JP2016133913A - 入力装置 - Google Patents

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俊昭 鎌田
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宗毅 海老原
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秀吉 脇本
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聡 藤澤
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Abstract

【課題】操作性により優れた入力装置を提供する。【解決手段】複数のキー領域を有し、キー領域毎の打鍵操作の圧力を検出可能な複数のセンサー素子を有するキーボードモジュールと、キー領域毎のセンサー素子によって検出された圧力の情報をもとにキーボードモジュールの打鍵操作に関する処理のパラメータを調整する制御回路とを具備する。【選択図】図１

Description

本技術は、キーの打鍵操作を、キー領域毎に加えられる圧力をもとに検出することが可能な入力装置に関する。
に関する。
入力操作を静電的に検出することが可能な入力装置として、画面に表示されたキーボードをタイピングすることでキー入力を可能とする入力装置が知られている。例えば特許文献１に記載には、表示デバイスとしての機能を有するタイピング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イピング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。
特開２０１２−１４６２６７号公報
キーボードを表示したタイピングパネルを用いた入力装置では、キーのタイピングつまり打鍵操作時に発生するクリック音など、一般的なメカニカルキーボードであれば当然得られる打鍵操作に対する自然な応答が得られない。このためメカニカルキーボードの打鍵操作に慣れたユーザにとっては操作性が良いものとはいえない。
また、静電容量センサーをユーザの打鍵操作を検出するためのセンサーとして用いたキーボードでは、打鍵操作が行われたときの静電容量の初期値からの変化量が予め決められた閾値よりも大きいとき有効な打鍵操作が発生したことを判定している。しかし、打鍵操作時の力の入れ方はユーザによって異なるため、例えば、非常に軽い力で打鍵操作をするユーザの打鍵操作が有効な打鍵操作として判定されない事態が発生するおそれがある。
なお、ここで挙げている課題は本技術が解決しようとしている課題の一部に過ぎない。その他にも、様々な点で改善すべき課題が残されている。
以上のような事情に鑑み、本技術の目的は、操作性により優れた入力装置を提供することにある。
上記の課題を解決するために、本技術に係る一形態の入力装置は、複数のキー領域を有し、前記キー領域毎の打鍵操作の圧力を検出可能な複数のセンサー素子を有するキーボードモジュールと、前記キー領域毎の前記センサー素子によって検出された圧力の情報をもとに前記キーボードモジュールの前記打鍵操作に関する処理のパラメータを調整する制御回路とを具備する。
上記の入力装置は、前記キーボードモジュールに対する前記キー領域毎の打鍵操作に対する操作感をユーザに応答情報として応答することが可能な打鍵応答デバイスをさらに具備し、前記制御回路は、前記圧力の情報をもとに、前記打鍵応答デバイスの前記応答情報の強度を前記パラメータとして調整するように構成されたものであってよい。
前記制御回路は、前記検出された圧力の情報をもとに、前記キー領域毎の打鍵操作に対する感度を前記パラメータとして調整するように構成されたものであってよい。
前記制御回路は、少なくともタッチタイピングおよびワンフィンガータイピングを含む複数のタイピング方法を判定し、前記判定結果をもとに前記打鍵操作に対する感度を前記パラメータとして調整するように構成されたものであってよい。
前記制御回路は、起動直後にホームポジションに対応する特定の１以上の前記キー領域の打鍵操作に対して前記圧力の情報をもとに前記タイピング方法を判定するように構成されたものであってよい。
前記制御回路は、タイピング速度をもとに前記タイピング方法を判定するように構成されたものであってよい。
前記制御回路は、前記圧力の情報の平均値をもとに前記タイピング方法を判定するように構成されるたものであってよい。
前記制御回路は、２つの前記キー領域の打鍵操作に対して各々検出された２つの前記圧力の情報の差をもとに前記タイピング方法を判定するように構成されたものであってよい。
２つの前記キー領域は、前記キーボードモジュールにおいて予めペアとして決められた２つのキー領域であってよい。
あるいは、２つのキー領域は、前記キーボードモジュールにおいて連続して打鍵された２つのキー領域であってもよい。
前記センサー素子が、前記キー領域毎の打鍵操作の圧力を静電容量の変化として検出する相互容量型の静電容量センサーからなるものであってよい。
前記センサー素子が、前記キー領域毎の打鍵操作による圧力を抵抗値の変化として検出する抵抗膜方式のタッチセンサーからなるものであってよい。
以上のように、本技術によれば、操作性により優れた入力装置を提供することができる。
本技術に係る第１の実施形態の入力装置の構成を示すブロック図である。 図１の入力装置における相互容量型の静電容量センサーを用いたキーボードモジュール１００の概略的な断面図である。 図２のキーボードモジュール１００の操作面の平面図である。 図２のキーボードモジュール１００の一部のキー領域群に対応する部分の拡大断面図である。 図２のキーボードモジュール１００のキー領域にユーザの指によって圧力が加えられたときの拡大断面図である。 電極基板２０の構成をＺ軸方向に見た平面図である。 ユーザの打鍵操作による静電容量素子Ｃの静電容量の初期容量からの変化量の推移を示す図である。 打鍵応答デバイス２００の応答情報の強度調整のフローチャートである。 打鍵判定閾値の調整処理のフローチャートである。 ホームポジションに対応する特定キーの変化量に基づくタイピング方法判定処理のフローチャートである。 打鍵操作発生の時間間隔（タイピング速度）に基づくタイピング方法判定処理のフローチャートである。 変化量の平均値に基づくタイピング方法判定処理のフローチャートである。 変化量の差の平均値に基づくタイピング方法判定処理のフローチャートである。 増幅回路のゲイン調整処理のフローチャートである。 打鍵判定閾値の調整処理の例を示す図である。 ゲイン調整処理の例を示す図である。 タッチタイピング時のユーザの手首をキーボードモジュールの手前のパームレストとの位置関係を示す斜視図である。 キーボード手前のパームレストへのユーザの接触の有無を指標とするタイピング方法判定処理のフローチャートである。
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。
＜第１の実施形態＞
図１は、本技術に係る第１の実施形態の入力装置の構成を示すブロック図である。
この実施形態の入力装置１は、キーボードモジュール１００と、打鍵応答デバイス２００と、コントローラ３００とを有する。
（キーボードモジュール１００）
キーボードモジュール１００は、キー毎の操作領域である複数のキー領域（図３の符号１０ａ）を有する。キーボードモジュール１００は、複数のキー領域１０ａにおいてユーザが指などで任意のキー領域１０ａを打鍵操作したときに、そのキー領域にユーザによって加えられた圧力を検出するセンサー素子を有する。本実施形態では、センサー素子として、キー領域にユーザによって加えられた圧力によって発生するキー領域１０ａのＺ軸方向の変位量に応じて静電容量が連続的に変化するキー毎の静電容量素子が用いられる。
なお、センサー素子としては、キー領域にユーザによって加えられた圧力によって発生するキー領域１０ａのＺ軸方向の変位量に応じて抵抗値が連続的に変化する抵抗膜方式のタッチセンサーを用いてもよい。
なお、本明細書において「打鍵」は１つのキーを押すことを意味し、「タイピング」は複数のキーを連続的に打鍵することを意味する。
本実施形態では、静電容量素子として相互容量型の静電容量センサーを用いた場合を想定している。
（相互容量型の静電容量センサーを用いたキーボードモジュール１００の例）
図２は相互容量型の静電容量センサーを用いたキーボードモジュール１００の概略的な断面図、図３はそのキーボードモジュール１００の平面図、図４はそのキーボードモジュール１００の一部のキー領域群に対応する部分の拡大断面図である。
なお、図中、Ｘ軸及びＹ軸は相互に直交する方向（キーボードモジュール１００の面内方向）を示し、Ｚ軸はＸ軸及びＹ軸に直交する方向（キーボードモジュール１００の厚み方向）を示している。
キーボードモジュール１００は、操作部材１０と、電極基板２０と、支持体３０とを有する。
操作部材１０には、Ｘ軸方向とＹ軸方向に沿って行列状に並ぶ複数のキー領域１０ａが設けられている。操作部材１０は、基材１１と導体層１２との積層構造を有する。図５に示すように、操作部材１０は、ユーザの指Ｆなどによって圧力が上から加えられたとき、その加えられた圧力の大きさに対応してＺ軸方向に弾性変形するように構成される。導体層１２は、電極基板２０と対向する基材１１の裏面に設けられている。
図６は、電極基板２０の構成をＺ軸方向に見た平面図である。
図５及び図６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との積層構造を有する。
第１の配線基板２１には、コントローラ３００からの駆動信号が印加される複数の駆動電極２１１がＹ軸方向に互いに離間して設けられている。一方、第２の配線基板２２には複数の検出電極２２１がＸ軸方向に互いに離間して設けられている。複数の駆動電極２１１と複数の検出電極２２１は互いに格子状に交差して配置される。駆動電極２１１と検出電極２２１との各々の交差部には、駆動電極２１１と検出電極２２１が絶縁材料からなる第１の配線基板２１を介して対向配置されることによって、相互容量型の静電容量センサーを構成する静電容量素子Ｃ（図４、図５）が存在する。駆動電極２１１に交流の駆動電圧が印加されると、交流信号電流が静電容量素子Ｃを介して検出電極２２１に流れ、検出電極２２１の抵抗成分によって検出電圧が得られる。
静電容量素子Ｃは、予め設定された初期容量を有する。静電容量素子Ｃの初期容量は、導体層１２、駆動電極２１１及び検出電極２２１の関係によって与えられる。図４および図５に示すように、操作部材１０がユーザの指Ｆなどによって押圧され、操作部材１０の導体層１２と駆動電極２１１とのＺ軸方向での距離がＤ１からＤ２に短くなると、その距離Ｄの短くなった分だけ静電容量素子Ｃの静電容量が初期容量から増大する。この静電容量の変化量を検出電極２２１を通して得られる検出電圧からコントローラ３００において静電容量素子Ｃの静電容量の変化情報として検出することができる。
（コントローラ３００）
図１および図６に示したように、コントローラ３００は、駆動回路３１０と、スイッチ回路３２０と、検出信号処理部３３０と、制御回路３４０とを有する。
駆動回路３１０は、キーボードモジュール１００の各駆動電極２１１に駆動信号を１行分ずつ時分割で供給する回路である。
スイッチ回路３２０は、キーボードモジュール１００の各検出電極２２１を検出信号処理部３３０に対して１列ずつ時分割で切り替えるスイッチである。
検出信号処理回路３３０は、スイッチ回路３２０によって選択された検出電極２２１の検出信号を増幅し、Ａ／Ｄ変換して制御回路３４０に供給する。検出信号処理回路３３０は、制御回路３４０からの制御指令により増幅のゲインを可変することが可能である。
制御回路３４０は、ＣＰＵ、ＭＰＵあるいは特定用途向けＩＣなどの制御回路と、ＲＯＭ、ＲＡＭなどのメモリとを備える。メモリには、制御回路３４０によって実行されるプログラムや、そのプログラムを実行するとき用いられる各種の情報が記憶される。メモリに記憶される情報は、打鍵操作に関する処理のための各種パラメータを含む。
制御回路３４０は、メモリに格納されたプログラムを実行することによって入力装置１の制御を行う。具体的には、
１．駆動回路３１０の制御。
２．スイッチ回路３２０の制御。
３．静電容量素子Ｃの静電容量の初期容量からの変化量の算出。
４．上記の変化量と打鍵判定閾値との比較による打鍵操作発生の判定。
５．上記の変化量に基づく打鍵操作に関する処理のためのパラメータの調整。
などを行うことが可能である。
ここで、打鍵操作に関する処理のためのパラメータとは、
５−１．打鍵応答デバイス２００の応答情報の強度。
５−２．打鍵操作に対する感度
などを含む。
（打鍵応答デバイス２００）
打鍵応答デバイス２００は、キーボードモジュール１００に対するユーザの打鍵操作に対する操作感をユーザに応答するためのデバイスである。打鍵応答デバイス２００は、具体的には、打鍵操作に対して音、振動、視覚情報などの応答情報を出力する発声デバイス、振動デバイス、表示デバイスなどである。打鍵応答デバイス２００は、コントローラ３００の制御回路３４０によって設定されたパラメータに従って上記音、振動、視覚情報などの応答情報の強度を変更することができる。
なお、応答情報の強度を変更するとは、
応答情報が音である場合、音量を変える、音の周波数を変える、音の種類（波形）を変えることなどを意味する。
応答情報が振動である場合、振動の大きさ（振幅）を変える、振動の周波数を変える、および振動の種類（波形）を変えることなどを意味する。
応答情報が視覚情報である場合、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）などの発光素子の光量を変える、色を変える、及びディスプレイの表示内容（画像など）を変えることなどを意味する。
（静電容量素子Ｃの静電容量の初期容量からの変化量）
図７は、打鍵操作による静電容量素子Ｃの静電容量の初期容量からの変化量の推移を示す図である。
制御回路３４０は、検出電極２２１の検出電圧の変化量をもとに静電容量素子Ｃの静電容量の初期値からの変化量を求める。以降、静電容量素子Ｃの静電容量の初期値からの変化量を単に「変化量」と略称する。
図７に示すように、キーボードモジュール１００の任意のキー領域１０ａにユーザの指などによって圧力が加えられると、操作部材１０のそのキー領域１０ａに対応する部分が、加えられた圧力の大きさに対応した量だけＺ軸方向にたわむ（変位する）。この操作部材１０の変位量だけ操作部材１０の導体層１２と駆動電極２１１とのＺ軸方向での距離が短くなることによって上記の静電容量素子Ｃの静電容量の初期容量からの変化量が増大する。すなわち、このキーボードモジュール１００では、キー領域１０ａにユーザから加えられた圧力の大きさが、静電容量素子Ｃの静電容量の初期容量からの変化量として得られる。ユーザによる操作部材１０の押圧が解除されると、操作部材１０の導体層１２と駆動電極２１１とのＺ軸方向での距離がもとの長さに戻ることによって変化量が減少する。なお、図７において、ユーザによる打鍵操作の操作の前後に変化量が発生しているのはノイズ成分である。
制御回路３４０は、この変化量と打鍵判定閾値とを比較し、変化量が打鍵判定閾値より大きいとき有効な打鍵操作が発生したものと判定し、操作されたキー領域１０ａに割り当てられたキーコードを発生するように構成される。
（打鍵応答デバイス２００の応答情報の強度の調整）
次に、打鍵応答デバイス２００の応答情報の強度を変化量をもとに調整する処理について説明する。
典型的なメカニカルキーボードでは、キーを強く叩けばそれだけ強く響いたクリック音が発生し、軽い力でキーを押し込んだときはソフトなクリック音が発生する。これに対して、本実施形態の入力装置１のキーボードモジュール１００そのものは、ユーザによる打鍵操作に対して、打圧力を反映させた応答をユーザに返す機構をもたないため、ユーザに操作の違和感を与えかねない。
本実施形態の入力装置１では、このような打鍵操作の違和感を低減もしくは解消するために、コントローラ３００の制御回路３４０が、上記の変化量に応じて打鍵応答デバイス２００に応答させる応答情報の強度を変化させる。これにより、打圧力を反映させた応答をユーザに返すことができる。
図８は、打鍵応答デバイス２００の応答情報の強度調整のフローチャートである。
制御回路３４０のメモリには、上記の変化量に対して比較される応答判定閾値が予め記憶されている。制御回路３４０には、変化量と応答判定閾値とを比較し（ステップＳ１０１）、変化量が応答判定閾値以上である場合（ステップＳ１０１のＹｅｓ）、変化量の値から打鍵応答デバイス２００の応答情報の強度を所定の計算式により算出する（ステップＳ１０２）。そして制御回路３４０は、算出された応答情報の強度で打鍵応答デバイス２００を動作させるための制御信号を生成し、打鍵応答デバイス２００に供給する（ステップＳ１０３）。これにより、打鍵応答デバイス２００は、算出された応答情報の強度で応答情報を出力する。
ここで、応答判定閾値は打鍵判定閾値であってよい。あるいは、ホームポジション位置をユーザが探る時など、ユーザの指がキーに軽く振れたときに打鍵応答デバイス２００を応答させないようにするために、打鍵判定閾値よりも低い値であってもよい。
変化量から応答情報の強度を算出する方法としては、変化量が大きいほど応答情報の強度を高くする方法が挙げられる。より具体的には、変化量の増大に伴って線形もしくは非線形に応答情報の強度を高くする。
このようにコントローラ３００の制御回路３４０が変化量に応じて打鍵応答デバイス２００に応答させる応答情報の強度を変化させることによって、メカニカルキーボードのような操作感をユーザに与えることができる。これにより静電容量センサーを用いたキーボードモジュール１００の操作性を向上させることができる。
（打鍵操作に対する感度の調整）
次に、もう１つの打鍵操作に関するパラメータである打鍵操作に対する感度を、変化量をもとに調整する処理について説明する。
打鍵操作に対する感度を調整する方法としては、
１．打鍵判定閾値を調整する方法
２．増幅回路のゲインを調整する方法
などがある。
（打鍵操作に対する感度を調整することの意義）
キーボードのタイピング方法としてタッチタイピングが知られている。タッチタイピングでは、入力操作前の準備としてユーザの両手の各指がキーボード上のホームポジションに置かれる。ホームポジションとは、ユーザの左右の人差し指がキーボードの"Ｆ"と"Ｊ"の各キーの上に置かれた状態を言う。タッチタイピングでは、このホームポジションから左右の全ての指を用いてタイピングが行われる。また、タッチタイピングでは、両腕の手首をキーボードの手前のパームレストの部分で支えた状態にして、両手の手の平の高さをあまり変えずに、そのまま指を下ろす動作によって行われることが普通である。したがって、タッチタイピングでは、必要最小限の動きでタイピングをすることができる。しかしユーザによっては、左右の人差し指だけでタイピングしたり、手首を支えずに両手を浮かした状態でタイピングしたりする場合がある。左右各々の一本の指だけでのタイピングをここでは「ワンフィンガータイピング」と呼ぶこととする。
上記のようなタイピング方法の違いは、キーの打圧力の違いやタイピング速度の違いに現れる。例えば、タッチタイピングによるキーの打圧力はワンフィンガータイピングでのそれよりも低いことが普通である。タイピング速度はワンフィンガータイピングに比べタッチタイピングの方が高速であることが殆どである。さらに、タッチタイピングでは全ての指が使われるのでキーによって打圧力に比較的大きな違いが生じる。例えば、人差し指の打圧力は小指による打圧力に比べかなり高い。これに対し、ワンフィンガータイピングでは、常に人差し指などの決められた一本の指によってタイピングが行われるので、キー間のキー打圧力の差は小さいと言える。
ここで、打鍵判定閾値および増幅回路のゲインが固定である場合、上記のようなタイピング方法の違いに起因して次のような不具合が生じるおそれがある。
１．ワンフィンガータイピングを行うユーザのなかには力強く確実にキーを押したときだけキー入力が受け付けられることを好むユーザが存在する。しかし打鍵操作に対する感度を決める打鍵判定閾値および／または増幅回路のゲインはタッチタイピングを想定して決められていることが普通である。このような想定においては、ワンフィンガータイピングを行うユーザが力強く確実にキーを押したときだけキー入力が受け付けられるようにすることは難しい。
２．逆にワンフィンガータイピングを想定して打鍵判定閾値および／または増幅回路のゲインの決められている場合、タッチタイピング時に、変化量の不足によって、有効なキー入力の判定漏れが発生しやすくなるなど、やはり十分な操作性が得られない。
本実施形態の入力装置１では、少なくとも上記２通りのタイピング方法にそれぞれ適した打鍵判定閾値および／または増幅回路のゲインが、打鍵操作に関する処理のためのパラメータの一部として、制御回路３４０のメモリに予め記憶されている。
ここで、「打鍵判定閾値および／または増幅回路のゲイン」は以下のいずれかを意味する。
・打鍵判定閾値のみ。
・増幅回路のゲインのみ。
・打鍵判定閾値と増幅回路のゲインの両方。
（打鍵判定閾値の調整）
次に、打鍵操作に対する感度を打鍵判定閾値によって調整する場合の動作を説明する。
打鍵操作に対する感度を打鍵判定閾値によって調整する場合、タッチタイピングに適した第１の打鍵判定閾値と、ワンフィンガータイピングに適した第２の打鍵判定閾値が制御回路３４０内のメモリに打鍵操作に関する処理のためのパラメータの一部として予め記憶される。大小関係は第１の打鍵判定閾値＜第２の打鍵判定閾値である。
図９は、打鍵判定閾値の調整処理のフローチャートである。
コントローラ３００の制御回路３４０は、例えば、入力装置１の起動直後からユーザのタイピング方法を判定する（ステップＳ２０１）。ユーザのタイピング方法を判定方法については後で説明する。制御回路３４０は、判定したタイピング方法に適した打鍵判定閾値を第１の打鍵判定閾値と第２の打鍵判定閾値との間で選択する（ステップＳ２０２）。選択された打鍵判定閾値は、例えば、入力装置１の動作が終了するまで有効となる。あるいは、入力装置１の動作期間、所定の周期でユーザのタイピング方法の判定と打鍵判定閾値の選択が繰り返されてもよい。また、入力装置１の前回の終了直前の打鍵判定閾値が再起動後の打鍵判定閾値の初期値としてそのまま引き継がれてもよい。
図１５は、ワンフィンガータイピング時の打鍵判定閾値の調整処理の例を示す図である。
この例では、はじめに打鍵判定閾値としてタッチタイピングに適した第１の打鍵判定閾値が設定されているものとする。
制御回路３４０は、タイピング方法の判定期間にタイピング方法がワンフィンガータイピングであることを判定すると、打鍵判定閾値をタッチタイピングに適した第１の打鍵判定閾値からワンフィンガータイピングに適した第２の打鍵判定閾値に切り替える。第２の打鍵判定閾値は第１の打鍵判定閾値よりも高いので、それまでユーザが一本の指を使ってタイピングしたキーのうち、ユーザが力強く確実に行った打鍵操作だけが有効な打鍵操作と判定され、キー入力が受け付けられる。例えば、図１５において、打鍵操作＃（ｎ＋１）において発生した変化量は第２の打鍵判定閾値よりも高いので、この打鍵操作＃（ｎ＋１）がキー入力が受け付けられる有効な打鍵操作として判定される。また、打鍵操作＃（ｎ＋２）において発生した変化量は第２の打鍵判定閾値よりも低いので、この打鍵操作＃（ｎ＋２）はキー入力が受け付けられない無効な打鍵操作として判定される。
（タイピング方法の判定）
次に、タイピング方法を判定する方法を説明する。
タッチタイピングとワンフィンガータイピングとを判別するための指標としては、例えば以下が挙げられる。
ａ．起動直後のホームポジションに対応する特定キーについての変化量。
ｂ．打鍵操作の時間間隔（タイピング速度）。
ｃ．変化量の平均値。
ｄ．変化量の差。
ｅ．キーボード手前のパームレストへの接触。
なお、実際に判別で採用される指標は、上記のａからｅのうち少なくともいずれか１つであってもよいし、複数の指標の組み合わせを採用したり、あるいは上記全ての指標を同時に採用してもよい。
次に、上記各々の指標を個別に採用した場合のタイピング方法を判定方法について説明する。
（ホームポジションに対応する特定キーの変化量）
図１０は、ホームポジションに対応する１以上の特定キーの変化量に基づくタイピング方法判定処理のフローチャートである。
ホームポジションに対応する１以上の特定キーとは、キーボードモジュール１００においてユーザがホームポジションを探るときに指が軽く振れる可能性のある１以上の種類の特定キーのことである。より具体的には、左右の人差し指のホームポジションである"Ｆ"のキー、"Ｊ"のキー（図３参照）などである。
制御回路３４０は、キーボードモジュール１００においてユーザがホームポジションに対応する１以上の特定キーについて、入力装置１の起動直後から１以上の所定回数の操作によって得られた各々の変化量の平均値を算出する（ステップＳ３０１）。この際、左右の人差し指のホームポジションである"Ｆ"のキーと"Ｊ"のキーの両方のキーに対する変化量を評価対象としてもよいし、いずれか１つのキーに対する変化量を評価対象としてもよい。さらには、"Ｆ"のキーと"Ｊ"のキーだけではなく、その周辺のキーもホームポジションに対応する特定キーに属するものとして判定を行ってもよい。周辺のキーとは、例えば、"Ｆ"のキーの左右の"Ｄ"と"Ｇ"、"Ｊ"のキーの左右の"Ｈ"と"Ｋ"などのことである。
なお、ここでホームポジションに対応する１以上の特定キーの操作とは、変化量が打鍵判定閾値よりも大きくキー入力が受け付けられる有効な打鍵操作を意味するものではなく、打鍵判定閾値との大小関係にかかわらず変化量が発生する打鍵操作を意味する。
制御回路３４０は、算出された変化量の平均値と第１のタイピング判定閾値との大小関係を調べる（ステップＳ３０２）。ここで、第１のタイピング判定閾値は、タッチタイピングに適した第１の打鍵判定閾値よりも低い値である。
制御回路３４０は、算出された変化量の平均値が第１のタイピング判定閾値未満である場合には（ステップＳ３０２のＹＥＳ）、タイピング方法がタッチタイピングであることを判別する（ステップＳ３０３）。また、変化量の平均値が第１のタイピング判定閾値以上である場合には（ステップＳ３０２のＮＯ）、制御回路３４０はタイピング方法がワンフィンガータイピングであることを判定する（ステップＳ３０４）。
（打鍵操作の時間間隔（タイピング速度））
図１１は、打鍵操作発生の時間間隔（タイピング速度）に基づくタイピング方法判定処理のフローチャートである。
コントローラ３００の制御回路３４０は、入力装置１の起動直後、時間的に隣り合う２つの打鍵操作間の時間差を計算し、その時間差の平均値を算出する（ステップＳ４０１）。この時間差の平均値の計算は、入力装置１の起動直後から２以上の所定回数の打鍵操作が行われるまでの間実施される。
なお、ここで言う「打鍵操作」とは、変化量がタッチタイピングに適した第１の打鍵判定閾値より大きいことが判定されたときの打鍵操作、あるいは、第１の打鍵判定閾値よりも低いタイピング方法判定専用の閾値であってもよい。
制御回路３４０は、算出した時間差の平均値と第２のタイピング判定閾値との大小関係を判定する（ステップＳ４０２）。第２のタイピング判定閾値は、時間差の平均値を指標としてタッチタイピングとワンフィンガータイピングとの判別をするために予め決められた閾値である。一般的にタッチタイピングによるタイピング速度はワンフィンガータイピングによるタイピング速度よりも高速であるから、これを考慮して第２のタイピング判定閾値が決められる。
制御回路３４０は、時間差の平均値が第２のタイピング判定閾値未満である場合には（ステップＳ４０２のＹＥＳ）、タイピング方法がタッチタイピングであることを判定する（ステップＳ４０３）。また、制御回路３４０は、時間差の平均値が第２のタイピング判定閾値以上である場合には（ステップＳ４０２のＮＯ）、タイピング方法がワンフィンガータイピングであることを判定する（ステップＳ４０４）。
なお、この打鍵操作の時間間隔（タイピング速度）を指標とするタイピング方法の判定において、制御回路３４０は、第２のタイピング判定閾値の時間差よりも大幅に長い時間差が算出された場合には、この時間差の情報を平均値の算出から排除する。第２のタイピング判定閾値の時間差よりも大幅に長い時間差とは、例えば、ユーザがタイピングを一時休止するような場合に発生する程度の時間差であり、例えば１分などである。
（変化量の平均値）
タッチタイピングをするユーザは手首をキーボードの手前で支えた状態で、手のひらの高さをあまり変えずに指を下ろす動作だけで打鍵するのに対し、ワンフィンガータイピングをするユーザは両手を浮かした状態で打鍵することが多い。したがって、変化量の平均値はタッチタイピングの方がワンフィンガータイピングよりも低いと一般的に言える。したがって、この変化量の平均値もタイピング方法を判別するための指標として用いることができる。
キーボードモジュール１００に設けられる全てのキーのなかで変化量の平均値を求める対象のキーは全てのキーであってもよいし、一部の複数の特定キーであってよい。一部の複数の特定キーの変化量の平均値を求める場合、タッチタイピングをするユーザの小指や薬指を含めたすべての指によって打鍵される複数の種類のキーが、変化量の平均値を求める対象の複数の特定キーに含まれる。打鍵の圧力が自然に高くなる親指や人差し指などによって打鍵される傾向のキーばかりを対象の複数の特定キーとすると変化量の平均値が不当に高くなり、ワンフィンガータイピングの場合の変化量の平均値に近くなり、タイピング方法の判別精度の低下につながるからである。
図１２は、変化量の平均値に基づくタイピング方法判定処理のフローチャートである。
コントローラ３００の制御回路３４０は、入力装置１の起動直後から、変化量の平均値を算出する対象である複数の特定キーの打鍵操作に対する各々の変化量の平均値を算出する（ステップＳ５０１）。
なお、ここで言う「打鍵操作」とは、変化量がタッチタイピングに適した第１の打鍵判定閾値より大きいことが判定されたときの打鍵操作、あるいは、第１の打鍵判定閾値よりも低いタイピング方法判定専用の閾値であってもよい。
制御回路３４０は、この変化量の平均値と第３のタイピング判定閾値との大小関係を判定する（ステップＳ５０２）。第３のタイピング判定閾値は、変化量の平均値を指標としてタッチタイピングとワンフィンガータイピングとを判別するために予め決められた閾値である。
制御回路３４０は、変化量の平均値が第３のタイピング判定閾値未満である場合には（ステップＳ５０２のＹＥＳ）、タイピング方法がタッチタイピングであることを判定する（ステップＳ５０３）。また、制御回路３４０は、変化量の平均値が第３のタイピング判定閾値以上である場合には（ステップＳ５０２のＮＯ）、タイピング方法がワンフィンガータイピングであることを判定する（ステップＳ５０４）。
上記の変化量の平均値を指標とするタイピング方法の判定は、入力装置１の起動直後から２以上の所定回数の打鍵操作が行われたところで実施される。これに限らず、入力装置１の動作中、所定回数の打鍵操作が行われる都度繰り返し行われてもよい。
（変化量の差）
タッチタイピングでは両手のすべての指を使ってタイピングが行われるので、ワンフィンガータイピングに比べ、２つのキーの操作に対して各々検出される変化量の差の平均値が大きい傾向がある。そこで、この２つのキーの操作に対して各々検出される変化量の差の平均値をタイピング方法を判別するための指標として用いることができる。
変化量の差の平均値を求める対象となる２つのキーは、タッチタイピングをする場合に異なる指でタイピングされる特定のキーペアであることが好ましい。例えば、"Ｆ"、"Ｇ"、"Ｖ"、"Ｂ"などのキーは左手の人差し指で打鍵操作され、"Ａ"、"Ｚ"、"Ｑ"などのキーは左手の小指などで打鍵操作されることが多いので、"Ｆ"、"Ｇ"、"Ｖ"、"Ｂ"と"Ａ"、"Ｚ"、"Ｑ"との一対一のすべての組み合わせが、変化量の差を求める対象の特定のキーペアとして決められる。すなわち、"Ａ"→"Ｇ"→"Ｚ"の順にキーが続けて操作された場合、"Ａ"のキーが操作されたときに検出された変化量と"Ｇ"のキーが操作されたときに検出された変化量との差と、"Ｇ"のキーが操作されたときに検出された変化量と"Ｚ"のキーが操作されたときに検出された変化量との差の平均値が求められる。
また、上記のように特定のキーペアではなく、キーボードモジュール１００におけるすべてのキー群、あるいは一部をキー群を対象に連続して打鍵される２つの異なるキーのペアでの変化量の差の平均値を求めてもよい。例えば、"Ａ"→"Ｂ"→"Ｃ"の順にキーが続けて操作された場合、"Ａ"のキーが操作されたときに検出された変化量と"Ｂ"のキーが操作されたときに検出された変化量との差と、"Ｂ"のキーが操作されたときに検出された変化量と"Ｃ"のキーが操作されたときに検出された変化量との差の平均値が求められる。
図１３は、特定のキーペアについて各々検出された変化量の差の平均値に基づくタイピング方法判定処理のフローチャートである。
入力装置１の起動直後、コントローラ３００の制御回路３４０は、キーボードモジュール１００の１以上の特定のキーペアについて、変化量の差の平均値を算出する（ステップＳ６０１）。
なお、このように特定のキーペアについての変化量の差を求める場合には、キーペアを構成する２つのキーは必ずしも連続して打鍵されたものでなくてもよい。
制御回路３４０は、算出した変化量の差の平均値と第４のタイピング判定閾値との大小関係を判定する（ステップＳ６０２）。第４のタイピング判定閾値は、変化量の差の平均値を指標としてタッチタイピングとワンフィンガータイピングとを判別するために予め決められた閾値である。
制御回路３４０は、算出した変化量の差の平均値が第４のタイピング判定閾値より大きい場合には（ステップＳ６０２のＹＥＳ）、タイピング方法がタッチタイピングであることを判定する（ステップＳ６０３）。また、制御回路３４０は、算出した変化量の差の平均値が第４のタイピング判定閾値以下である場合には（ステップＳ６０２のＮＯ）、タイピング方法がワンフィンガータイピングであることを判定する（ステップＳ６０４）。
上記の変化量の差の平均値を指標とするタイピング方法の判定は、入力装置１の起動から所定個数の変位量が得られるまで行われる。これに限らず、このタイピング方法の判定は入力装置１の動作中、所定個数の変位量が得られる都度繰り返し行われてもよい。
（キーボード手前のパームレストへの接触）
図１７に示すように、タッチタイピングでは、ユーザの両腕の手首Ｇをキーボードモジュール１００の手前のパームレスト１１０で支えた状態で行われることが普通である。そこで、この１００の手前のパームレスト１１０へのユーザの接触の有無を、タイピング方法を判別するための指標として用いることができる。
パームレスト１１０へのユーザの接触の有無を検出する方法としては、パームレスト１１０の、ユーザの両腕の手首Ｇが当たる領域１２０に静電容量センサーや抵抗膜方式タッチセンサーなど、圧力を検出可能なセンサー素子（図示せず）を配置する方法などが挙げられる。
図１８は、キーボード手前のパームレストへのユーザの接触の有無の検出結果に基づくタイピング方法判定処理のフローチャートである。
入力装置１の起動直後から一定時間、コントローラ３００の制御回路３４０は、キーボードモジュール１００のパームレスト１１０の領域１２０に設けられたセンサー素子の出力値を取得し、一定時間内での最大値および平均値のいずれか一方をパームレスト接触判別用の評価値として算出する（ステップＳ８０１）。
制御回路３４０は、算出したパームレスト接触判別用の評価値と第５のタイピング判定閾値との大小関係を判定する（ステップＳ８０２）。第５のタイピング判定閾値は、タイピング判別用の評価値を指標としてタッチタイピングとワンフィンガータイピングとを判別するために予め決められた閾値である。
制御回路３４０は、算出したパームレスト接触判別用の評価値が第５のタイピング判定閾値より大きい場合には（ステップＳ８０２のＹＥＳ）、タイピング方法がタッチタイピングであることを判定する（ステップＳ８０３）。また、制御回路３４０は、算出したパームレスト接触判別用の評価値が第５のタイピング判定閾値以下である場合には（ステップＳ８０２のＮＯ）、タイピング方法がワンフィンガータイピングであることを判定する（ステップＳ８０４）。
上記のキーボード手前のパームレストへのユーザの接触の有無を指標とするタイピング方法の判定は、入力装置１の動作中、継続して、あるいは周期的に繰り返し行われてもよい。
（複数の指標に基づく総合的なタイピング方法の判別）
以上、５種類の指標を個別に用いたタイピング方法の判定処理について説明したが、５種類の指標各々に基づくタイピング方法の判定結果を総合的に評価して最終的な判定結果を生成するようにしてもよい。あるいは５種類の指標のうち２種類以上の指標に基づくタイピング方法の判定結果を総合的に評価して最終的な判定結果を生成するようにしてもよい。
総合的にタイピング方法を判定する方法には例えば以下がある。
１．各々の指標に基づくタイピング方法の判定結果に対するポイントを決めておき、タッチタイピング方法の判定結果に対するポイントの合計値とノンフィンガータイピング方法の判定結果に対するポイントの合計値とで高い方の結果を最終結果とする。
２．奇数個の種類の指標に基づくタイピング方法の判定の結果、より数多くの指標に基づくタイピング方法の判定結果を最終結果とする。
３．指標毎の判定結果をタイピング方法の種類（２種類）とするのではなく、指標毎の算出値に対して絶対的な評価値を与える。絶対的な評価値は例えば"０"から"９９"などの所定の数値範囲内で与えられる。ここで、例えば、"０"はノンフィンガータイピングであることの確からしさを示す最大値、"９９"はタッチタイピングであることの確からしさを示す最大値を意味する。"４９"はノンフィンガータイピングであることの確からしさとタッチタイピングであることの確からしさが同等であることを意味する。各々の指標毎に、有効な算出値として採り得る最小値から最大値までの値に対して絶対的な評価値がマッピングされている。制御回路３４０は、複数の指標について各々の絶対的な評価値を求め、タッチタイピングとノンフィンガータイピングとで絶対的な評価値の合計が高い方を最終の判定結果とする。
（打鍵判定閾値の調整の他の例）
上記の打鍵判定閾値の調整では、タッチタイピングに適した第１の打鍵判定閾値とワンフィンガータイピングに適した第２の打鍵判定閾値との間だけで打鍵判定閾値を切り替えることとした。これに限らず、打鍵判定閾値を３段階以上のより高い分解能で調整するようにしてもよい。この場合、制御回路３４０は、上記の各々の指標に対して求められた値からタイピング方法の判定を行うことなくダイレクトに最適な打鍵判定閾値を判定する。
（増幅回路のゲイン調整）
打鍵操作に対する感度を調整する方法として、打鍵判定閾値の調整に代えて、あるいは打鍵判定閾値の調整と併用して、増幅回路のゲインを調整する方法がある。
図１４は、増幅回路のゲイン調整処理のフローチャートである。
コントローラ３００の制御回路３４０は、例えば、入力装置１の起動直後からユーザのタイピング方法を判定する（ステップＳ７０１）。このタイピング方法の判定には既に説明した方法を用いることができる。
本実施形態の入力装置１においては、少なくとも、タッチタイピングに適した第１のゲインと、ワンフィンガータイピングに適した第２のゲインが予め制御回路３４０のメモリに記憶されている。第１のゲインと第２のゲインとの大小関係は第１のゲイン＞第２のゲインである。制御回路３４０は、判定したタイピング方法に適したゲインを第１のゲインと第２のゲインとの間で選択する（ステップＳ７０２）。選択されたゲインは、例えば、入力装置１の動作が終了するまで有効となる。あるいは、入力装置１の動作期間、所定の周期でユーザのタイピング方法の判定とゲインの選択が繰り返されてもよい。
図１６はワンフィンガータイピング時のゲイン調整処理の例を示す図である。
この例では、はじめにゲインとしてタッチタイピングに適した第１のゲインが設定されているものとする。
この例は、タイピング方法の判定期間にワンフィンガータイピングであることが判定された場合を想定している。この場合、制御回路３４０は、増幅回路のゲインをタッチタイピングに適した第１のゲインからワンフィンガータイピングに適した第２のゲインに切り替える。第２のゲインは第１のゲインよりも低いので、変化量の値が均一な割合で引き下げられ、それまでユーザが一本の指を使って打鍵したキーのうち、ユーザが力強く確実に行った打鍵操作だけが有効な打鍵操作として判定され、キー入力が受け付けられる。例えば、図１６において、打鍵操作＃（ｎ＋１）において発生した変化量は所定の打鍵判定閾値よりも高いので、この打鍵操作＃（ｎ＋１）が有効な打鍵操作として判定される。また、打鍵操作＃（ｎ＋２）において発生した変化量は所定の打鍵判定閾値よりも低いので、この打鍵操作＃（ｎ＋２）は無効な打鍵操作として判定される。
なお、このようにゲインが、タイピング方法の判定結果に応じて調整される場合には、打鍵判定閾値は固定であってよいが、打鍵判定閾値も合せて変更されてもよい。
上記のように、本実施形態では、タッチタイピングとワンフィンガータイピングの各々のタイピング方法に適した打鍵操作に対する感度を自動的に設定することができる。これにより、タッチタイピングをするユーザおよびワンフィンガータイピングをするユーザの各々にとって操作性の良好な入力装置１を実現することができる。
＜変形例１＞
以上、静電容量素子Ｃの静電容量の変化情報として、静電容量の初期値からの変化量をもとに打鍵応答デバイス２００からの応答情報の強度、打鍵操作に対する感度を調整する方法について説明したが、変化量を指標とするのではなく、図７に示すように、変化量の立ち上がりの変化速度（ΔＣ／Δｔ）の最大値（静電容量素子Ｃの静電容量の変化情報）をもとに打鍵応答デバイス２００からの応答情報の強度、打鍵操作に対する感度を調整してもよい。
以上の実施形態では、キー領域にユーザによって加えられた圧力を検出するセンサー素子として、静電容量センサーあるいは抵抗膜方式のタッチセンサーを用いて打鍵操作を検出することとしたが、キー毎に操作圧を直接検出する圧力センサーを用いて打鍵操作を検出する場合にも本技術は応用され得る。
なお、本技術は以下のような構成もとることができる。
（１） 複数のキー領域を有し、前記キー領域毎の打鍵操作の圧力を検出可能な複数のセンサー素子を有するキーボードモジュールと、
前記キー領域毎の前記センサー素子によって検出された圧力の情報をもとに前記キーボードモジュールの前記打鍵操作に関する処理のパラメータを調整する制御回路と
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、
前記キーボードモジュールに対する前記キー領域毎の打鍵操作に対する操作感をユーザに応答情報として応答することが可能な打鍵応答デバイスをさらに具備し、
前記制御回路は、前記圧力の情報をもとに、前記打鍵応答デバイスの前記応答情報の強度を前記パラメータとして調整するように構成される
入力装置。
（３）前記（１）に記載の入力装置であって、
前記制御回路は、前記検出された圧力の情報をもとに、前記キー領域毎の打鍵操作に対する感度を前記パラメータとして調整するように構成される
入力装置。
（４）前記（１）に記載の入力装置であって、
前記制御回路は、少なくともタッチタイピングおよびワンフィンガータイピングを含む複数のタイピング方法を判定し、前記判定結果をもとに前記打鍵操作に対する感度を前記パラメータとして調整するように構成される
入力装置。
（５）前記（４）に記載の入力装置であって、
前記制御回路は、起動直後にホームポジションに対応する特定の１以上の前記キー領域の打鍵操作に対して前記圧力の情報をもとに前記タイピング方法を判定するように構成される
入力装置。
（６）前記（４）に記載の入力装置であって、
前記制御回路は、タイピング速度をもとに前記タイピング方法を判定するように構成される
入力装置。
（７）前記（４）に記載の入力装置であって、
前記制御回路は、前記圧力の情報の平均値をもとに前記タイピング方法を判定するように構成される
入力装置。
（８）前記（４）に記載の入力装置であって、
前記制御回路は、２つの前記キー領域の打鍵操作に対して各々検出された２つの前記圧力の情報の差をもとに前記タイピング方法を判定するように構成される
入力装置。
（９）前記（８）に記載の入力装置であって、
前記２つのキー領域が、前記キーボードモジュールにおいて予めペアとして決められた２つのキー領域である
入力装置。
（１０）前記（８）に記載の入力装置であって、
前記２つのキー領域が、前記キーボードモジュールにおいて連続して打鍵された２つのキー領域である
入力装置。
（１１）前記（１）ないし（１０）のいずれか１項に記載の入力装置であって、
前記センサー素子が、前記キー領域毎の打鍵操作の圧力を静電容量の変化として検出する相互容量型の静電容量センサーである
入力装置。
前記（１）ないし（１０）のいずれか１項に記載の入力装置であって、
前記センサー素子が、前記キー領域毎の打鍵操作による圧力を抵抗値の変化として検出する抵抗膜方式のタッチセンサーである
入力装置。
１…入力装置
１０…操作部材
１０ａ…キー領域
１１…基材
１２…導体層
２０…電極基板
２１…第１の配線基板
２２…第２の配線基板
３０…支持体
１００…キーボードモジュール
２００…打鍵応答デバイス
２１１…駆動電極
２２１…検出電極
３００…コントローラ
３１０…駆動回路
３２０…スイッチ回路
３３０…検出信号処理回路
３４０…制御回路

Claims (12)

  1. 複数のキー領域を有し、前記キー領域毎の打鍵操作の圧力を検出可能な複数のセンサー素子を有するキーボードモジュールと、
    前記キー領域毎の前記センサー素子によって検出された圧力の情報をもとに前記キーボードモジュールの前記打鍵操作に関する処理のパラメータを調整する制御回路と
    を具備する入力装置。
  2. 請求項１に記載の入力装置であって、
    前記キーボードモジュールに対する前記キー領域毎の打鍵操作に対する操作感をユーザに応答情報として応答することが可能な打鍵応答デバイスをさらに具備し、
    前記制御回路は、前記圧力の情報をもとに、前記打鍵応答デバイスの前記応答情報の強度を前記パラメータとして調整するように構成される
    入力装置。
  3. 請求項１に記載の入力装置であって、
    前記制御回路は、前記検出された圧力の情報をもとに、前記キー領域毎の打鍵操作に対する感度を前記パラメータとして調整するように構成される
    入力装置。
  4. 請求項１に記載の入力装置であって、
    前記制御回路は、少なくともタッチタイピングおよびワンフィンガータイピングを含む複数のタイピング方法を判定し、前記判定結果をもとに前記打鍵操作に対する感度を前記パラメータとして調整するように構成される
    入力装置。
  5. 請求項４に記載の入力装置であって、
    前記制御回路は、起動直後にホームポジションに対応する特定の１以上の前記キー領域の打鍵操作に対して前記圧力の情報をもとに前記タイピング方法を判定するように構成される
    入力装置。
  6. 請求項４に記載の入力装置であって、
    前記制御回路は、タイピング速度をもとに前記タイピング方法を判定するように構成される
    入力装置。
  7. 請求項４に記載の入力装置であって、
    前記制御回路は、前記圧力の情報の平均値をもとに前記タイピング方法を判定するように構成される
    入力装置。
  8. 請求項４に記載の入力装置であって、
    前記制御回路は、２つの前記キー領域の打鍵操作に対して各々検出された２つの前記圧力の情報の差をもとに前記タイピング方法を判定するように構成される
    入力装置。
  9. 請求項８に記載の入力装置であって、
    前記２つのキー領域が、前記キーボードモジュールにおいて予めペアとして決められた２つのキー領域である
    入力装置。
  10. 請求項８に記載の入力装置であって、
    前記２つのキー領域が、前記キーボードモジュールにおいて連続して打鍵された２つのキー領域である
    入力装置。
  11. 請求項１に記載の入力装置であって、
    前記センサー素子が、前記キー領域毎の打鍵操作の圧力を静電容量の変化として検出する相互容量型の静電容量センサーである
    入力装置。
  12. 請求項１に記載の入力装置であって、
    前記センサー素子が、前記キー領域毎の打鍵操作による圧力を抵抗値の変化として検出する抵抗膜方式のタッチセンサーである
    入力装置。
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