JP2016119009A - 入力装置とその制御方法及びプログラム - Google Patents
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従って、検出データの時間的な変化の度合い及び位置的な変化の度合いに応じて、ノイズによる検出動作のエラーの有無が的確に判定される。また、ノイズによる検出動作のエラーがあると判定されたサイクルにおいて生成された検出データの取得処理がスキップされるため、ノイズによる検出エラーの影響が効果的に低減される。
この場合、前記エラー判定部は、前記検出動作の連続した複数サイクルにおける前記検出データの時間的変化量の差であって、前記検出面の一の位置における前記時間的変化量と当該一の位置に隣接する位置における前記時間的変化量との差に応じた前記評価値を、前記複数の位置の少なくとも一部について算出してよい。
この場合、前記エラー判定部は、前記検出面の一の位置における前記検出データと当該一の位置に隣接する位置における前記検出データとの差が、前記検出動作の連続した複数サイクルにおいて変化した量に応じた前記評価値を、前記複数の位置の少なくとも一部について算出してよい。
これにより、ノイズによって局所的に生じた検出データの変化が把握され易くなる。
これにより、非常に小さな領域の検出データだけがノイズによって大きく変化した場合、前記検出動作のエラーとして判定され難くなる。
この場合、前記エラー判定部は、前記複数の位置の少なくとも一部について算出した前記第1評価値の和と第1しきい値とを比較した結果、及び、前記複数の位置の少なくとも一部について算出した前記第2評価値の和と第2しきい値とを比較した結果に応じて、前記検出動作のエラーの有無を判定してよい。
あるいは、前記エラー判定部は、前記複数の位置の少なくとも一部について算出した前記第1評価値と第1しきい値とをそれぞれ比較した結果において、所定の大小関係の条件を満たす前記位置の数が所定の数に達すること、及び/又は、前記複数の位置の少なくとも一部について算出した前記第2評価値と所定の第2しきい値とをそれぞれ比較した結果において、所定の大小関係の条件を満たす前記位置の数が所定の数に達することを条件として、前記検出動作のエラーがあると判定してもよい。
この場合、前記エラーを判定するステップは、前記検出動作の連続した複数サイクルにおける前記検出データの時間的変化量の差であって、前記検出面の一の位置における前記時間的変化量と当該一の位置に隣接する位置における前記時間的変化量との差に応じた前記評価値を、前記複数の位置の少なくとも一部について算出してよい。
この場合、前記エラーを判定するステップは、前記検出面の一の位置における前記検出データと当該一の位置に隣接する位置における前記検出データとの差が、前記検出動作の連続した複数サイクルにおいて変化した量に応じた前記評価値を、前記複数の位置の少なくとも一部について算出してよい。
図1は、本発明の実施形態に係る入力装置の構成の一例を示す図である。
図1に示す入力装置は、センサ部10と、処理部20と、記憶部30と、インターフェース部40を有する。本実施形態に係る入力装置は、センサが設けられた検出面に指やペンなどの物体を近接させることによって、その近接状態に応じた情報を入力する装置である。なお、本明細書における「近接」とは、接触した状態で近くにあることと、接触しない状態で近くにあることを両方含む。
センサ部10は、検出面に分布する複数の検出位置において、指やペンなどの物体の近接の度合いをそれぞれ検出する。例えばセンサ部10は、物体の近接に応じて静電容量が変化する容量性センサ素子(キャパシタ)12がマトリクス状に形成されたセンサマトリクス11と、容量性センサ素子12の静電容量に応じた検出データを生成する検出データ生成部13と、容量性センサ素子12に駆動電圧を印加する駆動部14を有する。
CV変換回路は、駆動部14の駆動電圧が周期的に変化して容量性センサ素子12が充電又は放電される度に、処理部20の制御に従って、検出電極Lyにおいて伝送される電荷をサンプリングする。具体的には、CV変換回路は、検出電極Lyにおいて正又は負の電荷が伝送される度に、この電荷若しくはこれに比例した電荷を参照用のキャパシタに移送し、参照用のキャパシタに発生する電圧に応じた信号を出力する。例えば、CV変換回路は、検出電極Lyにおいて周期的に伝送される電荷若しくはこれに比例した電荷の積算値や平均値に応じた信号を出力する。AD変換回路は、処理部20の制御に従って、CV変換回路の出力信号を所定の周期でデジタル信号に変換し、検出データとして出力する。
処理部20は、入力装置の全体的な動作を制御する回路であり、例えば、記憶部30に格納されるプログラムの命令コードに従って処理を行うコンピュータや、特定の機能を実現するロジック回路を含んで構成される。処理部20の処理は、その全てをコンピュータとプログラムにより実現してもよいし、その一部若しくは全部を専用のロジック回路で実現してもよい。
ここで「時間的変化量」とは、連続した複数サイクルにおいて生成された同一検出位置の検出データの変化量である。例えば、連続した2サイクルにおける検出データの差や、連続した3以上のサイクルにおける検出データの変化の大きさに関連する値(最大値と最小値との差、分散、標準偏差など)を「時間的変化量」としてよい。
また、「検出データの時間的変化量の差」とは、検出面の一の検出位置における時間的変化量と、当該一の検出位置に隣接する検出位置における時間的変化量との差である。「隣接する検出位置」は、1つのみでもよいし、複数でもよい。「隣接する検出位置」が複数の場合、例えば、一の検出位置における時間的変化量と、これに隣接する複数の検出位置における時間的変化量の平均値との差を「検出データの時間的変化量の差」としてよい。
この2次元データの各行列要素は、検出面において行列状に配置されたM×N個の検出位置の各々について生成された検出データを示す。検出位置の行列状の配置における行方向をX方向とし、列方向をY方向とすると、2次元データの行番号と列番号は、検出位置のX座標とY座標をそれぞれ表わす。すなわち、2次元データにおけるm行n列の要素は、検出面におけるX座標が“n”、Y座標が“m”の検出位置(以下、「検出位置P(n,m)」と記す)について生成された検出データを示す。
記憶部30は、処理部20において処理に使用される定数データや変数データを記憶する。処理部20がコンピュータを含む場合、記憶部30は、そのコンピュータにおいて実行されるプログラムを記憶してもよい。記憶部30は、例えば、DRAMやSRAMなどの揮発性メモリ、フラッシュメモリなどの不揮発性メモリ、ハードディスクなどを含んで構成される。
インターフェース部40は、入力装置と他の制御装置(入力装置を搭載する情報機器のコントロール用ICなど)との間でデータをやり取りするための回路である。処理部20は、記憶部30に記憶される情報(物体の座標情報、物体数など)をインターフェース部40から図示しない制御装置へ出力する。また、インターフェース部40は、処理部20のコンピュータにおいて実行されるプログラムを不図示のディスクドライブ装置(非一時的記録媒体に記録されたプログラムを読み取る装置)やサーバなどから取得して、記憶部30にロードしてもよい。
指などの物体の近接によって検出データが変化する場合、その時間的変化量は図3Bにおいて示すように比較的小さく、また、時間的変化量の位置的な変化は比較的緩やかに現れる。これに対して、ノイズの影響により検出データが変化する場合は、その時間的変化量が図3Aにおいて示すように大きくなり、時間的変化量の位置的な変化は急峻に現れる。
動作を開始する際、処理部20は、記憶部30に記憶される入力データDI,DO及び出力データDOを初期化する。
検出データ取得部22は、センサ部10から1サイクル分の検出データ群(検出面におけるN×M個の検出位置に対応したN×M個の検出データ)を入力し、これを入力データDIとして記憶部30に格納する。
エラー判定部23は、検出位置のY座標を示す“m”と評価値Eの和を示す“S”をゼロに初期化する。
エラー判定部23は、検出位置のX座標を示す“n”をゼロに初期化する。
エラー判定部23は、記憶部30に記憶される直近の入力データDIと前回の入力データOLDを参照し、検出位置P(n,m)における評価値E(n,m)を算出する。なお、入力データDIと前回の入力データOLDに基づいた評価値Eの算出は、式(1)に示すような二乗の演算に限定されない。例えば、式(1)における二乗の演算の代わりに絶対値を算出してもよいし、二分の一乗(平方根)や四乗の演算を行ってもよい。
エラー判定部23は、ステップST140において算出した評価値E(n,m)を和Sに加算する。
エラー判定部23は、検出位置のX座標を示す“n”に「1」を加えて、この“n”が「N−1」以上になったか否か判定する。“n”が「N−1」より小さい場合、エラー判定部23はステップST140に戻り、上述した評価値E(n,m)の算出と和Sの更新を繰り返す。“n”が「N−1」以上の場合、エラー判定部23は次のステップST310に移行する。
エラー判定部23は、検出位置のY座標を示す“m”に「1」を加えて、この“m”が「M」以上になったか否か判定する。“m”が「M」より小さい場合、エラー判定部23はステップST130に戻り、ステップST130〜ST250の処理を繰り返す。“m”が「M」以上の場合、エラー判定部23は次のステップST330に移行する。
エラー判定部23は、検出面の全体の評価値Eを足し合わせた結果である和Sをしきい値TH1と比較する。和Sがしきい値TH1より小さい場合、エラー判定部23は、センサ部10の検出動作のエラーは無いと判定する。和Sがしきい値TH1以上となる場合、エラー判定部23は、検出動作のエラーがあると判定する。
エラー判定部23においてエラーが無いと判定された場合、検出データ取得部22は、直近のサイクルにおいてセンサ部10から入力した入力データDIを出力データDOとして記憶部30に格納する(検出データ取得処理)。一方、エラー判定部23においてエラーがあると判定された場合、検出データ取得部22は、この検出データ取得処理をスキップする。検出データ取得処理がスキップされたサイクルでは、記憶部30に格納される出力データDOが更新されない。
エラー判定部23は、記憶部30に記憶される入力データDIを入力データOLDに代入し、ステップST110に戻る。これにより、直近のサイクルの入力データDIが前回のサイクルの入力データOLDとして記憶部30に保存された上で、入力データDIが最新の値に更新される。
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。
第2の実施形態に係る入力装置は、第1の実施形態に係る入力装置におけるエラー判定部23の判定動作を変更したものであり、他の構成については第1の実施形態に係る入力装置と同じである。
ここで「位置的変化量」とは、検出面の一の位置における検出データと、当該一の位置に隣接する位置における検出データとの差である。「隣接する検出位置」は、1つのみでもよいし、複数でもよい。「隣接する検出位置」が複数の場合、例えば、一の検出位置における検出データと、これに隣接する複数の検出位置における検出データの平均値との差を「位置的変化量」としてよい。
また、「位置的変化量が更に時間的に変化した量」とは、同一検出位置についての位置的変化量が連続した複数サイクルにおいて変化した量である。例えば、連続した2サイクルにおける位置的変化量の差や、連続した3以上のサイクルにおける位置的変化量の変化の大きさに関連する値(最大値と最小値との差、分散、標準偏差など)を「位置的変化量が更に時間的に変化した量」としてよい。
エラー判定部23は、検出位置のY座標を示す“m”と評価値EAの和を示す“SA”をゼロに初期化する。
エラー判定部23は、記憶部30に記憶される直近の入力データDIと前回の入力データOLDを参照し、検出位置P(n,m)における評価値EA(n,m)を算出する。
エラー判定部23は、ステップST140Aにおいて算出した評価値EA(n,m)を和SAに加算する。
エラー判定部23は、検出面の全体の評価値EAを足し合わせた結果である和SAをしきい値TH1と比較する。和SAがしきい値TH1より小さい場合、エラー判定部23は、センサ部10の検出動作のエラーは無いと判定する。和SAがしきい値TH1より大きい場合、エラー判定部23は、検出動作のエラーがあると判定する。
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。
第3の実施形態に係る入力装置は、第1の実施形態に係る入力装置におけるエラー判定部23の判定動作を変更したものであり、他の構成については第1の実施形態に係る入力装置と同じである。
エラー判定部23は、検出位置のY座標を示す“m”と計数値Kをゼロに初期化する。
エラー判定部23は、ステップST140において算出した評価値Eをしきい値TH2と比較し、評価値Eがしきい値TH2より大きい場合は計数値Kに「1」を加算する。評価値Eがしきい値TH2より小さい場合、エラー判定部23は計数値Kの値を維持する。
エラー判定部23は、評価値Eがしきい値TH2より大きい検出位置の数である計数値Kを所定のしきい値TH3と比較する。計数値Kがしきい値TH3より小さい場合、エラー判定部23は、センサ部10の検出動作のエラーは無いと判定する。計数値Kがしきい値TH3より大きい場合、エラー判定部23は、検出動作のエラーがあると判定する。
次に、本発明の第4の実施形態について説明する。
第4の実施形態に係る入力装置は、第1の実施形態に係る入力装置におけるエラー判定部23の判定動作を変更したものであり、他の構成については第1の実施形態に係る入力装置と同じである。
また、「時間的変化量」とは、連続した複数サイクルにおいて生成された同一検出位置の検出データの変化量である。例えば、連続した2サイクルにおける検出データの差や、連続した3以上のサイクルにおける検出データの変化の大きさに関連する値(最大値と最小値との差、分散、標準偏差など)を「時間的変化量」としてよい。
エラー判定部23は、検出位置のY座標を示す“m”、第1評価値E1の和を示す“S1”、及び、第2評価値E2の和を示す“S2”をそれぞれゼロに初期化する。
エラー判定部23は、記憶部30に記憶される直近の入力データDIと前回の入力データOLDを参照し、検出位置P(n,m)における第1評価値E1(n,m)と第2評価値E2(n,m)を算出する。
エラー判定部23は、ステップST140Cにおいて算出した第1評価値E1(n,m)を和S1に加算し、ステップST140Dにおいて算出した第2評価値E2(n,m)を和S2に加算する。
エラー判定部23は、検出面の全体の第1評価値E1を足し合わせた結果である和S1をしきい値TH4と比較するとともに、検出面の全体の第2評価値E2を足し合わせた結果である和S2をしきい値TH5と比較する。和S1がしきい値TH4より小さく、かつ和S2がしきい値TH5より小さい場合、エラー判定部23は、センサ部10の検出動作のエラーは無いと判定する。一方、和S1がしきい値TH4より大きいか、又は、和S2がしきい値TH5より大きい場合、エラー判定部23は、検出動作のエラーがあると判定する。
次に、本発明の第5の実施形態について説明する。
第5の実施形態に係る入力装置は、第1の実施形態に係る入力装置におけるエラー判定部23の判定動作を変更したものであり、他の構成については第1の実施形態に係る入力装置と同じである。
エラー判定部23は、算出した第1評価値E1と所定のしきい値TH6とをそれぞれ比較し、当該比較結果が所定の大小関係(例えば「E1≧TH6」)の条件を満たす検出位置の数「K1」を計数する。また、エラー判定部23は、算出した第2評価値E2と所定のしきい値TH7とをそれぞれ比較し、当該比較結果が所定の大小関係(例えば「E2≧TH7」)の条件を満たす検出位置の数「K2」を計数する。
そして、エラー判定部23は、計数値K1が所定のしきい値TH8に達するとともに、計数値K2が所定のしきい値TH9に達した場合、検出動作のエラーがあると判定する。
エラー判定部23は、検出位置のY座標を示す“m”と計数値K1,K2をそれぞれゼロに初期化する。
エラー判定部23は、ステップST140Cにおいて算出した第1評価値E1をしきい値TH6と比較し、第1評価値E1がしきい値TH6より大きい場合は計数値K1に「1」を加算する。第1評価値E1がしきい値TH6より小さい場合、エラー判定部23は計数値K1の値を維持する。
エラー判定部23は、ステップST140Dにおいて算出した第2評価値E2をしきい値TH7と比較し、第2評価値E2がしきい値TH7より大きい場合は計数値K2に「1」を加算する。第2評価値E2がしきい値TH7より小さい場合、エラー判定部23は計数値K2の値を維持する。
エラー判定部23は、第1評価値E1がしきい値TH6より大きい検出位置の数である計数値K1を所定のしきい値TH8と比較するとともに、第2評価値E2がしきい値TH7より大きい検出位置の数である計数値K2を所定のしきい値TH9と比較する。計数値K1がしきい値TH8より小さく、かつ、計数値K2がしきい値TH9より小さい場合、エラー判定部23は、センサ部10の検出動作のエラーは無いと判定する。計数値K1がしきい値TH8より大きいか、又は、計数値K2がしきい値TH9より大きい場合、エラー判定部23は、検出動作のエラーがあると判定する。
Claims (19)
- 検出面への物体の近接状態に応じた情報を入力する入力装置であって、
前記検出面の複数の位置における物体の近接の度合いを検出し、当該検出結果を示す検出データを前記複数の位置のそれぞれについて生成するセンサ部と、
前記複数の位置における前記検出データを1サイクルごとに生成する周期的な検出動作を行うように前記センサ部を制御するセンサ制御部と、
前記検出動作の1サイクルごとに、前記複数の位置について生成された複数の前記検出データを取得する検出データ取得部と、
前記検出データの時間的な変化の度合い及び位置的な変化の度合いに応じて、ノイズによる前記検出動作のエラーの有無を1サイクルごとに判定するエラー判定部とを有し、
前記検出データ取得部は、前記エラー判定部によって一のサイクルの検出動作にエラーがあると判定された場合、当該一のサイクルにおいて生成された検出データの取得処理をスキップする
ことを特徴とする入力装置。 - 前記エラー判定部は、前記検出動作の1サイクルごとに、前記検出データの時間的な変化の度合いが更に位置的に変化する度合いに応じた評価値を算出し、当該算出した評価値が所定のエラー判定条件を満たす場合、前記検出動作のエラーがあると判定する
ことを特徴とする請求項1に記載の入力装置。 - 前記エラー判定部は、前記検出動作の連続した複数サイクルにおける前記検出データの時間的変化量の差であって、前記検出面の一の位置における前記時間的変化量と当該一の位置に隣接する位置における前記時間的変化量との差に応じた前記評価値を、前記複数の位置の少なくとも一部について算出する
ことを特徴とする請求項2に記載の入力装置。 - 前記エラー判定部は、前記検出動作の1サイクルごとに、前記検出データの位置的な変化の度合いが更に時間的に変化する度合いに応じた評価値を算出し、当該算出した評価値が所定のエラー判定条件を満たす場合、前記検出動作のエラーがあると判定する
ことを特徴とする請求項1に記載の入力装置。 - 前記エラー判定部は、前記検出面の一の位置における前記検出データと当該一の位置に隣接する位置における前記検出データとの差が、前記検出動作の連続した複数サイクルにおいて変化した量に応じた前記評価値を、前記複数の位置の少なくとも一部について算出する
ことを特徴とする請求項4に記載の入力装置。 - 前記エラー判定部は、前記複数の位置の少なくとも一部について算出した前記評価値の和と所定のしきい値とを比較し、当該比較結果に応じて前記検出動作のエラーの有無を判定する
ことを特徴とする請求項3又は5に記載の入力装置。 - 前記エラー判定部は、前記複数の位置の少なくとも一部について算出した前記評価値と所定のしきい値とをそれぞれ比較し、当該比較結果が所定の大小関係の条件を満たす前記位置の数が所定の数に達する場合、前記検出動作のエラーがあると判定する
ことを特徴とする請求項3又は5に記載の入力装置。 - 前記エラー判定部は、前記検出動作の1サイクルごとに、前記検出面の一の位置における前記検出データと当該一の位置に隣接する位置における前記検出データとの差に応じた第1評価値、及び、前記検出動作の連続した2サイクルにおける前記検出データの時間的変化量に応じた第2評価値を、前記複数の位置の少なくとも一部について算出し、当該算出した第1評価値及び第2評価値が所定のエラー判定条件を満たす場合、前記検出動作のエラーがあると判定する
ことを特徴とする請求項1に記載の入力装置。 - 前記エラー判定部は、前記複数の位置の少なくとも一部について算出した前記第1評価値の和と第1しきい値とを比較した結果、及び、前記複数の位置の少なくとも一部について算出した前記第2評価値の和と第2しきい値とを比較した結果に応じて、前記検出動作のエラーの有無を判定する
ことを特徴とする請求項8に記載の入力装置。 - 前記エラー判定部は、前記複数の位置の少なくとも一部について算出した前記第1評価値と第1しきい値とをそれぞれ比較した結果において、所定の大小関係の条件を満たす前記位置の数が所定の数に達すること、及び/又は、前記複数の位置の少なくとも一部について算出した前記第2評価値と所定の第2しきい値とをそれぞれ比較した結果において、所定の大小関係の条件を満たす前記位置の数が所定の数に達することを条件として、前記検出動作のエラーがあると判定する
ことを特徴とする請求項8に記載の入力装置。 - 検出面の複数の位置において物体の近接の度合い検出し、当該検出結果を示す検出データを前記複数の位置のそれぞれについて生成するセンサ部を備えており、前記検出面への物体の近接状態に応じた情報を入力する入力装置をコンピュータが制御する方法であって、
前記複数の位置における前記検出データを1サイクルごとに生成する周期的な検出動作を行うように前記センサ部を制御するステップと、
前記検出動作の1サイクルごとに、前記複数の位置について生成された複数の前記検出データを取得するステップと、
前記検出動作の1サイクルごとに、前記検出データの時間的な変化の度合い及び位置的な変化の度合いに応じて、ノイズによる前記検出動作のエラーの有無を判定するステップとを有し、
前記検出データを取得するステップは、前記エラーを判定するステップにおいて一のサイクルの検出動作にエラーがあると判定された場合、当該一のサイクルにおいて生成された検出データの取得処理をスキップする
ことを特徴とする入力装置の制御方法。 - 前記エラーを判定するステップは、前記検出動作の1サイクルごとに、前記検出データの時間的な変化の度合いが更に位置的に変化する度合いに応じた評価値を算出し、当該算出した評価値が所定のエラー判定条件を満たす場合、前記検出動作のエラーがあると判定する
ことを特徴とする請求項11に記載の入力装置の制御方法。 - 前記エラーを判定するステップは、前記検出動作の連続した複数サイクルにおける前記検出データの時間的変化量の差であって、前記検出面の一の位置における前記時間的変化量と当該一の位置に隣接する位置における前記時間的変化量との差に応じた前記評価値を、前記複数の位置の少なくとも一部について算出する
ことを特徴とする請求項12に記載の入力装置の制御方法。 - 前記エラーを判定するステップは、前記検出動作の1サイクルごとに、前記検出データの位置的な変化の度合いが更に時間的に変化する度合いに応じた評価値を算出し、当該算出した評価値が所定のエラー判定条件を満たす場合、前記検出動作のエラーがあると判定する
ことを特徴とする請求項11に記載の入力装置の制御方法。 - 前記エラーを判定するステップは、前記検出面の一の位置における前記検出データと当該一の位置に隣接する位置における前記検出データとの差が、前記検出動作の連続した複数サイクルにおいて変化した量に応じた前記評価値を、前記複数の位置の少なくとも一部について算出する
ことを特徴とする請求項14に記載の入力装置の制御方法。 - 前記エラーを判定するステップは、前記複数の位置の少なくとも一部について算出した前記評価値の和と所定のしきい値とを比較し、当該比較結果に応じて前記検出動作のエラーの有無を判定する
ことを特徴とする請求項13又は15に記載の入力装置の制御方法。 - 前記エラーを判定するステップは、前記複数の位置の少なくとも一部について算出した前記評価値と所定のしきい値とをそれぞれ比較し、当該比較結果が所定の大小関係の条件を満たす前記位置の数が所定の数に達する場合、前記検出動作のエラーがあると判定する
ことを特徴とする請求項13又は15に記載の入力装置の制御方法。 - 前記エラーを判定するステップは、前記検出動作の1サイクルごとに、前記検出面の一の位置における前記検出データと当該一の位置に隣接する位置における前記検出データとの差に応じた第1評価値、及び、前記検出動作の連続した2サイクルにおける前記検出データの時間的変化量に応じた第2評価値を、前記複数の位置の少なくとも一部について算出し、当該算出した第1評価値及び第2評価値が所定のエラー判定条件を満たす場合、前記検出動作のエラーがあると判定する
ことを特徴とする請求項11に記載の入力装置の制御方法。 - 請求項11乃至18の何れか一項に記載された入力装置の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
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- 2014-12-22 JP JP2014259521A patent/JP6219264B2/ja active Active
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