JP2009020759A - 入力装置、記憶媒体、情報入力方法及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】指のような操作体の押圧加減や摺動状態に応じて、複数の異なる入力モードに基づく入力処理を実行できるようにする。
【解決手段】表示画面を操作体により遮光操作され、複数の入力モードに基づく入力処理を実現する光学式の入力装置であって、所定の入力情報を表示する表示部１０を有して、表示部１０に接近する操作体による遮光領域の面積及び／又は輝度を検出する表示画面１１と、表示画面１１の検出結果に基づいて表示部１０及び入力処理を制御する制御手段１５とを備え、制御手段１５は、遮光領域の面積及び／又は輝度の検出結果と所定の閾値とを比較して、複数の入力モードから所定の入力モードを選択する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、表示画面を接触操作して情報を入力する携帯電話機や、デジタルカメラ、情報処理装置等に適用して好適な入力装置、記憶媒体、情報入力方法及び電子機器に関する。詳しくは、上述の入力装置等において表示及び入力を制御する制御手段を備え、操作体による遮光領域の面積及び／又は輝度の検出結果と所定の閾値とを比較して、複数の入力モードから所定の入力モードを選択するようにして、操作体の押圧加減に応じた段階別の入力処理を実行できるようにするとともに、操作性を向上できるようにしたものである。

近年、ユーザ（操作者）は、携帯電話機やＰＤＡ（Personal Digital Assistants）等の携帯端末装置に様々なコンテンツを取り込み、それを利用するようになってきた。これらの携帯端末装置には入力装置が具備される。入力装置にはキーボードや、ＪＯＧダイヤル等の入力手段、表示部を合わせたタッチパネルなどが使用される場合が多い。

最近では、こうしたタッチパネルとして、液晶パネル技術を応用した光学式のタッチパネルが用いられることがある。光学式のタッチパネルは、液晶の表示面に複数の光センサ（フォトセンサ）による遮光検出面を備え、ユーザの指による遮光領域から入力情報を得るものである。

この種の光学式のタッチパネルに関して、特許文献１には、平面表示装置とその画像取り込み方法が開示されている。この平面表示装置によれば、各フォトセンサ画素への制御信号を制御するキャリブレーション手段を有し、遮光部の位置を特定する場合に、各フォトセンサ画素の読み取り信号を検出し、検出した読み取り信号に基づいて遮光部の領域が一つの領域まで縮小するように各フォトセンサ画素への制御信号を制御するようになされる。このように構成すると、対象物によってできた遮光部の位置を正確に検出できるようになるというものである。

これに関連して、従来の光学式の入力装置及び情報入力方法について、図面を参照しながら簡単に説明をする。図１５Ａ及びＢは、従来例としての入力装置２００の構成例を示す図である。図１５Ａのブロック図に示す入力装置２００は、表示手段２０１と、この下方に積層されるバックライト２０２と、それらを制御する制御手段２０３、記憶手段２０４とを備えて構成される。

表示手段２０１は、マトリクス状に配される複数の画素２１０を有している。画素２１０は、図１５Ｂの概略図に示すように、表示用のカラーフィルタ２１１及び遮光検出用の光センサ２１２、コンデンサ及び配線領域２１３を有して構成され、制御手段２０３の制御信号に基づいた色で発光するとともに遮光領域を検出し、検出結果を制御手段２０３に出力するようになされる。

このように構成される入力装置２００で入力処理を実行する場合、まず制御手段２０３が、記憶手段２０４に記憶された表示用のプログラムに基づいて、表示手段２０１及びバックライト２０２等を制御してカラーフィルタ２１１による表示処理を実行する。

操作者は、表示手段２０１に表示された例えばボタンアイコンのような画像を参考にしながら、例えば選択したいボタンアイコンの上に指を接触させる。表示手段２０１は、光センサ２１２で指による遮光領域を検出し、制御手段２０３に検出結果を出力する。制御手段２０３は、検出結果及び記憶手段２０４に記憶された入力用のプログラムに基づいて入力処理を実行する。また、この入力装置２００は、差分判定、座標設定、接触判定を順次実行する。

図１６は、入力装置２００の差分判定例を示す図である。図１６に示す表示手段２０１によれば、指が接触すると、接触部に遮光領域２２０が生じる。制御装置２０３は、遮光領域２２０を輝度の低下に基づいて検出する。この時、制御装置２０３は、差分判定を実行し、全ての画素２１０の検出輝度の平均Ｘａｖｅと、遮光領域２２０の画素２１０の検出輝度Ｘｎとの差分輝度Ｘ＝｜Ｘｎ−Ｘａｖｅ｜を、所定の閾値Ｘｔｈと比較する。比較の結果、差分輝度Ｘが閾値Ｘｔｈよりも大きかった場合、差分判定から座標設定に進む。

図１７に示す座標設定で制御装置２０３は、遮光領域２２０の中心に重心２２１を設定する。制御装置２０３は、重心２２１を設定したら接触判定に移行する。

図１８に示すような接触判定に移行すると、制御装置２０３は重心２２１の差分輝度Ｘの変位を監視する。制御手段２０３は、図１８に示すような時間ｔに対する差分輝度Ｘの微分値（ｄＸ／ｄｔ）の関係特性を監視して、特性の傾きが変曲した時間ｔ１に例えば入力処理を確定するようになる。また、傾きがなくなる変曲点である時間ｔ２に入力処理を終了する。これらの差分判定、座標設定、接触判定による入力処理は、以下の手順で実行される。

図１９は、入力装置２００の入力処理例を示すフローチャートである。図１９に示すフローチャートのステップＧ１で、制御手段２０３は差分判定を実行し、差分輝度Ｘと閾値Ｘｔｈとを常に比較し、差分輝度Ｘが閾値Ｘｔｈよりも大きくなった場合に、次のステップＧ２に進む。

ステップＧ２に進むと制御手段２０３は、遮光領域２２０の重心２２１の座標を設定し、次のステップＧ３に進む。ステップＧ３で制御手段２０３は、接触判定を実行する。ここで制御手段２０３は、重心２２１で、差分輝度Ｘの微分値（ｄＸ／ｄｔ）の時間ｔに対する関係特性（図１８参照）の傾きが変曲した場合、その変曲が始まった時間ｔ１を検出する。時間ｔ１を検出したらにステップＧ４に進み、重心２２１に表示されたボタンアイコンに応じた入力処理を確定、実行する。また、微分値（ｄＸ／ｄｔ）の傾きの変曲が検出されない時は、ステップＧ２に戻り、再度座標設定を実行する。ステップＧ４で入力処理を実行したらステップＧ１に戻り、差分判定を再開する。

また、入力決定の後でステップＧ３と同様の処理を実行し、微分値（ｄＸ／ｄｔ）の特性の傾きがなくなった時間ｔ２を検出するようにしてもよい。この場合は、時間ｔ２においてボタンアイコンの押圧が終了したと判断できるというものである。

特開２００６−２３８０５３号公報（第４及び５頁、図６２）

ところで特許文献１の平面表示装置に代表されるような、従来例としての光学式の入力装置によれば、主に指の重心の位置（座標）情報に基づいて入力処理を実行するので、指の押圧加減に応じた入力モードを選択することが難しく、操作者が、操作性に違和感を感じ易いという問題があった。また、重心の移動を検知するためのデータを有していないので、スクロール操作への応用が難しいという問題もあった。

そこでこの発明は、このような従来の課題を解決したものであって、指等の押圧加減や摺動状態に応じて、複数の異なる入力モードに基づく入力処理を実行できるようにした入力装置、記憶媒体、情報入力方法、電子機器を提供することを目的とする。

上述した課題は、表示画面を操作体により遮光操作され、複数の入力モードに基づく入力処理を実現する光学式の入力装置であって、所定の入力情報を表示する表示部を有して、表示部に接近する操作体による遮光領域の面積及び／又は輝度を検出する入力検出手段と、入力検出手段の検出結果に基づいて表示部及び入力処理を制御する制御手段とを備え、制御手段は、遮光領域の面積及び／又は輝度の検出結果と所定の閾値とを比較して、複数の入力モードから所定の入力モードを選択することを特徴とする入力装置によって解決される。

本発明に係る入力装置によれば、表示及び入力を制御する制御手段が、操作体による遮光領域の面積及び／又は輝度の検出結果と所定の閾値とを比較して、複数の入力モードから所定の入力モードを選択するようになされる。従って、操作体の押圧加減に応じた段階別の入力処理を実行できるようになる。

本発明に係る記憶媒体は、所定の入力情報を表示する表示画面での操作体による遮光操作に応じて、複数の入力モードに基づく入力処理を実現するプログラムを記憶する記憶媒体であって、表示画面に接近する操作体による遮光領域の面積及び／又は輝度を検出するステップと、面積及び／又は輝度の検出結果と所定の閾値とを比較して、複数の入力モードから所定の入力モードを選択するステップと、選択結果に基づいて、選択した入力モードに応じた形状及び大きさの検出領域を、入力情報に対応するように設定するステップと、検出領域における遮光領域の位置及び／又は移動を検出するステップと、位置及び／又は移動の検出結果に基づいて、所定の入力モードによる入力処理を確定するステップとからなるプログラムを記述してなることを特徴とするものである。

本発明に係る記憶媒体によれば、当該記憶媒体を有する入力装置及び電子機器を再現性よく動作させることができる。

本発明に係る情報入力方法は、所定の入力情報を表示する表示画面での操作体による遮光操作に応じて、複数の入力モードに基づく入力処理を実現する情報入力方法であって、表示画面に接近する操作体による遮光領域の面積及び／又は輝度を検出するステップと、面積及び／又は輝度の検出結果と所定の閾値とを比較して、複数の入力モードから所定の入力モードを選択するステップと、選択結果に基づいて、選択した入力モードに応じた形状及び大きさの検出領域を、入力情報に対応するように設定するステップと、検出領域における遮光領域の位置及び／又は移動を検出するステップと、位置及び／又は移動の検出結果に基づいて、所定の入力モードによる入力処理を確定するステップとを有することを特徴とするものである。

本発明に係る情報入力方法によれば、操作体による遮光領域の面積及び／又は輝度の検出結果と所定の閾値とを比較して、複数の入力モードのうち所定の入力モードを選択するようになされる。従って、操作体の押圧加減に応じた段階別の入力処理を実行できる。

本発明に係る電子機器は、表示画面を操作体により遮光操作され、複数の入力モードに基づく入力処理を実現する光学式の入力装置を有する電子機器であって、入力装置は、所定の入力情報を表示する表示部を有して、表示部に接近する操作体による遮光領域の面積及び／又は輝度を検出する入力検出手段と、入力検出手段の検出結果に基づいて表示部及び入力処理を制御する制御手段とを備え、制御手段は、遮光領域の面積及び／又は輝度の検出結果と、所定の閾値とを比較して、複数の入力モードから所定の入力モードを選択することを特徴とするものである。

本発明に係る電子機器によれば、本発明の入力装置を備えている。従って、操作体の押圧加減に応じた段階別の入力処理を実行できる。

この発明に係る入力装置及び情報入力方法によれば、表示及び入力を制御する制御手段を備え、操作体による遮光領域の面積及び／又は輝度の検出結果と所定の閾値とを比較して、複数の入力モードから所定の入力モードを選択するようになされる。この構成により、操作体の押圧加減に応じた段階別の入力処理を実行できる。従って、例えば、近づく、接触する、押し込むといった押圧加減に応じて、起動、スクロール、決定といった入力処理を実行できる。更に、それぞれの入力処理に適した検知領域を入力モード毎に設定できるので、容易にスクロール操作が実現できるようになる。更に、機械的な操作ボタンを模した触覚や音を操作体に付与できるようになる。従って、操作体が感じる違和感を減少できるとともに、操作性を向上できる。

この発明に係る記憶媒体によれば、当該記憶媒体を有する入力装置及び電子機器を再現性よく動作させることができる。

この発明に係る電子機器によれば、本発明の入力装置を備えている。この構成により、操作体の押圧加減に応じた段階別の入力処理を実行できる。従って、例えば、近づく、接触する、押し込むといった押圧加減に応じて、起動、スクロール、決定といった入力処理を実行できる。

続いて、この発明に係る入力装置、記憶媒体、情報入力方法及び電子機器について、図面を参照しながら説明をする。

図１は、この発明に係る第１の実施例としての入力装置１００の構成例を示す図である。図１に示す入力装置１００は、例えば携帯電話機のような電子機器に適用して好適なものであり、光センサ内蔵型の表示画面１１を備え、表示画面１１に接触する操作体の摺動状態に基づく情報入力を実現する。入力装置１００は、従来の操作ボタンによる入力にかえて、表示画面１１に表示された入力情報、例えばアイコンＩＣｘに接近、接触、押圧するようにして画面入力操作されるものである。

この例の入力装置１００は、表示画面１１を例えば指のような操作体により遮光されると、その遮光状態から押圧加減を推定して、それに応じた入力モードによる入力処理を実現する。またその際に、操作体の入力に応じた触覚を提示するようになされる。入力装置１００は、表示画面１１、制御手段１５、記憶手段１６及びアクチュエータ２０から構成される。

表示画面１１は、表示部１０及びバックライト１２を有する光センサ内蔵型の液晶画面であり、表示部１０は、マトリクス状に配される複数の画素４０から構成される。画素４０は、表示用のカラーフィルタと、入力検出用の光センサとからなり、制御手段１５の制御信号Ｄ４に基づいて発光するとともに、遮光領域の輝度情報Ｓ１及び位置（座標）情報Ｓ２を制御手段１５に出力する。

表示画面１１は、制御手段１５により表示及び入力を制御される。表示画面１１を制御する制御手段１５には、記憶手段１６が接続される。記憶手段１６は、記憶媒体の一例を構成し、複数の入力モードに基づく入力処理を実現するプログラムを記憶している。記憶手段１６は、表示画面１１を表示するための表示データＤ４や、当該表示データＤ４に対応したアイコンＩＣｘの検出領域の位置及び振動モード等に関する制御情報Ｄｃ等を記憶している。制御情報Ｄｃには、複数の入力モードから所定の入力モードを選択するためのプログラムや、入力モードの選択時に用いられる閾値データ等も含まれる。記憶手段１６には、ＥＥＰＲＯＭや、ＲＯＭ、ＲＡＭ等が使用される。

この例で、制御手段１５は、記憶手段１６から制御情報Ｄｃを読み出しながら、表示画面１１による遮光領域の面積及び／又は輝度の検出結果と、所定の閾値とを比較して、複数の入力モードから所定の入力モードを選択するようになされる。この例で、制御手段１５は、主に輝度情報Ｓ１に基づいて操作体の押圧加減を推定する。

更に制御手段１５は、アクチュエータ２０に振動制御信号Ｓａを供給し、入力操作に対応した振動モードを発生させる。この例のアクチュエータ２０には、超小型のアクチュエータ機能付きのレシーバが使用されている。アクチュエータ２０は、通話用のレシーバ（受話器）、スピーカ、アクチュエータの機能を兼ね備えている。

アクチュエータ２０は、入力モードに対応した振動パターンに基づいて表示画面１１を振動し、操作体に対して触覚を付与する（提示する）。アクチュエータ２０は、表示画面１１の情報入力に応じて、クリック音（サイバースイッチ操作音）と共に、表示画面１１上を触れている操作者に触覚を提示するようになされる。以上のようにして、入力装置１００が構成される。以下で、情報入力用の表示画面１１について説明をする。

図２Ａ及びＢは、表示画面１１の構成例を示す図である。図２Ａに示す表示画面１１は、入力検出手段の一例を構成し、所定の入力情報を表示する表示部１０を有して、表示部１０に接近する操作体による遮光領域の面積、輝度、位置等を検出するものである。

表示画面１１は、光センサ内蔵型の液晶画面で構成される。表示画面１１は、操作体に接触される表面板１３と、その下方の空気層１４とを有し、その下方に表示部１０及びバックライト１２を有している。表示板１３は、厚さｄ＝０．２〜１．５ｍｍ程度のガラス、ＰＭＭＡ、ＰＣ等で構成される。空気層１４は、厚み２５μｍ〜０．３ｍｍ程度の空気層で構成されるが、空気層にかえて透明粘着材で構成される場合もある。表示部１０は、複数の画素４０を有している。表示部１０及び液晶用のバックライト１２は、制御手段１５に接続される。

表示画面１１は、例えば携帯電話機１の筐体３０に接続される。携帯電話機１は、従来のような操作ボタンを有せず、表示画面１１を指でなぞられたり押圧されることにより、電話、メール、写真撮影等に係る情報処理を実現するものである（図１１参照）。表示画面１１の背面にはカメラ４が取り付けられ、被写体像を撮像するように操作される。また、筐体３０の上方側にはアクチュエータ２０が設けられる。筐体３０の内側には、モジュール型のアンテナ６が取り付けられるとともに、筐体３０の内部には回路基板７が設けられる。更に筐体３０内には、バッテリー５が内蔵され、回路基板７や表示画面１１等へ電源が供給される。

また、表示部１０の画素４０は、図２Ｂの概略図に示すように、表示用のカラーフィルタ４１、入力検出用の光センサ４２及びコンデンサ及び配線領域４３を有して構成される。それぞれの画素４０は、制御手段１５の制御信号Ｄ４に基づいてカラーフィルタ４１を発光させるとともに、光センサ４２で主に受光輝度を検出する。表示部１０は、光センサ４２の入力検出結果である遮光情報として輝度情報Ｓ１及び位置情報Ｓ２を制御手段１５に出力する。このようにして表示画面１１が構成される。

ことろで入力装置１００は、表示画像１１からの遮光情報に応じて、複数の入力モードから所定の入力モードを選択するようになされる。この例の入力装置１００は、操作体の一例である指体８０が表示画面１１接近した場合に入力モードＩを、接触した場合に入力モードIIを、押し込み動作をした場合に入力モードIIIを選択する。以下で、携帯電話機１のアドレス検索時を例に挙げ、各入力モードの入力処理の内容について説明をする。

図３Ａ〜Ｄは、入力モードＩの入力処理例を示す図である。入力装置１００の表示画面１１に、アドレス検索を開始したいユーザが指体８０を近づけると、まず入力モードＩが選択される。入力モードＩは、図３Ａの斜視図に示す表示画面１１に指体８０が接近し、表示画面１１と指体８０との距離が略Δｈになった場合に選択される。

指体８０が接近すると、指体８０の影である遮光領域８２が生じ、その輝度Ｘｎは表示画面１１全域の平均輝度Ｘａｖｅに対して低くなる。制御手段１５は、輝度情報Ｓ１に基づいてそれらの差分輝度Ｘ＝｜Ｘｎ−Ｘａｖｅ｜を算出し、差分輝度ＸがモードＩ用の選択範囲にある場合に入力モードＩを選択するように動作する。

入力モードＩが選択された場合は、アドレス検索起動用の入力処理が実行される。表示画面１１にはアイコンＩＣ１及びＩＣ２が表示される。アイコンＩＣ１及びＩＣ２は選択用の入力情報を示すものであり、アイコンＩＣ１はグループ番号を、アイコンＩＣ２は当該グループの人名を表示している。

入力モードＩでは、表示画面１１のアイコンＩＣ１及びＩＣ２と同じ位置に、同じ形状及び大きさの検出領域Ｆ１及びＦ２が設定される（図３Ｂ参照）。つまり、アイコンＩＣ１、ＩＣ２及び検出領域Ｆ１、Ｆ２は、同じ画素４０のカラーフィルタ４１と光センサ４２とにより形成される。入力モードＩにおける以下の処理では、検出領域Ｆ１及びＦ２の画素４０による入力検出がなされる。

検出領域Ｆ１、Ｆ２が設定された後は、主に位置情報Ｓ２に基づく処理がなされる。このとき制御手段１５は、位置情報Ｓ２から遮光領域８２の重心の座標を検出する。遮光領域８２の重心の座標が検出されると、図３Ｃの斜視図に示すように指体８０の下に位置するアイコンＩＣ２が拡大表示される。

また、図３Ｄの表図に示すように、入力モードＩでは入力処理に対応した音や触覚は発生しない。ユーザは、入力モードＩにより、携帯電話機１が指体８０の位置を認識して入力処理を開始していることを実感する。指体８０が更に近づいて表示画面１１に接触すると、入力モードIIが選択される。

図４Ａ〜Ｄは、入力モードIIの入力処理例を示す図である。入力モードIIは、図４Ａの斜視図のように指体８０が接触した場合に選択される。制御手段１５は、差分輝度ＸがモードII用の選択範囲にある場合に入力モードIIを選択するように動作する。入力モードIIが選択された場合は、スクロール用の入力処理が実行される。

入力モードIIが選択されると、表示画面１１のアイコンＩＣ１及びＩＣ２のエッジ部に検出領域Ｆ３及びＦ４が設定される（図４Ｂ参照）。検出領域Ｆ３又はＦ４上を遮光領域８２が移動すると、図４Ｃの斜視図に示すように指体８０の移動した方向にアイコンＩＣ２がスクロールされる。この時、位置情報Ｓ２から導き出される遮光領域８２の重心の移動方向、移動速度及び移動量に基づいて、スクロール方向、スクロール速度及びスクロール量が決定される。

また図４Ｄの表図に示すように、入力モードIIでは、スクロール操作に対応した音及び触覚が発生するようになされる。表示画面１１をなぞる指体８０が、例えば、アイコンＩＣ２のエッジ部に設定される検出領域Ｆ４上を通過すると、プルッという音が発生すると同時に、形状認識用の振動波形が発生する。この時、指体８０は操作ボタンをなぞる時に近い触覚を得る。ユーザは、入力モードIIで検索したい人名用のアイコンＩＣ２を表示させると、決定したいアイコンＩＣ２上で指体８０を更に押し込む。指体８０による押し込み動作がなされると、入力モードIIIが選択される。

図５Ａ〜Ｄは、入力モードIIIの入力処理例を示す図である。入力モードIIIは、図５Ａの斜視図のように指体８０が押し込み動作をした場合に選択される。制御手段１５は、差分輝度ＸがモードIII用の選択範囲にある場合に入力モードIIIを選択するように動作する。

入力モードIIIでは、決定（確定）用の入力処理が実行される。入力モードIIIが選択されると、図５Ｂに示すような検出領域Ｆ５及びＦ６が、表示画面１１のアイコンＩＣ１及びＩＣ２の中央部に設定される。

入力モードIIIに入ってから、検出領域Ｆ５又はＦ６で遮光領域８２の重心が検出されると、図５Ｃの斜視図に示すように指体８０に押圧されたアイコンＩＣ２の色が変わる。例えば、アイコン領域の色と文字の色とが反転する。

また図５Ｄの表図に示すように、決定操作に対応した音及び触覚が発生するようになされる。入力モードIIIでは、表示画面１１を押圧する指体８０が、検出領域Ｆ５又はＦ６を押圧すると、例えばガシャーンという比較的強い音が発生するとともに、クリック感用の振動波形が発生する。指体８０は、振動波形によりタクトボタンを押圧した時に近いクリック感を得るとともに、音により決定入力がなされたことを認識する。以下で、入力モードII及びIIIでの触覚提示機能について説明をする。

図６Ａ〜Ｄは、入力モードIIでの触覚提示例を示す図であり、図６Ａは指体８０が機械的な凸形状の操作ボタン８３をなぞる様子を示している。図６Ａに示す指体８０が矢印の方向に移動すると、指体８０ｂに示す段階で、操作ボタン８３のエッジ部に接触する（図６Ｂ参照）。更に指体８０が矢印の方向に移動すると、操作ボタン８３の上面をなぞり、指体８０ｄに示す段階で、エッジ部に接触してから非接触に移行する。

入力モードIIでは、この図６Ａ及びＢに示す操作ボタン８３の接触感覚に近づけるべく、図４Ｂに示した検出領域Ｆ３又はＦ４上を指体８０が通過した際に、図６Ｃに示す振動波形をアクチュエータ２０から発生させて表示画面１１を振動させる。表示画面１１に触れた指体８０は、アイコンＩＣｘ（ＩＣ１又はＩＣ２）を通過すると、図６Ｄに示すピッという比較的軽い触覚イメージを得る。これにより、操作者が操作ボタン８３をなぞった場合に近い触覚を得るようになる。

図７Ａ〜Ｆは、入力モードIIIでの触覚提示例を示す図であり、図７Ａは指体８０がタクトスイッチ８４を押圧操作する様子を示している。図７Ａに示す指体８０ｆ〜８０ｉは押圧方向に移動し、指体８０ｊで突き当たり、指体８０ｋ〜ｎは離間方向に移動する。

指体８０が上方から押圧方向に移動すると、指体８０ｈに示す段階で、タクトスイッチ８４のＯＮ動作のクリック感を得る（図７Ｂ参照）。更にタクトスイッチ８４を突き当たりまで押し込んだ指体８０が、離間方向に移動すると、指体８０ｌに図示する段階で、ＯＦＦ動作のクリック感を得る。これは、図７Ｃに示すような指体８０の加圧力に対して、タクトスイッチ８４の反力が図７Ｄのように働くためである。

入力モードIIIでは、この図７Ａに示すタクトスイッチ８４の押圧感覚に近づけるべく、図５Ｂに示した検出領域Ｆ５又はＦ６を指体８０が押圧した際に、図７Ｅに示す振動波形をアクチュエータ２０により発生させて画面１１を振動させる。表示画面１１に触れた指体は、アイコンＩＣｘを押圧すると、図７Ｆに示すピッというクリック感を得る。これにより、アイコンＩＣｘを押圧した操作者は、タクトスイッチ８４を押圧した場合に近い触覚を得る。このようにして、入力モードII及びIIIでの触覚機能が実現される。以下で、入力モードＩ〜IIIを識別するための選択条件について説明をする。

図８は、入力モードの選択条件例を示す表図である。この実施例では、輝度情報Ｓ１から算出される差分輝度Ｘが、所定の選択条件に適合するか否かを判定することにより、入力モードを選択するようになされる。例えば、判定１では差分輝度Ｘが入力モードＩの選択条件に適合するか否かを判定し、選択条件に適合した場合に入力モードＩが選択される（図９参照）。

この例の輝度に基づく入力モードの選択処理では、記憶手段１６に記憶された制御情報Ｄｃうち、輝度の閾値データＤ１１，Ｄ１２，Ｄ１３（但し、Ｄ１１＜Ｄ１２＜Ｄ１３）が読み出される。これらの閾値データＤ１１〜Ｄ１３は、実験結果等に基づいて予め定められ、記憶手段１６に記憶されている。

入力モードの選択は、差分輝度Ｘ＝｜Ｘｎ−Ｘａｖｅ｜の大きさに基づいてなされる。差分輝度Ｘは、全ての画素４０の検出輝度の平均Ｘａｖｅと、遮光領域８２の画素の検出輝度Ｘｎとの差分である。

判定１は、入力モードＩ用の判定である。判定１では、差分輝度Ｘが入力モードＩの選択条件に適合するか否かの判定が実行される。判定１の選択条件が示す差分輝度Ｘの範囲は、閾値データＤ１１以上、かつ、閾値データＤ１２未満というものである。閾値データＤ１１及びＤ１２は、指体８０と表示画面１１との距離が略Δｈになった時の差分輝度Ｘの最小値及び最大値に設定されている。

判定２は、入力モードII用の判定である。判定２では、差分輝度Ｘが入力モードIIの選択条件に適合するか否かの判定がなされる。判定２の選択条件が示す差分輝度Ｘの範囲は、閾値データＤ１２以上、かつ、閾値データＤ１３未満というものである。閾値データＤ１２及びＤ１３は、指体８０が表示画面１１に接触した時の差分輝度Ｘの最小値及び最大値に設定されている。

判定３は、入力モードIII用の判定である。判定３では、差分輝度Ｘが入力モードIIIの選択条件に適合するか否かの判定が実行される。判定３の選択条件が示す差分輝度Ｘの範囲は、閾値データＤ１３以上というものである。閾値データＤ１３は、指体８０が表示画面１１を押圧した時の差分輝度Ｘの最小値に設定されている。以上のように選択条件に基づく判定が実行され、入力モードの選択がなされる。以下で、これらの選択条件を用いて行われる情報入力方法について説明をする。

図９は、入力装置１００の入力処理例を示すフローチャートである。携帯電話機１が操作される場合に、アイコンＩＣｘを表示する表示画面１１に指体８０が近づくと、制御手段１５は、まずその押圧加減（接近、接触、押し込み等）を推定して入力モードを選択し、段階別の入力処理を実行する。

例えば、アドレス検索用の入力処理では、図３〜５で説明した入力モードＩ〜IIIのいずれかを選択し、起動、スクロール、決定用の入力処理を実行する。これらの入力処理用のプログラム及び閾値データは、制御情報Ｄｃとして記憶手段１６に記憶されている。

制御手段１５は、操作体の入力操作に応じたプログラム及び閾値データを制御情報Ｄｃから読み出して、入力モードに応じた入力処理を実行する。これらを処理条件にして、図９に示すフローチャートのステップＡ１で、制御手段１５は、差分判定を実行し、表示画面１１に接近する指体８０を検出する。この時、制御手段１５は、遮光領域８２の差分輝度Ｘを算出し、差分輝度Ｘが例えば閾値データＤ１１以上であるか否かを判定する。判定の結果、差分輝度Ｘが閾値データＤ１１以上になったら、指体８０が接近したと判断をし、ステップＡ２に進む。

ステップＡ２では判定１を実行し、指体８０の接近状況から選択される入力モードが、入力モードＩであるか否かの判定をする。制御手段１５は、差分輝度Ｘと閾値データＤ１１及びＤ１２とを比較して、差分輝度Ｘが閾値データＤ１１以上、かつ、閾値データＤ１２未満であるか否かを判定する。判定の結果、差分輝度Ｘが閾値データＤ１１以上、かつ、閾値データＤ１２未満であった場合は、入力モードＩを選択しステップＡ３に進む。入力モードＩが選択されない場合は、ステップＡ５に進む。

ステップＡ３に進むと、制御手段１５は入力モードＩ用の検出領域Ｆ１及びＦ２を、表示画面１１のアイコンＩＣｘの表示位置に設定する。この例では、アイコンＩＣ１及びＩＣ２と重なるように設定する。選択領域Ｆ１及びＦ２を設定したら、ステップＡ４に進む。

ステップＡ４に進むと、入力モードＩに応じた入力処理を実行し、検出領域Ｆ１又はＦ２における遮光領域８２の位置を検出する。この時、制御手段１５は、位置情報Ｓ２に基づいて遮光領域８２の重心の座標情報を算出し、指体８０の下のアイコンＩＣｘを決定して拡大表示する。アイコンＩＣｘを拡大することで、操作者に当該アイコンＩＣｘによる入力操作が可能であることや、入力処理が起動されたことを告知する。

入力モードＩが選択されず、ステップＡ２からステップＡ５に進んだ場合は、判定２を実行し、差分輝度Ｘと閾値データＤ１２及びＤ１３とを比較して、入力モードIIの選択条件と適合するか否かを判定する。つまり、指体８０が表示画面１１に触れたか否かの判定を行う。例えば、図８の判定２の行に示したように、差分輝度Ｘが閾値データＤ１２以上、かつ、閾値データＤ１３未満であるか否かを判定し、判定の結果、入力モードIIである場合はステップＡ６に進む。入力モードIIではない場合は、ステップＡ８に進む。

ステップＡ６に進んだ場合は、入力モードII用の検出領域を表示画面１１に設定する。例えば、アイコンＩＣ１及びＩＣ２のエッジ部に、選択領域Ｆ３及びＦ４を設定する。選択領域Ｆ３及びＦ４を設定したらステップＡ７に進む。

ステップＡ７に進むと、入力モードIIの入力処理を実行する。この時、制御手段１５は、位置情報Ｓ２から算出される遮光領域８２の重心の移動方向、移動速度及び移動量に基づいて、指体８０の下のアイコンＩＣｘをスクロールさせる。このスクロールにおいて、図６Ｃに示した振動波形を発生させ、操作者に操作ボタン８３をなぞったような形状認識用の触覚イメージを与える。また、触覚とともに図４Ｄに示したような音を発生させて操作者にスクロール感覚を与えるとともに、スクロールスピードを提示する。

入力モードIIが選択されずに、ステップＡ５からステップＡ８に進んだ場合は、判定３を実行し、入力モードIIIの選択条件と適合するか否かを判定する。つまり、指体８０が押し込み動作をしたか否かを判定する。例えば、図８の判定３の行に示したように、差分輝度Ｘと閾値データＤ１３とを比較し、差分輝度Ｘが閾値データＤ１３以上である場合は、入力モードIIIであると判断してステップＡ９に進む。判定１３で入力モードIIIではないと判断された場合は、ステップＡ１に戻る。ステップＡ１に戻った場合は、再度、差分判定を開始する。

ステップＡ９に進んだ場合は、入力モードIII用の検出領域を表示画面１１に設定する。例えば、アイコンＩＣ１及びＩＣ２の中央部に、選択領域Ｆ５及びＦ６を設定する。選択領域Ｆ５及びＦ６を設定したら、ステップＡ１０に進む。

ステップＡ１０に進むと、入力モードIIIの入力処理を実行する。この時、制御手段１５は、位置情報Ｓ２が示す遮光領域８２の重心の座標情報に基づいて、指体８０が押圧するアイコンＩＣｘの色を変更するとともに、決定用の入力処理をし、アイコンＩＣｘの入力情報を決定入力する。この決定用の押圧操作において、図７Ｅに示した振動波形をアクチュエータ２０に発生させ、操作者にタクトスイッチ８４のクリック感を模した触覚イメージを与える。また、触覚とともに図５Ｄに示した音を発生させて操作者に決定がなされたことを告知する。以上のようにして、入力装置１００の入力処理が実行される。

このように、この発明の第１の実施例としての入力装置１００によれば、表示及び入力を制御する制御手段１５が、指体８０による遮光領域８２の輝度の検出結果と所定の閾値とを比較して、３つの入力モードから所定の入力モードを選択するようになされる。従って、指体８０の押圧加減に応じた段階別の入力処理が実行できる。例えば、近づく、接触する、押し込むといった指体８０の押圧加減に応じて、起動、スクロール、決定といった入力処理を実行できる。

更に、それぞれの入力処理に適した検知領域を入力モード毎に設定できるので、操作性を向上できる。例えば、スクロール用の検出領域Ｆ３及びＦ４をアイコンＩＣｘのエッジ部に設定できるので、容易にスクロール操作が実現できるようになる。

更にまた、機械的な操作ボタンを模した触覚や音を操作体に付与できるようになる。例えば、スクロール処理時に、エッジ部に設定された検出領域Ｆ３及びＦ４を利用して操作ボタンをなぞるような触覚を付与できる。従って、操作体が感じる違和感を減少できる。

加えて、決定用の検出領域Ｆ５及びＦ６をアイコンＩＣｘの中央部に設定できるので、隣り合う検出領域の間隔を大きくして、決定時の誤入力を防止できる。

図１０は、第２の実施例としての入力モードの選択条件例を示す表図である。この例では、第１の実施例で説明した入力装置１００が、図９に示したフローチャートに従って入力処理を実行する場合に、輝度にかえて、主に面積に基づいた判定処理を実行するようになされる。この例で入力装置１００の制御手段１５は、遮光領域８２の面積（画素数）の大きさが、所定の選択条件に適合するか否かを判定することにより入力モードを選択する。

この入力モードの選択では、記憶手段１６に記憶された制御情報Ｄｃうち、差分輝度の閾値データＤ１１及びＤ１２と、面積の閾値データＤ２１，Ｄ２２（但し、Ｄ２１＜Ｄ２２）とが読み出される。閾値データＤ２１及び２２は、実験結果や統計等に基づいて予め記憶手段１６に記憶されているものである。

入力装置１００は、輝度情報Ｓ１及び位置情報Ｓ２に基づいて遮光領域８２の面積（画素数）Ｎｘ１及びＮｘ２を検出する。ここで、面積Ｎｘ１は、差分輝度Ｘが閾値データＤ１１以上、かつ、閾値データＤ１２未満の画素数であり、面積Ｎｘ２は、差分輝度Ｘが閾値データＤ１２以上の画素数である（Ｄ１１＜Ｄ１２）。つまり、面積Ｎｘ１は、指体８０が接触する前の影の面積を示すものであり、面積Ｎｘ２は指体８０の接触面積を示すものである。

判定１は、入力モードＩ用の判定である。判定１では、入力モードＩの選択条件に適合するか否かの判定が実行される。この例における判定１の選択条件は、面積Ｎｘ１が閾値データＤ２１よりも大きいというものである。閾値データＤ２１は、指体８０と表示画面１１との距離が略Δｈになった時の指体８０の影の大きさに合わせて設定される。

判定２は、入力モードII用の判定である。この例の判定２の選択条件は、面積Ｎｘ１が閾値データＤ２１よりも大きく、かつ、面積Ｎｘ２が閾値データＤ２２未満というものである。閾値データＤ２２は、指体８０が表示画面１１に軽く接した時の接触面積よりも大きく設定される。

判定３は、入力モードIII用の判定である。この例の判定３の選択条件は、面積Ｎｘ１が閾値データＤ２１よりも大きく、かつ、Ｎｘ２がＤ２２以上というものである。閾値データ２２は、指体８０が表示画面１１を押圧した時の接触面積よりも小さくなるように設定される。

また、人間の指体８０の大きさは、年齢、性別、体格により様々である。それに対応するため、記憶手段１６に、複数の閾値データＤ２１，Ｄ２２を記憶し、ユーザが自分の指に合ういずれかの閾値データＤ２１，Ｄ２２を選択できるようにしてもよい。例えば、大、中、小からいずれかを選択できるようにするとよい。また、ユーザの指体８０の大きさを学習するためのプログラムを記憶手段１６に格納するようにすることもできる。

このように、この発明の第２の実施例としての入力装置１００によれば、制御手段１５が、操作体による遮光領域の面積及び輝度（主に面積）の検出結果と所定の閾値とを比較して、複数の入力モードから所定の入力モードを選択するようになされる。

従って、操作体の押圧加減に応じた段階別（入力モード別）の入力処理を実行できる。また、差分輝度の閾値データＤ１１及びＤ１２と、面積の閾値データＤ２１及びＤ２２とによる総合的な判断がなされるので、より正確な選択処理が可能になる。

図１１は、第３の実施例としての携帯電話機１の構成例を示す斜視図である。図１１に示す携帯電話機１は、本発明の入力装置１００を備え、所定の入力情報を表示する表示画面１１を接触操作されるものである。携帯電話機１は、電子機器の一例を構成し、表示画面１１の押圧加減に応じた複数の入力モードに基づく入力処理を実行する。携帯電話機１は、表示画面１１を指体８０でなぞられたり押圧されることにより、電話、メール、写真撮影等に係る多彩な情報処理を実現する。なお、この例で第１の実施例と同じ名称及び符号のものは、同じ機能、同じ構造を有するので、その説明を省略する。

携帯電話機１は筐体３０を備えており、入力装置１００の表示画面１１は、筐体３０の前面のほぼ全領域に設けられる。この例の表示画面１１には、複数のボタンアイコン等の入力情報や、操作パネル８が表示される。表示画面に表示された入力操作用のアイコン画像を指で操作すると、アイコン画像の表示内容に応じた情報入力処理が実行される。

表示画面１１には、例えば、アドレス検索時はメモリに記憶されている人名リストが表示される。また、電話番号入力時は操作パネル８が表示される。操作パネル８は、複数の押しボタンスイッチ２から構成される。例えば、押しボタンスイッチ２は、「０」〜「９」数字キー、「＊」や「＃」等の記号キー、「オン」や「オフ」等のフックボタン、メニューキー等から構成される。

表示画面１１の背面にはカメラ４が取り付けられ、被写体像を撮像するように操作される。筐体３０の上面下方には、通話用のマイクロフォン３が取り付けられ、送話器として機能するようになされる。

また、筐体３０の表面の中央上方にはアクチュエータ２０が設けられ、通話用のレシーバ（受話器）と触覚提示用のアクチュエータの機能を兼ね備えている。アクチュエータ２０は、表示画面１１の情報入力に応じて、クリック音（サイバースイッチ操作音）と共に、表示画面１１上を触れている操作者の指体８０に触覚を提示するようになされる。

なお、筐体３０の前面外側にはＵＳＢ端子などのコネクタ９が配置され、外部機器と通信処理が可能なようになされている。筐体３０の内側には、モジュール型のアンテナ６が取り付けられ、その内側周辺には、図示しない大音響用のスピーカが設けられ、着信メロディや映像データに付加された音声（音楽）等を放音するようになされる。筐体３０の内部には回路基板７が設けられる。更に筐体内には、バッテリー５が内蔵され、回路基板７や表示画面１１等へ電源が供給される。このようにして、携帯電話機１が構成される。

次に、携帯電話機１の内部構成例及び感触フィードバック入力方法について説明をする。図１２は、携帯電話機１の内部構成例を示すブロック図である。

図１２に示す携帯電話機１００は、下部筐体３０の回路基板７に各機能のブロックを実装して構成される。携帯電話機１は、制御手段１５、受信部２１、送信部２２、アンテナ共用器２３、表示画面１１、アクチュエータ２０、電源ユニット３３、カメラ４及び記憶手段１６を有している。

図１２に示す表示画面１１には、操作者（ユーザ）８１の指体８０を介して少なくとも輝度情報Ｓ１及び位置情報Ｓ２となる遮光操作がなされる。制御手段１５は、Ａ／Ｄドライバ３１、ＣＰＵ３２、画像処理部２６及びアクチュエータ駆動回路３７を有している。Ａ／Ｄドライバ３１には、表示画面１１からの輝度情報Ｓ１及び位置情報Ｓ２が供給される。

Ａ／Ｄドライバ３１では操作体の押圧加減を区別するために輝度情報Ｓ１及び位置情報Ｓ２よりなるアナログ信号をデジタルデータに変換する。この他にＡ／Ｄドライバ３１は、このデジタルデータを演算処理して、押圧加減に応じた入力モードを選択し、入力モードを区別するフラグデータＤ３あるいは輝度情報Ｄ１又は位置情報Ｄ２をＣＰＵ３２に供給するようになされる。これらの演算はＣＰＵ３２内で実行してもよい。

Ａ／Ｄドライバ３１にはＣＰＵ３２が接続される。ＣＰＵ３２はシステムプログラムに基づいて当該電話機全体を制御するようになされる。記憶手段１６には当該電話機全体を制御するためのシステムプログラムデータが格納される。図示しないＲＡＭはワークメモリとして使用される。ＣＰＵ３２は電源オンと共に、記憶手段１６からシステムプログラムデータを読み出してＲＡＭに展開し、当該システムを立ち上げて携帯電話機１全体を制御するようになされる。

例えば、ＣＰＵ３２は、Ａ／Ｄドライバ３１からの入力データＤ１〜Ｄ３を受けて所定の指令データＤを電源ユニット５や、カメラ４、記憶手段１６、アクチュエータ駆動回路３７、映像＆音声処理部４４等のデバイスに供給したり、受信部２１からの受信データを取り込んだり、送信部２２へ送信データを転送するように制御する。

ＣＰＵ３２には、アクチュエータ駆動回路３７が接続され、ＣＰＵ３２からの制御情報Ｄｃに基づいて振動制御信号Ｓａを発生する。振動制御信号Ｓａは、正弦波形からなる出力波形を有している。アクチュエータ駆動回路３７にはアクチュエータ２０が接続され、振動制御信号Ｓａに基づいて振動するようになされる。

ＣＰＵ３２にはアクチュエータ駆動回路３７の他に画像処理部２６が接続され、アイコンＩＣｘを表示するための表示情報Ｄ４を画像処理するようになされる。画像処理後の表示情報Ｄ４を表示画面１１に供給するようになされる。

操作者８１は指体８０に振動を受けて触感としてＣＰＵ３２からの機能毎の振動を感じる。また表示画面１１の表示内容は操作者の目による視覚により、アクチュエータ２０からの放音は、操作者の耳による聴覚により各機能を判断するようになされる。

表示画面１１には入力画面の他に映像信号Ｓｖに基づいて着信映像を表示するようにしてもよい。
また、図１２に示すアンテナ６は、アンテナ共用器２３に接続され、着呼時、相手方からの無線電波を基地局等から受信する。アンテナ共用器２３には受信部２１が接続され、アンテナ６から導かれる受信データを受信して映像や音声等を復調処理し、復調後の映像及び音声データＤinをＣＰＵ３２等に出力するようになされる。受信部２１には、ＣＰＵ３２を通じて映像＆音声処理部４４が接続され、デジタルの音声データをデジタル／アナログ変換して音声信号Ｓoutを出力したり、デジタルの映像データをデジタル／アナログ変換して映像信号Ｓｖを出力するようになされる。

映像＆音声処理部４４には受話器、スピーカ機能を兼用するアクチュエータ２０と、図示しない大音量用のスピーカが接続される。大音量用のスピーカは、着呼時、着信音や着信メロディ等を鳴動するようになされる。アクチュエータ２０は、音声信号Ｓoutを入力して相手方の話声等を拡大するようになされる。この映像＆音声処理部４４にはアクチュエータ２０の他に、送話器を構成するマイクロフォン３が接続され、操作者の声を集音して音声信号Ｓinを出力するようになされる。映像＆音声処理部４４は、発呼時、相手方へ送るためのアナログの音声信号Ｓinをアナログ／デジタル変換してデジタルの音声データを出力したり、アナログの映像信号Ｓｖをアナログ／デジタル変換してデジタルの映像データを出力するようになされる。

ＣＰＵ３２には受信部２１の他に、送信部２２が接続され、相手方へ送るための映像及び音声データＤout等を変調処理し、変調後の送信データをアンテナ共用器２３を通じアンテナ６に供給するようになされる。アンテナ６は、アンテナ共用器２３から供給される無線電波を基地局等に向けて輻射するようになされる。

上述のＣＰＵ３２には送信部２２の他に、カメラ４が接続され、被写体を撮影して、例えば、静止画情報や動作情報を送信部２２を通じて相手方に送信するようになされる。電源ユニット３３は、バッテリー５を有しており、制御手段１５、表示画面１１、受信部２１、送信部２２、アクチュエータ２０、カメラ４及び記憶手段１６にＤＣ電源を供給するようになされる。

このように、携帯電話機１によれば、操作者がタッチしたアイコンの位置情報を直接入力することができ、かつ、操作者の押圧加減に応じて複数の入力モードから所定の入力モードを選択できる。また、異なるアプリケーションを使用している際に、そのアプリケーションの操作の意味に応じた異なる入力モードを実現できるようになる。

また、この例の操作パネル８のエッジ部に図４Ｂに示したような検知領域を適用することもできる。このようにすると、従来の操作ボタンをなぞるような触覚を操作者に付与できるようになり、従来の携帯電話機を操作する場合に近い操作性を実現できる。

図１３は、本発明に係る入力装置１００を備えた第４の実施例としてのビデオカメラ４００の構成例を示す斜視図である。図１３に示すビデオカメラ４００は電子機器の他の一例を構成し、情報入力操作時に操作体（者）に表示画面を接触操作される電子機器であって、被写体像を撮像し、かつ、周囲の音響を録音するものである。ビデオカメラ４００には、第１の実施例で説明した入力装置１００を備え、この入力装置１００には本発明の表示画面１１及び記憶手段１６が応用されるものである。

ビデオカメラ４００は、外装を構成するケース４０２を有しており、ケース４０２の前面上部には撮影光学系４０４が組み込まれたレンズ鏡筒４０３が設けられている。レンズ鏡筒４０３の後端には、撮影光学系４０４によって導かれた被写体像を撮像する撮像素子（不図示）が組み込まれている。

ケース４０２の後面、上面、側面には、電源スイッチ、撮影スタート／ストップスイッチ、ズームスイッチなど種々の操作スイッチ４０５が設けられている。ケース４０２の左側面には、タッチパネルディスプレイ装置４０１がヒンジ４０６を介して開閉可能にケース４０２に連結され、不図示の撮像素子で撮像した画像を表示するようになされる。

タッチパネルディスプレイ装置４０１には、第１の実施例で説明した入力装置１００及びアクチュエータ機能付きのアクチュエータ２０が備えられる。

この例で、タッチパネルディスプレイ装置４０１のモニタ用の表示画面１１に表示された入力操作用のアイコン画像を指体８０で操作すると、指体８０による遮光領域の輝度又は面積に応じて、いずれかの入力モードが選択されて実行される。更に、アクチュエータ２０からクリック音（サイバースイッチ操作音）と共に、表示画面上を触れている操作者の指に触覚を提示するようになされる。

このように、第４の実施例としてのビデオカメラ４００によれば、本発明に係る光学式の入力装置１００を備えるので、制御手段１５が、操作体による遮光領域の面積又は輝度の検出結果と所定の閾値とを比較して、複数の入力モードから所定の入力モードを選択するようになされる。従って、操作体の押圧加減に応じた段階別（入力モード別）の入力処理を実行できる。

なお、アクチュエータ２０を備えているので、表示画面１１の入力操作に基づいてビデオカメラ４００を操作する者の指に触覚を提示できるようになる。

図１４は、本発明に係る入力装置１００を備えた第５の実施例としてのモバイルパソコン５００の構成例を示す斜視図である。図１４に示すモバイルパソコン５００は電子機器の他の一例を構成し、情報入力操作時に操作体（者）に表示画面を接触操作される電子機器であって、音声及び映像処理を始め、各種データ処理をするものである。もちろん、被写体像を撮像し、かつ、周囲の音響を録音することもできる。モバイルパソコン５００には、第１の実施例で説明した入力装置１００を備え、この入力装置１００には本発明の表示画面１１及び記憶手段１６が応用されるものである。

モバイルパソコン５００は、左右にグリップ部５０ａ，５０ｂを有したトレイ状をなす下部筐体９０１と、トレイ上面を摺動可能な上部筐体９０２とを備えている。これらの筐体９０１及び９０２間は、例えば、ヒンジ機構９１によって摺動（回動）自在に係合されている。このヒンジ機構９１によれば、下部筐体９０１の操作面の所定の位置に設けられた図示しない摺動部と、上部筐体９０２の裏面の一端に設けられた図示しない嵌合受け部とがスライド自在に係合され、上部筐体９０２は下部筐体９０１に対して所定の移動距離だけ摺動自由度を有して面結合されている。

下部筐体９０１の上面には、マトリクス状に配置された複数の押しボタンスイッチ９２からなる操作パネル９８が設けられる。押しボタンスイッチ９２は、「あ」〜「ん」のひらがなキー、「Ａ」〜「Ｚ」のアルファベットキー、「０」〜「９」数字キー、「＊」や「＃」等の記号キー、「オン」や「オフ」等のフックボタン、メニューキー等から構成される。下部筐体９０１の前面外側にはＵＳＢ端子などのコネクタ９９が配置され、外部機器と通信処理が可能なようになされている。

また、下部筐体９０１の内側上部には、モジュール型のアンテナ９６が取り付けられ、その内側上部周辺には、図示しない大音響用のスピーカが設けられ、着信メロディや映像データに付加された音声（音楽）等を放音するようになされる。下部筐体９０１の内部にはヒンジ機構９１の他に回路基板９７が設けられる。下部筐体９０１の左側のグリップ部５０ａには、バッテリー９４が内蔵され、回路基板９７や表示画面１１等へ電源が供給される。その右側のグリップ部５０ｂには、通話用のマイクロフォン９３が取り付けられ、送話器として機能するようになされる。

上述の下部筐体９０１に対して、ヒンジ機構９１によってスライド自在に係合された上部筐体９０２には、表示画面１１が設けられる。表示画面１１にはカメラ５４が取り付けられ、被写体像を撮像するように操作される。上部筐体９０２の表面の、例えば、左上方には超小型のアクチュエータ機能付きのアクチュエータ２０が設けられ、通話用のレシーバ（受話器）と触覚提示用のアクチュエータの機能を兼ね備えている。

上部筐体９０２のスピーカ取り付け面の下方には、触覚機能付きの入力装置１００が設けられる。入力装置１００は、表示画面１１を有しており、表示画面１１上の入力検出面における操作体の押下操作に応じて、複数の入力モードのうちいずれかの入力モードを選択して実行するものである。表示画面１１には、複数のボタンアイコン等の入力情報が表示される。この例でも、表示画面１１に表示された入力操作用のアイコン画像を指体８０で操作すると、指体８０による遮光領域の輝度又は面積に応じて、いずれかの入力モードが選択されて実行される。更に、アクチュエータ２０からクリック音（サイバースイッチ操作音）と共に、表示画面上を触れている操作者の指に触覚を提示するようになされる。更に、アクチュエータ２０からクリック音（サイバースイッチ操作音）と共に、表示画面上を触れている操作者の指に触覚を提示するようになされる。

このように、第５の実施例としてのモバイルパソコン５００によれば、本発明に係る光学式の入力装置１００を備えるので、制御手段１５が、操作体による遮光領域の面積又は輝度の検出結果と所定の閾値とを比較して、複数の入力モードから所定の入力モードを選択するようになされる。従って、操作体の押圧加減に応じた段階別（入力モード別）の入力処理を実行できる。これにより、光学式の入力装置１００を搭載したモバイルパソコン５００を提供できるようになった。

上述の例では、電子機器に関して、光学式の入力装置を応用した携帯電話機１、ビデオカメラ４００及びモバイルパソコン５００について説明したが、これらに限られることはなく、通常の２軸ヒンジタイプの携帯電話機や、スライドタイプの携帯電話機、上部筐体及び下部筐体の両方に表示画面を備えた携帯端末装置、デジタルカメラ等に適用できることはいうまでもない。

この発明は、表示画面を接触操作して情報を入力する携帯電話機や、デジタルカメラ、ビデオカメラ、情報処理装置等に適用して極めて好適である。

第１の実施例としての入力装置１００の構成例を示す図である。 表示画面１１の構成例を示す概略断面図である。 （Ａ）〜（Ｄ）は、入力モードＩの入力処理例を示す図である。 （Ａ）〜（Ｄ）は、入力モードIIの入力処理例を示す図である。 （Ａ）〜（Ｄ）は、入力モードIIIの入力処理例を示す図である。 （Ａ）〜（Ｄ）は、入力モードIIでの触覚提示例を示す図である。 （Ａ）〜（Ｆ）は、入力モードIIIでの触覚提示例を示す図である。 入力モードの選択条件例を示す表図である。 入力装置１００の入力処理例を示すフローチャートである。 第２の実施例としての入力モードの選択条件例を示す表図である。 第３の実施例としての携帯電話機１の構成例を示す斜視図である。 携帯電話機１の内部構成例を示すブロック図である。 第４の実施例としてのビデオカメラ４００の構成例を示す斜視図である。 第５の実施例としてのモバイルパソコン５００の構成例を示す斜視図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、従来例としての入力装置２００の構成例を示す図である。 入力装置２００の差分判定例を示す図である。 入力装置２００の座標設定例を示す図である。 入力装置２００の接触判定例を示す特性図である。 入力装置２００の入力処理例を示すフローチャートである。

符号の説明

１・・・携帯電話機、１０・・・表示部、１１・・・表示画面、１５・・・制御手段、１６・・・記憶手段、２０・・・スピーカ、３０・・・筐体、１００・・・入力装置、３００・・・スピーカ、４００・・・ビデオカメラ（電子機器）、５００・・・モバイルパソコン（電子機器）

Claims (8)

1. 表示画面を操作体により遮光操作され、複数の入力モードに基づく入力処理を実現する光学式の入力装置であって、
   所定の入力情報を表示する表示部を有して、前記表示部に接近する操作体による遮光領域の面積及び／又は輝度を検出する入力検出手段と、
   前記入力検出手段の検出結果に基づいて前記表示部及び入力処理を制御する制御手段とを備え、
   前記制御手段は、
   前記遮光領域の面積及び／又は輝度の検出結果と所定の閾値とを比較して、前記複数の入力モードから所定の入力モードを選択することを特徴とする入力装置。
2. 前記制御手段は、
   選択した前記所定の入力モードに応じた形状及び大きさの検出領域を前記入力検出手段に設定し、
   前記検出領域における前記遮光領域の位置及び／又は移動の検出結果に基づいて、前記所定の入力モードによる入力処理を実行することを特徴とする請求項１に記載の入力装置。
3. 前記制御手段に接続され、
   前記所定の入力モードに対応する振動パターンに基づいて前記表示画面を振動する振動手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の入力装置。
4. 所定の入力情報を表示する表示画面での操作体による遮光操作に応じて、複数の入力モードに基づく入力処理を実現するプログラムを記憶する記憶媒体であって、
   前記表示画面に接近する前記操作体による遮光領域の面積及び／又は輝度を検出するステップと、
   前記面積及び／又は輝度の検出結果と所定の閾値とを比較して、前記複数の入力モードから所定の入力モードを選択するステップと、
   前記選択結果に基づいて、選択した前記入力モードに応じた形状及び大きさの検出領域を、前記入力情報に対応するように設定するステップと、
   前記検出領域における前記遮光領域の位置及び／又は移動を検出するステップと、
   前記位置及び／又は移動の検出結果に基づいて、前記所定の入力モードによる入力処理を確定するステップとからなるプログラムを記述してなることを特徴とする記憶媒体。
5. 所定の入力情報を表示する表示画面での操作体による遮光操作に応じて、複数の入力モードに基づく入力処理を実現する情報入力方法であって、
   前記表示画面に接近する前記操作体による遮光領域の面積及び／又は輝度を検出するステップと、
   前記面積及び／又は輝度の検出結果と所定の閾値とを比較して、前記複数の入力モードから所定の入力モードを選択するステップと、
   前記選択結果に基づいて、選択した前記入力モードに応じた形状及び大きさの検出領域を、前記入力情報に対応するように設定するステップと、
   前記検出領域における前記遮光領域の位置及び／又は移動を検出するステップと、
   前記位置及び／又は移動の検出結果に基づいて、前記所定の入力モードによる入力処理を確定するステップとを有することを特徴とする情報入力方法。
6. 前記検出領域を設定する際に、
   前記表示画面の入力情報表示位置のエッジ部に当該検出領域を設定するステップを有することを特徴とする請求項５に記載の情報入力方法。
7. 前記検出領域を設定する際に、
   前記表示画面の入力情報表示位置の中央部に当該検出領域を設定するステップを有することを特徴とする請求項５に記載の情報入力方法。
8. 表示画面を操作体により遮光操作され、複数の入力モードに基づく入力処理を実現する光学式の入力装置を有する電子機器であって、
   前記入力装置は、
   所定の入力情報を表示する表示部を有して、前記表示部に接近する操作体による遮光領域の面積及び／又は輝度を検出する入力検出手段と、
   前記入力検出手段の検出結果に基づいて前記表示部及び入力処理を制御する制御手段とを備え、
   前記制御手段は、
   前記遮光領域の面積及び／又は輝度の検出結果と、所定の閾値とを比較して、前記複数の入力モードから所定の入力モードを選択することを特徴とする電子機器。

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