JP5382354B2 - 電子機器用の入力装置、入力制御方法、及び電子機器。 - Google Patents

Description

本発明は、電子機器のための入力装置、その入力装置の入力制御方法、及びその入力装置を用いた電子機器に関し、特に、平坦な入力操作面を備えた入力装置及びその入力制御方法に関する。

従来、ＬＣＤ（液晶表示装置）やＣＲＴ等の表示装置を備えた電子機器のための入力装置として、その表示装置の画面上に配置され、画面に表示される文字、数字及びその他の記号（図形、像等からなるアイコンと称される絵記号等を含む。複数の記号で１つの記号をなすものも含む。）を、その表面側から透かして見ながら所望の文字、数字及びその他の記号（以下、記号と総称する。）の位置を指等でタッチし、その記号位置に応じた情報を生成して出力する装置（以下、このような入力装置をタッチパネルともいう）が広く普及している（例えば、特許文献１参照）。
例えば、銀行等の現金自動預け払い機やカーナビゲータ等の電子機器においては、タッチパネル式ディスプレーが以前から普及しており、また携帯情報端末、電子辞書等の小型の電子機器でも盛んに使われるようになっている。

一方、タッチパネルを用いて、必ずしもＬＣＤやＣＲＴ等の表示装置が併設されていない入力装置を実現する提案も種々なされており、例えば、本出願人は、先に、表示装置としての機能が要求されないキーボード装置であって、かつ、タッチパネル式ディスプレーと同様に、最上面に位置する入力操作面が平坦面とされたキーボード装置を提案している（特許文献２参照）。

特開２００５−３１７０４１号公報 特願２００９−２５３９３８号明細書

さて、特許文献２記載のキーボード装置のような入力装置は、最上面に位置する入力操作面が平坦面とされたことから、清掃がし易くなって汚れが固着し難くなり、見栄えが向上する上に、清潔な状態を保つことができ、機能性と美観とを高度に兼ね備えたものである。そして、平坦な入力操作面を実現するにあたり、静電容量方式のタッチパネルが採用されていることで、透光性に優れたタッチパネルを簡単に構成することができ、かつ、高感度の入力検知が可能となっている。
ところが、その感度の高さが、従来の複数のキースイッチを備える形式の入力装置には無い、特有の課題を抱える一因ともなっている。すなわち、このような入力装置では、ユーザーが意図的に入力操作を実行する場合以外にも、ユーザーの指等がタッチパネルに近接または接触しさえすれば、それが入力操作として誤認されるおそれがある。

このことは、特に、パーソナルコンピュータ用キーボード装置等の、比較的広い入力操作面上に多数の記号位置が分布配置された入力装置の場合に問題となる。パーソナルコンピュータ用キーボード装置では、（例えば親指等の）特定の１本の指で操作されることが多い携帯型電子機器等の入力装置とは異なり、入力操作面上に、その時点の入力操作には直接用いられていない指等が存在することがむしろ常態であり、さらに、人間工学的には、入力操作を実行していない間でも、通常、指を入力操作面上に軽く触れさせた状態がデフォルト状態であるからである。静電容量方式タッチパネルでは、例えばこのようなデフォルト状態と、ユーザーが意図的に入力を行なった状態とを適切に判別することが困難な場合がある。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、平坦な入力操作面を備える、電子機器用の入力装置において、誤入力のおそれを無くし、その操作性を向上させることにある。

（発明の態様）
以下の発明の態様は、本発明の構成を例示するものであり、本発明の多様な構成の理解を容易にするために、項別けして説明するものである。各項は、本発明の技術的範囲を限定するものではなく、発明を実施するための最良の形態を参酌しつつ、各項の構成要素の一部を置換し、削除し、または、更に他の構成要素を付加したものについても、本願発明の技術的範囲に含まれ得るものである。

ここで、以下の記載において、「真」の入力操作とは、入力装置のユーザーが意図的に実行した入力操作のことをいい、「偽」の入力操作とは、ユーザーが入力操作面上の特定の位置に対して「真」の入力操作を実行していないにも関わらず、タッチパネルから入力制御部に上記特定の位置の座標情報が入力された場合に、その座標情報に対応する入力操作をいう。
尚、「偽」の入力操作が発生する主な要因としては、ユーザーの指等がユーザーの入力意図とは関わりなくタッチパネルに近接または接触し、その近接または接触がタッチパネルによって検知されること等が考えられるが、本発明は、「偽」の入力操作の発生要因によって限定されるものではない。
また、以下の記載において、「上」、「下」の方向は、本発明に係る入力装置を平置きして、入力操作面が水平に位置する状態での、上下方向を意味する。

（１）電子機器用の入力装置であって、平坦な入力操作面、及び該入力操作面に対する入力操作の発生位置を検知する静電容量方式のタッチパネルを備える操作部と、前記操作部に加わる荷重を検知する荷重センサと、前記タッチパネルからの前記入力操作の発生位置の座標情報、及び、前記荷重センサからの荷重情報が入力され、前記座標情報に対応する出力情報を生成して前記電子機器に対して出力する入力制御部とを備えており、前記入力制御部は、前記荷重情報の時間変動パターンが所定の基準を満たすか否かに少なくとも部分的に基づいて前記入力操作の真偽を判別し、前記入力操作が真と判別された場合にのみ、前記出力情報を前記電子機器に対して出力し、前記所定の基準には、前記荷重情報の時間変動パターンに第１閾値を越える時点が存在すること、及び、前記第１閾値を超えた時点から第２閾値を下回る時点までの時間が所定の基準時間以下であることが含まれることを特徴とする入力装置（請求項１）。

本項に記載の入力装置によれば、タッチパネルによって検知される入力操作のうち、ユーザーが意図的に実行した真の入力操作と、ユーザーの入力意図とは関わりなく検知された偽入力操作とを、荷重情報（操作部に加わる荷重の応答として、荷重センサによって検出される荷重値）の時間変動パターン（荷重応答曲線ともいう）の相違に基づいて判別することが可能となり、静電容量方式のタッチパネルの高感度の入力検知を活用しつつ、偽入力操作を効果的に排除することができる。これによって、電子機器に対する誤入力のおそれを解消し、入力装置の操作性を改善することが可能となる。

尚、本項に記載の入力装置において、第１の閾値は、真の入力操作の場合に想定される荷重応答曲線のピーク値に近い値とし、第２の閾値は、第１の閾値よりも小さい値とすることが好ましい。これによって、鋭いピークを有する（すなわち、十分に大きなピーク値を有し、かつ、十分に急峻な立下りを有する）荷重応答曲線を確実に判別することができる。一般的に、例えばデフォルト状態のような偽入力操作における荷重応答曲線には、このような鋭いピークは現れないと考えられるため、これによって、偽入力操作を確実に排除することができる。
また、第１の閾値、第２閾値、及び基準時間の具体的な設定値は、入力装置の仕様等に応じて、適切に設定されるものである。

（２）上記（１）項の入力装置において、前記荷重センサは、前記操作部に加わる荷重を少なくとも三点で検知し、前記入力制御部は、前記少なくとも三点からの荷重情報に基づいて、前記入力操作面内の、前記操作部に加わる荷重の荷重中心が含まれる荷重エリアを特定し、前記タッチパネルから入力される座標情報によって示される位置が前記荷重エリアに含まれるか否かに少なくとも部分的に基づいて、前記入力操作の真偽を判別することを特徴とする入力装置（請求項２）。

本項に記載の入力装置は、荷重センサにより荷重が検知される少なくとも三点の位置と、各点の荷重情報（検出荷重値）とから、操作部に加わる荷重が、入力操作面内のどの位置を荷重中心とするものかを、少なくとも概略的なエリア毎に特定することができる。ここで、操作部に加わる荷重が集中荷重である場合、荷重中心は、その集中荷重の作用点であり、真の入力操作の場合には、荷重中心の位置が、入力操作におけるユーザーの指等の接触位置に略一致するものと考えられる。したがって、入力操作の真偽を判別する際に、タッチパネルから入力される座標情報によって示される位置が、上記特定された荷重エリアに含まれるか否かについても考慮することによって、偽入力操作を、さらに確実かつ効果的に排除することができる。

尚、入力操作の真偽を判別する際に、荷重情報の時間変動パターンと、座標情報と荷重エリアとの整合性とをどのように組み合わせて用いるかは、入力装置の仕様等に応じて適宜設定することができる。例えば、タッチパネルから入力される座標情報によって示される位置が特定された荷重エリアに含まれない場合には、入力操作を偽と判別し、この判別によって偽と判別されなかった入力操作について、荷重情報の時間変動パターンに基づいて、さらに真偽を判別するものであってもよい。
また、操作部にかかる荷重の荷重中心を含む荷重エリアを特定する上で、少なくとも三点で荷重を測定する必要があるが、測定点の数については、入力操作面の広さ等を考慮して適宜選択されるものであり、四点以上の測定点を有するものであってもよい。

（３）上記（１）または（２）項の入力装置において、前記操作部とは別体の下ケースと、前記操作部及び前記下ケースを、少なくとも三点で連結するフローティング機構とを備えており、前記フローティング機構は、前記操作部と前記下ケースとに上下方向の間隙を確保した状態で両者を連結する板ばね部材と、前記荷重センサを構成するための、前記板ばね部材に固定されるストレインゲージを含むことを特徴とする入力装置（請求項３）。

本項に記載の入力装置は、操作部が、下ケースに対してフローティング機構により三点以上でフローティング支持されることで、下ケースに対して所定の自由度をもちつつ（すなわち変位が許容された状態で）、下ケースによって安定保持される。そして、下ケースに対する操作部の変位が許容されていることで、操作部に加わる荷重が、下ケースに対する操作部の変位と共に荷重センサへと伝えられ、操作部に加わる荷重の検知が可能となる。尚、下ケースに対する操作部の姿勢を安定保持する上で、フローティング機構により、少なくとも三点で両者を連結する必要があるが、連結点数については、入力装置の大きさ等を考慮して、適宜選択されるものである。
そして、板バネ部材に固定されるストレインゲージを含む荷重センサによって、下ケースに対しフローティング支持される操作部に加わる荷重を、板バネ部材の変形により検知するものである。なお、板ばね部材は、ストレインゲージが固定可能であって、かつ、その変形をストレインゲージに伝えることが可能な部材であれば、他の弾性部材であっても良い。

（４）上記（１）〜（３）のいずれか１項の入力装置において、パーソナルコンピュータ用キーボード装置であることを特徴とする入力装置（請求項４）。

パーソナルコンピュータ用キーボード装置のような、入力操作面の比較的広い入力装置に対して本発明に係る入力装置を適用することによって、ユーザーの入力意図とは関わりなく、または、入力操作のための準備等により、ユーザーの指等がタッチパネルに近接または接触している場合でも、そのような近接または接触による偽の入力操作を、真の入力操作と区別することができ、ユーザーの入力意図とは関わりのない情報が、パーソナルコンピュータに対して出力されることを防止することができる。ひいては、静電容量方式のタッチパネルを用い、かつ、平坦な入力操作面を備えたキーボード装置において、所定のストロークと押下反力を有するキースイッチを用いて構成される通常のキーボード装置と同等の確実な入力が可能となる。

さらに、本発明に係る入力装置は、例えば、ＡＶ機器のリモコン等の電子機器用コントローラ、または、卓上電子計算機のような電子機器の入力部分を構成するものであってもよい。

（５）そして、本発明は、上記（１）〜（４）のいずれか１項の入力装置を用いたことを特徴とする電子機器（請求項５）も提供するものである。

（６）また、本発明は、その一態様において、平坦な入力操作面及び静電容量方式のタッチパネルを備える操作部と、該操作部に加わる荷重を検知する荷重センサとを備えた、電子機器用の入力装置の入力制御方法であって、前記静電容量方式のタッチパネルにより、前記入力操作面に対する入力操作の発生位置を検知するステップと、前記荷重センサにより、前記操作部に加わる荷重を検知するステップと、前記荷重センサからの荷重情報の時間変動パターンが所定の基準を満たすか否かに少なくとも部分的に基づいて、前記入力操作の真偽を判別するステップと、前記入力操作が真と判別された場合にのみ、前記タッチパネルからの座標情報に基づいて、前記電子機器に対して出力するための、前記座標情報に対応する情報を生成するステップと、を含み、
前記所定の基準には、前記荷重情報の時間変動パターンに第１閾値を越える時点が存在すること、及び、前記第１閾値を超えた時点から第２閾値を下回る時点までの時間が所定の基準時間以内であることが含まれることを特徴とする入力制御方法（請求項６）を提供するものであり、これによって、上記（１）項の入力装置と同様の作用効果を奏する。

（７）さらに、上記（６）項の入力制御方法において、前記操作部に加わる荷重を検知するステップは、該荷重を少なくとも三点で検知することを含み、前記入力操作の真偽を判別するステップは、前記少なくとも三点の荷重情報に基づいて、前記入力操作面内の、前記操作部に加わる荷重の荷重中心が含まれる荷重エリアを特定するとともに、前記タッチパネルから入力される座標情報によって示される位置が前記荷重エリアに含まれるか否かに少なくとも部分的に基づいて、前記入力操作の真偽を判別することを含む、ことを特徴とする入力制御方法（請求項７）も提供するものであり、これによって、上記（２）項の入力装置と同様の作用効果を奏する。

本発明はこのように構成したので、平坦な入力操作面を備える、電子機器用の入力装置において、誤入力のおそれを無くし、操作性を向上させることが可能となる。

本発明の一実施形態に係る入力装置の要部を示す機能ブロック図である。 本発明の一実施形態に係る入力装置の一部を模式的に示す上面図である。 本発明の一実施形態に係る入力装置において、真の入力操作に対応する荷重情報の時間変動パターンの一例を示す図である。 本発明の一実施形態に係る入力装置の入力制御方法において、荷重情報の時間変動パターンに基づく部分を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る入力装置の入力制御方法において、荷重エリアの判別に基づく部分を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る入力装置の構成を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は右側面図である。 図６に示す入力装置の構成要素を模式的に示した分解図である。 図６に示す入力装置の、フローティング機構を模式的に示した斜視図である。 図６に示す入力装置の、タッチパネルの静電遮断手段を示す平面図である。

以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。図１に示すように、本実施形態における入力装置は、パーソナルコンピュータ２８用のキーボード装置を構成するものであり、静電容量パネル２と、荷重センサ２２と、入力制御部１２とを含み、入力制御部１２は、キーコード変換部１２Ａと、荷重応答監視部１２Ｂとを含んでいる。

静電容量パネル２は、透光性の静電容量方式タッチパネルであり、入力装置の操作部の構成要素をなす。この操作部は、図６〜図８を参照して後述するように、静電容量パネル２の上面側に設けられる平坦な入力操作面を含み、ユーザーは、各キーに対応する入力操作面上の特定の位置を指等により触れることにより、入力操作を実行する。この際、静電容量パネル２は、入力操作によって生じる静電容量の変化に基づいて入力操作の発生位置を検知し、その座標情報は、入力制御部１２のキーコード変換部１２Ａに入力される。

尚、本発明は、静電容量パネル２における位置検知方式の具体的態様に限定されるものではなく、入力操作によって生じる静電容量の変化に基づいて入力操作の発生位置を検知し、その座標情報をキーコード変換部１２Ａに出力可能である限り、任意の適切な静電容量方式タッチパネルを使用することができる。さらに、入力制御部１２は、静電容量パネル２の態様に応じた適切な静電容量パネル駆動部（図示は省略する）を含むものであり、このためのハードウェア及び、必要な場合、ソフトウェアは、周知技術を適用して構成することができる。

本実施形態において、荷重センサ２２は、図２に模式的に示すように、静電容量パネル２の下側の、四隅に相当する位置にそれぞれ設けられており、この四点で荷重を検知するものである。そして、操作部に加わる荷重の応答として、各荷重センサ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄが検知したそれぞれの荷重値が、荷重情報として入力制御部１２の荷重応答監視部１２Ｂに入力される。この荷重値は、入力装置の作動の間（または、少なくとも静電容量パネル２で入力操作が検知されている間）、連続的または断続的に入力されており、荷重応答監視部１２Ｂは、各荷重センサ２２Ａ〜２２Ｄ毎の荷重値Ｆ_Ａ〜Ｆ_Ｄ及びその時間変動パターン（荷重応答曲線）を監視するものである。

本実施形態において、入力制御部１２は、マイクロコンピュータ、そのソフトウェアや各種データを記憶するＲＯＭ、作業用に用いられるＲＡＭ、及び必要な周辺回路等により、一般的なマイクロコンピュータシステムとして構成されている。そして、キーコード変換部１２Ａ及び荷重応答監視部１２Ｂの少なくとも主要部分は、マイクロコンピュータのソフトウェアルーチンとして実装されており、必要な場合、入出力インタフェース用回路等のハードウェアを含むものである。但し、本発明に係る入力制御部１２は、その実装態様によって限定されるものでなく、後述する入力制御動作を実行する限り、任意の適切なハードウェアまたはソフトウェア、またはそれらの組合せによって構成されるものであってもよい。

次に、図１の機能ブロック図を参照して、本実施形態における入力装置における基本的な入力制御動作について説明する。上述したように、荷重応答監視部１２Ｂは、荷重センサ２２から得られる荷重応答曲線を監視しており、その曲線の形状が、ユーザーが意図的に実行した真の入力操作を判別するための所定の基準を満たした場合、キーコード変換部１２Ａに打鍵有効信号を送出する。そして、キーコード変換部１２Ａは、荷重応答監視部１２Ｂから打鍵有効信号を受け取った場合にのみ、静電容量パネル２から入力された座標情報に対応するキーに対して定義されるキーコード（出力情報）を生成して、パーソナルコンピュータ２８に出力するものである。

ここで、図３及び図４を参照して、荷重応答曲線に基づいた入力操作の真偽の判別について説明する。本実施形態では、図３に示すように、荷重応答曲線の荷重値に対して、第１閾値Ａと第２閾値Ｂの二つの閾値が設けられおり、第１閾値Ａは、ピーク値Ｃの近傍に設定され、第２閾値Ｂは、第１閾値Ａよりも小さい値に設定されている（荷重値が第１閾値Ａを超えた時点から、第２閾値Ｂを下回る時点までの時間を打鍵巾Ｗという）。そして、本実施形態において、入力操作は、その荷重応答曲線に第１閾値Ａを越える時点が存在し、かつ、その時点から計測された打鍵巾Ｗが所定の基準時間以内である場合に、真の入力操作と判別されるものである。

この入力制御動作の好適な例を説明すれば、次の通りである。荷重応答監視部１２Ｂは、図４に示すように、荷重値が第１閾値Ａを越えるかどうか監視し（Ｓ２００）、第１閾値Ａを越えたならば（Ｙｅｓ）、その時点から打鍵巾Ｗの計測を開始し（Ｓ２１０）、荷重値が第１閾値を超えない（Ｎｏ）間は、この監視を続行する。そして、打鍵巾Ｗの計測の間、荷重応答監視部１２Ｂは、荷重値が第２閾値Ｂを下回るかどうか監視し、第２閾値Ｂを下回ったならば、その時点で打鍵巾Ｗの計測を終了し（Ｓ２２０）、次のステップ２３０に移行する（Ｙｅｓ）。荷重値が第２閾値Ｂを下回らない（Ｎｏ）間は、この計測及び監視を続行する。そして、荷重応答監視部１２Ｂは、ステップＳ２３０において、計測された打鍵巾Ｗが所定の真打鍵巾（所定の基準時間）以下であるか否かを判別し、真打鍵巾以下であった場合（Ｙｅｓ）、入力操作を真として、次のステップＳ２４０に移行する。打鍵巾が真打鍵巾を越えていた場合（Ｎｏ）には、ステップＳ２００に戻り、監視を続行する。そして、荷重応答監視部１２Ｂは、ステップ２４０において、打鍵を有効として、キーコード変換部１２Ａに打鍵有効信号を送出する。
これによって、静電容量方式のタッチパネルの高感度の入力検知を活用しつつ、偽入力操作を効果的に排除することができ、パーソナルコンピュータ２８に対する誤入力のおそれを解消し、入力装置の操作性を改善することが可能となる。

尚、本実施形態において、第１閾値Ａ、第２閾値Ｂの具体的な値は、入力装置の仕様等に応じて、または、実験等を通じて適切に設定可能である。また、真打鍵巾は、通常は５msec程度が適当ではあるものの、同様に、入力装置の仕様等に応じて、または、実験等を通じて、適切に設定されるものである。
また、図３に示すように、真の入力操作に対応する荷重応答曲線は、初期的にピーク値Ｃを有する比較的急峻なピークが現れ、その曲線の立下り後、再び緩やかに上昇する曲線が現れる場合が多く、その境目における荷重値（バレー値）Ｄを、第２閾値Ｂとして用いるものであってもよい。

また、図１、図３、図４を参照して上述した入力制御動作は、本発明に係る入力装置において、少なくとも１つの荷重センサ２２を備えていれば実施可能ではあるが、本実施形態における荷重センサ２２は、図２に示すように、４点で荷重を検知する個別の荷重センサ２２Ａ〜２２Ｄを含み、荷重応答監視部１２Ｂには、それぞれの荷重値Ｆ_Ａ〜Ｆ_Ｄが入力されているため、入力操作の真偽を判別するために、複数の荷重値Ｆ_Ａ〜Ｆ_Ｄの荷重応答曲線を個別にまたは組み合わせて使用することができる。この場合、図３に示す荷重応答曲線は、複数の荷重値Ｆ_Ａ〜Ｆ_Ｄの使用方法に応じて、例えば、選択された１つの荷重曲線、または、平均等の操作により複数の荷重曲線を組み合わせた後の荷重曲線等のように、操作部に加わる荷重を代表する、典型的な荷重曲線を示すものである。

さらに、本実施形態における入力装置では、各荷重センサ２２Ａ〜２２Ｄで検知される荷重値Ｆ_Ａ〜Ｆ_Ｄを用いて、操作部に加わる荷重の荷重中心の位置が含まれる荷重エリアを特定することができる。本発明は、荷重エリアの特定（または算出）の方法によって限定されるものではないが、例えば、簡便に概略的な荷重エリアを特定するための方法として、２つの荷重センサで検知される荷重値を比較した場合、荷重中心の位置に近い側の荷重センサの方が、遠い側の荷重センサよりも大きい荷重値を検知することを利用することができる。具体的には、本実施形態のように、入力操作面の四隅に各荷重センサ２２Ａ〜２２Ｄを配置した場合、入力操作面を各辺の垂直二等分線で区切る四つの荷重エリア（Ａ）〜（Ｄ）について、荷重中心の位置が、少なくともこれらのエリア（Ａ）〜（Ｄ）のうちのいずれに含まれるかを判別することができ、例えば、図２において、Ｆ_Ａ＞Ｆ_Ｂ、かつ、Ｆ_Ａ＞Ｆ_Ｄが成立していれば、荷重中心の位置は、荷重エリア（Ａ）に含まれることが分かる。
尚、荷重エリアを特定するために使用する荷重値としては、各荷重値Ｆ_Ａ〜Ｆ_Ｄの荷重応答曲線における、所定の時点の荷重値を用いるものであっても、所定の時間幅にわたる平均値等を用いるものであってもよい。

そして、ユーザーが意図的に実行する真の入力操作の場合には、この荷重中心の位置が、入力操作におけるユーザーの指等の接触位置に略一致するものと考えられるため、静電パネル２から入力制御部１２に入力される座標情報によって示される位置が、各荷重センサ２２Ａ〜２２Ｄからの荷重値Ｆ_Ａ〜Ｆ_Ｄによって特定される荷重エリアに含まれるか否かを、入力操作の真偽を判別するための基準の１つとして用いることができる。

すなわち、本実施形態における入力装置の入力制御部１２による入力制御動作は、図５にその好ましい一例を示すように、まず、各荷重センサ２２Ａ〜２２Ｄの荷重応答曲線を監視する間に、各荷重値Ｆ_Ａ〜Ｆ_Ｄに基づいて荷重エリアを特定し（Ｓ１００）、次いで、静電パネル２からの座標情報に対応するキーを特定し（Ｓ１１０）、次いで、ステップＳ１１０において特定されたキーが、ステップＳ１００において特定された荷重エリアに含まれるか否かを判別し、含まれていると判別された場合（Ｙｅｓ）には、次の通常動作のステップＳ１３０に移行し（Ｓ１２０）、次いで、図１、図３、図４を参照して上述した基本的な入力動作を実施する（Ｓ１３０）。また、ステップＳ１２０において、座標情報に対応するキーが上記荷重エリアに含まれないと判別された場合（Ｎｏ）には、通常動作を実施することなく、ステップＳ１００に戻る。
これによって、偽入力操作を、さらに確実かつ効果的に排除することができ、ひいては、静電容量方式のタッチパネルを用い、かつ、平坦な入力操作面を備えたキーボード装置において、所定のストロークと押下反力を有するキースイッチを用いて構成される通常のキーボード装置と同等の確実な入力が可能となる。

尚、本発明は、入力制御部１２における入力制御動作の実装態様に限定されるものではないが、図１に示す機能ブロックに即して言えば、例えば、座標情報に対応するキーの特定（Ｓ１１０）をキーコード変換部１２Ａで実行し、荷重エリアの特定（Ｓ１００）を荷重応答監視部１２Ｂで実行し、そして、特定のキーが荷重エリアに含まれるか否の判別（Ｓ１２０）は、荷重応答監視部１２Ｂが、例えば、キーコード変換部１２Ｂから特定されたキーの情報を受け取って実行するものであってもよい。
また、ステップＳ１２０における判別は、キーを特定することなく、直接座標情報に基づいて実行するものであってもよい。

次に、本発明の一実施形態に係る入力装置の好ましい構成例について、図６〜図９を参照して詳述する。図６に示す入力装置は、パーソナルコンピュータ用キーボード装置であり、平面視が横長の長方形で縦断面がほぼ逆台形の浅い角皿状の下ケース１を備える。下ケース１は、合成樹脂成型、例えばＡＢＳ樹脂成型によって作製され、底面に脚部１ａを備える。この下ケース１内には、後述するタッチによって情報、具体的には記号の入力操作を行なうキーボード装置の主要部が収納されている。
具体的には、このキーボード装置は、図７に示すように、下ケース１とキーボード操作部１０とが別体に形成され、かつ、両者がフローティング機構１４によって連結されることで、図６に示される外観を呈するものである。

キーボード操作部（操作部）１０には、透光性の静電容量パネル２と、任意の記号３ａ（図６参照）が印刷された記号印刷フィルム３と、この記号印刷フィルム３を照明する面発光層であるバックライトデバイス４との積層体５が収納されている。この場合、タッチパネル２は記号印刷フィルム３の上面側、図示例では上面に配置され、バックライトデバイス４は記号印刷フィルム３の下面側、図示例では下面に配置されている。また、本実施形態に係るキーボード装置においては、装置最上面に位置する入力操作面６は凹凸のない平坦面とされている。

さらに、静電容量パネル２の上面側、本実施形態では静電容量パネル２上面には、透光性を有するカバーパネル７が積層配置されている。
このカバーパネル７は、トレー１６と共にキーボード操作部１０の外殻を形成するものであり、完成状態で装置最上部に位置する。つまり、カバーパネル７の上面は入力操作面６をなすもので、凹凸のない平坦面とされている。なお、トレー１６は、下ケース１同様に、合成樹脂成型、例えばＡＢＳ樹脂成型によって作製され、後述するキーボード操作部１０内部の積層構造物を収容可能な深さで、かつ、下ケース１と重なることで、図６に示されるようなパソコン用キーボード装置の形態を奏するものであれば良い。また、カバーパネル７とトレー１６とは、接着、嵌合等、適切な方法によって固定される。

カバーパネル７は、ハーフミラー若しくはスモークパネル、または透光性のプレートやシート等（透光性パネルと総称する）とハーフミラーとを積層してなる。本実施形態では、図７に示されるように、透光性パネル８とハーフミラー９とを積層してなり、ハーフミラー９を静電容量パネル２側に向けて配置した。
本実施形態において、透光性パネル８は透明アクリル板または透明ポリカーボネート板からなる。またハーフミラー９は、例えば膜状やフィルム状のハーフミラーからなり、透光性パネル８に被着してカバーパネル７を構成する。

ハーフミラー９をタッチパネル２側に向けて配置、つまり透光性パネル８を装置上面側に向けて配置するのは次の理由による。
すなわち、透光性パネル８を装置上面側に向けて配置した場合、装置最上面、つまり入力操作面６は透光性パネル８の上面となる。そして、透光性パネル８を形成するアクリル板やポリカーボネート板は、いずれも耐久性、耐衝撃性、絶縁性等に優れ、その下面側に配置されたキーボード装置構成部材、つまりハーフミラー９、タッチパネル２、記号印刷フィルム３及びバックライトデバイス４等を、特に入力操作面６近くに位置するハーフミラー９及びタッチパネル２を機械的、電気的に保護できるからである。
また、アクリル板やポリカーボネート板は、上記の耐久性、耐衝撃性、絶縁性等の他、透光性にも優れ、その下面側のハーフミラー９及びタッチパネル２を通した、記号印刷フィルム３上の印刷記号３ａの視認性に優れ、また凹凸のない平坦面が容易に得られる。更に、表面に付着した塵埃や人体油脂分等の汚れを容易に除去できる材質であって、キーボード装置最上面の入力操作面６を形成する透光性パネル８（カバーパネル７の上面形成部材）として最適となるからである。

上記のようにカバーパネル７及びタッチパネル２は透光性を有するので、装置最上面（入力操作面６）において静電容量パネル２下面の記号印刷フィルム３に印刷された記号３ａを透視可能である。カバーパネル７が透光性パネル８とハーフミラー９とで構成されている場合は、バックライトデバイス４の点灯時には記号印刷フィルム３に印刷された記号３ａを、装置最上面をなす入力操作面６から明瞭に透視できる。なお、バックライトデバイス４の消灯時には入力操作面６をなす装置最上面は鏡面状態になり、鏡としての効果が発揮される。

静電容量パネル２は、記号印刷フィルム３に印刷された記号群１１を、その表面側から透かして見ながら所望の記号３ａの位置を指等でタッチし、その記号３ａの位置に応じた情報（記号情報）を生成して出力するための装置である。このタッチパネル２は、後述するタッチパネル駆動回路と協働してキーボード装置としての機能（タッチにより指示された記号３ａに応じた情報を出力する機能）を実現する。
尚、静電容量パネル２は、例えば抵抗膜方式のタッチパネルに比べて、透光性に優れたタッチパネルを簡単に構成できるという利点を有する。

さらに、本実施形態において、ハーフミラー９は誘電体多層膜によるハーフミラー（誘電体ハーフミラー）からなる。これは、静電容量パネル２において、膜状ハーフミラーの使用を可能にするためである。また、誘電体ハーフミラー９によれば、本実施形態に係るキーボード装置を記号入力装置として動作させず（静電容量パネル２を非動作状態として）、バックライトデバイス４のみを動作状態とした場合に、入力操作面６をなす装置最上面にて誘電体多層膜の特性に応じて色づけされた鏡面が得られるからである。

記号印刷フィルム３とは、透光性の基材フィルムの面に予め決められた多数の記号３ａ（記号群１１）を予め決められた位置にポジ状態（陽画）またはネガ状態（陰画）にて印刷されたフィルム、つまりポジ記号印刷フィルムまたはネガ記号印刷フィルムを指す。
本実施形態では、記号３ａ部分には光が透過して記号３ａのみが高輝度で現われるパターンで印刷を行い、例えば記号３ａの輪郭のみの印刷を行い、地（背景）の部分には黒色等の暗色にて一様な印刷を行なうネガ記号印刷フィルムを記号印刷フィルム３として用いている。これは、記号３ａ（記号群１１）及び、ネガ記号印刷上、記号印刷フィルム面に表われる記号群１１の印刷領域の外枠部分のみが浮かび上がり、視認性や見栄えがよくなることが主な理由である。

記号３ａの印刷方法としてはシルク印刷法が好適である。静電容量パネル２の誤動作を防止するため、金属性物質が含まれていないインクを用いて記号３ａの印刷を行なう。
記号印刷フィルム３への印刷は、基材フィルムの表面（静電容量パネル２側）若しくは裏面（バックライトデバイス４側）、または表，裏両面のいずれに行なってもよいが、表面に行なったほうが入力操作面６から文字が浮かび上がって見える効果をより高めることができる。また、表，裏いずれか一方の面に行なったほうが低コスト化が図れる。
なお記号とは、文字、数字及びその他の記号を指すことは既に述べたが、パソコン用キーボード装置においては、英数字、ファンクションキー記号、その他の特殊記号等、所定のキー配列に係る各種の記号を指す。この記号は、予め定められたキー配列に従って配列されている。

バックライトデバイス４としては、本実施形態ではＬＥＤと導光板からなるサイドライト方式のバックライトデバイスが用いられている。この場合、記号位置の明るさを確保し、かつＬＥＤの数を減らせるように、実際に照明する記号３ａに対応する位置のみで発光するように、バックライトデバイス４の導光板形状（パターン）が形成されている。ＬＥＤと導光板からなるサイドライト方式のバックライトデバイスに代えて、無機ＥＬ発光素子からなるバックライトデバイスを使用してもよく、これによればキーボード装置をより薄型にすることができる。

さらに、本実施形態では、バックライトデバイス４の下面を覆うように、反射板１８が設けられている。反射板１８は、白色樹脂、銀メッキ版などの反射性材料からなり、バックライトデバイス４の下面から外部に放出する光を反射してバックライトデバイス４の内部に再入光させるものである。したがって、反射板１８を独立して設けることなく、トレー１６の底面に上記反射機能を持たせることとしても良い。
さらに、トレー１６の下面には、キーボード装置の入力制御動作を実施する入力制御部１２が、回路基板として配置されている。入力制御部１２には、静電容量パネル駆動回路、バックライトデバイス点消灯回路等の他の必要な回路も含まれている。トレー１６に対するこの回路基板の固定は、タッピンねじ等適切な固定手段を用いて行われる。

また、タッチパネル２とハーフミラー９との間には、図９に示されるタッチパネルの静電遮断手段２６が設けられている。この静電防止手段２６は、例えば、キー配列領域２６Ａと、静電遮断領域２６Ｂとに区分けした静電遮蔽シートをタッチパネル２の上面に配置したものである。そして、特に、ユーザーがパソコン用キーボード装置を操作する際に、手前側に位置する範囲の静電遮断領域２６Ｂの幅が、広くなるように構成される。なお、静電遮断領域２６Ｂは手前側に配置されることが必須であり、その他のエリアについては、適宜設けることとする。図６には、上記２つの領域の境界線２６Ｃが点線で示されている。
また、静電防止手段２６は、透明な樹脂シートに、静電遮断素材を塗布したものであっても良く、タッチパネル２またはハーフミラー９に静電遮蔽素材を直接塗布しても良い。

ここで、図８を参照して、フローティング機構１４周辺部の具体的な構造例を説明する。図８に示されるように、フローティング機構１４は、ステンレス等の弾性変形可能な金属材料で構成された板ばね部材２０を備えており、キーボード操作部１０は、この板ばね部材２０が、その一端部を下ケース１に、他端部をキーボード操作部１０に固定するようにして、各四点で連結されることで、下ケース１によって安定保持される。例えば、板ばね部材２０は、その一端部及び他端部に開口２０が形成され、この開口２０にねじ等を挿通して、下ケース１及びキーボード操作部１０のトレー１６に形成されたボスに対しねじ止めされる。また、荷重センサ２２は、板ばね部材２０の一面に固定されたストレインゲージ（同様に、符号２２を付す）により構成され、シリコンコーティングが施されている。
そして、キーボード操作部１０に荷重が加わると、板ばね部材２０の撓みが誘発され、板ばね部材２０の撓みをこのストレインゲージ２２で検出することで、各四点のフローティング機構１４が受ける荷重が検知を把握することができる。また、板ばね部材２０の弾性によって、常時、キーボード操作部１０と下ケース１とに上下方向の間隙が確保される。
なお、キーボード操作部１０のトレー１６に、下ケース１の周囲を囲むように縁壁（図示省略）を形成し、下ケース１に対するキーボード操作部１０の上下方向の変位が円滑に行われるよう、縁壁と下ケース１の周端部との間に、適切なクリアランスを与えるものであってもよい。

以上、本発明の実施の形態として、パーソナルコンピュータ用キーボード装置への適用例を用いて説明したが、本発明は、他の電子機器用のキーボード装置、例えば、ＡＶ機器用リモコン等の電子機器コントローラや、電子卓上計算機にも、同様に適用可能であることは、理解されるであろう。

１：下ケース、２：静電容量パネル、３：記号印刷フィルム、３ａ：記号、４：バックライトデバイス、５：積層体、６：入力操作面(装置最上面)、７：カバーパネル、８：透光性パネル、９:ハーフミラー、１０：キーボード操作部、１１：記号群、１２：入力制御部、１２Ａ：キーコード変換部、１２Ｂ：荷重応答監視部、１４：フローティング機構、１６：トレー、１８：反射板、２０：板ばね部材、２２(２２Ａ〜２２Ｄ）：荷重センサ（ストレインゲージ）、２６：タッチパネルの静電遮断手段、２８：パーソナルコンピュータ、Ａ：第１閾値、Ｂ：第２閾値、Ｃ：ピーク値、Ｄ：バレー値、Ｗ：打鍵巾

Claims (7)

1. 電子機器用の入力装置であって、平坦な入力操作面、及び該入力操作面に対する入力操作の発生位置を検知する静電容量方式のタッチパネルを備える操作部と、前記操作部に加わる荷重を検知する荷重センサと、前記タッチパネルからの前記入力操作の発生位置の座標情報、及び、前記荷重センサからの荷重情報が入力され、前記座標情報に対応する出力情報を生成して前記電子機器に対して出力する入力制御部とを備えており、
   前記入力制御部は、前記荷重情報の時間変動パターンが所定の基準を満たすか否かに少なくとも部分的に基づいて前記入力操作の真偽を判別し、前記入力操作が真と判別された場合にのみ、前記出力情報を前記電子機器に対して出力し、
   前記所定の基準には、前記荷重情報の時間変動パターンに第１閾値を越える時点が存在すること、及び、前記第１閾値を超えた時点から第２閾値を下回る時点までの時間が所定の基準時間以下であることが含まれることを特徴とする入力装置。
2. 前記荷重センサは、前記操作部に加わる荷重を少なくとも三点で検知し、前記入力制御部は、前記少なくとも三点からの荷重情報に基づいて、前記入力操作面内の、前記操作部に加わる荷重の荷重中心が含まれる荷重エリアを特定し、前記タッチパネルから入力される座標情報によって示される位置が前記荷重エリアに含まれるか否かに少なくとも部分的に基づいて、前記入力操作の真偽を判別することを特徴とする請求項１に記載の入力装置。
3. 前記操作部とは別体の下ケースと、前記操作部及び前記下ケースを、少なくとも三点で連結するフローティング機構とを備えており、前記フローティング機構は、前記操作部と前記下ケースとに上下方向の間隙を確保した状態で両者を連結する板ばね部材と、前記荷重センサを構成するための、前記板ばね部材に固定されるストレインゲージを含むことを特徴とする請求項１または２に記載の入力装置。
4. パーソナルコンピュータ用キーボード装置であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の入力装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の入力装置を用いたことを特徴とする電子機器。
6. 平坦な入力操作面及び静電容量方式のタッチパネルを備える操作部と、該操作部に加わる荷重を検知する荷重センサとを備えた、電子機器用の入力装置の入力制御方法であって、
   前記静電容量方式のタッチパネルにより、前記入力操作面に対する入力操作の発生位置を検知するステップと、
   前記荷重センサにより、前記操作部に加わる荷重を検知するステップと、前記荷重センサからの荷重情報の時間変動パターンが所定の基準を満たすか否かに少なくとも部分的に基づいて、
   前記入力操作の真偽を判別するステップと、前記入力操作が真と判別された場合にのみ、前記タッチパネルからの座標情報に基づいて、前記電子機器に対して出力するための、前記座標情報に対応する情報を生成するステップと、を含み、
   前記所定の基準には、前記荷重情報の時間変動パターンに第１閾値を越える時点が存在すること、及び、前記第１閾値を超えた時点から第２閾値を下回る時点までの時間が所定の基準時間以内であることが含まれることを特徴とする入力制御方法。
7. 前記操作部に加わる荷重を検知するステップは、該荷重を少なくとも三点で検知することを含み、前記入力操作の真偽を判別するステップは、前記少なくとも三点の荷重情報に基づいて、前記入力操作面内の、前記操作部に加わる荷重の荷重中心が含まれる荷重エリアを特定するとともに、前記タッチパネルから入力される座標情報によって示される位置が前記荷重エリアに含まれるか否かに少なくとも部分的に基づいて、前記入力操作の真偽を判別することを含む、ことを特徴とする請求項６に記載の入力制御方法。