过采用Al、Cu或其他导电金属的蚀刻技术、诸如银(Ag)这样的金属膏的印刷技术、或任意其他形成方法在第一和第二配线板21和22上分别形成第一和第二电极线210和 220。
[0093]第一和第二配线板21和22通过诸如胶黏剂、胶带或其他粘结剂之类的绝缘粘结层(未显示)层叠，从而第一和第二电极线210和220彼此相对。第一和第二电极线210和220彼此相对且在第一和第二电极线210和220之间插入有绝缘材料层，因而在电极线210和220之间的交叉区域(下文中，该区域也称为“节点”)形成电容元件。电极线210和220在其延伸方向上大致互相垂直，因而在单条电极线210与多条电极线220的交叉部分处可形成多个节点。
[0094]图4示意性地显示了如何通过电极线210和220之间的重叠形成电容元件。图4是用于描述按照本发明一个实施方式的输入装置I中的电容元件的说明图。图4示意性地显示了在按键区域1a中沿与电极板20的表面对应的平面切割的剖面图。
[0095]如图4中所示，在X轴方向上延伸的电极线220和在Y轴方向延伸的电极线210之间的交叠部分处形成电容元件Cl。在该典型实施方式中，形成电极线210和220，从而可在按键区域1a中形成至少一个电容元件Cl。
[0096]参照图3，将描述如何检测按照本发明一个实施方式的输入装置I的按键输入。如图3中所示，当执行按键操作输入时，手指在Z轴方向上按压与按键对应的按键区域10a。当按压按键区域1a时，操作部件10 (具体而言是其导电层)和电容元件Cl之间的距离改变，因而电容元件Cl的电容改变。电容元件Cl的电容变化量(下文中也称为“ δ值”)代表了与按键区域1a的操作输入对应的按键区域1a和电容元件Cl之间的距离变化量。在该典型实施方式中，基于每个节点处检测的S值检测与目标节点对应的按键输入。在项目2 “输入检测系统的构造”中将详细描述基于δ值检测按键输入，这将在稍后进行描述。
[0097]由此，在该典型实施方式中，基于电容元件Cl的电容变化量检测按键输入，因而在没有操作输入时电容元件Cl的电容被调整为预定值。因此，适当设置电极线210和220的形状(具体而言，是作为电容元件C的电极的部分[电极部分]的形状)、以及位于电极线210和220之间的绝缘材料的厚度，从而使电容元件Cl的电容成为预定值。
[0098]下文中，为了便于说明以及更好地理解δ值与阈值之间的比较，将假设δ值为正值进行描述。如上所述，δ值是电容元件Cl的电容变量。因而，可通过从存在操作输入(如图3所示的状态)时的电容元件Cl的电容减去不存在操作输入(如图2所示的状态)时的电容元件Cl的电容来计算δ值。另一方面，在图3所示的状态中，随着按键区域1a和电容元件Cl之间的距离变小，与图2所示的状态相比，电容元件Cl的电容变小。如此，仅由电容值之间的差而获得的δ值是负值。同时，在该典型实施方式中，通过适当地改变其符号，δ值被设为正值。即使当δ值被设为负值时，与δ值进行比较的诸如阈值这样的值的符号的反向也可执行与按键输入的检测处理类似的处理，这将在下文中进行描述。
[0099]在图4所示的示例中，在一个按键区域1a中设置有6个电容元件Cl (也就是有6个节点)，但是本发明的实施方式不限于该示例。可在一个按键区域10中设置任意数量的节点。如上所述，在本发明的一个实施方式中，基于电容元件Cl的电容变化量执行按键输入的检测。因而，在一个按键区域1a中设置多个电容元件Cl，并使用这些电容元件Cl的电容变化量的统计值，如加和值或平均值，从而提高按键输入的准确度。在本发明的一个实施方式中，可考虑到按键的类型或布置来适当设置一个按键区域1a中设置的节点数量。例如，对于具有较高输入频率的按键或者由于布置位置而可能具有较低检测准确度的按键(例如，与其他按键相比几乎位于平面端部的按键)，设置更多节点，因而能够提高按键输入检测的准确度。
[0100]在图4所示的示例中，为了简便起见，电极线210和220的形状大致为线状，与构成电容元件Cl的电极对应的部分的形状大致为矩形，但本实施方式不限于该示例。例如，在设置电容元件Cl的区域中，电极线210和220可包括具有预定面积和诸如环形或菱形这样的形状的电极部分。电极部分可在X轴或Y轴方向上串联连接。适当设置电极线210和220的形状并调整电极部分的形状，因而能够提高δ值检测的准确度。
[0101]图5显示了输入装置I中的按键布置和电容元件Cl之间的位置关系。图5是显示输入装置I中的按键布置和电容元件Cl之间的位置关系的示意图。在图5中，如输入装置I的一部分顶视图所示，电容元件Cl互相重叠。
[0102]在图5所示的示例中，电容元件Cl包括电极部分，该电极部分具有放射状扩展的配线形状，这并不是图4中所示的简单形状。例如，在图中被虚线围绕的按键区域1a中设置有四个电容元件Cl。也就是说，被虚线围绕的按键区域1a包括四个节点，因而从按键区域检测与各个节点对应的四个S值。
[0103]已经大致描述了按照本发明一个实施方式的输入装置I的构造。如上所述，输入装置I配置为包括彼此层叠的屏蔽层40、电极板20、支撑部30和操作部件10。可利用电容元件Cl的电容变化量执行按键输入的检测，所述电容元件Cl包括形成在电极板20中的两层配线板。如此，输入装置I能利用较简单的结构检测按键输入，不需要像上述JP2011-154645A和JP2011-154564A中公开的键盘那样提供负载传感器的结构。因此，能够实现输入装置I的变薄和重量减轻。
[0104]具有静电电容式触摸面板的键盘通常设置有电容元件，所述电容元件被布置成均匀分布在触摸面板的平面中，这是本领域公知的。因此，按键的布置不必与电容元件的布置对应。另一方面，在输入装置I中，可适当设置电极线210和220的形状，并根据按键的布置调整电容元件的数量和布置。例如，如下文的项目6 “第三实施方式”(归一化的δ值判定处理)中所描述的，输入装置I能够根据按键区域1a中设置的电容元件的数量而以不同的方式执行输入状态判定处理。如此，输入装置I能设置最优的按键布置构造和信号处理，以提高每个按键的按键输入检测准确度。此外，与本领域已知的具有触摸面板且触摸面板所设置的电容元件被布置成均匀分布在触摸面板的平面中的键盘相比，在输入装置I中，可只形成必要数量的电容元件，由此减少电极数量。结果，当检测按键输入时，可降低施加在信号处理上的负载，因而可使用更廉价的处理器(稍后描述的控制器IC 110或主MCU120)来执行信号处理。
[0105]对于按照本发明一个实施方式的输入装置I而言，例如可参照由与本申请相同的申请人申请的W013/132736。
[0106]2.输入检测系统的构造
[0107]将描述按照本发明一个实施方式的输入检测系统的构造。在按照本发明一个实施方式的输入检测系统中，基于在输入装置I的每个节点处检测到的S值来判定与目标节点对应的按键，并执行与该按键对应的输入状态判定处理。然后，基于通过判定按键的输入状态而获得的结果，与该按键对应的信息可被输入与输入装置I相连的主机设备。
[0108]2-1.硬件构造
[0109]将参考图6描述按照本发明一个实施方式的输入检测系统的硬件构造。图6是显示按照本发明一个实施方式的输入检测系统的硬件构造的一个示例的框图。
[0110]参考图6，按照本发明一个实施方式的输入检测系统2配置为包括输入装置1、控制器集成电路(IC) 110、主微控制器(MCU) 120、接口 IC 130以及连接器140。输入装置I的构造已在上文的项目I “输入装置的构造”中进行了描述，因此省略其详细描述。
[0111]控制器IC 110是检测输入装置I中的每个节点处的δ值的处理器。控制器IC110执行的处理对应于由图7中所示的δ值检测单元111所执行的处理，这将在稍后进行描述。在X轴方向上延伸的多条电极线220和在Y轴方向上延伸的多条电极线210之间的交叉区域中形成节点，因而节点可以用地址X和Y来表示。控制器IC 110能与目标节点的地址对应地检测每个节点处的δ值。控制器IC 110将与在每个节点处检测的δ值有关的信息和与目标节点的地址有关的信息相关联，并在随后阶段将该关联信息传送给主MCU120。可通过使控制器IC 110(也就是处理器)根据预定程序进行运行，执行控制器IC 110中的处理。
[0112]主MCU 120基于在每个节点处检测的δ值执行判定按键输入的处理。主MCU 120所执行的处理包括判定其中被检测到S值的按键的处理(下文中，也称为“按键判定处理”)以及基于δ值判定按键输入状态的处理。主MCU 120所执行的处理对应于由之后所述的图7中所示的操作输入值计算单元112、按键指定单元113、输入状态判定单元114和输入状态设置单元115所执行的处理。可通过使设置于主MCU 120中的处理器根据预定程序进行运行，执行主MCU 120中的处理。
[0113]基于与被检测到δ值的节点对应的地址信息，按键指定处理指定与该节点相对应的按键。例如，节点的地址与输入装置I中的按键布置之间的位置关系储存在设置于主MCU 120中的诸如存储器这样的储存装置中，或者储存在独立于主MCU 120设置的储存装置(未显示)中。然后，主MCU 120能够基于目标节点的地址与按键布置之间的位置关系，指定与被检测到S值的节点对应的按键。
[0114]另一方面，在输入状态判定处理中，主MCU 120基于δ值判定与其中被检测到δ值的目标节点对应的按键的输入状态。在输入状态判定处理中，可基于S值和/或基于δ值计算得到的其他物理量来判定按键输入状态。例如，在输入状态判定处理中，除了 δ值夕卜，还可使用微分δ值和/或归一化的δ值。微分δ值是δ值的微分值。归一化的δ值是通过将δ值进行归一化后获得的值。微分δ值可以是通过将检测到的δ值(也就是原始数据或通过放大原始数据而获得的值)进行微分而获得的值，或者可以是通过将归一化的δ值进行微分而获得的值。在以下说明中，术语“微分δ值”可以指δ值的微分值或归一化的δ值的微分值。此外，在其中为单个按键设置多个节点的情形中，可基于统计值，例如δ值、微分δ值和/或归一化的δ值的加和值或平均值来执行输入状态判定处理。这些δ值、微分δ值和/或归一化的δ值、或其统计值可以是代表按键操作输入的值(下文中，也称为“操作输入值”)。如此，在本发明的一个实施方式中，基于每个节点处的操作输入值判定每个按键的输入状态。
[0115]输入状态判定处理判定一操作输入值是否满足预定条件(或输入状态判定条件)。如果判定操作输入值满足输入状态判定条件，则与其中被检测到(计算得到)操作输入值的节点对应的按键的输入状态被判定为处于KEY ON状态(下文中，也简称为“0Ν状态”)。KEY ON状态表示其中按键操作输入被判断为有效的状态。另一方面，如果判定一操作输入值不满足输入状态判定条件，则与其中检测到(计算得到)操作输入值的节点对应的按键的输入状态被判定为处于KEY OFF状态(下文中，也简称为“OFF状态”)。KEY OFF状态表示其中按键操作输入被判定为无效的状态。可为每个按键设置输入状态判定条件。主MCU 120能够基于通过执行按键指定处理所获得的结果，使用为被指定的按键而设置的输入状态判定条件执行输入状态判定处理。
[0116]主MCU 120依次为输入装置I中所包括的每个节点执行输入状态判定处理以及按键指定处理，因而能够判定每个按键的输入状态。在随后阶段，主MCU 120将表示与被判定为处于KEY ON状态的按键对应的内容的信息传送给接口 IC 130。如此，在KEY ON状态下，可传送与按键对应的信息。然而，主MCU 120可在随后阶段将通过执行所有按键的输入状态判定处理而获得的结果传送给接口 IC 130，然后通过接口 IC130后续的任意构造，从传送的结果中只提取出与被判定为处于KEY ON状态的按键对应的信息。
[0117]接口 IC 130是用作输入装置I与连接至输入装置I的主机设备之间的接口的处理器。例如，接口 IC 130与用于将输入装置I连接至主机设备的连接器140相连。接口 IC130根据连接器140的类型以适合于连接器140类型的方式执行信号转换，并将与被判定为处于KEY ON状态的按键对应的信息传送给主机设备。然后，例如信息处理装置(或主机设备)使显示单元显示与按键对应的字母或符号。可根据连接器140的类型适当设置接口IC130所执行的处理。连接器140可以是通用串行总线(USB)连接器。
[0118]已参照图6描述了按照本发明一个实施方式的输入检测系统2的硬件构造。将描述与图6中所示的输入检测系统2对应的功能性构造。
[0119]2-2.功能性构造
[0120]将参照图7描述按照本发明一个实施方式的输入检测系统的功能性构造。图7是显示按照本发明一个实施方式的输入检测系统的功能性构造的一个示例的功能性框图。图7中所示的功能性构造对应于图6中所示的输入检测系统2的硬件构造。在本发明的一个实施方式中，可使用本领域已知的通常用于将键盘连接到信息处理装置的任意类型的装置作为接口 IC 130和连接器140。因此，图7主要显示了由图6所示组件中的控制器IC 110和主MCU 120所执行的功能。
[0121]参考图7，作为功能模块，按照本发明一个实施方式的输入检测系统2配置为包括δ值检测单元111、操作输入值计算单元112、按键指定单元113、输入状态判定单元114和输入状态设置单元115。为了简便起见，图7显示了控制器150 (对应于按照本发明一个实施方式的信息处理装置)中执行的功能，但实际上，控制器150可由对应于控制器IC 110和主MCU 120的处理器构成。也就是说，通过使对应于控制器IC 110和主MCU 120的处理器根据预定程序进行运行，可实现由图7中的控制器150所执行的功能。例如，通过控制器IC 110执行与δ值检测单元111相对应的功能，通过设置于主MCU 120中的处理器执行其他功能(操作输入值计算单元112、按键指定单元113、输入状态判定单元114和输入状态设置单元115)。本发明不限于该示例。图7中所示的功能可通过控制器IC 110和主MCU120中的任意处理器来执行，或者可由图中未显示的其他处理电路(信息处理装置)来执行。
[0122]δ值检测单元(电容变化量检测单元)111检测输入装置I的每个节点处的电容元件的电容变化量。例如，δ值检测单元111以预定的采样速率(sampling rate)依次检测每个节点处的S值(δ值检测单元111所检测到的δ值可以基本上为零值[电容元件的电容基本上不变])。此外，S值检测单元111能与目标节点的地址对应地检测每个节点处的δ值。δ值检测单元111将检测的δ值以及与δ值对应的节点的地址信息传送给操作输入值计算单元112、按键指定单元113以及输入状态判定单元114。
[0123]按键指定单元113基于节点地址信息指定与被检测到δ值的节点相对应的按键。按键指定单元113所执行的处理对应于上述的按键指定处理。例如，在按照本发明一个实施方式的输入检测系统2中，可设置能储存多种类型信息的储存装置(未显示)，并在储存装置中储存节点的地址与输入装置I中的按键布置之间的位置关系。按键指定单元113查询储存装置，并能基于节点的地址与按键布置之间的位置关系指定与被检测到S值的节点相对应的按键。储存装置可以是设置于主MCU 120中的存储器，或者可以是与主MCU 120分离设置的存储器。储存装置不受特别限制，其示例包括诸如硬盘驱动器(HDD)之类的磁性储存装置、半导体储存装置、光学储存装置和磁光储存装置。按键指定单元113将与被指定的按键有关的信息提供给输入状态判定单元114。按键指定单元113可配置为将与被指定的按键有关的信息提供给操作输入值计算单元112。
[0124]操作输入值计算单元112基于所提供的δ值计算在判定每个节点处的输入状态中使用的操作输入值。例如，操作输入值计算单元112基于δ值计算微分δ值和/或归一化的δ值。微分δ值是以预定采样速率检测到的δ值的采样点之间(帧之间)的差分，微分δ值代表δ值的时间变化。归一化的δ值是通过基于预定参考值将δ值进行归一化而获得的值。
[0125]操作输入值计算单元112基于与由按键指定单元113指定的按键有关的信息获取与为每个按键而设置的输入状态判定条件有关的信息，然后，操作输入值计算单元112可基于输入状态判定条件仅计算用于执行输入状态判定处理的物理量。例如，操作输入值计算单元112可查询上述储存装置以获取与输入状态判定条件有关的信息。当预先确定了用于执行每个按键的输入状态判定处理的物理量时，例如，当为所有按键设置相同的输入状态判定条件时，操作输入值计算单元112可不获取与被指定的按键有关的信息以及与输入状态判定条件有关的信息，而计算所有检测到的节点的物理量。例如，当仅使用δ值确定为按键而设置的输入状态判定条件时，操作输入值计算单元112可不执行操作输入值的计算处理。操作输入值计算单元112将计算得到的操作输入值提供给输入状态判定单元114。
[0126]输入状态判定单元114基于每个节点处所检测的δ值判定与目标节点对应的按键的输入状态。通过基于检测到的δ值判定每个按键的输入状态是否为KEY ON状态来执行输入状态的判定。输入状态判定单元114所执行的处理对应于上述的输入状态判定处理。具体而言，输入状态判定单元114基于与按键有关的信息判定每个节点处的操作输入是否满足对从按键指定单元113提供的按键而设置的输入状态判定条件。例如，输入状态判定单元114查询其中储存有为每个按键设置的输入状态判定条件的上述储存装置，因而输入状态判定单元114能获取与为每个按键而设置的输入状态判定条件有关的信息，并执行输入状态判定处理。
[0127]例如，输入状态判定单元114将操作输入值与预定阈值进行比较，以判定输入状态。具体而言，如果操作输入值大于该预定阈值，则输入状态判定单元114判定与目标节点对应的按键的输入状态为KEY ON状态。另一方面，如果操作输入值在该预定阈值以下，则输入状态判定单元114判定与目标节点对应的按键的输入状态为KEY OFF状态。可选的是，如果操作输入值满足预定输入状态判定条件，则输入状态判定单元114可判定按键的输入状态为“KEY OFF WAIT状态”，这将在项目4 “第一实施方式”(KEY OFF检测处理)中进行描述。将在相关部分中详细描述“KEY OFF WAIT状态”。
[0128]用于判定是否处于KEY ON状态的阈值和用于判定是否处于KEY OFF状态的阈值可以是相同的值或不同的值。当用于判定是否处于KEY ON状态的阈值不同于用于判定是否处于KEY OFF状态的阈值时，可防止所谓的抖动(chattering)，从而提高可用性。之后将参照之后所述的参照项目4-3 “减少抖动”来详细描述利用这种双重阈值防止抖动的处理。
[0129]输入状态判定单元114判定每个按键的输入状态。然而，例如当多个节点与单个按键对应时，如果该按键中所包括的任意一个节点处的操作输入值满足输入状态判定条件，就可判定输入状态(也就是通过“或”运算的判定)。此外，如果按键中所包括的所有节点处的操作输入值均满足输入状态判定条件，可判定输入状态(也就是通过“与”运算的判定)。可根据需要以任意方式为每个按键设置输入状态判定条件。例如，可通过“或”运算的判定来判定某个按键的输入状态，而通过“与”运算的判定来判定其他按键的输入状态。对于每个按键而言，与操作输入值进行比较的阈值可以是不同的值。考虑到按键的使用频率或检测准确度，可基于按键的布置位置适当设置每个按键的输入状态判定条件。
[0130]本文中使用了术语“以下”和“大于”来描述操作输入值和阈值之间的大小关系，在比较操作输入值和阈值时，这些术语是示意性的，而非对边界条件的限制。在本发明的一个实施方式中，当操作输入值等于阈值时，可以任意的方式设置如何确定大小关系的方法。在此使用的术语“以下”可与术语“小于”的含义基本相同，在此使用的术语“大于”可与术语“以上”的含义基本相同。
[0131]输入状态判定单元114将与通过判定每个按键的输入状态而获得的结果有关的信息提供给输入状态设置单元115。
[0132]输入状态设置单元115基于通过输入状态判定单元114所获得的输入状态的判定结果为每个按键设置输入状态。根据输入状态的判定结果，输入状态设置单元115将每个按键的输入状态设置为KEY ON状态、KEY OFF状态和KEY OFF WAIT状态。输入状态设置单元115通过接口 IC 130将表示按键内容的信息传送给主机设备。所述内容与被设置为KEYON状态的按键相关。主机设备将与按键相关的接收信息作为输入值。在随后阶段，输入状态设置单元115可将通过执行所有按键的输入状态判定处理而获得的结果传送给接口 IC130，然后通过接口 IC 130后续的任意构造(例如主机设备)，从传送的结果中只提取出与被判定为处于KEY ON状态的按键相关的信息。
[0133]已参照图7描述了按照本发明一个实施方式的输入检测系统的功能性构造。可在个人电脑上安装一计算机程序，所述计算机程序准备用于实现按照本发明一个实施方式的输入检测系统2的功能。可提供一种计算机可读记录介质来储存该计算机程序。记录介质例如包括磁盘、光盘、磁光盘和闪存。可通过网络下载计算机程序而不使用记录介质。
[0134]3.信息处理方法(输入检测方法)
[0135]将参照图8描述按照本发明一个实施方式的输入检测系统中所执行的信息处理方法(输入检测方法)的处理步骤。图8是显示按照本发明一个实施方式的输入检测方法的处理步骤的一个示例的流程图。通过图7中所示的输入检测系统2的各个处理功能执行图8的流程图中所示的处理步骤。
[0136]参考图8，在按照本发明一个实施方式的输入检测方法中，检测输入装置I的每个节点处的δ值(步骤S101)。例如可通过上面参考图7所述的δ值检测单元111执行步骤SlOl中的处理。在步骤SlO