(57)【要約】【課題】操作性に優れ、実装上の大きさや実装する装置に制約が少ない入力装置および入力方法を提供する。【解決手段】筐体（基板５１）に固定した加速度センサ５２で携帯電話機の動きを検出するとともに、筐体（基板５１）に柔軟部材５５を介して半固定した加速度センサ５３で携帯電話機とユーザ操作を検出し、これらの検出結果の差分に基づいて、ユーザ操作を検出して、それに応じた表示処理を実施するようにしたものである。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に固定され、加速度を検出する第１検出手段と、
前記基板上に柔軟な部材を介して固定され、加速度を検出する第２検出手段と、
前記第１検出手段が検出した加速度と、前記第２検出手段が検出した加速度とに基づいて、前記第２検出手段に加えられた力からユーザの要求を検出する第３検出手段とを具備することを特徴とする入力装置。
【請求項２】
前記第３検出手段は、前記第１検出手段が検出した加速度と、前記第２検出手段が検出した加速度とに基づいて、前記第２検出手段にユーザから加えられた外力の方向を、ユーザの要求として検出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３】
前記第３検出手段は、前記第１検出手段が検出した加速度と、前記第２検出手段が検出した加速度とに基づいて、前記第２検出手段にユーザから加えられた外力の大きさを、ユーザの要求として検出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】
前記第３検出手段は、前記第１検出手段が検出した加速度と、前記第２検出手段が検出した加速度とに基づいて、前記第２検出手段にユーザから加えられた外力の変化量を、ユーザの要求として検出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】
さらに、視覚的な情報を表示する表示手段と、
前記第３検出手段が検出したユーザの要求に応じて、前記表示手段に表示する情報を制御する表示制御手段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６】
基板上の固定された位置で加速度を検出する第１検出工程と、
前記基板上に柔軟な部材を介して固定された位置で加速度を検出する第２検出工程と、
前記第１検出工程が検出した加速度と、前記第２検出工程が検出した加速度とに基づいて、前記第２検出工程の固定された位置に加えられた力からユーザの要求を検出する第３検出工程とを具備することを特徴とする入力方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば携帯電話機や情報通信機器、ゲーム機やパーソナルコンピュータに用いられる入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、従来の携帯電話機やパーソナルコンピュータなどで用いられる入力装置には、接点方式や静電容量方式、磁気検出方式などがある。  
接点方式は、複数のスイッチをセンサとして分散配置し、ユーザ操作を検出したスイッチに対応する方向に、マウスポインタなどを移動させるようにしたものである。この方式では、複数のスイッチが必要なため、デバイス自体が大きくなってしまうという問題がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
静電容量方式は、指の接触により変化するセンサ表面の静電容量の分布を測定し、その分布の変化からユーザの意思を判定して、マウスポインタの移動やクリックを動作を受け付けるようにしている。この方式では、手袋を装着していると正確な操作が行えなかったり、操作感がないなどの問題や、静電容量の検出を行うため、搭載する装置の筐体材質に制約が生じるなどの問題がある。また、これらの問題を解決するために基板上に電極を設置し、この基板上の電極とデバイス側の電極との間の静電容量の変化を測定して動作するものがあるが、ある程度の大きさの電極が必要であるため、デバイスの小型化には不利である（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
磁気検出方式は、複数のホール素子を磁気センサとして分散配置し、ユーザによって動かされた磁石の位置を上記ホール素子で検出してユーザの意思を判定し、マウスポインタの移動などを行うものである。この方式では、磁石とホール素子の実装位置の自由度が低いという問題や、スピーカなどの磁気を発生するデバイスの近傍には実装できないという問題がある（例えば、特許文献３参照）。
【特許文献１】特開２００５−１６６４６６公報。
【特許文献２】特開２００６−０５９６４９公報。
【特許文献３】特開２００２−２２９７３１公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来では、入力装置において、操作性や実装上の大きさの問題、実装する装置における制約があるという問題があった。  
この発明は上記の問題を解決すべくなされたもので、操作性に優れ、実装上の大きさや実装する装置に制約が少ない入力装置および入力方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、この発明は、基板上に固定され、加速度を検出する第１検出手段と、基板上に柔軟な部材を介して固定され、加速度を検出する第２検出手段と、第１検出手段が検出した加速度と、第２検出手段が検出した加速度とに基づいて、ユーザの要求を検出する第３検出手段とを具備して構成するようにした。
【発明の効果】
【０００７】
以上述べたように、この発明では、基板上に固定された第１の位置の第１の加速度を検出するとともに、上記基板上に柔軟な部材を介した第２の位置の第２の加速度を検出し、この２つの加速度に基づいて、第２の位置にユーザから加えられた力を検出するようにしている。
【０００８】
したがって、この発明によれば、柔軟な部材を変形させるようにユーザが力を加えることで、ユーザの要求を入力することができるので、操作性に優れ、実装上の大きさや実装する装置に制約が少ない入力装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照して、この発明の一実施形態について説明する。  
図１は、この発明の一実施形態に係わる入力装置を備える携帯電話機の構成例を示すものである。この携帯電話機は、アンテナ１０と、通信部２０と、通話部３０と、表示部４０と、操作部５０と、制御部６０とを備えている。
【００１０】
アンテナ１０を通じて、移動通信網に収容される基地局（図示しない）から送信された無線信号を受信する。この受信した無線信号は、通信部２０にて、周波数変換、復調および復号されて、受信データが得られる。この受信データは、制御部６０を介して通話部３０に入力され、ここでアナログ音声信号に変換される。このアナログ音声信号は、通話部３０に備えられたスピーカ（図示しない）より、通話相手からの受話音声として拡声出力される。
【００１１】
また通話部３０にはマイクロホン（図示しない）が備えられ、ユーザの音声が送話音声信号に変換され、さらに音声データに変換される。この音声データは、制御部６０を通じて通信部２０に入力される。通信部２０は、この音声データを用いて、搬送波の変調を行い、これにより得られたベースバンド信号を無線周波の信号に周波数変換して、アンテナ１０を通じて上記基地局に向けて送信する。
【００１２】
表示部４０は、制御部６０の制御により、画像や文字など種々の視覚的な情報を表示するものであって、マウスポインタや、アイコンなどのソフトウエアキーを表示する。  
操作部５０は、ユーザからの要求を受け付ける入力装置であって、複数のキーからなるキー入力手段の他に、図２に示すような入力デバイスを備える。
【００１３】
この入力デバイスは、基板５１と、この基板５１上に直づけされた加速度センサ５２と、加速度センサ５３と、この加速度センサ５３が載置された基板５４と、この基板５４を基板５１上に載置するための柔軟部材５５とを備える。柔軟部材５５は、ユーザの指の力で変形するほどの柔軟な部材（例えば、樹脂）からなり、ユーザが加速度センサ５３に対して圧力（外力）を加えることにより、例えば図３に示すように変形し、加速度センサ５３の姿勢が傾く。なお、図２や図３には示していないが、ユーザは加速度センサ５３に直接触れるのではなく、加速度センサ５３を覆うように樹脂製のキートップを備える。
【００１４】
加速度センサ５２，５３は、２軸方向に生じる加速度をそれぞれ検出するものである。例えばMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)加速度センサ、動電式加速度センサ、歪みゲージ式加速度センサ、圧電式加速度センサなどが考えられるが、いずれのセンサであってもよい。３軸方向に検出を行う加速度センサを適用してもよい。
【００１５】
図４を参照して、２軸方向に生じる加速度を検出するセンサについて説明する。加速度センサ５２，５３は、これに与えられた加速度のＸ軸成分とＹ軸成分のそれぞれの大きさに応じた電圧Ａｘ、Ａｙを出力する。これに、重力加速度ｇを考慮して、３軸方向についてみると、図５に示すように、加速度センサ５２，５３は、重力加速度の影響を受けて、電圧Ａｘ＝−Ａ＊ｇ＊ｃｏｓθｘ、Ａｙ＝−Ａ＊ｇ＊ｃｏｓθｙを出力する。なお、ｘ−ｙ平面は、重力加速度ｇ方向に対して水平である。
【００１６】
制御部６０は、当該携帯電話機の各部を統括して制御するものであって、携帯電話機としての本来の通信機能の制御や、電子メールの送受信、操作部５０を通じたユーザ操作に基づく電子メールの作成、表示部４０に表示する情報の表示制御などを行う。また制御部６０は、上記表示制御として、操作部５０の加速度センサ５２，５３からそれぞれ出力される電圧Ａｘ、Ａｙに基づいて、表示部４０上の表示情報の制御を行う。
【００１７】
具体的には、制御部６０は、加速度センサ５２から出力される電圧Ａｘ、Ａｙと、加速度センサ５３から出力される電圧Ａｘ、Ａｙの各対応成分の差分を求める。加速度センサ５２は、当該携帯電話全体と動きを共にする基板に固定されているため、当該携帯電話全体と動きを検出する。一方、加速度センサ５３は、柔軟部材５５を介して当該携帯電話全体と動きを共にする基板に固定されているため、当該携帯電話全体と動きを検出するとともに、ユーザから圧力が加えられた場合には、その圧力によって生じた加速度を検出する。このため、制御部６０が求めた電圧Ａｘ、Ａｙの各対応成分の差分は、ユーザから加えられた圧力による加速度を示すものとなる。
【００１８】
そして制御部６０は、上記差分から、ユーザが加速度センサ５３に加えた圧力方向、圧力の単位時間当たりの変化量（速さ）、圧力の大きさ（強さ）、アクション（ジェスチャ、方向の変化）を検出する。そして制御部６０は、この検出結果に基づく方向に、表示部４０上に表示しているマウスポインタを移動させる表示制御を行ったり、表示している映像をスクロール表示させる。また制御部６０は、検出した速さや強さに応じて、マウスポインタの移動速度や、スクロール速度、スクロール量を制御する。
【００１９】
また、制御部６０は、押下する方向に圧力が加えられたことを検出した場合には、マウスポインタが表示部４０上で指し示すアイコンをクリックする要求があったものと見なし、アイコンに対応づけられた処理を実行する。さらには、圧力方向が直線上で往復したり、所定の角度で変化した場合、所定の軌跡を描くようにユーザ操作が行われたことを検出した場合には、これらのアクションに予め設定した処理を実行する。
【００２０】
以上のように、上記構成の携帯電話機では、筐体に固定した加速度センサ５２で携帯電話機の動きを検出するとともに、筐体に柔軟部材５５を介して半固定した加速度センサ５３で携帯電話機とユーザ操作を検出し、これらの検出結果の差分に基づいて、ユーザ操作を検出して、それに応じた表示処理を実施するようにしている。
【００２１】
したがって、上記構成の携帯電話機によれば、接点方式や磁気検出方式のように大きさに関わる実装上の制約が少なく、また磁気の影響も受けないので実装上の自由度が高い。また静電容量方式のように、手袋を装着していると操作しづらかったり、操作感が乏しいという問題もない。すなわち、従来の入力装置に比べて、操作性に優れ、実装上の大きさや実装する装置に制約が少ない。
【００２２】
なお、この発明は上記実施形態そのまま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構成要素を変形して具体化できる。また上記実施形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることによって種々の発明を形成できる。また例えば、実施形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除した構成も考えられる。さらに、異なる実施形態に記載した構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【００２３】
その一例として例えば、上記実施の形態では、表示情報の制御について説明したが、それ以外の携帯電話機の操作（発振操作や着信応答操作、電子メールの作成など）をユーザから受け付けることも可能である。
【００２４】
また赤外線やBlue Tooth（登録商標）などの送信部を備えて、操作部５０を通じたユーザ操作により外部機器を制御する無線信号を送信して、外部機器を遠隔操作を行うようにしてもよい。
【００２５】
さらには、携帯電話機に搭載する場合を例に挙げて説明したが、パーソナルコンピュータのポインティングデバイスや、ゲーム機のコントローラ、ＰＤＡ（Personal Digital Assistance）などの情報通信機器の操作部、テレビジョンをはじめとする映像機器のリモートコントローラとして適用できることはいうまでもない。  
その他、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を施しても同様に実施可能であることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】この発明に係わる入力装置を備えた携帯電話機の一実施形態の構成を示す回路ブロック図。
【図２】図１に示した操作部が備える入力デバイスの構成を示す図。
【図３】図１に示した操作部が備える入力デバイスにユーザが圧力を加えた場合の様子を示す図。
【図４】図２に示した加速度センサの原理を説明するための図。
【図５】図２に示した加速度センサの原理を説明するための図。
【符号の説明】
【００２７】
１０…アンテナ、２０…通信部、３０…通話部、４０…表示部、５０…操作部、５１…基板、５２，５３…加速度センサ、５４…基板、５５…柔軟部材、６０…制御部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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