情報端末
【課題】情報端末において、ポインティング情報とキー情報の入力を受け付ける情報端末の小型化を図る。
【解決手段】情報端末では、タッチ操作がなされると、電極シート２００の静電容量が変化する。当該変化の量に基づいて、キーボード入力モードとポインティング入力モードとが切替えられる。電極シート２００の静電容量の変化量が第１の値を超える場合には、キーボード入力モードに設定され、キー情報が生成される。当該変化量が第１の値以下であり第２の値を超える場合には、ポインティング入力モードに設定され、ポインティング情報が生成される。
【解決手段】情報端末では、タッチ操作がなされると、電極シート２００の静電容量が変化する。当該変化の量に基づいて、キーボード入力モードとポインティング入力モードとが切替えられる。電極シート２００の静電容量の変化量が第１の値を超える場合には、キーボード入力モードに設定され、キー情報が生成される。当該変化量が第１の値以下であり第２の値を超える場合には、ポインティング入力モードに設定され、ポインティング情報が生成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報端末に関し、特に、ポインティング情報とキー情報の入力を受け付ける情報端末に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、情報端末において、複数のキーを配列されたキーボードによるキー情報の入力と、ポインティングデバイスによるポインティング情報の入力とを受け付けるものが多く存在している。このような情報端末は、キーボードとポインティングデバイスとを有する。たとえば、ノート型のパーソナルコンピュータ（以下、「ＰＣ」）においては、キーボードと、ポインティングデバイスとしてタッチパッドとが備えられる。
【０００３】
このような情報端末において、市場からのニーズによりますます小型化が進む中、キーボードやタッチパッドについても小型化が求められる。しかしながら、これらについては、操作性の問題から、小型化には限度がある。
【０００４】
なお、従来から、情報端末におけるタッチパッドに関し、種々技術が開示されている。
たとえば、特許文献１（特開２００８−０６５７３０号公報）には、タッチパッドとして感度の高い静電容量方式のセンサを用いることにより、２次元座標の入力に加えて、空間上にある被検出体の位置を３次元座標として入力することができる携帯通信端末装置が開示されている。
【０００５】
また、特許文献２（特開２００８−２５７３７４号公報）には、表示装置に仮想キーの配置を表示し、タッチパッドに対して、スライド操作がなされた場合には選択される仮想キーを変更する操作として認識し、当該タッチパッドに対する押圧力を上げる操作がなされた場合には選択されている仮想キーに対して決定操作がなされたと認識する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−０６５７３０号公報
【特許文献２】特開２００８−２５７３７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１は、タッチパッドに対する入力情報の処理に特徴を有するものの、当該タッチパッドに対する入力情報の取扱いは、キーボードとの関係を考慮されたものではなかった。また、特許文献２は、表示装置に表示された仮想キーに対する選択操作や決定操作に関するものであるものの、表示装置に表示された仮想キーからタッチパッドに対する操作によって入力するキーを決定することは、通常のキーボードにおいて配列されたキーを入力する操作に対して、格段に煩雑なものであり、この点から、特許文献２であっても、タッチパッドに対する入力情報を、キーボードとの関係を考慮して取扱うものとは言えなかった。
【０００８】
本発明は、かかる実情に鑑み考え出されたものであり、その目的は、情報端末において、ポインティング情報とキー情報の入力を受け付ける情報端末の小型化を図ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に従った情報端末は、導体が接近したことに基づいて静電容量が変化するシート状電極と、シート状電極における静電容量の変化量を検出する第１の検出手段と、シート状電極に積層され、複数のキーを有するキー入力機構とを備え、キー入力機構では、シート状電極に積層された面上に複数のキーが配列され、キーのいずれかが積層方向に押圧されたことを検出する第２の検出手段と、第１の検出手段によって検出された変化量に基づいて、シート状電極におけるキー入力機構を積層された面上の操作位置の情報であるポインティング情報を生成し、かつ、第２の検出手段の検出出力に基づいて、押圧されたことを検出されたキーが入力されたことを示す情報であるキー情報を生成する、入力情報生成手段とをさらに備える。
【００１０】
また、本発明の情報端末では、入力情報生成手段は、第１の検出手段が検出した変化量が第１の値を超える場合にはキー情報のみを生成し、第１の検出手段が検出した変化量が第１の値以下であって第１の値より小さい第２の値を超える場合にはポインティング情報のみを生成することが好ましい。
【００１１】
また、本発明の情報端末では、第２の検出手段は、各キーが積層方向に、所定の大きさ以上の力で押圧された場合に、各キーが押圧されたことを検出し、シート状電極は、所定の大きさ以上の力で押圧された場合に、その静電容量の変化量が第１の値を超えるように構成されていることが好ましい。
【００１２】
また、本発明の情報端末では、キー入力機構は、第１の導体と、第２の導体と、第１の導体を第２の導体に対して積層方向に離間して支持する支持体とを備え、支持体は、可塑性材料からなり、積層方向に所定の大きさ以上の力で押圧されることにより第１の導体が第２の導体に当接するように変形することが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
上記構成によれば、シート状電極とキー入力機構が積層されたものに対してユーザが操作した場合、キー入力機構のキーが押圧されるとキー入力情報が生成され、シート状電極の上の操作位置に応じて操作位置の情報が生成される。
【００１４】
これにより、ユーザが上記積層体に対して操作することにより、情報端末は、当該操作に基づいて、ポインティング情報とキー情報を生成できる。
【００１５】
したがって、ポインティング情報の入力を受け付ける装置とキー情報の受け付ける装置を重ねて配置でき、情報端末の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施の携帯である情報端末の外観を示す図である。
【図２】図１の情報端末の第２の筺体の内部構造を説明するための図である。
【図３】図１の情報端末のキー入力機構の構成を説明するための図である。
【図４】図１の情報端末のキー入力機構の構成を説明するための図である。
【図５】図１の情報端末の電極シートの構成を説明するための図である。
【図６】図１の情報端末のハードウェア構成を模式的に示す図である。
【図７】図１の情報端末がポインティング入力モードにおいて入力される情報を説明するための図である。
【図８】図１の情報端末がキーボード入力モードにおいて入力される情報を説明するための図である。
【図９】図１の情報端末において実行される入力情報生成処理のフローチャートである。
【図１０】図９の処理内容を説明するための図である。
【図１１】図１の情報端末の変形例における、情報の入力態様を説明するための図である。
【図１２】図１の情報端末のＸ電極層およびＹ電極層の構成を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照しつつ、本発明の情報端末の実施の形態について説明する。以下の説明では同一の部品には同一の符号が付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
【００１８】
［１．情報端末の概略構成］
図１は、情報端末１００の外観を示す図である。
【００１９】
情報端末１００は、第１の筺体１と第２の筺体２を含む。第１の筺体１と第２の筺体２は、所定の軸（図示略）によって、互いに折り畳み可能に連結されている。情報端末１００は、必ずしも折り畳み可能に構成された複数の筺体を含む必要はない。単一の筺体から構成されていてもよい。
【００２０】
第１の筺体１は、表示部３０を含む。表示部３０は、たとえば、液晶表示装置によって構成される。表示部３０には、ウェブページ等のネットワーク上の文書や、情報端末１００内に格納されるアドレス帳や、情報端末１００において実行されるメーラによるメール作成画面、文書作成アプリケーションによる編集画面、描画アプリケーションによる画像作成画面、画像データや映像データの閲覧アプリケーションにおける閲覧画面等の種々の情報を表示することができる。
【００２１】
第２の筺体２は、操作エリア２０が設けられ、当該操作エリア２０内には、キー群２１Ａ、レフトキー２１Ｂ、ライトキー２１Ｃが設けられている。キー群２１Ａは、１９個の操作ボタンを含む。レフトキー２１Ｂおよびライトキー２１Ｃは、それぞれ操作ボタンである。操作エリア２０は、後述する電極シート２００が内蔵される領域である。
【００２２】
［２．情報端末の内部構造］
図２は、情報端末１００の第２の筺体２の内部構造を説明するための図である。
【００２３】
第２の筺体２では、キー操作部５００、キー入力部４００、および、電極シート２００が、順に積層されている。
【００２４】
キー操作部５００は、複数のキー５０１〜５０５を含む。キー５０１〜５０５は、それぞれ、キー群２１Ａに含まれる操作ボタン、または、レフトキー２１Ｂもしくはライトキー２１を構成する操作ボタンに対応する。キー操作部５００の各キー５０１〜５０５は、第２の筺体２表面において突出している。ただし、キー操作部５００の各キー５０１〜５０５は、その表面を第２の筺体２の他の部分と面一で、つまり段差なく構成されていても良い。各キー５０１〜５０５が図の下方向（キー操作部５００、キー入力部４００、および、電極シート２００の積層方向）に所定の力以上の力で押圧されることにより、その底面がキー入力部４００に当接する。これにより、情報端末１００では、各キーの入力情報が生成される。本実施の形態では、キー操作部５００とキー入力部４００により、キー入力機構６００が構成される。
【００２５】
［３．キー入力機構の構成］
図３（Ａ）に、キー入力機構６００の、キー５０１に対応した部分の拡大図を示す。図３（Ａ）を参照して、キー５０１は、その底面にカーボン５０１Ａのパターンを印刷され、そして、支持部５０１Ｂによって、キー入力部４００に対して上記積層方向に離間するように支持されている。支持部５０１Ｂは、可塑性材料（たとえば、ポリウレタン樹脂などの合成樹脂、ゴム等）からなる。
キー入力部４００のカーボン５０１Ａに対向する部分には、導電材料からなる配線パターン４０１が印刷されている。図３（Ｂ）は、図３（Ａ）に示したキー入力部４００の上面図である。配線パターン４０１は、プリント配線４００Ａによって、後述する入力情報検出部４１０に電気的に接続されている。キー５０１に対応して、キー入力部４００には２つの配線パターン４０１が形成されている。キー入力部４００の配線パターン４０１を形成された部分以外の部分は、絶縁体からなる。図３（Ａ）および図３（Ｂ）に示された状態では、２つの配線パターン４０１は、電気的に導通していない状態である。
【００２６】
図３（Ａ）に示された状態からキー５０１が積層方向下向きに押圧されると、図４（Ａ）に示されるように支持部５０１Ｂが撓み、キー５０１の底面が、配線パターン４０１に当接する。これにより、図４（Ｂ）に模式的に示されるように、２つの配線パターン４０１は、カーボン５０１Ａによって電気的に導通した状態となる。入力情報検出部４１０では、配線パターン４０１における導通状態の変化に基づいて、キー５０１が押圧されたか否かを判断し、押圧された場合には、キー５０１に対応したキーの入力情報を生成する。生成した情報は、後述する制御部５０が実行するアプリケーションに渡される。これにより、当該アプリケーションにおいて、キーの入力情報が反映された処理が実行される。
【００２７】
キー入力機構６００では、各キー（ボタン）について、キー５０１に関して説明したような構成を有している。
【００２８】
図２（Ａ）に示されるように、キー操作部５００には、キー５０１と同様の構成を有する複数のキー（その一部がキー５０１〜５０５として示される）が設けられ、キー入力部４００には、各キーに対応した、配線パターン４０１と同様の構成を有する、複数の配線パターン（その一部が配線パターン４０１〜４０５として示される）が印刷されている。各キーの底面には、キー５０１のカーボン５０１Ａと同様に、カーボン（その一部がキー５０１Ａ〜５０５Ａとして示される）が印刷されている。
【００２９】
［４．電極シートの構成］
図５（Ａ）に、電極シート２００の詳細な構成を示す。電極シート２００では、ノイズ保護シート２０１、絶縁体であるガラス２０２、そして、電極層２０３が、順に積層されている。電極層２０３は、所定の電圧が印加される。情報端末１００では、電極層２０３の静電容量を検出する検出部２０５が設けられている。検出部２０５は、入力情報検出部２１０に含まれる。図５（Ａ）に示されるように、電極シート２００の表面にユーザの指Ｆが近づくと、電極層２０３における静電容量が変化する。その変化量を、検出部２０５で検出することにより、電極シート２００において、キー入力部４００が積層される平面上のどの位置に指Ｆが近づけられたか（操作位置）が特定される。
【００３０】
具体的には、電極層２０３は、当該電極層２０３のＸ方向の操作位置を特定するためのＸ電極層２０３１と、Ｙ方向の操作位置を特定するためのＹ電極層２０３２とが積層されて構成される。図１２（Ａ）にＸ電極層２０３１の構成を、図１２（Ｂ）にＹ電極層２０３２の構成を、それぞれ模式的に示す。
【００３１】
図１２（Ａ）を参照して、Ｘ電極層２０３１では、電極層２０３のＸ方向に、複数のＸ電極２０３１Ａ，２０３１Ｂ，…２０３１Ｘ，…２０３１Ｎが配列されている。
【００３２】
図１２（Ｂ）を参照して、Ｙ電極層２０３２では、電極層２０３のＹ方向に、複数のＹ電極２０３２Ａ，２０３２Ｂ，…２０３２Ｙ，…２０３２Ｍが配列されている。
【００３３】
携帯端末１００の初期状態では、Ｘ電極２０３１Ａ，２０３１Ｂ，…２０３１Ｘ，…２０３１ＮとＹ電極２０３２Ａ，２０３２Ｂ，…２０３２Ｙ，…２０３２Ｍには、それぞれ、所定の電圧が印加されている。そして、電極層２０３に対する指Ｆの操作位置が、Ｘ方向ではＸ電極２０３１Ｘ上であり、Ｙ方向ではＹ電極２０３２Ｙ上である場合、Ｘ電極２０３１ＸとＹ電極２０３２Ｙの電位が変化する。携帯端末１００では、検出部２０５は、Ｘ電極２０３１Ａ，２０３１Ｂ，…２０３１Ｘ，…２０３１Ｎのそれぞれについて、Ｙ電極２０３２Ａ，２０３２Ｂ，…２０３２Ｙ，…２０３２Ｍのそれぞれとの電位差を検出する。そして、電位差に変化が生じたＸ電極とＹ電極の組を特定する。制御部５０は、特定された組の情報に基づいて、当該組のＸ電極のＸ方向の位置を特定し、当該組のＹ電極のＹ方向の位置を特定し、これにより、電極層２０３における操作位置を特定する。
【００３４】
なお、Ｘ電極２０３１Ａ，２０３１Ｂ，…２０３１Ｘ，…２０３１ＮのそれぞれをＸ方向の位置に変換するための情報、および、Ｙ電極２０３２Ａ，２０３２Ｂ，…２０３２Ｙ，…２０３２ＭのそれぞれをＹ方向の位置に変換するための情報は、後述する第２変換情報記憶部６２に記憶されている。
【００３５】
また、電極シート２００の電極層２０３では、操作される力の大きさ、つまり、操作エリア２０に対するタッチ操作によって上記積層方向に加えられる力の大きさによって、静電容量が変化する。本実施の形態では、静電容量の変化量が一定の値を超える場合であって特定の値以下の場合には、電極シート２００における操作位置に応じたポインティング情報が生成される。ポインティング情報とは、電極シート２００のどの位置が操作されたかを特定する情報である。一方、静電容量の変化量が特定の値を超えた場合には、キー入力機構６００に対するキー入力操作であるとして、上記ポインティング情報は生成されない。
【００３６】
［５．情報端末のハードウェア構成］
図６は、情報端末１００のハードウェア構成を模式的に示す図である。
【００３７】
図６を参照して、情報端末１００は、当該情報端末１００の動作を全体的に制御する制御部５０、データの送受信を行なうためのアンテナ８１、アンテナ８１によるデータの送受信の際の信号の処理等を行なう通信制御部８０、フラッシュメモリ等の記憶装置からなる記憶部６０、表示部３０、表示部３０における表示内容を制御する表示制御部３１、音声の入力を受け付けるマイク５２、音声を出力するスピーカ５１、スピーカ５１から出力させる音声を制御する音声出力制御部５１Ａ、マイク５２に入力された音声を処理して制御部５０へ送る音声入力制御部５２Ａ、ならびに、カメラ９１を含む。制御部５０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の演算装置を含む。また、制御部５０には、タイマ５０Ａが内蔵されている。
【００３８】
情報端末１００は、さらに、電極シート２００における入力情報検出部２１０、および、キー入力部４００の各キーに対応する配線パターン４０１の導通状態を検出する入力情報検出部４１０を含む。
【００３９】
記憶部６０は、第１変換情報記憶部６１、第２変換情報記憶部６２、データ記憶部６３、および、プログラム記憶部６４を含む。第１変換情報記憶部６１は、キー入力機構６００に対する操作によって生成されたキー情報を、制御部５０が実行しているアプリケーションに対して入力される情報に変換するための情報を記憶する。たとえば、キー群２１Ａ中の或るキーが所定の大きさ以上の力で押圧された場合、入力情報検出部４１０は、当該キーに対応する配線パターン４０１の対が導通状態となったことを検出する。また、キー情報とは、第２の筺体２に備えられた複数のキーの中のどれが操作されたかという情報である。第１変換情報記憶部６１は、当該配線パターン４０１の対が導通状態となったという情報を、キー情報に変換するための情報を記憶する。第２変換情報記憶部６２は、上記したように、入力情報検出部２１０の検出部２０５が検出した電位差が変化したＸ電極とＹ電極の組の情報を、ポインティング情報に変換するための情報を記憶する。データ記憶部６３は、制御部５０が実行する処理に必要な設定値やデータベースなどの種々の情報を記憶する。プログラム記憶部６４は、制御部５０の演算装置が実行するプログラムを記憶する。
【００４０】
［６．情報端末において入力される情報］
図７は、操作エリア２０に対してユーザが指Ｆを近づけて（タッチさせて）操作したときの、操作内容と情報端末１００に入力される関係の一例を模式的に示す図である。
【００４１】
図７の例は、指Ｆが、矢印Ａ７１，Ａ７２，Ａ７３，Ａ７４の順に、上記所定の大きさより小さい力で操作エリア２０上（操作エリア２０に直接触れて、または、電極シート２００において一定の値を超える静電容量の変化量を検出できる範囲内の距離だけ操作エリア２０に対して離間した距離で）を移動した場合を示す。
【００４２】
この場合、操作エリア２０内のキー入力は検出されない。いかなるキーも、図４（Ａ）および図４（Ｂ）を参照して説明したような、カーボン５０１Ａが配線パターン４０１の対を導通状態にするのに必要な力で押圧されていないからである。
【００４３】
この場合、指Ｆの移動による、電極層２０３において電位差が変化したＸ電極とＹ電極の組の履歴が、入力情報検出部４１０によって検出される。そして、制御部５０は、当該履歴と第２変換情報記憶部６２に記憶された情報とを利用して、操作エリア２０に対して操作がなされた位置の履歴であるポインティング情報を生成する。制御部５０が描画アプリケーションを実行している場合、生成されたポインティング情報がアプリケーションに送られることにより、当該アプリケーションは、矢印Ａ７１〜Ａ７４の軌跡に対応した線画ＡＲを構成する情報を生成し、当該線画ＡＲを、表示部３０に表示させる。なお、図７中のＰＴ１は、ポインティングデバイス情報の最新の入力位置を示すポインタである。
【００４４】
図８（Ａ）〜図８（Ｃ）は、ユーザが、操作エリア２０内のキーを、所定の大きさ以上の力で押圧したときの、操作内容と情報端末１００に入力される情報の関係を模式的に示す図である。図８（Ａ）および図８（Ｂ）では、操作エリア２０に対するキーの操作が示され、図８（Ｃ）では、図８（Ａ）および図８（Ｂ）に示したキー操作によって表示部３０に表示される内容が示されている。
【００４５】
図８（Ａ）および図８（Ｂ）の例では、ユーザの指が、矢印Ａ８１方向にキー５０３を上記所定の大きさ以上の力で押圧し、矢印Ａ８２方向に移動し、そして、矢印Ａ８３方向にキー５０５を上記所定の大きさ以上の力で押圧している。図８（Ａ）および図８（Ｂ）では、キー５０３を押圧する指が指Ｆ１で示され、キー５０５を押圧する指が指Ｆ２で示されている。
【００４６】
キー５０３が矢印Ａ８１方向に押圧されることにより、キー５０３の底面に印刷されたカーボン５０３Ａがキー入力部４００に当接する。これにより、キー５０３に対応してキー入力部４００に印刷された配線パターン４０３の対に当接して、これらを導通させる。なお、配線パターン４０３は、図４（Ｂ）の配線パターン４０１と同様に、キー入力部４００上で対になるように印刷されており、当該対は、導通しないように印刷されている。図８（Ｂ）では、キー群２１Ａの中で、操作されたキーがハッチングを付されて強調されて示されている。
【００４７】
図８（Ｃ）には、表示部３０における表示画面の一例が示されている。当該表示画面は、情報端末１００において文書作成アプリケーションが実行されているときの、文書の編集画面の一例である。当該編集画面では、入力された文字列と、カーソル３０Ａが表示されている。
【００４８】
情報端末１００では、キー５０３が押圧されることにより、配線パターン４０３の対が導通されると、そのことに基づいて、キー５０３が操作されたことを示す情報が生成される。当該情報が、実行中のアプリケーションに送られると、アプリケーションは、当該情報を、文字情報等の文書編集用の情報に変換する。変換されることによって生成された情報に基づいて、表示部３０に表示される編集画面が適宜更新される。たとえば、変換されることによって生成された情報が文字情報である場合には、当該文字情報に対応する文字が追加されるように、上記編集画面が更新される。
【００４９】
［７．入力情報生成処理］
上記したように、情報端末１００は、操作エリア２０内のキーを押圧されることにより当該キーに対応したキー情報を生成し、操作エリア２０上をユーザの指が移動するように操作されることにより、ポインティング情報を生成する。これらの情報を生成する際に制御部５０が実行する処理（入力情報生成処理）について、当該処理のフローチャートである図９を参照して説明する。
【００５０】
図９を参照して、入力情報生成処理では、制御部５０は、まずステップＳ１０において、検出部２０５が検出する電極層２０３の静電容量値を読み込み、ステップＳ２０へ処理を進める。ここで、静電容量値とは、たとえば、検出部２０５において検出された静電容量の変化量の総量である。
【００５１】
ステップＳ２０では、制御部５０は、ステップＳ１０で読み込んだ静電容量値と定常時の静電容量値との差がＹ１を超えているか否かを判断し、超えていないと判断するとステップＳ１０へ処理を戻し、超えていると判断するとステップＳ３０へ処理を進める。ここで、定常時の静電容量値とは、電極層２０３の近傍に情報端末１００の構成要素以外の導電体が存在しない状態で測定された電極層２０３の静電容量値の総量であり、たとえば工場出荷時に検出され、データ記憶部６３に記憶されている値である。
【００５２】
ステップＳ３０では、制御部５０は、ステップＳ１０で読み込んだ静電容量値と定常時の静電容量値の差がＹ２を超えているか否かを判断し、超えていると判断するとステップＳ４０へ処理を進め、Ｙ２以下であると判断するとステップＳ７０へ処理を進める。なお、Ｙ２は、Ｙ１より大きい値である。
【００５３】
ステップＳ４０では、制御部５０は、キーボード入力モードに設定して、ステップＳ５０へ処理を進める。キーボード入力モードとは、キー情報を生成し、ポインティング情報を生成しないモードである。
【００５４】
ステップＳ５０では、制御部５０は、上記したようにキー情報を生成し、第１変換情報記憶部６１に記憶された変換用の情報を用いて当該キー情報を文字情報（文字コード）等の情報を生成して、ステップＳ６０へ処理を進める。
【００５５】
ステップＳ６０では、制御部５０は、ステップＳ５０で生成した文字情報等の情報を、表示部３０における表示内容等の、実行中のアプリケーションの制御に反映させて、ステップＳ１０へ処理を戻す。
【００５６】
ステップＳ７０では、制御部５０は、ポインティング入力モードに設定して、ステップＳ８０へ処理を進める。ポインティング入力モードとは、ポインティング情報を生成し、キー情報を生成しないモードである。
【００５７】
ステップＳ８０では、制御部５０は、上記したようにポインティング情報を生成し、第２変換情報記憶部６２に記憶された変換用の情報を用いて電極シート２００（操作エリア２０）において操作された位置の情報を生成し、ステップＳ９０へ処理を進める。ここで、操作された位置とは、操作された１点である場合もあれば、連続して操作された複数の点の軌跡である場合もある。
【００５８】
ステップＳ９０では、制御部５０は、ステップＳ８０で生成した位置の情報を、実行中のアプリケーションの制御に反映させて、ステップＳ１０へ処理を戻す。
【００５９】
以上説明した入力情報生成処理によれば、操作エリア２０に対して押圧された力の大きさが、電極シート２００の静電容量の変化量をＹ１を超えかつＹ２以下とするような大きさである場合には、ポインティング入力モードに入る。また、上記力の大きさが、上記静電容量の変化量をＹ２を超えるような大きさである場合には、キーボード入力モードに入る。「４．電極シートの構成」の欄で言及された一定の値はＹ１に相当し、特定の値はＹ２に相当する。
【００６０】
このようなモードの切り替えについて、図１０を参照してより具体的に説明する。
図１０は、操作エリア２０に対する複数回の操作についての、電極シートの静電容量の変化量が示されている。具体的には、図１０には、ａ〜ｅで示された５回の操作についての静電容量の変化量が示されている。なお、図１０の横軸は、時間変化である。つまり、図１０は、ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅの順に、操作がなされたことを意味している。
【００６１】
ａ，ｂ，ｄの操作による静電容量の変化量は、Ｙ１を超えているがＹ２以下である。したがって、制御部５０は、これらの各操作によってポインティング入力モードに設定され、ポインティング情報を生成する。具体的には、各操作によって電位差が変化したＸ電極とＹ電極の組を特定する情報と第２変換情報記憶部６２に記憶された情報とに基づいて、ポインティング情報を生成する。
【００６２】
ｃ，ｅの操作による静電容量の変化量は、Ｙ２を超えている。したがって、制御部５０は、これらの各操作によってキーボード入力モードに設定され、キー情報を生成する。具体的には、各操作によって、キー入力部４００に含まれる複数の配線パターンの中のどの配線パターンが導通されたかに基づいて、操作エリア２０内のどのキーが操作されたかを特定する情報が生成される。配線パターンを、操作エリア２０内のキーを特定する情報に変換するための情報は、第１変換情報記憶部６１に記憶されている。
【００６３】
入力情報生成処理では、制御部５０は、基本的にポインティング入力モードで動作し、Ｙ２を超える変化量が検出されると、割り込み処理として、キーボード入力モードで動作するように構成されても良い。そして、制御部５０は、Ｙ２を超える変化量の操作に基づくキー情報を生成した後、ステップＳ１０に処理を戻し、ポインティング入力モードに戻る。
【００６４】
静電容量の変化量がＹ１以下である場合には、制御部５０は、キー情報もポインティング情報も生成しない。
【００６５】
［８．変形例等］
以上説明した本実施の形態では、基準値Ｙ１およびＹ２を用い、電極シート２００（電極層２０３）の静電容量の変化量に基づいて、キーボード入力モードとポインティング入力モードと切替えていた。このようにモードが切替えられることにより、ユーザは、操作エリア２０に対する同じ位置をタッチする場合でも、当該タッチする力の大きさを加減するという容易な態様で、キーボード入力モードとポインティング入力モードの設定を切替えることができる。これにより、キーボード情報の入力のためのデバイスとポインティング情報を入力するためのデバイスを積層して端末の小型化を図りつつ、ユーザにとって容易な操作態様の変更によって入力モードを切替えることができる。
【００６６】
なお、電極シート２００は、カーボン５０１Ａが配線パターン４０１に当接するように支持部５０１Ｂを撓ませる大きさ以上の力でキー５０１が押圧されたときに、静電容量がＹ２以上変化するように構成されることが好ましい。これにより、キー５０１等が押圧された際に、確実に、キーボード入力モードに設定されるようになる。
【００６７】
また、Ｙ２が上記のような値とされる場合に、別の方法でモード切替えを行なうことも考えられる。たとえば、レフトキー２１Ｂが押圧されるとキーボード入力モードからポインティング入力モードにモードが切り替えられ、ライトキー２１Ｃが押圧されるとポインティング入力モードからキーボード入力モードにモードが切替えられてもよい。
【００６８】
ポインティング入力モードにおいて、制御部５０は、ポインティング情報として、位置を指定する情報（以下、「位置指定情報」という）と、当該指定した位置を決定する情報（以下、「決定情報」という）とを生成する場合、当該決定情報の生成の方法について、いくつかの例が挙げられる。
【００６９】
１つ目の例として、制御部５０は、レフトキー２１Ｂ（またはライトキー２１Ｃ）に対するキー操作、つまり、当該キーが所定の大きさの力以上の力で押圧することを検出したことに応じて、上記決定情報を生成する。
【００７０】
２つ目の例として、電極シート２００では、操作される位置の数が変化した場合でも、静電容量が変化することを利用した方法が挙げられる。具体的には、制御部５０は、操作エリア２０に対する操作位置の数が変化したことを検出したことに応じて、上記決定情報を生成する。たとえば、制御部５０は、図１１（Ａ）に示されるように、ユーザが、操作エリア２０内で、単一の指Ｆ１で操作位置を移動させている期間中、当該移動の軌跡に応じた、上記位置指定情報を生成する。そして、図１１（Ｂ）に示されるように、さらにＦ２が操作エリア２０にタッチしたことに応じて、つまり、電極シート２００に対する操作位置の数が１から２に変化したことに応じて、制御部５０は、上記決定情報を生成する。なお、制御部５０は、電極シート２００に対する操作位置の数の変化を、入力情報検出部２１０（検出部２０５）によって検出される、電位差の変化したＸ電極とＹ電極の組の数の変化に基づいて検出できる。
【００７１】
また、本実施の形態では、情報端末１００では、電極シート２００の上にキー入力機構６００が積層され、キー入力機構６００側からユーザが操作するように構成されているが、このような構成に限定されない。キー入力機構６００の上に電極シート２００が積層され、電極シート２００側からユーザが操作するように構成されても良い。
【００７２】
また、本実施の形態では、第２の筐体２がキー入力機構６００および電極シート２００を含むように構成され、第１の筐体１が表示部３０を含むように構成されているが、このような構成に限定されない。電極シート２００とキー入力機構６００が積層されたものに、さらに、表示部３０が積層されても良い。つまり、情報端末は、電極シート２００とキー入力機構６００を操作部とするタッチパネルとして構成されても良い。操作部がタッチパネルで構成された場合、当該タッチパネルにパルス電圧を与えられる。そして、当該タッチパネルの静電容量値を検出し、検出されるべきパルス波形に変化（パルス信号の立ち上がりの遅れ）が生じたことに基づいて、当該タッチパネルに対するタッチ操作があったことが検出される。
【００７３】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００７４】
１ 第１の筺体、２ 第２の筺体、２０ 操作エリア、２１Ａ キー群、２１Ｂ レフトキー、２１Ｃ ライトキー、３０ 表示部、３０Ａ カーソル、３１ 表示制御部、５０ 制御部、５０Ａ タイマ、６０ 記憶部、６１ 第１変換情報記憶部、６２ 第２変換情報記憶部、６３ データ記憶部、６４ プログラム記憶部、８０ 通信制御部、８１ アンテナ、１００ 情報端末、２００ 電極シート、２０１ ノイズ保護シート、２０２ ガラス、２０３ 電極層、２０５ 検出部、２１０，４１０ 入力情報検出部、４００ キー入力部、４００Ａ プリント配線、４０１〜４０５ 配線パターン、５００ キー操作部、５０１〜５０５ キー、５０１Ａ〜５０５Ａ カーボン、５０１Ｂ 支持部、６００ キー入力機構、２０３１ Ｘ電極層、２０３２ Ｙ電極層。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報端末に関し、特に、ポインティング情報とキー情報の入力を受け付ける情報端末に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、情報端末において、複数のキーを配列されたキーボードによるキー情報の入力と、ポインティングデバイスによるポインティング情報の入力とを受け付けるものが多く存在している。このような情報端末は、キーボードとポインティングデバイスとを有する。たとえば、ノート型のパーソナルコンピュータ（以下、「ＰＣ」）においては、キーボードと、ポインティングデバイスとしてタッチパッドとが備えられる。
【０００３】
このような情報端末において、市場からのニーズによりますます小型化が進む中、キーボードやタッチパッドについても小型化が求められる。しかしながら、これらについては、操作性の問題から、小型化には限度がある。
【０００４】
なお、従来から、情報端末におけるタッチパッドに関し、種々技術が開示されている。
たとえば、特許文献１（特開２００８−０６５７３０号公報）には、タッチパッドとして感度の高い静電容量方式のセンサを用いることにより、２次元座標の入力に加えて、空間上にある被検出体の位置を３次元座標として入力することができる携帯通信端末装置が開示されている。
【０００５】
また、特許文献２（特開２００８−２５７３７４号公報）には、表示装置に仮想キーの配置を表示し、タッチパッドに対して、スライド操作がなされた場合には選択される仮想キーを変更する操作として認識し、当該タッチパッドに対する押圧力を上げる操作がなされた場合には選択されている仮想キーに対して決定操作がなされたと認識する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−０６５７３０号公報
【特許文献２】特開２００８−２５７３７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１は、タッチパッドに対する入力情報の処理に特徴を有するものの、当該タッチパッドに対する入力情報の取扱いは、キーボードとの関係を考慮されたものではなかった。また、特許文献２は、表示装置に表示された仮想キーに対する選択操作や決定操作に関するものであるものの、表示装置に表示された仮想キーからタッチパッドに対する操作によって入力するキーを決定することは、通常のキーボードにおいて配列されたキーを入力する操作に対して、格段に煩雑なものであり、この点から、特許文献２であっても、タッチパッドに対する入力情報を、キーボードとの関係を考慮して取扱うものとは言えなかった。
【０００８】
本発明は、かかる実情に鑑み考え出されたものであり、その目的は、情報端末において、ポインティング情報とキー情報の入力を受け付ける情報端末の小型化を図ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に従った情報端末は、導体が接近したことに基づいて静電容量が変化するシート状電極と、シート状電極における静電容量の変化量を検出する第１の検出手段と、シート状電極に積層され、複数のキーを有するキー入力機構とを備え、キー入力機構では、シート状電極に積層された面上に複数のキーが配列され、キーのいずれかが積層方向に押圧されたことを検出する第２の検出手段と、第１の検出手段によって検出された変化量に基づいて、シート状電極におけるキー入力機構を積層された面上の操作位置の情報であるポインティング情報を生成し、かつ、第２の検出手段の検出出力に基づいて、押圧されたことを検出されたキーが入力されたことを示す情報であるキー情報を生成する、入力情報生成手段とをさらに備える。
【００１０】
また、本発明の情報端末では、入力情報生成手段は、第１の検出手段が検出した変化量が第１の値を超える場合にはキー情報のみを生成し、第１の検出手段が検出した変化量が第１の値以下であって第１の値より小さい第２の値を超える場合にはポインティング情報のみを生成することが好ましい。
【００１１】
また、本発明の情報端末では、第２の検出手段は、各キーが積層方向に、所定の大きさ以上の力で押圧された場合に、各キーが押圧されたことを検出し、シート状電極は、所定の大きさ以上の力で押圧された場合に、その静電容量の変化量が第１の値を超えるように構成されていることが好ましい。
【００１２】
また、本発明の情報端末では、キー入力機構は、第１の導体と、第２の導体と、第１の導体を第２の導体に対して積層方向に離間して支持する支持体とを備え、支持体は、可塑性材料からなり、積層方向に所定の大きさ以上の力で押圧されることにより第１の導体が第２の導体に当接するように変形することが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
上記構成によれば、シート状電極とキー入力機構が積層されたものに対してユーザが操作した場合、キー入力機構のキーが押圧されるとキー入力情報が生成され、シート状電極の上の操作位置に応じて操作位置の情報が生成される。
【００１４】
これにより、ユーザが上記積層体に対して操作することにより、情報端末は、当該操作に基づいて、ポインティング情報とキー情報を生成できる。
【００１５】
したがって、ポインティング情報の入力を受け付ける装置とキー情報の受け付ける装置を重ねて配置でき、情報端末の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施の携帯である情報端末の外観を示す図である。
【図２】図１の情報端末の第２の筺体の内部構造を説明するための図である。
【図３】図１の情報端末のキー入力機構の構成を説明するための図である。
【図４】図１の情報端末のキー入力機構の構成を説明するための図である。
【図５】図１の情報端末の電極シートの構成を説明するための図である。
【図６】図１の情報端末のハードウェア構成を模式的に示す図である。
【図７】図１の情報端末がポインティング入力モードにおいて入力される情報を説明するための図である。
【図８】図１の情報端末がキーボード入力モードにおいて入力される情報を説明するための図である。
【図９】図１の情報端末において実行される入力情報生成処理のフローチャートである。
【図１０】図９の処理内容を説明するための図である。
【図１１】図１の情報端末の変形例における、情報の入力態様を説明するための図である。
【図１２】図１の情報端末のＸ電極層およびＹ電極層の構成を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照しつつ、本発明の情報端末の実施の形態について説明する。以下の説明では同一の部品には同一の符号が付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
【００１８】
［１．情報端末の概略構成］
図１は、情報端末１００の外観を示す図である。
【００１９】
情報端末１００は、第１の筺体１と第２の筺体２を含む。第１の筺体１と第２の筺体２は、所定の軸（図示略）によって、互いに折り畳み可能に連結されている。情報端末１００は、必ずしも折り畳み可能に構成された複数の筺体を含む必要はない。単一の筺体から構成されていてもよい。
【００２０】
第１の筺体１は、表示部３０を含む。表示部３０は、たとえば、液晶表示装置によって構成される。表示部３０には、ウェブページ等のネットワーク上の文書や、情報端末１００内に格納されるアドレス帳や、情報端末１００において実行されるメーラによるメール作成画面、文書作成アプリケーションによる編集画面、描画アプリケーションによる画像作成画面、画像データや映像データの閲覧アプリケーションにおける閲覧画面等の種々の情報を表示することができる。
【００２１】
第２の筺体２は、操作エリア２０が設けられ、当該操作エリア２０内には、キー群２１Ａ、レフトキー２１Ｂ、ライトキー２１Ｃが設けられている。キー群２１Ａは、１９個の操作ボタンを含む。レフトキー２１Ｂおよびライトキー２１Ｃは、それぞれ操作ボタンである。操作エリア２０は、後述する電極シート２００が内蔵される領域である。
【００２２】
［２．情報端末の内部構造］
図２は、情報端末１００の第２の筺体２の内部構造を説明するための図である。
【００２３】
第２の筺体２では、キー操作部５００、キー入力部４００、および、電極シート２００が、順に積層されている。
【００２４】
キー操作部５００は、複数のキー５０１〜５０５を含む。キー５０１〜５０５は、それぞれ、キー群２１Ａに含まれる操作ボタン、または、レフトキー２１Ｂもしくはライトキー２１を構成する操作ボタンに対応する。キー操作部５００の各キー５０１〜５０５は、第２の筺体２表面において突出している。ただし、キー操作部５００の各キー５０１〜５０５は、その表面を第２の筺体２の他の部分と面一で、つまり段差なく構成されていても良い。各キー５０１〜５０５が図の下方向（キー操作部５００、キー入力部４００、および、電極シート２００の積層方向）に所定の力以上の力で押圧されることにより、その底面がキー入力部４００に当接する。これにより、情報端末１００では、各キーの入力情報が生成される。本実施の形態では、キー操作部５００とキー入力部４００により、キー入力機構６００が構成される。
【００２５】
［３．キー入力機構の構成］
図３（Ａ）に、キー入力機構６００の、キー５０１に対応した部分の拡大図を示す。図３（Ａ）を参照して、キー５０１は、その底面にカーボン５０１Ａのパターンを印刷され、そして、支持部５０１Ｂによって、キー入力部４００に対して上記積層方向に離間するように支持されている。支持部５０１Ｂは、可塑性材料（たとえば、ポリウレタン樹脂などの合成樹脂、ゴム等）からなる。
キー入力部４００のカーボン５０１Ａに対向する部分には、導電材料からなる配線パターン４０１が印刷されている。図３（Ｂ）は、図３（Ａ）に示したキー入力部４００の上面図である。配線パターン４０１は、プリント配線４００Ａによって、後述する入力情報検出部４１０に電気的に接続されている。キー５０１に対応して、キー入力部４００には２つの配線パターン４０１が形成されている。キー入力部４００の配線パターン４０１を形成された部分以外の部分は、絶縁体からなる。図３（Ａ）および図３（Ｂ）に示された状態では、２つの配線パターン４０１は、電気的に導通していない状態である。
【００２６】
図３（Ａ）に示された状態からキー５０１が積層方向下向きに押圧されると、図４（Ａ）に示されるように支持部５０１Ｂが撓み、キー５０１の底面が、配線パターン４０１に当接する。これにより、図４（Ｂ）に模式的に示されるように、２つの配線パターン４０１は、カーボン５０１Ａによって電気的に導通した状態となる。入力情報検出部４１０では、配線パターン４０１における導通状態の変化に基づいて、キー５０１が押圧されたか否かを判断し、押圧された場合には、キー５０１に対応したキーの入力情報を生成する。生成した情報は、後述する制御部５０が実行するアプリケーションに渡される。これにより、当該アプリケーションにおいて、キーの入力情報が反映された処理が実行される。
【００２７】
キー入力機構６００では、各キー（ボタン）について、キー５０１に関して説明したような構成を有している。
【００２８】
図２（Ａ）に示されるように、キー操作部５００には、キー５０１と同様の構成を有する複数のキー（その一部がキー５０１〜５０５として示される）が設けられ、キー入力部４００には、各キーに対応した、配線パターン４０１と同様の構成を有する、複数の配線パターン（その一部が配線パターン４０１〜４０５として示される）が印刷されている。各キーの底面には、キー５０１のカーボン５０１Ａと同様に、カーボン（その一部がキー５０１Ａ〜５０５Ａとして示される）が印刷されている。
【００２９】
［４．電極シートの構成］
図５（Ａ）に、電極シート２００の詳細な構成を示す。電極シート２００では、ノイズ保護シート２０１、絶縁体であるガラス２０２、そして、電極層２０３が、順に積層されている。電極層２０３は、所定の電圧が印加される。情報端末１００では、電極層２０３の静電容量を検出する検出部２０５が設けられている。検出部２０５は、入力情報検出部２１０に含まれる。図５（Ａ）に示されるように、電極シート２００の表面にユーザの指Ｆが近づくと、電極層２０３における静電容量が変化する。その変化量を、検出部２０５で検出することにより、電極シート２００において、キー入力部４００が積層される平面上のどの位置に指Ｆが近づけられたか（操作位置）が特定される。
【００３０】
具体的には、電極層２０３は、当該電極層２０３のＸ方向の操作位置を特定するためのＸ電極層２０３１と、Ｙ方向の操作位置を特定するためのＹ電極層２０３２とが積層されて構成される。図１２（Ａ）にＸ電極層２０３１の構成を、図１２（Ｂ）にＹ電極層２０３２の構成を、それぞれ模式的に示す。
【００３１】
図１２（Ａ）を参照して、Ｘ電極層２０３１では、電極層２０３のＸ方向に、複数のＸ電極２０３１Ａ，２０３１Ｂ，…２０３１Ｘ，…２０３１Ｎが配列されている。
【００３２】
図１２（Ｂ）を参照して、Ｙ電極層２０３２では、電極層２０３のＹ方向に、複数のＹ電極２０３２Ａ，２０３２Ｂ，…２０３２Ｙ，…２０３２Ｍが配列されている。
【００３３】
携帯端末１００の初期状態では、Ｘ電極２０３１Ａ，２０３１Ｂ，…２０３１Ｘ，…２０３１ＮとＹ電極２０３２Ａ，２０３２Ｂ，…２０３２Ｙ，…２０３２Ｍには、それぞれ、所定の電圧が印加されている。そして、電極層２０３に対する指Ｆの操作位置が、Ｘ方向ではＸ電極２０３１Ｘ上であり、Ｙ方向ではＹ電極２０３２Ｙ上である場合、Ｘ電極２０３１ＸとＹ電極２０３２Ｙの電位が変化する。携帯端末１００では、検出部２０５は、Ｘ電極２０３１Ａ，２０３１Ｂ，…２０３１Ｘ，…２０３１Ｎのそれぞれについて、Ｙ電極２０３２Ａ，２０３２Ｂ，…２０３２Ｙ，…２０３２Ｍのそれぞれとの電位差を検出する。そして、電位差に変化が生じたＸ電極とＹ電極の組を特定する。制御部５０は、特定された組の情報に基づいて、当該組のＸ電極のＸ方向の位置を特定し、当該組のＹ電極のＹ方向の位置を特定し、これにより、電極層２０３における操作位置を特定する。
【００３４】
なお、Ｘ電極２０３１Ａ，２０３１Ｂ，…２０３１Ｘ，…２０３１ＮのそれぞれをＸ方向の位置に変換するための情報、および、Ｙ電極２０３２Ａ，２０３２Ｂ，…２０３２Ｙ，…２０３２ＭのそれぞれをＹ方向の位置に変換するための情報は、後述する第２変換情報記憶部６２に記憶されている。
【００３５】
また、電極シート２００の電極層２０３では、操作される力の大きさ、つまり、操作エリア２０に対するタッチ操作によって上記積層方向に加えられる力の大きさによって、静電容量が変化する。本実施の形態では、静電容量の変化量が一定の値を超える場合であって特定の値以下の場合には、電極シート２００における操作位置に応じたポインティング情報が生成される。ポインティング情報とは、電極シート２００のどの位置が操作されたかを特定する情報である。一方、静電容量の変化量が特定の値を超えた場合には、キー入力機構６００に対するキー入力操作であるとして、上記ポインティング情報は生成されない。
【００３６】
［５．情報端末のハードウェア構成］
図６は、情報端末１００のハードウェア構成を模式的に示す図である。
【００３７】
図６を参照して、情報端末１００は、当該情報端末１００の動作を全体的に制御する制御部５０、データの送受信を行なうためのアンテナ８１、アンテナ８１によるデータの送受信の際の信号の処理等を行なう通信制御部８０、フラッシュメモリ等の記憶装置からなる記憶部６０、表示部３０、表示部３０における表示内容を制御する表示制御部３１、音声の入力を受け付けるマイク５２、音声を出力するスピーカ５１、スピーカ５１から出力させる音声を制御する音声出力制御部５１Ａ、マイク５２に入力された音声を処理して制御部５０へ送る音声入力制御部５２Ａ、ならびに、カメラ９１を含む。制御部５０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の演算装置を含む。また、制御部５０には、タイマ５０Ａが内蔵されている。
【００３８】
情報端末１００は、さらに、電極シート２００における入力情報検出部２１０、および、キー入力部４００の各キーに対応する配線パターン４０１の導通状態を検出する入力情報検出部４１０を含む。
【００３９】
記憶部６０は、第１変換情報記憶部６１、第２変換情報記憶部６２、データ記憶部６３、および、プログラム記憶部６４を含む。第１変換情報記憶部６１は、キー入力機構６００に対する操作によって生成されたキー情報を、制御部５０が実行しているアプリケーションに対して入力される情報に変換するための情報を記憶する。たとえば、キー群２１Ａ中の或るキーが所定の大きさ以上の力で押圧された場合、入力情報検出部４１０は、当該キーに対応する配線パターン４０１の対が導通状態となったことを検出する。また、キー情報とは、第２の筺体２に備えられた複数のキーの中のどれが操作されたかという情報である。第１変換情報記憶部６１は、当該配線パターン４０１の対が導通状態となったという情報を、キー情報に変換するための情報を記憶する。第２変換情報記憶部６２は、上記したように、入力情報検出部２１０の検出部２０５が検出した電位差が変化したＸ電極とＹ電極の組の情報を、ポインティング情報に変換するための情報を記憶する。データ記憶部６３は、制御部５０が実行する処理に必要な設定値やデータベースなどの種々の情報を記憶する。プログラム記憶部６４は、制御部５０の演算装置が実行するプログラムを記憶する。
【００４０】
［６．情報端末において入力される情報］
図７は、操作エリア２０に対してユーザが指Ｆを近づけて（タッチさせて）操作したときの、操作内容と情報端末１００に入力される関係の一例を模式的に示す図である。
【００４１】
図７の例は、指Ｆが、矢印Ａ７１，Ａ７２，Ａ７３，Ａ７４の順に、上記所定の大きさより小さい力で操作エリア２０上（操作エリア２０に直接触れて、または、電極シート２００において一定の値を超える静電容量の変化量を検出できる範囲内の距離だけ操作エリア２０に対して離間した距離で）を移動した場合を示す。
【００４２】
この場合、操作エリア２０内のキー入力は検出されない。いかなるキーも、図４（Ａ）および図４（Ｂ）を参照して説明したような、カーボン５０１Ａが配線パターン４０１の対を導通状態にするのに必要な力で押圧されていないからである。
【００４３】
この場合、指Ｆの移動による、電極層２０３において電位差が変化したＸ電極とＹ電極の組の履歴が、入力情報検出部４１０によって検出される。そして、制御部５０は、当該履歴と第２変換情報記憶部６２に記憶された情報とを利用して、操作エリア２０に対して操作がなされた位置の履歴であるポインティング情報を生成する。制御部５０が描画アプリケーションを実行している場合、生成されたポインティング情報がアプリケーションに送られることにより、当該アプリケーションは、矢印Ａ７１〜Ａ７４の軌跡に対応した線画ＡＲを構成する情報を生成し、当該線画ＡＲを、表示部３０に表示させる。なお、図７中のＰＴ１は、ポインティングデバイス情報の最新の入力位置を示すポインタである。
【００４４】
図８（Ａ）〜図８（Ｃ）は、ユーザが、操作エリア２０内のキーを、所定の大きさ以上の力で押圧したときの、操作内容と情報端末１００に入力される情報の関係を模式的に示す図である。図８（Ａ）および図８（Ｂ）では、操作エリア２０に対するキーの操作が示され、図８（Ｃ）では、図８（Ａ）および図８（Ｂ）に示したキー操作によって表示部３０に表示される内容が示されている。
【００４５】
図８（Ａ）および図８（Ｂ）の例では、ユーザの指が、矢印Ａ８１方向にキー５０３を上記所定の大きさ以上の力で押圧し、矢印Ａ８２方向に移動し、そして、矢印Ａ８３方向にキー５０５を上記所定の大きさ以上の力で押圧している。図８（Ａ）および図８（Ｂ）では、キー５０３を押圧する指が指Ｆ１で示され、キー５０５を押圧する指が指Ｆ２で示されている。
【００４６】
キー５０３が矢印Ａ８１方向に押圧されることにより、キー５０３の底面に印刷されたカーボン５０３Ａがキー入力部４００に当接する。これにより、キー５０３に対応してキー入力部４００に印刷された配線パターン４０３の対に当接して、これらを導通させる。なお、配線パターン４０３は、図４（Ｂ）の配線パターン４０１と同様に、キー入力部４００上で対になるように印刷されており、当該対は、導通しないように印刷されている。図８（Ｂ）では、キー群２１Ａの中で、操作されたキーがハッチングを付されて強調されて示されている。
【００４７】
図８（Ｃ）には、表示部３０における表示画面の一例が示されている。当該表示画面は、情報端末１００において文書作成アプリケーションが実行されているときの、文書の編集画面の一例である。当該編集画面では、入力された文字列と、カーソル３０Ａが表示されている。
【００４８】
情報端末１００では、キー５０３が押圧されることにより、配線パターン４０３の対が導通されると、そのことに基づいて、キー５０３が操作されたことを示す情報が生成される。当該情報が、実行中のアプリケーションに送られると、アプリケーションは、当該情報を、文字情報等の文書編集用の情報に変換する。変換されることによって生成された情報に基づいて、表示部３０に表示される編集画面が適宜更新される。たとえば、変換されることによって生成された情報が文字情報である場合には、当該文字情報に対応する文字が追加されるように、上記編集画面が更新される。
【００４９】
［７．入力情報生成処理］
上記したように、情報端末１００は、操作エリア２０内のキーを押圧されることにより当該キーに対応したキー情報を生成し、操作エリア２０上をユーザの指が移動するように操作されることにより、ポインティング情報を生成する。これらの情報を生成する際に制御部５０が実行する処理（入力情報生成処理）について、当該処理のフローチャートである図９を参照して説明する。
【００５０】
図９を参照して、入力情報生成処理では、制御部５０は、まずステップＳ１０において、検出部２０５が検出する電極層２０３の静電容量値を読み込み、ステップＳ２０へ処理を進める。ここで、静電容量値とは、たとえば、検出部２０５において検出された静電容量の変化量の総量である。
【００５１】
ステップＳ２０では、制御部５０は、ステップＳ１０で読み込んだ静電容量値と定常時の静電容量値との差がＹ１を超えているか否かを判断し、超えていないと判断するとステップＳ１０へ処理を戻し、超えていると判断するとステップＳ３０へ処理を進める。ここで、定常時の静電容量値とは、電極層２０３の近傍に情報端末１００の構成要素以外の導電体が存在しない状態で測定された電極層２０３の静電容量値の総量であり、たとえば工場出荷時に検出され、データ記憶部６３に記憶されている値である。
【００５２】
ステップＳ３０では、制御部５０は、ステップＳ１０で読み込んだ静電容量値と定常時の静電容量値の差がＹ２を超えているか否かを判断し、超えていると判断するとステップＳ４０へ処理を進め、Ｙ２以下であると判断するとステップＳ７０へ処理を進める。なお、Ｙ２は、Ｙ１より大きい値である。
【００５３】
ステップＳ４０では、制御部５０は、キーボード入力モードに設定して、ステップＳ５０へ処理を進める。キーボード入力モードとは、キー情報を生成し、ポインティング情報を生成しないモードである。
【００５４】
ステップＳ５０では、制御部５０は、上記したようにキー情報を生成し、第１変換情報記憶部６１に記憶された変換用の情報を用いて当該キー情報を文字情報（文字コード）等の情報を生成して、ステップＳ６０へ処理を進める。
【００５５】
ステップＳ６０では、制御部５０は、ステップＳ５０で生成した文字情報等の情報を、表示部３０における表示内容等の、実行中のアプリケーションの制御に反映させて、ステップＳ１０へ処理を戻す。
【００５６】
ステップＳ７０では、制御部５０は、ポインティング入力モードに設定して、ステップＳ８０へ処理を進める。ポインティング入力モードとは、ポインティング情報を生成し、キー情報を生成しないモードである。
【００５７】
ステップＳ８０では、制御部５０は、上記したようにポインティング情報を生成し、第２変換情報記憶部６２に記憶された変換用の情報を用いて電極シート２００（操作エリア２０）において操作された位置の情報を生成し、ステップＳ９０へ処理を進める。ここで、操作された位置とは、操作された１点である場合もあれば、連続して操作された複数の点の軌跡である場合もある。
【００５８】
ステップＳ９０では、制御部５０は、ステップＳ８０で生成した位置の情報を、実行中のアプリケーションの制御に反映させて、ステップＳ１０へ処理を戻す。
【００５９】
以上説明した入力情報生成処理によれば、操作エリア２０に対して押圧された力の大きさが、電極シート２００の静電容量の変化量をＹ１を超えかつＹ２以下とするような大きさである場合には、ポインティング入力モードに入る。また、上記力の大きさが、上記静電容量の変化量をＹ２を超えるような大きさである場合には、キーボード入力モードに入る。「４．電極シートの構成」の欄で言及された一定の値はＹ１に相当し、特定の値はＹ２に相当する。
【００６０】
このようなモードの切り替えについて、図１０を参照してより具体的に説明する。
図１０は、操作エリア２０に対する複数回の操作についての、電極シートの静電容量の変化量が示されている。具体的には、図１０には、ａ〜ｅで示された５回の操作についての静電容量の変化量が示されている。なお、図１０の横軸は、時間変化である。つまり、図１０は、ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅの順に、操作がなされたことを意味している。
【００６１】
ａ，ｂ，ｄの操作による静電容量の変化量は、Ｙ１を超えているがＹ２以下である。したがって、制御部５０は、これらの各操作によってポインティング入力モードに設定され、ポインティング情報を生成する。具体的には、各操作によって電位差が変化したＸ電極とＹ電極の組を特定する情報と第２変換情報記憶部６２に記憶された情報とに基づいて、ポインティング情報を生成する。
【００６２】
ｃ，ｅの操作による静電容量の変化量は、Ｙ２を超えている。したがって、制御部５０は、これらの各操作によってキーボード入力モードに設定され、キー情報を生成する。具体的には、各操作によって、キー入力部４００に含まれる複数の配線パターンの中のどの配線パターンが導通されたかに基づいて、操作エリア２０内のどのキーが操作されたかを特定する情報が生成される。配線パターンを、操作エリア２０内のキーを特定する情報に変換するための情報は、第１変換情報記憶部６１に記憶されている。
【００６３】
入力情報生成処理では、制御部５０は、基本的にポインティング入力モードで動作し、Ｙ２を超える変化量が検出されると、割り込み処理として、キーボード入力モードで動作するように構成されても良い。そして、制御部５０は、Ｙ２を超える変化量の操作に基づくキー情報を生成した後、ステップＳ１０に処理を戻し、ポインティング入力モードに戻る。
【００６４】
静電容量の変化量がＹ１以下である場合には、制御部５０は、キー情報もポインティング情報も生成しない。
【００６５】
［８．変形例等］
以上説明した本実施の形態では、基準値Ｙ１およびＹ２を用い、電極シート２００（電極層２０３）の静電容量の変化量に基づいて、キーボード入力モードとポインティング入力モードと切替えていた。このようにモードが切替えられることにより、ユーザは、操作エリア２０に対する同じ位置をタッチする場合でも、当該タッチする力の大きさを加減するという容易な態様で、キーボード入力モードとポインティング入力モードの設定を切替えることができる。これにより、キーボード情報の入力のためのデバイスとポインティング情報を入力するためのデバイスを積層して端末の小型化を図りつつ、ユーザにとって容易な操作態様の変更によって入力モードを切替えることができる。
【００６６】
なお、電極シート２００は、カーボン５０１Ａが配線パターン４０１に当接するように支持部５０１Ｂを撓ませる大きさ以上の力でキー５０１が押圧されたときに、静電容量がＹ２以上変化するように構成されることが好ましい。これにより、キー５０１等が押圧された際に、確実に、キーボード入力モードに設定されるようになる。
【００６７】
また、Ｙ２が上記のような値とされる場合に、別の方法でモード切替えを行なうことも考えられる。たとえば、レフトキー２１Ｂが押圧されるとキーボード入力モードからポインティング入力モードにモードが切り替えられ、ライトキー２１Ｃが押圧されるとポインティング入力モードからキーボード入力モードにモードが切替えられてもよい。
【００６８】
ポインティング入力モードにおいて、制御部５０は、ポインティング情報として、位置を指定する情報（以下、「位置指定情報」という）と、当該指定した位置を決定する情報（以下、「決定情報」という）とを生成する場合、当該決定情報の生成の方法について、いくつかの例が挙げられる。
【００６９】
１つ目の例として、制御部５０は、レフトキー２１Ｂ（またはライトキー２１Ｃ）に対するキー操作、つまり、当該キーが所定の大きさの力以上の力で押圧することを検出したことに応じて、上記決定情報を生成する。
【００７０】
２つ目の例として、電極シート２００では、操作される位置の数が変化した場合でも、静電容量が変化することを利用した方法が挙げられる。具体的には、制御部５０は、操作エリア２０に対する操作位置の数が変化したことを検出したことに応じて、上記決定情報を生成する。たとえば、制御部５０は、図１１（Ａ）に示されるように、ユーザが、操作エリア２０内で、単一の指Ｆ１で操作位置を移動させている期間中、当該移動の軌跡に応じた、上記位置指定情報を生成する。そして、図１１（Ｂ）に示されるように、さらにＦ２が操作エリア２０にタッチしたことに応じて、つまり、電極シート２００に対する操作位置の数が１から２に変化したことに応じて、制御部５０は、上記決定情報を生成する。なお、制御部５０は、電極シート２００に対する操作位置の数の変化を、入力情報検出部２１０（検出部２０５）によって検出される、電位差の変化したＸ電極とＹ電極の組の数の変化に基づいて検出できる。
【００７１】
また、本実施の形態では、情報端末１００では、電極シート２００の上にキー入力機構６００が積層され、キー入力機構６００側からユーザが操作するように構成されているが、このような構成に限定されない。キー入力機構６００の上に電極シート２００が積層され、電極シート２００側からユーザが操作するように構成されても良い。
【００７２】
また、本実施の形態では、第２の筐体２がキー入力機構６００および電極シート２００を含むように構成され、第１の筐体１が表示部３０を含むように構成されているが、このような構成に限定されない。電極シート２００とキー入力機構６００が積層されたものに、さらに、表示部３０が積層されても良い。つまり、情報端末は、電極シート２００とキー入力機構６００を操作部とするタッチパネルとして構成されても良い。操作部がタッチパネルで構成された場合、当該タッチパネルにパルス電圧を与えられる。そして、当該タッチパネルの静電容量値を検出し、検出されるべきパルス波形に変化（パルス信号の立ち上がりの遅れ）が生じたことに基づいて、当該タッチパネルに対するタッチ操作があったことが検出される。
【００７３】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００７４】
１ 第１の筺体、２ 第２の筺体、２０ 操作エリア、２１Ａ キー群、２１Ｂ レフトキー、２１Ｃ ライトキー、３０ 表示部、３０Ａ カーソル、３１ 表示制御部、５０ 制御部、５０Ａ タイマ、６０ 記憶部、６１ 第１変換情報記憶部、６２ 第２変換情報記憶部、６３ データ記憶部、６４ プログラム記憶部、８０ 通信制御部、８１ アンテナ、１００ 情報端末、２００ 電極シート、２０１ ノイズ保護シート、２０２ ガラス、２０３ 電極層、２０５ 検出部、２１０，４１０ 入力情報検出部、４００ キー入力部、４００Ａ プリント配線、４０１〜４０５ 配線パターン、５００ キー操作部、５０１〜５０５ キー、５０１Ａ〜５０５Ａ カーボン、５０１Ｂ 支持部、６００ キー入力機構、２０３１ Ｘ電極層、２０３２ Ｙ電極層。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体が接近したことに基づいて静電容量が変化するシート状電極と、
前記シート状電極における静電容量の変化量を検出する第１の検出手段と、
前記シート状電極に積層され、複数のキーを有するキー入力機構とを備え、
前記キー入力機構では、前記シート状電極に積層された面上に複数のキーが配列され、
前記キーのいずれかが積層方向に押圧されたことを検出する第２の検出手段と、
前記第１の検出手段によって検出された変化量に基づいて、前記シート状電極における前記キー入力機構を積層された面上の操作位置の情報であるポインティング情報を生成し、かつ、前記第２の検出手段の検出出力に基づいて、押圧されたことを検出された前記キーが入力されたことを示す情報であるキー情報を生成する、入力情報生成手段とをさらに備える、情報端末。
【請求項２】
前記入力情報生成手段は、前記第１の検出手段が検出した変化量が第１の値を超える場合には前記キー情報のみを生成し、前記第１の検出手段が検出した変化量が前記第１の値以下であって前記第１の値より小さい第２の値を超える場合には前記ポインティング情報のみを生成する、請求項１に記載の情報端末。
【請求項３】
前記第２の検出手段は、各前記キーが前記積層方向に、所定の大きさ以上の力で押圧された場合に、各前記キーが押圧されたことを検出し、
前記シート状電極は、前記所定の大きさ以上の力で押圧された場合に、その静電容量の変化量が前記第１の値を超えるように構成されている、請求項２に記載の情報端末。
【請求項４】
前記キー入力機構は、第１の導体と、第２の導体と、前記第１の導体を前記第２の導体に対して前記積層方向に離間して支持する支持体とを備え、
前記支持体は、可塑性材料からなり、前記積層方向に所定の大きさ以上の力で押圧されることにより前記第１の導体が前記第２の導体に当接するように変形する、請求項３に記載の情報端末。
【請求項１】
導体が接近したことに基づいて静電容量が変化するシート状電極と、
前記シート状電極における静電容量の変化量を検出する第１の検出手段と、
前記シート状電極に積層され、複数のキーを有するキー入力機構とを備え、
前記キー入力機構では、前記シート状電極に積層された面上に複数のキーが配列され、
前記キーのいずれかが積層方向に押圧されたことを検出する第２の検出手段と、
前記第１の検出手段によって検出された変化量に基づいて、前記シート状電極における前記キー入力機構を積層された面上の操作位置の情報であるポインティング情報を生成し、かつ、前記第２の検出手段の検出出力に基づいて、押圧されたことを検出された前記キーが入力されたことを示す情報であるキー情報を生成する、入力情報生成手段とをさらに備える、情報端末。
【請求項２】
前記入力情報生成手段は、前記第１の検出手段が検出した変化量が第１の値を超える場合には前記キー情報のみを生成し、前記第１の検出手段が検出した変化量が前記第１の値以下であって前記第１の値より小さい第２の値を超える場合には前記ポインティング情報のみを生成する、請求項１に記載の情報端末。
【請求項３】
前記第２の検出手段は、各前記キーが前記積層方向に、所定の大きさ以上の力で押圧された場合に、各前記キーが押圧されたことを検出し、
前記シート状電極は、前記所定の大きさ以上の力で押圧された場合に、その静電容量の変化量が前記第１の値を超えるように構成されている、請求項２に記載の情報端末。
【請求項４】
前記キー入力機構は、第１の導体と、第２の導体と、前記第１の導体を前記第２の導体に対して前記積層方向に離間して支持する支持体とを備え、
前記支持体は、可塑性材料からなり、前記積層方向に所定の大きさ以上の力で押圧されることにより前記第１の導体が前記第２の導体に当接するように変形する、請求項３に記載の情報端末。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−３８０５０（Ｐ２０１２−３８０５０Ａ）
【公開日】平成２４年２月２３日（２０１２．２．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１７６９１０（Ｐ２０１０−１７６９１０）
【出願日】平成２２年８月６日（２０１０．８．６）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月２３日（２０１２．２．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月６日（２０１０．８．６）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]