JP5806375B2 - Input device and portable terminal - Google Patents

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Description

本発明は、携帯端末等におけるキーの入力装置に関し、特に静電容量式タッチセンサを有する入力装置に関する。   The present invention relates to a key input device in a portable terminal or the like, and more particularly to an input device having a capacitive touch sensor.

従来、静電容量式タッチセンサを有する入力装置が知られている(例えば特許文献1参照)。
従来の入力装置は、装置表面に静電容量式タッチセンサを行列状に複数並べて、各センサの矩形状の検出電極の直上に表示マークそれぞれを印字して構成され、表示マークに向けて操作者の指が非常に近接したこと又は接触したことを静電容量の変化により検出する。
Conventionally, an input device having a capacitive touch sensor is known (for example, see Patent Document 1).
A conventional input device is configured by arranging a plurality of capacitive touch sensors in a matrix on the surface of the device, and printing each display mark directly above the rectangular detection electrode of each sensor. It is detected by a change in the capacitance that the finger of the finger is very close or touched.

特開2007−87878号公報JP 2007-87878 A

ところで、テンキーを有する携帯電話機等のような複数の小さいキーを狭い間隔で行列状に並べた携帯端末において、上述の技術を適用し、キーそれぞれを静電容量式タッチセンサの電極の直上にキートップとなる表示マークを印字して構成した場合、次のような誤入力の問題が生じる。
行列状に並んだキー群から目的のキーを操作者が例えば人差し指で操作しようとすると
、その人差し指の先端が目的のキーに接触するのみならず、同列下行の隣接キーにも人差し指の腹が接触或いは非常に近接する。このため、この隣接キーについても静電容量の変化が検出されてしまい操作者が意図しない誤入力が生じてしまう。
By the way, in the portable terminal in which a plurality of small keys such as a cellular phone having a numeric keypad are arranged in a matrix at a narrow interval, the above-described technique is applied, and each key is placed directly above the electrode of the capacitive touch sensor. When the top display mark is printed, the following problem of erroneous input occurs.
When the operator tries to operate the target key from the group of keys arranged in a matrix, for example, with the index finger, the tip of the index finger not only touches the target key, but the index finger's belly touches the adjacent key in the same row. Or very close. For this reason, a change in capacitance is detected also for this adjacent key, and an erroneous input unintended by the operator occurs.

本発明は上記問題に鑑みてなされたものであって、目的のキーの操作に際して、操作性を向上し得る入力装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide an input device capable of improving operability when a target key is operated.

上記課題を解決するために本発明に係る入力装置は、複数のキーを列方向に複数並べて配置する入力装置であって、前記キーは、キー表示用マークを有する操作面とその背後に配された静電容量式タッチセンサの電極部とから構成され、前記キーの電極部は、当該電極部の重心が当該キー表示用マークを囲む矩形領域の中心より前記列方向下側に位置する形状を有することを特徴とする。ここで、キー表示用マークは、1又は複数の文字(数字でもよい。)、図形、記号やこれらの結合等のことである。   In order to solve the above problems, an input device according to the present invention is an input device in which a plurality of keys are arranged side by side in a column direction, and the keys are arranged behind the operation surface having key display marks. The key electrode portion has a shape in which the center of gravity of the electrode portion is located below the center of the rectangular area surrounding the key display mark in the column direction. It is characterized by having. Here, the key display mark is one or a plurality of characters (may be numerals), a figure, a symbol, a combination thereof, or the like.

上記構成により、本発明に係る入力装置は、目的のキーの操作に際して、操作性を向上し得る。   With the above configuration, the input device according to the present invention can improve the operability when operating the target key.

入力装置100を備える携帯電話機10の外観図External view of mobile phone 10 provided with input device 100 キー群の分解斜視図Exploded perspective view of key group (a)キーの操作面の平面図、(b)キー表示用マーク間の位置関係を示す図(A) Plan view of operation surface of key, (b) Diagram showing positional relationship between key display marks (a)キーの電極板配置面の平面図、(b)電極板の寸法を示す図(A) The top view of the electrode plate arrangement surface of a key, (b) The figure which shows the dimension of an electrode plate キー表示用マークとキーの電極板との位置関係を示すため操作面を透過させて表した図Figure showing the operation surface transparently to show the positional relationship between the key display mark and the key electrode plate 静電容量式タッチセンサ用のIC230の動作説明図Explanation of operation of IC 230 for capacitive touch sensor 入力検出処理のフローチャートFlow chart of input detection processing キー操作における指の接触位置の説明図Explanatory drawing of finger contact position in key operation キーの変形例の説明図Illustration of key modification

以下、本発明の一実施形態に係る入力装置100について、図面を参照しながら説明する。
<構成>
図1に示すように、入力装置100は、携帯電話機10に備えられ、テンキーや方向キー等のキー群それぞれについて数字や矢印等のキー表示用マークが描かれた操作面を有する。操作者は、キー表示用マークに指で触れることで、文字、電話番号等を入力することができる。
Hereinafter, an input device 100 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
<Configuration>
As shown in FIG. 1, an input device 100 is provided in a mobile phone 10 and has an operation surface on which key display marks such as numbers and arrows are drawn for each key group such as a numeric keypad and direction keys. The operator can input characters, telephone numbers, and the like by touching the key display mark with a finger.

入力装置100は、図2に示すように、それぞれが静電容量式タッチセンサを構成する複数の電極板221を行列状に配置するように樹脂表面にプリントして形成したプリント基板220の上面に、不透明な絶縁シート部材210を重ね合わせてなる構造体を備える。プリント基板220の背面には静電容量式タッチセンサ用のIC(Integrated Circuit)230が配置され、プリント基板内層の配線を介して各電極板221とIC230の各端子がそれぞれ接続されている。   As shown in FIG. 2, the input device 100 is formed on the upper surface of a printed circuit board 220 formed by printing a plurality of electrode plates 221 constituting a capacitive touch sensor on a resin surface so as to be arranged in a matrix. And a structure formed by superimposing opaque insulating sheet members 210. An IC (Integrated Circuit) 230 for a capacitive touch sensor is disposed on the back surface of the printed circuit board 220, and each electrode plate 221 and each terminal of the IC 230 are connected to each other through wiring in the printed circuit board inner layer.

不透明な絶縁シート部材210の上面は、操作面となり、この操作面上に、各キーについてのキー表示用マークが背景と別色で印字されている。
操作面における各キーの配置は、図3(a)に示すように、行列状(7行3列)であり、例えば、「3」、「6」、「9」の各キーについては、「3」、「6」、「9」を中央に置いて矩形で囲んでなるキー表示用マーク211a、キー表示用マーク211b及びキー表示用マーク211eそれぞれが、列方向上側から順に等間隔で並んでいる。
The upper surface of the opaque insulating sheet member 210 is an operation surface, and key display marks for each key are printed in a different color from the background on the operation surface.
As shown in FIG. 3A, the arrangement of the keys on the operation surface is a matrix (7 rows and 3 columns). For example, for the keys “3”, “6”, and “9”, “ The key display mark 211a, the key display mark 211b, and the key display mark 211e, which are surrounded by a rectangle with 3 ”,“ 6 ”, and“ 9 ”in the center, are arranged at equal intervals sequentially from the upper side in the column direction. Yes.

同図(b)は、操作面において隣接するキー間の間隔、つまり隣接するキー表示用マーク群211a〜211dそれぞれの間の間隔を示している。
電極板が配置された面においては、図4(a)に示すように、各キーについての電極板が、行列状(7行3列)に配置されており、各電極板221は、図4(b)に示す寸法を有する。
FIG. 4B shows the interval between adjacent keys on the operation surface, that is, the interval between adjacent key display mark groups 211a to 211d.
On the surface on which the electrode plates are arranged, as shown in FIG. 4A, the electrode plates for each key are arranged in a matrix (7 rows and 3 columns). It has the dimensions shown in (b).

図5は、キー表示用マークとキーの電極板との位置関係を示すため操作面を透過させて表したものであり、図3〜5により示すように、各キーについて静電容量の変化を検出するための電極板は、そのキーについてのキー表示用マークの背後に配置されている。
即ち、各キーは、キー表示用マークが描かれた操作面の部分と、その背後(下面)に配置された電極板とを含んで構成されている。例えば、「3」のキーのキー表示用マーク211aの背後に、上縁及び下縁の中央を下に突出させた形状の「3」のキーの電極板221aがあり、「6」のキーのキー表示用マーク211bの背後に「6」のキーの電極板221bがある。
FIG. 5 shows the positional relationship between the key display mark and the electrode plate of the key through the operation surface. As shown in FIGS. The electrode plate for detection is arranged behind the key display mark for the key.
That is, each key includes an operation surface portion on which a key display mark is drawn and an electrode plate disposed behind (underside) the key display mark. For example, behind the key display mark 211a of the “3” key, there is a “3” key electrode plate 221a with the center of the upper edge and the lower edge protruding downward. Behind the key display mark 211b is the electrode plate 221b for the key “6”.

各キーの電極板221の形状について、詳しくは、平面視した場合に、電極板の上縁及び下縁がV字の折れ線で形成され(上縁は頂点401a、頂点401b及び頂点401cを結ぶ折れ線であり、下縁は頂点401f、頂点401e及び頂点401dを結ぶ折れ線である。)、電極板の左縁及び右縁のそれぞれは、そのキーのキー表示用マークを形成す
る矩形の左縁及び右縁のそれぞれと一致する直線で形成されている(図4(b)及び図5参照)。
In detail, the shape of the electrode plate 221 of each key is formed as a V-shaped polygonal line when viewed from above (the upper edge is a polygonal line connecting the vertex 401a, the vertex 401b, and the vertex 401c) The lower edge is a polygonal line connecting the vertex 401f, the vertex 401e and the vertex 401d.) The left and right edges of the electrode plate are the left and right sides of the rectangle forming the key display mark of the key, respectively. It is formed by a straight line that coincides with each of the edges (see FIGS. 4B and 5).

静電容量式タッチセンサ用のIC230は、図6に示すように、パルス印加部801、抵抗R802、電圧測定部803、容量算出部804及び判定出力部805という回路構成を備え、プリント基板のグランド層が誘電体の樹脂層を挟み各電極板と対向することで形成された容量素子の静電容量Cを計測することで、操作者の指が電極板に接触するか非常に近接した場合に生じる浮遊容量に基づく、静電容量Cの計測値の変化を検知し、キー入力を判定し、入力されたキーを示す信号を出力する入力検出処理を行う。そして、IC230の出力を受けて携帯電話機10の制御用プロセッサ(図示せず)は、入力されたキーに応じた処理、例えばキーに対応する数字を電話番号として受け付けて発呼する処理や、キーに対応する文字を受け付けて送信用のメール内容となる文章を作成する処理等を実行する。なお、上述の浮遊容量は、操作者の指が電極板に接触した場合又は非常に近接した場合において、指と電極板との距離が一定であるならば指と電極板との対向面積が大きいほど、大きくなるものである。   As shown in FIG. 6, the IC 230 for the capacitive touch sensor has a circuit configuration of a pulse application unit 801, a resistor R802, a voltage measurement unit 803, a capacitance calculation unit 804, and a determination output unit 805, and includes a circuit board ground. When the operator's finger is in contact with or very close to the electrode plate by measuring the capacitance C of the capacitive element formed by the layer facing the electrode plates with the dielectric resin layer sandwiched between them An input detection process for detecting a change in the measured value of the capacitance C based on the generated stray capacitance, determining a key input, and outputting a signal indicating the input key is performed. Upon receiving the output of the IC 230, the control processor (not shown) of the mobile phone 10 performs a process corresponding to the input key, for example, a process of accepting a number corresponding to the key as a telephone number and making a call, A process for receiving a character corresponding to the text and creating a sentence that becomes the content of the e-mail for transmission is executed. Note that the stray capacitance described above has a large facing area between the finger and the electrode plate if the distance between the finger and the electrode plate is constant when the operator's finger is in contact with or very close to the electrode plate. The bigger it is.

IC230は、上述の静電容量Cの計測を次のように行う。即ち、パルス印加部801が、抵抗R802を介して、各キーを構成する各電極版221に対してパルス波を周期的に印加し、電圧測定部803が、各電極板とグランド電位との間の電圧Vを計測して、容量算出部804がこの電圧Vが閾値V1からV2に変化するまでの経過時間によって、電極板とグランド層とで形成された容量素子の静電容量Cを算定する。あるキーについて、この静電容量Cが操作者の操作がなされていないときの値である基準値から所定の閾値以上に変化した場合に、操作者の指がこのキーを構成する電極板に接触するか非常に近接したものとして、判定出力部805は、キー入力がなされたと判定する。この所定の閾値は、指が電極板の例えば約2割以上の面積に相当する部分に接触した場合には、静電容量Cと基準値との差分がこの所定の閾値を超える程度に、予め設定される。
<静電容量式タッチセンサ用のICの動作>
図7はIC230が行う入力検出処理を示すフローチャートである。
The IC 230 performs the above-described measurement of the capacitance C as follows. That is, the pulse application unit 801 periodically applies a pulse wave to each electrode plate 221 constituting each key via the resistor R802, and the voltage measurement unit 803 connects each electrode plate to the ground potential. And the capacitance calculation unit 804 calculates the capacitance C of the capacitive element formed by the electrode plate and the ground layer based on the elapsed time until the voltage V changes from the threshold value V1 to V2. . For a certain key, when the capacitance C changes from a reference value, which is a value when no operation is performed by the operator, to a predetermined threshold or more, the operator's finger contacts the electrode plate constituting the key. As a result, the determination output unit 805 determines that a key input has been made. The predetermined threshold is set in advance so that the difference between the capacitance C and the reference value exceeds the predetermined threshold when the finger contacts a portion corresponding to an area of, for example, about 20% or more of the electrode plate. Is set.
<Operation of IC for capacitive touch sensor>
FIG. 7 is a flowchart showing input detection processing performed by the IC 230.

IC230は、7行3列に配置された各キーの各電極板を介して得られる各静電容量Cの値を、例えば何行何列目という行列番号により識別する。例えば、「3」のキーの行列番号は、行番号4、列番号3であり、「6」のキーの行列番号は、行番号5、列番号3である(図3参照)。
IC230は、各キーを構成する電極板を介して計測される静電容量Cを算定し(ステップS901)、容量変化が所定の閾値以上のものが存在すれば、これに対応する行列番号を一時保持し(ステップS902、ステップS903)、保持した行列番号に係るキーが1つか複数かを判定して(ステップS904)、1つであれば、そのキーを入力されたキーと決定して(ステップS905)、このキーを示す信号を携帯電話機10の制御用プロセッサに対して出力する(ステップS907)。また、ステップS904において複数であると判定した場合には、IC230は、その複数のキーに対応する静電容量Cの変化が最も大きいキーを選択して入力されたキーと決定して(ステップS906)、このキーを示す信号(行列番号を示す信号)を携帯電話機10の制御用プロセッサに対して出力する(ステップS907)。
<操作状態>
以下、操作者がキー操作をする際の入力装置100におけるキー入力の判定について具体的に図8を用いて説明する。
The IC 230 identifies the value of each capacitance C obtained through each electrode plate of each key arranged in 7 rows and 3 columns by, for example, the matrix number of what rows and columns. For example, the matrix number of the key “3” is row number 4 and column number 3, and the matrix number of the key “6” is row number 5 and column number 3 (see FIG. 3).
The IC 230 calculates the capacitance C measured through the electrode plates constituting each key (step S901), and if there is a capacitance change greater than a predetermined threshold, the corresponding matrix number is temporarily stored. Hold (steps S902 and S903), determine whether one or more keys are associated with the held matrix number (step S904), and if there is one, determine that key as the input key (step S904) In step S905, a signal indicating this key is output to the control processor of the mobile phone 10 (step S907). If it is determined in step S904 that there are a plurality of keys, the IC 230 selects a key having the largest change in the capacitance C corresponding to the plurality of keys and determines that the key has been input (step S906). ), A signal indicating this key (a signal indicating the matrix number) is output to the control processor of the mobile phone 10 (step S907).
<Operation status>
Hereinafter, determination of key input in the input device 100 when the operator performs key operation will be specifically described with reference to FIG.

各キーのキー表示用マークが行列状に並べられた操作面を有する入力装置100を操作する際、操作者は、通常は、入力装置100の「3」、「6」、「9」等と描かれたキー表示用マーク群を読み易いように、「3」のキーのキー表示用マークを「6」や「9」の
キーのキー表示用マークより上側にして持ち、図8(a)に示すような方向に指を向けて操作する。つまり、操作者は、通常は、キー表示用マークの上方向を列方向の上側とし、キー表示用マークの下方向を列方向の下側として、操作する。ここで、キー表示用マークの上方向及び下方向とは、キー表示用マークを操作者が通常読み取る配置方向においた場合における、キー表示用マークの向きの上方向及び下方向と同じであり、キー表示用マークが文字の場合は、文字の天地のうち、天側が上方向で地側が下方向になる。
When operating the input device 100 having an operation surface in which the key display marks of the keys are arranged in a matrix, the operator usually reads “3”, “6”, “9”, etc. of the input device 100. In order to make the drawn key display mark group easy to read, the key display mark of the “3” key is held above the key display mark of the “6” or “9” key, and FIG. Operate with your finger pointing in the direction shown in. In other words, the operator normally operates the key display mark with the upper direction in the column direction as the upper direction and the lower direction of the key display mark as the lower side in the column direction. Here, the upward and downward directions of the key display mark are the same as the upward and downward direction of the key display mark when the operator places the key display mark in a normal reading direction. When the key display mark is a character, among the tops and bottoms of the character, the top side is upward and the ground side is downward.

図8(a)は、操作者が人差し指で「3」のキーを操作する場面を示している。
図8(b)は、図8(a)に示した操作の際における各キーのキー表示用マークの領域内と操作者の指との接触部分又は非常に近接する部分を斜線で表した図である。なお、図8(b)〜(d)では、標準的なサイズの指の操作者を想定した指のイメージとして指範囲1002及び指の先端1001も示している。
FIG. 8A shows a scene in which the operator operates the “3” key with the index finger.
FIG. 8B is a diagram in which a contact portion or a very close portion between the area of the key display mark of each key and the operator's finger in the operation shown in FIG. It is. 8B to 8D also show a finger range 1002 and a finger tip 1001 as an image of a finger assuming a finger operator of a standard size.

この図8(b)に示すように、標準的な操作者が「3」のキーを操作する際には、人差し指の先端1001が「3」のキーのキー表示用マーク211aの中央に合うように接触し、また、人差し指の腹が「6」のキーのキー表示用マーク211bに接触又は非常に近接する。
図8(c)は、図8(a)に示した操作の際における各キーの電極板と操作者の指との接触部分又は非常に近接する部分を斜線で表した図である。
As shown in FIG. 8B, when a standard operator operates the “3” key, the tip 1001 of the index finger is aligned with the center of the key display mark 211a of the “3” key. In addition, the belly of the index finger is in contact with or very close to the key display mark 211b of the “6” key.
FIG. 8C is a diagram in which the contact portion between the electrode plate of each key and the operator's finger in the operation shown in FIG.

この図8(c)に示すように、操作者が「3」のキーを操作する際には、人差し指の先端が「3」のキーの電極板221aに接触し、人差し指の腹が「6」のキーの電極板221bに接触又は非常に近接する。各電極板の上縁及び下縁がV字の折れ線からなる形状を有するため、指と「3」のキーの電極板221aとが接触又は非常に近接する部分1004aの面積は、指と「6」のキーの電極板221bとが接触又は非常に近接する部分1004bの面積より大きいものとなる。従って、この操作に対しては、IC230が、入力検出処理のステップS906において、「6」のキーではなく、部分1004bの面積が相対的に大きいことにより静電容量が「6」のキーについてのものより大きくなるところの、「3」のキーが入力されたものと判定することになる。   As shown in FIG. 8C, when the operator operates the key “3”, the tip of the index finger comes into contact with the electrode plate 221a of the key “3”, and the index finger has the belly “6”. It is in contact with or very close to the electrode plate 221b of the key. Since the upper edge and the lower edge of each electrode plate have a V-shaped broken line, the area of the portion 1004a where the finger and the electrode plate 221a of the key “3” are in contact with or very close to each other is “6” The key electrode plate 221b is larger than the area of the portion 1004b in contact with or very close to. Therefore, for this operation, the IC 230 does not use the “6” key in step S906 of the input detection process, but the key having a capacitance of “6” due to the relatively large area of the portion 1004b. It is determined that the key “3”, which is larger than the key, is input.

図8(d)は、操作者が人差し指を少し傾けて「3」のキーを操作した際における各キーの電極板と操作者の指との接触部分又は非常に近接する部分を斜線で表した図である。このように、指を少し傾けて操作した際も、各電極板がV字の形状を有するため、指と「3」のキーの電極板221aとが接触又は非常に近接する部分1004cの面積は、指と「6」のキーの電極板221bとが接触又は非常に近接する部分1004dの面積より大きいものとなる。従って、指を傾けて操作しても、IC230が、入力検出処理のステップS906において、「6」のキーではなく「3」のキーが入力されたものと判定することになる。   FIG. 8D shows the contact portion between the electrode plate of each key and the operator's finger when the operator operates the key “3” with the index finger slightly tilted, or a portion in close proximity with hatching. FIG. As described above, even when the operation is performed with a slight tilt of the finger, each electrode plate has a V-shape, and therefore the area of the portion 1004c where the finger and the electrode plate 221a of the “3” key are in contact or very close to each other is The area of the portion 1004d where the finger and the electrode plate 221b of the key “6” are in contact with or very close to each other is larger. Therefore, even if the operation is performed by tilting the finger, the IC 230 determines that the “3” key is input instead of the “6” key in step S906 of the input detection process.

上述のように、本発明に係る入力装置は、従来のように各キーのキー表示用マークの中心と電極板の重心とを合わせたのではなく、いずれのキーについても、キー表示用マークの中心(キー表示用マークを囲む矩形領域の中心)より電極板の重心を列方向下側にシフトした構成を備える。従って、操作者が、ある目的のキーのキー表示用マークを目印として例えば人差し指で操作しようとした場合には、人差し指の先端が目的のキーに接触した際にその人差し指の腹は目的のキーについての電極板の検出範囲内に含まれ、目的のキーの列方向下側の隣接キーについての電極板の検出範囲内には含まれなくなる可能性が高まる。即ち、この入力装置は、操作者が意図しない誤入力を防ぎ得ることができ、操作性が向上する。
<変形例>
以上、本発明に係る入力装置の実施形態を説明したが、例示した入力装置100を以下
のように変形することも可能であり、本発明が上述の実施形態で示した通りの入力装置100に限られないことは勿論である。
As described above, the input device according to the present invention does not match the center of the key display mark of each key and the center of gravity of the electrode plate as in the prior art. The center of gravity (the center of the rectangular area surrounding the key display mark) is shifted from the center to the lower side in the column direction. Therefore, when the operator tries to operate with the index finger of the target key, for example, with the index finger, when the tip of the index finger comes into contact with the target key, There is a high possibility that the detection is not included in the detection range of the electrode plate of the adjacent key on the lower side in the column direction of the target key. That is, this input device can prevent an erroneous input that is not intended by the operator, and the operability is improved.
<Modification>
Although the embodiment of the input device according to the present invention has been described above, the illustrated input device 100 can be modified as follows, and the present invention is applied to the input device 100 as shown in the above-described embodiment. Of course, it is not limited.

(1)上述の実施形態で示した各キーのキー表示用マークは、文字、矢印等を矩形で囲んだものであったが、1つのキー表示用マーク中に文字が複数含まれていてもよく、例えば、1つのキーに対応するキー表示用マークとして、「2」と「ABC」とが空白を挟んで
並べられたものを用いてもよい。また、図3(a)等では、「3」という文字を矩形の枠で囲んでなるキー表示用マークを示したが、矩形の枠がなくても差し支えない。
(1) The key display mark of each key shown in the above embodiment is a character, arrow, etc. enclosed in a rectangle, but even if a plurality of characters are included in one key display mark. For example, “2” and “ABC” arranged with a space between them may be used as a key display mark corresponding to one key. Further, in FIG. 3A and the like, a key display mark in which the character “3” is surrounded by a rectangular frame is shown, but there is no problem even if there is no rectangular frame.

キー表示用マークは、背景と別色で印字されることとしたが、操作者に視認される方法で表されるのであれば印字に依らなくてもよく、例えば操作面にマークが刻まれていてもよいし、操作面に裏側からLED(Light Emitting Diode)等の光源で照らしてマークが浮かびあがるように表されていてもよい。
(2)上述の実施形態で示した各キーにおいて、静電容量式タッチセンサの一部として働く電極板は、図4(b)に示した寸法、形状を有し、キー表示用マークと電極板との位置関係は図5に示すようなものであるとしたが、各キーはこれに限られるものではない。即ち、平面視において各キーについてのキー表示用マークの中心、又はそのキー表示用マーク中の文字を囲む矩形の中心より、そのキーについての電極板の形状の重心が下側に位置するように配置されるものであれば、各キーは、上述の実施形態で示した寸法、形状、配置を有する必要はない。但し、あるキーについての電極板は、平面視におけるその電極板領域範囲の前面に、そのキーについてのキー表示用マークの少なくとも一部を包含し、かつ、他のキーについてのキー表示用マークの一部又は全部を包含しない位置に配置される必要がある。
The key display mark is printed in a different color from the background. However, the key display mark does not need to be printed as long as it is displayed by a method visually recognized by the operator. For example, the mark is engraved on the operation surface. Alternatively, the mark may be displayed on the operation surface so that the mark emerges from the back side with a light source such as an LED (Light Emitting Diode).
(2) In each key shown in the above-described embodiment, the electrode plate serving as a part of the capacitive touch sensor has the dimensions and shape shown in FIG. Although the positional relationship with the board is as shown in FIG. 5, each key is not limited to this. That is, in plan view, the center of gravity of the electrode plate shape for each key is positioned below the center of the key display mark for each key or the center of the rectangle surrounding the character in the key display mark. If arranged, each key need not have the dimensions, shape and arrangement shown in the above embodiment. However, the electrode plate for a key includes at least part of the key display mark for the key in front of the electrode plate region range in plan view, and the key display mark for the other key. It is necessary to arrange at a position that does not include part or all of it.

例えば、図9(a)に示すような「3」の文字のみからなるキー表示用マークの中心1101に対して電極板221hの重心1102が下側にあるようなキーであってもよい。同様に、図9(b)〜(g)に示すようなキーであってもよい。図9では、「3」のキーについてのみ示したが、他のキーについても同様である。
なお、図9(b)の例のように、各電極板の形状を、上縁及び下縁が下向きに凸状の弧になっている形状とすれば、操作者が弧の中心角の範囲内でならどの角度で指を傾けてキーを操作した際においても、目的のキーへの接触面積が、同列で1つ下の行に位置する他のキーへの接触面積より大きくなるので、静電容量式タッチセンサ用のICにより、下行の他のキーではなく目的のキーが入力されたと判定されるようになる。なお、上記弧は円弧であっても良い。
For example, as shown in FIG. 9A, the key may be such that the center of gravity 1102 of the electrode plate 221h is below the center 1101 of the key display mark consisting of only the character “3”. Similarly, the keys shown in FIGS. 9B to 9G may be used. In FIG. 9, only the key “3” is shown, but the same applies to other keys.
If the shape of each electrode plate is a shape in which the upper edge and the lower edge are downwardly convex arcs as in the example of FIG. If the key is operated at any angle, the contact area to the target key will be larger than the contact area to the other key in the same row and one row below. By the IC for the capacitive touch sensor, it is determined that the target key is inputted instead of the other keys in the lower row. The arc may be a circular arc.

また、電極板の形状は左右対称でなくてもよい。但し、左右対称であれば、操作者が指を右に傾けても左に傾けても同様に反応するようになる。また、電極板の形状の輪郭の中心(重心)を、キー表示用マークの中心と合わせたとしても、平面視において、電極板の上側に複数の穴を開けた形状にして、その外部輪郭から見た重心よりも下側に真の重心をシフトするようにしてもよい。   Moreover, the shape of the electrode plate may not be symmetrical. However, if left and right are symmetric, the operator reacts in the same manner regardless of whether the operator tilts the finger to the right or to the left. In addition, even if the center (center of gravity) of the contour of the electrode plate is aligned with the center of the key display mark, in the plan view, a shape in which a plurality of holes are formed on the upper side of the electrode plate is used. The true center of gravity may be shifted below the viewed center of gravity.

(3)上述した静電容量式タッチセンサ用のICは、各キーの電極板とグランド層との間の静電容量の変化の計測を行ってキー入力を判定することとしたが、計測の方法やキー入力判定の手順は、他の方法等であってもよい。例えば、計測電圧と比較する閾値V1、V2や静電容量Cの計測値と基準値との差分と比較する所定の閾値は、入力装置の設計や製造段階において実験等によって適切な値に調整されることにしてもよい。また、例えば、入力検出処理のステップS906(図7)では、静電容量の変化が所定の閾値を超えるキーが複数あった場合に、静電容量の変化が最も大きいキーを選択して入力されたキーと決定することとしたが、行列番号で示される行番号が最も小さいキー、つまり最も上側に位置するキーを選択して入力されたキーと決定することとしてもよい。また、ステップ
S907では、行列番号を示す信号でなくても何らかのキーを識別する信号を出力するようにしてもよい。また、携帯電話機の制御用プロセッサとICとの機能分担も変更可能であり、携帯電話機において操作者によりどのキーが入力されたかを識別できるように構成されていれば足りる。
(3) Although the IC for the capacitive touch sensor described above measures the change in capacitance between the electrode plate of each key and the ground layer, it determines the key input. The method and the key input determination procedure may be other methods. For example, the thresholds V1 and V2 to be compared with the measured voltage and the predetermined threshold to be compared with the difference between the measured value of the capacitance C and the reference value are adjusted to appropriate values by experiments or the like in the design or manufacturing stage of the input device. You may decide. Also, for example, in step S906 (FIG. 7) of the input detection process, when there are a plurality of keys whose capacitance change exceeds a predetermined threshold, the key with the largest capacitance change is selected and input. However, the key having the smallest row number indicated by the matrix number, that is, the key positioned at the uppermost side may be selected and determined as the input key. In step S907, a signal for identifying some key may be output instead of the signal indicating the matrix number. Further, the function sharing between the control processor of the mobile phone and the IC can also be changed, and it is only necessary to be able to identify which key is input by the operator in the mobile phone.

(4)上述した実施形態では、図4に示されるように、各キーの電極板のすべての電極板の形状の重心が下側に位置するように配置されているが、例えば、キーの電極板の少なくともいずれか1つの電極板の形状の重心が下側に位置するように配置されているとしてもよい。
また、上述した実施形態では、図4に示されるように、各キーの電極板の全ての電極板の形状が同一となっているが、それぞれの各キーの電極板の形状は異なっていてもよい。
(4) In the above-described embodiment, as shown in FIG. 4, the center of gravity of the shape of all the electrode plates of each key is arranged on the lower side. It is good also as arrange | positioning so that the gravity center of the shape of at least any one electrode plate of a plate may be located below.
In the embodiment described above, as shown in FIG. 4, the shape of all the electrode plates of each key is the same, but the shape of the electrode plate of each key may be different. Good.

また、上述した実施形態では、図4に示されるように、行列の最上行のキーの電極板の上縁が下に凸となっているが、行列の最上行のキーはその上側にキーが存在しないため、この行列の最上行のキーの電極板の上縁は、下に凸としない形状であってもよい。
また、上述した実施形態では、図4に示されるように、行列の最下行のキーの電極板の下縁が下に凸となっているが、行列の最下行のキーはその下側にキーが存在しないため、この行列の最下行のキーの電極板の下縁は、下に凸としない形状であってもよい。
In the above-described embodiment, as shown in FIG. 4, the upper edge of the electrode plate of the key in the uppermost row of the matrix is convex downward, but the key in the uppermost row of the matrix has a key on the upper side thereof. Since it does not exist, the upper edge of the key electrode plate in the uppermost row of this matrix may have a shape that does not protrude downward.
In the above-described embodiment, as shown in FIG. 4, the lower edge of the electrode plate of the key in the bottom row of the matrix is convex downward, but the key in the bottom row of the matrix is the key on the lower side. Therefore, the lower edge of the key electrode plate in the bottom row of this matrix may have a shape that does not protrude downward.

また、上述した実施形態では、図4に示されるように、電極板の上縁及び下縁のいずれもが下に凸となっているが、電極板の形状の重心が下側に位置するようになればよいため、電極板の上縁及び下縁の少なくともいずれか一方が下に凸となっていてもよい。
(5)上述の実施形態及び各変形例を、部分的に組み合せてもよい。
(6)以下、更に本発明に係る入力装置及び携帯端末の一実施形態としての構成及びその変形例と効果について説明する。
Further, in the above-described embodiment, as shown in FIG. 4, both the upper edge and the lower edge of the electrode plate are convex downward, but the center of gravity of the shape of the electrode plate is located on the lower side. Therefore, at least one of the upper edge and the lower edge of the electrode plate may be convex downward.
(5) You may combine the above-mentioned embodiment and each modification partially.
(6) Hereinafter, the configuration as an embodiment of the input device and the portable terminal according to the present invention, and its modifications and effects will be described.

(a)本発明の一実施形態としての入力装置は、複数のキーを列方向に複数並べて配置する入力装置であって、前記キーは、キー表示用マークを有する操作面とその背後に配された静電容量式タッチセンサの電極部とから構成され、前記キーの電極部は、当該電極部の重心が当該キー表示用マークを囲む矩形領域の中心より前記列方向下側に位置する形状を有することを特徴とする。なお、キー表示用マークに文字が含まれている場合においては、文字の天地における地側が列方向下側と方向的に一致する。この構成により、各キーについて、キー表示用マークを囲む矩形領域の中心(例えばキー表示用マークを囲む最小矩形領域の中心、いわばキー表示用マークの中心)より電極部の重心を列方向下側にシフトした構成を備えるので、操作者が、ある目的のキーのキー表示用マークを目印として例えば人差し指で操作しようとした場合には、人差し指の先端が目的のキーに接触した際にその人差し指の腹は目的のキーについての電極部の検出範囲内に含まれ、目的のキーの列方向下側の隣接キーについての電極部の検出範囲内には含まれなくなる可能性が高まる。従って、この入力装置は、操作者が意図しない誤入力を防ぎ得ることができ、操作性が向上する。   (A) An input device according to an embodiment of the present invention is an input device in which a plurality of keys are arranged side by side in a column direction, and the keys are arranged on and behind an operation surface having a key display mark. The key electrode portion has a shape in which the center of gravity of the electrode portion is located below the center of the rectangular area surrounding the key display mark in the column direction. It is characterized by having. When characters are included in the key display mark, the ground side in the top and bottom of the characters coincides with the lower side in the column direction. With this configuration, for each key, the center of gravity of the electrode portion is lower in the column direction than the center of the rectangular area surrounding the key display mark (for example, the center of the smallest rectangular area surrounding the key display mark, in other words, the center of the key display mark). If the operator tries to operate with the index finger of the key display mark of a certain target key, for example, when the tip of the index finger touches the target key, the index finger The antinode is included in the detection range of the electrode portion for the target key, and the possibility that the antinode is not included in the detection range of the electrode portion for the adjacent key on the lower side in the column direction of the target key increases. Therefore, this input device can prevent an erroneous input unintended by the operator, and the operability is improved.

(b)前記入力装置において前記キーの電極部の形状は、平面視において、下方向に凸状をなす上縁及び下縁の少なくともいずれか一方を有する形状であることとしてもよい。この構成により、各電極板の上縁及び下縁の少なくとも一方が下方向に凸状となっているため、操作者が列状に並んだ複数のキーのうち上のキーを操作の目的として、その目的のキーに指の先端を接触させた際に、その目的のキーの下のキーの電極板と指の腹とが対向する部分の面積は小さく抑えられることから下のキーの誤入力を防止できるようになり、操作性が向上する。   (B) In the input device, the shape of the electrode portion of the key may be a shape having at least one of an upper edge and a lower edge that protrude downward in a plan view. With this configuration, since at least one of the upper edge and the lower edge of each electrode plate is convex downward, the operator operates the upper key among a plurality of keys arranged in a row. When the tip of a finger is brought into contact with the target key, the area where the key electrode plate under the target key and the belly of the finger face each other can be kept small. It becomes possible to prevent this, and operability is improved.

(c)前記入力装置の前記キーの電極部の形状における上縁及び下縁の少なくともいず
れか一方は、V字状の折れ線であることとしてもよい。また、前記キーの電極部の形状における左縁及び右縁は上下方向の直線であることとしてもよい。また、前記キーの電極板の形状は、平面視において左右対称であることとしてもよい。この構成により、操作者が指を、右に少し傾けても(図8(d)参照)、左に少し傾けても、誤入力が生じるのを防止し得るようになり、操作性が向上する。
(C) At least one of the upper edge and the lower edge in the shape of the key electrode portion of the input device may be a V-shaped broken line. The left edge and the right edge in the shape of the electrode portion of the key may be straight lines in the vertical direction. Further, the shape of the electrode plate of the key may be bilaterally symmetric in plan view. With this configuration, even if the operator slightly tilts his / her finger to the right (see FIG. 8D) or slightly tilts to the left, it is possible to prevent erroneous input, thereby improving operability. .

(d)前記入力装置の前記キーの電極部の形状における上縁及び下縁の少なくともいずれか一方は、弧であることとしてもよい。これにより、操作者が弧の中心角の範囲内の角度で指を傾けてキーを操作した際において、誤入力が生じるのを防止し得るようになり、操作性が向上する。   (D) At least one of the upper edge and the lower edge in the shape of the key electrode portion of the input device may be an arc. As a result, when the operator operates the key by tilting his / her finger at an angle within the range of the central angle of the arc, it is possible to prevent erroneous input, and operability is improved.

(e)本発明の一実施形態としての入力装置を備える携帯端末は、キー表示用マークを有する操作面とその背後に配された静電容量式タッチセンサの電極部とから構成される複数のキーをM行N列(M≧2、N≧1)に配置してなるテンキーを備える携帯端末であって、前記キーの電極部は、当該電極部の重心が当該キー表示用マークを囲む矩形領域の中心より前記列方向下側に位置する形状を有することを特徴とする。この構成により、操作者の意図しないテンキーの誤入力が防止され得ることができ、操作性が向上する。   (E) A portable terminal including an input device according to an embodiment of the present invention includes a plurality of operations including an operation surface having a key display mark and an electrode portion of a capacitive touch sensor arranged behind the operation surface. A portable terminal including a numeric keypad in which keys are arranged in M rows and N columns (M ≧ 2, N ≧ 1), and the electrode portion of the key is a rectangle in which the center of gravity of the electrode portion surrounds the key display mark It has a shape located on the lower side in the column direction from the center of the region. With this configuration, it is possible to prevent erroneous input of the numeric keypad that is not intended by the operator, and operability is improved.

本発明に係る入力装置は、目的のキーの操作に際して、隣接キーに係る誤入力を防止し得るものであり、携帯電話機等での利用に有用である。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The input device according to the present invention can prevent erroneous input related to adjacent keys when a target key is operated, and is useful for use in a mobile phone or the like.

10 携帯電話機
100 入力装置
210 絶縁シート部材
211 キー表示用マーク
220 プリント基板
221 電極板(電極部)
230 IC
10 Mobile phone
100 input devices
210 Insulation sheet member
211 Key display mark
220 Printed circuit board
221 Electrode plate (electrode part)
230 IC

Claims (7)

複数のキーを行方向および列方向に複数並べて配置する入力装置であって、
前記複数のキーは、キー表示用マークを有する操作面とその背後に配された静電容量式タッチセンサの電極部とからそれぞれ構成され、
前記複数のキーの電極部は、同一の形状であって、前記行方向において直線上に並ぶように配され、
前記電極部の上縁は、当該電極部に対応する前記キー表示用マークを囲む領域内に位置し、前記電極部の下縁は、当該領域の外に位置する
ことを特徴とする入力装置。
An input device in which a plurality of keys are arranged side by side in a row direction and a column direction,
Each of the plurality of keys includes an operation surface having a key display mark and an electrode portion of a capacitive touch sensor arranged behind the operation surface.
The electrode portions of the plurality of keys have the same shape and are arranged in a straight line in the row direction,
The input device, wherein an upper edge of the electrode portion is located in a region surrounding the key display mark corresponding to the electrode portion, and a lower edge of the electrode portion is located outside the region.
前記キーの電極部の形状は、平面視において、下方向に凸状をなす上縁及び下縁の少なくともいずれか一方を有する形状である
ことを特徴とする請求項1記載の入力装置。
2. The input device according to claim 1, wherein the shape of the electrode portion of the key is a shape having at least one of an upper edge and a lower edge that protrude downward in a plan view.
前記キーの電極部の形状における上縁及び下縁の少なくともいずれか一方は、V字状の折れ線である
ことを特徴とする請求項2記載の入力装置。
The input device according to claim 2, wherein at least one of an upper edge and a lower edge in the shape of the electrode portion of the key is a V-shaped broken line.
前記キーの電極部の形状は、平面視において左右対称である
ことを特徴とする請求項3記載の入力装置。
The input device according to claim 3, wherein the shape of the electrode portion of the key is symmetrical in a plan view.
前記キーの電極部の形状における上縁及び下縁の少なくともいずれか一方は、弧である
ことを特徴とする請求項2記載の入力装置。
The input device according to claim 2, wherein at least one of an upper edge and a lower edge in the shape of the electrode portion of the key is an arc.
前記キーの電極部の形状における左縁及び右縁は上下方向の直線である
ことを特徴とする請求項2記載の入力装置。
The input device according to claim 2, wherein a left edge and a right edge in the shape of the electrode portion of the key are straight lines in the vertical direction.
複数のキーを行方向および列方向に複数並べて配置する入力装置であって、
前記複数のキーは、キー表示用マークを有する操作面と当該操作面に対する接触又は近接を検出する検出部とをそれぞれ備え、
前記複数のキーの検出部の検出範囲は、平面視において同一の形状であって、前記行方向において直線上に並ぶように配され、
前記検出範囲の上縁は、当該検出範囲に対応する前記キー表示用マークを囲む領域内に位置し、前記検出範囲の下縁は、当該領域の外に位置する
ことを特徴とする入力装置。
An input device in which a plurality of keys are arranged side by side in a row direction and a column direction,
Each of the plurality of keys includes an operation surface having a key display mark and a detection unit that detects contact or proximity to the operation surface.
The detection ranges of the detection units of the plurality of keys have the same shape in a plan view and are arranged so as to be aligned on a straight line in the row direction,
An input device, wherein an upper edge of the detection range is located in an area surrounding the key display mark corresponding to the detection range, and a lower edge of the detection range is located outside the area.
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