操作輸入裝置以及使用它的終端裝置的製作方法
2023-09-14 20:19:35 4
專利名稱：操作輸入裝置以及使用它的終端裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種檢測使用者之操作的操作輸入裝置以及使用它的終端裝置。
背景技術：
近年來，作為用於輸入使用者的指示操作的裝置，除鍵盤和滑鼠等之外，正在開發所謂微動(JOG緩進給)撥盤等多種操作輸入裝置。例如，微動撥盤可以通過撥動操作而實現滾動顯示的直觀性操作。
另外，各種輸入裝置的示例在下述文獻中公開，馬場敬信著，「計算機結構(修訂第2版)」，修訂第2版，歐姆公司平成12年2月25日發行，第228頁～230頁。
但是，在近年來的計算機中儘管文件和書籍的數據等處理紙束(成束紙張)的應用增多，但是，並不存在提供對應於翻動紙束的動作的直觀操作的接口。因此，許多設備的現狀是藉助於和滾動操作相同的操作來實現翻動紙束的動作。並且，作為伴隨產生與翻動紙束相同的手指動作的方式，也不存在可以直觀地進行彈起(撥弄)動作等的接口。
發明內容
本發明就是鑑於上述情況而完成的，其目的之一在於，提供一種可以直觀地指示操作紙張翻頁的動作和彈起對象物的動作等的操作輸入裝置、以及使用它的終端裝置。
為了解決上述現有問題，本發明的技術方案提供一種操作輸入裝置包括具有撓曲性的彈性體；檢測因使用者的操作而產生的所述彈性體的撓曲量的單元；輸出與所檢測出的撓曲量相關的信息的單元。
另外，根據本發明的其他技術方案，還提供一種使用該操作輸入裝置的終端裝置。
圖1是表示本發明的實施方式涉及的終端裝置的一例的俯視圖。
圖2是表示本發明的實施方式涉及的終端裝置的一例的結構的方框圖。
圖3A是表示本發明的實施方式涉及的操作輸入裝置的一例的立體圖，圖3B是表示本發明的實施方式涉及的操作輸入裝置的一例的側視圖。
圖4是表示本發明的實施方式涉及的終端裝置的動作示例的流程圖。
圖5是表示本發明的實施方式涉及的操作輸入裝置的其他例的立體圖。
圖6是表示操作輸入裝置的護罩的形狀示例的說明圖。
圖7A是表示使用者利用較弱的力按壓本發明的實施方式涉及的操作輸入裝置使其撓曲，並迅速鬆開手指時的撓曲量的時間變化的示例說明圖，圖7B是表示使用者逐漸增加力量使本發明的實施方式涉及的操作輸入裝置的彈性體撓曲，並在施加較強的力時迅速鬆開手指時的撓曲量的時間變化的示例說明圖，圖7C是表示使用者以較強的力使本發明的實施方式涉及的操作輸入裝置的彈性體撓曲，然後逐漸減小力量並慢慢地鬆開手指時的撓曲量的時間變化的示例說明圖。
具體實施例方式
以下，參照
本發明的實施方式。說明本發明的實施方式涉及的終端裝置，如圖1所示，具有操作輸入裝置11、操作部12和顯示部13。操作部12是按鈕等輸入裝置，顯示部13是液晶顯示器等顯示器裝置。關於操作輸入裝置11將在後面敘述。圖1是表示本發明的實施方式涉及的終端裝置的一例的俯視圖。
顯示部13和操作部12設置在大致薄式箱狀的殼體的上面側，操作輸入裝置11分別設在殼體的兩面。此外，操作部12的一部分也可以設在殼體的側面及/或背面。另外，在操作輸入裝置11的側方分別形成把持部14(圖1的虛線部)。使用者通常利用兩手在這些把持部14把持著終端裝置進行操作。
另外，該終端裝置如圖2所示，其構成為包括控制部21、存儲部22、指示接受部23和顯示控制部24。操作輸入裝置11如圖3A、3B所示，其構成為包括具有撓曲性的作為彈性體的板狀體31；支撐該板狀體31的支撐部32；檢測通過使用者的操作形成的所述板狀體的撓曲量的檢測部33；輸出與該檢測部33檢測出的板狀體的撓曲量相關的信息的信息輸出部34。圖3A是操作輸入裝置11的一例的立體圖，圖3B是操作輸入裝置11的一例的側視圖。此外，在圖3中為了易於看圖，圖示僅在一側面具備檢測部33的示例。
控制部21利用CPU等實現，按照存儲在存儲部22的程序進行動作。關於該控制部21的具體處理內容示例將在後面詳細敘述。存儲部22利用RAM(Random Access Memory)等存儲元件、硬碟和DVD等記錄介質的驅動器等實現。該存儲部22存儲著控制部21執行的程序。並且，該存儲部22也作為控制部21的工作存儲器動作，例如保存著控制部21進行處理所需要的各種數據。
指示接受部23連接操作部12和操作輸入裝置11。指示接受部23在作為操作部12的按鈕等被按下時，向控制部21輸出表示該按鈕被按下的信號。並且，該指示接受部23從操作輸入裝置11接受該操作輸入裝置11中包含的與板狀體31的撓曲量相關的信息輸入，並把該信息輸出給控制部21。顯示控制部24連接顯示部31，根據從控制部21輸入的指示，在作為顯示部13的顯示器上顯示圖像。
操作輸入裝置11的板狀體31的一部分在殼體外面突出。該板狀體31利用例如丙烯樹脂、氯乙烯樹脂、聚氯乙稀、聚碳酸酯、PET樹脂、聚氯乙烯叉樹脂、氟樹脂、密胺樹脂、酚醛樹脂、不飽和聚酯樹脂、尿烷樹脂橡膠等各種樹脂、和鐵、銅等金屬等具有彈性的材料形成。並且，即使具有剛性的材料，如果利用加工成卷簧狀等方法使具有撓曲性，也可以採用。該板狀體31的平面形狀可以是任何形狀，也可以是圖3所示的例如矩形狀。
支撐部32被固定在終端裝置的殼體內，用於支撐板狀體31的一部分。具體而言，該支撐部32具有使前端部向外側彎曲的兩個板簧，用於夾持著板狀體31進行支撐。板狀體31在通過使用者而撓曲時，以該支撐部32為支點撓曲。
檢測部33是壓力傳感器(壓電傳感器等)，例如圖3所示，設在支撐部32的附近，即設在由支撐部32夾持的邊的一側。這樣，板狀體31撓曲時，以與其撓曲量對應的壓力按壓設在該撓曲方向的一面側的壓電傳感器。由此，作為檢測部33的壓力傳感器輸出與通過該按壓形成的壓力相關的電壓信號，作為與板狀體31的撓曲量相關的信息。另外，在本實施方式中，壓電傳感器設在未圖示的板狀體31的兩面側，在殼體底面方向撓曲時的壓力和在殼體表面方向撓曲時的壓力均可以檢測到。
信息輸出部34輸出由檢測部33檢測的與板狀體31的撓曲量相關的信息。具體而言，該信息輸出部34在檢測部33輸出的信號是電壓信號時，將該電壓信號轉換為數字值，並輸出該轉換後的數字值。
此處，敘述利用控制部21進行的處理的具體示例。具體而言，此處說明書籍閱覽程序或電話簿閱覽程序等進行顯示由多頁構成的文檔的處理的情況。控制部21如圖4所示，選擇從操作輸入裝置11輸入的數字值中的最大值(S1)。此處，在操作輸入裝置11的板狀體31的撓曲方向(上下兩個方向)分別設有檢測部33，所以從一個操作輸入裝置11輸入的數字值有兩個，由於在殼體的左右設置有操作輸入裝置11，所以合計4個數字值被輸入到控制部21。
另外，此數字值例如進行以下變化。即，在操作輸入裝置11的板狀體31未撓曲的狀態下(自然狀態)，板狀體31的上側檢測部33和下側檢測部33均不接受壓力，所以所獲得的數字值表示沒有接受壓力(例如為「0」)。
另一方面，在使用者使板狀體31向下側(與殼體的顯示部13相反的一面方向)彎曲時，設在板狀體31的下側的檢測部33接受壓力。因此，從板狀體31的下側檢測部33獲得的數字值變化為對應壓力的值(例如為正值)。該值根據彎曲量(即板狀體31的撓曲量)而變化，例如撓曲越大該值越大。此時，設在板狀體31的上側的檢測部33不接受壓力，所以從此處獲得的數字值表示沒有接受壓力的狀態(例如為「0」)。
同樣，在使用者使板狀體31向上側(殼體的顯示部13的表面方向)彎曲時，設在板狀體31的上側的檢測部33接受壓力，設在板狀體31的下側的檢測部33不接受壓力。即，從板狀體31的上側檢測部33獲得的數字值變化為與壓力相應的值(例如為正值)，從下側檢測部33獲得的數字值為表示未接受壓力(例如為「0」)的狀態。
因此，在本實施方式中，考慮到使用者錯誤觸摸板狀體31的情況，針對是否進行了操作在壓力的大小，即板狀體31的撓曲量小於規定量的情況下，使之不進行與其對應的處理。即，控制部21判斷在處理S1中所選擇的數字值是否超過規定的閾值(S2)，在未超過規定的閾值時(否定時)直接結束處理。
控制部21在處理S2中，當在處理S1選擇的數字值超過規定閾值時(肯定時)，根據該所選擇的數字值是對應於哪個檢測部33的值，進行變更將要顯示的頁碼的處理(S3)。具體而言，控制部21檢查在處理S1選擇的數字值是下述情況中的哪個值。
(1)設在殼體左側的操作輸入裝置11的板狀體31下側的情況(以下稱為「左下操作」)，(2)設在殼體左側的操作輸入裝置11的板狀體31上側的情況(以下稱為「左上操作」)，(3)設在殼體右側的操作輸入裝置11的板狀體31下側的情況(以下稱為「右下操作」)，(4)設在殼體右側的操作輸入裝置11的板狀體31上側的情況(以下稱為「右上操作」)。
然後，在屬於左下操作或右上操作時，使將要顯示的頁碼例如只遞增1頁。另外，在屬於左上操作或右下操作時，使將要顯示的頁碼例如只遞減1頁。然後，控制部21相應待機預先確定的時間(S4)，並返回處理S1繼續進行處理。
此外，在處理S3，控制部21也可以根據正在顯示的文檔是豎寫(日文小說等)還是橫寫，改變頁碼的變更控制內容。即，在文檔是橫寫時，如上所述，在屬於左下操作或右上操作時遞增將要顯示的頁碼，在屬於左上操作或右下操作時遞減將要顯示的頁碼。另外，在文檔是豎寫時，與上述相反，在屬於左下操作或右上操作時遞減將要顯示的頁碼，在屬於左上操作或右下操作時遞增將要顯示的頁碼。
進而，控制部21也可以根據在處理S1選擇的數字值的大小、即板狀體31的撓曲量，改變紙頁送進速度。具體而言，撓曲量越大，使紙頁送進速度越快。為此，只要把處理S4中的待機時間設成可調方式，控制部21進行撓曲量越大時在處理S4的待機時間越短的調整即可。
根據本實施方式的終端裝置，使用者在送進文檔的紙頁時，可以進行使板狀體31的撓曲的操作來指示，而能夠實現與將紙束翻動時相同的直觀操作。
進而，在本實施方式的操作輸入裝置11中，支撐部32中包含的兩個板簧的前端部向外側彎曲，容易進行從這兩個板簧之間抽出板狀體31的作業、以及把板狀體31插入這兩個板簧之間的作業。據此，根據控制部21的處理內容，可以替換使用彈力相互不同的板狀體31，或者在板狀體31出現劣化時可以更換等等。另外，也可以使板狀體31的顏色和圖案、質感等不同，使用者可以根據喜好自由地進行選擇。
另外，在前面的說明中，操作輸入裝置11使用壓力傳感器檢測板狀體31的撓曲量，但也可以使用檢測撓曲量用的應變計代替。使用了應變計的操作輸入裝置11如圖5所示，包括具有撓曲性的板狀體31；支撐部32；包含應變計而成的檢測部33；信息輸出部34以及保護罩35。在圖5中，為了說明而圖示將保護罩35部分切斷後的狀態。
保護罩35可以使用撓曲性高於板狀體31的材料實現，如圖6所示可以摺疊成M字形狀。保護罩35可以在M字的中央谷部41接受板狀體31，把應變計33固定在上下谷部42、43的至少一方內部。保護罩35在圖6左側的虛線位置、即接受板狀體31的中央谷部41的端部位置，被固定在底座上。支撐部32以包含於保護罩35的狀態保持板狀體31的一部分。
在使用了應變計的該操作輸入裝置11中，在板狀體31撓曲時，被固定於保護罩35的檢測部33即應變計一起撓曲，可以檢測板狀體31的撓曲量。並且，在該示例中，板狀體31可以從保護罩35內部抽出或插入保護罩35內部，能夠進行更換。
此外，在不需要更換板狀體31時，把檢測部33即應變計直接固定在板狀體31上，可以檢測板狀體31的撓曲量。這樣，保護罩35並不是在任何情況下都需要。
進而，雖然在前面的說明中，控制部21把從操作輸入裝置11輸入的數字值直接用於處理中，但是，控制部21也可以根據該數字值的時間變化進行處理。
即，控制部21把從操作輸入裝置11輸入的數字值以一定間隔記錄在存儲部12中。並且，根據所記錄的多個數字值的變化，檢測板狀體31的撓曲量的時間變化。因此，可以把撓曲量的時間變化用於規定的處理中。
具體而言，控制部21記錄在存儲部12中的數字值進行圖7A、圖7B和圖7C所示的變化。圖7A表示使用者利用較弱的力按壓板狀體31使其撓曲，並迅速鬆開手指時的變化示例，圖7B表示使用者逐漸增加力量使板狀體31撓曲，並在施加較強的力時迅速鬆開手指時的變化示例，圖7C表示使用者以較強的力使板狀體31撓曲，然後逐漸減小力量並慢慢地鬆開手指時的變化示例。
控制部21計算這些變化的微分(差分)，檢測撓曲速度及復原速度。作為具體例，把控制部21第i次記錄在存儲部12的工作存儲器中的數字值設為D(i)，控制部21可以按後面所述檢測撓曲速度和復原速度。即，控制部21計算差分值D(i)-D(i-1)，進行基於該差分值的處理。並且，考慮到在差分值上因數字值為最大時的值(峰值)的大小而存在差異，也可以參照接近的峰值修正差分值。即，在峰值較小時和峰值較大時，使板狀體31從該狀態彈起時的板狀體31的撓曲量的變化速度不同。即，在峰值較小時，撓曲量的變化速度較小。此外，峰值對於被預先確定的整數N，被設為存儲在存儲部12中的D(i-n)中的最大的值(其中，n表示從0到N變化的整數)。由此，可以獲得接近的峰值。
因此，控制部21也可以例如使用將差分值D(i)-D(i-1)除以伴隨此前剛記錄下的峰值P的增加而增加的增加函數值f(P)得到的值(修正值)來進行規定處理。其中，增加函數值f(P)例如既可以是P自身，也可以是自然對數log(P)。
控制部21使用該修正值例如如下進行動作。即，控制部21執行例如彈球遊戲或彈子球等的遊戲程序，可以實現利用板狀體31將球彈起的操作。例如，如果修正值大於等於規定的閾值，則設為以對應此前的峰值的力量強度將球彈起以設定球的初始速度。另外，如果修正值不足規定的閾值，則使將球彈起的制動杆的圖像根據各時間點的值而移動。亦即，即便使板狀體31撓曲，通過使撓曲緩慢復原，就可以取消將球彈起的動作。
另外，控制部21也可以根據這些差分和修正值是否大於等於規定的閾值，來判別使用者進行了(a)使板狀體31彈起的動作、(b)使板狀體31緩慢復原的動作中的哪種操作，並輸出表示該判別結果的信息。
另外，雖然此處是檢查修正值是否大於等於閾值，但也可以取而代之，根據此前剛記錄下的峰值來修正閾值，比較差分值是否大於等於修正後的峰值。
控制部21也可以預先進行下述處理作為操作輸入裝置11的撓曲量檢測的初始化動作。即，控制部21在顯示部13顯示「請放上手指。請不要按壓。」，把與一定時間後的撓曲量相關的數字值設定為沒有輸入的狀態下的最小值(此前說明中的「0」值)。然後，控制部21在顯示部13顯示「請將板彎曲到最大」，然後，檢測與在一定時間中輸入的撓曲量相關的數字值，獲取其峰值，把該峰值設定為與撓曲量相關的最大值。另外，控制部12在顯示部13顯示「請迅速鬆開手指」，然後計算與在一定時間中輸入的撓曲量相關的數字值的差分，測定板狀體31僅靠其彈性復原時的速度。所測定的速度信息，根據上述差分值和修正值，確定成為判斷對板狀體31進行了彈起操作和緩慢復原操作的哪種操作時的基準的閾值。
進而，本實施方式的終端裝置也可以在其殼體內部設置收納裝置，並把板狀體31收納在殼體內部，該收納裝置包括使操作輸入裝置11的支撐部32滑動移動的引導路徑；將支撐部32分別卡定在沿著該引導路徑抽出板狀體31的位置和收納位置的鎖定器。該收納裝置可以是和例如廣泛公知的推入式鈕子開關相同的鎖定機構。這樣，把突出的板狀體31按入殼體內，可以把包括該板狀體31的操作輸入裝置11整體收納在殼體內，在該收納狀態下進一步按壓板狀體31，板狀體31在殼體外部突出。並且，在用於使板狀體31突出的殼體開口部，也可以設置在撓曲方向限制撓曲量的部件，作為限制板狀體31的撓曲量的單元。如果設置該部件，即使板狀體31的撓曲較大時，也可以利用該部件限制撓曲量，可以減少板狀體31破損的機會。
進而，雖然在前面的說明中，彈性體形成為板狀，但不限於此，也可以是利用樹脂和橡膠、金屬等的可撓曲性材料成型的長方體形狀、圓柱形狀及其他形狀。
進而，在圖4所示控制部21的處理S3中，與在處理S1的選擇無關，也可以參照從操作輸入裝置11輸入的所有數字值的大小進行規定處理。例如，在設於左右的操作輸入裝置11中，使雙方板狀體31均向下方撓曲並移出畫面，可以縮小顯示中的圖像數據。同樣，使雙方板狀體31均向下方撓曲並移入畫面，可以放大顯示中的圖像數據。
另外，控制部21在檢測到握持著抽出或握持著推入(與彈起時不同，差分值或修正值小於閾值)時，也可以不進行送進紙頁的處理，而顯示菜單等。
另外，如果使用本實施方式的操作輸入裝置11，控制部21作為遊戲角色的控制，可以實現使高爾夫遊戲或棒球遊戲中的俱樂部和球棒擺動的動作控制、使彈球遊戲或彈子球遊戲的球彈起的動作控制、及競技遊戲等中的加速器、制動器操作的控制。另外，如本實施方式所示，通過在終端殼體的兩側設置兩個操作輸入裝置11，就可以進行基於左右板狀體31的撓曲量之差的遊戲處理，而實現諸如若該差過大則判斷為「失敗」、如果在一定差異範圍內則判斷為「成功」的平衡遊戲、運氣診斷遊戲等。
進而，在本實施方式中，在終端裝置具有撓曲性部件時(例如操作部12具有觸控螢幕等)，操作輸入裝置11的彈性體也可以用該撓曲性部件代替板狀體31。這樣，藉助使觸控螢幕彎曲的操作，控制部12可以進行規定處理。
另外，雖然在前面的說明中，作為例子說明了在終端裝置的殼體內安裝操作輸入裝置11的情況，但是，操作輸入裝置11也可以是外部裝置。在該情況下，操作輸入裝置11就通過USB等接口對終端裝置輸出與彈性體的撓曲量相關的信息。
雖然在此按照優選的或者仿效的實施例進行了描述，但本發明並不限於這裡的說明。
權利要求
1.一種操作輸入裝置，包括具有撓曲性的彈性體；檢測因使用者的操作而產生的所述彈性體的撓曲量的單元；和輸出與所檢測出的撓曲量相關的信息的單元。
2.一種操作輸入裝置，包括具有撓曲性的彈性體；支撐所述彈性體的一部分，並在所述彈性體撓曲時成為支點的支撐部；設置在所述彈性體的至少一面側且在所述支撐部附近，檢測所述彈性體的撓曲量的至少一個壓力傳感器部；和輸出與所述壓力傳感器部所檢測出的所述彈性體的撓曲量相關的信息的信息輸出部。
3.按照權利要求2所述的操作輸入裝置，其特徵在於在所述彈性體的兩面分別配置有所述壓力傳感器部。
4.一種操作輸入裝置，包括具有撓曲性的彈性體；支撐所述彈性體的一部分，並在所述彈性體撓曲時成為支點的支撐部；被安裝成與所述彈性體成為一體進行撓曲，並檢測所述彈性體的撓曲量的至少一個應變計部；和輸出與所述應變計部所檢測出的所述彈性體的撓曲量相關的信息的信息輸出部。
5.一種終端裝置，包括(a)操作輸入部，具備具有撓曲性的彈性體；檢測因使用者的操作而產生的所述彈性體的撓曲量的單元；和輸出與所檢測出的撓曲量相關的信息的單元，(b)記錄部，多次記錄與所述操作輸入部的彈性體的撓曲量相關的信息，以及(c)控制部，基於所述記錄部中所記錄的多個信息，檢測所述彈性體的撓曲量的時間變化，並基於該檢測結果進行規定處理。
6.按照權利要求5所述的終端裝置，其特徵在於所述控制部基於所述撓曲量的時間變化的檢測結果，判別使用者對於所述彈性體的操作方式，並輸出該判別結果。
7.按照權利要求5所述的終端裝置，其特徵在於具備將所述操作輸入裝置的彈性體收納在終端裝置的殼體內的收納部。
8.按照權利要求5所述的終端裝置，其特徵在於在所述操作輸入裝置的彈性體側方設有把持終端裝置的殼體的把持部。
9.按照權利要求5所述的終端裝置，其特徵在於所述操作輸入裝置被分別設置在終端裝置的殼體兩側。
10.一種終端裝置，包括(a)操作輸入部，具備具有撓曲性的彈性體；檢測因使用者的操作而產生的所述彈性體的撓曲量的單元；和輸出與所檢測出的撓曲量相關的信息的單元，以及(b)控制部，進行顯示由多頁組成的文檔的處理，並且根據所述操作輸入裝置的彈性體的撓曲量，使所述文檔的紙頁送進速度變化。
11.一種計算機可讀取的記錄介質，存儲了在連接有操作輸入裝置的計算機上所執行的程序，其中，該操作輸入裝置具備具有撓曲性的彈性體；檢測因使用者的操作而產生的所述彈性體的撓曲量的單元；和輸出與所檢測出的撓曲量相關的信息的單元，該程序使計算機執行以下步驟從所述操作輸入裝置接受與所述彈性體的撓曲量相關的信息輸入的步驟；顯示由多頁組成的文檔的步驟； 以及根據上述接受到的信息，使所述文檔的紙頁迭進速度變化的步驟。
全文摘要
本發明提供一種可以直觀地指示操作紙張翻頁的動作、或彈起對象物的動作等的操作輸入裝置及使用它的終端裝置。作為具體示例在終端裝置上具備具有撓曲性的彈性體(31)；檢測因使用者的操作而產生的彈性體(31)的撓曲量，並輸出與所檢測的撓曲量相關的信息的操作輸入裝置(11)。
文檔編號G06F3/03GK1719393SQ200510082520
公開日2006年1月11日 申請日期2005年7月6日 優先權日2004年7月7日
發明者中込伸 申請人:索尼計算機娛樂公司