CN103577019B - 输入装置 - Google Patents

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    • G05B11/00Automatic controllers
    • G05B11/01Automatic controllers electric

Abstract

一种抗扰性优秀、对输入操作的追踪性良好、操作性高的输入装置。具有:坐标输入部,具有多个电容检测部;电容测量部,测量每个电容检测部的静电电容,对静电电容进行AD转换作为测量信号输出;控制部,控制电容测量部,与电容检测部的坐标信息建立关联地取得测量信号,算出作为测量信号与基准值的差分值的第1数据信号,对第1数据信号进行运算,基于运算的结果输出控制信号,控制部进行对第1数据信号进行噪声去除处理,将进行噪声去除处理后的结果与坐标信息建立关联作为第2数据信号的第1运算,以及对第2数据信号进行平滑处理,将进行平滑处理后的结果与坐标信息建立关联作为第3数据信号的第2运算,并且用第3数据信号算出操作位置。

Description

输入装置
技术领域
[0001]本发明涉及输入装置,特别涉及抗扰性优秀、操作性良好的输入装置。
背景技术
[0002] —直以来,存在通过探测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。
[0003]静电电容式的输入装置与开关或回转式编码器等的操作部或操作方法决定的输入装置不同,由于使用者能够直观地输入操作,所以应用范围遍及各种各样的设备,所使用的环境也变得多样。
[0004]在专利文献I中公开了一种输入装置,构成为对伴随操作的电容变化大的区域进行定义,通过进行加权平均算出操作位置。
[0005]下面,利用图12〜图14,关于专利文献I所记载的输入装置进行说明。图12表示现有技术的输入装置900的构成的图。图13是现有技术的输入装置900的动作时序图。图14是表示现有技术的输入装置900的区域提取和加权平均的状况的图。
[0006]专利文献I所记载的输入装置900,如图12所示由下述所构成:检测面板911,通过人的手指或笔等检测对象进行操作;驱动机构921,驱动检测面板911的驱动电极913;电流测定机构931,测定来自检测面板911的检测电极914的电荷或电流;绝缘机构912,夹持于驱动电极913与检测电极914之间;坐标运算机构951,根据用电流测定机构931测定出的电流的值,通过运算求出检测对象的物体的位置;以及控制机构971,管理整体的状态以及工序。
[0007] 驱动机构921通过使各驱动电极913的电压变化,对在驱动电极913和检测电极914的交点所形成的静电电容进行充放电,通过电流测定机构931对驱动电极913和检测电极914的交点所形成的静电电容的充放电电流进行测定,来测定驱动电极913和检测电极914的交点所形成的静电电容。
[0008]如图13所示,在测定静电电容时进行多个周期的驱动和电流测定时,为了分散噪声的影响需要累积多次的测定。
[0009]在区域提取中,根据驱动电极913和检测电极914的各交点的静电电容所对应的值,提取由手指或笔等按压的范围,通过加权平均计算指示位置。
[0010]图14表示了区域提取和加权平均的状况。在图14中,纵线和横线分别表示驱动电极913和检测电极914的坐标。交点上的黑色圆圈的大小与各交点的静电电容的值对应。虚线包围的范围是静电电容比规定的值大的相邻的交点的聚集,例如与I根手指等的I个指示体所造成的静电电容的变化范围对应。X标记是作为指示坐标通过加权平均而算出的位置。
[0011]现有技术文献
[0012]专利文献
[0013] 专利文献1:日本特开2011 —100215
[0014]发明所要解决的问题
[0015]然而,在上述现有技术中存在以下问题:作为噪声对策进行累积处理,但为了利用累积处理提高噪声的消除效果需要增加累积次数而导致了处理速度缓慢,对输入操作的追踪性受损,操作性劣化。
[0016]另外,还存在以下问题:由于只是对被提取的区域内单纯地进行加权平均,所以在利用累积处理而没有彻底消除的噪声存在的情况下,可能发生操作位置的坐标的算出发生错误而进行误检测等的误动作。
发明内容
[0017]为了解决上述问题,本发明的目的是提供一种抗扰性优秀、对输入操作的追踪性良好、操作性高的输入装置。
[0018]用于解决问题的手段
[0019]为了解决该问题,技术方案I所记载的输入装置,其特征在于,具有:坐标输入部,具有多个电容检测部,由操作体进行操作;电容测量部,测量所述多个电容检测部中的每个电容检测部的静电电容,对测量出的静电电容进行AD转换并作为测量信号来输出;以及控制部,控制所述电容测量部,使所述测量信号与所述电容检测部的坐标信息建立关联地取得所述测量信号,并且计算出所述测量信号与基准值的差分值即第I数据信号,对该第I数据信号进行运算,并且基于运算的结果输出控制信号,所述控制部进行第I运算和第2运算,所述第I运算对所述第I数据信号进行噪声去除处理,将进行所述噪声去除处理后得到的结果与坐标信息建立关联来作为第2数据信号,以及所述第2运算对所述第2数据信号进行平滑处理,将进行所述平滑处理后得到的结果与坐标信息建立关联来作为第3数据信号,并且所述控制部用所述第3数据信号计算出操作位置。
[0020]在技术方案I所记载的输入装置中,技术方案2所记载的输入装置,其特征在于,所述噪声去除处理使用与所述坐标信息所包含的I个关注坐标建立了关联的第I数据信号和与接近于所述关注坐标的多个接近坐标建立了关联的第I数据信号;所述平滑处理使用与所述坐标信息所包含的I个关注坐标建立了关联的第2数据信号和与接近于所述关注坐标的多个接近坐标建立了关联的第2数据信号。
[0021]在技术方案2所记载的输入装置中,技术方案3所记载的输入装置,其特征在于,所述平滑处理是基于高斯函数的加权平均处理。
[0022]在技术方案2或3所记载的输入装置中,技术方案4所记载的输入装置,其特征在于,所述噪声去除处理在与所述关注坐标建立了关联的所述第I数据信号和与所述多个接近坐标建立了关联的所述第I数据信号之差大于等于异常值判断阈值时,用与所述多个接近坐标建立了关联的所述第I数据信号的平均值置换与所述关注坐标建立了关联的所述第I数据信号的值。
[0023]发明的效果
[0024]根据技术方案I的发明具有的效果是:控制部进行对与坐标信息建立关联地存储的所述第I数据信号进行噪声去除处理,将进行噪声去除处理后的结果与坐标信息建立关联作为第2数据信号的第I运算,以及对第2数据信号进行平滑处理,将进行平滑处理后的结果与坐标信息建立关联作为第3数据信号的第2运算,并且用所述第3数据信号算出操作位置,所以能够抑制噪声的影响算出正确的操作位置的坐标,由于无需进行多次数据累计地进行运算,响应时间快,所以能够提供对操作的追踪性良好、操作性高的输入装置。
[0025]根据技术方案2的发明具有的效果是:噪声去除处理以及平滑处理使用坐标信息所包含的I个关注坐标建立了关联的第I数据信号以及第2数据信号和与接近于关注坐标的多个接近坐标建立了关联的第I数据信号以及第2数据信号,所以能够有效地消除仅特定的坐标成为异常的值的噪声的侵入。
[0026]根据技术方案3的发明具有的效果是:平滑处理是基于高斯函数的加权平均处理,所以与操作位置的坐标对应的第3数据成为最大的值,从操作位置离开距离的位置的第3数据信号越远离操作位置的坐标成为越小的值,能够进行与从操作位置的距离对应的平滑化,能够提高操作位置的检测精度。
[0027]根据技术方案4的发明具有的效果是:噪声去除处理在与关注坐标建立了关联的第I数据信号和与多个接近坐标建立了关联的第I数据信号的差大于等于异常值判断阈值时,以与多个接近坐标建立了关联的第I数据信号的平均值置换与关注坐标建立了关联的第I数据信号的值,所以能够无需进行多次数据累积而有效地进行噪声去除。
[0028]综上所述,根据本发明,能够提供抗扰性优秀、对输入操作的追踪性良好、操作性高的输入装置。
附图说明
[0029]图1是本发明的实施方式涉及的输入装置的外观示意图。
[0030]图2是表示本发明的实施方式涉及的输入装置的构成的框图。
[0031]图3是表示本发明的实施方式涉及的输入装置的动作概要的流程图。
[0032]图4是表示图3的步骤SI的详细处理步骤的流程图。
[0033]图5是关于通过图4的测量信号取得处理而取得的测量值的说明图。
[0034]图6是关于通过图4的差分值化处理而算出的差分值的说明图。
[0035]图7是表示图3的步骤S2的详细处理步骤的流程图。
[0036]图8是关于通过图7的噪声去除处理算出的噪声去除处理后的值的说明图。
[0037]图9是表示图3的步骤S3的详细处理步骤的流程图。
[0038]图10是关于通过图9的平滑处理算出的平滑处理后的值的说明图。
[0039]图11是表示图3的步骤S4的详细处理步骤的流程图。
[0040]图12是表示现有技术的输入装置的构成的图。
[0041 ]图13是现有技术的输入装置的动作时序图。
[0042]图14是表示现有技术的输入装置的区域提取和加权平均的状况的图。
[0043] 标记说明
[0044] I 坐标输入部
[0045] Ia电容检测部
[0046] 2 电容测量部
[0047] 3 控制部
[0048] 4 接口部
[0049] 5 外部设备
[0050] 100实施方式的输入装置
具体实施方式
[0051][实施方式]
[0052]下面,关于本发明的实施方式中的输入装置100进行说明。
[0053]首先,关于本发明的实施方式中的输入装置100的构成,用图1以及图2进行说明。图1是输入装置100的外观示意图,图2是表示输入装置100的构成的框图。
[0054]如图1所示,输入装置100具备:具有多个电容检测部Ia的坐标输入部I;与坐标输入部I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。
[0055]如图1所示,输入装置100具有通过操作者的手指等接近或者接触进行输入操作的坐标输入部I,沿坐标输入部I的输入操作面,电容检测部Ia设置为在X方向上M个、在与X方向垂直的Y方向上N个的矩阵状(M、N为自然数)。
[0056]电容检测部Ia具有静电电容,操作者为了进行输入操作而将手指等接触到坐标输入部I时,所接触的位置以及其附近的电容检测部Ia的静电电容增加。
[0057]如图2所示,输入装置100具备:坐标输入部I;与坐标输入部I连接电容测量部2;以及与电容测量部2连接的控制部3。
[0058]电容测量部2测量多个电容检测部Ia的每个电容检测部Ia的静电电容,将测量后的静电电容从模拟信号转换为数字信号,将Analog-to-Digital Convert1n信号(ADC(模数转换器)信号)作为测量信号向控制部3输出。
[0059]控制部3控制电容测量部2,取得每个电容检测部Ia的测量信号,并且使取得后的测量信号与电容检测部Ia的坐标信息相对应。用该测量信号算出第I数据信号,基于该第I数据信号的运算的结果输出控制信号。
[0060]另外,输入装置100通过接口部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,将从外部设备5输出的向输入装置100的控制信号输出至控制部3。
[0061]其次,关于实施方式中的输入装置100的动作,用图3进行说明。图3是表示实施方式涉及的输入装置100的动作概要的流程图。
[0062 ]首先,在步骤SI中,控制部3控制电容测量部2,取得每个电容检测部I a的测量信号,将测量信号与规定的基准值的差分值作为第I数据信号,使其与电容检测部Ia的坐标信息对应,存储到控制部3所包含的第I数据信号存储区域。
[0063]其次,在步骤S2中,对第I数据信号进行噪声去除处理,得到第2数据信号,使该第2数据信号与电容检测部Ia的坐标信息对应,存储到控制部3所包含的第2数据信号存储区域。
[0064]在步骤S3中,对第2数据信号进行平滑处理,得到第3数据信号,使该第3数据信号与电容检测部Ia的坐标信息对应,存储到控制部3所包含的第3数据信号存储区域。
[0065]步骤S4中,根据在步骤S3得到的第3数据信号算出操作位置,输出与操作位置对应的控制信号。
[0066]图3的流程图所示的处理步骤是通过控制电路中内置的定时器功能等进行定期重复的动作。
[0067] 其次,关于图3的流程图所示的步骤SI至步骤S4的处理,用图4至图11进行详细说明。
[0068]图4是表示图3所示的流程图的步骤SI的详细的处理步骤的流程图。
[0069]控制部3,在图4的流程图所示的步骤Slj中,关于成为取得测量信号的对象的电容检测部Ia,将X方向上第m个、Y方向上第η个的位置作为坐标信息(m,η),对坐标信息(m,n)设定初始值(例如,m=l,n=l),在步骤Sl_2中,取得与坐标信息(m,n)对应的电容检测部Ia的测量信号(ADC(m,n))。
[0070]在步骤Sl_3中,根据在步骤Sl_2取得的测量信号(ADC(m,n)),算出与规定的基准值(BASE)的差分值(AD(m,n))。
[0071]在步骤Sl_4中,将在步骤Sl_3中算出的差分值(AD(m,n))存储到控制部3所包含的第I数据信号存储区域。
[0072]在步骤Sl_5中使坐标信息(m,n)的m的值增加1,在步骤Sl_6中将m的值与最大值M进行比较。m的值没有超过最大值M时返回到步骤Sl_2,取得与更新后的下一个坐标的坐标信息(m+l,n)对应的电容检测部Ia的测量信号(ADC(m+l,n)),与上述同样地重复步骤Sl_2至步骤Sl_6,直到m的值比最大值M大。
[0073]在步骤Sl_6中将m的值与最大值M进行比较,m的值超过最大值M时,在步骤Sl_7中将m的值返回到初始值(例如I),使η的值增加I,在步骤S 1_8中将η的值与最大值N进行比较。η的值没有超过最大值N时返回到步骤S 1_2,取得与更新后的下一个坐标的坐标信息(m,η+I)的对应的电容检测部Ia的测量信号(ADC(m,n+l)),与上述同样地重复步骤Sl_2至步骤Sl_8,直到η的值比最大值N大。
[0074]在步骤Sl_8中将η的值与最大值N进行比较,η的值超过最大值N时,对设置为X方向上M个、与X方向垂直的Y方向上N个的矩阵状的MX N个全部的电容检测部Ia进行扫描,每个电容检测部Ia的测量信号(ADC(m,n))的取得,和差分值(AD(m,n))的算出以及存储完成后,结束图3的流程图的步骤SI的动作。
[0075]图5是关于通过图4所示的流程图的动作而取得的测量值的说明图,图5(a)表示了在步骤Sl_2中取得的测量值的例。图5(b)是以等高线曲线图表示图5(a)的值。为了简单地说明,m以及η分别取I至8的值,全部地以64个数据构成。
[0076]在图5中表示了这样的例子:由于与m=4,n=5相对应的位置被操作,所以与该位置相对应的坐标以及其附近坐标的值变大,在与m=5,n=4相对应的坐标伴随输入操作的信号被叠加噪声,成为与操作造成的接触相同的值,在取得与m=7,n=2相对应的位置的值时,在与输入操作离开的位置,输入了与输入操作位置相同的值的噪声。
[0077]图6是关于通过图4所示的流程图的动作而算出的差分值的说明图,图6(a)是表示根据在步骤Sl_2中取得的测量值计算出差分值的例。图6(b)是以等高线曲线图表示图6(a)的值。用于计算差分值的基准值作为128进行计算。
[0078]图7是表示图3所示的流程图的步骤S2的详细的处理步骤的流程图。
[0079]控制部3在图7的流程图所示的步骤S2_l中,将进行噪声去除处理时的关注坐标的坐标信息设定为初始值(m=l,n=l),在步骤S2_2中,从第I数据信号的存储区域取得与在前述步骤Sl_3中算出的关注坐标对应的差分值(AD(m,n)),和与该关注坐标接近的4个接近坐标对应的差分值(六0(!11—1,11)^0(111+1,11)^0(111,11一1)^0(111,11+1))的值。
[0080 ] m的值为I的情况和η的值为I的情况、以及m的值为最大值M的情况和η的值为最大值N的情况,在关注坐标的外侧不存在电容检测部la。因此,在m的值为I的情况和η的值为I的情况下,与接近的4个接近坐标对应的差分值中不存在与(m— I,η)以及(m,n— I)对应的差分值。另外,在m的值为最大值M的情况和η的值为最大值N的情况下,与关注坐标接近的4个接近坐标所对应的差分值中不存在与(m+1,n)(m,η+1)对应的差分值。所以,作为与不存在事先决定的固定的值的接近坐标对应的差分值推荐以下的步骤。
[0081]在步骤S2_3中,分别算出取得的4个与接近坐标对应的差分值和与关注坐标对应的差分值的差的绝对值,在步骤S2_3中算出的4个与接近坐标对应的差分值和与关注坐标对应的差分值的差的绝对值在步骤S2_4至步骤S2_7中分别与异常值检测阈值进行比较。
[0082]在步骤S2_4至步骤S2_7中,判断为全部的与接近坐标对应的差分值和与关注坐标对应的差分值的差的绝对值大于等于异常值检测阈值(256 )时移至步骤S2_8。
[0083]在步骤S2_4至步骤S2_7中,判断为与全部的接近坐标中任意一个对应的差分值和与关注坐标对应的差分值的差的绝对值比异常值检测阈值小时移至步骤S2_9。
[0084]在步骤S2_8中,算出与4个接近坐标对应的差分值的平均值,将在步骤S2_2中取得的与关注坐标对应的差分值(Al)置换成算出的平均值,移至步骤S2_9。
[0085] 在步骤S2_9中,将在步骤S2_2至步骤S2_7或者至步骤S2_8中得到的与关注坐标对应的差分值(Al)作为噪声去除处理后的第2数据信号(NR(m,n))存储到控制部3的第2数据信号的存储区域,移至步骤S2_10。
[0086]在步骤S2_10中使坐标信息(m,n)的m的值增加1,在步骤S2_ll中将m的值与最大值M进行比较4的值没有超过最大值M时返回到步骤S2_2,将更新后的下一个坐标的坐标信息(m+l,n)作为关注坐标,从第I数据信号的存储区域取得与关注坐标(m+l,n)对应的差分值(AD (m+1,η )),和与关注坐标接近的4个接近坐标所对应的差分值(AD (m,η )、AD (m+2,η )、AD(m+1,n—l)、AD(m+l,n+l)),与上述同样地重复步骤S2_2至步骤S2_10,直到m的值比最大值M大。
[0087]在步骤S2_ll中将m的值与最大值M进行比较,m的值超过最大值M时,在步骤S2_12中将m的值返回到初始值,使η的值增加I,在步骤S2_l3中将η的值与最大值N进行比较。η的值没有超过最大值N时返回步骤S2_2,将更新后的下一个坐标的坐标信息(m,n+l)作为关注坐标,从第I数据信号的存储区域取得与关注坐标(m,n+l)对应的差分值(AD(m,n+l)),和与关注坐标接近的4个接近坐标所对应的差分值(40(111—1,11+1)^0(111+1,11+1)^0(111,11)、八0(m,n+2)),与上述同样地重复步骤S2_2至步骤S2_l2,直到η的值比最大值N大。
[0088]在步骤S2_13中将η的值与最大值N进行比较,η的值超过最大值N时,设置为在X方向上M个、与X方向垂直的Y方向上N个的矩阵状的MXN个全部的电容检测部Ia的每个电容检测部Ia的噪声去除处理以及存储完成后,结束图3的流程图的步骤S2的动作。
[0089]图8是关于通过图7的噪声去除处理而算出的噪声去除处理后的值的说明图,表示在图6所示的步骤SI中对于算出的差分值(AD(m,n))进行上述步骤S2的噪声去除处理后的结果的图。需要说明的是,与关注坐标接近的4个接近坐标所对应的差分值不存在时,作为固定的值,将0(零)作为与不存在的接近坐标对应的差分值进行计算。
[0090]图8(a)是对图6(a)所示的差分值(AD(m,n))进行噪声去除处理后得出结果的第2数据信号的值(NR(m,n)),图8(b)是以等高线曲线图表示图8(a)的第2数据信号的值。用于进行噪声去除处理的异常值检测阈值是采用与图7的步骤S2_4至步骤S2_7相同的值(256)进行计算。
[0091 ]如图8所示,能够有效的减少在图5中所示的测量数据中被输入的与m=7、n=2相对应的位置被输入的离开输入操作的位置的噪声。
[0092]如上所述,根据通过I次扫描得到的设置为X方向上M个、与X方向垂直的Y方向上N个的矩阵状的MXN个全部的电容检测部Ia所对应差分值,将与关注坐标(m,n)对应的差分值(六0(111,11)),和与接近的4个接近坐标对应的差分值(40(111—1,11))0(111+1,11))0(111,11一I)、AD(m,n+l))进行比较。与关注坐标对应的差分值相对于接近的4个接近坐标具有很大的差异时,判断为与关注坐标对应的差分值是由噪声引起的,算出与4个接近坐标对应的差分值的平均值,因为用算出的平均值置换与关注坐标对应的差分值,所以即使不进行累积处理也能够有效的进行噪声去除处理。
[0093]图9是表示图3所示的流程图的步骤S3的详细的处理步骤的流程图。
[0094]控制部3在图9的流程图中所示的步骤S3_l中,将进行平滑处理时的关注坐标的坐标信息设定成初始值(m=l,n=l),在步骤S3_2中,从第2数据信号的存储区域取得在前述步骤S2中算出的与关注坐标对应的噪声去除处理后的第2数据信号(NR(m,n)),和与关注坐标接近的8个接近坐标所对应的噪声去除处理后的第2数据信号(NR(m— l,n— l)、NR(m— 1,n)、NR(m—I,n+l)、NR(m,n —l)、NR(m,n+l)、NR(m+l,n —l)、NR(m+l,n)、NR(m+l,n+l))的值。
[0095]在显示与在沿坐标输入部I的外周的位置上存在的电容检测部la对应的坐标的、m的值为I的情况和η的值为I的情况,以及m的值为最大值M的情况和η的值为最大值N的情况下,在关注坐标的外侧不存在电容检测部la。也就是说,在m的值为I的情况和η的值为I的情况下,与接近的8个接近坐标对应的噪声去除处理后的第2数据信号中与坐标(m — I,n— I)、(m— I,n)、(m— I,n+l)、(m,n — I)以及(m+Ι,η—I)对应的噪声去除处理后的第2数据信号不存在。另外,在m的值为最大值M的情况和η的值为最大值N的情况下,与关注坐标接近的8个接近坐标所对应的噪声去除处理后的第2数据信号中与坐标(m — I,η+1 )、(m,η+1 )、(m+1,η — l)、(m+l,n)以及(m+l,n+l)对应的噪声去除处理后的第2数据信号不存在。因此,作为与不存在事先决定的固定的值的接近坐标对应的噪声去除处理后的第2数据信号推荐以下的步骤。
[0096]在步骤S3_3中,在对与取得的关注坐标对应的噪声去除处理后的第2数据信号和与8个接近坐标对应的噪声去除处理后的第2数据信号基于高斯函数进行加权(式I)的计算式中,算出加权平均的值(AV(m,n))
[0097](式 I)
[0098] AV(m,n)=[4XNR(m,n)+2X {NR(m— I,n)+NR(m,n — I )+NR(m,n+l) XNR(m+l,n)} +NR(m—I,n —l)+NR(m—I,n+l)+NR(m+l,n —l)+NR(m+l,n+l)]/16
[0099]在步骤S3_4中,将在步骤S3_3中计算出的关注坐标的加权平均的值AV(m,n)作为平滑处理后的第3数据信号(AV(m,n))存储到控制部3所包含的第3数据信号存储区域,移至步骤S3_5。
[0100]在步骤S3_5中使坐标信息(m,n)的m的值增加1,在步骤S3_6中将m的值与最大值M进行比较,m的值没有超过最大值M时返回到步骤S3_2,将更新后的下一个坐标的坐标信息(m+1,n)作为关注坐标,从第2数据信号的存储区域取得与关注坐标(m+1,n)对应的噪声去除处理后的第2数据信号(NR(m+l,n)),和与关注坐标接近的8个接近坐标所对应的噪声去除处理后的第 2 数据信号(NR(m,n—l)、NR(m,n)、NR(m,n+l)、NR(m+l,n —l)、NR(m+l,n+l)、NR(m+2,n-l)、NR(m+2,n)、NR(m+2,n+l))的值,与上述同样地重复步骤S3_2至步骤S3_5,直至Ijm的值比最大值M大。
[0101]在步骤S3_6中将m的值与最大值M进行比较,m的值超过最大值M时,在步骤33_7中将m的值返回到初始值,使η的值增加I,在步骤S3_8中将η的值与最大值N进行比较。η的值没有超过最大值N时返回到步骤S3_2,将更新后的下一个坐标的坐标信息(m,n+l)作为关注坐标,从第2数据信号的存储区域取得与关注坐标(m,n+l)对应的噪声去除处理后的第2数据信号(NR(m,n+l)),和与关注坐标接近的8个接近坐标所对应的噪声去除处理后的第2数据信号(NR(m—l,n)、NR(m—l,n+l)、NR(m—l,n+2)、NR(m,n)、NR(m,n+2)、NR(m+l,n)、NR(m+l,11+1)、置(111+1,11+2))的值,与上述同样地重复步骤33_3至步骤33_7,直到11的值比最大值~大。
[0102]在步骤S3_8中将η的值与最大值N进行比较。η的值超过最大值N时,设置为X方向上M个、与X方向垂直的Y方向上N个的矩阵状的MXN个全部的电容检测部Ia的每个电容检测部Ia的平滑处理以及存储完成后,结束图3的流程图的步骤S3的动作。
[0103]图10是关于通过图9的平滑处理算出的平滑处理后的值的说明图,根据通过图8所示的步骤S2算出的第2数据信号的值(NR(m,n)),表示进行上述步骤S3的平滑处理后的结果的图。需要说明的是,与关注坐标接近的8个接近坐标所对应的第2数据信号不存在时,作为固定的值,将0(零)作为与不存在的接近坐标对应的第2数据信号的值进行计算。
[0104]图10(a)是对图8(a)所示的第2数据信号的值(NR(m,n))通过基于高斯函数进行加权后的加权平均而进行平滑处理后得出结果的第3数据信号的值(AV(m,n))。图10(b)是以等高线曲线图表示图10(a)的第3数据信号的值。
[0105]如图10所示,通过基于高斯函数进行加权后的加权平均来进行平滑处理,所以能够有效地减少通过图5中所示的测量数据输入的在与(m=5,n=4)相对应的坐标被输入的伴随输入操作的信号被叠加的噪声,仅图5中所示的由操作者所操作的与m=4,n=5相对应的位置成为极大值。
[0106]如上所述,从第2数据信号的存储区域取得与关注坐标对应的噪声去除处理后的第2数据信号(NR(m,n)),和与关注坐标接近的8个接近坐标所对应的噪声去除处理后的第2数据信号(NR(m—l,n—l)、NR(m—l,n)、NR(m—l,n+l)、NR(m,n —l)、NR(m,n+l)、NR(m+l,n— l)、NR(m+l,n)、NR(m+l,n+l))的值,由于进行平滑处理,所以能够进行噪声的影响少的加权平均处理。
[0107]另外,由于平滑处理是基于高斯函数的加权平均处理,所以与操作位置的坐标对应的第3数据成为最大的值,从操作位置离开距离后的位置的第3数据信号越远离操作位置的坐标则成为越小的值,能够进行与从操作位置的距离对应的平滑化。由此看来,能够提高操作位置的检测精度。
[0108]图11是表示图3所示的流程图的步骤S4的操作位置算出处理的详细的步骤的流程图。
[0109]控制部3在图11的流程图中所示的步骤S4j中,删去用于进行操作位置的算出的最大值保持存储器(AVmax)和存储最大值的坐标信息的存储器(Pmax)的值(设定为O)。
[0110]在步骤S4_2中,将进行操作位置算出的坐标信息设定为初始值(m=l,n=l),从第3数据信号的存储区域取得在步骤S4_3中与坐标信息对应的平滑处理后的第3数据信号(AV(m,n))的值。
[0111]在步骤S4_4中,将步骤S4_3中取得的平滑处理后的第3数据信号(AV(m,n))的值,与对取得的平滑处理后的第3数据信号(AV(m,n))的最大值进行保存的最大值保持存储器(AVmax)的值进行比较,取得的平滑处理后的第3数据信号(AV(m,n))的值小于等于最大值保持存储器(AVmax)的值时移至步骤S4_7。另外,最大值保持存储器(AVmax)通过步骤S4_l的处理将初始值设定为O。
[0112]在步骤S4_4中,平滑处理后的第3数据信号(AV(m,n))的值比最大值保持存储器(AVmax)的值大时,在步骤S4_5中将平滑处理后的第3数据信号(AV(m,n))的值存储到最大值保持存储器(AVmax),在步骤S4_6中将该第3数据信号(AV(m,n))的坐标信息存储到存储最大值的坐标信息的存储器中(Mmax=m,Nmax=n),移至步骤S4_7。
[0113]在步骤S4_7中使坐标信息(m,n)的m的值增加1,在步骤S4_8中将m的值与最大值M进行比较。m的值没有超过最大值M时返回到步骤S4_3,从第3数据信号的存储区域取得与更新后的下一个坐标信息(m+1,n)对应的平滑处理后的第3数据信号(AV(m+l,n))的值,重复步骤S4_4至步骤S4_7,直到m的值比最大值M大。
[0114]在步骤S4_8中将m的值与最大值M进行比较,m的值超过最大值M时,在步骤34_9中将m的值返回到初始值,使η的值增加I。在步骤S4_l O中将η的值与最大值N进行比较,η的值没有超过最大值N时返回到步骤S4_3,从第3数据信号的存储区域取得与更新后的坐标信息(m,n+l)对应的平滑处理后的第3数据信号(AV(m,n+l))的值,与上述同样地重复步骤S4_4至步骤S4_9,直到η的值比最大值N大。
[0115]在步骤S4_10中将η的值与最大值N进行比较,η的值超过最大值N时,设置为X方向上M个、与X方向垂直的Y方向上N个的矩阵状的MXN个全部的电容检测部Ia的每个电容检测部Ia的平滑处理以及存储完成后,移至步骤S4_ll。
[0116]在步骤S4_lI中,将最大值保持存储器(AVmax)的值和用于判断由操作引起的接触的接触阈值进行比较,最大值保持存储器(AVmax)的值比接触阈值大时移至步骤S4j2,最大值保持存储器(AVmax)的值小于等于接触阈值时移至步骤S4_13。
[0117]在步骤S4_12中,由于判断为有在步骤S4jl中由操作引起的接触,所以输出与存储最大值的坐标信息的存储器(MmaX,NmaX)对应的控制信号,结束图3的流程图的步骤S4的动作。
[0118]在步骤S4_l3中,由于判断为没有在步骤S4j I中由操作引起的接触,所以输出与无输入对应的控制信号,结束图3的流程图的步骤S4的动作。
[0119]如上所述,从第3数据信号的存储区域取得平滑处理后的第3数据信号(AV(m,n))的值,求最大值,对由操作引起的接触进行判断。判断为有接触时,输出与存储最大值的坐标信息的存储器(Mmax,Nmax)对应的控制信号。另外,判断为无接触时,由于输出与无输入对应的控制信号,能够得到对应于操作位置的输出,因而能够进行坐标输入动作。
[0120]如以上说明所述,本发明的实施方式涉及的输入装置100具有:坐标输入部I,具有多个电容检测部la,操作体进行操作;电容测量部2,测量多个电容检测部Ia的每个电容检测部Ia的静电电容,对测量后的静电电容进行AD转换作为测量信号输出;以及控制部3,控制电容测量部2,使测量信号与电容检测部Ia的坐标信息建立关联地取得测量信号,并且算出作为测量信号与基准值的差分值的第I数据信号,对该第I数据信号进行运算,并且基于运算的结果输出控制信号。进一步,控制部3进行对第I数据信号进行噪声去除处理,将进行噪声去除处理后的结果作为第2数据信号与坐标信息建立关联地进行存储的第I运算,以及对与坐标信息建立关联地所存储的第2数据信号进行平滑处理,将进行所述平滑处理后的结果与坐标信息建立关联作为第3数据信号的第2运算,并且用第3数据信号算出操作位置。因此,能够抑制噪声的影响,算出正确的操作位置的坐标,由于能够无需进行多次的数据累计地进行运算,响应时间快,所以能够提供对操作的追踪性良好、操作性高的输入装置。
[0121]噪声去除处理使用将坐标信息所包含的I个关注坐标建立了关联的第I数据信号和与接近于关注坐标的多个接近坐标建立了关联的第I数据信号,平滑处理使用与坐标信息所包含的I个关注坐标建立了关联的第2数据信号和与接近于关注坐标的多个接近坐标建立了关联的第2数据信号,所以能够更有效地消除仅特定的坐标成为异常的值的噪声。
[0122]平滑处理是基于高斯函数的加权平均处理,所以与操作位置的坐标对应的第3数据为最大的值,从操作位置离开距离的位置的第3数据信号越远离操作位置的坐标则策划能够为越小的值,能够进行与从操作位置的距离对应的平滑化。因此,能够提高操作位置的检测精度。
[0123]噪声去除处理在与关注坐标建立了关联的第I数据信号和与多个接近坐标建立了关联的第I数据信号的差大于等于异常值判断阈值时,以与多个接近坐标建立了关联的第I数据信号的平均值置换与关注坐标建立了关联的第I数据信号的值,所以能够无需进行多次数据累积而有效地进行噪声去除。
[0124]如上所述,虽然对本发明的实施方式涉及的输入装置进行了具体的说明,本发明不仅限于上述的实施方式。在不脱离本发明之精神和范围内,可以实施多种变更。例如可以实施下面的变形,这些实施方式也包含在本发明的保护范围之内。
[0125] (I)在本实施方式中,表示说明了输入装置100和外部设备5通过接口部4进行连接的例子,但也可以不具备接口部4,控制部3和外部设备5直接连接构成。
[0126] (2)在本实施方式中的噪声去除处理中,表示说明了判断为4个与接近坐标对应的差分值和与关注坐标对应的差分值的差的绝对值全部大于等于异常值检测阈值时,算出与4个接近坐标对应的差分值的平均值的例子,但也可以在判断为与任意一个接近坐标对应的差分值和与关注坐标对应的差分值的差的绝对值大于等于异常值检测阈值时,算出与接近坐标对应的差分值的平均值,另外,与接近坐标对应的差分值和与关注坐标对应的差分值的差的绝对值超过异常值检测阈值的情况较多时,也可以算出与接近坐标对应的差分值的平均值。
[0127] (3)在本实施方式中的噪声去除处理中,相对于关注坐标的差分值(AD(m,n)),将接近的4个接近坐标作为(m— I,n)、(m+Ι,11)、(111,11一1)、(111,11+1)进行动作的说明,但也可以将接近的4个接近坐标作为(m—I,η —I)、(m—I,n+l)、(m+Ι,η—I)、(m+1,n+l),另外也可以使用与接近的8个坐标(m—I,η —I)、(m— I,n)、(m—I,n+l)、(m,n —I)、(m,n+l)、(m+1,n —I)N(m+1,n)、(m+l,n+l)对应的差分值进行噪声去除处理。
[0128] (4)在本实施方式中,关于在控制部3所使用的数据对具体的数值进行了表示说明,但是可以结合内部设备或假定的使用状态改变适当的值来实施,用固定的值示例出的数值也可以根据周围温度或动作环境的变动等以进行修改的方式变更实施。
[0129] (5)在本实施方式中,以关于噪声去除处理或平滑处理不进行累积处理的动作例进行了说明,但是也可以构成为结合不损失追踪性的程度的轻微的累积处理来进行噪声处理或平滑处理。

Claims (4)

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,由操作体进行操作; 电容测量部,测量所述多个电容检测部中的每个电容检测部的静电电容,对测量出的静电电容进行AD转换并作为测量信号来输出;以及 控制部,控制所述电容测量部,使所述测量信号与所述电容检测部的坐标信息建立关联以取得所述测量信号,并且计算出所述测量信号与基准值的差分值即第I数据信号,对该第I数据信号进行运算,并且基于运算的结果输出控制信号, 所述控制部进行第I运算和第2运算, 所述第I运算对所述第I数据信号进行噪声去除处理,将进行所述噪声去除处理后得到的结果与坐标信息建立关联来作为第2数据信号, 所述第2运算对所述第2数据信号进行平滑处理,将进行所述平滑处理后得到的结果与坐标信息建立关联来作为第3数据信号,并且 所述控制部用所述第3数据信号计算出操作位置。
2.如权利要求1所述的输入装置,其特征在于, 所述噪声去除处理使用与所述坐标信息所包含的I个关注坐标建立了关联的第I数据信号和与接近于所述关注坐标的多个接近坐标建立了关联的第I数据信号; 所述平滑处理使用与所述坐标信息所包含的I个关注坐标建立了关联的第2数据信号和与接近于所述关注坐标的多个接近坐标建立了关联的第2数据信号。
3.如权利要求2所述的输入装置,其特征在于, 所述平滑处理是基于高斯函数的加权平均处理。
4.如权利要求2或3所述的输入装置,其特征在于, 所述噪声去除处理在与所述关注坐标建立了关联的所述第I数据信号和与所述多个接近坐标建立了关联的所述第I数据信号之差大于等于异常值判断阈值时,用与所述多个接近坐标建立了关联的所述第I数据信号的平均值置换与所述关注坐标建立了关联的所述第I数据信号的值。
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