JP5963502B2 - 入力装置 - Google Patents

Description

本発明は、静電容量式タッチセンサを備える入力装置に関し、特に、静電容量式タッチセンサにより検出される静電容量の変化量が減少し易い環境条件下で使用されることに適した入力装置である。

近年、様々な電子機器用の入力装置が開発されており、その一つとして、英数字等がプリントされたパネルの背面に静電容量式タッチセンサを設けて、ユーザのタッチタイピングによるキー入力操作を検出する静電容量式タッチセンサを備える入力装置が挙げられる。

たとえば、特許文献１によれば、タッチタイピングによるキー入力操作を検出するタッチセンサの感度をユーザの嗜好に併せて適宜変更可能な入力装置が開示されている。
なお、特許文献１の入力装置によれば、タッチセンサのほかに、ユーザのタップタイピングによるキー入力操作を検出するタップセンサが設けられている。

特表２０１０−５３９６２４号公報

しかしながら、従来の入力装置によれば、湿度、温度などの環境条件によって、静電容量式タッチセンサにより検出される静電容量の変化量が増減するため、静電容量式タッチセンサから出力される検出信号の電圧値も増減する。
そのため、ユーザが静電容量式タッチセンサに関する感度を変更して使用していたものの、環境条件の変化によって静電容量式タッチセンサにより検出される静電容量の変化量が減少して、検出信号の電圧値が変更後の感度に対応する閾値を超えることができず、キー入力操作を検出できないという事象を招くおそれがあった。

一方で、前記する事象を回避するために、上記特許文献１の入力装置のように、タッチセンサのほかに、タップセンサを設けることも考えられる。
しかしながら、タッチセンサのほかにタップセンサを入力装置に設けた場合、部品数の増加及び製造工程の複雑化という新たな問題を招くため、好ましくない。

そこで、本発明は、前記する背景に鑑みて創案された発明であって、静電容量式タッチセンサのみを備え、かつ、静電容量式タッチセンサの感度の変更後に、静電容量式タッチセンサにより検出される静電容量の変化量が減少したとしても、キー入力操作による感度設定が可能な入力装置を提供することを課題とする。

前記課題を解決するために、本願発明に係る入力装置は、電子機器用の入力装置であって、第１の特定キーを含む複数のキーを有して、キー入力操作される入力操作部と、前記キー入力操作を検出する前記複数のキーのそれぞれに対応した複数の静電容量式のタッチセンサを有する検出部と、前記タッチセンサにより検出されたキーに係る出力情報を前記電子機器に出力する制御回路部と、を備え、前記制御回路部は、前記キーに係る出力情報が各タッチセンサの感度レベルを変更する出力情報であると判定した場合、前記各タッチセンサの感度レベルを変更させる感度レベル変更部を有し、前記感度レベル変更部は、前記キーに係る出力情報が前記各タッチセンサの感度レベルを最低レベルに変更する出力情報であると判定した場合、前記第１の特定キーに対応するタッチセンサの前記感度レベルを最低レベルよりも高い感度レベルに設定し、前記キーに係る出力情報が前記第１の特定キーの出力情報であると判定した場合、前記第１の特定キー以外のキーに対応するタッチセンサの感度レベルを上昇させることを特徴とする。

かかる構成によれば、第１の特定キーのキー入力操作を検出するタッチセンサの感度レベルは、感度レベル変更部により、最低レベルの感度レベルに設定することが制限されているために、最低レベルよりも高い感度レベルに設定されることとなる。
そのため、ユーザによりタッチセンサの感度レベルが変更され、さらに、環境条件の変化によりタッチセンサによる検出する静電容量の変化量が減少しても、第１の特定キーのキー入力操作がタッチセンサにより検出されて、他のタッチセンサの感度レベルの変更が可能となる。
そして、キー入力操作の検出が可能な第１の特定キーを含むキー入力操作によって、他のキーに関するタッチセンサの感度が上昇して、キー入力操作が検出されないという事象が回避される。

以上、本発明によれば、タッチセンサの感度レベルの変更後に、タッチセンサにより検出される静電容量の変化量が減少したとしても、ユーザの入力操作を検出可能な入力装置を提供することができる。
また、本発明によれば、入力装置にタップセンサを設ける必要がなく、部品数の増加及び製造工程の複雑化という問題を回避できる入力装置を提供することができる。

本実施形態のキーボード装置における主な構成を示す図である。 キーボード装置の入力操作部の構成を示す平面図である。 記憶部に記憶される感度設定情報を示す図である。 制御回路部が検出信号を処理する工程を示すフロー図である。 「Ｆｎ」キーの入力後の記憶部に記憶される感度設定情報を示す図である。 「Ｅｓｃ」キーと「.」キーの入力後の記憶部に記憶される感度設定情報を示す図である。

つぎに、本発明の実施形態に係るキーボード装置について、図面を適宜参照しながら説明する。

図１に示すように、実施形態のキーボード装置１は、ユーザによりキー入力操作される入力操作部１０（図２に参照）と、タッチセンサ部４を有してキー入力操作を検出する検出部２と、キー入力に関する情報を電子機器であるＰＣ（パーソナルコンピュータ）２０に出力する制御回路部３とを備えている。
なお、実施形態に係るキーボード装置１は、請求項に記載される「入力装置」に相当する構成である。

図２に示すように、入力操作部１０は、上面側にＱＷＥＲＴＹ配列の英数字がプリントされた略平板状のパネルを有し、ユーザが英数字のプリントされた箇所をタッチタイピングすることによってキー入力操作が可能に構成されている。なお、以下の説明で、パネル上において、それぞれの英数字がプリントされた箇所を「キー」と称して説明する場合がある。

入力操作部１０の複数のキーは、第１キー領域１１、第２キー領域１２及び第３キー領域１３の３つに区分けされている。本実施形態において、第２キー領域１２に含まれるキーは、「ＥＳＣ」キーと「.」キーであり、第３キー領域１３に含まれるキーは、「Ｆｎ」キーであり、第１キー領域１１に含まれるキーは、第２キー領域１２及び第３キー領域１３に含まれないその他のキーである。なお、「Ｆｎ」キーは、請求項に記載の「第１の特定キー」に相当する構成であって、キー入力操作されても、ＰＣ２０に出力情報６ｂが出力されないキーである。

図１に示すように、検出部２は、タッチセンサ部４と検出回路部５を備えている。
タッチセンサ部４は、複数のタッチセンサ４０から構成されており、入力操作部１０の一つのキーに対して一つのタッチセンサ４０が対応している。また、本実施形態のタッチセンサ４０は、ユーザのタッチタイピングにより生じる静電容量の変化量を検出する静電容量式のセンサである。
なお、タッチセンサ部４を構成する複数のタッチセンサ４０のうち、第１キー領域１１のキー入力操作を検出するタッチセンサ４０を、第１キー領域タッチセンサ４１と称する。同様に、第２キー領域１２のキー入力操作を検出するタッチセンサ４０を第２キー領域タッチセンサ４２と称し、第３キー領域１３のキー入力操作を検出するタッチセンサ４０を第３キー領域タッチセンサ４３と称する。

検出回路部５は、タッチセンサ４０から検出される静電容量の変化量に対応する電圧値をＡ／Ｄ変化するＡ／Ｄ変換回路（不図示）を備えている。よって、検出回路部５は、検出信号として、タッチセンサ４０により検出された静電容量の変化量に対応した電圧値を出力している。そのため、検出された静電容量の変化量が大きい場合には検出信号の電圧値が高く、検出された静電容量の変化量が小さい場合には検出信号の電圧値が低い。

本実施形態の制御回路部３は、記憶部６と、検出信号処理部７と、感度レベル変更部８とを備えている。

記憶部６には、感度設定情報６ａと、検出部２から出力される検出信号と入力操作部１０上のいずれの英数字に対してキー入力操作が行われたかを示す情報とが関連付けられた出力情報６ｂとが記憶されている。

図３に示すように、感度設定情報６ａとは、ユーザによって設定された又は初期設定されたタッチセンサ４０の感度レベルに関する情報であり、検出信号処理部７が検出信号を受信した際に参照する情報である。
この感度レベルとは、タッチセンサ４０の感度、つまり、タッチセンサ４０によるキー入力操作の検出し易さ又は検出し難さに関して任意の５段階に区分けしたものである。よって、タッチセンサ４０の感度レベルが、ユーザにより感度レベル１に設定されている場合、ユーザのキー入力操作を検出するタッチセンサ４０の検出し難い状態を指す。
そして、感度設定情報６ａにおいては、タッチセンサ４０の感度レベルが、第１キー領域タッチセンサ４１、第２キー領域タッチセンサ４２、第３キー領域タッチセンサ４３に区分けされて記憶部６に記憶されている。
なお、感度設定情報６ａには、更に、感度レベル１〜５のそれぞれに対応付けられた感度閾値が記憶されている。この感度閾値とは、検出信号の電圧値に対する閾値を任意の５段階に区分けしたものであり、キー入力操作が検出され易い感度レベル５には、小さい値の感度閾値が関連付けられ、キー入力操作が検出され難い感度レベル１には、大きい値の感度閾値が関連付けられている。

図１に示すように、検出信号処理部７は、検出部２から出力された検出信号を受信して、記憶部６の感度設定情報６ａを参照して、検出信号が受信条件を満たすか否かについての受信条件処理を行い、検出信号に係る出力情報をＰＣ２０又は感度レベル変更部８に出力するための構成である。

感度レベル変更部８は、検出信号処理部７から出力された出力情報６ｂを処理することで、感度設定情報６ａに設定された感度レベルの変更を行うための構成である。
また、本実施形態に係る感度レベル変更部８は、第３キー領域タッチセンサ４３の感度レベルの設定について、最低の感度レベルである感度レベル１に設定できないように構成されている。よって、感度レベル変更部８は、感度レベル１に変更するように、ユーザから感度レベルの変更に係るキー入力操作があった場合には、図３に示すように、最低の感度レベルよりも一つ感度レベルの高い感度レベル２に設定するように構成されている。

以上、本実施形態に係るキーボード装置１は、上記する構成を基本的構成としている。つぎに、ユーザがキーボード装置１の入力操作部１０にキー入力し、そのキー入力操作を検出した検出部２が制御回路部３へ検出信号を出力した場合の制御回路部３の動作について、主に図４を参照しながら説明する。

図４に示すように、まず、制御回路部３の検出信号処理部７に検出信号が入力される（ＳＴＡＲＴ）。そして、検出信号処理部７は、検出信号が受信条件を満たすか否かについて判定する。
具体的には、検出信号処理部７は、受信条件処理において、検出信号を出力したタッチセンサ４０に設定された感度レベルに対応する感度閾値を感度設定情報６ａから取得するとともに、検出信号の電圧値が当該タッチセンサ４０に設定された感度閾値を超えているか否かを判定する（Ｓ１０１）。
ここで、検出信号処理部７は、検出信号の電圧値が感度閾値を超えていないと判定した場合には、タッチセンサ４０による検出は無効なものとして、受信条件処理を終了する。

一方で、検出信号処理部７は、検出信号の電圧値が感度閾値を超えていると判定した場合には、タッチセンサ部４による検出が有効なものとして、その検出信号に係る出力情報６ｂを記憶部６から取得するとともに、検出信号に係る出力情報が「Ｆｎ」キーであるか否かを判定する（Ｓ１０２）。
ここで、検出された出力情報が「Ｆｎ」キーでない場合（Ｓ１０２で「Ｎｏ」）には、その出力情報をＰＣ２０に出力して（Ｓ１０３）、受信条件処理を終了する。

一方で、検出された出力情報が「Ｆｎ」キーの場合（Ｓ１０２で「Ｙｅｓ」）には、出力情報を感度レベル変更部８に出力して、受信条件処理を終了する。
なお、検出信号処理部７は、「Ｆｎ」キーに係る出力情報を感度レベル変更部８に出力した後の所定の移行処理期間の間、検出部２から出力された検出信号に係る出力情報が「Ｆｎ」キー以外の出力情報であっても、ＰＣ２０ではなく、感度レベル変更部８に出力するように構成されている。

また、感度レベル変更部８は、検出信号処理部７から出力された「Ｆｎ」キーの出力情報が入力されることで感度変更処理を開始する。
最初に、感度レベル変更部８は、「Ｆｎ」キーの出力情報と同時に、「１」キー〜「５」キーのいずれかに係る出力情報が入力されたか否かを判定する（Ｓ２０１）。

感度レベル変更部８は、「Ｆｎ」キーの出力情報ほかに「１」キー〜「５」キーのいずれかに係る出力情報が同時に入力されたと判定した場合（Ｓ２０１で「Ｙｅｓ」）には、ユーザからタッチセンサ部４の感度変更命令があったものとして、「１」キー〜「５」キーの出力情報に対応する値のレベルにタッチセンサ４０の感度レベルを変更して（Ｓ２０２）、感度変更処理を終了する。

ここで、感度レベル変更部８によるタッチセンサ部４の感度レベルの設定は、例えば、出力情報に係るキーが「１」キーの場合、図３に示すように、第１キー領域タッチセンサ４１と第２キー領域タッチセンサ４２との感度レベルの設定を感度レベル１に設定される。
また、感度レベル変更部８は、第３キー領域タッチセンサ４３について、最低の感度レベル１には設定できないように構成されているため、出力情報に対応する値「１」よりも一つ感度レベルの高い感度レベル２に設定する。
これにより、第３キー領域タッチセンサ４３が第１キー領域タッチセンサ４１と第２キー領域タッチセンサ４２とに比べて、高い感度を有するようになっている。また、第３キー領域タッチセンサ４３は、最低感度レベル１に設定されることがなく、環境が変化した場合でも、常に入力可能な感度が維持されるようになっている。
なお、出力情報に係るキーが「３」キーの場合には、第１キー領域タッチセンサ４１と第２キー領域タッチセンサ４２と第３キー領域タッチセンサ４３とのいずれの感度レベルは、感度レベル３に設定される。

一方で、感度レベル変更部８は、「Ｆｎ」キーの出力情報と同時に、「１」キー〜「５」キーのいずれかに係る出力情報が入力されていないと判定した場合（Ｓ２０１の「Ｎｏ」の場合）には、図５に示すように、第２キー領域タッチセンサ４２の感度レベルを３レベル上昇させて感度レベル４に変更する（Ｓ２０３）。
これにより、第２キー領域タッチセンサ４２の感度レベルが上昇して、第２キー領域に属する「Ｅｓｃ」キーと「.」キーのキー入力操作の検出が可能になる。

つぎに、図４に示すように、感度レベル変更部８は、「Ｆｎ」キーの出力情報の入力後の移行処理期間の間に「Ｅｓｃ」キーと「.」キーに係る出力情報が入力されたか否かを判定する（Ｓ２０４）。

ここで、感度レベル変更部８は、「Ｅｓｃ」キーと「.」キーに係る出力情報が入力されていないと判定した場合（Ｓ２０４で「Ｎｏ」）には、「Ｆｎ」キーのキー入力操作は誤操作として、第２キー領域タッチセンサ４２の感度レベルを元の感度レベル１に戻して、感度変更処理を終了する。

一方で、感度レベル変更部８は、「Ｅｓｃ」キーと「.」キーに係る出力情報が入力されたと判定した場合（Ｓ２０４で「Ｙｅｓ」）には、図６に示すように、第１キー領域タッチセンサ４１と第３キー領域タッチセンサ４３との感度レベルを３つ上昇させて（Ｓ２０６）、感度変更処理を終了するように構成されている。
以上の処理によって、第１キー領域タッチセンサ４１と第３キー領域タッチセンサ４３との感度レベルが上昇して、第１キー領域１１に属するキーと第３キー領域１３に属するキーとのキー入力操作の検出が可能になる。

以上、実施形態におけるキーボード装置１の基本構成と動作方法について説明したが、上記するキーボード装置１によれば、「Ｆｎ」のキー入力操作を検出する第３キー領域タッチセンサ４３の感度レベルが、最低の感度レベル１に設定することが制限されているため、最低レベルよりも高い感度レベル２に設定される。そのため、ユーザによりタッチセンサ４０の感度レベルが変更され、さらに、環境条件の変化によりタッチセンサ４０による検出する静電容量の変化量が減少しても、「Ｆｎ」のキー入力操作は、第３キー領域タッチセンサ４３により検出されて、他のタッチセンサ４０の感度レベルの変更が可能となる。
そして、「Ｆｎ」キーのキー入力操作、「Ｅｓｃ」キーと「.」キーのキー入力操作によって、第１キー領域１１に属するキーの第１キー領域タッチセンサ４１の感度が上昇するため、いずれのキー入力操作も検出されず、操作不能になるという事象が回避される。

また、実施形態のキーボード装置１によれば、従来技術で示した入力装置のように、タップタイピングによるキー入力を検出するためのタップセンサを設ける必要がないため、部品数の増加及び製造工程の複雑化という問題を招くおそれもない。

また、実施形態のキーボード装置１によれば、タッチセンサ４０の感度レベルを上昇させるためのユーザの動作が、第１段階として「Ｆｎ」キーのタッチタイピング、第２段階として、「Ｅｓｃ」キーと「.」キーのタイピングであって、２つの動作を必要としており、誤って「Ｆｎ」キーをタッチタイピングしたとしても、タッチセンサ４０の感度レベルが上昇しない。
そのため、誤入力操作によりタッチセンサ４０の感度レベルが上昇してしまい、ユーザが改めて、タッチセンサ４０の感度を設定し直すという煩わしい作業を回避できる。

また、実施形態のキーボード装置１によれば、第２段階に行うタッチタイピングのキーは、「Ｅｓｃ」キーと「.」キーであって、図２に示すように、物理的距離が最大となるキーである。そのため、誤って「Ｆｎ」キーをタッチタイピング後に、さらに、「Ｅｓｃ」キーと「.」キーをタッチタイピングする可能性が低く、誤入力操作によりタッチセンサ４０の感度レベルが上昇することを回避できる。

また、実施形態のキーボード装置１によれば、図４に示した感度変更処理の工程において、第１キー領域タッチセンサ４１とともに、第３キー領域タッチセンサ４３の感度レベルが上昇している。
よって、タッチセンサ部４の感度レベルの上昇後に、タッチセンサ４０により検出される静電容量の変化量がさらに減少して、第３キー領域タッチセンサ４３に属する「Ｆｎ」キーの入力操作が検出されず、タッチセンサ部４の感度レベルを変更できないという事象を回避できる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更が可能である。
たとえば、第２キー領域１２に属するキーを「Ｅｓｃ」キーと「.」キーに替えて、例えば、「Ｃｔｒｌ」キーと「Ｅｎｄ」キーとしてもよく、適宜変形可能である。

また、本実施形態において、感度レベル変更部８は、第３キー領域タッチセンサ４３について、最低の感度レベル１に設定できないように構成されているが本発明はこれに限定されるものでない。
たとえば、感度レベル変更部８は、最低の感度レベル１から感度レベル４まで設定できないように構成してもよい。これによれば、「Ｆｎ」キーのキー入力操作を検出するタッチセンサ４０の感度レベルが最高の感度レベル５に設定されて、タッチセンサ４０から出力される検出信号の電圧値が感度閾値を超えないというおそれが低減される。そして、第２キー領域タッチセンサ４２及び第３キー領域タッチセンサ４３の感度レベルを上昇させる操作が確実となる。

また、本実施形態において、感度レベル変更部８は、ステップ２０２における第３キー領域タッチセンサ４３の感度レベルの設定については、感度レベル１に設定できないために出力情報に対応する値「１」よりも一つ高い感度レベルに設定するように構成されているが、本発明はこれに限定されるものでない。
たとえば、出力情報に対応する値よりも二つ高い感度レベルや、一番高い感度レベルである感度レベル５に設定するように構成してもよい。
当該構成によっても、タッチセンサ４０から出力される検出信号の電圧値が感度閾値を超えないというおそれが低減されて、第２キー領域タッチセンサ４２及び第３キー領域タッチセンサ４３の感度レベルを上昇させる操作が確実となる。

また、本実施形態において、感度レベル変更部８は、ステップ２０４及びステップ２０６において、感度レベル変更部８が上昇させる感度レベルを３つとしているが、本発明はこれに限定されない。当該感度レベルを上昇させればよいものであって、たとえば、上昇される感度レベルが１つ又は感度レベルが最高の感度レベル５に上昇させるように構成してもよい。または、初期設定における感度レベルが高い場合（例えば、感度レベル４）には、その初期設定された感度レベル４に設定するように構成してもよい。

１ キーボード装置
２ 検出部
３ 制御回路部
４ タッチセンサ部
５ 検出回路部
６ 記憶部
６ａ 感度設定情報
６ｂ 出力情報
７ 検出信号処理部
８ 感度レベル変更部
１０ 入力操作部
１１ 第１キー領域
１２ 第２キー領域
１３ 第３キー領域
４０ タッチセンサ
４１ 第１キー領域タッチセンサ
４２ 第２キー領域タッチセンサ
４３ 第３キー領域タッチセンサ

Claims (6)

1. 電子機器用の入力装置であって、
   第１の特定キーを含む複数のキーを有して、キー入力操作される入力操作部と、
   前記キー入力操作を検出する前記複数のキーのそれぞれに対応した複数の静電容量式のタッチセンサを有する検出部と、
   前記タッチセンサにより検出されたキーに係る出力情報を前記電子機器に出力する制御回路部と、を備え、
   前記制御回路部は、
   前記キーに係る出力情報が各タッチセンサの感度レベルを変更する出力情報であると判定した場合、前記各タッチセンサの感度レベルを変更させる感度レベル変更部を有し、
   前記感度レベル変更部は、
   前記キーに係る出力情報が前記各タッチセンサの感度レベルを最低レベルに変更する出力情報であると判定した場合、前記第１の特定キーに対応するタッチセンサの前記感度レベルを最低レベルよりも高い感度レベルに設定し、
   前記キーに係る出力情報が前記第１の特定キーの出力情報であると判定した場合、前記第１の特定キー以外のキーに対応するタッチセンサの感度レベルを上昇させることを特徴とする入力装置。
2. 前記複数のキーは、第１キー領域、第２キー領域、第３キー領域のいずれかに属し、
   前記複数のタッチセンサは、前記第１キー領域に属するキー、前記第２キー領域に属するキー、前記第３キー領域に属するキーのいずれかのキー入力操作を検出する第１キー領域タッチセンサ、第２キー領域タッチセンサ、第３キー領域タッチセンサのいずれかに属し、
   前記第１の特定キーは、前記第３キー領域に属し、
   前記感度レベル変更部は、
   前記キーに係る出力情報が前記第３キー領域に属する前記第１の特定キーの出力情報であると判定した場合、前記第２キー領域タッチセンサの感度レベルを上昇させ、
   前記第２キー領域タッチセンサの感度レベルを上昇させた後の移行処理期間内にキー入力操作されたキーに係る出力情報が前記第２キー領域に属するキーの出力情報であると判定した場合、前記第１キー領域タッチセンサの感度レベルを上昇させることを特徴とする請求項１に記載の入力装置。
3. 前記感度レベル変更部は、前記移行処理期間内にキー入力操作されたキーに係る出力情報が前記第２キー領域に属するキーの出力情報であると判定した場合、前記第３キー領域タッチセンサの感度レベルを上昇させることを特徴とする請求項２に記載の入力装置。
4. 前記第２キー領域に属するキーは、前記入力操作部において互いに離れた位置に配置された２つのキーであることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の入力装置。
5. 前記感度レベル変更部は、前記移行処理期間内にキー入力操作されたキーに係る出力情報が前記第２キー領域に属するキーの出力情報でないと判定した場合、前記第２キー領域タッチセンサの感度レベルを元の感度レベルに戻すことを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれか１項に記載の入力装置。
6. 前記第１の特定キーは、一つのキーであって、前記キー入力操作されても前記電子機器に前記出力情報が出力されないキーであることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の入力装置。

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