JP2005190460A - 入力キー及び入力装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 コスト面や実現容易性の面でより優れた入力キー及び入力装置を提供する。
【解決手段】 入力される情報が複数割り当てられた１つ以上の入力キー１０を備えた入力装置において、入力キー１０が押下されたことを検出する押下検出部３６と、当該押下が検出されたとき、入力キー１０に発生する歪みを検出することにより、入力キー１０に加えられた力の方向を検出する方向検出部３８と、検出された方向に基づいて、入力される情報を判断する文字判断部４０とを設けた。
【選択図】 図２

Description

本発明は、入力される情報が複数割り当てられている１つ以上の入力キーを備える入力装置及び当該入力キーに関する。

携帯電話等の携帯端末は、利用者が携帯するために小型である必要がある。そのため、携帯端末にキーボードが設けられている場合は、そのキーボードが備えるキーの数は、いわゆるフルキーボードに比べると遥かに少ない場合が多い。

上記のような場合、１つのキーに複数の文字を割り当てられることが一般的に行われている。従来から、１つのキーから複数の文字を入力する方法として、キーに加えられた力の方向を検出し、その方向により、独立した文字を入力するというものが提案されている（下記の特許文献１参照）。
特開２００２−５５７５７号公報

しかしながら、上記の力の加えられた方向を検出する実現方法は、キーの軸の周辺部に複数の圧力センサを付加的に設けるものであり、コストの側面や実現容易性の側面において改良の余地がある。

本発明は、上記課題を解決するために成されたものであり、コスト面や実現容易性の面でより優れた入力キー及び入力装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る入力キーは、入力される情報が複数割り当てられている入力キーであって、当該入力キーに加えられる力の方向に応じて、上記入力される情報の各々が当該入力キーに対し割り当てられており、上記入力キーが押下されたことを検出する押下検出手段と、上記押下検出手段により上記入力キーの押下が検出されたとき、上記入力キーに発生する歪みを検出することにより、上記入力キーに加えられた力の方向を検出する方向検出手段とを備えることを特徴とする。ここで、「入力される情報」とは、文字、数字及び記号等の情報や、改行コード、コントロールコードの情報等、一般にいわゆるフルキーボードの各入力キーに割り当てられている情報を含む。

本発明に係る入力キーの利用者は、入力したい情報に対応した方向に力を加えて入力キーを押下する。当該入力キーには、利用者が力を加えた方向に応じて歪みが発生する。入力キーが押下されると、押下検出手段が、入力キーの押下を検出する。入力キーの押下が検出されると、方向検出手段が、入力キーに発生する歪みを検出することにより、入力キーに加えられた力の方向を検出する。このように、本発明に係る入力キーでは、付加的な複数の圧力センサを要することなく、当該入力キーが押下されたことを検出し、入力キーに加えられた力の方向を検出することができる。よって、検出された力の方向に応じて、情報（利用者が入力したい情報）を特定することが可能となり、情報の入力が可能となる。これにより、コスト面や実現容易性の面でより優れた入力キーを実現することができる。

また、より具体的には、本発明に係る入力キーは、上記入力キーでは、当該入力キーのキートップ又はその周囲部が弾性変形可能な部材で形成され、上記方向検出手段は、上記押下検出手段により入力キーの押下が検出されたとき、上記キートップ又はその周囲部に付された歪みゲージで歪みを検出することにより、上記入力キーに加えられた力の方向を検出する構成とすることが望ましい。ここで、歪みゲージ（ストレンゲージとも呼ばれる）とは、物体の歪みを計測する素子であり、例えば、圧縮された場合、抵抗値が減少し、引き延ばされた場合、抵抗値が増加するという素子の歪みによる抵抗変化を利用するもの等がある。なお、ここでいう抵抗値は、電気的な抵抗を表す値を指す。また、上記「キートップに付された」とは、当該キートップに埋め込むようにしてもよい。また、「周囲部に付された」とは、当該部分に外部から張り付けるようにしてもよいし、当該部分に埋め込むようにしてもよい。

また、より具体的には、本発明に係る入力キーは、上記入力キーと当該入力キーを支持する支持板との連結部近傍に弾性変形可能な部材が設けられ、上記方向検出手段は、上記押下検出手段により入力キーの押下が検出されたとき、上記連結部近傍に付された歪みゲージで歪みを検出することにより、上記入力キーに加えられた力の方向を検出する構成とすることが望ましい。また、キートップは弾性変形可能な部材から成り、上記方向検出手段は、上記押下検出手段により入力キーの押下が検出されたとき、キートップに付した歪みゲージで歪みを検出することにより、上記入力キーに加えられた力の方向を検出する構成とすることが望ましい。

また、より具体的には、本発明に係る入力キーは、上記入力キーは内部に、キートップと共に押下される第１の突出部と、上記入力キーを支持する支持板に設置された第２の突出部とを備え、前記第１、第２の突出部のうち一方の突出部は凸型形状をし、他方の突出部は凹型形状をしており、当該突出部同士は上記入力キーが押下されたときに緩く嵌合可能であり、上記凸型形状の突出部は、弾性変形可能な部材で形成され、歪みゲージが付されており、上記方向検出手段は、上記押下検出手段により入力キーの押下が検出されたとき、上記凸型形状の突出部に付された歪みゲージで歪みを検出することにより、上記入力キーに加えられた力の方向を検出する構成とすることが望ましい。

また、本発明に係る入力キーは、上記入力キーでは、当該入力キーが押下されたとき、当該入力キー内部で互いに接触する部分を備えており、当該接触する部分の何れか一方又は両方が、エンボスシートで形成される構成とすることが望ましい。上記エンボスシートとは、軟質ビニール等で形成され中央が隆起しているシートであり、上記隆起部分に一定以上の力を加えると、中央隆起部が一気に反対側へ凹むというものである。また、上記一定以上の力が加わらなくなると、反対側へ凹んでいた中央隆起部は、元の隆起状態へ復元する。

上記入力キーでは、利用者により当該入力キーが押下されたとき、当該押下の力が上記一定の力までは、エンボスシートにより反作用の力を受けるが、一定の力以上を加えると一気に凹むので、反作用が一気に減少する。上記により、利用者が指で入力キーを押下している場合、指先に反作用の減少を感じ取ることができる。また、利用者が入力キーから指を持ち上げると、エンボスシートは、中央隆起部が凹んだ状態から徐々に元の形状に復帰し、入力キーは持ち上げられる。一定の形状にまで復帰すると、中央隆起部は急に強い復元力が発生し、入力キーを持ち上げる力が急に強くなる。

上記により、本発明によれば、利用者が入力キーを押下した際、押下の感触、いわゆる「クリック感」を得ることができ、またそれにより、軽快な打鍵感を得ることができる。

上記目的を達成するために、本発明に係る入力装置は、入力される情報が複数割り当てられている１つ以上の入力キーを備える入力装置であって、当該入力キーに加えられる力の方向に応じて、上記入力される情報の各々が当該入力キーに対し割り当てられており、上記入力キーが押下されたことを検出する押下検出手段と、上記押下検出手段により入力キーの押下が検出されたとき、上記入力キーに発生する歪みを検出することにより、上記入力キーに加えられた力の方向を検出する方向検出手段と、上記方向検出手段により検出された方向に基づいて、入力される情報を判断する情報判断手段とを備えることを特徴とする。

以下、本発明に係る入力装置において実行される処理を説明する。入力装置の利用者は、入力したい情報に対応した入力キーを、入力したい情報に対応した方向に力を加えて押下する。当該入力キーには、利用者が力を加えた方向に応じて歪みが発生する。入力キーが押下されると、押下検出手段が、入力キーの押下を検出する。入力キーの押下が検出されると、方向検出手段が、入力キーに発生する歪みを検出することにより、入力キーに加えられた力の方向を検出する。続いて、情報判断手段が、上記方向検出手段により検出された方向に基づいて、入力される情報を判断する。

上記により、本発明によれば、入力装置は、複数の圧力センサを付加的に設けること等をせずに、キーに加えられた力の方向を検出し、その方向に応じた情報の入力が可能となる。それにより、コスト面や実現容易性の面でより優れた入力装置を実現することができる。

また、より具体的には、本発明に係る入力装置は、上記入力キーでは、当該入力キーのキートップ又はその周囲部が弾性変形可能な部材で形成され、上記方向検出手段は、上記押下検出手段により入力キーの押下が検出されたとき、上記キートップ又はその周囲部に付された歪みゲージで歪みを検出することにより、上記入力キーに加えられた力の方向を検出する構成とすることが望ましい。

また、より具体的には、本発明に係る入力装置は、上記入力キーと当該入力キーを支持する支持板との連結部近傍に弾性変形可能な部材が設けられ、上記方向検出手段は、上記押下検出手段により入力キーの押下が検出されたとき、上記連結部近傍に付された歪みゲージで歪みを検出することにより、上記入力キーに加えられた力の方向を検出する構成とすることが望ましい。

また、より具体的には、本発明に係る入力装置は、上記入力キーは内部に、キートップと共に押下される第１の突出部と、上記入力キーを支持する支持板に設置された第２の突出部とを備え、前記第１、第２の突出部のうち一方の突出部は凸型形状をし、他方の突出部は凹型形状をしており、当該突出部同士は上記入力キーが押下されたときに緩く嵌合可能であり、上記凸型形状の突出部は、弾性変形可能な部材で形成され、歪みゲージが付されており、上記方向検出手段は、上記押下検出手段により入力キーの押下が検出されたとき、上記凸型形状の突出部に付された歪みゲージで歪みを検出することにより、上記入力キーに加えられた力の方向を検出する構成とすることが望ましい。

また、本発明に係る入力装置は、上記入力キーでは、当該入力キーが押下されたとき当該入力キー内部で互いに接触する部分を備えており、当該接触する部分の何れか一方又は両方が、エンボスシートで形成される構成とすることが望ましい。この場合、上記入力装置では、利用者により入力キーが押下されたとき、当該押下の力が上記一定の力までは、エンボスシートにより反作用の力を受けるが、一定の力以上を加えると一気に凹むので、反作用が一気に減少する。上記により、利用者が指で入力キーを押下している場合、指先に反作用の減少を感じ取ることができる。また、利用者が入力キーから指を持ち上げると、エンボスシートは、中央隆起部が凹んだ状態から徐々に元の形状に復帰し、入力キーは持ち上げられる。一定の形状にまで復帰すると、中央隆起部は急に強い復元力が発生し、入力キーを持ち上げる力が急に強くなる。

上記により、利用者が入力装置に備えられた入力キーを押下した際、押下の感触、いわゆる「クリック感」を得ることができ、またそれにより、軽快な打鍵感を得ることができる。

ところで、本発明に係る入力装置は、入力キーに対する押下操作中に、当該時点における当該入力キーへの複数の入力される情報の割当て情報を外部の表示装置に出力し、当該複数の入力される情報のうち当該時点での押下操作に対応した入力候補となる情報を表示装置に強調表示させる制御手段をさらに備えた構成とすることが望ましい。

これにより、以下の３つの効果を得ることができる。即ち、(1)使用頻度などに応じて入力キーへの複数の入力される情報の割当てが変更された場合に、ユーザは、入力キーの押下操作中に、最新の割当て情報を外部の表示装置で確認することができる。また、(2)例えば、日本語のひらがなの入力モードからアルファベットの入力モードへ切り替わった場合などに、キートップ上の表示のみでは表すことが困難な、切替後の入力モードに関する入力される情報の割当て情報をユーザにフィードバックすることができる。更に、(3)当該時点での押下操作に対応した入力候補となる情報（当該時点で選択されている情報）を確認することもできる。このような最新の割当て情報のフィードバック機能により、ユーザ操作の容易性及び確実性を飛躍的に向上させることができる。

本発明によれば、付加的な複数の圧力センサを要することなく、入力キーが押下されたことを検出し、入力キーに加えられた力の方向を検出することができる。よって、検出された力の方向に応じて、情報（利用者が入力したい情報）を特定することが可能となり、情報の入力が可能となる。これにより、コスト面や実現容易性の面でより優れた入力キー及び入力装置を実現することができる。

以下、図面を参照しながら、本発明の各種の実施形態について説明する。

［第１実施形態］
図１に、第１実施形態における入力装置２００の外観構成を示す。図１に示すように、入力装置２００は、縦４行、横３列の１２個の入力キー１０（入力キー１０ａ〜１０ｌの総称）を備えている。ここで、入力装置２００は、例えば、携帯電話機に代表される移動体通信端末やＰＤＡ（Personal Digital Assistants）等の各種携帯端末に利用されるものである。

入力キー１０にはそれぞれ、当該入力キー１０に加えられる力の方向に応じて、１又は２以上の文字が割り当てられている。なお、以下の説明では、入力キー１０により入力する文字として、日本語の文字形式の１つであるひらがなを例にとって説明する。日本語のひらがなは複数のサブグループに分けることができ、各サブグループは５つの文字から構成される。これらのサブグループについては、基本の５つの母音にそれぞれ対応する５つの文字（あ、い、う、え、お）から成る「あ行」グループ、特定の子音「Ｋ」と結合した上記５つの母音それぞれに対応する５つの文字（か、き、く、け、こ）から成る「か行」グループ、特定の子音「Ｓ」と結合した上記５つの母音それぞれに対応する５つの文字（さ、し、す、せ、そ）から成る「さ行」グループ、特定の子音「Ｔ」と結合した上記５つの母音それぞれに対応する５つの文字（た、ち、つ、て、と）から成る「た行」グループ、…などがある。

例えば、入力キー１０ａには、「あ」は「上方向」、「い」は「右方向」、「う」は「下方向」、「え」は「左方向」、「お」は「中央方向」というように「あ行」の文字群が、力の方向に応じて、割り当てられている。また、図１に示すように、当該入力キー１０ａのキートップ表面には、上記割当てが分かるような表示がなされている。同様に入力キー１０ｂには「か行」の文字群が、入力キー１０ｃには「さ行」の文字群が割り当てられている。

ここで、図３を用いて、本実施形態における「方向」を説明する。図３に示すように、入力キー１０ａは、支持板６０上に備えられる。本実施形態における「方向」とは、支持板６０の平面に対して、「上」、「下」、「左」、「右」又は「中央」の何れかを表す。なお、「中央」とは、入力キー１０の押下の際、いずれの方向にも力が加えられていない、即ち支持板６０に対して垂直に力が加えられることをいう。

図２には、入力装置２００の機能の構成を示す。図２に示すように、入力装置２００は、入力キー１０（図示は入力キー１０ａのみ）と、押下検出部３６と、方向検出部３８と、文字判断部４０とを備えている。押下検出部３６は本発明に係る押下検出手段に対応し、方向検出部３８は本発明に係る方向検出手段に対応し、そして、文字判断部４０は本発明に係る情報判断手段に対応する。入力キー１０ａの上部（図３において点線で囲まれた部分）はキートップ２２０ａと呼ばれ、入力キー１０ａが押下される際に、力が加えられる部分である。なお、押下検出部３６、方向検出部３８及び文字判断部４０は、それぞれ入力キー１０と別構成としてもよいし、一体としてもよい。

入力キー１０は、入力装置の利用者によって文字を入力する際に押下される。即ち、「あ行」の文字を入力する場合、利用者は、入力キー１０ａのキートップ２２０ａに力を加え、押下する。また、入力キー１０ａのキートップ２２０ａに力を加える際に、「上」、「下」、「左」、「右」又は「中央」の何れかの方向に力を加えることにより、文字の特定を行うことができる。

押下検出部３６は、入力キー１０が押下されたことを検出する。方向検出部３８は、図１０に示す判定テーブルを備え、入力キー１０に加えられた力の方向を検出する。上記判定テーブルは、図１０に示すように、検出された入力キー１０の歪みに基づいた条件（入力キー１０に力が加えられた方向に対応する条件）を格納している（詳細は後述する）。また、文字判断部４０は、図１１に示す集計テーブル、及び図１２に示す文字変換テーブルを備え、上記検出された方向に基づいて、入力される文字を判断する。上記集計テーブルは、図１１に示すように、押下された入力キー１０の名称及び入力キー１０に力が加えられた方向に対応する検出回数を格納する。例えば、図１１（ｂ）は、入力キー１０ａが押下され、中央方向が６０回検出され、右方向が９０回検出され、それ以外の方向が０回検出されたことを示している。上記文字変換テーブルは、図１２に示すように、入力キー１０及び入力キー１０に力が加えられた方向に対応した、入力される文字を格納している。例えば、図１２は、入力キー１０ａの中央方向に「お」、上方向に「あ」、右方向に「い」、下方向に「う」、左方向に「え」が、それぞれ対応していることを示している。この文字変換テーブルは、利用者が自由に対応する文字を設定できるようにしてもよい。また、利用者の文字入力の統計結果に従って、文字変換テーブルの内容を自動的に更新するようにしてもよい。例えば、利用者の入力頻度の高い文字をより押下しやすい方向又は入力キー１０に自動的に割り当てるようにしてもよい。

ここで、押下検出部３６、方向検出部３８及び文字判断部４０は、図８に示すように、プロセッサ４５と、プロセッサ４５が実行するためのプログラムと、各種テーブル及び各種データが格納されたメモリ４６と、各種信号を受信する入力インターフェース４７と、判断結果である文字を外部に出力するための出力インターフェース４８とを備えた、一体の装置となっている。

図４に、入力キー１０の断面を示す。図４に示すように、入力キー１０は、上部電極２０と、下部電極３０と、キートップ２２０と、キースカート部２３０とを含んで構成される。上部電極２０は、入力キー１０の内側に、キートップ２２０に張り付くように位置している。下部電極３０は、入力キー１０の内側、支持板６０の上に位置し、上部電極２０の下部に隙間を挟んで位置している。また、上部電極２０は金属等の導電体から構成され、下部電極３０の上面には２個の導電片３１Ｘ、３１Ｙが埋め込まれている。入力キー１０が押下され、上部電極２０が２個の導電片３１Ｘ、３１Ｙの各々と接触すると、２個の導電片３１Ｘ、３１Ｙが上部電極２０を介して電気的に導通した状態になる。これにより、押下検出部３６が当該導通状態を検出し、当該入力キー１０が押下されたことを検出する。キースカート部２３０は支持板６０に垂直に接続されている。また、図４、及び図４に示す入力キー１０の断面図である図５に示すように、キースカート部２３０の入力キー１０の内部側及び外部側それぞれに歪みゲージ５０（歪みゲージ５０ａ〜５０ｈまでの総称）が付されている。歪みゲージ５０は、例えば、上述した素子の歪みによる抵抗変化を利用するものを用いる。また、キートップ２２０とキースカート部２３０とは一体となっており、弾性変形可能な柔軟性のある材料、例えば合成ゴム、軟質プラスチック又は軟質ビニール等で形成される。このような材質でキートップ２２０及びキースカート部２３０が形成されているので、入力キー１０に垂直方向の力が加えられると、キースカート部２３０が図６及び図７に示すように変形し、上部電極２０と下部電極３０とが接触する。上記力がなくなると、キースカート部２３０は、その弾性力によって、図４に示すような、上部電極２０と下部電極３０とが接触していない元の状態に戻る。

以下に、主に図９のフローチャートを用いて、本実施形態に係る入力装置２００において実行される処理を説明する。

利用者が入力キー１０を押下すると処理が開始される。当該利用者は、入力する文字が割り当てられている入力キー１０を、入力する文字に対応した方向に力を加えながら押下する。例えば、利用者が「い」の文字を入力したい場合は、当該利用者は、「い」が割り当てられている入力キー１０ａを、「い」に対応した右方向に力を加えながら押下する。ここで、入力する文字に対応した方向への力の加え方は、押下と同時に加えるようにしてもよいし、一度垂直方向に押下した後、押下した状態を保ったまま加えてもよい。

上記押下がなされると、図６及び図７に示すように、上部電極２０と下部電極３０とが接触し、上部電極２０が２個の導電片３１Ｘ、３１Ｙの各々と接触することで、２個の導電片３１Ｘ、３１Ｙが上部電極２０を介して導通状態となる。押下検出部３６が、上記の導通状態を検出して、入力キー１０の押下が開始されたことを検出する（Ｓ１１）。

上記押下の開始が検出されると、図１１（ａ）に示すように、文字判断部４０が集計テーブルの入力キー１０の名称を格納し、検出回数の値をリセット、即ち全ての方向に対応する検出回数の値を“０”にする。ここでは、利用者は入力キー１０ａを押下しているので、入力キーの名称には「キー１０ａ」を格納する（Ｓ１２）。

続いて、方向検出部３８が、入力キー１０に加えられた力の方向を検出する（Ｓ１３）。具体的には、以下のように検出を行う。まず、キースカート部２３０に付された歪みゲージ５０の抵抗値を計測する。歪みゲージ５０の抵抗値は、圧縮された場合、減少し、引き延ばされた場合、増加する。図６に示すように、右方向に力が加えられた場合には、歪みゲージ５０ａ，５０ｃが引き延ばされ、歪みゲージ５０ｂ，５０ｄが圧縮される。この結果、歪みゲージ５０ａ，５０ｃの抵抗値は増加し、歪みゲージ５０ｂ，５０ｄの抵抗値は減少する。即ち、キースカート部２３０の壁面を介して隣接している歪みゲージ５０の抵抗値には大きな「差」が生じる。従って、この「差」を検出して、何れの方向に力が加えられたかを知ることができる。上記「差」がある値よりも大きい場合に、何れかの方向に力が加えられたと判断するのである。当該判断基準を示したものが、図１０に示した判定テーブルであり、方向検出部３８は当該判定テーブルを参照することにより、入力キー１０に加えられた力の方向を判定する。なお、当該判定テーブルにおいて、Ａ〜Ｈは、それぞれ歪みゲージ５０ａ〜５０ｈの抵抗値を表し、α_１，α_２は、上記「差」を表す所定の正の値である。また、βは、例えば左方向の力を判定する場合に、その方向と垂直の方向、即ち入力キー１０の上下方向に加わる力がないことを判断するのに用いる、所定の正の値である。例えば、方向検出部３８が、「入力キーに加えられた力の方向が右方向である」と判断する場合は、図１０に示すように以下の条件を満たした場合である。
Ａ≧Ｂ＋α_１
Ｃ≧Ｄ＋α_２
｜Ｅ−Ｆ｜≦β
｜Ｇ−Ｈ｜≦β

ここで、抵抗値ＥとＦの差の絶対値がβ以下であるという条件が存在する理由は、「右上」等の斜め方向の力が加えられている場合を排除するためである。このような条件を加えることによって、概ね「真右」に力が加えられている場合のみを「右」方向に力が加えられていると判定することができる。抵抗値ＧとＨの差の絶対値がβ以下であるという条件も、同様の理由から設けられている。「上」、「下」、「左」方向も上記と同様に判定される。図７に示すように、垂直方向のみに力が加えられ、判定テーブルの何れの条件にも当てはまらない場合、「中央」方向と判定される。

続いて、文字判断部４０が、上記判定された力の方向に基づいて、集計テーブルを更新する。図１１に示す集計テーブルの判定された力の方向に対応する検出回数に“１”を加算する（Ｓ１４）。

続いて、押下検出部３６が、入力キー１０の押下の終了を検出する。入力キー１０の押下終了の検出は、上部電極２０と下部電極３０とが離れ、非導通状態になったか否かを判断することによりなされる（Ｓ１５）。入力キー１０の押下が終了していない場合は、Ｓ１３〜Ｓ１５の処理を再度行う。上記非導通状態になったか否かの判断は、ミリ秒単位のようなごく短い時間間隔で行うのが好ましい。

入力キー１０の押下が終了している場合は、文字判断部４０が、上記値が加算された集計テーブルから、検出回数の最大である値に対応する方向を求める（Ｓ１６）。即ち、文字判断部４０は、入力キー１０に対して加えられた力の方向の中で、最も力が加えられた頻度が高かった方向を求める。当該方向は、利用者が意図して力を加えた方向であるとみなすことができる。例えば、Ｓ１６の時点で、集計テーブルが図１１（ｂ）に示す状態だった場合は、上記求められる方向は右方向ということとなる。

続いて、文字判断部４０は、文字変換テーブルに基づいて、集計テーブルに格納されているキーの名称、及び上記求められた方向から、入力される文字を判断する（Ｓ１７）。例えば、集計テーブルに格納されているキーの名称が図１１（ｂ）に示すように「キー１０ａ」であり、方向が右方向であった場合は、図１２に示すようなキー１０ａに対応する文字変換テーブルに基づいて、入力される文字を「い」と判断する。続いて、文字判断部４０は、上記判断された文字を出力する（Ｓ１８）。

上記により、本実施形態に係る入力キー１０によれば、付加的な複数の圧力センサを要することなく、入力キー１０が押下されたことを検出し、入力キー１０に加えられた力の方向を検出することができる。よって、検出された力の方向に応じて、情報（利用者が入力したい情報）を特定することが可能となり、情報の入力が可能となる。同様に、本実施形態に係る入力装置２００によれば、複数の圧力センサを付加的に設けること等をせずに、入力キー１０に加えられた力の方向を検出し、その方向に応じた情報の入力が可能となる。このように、コスト面や実現容易性の面でより優れた入力キー又は入力装置を実現することができる。

なお、本実施形態においては、キートップ２２０自体を弾性変形可能な柔軟性のある材料で構成していたが、図１３に示すように、キートップ２２０の部分をある程度硬度のある材料で構成するようにしてもよい。ある程度硬度のある材料としては、例えば、硬質プラスチックや金属等が好ましい。

上記の構成とすることにより、入力キー１０を押下する際、キートップ部が凹んだりして違和感を与えることがなくなったり、周囲部のみが変形することで上下左右方向の移動の感触をより鮮明に感じることができる等の好ましい感触を利用者に与えることができる。

また、本実施形態においては、各方向のキースカート部２３０の外面及び内面に歪みゲージ５０を付していたが、図１４及び図１５に示すように、キースカート部２３０の外面のみに歪みゲージ５０を付すこととしてもよい。この場合、例えば、左右方向の力の方向の判定は、図１６に示す判定テーブルに基づいて、各方向のキースカート部２３０の左右の外面に付された歪みゲージ５０の抵抗値を用いることにより行うことができる。ここで、図１６における、αは、上記同様、差を表す所定の正の値である。

また、キースカート部２３０の外面でなく、内面のみに歪みゲージ５０を付すこととしてもよい。その場合、判定テーブルの左方向の条件と右方向の条件とが逆となり、上方向の条件と下方向の条件とが逆となる。

また、本実施形態においては、押下検出部３６及び方向検出部３８は、入力キー１０と別構成となっているが、図３６に示すように入力キー１０と一体となっていてもよい。

ところで、上記実施形態では、図１を用いて日本語のひらがなの入力例を示したが、実際に日本語入力では、ひらがなだけでなく、カタカナ、数字、アルファベットといった複数種類の文字を入力する必要がある。そこで、以下では、入力する文字の種類を指定するための特別なキー（以下「文字種指定キー」という）を設け、複数種類の文字入力を行う例を説明する。

例えば、図３７に示すように、携帯電話の入力部１６０が特殊キー配列部１６０Ａと文字入力キー配列部１６０Ｂとを含んで構成され、文字入力キー配列部１６０Ｂに１２個（横３個×縦４個）のキー１６１が配置され、特殊キー配列部１６０Ａには、文字種指定キー（以下「Ｆキー」と略称する）１６２が設けられている。

図３８に示すように、Ｆキー１６２には、移動方向ごとに以下のように文字種指定が割り当てられている。例えば、中央（動きなし）−ひらがな、上方向−数字半角、左方向−英小文字半角、下方向−カタカナ半角、右方向−英大文字半角というふうに、頻繁に入力される傾向がある文字種については１回の操作（指の移動）で指定できるように構成されている。また、上記以外の文字種については２回の操作で指定できるように構成されている。即ち、図３８のＦキー１６２の枠外に示すように、指を上方向に２回続けて移動させることで数字全角の文字種を指定でき、指を左方向に２回続けて移動させることで英小文字全角の文字種を指定できる。また、指を下方向に２回続けて移動させることでカタカナ全角の文字種を指定でき、指を右方向に２回続けて移動させることで英大文字全角の文字種を指定できる。このように指を特定方向に２回続けて移動させることで、指を当該特定方向に１回だけ移動させる場合とは異なる文字種を指定可能となり、文字種指定に関する拡張性を持たせることができる。

また、文字入力キー配列部１６０Ｂの１２個のキー１６１への文字割当てについては、例えば、ひらがなでは、図３９のように割り当てることができる。前述したように、ひらがなは「あ行の５文字」、「か行の５文字」…というように５文字ずつの文字群に分類できるため、１つのキー１６１に対し１つの文字群（５文字）を割り当てることができる。図３９に表形式で示すように、キーＫ１には「あ行の５文字（あ、い、う、え、お）」を割り当て、キーＫ２には「か行の５文字（か、き、く、け、こ）」を割り当てる。このようにして、１つのキー１６１に対し１つの文字群（５文字）を割り当てることができる。

また、図３９の表におけるキーＫ１０、Ｋ１１への割当てに示すように、ひらがなの文字以外にも、ひらがな入力時に入力されることの多い記号（長音、句点、読点など）を割り当てることもできる。

さらに、ひらがなの文字のうち、特定の文字については、通常よりも小さいサイズで表示する例（例えば「ゃ」、「っ」など）、濁音で表示する例（例えば「が」、「ざ」など）、半濁音で表示する例（例えば「ぱ」、「ぴ」など）がある。また、ひらがなの文字をカタカナ小文字又はカタカナ大文字に変換する場合も多い。そこで、図３９の表におけるキーＫ１２への割当てに示すように、上記のようなひらがなの「小文字化」、「濁音化」、「半濁音化」、「カタカナ小文字化」、「カタカナ大文字化」の各機能を割り当てることもできる。

上記は、日本語のひらがなの入力に関するキー割当てについて説明したが、１つのキーに対して図３９のように複数の文字・記号・機能を割り当てて、キーの入力操作回数を削減し、入力操作をより容易にする本発明は、他の言語の文字入力に対しても適用することができる。以下、英語、ドイツ語、フランス語、中国語、韓国語の文字入力に本発明を適用した例を説明する。

まず、英語の文字入力に本発明を適用した例を説明する。英語の文字（アルファベット）は計２６文字であり、日本語のひらがなのように５個ずつの文字群にグループ分けされているわけでもない。そこで、図４０に示すように、アルファベット（Ａ、Ｂ、Ｃ、…）を先頭から順に５文字ずつ１つのキーに割り当てていく方法が考えられる。その場合、キーＫ６までで２６文字全ての割当てが完了し、多くのキーが余るため、多くの記号（例えば、リターン（ＣＲ）、タブ（ＴＡＢ）、…）を余ったキーに割り当てることができる。図４０の割当て表は、各キー（Ｋ１〜Ｋ１２）へのアルファベット及び記号の割当てを示しており、この割当て表に基づいて、文字入力キー配列部１６０Ｂ（図３７参照）の各キー（Ｋ１〜Ｋ１２）に実際に割り当てた例を図４１に示す。

これにより、フルキーボードと同等の文字種の入力を１回の操作（指の移動）で行うことが可能となる。即ち、少ない入力キーで、フルキーボードと同等の機能を実現できるとともに、少ない入力操作数での文字入力を可能とし、入力操作の効率を飛躍的に向上させることができる。

なお、英小文字半角、英小文字全角、英大文字半角、英大文字全角の４つの文字種間の切換えについては、図３７のＦキー１６２を操作することで切換え可能とする。図３８には日本語のＦキー１６２を示すが、英語では、ひらがな、カタカナが存在しないので、上記４つの文字種全てを図３７のＦキー１６２の４つの方向に割り当てることで、１回のＦキー１６２の操作で所望の英語の文字種を指定することができる。

なお、図４０に示す各キー（Ｋ１〜Ｋ１２）へのアルファベット及び記号の割当ては、日本語の英字入力においても使用することができる。

次に、ドイツ語の文字入力に本発明を適用した例を説明する。ドイツ語の文字入力では、英語と同じアルファベットの入力以外に、ウムラウトという記号付きの文字やエスツェットなどの特有の文字を入力する必要がある。

そこで、上記のような特有の文字は、図４０の割当て表における記号の割当て部分と置き換えることで、英語入力の場合と同様に、フルキーボードと同等の文字種の入力を１回の操作（指の移動）で行うことが可能となる。即ち、少ない入力キーで、フルキーボードと同等の機能を実現できるとともに、少ない入力操作数での文字入力を可能とし、入力操作の効率を飛躍的に向上させることができる。

次に、フランス語の文字入力に本発明を適用した例を説明する。フランス語の文字入力では、英語と同じアルファベットの入力以外に、以下のような特有の文字を入力する必要がある。即ち、アクサンテギュー、アクサングラーヴ、アクサンスィルコンフレックス、トレマ、セディーユ、オーウーコンポーゼなどである。

そこで、上記のような特有の文字は、図４０の割当て表における記号の割当て部分と置き換えることで、英語入力の場合と同様に、フルキーボードと同等の文字種の入力を１回の操作（指の移動）で行うことが可能となる。即ち、少ない入力キーで、フルキーボードと同等の機能を実現できるとともに、少ない入力操作数での文字入力を可能とし、入力操作の効率を飛躍的に向上させることができる。

次に、中国語の文字入力に本発明を適用した例を説明する。中国語の文字入力方式としては、入力対象の文字の読み（発音）に相当するアルファベット列（ピンイン）を入力するピンイン入力方式が一般的である。このピンイン入力方式には、全ピン入力と双ピン入力の２つの入力方式がある。

このうち全ピン入力は、英語用のキーボードをそのまま使用し、キーボード上のアルファベット表記に従ってピンインを１文字単位で入力するものである。例えば、「今日は晴れです」に対応する中国語「今天晴」を入力する場合は、「今」の読み（発音）に相当するアルファベット列「ＪＩＮ」、「天」の読み（発音）に相当するアルファベット列「ＴＩＡＮ」、「晴」の読み（発音）に相当するアルファベット列「ＱＩＮＧ」を順に、英語用のキーボード上のアルファベット表記に従って入力する。従って、全ピン入力については、前述した英語の文字入力に本発明を適用した例と同様に、図４０、図４１のようなキー割当てを行うことで、フルキーボードと同等の文字種の入力を１回の操作（指の移動）で行うことが可能となり、文字入力操作の効率を飛躍的に向上させることができる。

一方、双ピン入力では、中国語の声母と韻母の使い分けを行って入力する。ここで、「声母」とは音節の先頭に来る子音を意味し、「韻母」とは音節中の声母を除いた部分を意味し、当該「韻母」には必ず母音が含まれる。双ピン入力では、声母→韻母→声母→韻母と順に切り替えて入力する。即ち、声母と韻母の使い分けを行いながら、キーボードの打鍵回数を少なくする工夫がなされており、双ピン入力のキーボード配列を覚えると、前述した全ピン入力よりも少ない入力回数で文字入力できるため、効率的な文字入力を実現できる。

このような双ピン入力では、声母入力時のための声母のキー割当てと、韻母入力時のための韻母のキー割当ての２つが必要となる。これらの声母のキー割当て及び韻母のキー割当てに対し本発明を適用することができる。例えば図４２（ａ）には、声母のキー割当て例を示す。キーＫ１には５つの声母（b、c、ch、f、g）を割り当て、キーＫ１上での指の移動方向によって、どの声母が入力されたかを判別することができる。キーＫ２〜Ｋ５にも、同様に、声母を割り当てることができる。また、図４２（ｂ）には、韻母のキー割当て例を示す。キーＫ１には５つの韻母（a、ai、an、ang、ao）を割り当て、キーＫ１上での指の移動方向によって、どの韻母が入力されたかを判別することができる。キーＫ２〜Ｋ７にも、同様に、韻母を割り当てることができる。

前述したように、双ピン入力では、声母→韻母→声母→韻母と順に切り替えて入力するが、キー割当ては、声母の入力時には図４２（ａ）の声母のキー割当てになり、韻母の入力時には図４２（ｂ）の韻母のキー割当てになるよう構成されている。

以上のように、双ピン入力についても、図４２（ａ）、（ｂ）のような声母及び韻母のキー割当てを行うことで、フルキーボードと同等の文字種の入力を１回の操作（指の移動）で行うことが可能となる。即ち、少ない入力キーで、フルキーボードと同等の機能を実現できるとともに、少ない入力操作数での文字入力を可能とし、入力操作の効率を飛躍的に向上させることができる。

なお、中国語の入力においても、文字以外に記号（例えば！や？など）を入力することが多い。そこで、図４０の英文字の割当て例と同様に、図４２（ａ）、（ｂ）のキー割当ての余りの部分に、各種の記号を割り当て、記号の入力についても効率的な入力を図ることが望ましい。

最後に、韓国語の文字入力に本発明を適用した例を説明する。韓国語の文字（ハングル文字）は、１文字ずつ子音と母音の組合せにより構成されている。従って、文字入力の際には、１文字ずつ、子音を表す部分と母音を表す部分とを入力する必要がある。子音は１９音、母音は２１音あり、これら計４０個の音それぞれを表す４０個の部分を、キーに割り当てることとなる。この割当ての一例を図４３に示す。図４３において、太線１６３で囲まれた部分が、子音を表す計１９個の部分であり、その他の２１個の部分が母音を表す部分に相当する。

このように、子音１９音及び母音２１音の計４０個の音それぞれを表す４０個の部分をキーに割り当てることができるので、フルキーボードと同等の文字種の入力を１回の操作（指の移動）で行うことが可能となる。即ち、少ない入力キーで、フルキーボードと同等の機能を実現できるとともに、少ない入力操作数での文字入力を可能とし、入力操作の効率を飛躍的に向上させることができる。

なお、韓国語の入力においても、文字以外に記号（例えば！や？など）を入力することが多い。そこで、図４０の英文字の割当て例と同様に、図４３のキー割当ての余りの部分（キーＫ９〜Ｋ１２）に、各種の記号を割り当て、記号の入力についても効率的な入力を図ることが望ましい。

以上のように、本発明は、さまざまな言語の文字入力に対して適用可能であり、少ない入力キーで、フルキーボードと同等の機能を実現できるとともに、少ない入力操作数での文字入力を可能とし、入力操作の効率を飛躍的に向上させることができる、という優れた効果を奏する。

［第２実施形態］
図１７に、第２実施形態における入力キー１０の断面を示す。また、図１８に図１７における入力キー１０のXVIII-XVIII断面を示す。なお、入力装置２００の外観構成及び機能の構成は、第１実施形態と同様である。

図１７及び図１８に示すように、支持板６０の入力キー１０との連結部、即ちキースカート部２３０の下部に歪みゲージ７０（歪みゲージ７０ａ〜７０ｄの総称）が付されている。なお、それ以外の入力キー１０の構成は、第１実施形態と同様である。上記の構成により、入力キー１０に加えられた力は、歪みゲージ７０に伝わるので、当該歪みゲージ７０の抵抗値を測定すれば、加えられた力の方向を知ることが可能となる。

本実施形態で用いる歪みゲージ７０は、図１９に示すように、上下左右の方向に備えられた４つの歪みゲージ片７１（歪みゲージ片７１ａ〜７１ｄの総称）と、キースカート取り付け部７２とを含んで構成される。方向検出部３８が、これら４つの歪みゲージ片７１それぞれの抵抗値を計測することにより、加えられる力を縦方向と横方向に分解して検出することができる。

本実施形態に係る入力装置２００において実行される処理は、上記第１実施形態で説明したものと、入力キー１０に加えられた力の方向の検出（図９のＳ１３）を除いて同様である。以下に上記方向の検出の処理について説明する。

まず、方向検出部３８が、各歪みゲージ７０での力の方向を、図２０に示す第１の判定テーブルを用いて、上記方向の判定と同様に判定する。ここで、上記判定テーブルにおけるＡ〜Ｄは、それぞれ歪みゲージ片７０ａ〜７０ｄの抵抗値を表し、αは、上記「差」を表す所定の正の値である。また、βは、例えば左方向の力を判定する場合に、その方向と垂直の方向、上下方向に加わる力がないことを判断するのに用いる、所定の正の値である。

上記により各歪みゲージ７０での力の方向により、図２１に示す第２の判定テーブルを用いて、入力キー１０に加えられた力の方向を判定する。具体的には、例えば、入力キー１０に、右方向に力が加えられて押下された場合は、上記各歪みゲージ７０すべてで、右方向と判定され、当該判定された方向を元に、第２の判定テーブルに基づき、入力キー１０に加えられた力の方向は右方向であると判定される。

上記により、本実施形態に係る入力装置２００によれば、入力キー１０自体に歪みゲージを付す必要がないので、入力キー１０の重量増加を防ぎ、キータッチが重くなることを防止することができる。また、入力キー１０自体は、従来のものを用いることができる。

なお、本実施形態においては、歪みゲージ７０は上下左右の力の方向を検出することができるので、図２２及び図２３に示すように、１つの歪みゲージ７０ａのみを用いることとしてもよい。上記により、より簡素な入力キー１０を構成することができ、コスト低減を図ることができる。

また、本実施形態においては、歪みゲージ７０には４つの歪みゲージ片７１を含んでおり上下左右の力の方向を検出することができるようにしている。しかしながら、図２４（ａ）に示すように、１つの歪みゲージ７０に２つの歪みゲージ片７１を含ませ、図２５（ａ）に示す第１の判定テーブルを用い、左右方向のみ力の方向を検出できるようにし、それらの各ゲージ７０での力の方向により、図２６に示す第２の判定テーブルに基づき、入力キー１０に加えられた力の方向を判定してもよい。また、図２４（ｂ）に示すように、１つの歪みゲージ７０に２つの歪みゲージ片７１を含ませ、図２５（ｂ）に示す第１の判定テーブルを用い、上下方向のみ力の方向を検出できるようにし、それらの各ゲージ７０での力の方向により、図２６に示す第２の判定テーブルに基づき、入力キー１０に加えられた力の方向を判定してもよい。また、上記の場合、歪みゲージ７０の数は、図２７に示すように、２つにして、方向の判定に図２８に示す第２の判定テーブルを用いてもよい。上記により、より簡素な入力キー１０を構成することができ、更にコスト低減を図ることができる。

［第３実施形態］
図２９に、第３実施形態における入力キー１０の断面を示す。なお、入力装置２００の外観構成及び機能の構成は、第１実施形態と同様である。図２９に示すように、入力キー１０は、上部電極１２０と、下部電極１３０と、キートップ４２０と、キースカート部４３０と、ばね５００とを含んで構成される。キートップ４２０とキースカート部４３０とは一体となっており、ある程度硬度のある材料、例えば、硬質プラスチックや金属等で形成されている。キースカート縁部４３０ａは、支持板６０に備えられた支持板爪部６０ａに係合することにより、キートップ４２０が支持板６０から離脱してしまうことを防止する。上部電極１２０は、キートップ４２０と同様の材料で形成され円筒形をしており、入力キー１０の内側にキートップ４２０に張り付くように位置している。また、上部電極１２０の下部は丸みを帯びた凹型の形状としており、丸みを帯びた凸型の形状の上部を有する下部電極１３０と、緩く嵌合可能である。

また、図３０に示すように上部電極１２０の凹面部１２０ａには、全面的に金属片による電気接点１２０ｂが設けられている。下部電極１３０は、入力キー１０の内側に、支持板６０の上に備えられ上部電極１２０の下部に隙間を挟んで位置している。また、下部電極１３０は、円筒形をしており、その上部は丸みを帯びた凸型の形状をしている。下部電極１３０の凸型形状をした上部には、図３１に示すように、無数の電気接点１３０ａ，１３０ｂが設けられている。当該電気接点は白丸印で示される１３０ａと、黒丸印で示される１３０ｂとがあり、下部電極１３０が上部電極１２０と接触し、上部の電気接点１２０ｂが電気接点１３０ａ，１３０ｂと接触すると、これらの電気接点１３０ａ，１３０ｂが電気的に導通状態になる。第１実施形態でも述べたように、押下検出部３６が、当該導通状態を検出し、当該入力キー１０が押下されたことを検出する。

更に、下部電極１３０は弾性変形可能な柔軟性のある材料で形成されており、図３２に示すように、その内部には歪みゲージ６５０（歪みゲージ６５０ａ〜６５０ｄの総称）が設けられている。また、ばね５００は、円筒状の上部電極１２０及び下部電極１３０を囲むように設けられ、その一端はキートップ４２０を垂直に押し上げ、支持板６０を垂直に押し下げている。通常状態（入力キー１０に力が加えられていない状態）では、キートップ４２０は、キースカート縁部４３０ａが支持板爪部６０ａに接する位置に停止している。

本実施形態に係る入力装置２００において実行される処理は、上記第１実施形態で説明したものと、入力キー１０に加えられた押下の検出、及び力の方向の検出（図９のＳ１１及びＳ１３）を除いて同様である。以下に上記押下の検出、及び方向の検出の処理について説明する。

利用者が入力キー１０を、入力する文字に対応した方向に力を加えながら押下すると、ばね５００が縮み、下部電極１３０が上部電極１２０に接触し、導通状態となり、押下検出部３６が、当該入力キー１０が押下されたことを検出する（図９のＳ１１に対応）。

一方、入力する文字に対応した方向に加えられた力は、図３３に示すように、上部電極１２０の凹型形状部分を介して、下部電極１３０に伝わり、これにより下部電極１３０に、入力する文字に対応した方向の歪みが発生する。下部電極１３０に発生した歪みは、下部電極１３０内部に設けられた歪みゲージ６５０を歪ませ、当該歪みによる歪みゲージ６５０の抵抗値の変化により、上述の実施形態と同様に、方向検出部３８が入力キー１０に加えられた力の方向を検出する（図９のＳ１３に対応）。

上記により、本実施形態に係る入力装置２００によれば、入力キー１０にばねを用いているので、利用者が入力キー１０を押下したときのクリック感を向上させることができる。

また、本実施形態においては、図３４に示すように、上部電極１２０の内部にピストン１２０ｃと、エンボスシート１２０ｄとを更に備える構成としてもよい。

上記入力装置２００では、利用者により入力キー１０が押下されたとき、上部電極１２０と下部電極１３０とが接触するまでは、ピストン１２０ｃとエンボスシート１２０ｄとは同じように下降する。上部電極１２０と下部電極１３０との接触後更に力を加えると、ピストン１２０ｃとエンボスシート１２０ｄとが接触し、一定の力までは、エンボスシート１２０ｄにより反作用の力を受けるが、一定の力以上を加えると一気に凹み、反作用が一気に減少する。上記により、利用者が指で入力キー１０を押下している場合、指先に反作用の減少を感じ取ることができる。また、利用者が入力キー１０から指を持ち上げると、エンボスシート１２０ｄは、中央隆起部が凹んだ状態から徐々に元の形状に復帰し、入力キー１０は持ち上げられる。一定の形状にまで復帰すると、中央隆起部は急に強い復元力が発生し、入力キー１０を持ち上げる力が急に強くなる。

上記により、入力装置２００に備えられた入力キー１０を押下した際、当該入力装置２００の利用者がキートップ４２０を押下した感触、いわゆる「クリック感」を更に得ることができ、またそれにより、軽快な打鍵感を得ることができる。

上記実施形態においては、上部電極１２０及び下部電極１３０は円筒形状であるが、図３５（ａ）、（ｂ）に示すように、角柱形状としてもよい。例えば、力を加える方向が、上下左右の４方向に限定される場合、特に好ましい。この場合でも、接触面を広く確保するために、接触面を曲面とすることが望ましい。

次に、図４４、図４５を用いて、キートップ２２０の表面付近に、多数の歪み計を配置することで、押下検出及び方向検出を行う構成例を説明する。図４５は、図４４（入力キー構成例）におけるＸ−Ｘ線断面図を示す。図４４に示すキートップ２２０のセンサ部２２１では、図４５に示すように、基板２２１Ａ上に、弾性変形可能な柔軟素材（例えば合成ゴム、軟質プラスチック又は軟質ビニール等）２２１Ｂの層が形成され、柔軟素材２２１Ｂの層の中に、図４４のＸ−Ｘ線に沿った方向及びこれに垂直な方向に沿った二次元的な配置で、歪み計２２１Ｃがセンサ部２２１の全面にわたり埋設されている。

歪み計２２１Ｃは、圧力がかかり歪みが発生すると、電気的な抵抗値が当該歪み量に応じて所定の変化をする特性を有する。また、各歪み計２２１Ｃの出力端は、２つの電気配線系統Ａ、Ｂに電気的に接続されており、これら電気配線系統Ａ、Ｂには、図示しない直流電源等により一定の電位差が設けられている。このため、ある歪み計２２１Ｃに圧力がかかり歪みが発生すると、当該歪み計２２１Ｃの電気的な抵抗値が当該歪み量に応じて所定の変化をすることで、当該歪み計２２１Ｃに流れる電流値が当該歪み量に応じて変化する。

各歪み計２２１Ｃに流れる電流値は、図示しない電流検出器により検出され、押下検出部３６に電流値情報が入力される。電流値情報を受けた押下検出部３６は、各歪み計２２１Ｃに流れる電流値情報から、まず、何れかの歪み計２２１Ｃに基準値以上の圧力がかかっていることを検出することで、キートップ２２０が押下されたことを検出する。そして、押下検出部３６は、押下を検出すると、各歪み計２２１Ｃに流れる電流値情報を所定時間継続して方向検出部３８に出力し、方向検出部３８は、歪み計２２１Ｃから各点の圧力分布を測定し、圧力分布の重心（中心）を算出し、重心位置又は所定時間での重心の変化の方向に基づいて、キートップ２２０の押下の方向を検出する。そして、方向検出部３８により検出されたキートップ２２０の押下の方向の情報は文字判断部４０に入力され、文字判断部４０は、当該押下の方向に対応する文字情報を判断することができる。

［第４実施形態］
次に、第４実施形態として、キートップの上部又は表面周辺部で、キートップに加えられた上下左右方向の力によって生じる歪みを検出する機構を採用した実施形態を説明する。

図４７には第４実施形態のキートップ８０の平面図を示し、キートップ８０は弾性変形可能な材料から成る。このキートップ８０には、図４７における上下左右方向の力によって生じる歪みを検出するための歪みゲージ８１Ａ〜８１Ｄが埋め込まれている（図４７では便宜上、各歪みゲージは実線で示す）。このうち歪みゲージ８１Ａ、８１Ｂは図４７における上下方向の力によって生じる歪みを検出し、歪みゲージ８１Ｃ、８１Ｄは図４７における左右方向の力によって生じる歪みを検出する。

図４８（ａ）には、図４７のＸ−Ｘ線断面図を示す。この図４８（ａ）に示すように、歪みゲージ８１Ｃ、８１Ｄは、図４７及び図４８（ａ）における左方向の力による歪みと右方向の力による歪みとを区別して検出できるように、反対向きの傾斜（例えばキートップ８０の表面に対して４５度など）を設けてキートップ８０内に埋め込まれている。これにより、キートップ８０が図４７及び図４８（ａ）における左方向に歪んだ場合、歪みゲージ８１Ｃには当該歪みゲージ８１Ｃが縮む方向で圧力がかかり、歪みゲージ８１Ｄには当該歪みゲージ８１Ｄが伸びる方向で圧力がかかる。この方向の判定方法は後述する。

また、図４８（ａ）に示すように、キートップ８０はキートップ土台部８２上に設置され、キートップ土台部８２は基板８３の上面に設けられた開口部の中に配置されている。このキートップ土台部８２の底面端部には、基板８３上面の開口部よりも外側に張り出したキートップスカート部８２Ａ、８２Ｂが形成されており、キートップ土台部８２及びキートップ８０が基板８３からはずれないように構成されている。なお、キートップスカート部８２Ａと基板８３の対向面８３Ａとの間、及びキートップスカート部８２Ｂと基板８３の対向面８３Ｂとの間は、弾性変形可能な材料（例えば合成ゴムやバネ等）から構成されたキートップ支持部９０により連結されている。なお、キートップスカート部８２Ａ、８２Ｂを含むキートップ土台部８２は、ある程度硬度のある材料により構成されており、このため、キートップ土台部８２及びキートップ８０が基板８３からはずれることを防止できるとともに、４つの歪みゲージが埋設された弾性体のキートップ８０のみが変形しやすくなる。

また、キートップ土台部８２の底面において、当該底面中央部には上部電極８４が設置され、歪みゲージ８１Ｃの埋設部近傍には歪みゲージ用上部電極８８Ａ、８８Ｂが設置され、歪みゲージ８１Ｄの埋設部近傍には歪みゲージ用上部電極８６Ａ、８６Ｂが設置されている。歪みゲージ８１Ｃの端部は、それぞれ歪みゲージ用上部電極８８Ａ、８８Ｂに電気的に接続され、歪みゲージ８１Ｄの端部は、それぞれ歪みゲージ用上部電極８６Ａ、８６Ｂに電気的に接続されている。

一方、基板８３におけるキートップ土台部８２との対向面上には、上記の上部電極８４、歪みゲージ用上部電極８８Ａ、８８Ｂ、８６Ａ、８６Ｂのそれぞれに対応する位置に、下部電極８５、歪みゲージ用下部電極８９Ａ、８９Ｂ、８７Ａ、８７Ｂが設置されている。なお、歪みゲージ８１Ａ〜８１Ｄの抵抗値は、当該歪みゲージが圧縮された場合、減少し、当該歪みゲージが引き延ばされた場合、増加する。なお、図４７のＹ−Ｙ線断面は、上述した図４８（ａ）のＸ−Ｘ線断面と同様の構成であるため、説明を省略する。

第４実施形態における入力装置の機能的な構成は、前述した図２の入力装置２００の構成と同様であり、図示は省略したが、歪みゲージ用下部電極８９Ａ、８９Ｂ、８７Ａ、８７Ｂの各々からの電気信号は方向検出部３８に入力され、方向検出部３８は、キートップ８０に加えられた上下左右方向の力によって生じる歪みを検出することで、入力キーに加えられた力の方向を判定する。

次に、本実施形態の動作として、キートップ８０に加えられた上下左右方向の力によって生じる歪みを検出する処理を説明する。ここでは、図４８（ｂ）に示すように、キートップ８０において、矢印Ｌ方向（図４７における左方向）の力による歪みが生じた場合を例にとって説明する。

図４８（ｂ）に示すように、キートップ８０が押下されると、上部電極８４と下部電極８５とが電気的に接続され、同様に、歪みゲージ用上部電極８８Ａ、８８Ｂ、８６Ａ、８６Ｂと、それぞれに対向する歪みゲージ用下部電極８９Ａ、８９Ｂ、８７Ａ、８７Ｂとが電気的に接続される。これにより、歪みゲージ８１Ｃからの電気信号は歪みゲージ用下部電極８９Ａ、８９Ｂを介して方向検出部３８に入力され、方向検出部３８は、電気信号の電流値から歪みゲージ８１Ｃの抵抗値を求める。同様に、方向検出部３８は、歪みゲージ８１Ａ、８１Ｂ、８１Ｄの抵抗値を求める。

例えば、図４８（ｂ）に示すように、キートップ８０において、矢印Ｌ方向（図４７における左方向）の力による歪みが生じた場合、歪みゲージ８１Ｄが引き延ばされ、歪みゲージ８１Ｃが圧縮される。歪みゲージ８１Ａ、８１Ｂは殆ど圧縮・伸張しない。この結果、歪みゲージ８１Ｄの抵抗値（以下「抵抗値Ｄ」という）は増加し、歪みゲージ８１Ｃの抵抗値（以下「抵抗値Ｃ」という）は減少し、歪みゲージ８１Ａの抵抗値（以下「抵抗値Ａ」という）及び歪みゲージ８１Ｂの抵抗値（以下「抵抗値Ｂ」という）は殆ど変わらない。即ち、抵抗値Ｄが抵抗値Ｃよりも所定値以上大きくなり、抵抗値Ａ、Ｂの差分は０に近い。

このため、方向検出部３８は、図４９に示すように、抵抗値Ｄが（抵抗値Ｃ＋所定の正の値α）以上であり且つ抵抗値Ａ、Ｂの差分が所定の正の値β以下であるという条件が成立したことをもって、キートップ８０に図４７における左方向の力による歪みが生じたものと判断し、これをもって、入力キーに加えられた力の方向を、図４７における左方向と判定する。

同様に、キートップ８０において、図４８（ｂ）の矢印Ｌと逆方向（図４７における右方向）の力による歪みが生じた場合、歪みゲージ８１Ｃが引き延ばされ、歪みゲージ８１Ｄが圧縮される。歪みゲージ８１Ａ、８１Ｂは殆ど圧縮・伸張しない。この結果、抵抗値Ｃは増加し、抵抗値Ｄは減少し、抵抗値Ａ、Ｂは殆ど変わらない。即ち、抵抗値Ｃが抵抗値Ｄよりも所定値以上大きくなり、抵抗値Ａ、Ｂの差分は０に近い。このため、方向検出部３８は、図４９に示すように、抵抗値Ｃが（抵抗値Ｄ＋所定の正の値α）以上であり且つ抵抗値Ａ、Ｂの差分が所定の正の値β以下であるという条件が成立したことをもって、キートップ８０に図４７における右方向の力による歪みが生じたものと判断し、これをもって、入力キーに加えられた力の方向を、図４７における右方向と判定する。

また、キートップ８０において、図４７における上方向又は下方向の力による歪みが生じた場合も、同様である。

このようにして、キートップに加えられた上下左右方向の力によって生じる歪みの方向を検出することで当該力の方向を検出する機構を簡易に実現することができ、コスト面や実現容易性の面でより優れた入力キー及び入力装置を実現することができる。

特に、歪みゲージ８１Ｃ、８１Ｄを、互いに反対向きの傾斜を設けてキートップ８０内に埋め込み、且つ、歪みゲージ８１Ａ、８１Ｂを、互いに反対向きの傾斜を設けてキートップ８０内に埋め込んだことにより、図４７及び図４８（ａ）における上下左右の各方向の力による歪みを区別して検出できる点が大きな利点といえる。

ところで、上記何れの実施の形態においても、ユーザによる入力キーの押下操作中に、当該入力キーに関する文字変換テーブルの最新情報をユーザにフィードバック可能な構成とすることが望ましい。以下、このようなユーザへの文字変換テーブル最新情報のフィードバック機能を持たせた構成例を説明する。図４６に示すように、入力装置２００には制御部４１がさらに設けられ、この制御部４１は、入力キーに対する押下操作中（即ち、キートップの操作開始からスイッチにより操作確定が確認されるまでの間）に、当該時点における当該入力キーに関する文字変換テーブル５２の情報（各方向に割り当てられた情報）を表示画面２８０に出力し、当該時点での押下操作に対応した入力候補情報を表示画面２８０に強調表示させる。例えば、表示画面２８０の右上に示す画像４２のように、各方向への文字Ａ〜Ｅの割り当て、及び、丸で囲んで強調表示された文字「Ａ」が現在選択されていることをユーザにフィードバックすることができる。

フィードバックは、例えば、使用頻度などに応じて入力キーへの複数の入力される情報の割当てが変更されたときや、割当ては変更されていなくとも図３７のＦキー１６２を操作した直後（文字入力のモード切替をした直後）などのタイミングで行うことが望ましく、これにより、以下の３つの効果を得ることができる。即ち、(1)使用頻度などに応じて入力キーへの文字情報等の割当てが変更された場合に、ユーザは、入力キーの押下操作中に、最新の割当て情報を表示画面２８０の右上の画像４２で確認することができる。また、(2)例えば、日本語のひらがなの入力モードからアルファベットの入力モードへ切り替わった場合などに、ユーザは、キートップ上の表示のみでは表すことが困難な、異なる入力モードの最新の割当て情報を画像４２で確認することができる。更に、(3)ユーザは、当該時点での押下操作に対応した入力候補となる情報（当該時点で選択されている情報）を画像４２で確認することもできる。このような最新の割当て情報のフィードバック機能により、ユーザ操作の容易性及び確実性を飛躍的に向上させることができる。

本発明の実施形態における入力装置の外観構成を示す図である。 実施形態における入力装置の機能ブロック図である。 実施形態における「方向」を説明するたもの図である。 第１実施形態における入力キーの垂直断面図である。 第１実施形態の図４における入力キーのＶ−Ｖ断面図である。 第１実施形態における入力キー押下時の状態の一例を示した図である。 第１実施形態における入力キー押下時の状態の一例を示した図である。 文字判断部の機能ブロック図である。 第１実施形態における処理を示すフローチャートである。 第１実施形態における、入力キーに加えられた力の方向を判定するための判定テーブルである。 第１実施形態における、入力キーに加えられた力の方向が検出された回数を記録する集計テーブルであり、（ａ）は初期状態、（ｂ）は力の方向が検出された状態を示すテーブルである。 第１実施形態における文字変換テーブルの一例である。 第１実施形態での他の例における入力キーの垂直断面図である。 第１実施形態での他の例における入力キーの垂直断面図である。 第１実施形態の図１４における入力キーのXV-XV断面図である。 第１実施形態での他の例における、入力キーに加えられた力の方向を判定するための判定テーブルである。 第２実施形態の入力キーの垂直断面図である。 第２実施形態の図１７における入力キーのXVIII-XVIII断面図である。 第２実施形態における歪みゲージの構成図である。 第２実施形態における、各歪みゲージにおける力の方向を判定するための判定テーブル（第１の判定テーブル）である。 第２実施形態における、入力キーに加えられた力の方向を判定するための判定テーブル（第２の判定テーブル）である。 第２実施形態での他の例における入力キーの垂直断面図である。 第２実施形態の図２２における入力キーのXXIII-XXIII断面図である。 第２実施形態での他の例における歪みゲージの構成図である。 第２実施形態での他の例における、各歪みゲージにおける力の方向を判定するための判定テーブル（第１の判定テーブル）であり、（ａ）は左右方向の判定用のテーブル、（ｂ）は上下方向の判定用のテーブルである。 第２実施形態での他の例における、入力キーに加えられた力の方向を判定するための判定テーブル（第２の判定テーブル）である。 第２実施形態での他の例における入力キーの断面図である。 第２実施形態での他の例における、入力キーに加えられた力の方向を判定するための判定テーブル（第２の判定テーブル）である。 第３実施形態における入力キーの垂直断面図である。 第３実施形態におけるキートップの内部部分の拡大図である。 第３実施形態における入力キー内部に位置する下部電極を上から示した図である。 第３実施形態における入力キー内部に位置する下部電極を示した図である。 第３実施形態における入力キー内部に位置する下部電極が歪んでいる状態を示した図である。 第３実施形態での他の例における入力キーの断面図である。 （ａ）は第３実施形態における上部電極の形状の例を示した図であり、（ｂ）は下部電極の形状の例を示した図である。 実施形態における入力装置の機能ブロック図の一例である。 複数種類の文字入力を行う例における携帯電話の入力部の構成図である。 Ｆキーに割り当てられた文字種指定を説明するための図である。 各キーへの日本語のひらがな及び記号の割当ての一例を示す表である。 各キーへの英語のアルファベット及び記号の割当ての一例を示す表である。 図４０の割当て表に基づいて各キーにアルファベット及び記号を割り当てた状態を示す図である。 （ａ）は各キーへの中国語の声母の割当ての一例を示す表であり、（ｂ）は各キーへの中国語の韻母の割当ての一例を示す表である。 各キーへの韓国語の文字の割当ての一例を示す表である。 重心位置又は重心位置の変化に基づいて押下の方向を検出する構成の一例を示す図である。 （ａ）は押下されていない状態における図４４のＸ−Ｘ線断面図であり、（ｂ）は押下された状態における図４４のＸ−Ｘ線断面図である。 ユーザへの文字変換テーブル最新情報のフィードバック機能を持たせた構成例を示す図である。 第４実施形態のキートップの平面図である。 （ａ）は図４７のＸ−Ｘ線断面図であり、（ｂ）は（ａ）のキートップにおいて所定方向の力による歪みが生じた場合の断面図である。 第４実施形態における力の方向を判定するためのテーブルである。

符号の説明

１０，１０ａ〜１０ｌ…キー、２０，１２０…上部電極、３０，１３０…下部電極、３６…押下検出部、３８…方向検出部、４０…文字判断部、４１…制御部、４５…プロセッサ、４６…メモリ、４７…入力インターフェース、４８…出力インターフェース、５０，５０ａ〜５０ｈ，７０，７０ａ〜７０ｄ，８１ａ〜８１ｄ，６５０，６５０ａ〜６５０ｄ…歪みゲージ、６０…支持板、６０ａ…支持板爪部、７１，７１ａ〜７１ｄ…歪みゲージ片、７２…キースカート取り付け部、８０、２２０，４２０…キートップ、１２０ａ…上部電極凹面部、１２０ｂ…電気接点、１２０ｃ…ピストン、１２０ｄ…エンボスシート、１３０ａ，１３０ｂ…電気接点、２００…入力装置、２２１…センサ部、２２１Ａ…基板、２２１Ｂ…柔軟素材、２２１Ｃ…歪み計、２３０，４３０…キースカート部、２８０…表示画面、４３０ａ…キースカート縁部。

Claims (7)

1. 入力される情報が複数割り当てられている入力キーであって、
   当該入力キーに加えられる力の方向に応じて、前記入力される情報の各々が当該入力キーに対し割り当てられており、
   前記入力キーが押下されたことを検出する押下検出手段と、
   前記押下検出手段により前記入力キーの押下が検出されたとき、前記入力キーに発生する歪みを検出することにより、前記入力キーに加えられた力の方向を検出する方向検出手段と、
   を備える入力キー。
2. 前記入力キーでは、当該入力キーのキートップ又はその周囲部が弾性変形可能な部材で形成され、
   前記方向検出手段は、前記押下検出手段により前記入力キーの押下が検出されたとき、前記キートップ又はその周囲部に付された歪みゲージで歪みを検出することにより、前記入力キーに加えられた力の方向を検出する
   ことを特徴とする請求項１に記載の入力キー。
3. 前記入力キーと当該入力キーを支持する支持板との連結部近傍に弾性変形可能な部材が設けられ、
   前記方向検出手段は、前記押下検出手段により前記入力キーの押下が検出されたとき、前記連結部近傍に付された歪みゲージで歪みを検出することにより、前記入力キーに加えられた力の方向を検出する
   ことを特徴とする請求項１に記載の入力キー。
4. 前記入力キーは内部に、キートップと共に押下される第１の突出部と、前記入力キーを支持する支持板に設置された第２の突出部とを備え、前記第１、第２の突出部のうち一方の突出部は凸型形状をし、他方の突出部は凹型形状をしており、当該突出部同士は前記入力キーが押下されたときに緩く嵌合可能であり、
   前記凸型形状の突出部は、弾性変形可能な部材で形成され、歪みゲージが付されており、
   前記方向検出手段は、前記押下検出手段により前記入力キーの押下が検出されたとき、前記凸型形状の突出部に付された歪みゲージで歪みを検出することにより、前記入力キーに加えられた力の方向を検出する
   ことを特徴とする請求項１に記載の入力キー。
5. 前記入力キーでは、当該入力キーが押下されたとき、当該入力キー内部で互いに接触する部分を備えており、当該接触する部分の何れか一方又は両方が、エンボスシートで形成される
   ことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の入力キー。
6. 入力される情報が複数割り当てられている１つ以上の入力キーを備える入力装置であって、
   当該入力キーに加えられる力の方向に応じて、前記入力される情報の各々が当該入力キーに対し割り当てられており、
   前記入力キーが押下されたことを検出する押下検出手段と、
   前記押下検出手段により前記入力キーの押下が検出されたとき、前記入力キーに発生する歪みを検出することにより、前記入力キーに加えられた力の方向を検出する方向検出手段と、
   前記方向検出手段により検出された方向に基づいて、入力される情報を判断する情報判断手段と、
   を備える入力装置。
7. 前記入力キーに対する押下操作中に、当該時点における当該入力キーへの複数の入力される情報の割当て情報を外部の表示装置に出力し、当該複数の入力される情報のうち当該時点での押下操作に対応した入力候補となる情報を前記表示装置に強調表示させる制御手段をさらに備えた請求項６に記載の入力装置。

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