信息处理装置、输入装置、信息处理方法和程序的制作方法
【专利说明】信息处理装置、输入装置、信息处理方法和程序
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求享有2014年3月31日提交的日本优先权专利申请JP2014-073034的权益，该专利申请的全部内容并入本文以供参考。
技术领域
[0003]本发明涉及一种信息处理装置、输入装置、信息处理方法和程序。
【背景技术】
[0004]键盘通常用作诸如个人计算机(PC)等信息处理装置的输入装置。现在，广泛普及了用作薄键盘的触摸面板。在采用触摸面板的键盘中，在触摸面板的显示表面上显示与键盘上布置的每个键相对应的Gn组件，用户可以在该触摸面板的显示表面上选择一个或多个显示键，从而将与所选择的键相关联的信息输入至信息处理装置。
[0005]触摸面板用于各种应用场合。其中，用于检测操作物体与触摸面板之间的接触的传感器元件有时具有温度依赖的特性。在这种情况下，操作物体与触摸面板的检测灵敏度很可能随着操作环境温度的变化而变化，从而存在欠缺可用性的风险。
[0006]因而，已经开发了用于依据触摸面板的操作环境的温度来补偿温度的技术。例如，JP 2009-020006A公开了一种用于预先获得静电电容传感器的阻抗的温度特性、并通过在静电式触摸面板中利用所获得的温度特性来校正静电电容传感器的静电电容的技术。此夕卜，例如，JP 2002-169649A也公开了一种为了应对超声波型触摸面板中的表面声波的速度变化，而使用用于温度补偿的叉指换能器(Inter-Digital Transducer, IDT)的频率特性来校正表面声波的输入/输出IDT的频率特性的技术。
[0007]然而，JP 2009-020006A和JP 2002-169649A中公开的技术是要应用于通常的触摸面板，而并不是特别要应用于将其用作键盘或类似装置的情形。当触摸面板用作键盘时，例如，假定执行其中与连续快速地对与一按键对应的区域进行键击的情形不同的操作输入。从而，当触摸面板用作键盘时，触摸面板的可用性会不同于其他应用场合。因而，如果JP 2009-020006A和JP2002-169649A中公开的技术不经任何改变便应用于使用触摸面板的键盘，则必然不会改善可用性。
【发明内容】
[0008]鉴于上述情况，需要提供一种技术，该技术用于通过在考虑作为键盘的可用性的同时依据操作环境的温度来补偿操作物体的检测灵敏度，实现更高程度的可用性。根据本发明的实施例，提供了一种新颖的和改善的能够获得更高程度可用性的信息处理装置、输入装置、信息处理方法和程序。
[0009]根据本发明的实施例，提供了一种信息处理装置，包括温度补偿单元，所述温度补偿单元配置为根据输入装置的环境温度来校正操作输入值，所述操作输入值表示针对设置于片状操作部件上的多个按键区域中的每一按键区域的操作输入，在所述输入装置中，针对每一按键区域的所述操作输入被检测为基于所述按键区域与电容元件之间的距离变化的电容元件的电容变化量，所述电容元件是以所述电容元件与每一按键区域对应的方式设置的
[0010]根据本发明的另一实施例，提供了一种输入装置，包括:片状操作部件，所述片状操作部件包括多个按键区域并能够依据针对所述按键区域的操作输入而变形；电极基板，所述电极基板在与每一按键区域相对应的位置处包括至少一个电容元件，且所述电极基板能够将基于所述操作输入的所述按键区域与所述电容元件之间的距离变化量检测为电容元件的电容变化量；以及控制器，所述控制器配置为根据环境温度来校正表示针对所述按键区域的操作输入的操作输入值。
[0011]根据本发明的又一实施例，提供了一种信息处理方法，包括如下步骤:由处理器根据输入装置的环境温度来校正操作输入值，所述操作输入值表示针对设置于片状操作部件上的多个按键区域中的每一按键区域的操作输入，在所述输入装置中，针对每一按键区域的所述操作输入被检测为基于所述按键区域与电容元件之间的距离变化的电容元件的电容变化量，所述电容元件是以所述电容元件与每一按键区域对应的方式设置的。
[0012]根据本发明的一个或多个实施例，在其中可将针对按键区域的物理按压量检测为表示针对该按键区域的操作输入的操作输入值的键盘中，根据环境温度来校正所述操作输入值。因而，即使当环境温度改变的时候，也可根据通过校正而获得的操作输入值来检测键输入，从而可以改善可用性。
[0013]如上所述，根据本发明的一个或多个实施例，可实现高度的可用性。应注意的是，如上所述的优点必然不是限制性的，除了如上所述的优点之外、或者替代如上所述的优点，还可实现本文所述的任何其他优点以及可根据本发明理解得到的其他优点。
【附图说明】
[0014]图1是示出根据本发明实施例的输入装置的示意性构造的俯视图；
[0015]图2是图1中示出的输入装置的示意性剖视图；
[0016]图3是用于描述当对根据示例性实施例的输入装置输入按键时的操作的说明图；
[0017]图4是用于描述根据示例性实施例的输入装置中的电容元件的说明图；
[0018]图5是示出输入装置中的按键布置与电容元件Cl之间的位置关系的示意图；
[0019]图6是示出根据示例性实施例的输入装置中的电容元件Cl的温度特性的图表；
[0020]图7是示出根据示例性实施例的输入装置中的电容元件Cl的温度特性的图表；
[0021]图8是示出根据示例性实施例的输入检测系统的示例性硬件构造的框图；
[0022]图9是示出根据示例性实施例的输入检测系统的功能构造的功能框图；
[0023]图10是示出用于温度检测的虚拟节点的示例性构造的示意性剖视图；
[0024]图11是示出用于温度检测的虚拟节点的温度特性的图表；
[0025]图12是示出用于温度检测的虚拟节点的温度特性的图表；
[0026]图13是示出输入装置中的虚拟节点的示例性布置的示意图；
[0027]图14是示出根据使用温度检测IC检测温度的变型例的输入检测系统的功能构造的范例的功能框图；
[0028]图15是示出负载值与δ值之间的关系的图表；
[0029]图16是示出施加负载期间的经过时间与通过理想校正倍率校正后的δ值之间的关系的图表；
[0030]图17是用于描述根据示例性实施例在考虑到逆校正的情况下设置校正倍率的方法的说明图；
[0031]图18是示出根据示例性实施例的δ值校正表的范例的图；
[0032]图19是示出根据示例性实施例的信息处理方法的处理步骤的范例的流程图。
[0033]图20是示出在其中不执行温度补偿的情形中的输入装置的δ值的负载灵敏度特性的图表；
[0034]图21是示出在其中执行根据示例性实施例的温度补偿的情形中的输入装置的δ值的负载灵敏度特性的图表；以及
[0035]图22是示出在其中按照根据基准条件设置的理想校正倍率来执行温度补偿的情形中的输入装置的S值的负载灵敏度特性的图表。
【具体实施方式】
[0036]在下文中，将参考附图详细说明本发明的优选实施例。注意，在本说明书及附图中，以相同的附图标记表示具有基本相同功能和结构的构造单元，并省略对于这些构造单元的重复说明。
[0037]将按照如下各项的顺序作出说明。
[0038]1.输入装置的构造
[0039]2.导致本发明的实施例的相关背景
[0040]3.输入检测系统的构造
[0041]3-1.硬件构造
[0042]3-2.功能构造
[0043]4.温度检测处理
[0044]4-1.使用虚拟节点的温度检测处理
[0045]4-2.使用温度检测IC的温度检测处理
[0046]5.校正倍率确定处理
[0047]5-1.基准条件的确定
[0048]5-2.逆校正
[0049]5-3.δ (delta)值校正表的设置
[0050]5-4.温度补偿期间的处理
[0051]6.信息处理方法
[0052]7.温度补偿处理的结果
[0053]8.补充
[0054]在本发明的一个优选实施例中，静电电容型键盘用作输入装置。静电电容型键盘根据与各个按键区域对应布置的电容元件的电容变化量(稍后将描述的S值)，检测针对设置于片状操作部件上的多个按键区域中的每一按键区域作出的操作输入(即，通过诸如手指之类的操作物体施加的压力的量)。将参考稍后描述的项I “输入装置的构造”来描述根据本发明一优选实施例的输入装置的构造。然后，将参考稍后描述的项2“导致本发明的实施例的相关背景”来描述由发明人对于根据示例性实施例的输入装置中的电容元件的电容的温度依赖性的研宄内容、以及导致本发明的实施例的相关背景。
[0055]然后，将参考稍后描述的项3 “输入检测系统的构造”来描述根据示例性实施例的用于检测输入装置中的按键输入的输入检测系统的构造。在根据示例性实施例的输入检测系统中，根据输入装置的操作环境的温度，执行用于校正操作输入值(例如，如上所述的电容元件的电容变化量[S值])的温度补偿处理，所述操作输入值表示针对按键区域的操作输入。所述温度补偿处理包括:用于检测输入装置的操作环境的温度的处理(以下简称“温度检测处理”)，用于确定作为检测信号的δ值的校正值(校正倍率)的处理(以下简称“校正倍率判定处理”)，和用于根据确定的校正倍率校正δ值的处理(以下简称“ δ值校正处理”)。将详细描述温度补偿处理中的与项4 “温度检测处理”和项5 “校正倍率确定处理”相对应的各处理。
[0056]然后，将参考稍后描述的项6 “信息处理方法”来描述根据示例性实施例的温度补偿方法中的处理步骤。然后，最后将描述通过应用根据示例性实施例的温度补偿处理获得的结果，与参考稍后描述的项7“温度补偿处理的结果”执行温度补偿处理的情形进行比较。
[0057]在该示例性实施例中，通过使用由温度补偿处理获得的操作输入值判定每个按键的输入状态，来判定是否存在按键输入。输入状态可包括其中操作输入被判定为有效的状态(KEY ON状态)和其中操作输入被判定为无效的状态(KEY OFF状态)。这种判定能够实现反映操作环境的温度变化的按键输入判定，由此改善可用性。
[0058]1.输入装置的构造
[0059]将参考图1至3描述根据本发明的一优选实施例的输入装置的构造。图1是示出根据本发明实施例的输入装置的示意性构造的俯视图。图2是图1中示出的输入装置的示意性剖视图。图3是用于描述当对根据该示例性实施例的输入装置输入按键时的操作的说明图。
[0060]参考图1和2，根据示例性实施例的输入装置I被配置为包括屏蔽层40、电极基板20、支撑体30、和操作部件10，这些部件按如上顺序彼此层叠。输入装置I例如用作诸如PC之类的连接装置的键盘。在下文中，将描述其中用手指(作为操作物体的一个例子)选择按键的情形，这可能是最常见的针对键盘的操作输入。然而，也可使用用户身体的其他部位或诸如触笔之类的工具执行按键的选择。
[0061]在下文说明中，输入装置I平面上的彼此垂直的两个方向被定义为X轴方向和Y轴方向。输入装置I中的各组件层叠的方向(深度方向)被定义为Z轴方向。Z轴的正方向(设置操作部件10的方向)也被称为向上或者表面方向，而Z轴的负方向也被称为向下或者背面方向。图2和3对应于沿输入装置I中的X-Z平面获得的剖面图。
[0062]操作部件
[0063]操作部件10是设置在输入装置I的前表面(上表面)上的片状部件。操作部件10包括在其上形成的多个按键区域10a。按键区域对应于键盘中的各按键。操作部件10由诸如铜(Cu)和铝(Al)之类的导电金属材料制成，并与地电位连接。操作部件10的材料不限于此类范例，任何其他的导电材料均可以用作操作部件10的材料。
[0064]操作部件10具有例如几十微米至几百微米的厚度。操作部件10被配置为可由于针对按键区域1a作出的操作输入(即，由用户的手指对按键区域1a的按压)而朝着电极基板20变形，如图3所示。操作部件10的厚度不限于此类范例，并且可在考虑到按压按键区域1a时的用户感觉(键击的感觉)、按键输入检测的准确性、或者其他考虑而适当地设置该厚度。
[0065]按键区域1a对应于被用户按压(敲击)的按键，按键区域1a具有取决于按键类型的形状和尺寸。按键区域1a可具有以适当方式设置的各按键标记。按键标记可表示键类型、每个按键的位置(轮廓)、或上述两者的组合。可使用适当的印刷方法来标记按键，比如丝网印刷、柔版印刷和凹版印刷。在下文说明中，当要表示其中在按键区域1a上执行操作输入的情形时，按键区域1a常常被简单地称为“按键”。例如，此处使用的短语在输入装置I中“按压按键”可表示“按压按键区域10a”。
[0066]操作部件10可被配置为还包括层叠在如上所述的由导电材料制成的导电层上的柔性绝缘塑料片。柔性绝缘塑料片的范例包括PET (聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)、PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、PC(聚碳酸酯)和PI (聚酰亚胺)。在这种情况下，与每个按键相对应的按键标记被印刷在塑料片的表面上。当在导电层上层叠塑料片时，导电层和塑料片可包括通过预先将导电层的膜贴合至树脂片的表面而获得的复合片。操作部件10可通过气相沉积或者溅射在塑料片的表面上形成导电层来构成，或者通过在塑料片的表面上印刷诸如导电膏之类的涂膜来构成。
[0067]屏蔽层
[0068]屏蔽层40是设置在输入装置I的后表面上的片状部件。在输入装置I中，电极基板20、第一支撑体30和第二支撑体60被保持在屏蔽层40与操作部件10之间。与操作部件10类似，屏蔽层40由诸如铜和铝之类的导电金属材料制成，并与地电位连接。屏蔽层40的材料不限于此类范例，任何其他的导电材料均可用作屏蔽层40的材料。屏蔽层40用于屏蔽来自输入装置I外部的电磁噪声。屏蔽层40具有例如几十微米至几百微米的厚度，但不特别限于此。屏蔽层40可配置为进一步包括在其上层叠的绝缘塑料片。
[0069]第一支撑体和第二支撑体
[0070]第一支撑体30设置在操作部件10与电极基板20之间。第一支撑体30配置为包括多个结构31和基板32，以使得结构31形成在基板32上。
[0071]基板32由PET、PEN、PC及其他聚合物膜所制成的绝缘塑料片形成。基板32层叠在电极基板20上。基板32具有例如几十微米至几百微米的厚度，但不特别限于此。
[0072]结构31具有相同的高度(例如，几微米至几百微米)。结构31形成在基板32上，以将操作部件10的按键区域1a划分为它们的特定部分。结构31能够将基板32连接到操作部件10。未形成结构31的区域(即，与按键区域1a相对应的区域)限定了空隙空间33。利用这样的布置构造，至少在与被按压的按键区域1a相对应的部分中，针对按键区域1a的操作输入改变了操作部件10与电极基板20之间的距离(参见图3)。
[0073]考虑到获得高度的可用性(点击感觉或者敲击感觉)、并改善按键区域1a中的检测准确性，结构31由具有相对较高刚性的材料制成，但是结构31也可以由弹性材料制成。结构31由诸如紫外线可固化树脂之类的电绝缘树脂材料制成，并利用包括转印工艺在内的适当技术而形成在基板32的表面上。
[0074]第二支撑体60设置在屏蔽层40与电极基板20之间。第二支撑体60包括多个结构61。结构61具有相同的高度(例如，几微米至几百微米)。结构61可形成在相对于第一支撑体30的结构31偏移半个间距的位置