JP2016099911A - 入力装置とその制御方法及びプログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】エラー判定部26において、センサ部10の検出動作の各サイクルにおけるセンサ部10の検出結果にエラーがあるか否かが判定される。エラー補正部27では、同一の識別コードiが割り当てられた同一物体の一連の座標Pから、検出動作のサイクル順に一の座標Pが選択されて出力される。当該選択された一の座標Pがエラー判定部26においてエラーを有すると判定されたセンサ部10の検出結果に基づいて取得されたものである場合、エラー補正部27からは、当該選択された一の座標Pの代わりに、この一連の座標Pにおいて前回出力された座標Pと同じ座標Pが出力される。
【選択図】図1
Description
これにより、エラーを有すると判定された前記センサ部の検出結果に基づいて取得された前記座標がある場合、前記エラー補正部による補正処理を経て出力された少なくとも1つの前記座標に基づいて当該座標が補正される。そのため、ノイズ等の影響による物体の座標の検出エラーが低減される。
上記の構成によれば、エラーを有すると判定された前記センサ部の検出結果に基づいて取得された前記座標がある場合、物体の追跡位置が当該座標へ移行する代わりに、エラーがないと判定された前記センサ部の検出結果に基づいて取得された前回の座標に留まる。そのため、ノイズ等の影響による物体の座標の検出エラーが低減される。
これにより、前記センサ部の検出結果にエラーがあると判定された場合は、物体の前記座標と共に前記接触状態値も補正されるため、ノイズ等の影響による物体の前記接触状態の検出エラーが低減される。
これにより、Nサイクルより短い単発的な前記接触状態値の変動が前記センサ部の検出結果のエラーとして判定されるため、単発的に発生する強いノイズ等の影響による検出エラーが効果的に低減される。
上記の構成によれば、単発的な前記接触状態値の変動による前記座標の更新の停止が繰り返され難くなるため、前記座標の軌跡の崩れが抑制される。
これにより、Nサイクルより短い単発的な前記接触物体数の変動が前記センサ部の検出結果のエラーとして判定されるため、単発的に発生する強いノイズ等の影響による検出エラーが効果的に低減される。
上記の構成によれば、単発的な前記接触物体数の変動による前記座標の更新の停止が繰り返され難くなるため、前記座標の軌跡の崩れが抑制される。
図1は、本発明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状態をそれぞれ検出する。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。
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、検出データとして出力する。
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、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。
まず、識別コード割り当て部25は、サイクルnにおいて同一の物体について取得された座標P及び接触状態値Tを一つのデータCとしてまとめて扱い、このデータCに仮の識別コードkを割り当てる。サイクルnにおいて仮の識別コードkが割り当てられたデータCを“C[n][k]”と記す。
次に、識別コード割り当て部25は、前回のサイクルn−1において識別コードiが割り当てられたデータDI[n−1][i]の座標Pと、今回のサイクルnにおいて仮の識別コードkが割り当てられたデータC[n][k]の座標Pとの距離をそれぞれ算出し、互いの座標Pの距離が最も短いデータDI[n−1][i]とデータC[n][k]の組み合わせを特定する。
そして、識別コード割り当て部25は、データDI[n−1][i]と最短距離の関係にあるデータC[n][k]の座標P及び接触状態値Tを、今回のサイクルnにおけるデータDI[n][i]に代入する。
なお、識別コード割り当て部25は、最短距離の関係にあるデータDI[n−1][i]が存在しないデータC[n][k](サイクルnにおいて新たに接触した指など)については、サイクルn−1において未割り当ての識別コードiを用いたデータDI[n−1][i]に代入する。
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(物体の座標情報、物体数など)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。
動作を開始する際、処理部20は、各サイクルにおける各物体の座標P及び接触状態値Tを示すデータC,DI,DOを初期化し、センサ部10の検出動作のサイクルnに初期値2を代入する。
座標取得部23は、現在のサイクルnにおけるセンサ部10の検出結果として記憶部30に格納される2次元データ31に基づいて、検出面に近接した各物体の位置の座標Pを取得する。
接触状態判定部24は、2次元データ31に基づいて、座標Pが算出された各物体の検出面への接触状態を示す接触状態値Tを取得するとともに、検出面に接触した物体(指)の数(接触指数M)を計数する。
識別コード割り当て部25は、各物体の座標P及び接触状態値Tにそれぞれ仮の識別コードkを割り当て、データC[n][k]として記憶部30に保存する。
識別コード割り当て部25は、前回のサイクルn−1において識別コードiが割り当てられたデータDI[n−1][i]の座標Pと、今回のサイクルnにおいて仮の識別コードkが割り当てられたデータC[n][k]の座標Pとの距離をそれぞれ算出し、互いの座標Pの距離が最も短いデータDI[n−1][i]とデータC[n][k]の組み合わせを特定する。最短距離の組み合わせが特定されると、識別コード割り当て部25は、データDI[n−1][i]と最短距離の関係にあるデータC[n][k]の座標P及び接触状態値Tを、今回のサイクルnにおけるデータDI[n][i]に代入する。
処理部20は、物体の識別コードiに初期値0を代入する。
エラー判定部26は、識別コードiの第1データ列32において、現在のサイクルnから2サイクル前のサイクルn−2におけるデータDI[n−2][i]を、エラーの判定対象として選択する。エラー判定部26は、このデータDI[n−2][i]を先頭として連続する3つのデータDI[n−2][i],DI[n−1],DI[n][i]に含まれた接触状態値Tを比較する。これらの接触状態値Tが一致しない場合、エラー判定部26は、データDI[n−2][i]にエラーがあると判定する。
ステップST140においてデータDI[n−2][i]にエラーがないと判定された場合、エラー補正部27は、第1データ列32のデータDI[n−2][i]をそのまま第2データ列33のデータDO[n][i]に代入する。
ステップST140においてデータDI[n−2][i]にエラーがあると判定された場合、エラー補正部27は、第2データ列33のデータDO[n][i]を1つ前のデータDO[n−1][i]と等しい値にする(データDO[n][i]にデータDO[n−1][i]を代入する)。
処理部20は、次のサイクルの処理に備えて、識別コードiの第1データ列32の各データをシフトする。すなわち、データDI[n−2][i]にデータDI[n−1][i]を代入し、データDI[n−1][i]にデータDI[n][i]を代入する。
処理部20は、次の物体の処理に進むため、識別コードiに「1」を加え(ST180)、識別コードiを接触指数Mと比較する(ST190)。識別コードiが接触指数Mより小さい場合、まだ処理していない物体(指)が存在するため、処理部20はステップST140に戻る。識別コードiが接触指数M以上になった場合、全ての物体(指)が処理されたので、処理部20はサイクルnに「1」を加えてステップST110に戻る。
これにより、エラーを有するセンサ部10の検出結果に基づいて取得された座標Pがある場合、この座標Pが誤って追跡されることを防止し、エラーがないセンサ部10の検出結果に基づいて取得された座標Pに物体の追跡位置が留まるため、ノイズ等の影響による物体の座標の検出エラーを低減できる。
これにより、センサ部10の検出結果にエラーがある場合は、物体の座標Pと共に接触状態値Tも補正することができるため、ノイズ等の影響による物体の接触状態の検出エラーも低減できる。
これにより、Nサイクルより短い単発的な接触状態値Tの変動がセンサ部10の検出結果のエラーとして判定されるため、単発的に発生する強いノイズ等の影響による検出エラーを効果的に低減できる。
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。
本実施形態に係る入力装置は、上述した第1の実施形態に係る入力装置においてエラーの補正により生じる座標の軌跡の崩れを低減したものである。
図4Bと図5Bを比較して分かるように、第1の実施形態に係る入力装置のエラー補正では、エラーがある座標の近くや物体(指)の軌跡の端部(接触状態値Tがステップ状に変化する部分)において座標の更新の停止が繰り返されるため、座標の軌跡の崩れが大きくなる傾向がある。
そこで、本実施形態に係る入力装置では、エラーの判定対象の接触状態値Tが1つ前のサイクルにおいてエラー補正処理を経た接触状態値Tと等しい場合、エラーの判定対象の接触状態値Tについてエラーが無いと判定される。
図5Bと図8Bを比較して分かるように、図6のフローチャートの処理によれば、エラー判定に伴う座標の更新の停止が図2のフローチャートの処理に比べて減っているため、座標の軌跡の崩れが小さくなっている。
これにより、特に単発的な接触状態値Tの変動による座標の更新の停止が繰り返され難くなるため、座標の軌跡の崩れを効果的に抑えることができる。
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。
上述した各実施形態に係る入力装置では、接触状態値Tの変動がエラーの判定条件とされたが、本実施形態に係る入力装置では、検出面に接触する指の数(接触指数)の変動がエラーの判定条件とされる。
Claims (14)
- 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いて物体の近接状態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状態を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1サイクルごとに、前記センサ部の検出結果に基づいて、前記検出面に近接した物体の位置の座標を取得する座標取得部と、
前記検出動作の複数のサイクルに渡って、同一物体の前記座標に同一の識別コードを割り当てる識別コード割り当て部と、
前記検出動作の各サイクルにおける前記センサ部の検出結果にエラーがあるか否かを判定するエラー判定部と、
同一の前記識別コードが割り当てられた一連の前記座標から前記検出動作のサイクル順に一の座標を選択して出力し、当該選択した一の座標が前記エラー判定部においてエラーがあると判定された前記センサ部の検出結果に基づいて取得された場合は、当該選択した一の座標を、前記一連の座標において既に出力した少なくとも1つの前記座標に基づいて補正して出力するエラー補正部と
を有することを特徴とする入力装置。 - 前記エラー補正部は、前記選択した一の座標が前記エラー判定部においてエラーがあると判定された前記センサ部の検出結果に基づいて取得された場合、前記選択した一の座標の代わりに、前回出力した座標と同じ座標を出力する
ことを特徴とする請求項1に記載の入力装置。 - 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、前記座標が取得された物体の前記検出面への接触状態を判定し、当該判定結果を示す接触状態値を取得する接触状態判定部を有し、
識別コード割り当て部は、同一物体の同一サイクルにおける前記座標及び前記接触状態値を含んだデータに、前記検出動作の複数のサイクルに渡って同一の前記識別コードを割り当て、
前記エラー補正部は、同一の前記識別コードが割り当てられた一連の前記データから前記検出動作のサイクル順に一のデータを選択して出力し、当該選択した一のデータに含まれる前記座標及び前記接触状態値が前記エラー判定部においてエラーがあると判定された前記センサ部の検出結果に基づいて取得された場合は、当該選択した一のデータの代わりに、前回出力したデータと同じデータを出力する
ことを特徴とする請求項2に記載の入力装置。 - 前記エラー判定部は、同一の前記識別コードが割り当てられた前記データを前記検出動作のサイクル順に並べた第1データ列から、配列順に1ずつデータを選択し、当該選択したデータを最初のデータとするN個(Nは3以上の整数を示す。)の連続したデータに含まれた前記接触状態値を比較し、当該比較において前記接触状態値が一致しない場合、当該選択したデータにエラーがあると判定し、
前記エラー補正部は、前記第1データ列から配列順に1ずつデータを選択し、当該選択したデータが前記エラー判定部においてエラーがないと判定されている場合、当該選択したデータを第2データ列のデータとして出力し、当該選択したデータが前記エラー判定部においてエラーがあると判定されている場合は、前記第2データ列における前回のデータと同じデータを今回の前記第2データ列のデータとして出力する
ことを特徴とする請求項3に記載の入力装置。 - 前記エラー判定部は、前記第1データ列から選択したデータに含まれる前記接触状態値と、前記第1データ列において当該選択したデータより1つ前のデータに対応して前記エラー補正部から出力される前記第2データ列のデータに含まれた前記接触状態値とが一致するならば、前記第1データ列において当該選択したデータを最初のデータとする前記N個の連続したデータに含まれた前記接触状態値が一致しない場合であっても、当該選択したデータにエラーがないと判定する
ことを特徴とする請求項4に記載の入力装置。 - 前記接触状態判定部は、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、前記検出面に接触している物体の数を接触物体数として計数し、
前記エラー判定部は、同一の前記識別コードが割り当てられた前記データを前記検出動作のサイクル順に並べた第1データ列から、配列順に1ずつデータを選択し、当該選択したデータに対応する前記検出動作のサイクルを最初のサイクルとする連続したNサイクル(Nは3以上の整数を示す。)において計数されたN個の前記接触物体数が一致しない場合、当該選択したデータにエラーがあると判定し、
前記エラー補正部は、前記第1データ列から配列順に1ずつデータを選択し、当該選択したデータが前記エラー判定部においてエラーがないと判定されている場合、当該選択したデータを第2データ列のデータとして出力し、当該選択したデータが前記エラー判定部においてエラーがあると判定されている場合は、前記第2データ列における前回のデータと同じデータを今回の前記第2データ列のデータとして出力する
ことを特徴とする請求項3に記載の入力装置。 - 前記エラー判定部は、前記第1データ列から選択したデータに含まれる前記接触状態値と、前記第1データ列において当該選択したデータより1つ前のデータに対応して前記エラー補正部から出力される前記第2データ列のデータに含まれた前記接触状態値とが一致するならば、当該選択したデータに対応する前記検出動作のサイクルを最初のサイクルとする連続した前記Nサイクルにおいて計数された前記N個の前記接触物体数が一致しない場合であっても、当該選択したデータにエラーがないと判定する
ことを特徴とする請求項6に記載の入力装置。 - 前記接触状態判定部は、前記センサ部の検出結果に基づいて、前記検出面における物体の接触の有無、並びに、前記検出面に接触した物体が指又は掌の何れであるかを前記接触状態として判定する
ことを特徴とする請求項3乃至7の何れか一項に記載の入力装置。 - 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状態を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1サイクルごとに、前記センサ部の検出結果に基づいて、前記検出面に近接した物体の位置の座標を取得するステップと、
前記検出動作の複数のサイクルに渡って、同一物体の前記座標に同一の識別コードを割り当てるステップと、
前記検出動作の各サイクルにおける前記センサ部の検出結果にエラーがあるか否かを判定するステップと、
同一の前記識別コードが割り当てられた一連の前記座標から前記検出動作のサイクル順に一の座標を選択して出力し、当該選択した一の座標が前記エラー判定部においてエラーがあると判定された前記センサ部の検出結果に基づいて取得された場合は、当該選択した一の座標を、前記一連の座標において既に出力した少なくとも1つの前記座標に基づいて補正して出力するステップと
を有することを特徴とする入力装置の制御方法。 - 前記補正を行うステップは、前記選択した一の座標が前記エラー判定部においてエラーがあると判定された前記センサ部の検出結果に基づいて取得された場合、前記選択した一の座標の代わりに、前回出力した座標と同じ座標を出力する
ことを特徴とする請求項9に記載の入力装置の制御方法。 - 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、前記座標が取得された物体の前記検出面への接触状態を判定し、当該判定結果を示す接触状態値を取得するステップを有し、
前記識別コードを割り当てるステップは、同一物体の同一サイクルにおける前記座標及び前記接触状態値を含んだデータに、前記検出動作の複数のサイクルに渡って同一の前記識別コードを割り当て、
前記補正を行うステップは、同一の前記識別コードが割り当てられた一連の前記データから前記検出動作のサイクル順に一のデータを選択して出力し、当該選択した一のデータに含まれる前記座標及び前記接触状態値が前記エラーを判定するステップにおいてエラーがあると判定された前記センサ部の検出結果に基づいて取得された場合は、当該選択した一のデータの代わりに、前回出力したデータと同じデータを出力する
ことを特徴とする請求項10に記載の入力装置の制御方法。 - 前記エラーを判定するステップは、同一の前記識別コードが割り当てられた前記データを前記検出動作のサイクル順に並べた第1データ列から、配列順に1ずつデータを選択し、当該選択したデータを最初のデータとするN個(Nは3以上の整数を示す。)の連続したデータに含まれた前記接触状態値を比較し、当該比較において前記接触状態値が一致しない場合、当該選択したデータにエラーがあると判定し、
前記補正を行うステップは、前記第1データ列から配列順に1ずつデータを選択し、当該選択したデータが前記エラーを判定するステップにおいてエラーがないと判定されている場合、当該選択したデータを第2データ列のデータとして出力し、当該選択したデータが前記エラーを判定するステップにおいてエラーがあると判定されている場合は、前記第2データ列における前回のデータと同じデータを今回の前記第2データ列のデータとして出力する
ことを特徴とする請求項11に記載の入力装置の制御方法。 - 前記エラーを判定するステップは、前記第1データ列から選択したデータに含まれる前記接触状態値と、前記第1データ列において当該選択したデータより1つ前のデータに対応して前記エラー補正部から出力される前記第2データ列のデータに含まれた前記接触状態値とが一致するならば、前記第1データ列において当該選択したデータを最初のデータとする前記N個の連続したデータに含まれた前記接触状態値が一致しない場合であっても、当該選択したデータにエラーがないと判定する
ことを特徴とする請求項12に記載の入力装置の制御方法。 - 請求項9乃至13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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