JP6416691B2 - 入力装置及び入力装置の動作方法 - Google Patents

Description

本発明は、入力装置及び入力装置の動作方法に関するものである。

物理量として静電容量を計測する静電容量センサを備える入力装置では、所定のベース値を基準として、静電容量センサの静電容量の変化を見ることで、指による静電容量センサの操作を検出している。静電容量センサから出力される静電容量は、環境の変化に伴って変動するので、入力装置が指の操作を誤検出するおそれがある。従来の入力装置は、静電センサに指が触れていないときに、ベース値を更新することで、環境の変化による静電容量の変動に対処している。

特開２０１０−２５７０４６

従来の入力装置は、静電センサに指が触れているときには、操作を認識する必要があるのでベース値を更新しない。しかし、静電センサに指が触れている間も環境の変化は起こるので、指による操作が正しく判定されないという問題がある。例えば、周辺温度の変化に伴って静電容量センサで検出される静電容量が徐々に大きくなっている場合、指が離れたときに静電容量が小さくなっても、ベース値までは小さくならないので指が離れていないと誤判定する場合がある。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、操作有り期間中に計測される物理量が環境の変化によって変化しても、操作の誤判定を低減できる入力装置及び入力装置の動作方法を提供することにある。

本発明は、操作体の接触と操作体の近接との少なくとも一方を含む操作を検出する入力装置であって、操作に応じた物理量を計測する計測部と、少なくともベース値と物理量とを基に、操作有り状態と操作無し状態とを含む操作状態を判定する判定部と、操作状態が操作有り状態である操作有り期間中、物理量の所定時間当たりの変化の大きさが所定範囲内であるときの物理量を使用してベース値の更新を行うベース値更新部と、を備える入力装置である。

この構成によれば、操作有り期間中にベース値を更新できるので、操作有り期間中に計測される物理量が環境の変化によって変化しても、操作の誤判定を低減できる。

好適には本発明の入力装置は、操作有り期間中、ベース値更新部が、少なくとも物理量と操作有り期間中に以前に更新されたベース値とを基に、ベース値を更新する。

この構成によれば、操作有り期間中に経時的にベース値を更新できるので、環境の変化による物理量の変化に、より正確に追従することができる。

好適には本発明の入力装置は、操作有り期間中、ベース値更新部が、異なる時点の物理量の差分を累積した補正値を使用してベース値を更新する。

この構成によれば、操作有り期間中に経時的にベース値を更新できるので、環境の変化による物理量の変化に、より正確に追従することができる。

好適には本発明の入力装置は、ベース値更新部が、物理量の所定時間当たりの変化の大きさが所定範囲外である場合、操作有り期間中における更新を終了する。

この構成によれば、操作やノイズによるベース値への影響を小さくすることで、環境の変化による物理量の変化に、より正確に追従することができる。

好適には本発明の入力装置は、ベース値更新部が、物理量の所定時間当たりの変化の大きさが所定範囲外である場合の物理量を、ベース値の更新に利用せず、さらに、物理量の所定時間当たりの変化の大きさが所定範囲外であった後も更新を継続する。

この構成によれば、操作やノイズによるベース値への影響を小さくできることに加え、操作やノイズが発生した後もベース値を更新できるので、より長期にわたって操作の誤判定を低減できる。

好適には本発明の入力装置は、計測部が、複数位置におけるそれぞれの物理量を計測し、判定部が、複数位置の物理量の少なくとも１つを使用して操作状態を判定し、ベース値更新部が、複数位置の物理量の少なくとも１つを使用してベース値を更新する。

この構成によれば、複数位置の物理量を計測することで、位置を考慮にいれて、より正確にベース値を更新できる。

好適には本発明の入力装置は、ベース値更新部が、複数位置の物理量とベース値との差分の最小値を使用してベース値を更新する。

この構成によれば、操作無しに近い状態の位置の物理量を利用できるので、環境の変化による物理量の変化に、より正確に追従することができる。

好適には本発明の入力装置は、操作に応じて静電容量が変化する複数の静電容量発生部をさらに備え、複数位置が、マトリクス状に配置され、計測部が、静電容量を物理量として計測する。

この構成によれば、複数位置の静電容量を計測することで、より正確にベース値を更新できる。

好適には本発明の入力装置は、操作状態が操作無し状態である操作無し期間中、ベース値更新部が、少なくとも物理量と操作無し期間中に以前に更新されたベース値とを基に、ベース値を更新する。

この構成によれば、操作有り期間及び操作無し期間中にベース値を更新できるので、環境の変化により物理量が変化しても、操作の誤判定を低減できる。

好適には本発明の入力装置の動作方法は、操作体の接触と操作体の近接との少なくとも一方を含む操作を検出する入力装置の動作方法であって、少なくともベース値と操作に応じた物理量とを基に、操作有り状態と操作無し状態とを含む操作状態を判定するステップと、操作状態が操作有り状態である操作有り期間中、計測された物理量の所定時間当たりの変化の大きさが所定範囲内であることを条件にベース値の更新を行う、ステップと、を含む。

この方法によれば、操作有り期間中に計測される物理量が環境の変化によって変化しても、操作の誤判定を低減できる

本発明によれば、操作有り期間中に計測される物理量が環境の変化によって変化しても、操作の誤判定を低減できる

本発明の第１実施形態の入力装置の構成図である。 図１に示す入力装置のセンサ部の概略平面図である。 図１に示す入力装置の第１の補正値導出方法を説明するためのフローチャートである。 図２に示す第１の補正値導出方法の実行結果例を説明するグラフである。 図２に示す第１の補正値導出方法の他の実行結果例を説明するグラフである。 本発明の第２実施形態の入力装置の第２の補正値導出方法を説明するためのフローチャートである。 図４に示す第２の補正値導出方法の実行結果例を説明するグラフである。 本発明の第３実施形態の入力装置の第３の補正値導出方法を説明するためのフローチャートである。 図６に示す第３の補正値導出方法の実行結果例を説明するグラフである。 図６に示す第３の補正値導出方法の他の実行結果例を説明するグラフである。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態に係る入力装置について説明する。

図１Ａに示すように、本実施形態の入力装置１００は、操作部１１０と制御部１２０とを備える。図１Ａにおいて、操作部１１０は、概略の平面図として示され、制御部１２０はブロック図として示されている。

操作部１１０は、タッチ操作部１１１とセンサ部１１２とグリップ部１１３とを備える。タッチ操作部１１１は、円盤状で、平らなタッチ面１１４をもつ。センサ部１１２は、タッチ面１１４とは反対側で、タッチ面１１４に平行に配置されている。すなわち、人間の指がタッチ面１１４に触れるとき、指とセンサ部１１２との間にタッチ操作部１１１が位置する。グリップ部１１３は、略円筒形であり、タッチ操作部１１１の外周に沿って回転可能である。タッチ操作部１１１の外周曲面１１５は、導電性材料で覆われており、センサ部１１２に対して浮動電極として働く。

図１Ｂに示すように、センサ部１１２は複数の横電極線１３１ａ〜１３１ｆ（以下、まとめて横電極線１３１と呼ぶ）と、複数の縦電極線１３２ａ〜１３２ｆ（以下、まとめて縦電極線１３２と呼ぶ）とを含む。横電極線１３１は、互いに平行に配置され、図１Ａのタッチ面１１４に対して平行に配置され、かつ、タッチ面１１４から第１の距離に配置されている。図１Ｂの縦電極線１３２は、互いに平行に配置され、図１Ａのタッチ面１１４に対して平行に配置され、かつ、タッチ面１１４から第２の距離に配置されている。図１Ａのタッチ面１１４側から見たとき、図１Ｂの横電極線１３１と縦電極線１３２とは、互いに直交するように配置されているが、第１の距離と第２の距離とが異なっているので接触はしていない。横電極線１３１のそれぞれと、縦電極線１３２のそれぞれとが近接する複数の領域を、静電容量発生部１３３と呼ぶ。図１Ｂでは、見やすいように１つの静電容量発生部１３３だけを示しているが、静電容量発生部１３３は、図１Ｂから明らかなようにマトリクス状に配置されている。操作体が横電極線１３１および縦電極線１３２と容量結合することで、横電極線１３１および縦電極線１３２の電気信号が変化する。

なお、タッチ面１１４は、必ずしも平面でなくてもよく、円盤状でなくてもよい。静電容量発生部１３３は、必ずしも平面に配置されていなくてもよい。静電容量発生部１３３は、おおむねタッチ面１１４に沿ってマトリクス状に配置されていることが好ましいが、静電容量発生部１３３は、他の形態で配置されていてもよい。グリップ部１１３は、必ずしも略円筒形でなくてもよい。

グリップ部１１３には、専用の静電容量発生部が設けられていない。しかし、グリップ部１１３の外周曲面１１５の浮遊電極が、容量結合によって横電極線１３１および縦電極線１３２に影響を及ぼすので、タッチ面１１４に沿ったセンサ部１１２によって、グリップ部１１３の操作が検出される。

なお、本実施形態において、操作とは、横電極線１３１および縦電極線１３２との間で容量結合する人間の手や指などの操作体が、操作部１１０に接触することと操作部１１０に近接することとの少なくとも一方を含む。

本実施形態において、操作状態は、操作部１１０が操作されていない操作無し状態と、操作部１１０が操作されている操作有り状態とを含む。操作有り状態は、グリップ部１１３が操作されずにタッチ面１１４が操作されているタッチ操作状態と、タッチ面１１４が操作されずにグリップ部１１３が操作されているグリップ操作状態とを含む。

図１Ａに示すように、制御部１２０は、計測部１２１と判定部１２２とベース値記憶部１２３と操作検出部１２４とベース値更新部１２５とを備える。制御部１２０の各構成要素は、アナログ回路とデジタル回路とによって構成される。制御部１２０の少なくとも一部の構成要素がプログラム可能な素子により実現されてもよい。例えば、中央演算処理装置と記憶装置とにより実現されてもよい。

計測部１２１は、操作有り状態と操作無し状態とのいずれの操作状態であるかを判定するため複数種類の計測モードで動作する。各計測モードにおいて、計測部１２１は、図１Ｂの横電極線１３１および縦電極線１３２の１つまたは複数に電流と電圧との少なくとも一方の電気信号を所定のパターンで印加して、横電極線１３１および縦電極線１３２の１つまたは複数に現れる電流と電圧との少なくとも一方の電気信号の変化を計測することにより、静電容量発生部１３３の位置に関連付けて、静電容量に関連する検出信号を生成する。

静電容量発生部１３３の位置に結び付けて、各位置付近の静電容量に関連する検出信号を生成する方法は、従来知られているので説明を省略する。例えば、本実施形態の検出信号は、指と横電極線１３１および縦電極線１３２との間の静電容量の増加に伴って大きくなる信号である。本実施形態では、指と横電極線１３１および縦電極線１３２との間の静電容量は、指と横電極線１３１および縦電極線１３２との距離が近いほど増加する。

第１の計測モードでは、図１Ａの計測部１２１が、図１Ｂの横電極線１３１から選択される２本のうち一方に電気信号を印加して、他方の電気信号の変化を計測する。第１の計測モードで生成される検出信号は、操作無し状態の場合、タッチ操作状態の場合、グリップ操作状態の場合の順に大きくなるので、操作状態が識別可能である。

第２の計測モードでは、図１Ａの計測部１２１は、図１Ｂの横電極線１３１の少なくとも１本に電気信号を印加して、縦電極線１３２の少なくとも１本における電気信号の変化を計測することにより、静電容量発生部１３３の位置に関連付けた検出信号を生成する。本実施形態では、操作する指に近い静電容量発生部１３３ほど、関連する検出信号が大きくなる。

判定部１２２は、計測部１２１が第１の計測モードで動作するときに、後述のベース値と検出信号との差分を基に、操作状態が操作無し状態と操作有り状態とのいずれであるか判定する。判定部１２２は、操作状態が操作有り状態の場合、第２の計測モードにより、複数の静電容量発生部１３３のうち、局所的な検出信号の変化があれば、操作状態がタッチ操作状態であると判定し、局所的な検出信号の変化がなければ、操作状態がグリップ操作状態であると判定する。なお、操作状態が操作無し状態と操作有り状態とのいずれであるかの判定、および、操作状態がタッチ操作状態とグリップ操作状態とのいずれであるかの判定は、上記方法以外によるものであってもよく、詳細は従来知られているので説明を省略する。

本実施形態において、操作無し期間とは、判定部１２２による判定が操作無し状態である期間を指す。操作有り期間とは、判定部１２２による判定が操作有り状態である期間を指す。タッチ操作期間とは、判定部１２２による判定がタッチ操作状態である期間を指す。グリップ操作期間とは、判定部１２２による判定がグリップ操作状態である期間を指す。

ベース値記憶部１２３は、ベース値を記憶している。ベース値とは、操作以外の要因による検出信号の変化に追従した値である。現実の使用環境では、実際に操作がされていなくても各静電容量発生部１３３に関連する静電容量が変化するので、それに伴い検出信号も変化する。例えば、車の中で入力装置１００が使用される場合、クーラーの影響で周辺の温度が低下すると、検出信号が増加していく。検出信号だけを見るのではなく、ベース値からの検出信号の差を見ることで、検出信号の変化において、操作以外の温度変化などの要因による変化と操作による変化とを区別できる。ベース値は、静電容量発生部１３３ごとに別々に設定されてもよく、複数の静電容量発生部１３３に対応付けて設定されてもよい。

操作検出部１２４は、詳細な操作内容を検出する。具体的には、第２の計測モードにおいて、静電容量発生部１３３の位置と検出信号の変化とから、指がどの位置に触れているのか、指がどのように動いているのかなどを検出する。検出結果は外部に出力されてもよい。

ベース値更新部１２５は、計測部１２１から出力される検出信号を基に、ベース値記憶部１２３のベース値を更新する。

操作無し期間において、ベース値更新部１２５は、定期的にベース値を更新する。具体的には、ベース値更新部１２５は、現在の検出信号の値と過去の検出信号の値との少なくとも一方に重み付けした値の平均をとることでベース値を求める。操作無し期間におけるベース値の更新方法は、これに限らない。

操作有り期間において、ベース値更新部１２５は、所定時間ごとに補正値を導出することにより、ベース値を更新する。なお、ベース値更新部１２５は、補正値が導出されるごとにベース値を更新してもよく、他のタイミングでベース値を更新してもよい。

入力装置１００は、動作方法の一部に、第１の補正値導出方法を含む。図２の第１のフロー２００を参照して、操作有り期間のうちのグリップ操作期間における第１の補正値導出方法を説明する。第１の補正値導出方法では、図１Ａのベース値更新部１２５は、図１Ｂの全静電容量発生部１３３に対応する検出信号の平均値である平均検出値を使用する。なお、平均検出値の導出には、全ての静電容量発生部１３３ではなく、一部の静電容量発生部１３３が使用されてもよい。平均検出値を利用することにより、局所的な操作やノイズによる影響を小さくして、環境の変化による物理量の変化に、より正確に追従することができる。

判定部１２２の判定が操作無し状態からグリップ操作状態に変化すると、ベース値更新部１２５は、ステップ２０１において、初期化を行う。初期化では、補正値ＤＴに０を代入し、差分Ｄ＿ＤＴに０を代入し、さらに、旧平均検出値ＯＬＤ＿ＡＤに現平均検出値ＡＤを代入する。

後述するように、補正値ＤＴは、ベース値を更新する際に、以前に更新されたベース値に加算される。現平均検出値ＡＤは、ある時点の平均検出値を記憶する。旧平均検出値ＯＬＤ＿ＡＤは、そのある時点より以前の平均検出値を記憶する。差分Ｄ＿ＤＴは、旧平均検出値ＯＬＤ＿ＡＤに対して現平均検出値ＡＤがどれくらい変化したかを表す。

次に、ステップ２０２において、ベース値更新部１２５は、差分Ｄ＿ＤＴが閾値ＴＨ１以上であるか判定する。差分Ｄ＿ＤＴが閾値ＴＨ１以上である場合、第１のフロー２００は終了する。差分Ｄ＿ＤＴが閾値ＴＨ１以上ではない場合、ベース値更新部１２５は、ステップ２０３を実行する。

差分Ｄ＿ＤＴは、後述のように所定時間あたりの平均検出値の変化を表す。ノイズや操作による平均検出値の変化の大きさに比べて、温度変化に応じた平均検出値の変化の大きさは緩やかである。ノイズや操作による平均検出値の変化と、温度変化に応じた平均検出値の変化との境界として、閾値ＴＨ１が設定される。本実施形態では、平均検出値の変化が温度変化に応じた変化であると判断する所定範囲を閾値ＴＨ１未満としているが、閾値ＴＨ１以下であってもよい。

すなわち、ステップ２０２では、所定時間あたりの平均検出値の変化がノイズや操作に対応するものである場合には、処理が終了し、所定時間あたりの平均検出値の変化が温度変化に対応するものである場合には、処理が継続する。

ステップ２０３において、ベース値更新部１２５は、前回の差分Ｄ＿ＤＴの更新時点から所定時間が経過したか判定する。所定時間が経過していない場合、ベース値更新部１２５は、ステップ２０２に戻る。所定時間が経過している場合、ベース値更新部１２５は、ステップ２０４を実行する。

ステップ２０４において、ベース値更新部１２５は、現平均検出値ＡＤから旧平均検出値ＯＬＤ＿ＡＤを引いた値を差分Ｄ＿ＤＴに代入する。ステップ２０３で所定時間の経過を待つので、差分Ｄ＿ＤＴは、所定時間当たりの平均検出値の変化に近い値を表す。なお、差分Ｄ＿ＤＴを所定時間で割って、単位時間当たりの平均検出値の変化を使用してもよい。

次に、ステップ２０５において、ベース値更新部１２５は、旧平均検出値ＯＬＤ＿ＡＤに現平均検出値ＡＤを代入する。

次に、ステップ２０６において、ベース値更新部１２５は、差分Ｄ＿ＤＴが閾値ＴＨ１以下であるか判定する。差分Ｄ＿ＤＴが閾値ＴＨ１以下ではない場合、ベース値更新部１２５は、ステップ２０８を実行する。差分Ｄ＿ＤＴが閾値ＴＨ１以下である場合、ベース値更新部１２５は、ステップ２０７を実行する。

ステップ２０７において、ベース値更新部１２５は、補正値ＤＴに差分Ｄ＿ＤＴを加えることにより、補正値ＤＴを更新してステップ２０８に進む。差分Ｄ＿ＤＴが閾値ＴＨ１以下でない場合にはステップ２０７が行われないので、ノイズや操作による影響が補正値ＤＴに影響しない。従って、より正確にベース値を更新できる。

ステップ２０８において、ベース値更新部１２５は、判定部１２２による判定がグリップ操作状態である場合には、ステップ２０２に戻り、判定部１２２による判定がグリップ操作状態ではない場合には、第１のフロー２００を終了する。

なお、第１のフロー２００では、ステップ２０１でのみ補正値ＤＴを０に設定している。そのため、ベース値更新部１２５は、グリップ操作期間の開始時点のベース値に、導出された補正値ＤＴを加えることにより、随時ベース値を更新する。なお、ベース値更新部１２５は、ベース値を更新するごとに補正値ＤＴをゼロとし、前回更新されたベース値に、導出された補正値ＤＴを加えた値でベース値を更新してもよい。ベース値更新部１２５は、さらに別の頻度でベース値を更新してもよい。操作有り期間中に経時的にベース値を更新することにより、環境の変化による物理量の変化に、より正確に追従することができる。

図３Ａは、周辺温度が低下する環境で、ある例示的な操作を行った場合における、第１の例示検出信号２１１と第１の例示ベース値２１２を示す。第１の例示検出信号２１１は、第１の計測モードにおいて計測部１２１から出力される検出信号である。第１の例示ベース値２１２は、第１の補正値導出方法に基づいて導出された補正値を使用して補正されたベース値である。

なお、図３Ａ、図３Ｂ、図５、図７Ａ及び図７Ｂでは、縦軸を静電容量として示すが、ベース値及び平均検出値が静電容量の増減に対応して変化することを意味し、必ずしもベース値及び平均検出値が静電容量そのものを表すことを必要とするわけではない。

図３Ａにおいて、時刻Ｔ１より前は操作無し期間である。操作無し期間において、ベース値は、操作無し期間におけるベース値の更新方法に基づいて更新される。したがって、操作無し期間では、温度低下の影響によって第１の例示検出信号２１１が上昇するのに追従して、第１の例示ベース値２１２も同様に上昇する。

図３Ａにおいて、時刻Ｔ１以降かつ時刻Ｔ２より前は、グリップ操作期間である。時刻Ｔ１以降かつ時刻Ｔ２より前は、図２に示す第１の補正値導出方法に従って導出される補正量を使用してベース値が補正される。温度低下の影響によって第１の例示検出信号２１１が上昇するのに追従して、第１の例示ベース値２１２も同様に上昇する。したがって、第１の例示検出信号２１１と第１の例示ベース値２１２とは略一定の差分を維持する。時刻Ｔ１以降かつ時刻Ｔ２より前は、第１の例示検出信号２１１に大きな変化がないので、第１の例示検出信号２１１の変化と第１の例示ベース値２１２の変化とは略同一となる。

図３Ａにおいて、時刻Ｔ２に操作が終了する。従来のように、時刻Ｔ１におけるベース値Ｂ１のままベース値が更新されていなければ、時刻Ｔ２で第１の例示検出信号２１１がベース値Ｂ１まで下がらないので操作有り状態から操作無し状態への切り替わりが認識されないおそれがある。本実施形態によれば、第１の例示ベース値２１２が随時更新されているので、第１の例示検出信号２１１が第１の例示ベース値２１２まで下がることにより、操作有り状態から操作無し状態に切り替わったことが認識されやすくなる。

図３Ｂは、周辺温度が低下する環境で、ある例示的な操作を行った場合における、第２の例示検出信号２２１と第２の例示ベース値２２２を示す。第２の例示検出信号２２１は、時刻Ｔ１と時刻Ｔ２との間の時刻Ｔ３までは、図３Ａの第１の例示検出信号２１１と同様の変化をする。第２の例示検出信号２２１は、時刻Ｔ３においてノイズまたは操作によって大きく変化している。図２のステップ２０２に示すように、差分Ｄ＿ＤＴが閾値ＴＨ１以上であると判定されると、補正値ＤＴの導出が終了する。したがって、図３Ｂに示すように、第２の例示ベース値２２２は、時刻Ｔ３の直前に更新されたベース値Ｂ３を維持する。

本実施形態によれば、時刻Ｔ２で第２の例示検出信号２２１がベース値Ｂ３まで下がらないので操作有り状態から操作無し状態への切り替わりが認識されないおそれがある。しかし、ノイズまたは操作が発生するまでは、ベース値が随時更新されるので、従来に比べると操作有り状態から操作無し状態への切り替わりが認識されやすい。本実施形態によれば、操作有り期間中にベース値を更新できるので、操作有り期間中に計測される物理量が環境の変化によって変化しても、操作の誤判定を低減できる。複数位置の物理量を使用することにより、局所的なノイズや操作による影響を減らして、より正確にベース値を更新できる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態の入力装置について説明する。第２実施形態の入力装置は、図１に示す第１実施形態の入力装置１００と同様の構造をもつが、動作方法のうちの補正値導出方法が異なる。以下、第１実施形態の第１の補正値導出方法と第２実施形態の第２の補正値導出方法との相違点を中心に説明する。

図４の第２のフロー３００は、操作有り期間のうちのグリップ操作期間における第２の補正値導出方法を示す。ステップ３０１、ステップ３０２、ステップ３０３、ステップ３０４、ステップ３０５、ステップ３０６、ステップ３０７、ステップ３０８における動作は、順に、図２の第１のフロー２００のステップ２０１、ステップ２０２、ステップ２０３、ステップ２０４、ステップ２０５、ステップ２０６、ステップ２０７、ステップ２０８の動作と同様である。

ただし、図２の第１のフロー２００は、ステップ２０２において、差分Ｄ＿ＤＴが閾値ＴＨ１以上である場合、終了するが、図４の第２のフロー３００は、ステップ３０２において、差分Ｄ＿ＤＴが閾値ＴＨ１以上である場合、ステップ３０８に進む。すなわち、第２の補正値導出方法では、所定時間あたりの平均検出値の変化がノイズや操作に対応するものである場合、その時の平均検出値を補正値ＤＴの導出に使用しないだけで、その後も補正値ＤＴの導出が継続する。結果として、ベース値の更新も継続される。

図５は、周辺温度が低下する環境で、ある例示的な操作を行った場合における、第３の例示検出信号３１１と第３の例示ベース値３１２を示す。図５の第３の例示検出信号３１１は、図３Ｂの第２の例示検出信号２２１と同様の変化をする。図５の第３の例示ベース値３１２と、図３Ｂの第２の例示ベース値２２２とは、第３の例示検出信号３１１が大きく変化する時刻Ｔ３までは、同様の変化をするが、時刻Ｔ３以降は異なる変化をする。図４のステップ３０２に示すように、差分Ｄ＿ＤＴが閾値ＴＨ１以上であると判定されると、その時の平均検出値を補正値ＤＴの導出に使用しない。従って、時刻Ｔ３の直前のベース値Ｂ３が、時刻Ｔ３以降も維持される。しかし、その後も補正値ＤＴの導出が継続するので、時刻Ｔ４において、差分Ｄ＿ＤＴが閾値ＴＨ１以上ではないと判定されると、新たな補正値ＤＴが導出され、ベース値の更新が可能となる。時刻Ｔ３以降の時刻Ｔ４より前は、補正値ＤＴが導出されないので、ベース値が不正確になるが、その期間が短ければ不正確さは小さい。

本実施形態によれば、操作有り期間中にベース値が随時更新されるので、従来に比べると操作有り状態から操作無し状態への切り替わりが認識されやすい。本実施形態によれば、操作有り期間中にベース値を更新できるので、操作有り期間中に計測される物理量が環境の変化によって変化しても、操作の誤判定を低減できる。操作やノイズが発生した後もベース値を更新できるので、より長期にわたって操作の誤判定を低減できる。

（第３実施形態）
次に、第３実施形態の入力装置について説明する。第３実施形態の入力装置は、図１に示す第１実施形態の入力装置１００と同様の構造をもつが、動作方法のうちの補正値導出方法が異なる。以下、図６の第３のフロー４００を参照して、操作有り期間のうちのタッチ操作期間に、第３実施形態の入力装置が行う第３の補正値導出方法を説明する。

第３の補正値導出方法では、図１Ａのベース値更新部１２５は、図１Ｂの全静電容量発生部１３３に対応する検出信号のうちの最小値である最小検出値を使用する。なお、最小検出値は、一部の静電容量発生部１３３から選択されてもよい。最小検出値を利用することにより、操作やノイズによる影響が小さい静電容量発生部１３３からの検出信号を利用することとなり、環境の変化による物理量の変化に、より正確に追従することができる。

判定部１２２の判定が操作無し状態からタッチ操作状態に変化すると、ベース値更新部１２５は、ステップ４０１において、初期化を行う。初期化では、補正値ＤＴに０を代入し、差分Ｄ＿ＤＴに０を代入し、さらに、旧最小検出値ＯＬＤ＿ΔＡＤに現最小検出値ΔＡＤを代入する。

後述するように、補正値ＤＴは、ベース値を更新する際に、以前に更新されたベース値に加算される。現最小検出値ΔＡＤは、全静電容量発生部１３３に対応する検出信号のうちの、ある時点での最小値である。従って、現最小検出値ΔＡＤとして選択される検出信号を発生させた静電容量発生部１３３は、異なる時点で必ずしも同じとは限らない。旧最小検出値ＯＬＤ＿ΔＡＤは、そのある時点より以前の最小検出値を記憶する。差分Ｄ＿ＤＴは、旧最小検出値ＯＬＤ＿ΔＡＤに対して現最小検出値ΔＡＤがどれくらい変化したかを表す。

次に、ステップ４０２において、ベース値更新部１２５は、差分Ｄ＿ＤＴが閾値ＴＨ１以上であるか判定する。差分Ｄ＿ＤＴが閾値ＴＨ１以上である場合、第３のフロー４００は、ステップ４０８に進む。差分Ｄ＿ＤＴが閾値ＴＨ１以上ではない場合、ベース値更新部１２５は、ステップ４０３を実行する。

差分Ｄ＿ＤＴは、後述のように所定時間あたりの最小検出値の変化を表す。ノイズや操作による最小検出値の変化の大きさに比べて、温度変化に応じた最小検出値の変化の大きさは緩やかである。ノイズや操作による最小検出値の変化と、温度変化に応じた最小検出値の変化との境界として、閾値ＴＨ１が設定される。本実施形態では、最小検出値の変化が温度変化に応じた変化であると判断する所定範囲を閾値ＴＨ１未満としているが、閾値ＴＨ１以下であってもよい。すなわち、所定時間あたりの最小検出値の変化がノイズや操作に対応するものである場合には、その時の最小検出値を補正値ＤＴの導出に使用しない。

ステップ４０３において、ベース値更新部１２５は、前回の差分Ｄ＿ＤＴの更新時点から所定時間が経過したか判定する。所定時間が経過していない場合、ベース値更新部１２５は、ステップ４０２に戻る。所定時間が経過している場合、ベース値更新部１２５は、ステップ４０４を実行する。

ステップ４０４において、ベース値更新部１２５は、現最小検出値ΔＡＤから旧最小検出値ＯＬＤ＿ΔＡＤを引いた値を差分Ｄ＿ＤＴに代入する。ステップ４０３で所定時間の経過を待つので、差分Ｄ＿ＤＴは、所定時間当たりの最小検出値の変化に近い値を表す。なお、差分Ｄ＿ＤＴを所定時間で割って、単位時間当たりの最小検出値の変化を使用してもよい。

次に、ステップ４０５において、ベース値更新部１２５は、旧最小検出値ＯＬＤ＿ΔＡＤに現最小検出値ΔＡＤを代入する。

次に、ステップ４０６において、ベース値更新部１２５は、差分Ｄ＿ＤＴが閾値ＴＨ１以下であるか判定する。差分Ｄ＿ＤＴが閾値ＴＨ１以下ではない場合、ベース値更新部１２５は、ステップ４０８を実行する。差分Ｄ＿ＤＴが閾値ＴＨ１以下である場合、ベース値更新部１２５は、ステップ４０７を実行する。

ステップ４０７において、ベース値更新部１２５は、補正値ＤＴに差分Ｄ＿ＤＴを加えることにより、補正値ＤＴを更新してステップ４０８に進む。差分Ｄ＿ＤＴが閾値ＴＨ１以下でない場合にはステップ４０７が行われないので、ノイズや操作による影響が補正値ＤＴに影響しない。従って、より正確にベース値を更新できる。

ステップ４０８において、ベース値更新部１２５は、判定部１２２による判定がタッチ操作状態である場合には、ステップ４０２に戻り、判定部１２２による判定がタッチ操作状態ではない場合には、第３のフロー４００を終了する。

なお、第３のフロー４００では、ステップ４０１でのみ補正値ＤＴを０に設定している。そのため、ベース値更新部１２５は、タッチ操作期間の開始時点のベース値に、導出された補正値ＤＴを加えることにより、随時ベース値を更新する。なお、ベース値更新部１２５は、ベース値を更新するごとに補正値ＤＴをゼロとし、前回更新されたベース値に、導出された補正値ＤＴを加えた値でベース値を更新してもよい。ベース値更新部１２５は、さらに別の頻度でベース値を更新してもよい。操作有り期間中に経時的にベース値を更新することにより、環境の変化による物理量の変化に、より正確に追従することができる。

図７Ａは、周辺温度が低下する環境で、ある例示的な操作を行った場合における、第４の例示検出信号４１１と第４の例示ベース値４１２を示す。第４の例示検出信号４１１は、操作位置から離れた位置に対応する、第２の計測モードでの検出信号である。第４の例示ベース値４１２は、第３の補正値導出方法に基づいて導出された補正値を使用して補正されたベース値である。

図７Ａにおいて、時刻Ｔ１より前は操作無し期間である。操作無し期間において、ベース値は、操作無し期間におけるベース値の更新方法に基づいて更新される。したがって、操作無し期間では、温度低下の影響によって第４の例示検出信号４１１が上昇するのに追従して、第４の例示ベース値４１２も同様に上昇する。

図７Ａにおいて、時刻Ｔ１以降かつ時刻Ｔ２より前は、タッチ操作期間である。時刻Ｔ１以降かつ時刻Ｔ２より前は、図６に示す第３の補正値導出方法に従って導出される補正量を使用してベース値が補正される。温度低下の影響によって第４の例示検出信号４１１が上昇するのに追従して、第４の例示ベース値４１２も同様に上昇する。時刻Ｔ１以降かつ時刻Ｔ２より前は、大きな変化がないので、第４の例示検出信号４１１の変化と第４の例示ベース値４１２の変化とは略同一となる。

図７Ａにおいて、時刻Ｔ２に操作が終了する。本実施形態によれば、第４の例示ベース値４１２が随時更新されているので、図示されていない操作位置に対応した検出信が、第４の例示ベース値４１２まで下がることにより、図３Ａと同様に操作有り状態から操作無し状態に切り替わったことが認識されやすくなる。

図７Ｂは、周辺温度が低下する環境で、ある例示的な操作を行った場合における、第５の例示検出信号４２１と第５の例示ベース値４２２を示す。第５の例示検出信号４２１は、操作位置から離れた別の位置に対応する、第２の計測モードでの検出信号である。第５の例示検出信号４２１は、時刻Ｔ１と時刻Ｔ２との間の時刻Ｔ３までは、図７Ａの第４の例示検出信号４１１と同様の変化をする。第５の例示検出信号４２１は、時刻Ｔ３においてノイズまたは操作によって大きく変化している。図６のステップ４０２に示すように、差分Ｄ＿ＤＴが閾値ＴＨ１以上であると判定されると、その時の最小検出値を補正値ＤＴの導出に使用しない。従って、時刻Ｔ３の直前のベース値Ｂ３が、時刻Ｔ３以降も維持される。しかし、その後も補正値ＤＴの導出が継続するので、時刻Ｔ４において、差分Ｄ＿ＤＴが閾値ＴＨ１以上ではないと判定されると、新たな補正値ＤＴが導出され、ベース値の更新が可能となる。時刻Ｔ３以降の時刻Ｔ４より前は、補正値ＤＴが導出されないので、ベース値が不正確になるが、その期間が短ければ不正確さは小さい。

本実施形態によれば、操作有り期間中にベース値が随時更新されるので、従来に比べると操作有り状態から操作無し状態への切り替わりが認識されやすい。本実施形態によれば、操作有り期間中にベース値を更新できるので、操作有り期間中に計測される物理量が環境の変化によって変化しても、操作の誤判定を低減できる。本実施形態によれば、複数位置の物理量を使用することにより、局所的なノイズや操作による影響を減らして、より正確にベース値を更新できる。

本発明は上述した実施形態には限定されない。すなわち、当業者は、本発明の技術的範囲またはその均等の範囲内において、上述した実施形態の構成要素に関し、様々な変更、コンビネーション、サブコンビネーション、並びに代替を行ってもよい。

本明細書では、静電容量発生部１３３における静電容量に関連する物理量を計測しているが、他の物理量を計測してもよい。ベース値の更新に使用する検出信号の値は、平均検出値および最小検出値以外であってもよい。

本発明は、接触や近接などの操作を使用する入力装置に適用可能である。例えば、本発明は、車に搭載される入力装置に適用可能である。

１００…入力装置
１１０…操作部
１１１…タッチ操作部
１１２…センサ部
１１３…グリップ部
１１４…タッチ面
１１５…外周曲面
１２０…制御部
１２１…計測部
１２２…判定部
１２３…ベース値記憶部
１２４…操作検出部
１２５…ベース値更新部
１３１ａ〜１３１ｆ…横電極線
１３２ａ〜１３２ｆ…縦電極線
１３３…静電容量発生部
２００…第１のフロー
２１１…第１の例示検出信号
２１２…第１の例示ベース値
２２１…第２の例示検出信号
２２２…第２の例示ベース値
３００…第２のフロー
３１１…第３の例示検出信号
３１２…第３の例示ベース値
４００…第３のフロー
４１１…第４の例示検出信号
４１２…第４の例示ベース値
４２１…第５の例示検出信号
４２２…第５の例示ベース値

Claims (10)

1. 操作体の接触と前記操作体の近接との少なくとも一方を含む操作を検出する入力装置であって、
   前記操作に応じた物理量を計測する計測部と、
   少なくともベース値と前記物理量とを基に、操作有り状態と操作無し状態とを含む操作状態を判定する判定部と、
   前記操作状態が前記操作有り状態である操作有り期間中、前記物理量の所定時間当たりの変化の大きさが所定範囲内であるときの前記物理量を使用して前記ベース値の更新を行うベース値更新部と、
   を備える入力装置。
2. 前記操作有り期間中、前記ベース値更新部が、少なくとも前記物理量と前記操作有り期間中に以前に更新された前記ベース値とを基に、前記ベース値を更新する、
   請求項１に記載の入力装置。
3. 前記操作有り期間中、前記ベース値更新部が、異なる時点の前記物理量の差分を累積した補正値を使用して前記ベース値を更新する、
   請求項１または請求項２に記載の入力装置。
4. 前記ベース値更新部は、前記物理量の前記所定時間当たりの変化の大きさが前記所定範囲外である場合、前記操作有り期間中における更新を終了する、
   請求項１から請求項３のいずれかに記載の入力装置。
5. 前記ベース値更新部は、前記物理量の前記所定時間当たりの変化の大きさが前記所定範囲外である場合の前記物理量を、前記ベース値の更新に利用せず、さらに、前記物理量の前記所定時間当たりの変化の大きさが前記所定範囲外であった後も更新を継続する、
   請求項１から請求項３のいずれかに記載の入力装置。
6. 前記計測部が、複数位置におけるそれぞれの前記物理量を計測し、
   前記判定部は、前記複数位置の前記物理量の少なくとも１つを使用して前記操作状態を判定し、
   前記ベース値更新部は、前記複数位置の前記物理量の少なくとも１つを使用して前記ベース値を更新する、
   請求項１から請求項５のいずれかに記載の入力装置。
7. 前記ベース値更新部は、前記複数位置の前記物理量と前記ベース値との差分の最小値を使用して前記ベース値を更新する、
   請求項６に記載の入力装置。
8. 前記操作に応じて静電容量が変化する複数の静電容量発生部をさらに備え、
   前記複数位置が、マトリクス状に配置され、
   前記計測部が、前記静電容量を前記物理量として計測する、
   請求項６または請求項７に記載の入力装置。
9. 前記操作状態が前記操作無し状態である操作無し期間中、前記ベース値更新部は、少なくとも前記物理量と前記操作無し期間中に以前に更新された前記ベース値とを基に、前記ベース値を更新する、
   請求項１から請求項８のいずれかに記載の入力装置。
10. 操作体の接触と前記操作体の近接との少なくとも一方を含む操作を検出する入力装置の動作方法であって、
    少なくともベース値と前記操作に応じた物理量とを基に、操作有り状態と操作無し状態とを含む操作状態を判定するステップと、
    前記操作状態が前記操作有り状態である操作有り期間中、計測された前記物理量の所定時間当たりの変化の大きさが所定範囲内であることを条件に前記ベース値の更新を行う、ステップと、
    を含む入力装置の動作方法。