CN103577012B

CN103577012B - 输入装置

Info

Publication number: CN103577012B
Application number: CN201310302968.5A
Authority: CN
Inventors: 中岛智; 早坂哲; 远藤新; 远藤新一
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2012-08-08
Filing date: 2013-07-18
Publication date: 2016-08-31
Anticipated expiration: 2033-07-18
Also published as: US20140043287A1; CN103577012A; JP2014035605A; JP5892514B2; US9256319B2

Abstract

本发明提供能够从由异物等引起的误检知复原的输入装置。输入装置具有：坐标输入部（1），具有多个电容检测部，用于操作体进行接近操作；电容测量部（2），测量多个电容检测部中的每个的静电电容，将测量到的静电电容AD转换并作为测量信号输出；控制部（3），控制电容测量部（2），运算测量信号并计算数据信号，并且使该数据信号与电容检测部的坐标信息对应而存储，基于运算的结果输出控制信号，控制部（3）以恒定的时间间隔计算指定的基准值与数据信号的差分值，对数据信号和指定的基准值进行加权平均处理并作为新的基准值而更新并存储，并且根据差分值变更在加权平均处理中赋予的权重。

Description

输入装置

技术领域

本发明涉及输入装置，特别涉及能够从由异物等引起的误检知复原的输入装置。

背景技术

以往，存在通过检知伴随操作的静电电容的变化来判断操作位置的静电电容式的输入装置。然而，这种静电电容式的输入装置，其检测值例如根据温度变化而改变，有时进行误动作。

作为降低由温度变化引起的误动作发生的输入装置，提出了专利文献1所记载的输入装置。

关于专利文献1所记载的输入装置的动作，用图5来说明。图5是表示专利文献1所记载的输入装置的动作的流程图。

如图5所示，周期性地取得传感器输出值（步骤S901），判定是否经过了成为用于进行修正系数更新处理的条件的指定的时间（步骤S902）。在判断为经过了指定的时间时（步骤S902：是），判断传感器输出值是否为接触判定用阈值以上（步骤S903）。在判断为传感器输出值小于接触判定用阈值时（步骤S903：否），将判定用阈值变更标志F1设定为“0”（步骤S908），并转移到步骤S909。

当在步骤S903中判断为传感器输出值为接触判定用阈值以上时（步骤S903：是），判断是否通知了由识别信息构成的事件发生信息（步骤S904）。在判断为未进行按压事件通知时，通知压入事件（步骤S905），另外，在按压事件为通知的情况下，直接原样地向步骤S906转移。之后，将判定用阈值变更标志F1设定为“1”（步骤S906），计算传感器输出值与指定的基准值（在现有技术的例子中，为“512”）的差分值作为修正系数A1（步骤S907）。

接着，进行所存储的修正系数的更新（步骤S909）。由此，更新修正系数的内容，以使传感器输出值变为与指定的基准值同值。

如以上所述，为了抑制由温度变化引起的误动作，在未检测到操作时，将检测值置换为新的基准值，另外，在检测到操作时，将传感器输出值和指定的基准值置换为新的基准值。通过采用该结构，能够抑制起因于由温度变化引起的静电电容的变动的检测值的影响。

现有技术文献（专利文献）

专利文献1：日本特开2012-048340

然而，在检测到操作的情况下，将传感器输出值与指定的基准值的差分值作为新的修正系数进行修正系数的更新，所以能够对于如温度变化那样的变动进行追踪并正确地进行动作，但输入装置上载置有例如硬币等异物而误检知到接触这种情况下，存在如下课题：对在异物被除去之前进行了操作的情况进行表示的输出信号持续，从而无法从误检知复原。

发明内容

本发明解决上述的课题，目的在于提供能够从由异物等引起的误检知复原的输入装置。

为了解决该课题，技术方案1中记载的输入装置，其特征在于，具有：坐标输入部，具有多个电容检测部，用于操作体进行接近操作；电容测量部，测量每个上述多个电容检测部的静电电容，将测量到的静电电容AD转换并作为测量信号输出；以及控制部，控制上述电容测量部，运算上述测量信号并计算数据信号，并且使该数据信号与上述电容检测部的坐标信息对应而存储，并基于上述运算的结果输出控制信号，上述控制部以恒定的时间间隔，计算指定的基准值与上述数据信号的差分值，对上述数据信号和上述指定的基准值进行加权平均处理并作为新的基准值而更新并存储，并且根据上述差分值变更在上述加权平均处理中赋予的权重。

技术方案2中记载的输入装置的特征在于，在技术方案1记载的输入装置中，上述权重至少被分为三个大小，基于将上述差分值与接触阈值进行了比较的结果确定上述权重。

技术方案3中记载的输入装置的特征在于，在技术方案2记载的输入装置中，在上述差分值比上述接触阈值大的情况下，将上述权重设为大，在上述差分值比上述接触阈值小的情况下，对上述差分值进行与异常修正检测阈值的比较，在上述差分值比上述异常修正检测阈值小的情况下，将上述权重设为小。

发明的效果

根据技术方案1的发明，控制部以恒定的时间间隔进行指定的基准值与上述数据信号的比较，计算上述数据信号与上述基准值的加权平均并作为新的基准值而更新并存储。为此，在坐标输入部上载入有异物等的这种情况下，基准值持续地通过加权平均来修正，从而基准值接近数据信号的值，所以能够使由误检知引起的输出信号停止。并且，根据数据信号的变化来变更在加权平均中赋予的权重来进行运算，所以接触检测时使加权平均的加权变重来谋求基准值的稳定化。另外，因在异物载置于坐标输入部并且基准值持续地通过加权平均被更新之后除去异物等、被持续修正过的基准值需要再设定的情况下，减轻加权平均的加权，能够以短时间进行基准值的再设定，所以能够快速地复原为正常动作。

根据技术方案2的发明，权重至少被分为三个大小，控制部进行指定的基准值与数据信号的比较，获得差分值，并且基于将该差分值与接触阈值进行了比较的结果确定权重，所以能够相应于检测出的状态变更更新基准值的速度。

根据技术方案3的发明，基于差分值与接触阈值及异常修正检测阈值的比较结果确定权重，所以能够基于动作状况恰当地设定更新基准值的速度。在差分值比接触阈值大的情况下，将权重设为大，所以即使在进行了缓慢的操作的情况下也能够稳定地进行接触输入动作。另外，在差分值比接触阈值小的情况下，基于对差分值进行了与异常修正检测阈值的比较的结果来确定权重，所以能够相应于检测出异常修正的情况下的处理来变更更新基准值的速度。在差分值比异常修正检测阈值小的情况下将权重设为小，所以能够以短时间进行基准值的再设定，能够快速地复原为正常动作。

通过以上所述，根据本发明，能够提供能够从由异物等引起的误检知复原的输入装置。

附图说明

图1是本发明的实施方式涉及的输入装置的外观模式图。

图2是对本发明的实施方式涉及的输入装置的结构进行表示的框图。

图3是对本发明的实施方式涉及的输入装置的动作进行表示的流程图。

图4是对本发明的实施方式涉及的输入装置的动作进行说明的图。

图5是对现有技术的输入装置的动作进行表示的流程图。

符号说明

1坐标输入部

1a电容检测部

2电容测量部

3控制部

4接口部

5外部设备

100实施方式的输入装置

具体实施方式

［实施方式］

以下，对本发明的实施方式涉及的输入装置100进行说明。

首先，最初使用图1及图2对本发明的实施方式中的输入装置100的结构进行说明。图1是输入装置100的外观模式图，图2是对输入装置100的结构进行表示的框图。

输入装置100如图1所示那样、具有用于操作者进行输入操作的坐标输入部1，沿着坐标输入部1的输入操作面在内部设置有多个电容检测部1a。

电容检测部1a具有静电电容，在操作者为了进行操作而接触坐标输入部1时，位于所接触的位置及其附近的电容检测部1a的静电电容增加。

输入装置100如图2所示那样、包括坐标输入部1、与坐标输入部1连接的电容测量部2、以及与电容测量部2连接的控制部3。

电容测量部2测量多个电容检测部1a中的每个的静电电容，将测量到的静电电容从模拟信号转换为数字信号后的、Analog-to-DigitalConvertion信号（ADC信号）作为测量信号输出至控制部3。

控制部3控制电容测量部2，取得多个电容检测部1a中的每个的ADC信号，并且将对该ADC信号进行杂音去除处理从而获得的AD值（数据信号）与多个电容检测部1a的坐标信息对应而存储，并且基于对AD值进行了运算的结果输出控制信号。

另外，输入装置100经由接口部4与外部设备5连接，从外部设备5供给输入装置100的动作用电力，并且将从控制部3输出的控制信号输出至外部设备5，并将从外部设备5输出的对输入装置100的控制信号输出至控制部3。

接着，使用图3对输入装置100的动作进行说明。图3是对本发明的实施方式涉及的输入装置100的动作进行表示的流程图。

首先，控制部3如图3的步骤S1所示那样、控制电容测量部2并取得ADC信号。在步骤S2中，对在步骤S1中所取得的ADC信号进行例如与上次所取得的ADC信号的比较、异常值排除等杂音去除处理，并取得AD值。在步骤S3中，对于控制部3所含的存储装置中的、与取得了ADC信号的多个电容检测部1a中的每个的坐标信息对应的存储区域，存储（SAVE）AD值。

接着，在步骤S4中，计算在坐标输入部1中指定的基准值（BASE）与所存储的AD值之差作为数据信号即差分值（DIF_AD）。在步骤S5中将在步骤S4中计算出的差分值（DIF_AD）存储于控制部3所含的存储装置中的、与取得了ADC信号的电容检测部1a中的每个的坐标信息对应的数据信号存储区域。

在步骤S6中对差分值（DIF_AD）和判断对输入装置100的输入操作的有无的基准的接触阈值（T_ON）进行比较。在差分值（DIF_AD）比接触阈值（T_ON）大的情况下，在步骤S7中，将表示接触的功能码作为控制信号从控制部3向接口部4输出并转移至步骤S9。在此，功能码表示使例如在与该坐标对应的画面上显示的某些功能动作的信号。

在步骤S6中差分值（DIF_AD）为接触阈值（T_ON）以下的情况下，在步骤S8中，将表示非接触的功能码作为控制信号从控制部3向接口部4输出并转移至步骤S9。

在步骤S9中，向对更新基准值（BASE）的时间间隔进行计量的时间间隔计数器（INTV）的值加1，在步骤S10中，判定时间间隔计数器（INTV）的值是否达到了表示规定的时间间隔的值。

在步骤S10中判定出的结果是时间间隔计数器（INTV）的值到达表示规定的时间间隔的值的情况下，向步骤S11转移，在未到达的情况下向步骤S19转移。

在步骤S11中，重新对差分值（DIF_AD）和判定对输入装置100的输入操作所用的接触有无的基准的接触阈值（T_ON）进行比较，在差分值（DIF_AD）比接触阈值（T_ON）大的情况下，向步骤S12转移，在不大的情况下向步骤S13转移。

在步骤S12中，将计算新的基准值（N_BASE）时的加权平均的权重（WEIGHT）设定得较大（在本实施例中为16）并向步骤S16转移。

在步骤S13中，对差分值（DIF_AD）和异常修正检测阈值（M_OFF）进行比较，在差分值（DIF_AD）比异常修正检测阈值（M_OFF）小的情况下向步骤S14转移，在不小的情况下向步骤S15转移。

在步骤S14中，将计算新的基准值（N_BASE）时的加权平均的权重（WEIGHT）设定得较小（在本实施例中为1）并向步骤S16转移。

在步骤S15中，将计算新的基准值（N_BASE）时的加权平均的权重（WEIGHT）设定为在步骤S12中设定的较大的值与在步骤S14中设定的较小的值的中间的值（在本实施例中为8）并向步骤S16转移。

在步骤S16中，使用在步骤S12、步骤S14、步骤S15中的任一步骤中设定的加权平均的权重（WEIGHT），基于（式1）的计算式计算新的基准值（N_BASE）。

（式1）

N_BASE=（（WEIGHT-1）×BASE＋AD）/WEIGHT

在步骤S17中，将在步骤S16中计算出的新的基准值（N_BASE）作为基准值（BASE）存储，在步骤S18中将时间间隔计数器（INTV）的值设定为初始值“0”并向步骤S19转移。

步骤S19以如下方式进行动作：在进行输入动作的情况下，始终被输入来自外部设备5的检知指示，返回步骤S1并持续地以恒定的时间间隔检知输入操作的有无。用于从外部设备5使输入检知停止的所输出的检知指示信号被停止的情况下，检知结束。

如以上所述，检测对坐标输入部1的接触的有无，在检测到接触的情况下，将与检测到接触的电容检测部1a的坐标信息对应的功能码作为控制信号从控制部3输出，在未检测到接触的情况下，将表示非接触的功能码作为控制信号从控制部3输出。

另外，每隔恒定的时间间隔，相应于对坐标输入部1的接触的有无，设定用于计算新的基准值（N_BASE）时的加权平均的权重（WEIGHT），使用所设定的加权平均的权重（WEIGHT）基于（式1）计算新的基准值（N_BASE），将新的基准值（N_BASE）作为基准值（BASE）存储，所以能够抑制由温度变化等引起的对静电电容的检测值的影响。

并且，在检测到对坐标输入部1的接触的情况下，将计算新的基准值（N_BASE）时的加权平均的权重（WEIGHT）设定为较大的值，所以即使在进行了缓慢的操作的情况下也能够稳定地进行接触输入动作。

接着，使用图3及图4，对异物载置于坐标输入部1时的动作进行说明。

图4是对本发明的实施方式涉及的输入装置100的动作进行说明的图，表示图3所示的控制流程的步骤S11以后的处理次数的控制部3的运算结果的推移。

图4（a）表示异物载置于坐标输入部1时的图3所示的控制流程的步骤S11以后的处理次数的控制部3的AD值、基准值（BASE）、差分值（DIF_AD）、新的基准值（N_BASE）的运算结果的推移，在图4（a）中，将操作体或者异物接触了的情况下的ADC信号的值例示为768，将基准值（BASE）的初次的值例示为256，将接触阈值（T_ON）例示为448。

在步骤S11中，重新进行差分值（DIF_AD）与判断对输入装置100的输入操作所用的接触有无的基准的接触阈值（T_ON）的比较，但由于如前所述那样载置了异物，因此差分值（DIF_AD）变得比接触阈值（T_ON）大，并向步骤S12转移。

在步骤S12中，将加权平均的权重（WEIGHT）设定得较大（在本实施例中为16）并向步骤S16转移，使用所设定的加权平均的权重（WEIGHT）基于（式1）计算新的基准值（N_BASE）。

坐标输入部1上载置有异物的状态继续时，与同一电容检测部1a对应的ADC信号的值较大的状态持续，所以如图4（a）所示，每隔恒定的时间，更新基准值（BASE）的值，基准值（BASE）的值持续地被更新为较大的值并接近AD值，最终，基准值（BASE）与AD值一致。

基准值（BASE）的值持续地被更新为较大的值并接近AD值，差分值（DIF_AD）变得比接触阈值（T_ON）小（图4（a）的情况下为第4次）时，在步骤S6进行了差分值（DIF_AD）与接触阈值（T_ON）的比较时，向步骤S8转移，能够使与误动作的坐标信息对应的功能码停止，并能够将表示非接触的功能码作为控制信号从控制部3向接口部4输出，能够从误动作了的状态自动地复原。

根据该情况，能够在载置了异物之后到复原为止期间使设备的动作按照对载置有异物的地方分配的功能而持续的情况停止，或能够实现对载置有异物的地方以外的输入操作能够正常进行等功能。

接着，用图3及图4对坐标输入部1上载置有异物并且基准值（BASE）通过加权平均持续被更新后除去异物时的动作进行说明。

图4（b）表示坐标输入部1上载置有异物并且在基准值（BASE）通过加权平均持续地被更新后除去异物时的图3所示的控制流程的步骤S11以后的处理次数的控制部3的AD值、基准值（BASE）、差分值（DIF_AD）、新的基准值（N_BASE）的运算结果的推移。在图4（b）中，将操作体或者异物接触了时的ADC信号的值例示为768，将操作体或者异物未接触时的ADC信号的值例示为256，将基准值（BASE）的初次的值例示为768，将接触阈值（T_ON）例示为448，将异常修正检测阈值（M_OFF）例示为0。

如前所述那样、在坐标输入部1上载置有异物的状态下，为基准值（BASE）与对坐标输入部1的非接触状态相比较变为较大的状态，为异物引起的接触检知的输出未出现的状态。

在上述的状态下从坐标输入部1除去了异物的情况下（图4（b）第3次），位于载置有异物的坐标附近的电容检测部1a的静电电容由于异物被除去而减少。

因此，控制部3在步骤S1中取得的ADC信号的值也相应于在电容测量部2中测量到的静电电容而变为较小的值。在步骤S2中通过杂音去除处理等向测量信号即AD值进行转换。在步骤S3中将AD值存储于与多个电容检测部1a中的每个的坐标信息对应的测量信号存储区域，但该AD值也相应于ADC信号的值变为较小的值。

在步骤S4中计算AD值与所存储的基准值（BASE）之差作为数据信号即差分值（DIF_AD）。在步骤S5中，将在步骤S4中计算出的差分值（DIF_AD）存储于与多个电容检测部1a中的每个的坐标信息对应的数据信号存储区域。

在步骤S6中，将差分值（DIF_AD）与判断对输入装置100的输入操作所用的接触有无的基准的接触阈值（T_ON）进行比较。

AD值减少，因此差分值（DIF_AD）的值变为负的数值并且变得比接触阈值（T_ON）小，所以在步骤S8中将表示非接触的功能码作为控制信号从控制部3向接口部4输出并向步骤S9转移。

在步骤S9中，向对更新基准值（BASE）的时间间隔进行计量的时间间隔计数器（INTV）的值加1。在步骤S10中，判定时间间隔计数器（INTV）的值是否达到了表示规定的时间间隔的值，在时间间隔计数器（INTV）的值达到了表示规定的时间间隔的值的情况下向步骤S11转移。

在步骤S11中，重新进行差分值（DIF_AD）与判断对输入装置100的输入操作所用的接触有无的基准的接触阈值（T_ON）的比较，但如前所述那样除去了异物，因此差分值（DIF_AD）的值变得比接触阈值（T_ON）小，并向步骤S13转移。

在步骤S13中，将差分值（DIF_AD）与异常修正检测阈值（M_OFF）进行比较，但差分值（DIFF_AD）的值成为负的值并比异常修正检测阈值（M_OFF）小，所以向步骤S14转移。

在步骤S14中，将计算新的基准值（N_BASE）时的加权平均的权重（WEIGHT）设定得较小（在本实施例中为1）。转移到步骤S16，使用所设定的加权平均的权重（WEIGHT）基于（式1）计算新的基准值（N_BASE）。

在步骤S14中，将计算新的基准值（N_BASE）时的加权平均的权重（WEIGHT）设定得较小（在本实施例中为1），所以在步骤S16中计算的新的基准值（N_BASE）如图4（b）所示那样被快速地更新（图4（b）的情况为第3次以后），达到能够与下一操作对应的状态。

如以上说明，根据本发明的实施方式涉及的输入装置100，具有：坐标输入部1，具有多个电容检测部1a，用于操作体进行接近操作；电容测量部2，测量多个电容检测部1a中的每个的静电电容，将测量到的静电电容AD转换并作为测量信号输出；以及控制部3，控制电容测量部2，运算测量信号并计算数据信号，并且将该数据信号与电容检测部1a的坐标信息对应而存储，基于运算的结果输出控制信号，控制部3以恒定的时间间隔计算指定的基准值与数据信号的差分值，对数据信号和指定的基准值进行加权平均处理并作为新的基准值而更新并存储，所以在坐标输入部1上载置有异物等这种情况下，基准值持续地通过加权平均来修正，并且基准值接近数据信号的值，所以能够使由误检知引起的输出信号停止。另外，根据差分值变更在加权平均处理中赋予的权重，所以接触检测时使加权平均的加权加重来谋求基准值的稳定化，并且因在坐标输入部1上载置有异物并且基准值持续地通过加权平均被更新之后除去异物等、被持续修正过的基准值需要再设定的情况下，减轻加权平均的加权，能够以短时间进行基准值的再设定，所以能够快速地复原为正常动作。

加权平均的权重（WEIGHT）被分为较大的值的情况（在本实施例中为16）、较小的值的情况（在本实施例中为1）、及较大的值与较小的值的中间的值（在本实施例中为8）的至少三个大小，控制部3进行指定的基准值与数据信号的比较，获得差分值，并且基于将该差分值与接触阈值进行了比较的结果确定权重，所以，能够相应于检测出的状态变更更新基准值的速度。

基于差分值与接触阈值及异常修正检测阈值的比较结果确定权重，所以能够基于动作状况恰当地设定更新基准值的速度。差分值比接触阈值大的情况下，将权重设为大，所以即使在进行了缓慢的操作的情况下也能够稳定地进行接触输入动作。另外，在差分值比接触阈值小的情况下，基于对差分值进行了与异常修正检测阈值的比较的结果来确定权重，所以能够相应于检测出异常修正的情况下的处理变更更新基准值的速度。在差分值比异常修正检测阈值小的情况下将权重设为小，所以能够以短时间进行基准值的再设定，能够快速地复原为正常动作。

通过以上，根据本发明，能够提供能够从由异物等引起的误检知复原的输入装置。

如以上所述，对本发明的实施方式涉及的输入装置100进行了具体地说明，但本发明并不限定于上述的实施方式，在不脱离主旨的范围内能够进行各种变更而实施。例如能够如下那样变形而实施，这些实施方式也属于本发明的技术的范围。

（1）在本实施方式中，示出了输入装置100和外部设备5经由接口部4而连接的例子并进行了说明，但也可以不具备接口部4而是控制部3与外部设备5直接连接。

（2）在本实施方式中，关于控制部3使用的数据，示出了具体的数值并进行了说明，但也可以相应于装入的设备、设想的使用状态，适当改变值来实施。

（3）在本实施方式中，对加权平均的权重被分为较大的值的情况、较小的值的情况、及较大的值与较小的值的中间的值这三个大小的情况进行了说明，但也可以根据所使用的设备、实际的动作状态等进一步设定多的值。

Claims

1.一种输入装置，其特征在于，具有：

坐标输入部，具有多个电容检测部，用于操作体进行接近操作；

电容测量部，测量每个上述多个电容检测部的静电电容，将测量到的静电电容AD转换并作为测量信号输出；以及

控制部，控制上述电容测量部，运算上述测量信号并计算数据信号，并且使该数据信号与上述电容检测部的坐标信息对应而存储，并基于上述运算的结果输出控制信号，

上述控制部以恒定的时间间隔，计算指定的基准值与上述数据信号的差分值，对上述数据信号和上述指定的基准值进行加权平均处理并作为新的基准值而更新并存储，并且根据上述差分值变更在上述加权平均处理中赋予的权重，

上述加权平均处理中赋予的权重至少被分为三个大小，基于将上述差分值与接触阈值进行了比较的结果确定上述加权平均处理中赋予的权重。

2.根据权利要求1所述的输入装置，其特征在于，

在上述差分值比上述接触阈值大的情况下，将上述加权平均处理中赋予的权重设为大，在上述差分值比上述接触阈值小的情况下，对上述差分值进行与异常修正检测阈值的比较，在上述差分值比上述异常修正检测阈值小的情况下，将上述加权平均处理中赋予的权重设为小。