专利名称：数据输入装置、数据输入方法与数据输入程序及其记录介质的制作方法
技术领域：
本发明涉及数据输入装置(人工输入装置)具体而言是将加到力传 感器上的力作为极座标数据输入的数据输入装置。
背景技术：
在笔记本电脑等的指示器或电子游戏等的操纵杆等的输入装置 中，使用着4方向或多方向的力传感器。在这些力传感器中，利用 静电电容变化或电阻丝变化等来测量加到力传感器上的力，将它变 换成电信号来输出。这时，来自力传感器的输出信号通常是作为直 角坐标系数据，亦即作为XY方向的各分量来得到。
例如，在游戏机的场合，加到力传感器上的力作为直角坐标数 据输入到游戏机，在XY平面上进行与关于游戏字符的输入数据的相 当的分量的动作(例如，仅按照从现在位置输入的XY分量移动)。另 外，在菜单选择画面等上选择被分配在从力传感器输入的直角坐标 数据的所属区域的项目或菜单。
发明内容
但是，还不知道像本发明这样，将加到力传感器上的力作为极座标数据即作为r值(力的大小)和e值(力的方向)输入的数据输入装置。
因而，本发明目的在于，提供将加到力传感器上的力作为极座标数据输入，由利用r值和e值来进行数据输入处理的新方式产生的数据输入装置。
(2) —种数据输入装置，其特征在于，设有将所加的力作为直 角坐标数据检测的检测部件；将由上述检测部件检测到的直角坐标 数据变换成极座标数据的变换部件；根据由上述变换部件变换后的 极座标数据的e值，选择输入的参数的选择部件；根据由上述变换 部件变换后的r值，确定由上述选择部件选择的参数的输入的决定部 件。
(3) 记载于(2)的数据输入装置，其特征在于，还设有将登录了参数和分配各参数的e值的范围的分配表存储的存储部件，上述选择 部件参照存储在上述存储部件上的分配表，将被分配在由上述变换 部件所得到的e值的参数作为输入参数进行选择。
(4) 记载于(3)的数据输入装置，其特征在于，在上述存储部件存储的分配表中，在分配了各参数后的e值的范围之间，包含未分配 参数的e值的范围。
(7) 记载于(2) (6)中任一项的数据输入装置，其特征在于，还设 有判断由上述变换部件得到的r值是否比预定阈值大的第1判断部 件，在由上述第1判断部件判断为r值比阔值大时，上述选择部件选 择输入的参数。
(9) 记载于(2)~(7)中任一项的数据输入装置，其特征在于，还设 有算出由上述变换部件所得到的r值的变化量的第2计算部件；判断 由上述的笫2计算部件算出的r值的变化量是否比预定阈值大的第3 判断部件；在由上述第3判断部件判断为r值的变化量比阈值大时， 确定由上述选择部件选择的参数的输入。
(10) 记载于(2)~(7)中任一项的数据输入装置，其特征在于，还 设有算出由上述变换部件所得到的e值的变化量的第3计算部件； 算出由上述变换部件所得到的r值的变化量的第4计算部件；将由上 述第3计算部件算出的e值的变化量与由上迷第4计算部件算出的r 值的变化量在预定条件下进行比较，判断哪一方的变化量大的第4
判断部件；选择由上述第4判断部件判断为e的变化量这一方大时， 上述选择部件输入的参数，在由上述第4判部件判断为r值的变化量 这一方大时，上述决定部件确定由上述选择部件选择的参数的输入。
(11) 记载于(1)-(10)中任一项的数据输入装置，其特征在于，上 述参数是数字和预定的符号。
(12) 记载于(1) (11)中任一项的数据输入装置，其特征在于，在 键端或键端周边部壳体上显示上述参数。
(13) 记载于(1)-(12)中任一项的数据输入装置，其特征在于，在 键端或键端周边部壳体上设置用以辅助字符的选择的点状或线状的 突起、沟槽或凹凸。
(14) 记载于(1)-(13)中任一项的数据输入装置，其特征在于，键端具有花瓣或星的形状。
(15) 记载于(1) ~ (14)中任一项的数据输入装置，它们是手机、 PHS、笔记本型电脑、携带型游戏机、PDA、电子笔记本、电子设备 用遥控器、摄像机、数字照相机或摄录一体机。
(16) 记载于(1)~ (15)中任一项的数据输入装置，它们是计算机或 游戏机用的外围设备。
(17) —种数据输入方法，其特征在于，包括检测所加力的检测 步骤；根据由上述检测步骤检测到的力的方向，选择输入的参数的 选择步骤；根据由上述检测步骤检测到的力的大小，确定由上述选择步骤选择的参数的输入的决定步骤。
(18) —种数据输入方法，其特征在于，包括将所加力作为直角 坐标数据检测的检测步骤；将由上述检测步骤检测到的直角坐标数 据变换成极座标数据的变换步骤；根据由上述变换步骤变换后的极 座标数据的e值，选择输入的参数的选择步骤；根据由上迷变换步 骤变换后的极座标数据的r值，确定由上述选择步骤选择的参数的输 入的决定步骤。
(19) 一种数据输入程序，其特征在于使数据输入装置执行下列步 骤，即检测所加力的检测步骤；根据由上述检测步骤检测到的力 的方向，选择输入的参数的选择步骤；根据由上述检测步骤检测到 的力的大小，确定由上述选择步骤选择的参数的输入的决定步骤。
(21) 录有记载于(19)或(20)的数据输入程序的计算机可读记录介质。
依据本发明，由于提供将加到力传感器上的力作为极座标数据 来输入，由利用r值和6值来进行数据输入处理的新方法产生的数据输入装置，不需要大量的输入键和操作键，可以实现既维持高功能 又简单易用的数据输入装置。
图1是表示适用本发明的数据输入装置的手机结构的框图。图2是说明手机1的外部结构的概略平面图。图3是一例表示力传感器51结构的图，(A)是平面图，(B)是沿(A) 的W线的剖面图，(C)是表示在(B)中的力传感器51的一部分上加力 后的状态。图4是表示手机1的控制部10的字符输入处理步骤的流程图。 图5是将直角坐标数据变换成极座标数据的变换式。 图6是从X/Y向6变换的变换表格。 图7表示一例字符分配表。图8表示基于字符分配表82的键端部512A的字符分配区域。 图9表示另一例字符分配表。图10表示基于字符分配表83的键端部512A的字符分配区域。 图11表示一例显示已选择字符的显示部30的画面。 图12表示一例用其它方法显示已选择字符的显示部30的画面。 图13表示本发明的数据输入装置中的键端部及其周边部壳体的 其它结构例。 标记il明 1手机 10控制部 20存储部 30显示部 40声音部 50输入部 51力传感器 52功能键 53字符 60通信部 70总线 511基板 512A键端部 512C支持部 512B周壁部 512变位部 513对置电极 513电极具体实施方式
下面，参照附图来详细说明本发明的实施例。
图1是表示本发明的数据输入装置所适用的手机构成的框图。 如图1所示，本实施例的手机1设有控制部10、存储部20、显示 部30、声音部40、输入部50及通信部60,这些通过用以交换信号 的总线70相互连接。
控制部10是CPU,它根据程序进行上述各部的控制和各种演算 处理等。存储部20预先存储各种程序和参数，由ROM和作为作业 区域暂时性存储程序和数据的RAM等构成。显示部30是液晶显示 器，用来显示各种信息。声音部40是扬声器和送话器，被用来输入 输出声音。输入部50由后述的力传感器51构成，还根据需要设有 用以选择输入部50的功能的选择键和接通、关断电源的电源键等的 各种功能键52,用来进行各种输入。通信部60按照FDMA、 TDMA、 PDC、 GSM、 CDMA、 GPRS等预定的通信方式，使用预定频带的电波连4妄至通信网来进行移动通信。
图2是说明手机1的外部结构的概略平面图。如图2所示，手
机1的输入部50构成为设有力传感器51的结构，以代替构成通常 的手机的输入部的0-9数字键。另外，在力传感器51的键端部的 周边部的壳体表面上，配置、显示由数字和符号构成的字符53。有 关力传感器和字符53的功能在后文描述。
下面，就被用于本实施例的手机1的输入部50的力传感器51， 参照图3进行说明。图3是一例表示力传感器51的结构的图，(A)是 平面图,(B)是沿(A)的I-I线的剖面图，(C)表示在(B)中，在力传感器 51的某一部位加力的状态。
力传感器51是静电电容方式的力传感器，如图3(A)和(B)所示， 由基板511和设于基板511的变位部512构成。变位部512的结构 是， 一体形成圆盘状的键端部512A、圓筒状的周壁部512B、设在中 轴部分的圆柱状的支持部512C,用橡胶等的弹性材料和金属等形成， 受外力就变形，不受外力则复原原形。
另外，在力传感器51的内部，在变位部512的键端部512A的 内面部与基板511上对向设置圆环上的电极513。而且，如图3(C)所 示，如果在力传感器51的键端部512A上由用户的指尖等加力F, 则变位部512随该力而变形，纟支加力部分的对置电极513之间接近， 其距离缩短。力传感器51是取出因此而增加的静电电容并作为电信 号输出的装置。力传感器51的输出可作为直角坐标数据、亦即作为 正交的XY方向的各分力得到。
再有，可用于本发明的数据输入装置的力传感器的方式与结构， 只要是可将所加的力变换成电信号并作为直角坐标数据输出的装置 即可，并无特别限定，除了利用上述的静电电容量变化以外，也可 以使用利用电阻丝变化、可变电阻变化、磁力变化等的各种方式与
结构的力传感器。
接着，纟既要地说明本实施例的手机1的动作。图4是表示由本 实施例的手机1的控制部10产生的字符输入处理步骤的流程图。再 者，图4的流程图所示的算法作为控制程序存储在手机存储部20上， 在动作开始时，由控制部10读出并执行。
接着，将由S102步骤所得到的r值与预定阈值比较，若r值为 阈值以下(S103中的"否")则返回到S101步骤， 一直待机到从输入 部有新的输入。于是，通过将该阈值设定至适当的电平，可以有效 免除输入部的误操作或传感器噪声等用户的无意输入。
在S103步骤中，若r值为阈值(S103的"是")以上，则参照存 储在存储部20上的字符分配表，根据由S102步骤得到的e值来选 择字符(S104)。
图7是一例表示字符分配表的图。如图7所示，在本实施例中， e值每隔30°的范围分配rOJ ~『9J的数值以及r#」和r* J的 符号的共计12个字符。因而，依据图7的字符分配表82,力传感器 51的键端部512A对于如图8所示的6值每隔30°被12分割的各区 域，分配1个字符，通过进行6=0°的位置调整，可在各区域分配 被配置在该区域的相邻周边部上的字符。因此，在例图8中，可以 构成为用户按下斜线表示的键端部512A的区域时，选择字符「2J。
图9是表示另一例字符分配表的图。依据图9的字符分配表83，对应于e值20。的范围分配i个字符，同时由于下一个e值io。的范围不分配字符，在力传感器51的键端部512A上结构如图10所示 的分派字符的灵敏区a和不分派字符的不灵敏区P交替出现。于是， 在图8的示例中，对于按压各区域的边界附近时，由于通常用指尖 输入时产生偏差(手偏差)会有用户无意而选择了字符的情况，而在图 10中，由于有不灵敏区存在，可以实现字符的可靠选择。
不言而喻，在上述各例中，用字符分配表分配的字符的数量和种类，以及分配字符(或不分配)的e值的范围和大小可以根据需要而 适当变更。另外，分配字符(或不分配)的e值的范围的大小可以是固 定的，也可以根据字符的种类、状态、位置等而不同。例如，使所 选择的字符在显示部上托显示的情况，或在通常显示的情况下，为了容易进行确定操作，就所选择的字符也可以做到分配比其它字符 更大的范围。另外，配合右撇子或左撇子等的用户的操作特性，根 据字符的位置(角度)也可以结构使e值的分配范围的大小各异。
如果在S104步骤中选择字符，则将已选择的字符显示在显示部 30上(S105)。图11是一例表示显示已选择的字符的显示部30的画
面的图。在画面91中，「090」是已被输入确定的字符，「2」是作 为所选择出的字符被反转显示。这样，也可以进行反转显示字符、 闪烁显示、强调(大字符)显示、光标显示等，或将字符尺寸、字符颜 色、背景颜色做成与其它的显示不同来进行显示，使其知道字符是 在选择状态。
另一方面，在S106步骤中，当r值为阈值以上时(S106的"是") 确定在S104步骤中已选择的字符的输入(S107),在有字符输入处理 的结束命令之前，重复下一个字符输入处理(S108中的"否"及SIOI ~ S10"。然后， 一旦有字符输入处理的结束命令(S108的"是")，就 将与输入确定的字符有关的代码数据向其它应用输出(S109),结束字符的输入处理。
在上述的实施例中，是根据所输入的e值，选择被分配在该e 值范围的字符，作为另一例字符选择方法，在r值成为阈值以上的时 刻(si03的"是")，开始e值的记录并求出e值的变化量(差分量)， 也可以是对每一个预定的变化量以预定的顺序在显示器上显示字符的选择候补。图12表示一例用该方法显示已选择字符的显示部30 的画面。在画面92中，按照例如6每隔+20°变化预定的字符显示 顺序，以r 0 J ~ r 9 J 、 r # J 、 r *』、「 $ J 、 r % J 、 r & J的 顺序(或每隔-20°变化的逆顺序)转换地显示选择候补。
在上述实施例中，根据r值的的大小，即是否加上预定值以上 的大小的力来判断取决于用户的字符的确定意图，但在本发明中， 字符的确定方法不受此限。作为上述以外的方法，例如可以是，根 据r值的变化量(r值的微分量或差分量)的大小，即根据外加力是否 急剧增大的判断方法，或与另行设置的确定键组合的方法等。并且，也可组合r值的变化量和e值的变化量来进行判断，例如，在e值的变化量比r值的变化量大时判定为选择了希望的字符，作为不管加多 大的力也不视为确定该字符的选择进行处理；而在与r值的变化量相比e值的变化量大时，视为进入了确定动作，即使e值稍有变动(即 使有偏摆)也可作为确定该字符而进行处理。
在上述实施例中，构成为在力传感器的键端部的周边部壳体上 配置字符的结构，而本发明的数据输入装置中的键端部及其周边部 壳体的结构不受此限，可以有各种各样的应用。图13是表示本发明 的数据输入装置中的键盘顶部及其周边部壳体的其它结构例的图。(A) 是替换壳体在键端部配置字符的示例。替换字符显示或字符显示的 同时，为了用指尖的触觉把握选择方向，也可以在键端部或壳体亦 或其两方设置凹凸、突起、沟等。(B)是将点状突起、(C)是将线状突 起设置在键端部的示例，(D)是将点状突起设置在壳体上的示例。(E) 和(F)是与字符显示并用，设置线状突起的示例。这些显示或突起、 沟等也可以用LED发光那样构成，在^皮选择时点亮。(G)是用12个 分割键端部的棱线来构成，在棱线间(字符分配区域)形成凹部的示 例，以能可靠地选择字符。(H)是为了字符的方向容易用4定端周围的 形状辨认，将^t端的形状形成为花瓣形、星形等的示例。
在上述的实施例中，就手机中替代0-9数字键进行字符输入处 理的情况作了说明，但本发明的数据输入装置的利用方法不受此限。 本发明的键输入装置除了上述以外，也可用作扩展各种功能或用以 转换的功能键，或在数据输入处理中替代选择项目和菜单的选择键。
在上述的实施例中，以手机为例说明了本发明的数据输入装置， 而本发明不受此限，只要是设有数据输入部(人工输入装置)的设备， 不管哪一种都可应用。
作为本发明的数据输入装置的再一例，可以举例如PHS、笔记本电脑、携带型游戏机、PDA、电子笔记本等的携带型计算机、各种电子设备用遥控器、数字照相机、摄录一体机等。另外，本发明的数据输入装置也可构成作为个人计算机和游戏机等的外部设备，特别是作为代替鼠标、键盘、操纵杆的输入装置。
本发明的数据输入装置和数据输入方法，可以通过执行上述各 步骤专用的硬件电路，还有，也可以通过CPU执行记述上述各步骤的程序来实现。用后者实现本发明时，使数据输入装置动作的上迷程序也可以用软盘或CD-ROM等的计算机可读记录介质来提供，也 可以通过互联网的网络来在线提供。这时，记录在计算冲几可读记录 介质上的程序通常在ROM或硬盘等上传送存储。另外，该程序也可 以作为例如单独的软件来提供，作为专用驱动器提供，也可作为数 据输入装置的一项功能插入到该装置的基本软件中。
产业上利用的可能性
本发明提供将加到力传感器上的力作为极座标数据输入，利用r值和e值来进行数据输入处理的新方式产生的数据输入装置。
权利要求
1. 一种数据输入装置，其特征在于设有 检测所加力的检测部件；根据由所述检测部件检测到的力的方向，选择输入的参数的选择 部件；根据由所述^r测部件检测到的力的大小，确定由所述选择部件选 择的参数的输入的决定部件。
2. —种数据输入装置，其特征在于设有 将所加力作为直角坐标数据检测的检测部件；换部件；根据所述变换部件变换后的极座标数据的6值选择输入的参数 的选择部件；根据所述变换部件变换后的极座标数据的r值，确定由所述选择 部件选择的参数的输入的决定部件。
3. 如权利要求2所述的数据输入装置，其特征在于， 还设有存储登录参数和分配各参数的6值的范围的分配表的存储部件；所述选择部件参照存储在所述存储部件上的分配表，将分配给由所述变换部件得到的e值的参数作为输入参数来选择。
4. 如权利要求3所述的数据输入装置，其特征在于，所述存储部件存储的分配表中，在分配了各参数的e值范围之间 包含不分配参数的e值范围。
5. 如权利要求2所述的数据输入装置，其特征在于，还设有算出由所述变换部件所得到的e值的变化量的第i计算部件，所述选择部件对应于由所述第i计算部件算出的变化量，按预定 的变化量以预定的顺序选择输入的参数。
6. 如权利要求2-5中任一项所述的数据输入装置，其特征在于， 还设有显示由所述选择部件选择的参数的显示部件。
7. 如权利要求2-6中任一项所述的数据输入装置，其特征在于， 还设有判断由所述变换部件所得到的r值是否比预定阈值大的笫1判断部件，所述判断部件在所述第1判断部件判断为r值比阈值大时，选择 输入的参数。
8. 如权利要求2-7中任一项所述的数据输入装置，其特征在于， 还设有判断由所述变换部件所得到的r值是否比预定阈值大的第2判断部件，在用所述第2判断部件判断为r值比阈值大时，所述决定部件确 定由所述选择部件选择的参数的输入。
9. 如权利要求2-7中任一项所述的数据输入装置，其特征在于， 还设有计算由所述变换部件得到的r值的变化量的第2计算部件； 判断由所述第2计算部件算出的r值的变化量是否比预定阈值大的第3判断部件；在用所述第3判断部件判断为r值的变化量比阈值大时，所述决定部件确定由所述选择部件选择的参数的输入。
10. 如权利要求2 7中任一项所述的数据输入装置，其特征在 于，还设有算出由所述变换部件所得到的6值的变化量的第3计算部件； 算出由所述变换部件所得到的r值的变化量的第4计算部件； 将所述笫3计算部件算出的6值的变化量和所述第4计算部件算出的r值的变化量在预定条件下比较，判断哪一方变化量大的第4判断部件；若所述笫4判断部件判断为e值变化量这一方大，则所述选择部 件选择输入的参数，若所述第4判断部件判断为r值变化量这一方大，则所述决定部 件确定由所述选择部件选择的参数的输入。
11. 如权利要求1~10中任一项所述的数据输入装置，其特征在于，所述参数是数字和预定的符号。
12. 如权利要求1~11中任一项所述的数据输入装置，其特征在于，4定端或键端周边部壳体上有所述参数显示。
13. 如权利要示1 12中任一项所述的数据输入装置，其特征在于，在键端或键端周边部壳体上设有用以辅助字符选择的点状或线 状的突起、沟槽或凹凸。
14. 如权利要示1-13中任一项所述的数据输入装置，其特征在于，4定端具有花瓣或星形的形状。
15. 如权利要求1-14中任一项所述的数据输入装置，该装置是 手机、PHS、笔记本电脑、携带型游戏机、PDA、电子笔记本、电子 设备用遥控器、摄像机、数字照相机或摄录一体机。
16. 如权利要求1-15中任一项所述的数据输入装置，该装置是 计算机或游戏机用的外部设备。
17. —种数据输入方法，其特征在于设有 ^r测所加力的检测步骤；根据所述检测步骤测出的力的方向，选择输入的参数的选择步 骤；以及根据所述检测步骤检测出的力的大小，确定由所述选择步骤选择 的参数的输入的决定步骤。
18. —种数据输入方法，其特征在于设有 将所加力作为直角坐标数据检测的检测步骤； 变换步骤；根据由所述变换步骤变换后的极座标数据的6值，选择输入的参 数的选择步骤；以及根据由所述变换步骤变换后的极座标数据的r值，确定由所述选 择步骤选择的参数的输入的决定步骤。
19. 一种数据输入程序，其特征在于，使数椐输入装置才丸行下列步骤检测所加力的检测步骤；根据由所述检测步骤检测出的力的方向，选择输入的参数的选择 步骤；以及根据由所述检测步骤检测出的力的大小，确定由所述选择步骤选 择的参数的输入的决定步骤。
20. —种数据输入程序，其特征在于，使数据输入装置4丸行下列 步骤将所加力作为直角坐标数据检测的检测步骤； 变换步骤；根据由所述变换步骤变换后的极座标数据的e值，选择输入的参 数的选择步骤；以及根据由所述变换步骤变换后的极座标数据的r值，确定由所述选 择步骤选择的参数的输入的决定步骤。
21. 录有权利要求19或20所述的数据输入程序的计算机可读记 录介质。
全文摘要
提供将加到力传感器上的力作为极坐标数据输入，并利用r值和θ值来进行数据输入处理的新式的数据输入装置。手机1由输入部50的力传感器51将所加的力作为直角坐标数据进行检测，将检测出的直角坐标数据变换成极坐标数据。接着，参照登录了字符和分配各字符的θ值的范围的分配表，选择被分配在所得到的θ值上的字符。而且，一旦输入大于预定阈值的r值，就确定已选择的参数的输入。
文档编号H01H25/04GK101124533SQ20058004849
公开日2008年2月13日 申请日期2005年12月22日 优先权日2004年12月22日
发明者水岛昌德, 谷口伸光 申请人:安普赛德股份有限公司