JP2017167711A - 入力装置とその制御方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】物体が近接状態にある場合であっても温度変動等による誤判定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。【解決手段】入力装置１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とを有する。処理部２０は、検出面１１に対する物体の近接度合いに応じて変化するセンサ部１０が検出した静電容量の時間的な変化量を算出する変化量算出部２２と、算出した変化量に基づいて、検出面１１の指先による操作に対応するタッチ操作（第１操作）、検出面１１のパームによる操作に対応するパーム操作（第２操作）、及び、導体部５の操作に対応するグリップ操作（第３操作）を判定する判定部２３と、パーム操作と判定されず且つグリップ操作と判定される状態の継続時間が第１所定時間以上である場合にリセット処理を実行するリセット部２４とを有する。【選択図】図２

Description

本発明は、操作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（指先やペンなど）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。また、こうしたセンサの外縁に沿って導電性の操作部材を配置し、この操作部材に対する操作（例えば、操作部材を指先でつまむ操作等）を、センサの外縁付近における静電容量の変化に基づいて検出する装置も存在する。

一般にこの種のセンサでは、物体が近接していない状態における静電容量の検出値に相当するベース値からの差分値（検出値−ベース値）をもとに、物体の近接の有無が検出される。物体の近接に伴う静電容量の変化は非常に微小なため、センサの検出値は電子回路等の温度特性の影響を受け易い。検出値が温度に応じて変化すると、ベース値からの差分値も変化し、物体の近接の有無が誤って判定される可能性がある。そこで通常は、ベース値に固定の値は使用されず、適当なタイミングでベース値を更新する処理が行われる。例えば、下記の特許文献１には、指先などの物体が近接状態にないと判別された場合にベース値を更新する近接検知装置が開示されている。

特開２０１０−２５７０４６号公報

しかしながら、使用環境における温度変動は、物体が検出面に近接している状態であっても生じることがある。一般に、ベース値と検出値との差分に基づいて物体の近接の有無を検出する従来の装置では、物体が近接状態にあると判別されている期間中はベース値の更新が行われない。そのため、当該期間中に大きな温度変動が生じると、物体の近接を誤って判定してしまう可能性がある。

また、自動車の車室内等の使用環境においては、短期間で大きな温度変動が生じやすいことから、上述した誤判定をより一層考慮する必要がある。例えば、センサの外縁に沿って配置される上述した操作部材が、エアコンの温度調整のためのものである場合、この操作部材の操作を契機として車室内の温度変動が生じやすい。このように、従来の装置では、物体が近接状態にある場合の温度変動等に対応できないという不利益が生じる。

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、物体が近接状態にある場合であっても温度変動等による誤判定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の観点は、検出面及び前記検出面の外縁に沿って配置された導電性の導体部に対する操作に応じた情報を入力する入力装置である。この入力装置は、前記検出面に対する物体の近接度合いに応じて変化する静電容量を検出するセンサ部と、前記検出した静電容量の時間的な変化量を算出する変化量算出部と、前記算出した変化量に基づいて、前記検出面の指先による操作に対応する第１操作、前記検出面のパームによる操作に対応する第２操作、及び、前記導体部の操作に対応する第３操作を判定する判定部と、前記第２操作と判定されず且つ前記第３操作と判定される状態の継続時間が第１所定時間以上である場合にリセット処理を実行するリセット部とを有する。

この構成によれば、検出面のパーム（手のひら）による操作（第２操作）と判定されず且つ導体部の操作（第３操作）と判定される状態の継続時間が第１所定時間以上である場合に、リセット処理が実行される。そして、使用者が、操作を意図することなくパーム（又はパームに相当し得る人体の一部）を検出面及び導体部に近接させて、その状態の継続時間が長くなることはあり得るものの、パームによる操作と判定されず、且つ、導体部の操作と判定される状態の継続時間が長い状態は、検出に異常が生じている状態と考えることができる。つまり、上述した構成を有する入力装置は、物体が近接状態にある期間中において検出の異常を検知してリセット処理を実行するから、物体が近接状態にある場合であっても温度変動等による誤判定を抑制できる。

好適に、前記リセット部は、前記継続時間が前記第１所定時間以上であり、且つ、前記算出した変化量の前記検出面における空間的な極大値であるピーク値が第１しきい値以上である場合に、前記リセット処理を実行する。

この構成によれば、ピーク値が第１しきい値以上であることを、リセット処理を実行する条件に含めることができる。

好適に、前記リセット部は、前記継続時間が前記第１所定時間以上となった後に、前記ピーク値が前記第１しきい値以上である状態が第２所定時間継続した場合に、前記リセット処理を実行する。

この構成によれば、ピーク値が第１しきい値以上である状態が第２所定時間継続した場合にリセット処理を実行するから、より確実に検出の異常を判定することができる。

好適に、前記判定部は、前記ピーク値が前記第１しきい値以上である場合に前記第１操作と判定する。

この構成によれば、ピーク値が、検出面の指先による操作（第１操作）と判定されるしきい値以上であることを、リセット処理を実行する条件に含めることができる。

好適に、前記判定部は、前記算出した変化量が第２しきい値以上である前記検出面における領域の大きさが所定の大きさ以上である場合に前記第２操作と判定する。

この構成によれば、静電容量の変化量が第２しきい値以上である領域の大きさに基づいて、検出面のパームによる操作（第２操作）を判定することができる。

好適に、前記判定部は、前記検出面の外縁付近における前記変化量に基づいて前記第３操作を判定する。

この構成によれば、検出面の外縁付近における静電容量の変化量に基づいて、導体部の操作（第３操作）を判定することができる。

好適に、前記変化量算出部は、前記検出面に対して物体が近接していない状態の静電容量であるベース値と前記検出した静電容量との間の差分を前記変化量として算出し、前記リセット処理は、前記ベース値をリセットすることを含む。

この構成によれば、ベース値のリセットによって温度変動等による誤判定を抑制することができる。

本発明の第２の観点は、検出面及び前記検出面の外縁に沿って配置された導電性の導体部に対する操作に応じた情報を入力する入力装置の制御方法である。この入力装置の制御方法は、前記検出面に対する物体の近接度合いに応じて変化する静電容量を検出する工程と、前記検出した静電容量の時間的な変化量を算出する工程と、前記算出した変化量に基づいて、前記検出面の指先による操作に対応する第１操作、前記検出面のパームによる操作に対応する第２操作、及び、前記導体部の操作に対応する第３操作を判定する工程と、前記第２操作と判定されず且つ前記第３操作と判定される状態の継続時間が第１所定時間以上である場合にリセット処理を実行する工程とを有する。

好適に、前記リセット処理を実行する工程は、前記継続時間が前記第１所定時間以上であり、且つ、前記算出した変化量の前記検出面における空間的な極大値であるピーク値が第１しきい値以上である場合に、前記リセット処理を実行する。

好適に、前記リセット処理を実行する工程は、前記継続時間が前記第１所定時間以上となった後に、前記ピーク値が前記第１しきい値以上である状態が第２所定時間継続した場合に、前記リセット処理を実行する。

好適に、前記判定する工程は、前記ピーク値が前記第１しきい値以上である場合に前記第１操作と判定する。

好適に、前記判定する工程は、前記算出した変化量が第２しきい値以上である前記検出面における領域の大きさが所定の大きさ以上である場合に前記第２操作と判定する。

好適に、前記判定する工程は、前記検出面の外縁付近における前記変化量に基づいて前記第３操作を判定する。

好適に、前記変化量を算出する工程は、前記検出面に対して物体が近接していない状態の静電容量であるベース値と前記検出した静電容量との間の差分を前記変化量として算出し、前記リセット処理は、前記ベース値をリセットすることを含む。

本発明の第３の観点は、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である。

本発明によれば、物体が近接状態にある場合であっても温度変動等による誤判定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ができる。

本発明の実施形態に係る入力装置の外観図である。 入力装置の構成の一例を示す図である。 判定部によって実行される処理を示すフローチャートである。 判定部によって実行される処理を示すフローチャートである。 異常検知に関する判定状態の状態遷移図である。

以下、本発明の実施形態に係る入力装置について説明する。図１は、本実施形態の入力装置１の外観図であり、図２は、入力装置１の構成の一例を示す図である。図１に示すように、入力装置１は、上から見て略円形の輪郭を有する検出面１１の外縁に沿って円環状の導体部５が配置されている。入力装置１は、人の手Ｈ等による検出面１１及び導体部５に対する操作に応じた情報を入力する。導体部５は、導電性材料によって覆われており、又は、導電性材料によって形成されている。つまり、導体部５は、導電性を有する部材である。導体部５を、検出面１１の外縁に沿って回転可能に構成することもできる。

図２に示すように、入力装置１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。

［センサ部１０］
センサ部１０は、複数の検出位置において、人の手Ｈなどの物体の近接度合いをそれぞれ検出し、その検出結果として、物体の近接度合いに応じた値を持つ検出値を検出位置ごとに生成する。本明細書における「近接」とは、近くにあることを意味しており、対象に接触しているか否かを限定しない。すなわち、対象に接触しない状態で近くにあることだけでなく、対象に接触した状態で近くにあることも「近接」に含まれる。

図２に示すように、センサ部１０は、物体の近接に応じて静電容量が変化するセンサ素子（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（検出面）１１と、センサ素子１２の静電容量に応じた検出値を生成する検出値生成部１３と、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の交差部付近にセンサ素子１２が形成される。なお、図２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の各センサ素子１２に駆動電圧を印加する。具体的には、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１つの駆動電極Ｌｘを選択し、当該選択した１つの駆動電極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との交差部付近に形成されたセンサ素子１２に印加される駆動電圧が所定の範囲で変化し、センサ素子１２において充電や放電が生じる。

検出値生成部１３は、駆動部１４による駆動電圧の印加に伴ってセンサ素子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値を生成する。すなわち、検出値生成部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検出値を生成する。

例えば、検出値生成部１３は、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、検出値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、検出値として出力する。

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、記憶部３０に格納されるプログラム３５の命令コードに従って処理を行うコンピュータを含む。なお、処理部２０における処理は、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２に示すように、処理部２０は、センサ制御部２１と、変化量算出部２２と、判定部２３と、リセット部２４とを有する。

センサ制御部２１は、センサマトリクス１１の複数の検出位置（センサ素子１２）における物体の近接度合いを検出してその検出値を１サイクルごとに生成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、検出値生成部１３における検出電極の選択と検出値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。

変化量算出部２２は、センサ部１０によって検出された検出値の時間的な変化量３１を算出して記憶部３０に格納する。具体的には、変化量算出部２２は、センサ部１０による検出値と、検出面１１に物体が近接していない状態の検出値であるベース値３３との間の差分を変化量３１として算出する。ベース値３３は、センサマトリクス１１の検出位置ごとに（つまりセンサ素子１２ごとに）設定される。ベース値３３は、例えば、入力装置１の電源を投入した直後に初期値が設定され、その後、例えば、検出面１１に物体が近接していない状態（例えば、何れの操作も判定されない状態）における検出値の加重平均値等に基づいて適宜に更新される。

判定部２３は、変化量算出部２２によって算出された変化量３１に基づいて検出面１１及び導体部５に対する操作を判定する。判定部２３によって判定される操作は、検出面１１の指先による操作に対応するタッチ操作（第１操作）、検出面１１のパーム（手のひら）による操作に対応するパーム操作（第２操作）、及び、導体部５の操作に対応するグリップ操作（第３操作）を含む。なお、図１は、人の手Ｈによるグリップ操作を示している。

判定部２３は、算出された変化量３１の検出面１１における空間的な極大値であるピーク値に基づいてタッチ操作を判定する。具体的には、判定部２３は、検出面１１における１又は複数のピーク値を特定し、このピーク値が第１しきい値ＴＯＵＣＨ＿ＴＨ以上である場合にタッチ操作と判定し、タッチ操作状態を示す操作状態データ３２を生成して記憶部３０に格納する。タッチ操作状態を示す操作状態データ３２は、タッチ操作と判定されたピーク値に対応する検出面１１上の位置（座標）を含む。判定部２３は、変化量３１に基づいて複数のピーク値が特定される場合には、タッチ操作の判定並びに操作状態データ３２の生成及び格納を、複数のピーク値の各々について行う。

また、判定部２３は、算出された変化量３１の検出面１１における分布に基づいてパーム操作を判定する。具体的には、判定部２３は、変化量３１が第２しきい値以上である検出面１１の領域を特定し、この領域の大きさが所定の大きさ以上である場合にパーム操作と判定し、パーム操作状態を示す操作状態データ３２を生成して記憶部３０に格納する。第２しきい値は、上述した第１しきい値（タッチ操作の判定に用いるしきい値）と同じ値とすることもできる。

また、判定部２３は、検出面１１の外縁付近における変化量３１に基づいてグリップ操作を判定する。具体的には、判定部２３は、検出面１１の外縁付近に対応する複数の検出位置の各々における変化量３１が所定の条件（例えば、検出面１１の外縁付近に対応する複数の検出位置のうち、所定のしきい値以上の変化量３１である検出位置が所定数以上存在するという条件等）を充足する場合にグリップ操作と判定し、グリップ操作状態を示す操作状態データ３２を生成して記憶部３０に格納する。

リセット部２４は、所定のリセット条件が成立したときにリセット処理を実行する。具体的には、リセット部２４は、パーム操作と判定されず且つグリップ操作と判定される状態の継続時間が第１所定時間以上であり、且つ、ピーク値が第１しきい値ＴＯＵＣＨ＿ＴＨ以上である場合に、リセット処理を実行する。より具体的には、リセット部２４は、グリップ操作と判定される状態の継続時間が第１所定時間以上となった後、ピーク値が第１しきい値ＴＯＵＣＨ＿ＴＨ以上である状態が第２所定時間継続した場合に、リセット処理を実行する。

リセット部２４が実行するリセット処理は、ベース値３３をリセット（初期化）することを含む。例えば、リセット処理は、入力装置１を電源投入直後の状態とする処理であり、ベース値３３の他、変化量３１及び操作状態データ３２を含む記憶部３３に記憶される情報の少なくとも一部がリセット（初期化）される。

［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、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３５などを記憶する。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１の動作について説明する。図３及び図４は、温度変動等によるグリップ操作に関する異常を検知するために判定部２３によって実行される処理を示すフローチャートである。この処理は、入力装置１の電源投入後に実行される。

図３に示すように、入力装置１の電源が投入されると、まず、異常検知に関する判定状態を示す変数ＳＴＡＴＥに非グリップ操作状態を示す値ＮＯ＿ＧＲＩＰが設定される（ＳＴ１００）。その後、所定時間（図３の例では、１０ミリ秒）待機し（ＳＴ１０２）、変数ＳＴＡＴＥにパーム操作状態を示す値ＰＡＬＭが設定されているか否かが判定される（ＳＴ１０４）。

電源投入直後は、判定状態は非グリップ操作状態であるから（ＳＴ１０４のＮＯ）、次に、パーム操作の判定結果を示す変数Ｃ＿ＰＡＬＭに、パーム操作と判定されていることを示す値ｔｒｕｅが設定されているか否かが判定される（ＳＴ１２２）。パーム操作の判定は、上述したように、変化量３１の検出面１１における分布に基づいて行われ、当該判定の結果が変数Ｃ＿ＰＡＬＭに設定されている。

そして、パーム操作と判定されていない場合には（ＳＴ１２２のＮＯ）、図４に示すように、グリップ操作の判定結果を示す変数Ｃ＿ＧＲＩＰに、グリップ操作と判定されていないことを示す値ｆａｌｓｅが設定されているか否かが判定される（ＳＴ１２６）。グリップ操作の判定は、上述したように、検出面１１の外縁付近における変化量３１に基づいて行われ、当該判定の結果が変数Ｃ＿ＧＲＩＰに設定されている。

そして、グリップ操作と判定されていない場合には（ＳＴ１２６のＹＥＳ）、変数ＳＴＡＴＥに対する値ＮＯ＿ＧＲＩＰの設定が維持され（ＳＴ１２８）、次に、変数ＳＴＡＴＥに、ショートグリップ操作状態を示す値ＳＨＯＲＴ＿ＧＲＩＰ、又は、異常状態を示す値ＴＯＵＣＨが設定されているか否かが判定される（ＳＴ１１０）。

この段階では、変数ＳＴＡＴＥには、値ＮＯ＿ＧＲＩＰが設定されているから（ＳＴ１１０のＮＯ）、次に、特定の判定状態の継続時間を示す変数ＳＴＡＴＥ＿ＴＩＭＥＲに値０が設定される（ＳＴ１１４）。そして、変数ＳＴＡＴＥに、リセットを要する状態であることを示す値ＲＥＳＥＴが設定されているか否かが判定される（ＳＴ１１６）。この段階では、変数ＳＴＡＴＥには値ＮＯ＿ＧＲＩＰが設定されているから（ＳＴ１１６のＮＯ）、リセット処理の実行の要否を示す変数ＴＯＵＣＨ＿ＲＥＳＥＴに、実行不要であることを示す値ｆａｌｓｅが設定され（ＳＴ１２０）、ＳＴ１０２（所定時間の待機）へと戻る。

そして、変数Ｃ＿ＰＡＬＭに値ｆａｌｓｅが設定されており、且つ、変数Ｃ＿ＧＲＩＰに値ｆａｌｓｅが設定されている間は（つまり、パーム操作又はグリップ操作と判定されない間は）、上述した処理が繰り返し実行される。

そして、グリップ操作と判定されると、ＳＴ１２６において、変数Ｃ＿ＧＲＩＰに値ｔｒｕｅが設定されていると判定され（ＳＴ１２６のＮＯ）、次に、変数ＳＴＡＴＥに値ＮＯ＿ＧＲＩＰが設定されているか否かが判定される（ＳＴ１３０）。この段階では、変数ＳＴＡＴＥには値ＮＯ＿ＧＲＩＰが設定されているから（ＳＴ１３０のＹＥＳ）、次に、変数ＳＴＡＴＥに、ショートグリップ操作状態を示す値ＳＨＯＲＴ＿ＧＲＩＰが設定される（ＳＴ１３２）。

そして、ＳＴ１１０において、変数ＳＴＡＴＥに値ＳＨＯＲＴ＿ＧＲＩＰが設定されていると判定され（ＳＴ１１０のＹＥＳ）、変数ＳＴＡＴＥ＿ＴＩＭＥＲに１が加算される（ＳＴ１１２）。

その後、グリップ操作と判定される状態が継続していると（ＳＴ１２６のＮＯ）、変数ＳＴＡＴＥには値ＳＨＯＲＴ＿ＧＲＩＰが継続して設定されており（ＳＴ１３０のＮＯ、及び、ＳＴ１３４のＹＥＳ）、次に、変数ＳＴＡＴＥ＿ＴＩＭＥＲの値が所定値（図４の例では６０００）を超えているか否かが判定される（ＳＴ１３６）。変数ＳＴＡＴＥ＿ＴＩＭＥＲの値が所定値を超えるまでは、パーム操作と判定されることなくグリップ操作と判定される状態が継続している間は、変数ＳＴＡＴＥ＿ＴＩＭＥＲに１を加算する処理（ＳＴ１１２）が繰り返し実行される。

一方、変数ＳＴＡＴＥ＿ＴＩＭＥＲの値が所定値を超える前に、パーム操作と判定されると（ＳＴ１２２のＹＥＳ）、変数ＳＴＡＴＥにパーム操作状態を示す値ＰＡＬＭが設定され（ＳＴ１２４）、変数ＳＴＡＴＥ＿ＴＩＭＥＲに値０が設定される（ＳＴ１１４）。つまり、判定状態はパーム操作状態となり、ショートグリップ操作状態の継続時間がリセットされる。その後、パーム操作と判定されなくなると（ＳＴ１０６のＹＥＳ）、変数ＳＴＡＴＥに値ＮＯ＿ＧＲＩＰが設定される（ＳＴ１０８）。つまり、判定状態は非グリップ操作状態に戻る。

また、変数ＳＴＡＴＥ＿ＴＩＭＥＲの値が所定値を超える前に、グリップ操作と判定されなくなると（ＳＴ１２６のＹＥＳ）、変数ＳＴＡＴＥに値ＮＯ＿ＧＲＩＰが設定され（ＳＴ１２８）、その後、変数ＳＴＡＴＥ＿ＴＩＭＥＲに値０が設定される（ＳＴ１１４）。つまり、判定状態は非グリップ操作状態に戻り、ショートグリップ操作状態の継続時間がリセットされる。

パーム操作と判定されることなくグリップ操作と判定される状態が継続されて、変数ＳＴＡＴＥ＿ＴＩＭＥＲの値が所定値を超えると（ＳＴ１３６のＹＥＳ）、変数ＳＴＡＴＥに、ロンググリップ操作状態を示す値ＬＯＮＧ＿ＧＲＩＰが設定され（ＳＴ１３８）、変数ＳＴＡＴＥ＿ＴＩＭＥＲに値０が設定される（ＳＴ１１４）。つまり、判定状態はロンググリップ操作状態となり、ショートグリップ操作状態の継続時間がリセットされる。

図３及び４の例では、繰り返し実行されるＳＴ１０２において１０ミリ秒待機し、また、繰り返し実行されるＳＴ１１２において変数ＳＴＡＴＥ＿ＴＩＭＥＲに１が加算される。つまり、ＳＴ１３６において変数ＳＴＡＴＥ＿ＴＩＭＥＲの値が所定値６０００を超えていると判定されるということは、異常状態が６０秒（６０００×１０ミリ秒）継続したことを意味する。この６０秒という値は、本発明の第１所定時間の一例である。

変数ＳＴＡＴＥに値ＬＯＮＧ＿ＧＲＩＰが設定されると（ＳＴ１４０のＹＥＳ）、次に、ピーク値Ｚ＿ＭＡＸが第１しきい値ＴＯＵＣＨ＿ＴＨより大きいか否かが判定される（ＳＴ１４２）。この第１しきい値ＴＯＵＣＨ＿ＴＨは、タッチ操作の判定に用いられるしきい値である。つまり、ＳＴ１４２においてピーク値Ｚ＿ＭＡＸが第１しきい値ＴＯＵＣＨ＿ＴＨより大きいと判定される場合は、グリップ操作と判定されているにもかかわらず、タッチ操作と判定される状態となっている場合である。通常は、導体部５を指先でつまむグリップ操作が行われているときに検出面１１を指先でタッチするタッチ操作は行われない（図１を参照）。

そして、ピーク値Ｚ＿ＭＡＸが第１しきい値ＴＯＵＣＨ＿ＴＨ以下の場合には（ＳＴ１４２のＮＯ）、ロンググリップ操作状態が維持される。その後、ロンググリップ操作状態が維持されている間は、ＳＴ１４２の判定が繰り返し行われる。

一方、ピーク値Ｚ＿ＭＡＸが第１しきい値ＴＯＵＣＨ＿ＴＨより大きい場合には（ＳＴ１４２のＹＥＳ）、値ＳＴＡＴＥに、異常状態を示す値ＴＯＵＣＨが設定される（ＳＴ１４４）。変数ＳＴＡＴＥに値ＴＯＵＣＨが設定されると（ＳＴ１１０のＹＥＳ）、変数ＳＴＡＴＥ＿ＴＩＭＥＲに１が加算され（ＳＴ１１２）、その後、ピーク値Ｚ＿ＭＡＸが第１しきい値ＴＯＵＣＨ＿ＴＨより大きい状態が継続しているか否かが判定される（ＳＴ１４８）。ピーク値Ｚ＿ＭＡＸが第１しきい値ＴＯＵＣＨ＿ＴＨ以下となっている場合には（ＳＴ１４８のＮＯ）、変数ＳＴＡＴＥに値ＬＯＮＧ＿ＧＲＩＰが設定される（ＳＴ１５４）。つまり、判定状態がロンググリップ状態に戻される。

一方、ピーク値Ｚ＿ＭＡＸが第１しきい値ＴＯＵＣＨ＿ＴＨより大きい状態が継続している場合には（ＳＴ１４８のＹＥＳ）、変数ＳＴＡＴＥ＿ＴＩＭＥＲの値が所定値（図４の例では１０）を超えているか否かが判定される（ＳＴ１５０）。変数ＳＴＡＴＥ＿ＴＩＭＥＲの値が所定値を超えるまでは、パーム操作と判定されることなくグリップ操作と判定される状態が継続しており、且つ、ピーク値Ｚ＿ＭＡＸが第１しきい値ＴＯＵＣＨ＿ＴＨより大きい状態が継続している間は、変数ＳＴＡＴＥ＿ＴＩＭＥＲに１を加算する処理（ＳＴ１１２）が繰り返し実行される。

そして、変数ＳＴＡＴＥ＿ＴＩＭＥＲの値が所定値を超えると（ＳＴ１５０のＹＥＳ）、変数ＳＴＡＴＥに、リセットを要する状態であることを示す値ＲＥＳＥＴが設定される（ＳＴ１５２）。

図３及び４の例では、繰り返し実行されるＳＴ１０２において１０ミリ秒待機し、また、繰り返し実行されるＳＴ１１２において変数ＳＴＡＴＥ＿ＴＩＭＥＲに１が加算される。つまり、ＳＴ１５０において変数ＳＴＡＴＥ＿ＴＩＭＥＲの値が所定値１０を超えていると判定されるということは、異常状態が１００ミリ秒（１０×１０ミリ秒）継続したことを意味する。この１００ミリ秒という値は、本発明の第２所定時間の一例である。

そして、変数ＳＴＡＴＥに値ＲＥＳＥＴが設定されると（ＳＴ１１６のＹＥＳ）、変数ＴＯＵＣＨ＿ＲＥＳＥＴに、リセット処理の実行が必要であることを示す値ｔｒｕｅが設定される（ＳＴ１１８）。変数ＴＯＵＣＨ＿ＲＥＳＥＴへの値ｔｒｕｅの設定に応じて、リセット部２４がリセット処理を実行する。

図５は、上述した動作に対応する状態遷移図であり、上述した変数ＳＴＡＴＥの値の遷移を示す。図５に示すように、まず、パーム操作状態（変数ＳＴＡＴＥ＝値ＰＡＬＭ）においては、異常の検知及び異常に基づくリセットは行われない。そして、パーム操作状態が解消されると、非グリップ操作状態（変数ＳＴＡＴＥ＝値ＮＯ＿ＧＲＩＰ）に遷移する（１）。その後、グリップ操作と判定されると、ショートグリップ操作状態（変数ＳＴＡＴＥ＝値ＳＨＯＲＴ＿ＧＲＩＰ）に遷移する（２）。そして、ショートグリップ操作状態の継続時間が第１所定時間（例えば、６０秒）を超えると、ロンググリップ操作状態（変数ＳＴＡＴＥ＝値ＬＯＮＧ＿ＧＲＩＰ）に遷移し（３）、更に、ピーク値が第１しきい値ＴＯＵＣＨ＿ＴＨを超えている場合には、異常状態（変数ＳＴＡＴＥ＝ＴＯＵＣＨ）に遷移する（４）。そして、異常状態の継続時間が第２所定時間（例えば、１００ミリ秒）を超えるとリセット状態（変数ＳＴＡＴＥ＝値ＲＥＳＥＴ）に遷移する（５）。上述したように、リセット状態となることに応じてリセット部２４がリセット処理を実行する。また、異常状態の継続時間が第２所定時間を超えるより前に、ピーク値が第１しきい値ＴＯＵＣＨ＿ＴＨ以下となると、ロンググリップ操作状態へと戻る（６）。また、何れの状態であっても、グリップ操作と判定されなくなると非グリップ操作状態へと戻り（７）、パーム操作と判定されるとパーム操作状態に遷移する（８）。

以上説明したように、本実施形態の入力装置１は、検出面１１に対する物体の近接度合いに応じて変化する静電容量を検出するセンサ部１０と、検出した静電容量の時間的な変化量（検出した静電容量とベース値３３との差分）を算出する変化量算出部２２と、算出した変化量に基づいて、検出面１１の指先による操作に対応するタッチ操作（第１操作）、検出面１１のパームによる操作に対応するパーム操作（第２操作）、及び、導体部５の操作に対応するグリップ操作（第３操作）を判定する判定部２３と、パーム操作と判定されず且つグリップ操作と判定される状態の継続時間が第１所定時間以上である場合にリセット処理を実行するリセット部２４とを有する。このように、入力装置１は、グリップ操作と判定される状態において、その継続時間に基づいて異常を検知してリセット処理を実行する。したがって、入力装置１は、物体が近接している状態にある場合であっても温度変動等による誤判定を抑制できる。

以上、本発明の種々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。

例えば、上述した実施形態の入力装置１は、グリップ操作と判定される状態の継続時間が第１所定時間以上となった後、ピーク値Ｚ＿ＭＡＸが第１しきい値ＴＯＵＣＨ＿ＴＨ以上である状態が第２所定時間継続した場合に、リセット処理を実行するが、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、パーム操作と判定されず且つグリップ操作と判定される状態の継続時間が第１所定時間以上である場合に、ピーク値Ｚ＿ＭＡＸが第１しきい値ＴＯＵＣＨ＿ＴＨ以上である状態が検出されたならば、第２所定時間が経過するのを待機することなく、リセット処理を実行してもよい。

また、例えば、上述した実施形態の入力装置１は、パーム操作と判定されず且つグリップ操作と判定される状態の継続時間が第１所定時間以上であり、且つ、ピーク値が第１しきい値ＴＯＵＣＨ＿ＴＨ以上である場合にリセット処理を実行するが、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、ピーク値にかかわらず、パーム操作と判定されず且つグリップ操作と判定される状態の継続時間が第１所定時間に達した場合にリセット処理を実行してもよい。

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近接に応じた情報を入力する種々の装置に広く適用可能である。

１…入力装置、５…導体部、１０…センサ部、１１…検出面（センサマトリクス）、１２…センサ素子、１３…検出値生成部、１４…駆動部、２０…処理部、２１…センサ制御部、２２…変化量算出部、２３…判定部、２４…リセット部、３０…記憶部、３１…変化量、３２…操作状態データ、３３…ベース値、３５…プログラム、４０…インターフェース部

Claims (15)

1. 検出面及び前記検出面の外縁に沿って配置された導電性の導体部に対する操作に応じた情報を入力する入力装置であって、
   前記検出面に対する物体の近接度合いに応じて変化する静電容量を検出するセンサ部と、
   前記検出した静電容量の時間的な変化量を算出する変化量算出部と、
   前記算出した変化量に基づいて、前記検出面の指先による操作に対応する第１操作、前記検出面のパームによる操作に対応する第２操作、及び、前記導体部の操作に対応する第３操作を判定する判定部と、
   前記第２操作と判定されず且つ前記第３操作と判定される状態の継続時間が第１所定時間以上である場合にリセット処理を実行するリセット部と
   を有する入力装置。
2. 前記リセット部は、前記継続時間が前記第１所定時間以上であり、且つ、前記算出した変化量の前記検出面における空間的な極大値であるピーク値が第１しきい値以上である場合に、前記リセット処理を実行する
   請求項１に記載の入力装置。
3. 前記リセット部は、前記継続時間が前記第１所定時間以上となった後に、前記ピーク値が前記第１しきい値以上である状態が第２所定時間継続した場合に、前記リセット処理を実行する
   請求項２に記載の入力装置。
4. 前記判定部は、前記ピーク値が前記第１しきい値以上である場合に前記第１操作と判定する
   請求項２又は３に記載の入力装置。
5. 前記判定部は、前記算出した変化量が第２しきい値以上である前記検出面における領域の大きさが所定の大きさ以上である場合に前記第２操作と判定する
   請求項１乃至４の何れか一項に記載の入力装置。
6. 前記判定部は、前記検出面の外縁付近における前記変化量に基づいて前記第３操作を判定する
   請求項１乃至５の何れか一項に記載の入力装置。
7. 前記変化量算出部は、前記検出面に対して物体が近接していない状態の静電容量であるベース値と前記検出した静電容量との間の差分を前記変化量として算出し、
   前記リセット処理は、前記ベース値をリセットすることを含む
   請求項１乃至６何れか一項に記載の入力装置。
8. 検出面及び前記検出面の外縁に沿って配置された導電性の導体部に対する操作に応じた情報を入力する入力装置の制御方法であって、
   前記検出面に対する物体の近接度合いに応じて変化する静電容量を検出する工程と、
   前記検出した静電容量の時間的な変化量を算出する工程と、
   前記算出した変化量に基づいて、前記検出面の指先による操作に対応する第１操作、前記検出面のパームによる操作に対応する第２操作、及び、前記導体部の操作に対応する第３操作を判定する工程と、
   前記第２操作と判定されず且つ前記第３操作と判定される状態の継続時間が第１所定時間以上である場合にリセット処理を実行する工程と
   を有する入力装置の制御方法。
9. 前記リセット処理を実行する工程は、前記継続時間が前記第１所定時間以上であり、且つ、前記算出した変化量の前記検出面における空間的な極大値であるピーク値が第１しきい値以上である場合に、前記リセット処理を実行する
   請求項８に記載の入力装置の制御方法。
10. 前記リセット処理を実行する工程は、前記継続時間が前記第１所定時間以上となった後に、前記ピーク値が前記第１しきい値以上である状態が第２所定時間継続した場合に、前記リセット処理を実行する
    請求項９に記載の入力装置の制御方法。
11. 前記判定する工程は、前記ピーク値が前記第１しきい値以上である場合に前記第１操作と判定する
    請求項９又は１０に記載の入力装置の制御方法。
12. 前記判定する工程は、前記算出した変化量が第２しきい値以上である前記検出面における領域の大きさが所定の大きさ以上である場合に前記第２操作と判定する
    請求項８乃至１１の何れか一項に記載の入力装置の制御方法。
13. 前記判定する工程は、前記検出面の外縁付近における前記変化量に基づいて前記第３操作を判定する
    請求項８乃至１２の何れか一項に記載の入力装置の制御方法。
14. 前記変化量を算出する工程は、前記検出面に対して物体が近接していない状態の静電容量であるベース値と前記検出した静電容量との間の差分を前記変化量として算出し、
    前記リセット処理は、前記ベース値をリセットすることを含む
    請求項８乃至１３何れか一項に記載の入力装置の制御方法。
15. 請求項８乃至１４の何れか一項に記載の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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