JP2002082765A - 入力装置 - Google Patents
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Abstract
は、手のひらが触れたようなときに誤検出を生じ、また
静電容量の変動が緩い場合には、指を止めているときに
カーソル表示などが振れやすい。 【解決手段】 静電容量型の入力手段での検出点での検
出最大値Bとその前後の検出値A,Cとから2B−A−
Cの演算を行い、この演算値が第1のしきい値以下のと
きは座標データの生成をキャンセルする。また前記演算
値が第1のしきい値と第2のしきい値との間のときに
は、座標データでの生成時の補正値を小さい値に切り換
え、指が止まっているときの座標データの振れを防止す
る。
Description
入力用として使用される静電容量検出方式の入力手段を
用いた入力装置に関する。
デバイスとして、入力パッドが設けられている。前記入
力パッドの座標検出手段の代表的なものの一つとして、
静電容量検出方式のものがある。
は、所定間隔のX電極と所定間隔のY電極とが、所定の
誘電率の絶縁層を介して対向して設けられている。一方
の電極の表面に設けられた保護シート上から、指または
ペンなどの導電体が触れると、その触れた位置において
X電極とY電極との間の静電容量が変化する。
での静電容量の変化から、静電容量がピークとなる位置
を演算し、さらにこの演算値からX−Y座標データを生
成してコンピュータの主制御部に送るようになってい
る。
量型の入力パッドでは、前記保護シート上から触れる導
電体の接触面積によって、電極間で生じる静電容量の変
化の尖鋭度が相違する。例えば、ペンで触れたときや指
を立てて触れたときには、静電容量の変化量のピークが
鋭くなるが、指を寝かせて広い面積で触れたときには、
静電容量の変化量が鈍くなる。さらにキーボードを操作
しているときの手のひらが誤って保護シートに触れたと
きも、緩やかな変化率ではあるが、前記静電容量が変化
する。その結果以下のような問題が生じる。
に接したときには、入力パッドを用いた座標入力を行う
意志がないにもかかわらず、入力パッドから座標データ
が出力されてしまう。また、指の先を寝かすなどして入
力パッドの保護シートに広い面積で指を接触させて停止
させているときに、前記接触面積内で、静電容量の変化
量のピーク位置が随時変化し、その結果細かく変化する
座標データが順次出力されて、その結果コンピュータの
画面に表示されているカーソルなどが細かく振れる。
ときに、座標データが出力されないようにした入力装置
を提供することを目的としている。
が鈍いようなときに、画面でのカーソルの振れが目立た
ないように座標データを生成できる入力装置を提供する
ことを目的としている。
検出点Ni(iは整数)で静電容量の変化量を検出する
入力手段と、前記複数の検出点Niからの検出出力を演
算して静電容量の変化量のピーク位置Pを検出し、前記
ピーク位置Pから座標データを得る制御部とが設けられ
た入力装置において、前記検出点Niのいずれかで検出
された最大値と、前記最大値が得られた検出点の前後の
少なくとも1箇所ずつの検出点で検出された前値および
後値とで演算を行い、前記前値と前記後値に対する前記
最大値の変化量が第1のしきい値よりも小さい場合に、
前記制御部が前記座標データを出力しないことを特徴と
するものである。
手のひらが触れたような場合に、座標データが出力され
ず、誤検出を防止できる。
整数)で静電容量の変化量を検出する入力手段と、前記
複数の検出点Niからの検出出力を演算して静電容量の
変化量のピーク位置Pを検出し、一定の時間毎に、前記
ピーク位置Pから座標データMを得る制御部とが設けら
れた入力装置において、前記制御部では、ある時点で得
られた前記ピーク位置Pと、その前に得られた前記座標
データMとの間で、前記座標データMに対して、P−M
よりも小さい値の補正値を加算する補正を行ない、且つ
前記検出点Niのいずれかで検出された最大値と、前記
最大値が得られた検出点の前後の少なくとも1箇所ずつ
の検出点で検出された前値および後値とで演算を行い、
前記前値と前記後値に対する前記最大値の変化量が第2
のしきい値よりも小さい場合の前記補正値を、前記第2
のしきい値よりも大きい場合の前記補正値よりも小さい
値に切換える補正を行うことを特徴とするものである。
の尖鋭度が鈍い場合であっても、座標検出を高精度に行
えるようになる。
定の時間毎に得られる前記ピーク位置Pの移動量が所定
距離以下のときに行われる。
るようなときに、画面でのカーソルの極端な振れを防止
できる。
Pn、その直前に得られた座標データをMn−1とした
ときの前記補正値は、前記PnあるいはPnの関数から
前記Mn−1を減じた値を所定の整数mで除した値であ
る。
値Pの移動量が所定距離以下のときに、前記整数mを所
定値とした前記補正を行い、前記前値と前記後値に対す
る前記最大値の変化量が前記第2のしきい値よりも小さ
い場合に、前記と同じ整数mまたは異なる整数を用いた
前記補正をさらに追加することが可能である。
B、前記前値をA、前記後値をCとしたときに、(2B
−A−C)が前記いずれかのしきい値と比較される。ま
た、前記ピーク位置の座標は前記数1で求められる。
示すブロック図である。本発明の入力装置には静電容量
検出方式の入力手段であるX−Y座標位置を入力する平
面型の入力パッド10が設けられている。
は、上から順に保護シート1、複数のX電極2、複数の
Y電極3、前記X電極2とY電極3との間に介在する絶
縁シート4が設けられ、これらが基板5上に重ねられて
構成されている。前記X電極2はX方向へ一定の間隔で
形成され、Y電極3はY方向へ一定の間隔で形成され
て、X電極2とY電極3がマトリックス状に対向してい
る。
ノート型パソコンに搭載される。また操作者からみてキ
ーボード8よりも手前に前記入力パッド10が配置され
るのが一般的である。
え検出手段11xに接続されており、Y電極3は切換え
検出手段11yに接続されている。切換え検出手段11
xの次段には差動アンプ12xが、切換え検出手段11
yの次段には差動アンプ12yが設けられている。各差
動アンプ12xと12yからの差動出力は、平滑化回路
13xと13yにより平滑化され、さらにA/D変換部
14xと14yに与えられる。それぞれのA/D変換部
14x,14yで変換されたディジタル信号は、それぞ
れRAM15x,15yで保持されて順次積算される。
が演算機能を有する制御部16に与えられる。前記制御
部16により、X方向とY方向での静電容量の変化量の
ピーク位置が求められ、このピーク位置に基づいてX座
標データとY座標データが演算されてコンピュータの主
制御部へ出力される。
変化量のピーク位置Pxと、Y方向での静電容量の変化
量のピーク位置Pyが時分割で交互に検出される。
3(Y1…Y12)の間に所定の電位の電界が与えられ
た状態で、保護シート1の上から指やペンなどの導電体
が触れると、その触れた位置においてX電極2とY電極
3との間の静電容量が変化する。
手段11xにより、X電極2が2本ずつ選択され、X電
極2とY電極3との間での静電容量の変化に対応する検
出出力が2本ずつ順に差動アンプ12xに与えられる。
すなわちX電極2のX1とX2で検出された静電容量変
化に対応する検出出力が差動アンプ12xに与えられ、
次にX2とX3の検出出力が、その次にX3とX4の検
出出力が差動アンプ12xに与えられる。
2本ずつ選択され、この2本のY電極で得られた静電容
量の変化量に対応する検出出力が、切り換え検出手段1
1yから差動アンプ12yに与えられる。このときのY
電極3は、Y1とY2、Y2とY3、…が順次選択され
る。そして、X電極2の全ての電極からの検出と、Y電
極3の全ての電極からの検出が、時分割にて交互に行わ
れる。
したときのピーク位置の検出およびX座標データの演算
について説明する。ただしY座標データの前記検出や演
算も全く同じである。
の変化に対応する検出出力が2本のX電極から得られ、
差動アンプ12xに与えられると、2本の電極間での検
出出力の差が求められる。この差動出力が平滑化回路1
3xで平滑化されて、A/D変換部14xでディジタル
値に変換される。図1の下段には前記差動出力21を示
している。
応する検出点(検出時)をNi(N1,N2,N3…)
で示している。検出点N1では、X電極2のX2の検出
出力とX1の検出出力との差動出力21aが得られ、検
出点N2では、X3の検出出力とX2の検出出力との差
動出力21bが得られる。
前記差動出力21a,21b,21c…が順次積算され
ていく。図1の上段には、各検出点N1,N2,N3…
で検出された前記差動出力21a,21b…を順次積算
した積算出力22が示されている。図1では各検出点N
1,N2,N3…に対応する、積算出力を22a,22
b,22c…で示している。前記積算出力22a,22
b,22c…は制御部16にて監視され、各積算出力の
最大値を得る検出点が特定される。図1の上段の線図で
は、検出点NBにおいて最大値Bが得られ、その前の検
出点NAでは、前記最大値Bよりも低い前値Aが、検出
点NBの次の検出点NCで後値Cが得られたことが認識で
きる。
極2とY電極3との間の静電容量のX方向での変動に一
致または相似している。ここで後値Cが前値Aよりも大
きいために、検出点NBと検出点NCとの間に静電容量の
変化量のピーク位置Pが存在していることが予測でき
る。このピーク位置Pが入力パッド10上での指やペン
などでの指示位置である。
御部16において以下の数2で求めることができる。
量の変化量は、保護シート1に対する導電体の接触状態
により変化する。例えばペンを触れさせたときや、指を
立てて触れさせたときは、X方向での静電容量の変化量
の変動が図2に示すように尖鋭になり、また図7に示す
ノート型パソコンのキーボード8を指で動作させている
ときに誤って手のひらが入力パッド10に接したような
ときは、図3に示すようにX方向での静電容量の変化量
の変動がなだらかで変化の鈍いものとなる。
られた最大値Bと、その前の検知点NAで得られた前値
Aと、前記検知点NBの後の検知点NCで得られた後値C
とから(2B−A−C)の演算を行い、この値が予め設
定された第1のしきい値以下または第1のしきい値より
も小さいときには、制御部16では、ピーク値Pの検出
を無視し、座標データを生成せず、コンピュータの主制
御部に座標データを出力しない。
C)が大きい値となるが、図3では前記演算値が小さい
値になる。すなわち、検知点NBで得られた最大値B
が、前値Aおよび後値Cに対して所定量以上に大きい値
であれば、図2のようになり、所定量よりも小さい値で
あると、図3のようになる。このように第1のしきい値
を設定しておくことにより、誤って手のひらが入力パッ
ド10に触れたようなときに、制御部16から座標デー
タが出力されるのを防止できる。
いる。ステップ1(S1)では、時分割でX電極からの
データをRAM15xから取得する。ステップ2(S
2)では、RAM15xからの積算出力22から前記
(2B−A−C)の演算を行い、前記演算値を第1のし
きい値と比較する。そして、演算値が第1のしきい値よ
りも小さいまたは第1のしきい値以下のときには、ピー
ク位置Pのデータをキャンセルする(ステップ3(S
3))。
前記演算値(2B−A−C)が第1のしきい値以上また
は前記第1のしきい値を越えたときには、制御部16に
おいて前記ピーク位置Pの値から座標データを生成す
る。この場合の座標データの演算について以下に説明す
る。
うに、前記ピーク値Pから第1段の補正として1stフ
ィルタリングを行う。以下の表1には1stフィルタリ
ングの演算が示されている。
検出されるため、一定時間(例えば12msec)毎に
RAM15xからデータが取り込まれ、前記数1と数2
の演算によりX方向でのピーク位置Pが一定時間毎に得
られる。表1では、ある時点で得られたピーク位置をP
1、次に得られたピーク位置をP2、その次に得られた
ピーク位置をP3で示している。さらに前記所定時間毎
にP4,P5,P6…が継続して得られる。
られたピーク位置P1を最初にX座標データM11とす
る。そして次にピーク位置P2が得られたときに、その
ピーク位置P1からその直前の前記X座標データM11
を減算した値を所定の数字m1(=4)で除して第1の
補正値{(P2−M11)/4}とする。この第1の補
正値を前回のX座標データM11に加算した値を新たな
X座標データM12とする。これを繰り返して演算する
ことにより、入力パッド10上のX方向でのピーク位置
Pの細かな振れをキャンセルできる。入力パッド10に
触れた指を動かしたときには、前記1stフィルタリン
グで演算された座標データM11、M12、M13、…
が所定時間毎に生成されていく。この座標データは、実
際の指の動きに対してその移動差の1/4ずつ追従して
回復していくことを意味しており、このフィルタリング
により、例えばパソコンの画面上に表示されるカーソル
が振れること無くスムーズに移動できるように表示され
る。
ィルタリングの後に、第2段の補正である2ndフィル
タリングを行っており、1stと2ndの2段のフィル
タリングを経たデータが制御部16から座標データとし
て出力されるようになっている。これによりさらに細か
な補正ができる。
ィルタリングでの補正値は、入力パッド10上で指が大
きく動いているときと動いていないときとで切換えるよ
うにしている。
において、所定時間(例えば60msec)以内でのピ
ーク位置PのX方向への移動距離、あるいは1stフィ
ルタリングで得られた座標データM11、M12、M1
3、…の移動量が所定距離を越えまたはそれ以上のとき
(指などが大きく動いたとき)には、ステップ6(S
6)に移行し、2ndフィルタリングでの補正値を生成
するときの除数m2を「2」に設定する。
れた1stフィルタリング後の座標データM13(これ
はその時点で得られたピーク位置P3の関数となる)か
ら、その直前に得られた2ndフィルタリング後の座標
データM22を減算し、それを2で除した値を第2の補
正値{(M13−M22)/2}とする。この第2の補
正値をその前に得られた2ndフィルタリング後の座標
データM22に加算した値を座標データM23とし、ス
テップ7(S7)において、制御部16ではこのM23
をX座標データとして出力する。
いて、所定時間(例えば60msec)以内でのピーク
位置PのX方向への移動距離、あるいは1stフィルタ
リングで得られた座標データM11、M12、M13、
…の移動量が所定距離より小さいあるいはそれ以下のと
き(指などが止まっているとき)には、ステップ8(S
8)に移行し、2ndフィルタリングでの補正値を生成
するときの除数m2を「8」に設定する。
られた1stフィルタリング後の座標データM13(ピ
ーク位置P3の関数)から、その直前に得られた2nd
フィルタリング後の座標データM22を減算し、それを
8で除した値を第2の補正値{(M13−M22)/
8}とする。この第2の補正値をその前に得られた2n
dフィルタリング後の座標データM22に加算した値を
座標データM23とする。
補正値の除数m2を「2」と「8」に切換えることで、
指などが入力パッド10上で大きく動いたときには、座
標データが比較的速やかに追従して回復し、また指など
が入力パッド10上で止まっているようなときは、ピー
ク位置Pの検出値が振れたとしても、座標データに大き
な振れが重畳しないようになる。
っているようなときにおいて、例えば図2に示すように
積算出力22の尖鋭度が鋭いときには、ピーク位置Pの
演算値の変動が少ないため、前記2ndフィルタリング
で得られた座標データをそのまま座標データとして出力
しても画面上でのカーソルの振れなどが少ないが、前記
積算出力22の尖鋭度が鈍く、その変化曲線がなだらか
であると、前記ピーク位置Pの演算値の振れが大きくな
る。そこで、ステップ9(S9)において、前記(2B
−A−C)の演算値を第2のしきい値と比較する。この
第2のしきい値はステップ2における第1のしきい値よ
りも大きい値である。
A−C)が第2のしきい値よりも大きいまたはそれ以上
であると判断されたときには、前記2ndフィルタリン
グで除数を「8」として補正した値がそのままX座標デ
ータとして制御部16から出力される。
記演算値(2B−A−C)が第2のしきい値よりも小さ
いかまたはそれ以下(且つ前記第1のしきい値よりも大
きいかあるいはそれ以上)と判断されたときは、ステッ
プ10(S10)において第3段の補正として3rdフ
ィルタリングが行われる。
「8」とした2ndフィルタリングで得られたX座標デ
ータM21、M22、M23、…に対し、さらに除数m
3を「4」とした補正値が与えられる。
ング後の座標データM23(これもピーク位置P3の関
数である)から、その直前に得られた3rdフィルタリ
ング後の座標データM32を減算し、それを「4」で除
した値を第3の補正値{(M23−M32)/4}とす
る。この第3の補正値をその前に得られた3rdフィル
タリング後の座標データM32に加算した値を座標デー
タM33とし、ステップ7(S7)において、制御部1
6ではこのM33をX座標データとして出力する。
前記演算値(2B−A−C)が第2のしきい値を越えあ
るいはそれ以上となったときに、座標データに加算され
る補正値よりも、前記演算値が第2のしきい値よりも小
さいあるいはそれ以下となったときに、座標データに加
算される補正値の方が小さい値となるように切換える。
ピーク位置Pの演算値が振れやすいときに、前記3rd
フィルタリングによる第3段の補正を行うことで、入力
パッド10上で指が止まっているようなときに、画面上
でのカーソル表示の振れを防止できるようになる。
てもよいし、また各フィルタリングでの補正値の除数m
は任意に設定することが可能である。
置では、入力手段上での静電容量の変動量が小さいとき
には、座標データを生成しないようにすることで、例え
ば入力手段に手のひらが触れているようなときの誤検出
を防止できる。
とそうでないときとで、補正値を変えることで指などが
止まっているときのカーソル表示などの触れを抑制でき
る。
容量の検出波形図、
Claims (7)
- 【請求項1】 複数の検出点Ni(iは整数)で静電容
量の変化量を検出する入力手段と、前記複数の検出点N
iからの検出出力を演算して静電容量の変化量のピーク
位置Pを検出し、前記ピーク位置Pから座標データを得
る制御部とが設けられた入力装置において、 前記検出点Niのいずれかで検出された最大値と、前記
最大値が得られた検出点の前後の少なくとも1箇所ずつ
の検出点で検出された前値および後値とで演算を行い、
前記前値と前記後値に対する前記最大値の変化量が第1
のしきい値よりも小さい場合に、前記制御部が前記座標
データを出力しないことを特徴とする入力装置。 - 【請求項2】 複数の検出点Ni(iは整数)で静電容
量の変化量を検出する入力手段と、前記複数の検出点N
iからの検出出力を演算して静電容量の変化量のピーク
位置Pを検出し、一定の時間毎に、前記ピーク位置Pか
ら座標データMを得る制御部とが設けられた入力装置に
おいて、 前記制御部では、ある時点で得られた前記ピーク位置P
と、その前に得られた前記座標データMとの間で、前記
座標データMに対して、P−Mよりも小さい値の補正値
を加算する補正を行ない、 且つ前記検出点Niのいずれかで検出された最大値と、
前記最大値が得られた検出点の前後の少なくとも1箇所
ずつの検出点で検出された前値および後値とで演算を行
い、前記前値と前記後値に対する前記最大値の変化量が
第2のしきい値よりも小さい場合の前記補正値を、前記
第2のしきい値よりも大きい場合の前記補正値よりも小
さい値に切換える補正を行うことを特徴とする入力装
置。 - 【請求項3】 前記補正値を切換える補正は、一定の時
間毎に得られる前記ピーク位置Pの移動量が所定距離以
下のときに行われる請求項2記載の入力装置。 - 【請求項4】 ある時刻に得られるピーク位置をPn、
その直前に得られた座標データをMn−1としたときの
前記補正値は、前記PnあるいはPnの関数から前記M
n−1を減じた値を所定の整数mで除した値である請求
項2記載の入力装置。 - 【請求項5】 一定の時間毎に得られる前記ピーク値P
の移動量が所定距離以下のときに、前記整数mを所定値
とした前記補正を行い、前記前値と前記後値に対する前
記最大値の変化量が前記第2のしきい値よりも小さい場
合に、前記と同じ整数mまたは異なる整数を用いた前記
補正をさらに追加する請求項4記載の入力装置。 - 【請求項6】 いずれかの検出点Niでの最大値をB、
前記前値をA、前記後値をCとしたときに、(2B−A
−C)が前記いずれかのしきい値と比較される請求項1
ないし5のいずれかに記載の入力装置。 - 【請求項7】 前記ピーク位置の座標は以下の数1によ
り求める請求項1ないし6のいずれかに記載の入力装
置。 【数1】
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