JP6513513B2 - 入力装置とその制御方法及びプログラム - Google Patents

入力装置とその制御方法及びプログラム Download PDF

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Description

本発明は、静電容量の変化などを利用して物体の近接状態に応じた情報を入力する入力装置とその制御方法及びプログラムに係り、特に、コンピュータ等の各種の情報機器において指やペンなどの操作に応じた情報を入力する入力装置に関する。
静電容量の変化を検出するセンサは、簡易な構成で物体（指やペンなど）の近接を検出できることから、ノート型コンピュータのタッチパッドや、スマートフォンのタッチパネルなど、各種の電子機器のユーザーインターフェース装置に広く用いられている。
下記の特許文献１には、複数の電極が配置されたタッチパネル部を備えるタッチパネル装置が記載されている。タッチパネル部の複数の電極の中から走査電極が決定され、当該決定された走査電極に対してタッチパネル部が操作されることにより、各電極の静電容量の変化が反映された計測値が取得され、その取得された計測値に基づいてタッチパネル部へのタッチの有無が検出される。
国際公開第２０１２／１１７４３７号
しかしながら、このような入力装置は、センサの検出面において物体の近接を感度よく検出する必要があることから、特にセンサにおいて外部の電磁ノイズを受け易いという問題がある。例えば上述した静電容量式のセンサの場合、物体の近接に伴う電極の静電容量の変化を微小な電荷量の変化として検出するため、ノイズの影響により物体の座標や接触状態の誤検知を生じ易いという問題がある。
入力装置においてはノイズの影響をできるだけ低減することが望ましいが、検出段階でノイズの影響を最小化するのは容易ではない。一方、センサによって取得されるデータについては、ある程度予測される範囲がある。例えば指の位置は一定の軌跡を描いて移動するものであるため、極端な変化を描く場合は指の軌跡とは考え難い。このようなデータの傾向をもとに、ノイズの影響を低減することが求められている。
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、検出面への物体の近接状態に応じた情報がノイズの影響により誤って入力されることを抑制できる入力装置とその制御方法及びプログラムを提供することにある。
本発明の第１の観点に係る入力装置は、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度合いを検出するセンサ部と、前記複数の位置における物体の近接度合いを１サイクルごとに検出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、前記検出動作の複数のサイクルに渡って前記検出面に近接した同一物体の位置の座標を示す座標データ、及び、当該座標における前記近接度合いを示す近接度データを、前記検出動作の１サイクルごとに前記センサ部の検出結果に基づいて生成する座標／近接度データ生成部と、前記検出動作の１サイクルごとに、各物体の前記平均化後の近接度データとしきい値とを比較し、当該比較の結果に基づいて、前記検出面への近接の有無を物体ごとに判定する近接判定部と、前記検出動作の１サイクルごとに、前記検出動作の複数のサイクルに渡って生成される同一物体の一連の前記近接度データを平均化する所定のフィルタの処理を行い、当該フィルタ処理の結果を平均化後の近接度データとして取得するフィルタ処理部とを備える。前記フィルタ処理部は、前記近接判定部において前記検出面に近接していると判定された物体の数に応じて前記フィルタの応答特性を変更する。
上記の構成によれば、前記検出動作の複数のサイクルに渡って生成される同一物体の一連の前記近接度データが前記フィルタ処理において平均化されることにより、前記平均化後の近接度データが取得される。そのため、ノイズの影響によって前記近接度データが一時的に大きく変化した場合でも、前記平均化後の近接度データでは、そのような一時的な変化が抑制される。従って、ノイズの影響による一時的な値の変化が抑制され、安定した近接度データが得られる。また、上記の構成によれば、前記検出面に近接していると判定された物体の数に応じて前記フィルタの応答特性が変更される。そのため、前記フィルタの時間的応答を遅くすることによって前記近接度データのノイズによる急な変化を抑制し易くするか、又は、前記フィルタの時間的応答を速くすることによって前記近接度データの高速な変化を捕捉し易くするかを、前記検出面に近接している物体の数に応じて選択することが可能となる。すなわち、前記検出面に近接している物体の数に応じて、前記フィルタ処理のノイズ除去性能と前記近接度データの応答速度とのトレードオフを適切に設定することが可能となる。
好適には、前記フィルタ処理部は、前記近接判定部において前記検出面に近接していると判定された物体数が１より大きい場合における前記フィルタの時間的応答を、当該物体数が１以下の場合に比べて遅くしてよい。
上記の構成によれば、検出面に近接している物体数が１以下の場合には、前記フィルタの時間的応答が相対的に速くなるため前記近接度データの高速な変化が捕捉され易くなり、検出面に近接している物体数が１より大きい場合には、前記フィルタの時間的応答が相対的に遅くなるため前記近接度データのノイズによる急な変化が抑制され易くなる。
例えば、前記検出面に近接する物体が指などの操作体である場合、前記検出面に近接している操作体の数が１のときには、前記近接度データの高速な変化が捕捉され易くなるため、１つの操作体により比較的高速な入力操作が行われても、当該入力操作に応じた正確な情報が入力され易くなる。他方、前記検出面に近接している操作体の数が複数のときには、前記近接度データのノイズによる急な変化が抑制され易くなるため、ノイズの大きい環境下であっても、複数の操作体の入力操作に応じた情報が正確に入力され易くなる。
好適には、上記第１の観点に係る入力装置は、前記検出面の同一の位置において複数回連続して得られた物体の近接度合いの検出結果を前記センサ部から取得し、取得した前記複数の検出結果における最大値と最小値を特定し、前記最大値から前記最小値を差し引いた値をノイズレベルとして求めるノイズ検出部を有してよい。前記フィルタ処理部は、前記ノイズ検出部において求められた前記ノイズレベルに応じて前記フィルタの応答特性を変更してよい。
上記の構成によれば、前記フィルタ処理における前記フィルタの応答特性が、前記ノイズ検出部において検出されるノイズのレベルに応じて変更される。これにより、ノイズのレベルに応じた適切なフィルタ処理が近接度データに対して施されるため、ノイズの影響をより効果的に低減した近接度データが得られる。
好適には、前記フィルタ処理部は、前記ノイズ検出部において求められた前記ノイズレベルが増大すると前記フィルタの時間的応答を遅くしてよい。
上記の構成によれば、ノイズのレベルが増大した場合、前記フィルタの時間応答が遅くなることによって、前記近接度データの時間的に急な変化がより効果的に抑制されるため、前記近接度データがノイズの影響によって変化し難くなる。また、ノイズのレベルが小さい場合は、前記フィルタの時間応答が相対的に速くなることによって、前記近接度データの時間的に急な変化が捕捉され易くなるため、前記検出面に近接する物体の動きが速い場合でも、その動きに応じた正確な前記近接度データが得られる。
好適には、前記フィルタ処理部は、前回のサイクルにおける前記平均化後の近接度データ、及び、今回のサイクルにおいて前記座標／近接度データ生成部が生成した近接度データにそれぞれ重み係数を乗じて足し合わせた値を、今回のサイクルにおける前記平均化後の近接度データとして取得する。
上記の構成によれば、前回のサイクルにおける前記平均化後の近接度データと、前記重み係数とを用いて、今回のサイクルにおける前記平均化後の近接度データが得られるため、前記平均化後の近接度データを得るために記憶すべきデータが少なくて済み、演算処理が簡易となる。
本発明の第２の観点に係る入力装置は、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度合いを検出するセンサ部と、前記複数の位置における物体の近接度合いを１サイクルごとに検出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、前記検出動作の複数のサイクルに渡って前記検出面に近接した同一物体の位置の座標を示す座標データ、及び、当該座標における前記近接度合いを示す近接度データを、前記検出動作の１サイクルごとに前記センサ部の検出結果に基づいて生成する座標／近接度データ生成部と、前記検出動作の１サイクルごとに、各物体の前記平均化後の近接度データとしきい値とを比較し、当該比較の結果に基づいて、前記検出面への近接の有無を物体ごとに判定する近接判定部と、前記検出動作の１サイクルごとに、前記検出動作の複数のサイクルに渡って生成される同一物体の一連の前記座標データを平均化する所定のフィルタ処理を行い、当該フィルタ処理の結果を平均化後の座標データとして取得するフィルタ処理部とを備える。前記フィルタ処理部は、前記近接判定部において前記検出面に近接していると判定された物体の数に応じて前記フィルタ処理の応答特性を変更する。
上記の構成によれば、前記検出動作の複数のサイクルに渡って生成される同一物体の一連の前記座標データが前記フィルタ処理において平均化されることにより、前記平均化後の座標データが生成される。そのため、ノイズの影響によって前記座標データが一時的に大きく変化した場合でも、前記平均化後の座標データでは、そのような一時的な変化が抑制される。従って、ノイズの影響による一時的な値の変化が抑制され、安定した座標データが得られる。また、上記の構成によれば、前記検出面に近接していると判定された物体の数に応じて前記フィルタの応答特性が変更される。そのため、前記フィルタの時間的応答を遅くすることによって前記座標データのノイズによる急な変化を抑制し易くするか、又は、前記フィルタの時間的応答を速くすることによって前記座標データの高速な変化を捕捉し易くするかを、前記検出面に近接している物体の数に応じて選択することが可能となる。すなわち、前記検出面に近接している物体の数に応じて、前記フィルタ処理のノイズ除去性能と前記座標データの応答速度とのトレードオフを適切に設定することが可能となる。
好適には、前記フィルタ処理部は、前記近接判定部において前記検出面に近接していると判定された物体数が１より大きい場合における前記フィルタの時間的応答を、当該物体数が１以下の場合に比べて遅くしてよい。
上記の構成によれば、検出面に近接している物体数が１以下の場合には、前記フィルタの時間的応答が相対的に速くなるため前記座標データの高速な変化が捕捉され易くなり、検出面に近接している物体数が１より大きい場合には、前記フィルタの時間的応答が相対的に遅くなるため前記座標データのノイズによる急な変化が抑制され易くなる。
例えば、前記検出面に近接する物体が指などの操作体である場合、物体数が１のときには、前記座標データの高速な変化が捕捉され易くなるため、１つの操作体により比較的高速な入力操作が行われても、当該入力操作に応じた正確な情報が入力され易くなる。他方、物体数が複数のときには、前記座標データのノイズによる急な変化が抑制され易くなるため、ノイズの大きい環境下であっても、複数の操作体の入力操作に応じた情報が正確に入力され易くなり、複数の操作体が精度良く識別される。
好適には、上記第２の観点に係る入力装置は、前記検出面の同一の位置において複数回連続して得られた物体の近接度合いの検出結果を前記センサ部から取得し、取得した前記複数の検出結果における最大値と最小値を特定し、前記最大値から前記最小値を差し引いた値をノイズレベルとして求めるノイズ検出部を有してよい。前記フィルタ処理部は、前記ノイズ検出部において求められた前記ノイズレベルに応じて前記フィルタの応答特性を変更してよい。
上記の構成によれば、前記フィルタ処理における前記フィルタの応答特性が、前記ノイズ検出部において検出されるノイズのレベルに応じて変更される。これにより、ノイズのレベルに応じた適切なフィルタ処理が座標データに対して施されるため、ノイズの影響をより効果的に低減した座標データが得られる。
好適には、前記フィルタ処理部は、前記ノイズ検出部において求められた前記ノイズレベルが増大すると前記フィルタの時間的応答を遅くしてよい。
上記の構成によれば、ノイズのレベルが増大した場合、前記フィルタの時間応答が遅くなることによって、前記座標データの時間的に急な変化がより効果的に抑制されるため、前記座標データがノイズの影響によって変化し難くなる。また、ノイズのレベルが小さい場合は、前記フィルタの時間応答が相対的に速くなることによって、前記座標データの時間的に急な変化が捕捉され易くなるため、前記検出面に近接する物体の動きが速い場合でも、その動きに応じた正確な前記座標データが得られる。
好適には、前記フィルタ処理部は、前回のサイクルにおける前記平均化後の座標データ、及び、今回のサイクルにおいて前記座標／近接度データ生成部が生成した座標データにそれぞれ重み係数を乗じて足し合わせた値を、今回のサイクルにおける前記平均化後の座標データとして生成する。
上記の構成によれば、前回のサイクルにおける前記平均化後の座標データと、前記重み係数とを用いて、今回のサイクルにおける前記平均化後の座標データが得られるため、前記平均化後の座標データを得るために記憶すべきデータが少なくて済み、演算処理が簡易となる。
本発明の第３の観点に係る入力装置は、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度合いを検出するセンサ部と、前記複数の位置における物体の近接度合いを１サイクルごとに検出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、前記検出動作の複数のサイクルに渡って前記検出面に近接した同一物体の位置の座標を示す座標データ、及び、当該座標における前記近接度合いを示す近接度データを、前記検出動作の１サイクルごとに前記センサ部の検出結果に基づいて生成する座標／近接度データ生成部と、前記検出動作の１サイクルごとに、各物体の近接度データとしきい値とを比較し、当該比較の結果に基づいて、前記検出面への近接の有無を物体ごとに判定する近接判定部と、前記近接判定部において前記検出面に近接していると判定された物体の数に応じて前記しきい値を調整するしきい値調整部とを備える。
上記の構成によれば、前記検出面に近接していると判定された物体の数に応じて前記しきい値が調整される。そのため、前記検出面に物体が近接しているとの判定がされ難くなるように前記しきい値を調整することによってノイズによる物体の近接判定の誤りを低減するか、又は、前記検出面に物体が近接しているとの判定がされ易くなるように前記しきい値を調整することによって物体の検出感度を高めるかを、前記検出面に近接している物体の数に応じて選択することが可能となる。すなわち、前記検出面に近接している物体の数に応じて、ノイズによる誤判定の防止と物体の検出感度とのトレードオフを適切に設定することが可能となる。
好適には、前記しきい値調整部は、前記近接判定部において前記検出面に近接していると判定された物体数が１より大きい場合、当該物体数が１以下の場合に比べて、前記近接判定部において物体が前記検出面に近接しているとの判定がされ難くなるように前記しきい値を調整する。
上記の構成によれば、検出面に近接している物体数が１以下の場合には、前記検出面に物体が近接しているとの判定が相対的にされ易くなり、検出面に近接している物体数が１より大きい場合には、前記検出面に物体が近接しているとの判定が相対的にされ難くなる。
例えば、前記検出面に近接する物体が指などの操作体である場合、前記検出面に近接している操作体の数が１のときには、前記検出面に操作体が近接しているとの判定が相対的にされ易くなるため、比較的近接度が低い状態で入力操作が行われても、当該入力操作に応じた情報が感度良く入力される。他方、前記検出面に近接している操作体の数が複数のときには、前記検出面に操作体が近接しているとの判定が相対的にされ難くなるため、ノイズの大きい環境下であっても、操作体の近接の有無を誤って判定され難くなり、複数の操作体の入力操作に応じた情報が正確に入力され易くなる。
好適には、本発明の第３の観点に係る入力装置は、前記検出面の同一の位置において複数回連続して得られた物体の近接度合いの検出結果を前記センサ部から取得し、取得した前記複数の検出結果における最大値と最小値を特定し、前記最大値から前記最小値を差し引いた値をノイズレベルとして求めるノイズ検出部を有してよい。前記しきい値調整部は、前記ノイズ検出部において求められた前記ノイズレベルに応じて前記しきい値を調整してよい。
上記の構成によれば、前記ノイズ検出部において検出されるノイズのレベルに応じて調整される前記しきい値と前記近接度データとを比較した結果に基づいて、前記検出面に物体が近接しているか否かの判定が行われる。これにより、前記近接度データにノイズ成分が重畳している場合でも、ノイズのレベルに応じて調整された適切なしきい値を用いて物体の近接の有無が判定されるため、ノイズの影響による当該判定の誤りを低減することが可能となる。
好適には、前記しきい値調整部は、前記ノイズ検出部において求められた前記ノイズレベルが増大するほど、前記近接判定部において物体が前記検出面に近接しているとの判定がされ難くなるように前記しきい値を調整する。
上記の構成によれば、ノイズのレベルが増大した場合、前記検出面に物体が近接しているとの判定がされ難くなるように前記しきい値が調整されるため、物体が存在していないにも関わらず前記検出面に物体が近接しているとの誤った判定がなされる頻度を低減することが可能となる。また、ノイズのレベルが小さい場合は、前記検出面に物体が近接していると相対的に判定され易くなるため、物体の検出感度が向上する。
本発明の第４の観点に係る入力装置の制御方法は、検出面の複数の位置において物体の近接状態を検出するセンサ部を備え、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物体の近接度合いを１サイクルごとに検出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、前記検出動作の複数のサイクルに渡って前記検出面に近接した同一物体の位置の座標を示す座標データ、及び、当該座標における前記近接度合いを示す近接度データを、前記検出動作の１サイクルごとに前記センサ部の検出結果に基づいて生成するステップと、前記検出動作の１サイクルごとに、各物体の前記平均化後の近接度データとしきい値とを比較し、当該比較の結果に基づいて、前記検出面への近接の有無を物体ごとに判定するステップと、前記検出動作の１サイクルごとに、前記検出動作の複数のサイクルに渡って生成される同一物体の一連の前記近接度データを平均化する所定のフィルタの処理を行い、当該フィルタ処理の結果を平均化後の近接度データとして取得するステップとを有する。前記フィルタの処理を行うステップでは、前記近接の有無を判定するステップにおいて前記検出面に近接していると判定された物体の数に応じて前記フィルタの応答特性を変更する。
好適には、上記第４の観点に係る入力装置の制御方法は、前記検出面の同一の位置において複数回連続して得られた物体の近接度合いの検出結果を前記センサ部から取得し、取得した前記複数の検出結果における最大値と最小値を特定し、前記最大値から前記最小値を差し引いた値をノイズレベルとして求めるステップを有してよい。前記フィルタの処理を行うステップでは、前記ノイズレベルを求めるステップにおいて求められた前記ノイズレベルに応じて前記フィルタの応答特性を変更してよい。
本発明の第５の観点に係る入力装置の制御方法は、検出面の複数の位置において物体の近接状態を検出するセンサ部を備え、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物体の近接度合いを１サイクルごとに検出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、前記検出動作の複数のサイクルに渡って前記検出面に近接した同一物体の位置の座標を示す座標データ、及び、当該座標における前記近接度合いを示す近接度データを、前記検出動作の１サイクルごとに前記センサ部の検出結果に基づいて生成するステップと、前記検出動作の１サイクルごとに、各物体の近接度データとしきい値とを比較し、当該比較の結果に基づいて、前記検出面への近接の有無を物体ごとに判定するステップと、前記検出動作の１サイクルごとに、前記検出動作の複数のサイクルに渡って生成される同一物体の一連の前記座標データを平均化する所定のフィルタ処理を行い、当該フィルタ処理の結果を平均化後の座標データとして生成するステップとを有する。前記フィルタの処理を行うステップでは、前記近接の有無を判定するステップにおいて前記検出面に近接していると判定された物体の数に応じて前記フィルタ処理の応答特性を変更する。
好適には、上記第５の観点に係る入力装置の制御方法は、前記検出面の同一の位置において複数回連続して得られた物体の近接度合いの検出結果を前記センサ部から取得し、取得した前記複数の検出結果における最大値と最小値を特定し、前記最大値から前記最小値を差し引いた値をノイズレベルとして求めるステップを有してよい。前記ノイズレベルを求めるステップにおいて求められた前記ノイズレベルに応じて前記フィルタの応答特性を変更してよい。
本発明の第６の観点に係る入力装置の制御方法は、検出面の複数の位置において物体の近接状態を検出するセンサ部を備え、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物体の近接度合いを１サイクルごとに検出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、前記検出動作の複数のサイクルに渡って前記検出面に近接した同一物体の位置の座標を示す座標データ、及び、当該座標における前記近接度合いを示す近接度データを、前記検出動作の１サイクルごとに前記センサ部の検出結果に基づいて生成するステップと、前記検出動作の１サイクルごとに、各物体の近接度データとしきい値とを比較し、当該比較の結果に基づいて、前記検出面への近接の有無を物体ごとに判定するステップと、前記近接の有無を判定するステップにおいて前記検出面に近接していると判定された物体の数に応じて前記しきい値を調整するステップを有する。
好適には、上記第６の観点に係る入力装置の制御方法は、前記検出面の同一の位置において複数回連続して得られた物体の近接度合いの検出結果を前記センサ部から取得し、取得した前記複数の検出結果における最大値と最小値を特定し、前記最大値から前記最小値を差し引いた値をノイズレベルとして求めるステップを有してよい。前記しきい値を調整するステップは、前記ノイズレベルを求めるステップにおいて求められた前記ノイズレベルに応じて前記しきい値を調整してよい。
本発明の第７の観点は、本発明の第４〜第６の観点に係る上記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に関する。
本発明によれば、検出面への物体の近接状態に応じた情報がノイズの影響により誤って入力されることを抑制できる。
第１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。 第１の実施形態に係る入力装置の全体的な処理を説明するフローチャートである。 図２に示すフローチャートにおけるノイズレベルの検出処理及び物体の近接に関するデータの取得処理を説明するフローチャートである。 図２に示すフローチャートにおける近接度データのフィルタ処理を説明するフローチャートである。 図２に示すフローチャートにおける近接状態の判定処理を説明するフローチャートである。 第２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。 第２の実施形態に係る入力装置の全体的な処理を説明するフローチャートである。 図７に示すフローチャートにおける近接状態の判定処理を説明するフローチャートである。 図７に示すフローチャートにおける座標データのフィルタ処理を説明する第１のフローチャートである。 図７に示すフローチャートにおける座標データのフィルタ処理を説明する第２のフローチャートである。 第３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。 第３の実施形態に係る入力装置の全体的な処理を説明するフローチャートである。 図１２に示すフローチャートにおけるしきい値の調整処理を説明するフローチャートである。
＜第１の実施形態＞
図１は、第１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］
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度合いをそれぞれ検出し、その検出結果を検出データとして生成する。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。
センサマトリクス１１は、縦方向に延在した複数の駆動電極Ｌxと、横方向に延在した複数の検出電極Ｌyを備える。複数の駆動電極Ｌxは横方向へ平行に並び、複数の検出電極Ｌyは縦方向へ平行に並ぶ。複数の駆動電極Ｌxと複数の検出電極Ｌyが格子状に交差しており、互いに絶縁されている。駆動電極Ｌxと検出電極Ｌyの交差部付近に、それぞれ容量性センサ素子１２が形成される。なお、図１の例では電極（Ｌx，Ｌy）の形状が短冊状に描かれているが、他の任意の形状（ダイヤモンドパターンなど）でもよい。
駆動部１４は、センサマトリクス１１の各容量性センサ素子１２に駆動電圧を印加する。例えば、駆動部１４は、処理部２０の制御に従って、複数の駆動電極Ｌｘから順番に一の駆動電極Ｌxを選択し、当該選択した一の駆動電極Ｌｘの電位を周期的に変化させる。駆動電極Ｌxの電位が所定の範囲で変化することにより、この駆動電極Ｌxと検出電極Ｌyとの交差点付近に形成された容量性センサ素子１２に印加される駆動電圧が所定の範囲で変化し、容量性センサ素子１２において充電や放電が生じる。
検出データ生成部１３は、駆動部１４による駆動電圧の印加に伴って容量性センサ素子１２が充電又は放電される際に各検出電極Ｌyにおいて伝送される電荷に応じた検出データを生成する。すなわち、検出データ生成部１３は、駆動部１４の駆動電圧の周期的な変化と同期したタイミングで、各検出電極Ｌyにおいて伝送される電荷をサンプリングし、そのサンプリングの結果に応じた、物体の近接度合いを示す検出データを生成する。
例えば、検出データ生成部１３は、容量性センサ素子１２の静電容量に応じた電圧を出力する静電容量−電圧変換回路（ＣＶ変換回路）と、ＣＶ変換回路の出力信号をデジタル信号に変換し、検出データとして出力するアナログ−デジタル変換回路（ＡＤ変換回路）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、その変換結果を物体の近接度合いを示す検出データとして出力する。
なお、上述の例において示したセンサ部１０は、電極間（Ｌx，Ｌy）に生じる静電容量（相互容量）の変化によって物体の近接を検出するものであるが、この例に限らず、他の種々の方式によって物体の近接を検出してもよい。例えば、センサ部１０は、物体の接近によって電極とグランドの間に生じる静電容量（自己容量）を検出する方式でもよい。自己容量を検出する方式の場合、検出電極に駆動電圧が印加される。また、センサ部１０は、静電容量方式に限定されるものではなく、例えば抵抗膜方式や電磁誘導式などでもよい。
［処理部２０］
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、後述する記憶部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。
図１の例において、処理部２０は、センサ制御部２１と、２次元データ生成部２２と、座標／近接度データ生成部２３と、近接判定部２４と、ノイズ検出部２５と、フィルタ処理部２６を有する。
センサ制御部２１は、検出面の複数の検出位置（センサマトリクス１１の各容量性センサ素子１２）における物体の近接度合いを１サイクルごとに検出する周期的な検出動作を行うようにセンサ部１０を制御する。具体的には、センサ制御部２１は、駆動部１４における駆動電極の選択とパルス電圧の発生、並びに、検出データ生成部１３における検出電極の選択と検出データの生成が周期的に適切なタイミングで行われるように、これらの回路を制御する。
２次元データ生成部２２は、センサ部１０の検出結果に基づいて、検出面の複数の位置における物体の近接の度合いに基づく複数のデータを含んだ行列形式の２次元データ３１を生成し、記憶部３０に格納する。
例えば２次元データ生成部２２は、センサ部１０から出力される検出データを、行列形式で記憶部３０の記憶領域（現在値メモリ）に格納する。２次元データ生成部２２は、現在値メモリに格納した行列形式の検出データと、記憶部３０の別の記憶領域（ベース値メモリ）に予め格納した行列形式のベース値との差を演算し、それらの演算結果を２次元データ３１として記憶部３０に格納する。ベース値メモリには、検出面に物体が近接していない状態における検出データの基準となる値（ベース値）が記憶される。２次元データ３１は、物体が検出面に近接していない状態からの検出データの変化量を表す。
座標／近接度データ生成部２３は、センサ部１０における検出動作の１サイクルごとに、センサ部１０の検出結果に基づいて、検出面への物体の近接に関するデータを生成する。生成するデータの１つは、検出動作の複数のサイクルに渡って検出面に近接した同一物体の位置の座標Ｐを示す座標データ３２である。検出面に設定されるＸＹ平面上のＸ座標及びＹ座標が、この座標データ３２の一例である。
また座標／近接度データ生成部２３が生成するデータの他の１つは、この同一物体の位置の座標Ｐ（Ｘ，Ｙ）における近接度合いを示す近接度データ３３である。座標ＰにおけるＺ値がこの近接度データ３３の一例である。Ｚ軸は上述のＸＹ平面に垂直である。Ｚ軸に沿ったＺ値は検出面に近づくにつれて大きな値となり、検出面から遠ざかるにつれて小さな値となる。
座標／近接度データ生成部２３は、センサ部１０による検出動作の複数のサイクルに渡って、同一物体の座標データ３２と近接度データ３３に同一の識別コードｉを割り当てる。識別コードｉは、複数のサイクルに渡って同一の物体を追跡するための情報である。例えば座標／近接度データ生成部２３は、前回のサイクルで生成した座標データ３２が示す座標Ｐと今回のサイクルで新たに生成した座標データ３２が示す座標Ｐとの距離をそれぞれ算出し、互いの距離が最も短い前回の座標Ｐと今回の座標Ｐとの組み合わせを同一物体の座標Ｐのペアとして特定する。そして、座標／近接度データ生成部２３は、今回の座標Ｐに係る座標データ３２及び近接度データ３３に対して、同一物体の前回の座標Ｐに係る座標データ３２及び近接度データ３３と同一の識別コードｉを割り当てる。
また、座標／近接度データ生成部２３は、座標データ３２と近接度データ３３と共に、検出面への近接の有無を示す近接状態データ３４についても識別コードｉを割り当てる。例えば、座標／近接度データ生成部２３は、検出動作の複数のサイクルに渡って、同一物体の同一サイクルにおける座標データ３２、近接度データ３３及び近接状態データ３４に対して、同一の識別コードｉを割り当てる。すなわち、座標／近接度データ生成部２３は、同一のサイクルに生成された同一物体の座標データ３２、近接度データ３３及び近接状態データ３４を一つのデータとしてまとめて扱い、このデータに識別コードｉを割り当てる。
近接判定部２４は、検出動作の１サイクルごとに、各物体の近接度データ３３としきい値とを比較する。比較対象となる近接度データ３３については、後述の平均化処理をしたときは平均化後の近接度データ３３が用いられる。しきい値としては、第１近接しきい値ＴＨｔ１と第２近接しきい値ＴＨｔ２が含まれる。第１近接しきい値ＴＨｔ１と第２近接しきい値Ｔｈｔ２は、ともに記憶部３０に初期値が記憶されており、特段の説明がない限りこの初期値がそのまま用いられる。
第２近接しきい値Ｔｈｔ２は、第１近接しきい値ＴＨｔ１より大きい値を持つ。近接判定部２４は、近接度データ３３が第１近接しきい値ＴＨｔ１より小さい場合、物体が検出面に近接していない（検出面から離れている）と判定し、近接度データ３３が第２近接しきい値ＴＨｔ２より大きい場合、物体が検出面に近接していると判定する。これにより、近接度データ３３が第１近接しきい値ＴＨｔ１と第２近接しきい値ＴＨｔ２の間の値である場合に判定結果が変化しないため、これらのしきい値付近における近接度データ３３の変動によって判定結果が頻繁に変化することを防止できる。
近接判定部２４は、この比較の結果に基づいて、検出面への近接の有無を物体ごとに判定し、判定結果を上述した近接状態データ３４として記憶部３０に格納する。例えば物体が検出面に接触したとき、近接度データ３３（Ｚ値）はしきい値を超えるので、近接判定部２４は、その物体が検出面に近接していることを示す近接状態データ３４を記憶部３０に格納する。検出面に接触する物体は複数の場合があるので、近接判定部２４は、その物体ごとに接触の判定を行う。
また検出面に接触しなかった場合でもある程度近づいた場合は、接触した場合に準じたものとしてもよい。このように物体が検出面に接触したとき、及び、物体が検出面に十分近づいた結果、物体の近接度データ３３（Ｚ値）がしきい値を超えるとき、近接判定部２４は検出面に物体が近接したと判定する。また、近接判定部２４は、各物体について取得した近接状態データ３４に基づいて、センサ部１０の検出面に近接している物体数３５（特に、指などの操作体の本数）を計数する。
ノイズ検出部２５は、センサ部１０の検出結果に含まれるノイズを検出し、ノイズレベル３６を求める。ノイズには様々な要因が考えられるが、センサ部１０において本来同一の値か得られるべき検出値に変動をもたらすものがノイズである。そこでノイズ検出部２５は、検出面の同一の検出位置において複数回連続して行われた物体の近接度合いの検出結果をセンサ部１０から取得する。例えばノイズ検出部２５は、同一の検出位置において複数回（例えば３回以上）連続して得られた検出データをセンサ部１０から取得する。ノイズ検出部２５は、この複数回の検出により得られた複数の検出データのうち、最大の値と最小の値を特定し、この最大値から最小値を差し引いた値をノイズレベル３６として求める。
フィルタ処理部２６は、センサ部１０の検出動作の１サイクルごとに、検出動作の複数のサイクルに渡って生成される同一物体の一連の近接度データ３３を平均化する所定のフィルタの処理を行い、その結果を平均化後の近接度データ３３として取得する。座標／近接度データ生成部２３は、各物体の近接度データ３３を検出動作の１サイクルごとに生成しているので、連続した複数のサイクルに渡る近接度データ３３が物体ごとに得られる。フィルタ処理部２６は、物体ごとに得られる一連のサイクルの近接度データ３３に平均化のフィルタ処理を行って、平均化された近接度データ３３を求める。
例えば、フィルタ処理部２６は、前回のサイクルにおける平均化後の近接度データ３３、及び、今回のサイクルにおいて座標／近接度データ生成部２３が生成した平均化前の近接度データ３３にそれぞれ重み係数を乗じて足し合わせた値を、今回のサイクルにおける平均化後の近接度データ３３として生成する。
識別コードｉが割り当てられた物体について前回のサイクルにおいて取得された平均化後の近接度データ３３を「Ｚｏｕｔ＿ｏｌｄｉ」、今回のサイクルにおいて取得された平均化前の近接度データ３３を「Ｚｉｎｉ」、今回のサイクルにおける平均化後の近接度データ３３を「Ｚｏｕｔｉ」とすると、フィルタ処理部２６は「Ｚｏｕｔｉ」を次の式により算出する。
Ｚｏｕｔｉ＝｛Ｚｉｎｉ＋（Ｗ−１）＊Ｚｏｕｔ＿ｏｌｄｉ｝／Ｗ …（１）
式（１）における「Ｗ」は、「Ｚｉｎｉ」及び「Ｚｏｕｔ＿ｏｌｄｉ」にそれぞれ乗ぜられる重み係数を設定するためのパラメータである。「Ｗ」が「１」と等しい場合、「Ｚｏｕｔ＿ｏｌｄｉ」の重み係数「（Ｗ−１）／Ｗ」がゼロになり、「Ｚｉｎｉ」の重み係数「１／Ｗ」が「１」になるため、「Ｚｉｎｉ」がそのまま「Ｚｏｕｔｉ」と等しくなる。この場合、フィルタ処理部２６は平均化のフィルタ処理を行わない。「Ｗ」が「１」より大きい場合は、その値が大きくなる程、「Ｚｏｕｔ＿ｏｌｄｉ」の重み係数「（Ｗ−１）／Ｗ」が大きくなり、「Ｚｉｎｉ」の重み係数「１／Ｗ」が小さくなるため、フィルタの時間応答が遅くなり、ノイズ除去性能が向上する。
また、フィルタ処理部２６は、ノイズ検出部２５において検出されるノイズレベル３６に応じて、フィルタの応答特性を変更する。具体的には、フィルタ処理部２６は、ノイズ検出部２５において検出されるノイズレベル３６が増大するとフィルタの時間的応答を遅くする。一方でフィルタ処理部２６は、ノイズ検出部２５において検出されるノイズレベル３６が基準値より低い場合、平均化のフィルタ処理を行わずに、座標／近接度データ生成部２３で得られた近接度データ３３をそのまま出力する。例えば、フィルタ処理部２６は、ノイズ検出部２５において検出されるノイズレベル３６に応じて、式（１）における重み係数のパラメータＷを変更する。
またフィルタ処理部２６は、近接判定部２４において検出面に近接していると判定された物体数３５に応じてフィルタの応答特性を変更する。特にフィルタ処理部２６は、近接判定部２４において検出面に近接していると判定された物体数３５が「１」より大きい場合におけるフィルタの時間的応答を、物体数３５が「１」以下の場合に比べて遅くする。例えば、フィルタ処理部２６は、検出面に近接していると判定された物体数３５に応じて、式（１）における重み係数のパラメータＷを変更する。
物体数３５としては、例えば検出面に近接していると判定された指などの操作体の本数が挙げられる。操作を行う指が一本の場合はフリック操作のような比較的速い動きの操作が多い一方、指が二本以上の場合はピンチ操作のような比較的遅い動きの操作が多い。このように、操作する指の本数が異なるとフィルタ処理に求められる応答時間が異なることから、フィルタ処理部２６は、物体数３５に応じた適切な応答時間のフィルタ処理を選択する。
［記憶部３０］
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］
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（例えば物体数３５や、各物体の座標データ３２，近接度データ３３，近接状態データ３４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。
次に、上述した構成を有する入力装置の動作について説明する。図２は、第１の実施形態に係る入力装置の全体的な処理を説明するフローチャートである。図２に示す一連の処理は、センサ部１０が検出面の複数の検出位置における物体の近接度合いを検出する１サイクルの検出動作の度に実行される。
ＳＴ１００：
まず、ノイズ検出部２５がノイズレベル３６を求め、座標／近接度データ生成部２３が座標データ３２及び近接度データ３３を求める。近接判定部２４は、近接度データ３３に基づいて各物体の近接状態を判定するとともに、検出面に近接している物体数３５を求める。詳細は、図３のフローチャートを参照して説明する。
ＳＴ２００：
フィルタ処理部２６は、各物体について得られた近接度データ３３に対してフィルタ処理を行う。詳細は図４のフローチャートを参照して説明する。
ＳＴ３００：
近接判定部２４は、各物体の検出面への近接状態を判定する。詳細は図５のフローチャートを参照して説明する。
次に、図２に示すフローチャートにおけるステップＳＴ１００の処理（ノイズ検出処理及びデータ取得処理）について、図３のフローチャートを参照して説明する。
ＳＴ１０５：
まず、センサ制御部２１は、検出面の同一の検出位置において物体の検出度合いが複数回（例えば３回以上）連続して検出されるようにセンサ部１０を制御する。ノイズ検出部２５は、この複数回の検出により得られた複数の検出データをセンサ部１０から取得する。
ＳＴ１１０：
ノイズ検出部２５は、ステップＳＴ１０５において取得した複数の検出データに基づいて、ノイズレベル３６を算出する。例えば、ノイズ検出部２５は、複数回の検出により得られた複数の検出データのうち、最大の値と最小の値を特定し、この最大値から最小値を差し引いた値をノイズレベル３６として求める。
ＳＴ１１５：
センサ制御部２１は、検出面（センサマトリックス１１）の全面における物体の近接度合いを検出するようにセンサ部１０を制御する。２次元データ生成部２２は、センサ部１０の検出結果として生成された検出面の全面の検出データを取得する。
ＳＴ１２０：
２次元データ生成部２２は、センサ部１０から取得した検出面の各検出位置の検出データと、予め設定された各検出位置のベース値との差分を算出する。例えば、２次元データ生成部２２は、センサ部１０から取得した検出面の各検出位置の検出データを、記憶部３０の所定の記憶領域（現在値メモリ）に行列形式で一旦格納する。そして、２次元データ生成部２２は、記憶部３０の別の記憶領域（ベース値メモリ）に予め格納した行列形式のベース値と、現在値メモリに格納した行列形式の検出データとの差を演算し、それらの演算結果を２次元データ３１として記憶部３０に格納する。ベース値メモリには、検出面に物体が近接していない状態における検出データの基準となる値（ベース値）が記憶される。２次元データ３１を構成する各データは、物体が検出面に近接していない状態からの各検出データの変化量に相当し、物体の非近接状態を基準とした各検出位置における物体の近接度合いを表す。
ＳＴ１２５：
座標／近接度データ生成部２３は、ステップＳＴ１２０において算出された２次元データ３１に基づいて、検出面に近接した各物体の座標データ３２及び近接度データ３３を生成する。例えば、座標／近接度データ生成部２３は、２次元データ３１が示す検出面上での物体近接度の分布に基づいて、物体近接度が所定の基準より高い位置を物体近接位置の座標データ３２として生成するとともに、その物体近接位置における物体近接度を近接度データ３３として生成する。
また、座標／近接度データ生成部２３は、複数のサイクルに渡って同一の物体を追跡するための識別コードｉを、座標データ３２及び近接度データ３３に割り当てる。例えば、座標／近接度データ生成部２３は、前回のサイクルにおける各物体の近接位置の座標と今回のサイクルにおける各物体の近接位置の座標との距離をそれぞれ算出し、距離が近い座標のペアを同一物体の座標のペアとして特定する。座標／近接度データ生成部２３は、特定した同一物体の座標のペアに基づいて、今回のサイクルで生成した各物体の座標データ３２及び近接度データ３３に割り当てるべき識別コードｉを決定する。
ＳＴ１３０：
近接判定部２４は、ステップ１２５で取得された各物体の近接度データ３３を第１近接しきい値ＴＨｔ１と比較する。
ＳＴ１３５：
近接判定部２４は、第１近接しきい値ＴＨｔ１より近接度データ３３が大きい物体の数を計数し、その計数結果を物体数３５として取得する。
次に、図２のフローチャートにおけるステップＳＴ２００の処理（近接度データ３３のフィルタ処理）について、図４のフローチャートを参照して説明する。
ＳＴ２１０：
フィルタ処理部２６は、ステップＳＴ１３５（図３）で取得された物体数３５を参照し、物体数３５が２つ以上であるかどうかを判定する。
ＳＴ２１５：
物体数３５が２つ以上でない場合（「１」又は「０」の場合）、フィルタ処理部２６は、重み係数のパラメータＷを「１」に設定する。
ＳＴ２２０：
物体数３５が２つ以上の場合、フィルタ処理部２６は、ステップＳＴ１０５（図３）で取得されたノイズレベル３６を参照し、ノイズレベル３６が所定のノイズしきい値ＴＨｎより大きいかどうかを判定する。
ＳＴ２２５：
ノイズレベル３６がノイズしきい値ＴＨｎより大きくないと判定した場合、フィルタ処理部２６は、重み係数のパラメータＷを「４」に設定する。
ＳＴ２３０：
ノイズレベル３６がノイズしきい値ＴＨｎより大きいと判定した場合、フィルタ処理部２６は、重み係数のパラメータＷを「８」に設定する。
ＳＴ２４０：
以上、ステップＳＴ２１５、ＳＴ２２５、ＳＴ２３０において重み係数のパラメータＷを設定した後、フィルタ処理部２６は、各物体の近接度データ３３のフィルタ処理を行うため、物体の識別コードｉを初期値「０」に設定する。
ＳＴ２４５：
フィルタ処理部２６は、識別コードｉで特定された物体の近接度データ３３についてのフィルタ処理を行う。すなわち、フィルタ処理部２６は、識別コードｉが割り当てられた物体について前回のサイクルにおいて取得された平均化後の近接度データ３３である「Ｚｏｕｔ＿ｏｌｄｉ」と、今回のサイクルにおいて取得された平均化前の近接度データ３３である「Ｚｉｎｉ」と、上述のステップで設定された重み係数のパラメータＷとに基づいて、式（１）により、今回のサイクルにおける平均化後の近接度データ３３である「Ｚｏｕｔｉ」を算出する。
ＳＴ２５０：
フィルタ処理部２６は、ステップＳＴ２４５においてフィルタ処理を実行すると、識別コードｉの値を１ずつインクリメントする。
ＳＴ２５５：
フィルタ処理部２６は、識別コードｉの値が定数値Ｍ以下であるかどうかを判定する。定数値Ｍは、検出面に近接する物体の識別可能な最大数を示す。フィルタ処理部２６は、識別コードｉの値が定数値Ｍ以下の場合、ステップＳＴ２４５に戻り、識別コードｉの値が定数値Ｍより大きくなった場合、ステップＳＴ２００の一連の処理を終了する。
次に、図２のフローチャートにおけるステップＳＴ３００の処理（近接状態の判定処理）について、図５のフローチャートを参照して説明する。
ＳＴ３０５：
近接判定部２４は、電源投入直後であるかどうかを判定する。
ＳＴ３１０：
電源投入直後の場合、近接判定部２４は、各識別コードｉで特定されたすべての物体について、近接状態データ３４を「近接なし」に設定する。近接状態データ３４は、検出面における物体の近接の有無を示すデータであり、例えば、「近接あり」と「近接なし」の状態を数値の「１」と「０」に割り当てた２値のデータである。
ＳＴ３１５：
近接判定部２４は、各物体の近接状態を判定するループ処理を行うため、物体の識別コードｉを初期値「０」に設定する。
ＳＴ３２０：
近接判定部２４は、識別コードｉで特定された物体の近接状態データ３４が「近接あり」を示しているか否か判定する。
ＳＴ３２５：
ステップＳＴ３２０において近接状態データ３４が「近接なし」を示す場合、近接判定部２４は、ステップＳＴ２４５（図４）で算出された平均化後の近接度データ「Ｚｏｕｔｉ」を第２近接しきい値ＴＨｔ２と比較する。「Ｚｏｕｔｉ」が第２近接しきい値ＴＨｔ２より大きい場合、近接判定部２４はステップＳＴ３３０へ進み、そうでない場合はステップＳＴ３４５へ進む。
ＳＴ３３０：
平均化後の近接度データ「Ｚｏｕｔｉ」が第２近接しきい値ＴＨｔ２より大きい場合、近接判定部２４は、識別コードｉで特定された物体の近接状態データ３４を「近接あり」に設定し、ステップＳＴ３４５へ進む。
ＳＴ３３５：
他方、ステップＳＴ３２０において近接状態データ３４が「近接あり」を示す場合、近接判定部２４は、ステップＳＴ２４５（図４）で算出された平均化後の近接度データ「Ｚｏｕｔｉ」を第１近接しきい値ＴＨｔ１と比較する。「Ｚｏｕｔｉ」が第１近接しきい値ＴＨｔ１より小さい場合、近接判定部２４はステップＳＴ３４０へ進み、そうでない場合はステップＳＴ３４５へ進む。
ＳＴ３４０：
平均化後の近接度データ「Ｚｏｕｔｉ」が第１近接しきい値ＴＨｔ１より小さい場合、近接判定部２４は、識別コードｉで特定された物体の近接状態データ３４を「近接なし」に設定し、ステップＳＴ３４５へ進む。
ＳＴ３４５：
以上の各ステップを通過した後、フィルタ処理部２６は、識別コードｉの値を１ずつインクリメントする。
ＳＴ３５０：
フィルタ処理部２６は、識別コードｉの値が定数値Ｍ以下であるかどうかを判定する。識別コードｉの値がＭ以下の場合、フィルタ処理部２６はステップＳＴ３２０に戻り、識別コードｉの値がＭより大きくなった場合は、ステップＳＴ３００の一連の処理を終了する。
以上説明したように、本実施形態に係る入力装置によれば、検出動作の複数のサイクルに渡って生成される同一物体の一連の近接度データ３３がフィルタ処理部２６のフィルタ処理において平均化されることにより、平均化後の近接度データ３３（式（１）の「Ｚｏｕｔｉ」）が取得される。そのため、ノイズの影響によって近接度データ３３が一時的に大きく変化した場合でも、平均化後の近接度データ３３では、そのような一時的な変化が抑制される。従って、ノイズの影響による一時的な値の変化が抑制されて安定した近接度データ３３を得ることができる。
また、本実施形態に係る入力装置によれば、フィルタ処理部２６のフィルタ処理におけるフィルタの応答特性が、ノイズ検出部２５において検出されるノイズレベル３５に応じて変更される。これにより、ノイズレベル３５に応じた適切なフィルタ処理が近接度データ３３に対して施されるため、ノイズの影響をより効果的に低減した近接度データ３３を得ることができる。すなわち、ノイズのレベルが増大した場合、フィルタの時間応答が遅くなることによって、近接度データ３３の時間的に急な変化がより効果的に抑制されるため、ノイズの影響による近接度データ３３の変動を効果的に低減できる。また、ノイズのレベルが小さい場合は、フィルタの時間応答が相対的に速くなることによって、近接度データ３３の時間的に急な変化が捕捉され易くなるため、検出面に近接する物体の動きが速い場合でも、その動きに応じた正確な近接度データ３３を得ることができる。
更に、本実施形態に係る入力装置によれば、検出面に近接していると判定された物体の数に応じてフィルタ処理部２６におけるフィルタの応答特性が変更される。そのため、フィルタの時間的応答を遅くすることによって近接度データ３３のノイズによる急な変化を抑制し易くするか、又は、フィルタの時間的応答を速くすることによって近接度データ３３の高速な変化を捕捉し易くするかを、検出面に近接している物体の数に応じて選択することが可能となる。すなわち、検出面に近接している物体の数に応じて、フィルタ処理のノイズ除去性能と近接度データ３３の応答速度とのトレードオフを適切に設定することが可能となる。
例えば、本実施形態に係る入力装置では、検出面に近接している物体数が「１」以下の場合には、フィルタの時間的応答が相対的に速くなるため近接度データ３３の高速な変化が捕捉され易くなり、検出面に近接している物体数が「１」より大きい場合には、フィルタの時間的応答が相対的に遅くなるため近接度データ３３のノイズによる急な変化が抑制され易くなる。従って、検出面に指を近接させて入力操作が行われる場合、一本の指による入力操作のときは、近接度データ３３の高速な変化が捕捉され易くなるため、一本の指により比較的高速な入力操作が行われても、当該入力操作に応じた情報を正確に入力し易くなる。他方、複数の指による入力操作のときには、近接度データ３３のノイズによる急な変化が抑制され易くなるため、ノイズの大きい環境下であっても、複数の指の入力操作に応じた情報を正確に入力し易くなる。
また、本実施形態に係る入力装置によれば、前回のサイクルにおける平均化後の近接度データ３３（式（１）の「Ｚｏｕｔ＿ｏｌｄｉ」）と、重み係数（式（１）の「１／Ｗ」，「（Ｗ−１）／Ｗ」）とを用いて、今回のサイクルにおける平均化後の近接度データ３３（式（１）の「Ｚｏｕｔｉ」）が得られる。すなわち、記憶部３０に格納した「Ｚｏｕｔ＿ｏｌｄｉ」と「Ｗ」を用いて、「Ｚｏｕｔｉ」を算出することができる。従って、平均化後の近接度データ３３を得るために記憶すべきデータを少なくすることができるとともに、演算処理を簡易化することができる。
更に、本実施形態に係る入力装置によれば、フィルタ処理部２６による平均化後の近接度データ３３を用いて、検出面に物体が近接しているか否かの判定が行われるため、実際は存在しない物体をノイズの影響により存在すると誤って判定するケースを生じ難くすることができる。
＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
上述した第１の実施形態に係る入力装置では近接度データ３３に対してフィルタ処理を行っているが、本実施形態に係る入力装置では座標データ３２に対してフィルタ処理を行う。
図６は、第２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６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。図６に示す第２の実施形態に係る入力装置の基本的な構成は、図１に示した第１の実施形態に係る入力装置と同じであり、フィルタ処理部２６のみ一部相違するので、以下では主として相違する構成について説明する。
フィルタ処理部２６は、センサ部１０の検出動作の１サイクルごとに、検出動作の複数のサイクルに渡って生成される同一物体の一連の座標データ３２を平均化する所定のフィルタの処理を行い、フィルタ処理の結果を平均化後の座標データ３２として取得する。座標／近接度データ生成部２３は、各物体の座標データ３２を検出動作の１サイクルごとに生成しているので、連続した複数のサイクルに渡る近接度データ３３が物体ごとに得られる。フィルタ処理部２６は、物体ごとに得られる一連のサイクルの座標データ３２に平均化のフィルタ処理を行って、平均化された座標データ３２を求める。
例えば、フィルタ処理部２６は、前回のサイクルにおける平均化後の座標データ３２、及び、今回のサイクルにおいて座標／近接度データ生成部２３が生成した平均化前の座標データ３２にそれぞれ重み係数を乗じて足し合わせた値を、今回のサイクルにおける平均化後の座標データ３２として生成する。
識別コードｉが割り当てられた物体について前回のサイクルにおいて取得された平均化後のＸ軸の座標データ３２を「Ｘｏｕｔ＿ｏｌｄｉ」、今回のサイクルにおいて取得された平均化前のＸ軸の座標データ３２を「Ｘｉｎｉ」、今回のサイクルにおける平均化後のＸ軸の座標データ３２を「Ｘｏｕｔｉ」とすると、フィルタ処理部２６は「Ｘｏｕｔｉ」を次の式により算出する。
Ｘｏｕｔｉ＝（Ｘｉｎｉ＋（Ｗｘｙ−１）＊Ｘｏｕｔ＿ｏｌｄｉ）／Ｗｘｙ …（２）
また、識別コードｉが割り当てられた物体について前回のサイクルにおいて取得された平均化後のＹ軸の座標データ３２を「Ｙｏｕｔ＿ｏｌｄｉ」、今回のサイクルにおいて取得された平均化前のＹ軸の座標データ３２を「Ｙｉｎｉ」、今回のサイクルにおける平均化後のＹ軸の座標データ３２を「Ｙｏｕｔｉ」とすると、フィルタ処理部２６は「Ｙｏｕｔｉ」を次の式により算出する。
Ｙｏｕｔｉ＝（Ｙｉｎｉ＋（Ｗｘｙ−１）＊Ｙｏｕｔ＿ｏｌｄｉ）／Ｗｘｙ …（３）
式（２），（３）における「Ｗｘｙ」は、式（１）における「Ｗ」と同様に、重み係数を設定するためのパラメータである。例えば式（２）において「Ｗｘｙ」が「１」と等しい場合、「Ｘｏｕｔ＿ｏｌｄｉ」の重み係数「（Ｗｘｙ−１）／Ｗｘｙ」がゼロになり、「Ｘｉｎｉ」の重み係数「１／Ｗｘｙ」が「１」になるため、「Ｘｉｎｉ」がそのまま「Ｘｏｕｔｉ」と等しくなる。この場合、フィルタ処理部２６は平均化のフィルタ処理を行わない。「Ｗｘｙ」が「１」より大きい場合は、その値が大きくなる程、「Ｘｏｕｔ＿ｏｌｄｉ」の重み係数「（Ｗｘｙ−１）／Ｗｘｙ」が大きくなり、「Ｘｉｎｉ」の重み係数「１／Ｗｘｙ」が小さくなるため、フィルタの時間応答が遅くなり、ノイズ除去性能が向上する。このような「Ｗｘｙ」に応じたフィルタの時間応答の傾向は、式（３）についても同様である。
また、フィルタ処理部２６は、ノイズ検出部２５において検出されるノイズレベル３６に応じて、フィルタの応答特性を変更する。具体的には、フィルタ処理部２６は、ノイズ検出部２５において検出されるノイズレベル３６が増大するとフィルタの時間的応答を遅くする。一方でフィルタ処理部２６は、ノイズ検出部２５において検出されるノイズレベル３６が基準値より低い場合、平均化のフィルタ処理を行わずに、座標／近接度データ生成部２３で得られた座標データ３２をそのまま出力する。例えば、フィルタ処理部２６は、ノイズ検出部２５において検出されるノイズレベル３６に応じて、式（２），（３）における重み係数のパラメータＷｘｙを変更する。
またフィルタ処理部２６は、近接判定部２４において検出面に近接していると判定された物体数３５に応じてフィルタの応答特性を変更する。特にフィルタ処理部２６は、近接判定部２４において検出面に近接していると判定された物体数３５が「１」より大きい場合におけるフィルタの時間的応答を、物体数３５が「１」以下の場合に比べて遅くする。例えば、フィルタ処理部２６は、検出面に近接していると判定された物体数３５に応じて、式（２），（３）における重み係数のパラメータＷｘｙを変更する。
次に、上述した構成を有する入力装置の動作について説明する。図７は、第２の実施形態に係る入力装置の全体的な処理を説明するフローチャートである。図７に示す一連の処理は、センサ部１０が検出面の複数の検出位置における物体の近接度合いを検出する１サイクルの検出動作の度に実行される。
ＳＴ１００：
まず、ノイズ検出部２５がノイズレベル３６を求め、座標／近接度データ生成部２３が座標データ３２及び近接度データ３３を求める。近接判定部２４は、近接度データ３３に基づいて各物体の近接状態を判定するとともに、検出面に近接している物体数３５を求める。この処理は、図３のフローチャートを参照して説明したステップＳＴ１００と同一あるため、更なる説明は省略する。
ＳＴ４００：
近接判定部２４は、各物体の検出面への近接状態を判定する。詳細は図８のフローチャートを参照して説明する。
ＳＴ５００：
フィルタ処理部２６は、各物体について得られた座標データ３２に対してフィルタ処理を行う。詳細は図９のフローチャートを参照して説明する。
次に、図７に示すフローチャートにおけるステップＳＴ４００の処理（近接状態の判定処理）について、図８のフローチャートを参照して説明する。
図８に示すフローチャートにおけるステップＳＴ４０５〜ＳＴ４５０は、図５に示すフローチャートにおけるステップＳＴ３０５〜ＳＴ３５０に対応する。これらのステップのうち、図８のテップＳＴ４２５と図５のステップＳＴ３２５、図８のステップＳＴ４３５と図５のステップＳＴ３２５では処理の内容が相違しているが、他のステップではそれぞれ同様の処理が行われる。従って、ここでは、図５のフローチャートと処理の内容が相違するステップＳＴ４２５及びステップＳＴ４３５についてのみ説明する。
ＳＴ４２５：
ステップＳＴ４２０において近接状態データ３４が「近接なし」を示す場合、近接判定部２４は、ステップＳＴ１００（図７）で取得された識別コードｉの近接度データ３３である「Ｚｉ」を第２近接しきい値ＴＨｔ２と比較する。「Ｚｉ」が第２近接しきい値ＴＨｔ２より大きい場合、近接判定部２４はステップＳＴ４３０へ進み、そうでない場合はステップＳＴ４４５へ進む。
ＳＴ４３５：
他方、ステップＳＴ４２０において近接状態データ３４が「近接あり」を示す場合、ステップＳＴ１００（図７）で取得された識別コードｉの近接度データ３３である「Ｚｉ」を第１近接しきい値ＴＨｔ１と比較する。「Ｚｉ」が第１近接しきい値ＴＨｔ１より小さい場合、近接判定部２４はステップＳＴ４４０へ進み、そうでない場合はステップＳＴ４４５へ進む。
次に、図７のフローチャートにおけるステップＳＴ５００の処理（座標データ３２のフィルタ処理）について、図９及び図１０のフローチャートを参照して説明する。
ＳＴ５０５：
フィルタ処理部２６は、ステップＳＴ１００（図７）で取得されたノイズレベル３６を参照し、ノイズレベル３６が所定の第１ノイズしきい値ＴＨｎ１より大きいかどうかを判定する。
ＳＴ５１０：
ノイズレベル３６が第１ノイズしきい値ＴＨｎ１より大きくない場合、フィルタ処理部２６は、ステップＳＴ１００（図７）で取得された物体数３５を参照し、物体数３５が２つ以上であるかどうかを判定する。
ＳＴ５１５：
物体数が２つ以上でない場合（「１」又は「０」の場合）、フィルタ処理部２６は、重み係数のパラメータＷｘｙを「１」に設定する。
ＳＴ５２０：
一方、物体数が１つより大きい場合、フィルタ処理部２６は、重み係数のパラメータＷｘｙを「２」に設定する。
ＳＴ５２５：
ステップＳＴ５０５においてノイズレベル３６が第１ノイズしきい値ＴＨｎ１より大きいと判定した場合、フィルタ処理部２６は、ノイズレベル３６が第２ノイズしきい値ＴＨｎ２より更に大きいかどうかを判定する。なお、第２ノイズしきい値ＴＨｎ２は第１ノイズしきい値ＴＨｎ１より大きい値を持つ。
ＳＴ５３０：
ノイズレベル３６が第２ノイズしきい値ＴＨｎ２より大きくないと判定した場合、フィルタ処理部２６は、重み係数のパラメータＷｘｙを「４」に設定する。
ＳＴ５３５：
他方、ノイズレベル３６が第２ノイズしきい値ＴＨｎ２より大きいと判定した場合、フィルタ処理部２６は、重み係数のパラメータＷｘｙを「８」に設定する。
以上、図９に示した第１のフローチャートにて重み係数のパラメータＷｘｙを設定した後、図１０に示す第２のフローチャートに示すように、フィルタ処理部２６は、各物体の座標データ３２に対してフィルタ処理を行う。
ＳＴ５５０：
フィルタ処理部２６は、各物体の座標データ３２のフィルタ処理を行うため、物体の識別コードｉを初期値「０」に設定する。
ＳＴ５５５：
フィルタ処理部２６は、識別コードｉで特定された物体について前回のサイクルにおいて取得された近接状態データ３４と今回のサイクルにおいて取得された近接状態データ３４とを参照し、近接状態が「近接なし」から「近接あり」へ変化したか否かを判定する。すなわち、前回サイクルの近接状態データ３４が「近接なし」を示し、かつ、今回サイクルの近接状態が「近接あり」を示すかどうかを判定する。
ＳＴ５６０：
ステップＳＴ５５５において近接状態が「近接なし」から「近接あり」へ変化した場合、対象としている物体は前回のサイクルにおいて検出面に近接しておらず、座標データ３２が存在していない。そのため、前回のサイクルの座標データ３２を用いたフィルタ処理が実行できない。従って、この場合、フィルタ処理部２６は、ステップ１００において取得された座標データ３２（Ｘｉｎｉ，Ｙｉｎｉ）をフィルタ処理後の座標データ３２（Ｘｏｕｔｉ，Ｙｏｕｔｉ）としてそのまま取得する。
ＳＴ５６５：
他方、ステップＳＴ５５５において近接状態が「近接なし」から「近接あり」へ変化したものでないと判定した場合、フィルタ処理部２６は、識別コードｉが割り当てられた物体について前回のサイクルにおいて取得された平均化後の座標データ３２（「Ｘｏｕｔ＿ｏｌｄｉ」，「Ｙｏｕｔ＿ｏｌｄｉ」）と、今回のサイクルにおいて取得された平均化前の座標データ３２（「Ｘｉｎｉ」，「Ｘｉｎｉ」）と、前のステップで設定された重み係数のパラメータＷｘｙとに基づいて、式（２），（３）により、今回のサイクルにおける平均化後の座標データ３２（「Ｘｏｕｔｉ」，「Ｙｏｕｔｉ」）を算出する。
ＳＴ５７０：
フィルタ処理部２６は、今回のサイクルにおいて取得された近接状態データ３４を記憶部３０に格納する。この近接状態データ３４は、次回のサイクルにおいてステップＳＴ５５５の判定処理に用いられる。
ＳＴ５７５：
フィルタ処理部２６は、ステップＳＴ５５５〜ＳＴ５７０における座標データ３２のフィルタ処理を実行すると、識別コードｉの値を１ずつインクリメントする。
ＳＴ５８０：
フィルタ処理部２６は、識別コードｉの値が定数値Ｍ以下であるかどうかを判定する。フィルタ処理部２６は、識別コードｉの値が定数値Ｍ以下の場合ステップＳＴ５５５に戻り、識別コードｉの値が定数値Ｍより大きくなった場合ステップＳＴ５００の一連の処理を終了する。
以上説明したように、本実施形態に係る入力装置によれば、検出動作の複数のサイクルに渡って生成される同一物体の一連の座標データ３２がフィルタ処理部２６のフィルタ処理において平均化されることにより、平均化後の座標データ３２（式（２）の「Ｘｏｕｔｉ」，式（３）の「Ｙｏｕｔｉ」）が取得される。そのため、ノイズの影響によって座標データ３２の示す位置が一時的に大きく変化した場合でも、平均化後の座標データ３２では、そのような一時的な変化が抑制される。従って、ノイズの影響による一時的な値の変化が抑制されて安定した座標データ３２を得ることができる。
また、本実施形態に係る入力装置によれば、フィルタ処理部２６のフィルタ処理におけるフィルタの応答特性が、ノイズ検出部２５において検出されるノイズレベル３５に応じて変更される。これにより、ノイズレベル３５に応じた適切なフィルタ処理が座標データ３２に対して施されるため、ノイズの影響をより効果的に低減した座標データ３２を得ることができる。すなわち、ノイズのレベルが増大した場合、フィルタの時間応答が遅くなることによって、座標データ３２の時間的に急な変化がより効果的に抑制されるため、ノイズの影響による座標データ３２の変動を効果的に低減できる。また、ノイズのレベルが小さい場合は、フィルタの時間応答が相対的に速くなることによって、座標データ３２の時間的に急な変化が捕捉され易くなるため、検出面に近接する物体の動きが速い場合でも、その動きに応じた正確な座標データ３２を得ることができる。
更に、本実施形態に係る入力装置によれば、検出面に近接していると判定された物体の数に応じてフィルタ処理部２６におけるフィルタの応答特性が変更される。そのため、フィルタの時間的応答を遅くすることによって座標データ３２のノイズによる急な変化を抑制し易くするか、又は、フィルタの時間的応答を速くすることによって座標データ３２の高速な変化を捕捉し易くするかを、検出面に近接している物体の数に応じて選択することが可能となる。すなわち、検出面に近接している物体の数に応じて、フィルタ処理のノイズ除去性能と座標データ３２の応答速度とのトレードオフを適切に設定することが可能となる。
例えば、本実施形態に係る入力装置では、検出面に近接している物体数が「１」以下の場合には、フィルタの時間的応答が相対的に速くなるため座標データ３２の高速な変化が捕捉され易くなり、検出面に近接している物体数が「１」より大きい場合には、フィルタの時間的応答が相対的に遅くなるため座標データ３２のノイズによる急な変化が抑制され易くなる。従って、検出面に指を近接させて入力操作が行われる場合、一本の指による入力操作のときは、座標データ３２の高速な変化が捕捉され易くなるため、一本の指により比較的高速な入力操作が行われても、当該入力操作に応じた情報を正確に入力し易くなる。他方、複数の指による入力操作のときには、座標データ３２のノイズによる急な変化が抑制され易くなるため、ノイズの大きい環境下であっても、複数の指の入力操作に応じた情報を正確に入力し易くなる。
また、本実施形態に係る入力装置によれば、前回のサイクルにおける平均化後の座標データ３２（式（２）の「Ｘｏｕｔ＿ｏｌｄｉ」，式（３）の「Ｙｏｕｔ＿ｏｌｄｉ」）と、重み係数（式（２）及び式（３）の「１／Ｗｘｙ」，「（Ｗｘｙ−１）／Ｗｘｙ」）とを用いて、今回のサイクルにおける平均化後の座標データ３２（式（２）の「Ｘｏｕｔｉ」，式（３）の「Ｙｏｕｔｉ」）が得られる。すなわち、記憶部３０に格納した「「Ｘｏｕｔ＿ｏｌｄｉ」，「Ｙｏｕｔ＿ｏｌｄｉ」及び「Ｗｘｙ」を用いて、「Ｘｏｕｔｉ」及び「Ｙｏｕｔｉ」を算出することができる。従って、平均化後の座標データ３２を得るために記憶すべきデータを少なくすることができるとともに、演算処理を簡易化することができる。
＜第３の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
上述した第１、第２の実施形態に係る入力装置では、近接状態の判定において固定のしきい値を用いているが、本実施形態に係る入力装置では、近接度データ３３の比較対象となる第２近接しきい値ＴＨｔ２をノイズ検出結果に応じて調整する。
図１１は、第３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１１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。図１１に示す第３の実施形態に係る入力装置の基本的な構成は、図１に示した第１の実施形態に係る入力装置、図６に示した第２の実施形態に係る入力装置と同じであり、処理部２０の構成要素としてしきい値調整部２７を有する点がこれらの実施形態と相違するので、以下の説明では主として相違する構成について説明する。
しきい値調整部２７は、ノイズ検出部２５において検出されるノイズレベル３６に応じて、近接判定部２４の判定に用いるしきい値を調整する。このしきい値は、既に説明したように、第１近接しきい値ＴＨｔ１と第２近接しきい値ＴＨｔ２を含む。本実施形態では、しきい値調整部２７が第２近接しきい値ＴＨｔ２を調整する場合に特に着目して説明するが、しきい値調整部２７は第１近接しきい値ＴＨｔ１を変更してもよいし、これらのしきい値を２つとも調整してもよい。
しきい値調整部２７は、ノイズ検出部２５において検出されるノイズレベル３６が増大するほど、近接判定部２４において物体が検出面に近接しているとの判定がされ難くなるようにしきい値を調整する。また、しきい値調整部２７は、近接判定部２４において検出面に近接していると判定された物体数３５に応じてしきい値を調整する。しきい値調整部２７は、近接判定部２４において検出面に近接していると判定された物体数が「１」より大きい場合、物体数３５が「１」以下の場合に比べて、近接判定部２４において物体が検出面に近接しているとの判定がされ難くなるようにしきい値を調整する。
次に、上述した構成を有する入力装置の動作について説明する。図１２は、第３の実施形態に係る入力装置の全体的な処理を説明するフローチャートである。
ＳＴ１００：
まず、ノイズ検出部２５がノイズレベル３６を求め、座標／近接度データ生成部２３が座標データ３２及び近接度データ３３を求める。近接判定部２４は、近接度データ３３に基づいて各物体の近接状態を判定するとともに、検出面に近接している物体数３５を求める。この処理は、図３のフローチャートを参照して説明したステップＳＴ１００と同一であるため、更なる説明は省略する。
ＳＴ６００：
しきい値調整部２７は、ステップＳＴ１００において取得したノイズレベル３５に応じて第２近接しきい値ＴＨｔ２を調整する。詳細は図１３のフローチャートを参照して説明する。
ＳＴ４００：
しきい値が調整されると、近接判定部２４は、各物体の近接面への近接状態を判定する。この処理は、図８のフローチャートを参照して説明したステップＳＴ４００と同一であるため、更なる説明は省略する。
次に、図１２に示すフローチャートにおけるステップＳＴ６００の処理（しきい値の調整処理）について図１３のフローチャートを参照して説明する。
ＳＴ６０５：
しきい値調整部２７は、ステップＳＴ１００（図１２）で取得された物体数３５を参照し、物体数３５が２つ以上であるかどうかを判定する。
ＳＴ６１０：
物体数３５が２つ以上でない場合（「１」又は「０」の場合）、しきい値調整部２７は、第２近接しきい値ＴＨｔ２を所定の初期値ＴＨｉｎｉに設定し、ステップＳＴ６００の処理を終了する。
ＳＴ６１５：
物体数３５が２つ以上の場合、しきい値調整部２７は、ノイズレベル３５に応じた値を持つ調整しきい値ＴＨｘを次の式により算出する。
ＴＨｘ＝ＴＨｉｎｉ＋Ｋ*ＶＮ …（４）
式（４）において、「ＶＮ」はステップＳＴ１００（図１２）で取得された今回のサイクルのノイズレベル３５を示し、「Ｋ」は所定の比例係数を示す。
ＳＴ６２０：
しきい値調整部２７は、ステップＳＴ６２０において算出した調整しきい値ＴＨｘに比べて「ＴＨｔ２＿ｏｌｄ−ΔＴＨ」が大きいか否かを判定する。「ＴＨｔ２＿ｏｌｄ」は、前回のサイクルにおいて決定された第２近接しきい値ＴＨｔ２を示す。また、「ΔＴＨ」は定数値であり、１サイクルあたりにおける第２近接しきい値ＴＨｔ２の減少幅の最大値を定める。
ＳＴ６２５：
調整しきい値ＴＨｘが「ＴＨｔ２＿ｏｌｄ−ΔＴＨ」より小さくない場合、すなわち、調整しきい値ＴＨｘが前回サイクルの第２近接しきい値ＴＨｔ２に対して「ΔＴＨ」の減少幅を超えるほど大幅に下落していない場合、しきい値調整部２７は、調整しきい値ＴＨｘを今回のサイクルにおける第２近接しきい値ＴＨｔ２として決定する。従って、大きなノイズレベル「ＶＮ」が検出され、これに応じて調整しきい値ＴＨｘが「ＴＨｔ２＿ｏｌｄ−ΔＴＨ」を超える大きな値となった場合、しきい値調整部２７は、第２近接しきい値ＴＨｔ２をこの変化に追従させて直ちに大きな値に調整する。
ＳＴ６３０：
他方、調整しきい値ＴＨｘが「ＴＨｔ２＿ｏｌｄ−ΔＴＨ」より小さい場合、すなわち、調整しきい値ＴＨｘが前回サイクルの第２近接しきい値ＴＨｔ２に対して「ΔＴＨ」の減少幅を超えて大幅に下落した場合、しきい値調整部２７は、「ＴＨｔ２＿ｏｌｄ−ΔＴＨ」を今回のサイクルにおける第２近接しきい値ＴＨｔ２として決定する。従って、ノイズレベル「ＶＮ」が急激に小さくなり、これに応じて調整しきい値ＴＨｘが「ＴＨｔ２＿ｏｌｄ−ΔＴＨ」より小さい値に急減した場合、しきい値調整部２７は、第２近接しきい値ＴＨｔ２をこの変化に追従させず、前回サイクルの第２近接しきい値ＴＨｔ２に対して「ΔＴＨ」だけ小さい値を今回サイクルの第２近接しきい値ＴＨｔ２とする。これにより、第２近接しきい値ＴＨｔ２の上昇については高速に行われるが、第２近接しきい値ＴＨｔ２の低下については低速に行われるため、ノイズの周波数成分の振動に応じて第２近接しきい値ＴＨｔ２が振動することによる近接状態の誤判定を防止できる。
以上説明したように、本実施形態に係る入力装置によれば、ノイズ検出部２５において検出されるノイズのレベルに応じて調整されるしきい値と近接度データ３３とを比較した結果に基づいて、検出面に物体が近接しているか否かの判定が行われる。これにより、近接度データ３３にノイズ成分が重畳している場合でも、ノイズのレベルに応じて調整された適切なしきい値を用いて物体の近接の有無が判定されるため、ノイズの影響による近接状態の判定の誤りを適切に低減できる。すなわち、ノイズのレベルが増大した場合、検出面に物体が近接しているとの判定がされ難くなるようにしきい値が調整されるため、物体が存在していないにも関わらず検出面に物体が近接しているとの誤った判定がなされる頻度を低減できる。また、ノイズのレベルが小さい場合は、検出面に物体が近接していると相対的に判定され易くなるため、物体の検出感度を相対的に向上させることができる。
また、本実施形態に係る入力装置によれば、検出面に近接していると判定された物体の数に応じて近接状態の判定のしきい値が調整される。そのため、検出面に物体が近接しているとの判定がされ難くなるようにしきい値を調整することによってノイズによる物体の近接判定の誤りを低減するか、又は、検出面に物体が近接しているとの判定がされ易くなるようにしきい値を調整することによって物体の検出感度を高めるかを、検出面に近接している物体の数に応じて選択することが可能となる。すなわち、検出面に近接している物体の数に応じて、ノイズによる誤判定の防止と物体の検出感度とのトレードオフを適切に設定できる。
例えば、本実施形態に係る入力装置では、検出面に近接している物体数が「１」以下の場合には、検出面に物体が近接しているとの判定が相対的にされ易くなるようにしきい値が調整され、検出面に近接している物体数が「１」より大きい場合には、検出面に物体が近接しているとの判定が相対的にされ難くなるようにしきい値が調整される。従って、検出面に指を近接させて入力操作が行われる場合、一本の指による入力操作のときは、検出面に指が近接しているとの判定が相対的にされ易くなるため、検出面への近接度が低い状態で入力操作が行われても、当該入力操作に応じた情報を感度良く入力できる。他方、複数の指による入力操作のときには、検出面に指が近接しているとの判定が相対的にされ難くなるため、ノイズの大きい環境下であっても、存在しない指が検出面に近接していると誤って判定され難くなり、複数の指による入力操作に応じた情報を正確に入力し易くなる。
更に、本実施形態に係る入力装置によれば、しきい値調整部２７が第２近接しきい値ＴＨｔ２を調整することにより、「近接なし」の状態にある物体が「近接あり」の状態として判定される条件を厳しくすることになる。これにより、存在していない物体がノイズの影響により「近接あり」の物体として誤判定されることを効果的に防止できる。また、第１近接しきい値ＴＨｔ１についてはノイズレベルに応じて調整されないため、「近接あり」の状態の物体がノイズの影響によって突然「近接なし」の状態として判定されることが起こり難くなる。すなわち、ノイズレベルが高くなった場合は、近接状態の判定の変更を留保する範囲（ＴＨｔ２−ＴＨｔ１）が広くなるため、近接状態の判定の安定性を高めることができる。
しかも、本実施形態に係る入力装置によれば、しきい値調整部２７は、検出面に物体が近接しているとの近接判定部２４の判定がされ易くなる方向へのしきい値の調整を行う場合における１サイクルあたりのしきい値の調整幅が、所定の値（ΔＴＨ）を超えないように制限する。これにより、検出面に物体が近接しているとの判定がされ難くなる方向へのしきい値の調整については比較的高速に行われる一方、逆方向へのしきい値の調整については比較的低速に行われることになるため、ノイズの周波数成分の振動に応じてしきい値が振動することによる近接状態の誤判定を効果的に防止できる。
以上、本発明の幾つかの実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態にのみ限定されるものではなく、種々のバリエーションを含んでいる。
第１の実施形態に係る入力装置では近接度データ３３に対して平均化のフィルタを施し、第２の実施形態に係る入力装置では座標データ３２に対して平均化のフィルタを施しているが、本発明はこれに限定されない。本発明の他の実施形態では、近接度データ３３と座標データ３２に対してそれぞれ平均化のフィルタ処理を施してもよい。この場合、フィルタの時間応答をノイズレベル３５に応じて変化させてもよい。
また第３の実施形態では近接判定のしきい値をノイズレベル３５に応じて調整しているが、本発明の他の実施形態では、このしきい値の調整と並行して、第１の実施形態に係る入力装置と同様な近接度データ３３へのフィルタ処理や、第２の実施形態に係る入力装置と同様な座標データ３２へのフィルタ処理を行ってもよい。
上述した実施形態では、検出面に近接する複数の物体（指等）を識別コードｉによって識別可能であるが、本発明はこの例に限定されない。すなわち、本発明は、識別可能な物体の数が１つに限られた入力装置にも適用可能である。その場合、本発明における識別コードは、１つの物体が検出面に近接してから離れるまでの状態と、別の１つの物体が新たに検出面へ近接する状態とを識別するための情報を意味する。
また、本発明の入力装置は、指等の操作による情報を入力するユーザーインターフェース装置に限定されない。すなわち、本発明の入力装置は、人体に限定されない様々な物体の検出面への近接状態に応じた情報を入力する装置に広く適用可能である。
１０…センサ部、１１…センサマトリクス、１３…検出データ生成部、１４…駆動部、２０…処理部、２１…センサ制御部、２２…２次元データ生成部、２３…座標／近接度データ生成部、２４…近接判定部、２５…ノイズ検出部、２６…フィルタ処理部、２７…しきい値調整部、３０…記憶部、３１…２次元データ、３２…座標データ、３３…近接度データ、３４…近接状態データ、３５…物体数、３６…ノイズレベル、４０…インターフェース部。

Claims (21)

  1. 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度合いを検出するセンサ部と、
    前記複数の位置における物体の近接度合いを１サイクルごとに検出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、
    前記検出動作の複数のサイクルに渡って前記検出面に近接した同一物体の位置の座標を示す座標データ、及び、当該座標における前記近接度合いを示す近接度データを、前記検出動作の１サイクルごとに前記センサ部の検出結果に基づいて生成する座標／近接度データ生成部と、
    前記検出動作の１サイクルごとに、各物体の前記平均化後の近接度データとしきい値とを比較し、当該比較の結果に基づいて、前記検出面への近接の有無を物体ごとに判定する近接判定部と、
    前記検出動作の１サイクルごとに、前記検出動作の複数のサイクルに渡って生成される同一物体の一連の前記近接度データを平均化する所定のフィルタの処理を行い、当該フィルタ処理の結果を平均化後の近接度データとして取得するフィルタ処理部とを備え、
    前記フィルタ処理部は、前記近接判定部において前記検出面に近接していると判定された物体の数に応じて前記フィルタの応答特性を変更する
    ことを特徴とする入力装置。
  2. 前記フィルタ処理部は、前記近接判定部において前記検出面に近接していると判定された物体数が１より大きい場合における前記フィルタの時間的応答を、当該物体数が１以下の場合に比べて遅くする
    ことを特徴とする請求項１に記載の入力装置。
  3. 前記検出面の同一の位置において複数回連続して得られた物体の近接度合いの検出結果を前記センサ部から取得し、取得した前記複数の検出結果における最大値と最小値を特定し、前記最大値から前記最小値を差し引いた値をノイズレベルとして求めるノイズ検出部を備え、
    前記フィルタ処理部は、前記ノイズ検出部において求められた前記ノイズレベルに応じて前記フィルタの応答特性を変更する
    ことを特徴とする請求項１又は２に記載の入力装置。
  4. 前記フィルタ処理部は、前記ノイズ検出部において求められた前記ノイズレベルが増大すると前記フィルタの時間的応答を遅くする
    ことを特徴とする請求項３に記載の入力装置。
  5. 前記フィルタ処理部は、前回のサイクルにおける前記平均化後の近接度データ、及び、今回のサイクルにおいて前記座標／近接度データ生成部が生成した近接度データにそれぞれ重み係数を乗じて足し合わせた値を、今回のサイクルにおける前記平均化後の近接度データとして取得する
    ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の入力装置。
  6. 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度合いを検出するセンサ部と、
    前記複数の位置における物体の近接度合いを１サイクルごとに検出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、
    前記検出動作の複数のサイクルに渡って前記検出面に近接した同一物体の位置の座標を示す座標データ、及び、当該座標における前記近接度合いを示す近接度データを、前記検出動作の１サイクルごとに前記センサ部の検出結果に基づいて生成する座標／近接度データ生成部と、
    前記検出動作の１サイクルごとに、各物体の前記平均化後の近接度データとしきい値とを比較し、当該比較の結果に基づいて、前記検出面への近接の有無を物体ごとに判定する近接判定部と、
    前記検出動作の１サイクルごとに、前記検出動作の複数のサイクルに渡って生成される同一物体の一連の前記座標データを平均化する所定のフィルタ処理を行い、当該フィルタ処理の結果を平均化後の座標データとして取得するフィルタ処理部とを備え、
    前記フィルタ処理部は、前記近接判定部において前記検出面に近接していると判定された物体の数に応じて前記フィルタ処理の応答特性を変更する
    ことを特徴とする入力装置。
  7. 前記フィルタ処理部は、前記近接判定部において前記検出面に近接していると判定された物体数が１より大きい場合における前記フィルタの時間的応答を、当該物体数が１以下の場合に比べて遅くする
    ことを特徴とする請求項６に記載の入力装置。
  8. 前記検出面の同一の位置において複数回連続して得られた物体の近接度合いの検出結果を前記センサ部から取得し、取得した前記複数の検出結果における最大値と最小値を特定し、前記最大値から前記最小値を差し引いた値をノイズレベルとして求めるノイズ検出部を備え、
    前記フィルタ処理部は、前記ノイズ検出部において求められた前記ノイズレベルに応じて前記フィルタの応答特性を変更する
    ことを特徴とする請求項６又は７に記載の入力装置。
  9. 前記フィルタ処理部は、前記ノイズ検出部において求められた前記ノイズレベルが増大すると前記フィルタの時間的応答を遅くする
    ことを特徴とする請求項８に記載の入力装置。
  10. 前記フィルタ処理部は、前回のサイクルにおける前記平均化後の座標データ、及び、今回のサイクルにおいて前記座標／近接度データ生成部が生成した座標データにそれぞれ重み係数を乗じて足し合わせた値を、今回のサイクルにおける前記平均化後の座標データとして取得する
    ことを特徴とする請求項６乃至９の何れか一項に記載の入力装置。
  11. 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度合いを検出するセンサ部と、
    前記複数の位置における物体の近接度合いを１サイクルごとに検出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、
    前記検出動作の複数のサイクルに渡って前記検出面に近接した同一物体の位置の座標を示す座標データ、及び、当該座標における前記近接度合いを示す近接度データを、前記検出動作の１サイクルごとに前記センサ部の検出結果に基づいて生成する座標／近接度データ生成部と、
    前記検出動作の１サイクルごとに、各物体の近接度データとしきい値とを比較し、当該比較の結果に基づいて、前記検出面への近接の有無を物体ごとに判定する近接判定部と、
    前記近接判定部において前記検出面に近接していると判定された物体の数に応じて前記しきい値を調整するしきい値調整部と
    を備えることを特徴とする入力装置。
  12. 前記しきい値調整部は、前記近接判定部において前記検出面に近接していると判定された物体数が１より大きい場合、当該物体数が１以下の場合に比べて、前記近接判定部において物体が前記検出面に近接しているとの判定がされ難くなるように前記しきい値を調整する
    ことを特徴とする請求項１１に記載の入力装置。
  13. 前記検出面の同一の位置において複数回連続して得られた物体の近接度合いの検出結果を前記センサ部から取得し、取得した前記複数の検出結果における最大値と最小値を特定し、前記最大値から前記最小値を差し引いた値をノイズレベルとして求めるノイズ検出部を備え、
    前記しきい値調整部は、前記ノイズ検出部において求められた前記ノイズレベルに応じて前記しきい値を調整する
    ことを特徴とする請求項１１又は１２に記載の入力装置。
  14. 前記しきい値調整部は、前記ノイズ検出部において求められた前記ノイズレベルが増大するほど、前記近接判定部において物体が前記検出面に近接しているとの判定がされ難くなるように前記しきい値を調整する
    ことを特徴とする請求項１３に記載の入力装置。
  15. 検出面の複数の位置において物体の近接状態を検出するセンサ部を備え、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物体の近接度合いを１サイクルごとに検出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、
    前記検出動作の複数のサイクルに渡って前記検出面に近接した同一物体の位置の座標を示す座標データ、及び、当該座標における前記近接度合いを示す近接度データを、前記検出動作の１サイクルごとに前記センサ部の検出結果に基づいて生成するステップと、
    前記検出動作の１サイクルごとに、各物体の前記平均化後の近接度データとしきい値とを比較し、当該比較の結果に基づいて、前記検出面への近接の有無を物体ごとに判定するステップと、
    前記検出動作の１サイクルごとに、前記検出動作の複数のサイクルに渡って生成される同一物体の一連の前記近接度データを平均化する所定のフィルタの処理を行い、当該フィルタ処理の結果を平均化後の近接度データとして取得するステップとを有し、
    前記フィルタの処理を行うステップでは、前記近接の有無を判定するステップにおいて前記検出面に近接していると判定された物体の数に応じて前記フィルタの応答特性を変更する
    ことを特徴とする入力装置の制御方法。
  16. 前記検出面の同一の位置において複数回連続して得られた物体の近接度合いの検出結果を前記センサ部から取得し、取得した前記複数の検出結果における最大値と最小値を特定し、前記最大値から前記最小値を差し引いた値をノイズレベルとして求めるステップを有し、
    前記フィルタの処理を行うステップでは、前記ノイズレベルを求めるステップにおいて求められた前記ノイズレベルに応じて前記フィルタの応答特性を変更する
    ことを特徴とする請求項１５に記載の入力装置の制御方法。
  17. 検出面の複数の位置において物体の近接状態を検出するセンサ部を備え、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物体の近接度合いを１サイクルごとに検出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、
    前記検出動作の複数のサイクルに渡って前記検出面に近接した同一物体の位置の座標を示す座標データ、及び、当該座標における前記近接度合いを示す近接度データを、前記検出動作の１サイクルごとに前記センサ部の検出結果に基づいて生成するステップと、
    前記検出動作の１サイクルごとに、各物体の近接度データとしきい値とを比較し、当該比較の結果に基づいて、前記検出面への近接の有無を物体ごとに判定するステップと、
    前記検出動作の１サイクルごとに、前記検出動作の複数のサイクルに渡って生成される同一物体の一連の前記座標データを平均化する所定のフィルタ処理を行い、当該フィルタ処理の結果を平均化後の座標データとして取得するステップとを有し、
    前記フィルタの処理を行うステップでは、前記近接の有無を判定するステップにおいて前記検出面に近接していると判定された物体の数に応じて前記フィルタ処理の応答特性を変更する
    ことを特徴とする入力装置の制御方法。
  18. 前記検出面の同一の位置において複数回連続して得られた物体の近接度合いの検出結果を前記センサ部から取得し、取得した前記複数の検出結果における最大値と最小値を特定し、前記最大値から前記最小値を差し引いた値をノイズレベルとして求めるステップを有し、
    前記フィルタの処理を行うステップでは、前記ノイズレベルを求めるステップにおいて求められた前記ノイズレベルに応じて前記フィルタの応答特性を変更する
    ことを特徴とする請求項１７に記載の入力装置の制御方法。
  19. 検出面の複数の位置において物体の近接状態を検出するセンサ部を備え、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物体の近接度合いを１サイクルごとに検出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、
    前記検出動作の複数のサイクルに渡って前記検出面に近接した同一物体の位置の座標を示す座標データ、及び、当該座標における前記近接度合いを示す近接度データを、前記検出動作の１サイクルごとに前記センサ部の検出結果に基づいて生成するステップと、
    前記検出動作の１サイクルごとに、各物体の近接度データとしきい値とを比較し、当該比較の結果に基づいて、前記検出面への近接の有無を物体ごとに判定するステップと、
    前記近接の有無を判定するステップにおいて前記検出面に近接していると判定された物体の数に応じて前記しきい値を調整するステップと
    を備えることを特徴とする入力装置の制御方法。
  20. 前記検出面の同一の位置において複数回連続して得られた物体の近接度合いの検出結果を前記センサ部から取得し、取得した前記複数の検出結果における最大値と最小値を特定し、前記最大値から前記最小値を差し引いた値をノイズレベルとして求めるステップを有し、
    前記しきい値を調整するステップは、前記ノイズレベルを求めるステップにおいて求められた前記ノイズレベルに応じて前記しきい値を調整する
    ことを特徴とする請求項１９に記載の入力装置の制御方法。
  21. 請求項１５乃至２０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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