JP6711236B2 - 入力装置及び電子機器 - Google Patents

Description

本発明は入力装置及び電子機器に関する。

触れられているキーを検知する第１の検知手段と、状態を変位させる操作がなされたキーを検知する第２の検知手段とを有する入力装置を備える電子機器が、従来から知られている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０１０−７４６８９号公報

従来の電子機器の入力装置では、キーのタッチ操作時は当然ながら、キーの押下操作時（特許文献１の図３（Ｃ）参照）であっても、第１の検知手段によるタッチ操作の検知が行われていた。つまり、キーがその押下方向に変位している間も、キーへのタッチ操作により生じる静電容量の変化を検知できる構成にしておく必要があった。これにより、各キーへのタッチ操作と押下操作の両方を検知可能な入力装置を設計する際の自由度に制限があった。

本発明は、あるキーに対するタッチ操作及びストローク操作の両方を検知可能であり、且つ当該キーのストローク操作検知時にはそのキーのタッチ操作の検知を行うための検知回路によるタッチ操作の検知を行わない新規な構成を有する入力装置及びこれを備える電子機器を提供することを目的とする。

本発明に係る入力装置は、ある方向に変位するキーと、
前記キーへの押圧接触体の接触或いは近接により生じる静電容量の変化を検知する静電容量検知部を備える第１検知回路と、
第１電極を有する第２検知回路であって、前記キーの変位とともに前記ある方向に変位する第２電極と前記第１電極との電気的接続を検知する前記第２検知回路と、
を備え、
前記キーの変位量に応じて、前記第１検知回路により検知しかつ前記第２検知回路により検知しない第１検知状態と、前記第２検知回路により検知しかつ前記第１検知回路により検知しない第２検知状態との間で、検知状態を切り替え、
前記キーは、前記押圧接触体により前記入力装置の外部から接触或いは近接される導電性の第１導電部と、当該第１導電部と電気的に接続された導電性の第２導電部を有する鍔とを備え、
前記入力装置は、さらに、
前記キーが裏面側から嵌め込まれる孔が設けられたパネルと、
前記パネルの裏面に設けられた第３導電部であって、前記第１検知状態では、前記鍔が当該第３導電部に電気的に接続することで当該第３導電部を介して前記押圧接触体と前記第１検知回路の前記静電容量検知部とが電気的に接続する前記第３導電部と、
を備える、
ことを特徴とする。

本発明に係る電子機器は、前記入力装置と、
前記第１検知回路および前記第２検知回路による検知結果に応じて少なくとも１つの機能を実行する制御部と、
を備える、
ことを特徴とする。

本発明によれば、あるキーに対するタッチ操作及びストローク操作の両方を検知可能であり、且つ当該キーのストローク操作検知時にはそのキーのタッチ操作の検知を行うための検知回路によるタッチ操作の検知を行わない新規な構成を有する入力装置及びこれを備える電子機器を提供することができる。

本発明の実施形態に係る入力装置としての電子式卓上計算機（電卓）１０を示す平面図である。 本発明の実施形態に係る電卓１０の入力部１１の数値キー１１０を示す図であり、（Ａ）は数値キー１１０の平面図であり、（Ｂ）は数値キー１１０のキー構造を示すタッチ操作検知時のII-II断面図であり、（Ｃ）は数値キー１１０のキー構造を示すストローク操作検知時のII-II断面図である。 本発明の実施形態に係る電卓１０のタッチ検知シート１２０上の導電パターンを示す透過平面図である。 本発明の実施形態に係る電卓１０のブロック図である。 本発明の実施形態に係る電卓１０を用いた入力操作検知処理を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係る電卓１０の記憶部４００に記憶されたタッチ入力パターンのデータ構造である。 本発明の実施形態に係る電卓１０を用いたユーザ操作の一例を示す図である。 本発明の実施形態に係る電卓１０Ａのタッチ検知シート１２０上の導電パターンを示す透過平面図である。 本発明の第２変形例に係る電卓１０ＢのII-II断面図に相当する断面図であり、（Ａ）は数値キー１１０の平面図であり、（Ｂ）は数値キー１１０のキー構造を示すタッチ操作検知時のII-II断面図である。

まず、図１〜図６を用いて本発明の実施形態について説明する。
図１は本発明の実施形態に係る入力装置としての電子式卓上計算機（電卓）１０を示す平面図である。図２は本発明の実施形態に係る電卓１０の入力部１１の数値キー１１０を示す図であり、（Ａ）は数値キー１１０の平面図であり、（Ｂ）は数値キー１１０のキー構造を示すタッチ操作検知時（第１検知状態）のII-II断面図であり、（Ｃ）は数値キー１１０のキー構造を示すストローク操作検知時（第２検知状態）のII-II断面図である。

図１に示すように、電卓１０は、入力部１１、表示部１２、太陽電池パネル１３を備える。入力部１１は、オールクリアキー［ＡＣ］、クリアキー［Ｃ］、正負切替キー［＋／−］、テンキー［０］〜［９］、演算キー［＋］［−］［×］［÷］［＝］などのキーを備える。いずれのキーも、ある方向（紙面に直交方向）に変位可能に構成されており、そのストロークを検知可能なストロークキーである。テンキー［０］〜［９］のうちの９つの数値キー［１］〜［９］１１０、１１０…は３×３の行列状に配置されている。また、これらの数値キー［１］〜［９］１１０、１１０…はストロークキーとして機能するだけでなく、タッチキーとしても機能する。

入力部１１のキー構造は、図２（Ｂ）、（Ｃ）に断面を示したように、数値キー１１０と、タッチ検知シート１２０と、キー付勢シート１３０と、基板１４０とを備える。
数値キー１１０は導電性金属など導電性を有する材料からなり、図２（Ａ）に示すように、平面視で中央部にキートップ１１１、その周縁部にキートップ１１１の四方を取り囲む形でロ字状の鍔部１１２を備えている。また、キートップ１１１の上面には当該数値キーに固有の数字が印刷されている。図２（Ａ）では数値キー［９］１１０を示して説明しているが、いずれの数値キー［１］１１０〜［８］１１０も、キートップ部１１１への印刷内容を除いて同様である。以下、本明細書では「数値キー［１］〜［９］１１０、１１０…」のそれぞれを単に「数値キー１１０」と表現する場合がある。

タッチ検知シート１２０は、各数値キー１１０がそれぞれに挿通される複数の孔１２１ｈ，１２１ｈ…が設けられた絶縁シート１２１と、その下面における各孔１２１ｈの周縁部であってロ字状の鍔部１１２の対向する２辺に対応する各位置に少なくとも形成された２つのタッチ検知電極１２２Ｒ，１２２Ｌや各タッチ検知電極１２２Ｒ，１２２Ｌに接続された配線１２３Ｒ，１２３Ｌを含む導電パターン（図３参照）とを備える。
キー付勢シート１３０はゴムなどの弾性部材からなり、全体が平面視して略矩形状である基部１３１と、該略矩形状のうち各数値キー１１０に重なるように配される部分が上方（キー付勢シート１３０に対して各数値キー１１０が配される側）に盛り上がった形状とされたキー押上部１３２とを備える。キー押上部１３２は、数値キー１１０の真下に配される当接部１３３と、数値キー１１０のストローク操作に伴い変形して当接部１３３及び数値キー１１０を上方へ付勢する弾性反発力が生じるスカート部１３４とを備える。当接部１３３の下面（基板１４０の上面に向き合う面）には対向電極１３５が設けられている。
基板１４０は、絶縁性の基部１４１と基部１４１上面に形成された電極や配線、電子部品などを備え、特に、基部１４１上面のうちキー付勢シート１３０の各対向電極１３５に向き合う部分にストローク検知電極（第１電極）１４２が設けられている。

図２（Ｂ）、（Ｃ）を参照し、タッチ操作検知時とスクロール操作検知時の各キー構造について簡単に説明する。
図２（Ｂ）に示すように、数値キー１１０のストローク操作が行われていない状態で、タッチ操作が検知される。この状態では、キー付勢シート１３０はその材質が持つ弾性反発力によりそれ自体の元の形状が保持されている。これにより、キー押上部１３２の当接部１３３の上面が数値キー１１０の下面に当接（下面を押圧）してこれを支持し、且つ鍔部１１２の対向する２辺の上面をタッチ検知シート１２０のタッチ検知電極１２２Ｒ，１２２Ｌに当接させている。キートップ１１１は、鍔部１１２とタッチ検知電極１２２Ｒとを介して、タッチ検知回路（第１検知回路）２１１（図４参照）が備える静電容量検知部の１つに接続されていて、且つ鍔部１１２とタッチ検知電極１２２Ｌとを介して、タッチ検知回路２１１が備える他の静電容量検知部の１つに接続されている。

一方、キー付勢シート１３０の弾性反発力に抗してユーザが指先でキートップ１１１を押圧すると、数値キー１１０がそのストローク方向（図２（Ｃ）の上下方向）に沿って下向きに変位する。このストローク操作による数値キー１１０のストローク変位量（図２（Ｂ），（Ｃ）では上下方向の数値キー１１０の移動量）がある大きさになると、図２（Ｃ）に示すようにキー付勢シート１３０の対向電極１３５と基板１４０のストローク検知電極１４２が互いに接触して、ストローク操作が検知される。このとき鍔部１１２とタッチ検知電極１２２Ｒ，１２２Ｌとは離間していて、これらを介したキートップ１１１と上述の２つの静電容量検知部との電気的接続は解除されている。

図３は、本発明の実施形態に係る電卓１０のタッチ検知シート１２０上の導電パターンのうちタッチ検知電極１２２及び配線１２３を示す透過平面図である。図３では電卓１０の上方（紙面手前側）から見たときの導電パターンの配置が透過平面図として示されているが、実際の導電パターンは絶縁シート１２１の下方（当該絶縁シート１２１に対しキー付勢シート１３０や基板１４０が配される側）に形成されている。タッチ検知シート１２０は３×３の行列状に９つの矩形状の孔１２１ｈ１〜１２１ｈ９が設けられた略矩形状のキー用孔形成部と、キー用孔形成部の右下部分から細い幅で延出する引出線形成部と、引出線形成部の先端につながり且つ静電容量検知部が設けられる図示しない静電容量検知部形成部とを備える。以下本明細書では、全ての孔に共通する特徴について説明する場合、個々の孔について区別せず、孔１２１ｈと書く場合がある。

各孔１２１ｈの周縁にはその孔を取り囲むように２つのタッチ検知電極１２２Ｒ、１２２Ｌが設けられている。平面視して右側のタッチ検知電極１２２Ｒは逆コ字状であり、孔１２１ｈの右辺の全長と上下辺の右側部分に接するように設けられていて、平面視して左側のタッチ検知電極１２２Ｌはコ字状であり、孔１２１ｈの左辺の全長と上下辺の左側部分に接するように設けられている。２つのタッチ検知電極１２２Ｒ，１２２Ｌは孔１２１ｈの上下辺に隣接する部分で互いに離間している。右側のタッチ検知電極１２２Ｒは配線１２３Ｒを介して静電容量検知部の１つに接続されていて、左側のタッチ検知電極１２２Ｌは配線１２３Ｌを介して他の静電容量検知部の１つに接続されている。

また、行方向（図の左右方向）に並ぶ３つの孔１２１ｈ、例えば、一番上の行の３つの孔１２１ｈ７、１２１ｈ８、１２１ｈ９の各右側のタッチ検知電極１２２Ｒ７、１２２Ｒ８、１２２Ｒ９は１本の配線１２３Ｒ３により互いに並列に１つの第３の行位置検知用静電容量検知部２１２Ｃ（図４参照）に接続されている。同様に、真ん中の行について言うと、３つの孔１２１ｈ４、１２１ｈ５、１２１ｈ６の各右側のタッチ検知電極１２２Ｒ４、１２２Ｒ５、１２２Ｒ６は１本の配線１２３Ｒ２により互いに並列に１つの第２の行位置検知用静電容量検知部２１２Ｂに接続されている。一番下の行も同様であり、３つの孔１２１ｈ１、１２１ｈ２、１２１ｈ３の各右側のタッチ検知電極１２２Ｒ１、１２２Ｒ２、１２２Ｒ３は１本の配線１２３Ｒ１により互いに並列に１つの第１の行位置検知用静電容量検知部２１２Ａに接続されている。

一方、列方向（図の上下方向）に並ぶ３つの孔１２１ｈ、例えば、最も右側の列で説明すると、３つの孔１２１ｈ９、１２１ｈ６、１２１ｈ３の各左側のタッチ検知電極１２２Ｌ９、１２２Ｌ６、１２２Ｌ３は１本の配線１２３Ｌ３により互いに並列に１つの第３の列位置検知用静電容量検知部２１３Ｃ（図４参照）に接続されている。真ん中の列と最も左側の列も同様であり、３つの孔１２１ｈ８、１２１ｈ５、１２１ｈ２の各左側のタッチ検知電極１２２Ｌ８、１２２Ｌ５、１２２Ｌ２は１本の配線１２３Ｌ２により互いに並列に１つの第２の列位置検知用静電容量検知部２１３Ｂに接続されていて、３つの孔１２１ｈ７、１２１ｈ４、１２１ｈ１の各左側のタッチ検知電極１２２Ｌ７、１２２Ｌ４、１２２Ｌ１は１本の配線１２３Ｌ１により互いに並列に１つの第１の列位置検知用静電容量検知部２１３Ａに接続されている。

これらの６つの静電容量検知部、即ち、上述の第１乃至第３の行位置検知用静電容量検知部２１２Ａ、２１２Ｂ、２１２Ｃ及び第１乃至第３の列位置検知用静電容量検知部２１３Ａ、２１３Ｂ、２１３Ｃはいずれも互いに異なり且つ独立して静電容量の変化を検知可能な静電容量検知部である。６本の配線１２３Ｒ１，１２３Ｒ２，１２３Ｒ３，１２３Ｌ１，１２３Ｌ２，１２３Ｌ３はキー用孔形成部における複数の孔１２１ｈ、１２１ｈ…の間及び引出線形成部を介して、静電容量検知部形成部に設けられた各対応する静電容量検知部まで引き回されている。

上述したような本実施形態の電卓１０のキー構造におけるタッチ操作検知時の動作について、以下に説明する。複数ある数値キー１１０、１１０…のうちのいずれか１つの数値キー１１０、具体的に、数値キー［９］１１０に対するタッチ操作が行われた場合の動作を例にして説明するが、他の数値キー１１０であっても同様に動作する。本明細書では、ユーザの指先などが数値キー１１０に接触しているか、又は静電容量検知部により静電容量の変化を検知可能な位置までユーザの指先などが数値キー１１０に近接しているかのいずれかであり、且つ数値キー１１０の鍔部１１２とタッチ検知シート１２０のタッチ検知電極１２２Ｒ、１２２Ｌが互いに接触している状態（第１検知状態）のことを、タッチ操作が行われた状態とする。この状態のとき、即ちタッチ操作検知時、数値キー１１０のストローク変位量がゼロである。また、このときのキー構造は図３（Ｂ）に示した通りであり、キー付勢シート１３０の対向電極１３５と基板１４０のストローク検知電極１４２は互いに離間している。

数値キー［９］１１０のキートップ１１１に対しタッチ操作が行われると、鍔部１１２、右側のタッチ検知電極１２２Ｒ及び１本の配線１２３Ｒ３を介して数値キー［９］１１０のキートップ１１１に接続された第３の行位置検知用静電容量検知部で静電容量の変化が検知される。これと同時に、鍔部１１２、左側のタッチ検知電極１２２Ｌ９、及び１本の配線１２３Ｌ３を介して数値キー［９］１１０のキートップ１１１に接続された第１の列位置検知用静電容量検知部で静電容量の変化が検知される。

このように、複数のキー１１０、１１０…のうちいずれか１つの数値キー１１０に対しタッチ操作が行われると、６つの静電容量検知部のうちいずれか２つの静電容量検知部により静電容量の変化が検知されて、変化が検知された２つの静電容量検知部の組み合わせに基づいていずれの数値キー１１０に対しタッチ操作が行われたかが検知できるようになっている。具体的に、第１の行位置検知用静電容量検知部と第１の列位置検知用静電容量検知部とにより静電容量の変化を検知したときは、数値キー［９］１１０に対しタッチ操作が行われたものとしてタッチされたキーを特定できる。また、第１の行位置検知用静電容量検知部と第２の列位置検知用静電容量検知部とにより静電容量の変化を検知したときは、数値キー［８］１１０に対しタッチ操作が行われたことがわかり、以下同様に、第３の行位置検知用静電容量検知部と第３の列位置検知用静電容量検知部とにより静電容量の変化を検知したときは、数値キー［１］１１０に対しタッチ操作が行われたことがわかる。このように本実施形態では、配線が６本あれば９つの数値キー［１］〜［９］１１０のうちいずれの数値キー１１０がタッチされたかを特定することができる。

次に、複数ある数値キー１１０のうちのいずれか１つの数値キー１１０、具体的に、数値キー［９］１１０に対するストローク操作が行われた場合の動作を例にして説明するが、他の数値キー１１０であっても同様に動作する。本明細書では、ユーザの指先などが数値キー１１０に接触していて、且つキー付勢シート１３０の対向電極１３５と基板１４０のストローク検知電極１４２が互いに接触している状態（第２検知状態）のことを、ストローク操作が行われた状態とする。この状態のとき、即ちストローク操作検知時、数値キー１１０のストローク変位量がある大きさとなっている。また、このときのキー構造は図３（Ｃ）に示した通りであり、数値キー１１０の鍔部１１２とタッチ検知シート１２０のタッチ検知電極１２２Ｒ、１２２Ｌは互いに離間している。

ストローク検知電極１４２は、基板１４０上の図示しない配線を介してストローク検知回路（第２検知回路）２２１（図４参照）に接続されている。数値キー［９］１１０に対しストローク操作が行われると、キー付勢シート１３０の対向電極１３５と基板１４０のストローク検知電極１４２との接触が上記のストローク検知回路２２１により検知される。
なお、タッチ検知時の第１検知状態とストローク操作検知時の第２検知状態との間の状態、即ち、数値キー１１０のストローク変位量がゼロより大きく且つ上記の既定量未満であるときは、数値キー１１０の鍔部１１２とタッチ検知シート１２０のタッチ検知電極１２２Ｒ、１２２Ｌは互いに離間していて、且つキー付勢シート１３０の対向電極１３５と基板１４０のストローク検知電極１４２は互いに離間している。この中間状態では、タッチ操作もストローク操作も検知されない。

本実施形態の電卓１０は上述したような構造を有するので、あるキーに対するタッチ操作及びストローク操作の両方を検知可能であり、且つ当該キーのストローク操作検知時にはそのキーのタッチ操作の検知を行うための検知回路によるタッチ操作の検知を行わない新規な構成を有している。

図４は本発明の実施形態に係る電卓１０のブロック図である。電卓１０は、入力検知部２００、制御部（ＣＰＵ）３００、記憶部４００、及び、表示部５００を備える。
入力検知部２００は入力部１１を含んでいて、前述の第１の行位置検知用静電容量検知部２１２Ａ、第２の行位置検知用静電容量検知部２１２Ｂ及び第３の行位置検知用静電容量検知部２１２Ｃと、第１の列位置検知用静電容量検知部２１３Ａ、第２の列位置検知用静電容量検知部２１３Ｂ及び第３の列位置検知用静電容量検知部２１３Ｃとを含むタッチ検知回路２１１を備えるタッチ操作検知部２１０と、ストローク検知回路２２１を備えるストローク操作検知部２２０とを含む。
制御装置３００は、電卓１０の各部からの信号を受信し、受信した信号に基づいて制御信号を生成、各部へ送信し、それらの制御信号により各部を制御する。
記憶装置４００は、電卓１０の制御命令が記憶されたＲＯＭ４１０と、表示部５００に表示されるデータが一時的に保持されたり、制御装置３００による計算処理のためにデータが一時的に展開されたりするＲＡＭ４２０とを含む。
表示部５００は、制御装置３００から受信した制御信号に基づいて、各種の計算結果などの情報が表示される。

タッチ操作検知時には、ユーザの指先が接触又は近接した数値キー１１０に応じて、第１乃至第３の行位置検知用静電容量検知部２１２Ａ、２１２Ｂ及び２１２Ｃのうち１つの行位置検知用静電容量検知部と、第１乃至第３の列位置検知用静電容量検知部２１３Ａ、２１３Ｂ及び２１３Ｃのうち１つの列位置検知用静電容量検知部とにおいて静電容量の変化が検知される。タッチ検知回路２１１は各静電容量の変化量が予め定めた閾値より大きいか否かに応じて、各対応する検知信号を制御装置３００へと送信する。
ストローク操作検知時には、ストローク検知回路２２１が、ストローク操作が行われた数値キー１１０に応じて、各対応する検知信号を制御装置３００へと送信する。
制御装置３００は、入力検知部２００から受信した検知信号に基づいて、入力操作が行われた数値キー１１０と、その数値キー１１０に対して行われた操作の種類（タッチ操作又はストローク操作のいずれかの操作）を検知することができる。

図５は本発明の実施形態に係る電卓１０を用いた入力操作検知処理を示すフローチャートである。制御装置３００は、いずれかのキーへのタッチ操作及びストローク操作のいずれかに対応する検知信号を受信したか否かの判定を一定の周期（例えば１０ｍｓ間隔）で行う。図ｎはタッチ操作に対応する機能を特定するためにＲＡＭに記憶された情報のデータ構造である。この情報は、１、２、３及び４番目の数列Ｐ_ｉ１（以下、タッチ入力パターンＰ_ｉ１という。）として｛９、５、１｝、｛８、５、２｝、｛７、５、３｝及び｛４、５、６｝の複数の数列と、各数列に対応付けられた検索フラグ及び特定の機能とを含む。電卓１０の電源オン時に初期化処理のうちの一つとして、すべてのタッチ入力パターンについて検索フラグが１に設定されて、後述する変数ｉ，ｊの値も１に書き替えられる。

タッチ操作以外の操作に対応する検知信号を受信（以下、簡便のため当該「操作を検知」という。）した場合、即ちストローク操作を検知した場合（ステップＳ１０：Ｙｅｓ）又は他の操作を検知した場合（ステップＳ１０：Ｎｏ、ステップＳ１５：Ｎｏ、ステップＳ８５：Ｙｅｓ）、制御装置３００はＲＡＭに記憶された検索フラグを１に書き替えるとともに変数ｉを１に書き替えて（ステップＳ９０、Ｓ９５）、検知したストローク操作又は他の操作に対応する処理を実行する（ステップＳ１００）。いずれの操作も検知しなかった場合は（ステップＳ１０：Ｎｏ、ステップＳ１５：Ｎｏ、ステップＳ８５：Ｎｏ）本入力操作検知処理を終了する。従って、数値キー［１］〜［９］１１０、１１０…以外のキー、即ちタッチ操作を検知できないキーのいずれか（例えば、オールクリアキー［ＡＣ］やクリアキー［Ｃ］など）へのストローク操作を検知した場合には（ステップＳ１０：Ｙｅｓ）、そのストローク操作に対応する処理が制御装置３００により実行される（ステップＳ１００）。なお図示しないが、ステップＳ１００では受け付けた操作が前回の検知結果と同じであるか否かの判定を行い、前回の検知結果と同じであると制御装置３００により判定された場合はそのまま処理を行わずに本入力操作検知処理を終了する。

ストローク操作を検知せず且つタッチ操作を検知したと制御装置３００が判定すると（ステップＳ１０：Ｎｏ、ステップＳ１５：Ｙｅｓ）、タッチ操作が行われた数値キー１１０をその検知信号に基づいて特定する（ステップＳ２０）。このとき、当該数値キー１１０のキートップ１１１に印刷された数字と同じ数値がキー情報として取得される。制御装置３００は今回取得したキー情報と前回取得したキー情報とが同じであるか否かを判定し（ステップＳ２２）、それらが同じであった場合は本入力操作検知処理を終了する（ステップ２２：Ｙｅｓ）。今回取得したキー情報と前回取得したキー情報とが異なる場合は（ステップＳ２２：Ｎｏ）、次いで、そのキー情報が予め定められたいくつかのキーのうちの一つであるか否かの判定を行う。

具体的には、まず登録済みのタッチ入力パターンの個数Ｍ_ａを取得し（ステップＳ２５）且つ変数ｊを初期化（ステップＳ３０）してから、１番目のタッチ入力パターンから順に検索フラグが１であるか否かを判定する（ステップＳ３２）。検索フラグが１であれば（ステップＳ３２：Ｙｅｓ）、ステップＳ２０で取得したキー情報が、ＲＡＭに記憶されたタッチ入力パターンのうち先頭からｊ番目のパターンのｉ桁目の数値Ｐ_ｉｊに等しいか否かを判定する（ステップＳ３５）。それらの値が一致した場合には（ステップＳ３５：Ｙｅｓ）当該ｊ番目のパターンの検索フラグを１に書き替えて（ステップＳ４０）、不一致である場合は（ステップＳ３５：Ｎｏ）検索フラグを０に書き替える（ステップＳ４５）。ステップＳ３２において検索フラグが１でなければ（ステップＳ３２：Ｎｏ）、変数ｊをインクリメントしてから（ステップＳ３３）次のタッチ入力パターンの検索フラグの判定処理へ移行する（ステップＳ３２）。

ＲＡＭに記憶された１以上のタッチ入力パターンについて判定処理（ステップＳ３５）及び検索フラグの書き替え処理（ステップＳ４０、Ｓ４５）を繰り返し（ステップＳ５０、Ｓ５５：Ｎｏ）、すべて（Ｍａ個）のタッチ入力パターンについて処理を終えたら（ステップＳ５０、Ｓ５５：Ｙｅｓ）、検索フラグが１であるタッチ入力パターンの個数Ｍ_ｂを取得する。個数Ｍ_ｂが１に等しければ（ステップＳ６５：Ｙｅｓ）検索フラグが１である当該タッチ入力パターンに対応付けてＲＡＭに記憶された特定の機能を実行する（ステップＳ８０）。個数Ｍ_ｐが１に等しくないときは変数ｉをインクリメントしてから（ステップＳ７５）処理を終了する。

以上の入力操作検知処理をまとめると、キーがタッチ操作された順序が予め登録されたタッチ入力パターンに等しければ（ステップＳ１０：Ｎｏ、Ｓ１５：Ｙｅｓ、Ｓ２０、Ｓ２５、Ｓ３０、Ｓ３５：Ｙｅｓ／Ｎｏ、Ｓ４０、Ｓ４５、Ｓ５０、Ｓ５５：Ｙｅｓ／Ｎｏ、Ｓ６０、Ｓ６５：Ｙｅｓ／Ｎｏ、Ｓ７０、Ｓ７５）、当該パターンに対応する特定の機能を実行する（ステップＳ８０）。キーがタッチ操作された順序が予め登録されたタッチ入力パターンに等しくなる前にタッチ操作以外の操作、即ちストローク操作や他の操作が行われれば（ステップＳ１０：Ｙｅｓ／Ｎｏ、Ｓ１５：Ｎｏ、Ｓ８５：Ｙｅｓ）、タッチ入力パターン検知のための変数を初期化してから（ステップＳ９０、Ｓ９５）当該操作に対応付けられた処理を実行する（ステップＳ１００）。

ＲＡＭに記憶されている具体例のタッチ入力パターンに基づいてさらに説明する。図７は、電卓１０の入力部１１に対するユーザ操作の一例を示す図である。１番目のタッチ入力パターンは｛９、５、１｝である。これは数値キー［１］〜［９］１１０、１１０…が配置された略矩形状のエリアを右上から左下にかけて一直線状に指を滑らせる入力操作に対応するものであり、このタッチ入力パターンには表示部１２に表示された数値で百分率を計算する機能が関連付けられている。同様に２番目のタッチ入力パターンは｛８、５、２｝であり、これは上記の略矩形状のエリアを上から下にかけて指を滑らせる入力操作に対応していて、且つこのタッチ入力パターンには［Ｍ＋］キーと同一の機能が関連付けられている。３番目のタッチ入力パターンは｛７、５、３｝であり、これらは上記の略矩形状のエリアを左上から右下にかけて指を滑らせる入力操作に対応していて、且つこのタッチ入力パターンには［Ｍ−］キーと同一の機能が関連付けられている。４番目のタッチ入力パターンは｛４、５、６｝であり、これは上記の略矩形状のエリアを左から右にかけて指を滑らせる入力操作に対応していて、且つこのタッチ入力パターンには［ＭＲＣ］キーと同一の機能が関連付けられている。

初期状態、即ちすべての検索フラグが１であり且つ変数ｉが１であるときにタッチ操作を検知すると、そのタッチされた数値キー１１０が［９］、［８］、［７］及び［４］のいずれかであれば当該数値キーに対応するタッチ入力パターンの検索フラグが１に書き替えられる。タッチされた数値キー１１０が具体的に［９］であったときは１番目のタッチ入力パターン｛９、５、１｝の検索フラグが１に書き替えられて、２〜４番目のタッチ入力パターンの検索フラグは０に書き替えられる。次いで、ストローク操作又は他の操作を検知するよりも前にタッチ操作を検知した場合、タッチされた数値キー１１０が［５］でなかったときは１番目のタッチ入力パターン｛９、５、１｝の検索フラグが０に書き替えられて、［５］であったときは検索フラグの値は１のままとなる。次いで、ストローク操作又は他の操作を検知するよりも前に数値キー［１］１１０へのタッチ操作を検知した場合は１番目のタッチ入力パターン｛９、５、１｝と一致するので、当該パターンに対応付けられた特定の機能である百分率を計算させる機能が制御装置３００により実行される。

これにより、本実施形態の電卓１０では、少なくとも［Ｍ＋］、［Ｍ−］、［ＭＲＣ］、［％］の４つのキーを設けることなく各キーに対応する機能をタッチ操作により実行することができるので、入力部１１や電卓１０の小型化の小型化を図ることができる。なお、タッチ入力パターンは一直線状の入力操作に限定されるものではなく、「［７］→［４］→［１］→［２］→［３］」（Ｌ字状の入力操作）や「［７］→［４］→［１］→［２］→［３］→［６］→［９］」（Ｕ字状の入力操作）など様々なパターンを含んでいてよい。これらのタッチ入力パターンに他のキーの機能を対応付けることで、さらに多くのキーについて、それらを設けることなく各キーに対応する機能をタッチ操作により実行することができる。

［第１変形例］
図８は、本発明の実施形態に係る電卓１０Ａのタッチ検知シート１２０Ａ上の導電パターンのうちタッチ検知電極１２２及び配線１２３を示す透過平面図である。上述の実施形態と同等の構成については同一又は類似の符号を付すと共に簡略のため説明を省略する。本変形例ではタッチ検知シート１２０Ａに設けられた各孔１２１ｈの周縁に、タッチ検知電極１２２が１つだけ設けられている。また、各タッチ検知電極１２２に１本の配線１２３が接続されていて、各配線１２３は互いに独立して静電容量の変化を検知可能な９つの静電容量検知部（不図示）のいずれか１つに接続されている。数値キー［１］〜［９］１１０、１１０…のキートップ１１１、１１１…のいずれか１つに対しタッチ操作が行われると、当該数値キー１１０の鍔部１１２、対応する１つのタッチ検知電極１２２及び対応する１本の配線１２３を介して当該キートップ１１１に接続されたいずれか１つの検知用静電容量検知部で静電容量の変化が検知される。

このように本第１変形例では、タッチ検知シート１２０Ａのうちのタッチ検知電極１２２が形成される領域であるタッチ電極形成部に形成する電極の数及び当該電極への引き回し配線の数を、前述の実施形態に比べて少なく抑えることができる。これにより本変形例の電卓１０Ａは前述の実施形態と同様、あるキーに対するタッチ操作及びストローク操作の両方を検知可能であり、且つ当該キーのストローク操作検知時にはそのキーのタッチ操作の検知を行うための検知回路によるタッチ操作の検知を行わない新規な構成を有しつつ、さらにタッチ検知シート１２０Ａのタッチ電極形成部を小型化したり、当該タッチ電極形成部に電極及び引き回し配線を形成する際の設計自由度を高めたりすることができる。

［第２変形例］
図９は本発明の第２変形例に係る電卓１０ＢのII-II断面図に相当する断面図であり、（Ａ）は数値キー１１０の平面図であり、（Ｂ）は数値キー１１０のキー構造を示すタッチ操作検知時のII-II断面図である。上述の実施形態と同等の構成については同一又は類似の符号を付すと共に簡略のため説明を省略する。本変形例では数値キー１１０のキートップ１１１全体を覆うように絶縁性の樹脂がコーティングされることで絶縁膜１１３が形成されている。この絶縁膜１１３は例えばキートップ１１１の表面に所望の色彩を付与するために塗布された脂性のインクであってよい。数値キー［１］〜［９］１１０、１１０…のキートップ１１１、１１１…のいずれか１つに対しタッチ操作が行われると、当該数値キー１１０の鍔部１１２、対応する２つのタッチ検知電極１２２Ｒ，１２２Ｌ及び対応する２本の配線１２３Ｒ３、１２３Ｌ３を介して当該キートップ１１１に接続されたいずれか２つの検知用静電容量検知部で静電容量の変化が検知される。変化が検知されたこれら２つの静電容量検知部の組み合わせに基づいていずれの数値キー１１０に対しタッチ操作が行われたかが検知できるようになっている。絶縁膜１１３の厚みが大きいと検知用静電容量検知部で検知される静電容量の変化量が小さくなりタッチ検知回路２１１の感度が下がるため、所望の色彩を付与しつつ且つ検知感度が適性になるように適宜設計する必要がある。また、絶縁膜１１３は色彩を付与するものである必要はなく、視覚的には透明或いは半透明であったり、又は光沢感やざらつき感を付与したりすることで所望の視覚的又は触覚的な効果を付与するものであってもよい。

このように本第２変形例の電卓１０Ｂは前述の実施形態と同様、あるキーに対するタッチ操作及びストローク操作の両方を検知可能であり、且つ当該キーのストローク操作検知時にはそのキーのタッチ操作の検知を行うための検知回路によるタッチ操作の検知を行わない新規な構成を有しつつ、さらにキートップ１１１に所望の色彩を付与することができる。本第２変形例は、上述のように数値キー［１］〜［９］１１０、１１０…の各孔１２１ｈの周縁に２つのタッチ検知電極１２２Ｒ，１２２Ｌが設けられている場合に限らず、前述の第１変形例のように数値キー［１］〜［９］１１０、１１０…の各孔１２１ｈの周縁にタッチ検知電極１２２が１つだけ設けられている場合にも適用できることは言うまでもない。

なお、本願発明は、各実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。さらに、各実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、各実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されたり、幾つかの構成要件が異なる形態にして組み合わされても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除されたり組み合わされた構成が発明として抽出され得るものである。

以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。

［付記１］
ある方向に変位するキーと、
前記キーへの押圧接触体の接触或いは近接により生じる静電容量の変化を検知する静電容量検知部を備える第１検知回路と、
第１電極を有する第２検知回路であって、前記キーの変位とともに前記ある方向に変位する第２電極と前記第１電極との電気的接続を検知する前記第２検知回路と、
を備え、
前記キーの変位量に応じて、前記第１検知回路により検知しかつ前記第２検知回路により検知しない第１検知状態と、前記第２検知回路により検知しかつ前記第１検知回路により検知しない第２検知状態とが排他的に切り替わる、
ことを特徴とする入力装置。
［付記２］
前記キーの変位量に応じて、前記第１検知回路により検知しかつ前記第２検知回路により検知しない第１検知状態と、前記第１検知回路及び前記第２検知回路のいずれによっても検知しない中間状態と、前記第２検知回路により検知しかつ前記第１検知回路により検知しない第２検知状態とがそれらの順に排他的に切り替わる、
ことを特徴とする付記１に記載の入力装置。
［付記３］
前記キーは、前記押圧接触体により前記入力装置の外部から接触或いは近接される導電性の第１導電部と、当該第１導電部と電気的に接続された導電性の第２導電部を有する鍔とを備え、
前記入力装置は、さらに、
前記キーが裏面側から嵌め込まれる孔が設けられたパネルと、
前記パネルの裏面に設けられた第３導電部であって、前記第１検知状態では、前記鍔が当該第３導電部に電気的に接続することで当該第３導電部を介して前記押圧接触体と前記第１検知回路の前記静電容量検知部とが電気的に接続する前記第３導電部と、
を備えることを特徴とする付記１または付記２に記載の入力装置。
［付記４］
付記３に記載の入力装置であって、
前記キーは、当該キーの表面に設けられた絶縁層をさらに備え、
前記押圧接触体が前記絶縁層に接触した状態で、当該押圧接触体と前記第１導電部とが前記絶縁層を介して近接する、
ことを特徴とする付記３に記載の入力装置。
［付記５］
前記複数のキーは、平面的に行列方向に配列され、
前記第１検知回路は、
前記複数のキーのうち、行方向に配列された第１の２つ以上のキーの２つ以上の一対の導電部の２つ以上の一方の導電部が互いに並列に接続された行位置検知部と、
前記複数のキーのうち、列方向に配列された第２の２つ以上のキーの２つ以上の一対の導電部の２つ以上の一方の導電部が互いに並列に接続された列位置検知部と、を備え、
前記行位置検知部により検知された行位置と、前記列位置検知部により検知された列位置とに基づいて、前記複数のキーのうち、前記押圧接触体により接触或いは近接された前記キーを特定する、
ことを特徴とする付記３または付記４に記載の入力装置。
［付記６］
前記パネルは、前記キーが嵌め込まれる孔が設けられていて、
前記第３導電部は、前記孔の周縁に設けられ互いに離間した一対の導電部を備え、
前記第１検知回路の前記静電容量検知部は、互いに異なる第１の静電容量検知部と第２の静電容量検知部とを備え、
前記一対の導電部の一方の導電部は前記第１の静電容量検知部に接続し、前記一対の導電部の他方の導電部は前記第２の静電容量検知部に接続していて、
前記第１検知状態では、前記鍔が前記一対の導電部に接続することで、前記一方の導電部を介して前記押圧接触体と前記第１の静電容量検知部とが電気的に接続し、前記他方の導電部を介して前記押圧接触体と前記第２の静電容量検知部とが電気的に接続する、
ことを特徴とする付記５に記載の入力装置。
［付記７］
前記複数のキーは、平面的に行列方向に配列され、
前記第１検知回路は、
前記複数のキーの第３導電部のそれぞれが一対一で接続された複数の位置検知部を備え、
前記位置検知部により検知された位置に基づいて、前記複数のキーのうち、前記押圧接触体により接触或いは近接された前記キーを特定する、
ことを特徴とする付記３または付記４に記載の入力装置。
［付記８］
前記パネルは、複数の前記キーが嵌め込まれる複数の孔が設けられていて、
前記第３導電部は、前記複数の孔の各周縁に設けられた導電部を備え、
前記第１検知回路の前記静電容量検知部は、互いに異なる第１の静電容量検知部と第２の静電容量検知部とを備え、
前記複数のキーのうち一のキーに対応する前記第３導電部の一の導電部が、前記第１の静電容量検知部に接続し、前記複数のキーのうち他のキーに対応する前記第３導電部の他の導電部が、前記第２の静電容量検知部に接続していて、
前記一のキーが前記第１検知状態のとき、前記鍔が前記一の導電部に接続することで、前記一の導電部を介して前記押圧接触体と前記第１の静電容量検知部とが電気的に接続し、前記他のキーが前記第１検知状態のとき、前記鍔が前記他の導電部に接続することで、前記他の導電部を介して前記押圧接触体と前記第２の静電容量検知部とが電気的に接続する、
ことを特徴とする付記７に記載の入力装置。
［付記９］
前記第１検知回路および前記第２検知回路による検知結果に応じて少なくとも１つの機能を実行する制御部を更に備え、
前記キーは複数設けられていて、
前記制御部は、
前記押圧接触体が前記キーのいずれか一つに接触或いは近接していることを前記第１検知回路が検知した場合、第１の機能を実行し、
当該キーの前記第１電極と前記第２電極とが電気的に接続していることを前記第２検知回路が検知した場合、前記第１の機能とは異なる第２の機能を実行し、
前記複数のキーのうち２以上の前記キーに前記押圧接触体が連続して接触或いは近接したことを前記第１検知回路が検知した場合、前記第１の機能および前記第２の機能のいずれとも異なる第３の機能を実行する、
ことを特徴とする付記１から付記９のいずれか一項に記載の入力装置。
［付記１０］
ある方向に変位するキーと、前記キーへの押圧接触体の接触或いは近接により生じる静電容量の変化を検知する静電容量検知部を備える第１検知回路と、第１電極を有する第２検知回路であって、前記キーの変位とともに前記ある方向に変位する第２電極と前記第１電極との電気的接続を検知する前記第２検知回路と、備え、前記キーの変位量に応じて、前記第１検知回路により検知しかつ前記第２検知回路により検知しない第１検知状態と、前記第２検知回路により検知しかつ前記第１検知回路により検知しない第２検知状態とが排他的に切り替わる、前記入力装置と、
前記第１検知回路および前記第２検知回路による検知結果に応じて少なくとも１つの機能を実行する制御部と、
を備える、
ことを特徴とする電子機器。

１０ 電卓
１１ 入力部
１１０ 数値キー（キー）
１１１ キートップ
１１２ 鍔部
１１３ 絶縁膜
１２０ タッチ検知シート
１２１ 絶縁シート
１２１ｈ１〜１２１ｈ９ 孔
１２２、１２２Ｒ、１２２Ｌ タッチ検知電極（第３導電部）
１２３、１２３Ｌ１、１２３Ｌ２、１２３Ｌ３、１２３Ｒ１、１２３Ｒ２、１２３Ｒ３ 配線
１３０ キー付勢シート
１３１ 基部
１３２ キー押上部
１３３ 当接部
１３４ スカート部
１３５ 対向電極（第２電極）
１４０ 基板
１４１ 基部
１４２ ストローク検知電極（第１電極）
２１１ タッチ検知回路（第１検知回路）
３００ 制御装置（制御部）

Claims (9)

1. 入力装置であって、
   ある方向に変位するキーと、
   前記キーへの押圧接触体の接触或いは近接により生じる静電容量の変化を検知する静電容量検知部を備える第１検知回路と、
   第１電極を有する第２検知回路であって、前記キーの変位とともに前記ある方向に変位する第２電極と前記第１電極との電気的接続を検知する前記第２検知回路と、
   を備え、
   前記キーの変位量に応じて、前記第１検知回路により検知しかつ前記第２検知回路により検知しない第１検知状態と、前記第２検知回路により検知しかつ前記第１検知回路により検知しない第２検知状態とが排他的に切り替わり、
   前記キーは、前記押圧接触体により前記入力装置の外部から接触或いは近接される導電性の第１導電部と、当該第１導電部と電気的に接続された導電性の第２導電部を有する鍔とを備え、
   前記入力装置は、さらに、
   前記キーが裏面側から嵌め込まれる孔が設けられたパネルと、
   前記パネルの裏面に設けられた第３導電部であって、前記第１検知状態では、前記鍔が当該第３導電部に電気的に接続することで当該第３導電部を介して前記押圧接触体と前記第１検知回路の前記静電容量検知部とが電気的に接続する前記第３導電部と、
   を備える、
   ことを特徴とする入力装置。
2. 前記キーの変位量に応じて、前記第１検知回路により検知しかつ前記第２検知回路により検知しない第１検知状態と、前記第１検知回路及び前記第２検知回路のいずれによっても検知しない中間状態と、前記第２検知回路により検知しかつ前記第１検知回路により検知しない第２検知状態とがそれらの順に排他的に切り替わる、
   ことを特徴とする請求項１に記載の入力装置。
3. 請求項１又は２に記載の入力装置であって、
   前記キーは、当該キーの表面に設けられた絶縁層をさらに備え、
   前記押圧接触体が前記絶縁層に接触した状態で、当該押圧接触体と前記第１導電部とが前記絶縁層を介して近接する、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の入力装置。
4. 前記キーは複数設けられていて、
   複数の前記キーは、平面的に行列方向に配列され、
   前記第１検知回路は、
   複数の前記キーのうち、行方向に配列された第１の２つ以上のキーの２つ以上の一対の導電部の２つ以上の一方の導電部が互いに並列に接続された行位置検知部と、
   複数の前記キーのうち、列方向に配列された第２の２つ以上のキーの２つ以上の一対の導電部の２つ以上の一方の導電部が互いに並列に接続された列位置検知部と、を備え、
   前記行位置検知部により検知された行位置と、前記列位置検知部により検知された列位置とに基づいて、複数の前記キーのうち、前記押圧接触体により接触或いは近接された前記キーを特定する、
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の入力装置。
5. 前記パネルは、前記キーが嵌め込まれる孔が設けられていて、
   前記第３導電部は、前記孔の周縁に設けられ互いに離間した一対の導電部を備え、
   前記第１検知回路の前記静電容量検知部は、互いに異なる第１の静電容量検知部と第２の静電容量検知部とを備え、
   前記一対の導電部の一方の導電部は前記第１の静電容量検知部に接続し、前記一対の導電部の他方の導電部は前記第２の静電容量検知部に接続していて、
   前記第１検知状態では、前記鍔が前記一対の導電部に接続することで、前記一方の導電部を介して前記押圧接触体と前記第１の静電容量検知部とが電気的に接続し、前記他方の導電部を介して前記押圧接触体と前記第２の静電容量検知部とが電気的に接続する、
   ことを特徴とする請求項４に記載の入力装置。
6. 前記キーは複数設けられていて、
   複数の前記キーは、平面的に行列方向に配列され、
   前記第１検知回路は、
   複数の前記キーの第３導電部のそれぞれが一対一で接続された複数の位置検知部を備え、
   前記位置検知部により検知された位置に基づいて、複数の前記キーのうち、前記押圧接触体により接触或いは近接された前記キーを特定する、
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の入力装置。
7. 前記パネルは、複数の前記キーが嵌め込まれる複数の孔が設けられていて、
   前記第３導電部は、前記複数の孔の各周縁に設けられた導電部を備え、
   前記第１検知回路の前記静電容量検知部は、互いに異なる第１の静電容量検知部と第２の静電容量検知部とを備え、
   複数の前記キーのうち一のキーに対応する前記第３導電部の一の導電部が、前記第１の静電容量検知部に接続し、複数の前記キーのうち他のキーに対応する前記第３導電部の他の導電部が、前記第２の静電容量検知部に接続していて、
   前記一のキーが前記第１検知状態のとき、前記鍔が前記一の導電部に接続することで、前記一の導電部を介して前記押圧接触体と前記第１の静電容量検知部とが電気的に接続し、前記他のキーが前記第１検知状態のとき、前記鍔が前記他の導電部に接続することで、前記他の導電部を介して前記押圧接触体と前記第２の静電容量検知部とが電気的に接続する、
   ことを特徴とする請求項６に記載の入力装置。
8. 前記第１検知回路および前記第２検知回路による検知結果に応じて少なくとも１つの機能を実行する制御部を更に備え、
   前記キーは複数設けられていて、
   前記制御部は、
   前記押圧接触体が前記キーのいずれか一つに接触或いは近接していることを前記第１検知回路が検知した場合、第１の機能を実行し、
   当該キーの前記第１電極と前記第２電極とが電気的に接続していることを前記第２検知回路が検知した場合、前記第１の機能とは異なる第２の機能を実行し、
   複数の前記キーのうち２以上の前記キーに前記押圧接触体が連続して接触或いは近接したことを前記第１検知回路が検知した場合、前記第１の機能および前記第２の機能のいずれとも異なる第３の機能を実行する、
   ことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の入力装置。
9. 請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の入力装置と、
   前記第１検知回路および前記第２検知回路による検知結果に応じて少なくとも１つの機能を実行する制御部と、
   を備える、
   ことを特徴とする電子機器。