JP2021111040A - 入力装置、入力装置の制御方法、及びコンピュータに入力装置の制御方法を実行させるプログラムが記録された記録媒体 - Google Patents
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Abstract
Description
この構成によれば、一部の時間帯にノイズが集中して発生する場合において、再生される前記信号レベルに対するノイズの影響が複数の前記検出位置群に分散され易くなる。
この構成によれば、一部の場所にノイズが集中して伝搬する場合において、再生される前記信号レベルに対するノイズの影響が複数の前記検出位置群に分散され易くなる。
この構成によれば、一方向に並んだ前記N個の検出位置において、隣接する2つの前記検出位置が互いに異なる前記検出位置群に属していることから、各前記検出位置群に属する複数の前記検出位置が、空間的に分散している。また、1サイクルの前記検出処理において前記第r検出位置群に対応するK(r)個の前記合成検出信号が連続的に生成される度に、当該第r検出位置群に属するK(r)個の前記検出位置での前記信号レベルが再生される。これにより、空間的に分散したK(r)個の前記検出位置からなる前記第r検出位置群の前記信号レベルを、前記1サイクルの間の短い時間で再生することが可能になる。
この構成によれば、前記1サイクルの時間よりも短い時間で前記位置の算出結果を更新することが可能となる。
この構成によれば、前記物体が前記複数の検出位置の近傍に位置するか否かに応じて、前記検出処理の反復周期を変更することが可能となる。例えば、前記物体が前記複数の検出位置の近傍に位置しない場合、前記検出処理の反復周期を長くすることにより、消費電力を抑えることが可能となる。
この構成によれば、前記重複検出位置について算出された2以上の前記信号レベルの平均が前記重複検出位置での前記信号レベルとして再生されるため、前記信号レベルに対するノイズの影響が低減される。
この構成によれば、一方向に並んだ前記N個の検出位置の中で、端にある前記検出位置が前記重複検出位置であることにより、端において作用し易いノイズの影響が低減される。
以下、第1の実施形態に係る入力装置について、図面を参照して説明する。本実施形態に係る入力装置は、複数の検出位置における物体の近接状態に応じた情報を入力する装置であり、例えばタッチパッドやタッチパネルなどの入力装置に適用される。
図1は、本実施形態に係る入力装置100の構成の一例を示す図である。図1に示す入力装置100は、センサ部200と、処理部300と、記憶部400と、インターフェース部500を有する。なお、本明細書において「近接」とは、近くにあることを意味しており、接触の有無を限定しない。
なお、処理部300は、特定の機能を実現するように構成された1以上の専用のハードウェア(ASIC、FPGAなど)を含んでもよい。この場合、処理部300は、入力装置100の制御に関わる処理の全てを上述した1以上のコンピュータにおいて実行してもよいし、当該処理の少なくとも一部を専用のハードウェアにおいて実行してもよい。
次に、本実施形態に係る入力装置100における合成検出信号aの生成と検出信号の信号レベルの再生に係る動作について、図2に示すフローチャートを参照して説明する。
センサ制御部310の制御に従ってセンサ部200が生成するM個の合成検出信号aを、それぞれ符号「a1」,「a2」,…,「aM」で表す。「a」の添え字は、M個の合成検出信号aが生成される順番を表す。
M個の合成検出信号a1,a2,…,aMを生成するために設定されるM個の極性パターンPを、それぞれ符号「P1」,「P2」,…,「PM」で表す。センサ制御部310は、合成検出信号aiを生成する場合、N個の検出位置Sの検出信号に対して極性パターンPiを設定するようにセンサ部200を制御する。ただし、iは1からMまでの整数を示す。
検出位置S1,S2,…,SNで得られるN個の検出信号の信号レベルを、それぞれ符号「c1」,「c2」,…,「cN」で表す。検出位置Sjで得られる検出信号は、信号レベルcjを持つ。jは1からNまでの整数を示す。
第r検出位置群Grに属する検出位置Sの個数を「K(r)」とする。ただし、rは1からRまでの整数を示し、K(r)は2以上の整数を示す。
極性パターンPiに含まれる第r部分極性パターンPB(r)を、「PBi (r)」で表す。
合成検出信号aq[r,1],aq[r,2],…,aq[r,K(r)]を生成するために設定されるK(r)個の極性パターンPを、それぞれ「Pq[r,1]」,「Pq[r,2]」,…,「Pq[r,K(r)]」で表す。
極性パターンPq[r,1],Pq[r,2],…,Pq[r,K(r)]には、それぞれ第r部分極性パターンPBq[r,1] (r),PBq[r,2] (r),…,PBq[r,K(r)] (r)が含まれる。
検出位置Sp[r,1],Sp[r,2],…,Sp[r,K(r)]で得られる検出信号の信号レベルを、それぞれ「cp[r,1]」,「cp[r,2]」,…,「cp[r,K(r)]」で表す。
図7は、極性パターンPの第1変形例を示す図である。図7に示す極性パターンPは、14個の合成検出信号a1〜a14のうち、添え字が奇数の7個の合成検出信号a1,a3,…,a13が第1検出位置群G1に対応し、添え字が偶数の7個の合成検出信号a2,a4,…,a14が第2検出位置群G2に対応している点において、図3に示す極性パターンPと異なっている。
合成検出信号aの生成のタイミングを各検出位置群Gにおいて時間的に分散させることにより、一部の時間帯にノイズが集中して発生するような場合(GSM(登録商標)などの無線通信方式による間欠的なノイズが発生している場合など)でも、信号再生部320により再生される信号レベルに対するノイズの影響を複数の検出位置群Gに分散させることができる。従って、一部の検出位置群Gにおいて信号レベルの再生が不能になる事態を効果的に回避できる。
図11は、極性パターンPの第2変形例を示す図である。図11に示す極性パターンPは、14個の検出位置S1〜S14のうち、添え字が奇数の7個の検出位置S1,S3,…,S13が第1検出位置群G1に属し、添え字が偶数の7個の検出位置S2,a4,…,a14が第2検出位置群G2に対応している点において、図3に示す極性パターンPと異なっている。
検出位置Sの場所を各検出位置群Gにおいて空間的に分散させることにより、一部の場所にノイズが集中して伝搬する場合でも、信号再生部320により再生される信号レベルに対するノイズの影響を複数の検出位置群Gに分散させることができる。従って、一部の検出位置群Gにおいて信号レベルの再生が不能になる事態を効果的に回避できる。
図15は、極性パターンPの第3変形例を示す図である。図15に示す極性パターンPは、14個の合成検出信号a1〜a14のうち、添え字が奇数の7個の合成検出信号a1,a3,…,a13が第1検出位置群G1に対応し、添え字が偶数の7個の合成検出信号a2,a4,…,a14が第2検出位置群G2に対応している点において、図3に示す極性パターンPと異なっている。また、図5に示す極性パターンPは、14個の検出位置S1〜S14のうち、添え字が奇数の7個の検出位置S1,S3,…,S13が第1検出位置群G1に属し、添え字が偶数の7個の検出位置S2,a4,…,a14が第2検出位置群G2に対応している点においても、図3に示す極性パターンPと異なっている。
図19は、極性パターンPの第4変形例を示す図である。図19の例において、検出位置Sの個数は12であり(N=12)、各検出位置Sでの信号レベルを再生するためにセンサ部200が生成する合成検出信号aの個数は14である(M=14)。合成検出信号aの個数Mが検出位置Sの個数Nより多い。第1検出位置群G1には7個の検出位置S1、S3、S5、S7、S9、S11、S12が属し(K(1)=7)、第2検出位置群G2にも7個の検出位置S1、S2、S4、S6、S8、S10、S12が属する。
これにより、重複検出位置について算出された2以上の信号レベルの平均が重複検出位置での信号レベルの再生結果として得られるため、再生された信号レベルに対するノイズの影響を効果的に低減できる。
特に、図19の極性パターンPの例では、一方向に並んだ12個の検出位置Sの配列における端の検出位置S1、S12が重複検出位置であるため、一般的に検出領域235の端において作用し易いノイズの影響を効果的に低減できる。
図23は、極性パターンPの第5変形例を示す図である。図23の例において、検出位置Sの個数は16であり(N=16)、各検出位置Sでの信号レベルを再生するためにセンサ部200が生成する合成検出信号aの個数は17である(M=17)。第1検出位置群G1には5個の検出位置S1〜S5が属し(K(1)=5)、第2検出位置群G2には7個の検出位置S5〜S11が属し(K(2)=7)、第3検出位置群G3には5個の検出位置S12〜S16が属している(K(3)=5)。第1検出位置群G1には5個(K(1)個)の合成検出信号a1〜a5が対応し、第2検出位置群G2には7個(K(2)個)の合成検出信号a6〜a12が対応し、第3検出位置群G3には5個(K(3)個)の合成検出信号a13〜a17が対応している。
次に、第2の実施形態について説明する。図28は、第2の実施形態に係る入力装置100Aの構成の一例を示す図である。図28に示す入力装置100Aは、既に説明した図1に示す入力装置100と概ね同様な構成を有するとともに、処理部300に含まれる構成として近傍判定部340を有する。
センサ制御部310は、近傍判定部340の判定結果に応じて、検出処理の反復周期を変更する。例えば、センサ制御部310は、近傍判定部340においてL個の検出領域235に物体が近接していると判定された場合に検出処理の反復周期を短くし、物体が近接していないと判定された場合に検出処理の反復周期を長くする。
センサ制御部310は、各検出位置Sの検出信号の合成検出信号aを生成すべき周期的な検出タイミングが到来したか判定する(ST100)。周期的な検出タイミングが到来したと判定した場合(ST100のYes)、センサ制御部310は、変数iに初期値として1を設定し(ST105)、極性パターンPiにより極性が設定された駆動信号v1〜vNを駆動電極ED1〜EDNへ供給するように、駆動部270を制御する。またセンサ制御部310は、駆動信号v1〜vNの供給のタイミングに合わせて各検出電極ESの合成検出信号aiを生成するように、合成検出信号生成部250の各検出回路255を制御する(ST110)。
Claims (12)
- 複数の検出位置における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、
N個の前記検出位置における物体の近接状態をそれぞれ検出し、前記N個の検出位置について前記検出の結果として得られるN個の検出信号の和に応じた合成検出信号を生成し、前記N個の検出位置の各々において、前記近接状態に応じた信号レベルを持つ前記検出信号の正負の極性を制御可能なセンサ部と、
1以上のプロセッサと、
前記1以上のプロセッサによって実行されるプログラムを格納したメモリとを有し、
前記1以上のプロセッサは、前記プログラムを実行したときに、
前記N個の検出信号に設定するN個の前記極性である極性パターンを互いに異ならせたM個(MはN以上の整数を示す。)の前記合成検出信号を生成するように前記センサ部を制御するセンサ制御と、
前記センサ部が生成した前記M個の合成検出信号に基づいて、前記N個の検出信号の信号レベルを再生する信号再生と
を行い、
前記N個の検出位置の各々は、R個の検出位置群の一部に属しており、
前記R個の検出位置群は、第1検出位置群ないし第R検出位置群からなり、
第r検出位置群(rは1からRまでの整数を示す。)には、K(r)個(K(r)は2以上の整数を示す。)の前記検出位置が属しており、
前記第r検出位置群に属する前記K(r)個の検出位置について得られたK(r)個の前記検出信号に設定するK(r)個の前記極性を、第r部分極性パターンと呼び、
前記検出信号に設定する正又は負の前記極性を「1」又は「−1」で表わし、
前記合成検出信号に加算しない前記検出信号に対して設定する前記極性を「0」で表し、
前記第r部分極性パターンを、それぞれ「1」、「−1」又は「0」の値を持ったK(r)個の要素からなる1行K(r)列の第r部分行列で表わし、
前記M個の合成検出信号の各々は、前記R個の検出位置群のいずれか1つに対応しており、
前記第r検出位置群には、K(r)個の前記合成検出信号が対応しており、
前記K(r)個の合成検出信号の生成に用いられるK(r)個の前記極性パターンの各々は、1つの前記第r部分極性パターンを含むとともに、当該1つの第r部分極性パターン以外の全ての前記極性が「0」であり、
前記K(r)個の極性パターンに含まれるK(r)個の前記第r部分極性パターンを、K(r)個の前記第r部分行列からなるK(r)行K(r)列の第r極性パターン行列で表わし、
前記1以上のプロセッサは、前記信号再生を行う場合、前記第r極性パターン行列に対する逆行列と、前記K(r)個の合成検出信号を要素とするK(r)行1列の合成検出信号行列との乗算に相当する演算に基づいて、前記第r検出位置群に属する前記K(r)個の検出位置について得られた前記K(r)個の検出信号の信号レベルを再生する、
入力装置。 - 前記1以上のプロセッサは、前記センサ制御を行う場合、前記M個の合成検出信号を順次に生成するとともに、互いに異なる前記検出位置群に対応した2つの前記合成検出信号を前後に連続して生成するように前記センサ部を制御する、
請求項1に記載の入力装置。 - 前記N個の検出位置が、一方向に並んでおり、
隣接する2つの前記検出位置が、互いに異なる前記検出位置群に属している、
請求項1又は請求項2に記載の入力装置。 - 前記N個の検出位置が、一方向に並んでおり、
隣接する2つの前記検出位置が、互いに異なる前記検出位置群に属しており、
前記1以上のプロセッサは、前記センサ制御を行う場合、
前記M個の合成検出信号を順次に生成する検出処理を周期的に反復し、
1サイクルの前記検出処理では、前記第r検出位置群に対応するK(r)個の前記合成検出信号を連続的に生成し、
前記1以上のプロセッサは、前記信号再生を行う場合、前記第r検出位置群に対応するK(r)個の前記合成検出信号が生成される度に、当該第r検出位置群に属するK(r)個の前記検出位置での前記信号レベルを再生する、
請求項1に記載の入力装置。 - 前記1以上のプロセッサは、前記プログラムを実行したとき、前記信号再生により再生された前記N個の検出信号の前記信号レベルを含む前記複数の検出位置での前記信号レベルに基づいて、物体が近接した位置を算出する位置算出を行い、
前記1以上のプロセッサは、前記位置算出を行う場合、前記信号再生により前記第r検出位置群に属するK(r)個の前記検出位置での前記信号レベルが再生される度に、再生されたK(r)個の前記検出位置での前記信号レベルを含む前記複数の検出位置での前記信号レベルに基づいて、前記位置の算出結果を更新する、
請求項4に記載の入力装置。 - 前記1以上のプロセッサは、前記プログラムを実行したとき、前記検出処理の反復によって周期的に生成される前記合成検出信号に基づいて、物体が前記複数の検出位置の近傍に位置するか否かを判定する近傍判定を行い、
前記1以上のプロセッサは、前記センサ制御を行う場合、前記近傍判定の判定結果に応じて、前記検出処理の反復周期を変更する、
請求項4又は請求項5に記載の入力装置。 - 前記1以上のプロセッサは、前記信号再生を行う場合、2以上の前記検出位置群に属した前記検出位置である重複検出位置について、前記逆行列と前記合成検出信号行列との乗算に相当する演算に基づいて2以上の前記信号レベルを算出した場合、算出した前記2以上の信号レベルの平均を前記重複検出位置について得られた前記信号レベルとして再生する、
請求項1ないし請求項6のいずれか一項に記載の入力装置。 - 前記N個の検出位置が、一方向に並んでおり、
前記N個の検出位置の配列における両端の前記検出位置の少なくとも一方が前記重複検出位置である、
請求項7に記載の入力装置。 - 前記センサ部は、
前記複数の検出位置に対応して設けられた複数の検出要素であって、物体の近接状態に応じた信号レベルを持ち、入力される駆動信号に応じて前記極性が「1」、「−1」又は「0」に設定される前記検出信号をそれぞれ発生する複数の検出要素と、
前記センサ制御に従って、前記複数の検出要素にそれぞれ前記駆動信号を供給する駆動部と、
前記N個の検出位置に対応したN個の前記検出要素が発生する前記N個の検出信号の和に応じた前記合成検出信号を生成する合成検出信号生成部とを含む、
請求項1ないし請求項8の何れか一項に記載の入力装置。 - 前記センサ部は、
少なくとも1つの検出電極と、
前記検出電極に交差する複数の駆動電極とを含み、
前記検出要素は、前記検出電極と前記駆動電極との交差部に形成され、物体の近接状態に応じて静電容量が変化するキャパシタであり、
前記駆動部は、前記複数の駆動電極にそれぞれ前記駆動信号を供給し、
1つの前記検出電極とN個の前記駆動電極との間には、前記N個の検出要素としてのN個の前記キャパシタが形成されており、
前記合成検出信号生成部は、前記N個の駆動電極に供給されるN個の前記駆動信号に応じて前記検出電極に伝送される前記N個のキャパシタの電荷に基づいて、前記合成検出信号を生成する、
請求項9に記載の入力装置。 - 複数の検出位置における物体の近接状態に応じた情報を入力する入力装置の制御方法であって、
前記入力装置が、N個の前記検出位置における物体の近接状態をそれぞれ検出し、前記N個の検出位置について前記検出の結果として得られるN個の検出信号の和に応じた合成検出信号を生成し、前記N個の検出位置の各々において、前記近接状態に応じた信号レベルを持つ前記検出信号の正負の極性を制御可能なセンサ部を有し、
前記制御方法が、
前記N個の検出信号に設定するN個の前記極性である極性パターンを互いに異ならせたM個(MはN以上の整数を示す。)の前記合成検出信号を生成するように前記センサ部を制御することと、
前記センサ部が生成した前記M個の合成検出信号に基づいて、前記N個の検出信号の信号レベルを再生することとを有し、
前記N個の検出位置の各々は、R個の検出位置群の一部に属しており、
前記R個の検出位置群は、第1検出位置群ないし第R検出位置群からなり、
第r検出位置群(rは1からRまでの整数を示す。)には、K(r)個(K(r)は2以上の整数を示す。)の前記検出位置が属しており、
前記第r検出位置群に属する前記K(r)個の検出位置について得られたK(r)個の前記検出信号に設定するK(r)個の前記極性を、第r部分極性パターンと呼び、
前記検出信号に設定する正又は負の前記極性を「1」又は「−1」で表わし、
前記合成検出信号に加算しない前記検出信号に対して設定する前記極性を「0」で表し、
前記第r部分極性パターンを、それぞれ「1」、「−1」又は「0」の値を持ったK(r)個の要素からなる1行K(r)列の第r部分行列で表わし、
前記M個の合成検出信号の各々は、前記R個の検出位置群のいずれか1つに対応しており、
前記第r検出位置群には、K(r)個の前記合成検出信号が対応しており、
前記K(r)個の合成検出信号の生成に用いられるK(r)個の前記極性パターンの各々は、1つの前記第r部分極性パターンを含むとともに、当該1つの第r部分極性パターン以外の全ての前記極性が「0」であり、
前記K(r)個の極性パターンに含まれるK(r)個の前記第r部分極性パターンを、K(r)個の前記第r部分行列からなるK(r)行K(r)列の第r極性パターン行列で表わし、
前記信号レベルを再生することは、前記第r極性パターン行列に対する逆行列と、前記K(r)個の合成検出信号を要素とするK(r)行1列の合成検出信号行列との乗算に相当する演算に基づいて、前記第r検出位置群に属する前記K(r)個の検出位置について得られた前記K(r)個の検出信号の信号レベルを再生することを含む、
入力装置の制御方法。 - 複数の検出位置における物体の近接状態に応じた情報を入力する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が記録された非一時的な有形の記録媒体であって、
前記入力装置が、N個の前記検出位置における物体の近接状態をそれぞれ検出し、前記N個の検出位置について前記検出の結果として得られるN個の検出信号の和に応じた合成検出信号を生成し、前記N個の検出位置の各々において、前記近接状態に応じた信号レベルを持つ前記検出信号の正負の極性を制御可能なセンサ部を有し、
前記制御方法が、
前記N個の検出信号に設定するN個の前記極性である極性パターンを互いに異ならせたM個(MはN以上の整数を示す。)の前記合成検出信号を生成するように前記センサ部を制御することと、
前記センサ部が生成した前記M個の合成検出信号に基づいて、前記N個の検出信号の信号レベルを再生することとを有し、
前記N個の検出位置の各々は、R個の検出位置群の一部に属しており、
前記R個の検出位置群は、第1検出位置群ないし第R検出位置群からなり、
第r検出位置群(rは1からRまでの整数を示す。)には、K(r)個(K(r)は2以上の整数を示す。)の前記検出位置が属しており、
前記第r検出位置群に属する前記K(r)個の検出位置について得られたK(r)個の前記検出信号に設定するK(r)個の前記極性を、第r部分極性パターンと呼び、
前記検出信号に設定する正又は負の前記極性を「1」又は「−1」で表わし、
前記合成検出信号に加算しない前記検出信号に対して設定する前記極性を「0」で表し、
前記第r部分極性パターンを、それぞれ「1」、「−1」又は「0」の値を持ったK(r)個の要素からなる1行K(r)列の第r部分行列で表わし、
前記M個の合成検出信号の各々は、前記R個の検出位置群のいずれか1つに対応しており、
前記第r検出位置群には、K(r)個の前記合成検出信号が対応しており、
前記K(r)個の合成検出信号の生成に用いられるK(r)個の前記極性パターンの各々は、1つの前記第r部分極性パターンを含むとともに、当該1つの第r部分極性パターン以外の全ての前記極性が「0」であり、
前記K(r)個の極性パターンに含まれるK(r)個の前記第r部分極性パターンを、K(r)個の前記第r部分行列からなるK(r)行K(r)列の第r極性パターン行列で表わし、
前記信号レベルを再生することは、前記第r極性パターン行列に対する逆行列と、前記K(r)個の合成検出信号を要素とするK(r)行1列の合成検出信号行列との乗算に相当する演算に基づいて、前記第r検出位置群に属する前記K(r)個の検出位置について得られた前記K(r)個の検出信号の信号レベルを再生することを含む、
記録媒体。
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