆと出力（静電容量変化量ΔＣ）との関係を求めた。また、図８においては、ダイアフラムに突起を設けていないモデルについても荷重と出力との関係を示した。

【0033】

このシミュレーション結果によれば、図８から分かるように、突起を設けていない場合には、荷重の小さな領域で出力が低下し、出力の線形性が悪い。また、ギャップの高さに対する突起の高さの比Ｈ／Ｇが５.０の場合には、押圧体が突起によって妨げられるので、荷重が少し大きくなると出力と出力の増加率が小さくなり、やはり出力の線形性が悪い。同様に、ギャップの高さに対する突起の高さの比Ｈ／Ｇが２.０の場合には、突起で荷重が妨げられるので、出力が小さくなる。これに対し、Ｈ／Ｇが１以下の突起を有するモデルでは、かなり線形性の良好な出力が得られる。よって、突起は、ギャップの高さＧに対する突起の高さＨの比が、Ｈ／Ｇ≦１となるようにすることが望ましい。

【0034】

また、図９は、突起の高さを一定に保ったままで突起径を変化させ、押圧体によって加える荷重Ｆとダイアフラム−固定電極間の静電容量の変化量ΔＣとの関係をシミュレーションにより計算した結果を示す。このシミュレーションに用いたモデルは、ダイアフラムの厚さが１０μｍ、ダイアフラムの半径Ｒoが５００μｍ、エアギャップの高さＧが１μｍ、突起の高さＨが１μｍの圧力センサである。このモデルにおいて、突起径Ｒを２５μｍ（Ｒ／Ｒo＝０.０５）、３２.５μｍ（Ｒ／Ｒo＝０.０６５）、３７.５μｍ（Ｒ／Ｒo＝０.０７５）、５０μｍ（Ｒ／Ｒo＝０.１）、７５μｍ（Ｒ／Ｒo＝０.１５）、１００μｍ（Ｒ／Ｒo＝０.２）と変化させて荷重Ｆと出力（静電容量変化量ΔＣ）との関係を求めた。また、図９においては、ダイアフラムに突起を設けていないモデルについても荷重と出力との関係を示した。

【0035】

このシミュレーション結果でも、図９から分かるように、突起を設けていない場合には、荷重の小さな領域で出力が低下し、出力の線形性が悪い。これらに対し、Ｒ／Ｒoが０.２以下の突起を設ければ、出力の線形性がかなり改善される。また、Ｒ／Ｒoが０.２の場合には、荷重の大きな領域で出力の増加率が小さくなり、出力も小さくなっているが、Ｒ／Ｒoが０.１５以下では、出力の低下も小さく、出力の線形性も良好である。よって、突起の半径Ｒは、ダイアフラムの半径Ｒoの０.２倍以下（Ｒ／Ｒo≦０.２）であることが好ましく、特にＲoの０.１５倍以下（Ｒ／Ｒo≦０.１５）であることが好ましい。

【0036】

つぎに、ベントライン３６の配置について説明する。１本のベントライン３６は、図１０（Ａ）に示すように屈曲または蛇行しており、ベントライン３６からエアギャップ３４内に塵や埃などの異物が侵入しにくくなっている。このベントライン３６は、図１０（Ａ）のように、ダイアフラム３５に垂直な方向から見て、互いに直交する２方向の軸に関して対称な位置に配置されていることが望ましい（ベントライン３６の形状は前記軸に関して対称でなくてもよい。）。したがって、ベントライン３６は４の倍数本だけ設けられている。

【0037】

図１０（Ｂ）のようにベントライン３６が１方向の軸に関してのみ対称であったり、図１０（Ｃ）のようにベントライン３６の位置が偏っていたりすると、ダイアフラム３５が押圧されたときにエアギャップ３４内の圧力が均等にベントライン３６から逃げず、ダイアフラム３５が変形する恐れがある。したがって、ベントライン３６は図１０（Ａ）のように均等な位置に配置することが好ましい。

【0038】

また、ベントライン３６を設けなくてもよい。特に、エアギャップ３４への異物の侵入を確実に防ぎたい場合には、ベントライン３６を設けずにエアギャップ３４を封止構造とすることが望ましい。

【0039】

また、上面電極３７は円環状でなくてもよく、図１１に示すように円弧状をした複数個の上面電極３７が設けられていてもよい。また、上面電極３７は設けなくてもよい。上基板３５ａが導電性を有しているので、図１２に示すように、ダイアフラム３５の領域外において上基板３５ａの少なくとも１箇所に電極パッド４０を設けるだけでもよいからである。

【0040】

なお、上記実施形態においては、ダイアフラム３５の中央に１個の突起３９を設けたが、突起３９は１個に限らない。たとえば近接させてダイアフラム３５の中央部に複数個の突起３９を設けてもよい。

【0041】

（実施形態２）
図１３は、本発明の実施形態２によるプレート型の入力装置５１、たとえばタッチパネルの構造を示す断面図である。この入力装置５１は、上記実施形態１にかかる多数の圧力センサ３１（センサ部）をアレイ状（例えば、矩形状やハニカム状）に配列したものである。なお、各圧力センサ３１は電気的に独立しており、各圧力センサ３１に加わった圧力を個々に独立して検出することができる。このような入力装置５１によれば、タッチパネルのように押圧体で押圧された点を検出できるとともに、各点の押圧強さ（圧力の大きさ）も検出することができる。

【符号の説明】

【0042】

３１ 圧力センサ
３２ 固定電極
３３ 誘電体層
３４ エアギャップ
３５ ダイアフラム
３６ ベントライン
３７ 上面電極
３９ 突起
４０ 電極パッド
４１ 保護膜
４５ 押圧体
５１ 入力装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】