JP6236351B2 - 入力装置 - Google Patents

Description

本発明は、静電容量式の入力装置に関し、特に、ノイズによる誤検知を低減することができる入力装置に関する。

従来から、静電容量式の入力装置は、操作者の指やタッチペンなどの操作体による近接操作に伴う静電容量の変化を検知することで入力操作を行うもので、携帯電話やタブレット型端末等の携帯機器や、ナビゲーション装置等の車載機器等に広く用いられている。

特許文献１（従来例１）に記載の静電容量式タッチセンサ（入力装置）８００では、図７に示すように、センサコントローラ８０２、電流ソース８０４、クロック／タイマ８０６、アナログデジタル変換器（ＡＤＣ）８０８、マルチプレクサ入力／出力（Ｉ／Ｏ）８１０、及びデータ格納装置８１２を備えている。

静電容量式タッチセンサ８００では、図８に示すように、電圧測定信号９０４が、タッチ検出閾値９０６よりも低くなった場合に、電極は、タッチ（操作）状態と判断され、タッチリリース閾値９１２よりも高くなった場合にノータッチ（非操作）状態であると判断される。

電極がノータッチ状態の間、ベースライン（ベース値）９０２は、動的に調整され、ベースライン９０２が動的調整されるにつれてタッチ検出閾値９０６及びタッチリリース閾値９１２も動的に調整される。

特表２０１３‐５０６９０５号公報

しかしながら、上述した従来例では、非操作時（ノータッチ状態）の間は常時ベースライン値を更新しているので、静電容量式の入力装置（タッチセンサ）に雑音が加わった場合、雑音による容量の検出値の変動がベース値（ベースライン）に加わってしまうこととなる。

雑音によって容量の検出値が増大する場合、ベース値は雑音の影響に応じて増大し、それと共に、タッチ検出閾値とタッチリリース閾値も増大することとなる。

このようにタッチ検出閾値が雑音の影響で増大した後に、雑音が除去されて容量の検出値が減少する際に増大したタッチ検出閾値を下回ると、操作入力として誤検知が発生してしまう虞があると言う課題があった。

本発明は、上述した課題を解決するもので、雑音が発生した場合でも誤検知を防ぐことが可能な静電容量式の入力装置を提供することを目的とする。

この課題を解決するために、本発明の入力装置は、複数の容量検出部を有し、操作体が近接操作を行う入力部と、前記容量検出部ごとに静電容量を計測し、計測した静電容量値をデータとして出力する容量計測部と、前記静電容量値を前記容量検出部と関連付けて取得し、前記静電容量値を用いてベース値を更新すると共に、前記静電容量値と前記ベース値との差が所定の閾値を越えたか否かを判別して操作の有無を検出する制御部と、を有する静電容量式の入力装置であって、前記制御部は、前記静電容量値と前記ベース値との差から雑音の有無を判断し、雑音がないと判断した場合には、前記ベース値と、前記静電容量値と前記ベース値との差の平均値と、の加重平均演算によって前記ベース値を更新し、前記加重平均演算の重みとして第１の重みに設定し、雑音があると判断した場合には、前記ベース値と、前記静電容量値と前記ベース値との差の平均値と、の加重平均演算によって前記ベース値を更新し、前記加重平均演算の重みとして前記第１の重みより大きい第２の重みに設定し、前記ベース値の重みを雑音がないと判断した場合の前記ベース値の重みより大きくする、または更新を停止することを特徴とする。

これによれば、雑音が加わってもベース値が雑音に追従しないため、雑音が除去された場合に誤検知を防ぐことができるので、雑音が発生した場合でも誤検知を防ぐことが可能な静電容量式の入力装置を提供することができる。

また、本発明の入力装置は、前記制御部は、操作が有効であると判断した際に前記ベース値を更新する加重平均演算の重みとして前記第２の重みを設定、または更新を停止することを特徴とする。

これによれば、制御部が操作があると判断した際に第２の重みを設定、または更新を停止するので、ベース値が操作による容量変化に追従しなくなるため、確実に入力操作を検出することができる。

また、本発明の入力装置は、前記制御部は、前記入力部への操作を検出した際に、前記複数の容量検出部から出力される前記静電容量値と前記ベース値との差の最大値と最小値とが所定の条件を満たしている場合に操作が有効と判断し、前記ベース値を更新する加重平均演算の重みとして前記第２の重みを設定、または更新を停止することを特徴とする。

これによれば、静電容量値とベース値の差の最大値と最小値との比を取ることで、最小値と最大値の比が大きくなる接触操作と、最大値と最小値の比が小さい雑音とをより確実に判別することができる。このため、より誤検知を低減することができる入力装置を提供することができる。

また、本発明の入力装置は、前記制御部は、前記静電容量値と前記ベース値との差の総和が雑音によって変化したことを検出した際に、前記入力部への操作を検出した場合、操作が有効であるか否かを判断し、操作が無効と判断した場合には、前記ベース値を更新する加重平均演算の重みとして前記第１の重みを設定することを特徴とする。

これによれば、雑音の変化によって操作が検出され、その操作入力が無効と判断された場合には、ベース値を更新する加重平均演算の重みとして第１の重みを設定するので、雑音の入力による静電容量値とベース値との乖離を短時間で解消することができる。

また、本発明の入力装置は、前記ベース値の更新は、次の式（１）に示す加重平均演算によって求めることを特徴とする。

（数１）
更新ベース値＝（ｐ×従来のベース値＋ｑ×静電容量値とベース値との差の平均値）／（ｐ＋ｑ）・・・式（１）
但し、ｐ，ｑは重みを示す正の数で、ｐ＋ｑ≧１とする。

これによれば、重みｐ及びｑの値で容易にベース値の追従する早さを変えることができる。このため、温度や雑音など使用する環境に合わせて、容易に加重平均の重みを設定することができる。

本発明によれば、雑音が発生した場合でも誤検知を防ぐことが可能な静電容量式の入力装置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構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る入力装置の外観模式図である。 本発明の実施形態に係る入力装置の動作概要を示すフローチャートである。 図３の手順Ｓ１の詳細処理手順を示すフローチャートである。 図３の手順Ｓ２の詳細処理手順を示すフローチャートである。 図３の手順Ｓ３の詳細処理手順を示すフローチャートである。 従来技術の入力装置の構成を示すブロック図である。 従来技術の入力装置の動作を説明する図である。

［第１実施形態］
以下に第１実施形態における入力装置１００について説明する。

まず始めに、本発明の実施形態における静電容量式の入力装置１００の構成について図１及び図２を用いて説明する。図１は入力装置１００の構成を示すブロック図であり、図２は入力装置１００の外観模式図である。

入力装置１００は図１に示すように、入力部１と、容量計測部２と、制御部３と、を備えている。入力部１は容量計測部２に接続されており、容量計測部２は制御部３に接続されている。また、制御部３は外部機器５０と接続可能に構成されている。

入力部１は図２に示すように、操作者の手指等の操作体６０が入力操作面に近接または接触する近接操作によって入力操作が行われる。入力部１には、入力操作面に沿って複数の容量検出部１ａがＸ方向にＭ個、Ｘ方向と直交するＹ方向にＮ個がマトリクス状に配置されている（Ｍ、Ｎは自然数とする）

容量検出部１ａは静電容量を有しており、操作者が入力操作を行うために入力部１に指等の操作体６０を接触すると、接触された位置及びその近傍にある容量検出部１ａの静電容量が変化する。尚、本実施形態では操作体６０が接触することで静電容量は増加するものとして説明を進める。

容量計測部２は複数の容量検出部１ａごとの静電容量を計測し、計測した静電容量をアナログ信号からデジタル信号へ変換するＡｎａｌｏｇ‐ｔｏ‐Ｄｉｇｉｔａｌ変換（以下、ＡＤ変換と記す）を行う。また、容量計測部２は、ＡＤ変換によってデジタル信号に変換された静電容量値をデータとして制御部３へ出力する。

制御部３は容量計測部２を制御し、複数の容量検出部１ａごとの静電容量値を容量検出部１ａの座標情報と関連付けて取得する。また制御部３は、容量計測部２から座標情報と関連付けて取得した静電容量値を用いて演算し、その結果に基づいて外部機器５０に対して制御信号を出力する。また、制御部３にはタイマ機能やメモリ（図示せず）が備えられ、タイマ機能による制御間隔の管理や、取得した静電容量値や静電容量値を演算した結果を記憶することなどを行うことができる。

次に第１実施形態における入力装置１００の動作について図３を用いて説明する。図３は第１実施形態に係る入力装置１００の動作概要を示すフローチャートである。図３のフローチャートで示された処理手順は、制御部３に内蔵されているタイマ機能などによって定期的に繰り返して行われる。

まず制御部３は手順Ｓ１で、容量計測部２を制御して容量検出部１ａごとの静電容量値を取得し、容量検出部１ａの座標情報に対応させて、制御部３に含まれるメモリに静電容量値の記憶領域を設定して記憶する。また、制御部３は取得した静電容量値とベース値との差が、所定の閾値を越えたか否かを判別してノイズや操作の有無を検出する。操作を検出した場合、制御部３は静電容量値とベース値との差から操作が有効／無効や雑音の有無について判断し、結果をメモリに記憶する。尚、ベース値は容量検出部１ａの静電容量値を加重平均して求められ、操作者の手指等の操作体６０が入力操作面に近接または接触操作されていない状態での容量検出部１ａの静電容量値と看做して取り扱う。従って静電容量値とベース値との差は、入力操作やノイズの侵入による静電容量値の変化量を示すこととなる。

次に、手順Ｓ２で制御部３は、手順Ｓ１で求めた静電容量値とベース値との差を演算し、雑音の状態や、雑音の状態が変化することに伴って発生するベース値の変動に起因した誤検知の発生有無を判断し、結果をメモリに記憶する。

手順Ｓ３で制御部３は、手順Ｓ１及び手順Ｓ２で判断した結果に基づいて、操作の有無に対応した制御信号を出力すると共に加重平均重みを設定し、取得した静電容量値を用いてベース値（ＢＡＳＥ）を更新する。更新したベース値は、制御部３に含まれるメモリに雑音情報の記録領域とベース値（ＢＡＳＥ）の記憶領域を設定して記憶する。

次に、図３のフローチャートに示した手順Ｓ１から手順Ｓ３の処理について図４から図６を用いて詳細に説明する。

図４は、図３に示したフローチャートの手順Ｓ１の詳細な処理手順を示したフローチャートである。尚、フローチャートの手順にしたがって演算をおこなう際に必要な閾値やベース値（ＢＡＳＥ）は、組込む機器や想定される使用状態に合わせ適宜その値や初期値が設定されてあらかじめ制御部３に備えられたメモリに記憶されているものとする。

制御部３は、図４のフローチャートで示された手順Ｓ１＿１で、ノイズの有無を判断した結果を示す雑音フラグを初期状態として雑音がない状態を示す０に設定してメモリに記憶し、手順Ｓ１＿２へ移行する。

手順Ｓ１＿２で制御部３は、全ての容量検出部１ａについて順次、静電容量値Ｃ（ｘ，ｙ）を容量計測部２から取得する。取得した静電容量値Ｃ（ｘ，ｙ）は、容量検出部１ａの座標情報（ｘ，ｙ）に対応させて、制御部３に含まれるメモリに静電容量値の記憶領域を設定して記憶し手順Ｓ１＿３へ移行する。容量検出部１ａの座標情報（ｘ，ｙ）は、ある容量検出部１ａがＸ方向にｍ番目、Ｙ方向にｎ番目の位置にある場合、（ｍ，ｎ）で表され、この容量検出部の静電容量値Ｃ（ｘ，ｙ）は、Ｃ（ｍ，ｎ）と表される。尚、ｘは１からＭまでの自然数で表され、ｙは１からＮまでの自然数で表される。

手順Ｓ１＿３で制御部３は、手順Ｓ１＿２で取得した静電容量値Ｃ（ｘ，ｙ）とメモリに記憶されているベース値（ＢＡＳＥ）との差を算出する。算出した値は容量変化値ΔＣ（ｘ，ｙ）として、容量検出部１ａの座標情報（ｘ，ｙ）に対応させて、制御部３に含まれるメモリに容量変化値の記憶領域を設定して記憶し手順Ｓ１＿４へ移行する。

手順Ｓ１＿４で制御部３は、手順Ｓ１＿３で求めた容量変化値ΔＣ（ｘ，ｙ）が最大となる容量変化値ΔＣＬ（ｘ，ｙ）を抽出し、その値と座標情報（ｘ，ｙ）を記憶して手順Ｓ１＿５へ移行する。

手順Ｓ１＿５で制御部３は、手順Ｓ１＿３で求めた容量変化値ΔＣ（ｘ，ｙ）が最小となる容量変化値ΔＣＳ（ｘ，ｙ）を抽出し、その値と座標情報（ｘ，ｙ）を記憶して手順Ｓ１＿６へ移行する。

手順Ｓ１＿６で制御部３は、手順Ｓ１＿４で抽出した容量変化値ΔＣＬ（ｘ，ｙ）と、容量変化値ΔＣＬ（ｘ，ｙ）に温度等の環境やＡＤ変換の誤差による変動とは異なる有意の容量変化の有無を判定するための信号入力判定閾値Ｔｈ１とを比較する。容量変化値ΔＣＬ（ｘ，ｙ）が信号入力判定閾値Ｔｈ１以上の場合には静電容量値Ｃ（ｘ，ｙ）に変化が生じたと判断し手順Ｓ１＿７に移行する。また、容量変化値ΔＣＬ（ｘ，ｙ）が信号入力判定閾値Ｔｈ１未満の場合には静電容量値Ｃ（ｘ，ｙ）に変化がないと判断されたこととなり手順Ｓ１＿１６に移行する。

手順Ｓ１＿７で制御部３は、手順Ｓ１＿４で抽出した容量変化値ΔＣＬ（ｘ，ｙ）と、信号入力判定閾値Ｔｈ１より大きな値に設定され入力操作の有無を判定する操作判定閾値Ｔｈ２とを比較する。容量変化値ΔＣＬ（ｘ，ｙ）が操作判定閾値Ｔｈ２以上の場合には操作があったと判断し手順Ｓ１＿８に移行する。また、容量変化値ΔＣＬ（ｘ，ｙ）が操作判定閾値Ｔｈ２未満の場合には操作がなかったものと判断されたこととなり手順Ｓ１＿１５に移行する。尚、操作判定閾値Ｔｈ２は容量変化の有無を判定するためのている

手順Ｓ１＿８で制御部３は、手順Ｓ１＿３で求めた容量変化値ΔＣ（ｘ，ｙ）から負の値を持つ容量変化値ΔＣ（ｘ，ｙ）の値を積算し、求めた値をΣΔＣ（−）としてメモリに記憶して手順Ｓ１＿９へ移行する。

手順Ｓ１＿９で制御部３は、手順Ｓ１＿８で求めたΣΔＣ（−）の値と、雑音判定閾値Ｔｈ３とを比較する。ΣΔＣ（−）の値が雑音判定閾値Ｔｈ３より大きい（絶対値が小さい）場合には、ノイズによる容量変化値ΔＣ（ｘ，ｙ）への影響が小さく誤検知がないものと判断し手順Ｓ１＿１０へ移行する。また、ΣΔＣ（−）の値が雑音判定閾値Ｔｈ３以下（絶対値が大きい）の場合には、ノイズによる容量変化値ΔＣ（ｘ，ｙ）への影響が大きいく誤検知があると判断し、手順Ｓ１＿１４へ移行する。

手順Ｓ１＿１０で制御部３は、手順Ｓ１＿５で求めた絶対値が最小となる容量変化値ΔＣＳ（ｘ，ｙ）に対する手順Ｓ１＿４で求めた絶対値が最大となる容量変化値ΔＣＬ（ｘ，ｙ）の比ＣＲを求め、その結果をメモリに記憶して手順Ｓ１＿１１へ移行する。

手順Ｓ１＿１１で制御部３は、手順Ｓ１＿１１で求めた静電容量の比ＣＲと、接触操作の有効無効を判断する第１の有効判定閾値Ｔｈ４とを比較する。静電容量の比ＣＲが第１の有効判定閾値Ｔｈ４以上の場合には操作が有効であると判断し手順Ｓ１＿１３へ移行する。また、静電容量の比ＣＲが第１の有効判定閾値Ｔｈ４未満の場合には手順Ｓ１＿１２へ移行する。

手順Ｓ１＿１２で制御部３は、手順Ｓ１＿４で求めた絶対値が最大となる容量変化値ΔＣＬ（ｘ，ｙ）と接触操作の有効無効を判断する第２の有効判定閾値Ｔｈ５とを比較する。絶対値が最大となる容量変化値ΔＣＬ（ｘ，ｙ）が第２の有効判定閾値Ｔｈ５以上の場合には操作が有効であると判断し手順Ｓ１＿１３へ移行する。また絶対値が最大となる容量変化値ΔＣＬ（ｘ，ｙ）が第２の有効判定閾値Ｔｈ５未満の場合には操作が無効であると判断し手順Ｓ１＿１４へ移行する。

以上のように制御部３は、手順Ｓ１＿７で入力部への操作を検出した際に、複数の容量検出部１ａから出力された静電容量値Ｃ（ｘ，ｙ）とベース値（ＢＡＳＥ）との差である容量変化値ΔＣ（ｘ，ｙ）の最大値ΔＣＬ（ｘ，ｙ）と最小値ΔＣＳ（ｘ，ｙ）とが手順Ｓ１＿１０及び手順Ｓ１＿１１で判断される所定の条件を満たしているいる場合に操作が有効と判断する。

手順Ｓ１＿１３で制御部３は、誤検知の有無を示す誤検知フラグに誤検知がないことを示す０を設定し、有効な操作の有無を示す操作フラグに有効な操作があったことを示す１を設定してそれぞれのフラグをメモリに記憶して手順Ｓ１の動作を終了する。

手順Ｓ１＿１４へ移行してくるのは、手順Ｓ１＿９で誤検知があると判断した場合と、手順Ｓ１＿１２で絶対値が最大となる容量変化値ΔＣＬ（ｘ，ｙ）が第２の有効判定閾値Ｔｈ５未満で操作が無効と判断された場合である。従って制御部３は、誤検知の有無を示す誤検知フラグに誤検知があることを示す１を設定し、有効な操作の有無を示す操作フラグに有効な操作がなかったことを示す０を設定して、それぞれのフラグをメモリに記憶して手順Ｓ１の動作を終了する。

手順Ｓ１＿１５へ移行してくるのは、手順Ｓ１＿６で静電容量値Ｃ（ｘ，ｙ）に変化があったと判断され、手順Ｓ１＿７で操作がなかったものと判断された場合である。従って制御部３は、入力が雑音であると判断し、雑音の有無を示す雑音フラグに雑音があることを示す１を設定しメモリに記憶して手順Ｓ１＿１６に移行する。

手順Ｓ１＿１６に移行してくるのは、手順Ｓ１＿６で静電容量値Ｃ（ｘ，ｙ）に変化ががなかったと判断された場合と、手順Ｓ１＿７で操作がなかったものと判断された場合である。従って制御部３は誤検知の有無を示す誤検知フラグに誤検知がないことを示す０を設定し、有効な操作の有無を示す操作フラグに有効な操作がなかったことを示す０を設定して、それぞれのフラグをメモリに記憶して手順Ｓ１の動作を終了する。

図５は、図３に示したフローチャートの手順Ｓ２の詳細な処理手順を示したフローチャートである。

制御部３は、図５のフローチャートで示された手順Ｓ２＿１で、誤検知の判定状態を示すモードの値を判別し、０の場合は手順Ｓ２＿２へ、１の場合には手順Ｓ２＿５へ、２の場合には手順Ｓ２＿８へ、３の場合には手順Ｓ２＿１４へ、移行する。モードの初期値は正常に入力操作ができる通常の状態を示す０が設定されている。モードの値が１の場合は雑音の影響による誤検知が生じる可能性のある状態を示しており、２の場合は操作入力の検知または誤検知が生じている状態を示し、３の場合は操作または誤検知による入力がなくなった状態を示している。

手順Ｓ２＿２に移行してくるのは、手順Ｓ２＿１でモードの値が正常に入力操作ができる通常の状態を示す０の場合である。手順Ｓ２＿２で制御部３は、手順Ｓ１＿３で求めた容量変化値ΔＣ（ｘ，ｙ）を全て積算し総和である容量変化の合計値ΣΔＣを算出し、メモリに記憶して手順Ｓ２＿３へ移行する。

手順Ｓ２＿３で制御部３は、手順Ｓ２＿２で求めた容量変化の合計値ΣΔＣと雑音によって全体的な容量値の変化の有無を判断する容量変化閾値Ｔｈ６との比較を行う。容量変化の合計値ΣΔＣが、容量変化閾値Ｔｈ６以下の場合には全体的な容量値の変化があると判断して手順Ｓ２＿４へ移行し、容量変化閾値Ｔｈ６より大きい場合には全体的な容量値の変化がないと判断し手順Ｓ２の動作を終了する。

手順Ｓ２＿４で制御部３は、モードの値を雑音の影響による誤検知が生じる可能性のある状態を示す１に設定してメモリに記憶し、手順Ｓ２の動作を終了する。

手順Ｓ２＿５に移行してくるのは、手順Ｓ２＿１でモードの値が雑音の影響による誤検知が生じる可能性のある状態を示す１の場合である。手順Ｓ２＿５で制御部３は、手順Ｓ１＿４で抽出した容量変化値ΔＣＬ（ｘ，ｙ）と、入力操作の有無を判定する操作判定閾値Ｔｈ２とを比較し、容量変化値ΔＣＬ（ｘ，ｙ）が操作判定閾値Ｔｈ２以上の場合には操作または誤検知があったと判断し手順Ｓ２＿６に移行する。また、容量変化値ΔＣＬ（ｘ，ｙ）が操作判定閾値Ｔｈ２未満の場合には操作または誤検知がなかったものと判断され手順Ｓ２の動作を終了する。

手順Ｓ２＿６で制御部３は、モードの値を操作入力の検知または誤検知が生じている状態を示す２に設定してメモリに記憶し、手順Ｓ２＿７へ移行する。

手順Ｓ２＿７で制御部３は、誤検知による操作を検出したことを示す偽指フラグに誤検知による操作を検出していない状態を示す０を設定してメモリに記憶し、手順Ｓ２の動作を終了する。

手順Ｓ２＿８に移行してくるのは、手順Ｓ２＿１でモードの値が操作入力の検知または誤検知が生じている状態を示す２の場合である。手順Ｓ２＿８で制御部３は、手順Ｓ１＿４で抽出した容量変化値ΔＣＬ（ｘ，ｙ）と、入力操作の有無を判定する操作判定閾値Ｔｈ２とを比較し、容量変化値ΔＣＬ（ｘ，ｙ）が操作判定閾値Ｔｈ２未満の場合には操作または誤検知がなくなったものと判断し手順Ｓ２＿９へ移行する。また、容量変化値ΔＣＬ（ｘ，ｙ）が操作判定閾値Ｔｈ２以上の場合には操作または誤検知があると判断し手順Ｓ２＿１２に移行する。

手順Ｓ２＿９で制御部３は、モードの値を操作または誤検知による入力がなくなった状態を示す３に設定してメモリに記憶し、手順Ｓ２＿１０へ移行する。

手順Ｓ２＿１０で制御部３は、タイマを初期状態の０に設定してカウントをスタートさせ、手順Ｓ２＿１１へ移行する。

手順Ｓ２＿１１で制御部３は、誤検知による操作を検出したことを示す偽指フラグに誤検知による操作を検出していない状態を示す０を設定してメモリに記憶し、手順Ｓ２の動作を終了する。

手順Ｓ２＿１２に移行してくるのは、手順Ｓ２＿８で操作または誤検知があると判断された場合である。手順Ｓ２＿１２で制御部３は誤検知の有無を示す誤検知フラグの値を判別し、誤検知フラグが１に設定されている場合には手順Ｓ２＿１３へ移行する。また、誤検知フラグが０に設定されている場合には手順Ｓ２の動作を終了する。

手順Ｓ２＿１３で制御部３は、誤検知による操作を検出したことを示す偽指フラグに誤検知による操作を検出した状態を示す１を設定してメモリに記憶し、手順Ｓ２の動作を終了する。

手順Ｓ２＿１４に移行してくるのは、手順Ｓ２＿１でモードの値が操作または誤検知による入力がなくなった状態を示す３の場合である。手順Ｓ２＿１２で制御部３は、タイマの値が所定の時間Ｔを経過したかを判別し、タイマの値が所定の時間Ｔ未満の場合には手順Ｓ２＿１５へ移行する。また、タイマが所定の時間Ｔを経過している場合には手順Ｓ２＿１８へ移行する。

手順Ｓ２＿１５で制御部３は、手順Ｓ１＿４で抽出した容量変化値ΔＣＬ（ｘ，ｙ）と、入力操作の有無を判定する操作判定閾値Ｔｈ２とを比較する。容量変化値ΔＣＬ（ｘ，ｙ）が操作判定閾値Ｔｈ２以上の場合には操作または誤検知があったと判断し手順Ｓ２＿１６に移行し、操作判定閾値Ｔｈ２未満の場合には操作または誤検知がなかったものと判断され手順Ｓ２の動作を終了する。

手順Ｓ２＿１６で制御部３は、モードの値を操作入力の検知または誤検知が生じている状態を示す２に設定してメモリに記憶し、手順Ｓ２＿１７へ移行する。

手順Ｓ２＿１７で制御部３は、誤検知による操作を検出したことを示す偽指フラグに誤検知による操作を検出していない状態を示す０を設定してメモリに記憶し、手順Ｓ２の動作を終了する。

手順Ｓ２＿１８に移行してくるのは、手順Ｓ２＿１４でタイマが所定の時間Ｔを経過していた場合である。操作または誤検知による入力がなくなった状態が一定の時間Ｔ経過したので、正常に入力操作ができる通常の状態と判断し、制御部３は、モードの値を０に設定してメモリに記憶し、手順Ｓ２の動作を終了する。

以上のように制御部３は、手順Ｓ２＿３で静電容量値とベース値との差の総和である容量変化の合計値ΣΔＣが雑音によって変化したことを検出した際に、手順Ｓ２＿４でモードを１に切り換える。手順Ｓ２＿５で入力部への操作を検出した場合、手順Ｓ２＿６でモードを２に切り換える。手順Ｓ２＿８及び手順Ｓ２＿１２で操作が有効であるか否かを判断し、操作が無効と判断した場合には手順Ｓ２＿１３で誤検知による操作を検出したことを示す偽指フラグに誤検知による操作を検出した状態を示す１を設定する。

図６は、図３に示したフローチャートの手順Ｓ３の詳細な処理手順を示したフローチャートである。

制御部３は、図６のフローチャートで示された手順Ｓ３＿１で操作フラグの値を判別する。操作フラグに操作が有効であると判断されたことを示す１が設定されている場合には手順Ｓ３＿２へ移行し、有効な操作がなかったことを示す０が設定されている場合には手順Ｓ３＿５へ移行する。

手順Ｓ３＿２で制御部３は、手順Ｓ１＿４で抽出し記憶した容量変化値ΔＣＬ（ｘ，ｙ）の座標情報（ｘ，ｙ）に対応した制御信号を出力し、手順Ｓ３＿３へ移行する。

手順Ｓ３＿３で制御部３は、ベース値を更新する加重平均演算の重み（Ｗｅｉｇｈｔ）にベース値（ＢＡＳＥ）の更新を停止することを示す０を設定して手順Ｓ３＿４へ移行する。ベース値（ＢＡＳＥ）の更新を停止した場合、過重平均の重み（Ｗｅｉｇｈｔ）を無限大に設定したのと等価となり、過重平均の重み（Ｗｅｉｇｈｔ）に具体的な数値が設定されるまで現在のベース値（ＢＡＳＥ）を維持することとなる。

手順Ｓ３＿４で制御部３は、加重平均演算の重み（Ｗｅｉｇｈｔ）の値を判別し０が設定されている場合には手順Ｓ３の動作を終了し、０以外の値が設定されている場合には手順Ｓ３＿１０へ移行する。

手順Ｓ３＿５に移行してくるのは、手順Ｓ３＿１で操作フラグの値に有効な操作がなかったことを示す０が設定されていた場合である。手順Ｓ３＿５で制御部３は、無入力に対応した制御信号を出力し、手順Ｓ３＿６へ移行する。

手順Ｓ３＿６で制御部３は、誤検知による操作を検出したことを示す偽指フラグの値を判別し、偽指フラグに０が設定されている場合には手順Ｓ３＿７へ移行し、１が設定されている場合には手順Ｓ３＿９へ移行する。

手順Ｓ３＿７で制御部３は、雑音の有無を示す雑音フラグの値を判別し、雑音フラグに１が設定されている場合には手順Ｓ３＿８へ移行し、０が設定されている場合には手順Ｓ３＿９へ移行する。

手順Ｓ３＿８に移行してくるのは、手順Ｓ３＿１で有効な操作がなく手順Ｓ３＿６で誤検知による操作が検出されずに手順Ｓ３＿７で雑音が入力された状態と判断された場合である。このため制御部３はベース値を更新する加重平均演算の重み（Ｗｅｉｇｈｔ）として第１の重みより大きい第２の重み１６を設定し手順Ｓ３＿４に移行する。なお、本実施形態では過重平均の重み（Ｗｅｉｇｈｔ）が１６に設定された場合、重みの総数ｐ＋ｑが１６となるように、更新される前のベース値（ＢＡＳＥ）に対する重みｐに１５が、静電容量値とベース値との差の平均値ΔＣｖに対する重みｑに１が割り当てられるものとする。また、重みｐおよび重みｑは後述する加重平均を求める式（１）に用いられる。

手順Ｓ３＿９に移行してくるのは、手順Ｓ３＿１で有効な操作がなく手順Ｓ３＿６で誤検知による操作が検出された、または手順Ｓ３＿６でで誤検知による操作が検出されずにで手順Ｓ３＿７で雑音が入力されていない状態と判断された場合である。このため制御部３はベース値を更新する加重平均演算の重み（Ｗｅｉｇｈｔ）として第１の重みに標準値（本実施例では２）を設定し手順Ｓ３＿４に移行する。なお、本実施例では過重平均の重み（Ｗｅｉｇｈｔ）が２に設定された場合、重みの総数ｐ＋ｑが２となるように、更新される前のベース値（ＢＡＳＥ）に対する重みｐに１が、静電容量値とベース値との差の平均値ΔＣｖに対する重みｑに１が割り当てられるものとする。

手順Ｓ３＿１０に移行してくるのは、手順Ｓ３＿４で加重平均演算の重み（Ｗｅｉｇｈｔ）の値に０以外の値が設定されている場合である。手順Ｓ３＿１０で制御部３は、手順Ｓ３＿８または手順Ｓ３＿９のいずれかで設定された加重平均の重みを用いてベース値（ＢＡＳＥ）の更新を行う。ベース値（ＢＡＳＥ）の更新は、次の式（１）に示す計算式による加重平均演算を行い、新たな基準値となる更新ベース値（Ｎ＿ＢＡＳＥ）を求め、手順Ｓ３＿１１に移行する。静電容量値とベース値との差の平均値はΔＣｖは、手順Ｓ１＿３で求めた容量変化値ΔＣ（ｘ，ｙ）を全て積算して容量変化の合計値ΣΔＣを容量検出部１ａの総数（Ｍ×Ｎ）個で除算した値となる。尚、更新される前のベース値（ＢＡＳＥ）は従来のベース値と記述する。

（数２）
更新ベース値＝（ｐ×従来のベース値＋ｑ×静電容量値とベース値との差の平均値）／（ｐ＋ｑ）・・・式（１）
但し、ｐ，ｑは重みを示す正の数で、ｐ＋ｑ≧１とする。

手順Ｓ３＿１１で制御部３は、手順Ｓ３＿１０で求めた更新ベース値（Ｎ＿ＢＡＳＥ）を基準値（ＢＡＳＥ）として記憶し、手順Ｓ３の動作を終了する。

以下、本実施形態としたことによる効果について説明する。

本実施形態の入力装置１００では、制御部３は、静電容量値Ｃ（ｘ,ｙ）とベース値（ＢＡＳＥ）との差から雑音の有無を判断し、雑音がないと判断した場合には、ベース値（ＢＡＳＥ）を更新する加重平均演算の重み（Ｗｅｉｇｈｔ）として第１の重みに設定し、雑音があると判断した場合には、ベース値（ＢＡＳＥ）を更新する加重平均演算の重み（Ｗｅｉｇｈｔ）として第１の重みより大きい第２の重みに設定するように構成した。

これにより、雑音によって静電容量値Ｃ（ｘ，ｙ）が低下した場合にはベース値（ＢＡＳＥ）の更新される早さが遅くなって雑音に追従しづらくなる。このため、雑音が除去された場合に、静電容量値Ｃ（ｘ，ｙ）が元の状態に戻っても、静電容量値Ｃ（ｘ，ｙ）とベース値（ＢＡＳＥ）との差である容量変化値ΔＣ（ｘ，ｙ）が信号入力判定閾値Ｔｈ１や操作判定閾値Ｔｈ２を超えることを低減することができる。このように、ベース値（ＢＡＳＥ）を更新する加重平均演算の重み（Ｗｅｉｇｈｔ）を変えることでベース値（ＢＡＳＥ）の更新される早さを遅くすることで、雑音の状態が変動することによって生じる誤検知の発生を低減することができる。従って、雑音が発生した場合でも誤検知を防ぐことが可能な静電容量式の入力装置を提供することができる。

また、本実施形態の入力装置１００では、制御部３は、操作が有効であると判断した際にベース値に（ＢＡＳＥ）の更新を停止するように構成した。

これにより、操作が有効と判断されている間はベース値（ＢＡＳＥ）が更新されないので、ベース値（ＢＡＳＥ）が操作による容量変化に追従しなくなるため、確実に入力操作を検出することができる。

また、本実施形態の入力装置１００では、制御部３は、入力部への操作を検出した際に、複数の容量検出部１ａから出力される静電容量値Ｃ（ｘ，ｙ）とベース値（ＢＡＳＥ）との差である容量変化値ΔＣＬ（ｘ，ｙ）の最大値ΔＣＬと最小値ΔＣＳとが所定の条件を満たしている場合に操作が有効と判断し、ベース値（ＢＡＳＥ）の更新を停止するように構成した。

これにより、容量の変化が安定して容量変化値ΔＣＬ（ｘ，ｙ）の最大値ΔＣＬと最小値ΔＣＳの比が大きくなる接触操作と、不規則な変化をすることで比が小さくなる雑音とをより確実に判別することができる。このため、より誤検知を低減することができる入力装置を提供することができる。

また、本実施形態の入力装置１００では、制御部３は、静電容量値Ｃ（ｘ，ｙ）とベース値（ＢＡＳＥ）との差の総和である容量変化の合計値ΣΔＣが雑音によって変化したことを検出した際に、入力部への操作を検出した場合、操作が有効であるか否かを判断し、操作が無効と判断した場合には、ベース値（ＢＡＳＥ）を更新する加重平均演算の重み（Ｗｅｉｇｈｔ）として第１の重みを設定するように構成した。

これにより、雑音の変化によって操作があると誤検知され、その操作入力が無効と判断された場合には、ベース値を更新する加重平均演算の重みとして第１の重みを設定するので、雑音の入力による静電容量値とベース値との乖離を短時間で解消することができる。

また、本実施形態の入力装置１００では、加重平均演算は、前記の式（１）によって求めるように構成した。

これにより、重みｐ及びｑの値で容易にベース値の追従する早さを変えることができる。このため、温度や雑音など使用する環境に合わせて、容易に加重平均の重みを設定することができる。

以上のように、本発明の実施形態に係る入力装置を具体的に説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施することが可能である。例えば次のように変形して実施することができ、これらの実施形態も本発明の技術的範囲に属する。

（１）本実施形態において、雑音の検出は容量変化値ΔＣＬ（ｘ，ｙ）が信号入力判定閾値Ｔｈ１以上で（手順Ｓ１＿６）、操作判定閾値Ｔｈ２未満の場合（手順Ｓ１＿６）を雑音入力があったと判断する例を示して説明を行ったが、他の手段で雑音を判断しても良い。例えば、少なくとも一カ所以上の所定の容量検出部１ａの静電容量値を短い期間に複数回取得しその時間的な変化から雑音の有無を判断するようにしても良い。また、ある一つの容量検出部１ａの静電容量値と、当該の容量検出部１ａの周囲に配置されている容量検出部１ａの容量検出部１ａの静電容量値とを比較することで雑音の有無を判断するようにしても良い。

（２）本実施形態において、雑音が検出された場合には加重平均演算の重み（Ｗｅｉｇｈｔ）を第１の重みよりも大きい第２の重みに設定する例を示して説明を行ったが、ベース値（ＢＡＳＥ）の更新を停止するように変更して実施しても良い。

（３）本実施形態において、操作が有効と判断された場合には、ベース値（ＢＡＳＥ）の更新を停止例を示して説明を行ったが、加重平均演算の重み（Ｗｅｉｇｈｔ）を第１の重みよりも大きい第２の重みに設定してベース値を更新するように変更して実施しても良い。

（４）本実施形態において、加重平均演算の重み（Ｗｅｉｇｈｔ）について具体的な数値を示して説明を行ったが、組込む機器や想定される使用状態に合わせ適宜値を変えて実施しても良い。また、数値も周囲温度や動作環境の変動等に応じて補正を行う等の変更をして実施しても良い。

（５）本実施形態において、取得した静電容量値Ｃ（ｘ，ｙ）に対して雑音除去処理や平滑化処理を行わない例で動作の説明を行ったが、累積処理を併用した雑音処理や平滑化処理を行うように構成しても良い。

（６）本実施形態において、加重平均を求める式を前記の式（１）によって求める例を示して説明を行ったが、式（１）でｑの値を１に限定した場合には式（１）を次の式（２）に変形して実施することができる。この場合、式（１）のが式（２）の（ｐ−１）に対応し、式（１）の（ｐ＋ｑ）が式（２）のｐに対応している。このように変形した場合、ｐの値を決定することでより簡単に加重平均の重みを決定することができる。

（数３）
更新ベース値＝｛（ｐ−１）×従来のベース値＋静電容量値とベース値との差の平均値｝／ｐ・・・式（２）
但し、ｐは重みを示す正の数とする。

１ 入力部
１ａ 容量検出部
２ 容量計測部
３ 制御部
５０ 外部機器
６０ 操作体
１００ 入力装置

Claims (5)

1. 複数の容量検出部を有し、操作体が近接操作を行う入力部と、
   前記容量検出部ごとに静電容量を計測し、計測した静電容量値をデータとして出力する容量計測部と、
   前記静電容量値を前記容量検出部と関連付けて取得し、前記静電容量値を用いてベース値を更新すると共に、
   前記静電容量値と前記ベース値との差が所定の閾値を越えたか否かを判別して操作の有無を検出する制御部と、を有する静電容量式の入力装置であって、
   前記制御部は、前記静電容量値と前記ベース値との差から雑音の有無を判断し、
   雑音がないと判断した場合には、前記ベース値と、前記静電容量値と前記ベース値との差の平均値と、の加重平均演算によって前記ベース値を更新し、前記加重平均演算の重みとして第１の重みに設定し、
   雑音があると判断した場合には、前記ベース値と、前記静電容量値と前記ベース値との差の平均値と、の加重平均演算によって前記ベース値を更新し、前記加重平均演算の重みとして前記第１の重みより大きい第２の重みに設定し、前記ベース値の重みを雑音がないと判断した場合の前記ベース値の重みより大きくする、または更新を停止することを特徴とする入力装置。
2. 前記制御部は、操作が有効であると判断した際に前記ベース値を更新する加重平均演算の重みとして前記第２の重みを設定、または更新を停止することを特徴とする請求項１に記載の入力装置。
3. 前記制御部は、前記入力部への操作を検出した際に、前記複数の容量検出部から出力される前記静電容量値と前記ベース値との差の最大値と最小値とが所定の条件を満たしている場合に操作が有効と判断し、前記ベース値を更新する加重平均演算の重みとして前記第２の重みを設定、または更新を停止することを特徴とする請求項２記載の入力装置。
4. 前記制御部は、前記静電容量値と前記ベース値との差の総和が雑音によって変化したことを検出した際に、前記入力部への操作を検出した場合、
   操作が有効であるか否かを判断し、操作が無効と判断した場合には、前記ベース値を更新する加重平均演算の重みとして前記第１の重みを設定することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の入力装置。
5. 前記ベース値の更新は、次の式（１）に示す加重平均演算によって求めることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の入力装置。
   更新ベース値＝（ｐ×従来のベース値＋ｑ×静電容量値とベース値との差の平均値）／（ｐ＋ｑ）・・・式（１）
   但し、ｐ，ｑは重みを示す正の数で、ｐ＋ｑ≧１とする。