Input device

本発明は、指示表示を有する入力箇所に個別に触れて入力する入力操作と、座標入力操作とを同一の操作面上で行うことができる入力装置に関する。

携帯電話などの入力装置には、押釦式の入力手段が設けられ、電話番号の入力、通話の開始や終了などの各種操作が可能とされている。

また最近では携帯電話を利用したインターネット接続環境が増える傾向にあり、携帯電話で様々なサービスの提供が行われるようになってきている。 これによって、携帯電話のディスプレイには様々なメニューが表示されるようになり、メニューの選択操作が頻繁に行われるようになっている。

従来の入力装置でメニューの選択を行う場合には、携帯電話に設けられた前記押釦式の入力手段とは別に方向を示す押圧式やスティック式の入力手段が設けられて、メニューの選択可能な位置が移動させられる。

しかしながら、上記した従来の入力装置では、押釦式の入力操作とメニュー選択の入力操作とが異なる入力手段によるものであるため操作性が損われる問題があった。 また従来の入力装置ではメニューを移動させる方向は上下方向や左右方向に制限されるため、迅速なメニュー選択を行うことが困難であった。 さらに、前記入力手段を用いて手書き入力などを行うことも不可能であった。

本発明は、上記課題を解決するものであり、操作性を損うことなく、所定の入力箇所を押す操作と、メニュー選択などのカーソル移動操作や手書き入力装置などを行うことができる入力装置を提供することを目的とする。

また本発明は、操作者に押したことを確実に認識させることができる入力装置を提供することを目的としている。

本願発明は、 入力手段と、前記入力手段の表面に設けられて文字、記号、または数字が表示された複数の指示表示を有する表面シートと、表示手段と、制御部とを有し、
前記入力手段は、互いに絶縁されて直交する複数のＸ方向電極と複数のＹ方向電極を有し、電極間の静電容量の変化により、前記表面シートに指が触れた位置を検出して、指が触れた位置に対応する座標入力信号を前記制御部に与えるものであり、
前記制御部は、 前記座標入力信号に基づいて、いずれかの前記指示表示に指が所定時間以上継続して触れていると判断したときに、指が触れている前記指示表示に対応する個別の操作信号を生成して、前記表示手段に前記指示表示の表示内容に対応する文字、記号、または数字を表示させ、
前記座標入力信号に基づいて、前記表面シートに触れている指が前記所定時間を経過する前に移動したと判断したときは、接触している指の移動軌跡に沿った操作信号を生成して、前記表示手段に前記移動軌跡に対応する表示を行い、
さらに、前記制御部は、前記入力手段で検知される単位時間当たりの静電容量の変化量に基づいて、タッピング操作が行われたか、または、いずれかの前記指示表示を指で所定時間以上継続して触れる操作が行われたかの識別を行うことを特徴とするものである。

また本発明は、 前記指示表示の入力箇所で前記入力手段を押したときに、その押圧反力を与える操作感触発生手段が設けられているものである。

前記操作感触発生手段は、複数の前記指示表示に対応する位置に個別に設けられ、または前記入力手段の裏側に一箇所のみ設けられている。

上記した本発明では、同一の操作面上で指示表示に対応した入力箇所の操作と、入力箇所を無視した座標データの入力操作とが可能となるため、種々の入力操作が可能である。

本発明によれば、入力箇所に対応する操作信号が生成される入力モードと、座標データが生成される入力モードとを同一の操作面上で行うことができるため、操作性が損なわれることがなく、迅速な入力操作が可能となる。

また入力箇所が押圧操作されたときに生じる押圧反力が操作者に与えられるため、操作者に確実に操作したことが認識されて、操作ミスを抑制することができる。

図１は本発明の入力装置の第１の実施の形態を示す分解斜視図、図２は図１の２−２線での断面図であり、（Ａ）は操作前の状態、（Ｂ）は操作中の状態を示し、図４は本発明の入力装置を示す機能ブロック図、図５は入力モードの切換えを示すフローチャート、図６（Ａ）（Ｂ）は入力操作の一例を説明する斜視図である。

図１に示す入力装置１は、携帯型電話をイメージしたものであり、ケース２に表示手段としての表示パネル３と入力手段が搭載されている。 表示パネル３はモノクロ型やカラー型の液晶パネルまたはＥＬパネルからなる。

前記入力手段は平面型入力装置４を有している。 この平面型入力装置４は、静電容量型であり 、座標入力が可能とされたものである。 静電容量型は、 Ａｇ（銀）系ペーストで形成されたＸ方向検出電極とＹ方向検出電極とが、絶縁性を有し且つ所定の誘電率を有するＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）などで形成された樹脂シートの上下にマトリックス状に対向させられている。 そして樹脂シートと電極とが樹脂シートに導電パターンが形成された基板上に配置される。 これにより、平面型入力装置４の表面に指などが触れることで、座標を入力することが可能となっている。

また前記入力装置では、前記の静電容量型の平面型入力装置４の表面に表示シート７が積層されて固定されている（図１及び図２参照）。 表示シート７はＰＥＴなどの樹脂製のシートあるいはシリコンラバーなどで形成され、その表面には文字、数字や記号などの複数の個別の入力箇所を示す指示表示８が印刷工程または転写工程で形成されている。 またそれぞれの指示表示８では、入力箇所を示す円形の枠が形成され、その枠内に、文字、数字または記号などが印刷または転写されている。

前記表示シート７は、前記指示表示８の部分が凸形状となるように凹凸状に変形させられたものであってもよいし、または図３に示すように、表示シート７の表面にラバーなどで形成された凸体８Ａが固着され、この凸体８Ａの表面に前記文字、数字または記号などが印刷または転写されたものであってもよい。

前記入力手段では、平面型入力装置４の裏側に操作感触発生手段６が設けられている。 前記操作感触発生手段６は、ケース２内にガラスエポキシ樹脂製や金属製の基台９が設けられ、この基台９上にドーム状（ダイヤフラム状）の反転板１０が設けられている。 この反転板１０は前記入力箇所を指示する前記指示表示８のそれぞれに対応する位置に個別に設けられている。

図２（Ａ）および図３に示す操作前の状態では、平面型入力装置４と表示シート７はともに変形しておらず、反転板１０もドーム状のままの形状を維持した状態にある。 この状態において所望の指示表示８が指やペンなどで上側から押されると、図２（Ｂ）に示すように、平面型入力装置４と表示シート７とが共に撓み変形させられて凹んだ状態になる。 このときの押し込み力によって前記反転板１０が反転させられ、その結果、反転板の押圧反力が発生する。 この押圧反力がクリック感として操作者の指に伝えられ、操作者に確実に押したという認識が与えられる。

図４に示すように、前記入力装置１には制御部２１が設けられている。 制御部２１には、前記表示パネル３や平面型入力装置４が接続されて制御され、さらに送信部２２、受信部２３および記憶部２４が接続されている。 送信部２２と受信部２３では外部と音声信号やデータ信号の送受信が行われ、記憶部２４では電話番号データ、各種設定データおよび表示パネル３に表示させる表示データなどが記憶されている。

前記制御部２１は、指示表示８を有する所定の入力箇所が指などで個別に触れられたときの所定の入力モード（指示表示入力モード）と、他の入力モードすなわち座標入力モードと２つの異なる入力モードが設定可能とされている。 いずれかの前記指示表示８が指などで押され、これが所定時間継続していることが検知されたときに、前記所定の入力モードが設定されたと認識する。 このモードでは、指示表示８に表示された指示項目に対応した入力信号が与えられ、この入力信号に基づいて、文字、数字または記号の入力に応じた操作信号が生成される。

また前記平面型入力装置４への指などの接触箇所が所定時間内に移動したと検知されたときには、前記他の入力モード（座標入力モード）が設定されていると認識される。 このときには、前記平面型入力装置４の表面を指などが移動したことによる座標データが生成され、この座標データとして認識され操作信号が生成される。

図６（Ａ）に示すように、所定の入力モードに設定されているときには、前記表示パネル３に数字などの入力が表示される。 図６（Ａ）では、数字の「６」を指示する指示表示８に指などが触れた状態を示しており、このとき表示パネル３に「６」の表示３ａが示される。

また、図６（Ｂ）に示すように、他の入力モードに設定されているときには、指などが触れて移動することにより、前記表示パネル３に移動軌跡の表示３ｂが現れ、または前記移動軌跡が所定の文字の軌跡（例えばＺ）であると認識されたときには、表示パネル３に文字「Ｚ」が表示される。

あるいは、平面型入力装置４上を指が移動する操作が行われたときに、メニューの選択が可能な表示が行われたり、カーソルが表示されてこのカーソルが移動可能とされる表示などが行われてもよい。 例えば、表示パネル３にインターネットでのホームページ（ウェブページ）画面が表示されている場合には、表示パネル３にカーソルが表示されて、前記カーソルが平面型入力装置４の入力操作によりＸ−Ｙ平面上をあらゆる方向へ自由に移動させることができる。 なお、カーソルが移動させられてメニューの選択位置が決定された場合には、次に前記メニューを決定する操作が行われるが、この決定の操作は、例えば平面型入力装置４の表面を叩く動作（タッピング）により実行されるようにしてもよく、あるいはケース２に平面型入力装置４とは別に設けられた操作部材の操作により実行されるようにしてもよい。

なお、指示表示８を指で押圧する操作の検出と前記タッピングの検出との識別は、平面型入力装置４での入力検出状態の違いから判別できる。 平面型入力装置では、単位時間あたりの容量の変化量の違いにより指示表示８を押圧した操作であるか、タッピング操作であるかの違いを判別できる。

上記した入力装置１において、所定の入力モード（指示表示に対する入力モード）と他の入力モード（座標入力モード）とは、前記制御部２１によってソフトウエア的に処理される。 これにより、各入力モードが自動的に切換えられて、表示パネル３の表示がそれぞれの入力モードに応じた表示に切換えられる。

次に、前記入力装置１の制御部２１での処理の一例について説明する。
図５に示すように、ステップ１（ＳＴ１）では、所定の入力モードすなわち指示表示８に表示された指示項目に対応する入力が行われるモードであるか否かが判別される。 ＳＴ１において所定の入力モードであると判断された場合には（Ｙｅｓ）、ＳＴ２に移行し、表示パネル３に指示表示８の指示項目に対応した画面に切り替えられる。 そしてＳＴ３に移行し平面型入力装置４の指示表示８が押されると、押された指示表示８の指示項目に基づいた入力信号が生成される。 ＳＴ４では、前記入力信号に基づいて操作信号が生成され、表示パネル３の表示が前記操作信号に対応したものに反映される。

またＳＴ１において他の入力モードであると判断された場合には（Ｎｏ）、ＳＴ５に移行し、表示パネル３の表示が、座標データの入力に対応する画面、例えばメニュー選択画面やカーソル移動画面に切り替えられる。 そしてＳＴ６に移行し、平面型入力装置４が操作されると、指示表示８の表示とは無関係に前記平面型入力装置４から入力信号が生成される。 そしてＳＴ７に移行し、前記入力信号が座標データとして認識され、表示パネル３の表示が座標データに対応したものに反映される。

また前記制御部２１の処理動作では、指などが指示表示８の入力箇所に所定時間触れられたか、または接触箇所が移動したかを認識することにより、前記所定のモードが他のモードであるかの切り替えが行われるが、入力操作により前記モードの切り替えが行なわれる。

次に、本発明の入力装置の第２の実施の形態を図７及び図８を参照して説明する。 図７は入力装置を示す分解斜視図、図８は図７の８−８線での断面図であり、（Ａ）は操作前の状態、（Ｂ）は操作中の状態を示す。
図７に示す入力装置３０は携帯型電話をイメージしたものであり、ケース２に表示手段としての表示パネル３と入力手段が搭載されている。 この入力装置３０では、平面型入力装置３１の部分が異なるだけでその他の構成は上記した入力装置１と同様であるのでその説明を省略する。

平面型入力装置３１は、感圧式や静電容量式のものである。 静電容量式の平面型入力装置３１では、前記と同様にしてＸ方向検出電極とＹ方向検出電極とがＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）製の樹脂シートを間に挟んでマトリックス状に対向させられ前記電極が形成された樹脂シートがガラエポや金属製の剛性のある基板上に設けられている。 また平面型入力装置３１には、その表側に前記と同様な表示シート７が固定され、その裏側には操作感触発生手段３３が設けられている。

前記操作感触発生手段３３は先端が上下動可能に支持された突起３５である。 この突起３５は、ケース２内に設けられた凹状の基台３６で且つ前記平面型入力装置３１の裏側の中央に１個所設けられている。 前記突起３５は、上側から押圧されたときに押圧反力などの感触が発生するもので構成されている。 なお、前記操作感触発生手段３３は、上記したドーム状の反転板などで構成されてもよい。

また前記平面型入力装置３１と前記基台３６との間には昇降手段としてのパンタグラフ３４が設けられている。
図７に示すように、前記パンタグラフ３４により平面型入力装置３１が上下方向に移動自在に支持されている。

図７のＡに示す操作前の状態では、前記パンタグラフ３４が若干持ち上げられた状態にあり、平面型入力装置３１が表示シート７とともに上端に位置している。 このときの平面型入力装置３１は、前記突起３５の弾性力によって持ち上げられてもよく、あるいは基台３６上に設けられた図示しないコイルばねなどの弾性部材により持ち上げられるようにしてもよい。

したがって、平面型入力装置３１の上側から指などで押圧されると、パンタグラフ３４が折り畳まれて、平面型入力装置３１および表示シート７の全体が水平に押し下げられる。 その結果、突起３５が押し込まれこのとき生じる押圧反力などによって操作者に操作感触が与えられ、操作者は押したことを確実に認識できる。

また前記入力装置３０には、前記入力装置１と同様に制御部が設けられており、所定の入力モードと他の入力モードの制御が行われる。 なお、所定の入力モードと他の入力モードとの認識や切換えは、前記と同様な処理により行われる。

本発明の入力装置は携帯型電話に限らず、例えば、所定の入力モードをテレビのリモコン用として設定し、他の入力モードをゲーム機器のコントローラ用として設定するようにしてもよい。

本発明の入力装置の第１の実施の形態を示す分解斜視図、

図１の２−２線での断面図であり、（Ａ）は操作前の状態、（Ｂ）は操作中の状態を示す、

指示表示に凸体を設けた実施の形態を示す図２（Ａ）と同じ断面図、

入力装置を示す機能ブロック図、

入力装置の動作を示すフローチャート、

（Ａ）（Ｂ）は入力操作の操作の一例を説明する斜視図、

本発明の入力装置の第２の実施の形態を示す分解斜視図、

図７の８−８線での断面図であり、（Ａ）は操作前の状態、（Ｂ）は操作中の状態を示す、

符号の説明

１ 入力装置２ ケース３ 表示パネル４ 平面型入力装置６ 操作感触発生手段７ 表示シート８ 入力箇所９ 基台１０ 反転板