(57)【要約】【課題】入力装置に対する物体の接触状態を適切に判断し、それに応じた特定の処理を行う入力装置を提供する。【解決手段】入力位置を認識させるための画像を表示する表示装置５と、表示装置５の表示面に沿って設けられた接触検出面に接触する物体の位置を検出する接触位置検出部２１と、物体が接触検出面に接触するときの強度を検出する接触強度検出部２３と、接触強度検出部２３によって検出された強度に関する特徴量を抽出する特徴量抽出部２３と、特徴量抽出部２３によって抽出された特徴量と、予め設定された値とを比較し、この比較結果に基づいて、特定の処理を行う特定処理部２３とを備える。【選択図】図６
2006127486.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力位置を認識させるための画像を表示する表示装置と、
前記表示装置の表示面に沿って設けられた接触検出面に接触する物体の位置を検出する接触位置検出部と、
前記物体が前記接触検出面に接触するときの強度を検出する接触強度検出部と、
前記接触強度検出部によって検出された前記強度に関する特徴量を抽出する特徴量抽出部と、
前記特徴量抽出部によって抽出された特徴量と、予め設定された値とを比較し、この比較結果に基づいて、特定の処理を行う特定処理部と、
を備えることを特徴とする入力装置。
【請求項２】
前記特徴量は、前記物体の接触強度、当該接触強度の変化率、接触時間のうち少なくとも１であり、
前記特定処理部は、前記特徴量と、前記予め設定された値とを比較することにより、前記物体の認証を行うことを特徴とする請求項１に記載の入力装置。
【請求項３】
前記特徴量は、前記物体の接触強度、前記物体の接触位置のうち少なくとも１であり、
前記予め設定された値は、前記接触検出面に悪影響を及ぼす接触強度に対応する値であり、
前記特定処理部は、前記特徴量が、前記予め設定された値を超えた場合、警告を発するか、又は当該入力装置の機能を停止することを特徴とする請求項１に記載の入力装置。
【請求項４】
前記特徴量は、前記物体の接触強度、前記物体の接触位置のうち少なくとも１であり、
前記予め設定された値は、前記物体に必要以上の負荷がかかる接触強度に対する値であり、
前記特定処理部は、前記特徴量が、前記予め設定された値を超えた場合、警告を発するか、又は当該入力装置の機能を停止することを特徴とする請求項１に記載の入力装置。
【請求項５】
前記入力位置を認識させるための画像はキーボードの画像であり、
前記特徴量は、前記物体の接触強度、当該接触強度の変化率、接触時間のうち少なくとも１であり、
前記特定処理部は、前記特徴量が、前記予め設定された値を超えるか否かにより、前記キーボードのキーの文字種を切り替えることを特徴とする請求項１に記載の入力装置。
【請求項６】
前記接触強度検出部は、
前記表示面に沿って設けられ、互いの対向面にそれぞれ電極が積層された第１及び第２のベースと、
前記第１及び第２のベースの間に設けられた、異なる高さのドットスペーサと
を備えることを特徴とする請求項１に記載の入力装置。
【請求項７】
入力位置を認識させるための画像を表示する表示装置と、
前記表示装置の表示面に沿って設けられた接触検出面に接触する物体の位置を検出する接触位置検出部と、
前記物体が前記接触検出面に接触するときの強度を検出する接触強度検出部と、
前記接触強度検出部によって検出された前記強度に関する特徴量を抽出する特徴量抽出部と、
前記特徴量抽出部によって抽出された特徴量と、予め設定された値とを比較し、この比較結果に基づいて、特定の処理を行う特定処理部と、
を備えることを特徴とするコンピュータ装置。
【請求項８】
前記特徴量は、前記物体の接触強度、当該接触強度の変化率、接触時間のうち少なくとも１であり、
前記特定処理部は、前記特徴量と、前記予め設定された値とを比較することにより、前記物体の認証を行うことを特徴とする請求項７に記載のコンピュータ装置。
【請求項９】
前記特徴量は、前記物体の接触強度、前記物体の接触位置のうち少なくとも１であり、
前記予め設定された値は、前記接触検出面に悪影響を及ぼす接触強度に対する値であり、
前記特定処理部は、前記特徴量が、前記予め設定された値を超えた場合、警告を発するか、又は当該コンピュータ装置の機能を停止することを特徴とする請求項７に記載のコンピュータ装置。
【請求項１０】
前記特徴量は、前記物体の接触強度、前記物体の接触位置のうち少なくとも１であり、
前記予め設定された値は、前記物体に必要以上の負荷がかかる接触強度に対する値であり、
前記特定処理部は、前記特徴量が、前記予め設定された値を超えた場合、警告を発するか、又は当該コンピュータ装置の機能を停止することを特徴とする請求項７に記載のコンピュータ装置。
【請求項１１】
前記入力位置を認識させるための画像はキーボードの画像であり、
前記特徴量は、前記物体の接触強度、当該接触強度の変化率、接触時間のうち少なくとも１であり、
前記特定処理手段は、前記特徴量が、前記予め設定された値を超えるか否かにより、前記キーボードのキーの文字種を切り替えることを特徴とする請求項７に記載のコンピュータ装置。
【請求項１２】
表示装置に入力位置を認識させるための画像を表示するステップと、
前記表示装置の表示面に沿って設けられた接触検出面に接触する物体の位置を検出するステップと、
前記物体が前記接触検出面に接触するときの強度を検出するステップと、
前記検出された強度に関する特徴量を抽出するステップと、
前記抽出された特徴量と、予め設定された値とを比較し、この比較結果に基づいて、特定の処理を行うステップと、
を備えることを特徴とする情報処理方法。
【請求項１３】
前記特徴量は、前記物体の接触強度、当該接触強度の変化率、接触時間のうち少なくとも１であり、
前記特定の処理を行うステップでは、前記特徴量と、前記予め設定された値とを比較することにより、前記物体の認証を行うことを特徴とする請求項１２に記載の情報処理方法。
【請求項１４】
前記特徴量は、前記物体の接触強度、前記物体の接触位置のうち少なくとも１であり、
前記予め設定された値は、前記接触検出面に悪影響を及ぼす接触強度に対する値であり、
前記特定の処理を行うステップでは、前記特徴量が、前記予め設定された値を超えた場合、警告を発するか、又は前記物体の接触に基づく処理を停止することを特徴とする請求項１２に記載の情報処理方法。
【請求項１５】
前記特徴量は、前記物体の接触強度、前記物体の接触位置のうち少なくとも１であり、
前記予め設定された値は、前記物体に必要以上の負荷がかかる接触強度に対する値であり、
前記特定の処理を行うステップでは、前記特徴量が、前記予め設定された値を超えた場合、警告を発するか、又は前記物体の接触に基づく処理を停止することを特徴とする請求項１２に記載の情報処理方法。
【請求項１６】
前記入力位置を認識させるための画像はキーボードの画像であり、
前記特徴量は、前記物体の接触強度、当該接触強度の変化率、接触時間のうち少なくとも１であり、
前記特定の処理を行うステップでは、前記特徴量が、前記予め設定された値を超えるか否かにより、前記キーボードのキーの文字種を切り替えることを特徴とする請求項１２に記載の情報処理方法。
【請求項１７】
入力位置を認識させるための画像を表示する表示装置が設けられた入力装置に、
前記表示装置に前記入力位置を認識させるための画像を表示する手順と、
前記表示装置の表示面に沿って設けられた接触検出面に接触する物体の位置を検出する手順と、
前記物体が前記接触検出面に接触するときの強度を検出する手順と、
前記検出された強度に関する特徴量を抽出する手順と、
前記抽出された特徴量と、予め設定された値とを比較し、この比較結果に基づいて、特定の処理を行う手順と、
を実行させることを特徴とする情報処理プログラム。
【請求項１８】
前記特徴量は、前記物体の接触強度、当該接触強度の変化率、接触時間のうち少なくとも１であり、
前記特定の処理を行う手順では、前記特徴量と、前記予め設定された値とを比較することにより、前記物体の認証を行うことを特徴とする請求項１７に記載の情報処理プログラム。
【請求項１９】
前記特徴量は、前記物体の接触強度、前記物体の接触位置のうち少なくとも１であり、
前記予め設定された値は、前記接触検出面に悪影響を及ぼす接触強度に対する値であり、
前記特定の処理を行う手順では、前記特徴量が、前記予め設定された値を超えた場合、警告を発するか、又は前記物体の接触に基づく処理を停止することを特徴とする請求項１７に記載の情報処理プログラム。
【請求項２０】
前記特徴量は、前記物体の接触強度、前記物体の接触位置のうち少なくとも１であり、
前記予め設定された値は、前記物体に必要以上の負荷がかかる接触強度に対する値であり、
前記特定の処理を行う手順では、前記特徴量が、前記予め設定された値を超えた場合、警告を発するか、又は前記物体の接触に基づく処理を停止することを特徴とする請求項１７に記載の情報処理プログラム。
【請求項２１】
前記入力位置を認識させるための画像はキーボードの画像であり、
前記特徴量は、前記物体の接触強度、当該接触強度の変化率、接触時間のうち少なくとも１であり、
前記特定の処理を行う手順では、前記特徴量が、前記予め設定された値を超えるか否かにより、前記キーボードのキーの文字種を切り替えることを特徴とする請求項１７に記載の情報処理プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばコンピュータ等に情報を入力するための入力装置、コンピュータ装置、情報処理方法及び情報処理プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、コンピュータなどの端末装置のインタフェースとしては、入力装置としてキーボードやマウス、表示装置としてＣＲＴ（cathode-ray tube）やＬＣＤ(liquid crystal display)を具備することが一般的である。
【０００３】
又、表示装置と入力装置とを積層したいわゆるタッチパネルも、各種端末装置のインタフェースや、タブレット型の携行用小型計算機にも用いられ、利用が広がっている。
【０００４】
更に、携帯電話やＰＤＡ(Personal Digital Assistant)などのように文字入力のために利用できる装置表面の面積が小さい場合でも、簡単に文字を入力することができるタッチパネルに関する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−１９６００７号公報（段落番号「００３７」、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のタッチパネル上に、指先やペン状指示棒などの物体を接触させた場合、タッチパネル上に乗せている状態であるのかタッチパネルを押下した状態であるのか判断することは困難であり、誤入力が生じる場合があった。
【０００６】
このような技術的課題を解決するためになされた本発明の目的は、入力装置に対する物体の接触状態を適切に判断し、それに応じた特定の処理を行う入力装置、コンピュータ装置、情報処理方法及び情報処理プログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の実施の形態に係る特徴は、入力装置において、入力位置を認識させるための画像を表示する表示装置と、表示装置の表示面に沿って設けられた接触検出面に接触する物体の位置を検出する接触位置検出部と、物体が接触検出面に接触するときの強度を検出する接触強度検出部と、接触強度検出部によって検出された前記強度に関する特徴量を抽出する特徴量抽出部と、特徴量抽出部によって抽出された特徴量と、予め設定された値とを比較し、この比較結果に基づいて、特定の処理を行う特定処理部とを備えることである。
【０００８】
また本発明の実施の形態に係る特徴は、コンピュータ装置において、入力位置を認識させるための画像を表示する表示装置と、表示装置の表示面に沿って設けられた接触検出面に接触する物体の位置を検出する接触位置検出部と、物体が接触検出面に接触するときの強度を検出する接触強度検出部と、接触強度検出部によって検出された強度に関する特徴量を抽出する特徴量抽出部と、特徴量抽出部によって抽出された特徴量と、予め設定された値とを比較し、この比較結果に基づいて、特定の処理を行う特定処理部とを備えることである。
【０００９】
また本発明の実施の形態に係る特徴は、情報処理方法において、表示装置に入力位置を認識させるための画像を表示するステップと、表示装置の表示面に沿って設けられた接触検出面に接触する物体の位置を検出するステップと、物体が接触検出面に接触するときの強度を検出するステップと、検出された強度に関する特徴量を抽出するステップと、抽出された特徴量と、予め設定された値とを比較し、この比較結果に基づいて、特定の処理を行うステップとを備えることである。
【００１０】
また本発明の実施の形態に係る特徴は、情報処理プログラムにおいて、入力位置を認識させるための画像を表示する表示装置が設けられた入力装置に、表示装置に入力位置を認識させるための画像を表示する手順と、表示装置の表示面に沿って設けられた接触検出面に接触する物体の位置を検出する手順と、物体が接触検出面に接触するときの強度を検出する手順と、検出された強度に関する特徴量を抽出する手順と、抽出された特徴量と、予め設定された値とを比較し、この比較結果に基づいて、特定の処理を行う手順とを実行させることである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によると、入力装置に対する物体の接触状態を適切に判断し、それに応じた特定の処理を行う入力装置、コンピュータ装置、情報処理方法及び情報処理プログラムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法等は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【００１３】
[第１の実施の形態]
本発明の実施の形態に係る入力装置は、コンピュータ等の端末装置の入出力デバイスの一種である。
【００１４】
図１に示すように、本実施の形態に係る入力装置を備えるノート型コンピュータ１は、中央処理ユニット等の演算部を有するコンピュータ本体３０とこのコンピュータ本体３０に対するユーザインターフェイスである入力部３とが設けられた下筐体２Ａと、ＬＣＤ構成の表示装置２９を含む表示部４が設けられた上筐体２Ｂとを備えている。
【００１５】
コンピュータ本体３０は、下筐体２Ａの入力部３を介して入力された情報を中央処理ユニットにおいて処理し、その結果を上筐体２Ｂの表示部４に表示する。
【００１６】
下筐体２Ａに設けられた入力部３は、ＬＣＤによって構成された表示装置５と、この表示装置５の表示面における物体（指先、ペン状指示棒の先端部等）の接触を検出するための接触検出部とを備え、表示装置５にユーザに入力位置を認識させるための画像（例えばキーボードの各キー、各種入力操作キー、右ボタンや左ボタンやスクロール用ホイールやボディを備えるマウス等、ユーザが操作する入力装置を表す画像）が表示される。図１は、キーボードを表す画像（仮想キーボード５ａ）、マウスを表す画像（仮想マウス５ｂ）が表示された状態を示している。
【００１７】
（入力装置の構成）
図２に示すように、入力部３は、発光領域を備えたバックライト装置６と、このバックライト装置６の発光領域上に積層される表示装置５と、この表示装置５の表示画面上に積層されるタッチパネル１０とを備えている。
【００１８】
バックライト装置６は、近年のノート型パソコンなどの表示装置に一般的に採用されている蛍光管と導光板を組み合わせた構成としても良く、又、最近実用化が進んでいる白色ＬＥＤ（発光ダイオード）を平面上に複数分散配置した構成としても良い。
【００１９】
なお、この表示装置５とバックライト装置６の構成は、従来のノート型コンピュータのディスプレイや、デスクトップ型コンピュータ用の外部ＬＣＤディスプレイに採用されている表示装置と同様の構成でも構わないが、表示装置５に、実用化が進んでいる自発光式の画素を採用すれば、表示装置５が透過性を有する必要は無く、バックライト装置６を省略することも可能である。
【００２０】
表示装置５は、ｘ方向及びｙ方向に格子状に複数の画素５ｃが配列されて表示画面を構成しており、後述するディスプレイドライバ２２（図６）によって駆動され、その表示画面にキーボード等の入力装置の画像が表示される。
【００２１】
タッチパネル１０は、入力部３の最も表層部に設けられ、下筐体２Ａの入力操作面として筐体から露出するように設けられている。このタッチパネル１０は、その接触検出面１０ａにおいて、物体（例えば、指先やペン状指示棒の先端部等）の接触を検出する。
【００２２】
本実施の形態においては、タッチパネル１０として、抵抗膜方式のものが用いられる。この抵抗膜方式のタッチパネルは、アナログ方式のものとデジタル方式のものがある。アナログ方式のタッチパネルは、４〜８線式など複数の種類があるが、基本的には、並行電極を設け、接触した部位の電位を検出することでその座標を取り出すものである。これをＸ方向及びＹ方向のそれぞれについて独立に構成し積層することで、接触した部位のＸ、Ｙ座標を検出することができる。しかしながら、アナログ方式では、多点同時押しの検出は困難であり、接触面積の検出には不向きである。本実施の形態においては、接触位置に加えて接触面積を検出するため、デジタル方式を用いる。なお、いずれの方式を利用する場合でも、接触検出面１０ａが光透過性を有することにより、表示装置５を表層側から視認することができる。
【００２３】
図３及び図４に示すように、タッチパネル１０においては、Ｘ方向に一定の間隔で配置された帯線状の複数（ｎ本）の透明電極でなるＸ電極１２を有するベース１１と、Ｙ方向に一定の間隔で配置された帯線状の複数（ｍ本）の透明電極でなるＹ電極１４を有するベース１３とがそれぞれの電極形成面を対向させるように積層される。この積層構造において、Ｘ電極１２とＹ電極１４とが直交するように積層される。これにより、Ｘ電極１２とＹ電極１４とが交差するｎ×ｍ個の接触検出部１０ｂがマトリクス状に形成される。
【００２４】
またベース１１においては、Ｘ電極１２が設けられた側の面に、各Ｘ電極１２間に一定間隔で絶縁材でなる凸形状のドットスペーサ１５が設けられている。このドットスペーサ１５の高さは、Ｘ電極１２及びＹ電極１４の厚みを合計した厚みよりも大きく形成されており、その先端部は、各Ｙ電極１４間において露出したベース１３の表面１３Ａに当接する。これにより図５に示すように、ベース１１、１３が積層された構成において、ドットスペーサ１５は、ベース１１、１３に挟まれ、Ｘ電極１２とＹ電極１４とは接触しない状態となる。すなわち、ドットスペーサ１５によってＸ電極１２とＹ電極１４とが離間して保持される。このようにＸ電極１２とＹ電極１４とが離間して保持された状態において、ベース１３を撓ませることにより、Ｘ電極１２とＹ電極１４とを接触させることができる。
【００２５】
すなわち、タッチパネル１０においては、ベース１３のＹ電極１４が設けられた面とは反対側の面１３Ｂを入力操作面として筐体外部に露出するように構成されており、この面を指先またはペン状指示棒の先端部等で押圧することにより、ベース１３を撓ませて、Ｙ電極１４をＸ電極１２に接触させることができる。
【００２６】
この場合、タッチパネル１０の入力操作面を指先またはペン状指示棒の先端部等で押圧すると、その圧力が一定圧以下の場合は、ベース１３の撓みが不足し、Ｙ電極１４とＸ電極１２とが接触しない。そして、押圧力が一定圧を超えると、ベース１３が十分に撓むことにより、Ｙ電極１４とＸ電極１２とが接触する。これにより、一定の押圧力よりも大きな押圧力でベース１３を押圧した場合にのみＹ電極１４とＸ電極１２とが接触して電気的に導通する。
【００２７】
本実施の形態のノート型コンピュータ１においては、かかる構成の入力部３におけるＹ電極１４とＸ電極１２との接触位置を接触検出装置２１（図６参照）において検出するようになされている。
【００２８】
すなわち、ノート型コンピュータ１においては、図１に示す入力部３と、この入力部３に設けられたタッチパネル１０のＸ電極１２とＹ電極１４との接触位置を検出する接触検出装置２１とを含む入力装置２０（図６参照）が下筐体２Ａに設けられている。
【００２９】
この入力装置２０は、図２及び図６に示すように、入力部３と、この入力部３のタッチパネル１０における指先等の接触位置を検出する接触検出装置２１と、接触検出装置２１において検出された接触位置情報をデジタル信号に変換すると共に後述する各種処理やコンピュータ本体３０（図７参照）との通信に係るＩ/Ｏ制御を行うデバイス制御ＩＣ２３と、入力装置２０における各種処理プログラムやデータを格納するメモリ２４と、音声による各種通知やビープ音による警告を行うスピーカドライバ２５及びスピーカ２６とを備えている。
【００３０】
接触検出装置２１は、各Ｘ電極１２（図３）に対して順次電圧を印加すると共に、各Ｙ電極１４（図３）の電圧を測定しながら、Ｘ電極１２に印加した電圧が出力されるＹ電極１４を特定するようになされている。
【００３１】
すなわち図６に示すように、タッチパネル１０においては、電源部とこの電源部の基準電圧を各Ｘ電極１２に対して選択的に印加するスイッチ部とを備えた電圧印加部１１ａが設けられている。この電圧印加部１１ａは、接触検出装置２１から供給される印加電極選択信号に基づいて、基準電圧の印加先のＸ電極１２をスイッチ部により順次選択して基準電圧をそのＸ電極１２に印加するようになされている。
【００３２】
また、タッチパネル１０においては、接触検出装置２１からの測定電極選択信号によって指定されたＹ電極１４の電圧値を選択的に測定する電圧測定部１１ｂが設けられている。この電圧測定部１１ｂは、各Ｙ電極１４に表れる電圧値を、接触検出装置２１から供給される測定電極選択信号に基づいて順次選択的に測定し、この測定結果を接触検出装置２１に送出する。
【００３３】
これらにより、タッチパネル１０を指先やペン状指示棒の先端部で押圧すると、その押圧位置においてＸ電極１２とＹ電極１４とが接触することにより導通状態となり、Ｘ電極１２に印加された基準電圧がこの押圧位置で接触したＹ電極１４を介して測定される。従って、接触検出装置２１においては、Ｙ電極１４の出力電圧として基準電圧が測定された場合、そのＹ電極１４と、その基準電圧が印加されたＸ電極１２とを特定することができる。接触検出装置２１は、このＸ電極１２とＹ電極１４との組み合わせにより、指先またはペン状指示棒の先端部によって押圧された接触検出部１０ｂを特定することができる。
【００３４】
接触検出装置２１は、Ｘ電極１２とＹ電極１４との接触状態を十分に高速で繰り返し検出することにより、Ｘ電極１２の配列間隔及びＹ電極１４の配列間隔の精度で多点同時押しを検出することができる。
【００３５】
例えば、指先がタッチパネル１０を強く押した場合には、接触面積が大きくなり、複数の接触検出部１０ｂが同時に押される状態となるが、この場合においても、接触検出装置２１は、各Ｘ電極１２へ基準電圧の印加を高速で順次繰り返し行い、また各Ｙ電極１４における電圧測定を高速で順次繰り返し行うことにより、同時に押されている接触検出部１０ｂを検出することができる。接触検出装置２１は、このようにして検出した接触検出部１０ｂの数に基づいて、接触面積を検出することができる。
【００３６】
ここで、ディスプレイドライバ２２は、デバイス制御ＩＣ２３からの命令に従って、ボタン、アイコン、キーボード、テンキー、マウスなどコンピュータにおけるユーザインターフェイスとしての入力装置を表す画像（入力位置を認識させるための画像）の１つ以上を表示する。バックライト装置６において発光した光がＬＣＤの背面側から前面側に透過することにより、表示装置５に表示された入力装置の画像は、前面側から目視することができる。
【００３７】
デバイス制御ＩＣ２３は、表示装置５に表示されるキーボード等の画像における各キーの表示位置と、接触検出装置２１において検出された接触位置、接触面積とに基づいて、接触した位置に表示されているキーの画像を判別する。そして、この判別したキーの情報を、コンピュータ本体３０に通知する。
【００３８】
コンピュータ本体３０では、デバイス制御ＩＣ２３から供給されたキーの情報に基づいて、そのキーが操作された場合の処理を実行する。
【００３９】
すなわち、図７に示すように、下筐体２Ａに設けられたコンピュータ本体３０であるマザーボード３０ａは、ノースブリッジ３１とサウスブリッジ３２とが高速専用バスＢ１によって接続されており、ノースブリッジ３１には、システムバスＢ２を介してＣＰＵ（Central Processing Unit）３３が接続され、メモリバスＢ３を介してメインメモリ３４が接続され、ＡＧＰ（Accelerated Graphics Port）バスＢ４を介してグラフィックス回路３５が接続されている。
【００４０】
グラフィックス回路３５は、上筐体２Ｂの表示部４に設けられたディスプレイドライバ２８にデジタル画像信号を出力する。ディススプレイドライバ２８は、デジタル画像信号に基づいて表示装置２９を駆動することにより、表示装置２９の表示画面（ＬＣＤ）に画像を表示させる。
【００４１】
またサウスブリッジ３２には、ＰＣＩ（Peripheral Component Interconnect）バスＢ５を介してＰＣＩデバイス３７が接続され、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）Ｂ６を介してＵＳＢデバイス３８が接続されている。サウスブリッジ３２は、ＰＣＩデバイス３７を介して、ＰＣＩバスＢ５に接続可能な各種の機器を接続することができ、またＵＳＢバスＢ６を介して、ＵＳＢバスＢ６に接続可能な各種の機器を接続することができる。
【００４２】
またサウスブリッジ３２には、ＡＴＡ（AT Attachment）バスＢ７とＩＤＥ（Integrated Drive Electronics）インタフェース３９とを介して、ハードディスク装置（ＨＤＤ）４１が接続されている。さらにサウスブリッジ３２には、ＬＰＣ(Low Pin Count)バスＢ８を介して、リムーバブルメディア装置（磁気ディスク装置）４４、シリアル/パラレルポート４５及びキーボード/マウスポート４６が接続されている。キーボード/マウスポート４６は、入力装置２０から出力されるキーボード、マウスの操作結果を表す信号をサウスブリッジ３２に受け渡す。これによりキーボード、マウスの操作結果は、サウスブリッジ３２からノースブリッジ３１を介してＣＰＵ３３に受け渡され、ＣＰＵ３３において操作結果に応じた処理を実行するようになされている。
【００４３】
さらにサウスブリッジ３２には、専用バスを介してオーディオ信号出力回路４７が接続され、このオーディオ信号出力回路４７からコンピュータ本体３０に内蔵されたスピーカ４８に対してオーディオ信号を出力することにより、スピーカ４８から種々の音声を出力することができる。
【００４４】
ＣＰＵ３３は、ハードディスク装置４１のハードディスクやメインメモリ３４に格納されている各種処理プログラムを実行することにより、上筐体２Ｂの表示部４に設けられた表示装置２９や下筐体２Ａに設けられた表示装置５（図６参照）に画像を表示し、下筐体２Ａのコンピュータ本体３０に内蔵されたスピーカ４８から音声を出力し、また下筐体２Ａの入力部３に設けられた入力装置２０（図６参照）から出力されるキーボード、マウスの操作結果を表す信号に応じた処理を実行する。具体的には、ＣＰＵ３３は、操作結果に応じてグラフィックス回路３５を制御することにより、グラフィックス回路３５から表示装置５に対してデジタル画像信号を出力させ、表示装置５に操作結果に応じた画像を表示させる。またＣＰＵ３３は、操作結果に応じてオーディオ信号出力回路４７を制御することにより、オーディオ信号出力回路４７からスピーカ４８に対してオーディオ信号を出力させ、スピーカ４８から操作結果に応じた音声を出力させる。
【００４５】
次に、図６に示すように、入力装置２０において、タッチパネル１０の接触検出面１０ａに指先、ペン状指示棒の先端部等の物体が接触した際の接触状態を検出する処理について説明する。
【００４６】
接触検出装置２１（接触位置検出部）は、表示装置５に積層されたタッチパネル１０の接触検出面１０ａに接触する物体の位置を所定の処理時間間隔毎に検出してデバイス制御ＩＣ２３に出力する。
【００４７】
また、接触検出装置２１（接触強度検出部）は、物体が接触検出面１０ａに接触するときの強度を検出する。この強度は、二もしくは三以上の離散的な値で表現されても良く、連続的な値で表現されても良い。そして、接触検出装置２１は、強度情報を所定の処理時間間隔毎にデバイス制御ＩＣ２３へ出力する。
【００４８】
強度は、例えば、接触検出面１０ａに対する物体の接触面積、又は接触面積の時間変化を利用することによって検出される。図８及び図９に、検出された接触面積の推移の例を示す。図８及び図９は、軸を無次元化してあり単位や目盛りを省略しているが、実装時には真値を用いても良い。
【００４９】
ここで、接触面積の推移は、例えば、所定のスキャン周波数で、タッチパネル１０上の接触が検出された接触検出部１０ｂを周期的に取得することにより算出する。周波数が高いほど、一定時間に取得する信号群の取得回数が多いことを意味し、時間方向の分解能は当然向上するが、その分デバイス側の反応速度や処理回路の性能も高いことが要求されるため、適切なスキャン周波数に設定する。
【００５０】
図８は、接触検出面１０ａに物体を接触させているだけの状態の、接触面積Ａの推移の一例である。ユーザが打鍵を意識せず、接触検出面１０ａ上に指を置いているだけの状態では、このように、比較的なだらかな面積の推移を示すことが多い。
【００５１】
一方、図９は、入力部３の表示装置５に表示されたキーボード等の入力装置の画像を目標にタッチパネル１０に対して打鍵を行う状態の、接触面積Ａの推移の一例である。接触面積は、ゼロもしくはゼロ近傍から急峻に増大し、かつ直後に急峻に減少するという特徴を持つ。
【００５２】
このように、図８の場合が物体を漫然と「置く」という状態に近いとすると、図９の場合は、「叩く」という動作に近いと説明できる。
【００５３】
また、強度は、接触検出面１０ａに対する物体の接触圧力、又は接触圧力の時間変化を利用することによって検出されてもよい。この場合、圧力を電気信号に変換するセンサを接触検出面１０ａとして設けるようにすればよい。
【００５４】
図１０〜図１２に、圧力を電気信号に変換するセンサの例としてのタッチパネル２１０を示す。
【００５５】
図１０及び図１１に示すように、タッチパネル２１０においては、Ｘ方向に一定の間隔で配置された帯線状の複数（ｎ本）の透明電極でなるＸ電極２１２を有するベース２１１と、Ｙ方向に一定の間隔で配置された帯線状の複数（ｍ本）の透明電極でなるＹ電極２１４を有するベース２１３とがそれぞれの電極形成面を対向させるように積層される。この積層構造において、Ｘ電極２１２とＹ電極２１４とが直交するように積層される。これにより、Ｘ電極２１２とＹ電極２１４とが交差するｎ×ｍ個の接触検出部２１０ｂ〜２１０ｄがマトリクス状に形成される。
【００５６】
またベース２１１においては、Ｘ電極２１２が設けられた側の面に、各Ｘ電極２１２間に一定間隔で絶縁材でなる凸形状のドットスペーサ２１５が設けられている。このドットスペーサ２１５の高さは、Ｘ電極２１２及びＹ電極２１４の厚みを合計した厚みよりも大きく形成されており、その先端部は、各Ｙ電極２１４間において露出したベース２１３の表面に当接する。
【００５７】
さらに、ドットスペーサ２１５として高いドットスペーサ２１５ａ（図１１では”Ｈ”と表示される）と低いドットスペーサ２１５ｂ（図１１では”Ｌ”と表示される）が設けられている。図１０に示すように、ドットスペーサ２１５においては、４つの高いドットスペーサ２１５ａがひとつの組を構成し、４つの低いドットスペーサ２１５ｂがひとつの組を構成している。また図１１に示すように、これら４つの高いドットスペーサ２１５ａの組と４つの低いドットスペーサ２１５ｂの組が千鳥格子上に配列されている。なお、それぞれ高いドットスペーサ２１５ａの組を構成するドットスペーサ２１５ａの数、低いドットスペーサ２１５ｂの組を構成するドットスペーサ２１５ｂの数は任意に設定できる。
【００５８】
これにより図１２に示すように、ドットスペーサ２１５は、ベース２１１、２１３に挟まれ、Ｘ電極２１２とＹ電極２１４とは接触しない状態となる。すなわち、ドットスペーサ２１５によってＸ電極２１２とＹ電極２１４とが離間して保持され、接触検出部２１０ｂ〜２１０ｄは電気的に閉に保持される。
【００５９】
このようにＸ電極２１２とＹ電極２１４とが離間して保持された状態において、ベース２１３を撓ませることにより、Ｘ電極２１２とＹ電極２１４とを開にすることができる。
【００６０】
すなわち、タッチパネル２１０においては、ベース２１３のＹ電極２１４が設けられた面２１３Ａ（図１０参照）とは反対側の面２１３Ｂ（図１０参照）を入力操作面として筐体外部に露出するように構成されており、この面を指先等で押圧することにより、ベース２１３を撓ませて、Ｙ電極２１４をＸ電極２１２に接触させることができる。
【００６１】
この場合、タッチパネル２１０の入力操作面を指先等で押圧すると、その圧力が第１の押圧力以下の場合は、ベース２１３の撓みが不足し、Ｙ電極２１４とＸ電極２１２とが接触しない。
【００６２】
そして、押圧力が第１の押圧力を超えると、ベース２１３が十分に撓むことにより、複数の接触検出部のうち周囲４箇所に低いドットスペーサ２１５ｂが隣接（図１０に示すように、４つのスペーサが正方形状に配置された場合、正方形の辺を挟んで隣り合うとき隣接と呼ぶ）する接触検出部２１０ｂが開になる。しかし、複数の接触検出部のうち、周囲２箇所以上に高いドットスペーサ２１５ａが隣接する接触検出部２１０ｃと２１０ｄは閉のままである。
【００６３】
さらに、押圧力が第1の押圧力よりも大きい第２の押圧力を超えると、ベース２１３がさらに撓むことにより、複数の接触検出部のうち周囲２箇所に低いドットスペーサ２１５ｂが隣接する接触検出部２１０ｃが電気的に開になる。しかし、複数の接触検出部のうち周囲４箇所に高いドットスペーサ２１５ａが隣接する接触検出部２１０ｄはまだ閉のままである。
【００６４】
さらに、押圧力が第２の押圧力よりも大きい第３の押圧力を超えると、ベース２１３がさらに撓むことにより、複数の接触検出部のうち周囲４箇所に高いドットスペーサ２１５ａが隣接する接触検出部２１０ｄも開になる。
【００６５】
これら３種類の接触検出部２１０ｂ〜２１０ｄが、指先等で押圧される面積の領域の中に存在するので、接触位置を検出し得てさらに押圧力を３段階の電気信号に変換するセンサとして動作する。
【００６６】
このようなタッチパネル２１０を有する本実施の形態のノート型コンピュータ１においては、接触検出装置２１が、複数の接触検出部のうちどれが開になっているかを検出する。
【００６７】
接触検出装置２１は例えば、隣接しあっている開の接触検出部の一群の中央に位置する接触検出部がある位置を、接触検出面１０ａの押圧された位置として検出する。
【００６８】
また接触検出装置２１は例えば、接触検出部２１０ｂ〜２１０ｄのそれぞれに１〜３のランクを定義付けており、１〜３の分布や密度を検出することで押圧力を検知する。接触検出装置２１の接触面積および圧力分布の検出方法は以下の通りである。
【００６９】
図１３は低いドットスペーサ２１５ｂおよび高いドットスペーサ２１５ａの配置図である。図１１で示した低いドットスペーサ２１５ｂと高いドットスペーサ２１５ａの配置の場合、接触検出部２１０ｂ〜２１０ｄはそれぞれ４つのドットスペーサに囲まれている。このうち、高いドットスペーサ２１５ａのしめる個数を数字で表し、接触検出部２１０ｂ〜２１０ｄの対応部に記したのが図１３である。
【００７０】
図１４内に示す楕円は、指が接触した部分の領域である。これを外円と呼ぶ事にする。
【００７１】
この時の接触領域内の面圧（すなわち、単位面積当たりの押圧力）が、数字「０」で示す接触検出部を接触するだけの大きさしかなかった場合、接触検出装置２１は図１４内に示す楕円の内側に位置する数字「０」で示される接触検出部（図１１に示した接触検出部２１０ｂ）しか接触として出力しない。
【００７２】
しかし、同じ接触面積でも、図１４の場合より、より強い押圧力が働いたとすると、接触検出装置２１は図１５内の外円の内側にあるもう一つの楕円（これを中円と呼ぶ事にする）の内側に存在する数字「２」によって示される接触検出部（図１１に示した接触検出部２１０ｃ）も、接触として検知するようになる。
【００７３】
なお、押圧力が強い場合、実際には、本実施例の動作原理でも記述したように、外円の面積も大きくなる。しかしここでは説明のため外円の大きさは一定と仮定する。
【００７４】
また、実際には、外円も中円も、図１５に示すように面圧分布が正確に楕円状に区分される事は無く、実際には図１６に示す様に、外円の外にも接触と検出される接触検出部があったり、逆に中円の内側でも接触と検出されない「２」や「０」の接触検出部があったりと、各境界で入り交じることが多い。それらの例外は、図１６においてイタリック体の数字によって示している。しかし、接触検出装置２１では、その様な入り交じる誤差が最も少なくなるように、境界線として外円や中円、さらには後述する内円の大きさや位置、形状を決定する。この際、接触検出装置２１では、その境界線を、あまり複雑な形状で自由度を持たせるのではなく、曲率半径を適切に設定する事により、適度に滑らかで、それでいて誤差も少ない境界線形状を決定する。この曲率半径の設定は、経験や実験による機械学習アルゴリズムなどにより適切に設定する。その際の目的関数は、打鍵時の上記外円、中円、内円に囲まれる面積やその時間変化率による打鍵識別誤差率であり、これが最少になる様に最小の曲率半径を決定する。
【００７５】
ここで説明した境界線の決定方法は、前述や後述の図１４、図１５、図１７、図１８でも適用されるものとするが、以後は説明を簡明にするために説明や接触検出部の越境・入り交じりの図示を省略する。
【００７６】
さて図１５の説明に続いて、図１７の説明に移る。図１７は、図１５よりもさらに強い押圧力が作用している場合である。ここでは中円の内側にさらに内円で示される領域が発現する。この領域では、数字「０」、「２」、「４」で示される接触検出部（図１１に示した接触検出部２１０ｂ、２１０ｃ、２１０ｄ）の全てで接触と判定されている。
【００７７】
続いて、図１８では、中円、内円で示される領域が拡大している。これは、図１７よりもさらに強い押圧力が作用していることを示している。
【００７８】
以上、説明した様に、図１４、図１５、図１７、図１８に示した様に、各円の面積の時間推移や、各円同士の面積比率の時間推移を検出することにより、指などの接触が、単なる接触状態か、打鍵を意図したものであるのかを、誤診断少なく検出する事ができる様になる。例えば上記のような、圧力を電気信号に変換するセンサを用いて、接触検出面１０ａに対する物体の接触圧力、又は接触圧力の時間変化から強度を検出する場合の圧力推移のグラフは、図８及び図９の両グラフにおいて、縦軸を接触圧力に置き換えれば、「置く」と「叩く」でそれぞれほぼ同様の傾向が見られる。
【００７９】
図６に示すデバイス制御ＩＣ２３（判断部）は、接触検出装置２１によって検出された強度を受信し、強度に関する特徴量を抽出し、当該特徴量あるいは当該特徴量から計算された値と予め設定された閾値とを比較することにより、物体の接触状態を判断する。物体の接触状態としては、例えば、「非接触」、「接触」、「打鍵」の３パターンが挙げられる。「非接触」は表示装置５に表示された画像に物体が接触していない状態であり、「接触」は、表示装置５に表示された画像に物体が置かれている状態であり、「打鍵」は、表示装置５に表示された画像を物体が叩いている状態である。このような接触状態の判断方法については、図２２及び図２３を用いて後に詳述する。
【００８０】
接触状態を判断する閾値は調整可能である。例えば、図１９に示すように、入力装置２０のデバイス制御ＩＣ２３は、表示装置５に「弱」ボタン２０ｂと「強」ボタン２０ｃと閾値の大小を表すレベルメータ２０ａとを表示する。このレベルメータ２０ａが「接触」状態と「打鍵」状態との閾値を設定しているとする。ユーザが打鍵を意識して画像をした押下したにも関わらず、打鍵として認識しないことが多い場合、「弱」ボタン２０ｂの表示領域を押下する。デバイス制御ＩＣ２３は、「弱」ボタン２０ｂの表示位置と、接触検出装置２１において検出された接触位置とに基づいて、「弱」ボタン２０ｂが押下されたか否かを判断し、押下されたと判断した場合には、ディスプレイドライバ２２を制御して、表示装置５に表示されているレベルメータ２０ａの表示位置を左側に移動させ、閾値を下げる。尚、画像は実際には「押下」されている（押し下げられている）わけではなく、画面の表面に圧力がかかるだけであるが、ここでは説明の便宜上、ユーザが打鍵を意識して画面に接触することを「押下」とする。又、レベルメータ２０ａに表示されているスライダ表示部２０ｄをドラッグすることで、直接レベルメータ２０ａを変更してもよい。
【００８１】
また、デバイス制御ＩＣ２３（通知部）は、例えば、キーボードやマウス等の入力装置における操作結果に基づいた処理を行うコンピュータ本体３０のマザーボード３０ａ（図７）に対して、接触検出装置２１から受信した、物体の接触位置やこの位置に基づいて検出された接触状態を表す情報を通知する。例えば、「打鍵」状態のキー位置や「接触」状態のキー位置を端末装置へ通知する。
【００８２】
また、デバイス制御ＩＣ２３（特徴量抽出部）は、接触検出装置２１によって検出された物体の接触状態に基づいて、物体の接触強度に関する特徴量を抽出する。ここで、特徴量とは、物体の接触強度、当該接触強度の変化率、接触時間、接触位置等を指す。
【００８３】
また、デバイス制御ＩＣ２３（特定処理部）は、抽出した特徴量と、予め設定された値とを比較することにより、特定の処理を行う。ここで、予め設定された値とは、接触検出面１０ａに悪影響を及ぼす接触強度に対応する値等が挙げられる。
【００８４】
また、デバイス制御ＩＣ２３は、特定の処理として、特徴量と予め設定された値とを比較することにより、物体の認証（ユーザ認証）を行うことが挙げられる。その他、予め設定された値が、接触検出面１０ａに悪影響を及ぼす接触強度に対応する値である場合、デバイス制御ＩＣ２３は、特定の処理として、特徴量が予め設定された値を超えた場合、物体に対して警告を発するか、又は当該入力装置２０の機能を停止することが挙げられる。また、予め設定された値が、物体（例えば、ユーザ）に悪影響を及ぼす接触強度に対する値である場合、特定の処理として、特徴量が予め設定された値を超えた場合、例えばスピーカ２６から音声を出力することにより物体に対して警告を発するか、当該入力装置２０の機能を停止することが挙げられる。警告を発する方法としては、音声警告に代えて又は音声警告に加えて、表示装置５に警告表示を行う方法を用いることもできる。更に、特定の処理として、特徴量が予め設定された値を超えるか否かにより、表示装置５に表示された仮想キーボードのキーの文字種を切り替える。例えば、大文字と小文字を切り替えたり、シフトキーによる特殊文字入力モードに切り替えたりする。
【００８５】
図６に示すデバイス制御ＩＣ２３（表示制御部）は、接触検出面１０ａにおける物体の接触状態に応じて、表示装置５に表示された画像の表示形態を変更する。接触状態は、上述したように例えば、「非接触」、「接触」、「打鍵」の３パターンが挙げられる。デバイス制御ＩＣ２３は、このような接触状態に応じて、それぞれ画像の明度、色、形状、輪郭線のパターンや太さ、点滅／点灯、点滅間隔などを変更して表示する。
【００８６】
例えば、表示装置５に仮想キーボードが表示され、ユーザが入力操作を行うことを想定する。図２０に示すように、ユーザが入力操作の準備位置であるいわゆるホームポジションに指を置いている場合、「Ｓ」、「Ｄ」、「Ｆ」、「Ｊ」、「Ｋ」、「Ｌ」のキーは指が「接触」している状態であり、デバイス制御ＩＣ２３は、この「接触」状態に応じて、これらのキーを表す画像を例えば黄色に点灯させる。その他のキーは「非接触」の状態であり、デバイス制御ＩＣ２３は、これらのキーを表す画像を例えば青色に点灯させる。そして、図２１に示すように、「Ｏ」のキーが押下された場合、「Ｏ」のキーは指が「打鍵」している状態であり、デバイス制御ＩＣ２３は、このキーを表す画像を例えば赤色に点灯させ、また「Ｓ」、「Ｄ」、「Ｆ」、「Ｊ」のキーは指が「接触」している状態であり、デバイス制御ＩＣ２３は、これらのキーを表す画像を黄色に点灯させる。
【００８７】
このとき、「非接触」、「接触」、「打鍵」をすべて識別する必要がない場合は、ユーザが、表示形態を変更する接触状態を選択できるようにしてもよい。
【００８８】
図６に示すデバイス制御ＩＣ２３（発音部）は、接触検出装置２１によって検出された物体の位置とキーボードやマウス等の入力装置の画像の位置との相対関係により判断した接触状態に応じて所定の認識音を決定し、この決定に基づいてスピーカドライバ２５を制御することにより、この認識音を、スピーカ２６から出力させる。例えば、表示装置５に仮想キーボードが表示され、ユーザがキーを叩くことを想定する。このとき、デバイス制御ＩＣ２３は、接触検出装置２１によって検出されたキー入力の位置と、表示装置５に表示されたキーの中心との相対位置を算出する。この相対位置の算出方法については、図２５〜図２７を用いて後に詳述する。
【００８９】
そして、デバイス制御ＩＣ２３は、「打撃」の状態において、キー入力の位置と表示されたキーの中心との相対距離が所定の値より大きいと判断した場合、スピーカドライバ２５を制御して所定の認識音をスピーカ２６から出力させる。この認識音は、通常の「打撃」の状態において発する認識音とは異なる形態（異なる音色、時間、パターンなど）で表現されてもよい。
【００９０】
また、例えば、表示装置５に仮想キーボード５ａが表示され、ユーザが入力操作を行うことを想定する。ユーザは事前に、いわゆるホームポジションの指の位置を登録しておく。そして、ユーザが指を置いたときに、デバイス制御ＩＣ２３がホームポジション以外のキーに指が置かれている（「接触」状態）と判断した場合、ホームポジションに指が置かれている（「接触」状態）と判断した場合と異なる形態（異なる音色、時間、パターンなど）の認識音を発することも可能である。
【００９１】
また、発光装置２７（発光部）は、入力装置２０の表面に備えられ、デバイス制御ＩＣ２３の判断に従って、接触状態に応じて発光する。例えば、ユーザがホームポジションに指を置いたと判断した場合、デバイス制御ＩＣ２３は、発光装置２７を発光させる。
【００９２】
メモリ２４は、物体の接触位置と接触強度の履歴を過去一定時間に渡って記憶する。尚、メモリ２４は、ＲＡＭ（Random Access Memory）、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリの他、ハードディスクやフレキシブルディスク等の磁気ディスク、コンパクトディスク等の光学ディスク、ＩＣチップ、カセットテープなどにより構成されてもよい。
【００９３】
次に、各種プログラムの保持について説明する。本実施の形態に係る入力装置２０は、接触位置検出処理、接触強度検出処理、判断処理、特定の処理（後述）などを接触検出装置２１やデバイス制御ＩＣ２３に実行させるための情報処理プログラムをメモリ２４に格納する。このメモリ２４は、ＲＡＭ等で構成されており、入力装置２０においては、このメモリ２４にプログラムを格納するための、情報読み取り装置（図示せず）が設けられている。この情報読み取り装置としては、例えば、フレキシブルディスク等の磁気ディスク、光学ディスク、ＩＣチップ、若しくはカセットテープ等の記録媒体から情報を読み取る装置、又はネットワークからこれらのプログラムをダウンロードする装置等を用いることができる。記録媒体を用いる場合、プログラムの保存、運搬、販売などを容易に行うことができる。なお、メモリ２４に代えて、ハードディスク装置等の記憶装置を用いることもできる。
【００９４】
（情報処理）
次に、第１の実施の形態に係る情報処理方法について図２２〜２７を用いて説明する。尚、以下において説明する情報処理方法は、メモリ２４などに格納された情報処理プログラムをデバイス制御ＩＣ２３等が実行することによって実現される。即ち、情報処理方法における各ステップは、情報処理プログラムによって実行できる各手順に対応する。
【００９５】
また、ここでは、入力部３の表示装置５に表示される入力装置の画像として仮想キーボード５ａを想定し、ユーザは指で仮想キーボード５ａのキーに接触して入力操作を行う。
【００９６】
まず図２２を用いて、図６を参照しながら、基本的な情報処理方法の流れを説明する。
【００９７】
図２２のステップＳ１０１において、入力装置２０は、表示装置５に入力装置の画像（仮想キーボード５ａ）を表示する。そして、ステップＳ１０２において、タッチパネル１０の接触検出面１０ａにおける検出領域を取得し、ステップＳ１０３において、接触検出面１０ａに指が接触した領域があるか否かを判断する。接触領域がない場合、ステップＳ１０２へ戻り、接触領域がある場合、ステップＳ１０４へ進む。
【００９８】
ステップＳ１０４において、入力装置２０は、接触検出面１０ａに接触する指の位置を検出し、ステップＳ１０５において、指が接触するときの強度を検出する。
【００９９】
次に、ステップＳ１０６において、入力装置２０は、検出された強度に関する特徴量を抽出し、当該特徴量あるいは当該特徴量から計算された値と予め設定された閾値とを比較することにより、指先やペン状指示棒の先端部等の接触状態を判断する。接触状態には、例えば上述したように、「非接触」、「接触」、「打鍵」状態があるとする。例えば、図９に示すように、接触面積Ａが、直前までゼロもしくは非常に小さい値であったものが、急峻に立ち上がることを検出し、これを「打鍵」状態と判断する。具体的には、図８及び図９において、特徴量として接触面積を抽出し、この接触面積から面積速度もしくは面積加速度、即ち、それぞれΔA/ΔtもしくはΔ２A/Δt2で表される量の演算を行い、この数値が予め設定された閾値より大きいと「打鍵」状態であると認識する。
【０１００】
尚、「打鍵」あるいは「接触」と認識する際の、ΔA/ΔtもしくはΔ２A/Δt2の閾値は、個人によって、もしくは使用中のアプリケーションによっても異なり、又、同一ユーザであっても、使用している間に徐々に変化してくることも考えられる。適当なタイミングでこれを学習しキャリブレーションすることにより、所定の固定値とするよりも識別精度が向上する。
【０１０１】
次に、ステップＳ１０７において、「打鍵」状態か否か判断する。「打鍵」状態でない場合はステップＳ１０２へ戻り、検出領域を取得する。一方、「打鍵」状態である場合は、ステップＳ１０８へ進み、入力装置２０は、コンピュータ本体３０へ、キーが「打鍵」されたことを通知する。また、「打鍵」状態である場合においても、次の接触状態を判断するため、ステップＳ１０２へ戻り、検出領域を取得する処理が並行して行われる。
【０１０２】
次に、ステップＳ１０９において、入力装置２０は、仮想キーボードのキー画像の表示形態を「打鍵」状態の表示形態へ変更する。具体的には、「打鍵」されたキーの明度、色、形状、輪郭線のパターンや太さ、点滅／点灯、点滅間隔などを「打鍵」状態の表示形態へ変更して表示する。又、入力装置２０は、「打鍵」状態のキー表示が行われてから、所定の時間が経過したか否か判断し、経過していない場合は表示を続行する。経過した場合はキー画像の表示形態を通常の表示に戻す。尚、ここでは、所定の時間の経過ではなく、点滅回数が所定の回数に達したか否かで判断してもよい。
【０１０３】
次に、ステップＳ１１０において、入力装置２０は、認識音を発生する。この処理については、図２５を用いて後に詳述する。
【０１０４】
そして、入力装置２０は、入力操作が終了するまで、ステップＳ１０２〜Ｓ１１０の処理を繰り返す（ステップＳ１１１）。
【０１０５】
ここで、ステップＳ１０６における接触状態の判断方法のその他の例について、図２３を用いて説明する。
【０１０６】
まずステップＳ１０６１において、多変量（特徴量）の抽出を行う。例えば、図９に示すグラフから、接触時の最大面積Amax、接触面積Ａを積分して求める過渡面積SA、最大面積に到達するまでに要した最大到達時間Tp、打鍵開始から終了までに要した打鍵総時間Teを特徴量として抽出する。そして、これらの特徴量に基づいて、立ち上がり傾きk＝Amax/Tpなどを計算する。
【０１０７】
尚、これらの定性的な物理的特性としては、最大面積Amaxは、指が太く、打鍵が強いほど大きく、過渡面積Saは、打鍵が強く、しっかりした打ち方のときほど大きく、最大到達時間Tpは指が柔らかく、打鍵が強くゆっくりになるほど大きく、打鍵総時間Teは、打鍵速度が遅く、指が柔らかいほど大きく、立ち上がり傾きk＝Amax/Tpは、指が固く、打鍵速度が速く、打鍵が強いほど大きくなるという傾向がある。
【０１０８】
これらの特徴量を、ユーザ毎に、複数回数の打鍵から平均するなどして学習し、打鍵の判断に利用する。打鍵データの収集方法としては、一旦打鍵と判定したものが、ユーザにより取り消された場合は除外することにより、打鍵データのみを蓄積して行くことができるので、その蓄積したデータを解析して打鍵識別の閾値を決定することができる。
【０１０９】
これを全てのキーで共通して計測しても良いが、指毎やキー毎、もしくはキー群をいくつかのグループに分けて、計測することにより、より判断精度を高められる場合もある。
【０１１０】
この際、各変数を独立に閾値を決めて、いずれか一つ以上の所定の変数が閾値を上回ったか、といった論理・条件分岐を判定の拠り所としてもよいし、さらに高度な方法としては、各変数を多変量解析手法により打鍵識別する方法もある。
【０１１１】
多変量解析の一例としては、複数回数の打鍵を記録し、所定回数の多変量のセットから、例えばマハラノビス空間を学習し、次に、入力された打鍵をこのマハラノビス空間でマハラノビス距離を計算し（「The Mahalanobis-Taguchi System, ISBN0-07-136263-0, McGraw-Hill」等参照）、このマハラノビス距離が小さいほど「打鍵」であると判断するアルゴリズムとすることも、判断精度を向上させる一方法である。
【０１１２】
具体的には、図２３のステップＳ１０６２において、対象となる多変量データセットに対し、変数毎に平均値と標準偏差を計算し、元のデータをこの平均値と標準偏差でｚ変換（基準化、標準化ともいう）する。次に、変数間の相関係数を計算し相関行列を求める。ちなみにこの学習は、初期の所定打鍵データが収集できた時点で一度だけ行い、二度と変更しないという場合もあるが、ユーザの打鍵の癖が変化してきた場合や、デバイス側の機械的・電気的特性の経時変化、温度変化など、何らかの理由で判断精度が落ちてきた場合には、再学習することにより、判断精度を回復することができる。なお、複数のユーザがログインなどをして使用する場合、ユーザ毎に判断精度を回復してもよい。
【０１１３】
次に、ステップＳ１０６３において、この変数毎に求められた平均値と標準偏差、及び一組の相関行列を用いて、判断したい打鍵データのマハラノビス距離を計算する。
【０１１４】
そして、ステップＳ１０６４において、多変量（特徴量）を認識することにより接触状態の判別を行う。例えば、マハラノビス距離が所定の閾値より小さい場合、物体の接触状態が「打鍵」状態であると判断する。
【０１１５】
このように、マハラノビス距離が小さいほど「打鍵」である可能性が高いと判断するアルゴリズムを採用すれば、特徴量をそのまま判断に利用する場合に比べて遙かに判断精度が向上する。なぜなら、マハラノビス距離によれば、学習した変数間の相関も考慮した認識、即ち、パターン認識を行うため、ピーク値Amaxだけは打鍵データの平均値と近くても、そこへ達する時間Tpが長い場合など、打鍵とは異なる接触パターンに対しては、高い識別能力を示す様になるという特徴がある。
【０１１６】
本実施の形態では、マハラノビス距離を用いる打鍵識別アルゴリズムで説明したが、その他の多変量解析アルゴリズムを採用して多変量の判断を行っても構わないことは勿論である。
【０１１７】
次に、図２４を用いて、「打鍵」状態だけではなく、「非接触」状態、「接触」状態におけるキーの表示を変更する処理について説明する。
【０１１８】
図２４のステップＳ２０１〜２０２の処理は、図２２のステップＳ１０１〜１０２の処理と同様であるので、ここでは説明を省略する。
【０１１９】
次に、ステップＳ２０３において、入力装置２０は、接触検出面１０ａに物体が接触した領域があるか否か判断する。接触領域がない場合は、ステップＳ２１２へ進み、接触領域がある場合は、ステップＳ２０４へ進む。ステップＳ２１２において、入力装置２０は、仮想キーボードのキーが「非接触」状態であると判断し、キーの表示形態を変更する（「待機」表示する）。具体的には、「非接触」状態のキーの明度、色、形状、輪郭線のパターンや太さ、点滅／点灯、点滅間隔などを、「接触」あるいは「打鍵」状態のキーとは変更して表示する。そして、ステップＳ２０２へ戻り、検出領域を取得する。
【０１２０】
次に、ステップＳ２０４〜２０６の処理は、ステップＳ１０４〜１０６の処理と同様であるので、ここでは説明を省略する。
【０１２１】
次に、ステップＳ２０７において、「打鍵」状態でない場合はステップＳ２１３へ進む。ステップＳ２１３において、入力装置２０は、仮想キーボードのキーが「接触」状態であると判断し、表示形態を変更する（「接触」表示する）。具体的には、「接触」状態のキーの明度、色、形状、輪郭線のパターンや太さ、点滅／点灯、点滅間隔などを、「非接触」あるいは「打鍵」状態のキーとは変更して表示する。そして、ステップＳ２０２へ戻り、検出領域を取得する。一方、「打鍵」状態である場合は、ステップＳ２０８へ進むと共に、次の接触状態を判断するため、ステップＳ２０２へ戻り、検出領域を取得する。
【０１２２】
ステップＳ２０８〜２１１の処理は、ステップＳ１０８〜１１１の処理と同様であるので、ここでは説明を省略する。
【０１２３】
次に、図２２のステップＳ１１０において、「打鍵」状態と認識された際、打鍵した位置と入力装置（キーボード等）の画像のキー位置とがずれていた場合に、認識音（警告音）を発生する処理について、図２５を用いて説明する。
【０１２４】
まず、ステップＳ３０１において、入力装置２０は、打鍵した指の接触検出部１０ｂの座標群から計算される打鍵基準座標（例えば、「打鍵」状態と判断された座標群から近似して推測された接触領域の重心）を取得する。
【０１２５】
次に、ステップＳ３０２において、入力装置２０は、打鍵基準座標と、仮想キーボードにおける当該キーの基準座標（例えば、中心座標）とを比較する。そして、両者のずれ（以下において、「打鍵ずれベクトル」という。）、即ち、打鍵基準座標及び当該キーの基準座標を始点及び終点とするｘ、ｙ面における方向と長さを計算する。
【０１２６】
次に、ステップＳ３０３において、入力装置２０は、指が接触した座標が、表示されたキーのどの領域に存在するか判別する。この領域は、左右２分割としても良く、または図２６及び図２７に示すように、領域５１〜５５の５つの領域に分割するようにしても良い。領域分割の種類は、ユーザが選択してもよい。尚、図２６及び図２７における領域５５は、正確に打鍵したと認識される領域である。
【０１２７】
次に、ステップＳ３０４において、入力装置２０は、領域に従って、認識音を決定する。図２６及び図２７では、領域５１〜５５に対してそれぞれ異なる認識音、例えば、音色、時間、パターンの異なる認識音を決定する。
【０１２８】
また、入力装置２０は、打鍵ずれベクトルの長さに応じて認識音を変化させてもよく、打鍵ずれベクトルの方向に応じて認識音を変化させても良い。例えば、打鍵ずれベクトルの長さが長いほど高音とし、打鍵ずれベクトルの方向に従って認識音の間隔あるいは音色を変えても良い。
【０１２９】
また、２つの領域に跨って指が接触した場合、２つの領域に対応する認識音の中間的な認識音を採用してもよく、また中間的な音色の生成は２つの領域の接触面積に応じて比例配分してもよく、２つの領域のうち接触面積が大きい領域の認識音を採用してもよい。また、このとき２つの音を発生させて和音としてもよい。
【０１３０】
次に、ステップＳ３０５において、入力装置２０は、ステップＳ３０４において決定された認識音を所定の音量で発生する。そして、入力装置２０は、認識音を発生してから、所定の時間が経過したか否か判断し、経過していない場合は認識音を発生し続ける。経過した場合は認識音を停止する。
【０１３１】
尚、ステップＳ３０４において、領域１〜５に対して異なる認識音を決定すると説明したが、領域５５と領域５１〜５４とを異なる認識音としてもよい。例えば、領域５５を打鍵した場合、正確に打鍵したと認識し、領域５１〜５４とは異なるパターン音、もしくは無音としても良い。
【０１３２】
領域５５の形状やサイズは、例えばキートップ全体に対するパーセンテージや、割合や比などの形でユーザ自身が適宜調整しても良く、領域５５のヒット率や打鍵ずれベクトルのｘ、ｙ成分分布等を記録し、それらのデータから自動調整しても良い。
【０１３３】
また、領域５１〜５４の区別はせず、領域５５の内側か外側かのみの区別で認識音を変更しても良い。
【０１３４】
また、領域５５の調整は、キー毎に独立して実施しても良く、全ての領域を一括もしくは複数のグループに分割して実施しても良い。例えば、キーボードの主要なキー、例えば多く使うキーや仮名キー（５０音のキー）だけをまとめて打鍵ずれベクトルを累計し、かつ形状やサイズの変更パラメータも主要なキーのグループは共通として同時に変更しても良い。
【０１３５】
（適用例）
上述した、入力装置２０及び情報処理方法を用いて、ユーザ個人認証処理、機器保護処理、ユーザ保護処理、文字種切り替え処理などの特定の処理を行う方法について、以下に説明する。また、ここでは、入力装置の画像として仮想キーボードを想定し、ユーザは指で仮想キーボードのキーに接触して入力操作を行う。
【０１３６】
＝ユーザ個人認証処理＝
まず、使用開始時にユーザが所定の文字列（以下において、「パスワード」という。）をキー入力することによりユーザ認証を行う方法について、図２８及び図２９を用いて説明する。ここでは、使用開始時にユーザが所定の文字列をキー入力し、その際のキータイプ圧力、面積変化率、打鍵時刻履歴のうち少なくとも一種類をキー入力特性情報として、このキー入力特性情報と文字列との双方が予め設定されているデータと合致することを条件に個人認証を行う。なお、パスワード及びキー入力特性情報は、予めメモリ２４（図６）に格納されているものとする。
【０１３７】
まず、ステップＳ５０１において、表示された仮想キーボードを用いてユーザがパスワードを入力することにより、入力装置２０は、打鍵されたことを認識する。
【０１３８】
次に、ステップＳ５０２において、入力装置２０は、文字列認証を行う。文字列認証については、後に詳述する。
【０１３９】
次に、ステップＳ５０３において、入力装置２０は、予め記録されたパスワードと入力されたパスワードが合致するか否か判断する。合致した場合は、ステップＳ５０４へ進み、合致しない場合は、ステップＳ５０７へ進み、文字列不一致時処理を行う。文字列不一致時処理では、例えば、入力装置２０を起動させない処理を行う。
【０１４０】
次に、ステップＳ５０４において、表示された仮想キーボード５ａに対する打鍵情報から特徴量を抽出する。特徴量としては、例えば、キータイプ圧力、面積変化率、打鍵時刻履歴などが挙げられる。そして、ステップＳ５０５において、抽出した特徴量と、予め記憶されている特徴量（キー入力特性情報）とを比較し、特徴量の認証を行う。
【０１４１】
また、キータイプ圧力を用いる場合の原理であるが、キータイプ圧力は、個人によって平均的な強弱にも違いがあるし、圧力のゆらぎにも差異がある。又、個人でも、各キー毎に打鍵強度は異なるし、指毎にも差異がある。これらの情報をユーザ毎に解析し、ユーザを特定できる特徴量を記憶し、取得した打鍵情報と比較することにより個人認証を行う。
【０１４２】
また、面積変化率を用いる場合の原理であるが、指の太さや固さ、打鍵の強度は個人によって、かつ十指によって異なるため、キータイプ時の面積やその時間変化履歴にも傾向に差が生じる。指が接する接触面積は、図３０に示すＡである。この接触面積の変化の様子を図３１に示す。図３１（ａ）は打鍵後、指が接触検出面に接触を続ける場合、図３１（ｂ）は打鍵後、すぐに離脱する場合、すなわち軽く叩く様に、跳ねる様に打鍵をする場合である。又、接触時間においても、個人によって差があり、異なる曲線ａ、ｂ、ｃ、ｄを描く。尚、図３１では、軸を無次元化してあり単位や目盛りは図示しないが、実装時には真値を用いても良い。
【０１４３】
また、特徴量の抽出の具体例については、図２３のステップＳ１０６１〜１０６４について説明したので、ここでは説明を省略する。
【０１４４】
次に、ステップＳ５０６において、入力装置２０は、抽出した特徴量と予め記憶された特徴量が合致するか否か判断する。合致した場合、ステップＳ５０９へ進み、合致しない場合、ステップＳ５０８へ進み、特徴量不一致時処理を行う。特徴量不一致時処理は、例えば、入力装置２０を起動させない処理である。
【０１４５】
次に、ステップＳ５０９において、このようにして個人認証が成立した場合には、起動処理を行う。もしくは、電源スイッチをアクティブにするなど、任意の所定の設定により、起動可能状態に移行する。個人認証が成立した場合に限り起動処理を行うセーフティ構成を採用することにより、セキュリティ上のメリットだけでなく、運搬中の誤起動による電源の消耗や機器の破損、鞄や保護ケース内での発熱による諸問題などを回避することができる効果もある。
【０１４６】
又、連続的に繰り返し誤認証が検出された場合、回数や期間など所定の条件を設定しておき、これに抵触すると、第３者による悪意によるパスワード入力と判断して機器をロックしたり、データを読み出せなくしたりするなどの保護機構を起動するという構成としても良い。
【０１４７】
次に、図２８におけるステップＳ５０２の詳細について、図２９を用いて説明する。
【０１４８】
まず、ステップＳ５０２１において、入力装置２０は、打鍵を認識した位置の位置座標を取得する。そして、ステップＳ５０２２において、予め記憶されている所定の文字座標群の位置座標と比較する。
【０１４９】
次に、ステップＳ５０２３において、打鍵位置と文字座標群の位置との差を表す差分ベクトル群を導出する。差分ベクトル群は、入力された文字（パスワードの文字）数のベクトルの群からなる。ここで、各差分ベクトルの始点からなる始点群のみ、および各差分ベクトルの終点からなる終点群のみから最小二乗法などにより一次直線を生成し、それぞれを
ｙ＝ａ1ｘ＋ｂ1
ｙ＝ａ2ｘ＋ｂ2
とする。
【０１５０】
ステップＳ５０２４において、ａ1とａ2を比較することにより、ｘｙ面内で何度基準に対してユーザの入力が回転しているかを検出し、角度修正量として演算する。もしくは、パスワード文字群に用いられている文字を、単純に行（ｙ座標が同じ筈の文字群）毎に分類してそれぞれでｘ方向の角度を計算し、得られた角度を平均して（１行だけならそのままで）行の角度修正量としてもよい。
【０１５１】
次に、ステップＳ５０２５において、始点群のキーボード基準位置と、終点群から推測するキーボード基準位置を比較することにより、ｘピッチ及びｙピッチの修正量を演算する。方法は色々考えられるが、例えば最も単純には、始点群の座標群の重心と、終点群の座標群の重心とを比較しｘ方とｙ方向の差分を計算するだけでも良い。
【０１５２】
次に、ステップＳ５０２６において、ｘ方向の拡大率（ｋxとする）とｙ方向の拡大率（ｋｙとする）とを別々に調整し、始点群の座標群と、終点群の座標群のそれぞれｘ座標およびｙ座標の誤差が最小となる様にｋｘとｋｙを決定し、基準原点修正量の演算を行う。決定方法は、例えば、誤差の２乗和が最小となるように探索的に（数値計算的に）求めても良いし、最小二乗法など算術的方法を行っても構わない。
【０１５３】
次に、ステップＳ５０２７において、パスワードなど所定の文字列の認証判定を行う。即ち、予め登録されているパスワードと入力されたパスワードが一致するか否か判定する。
【０１５４】
そして、ステップＳ５０２８において、ステップＳ５０２４〜５０２６において演算された、角度修正量、ｘピッチ、ｙピッチ修正量、基準原点修正量を反映させた入力範囲（ここでは、仮想キーボート５ａ）を、再表示する。
【０１５５】
尚、上述した角度修正量演算（ステップＳ５０２４）、xピッチ、ｙピッチ修正量演算（ステップＳ５０２５）、基準原点修正量演算（ステップＳ５０２６）は、現キーボード配列に、適当な変換Ｔを施すことにより、ユーザにとって適切な配列にキーボードを調整するために算出する。ここで、現キーボード配列は、工場出荷時の配列であってもよく、過去に修正された配列でも良い。
【０１５６】
以下に、適当な変換Ｔを求めるための別の手順について説明する。
【０１５７】
適当な変換Ｔを求めるためには、ユーザにあらかじめ決められた文字数Ｎの文字列Ｓを打鍵させ、そのとき得られるＮ個のタッチパネル上の２次元座標のセットＵ（キートップ中心座標からずれている）と現在のキーボード配列において文字列Ｓを表現するときのキートップ中心の座標セットＣとを比べ、最も誤差が小さくなるようにＴを決めればよい。具体的には、以下で述べる手順が考えられるが、この方法に限定されない。以後、２次元座標または２次元のベクトルを［ｘ，ｙ］と表す。
【０１５８】
ＵはＮ個の２次元座標なので、［ｘｉ，ｙｉ］（ｉ＝１，２，…，Ｎ）と書ける。ＣをＴにより変換した座標セットＣ’を［ξｉ，ηｉ］（ｉ＝１，２，…，Ｎ）とする。変換Ｔは、ここでは座標群全体の平行移動と回転と拡大または縮小により構成する。平行移動を表すベクトルを［ｅ，ｆ］とし、回転角をθ、拡大／縮小係数をλとする。［ｅ，ｆ］は、現キーボード配列全体の中心点［ａ，ｂ］と、Ｕの平均座標［ｃ，ｄ］＝［（ｘ１＋ｘ２＋…＋ｘＮ）／Ｎ，（ｙ１＋ｙ２＋…＋ｙＮ）／Ｎ］から、［ｅ，ｆ］＝［ｃ−ａ，ｄ−ｂ］を計算すればよい。θとλにより、現キーボード配列を変換すると、変換後の座標は、［ξｉ，ηｉ］＝［λ｛（Ｘｉ−ｅ）ｃｏｓθ−（Ｙｉ−ｆ）ｓｉｎθ｝，λ｛（Ｘｉ−ｅ）ｓｉｎθ＋（Ｙｉ−ｆ）ｃｏｓθ｝］（ｉ＝１，２，…，Ｎ）と計算できるので、距離の２乗Δｉ＝（ξｉ−ｘｉ）＾２＋（ηｉ−ｙｉ）＾２の和α＝Δ１＋Δ２＋…＋ΔＮを最小化するパラメータθとλを、θとλの初期値をそれぞれ０，１とし、逐次２次計画法を用いて数値的に求めれば、求まったθとλを代入した結果得られる［ξｉ，ηｉ］（ｉ＝１，２，…，Ｎ）が、新キーボード配列になる。タイプミスなどの要因により、誤差が大きいときには、θとλは収束解に至らないことも考えられるが、このような場合はそもそも認証しない場合であり、キーボード配列を調整すべきではないので、ユーザに再度文字列Ｓの入力を促せばよい。
【０１５９】
又、λを、ｘ方向とｙ方向とで別々に調整する構成とすることで、横ピッチと縦ピッチを各々最適化でき、より好ましい結果が得られる場合もある。
【０１６０】
又、変換Ｔを工夫すれば、全体的に湾曲しているようなキーボード配列や、左手で打つキー群と、右手で打つキー群とが、離れた位置にあるようなキーボード配列に調整することも可能である。
【０１６１】
このような補正を、左右の手で独立して実施し、市販されている様な、左右の指の守備範囲を別々に扇状に変則的に配置する様な補正を、本アルゴリズムによりフレキシブルに実施しても良い。
【０１６２】
尚、この補正は認証時にのみ利用し、実際にキーボード領域を表示する際にはこれを反映しないか、ピッチの修正にのみ反映するなど、部分的もしくは加工・工夫して反映させる種々のバリエーションが考えられることは言うまでもない。特に回転角は、筺体の縁とずれている、もしくは左右非対称であると美観上も違和感があるので調整しないもしくは左右対称になる様に調整を工夫するという構成も考えられる。
【０１６３】
以上のように、様々な適切な幾何制約を付加することにより、利便性、美観を高めることができる。
【０１６４】
＝機器保護処理＝
次に、タッチパネルへの物体の接触強度を抽出し、タッチパネルへ悪影響を及ぼす強度である場合、警告を発するか、機能を停止する方法について、図３２を用いて説明する。ここでは、メモリ２４に蓄積された接触強度と接触位置のうち少なくとも一方の履歴から、タッチパネルの強度に対し悪影響を及ぼす指標を計算し、指標が所定の条件を超えたと判定された際に、警告を発するか、機能を停止する処理について説明する。
【０１６５】
まず、ステップＳ６０１において、入力装置２０は、ユーザが仮想キーボード２５を用いて、打鍵したことを認識する。
【０１６６】
次に、ステップＳ６０２において、接触強度に関する特徴量を抽出する。例えば、特徴量としては、図９に示す最大面積Amax、過渡面積Tp、最大値到達時間（接触面積が最大になるまでの時間）Tp、打鍵総時間Te、立ち上がり傾きｋ、打鍵回数や使用時間などが挙げられる。そして、ステップＳ６０３において、入力装置２０は、これらの特徴量の履歴をメモリ５に記録する。
【０１６７】
次に、ステップＳ６０４において、入力装置２０は、最大面積Amax、過渡面積Tp、最大値到達時間Tp、打鍵総時間Te、立ち上がり傾きｋ、打鍵回数や使用時間などのうちのいずれか一つもしくは複数を利用した指標を計算する。指標演算としては、各特徴量の最大値などで規定される場合もあれば、いくつかの特徴量からなる指標演算式を予め規定しておく場合もあり、機器特有の物理的特性などから適切に設定する。そして、この指標に警告しきい値を設ける。この警告しきい値は、タッチパネルにダメージを与える可能性のある値の最小値である。
【０１６８】
次に、ステップＳ６０５において、入力装置２０は、特徴量が警告しきい値に達したか否か判断する。達していない場合は、ステップＳ６０１へ戻り、達した場合は、ステップＳ６０６へ進む。
【０１６９】
次に、ステップＳ６０６において、入力装置２０は、警告しきい値に達した回数が規定回数に達したか否か判断する。達していない場合は、ステップＳ６０８へ進み、達している場合は、ステップＳ６０７へ進む。
【０１７０】
ステップＳ６０８において、入力装置２０は、警告を発する。ここで、警告処理とは、例えば、接続されている本体側の表示装置に「打鍵が強すぎます。機器にダメージを与える恐れがありますのでもう少し弱めに打鍵して下さい。」といった表示をすることが挙げられる。
【０１７１】
ステップＳ６０７において、入力装置２０は、機器保護処理を行う。ここで、機器保護処理とは、例えば、本体側の表示装置に「打鍵が強すぎます。機器にダメージを与える恐れがありますので打鍵リミッターを起動します。」と表示させた後に、強すぎる打鍵を認識した際に、一定の時間だけキー入力を受け付けない措置を取る事が挙げられる。
【０１７２】
警告処理では、打鍵を継続することができるが、機器保護処理では、打鍵が強すぎる場合に打鍵処理が強制的に中断されるので、より強い警告効果と、打鍵を弱くさせる強制力が発生する。
【０１７３】
＝ユーザ保護処理＝
次に、タッチパネルへの物体（指先）の接触強度を抽出し、この接触強度がユーザに必要以上の負荷がかかる強度である場合、警告を発するか、機能を停止する方法について、図３３を用いて説明する。ここでは、メモリ２４に蓄積された接触強度と接触位置のうち少なくとも一方の履歴から、ユーザに必要以上の負荷がかかる指標を計算し、指標が所定の条件を超えたと判定された際に、警告を発するか、機能を停止する処理について説明する。
【０１７４】
まず、ステップＳ７０１において、入力装置２０は、ユーザが仮想キーボードを用いて、打鍵したことを認識する。
【０１７５】
次に、ステップＳ７０２において、接触強度に関する特徴量を抽出する。例えば、特徴量としては、図９に示す最大面積Amax、過渡面積Tp、最大値到達時間Tp、打鍵総時間Te、立ち上がり傾きｋ、打鍵回数や使用時間などが挙げられる。そして、ステップＳ７０３において、入力装置２０は、これらの特徴量の履歴をメモリ５に記録する。
【０１７６】
次に、ステップＳ７０４において、入力装置２０は、最大面積Amax、過渡面積Tp、最大値到達時間Tp、打鍵総時間Te、立ち上がり傾きｋ、打鍵回数や使用時間などのうちのいずれか一つもしくは複数を利用した指標を計算する。指標演算としては、各特徴量の最大値などで規定される場合もあれば、いくつかの特徴量からなる指標演算式を予め規定しておく場合もあり、人体への影響の調査分析結果などから適切に設定する。そして、この指標に警告しきい値を設ける。この警告しきい値は、ユーザに必要以上の負荷がかかると考えられる値の最小値である。
【０１７７】
次に、ステップＳ７０５において、入力装置２０は、特徴量が警告しきい値に達したか否か判断する。達していない場合は、ステップＳ７０１へ戻り、達した場合は、ステップＳ７０６へ進む。
【０１７８】
次に、ステップＳ７０６において、入力装置２０は、警告しきい値に達した回数が規定回数に達したか否か判断する。達していない場合は、ステップＳ７０８へ進み、達している場合は、ステップＳ７０７へ進む。
【０１７９】
ステップＳ７０８において、入力装置２０は、警告を発する。ここで、警告処理とは、例えば、接続されている本体側の表示装置に「打鍵が強すぎます。必要以上の負荷がかかる恐れがありますのでもう少し弱めに打鍵して下さい。」といった表示をすることが挙げられる。
【０１８０】
ステップＳ７０７において、入力装置２０は、ユーザ保護処理を行う。ここで、ユーザ保護処理とは、例えば、本体側の表示装置に「打鍵が強すぎます。打鍵リミッターを起動します。」と表示させた後に、強すぎる打鍵を認識した際に、一定の時間だけキー入力を受け付けない措置を取ることが挙げられる。
【０１８１】
警告処理では、打鍵を継続することができるが、機器保護処理では、打鍵が強すぎる場合に打鍵処理が強制的に中断されるので、より強い警告効果と、打鍵を弱くさせる強制力が発生する。
【０１８２】
なお、本実施の形態においては、物体として指先をタッチパネルに接触させる場合について述べているが、物体としては、例えばペン状支持棒を用いることもでき、この場合には、警告処理によってペン状支持棒への悪影響を防止することができる。
【０１８３】
＝文字種切り替え処理＝
次に、接触強度に応じて、小文字から大文字へ、大文字から小文字へなどの文字種の切り替えを行う方法について、図３４を用いて説明する。
【０１８４】
ここでは、接触強度を利用することにより、例えば、英単語の頭文字のみを大文字にしたいときに、従来の様に、キーボードもしくはフロントエンドプロセッサーと呼ばれる入力・単語変換制御ソフトウェアのモードを切り替える、もしくはCtrlキーなど特殊キーと同時押しさせることなく、大文字にしたい文字のみ例えば強く打鍵し、その他の小文字にしたい文字の入力の場合には標準的強度で打鍵するなどの打ち分けを検出して文字種を区別する方法について説明する。
【０１８５】
まず、ステップＳ８０１において、入力装置２０は、ユーザが仮想キーボード２５を用いて、打鍵したことを認識する。そして、図３２のステップＳ６０２及びステップＳ６０３において説明したように、特徴量を抽出する。
【０１８６】
次に、ステップＳ８０２において、入力装置２０は、最大面積Amax、過渡面積Tp、最大値到達時間Tp、打鍵総時間Te、立ち上がり傾きｋ、打鍵回数や使用時間などのうちのいずれか一つもしくは複数を利用した打鍵強度指標を計算する。指標演算としては、各特徴量の最大値などで規定される場合もあれば、いくつかの特徴量からなる指標演算式を予め規定しておく場合もある。そして、この指標にしきい値を設ける。
【０１８７】
次に、ステップＳ８０３において、入力装置２０は、抽出した特徴量と、しきい値とを比較する。しきい値より大きい場合、ステップＳ８０４へ進み、しきい値より小さい場合、ステップＳ８０５へ進む。
【０１８８】
次に、ステップＳ８０４において、入力装置２０は、強く打鍵した文字は、特殊文字（例えば、大文字）と認識する。
【０１８９】
次に、ステップＳ８０５において、入力装置２０は、通常の強度で打鍵した文字は、通常文字（例えば、小文字）と認識する。
【０１９０】
（効果）
本実施の形態に係る入力装置２０、入力装置２０を備えたコンピュータ装置、情報処理方法及び情報処理プログラムによると、接触検出装置２１（接触位置検出部及び接触強度検出部）と、デバイス制御ＩＣ２３（判断部）とを備えることにより、接触強度に関する特徴量を用いて、接触検出面１０ａ上に置かれたユーザの指が、打鍵を意図しているのか、もしくは接触しているかだけなのかという接触状態の判断を行うことができる。
【０１９１】
また、接触強度は、接触面積や接触圧力を利用して検出することができる。特に、接触面積を利用して強度を検出すると、従来の圧力センサ式タッチパネルのように「打鍵の圧力強度」のみに依存する方式に比べて、接触状態の判断を精度良く行うことができる。
【０１９２】
また、従来の赤外線式あるいはイメージセンサ式タッチパネルの場合、接触面積や形状のみを検出しているため「打鍵」と「接触」との判断が困難で、例えば、何本の指で操作しているかといった判断をユーザ側が行っていた。本実施の形態に係る入力装置２０によると、物体の接触状態を容易かつ高精度に判断することができる。
【０１９３】
また、接触圧力を利用して強度を検出する場合、例えばペン状指示棒の先端部のように、指先と違って比較的硬質かつ小さく、押圧による接触面積の変化が少なく検出し難いような場合でも、圧力の時間軸方向における変化率を評価することにより、物体の接触状態を容易かつ高精度に判断することができる。
【０１９４】
また、従来は非常に短期間の間に、複数キーの打鍵を認識することが困難であったが、本実施の形態に係る入力装置２０によると、接触している指先が複数点であった場合でも、「打鍵している指先」と、「接触させているだけの指先」とを精度良く判断することができる。従って、キー入力熟練者による高速な入力のように、非常に短時間の間に複数のキーに対する打鍵が微少な時間差で、一部時間的に重複して並行して入力が行われるような場合にも、接触状態を正確に把握することができる。
【０１９５】
本実施の形態に係る入力装置２０によると、デバイス制御ＩＣ２３（判断部）が接触強度に関する特徴量あるいは当該特徴量から計算された値と予め設定された閾値とを比較することにより、物体の接触状態を判断することができる。このため、ユーザ自身が打鍵の特徴やクセに併せて閾値を調整することにより、例えば同一マシンを複数ユーザで使い分けるときなどにも、各人に最適な判断を行い、識別精度を向上させることができる。また、しばらく使用を続けているうちに、打鍵強度が変化した場合にも、ユーザが自在に調節することにより、快適な使用環境を維持することができる。更に、ログオフ時の閾値をログインユーザ毎に保存することにより、ユーザ毎に適切な閾値を使い分けることができる。
【０１９６】
図６に示すように、本実施の形態に係る入力装置２０のディスプレイドライバ２２（表示制御部）及び表示装置５によると、接触状態に応じて、入力装置の画像の表示形態を変更することができる。このため、例えば入力装置としてキーボードが表示されている場合、指先のキーに対する「非接触」、「接触」、「打鍵」状態をユーザが容易に認識することができ、ユーザの装置に対する習熟を支援する上でも非常に有効である。又、「接触」状態のキーを異なる表示形態で表示することにより、いわゆるホームポジションに両手が正しく位置しているかを認識し、正しく習慣付けることができる。
【０１９７】
また、接触状態に応じて、キーの明度を変化させる場合、暗い場所でも入力装置２０の利用が容易になる。又、使用状態のカラフルで動的なディスプレイ効果により、ユーザの「使う楽しさ」や「遊び心」、「所有欲」、「満足感」を満たす副次的効果もある。
【０１９８】
本実施の形態に係る入力装置２０のスピーカドライバ２５（発音部）及びスピーカ２６によると、物体の接触位置と入力装置の画像の位置との相対関係により、接触状態に応じた所定の認識音を発することができる。このため、ユーザがミスタイプの頻度や中心からのずれ量を認識することができるので、自らミスを補正するように練習することができ、習熟の上で非常に有効である。
【０１９９】
本実施の形態に係る入力装置２０のデバイス制御ＩＣ２３（通知部）によると、入力装置による出力信号に基づいた処理を行う機器へ接触状態を通知することができる。このため、例えば、事前にユーザが指定したホームポジションに指が置かれていると認識した際、接続された端末装置側にその旨を通知することができる。
【０２００】
本実施の形態に係る入力装置２０の発光装置２７によると、接触状態に応じて発光することができる。このため、例えば、事前にユーザが指定したホームポジションに指が置かれていると認識した際、ユーザにその旨を視認させることができる。
【０２０１】
また、本実施の形態に係る入力装置２０のデバイス制御ＩＣ２３（特定処理部）によると、入力装置に対する物体の接触状態を適切に判断し、それに応じた特定の処理を行うことができる。特定の処理としては、物体の認証処理、機器の保護処理、ユーザの保護処理、文字種の切り替え処理などが含まれる。それぞれの処理の効果について、以下に詳細に説明する。
【０２０２】
また、本実施の形態に係る入力装置２０のデバイス制御ＩＣ２３（特定処理部）によると、特徴量と、予め設定されたしきい値とを比較することにより、物体の認証を行うことができる。このため、機密情報やプライバシーに関する情報など、特定ユーザ以外の他人への機密漏洩の恐れを低減することができる。
【０２０３】
また、本実施の形態に係る入力装置２０のデバイス制御ＩＣ２３（特定処理部）によると、しきい値として、接触検出面１０ａに悪影響を及ぼす接触強度に対する値を設定することにより、特徴量がしきい値を超えた場合、物体（ユーザ）に対して警告を発するか、当該入力装置２０の機能を停止することができる。このため、ユーザの不用意に強い打鍵や、初心者の無理な力による打鍵など、装置の構造に対し、早期の摩滅や故障、破損など、悪影響を及ぼす様な使われ方をされた場合に、装置側でこれを認識し、事前に装置を守ることができる。
【０２０４】
また、本実施の形態に係る入力装置２０のデバイス制御ＩＣ２３（特定処理部）によると、しきい値として、物体（ユーザ）に必要以上の負荷がかかる接触強度に対する値を設定することにより、特徴量がしきい値を超えた場合、物体（ユーザ）に対して警告を発するか、当該入力装置２０の機能を停止することができる。このため、ユーザの不用意に強い打鍵や、初心者の無理な力による打鍵など、ユーザに対し、必要以上の負荷がかかる様な使われ方であると判定された場合に、装置側でこれを認識し、事前にそのような恐れを低減することができる。
【０２０５】
また、本実施の形態に係る入力装置２０のデバイス制御ＩＣ２３（特定処理部）によると、特徴量が予め設定された値を超えるか否かにより、キーボードのキーの文字種を切り替えることができる。例えば、英単語の頭文字のみを大文字にしたいときに、従来の様に、キーボードもしくはフロントエンドプロセッサーと呼ばれる入力・単語変換制御ソフトウェアのモードを切り替えることなく、大文字にしたい文字のみ例えば強く打鍵し、その他の小文字にしたい文字の入力の場合には標準的強度で打鍵するなどの打ち分けを検出して文字種を区別するものであり、先述のモード切替を都度行う場合に比べて能率の良い入力が可能となる。
【０２０６】
[その他の実施の形態]
本発明は上記の実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【０２０７】
例えば、上述の実施の形態においては、入力部３をコンピュータ本体３０と一体に構成したが、これに代えて、いわゆる、外付け用機器として、例えばＵＳＢ（Universal Serial Bus）等の既存接続規格を用いてコンピュータ本体に外付けする構成としても良い。
【０２０８】
この場合、例えば図３５に示すように、コンピュータ本体に対して外付けに構成された入力装置２０は、表示装置（ここでは、ＬＣＤ）５に入力装置の画像（ここでは、仮想キーボード５ａ及び仮想マウス５ｂ）を表示する。入力装置２０は、ＵＳＢ(universal serial bus)ケーブル７などにより、コンピュータ本体に外付けされる。入力装置２０から出力されるキーボード等の操作結果は、コンピュータ本体に送信され、コンピュータ本体において処理が行われる。また、この処理結果は、コンピュータ本体に接続された表示装置において表示される。
【０２０９】
なお、図３５の入力装置２０においては、図１に示した入力装置２０と同様にして、入力部３の表示装置５に対する仮想キーボード５ａ等の入力装置の画像を表示する処理、図２２〜図２５に示した仮想キーボード５ａや仮想マウス５ｂの操作結果に基づくキーボード画像等の入力装置の画像の表示処理、図２８、図２９、図３２〜図３４に示したユーザ個人認証処理、機器保護処理、ユーザ保護処理、文字種切り替え処理などの特定の処理を入力装置２０側で実行するようにしているが、コンピュータ本体側で実行するようにすることもできる。
【０２１０】
すなわち、図７との対応部分に同一符号を付して示す図３６は、コンピュータ本体１３０に対して、入力部１４０を有する入力装置１４１を外付け構成とする場合の構成例である。図３６に示すように、入力装置１４１は、コンピュータ本体１３０のグラフィックス回路３５からキーボード等を表す画像を表示するためのデジタル画像信号をディスプレイドライバ２２に受け、このディスプレイドライバ２２によって表示装置５に仮想キーボード５ａ等の入力装置の画像を表示する。
【０２１１】
打鍵・接触位置検出装置１４２は、タッチパネル１０の接触検出面１０ａにおいて検出された物体の接触位置や接触状態等を、図２２〜図２５について上述した方法によって検出し、これをキーボードの操作結果またはマウスの操作結果として、キーボード接続ケーブル（ＰＳ／２ケーブル）またはマウス接続ケーブル（ＰＳ／２ケーブル）を介してコンピュータ本体１３０のキーボード／マウスポート４６に出力する。
【０２１２】
コンピュータ本体１３０では、キーボード／マウスポート４６を介して入力されたキーボードの操作結果、マウスの操作結果に基づいた処理を実行する。この処理において、コンピュータ本体１３０では、操作結果に応じたデジタル画像信号をグラフィックス回路３５から表示部１５０のディスプレイドライバ２８に出力する。これにより、操作結果に応じた画像が表示装置２９に表示される。また、コンピュータ本体１３０では、キーボード／マウスポート４６を介して入力されたキーボードの操作結果、マウスの操作結果に基づいた処理として、この操作結果に応じたデジタル画像信号をグラフィックス回路３５から入力装置１４１のディスプレイドライバ２２に出力する。これにより、例えば操作結果に応じてキーボード画像の色等を変化させるといった図２０及び図２１に示した表示処理を表示装置５上で実行させることができる。またコンピュータ本体１３０では、キーボードの操作結果、マウスの操作結果に基づく特定処理として、図２８、図２９、図３２〜図３４に示したユーザ個人認証処理、機器保護処理、ユーザ保護処理、文字種切り替え処理などを実行する。この場合、コンピュータ本体１３０では、ユーザ個人認証に係るパスワードと、基準となるキータイプ圧力、キー面積変化率及び打鍵時刻履歴の少なくとも一種類からなるキー入力特性情報とを予めメインメモリ３４に格納しておき、入力装置１４１から出力されるキーボードの操作結果、マウスの操作結果と、メインメモリ３４に格納されているこれらの情報とを比較する。コンピュータ本体１３０では、この比較結果に基づいて、図２８、図２９、図３２〜図３４に示したユーザ個人認証処理、機器保護処理、ユーザ保護処理、文字種切り替え処理などを実行し、必要に応じてオーディオ信号出力回路４７を介してスピーカ４８から警告音等を出力し、また各処理に応じたデジタル画像信号をグラフィックス回路３５から入力装置１４１のディスプレイドライバ２２及び又は表示部１５０のディスプレイドライバ２８に出力する。これにより、ユーザ個人認証処理、機器保護処理、ユーザ保護処理、文字種切り替え処理等の処理結果に基づく画像が表示部１５０の表示装置２９及び又は入力装置１４１の表示装置５に表示され、またスピーカ４８からそれぞれの処理に応じた音声が出力される。
【０２１３】
この場合、コンピュータ本体１３０は、表示制御部、接触強度検出部、特徴量抽出部及び特定処理部として動作する。
【０２１４】
なお、図３６において破線で示すように、キーボード及びマウスの操作結果は、キーボード接続ケーブル、マウス接続ケーブルに代えて、ＵＳＢ接続ケーブル７ａ、７ｂを介してコンピュータ本体１３０のＵＳＢデバイス３８に出力するようにしてもよい。
【０２１５】
また入力装置１４１をコンピュータ本体１３０に対して外付け構成とする他の例として、図３７に示すように、入力装置１４１において、タッチパネル制御・処理装置１４３によりタッチパネル１０の操作結果を検出し、この操作結果をシリアル接続ケーブル９を介して、コンピュータ本体１３０のシリアル/パラレルポート４５に出力する。
【０２１６】
コンピュータ本体１３０では、予めインストールされたタッチパネル用ドライバによって、入力装置１４１をタッチパネルとして認識し、この操作結果に応じてキーボード画像の色等を変化させるといった図２０及び図２１に示した表示処理を表示装置５上で実行させることができる。またコンピュータ本体１３０では、キーボードの操作結果、マウスの操作結果に基づく特定処理として、図２８、図２９、図３２〜図３４に示したユーザ個人認証処理、機器保護処理、ユーザ保護処理、文字種切り替え処理などを実行する。このように、コンピュータ本体１３０においては、入力装置１４１をタッチパネルとして認識した処理を行うことができる。
【０２１７】
この場合、コンピュータ本体１３０は、表示制御部、接触強度検出部、特徴量抽出部及び特定処理部として動作する。
【０２１８】
なお、図３７において、シリアル接続ケーブル９に代えて、ＵＳＢ接続ケーブル７によってタッチパネルの操作結果をコンピュータ本体１３０のＵＳＢデバイス３８に出力するようにしてもよい。
【０２１９】
また、上述の実施の形態においては、入力部３のみにタッチパネル１０を設けたが、これに加えて、表示部においてもタッチパネル１０を設けるようにしてもよい。
【０２２０】
例えば、図７との対応部分に同一符号を付して示す図３８に示すように、下筐体２Ａに加えて、上筐体２Ｂにタッチパネル１０を設けるようにしてもよい。この図２７に示すように、上筐体２Ｂに設けられたタッチパネル１０の接触検出結果は、タッチパネル制御・処理装置１４３に供給される。タッチパネル制御・処理装置１４３は、この検出結果をタッチパネルの操作結果としてシリアル接続ケーブル９を介して、コンピュータ本体１３０のシリアル/パラレルポート４５に出力する。
【０２２１】
コンピュータ本体１３０では、予めインストールされたタッチパネル用ドライバによって、上筐体２Ｂのタッチパネルを認識し、この操作結果に基づく処理を実行する。
【０２２２】
またコンピュータ本体１３０では、グラフィックス回路３５を介してデジタル画像信号を上筐体２Ｂのディスプレイドライバ２８に出力する。これにより上筐体２Ｂの表示装置２９には、種々の画像が表示される。なお、コンピュータ本体３０と上筐体２Ｂとの間においては、例えば図１に示すヒンジ部１９を介して信号線が接続される。
【０２２３】
下筐体２Ａにおいては、打鍵・接触位置検出装置１４２が設けられている。この打鍵・接触位置検出装置１４２は、タッチパネル１０の接触検出面１０ａにおいて検出された物体の接触位置や接触状態等を、図２２〜図２５について上述した方法によって検出し、これをその接触位置に応じてキーボードの操作結果またはマウスの操作結果として、キーボード接続ケーブル（ＰＳ／２ケーブル）８ａまたはマウス接続ケーブル（ＰＳ／２ケーブル）８ｂを介してコンピュータ本体１３０のキーボード／マウスポート４６に出力する。
【０２２４】
コンピュータ本体１３０では、キーボード／マウスポート４６を介して入力されたキーボードの操作結果、マウスの操作結果に基づいた処理として、この操作結果に応じたデジタル画像信号をグラフィックス回路３５から入力装置１４１のディスプレイドライバ２２に出力する。これにより、例えば操作結果に応じてキーボード画像の色等を変化させるといった図２０及び図２１に示した表示処理を表示装置５上で実行させることができる。
【０２２５】
この場合、コンピュータ本体１３０は、表示制御部、接触強度検出部、特徴量抽出部及び特定処理部として動作する。
【０２２６】
なお、図３８において破線で示すように、キーボード及びマウスの操作結果は、キーボード接続ケーブル、マウス接続ケーブルに代えて、シリアル接続ケーブル９ａを介してコンピュータ本体１３０のシリアル/パラレルポート４５に出力するようにしてもよい。
【０２２７】
また図３８において、下筐体２Ａにおいても、上筐体２Ｂと同様のタッチパネル制御・処理装置１４３を打鍵・接触位置検出装置１４２に代えて設け、コンピュータ本体１３０において、インストールされたタッチパネルドライバによって操作結果を認識し、これに応じた処理を実行するようにしてもよい。
【０２２８】
また上述の実施の形態においては、抵抗膜方式のタッチパネル１０を用いたが、これに代えて、例えば、光学方式のものを用いるようにしてもよい。光学方式による一構成例として、図３９に示すように、赤外線走査型センサアレイが挙げられる。発光用Ｘ軸センサアレイ１５１ｅから受光用Ｘ軸センサアレイ１５１ｃへ、又、発光用Ｙ軸センサアレイ１５１ｄから受光用Ｙ軸センサアレイ１５１ｂへ光が走査する。この光の光路がマトリクス状に交差する空間層がタッチパネル１０に代わる接触検出領域となる。指先等で表示装置５の表示面を押圧しようとすると、指先は、表示面に接触する前に接触検出領域を横切ることになる。指先等の物体がこの接触検出領域を横切ると、光路１５１ｆを遮るため、受光用Ｘ軸センサアレイ１５１ｃ及び受光用Ｙ軸センサアレイ１５１ｂにおいて受光結果が得られないこととなり、図６に示した接触検出装置２１において、これらの位置をＸ座標及びＹ座標で検出することができる。そして、この接触検出領域を横切った物体の強さ（すなわち表示装置５の表示面に接触する際の強さ）及びその強さに基づく特徴量を接触検出装置２１において検出し、接触状態を判断することができる。例えば、一定の断面積を持つ指先が接触検出領域を横切る場合、指先によって複数の赤外線が遮られることになり、この遮られる赤外線の数の単位時間あたりの増加率は、指先が接触検出領域を横切る速度に応じて変化する。そして、表示面を強く押圧しようとすると、指先が接触検出領域を横切る速度が高くなることにより、遮られる赤外線の数の増加率に基づいて、強く押圧したか否かを判断することができる。この判断結果に基づいて、入力部３の表示装置５に対して警告を表示する等、種々の特定処理を実行することができる。
【０２２９】
また、上述の実施の形態においては、端末装置としてノート型コンピュータを例示したが、これに限らず、電子手帳、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、携帯電話などでも構わないことは勿論である。
【０２３０】
また、図２２において、接触位置の検出を行った後（ステップＳ１０４）、接触強度の検出（ステップＳ１０５）を行うと説明したが、この順序は逆でも構わない。同様に、打鍵状態の通知（ステップＳ１０８）、打鍵表示（ステップＳ１０９）、認識音の発生（ステップＳ１１０）の順序で処理を行うと説明したが、この順序はそれぞれ入れ替わっても構わない。図２４においても同様である。
【図面の簡単な説明】
【０２３１】
【図１】第１の実施の形態に係るノート型コンピュータの斜視図である。
【図２】図１のノート型コンピュータの入力部を示す斜視図である。
【図３】図１のノート型コンピュータのタッチパネルを示す斜視図である。
【図４】図１のノート型コンピュータのタッチパネルを示す平面図である。
【図５】図１のノート型コンピュータのタッチパネルを示す断面図である。
【図６】図１のノート型コンピュータの入力装置の構成を示すブロック図である。
【図７】図１のノート型コンピュータを示すブロック図である。
【図８】図１のノート型コンピュータのタッチパネルにおける接触状態を示すグラフである。
【図９】図１のノート型コンピュータのタッチパネルにおける接触状態を示すグラフである。
【図１０】圧力を電気信号に変換するタッチパネルを示す斜視図である。
【図１１】圧力を電気信号に変換するタッチパネルを示す平面図である。
【図１２】圧力を電気信号に変換するタッチパネルを示す断面図である。
【図１３】タッチパネルの接触検出部の配置例を示す略線図である。
【図１４】弱い押圧力で押圧した場合に接触検出される接触検出部を示す略線図である。
【図１５】中程度の押圧力で押圧した場合に接触検出される接触検出部を示す略線図である。
【図１６】中程度の押圧力で押圧した場合に接触検出される接触検出部を示す略線図である。
【図１７】強い押圧力で押圧した場合に接触検出される接触検出部を示す略線図である。
【図１８】最強の押圧力で押圧した場合に接触検出される接触検出部を示す略線図である。
【図１９】図１のノート型コンピュータの下筐体を示す斜視図である。
【図２０】図１のノート型コンピュータの入力装置において、情報を入力するために掌を置いた状態を示す平面図である。
【図２１】図１のノート型コンピュータの入力装置において、キーを打鍵したときの状態を示す平面図である。
【図２２】図１のノート型コンピュータの入力装置における情報処理方法を示すフローチャートである。
【図２３】図２２のステップＳ１０６及び図２４のステップＳ２０６の詳細を示すフローチャートである。
【図２４】図１のノート型コンピュータの入力装置における情報処理方法を示すフローチャートである。
【図２５】図２２のステップＳ１１０及び図２４のステップＳ２１０の詳細を示すフローチャートである。
【図２６】図１のノート型コンピュータの入力装置におけるキー領域を示す図である。
【図２７】図１のノート型コンピュータの入力装置におけるキー領域を示す図である。
【図２８】本実施の形態に係る個人認証処理方法を示すフローチャートである。
【図２９】図２８のステップＳ５０２の詳細を示すフローチャートである。
【図３０】本実施の形態に係る接触面積Ａを説明するための図である。
【図３１】本実施の形態に係る接触面積を示すグラフである。
【図３２】本実施の形態に係る機器保護処理方法を示すフローチャートである。
【図３３】本実施の形態に係るユーザ保護処理方法を示すフローチャートである。
【図３４】本実施の形態に係る文字種切り替え方法を示すフローチャートである。
【図３５】他の実施の形態に係る入力装置を示す斜視図である。
【図３６】他の実施の形態に係る入力装置を示すブロック図である。
【図３７】他の実施の形態に係る入力装置を示すブロック図である。
【図３８】他の実施の形態に係る入力装置を示すブロック図である。
【図３９】他の実施の形態に係るタッチパネルを示す斜視図である。
【符号の説明】
【０２３２】
１…ノート型コンピュータ
２Ａ…下筐体
２Ｂ…上筐体
３、１４０…入力部
４…表示部
５、２９…表示装置
５ａ…仮想キーボード
５ｂ…仮想マウス
６…バックライト装置
１０、２１０…タッチパネル
１０ａ…接触検出面
１１、１３、２１１、２１３…ベース
１５、２１５…ドットスペーサ
２０、１４１…入力装置
２１…接触検出装置
２２、２８…ディスプレイドライバ
２３…デバイス制御ＩＣ
３０、１３０…コンピュータ本体
３３…ＣＰＵ
【図１】
2006127486.tif 000003
【図２】
2006127486.tif 000004
【図３】
2006127486.tif 000005
【図４】
2006127486.tif 000006
【図５】
2006127486.tif 000007
【図６】
2006127486.tif 000008
【図７】
2006127486.tif 000009
【図８】
2006127486.tif 000010
【図９】
2006127486.tif 000011
【図１０】
2006127486.tif 000012
【図１１】
2006127486.tif 000013
【図１２】
2006127486.tif 000014
【図１３】
2006127486.tif 000015
【図１４】
2006127486.tif 000016
【図１５】
2006127486.tif 000017
【図１６】
2006127486.tif 000018
【図１７】
2006127486.tif 000019
【図１８】
2006127486.tif 000020
【図１９】
2006127486.tif 000021
【図２０】
2006127486.tif 000022
【図２１】
2006127486.tif 000023
【図２２】
2006127486.tif 000024
【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
2006127486.tif 000028
【図２７】
2006127486.tif 000029
【図２８】
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【図２９】
2006127486.tif 000031
【図３０】
2006127486.tif 000032
【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
2006127486.tif 000041