(57)【要約】【課題】最上面に位置する入力操作面が平坦面とされたキーボード装置において、誤検知の虞を無くす。【解決手段】表示フィルム３の下方に、所定距離だけ離間して配置された、光源４ａ及び導光板４ｂよりなるバックライトユニット４を備え、入力パネル７と表示フィルム３との間に配置された複数の受光素子２４を備えている。加えて、入力パネル７下面の中央部近傍に固定され、入力時の入力パネル７への荷重を検出する荷重センサ２２を備える。又、複数の受光素子２４からの受光信号、及び、荷重センサ２２からの荷重信号を受け、入力操作を認識する制御手段を備えている。荷重センサ（ストレインゲージ）２２の荷重応答曲線を監視する間に、各受光素子のうち、信号変化の最も大きい受光素子に該当する位置を真の入力操作信号として、各受光素子２４からの座標情報に対応するキーを特定し、入力動作を実施する。【選択図】図３
2012032929.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハーフミラー及び該ハーフミラーの上面を覆うように配置されたトップカバーを含む入力パネルと、
前記入力パネルの下方に配置された、所定の記号を表示するための表示フィルムと、
該表示フィルムの下方に配置された、光源及び導光板よりなるバックライトユニットと、
前記入力パネルと前記表示フィルムとの間で、かつ、前記表示フィルムの記号の各々と対応する位置に配置された、複数の受光素子と、
前記入力パネル下面の中央部近傍に配置され、入力時の前記入力パネルへの荷重を検出する荷重センサと、
前記複数の受光素子からの受光信号、及び、前記荷重センサからの荷重信号を受け、入力操作を認識する制御手段とを含むことを特徴とする入力装置。
【請求項２】
前記複数の受光素子は、前記バックライトユニットから発光され、前記ハーフミラーで鏡面反射された光を受光しない位置に、配置されていることを特徴とする請求項１記載の入力装置。
【請求項３】
前記複数の受光素子は、前記バックライトユニットから発光され、操作者の指で反射された光を受光する位置に、配置されていることを特徴とする請求項１又は２記載の入力装置。
【請求項４】
前記光源は、目視によるちらつきを感じ得ない周波数以上で、蛍光灯の発光周波数帯域外の、一定周波数で点滅し、
前記制御手段は、前記複数の受光素子が受光する光のうち、前記光源に起因する光のみ、入力信号として取り扱う制御ロジックを含むことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の入力装置。
【請求項５】
前記制御手段は、複数の受光素子が受光する光の中で、信号変化の最も大きい受光素子に該当する位置を、入力位置として取り扱う制御ロジックを含むことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の入力装置。
【請求項６】
パーソナルコンピュータ用キーボード装置であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の入力装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載の入力装置を用いたことを特徴とする電子機器。
【請求項８】
ハーフミラー及び該ハーフミラーの上面を覆うように配置されたトップカバーを含む入力パネルと、
前記入力パネルの下方に配置された、所定の記号を表示するための表示フィルムと、
該表示フィルムの下方に配置された、光源及び導光板よりなるバックライトユニットと、
前記入力パネルと前記表示フィルムとの間で、かつ、前記表示フィルムの記号の各々と対応する位置に配置された、複数の受光素子と、
前記入力パネル下面の中央部近傍に配置され、入力時の前記入力パネルへの荷重を検出する荷重センサと、
前記複数の受光素子からの受光信号、及び、前記荷重センサからの荷重信号を受け、入力操作を認識する制御手段を備えた、電子機器用の入力装置の入力制御方法であって、
前記荷重センサにより、前記入力パネルに加わる荷重を検知するステップと、
複数の受光素子が受光する光の中で、信号変化の最も大きい受光素子に該当する位置を、入力位置として検知するステップと、
前記入力操作の真偽を判別するステップと、
前記入力操作が真と判別された場合にのみ、前記入力パネルからの座標情報に基づいて、前記電子機器に対して出力するための、前記座標情報に対応する情報を生成するステップとを含むことを特徴とする入力制御方法。
【請求項９】
複数の受光素子が受光する光の中で、信号変化の最も大きい受光素子に該当する位置を、入力位置として検知するステップにおいて、前記複数の受光素子が受光する光のうち、前記光源に起因する光のみ、入力信号として取り扱うことを特徴とする請求項８記載の入力制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器のための入力装置、その入力装置の入力制御方法、及びその入力装置を用いた電子機器に関し、特に、平坦な入力操作面を備えた入力装置及びその入力制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＬＣＤ（液晶表示装置）やＣＲＴ等の表示装置を備えた電子機器のための入力装置として、その表示装置の画面上に配置され、画面に表示される文字、数字及びその他の記号（図形、像等からなるアイコンと称される絵記号等を含む。複数の記号で１つの記号をなすものも含む。）を、その表面側から透かして見ながら所望の文字、数字及びその他の記号（以下、本説明において「所定の記号」という。）の位置を指等でタッチし、その記号位置に応じた情報を生成して出力する装置（以下、このような入力装置をタッチパネルともいう）が広く普及している（例えば、特許文献１参照）。
例えば、銀行等の現金自動預け払い機やカーナビゲータ等の電子機器においては、タッチパネル式ディスプレーが以前から普及しており、又携帯情報端末、電子辞書等の小型の電子機器でも盛んに使われるようになっている。
【０００３】
一方、タッチパネルを用いて、必ずしもＬＣＤやＣＲＴ等の表示装置が併設されていない入力装置を実現する提案も種々なされており、例えば、本出願人は、先に、表示装置としての機能が要求されないキーボード装置であって、かつ、タッチパネル式ディスプレーと同様に、最上面に位置する入力操作面が平坦面とされたキーボード装置を提案している（特許文献２参照）。
又、光検知方式の入力装置として、表示パネルの表面周囲の縦横壁に、ＬＥＤを用いた発光側を、その対面に受光側を設け、画面をタッチすることで遮られた光の縦横位置座標から、画面のどの位置がタッチされたかを判断するもので、タッチの真偽を判断するための圧力センサを、少なくとも３個備えるものが開発されている（特許文献３参照）。
更に、光検知方式のタッチパネルとして、液晶パネルに、光電変換素子を液晶パネルの表示画素に対応してマトリクス配列して構成されたエリアセンサを設け、液晶パネル背面のバックライトの発光を、入力用ペンのタッチ位置で反射した光を、前記エリアセンサの光電変換素子に入射させ、光を検知した光電変換素子のマトリクスパターンの変化に基づき、画面のどの位置がタッチされたかを判断するものが、開発されている（特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３１７０４１号公報
【特許文献２】特願２００９−２５３９３８号明細書
【特許文献３】特開平０６−３３２６０７号公報
【特許文献４】特開平１１−１１９８９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
さて、特許文献２記載のキーボード装置のような入力装置は、最上面に位置する入力操作面が平坦面とされたことから、清掃がし易くなって汚れが固着し難くなり、見栄えが向上する上に、清潔な状態を保つことができ、機能性と美観とを高度に兼ね備えたものである。そして、平坦な入力操作面を実現するにあたり、静電容量方式のタッチパネルが採用されていることで、透光性に優れたタッチパネルを簡単に構成することができ、かつ、高感度の入力検知が可能となっている。
ところが、その感度の高さが、従来の複数のキースイッチを備える形式の入力装置には無い、特有の課題を抱える一因ともなっている。すなわち、このような入力装置では、ユーザーが意図的に入力操作を実行する場合以外にも、ユーザーの指等がタッチパネルに近接又は接触しさえすれば、それが入力操作として誤認されるおそれがある。
【０００６】
このことは、特に、パーソナルコンピュータ用キーボード装置等の、比較的広い入力操作面上に多数の記号位置が分布配置された入力装置の場合に問題となる。パーソナルコンピュータ用キーボード装置では、（例えば人差指等の）特定の１本の指で操作されることが多い携帯型電子機器等の入力装置とは異なり、入力操作面上に、その時点の入力操作には直接用いられていない指等が存在することがむしろ常態であり、さらに、人間工学的には、入力操作を実行していない間でも、通常、指を入力操作面上に軽く触れさせた状態がデフォルト状態であるからである。静電容量方式タッチパネルでは、例えばこのようなデフォルト状態と、ユーザーが意図的に入力を行なった状態とを適切に判別することが困難な場合がある。
【０００７】
一方、特許文献３記載の入力装置は、埃等によってセンサ光がさえぎられると、パネル全体にわたりタッチ検知が不可能となる。又、照明や日光等の外乱光がセンサに直接入り込むような場合も、タッチ検知が不可能となる。よって、この形式の入力装置は、使用環境が制限されてしまうといった問題がある。
更に、特許文献４記載のタッチパネルは、光電変換素子のマトリクスパターンの変化に基づき、画面のどの位置がタッチされたかを判断するものであることから、画面のどの位置がタッチされたかを正確に判断するためには、接触面積の小さな入力用ペンを用いて、マトリクスパターンの変化を明確にする必要がある。
【０００８】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、平坦な入力操作面を備える、電子機器用の入力装置において、誤入力のおそれを無くし、その操作性を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（発明の態様）
以下の発明の態様は、本発明の構成を例示するものであり、本発明の多様な構成の理解を容易にするために、項別けして説明するものである。各項は、本発明の技術的範囲を限定するものではなく、発明を実施するための最良の形態を参酌しつつ、各項の構成要素の一部を置換し、削除し、又は、更に他の構成要素を付加したものについても、本願発明の技術的範囲に含まれ得るものである。
【００１０】
ここで、以下の記載において、「真」の入力操作とは、入力装置のユーザーが意図的に実行した入力操作のことをいい、「偽」の入力操作とは、ユーザーが入力操作面上の特定の位置に対して「真」の入力操作を実行していないにも関わらず、タッチパネルから入力制御部に上記特定の位置の座標情報が入力された場合に、その座標情報に対応する入力操作をいう。
尚、「偽」の入力操作が発生する主な要因としては、ユーザーの指等がユーザーの入力意図とは関わりなくタッチパネルに近接又は接触し、その近接又は接触がタッチパネルによって検知されること等が考えられるが、本発明は、「偽」の入力操作の発生要因によって限定されるものではない。
又、以下の記載において、「上」、「下」の方向は、本発明に係る入力装置を平置きして、入力操作面が水平に位置する状態での、上下方向を意味する。
【００１１】
（１）ハーフミラー及び該ハーフミラーの上面を覆うように配置されたトップカバーを含む入力パネルと、
前記入力パネルの下方に配置された、所定の記号を表示するための表示フィルムと、
該表示フィルムの下方に配置された、光源及び導光板よりなるバックライトユニットと、
前記入力パネルと前記表示フィルムとの間で、かつ、前記表示フィルムの記号の各々と対応する位置に配置された、複数の受光素子と、
前記入力パネル下面の中央部近傍に配置され、入力時の前記入力パネルへの荷重を検出する荷重センサと、
前記複数の受光素子からの受光信号、及び、前記荷重センサからの荷重信号を受け、入力操作を認識する制御手段とを含む入力装置（請求項１）。
【００１２】
本項に記載の入力装置は、入力パネルによって検知される入力操作のうち、ユーザーが意図的に実行した真の入力操作と、ユーザーの入力意図とは関わりなく検知された偽入力操作とを、荷重センサによって検出される荷重値及び複数の受光素子からの受光信号に基づいて判別するものである。具体的には、表示フィルムの記号の各々と、原則的に一対一で対応する位置に配置された（シフトキー等の大型のキーの場合には、必要に応じ、１つの記号に対して複数の位置に配置される場合もある）複数の受光素子により、バックライトからの発光がユーザーの指に反射された光を受光したとき、荷重センサによる荷重検知がなされていれば、受光した受光素子に対応する記号が入力されたものと判断する。これによって、偽入力操作を効果的に排除するものであり、電子機器に対する誤入力のおそれを解消し、入力装置の操作性を改善するものである。
【００１３】
（２）上記（１）項において、前記複数の受光素子は、前記バックライトユニットから発光され、前記ハーフミラーで鏡面反射された光を受光しない位置に、配置されている入力装置（請求項２）。
本項に記載の入力装置は、表示フィルムの記号の各々と対応する位置に配置された受光素子が、各々、バックライトユニットから発光され、ハーフミラーで鏡面反射された光を受光しない位置（直接的に受光しない位置）に、配置されているものである。そして、バックライトからの発光がユーザーの指に反射された光を受光し、かつ、荷重センサによる荷重検知がなされていれば、受光した受光素子に対応する記号が入力されたものと判断する。
【００１４】
（３）上記（１）又は（２）項において、前記複数の受光素子は、前記バックライトユニットから発光され、操作者の指で反射された光を受光する位置に、配置されている入力装置（請求項３）。
本項に記載の入力装置は、表示フィルムの記号の各々と対応する位置に配置された受光素子が、各々、バックライトユニットから発光され、操作者の指で反射された光を受光する位置（直接的に受光する位置）に、配置されているものである。そして、バックライトからの発光がユーザーの指に反射された光を受光したときに、荷重センサによる荷重検知がなされていれば、受光した受光素子に対応する記号が入力されたものと判断する。それ以外の光（例えば外乱光）を受光した場合には、荷重センサによる荷重検知の有無に関わらず、受光した受光素子に対応する記号が入力されたものとは判断しない。
【００１５】
（４）上記（１）から（３）項において、前記光源は、目視によるちらつきを感じ得ない周波数以上で、蛍光灯の発光周波数帯域外の、一定周波数で点滅する入力装置。
本項に記載の入力装置は、バックライトユニットを構成する光源が、目視によるちらつきを感じ得ない周波数以上で、蛍光灯の発光周波数帯域外の、一定周波数で点滅することで、外乱光とは周波数により区別される光が、表示フィルムの記号の各々と対応する位置に配置された受光素子の、受光検知に用いられるものである。
（５）上記（４）項において、前記制御手段は、前記複数の受光素子が受光する光のうち、前記光源に起因する光のみ、入力信号として取り扱う制御ロジックを含む入力装置（請求項４）。
本項に記載の入力装置は、制御手段において、複数の受光素子が受光する光のうち、光源に起因する光、すなわち、目視によるちらつきを感じ得ない周波数以上で、蛍光灯の発光周波数帯域外の、一定周波数で点滅する光のみ、入力信号として取り扱うものである。そして、バックライトからの一定周波数で点滅する発光が、ユーザーの指に反射された光を受光したときに、荷重センサによる荷重検知がなされていれば、受光した受光素子に対応する記号が入力されたものと判断する。
【００１６】
（６）上記（４）、（５）項において、前記光源は、１２０Ｈｚ以上の、一定周波数で点滅する入力装置。
制御手段において、複数の受光素子が受光する光のうち、光源に起因する光、すなわち、１２０Ｈｚ以上の、一定周波数で点滅する光のみ、入力信号として取り扱うものである。そして、バックライトからの一定周波数で点滅する発光が、ユーザーの指に反射された光を受光したときに、荷重センサによる荷重検知がなされていれば、受光した受光素子に対応する記号が入力されたものと判断する。このように、光源が１２０Ｈｚ以上の、一定周波数で点滅するものであれば、ユーザーは、目視によるちらつきを感じ得ないものとなる。
【００１７】
（７）上記（１）から（６）項において、前記制御手段は、複数の受光素子が受光する光の中で、信号変化の最も大きい受光素子に該当する位置を、入力位置として取り扱う制御ロジックを含む入力装置（請求項５）。
本項に記載の入力装置は、制御手段において、複数の受光素子が受光する光のうち、信号変化の最も大きい受光素子に該当する位置を、入力位置として取り扱うものである。すなわち、ユーザーがトップカバーに指を接触させた位置において、最も大きく変化する、バックライトユニットから発光され、操作者の指で反射された光を受光したときに、荷重センサによる荷重検知がなされていれば、受光した受光素子に対応する記号が入力されたものと判断する。
【００１８】
（８）上記（１）から（７）項において、パーソナルコンピュータ用キーボード装置である入力装置（請求項６）。
本項に記載の入力装置は、パーソナルコンピュータ用キーボード装置のような、入力操作面の比較的広い入力装置に対して本発明に係る入力装置を適用することによって、ユーザーの入力意図とは関わりなく、又は、入力操作のための準備等により、ユーザーの指等がタッチパネルに近接又は接触している場合でも、そのような近接又は接触による偽の入力操作を、真の入力操作と区別することができ、ユーザーの入力意図とは関わりのない情報が、パーソナルコンピュータに対して出力されることを防止することができる。ひいては、光検知方式のタッチパネルを用い、かつ、平坦な入力操作面を備えたキーボード装置において、所定のストロークと押下反力を有するキースイッチを用いて構成される通常のキーボード装置と同等の確実な入力が可能となる。
【００１９】
さらに、本発明に係る入力装置は、例えば、ＡＶ機器のリモコン等の電子機器用コントローラ、又は、卓上電子計算機のような電子機器の入力部分を構成するものであってもよい。
（９）そして、本発明は、上記（１）から（８）の入力装置を用いた電子機器（請求項７）を提供するものである。
【００２０】
（１０）ハーフミラー及び該ハーフミラーの上面を覆うように配置されたトップカバーを含む入力パネルと、
前記入力パネルの下方に配置された、所定の記号を表示するための表示フィルムと、
該表示フィルムの下方に配置された、光源及び導光板よりなるバックライトユニットと、
前記入力パネルと前記表示フィルムとの間で、かつ、前記表示フィルムの記号の各々と対応する位置に配置された、複数の受光素子と、
前記入力パネル下面の中央部近傍に配置され、入力時の前記入力パネルへの荷重を検出する荷重センサと、
前記複数の受光素子からの受光信号、及び、前記荷重センサからの荷重信号を受け、入力操作を認識する制御手段を備えた、電子機器用の入力装置の入力制御方法であって、
前記荷重センサにより、前記入力パネルに加わる荷重を検知するステップと、
複数の受光素子が受光する光の中で、信号変化の最も大きい受光素子に該当する位置を、入力位置として検知するステップと、
前記入力操作の真偽を判別するステップと、
前記入力操作が真と判別された場合にのみ、前記入力パネルからの座標情報に基づいて、前記電子機器に対して出力するための、前記座標情報に対応する情報を生成するステップとを含む入力制御方法（請求項８）
本項に記載の入力制御方法は、上記ステップを実行することにより、上記（１）項の入力装置と同様の作用効果を奏する。
【００２１】
（１１）上記（１０）項の入力制御方法において、複数の受光素子が受光する光の中で、信号変化の最も大きい受光素子に該当する位置を、入力位置として検知するステップにおいて、前記複数の受光素子が受光する光のうち、前記光源に起因する光のみ、入力信号として取り扱う入力制御方法（請求項７）。
本項に記載の入力制御方法は、前記複数の受光素子が受光する光のうち、前記光源に起因する光のみ、入力信号として取り扱うことで、上記（５）項の入力装置と同様の作用効果を奏するものである。
【発明の効果】
【００２２】
本発明はこのように構成したので、光検知方式のタッチパネルを備えた、電子機器用の入力装置において、誤入力のおそれを無くし、操作性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態に係る入力装置の要部を示す機能ブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る入力装置の一部を模式的に示す上面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る入力装置の要部断面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る入力装置の入力制御方法を示すフローチャートである。
【図５】本発明の一実施形態に係る入力装置の構成を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は右側面図である。
【図６】図５に示す入力装置のＡ−Ａ’線における断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。図１に示すように、本実施形態における入力装置は、パーソナルコンピュータ２８用のキーボード装置を構成するものであり、荷重センサ２２及び受光素子２４を備えた光検知式パネル２と、入力制御部１２とを含み、入力制御部１２は、キーコード変換部１２Ａと、荷重応答監視部１２Ｂとを含んでいる。
【００２５】
光検知式パネル２は、最上面に位置する入力操作面６が透光性の平坦面とされたタッチパネルであり、入力装置の構成要素をなす。光検知式パネル２は、図５、図６を参照して後述するように、光検知式パネル２の上面側に設けられる平坦な入力操作面６を含み、ユーザーは、各キーに対応する入力操作面上の特定の位置を指等により触れることにより、入力操作を実行する。この際、光検知式パネル２は、入力操作によって生じる受光素子２４の受光量の変化に基づいて、入力操作の発生位置を検知し、その座標情報は、入力制御部１２のキーコード変換部１２Ａに入力される。
【００２６】
尚、本発明の実施の形態において、入力制御部１２は、光検知式パネル２の態様に応じた適切な光検知式パネル駆動部（図示は省略する）を含むものであり、このためのハードウェア及び、必要な場合、ソフトウェアは、周知技術を適用して構成することができる。
【００２７】
より具体的には、本実施形態における入力装置は、図３に示されるように、ハーフミラー９及びハーフミラー９の上面を覆うように配置されたトップカバー８を含む入力パネル７を備えている。又、入力パネル７の下方に、所定距離だけ離間して配置された、所定の記号３ａを表示するための表示フィルム３を備えている。そして、表示フィルム３の下方に、所定距離だけ離間して配置された、光源４ａ及び導光板４ｂよりなるバックライトユニット４を備え、入力パネル７と表示フィルム３との間に配置された複数の受光素子２４を備えている。加えて、入力パネル７下面の中央部近傍に固定され、入力時の入力パネル７への荷重を検出する荷重センサ２２を１つのみ備えるものである。更に、本実施形態における入力装置は、複数の受光素子２４からの受光信号、及び、荷重センサ２２からの荷重信号を受け、入力操作を認識する制御手段１２を備えている。
なお、入力パネル７と表示フィルム３との距離は、少なくとも荷重センサ２２及び受光素子２４が他の構成部材と緩衝しないだけのスペースが確保できるように設定される。又、表示フィルム３とバックライトユニット４との距離は、後述の如く、受光素子２４が、バックライトユニット４から発光され、ハーフミラー９で鏡面反射された光を（直接）受光しないように設定されるものであり、この条件を満たす限り、表示フィルム３とバックライトユニット４とが密着していても良い。更には、入力パネル７と、表示フィルム３、バックライトユニット４及び受光素子２４を含む積層体５とは、例えば、樹脂成形品の位置決め用枠体等によって、正確に位置決めされる。
【００２８】
ここで、荷重センサ２２は、例えばストレインゲージが用いられ、これが、入力パネル７（ハーフミラー９）の下面に、例えば接着によって直接的に固定されることで、入力パネル７の撓みから、入力パネルに加わる荷重を検出するものである。そして、図１に示されるように、入力パネル７に加わる荷重の応答として、荷重センサ２２が検知したそれぞれの荷重値が、荷重情報として入力制御部１２の荷重応答監視部１２Ｂに入力される。この荷重値は、入力装置の作動の間（又は、少なくとも受光素子２４で入力操作が検知されている間）、連続的又は断続的に入力されており、荷重応答監視部１２Ｂは、荷重センサ２２の荷重値及びその時間変動パターン（荷重応答曲線）を監視するものである。なお、荷重センサ２２は、上述の目的で入力パネル７の撓みを把握可能であれば、その固定位置は制限されるものではないが、複数は必要なく、１つ設けられていれば良い。
【００２９】
一方、受光素子２４は、平面視で、表示フィルム３の記号の各々と、原則一対一で対応する位置に配置される。例えば、図２に例示的に示されるように、入力パネル７を透過して視認される、表示フィルム３の各記号に係る入力エリアＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ毎に、受光素子２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ、２４Ｄが配置されている。しかも、これら複数の受光素子２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ、２４Ｄは、バックライトユニット４から発光され、ハーフミラー９で鏡面反射された光を（直接）受光しない位置に、配置されている。複数の受光素子２４には、例えば、ＣＭＯＳ（ＣＭＯＳイメージセンサ）、ＣＣＤ（ＣＣＤイメージセンサ）、ＰＤ（ホトダイオード）、ＰＳＤ（半導体位置検出素子）などが用いられ、これが、表示フィルム３の上面に、例えば接着によって直接的に固定される。
ここで、複数の受光素子２４の設置方法について、表示フイルム３とは別のシート（受光素子配置シート）を用意し、このシート（受光素子配置シート）上に複数の受光素子２４を配置・固定して、受光素子配置シートを表示フイルム３に重ねる方法にしてもよい。
【００３０】
より具体的には、表示フィルム３の記号３ａ部分（図５参照）には光が透過して記号３ａのみが高輝度で現われるパターンで印刷を行い、例えば記号３ａの輪郭のみの印刷を行い、地（背景）の部分には黒色等の暗色にて一様な印刷を行なうネガ記号印刷フィルムを表示フィルム３として用いるものである。そして、各記号に係る入力エリアＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ毎に、図３に示されるように、記号３ａの部分を透過する光Ｌが、操作者の指（図示省略）で反射された光Ｌ’を、直接受光する位置に配置されているものである。なお、図２の例では、表示フィルム３の各記号に係る入力エリアＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの、受光素子２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ、２４Ｄは、夫々、各入力エリアの四隅に配置されているが、これはあくまでも一例である。よって、バックライトユニット４から発光され、ハーフミラー９で鏡面反射された光を（直接）受光しない位置、かつ、操作者の指で反射された光を、直接受光する位置となるよう、各記号に係る入力エリアＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ毎に、２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ、２４Ｄの位置を決定するものである。
【００３１】
そして、図１、図２に示されるように、受光素子２４で検知される光の応答として、各受光素子２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ、２４Ｄが検知したそれぞれの光量に係る信号ＦＡ〜ＦＤが、光量情報として入力制御部１２のキーコード変換部１２Ａに入力される。入力装置の作動の間（又は、少なくとも受光素子２４で入力操作が検知されている間）、連続的又は断続的に入力されており、キーコード変換部１２Ａは、受光素子２４の光量値及びその時間変動パターン（光量応答曲線）を監視するものである。
【００３２】
又、バックライトユニット４の光源４ａにはＬＥＤが用いられ、この光源４ａは目視によるちらつきを感じ得ない周波数以上で、蛍光灯の発光周波数帯域外（例えば、１２０Ｈｚ以上）の特定周波数ので点滅するように、制御手段１２あるいは光源用ドライバによって制御される。そして、制御手段１２は、複数の受光素子２４からの受光信号、及び、荷重センサ２２からの荷重信号を受け、入力操作を認識するにあたり、複数の受光素子２４が受光する光のうち、光源４ａに起因する光、すなわち、特定周波数の光のみ、入力信号として取り扱う制御ロジックを含んでいる。加えて、制御手段１２は、複数の受光素子２４が受光する光量に係る信号ＦＡ〜ＦＤの中で、信号変化の最も大きい受光素子に該当する位置を、入力位置として取り扱う制御ロジックを含むものである。
ここで特定周波数とは、蛍光灯の発光周波数帯域外を指している。一般的な蛍光灯は１００Ｈｚ〜１２０Ｈｚで発光しており、またインバータ方式の蛍光灯では２０ＫＨｚ〜６０ＫＨｚで発光していると言われているので、１２０Ｈｚ以上で２０ＫＨｚ以下の周波数帯域内の任意の周波数で光源４ａとしてのＬＥＤを点灯させることで、光源４ａに起因する光として外乱光とは識別し制御することができる。
【００３３】
本実施形態において、入力制御部１２は、マイクロコンピュータ、そのソフトウェアや各種データを記憶するＲＯＭ、作業用に用いられるＲＡＭ、及び必要な周辺回路等により、一般的なマイクロコンピュータシステムとして構成されている。そして、キーコード変換部１２Ａ及び荷重応答監視部１２Ｂの少なくとも主要部分は、マイクロコンピュータのソフトウェアルーチンとして実装されており、必要な場合、入出力インタフェース用回路等のハードウェアを含むものである。但し、本発明に係る入力制御部１２は、その実装態様によって限定されるものでなく、後述する入力制御動作を実行する限り、任意の適切なハードウェア又はソフトウェア、又はそれらの組合せによって構成されるものであってもよい。
【００３４】
次に、図１の機能ブロック図を参照して、本実施形態における入力装置における基本的な入力制御動作について説明する。上述したように、荷重応答監視部１２Ｂは、荷重センサ２２から得られる荷重応答曲線を監視しており、その曲線の形状が、ユーザーが意図的に実行した真の入力操作を判別するための、予め定義された基準を満たした場合、キーコード変換部１２Ａに打鍵有効信号を送出する。そして、キーコード変換部１２Ａは、荷重応答監視部１２Ｂから打鍵有効信号を受け取った場合にのみ、光検知式パネル２から入力された座標情報に対応するキーに対して定義されるキーコード（出力情報）を生成して、パーソナルコンピュータ２８に出力するものである。
これによって、光検知式のタッチパネルの高感度の入力検知を活用しつつ、偽入力操作を効果的に排除することができ、パーソナルコンピュータ２８に対する誤入力のおそれを解消し、入力装置の操作性を改善することが可能となる。
【００３５】
ここで、荷重応答曲線に基づいて入力操作の真偽を判別するための基準は、入力装置の仕様等に応じて任意の適切な基準を用いることができるが、例えば、荷重センサ２２による荷重応答曲線の形状からピーク値及び半値幅を抽出し、ピーク値が所定の閾値以上である、半値幅が所定の閾値以下である等の１つ又は複数の基準を満たす場合に、入力操作を真と判別するものであってもよい。
又、本実施形態では、受光素子２４は、４点で光量を検知する個別の受光素子２４Ａ〜２４Ｄを含み、キーコード変換部１２Ａには、光量に係る信号ＦＡ〜ＦＤが入力されているため、入力操作の真偽を判別するために、複数の信号ＦＡ〜ＦＤの応答曲線から、信号変化の最も大きい受光素子に該当する位置を、入力位置として取り扱うものである。
【００３６】
そして、ユーザーが意図的に実行する真の入力操作の場合には、荷重センサ２２による所定の荷重が検知されている間の、受光素子２４Ａ〜２４Ｄから入力制御部１２に入力される座標情報によって示される位置を、入力操作の真偽を判別するための基準の１つとして用いることができる。
【００３７】
すなわち、本実施形態における入力装置の入力制御部１２による入力制御動作は、図４にその好ましい一例を示すように、まず、荷重センサ（ストレインゲージ）２２の荷重応答曲線を監視する間に（Ｓ１００）、各受光素子２４Ａ〜２４Ｄの光量に係る信号ＦＡ〜ＦＤが、光源４ａから発光される特定周波数の光である場合（Ｙｅｓ）には（Ｓ１１０）、信号変化の最も大きい受光素子に該当する位置を真の入力操作信号として、各受光素子２４Ａ〜２４Ｄからの座標情報に対応するキーを特定し（Ｓ１２０）、図１を参照して上述した基本的な入力動作を実施する（Ｓ１３０）。一方、ステップＳ１１０において、各受光素子２４Ａ〜２４Ｄの光量に係る信号ＦＡ〜ＦＤが、光源４ａから発光される特定周波数の光でない場合（Ｎｏ）には、各受光素子２４Ａ〜２４Ｄは外乱光Ｌ”（図３参照）を検知したものとして、通常動作を実施することなく、ステップＳ１００に戻る。
これによって、偽入力操作を、さらに確実かつ効果的に排除することができ、ひいては、光検知方式のタッチパネルを用い、かつ、平坦な入力操作面を備えたキーボード装置において、所定のストロークと押下反力を有するキースイッチを用いて構成される通常のキーボード装置と同等の確実な入力が可能となる。
【００３８】
尚、本発明は、入力制御部１２における入力制御動作の実装態様に限定されるものではないが、図１に示す機能ブロックに即して言えば、例えば、荷重の特定（Ｓ１００）を荷重応答監視部１２Ｂで実行し、座標情報に対応するキーの特定（Ｓ１２０）をキーコード変換部１２Ａで実行し、そして、各受光素子２４Ａ〜２４Ｄの光量に係る信号ＦＡ〜ＦＤが、光源４ａから発光される特定周波数の光であるか否の判別（Ｓ１１０）は、荷重応答監視部１２Ｂが、例えば、キーコード変換部１２Ａから特定された各受光素子毎の受光周波数情報を受け取って、実行するものであってもよい。
又、ステップＳ１１０における判別は、キーを特定することなく、直接座標情報に基づいて実行するものであってもよい。
【００３９】
次に、本発明の一実施形態に係る入力装置の好ましい構成例について、図５、図６を参照して詳述する。図５に示す入力装置は、パーソナルコンピュータ用キーボード装置であり、平面視が横長の長方形で縦断面がほぼ逆台形の浅い角皿状の下ケース１を備える。下ケース１は、合成樹脂成型、例えばＡＢＳ樹脂成型によって作製され、底面に脚部１ａを備える。この下ケース１内には、後述するタッチによって情報、具体的には記号の入力操作を行なうキーボード装置の主要部が収納されている。
【００４０】
透光性の光検知式パネル２には、任意の記号３ａ（図５参照）が印刷された表示フィルム３と、この表示フィルム３を照明する面発光層であるバックライトユニット４との積層体５が収納されている。この場合、光検知式パネル２は表示フィルム３の上面側、図示例では上面に配置され、バックライトユニット４は表示フィルム３の下面側、図示例では下面に配置されている。又、本実施形態に係るキーボード装置においては、装置最上面に位置する入力操作面６は凹凸のない平坦面とされている。
【００４１】
さらに、光検知式パネル２の上面側、本実施形態では光検知式パネル２上面には、透光性を有する入力パネル７が積層配置されている。
この入力パネル７の上面は入力操作面６をなすもので、凹凸のない平坦面とされている。入力パネル７は、ハーフミラー若しくはスモークパネル、又は透光性のプレートやシート等（トップカバーと総称する）とハーフミラーとを積層してなる。本実施形態では、図６に示されるように、トップカバー８とハーフミラー９とを積層してなり、ハーフミラー９を積層体５側に向けて配置した。又、荷重センサ２２は、入力パネル７下面の中央部又はその近傍に固定されている。
本実施形態において、トップカバー８は透明アクリル板又は透明ポリカーボネート板からなる。又ハーフミラー９は、例えば膜状やフィルム状のハーフミラーからなり、トップカバー８に被着して入力パネル７を構成する。
【００４２】
ハーフミラー９を積層体５側に向けて配置、つまりトップカバー８を装置上面側に向けて配置するのは次の理由による。
すなわち、トップカバー８を装置上面側に向けて配置した場合、装置最上面、つまり入力操作面６はトップカバー８の上面となる。そして、トップカバー８を形成するアクリル板やポリカーボネート板は、いずれも耐久性、耐衝撃性、絶縁性等に優れ、その下面側に配置されたキーボード装置構成部材、つまりハーフミラー９、荷重センサ２２、受光素子２４、表示フィルム３及びバックライトユニット４等を、機械的、電気的に保護できるからである。
又、アクリル板やポリカーボネート板は、上記の耐久性、耐衝撃性、絶縁性等の他、透光性にも優れ、その下面側のハーフミラー９を通した、表示フィルム３上の印刷記号３ａの視認性に優れ、又凹凸のない平坦面が容易に得られる。更に、表面に付着した塵埃や人体油脂分等の汚れを容易に除去できる材質であって、キーボード装置最上面の入力操作面６を形成するトップカバー８（入力パネル７の上面形成部材）として最適となるからである。
【００４３】
上記のように入力パネル７及びハーフミラー９は透光性を有するので、装置最上面（入力操作面６）において表示フィルム３に印刷された記号３ａを透視可能である。入力パネル７がトップカバー８とハーフミラー９とで構成されている場合は、バックライトユニット４の点灯時には表示フィルム３に印刷された記号３ａを、装置最上面をなす入力操作面６から明瞭に透視できる。なお、バックライトユニット４の消灯時には入力操作面６をなす装置最上面は、ハーフミラー９により鏡面状態になり、鏡としての効果が発揮される。
【００４４】
光検知式パネル２は、表示フィルム３に印刷された記号群１１を、その表面側から透かして見ながら所望の記号３ａの位置を指等でタッチし、その記号３ａの位置に応じた情報（記号情報）を生成して出力するための装置である。このタッチパネル２は、図１に示されるように、タッチパネル駆動回路と協働してキーボード装置としての機能（タッチにより指示された記号３ａに応じた情報を出力する機能）を実現する。
【００４５】
さらに、本実施形態において、ハーフミラー９は誘電体多層膜によるハーフミラー（誘電体ハーフミラー）からなる。これは、光検知式パネル２において、膜状ハーフミラーの使用を可能にするためである。又、誘電体ハーフミラー９によれば、本実施形態に係るキーボード装置を記号入力装置として動作させず（光検知式パネル２を非動作状態として）、バックライトユニット４のみを動作状態とした場合に、入力操作面６をなす装置最上面にて誘電体多層膜の特性に応じて色づけされた鏡面が得られるからである。
【００４６】
表示フィルム３とは、透光性の基材フィルムの面に予め決められた多数の記号３ａ（記号群１１）を予め決められた位置にポジ状態（陽画）又はネガ状態（陰画）にて印刷されたフィルム、つまりポジ記号印刷フィルム又はネガ記号印刷フィルムを指す。
本実施形態では、記号３ａ部分には光が透過して記号３ａのみが高輝度で現われるパターンで印刷を行い、例えば記号３ａの輪郭のみの印刷を行い、地（背景）の部分には黒色等の暗色にて一様な印刷を行なうネガ記号印刷フィルムを表示フィルム３として用いている。これは、記号３ａ（記号群１１）及び、ネガ記号印刷上、表示フィルム面に表われる記号群１１の印刷領域の外枠部分のみが浮かび上がり、視認性や見栄えがよくなることが主な理由である。
【００４７】
記号３ａの印刷方法としてはシルク印刷法が好適である。光検知式パネル２の誤動作を防止するため、金属性物質が含まれていないインクを用いて記号３ａの印刷を行なう。
表示フィルム３への印刷は、基材フィルムの表面（光検知式パネル２側）若しくは裏面（バックライトユニット４側）、又は表，裏両面のいずれに行なってもよいが、表面に行なったほうが入力操作面６から文字が浮かび上がって見える効果をより高めることができる。又、表，裏いずれか一方の面に行なったほうが低コスト化が図れる。
なお記号とは、文字、数字及びその他の記号を指すことは既に述べたが、パソコン用キーボード装置においては、英数字、ファンクションキー記号、その他の特殊記号等、所定のキー配列に係る各種の記号を指す。この記号は、予め定められたキー配列に従って配列されている。
【００４８】
バックライトユニット４としては、本実施形態ではＬＥＤ４ａと導光板４ｂとからなるサイドライト方式のバックライトユニットが用いられている。この場合、記号位置の明るさを確保し、かつＬＥＤ４ａの数を減らせるように、実際に照明する記号３ａに対応する位置のみで発光するように、バックライトユニット４の導光板形状（パターン）が形成されている。なお、ＬＥＤ４ａと導光板４ｂとからなるサイドライト方式のバックライトユニットに代えて、無機ＥＬ発光素子からなるバックライトユニットを使用してもよく、これによればキーボード装置をより薄型にすることができると共に、多色発光も容易にできる。
【００４９】
以上、本発明の実施の形態として、パーソナルコンピュータ用キーボード装置への適用例を用いて説明したが、本発明は、他の電子機器用のキーボード装置、例えば、ＡＶ機器用リモコン等の電子機器コントローラや、電子卓上計算機にも、同様に適用可能であることは、理解されるであろう。
【符号の説明】
【００５０】
１：下ケース、２：光検知式パネル、３：表示フィルム、３ａ：記号、４：バックライトユニット、４ａ：ＬＥＤ、４ｂ：導光板、５：積層体、６：入力操作面(装置最上面)、７：入力パネル、８：トップカバー、９:ハーフミラー、１１：記号群、１２：入力制御部、１２Ａ：キーコード変換部、１２Ｂ：荷重応答監視部、２２：荷重センサ（ストレインゲージ）、２４(２４Ａ〜２４Ｄ)：受光素子、２８：パーソナルコンピュータ
【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図３】
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