JP6705052B2 - 入力装置とその制御方法及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、コンピュータやスマートフォン等の機器において情報の入力に用いられるタッチパッドやタッチセンサなどの入力装置に係り、特に、指やペンなどの物体が近接することによる静電容量の変化に応じた情報を入力する入力装置に関するものである。

スマートフォンなど入力インターフェースとして、指やペンなどの物体の接触位置を検出するセンサを備えたタッチパッドやタッチパネルなどの装置が広く普及している。物体の接触位置を検出するセンサには、抵抗膜方式や光学方式など種々のタイプが存在するが、静電容量方式のセンサは比較的構成が簡易で小型化が可能であることから、近年多くのモバイル機器の入力インターフェースに採用されている。

静電容量式のセンサには、主に自己容量型センサと相互容量型センサがある。自己容量型センサは、検出電極と物体（グランド）との間の静電容量（自己容量）の変化を検出する。そのため、複数の位置で自己容量を検出するためには、それと同じ数の検出電極が必要となる。一方、相互容量型のセンサは、物体の近接に伴う駆動電極と検出電極と間の静電容量（相互容量）の変化を検出するため、１つの検出電極で複数の位置の相互容量を検出できる。従って、相互容量型センサは自己容量型センサに比べて多点検出に適している。

相互容量型センサにおいて相互容量が形成された部分（駆動電極と検出電極との交差部分）に指が近づくと、相互容量は小さくなる。一般に、駆動電極と検出電極との間に形成される相互容量は非常に小さく、その変化は更に小さいため、温度などに応じて変化し易い。そこで、一般的な相互容量型センサでは、相互容量の変化を求めるための基準値が所定のタイミングで適宜更新される。すなわち、指などが接触していない状態が続くと、検出結果の相互容量値が新たな基準値として設定され、それ以降は、検出結果の相互容量値を基準値から減算した値が相互容量の変化を示すデータとして使用される。

相互容量型センサでは、グランドに対して大きな容量結合を持った物体（人体）が近接した場合に相互容量の減少を生じるが、例えばコインなどのようにグランドとの容量結合が小さい導体が近接すると、相互容量が逆に大きくなる。相互容量が大きくなるだけでは物体の近接と見なされないが、この状態で上述した基準値の更新が行われた場合、コイン等を取り除くことで相互容量が減少すると、この相互容量の減少が物体の近接によるものとして誤検出されてしまう。

このような誤検出を生じる基準値を速やかに再設定するため、下記の特許文献１に記載される装置では、相互容量の変化量が所定のしきい値以上の場合に、この変化量が積算値として記憶部に記憶され、浮遊電位の浮遊導体を監視するための浮遊導体監視状態となる。そして、相互容量の変化量と記憶部に記憶された積算値とが基準値に対して正負逆向きで略一致する場合、再測定された相互容量が基準値として設定し直される。浮遊導体監視状態において指を認識した後に指を非認識した場合は、コイン等の導体が存在しないと推定されるため、浮遊導体監視状態が解除される。

特開２０１４−２０３２０５号公報

ところで、近年のノートブック型ＰＣなどのタッチパッドには、ＮＦＣ（Near Field Communication）のリーダー・ライター機能を搭載したものがある。このようなタッチパッドでは、操作面にＩＣカードをかざすことで、ＩＣカードのデータの読み取りや書き込みを行うことができる。

通常、ＩＣカードには、リーダー・ライターと無線通信を行うためのループアンテナが埋め込まれている。ＩＣカードがタッチパッドの操作面に載置されると、ループアンテナが駆動電極及び検出電極に沿って近接するため、相互容量の変化が生じる。このとき、ＩＣカードのループアンテナはグランドとの容量結合が小さいため、コイン等が操作面に置かれる場合と同様に相互容量が増大する。従って、ＩＣカードが操作面に載置された状態で基準値の更新が行われた場合、ＩＣカードを操作面から取り除くと、上述したコイン等と同様な誤検出が発生する。

仮に、特許文献１の装置の操作面に予めＩＣカードを置いた状態で装置の電源をオフからオンにした場合、ＩＣカードを操作面に置くときに生じる相互容量の変化（増大）が装置に検出されていないため、浮遊状態監視状態に移行しない。従って、タッチパッドの電源をオンした後でＩＣカードを操作面から取り除いても、そのとき浮遊状態監視状態でないため、相互容量の減少が物体の近接によるものとして誤検出されたままとなる。

また、ＩＣカードは薄い絶縁体で形成されていることから、特許文献１の装置においてＩＣカードを操作面に載置した状態で、ＩＣカードを取り除くために指を近づけると、ＩＣカードを介して近接した指による相互容量の変化が検出される。その結果、ＩＣカードを操作面から取り除くときに指が一瞬認識されてしまい、浮遊状態監視状態が解除される。従って、ＩＣカードを取り除いたときの相互容量の減少が物体の近接によるものとして誤検出されたままとなる。

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、ＩＣカードのループアンテナのような導体が駆動電極及び検出電極に沿って近接することによる基準値の異常を適切に解消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、物体の近接に伴う静電容量の変化に応じた情報を入力する入力装置に関する。この入力装置は、駆動電圧が印加される複数の駆動電極と、複数の検出電極とを含み、前記複数の検出電極と前記複数の駆動電極との間に複数の容量結合部が形成されたセンサ部と、前記複数の駆動電極と前記複数の検出電極との間に形成される複数の前記容量結合部の静電容量を検出する静電容量検出部と、前記静電容量検出部において検出された１つの前記容量結合部の静電容量値と当該１つの容量結合部について設定された静電容量の基準値との差を示す１つの検出データを、前記複数の容量結合部の各々について算出し、各行が１つの前記検出電極における複数の前記容量結合部に対応するとともに、各列が１つの前記駆動電極における複数の前記容量結合部に対応し、前記容量結合部の配置と対応するように前記検出データが配列された２次元データを生成する２次元データ生成部と、前記静電容量検出部において検出された前記複数の容量結合部の前記静電容量値に基づいて、前記複数の容量結合部の前記基準値を更新する基準値更新部と、前記２次元データ生成部により生成された前記２次元データの中から、前記容量結合部に物体が近接したことを示す前記検出データを対象データとして特定する特定部と、前記対象データが属する前記２次元データの行に基づいて選択した対象行、及び、前記対象データが属する前記２次元データの列に基づいて選択した対象列の少なくとも一方について、前記基準値より大きい前記静電容量値を持つ前記容量結合部が連続していることを示す第１パターンに当てはまるか否かを判定する判定部とを有する。前記基準値更新部は、前記対象行及び前記対象列の少なくとも一方若しくは両方が前記第１パターンに当てはまると判定された場合、前記基準値の更新を行う。

この構成によれば、ＩＣカードのループアンテナのようにグランドとの容量結合の弱い導体が１つの前記駆動電極と１つの前記検出電極とに沿って近接した場合、前記１つの駆動電極と前記１つの検出電極とによって形成される１つの前記容量結合部では、静電容量が増大し易くなる。前記１つの容量結合部において静電容量が増大した状態で前記１つの容量結合部の基準値が更新され、その更新後に前記導体が取り除かれると、前記１つの容量結合部では、更新後の前記基準値に対して静電容量が減少する。この静電容量の減少により、前記１つの容量結合部では、物体が近接したことを示す前記検出データが得られる。この検出データは、前記対象データとして特定される。

また、前記１つの検出電極や前記１つの駆動電極に形成される他の前記容量結合部では、前記導体が近接することによって静電容量が減少し易くなる。この静電容量の減少状態において前記他の容量結合部の基準値がそれぞれ更新され、その更新後に前記導体が取り除かれると、前記他の容量結合部では、更新後の前記基準値に対して静電容量が増大する。従って、前記対象データが属する前記２次元データの行に基づいて選択された前記対象行や、前記対象データが属する前記２次元データの列に基づいて選択された前記対象列は、前記基準値より大きい前記静電容量値を持つ前記容量結合部が連続していることを示す前記第１パターンに当てはまり易くなる。

前記対象行及び前記対象列の少なくとも一方若しくは両方が前記第１パターンに当てはまる場合、前記導体の近接による前記基準値の異常が生じていた可能性があるため、前記基準値の更新が行われる。これにより、前記基準値の異常が解消される。

好適に、前記判定部は、前記対象行について前記第１パターンの判定を行う場合、前記対象行に隣接する少なくとも１つの隣接行について、前記基準値に近似する前記静電容量値を持った前記容量結合部が連続していることを示す第２パターンに当てはまるか否かの判定を行い、前記対象列について前記第１パターンの判定を行う場合、前記対象列に隣接する少なくとも１つの隣接列について、前記第２パターンに当てはまるか否かの判定を行ってよい。前記基準値更新部は、前記対象行が前記第１パターンに当てはまり、かつ、前記隣接行が前記第２パターンに当てはまる第１条件と、前記対象列が前記第１パターンに当てはまり、かつ、前記隣接列が前記第２パターンに当てはまる第２条件との少なくとも一方若しくは両方を満たす場合に、前記基準値の更新を行ってよい。

この構成によれば、ＩＣカードのループアンテナのような前記導体が１つの前記駆動電極と１つの前記検出電極とに沿って近接した場合、前記１つの検出電極に隣接する前記検出電極の前記容量結合部や、前記１つの駆動電極に隣接する前記駆動電極の前記容量結合部では、前記基準値に対する前記静電容量値の差が小さくなり易い。そのため、前記対象行に隣接する前記隣接行や、前記対象列に隣接する前記隣接列は、前記基準値に近似する前記静電容量値を持った前記容量結合部が連続していることを示す前記第２パターンに当てはまり易くなる。従って、前記対象行が前記第１パターンに当てはまり、かつ、前記隣接行が前記第２パターンに当てはまる第１条件や、前記対象列が前記第１パターンに当てはまり、かつ、前記隣接列が前記第２パターンに当てはまる第２条件を満たす場合、前記導体の近接による前記基準値の異常が生じていた可能性がより高くなる。従って、前記第１条件や前記第２条件を満たす場合に前記基準値の更新を行うことで、より適切に前記基準値の異常が解消される。

好適に、前記判定部は、前記対象行及び前記隣接行について前記第１パターン及び前記第２パターンの判定を行う場合、前記対象行の前記検出データごとに１つの第１評価値を算出し、前記対象行の１つの前記検出データについて１つの前記第１評価値を算出する場合、前記対象行の中で当該１つの検出データを含んだ一連の前記検出データと、当該１つの検出データに列方向で隣接する少なくとも１つの前記検出データとに基づいて、前記対象行の前記静電容量値が前記基準値を超過する度合い、及び、前記隣接行の前記静電容量値が前記基準値に近似する度合いの両方を表す前記第１評価値を算出し、前記対象行について算出した前記第１評価値の系列において、しきい値に達する前記第１評価値が連続するならば、前記第１条件を満たすと判定してよい。

好適に、前記判定部は、前記対象列及び前記隣接列について前記第１パターン及び前記第２パターンの判定を行う場合、前記対象列の前記検出データごとに１つの第２評価値を算出し、前記対象列の１つの前記検出データについて１つの前記第２評価値を算出する場合、前記対象列の中で当該１つの検出データを含んだ一連の前記検出データと、当該１つの検出データに行方向で隣接する少なくとも１つの前記検出データとに基づいて、前記対象列の前記静電容量値が前記基準値を超過する度合い、及び、前記隣接列の前記静電容量値が前記基準値に近似する度合いの両方を表す前記第２評価値を算出し、前記対象列について算出した前記第２評価値の系列において、しきい値に達する前記第２評価値が連続するならば、前記第２条件を満たすと判定してよい。

この構成によれば、前記対象行について算出した前記第１評価値の系列において、しきい値に達する前記第１評価値が連続するか否かにより、前記第１条件を満たすか否かが判定される。そのため、前記対象行及び前記隣接行についての前記第１パターン及び前記第２パターンの判定が簡易になる。

また、この構成によれば、前記対象列について算出した前記第２評価値の系列において、しきい値に達する前記第２評価値が連続するか否かにより、前記第２条件を満たすか否かが判定される。そのため、前記対象列及び前記隣接列についての前記第１パターン及び前記第２パターンの判定が簡易になる。

好適に、前記判定部は、前記対象行及び前記隣接行について前記第１パターン及び前記第２パターンの判定を行う場合、前記対象行の前記検出データごとに、対象行評価値及び隣接行評価値を含んだ１つの第１評価値群を算出し、前記対象行における１つの前記検出データについて１つの前記第１評価値群を算出する場合、前記対象行の中で当該１つの検出データを含んだ一連の前記検出データに基づいて、前記対象行の前記静電容量値が前記基準値を超過する度合いを表す前記対象行評価値を算出するとともに、当該１つの検出データに列方向で隣接する少なくとも１つの前記検出データに基づいて、前記隣接行の前記静電容量値が前記基準値に近似する度合いを表す前記隣接行評価値を算出し、前記対象行について算出した前記第１評価値群の系列において、しきい値に達する前記対象行評価値としきい値に達する前記隣接行評価値とを含んだ前記第１評価値群が連続するならば、前記第１条件を満たすと判定してよい。

好適に、前記判定部は、前記対象列及び前記隣接列について前記第１パターン及び前記第２パターンの判定を行う場合、前記対象列の前記検出データごとに、対象列評価値及び隣接列評価値を含んだ１つの第２評価値群を算出し、前記対象列における１つの前記検出データについて１つの前記第２評価値群を算出する場合、前記対象列の中で当該１つの検出データを含んだ一連の前記検出データに基づいて、前記対象列の前記静電容量値が前記基準値を超過する度合いを表す前記対象列評価値を算出するとともに、当該１つの検出データに行方向で隣接する少なくとも１つの前記検出データに基づいて、前記隣接列の前記静電容量値が前記基準値に近似する度合いを表す前記隣接列評価値を算出し、前記対象列について算出した前記第２評価値群の系列において、しきい値に達する前記対象列評価値としきい値に達する前記隣接列評価値とを含んだ前記第２評価値群が連続するならば、前記第２条件を満たすと判定してよい。

この構成によれば、前記対象行及び前記隣接行について算出した前記第１評価値群の系列において、しきい値に達する前記対象行評価値としきい値に達する前記隣接行評価値とを含んだ前記第１評価値群が連続するか否かにより、前記第１条件を満たすか否かが判定される。そのため、前記対象行が前記第１パターンに当てはまることと、前記隣接行が前記第２パターンに当てはまることとを、独立の評価値に基づいて正確に判定し易くなる。

また、この構成によれば、前記対象列及び前記隣接列について算出した前記第２評価値群の系列において、しきい値に達する前記対象列評価値としきい値に達する前記隣接列評価値とを含んだ前記第２評価値群が連続するか否かにより、前記第２条件を満たすか否かが判定される。そのため、前記対象列が前記第１パターンに当てはまることと、前記隣接列が前記第２パターンに当てはまることとを、独立の評価値に基づいて正確に判定し易くなる。

好適に、前記判定部は、前記対象行について前記第１パターンの判定を行う場合、前記対象行の前記検出データごとに１つの対象行評価値を算出し、前記対象行における１つの前記検出データについて１つの前記対象行評価値を算出する場合、前記対象行の中で当該１つの検出データを含んだ一連の前記検出データに基づいて、前記対象行の前記静電容量値が前記基準値を超過する度合いを表す前記対象行評価値を算出し、前記対象行について算出した前記対象行評価値の系列において、しきい値に達する前記対象行評価値が連続するならば、前記対象行が第１パターンに当てはまると判定してよい。

好適に、前記判定部は、前記対象列について前記第１パターンの判定を行う場合、前記対象列の前記検出データごとに１つの対象列評価値を算出し、前記対象列における１つの前記検出データについて１つの前記対象列評価値を算出する場合、前記対象列の中で当該１つの検出データを含んだ一連の前記検出データに基づいて、前記対象列の前記静電容量値が前記基準値を超過する度合いを表す前記対象列評価値を算出し、前記対象列について算出した前記対象列評価値の系列において、しきい値に達する前記対象列評価値が連続するならば、前記対象列が第１パターンに当てはまると判定してよい。

この構成によれば、前記対象行について算出した前記対象行評価値の系列において、しきい値に達する前記対象行評価値が連続するか否かにより、前記対象行が前記第１パターンに当てはまるか否かが判定される。

また、この構成によれば、前記対象列について算出した前記対象列評価値の系列において、しきい値に達する前記対象列評価値が連続するか否かにより、前記対象列が前記第１パターンに当てはまるか否かが判定される。

好適に、前記判定部は、前記対象行について前記第１パターンの判定を行う場合、前記対象データが属する前記２次元データの行を含む複数の隣接する行の中から、前記静電容量値が相対的に大きいことを示す１つの前記検出データを列ごとに選択し、当該選択した検出データの系列を前記対象行として前記第１パターンの判定を行ってよい。

好適に、前記判定部は、前記対象列について前記第１パターンの判定を行う場合、前記対象データが属する前記２次元データの列を含む複数の隣接する列の中から、前記静電容量値が相対的に大きいことを示す１つの前記検出データを行ごとに選択し、当該選択した検出データの系列を前記対象列として前記第１パターンの判定を行ってよい。

ＩＣカードのループアンテナのような前記導体が１つの前記検出電極とこれに隣接する前記検出電極に沿って近接した場合、前記対象データが属する行だけではなく、これに隣接する行においても、前記基準値より大きい前記静電容量値を持つ前記容量結合部が連続していることを示す前記第１パターンが現れ易くなる。このような場合、前記対象データが属する行を含む複数の隣接する行の中から、前記静電容量値が相対的に大きいことを示す１つの前記検出データを列ごとに選択することにより、当該選択した検出データの系列は前記第１パターンに当てはまり易くなる。従って、前記選択した検出データの系列を前記対象行として前記第１パターンの判定を行うことにより、前記導体の近接による前記基準値の異常が適切に判定される。

同様に、前記導体が１つの前記駆動電極とこれに隣接する前記駆動電極に沿って近接した場合、前記対象データが属する列だけではなく、これに隣接する列においても、前記基準値より大きい前記静電容量値を持つ前記容量結合部が連続していることを示す前記第１パターンが現れ易くなる。このような場合、前記対象データが属する列を含む複数の隣接する列の中から、前記静電容量値が相対的に大きいことを示す１つの前記検出データを行ごとに選択することにより、当該選択した検出データの系列は前記第１パターンに当てはまり易くなる。従って、前記選択した検出データの系列を前記対象列として前記第１パターンの判定を行うことにより、前記導体の近接による前記基準値の異常が適切に判定される。

本発明の第２の観点は、物体の近接に伴う静電容量の変化に応じた情報を入力する入力装置の制御方法に関する。前記入力装置は、駆動電圧が印加される複数の駆動電極と、複数の検出電極とを含み、前記複数の検出電極と前記複数の駆動電極との間に複数の容量結合部が形成されたセンサ部と、前記複数の駆動電極と前記複数の検出電極との間に形成される複数の前記容量結合部の静電容量を検出する静電容量検出部とを含む。この入力装置の制御方法は、前記静電容量検出部において検出された１つの前記容量結合部の静電容量値と当該１つの容量結合部について設定された静電容量の基準値との差を示す１つの検出データを、前記複数の容量結合部の各々について算出し、各行が１つの前記検出電極における複数の前記容量結合部に対応するとともに、各列が１つの前記駆動電極における複数の前記容量結合部に対応し、前記容量結合部の配置と対応するように前記検出データが配列された２次元データを生成することと、前記静電容量検出部において検出された前記複数の容量結合部の前記静電容量値に基づいて、前記複数の容量結合部の前記基準値を更新することと、生成された前記２次元データの中から、前記容量結合部に物体が近接したことを示す前記検出データを対象データとして特定することと、前記対象データが属する前記２次元データの行に基づいて選択した対象行、及び、前記対象データが属する前記２次元データの列に基づいて選択した対象列の少なくとも一方について、前記基準値より大きい前記静電容量値を持つ前記容量結合部が連続していることを示す第１パターンに当てはまるか否かを判定することとを有する。前記基準値を更新することは、前記対象行及び前記対象列の少なくとも一方若しくは両方が前記第１パターンに当てはまると判定された場合に前記基準値の更新を行うことを含む。

好適に、前記対象行について前記第１パターンの判定を行う場合に、前記対象行に隣接する少なくとも１つの隣接行について、前記基準値に近似する前記静電容量値を持った前記容量結合部が連続していることを示す第２パターンに当てはまるか否かを判定することと、前記対象列について前記第１パターンの判定を行う場合に、前記対象列に隣接する少なくとも１つの隣接列について、前記第２パターンに当てはまるか否かを判定することとを有する。前記基準値を更新することは、前記対象行が前記第１パターンに当てはまり、かつ、前記隣接行が前記第２パターンに当てはまる第１条件と、前記対象列が前記第１パターンに当てはまり、かつ、前記隣接列が前記第２パターンに当てはまる第２条件との少なくとも一方若しくは両方を満たす場合に前記基準値の更新を行うことを含む。

本発明の第３の観点は、上記第２の観点に係る入力装置の制御方法をコンピュータにおいて実行させるためのプログラムに関する。

本発明によれば、ＩＣカードのループアンテナのような導体が駆動電極や検出電極に沿って近接することによる基準値の異常を適切に解消できる入力装置とその制御方法及びプログラムを提供できる。

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。 物体の近接による相互容量の変化を説明するための図であって、物体近接していない状態を示す。 物体の近接による相互容量の変化を説明するための図であって、物体が近接した状態を示す。 接地されたループ状導体が近接した場合とＩＣカードのループアンテナが近接した場合とで検出データのパターンが異なることを示す図であって、接地されたループ状導体を静電センサに置いた場合の２次元データの例を示す。 接地されたループ状導体が近接した場合とＩＣカードのループアンテナが近接した場合とで検出データのパターンが異なることを示す図であって、ＩＣカードを静電センサに置いた場合の２次元データの例を示す。 ＩＣカードを置いた状態で基準値を更新した後、ＩＣカードを取り除いたときの２次元データの例を示す図である。 静電センサに近接した物体と静電センサの各電極との間に形成される寄生キャパシタを説明するための図であって、グランドとの容量結合が強い指などの物体が静電センサに近づいた場合を示す。 静電センサに近接した物体と静電センサの各電極との間に形成される寄生キャパシタを説明するための図であって、はグランドとの容量結合が弱い導電性の物体が静電センサに近づいた場合を示す。 静電センサの各電極とループアンテナとが容量結合を生じることを説明するための図であって、ＩＣカードに内蔵されたループアンテナの例を示す。 静電センサの各電極とループアンテナとが容量結合を生じることを説明するための図であって、検出電極及び駆動電極とループアンテナとの間で容量結合が形成される領域の例を示す。 第１の実施形態において行方向の判定に用いられる第１評価値の算出方法を説明するための図であって、対象行における１つの検出データとその周囲の検出データを示す。 第１の実施形態において行方向の判定に用いられる第１評価値の算出方法を説明するための図であって、各検出データに対する演算の内容を示す。 第１の実施形態において列方向の判定に用いられる第２評価値の算出方法を説明するための図であって、対象列における１つの検出データとその周囲の検出データを示す。 第１の実施形態において列方向の判定に用いられる第２評価値の算出方法を説明するための図であって、各検出データに対する演算の内容を示す。 第１評価値の算出結果の例を示す図であって、図９Ａは第１パターン及び第２パターンに当てはまる場合の算出結果を示す。 第１評価値の算出結果の例を示す図であって、隣接行において静電容量値と基準値との差が大きい場合の算出結果を示す。 第１評価値の算出結果の例を示す図であって、隣接行において静電容量値と基準値との差が大きい場合の算出結果を示す。 第１評価値の算出結果の例を示す図であって、対象行において基準値より大きい静電容量値が連続していない場合の算出結果を示す。 図４の２次元データの例に基づいて算出された第１評価値の系列及び第２評価値の系列を示す図であって、第１評価値の系列の算出結果を示す。 図４の２次元データの例に基づいて算出された第１評価値の系列及び第２評価値の系列を示す図であって、第２評価値の系列の算出結果を示す。 ２次元データの生成と対象データの特定に関する動作の一例を説明するためのフローチャートである。 第１の実施形態における基準値の更新に関する動作の一例を説明するためのフローチャートである。 第２の実施形態において行方向の判定に用いられる第１評価値群の算出方法を説明するための図であって、対象行における１つの検出データとその周囲の検出データを示す。 第２の実施形態において行方向の判定に用いられる第１評価値群の算出方法を説明するための図であって、対象行評価値を算出する場合の各検出データに対する演算の内容を示す。 第２の実施形態において行方向の判定に用いられる第１評価値群の算出方法を説明するための図であって、隣接行評価値を算出する場合の各検出データに対する演算の内容を示す。 第２の実施形態において列方向の判定に用いられる第２評価値群の算出方法を説明するための図であって、対象列における１つの検出データとその周囲の検出データを示す。 第２の実施形態において列方向の判定に用いられる第２評価値群の算出方法を説明するための図であって、対象列評価値を算出する場合の各検出データに対する演算の内容を示す。 第２の実施形態において列方向の判定に用いられる第２評価値群の算出方法を説明するための図であって、隣接列評価値を算出する場合の各検出データに対する演算の内容を示す。 第２の実施形態における基準値の更新に関する動作の一例を説明するためのフローチャートである。 第３の実施形態における基準値の更新に関する動作の一例を説明するための図である。 第４の実施形態における対象行の選択方法を説明するための図である。

＜第１の実施形態＞
以下、本発明の実施形態に係る入力装置について図面を参照しながら説明する。

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、静電センサ１１を含んだセンサ部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、静電センサ１１に指やペンなどの物体を近接させることによって、その近接位置における静電センサ１１の静電容量の変化に応じた情報を入力する。なお、本明細書における「近接」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。
［センサ部１０］
センサ部１０は、操作面上の複数の検出位置において、指やペンなどの物体の近接をそれぞれ検出する装置であり、図１の例において、静電センサ１１と、駆動部１３と、静電容量検出部１４を含む。

静電センサ１１は、複数の検出位置において物体の近接に伴う静電容量の変化を検出する。静電センサ１１は、複数の駆動電極Ｅｄと複数の検出電極Ｅｓとを含む。複数の駆動電極Ｅｄと複数の検出電極Ｅｓとの間には、物体の近接に応じて静電容量が変化する複数の容量結合部１２が形成される。

複数の駆動電極Ｅｄは、それぞれＹ方向（図１では縦方向）に延びており、Ｘ方向（図１では横方向）において平行に並んでいる。複数の検出電極Ｅｓは、それぞれＸ方向に延びており、Ｙ方向において平行に並んでいる。複数の駆動電極Ｅｄと複数の検出電極Ｅｓとが格子状に交差しており、その各交差位置に容量結合部１２が形成される。なお、図１の例において駆動電極Ｅｄ及び検出電極Ｅｓは単純な帯状に描かれているが、例えば複数のひし形電極を従属接続したものなどでもよく、他の形状でもよい。

駆動部１３は、処理部２０の後述するセンサ制御部２１の制御に従って、静電センサ１１における複数の駆動電極Ｅｄの各々に駆動電圧を印加する。例えば駆動部１３は、複数の駆動電極Ｅｄから順に１つの駆動電極Ｅｄを選択し、選択した１つの駆動電極Ｅｄに所定の振幅のパルス電圧を印加する。

静電容量検出部１４は、各駆動電極Ｅｄへの駆動電圧の印加によって各容量結合部１２に出入りする電荷に基づいて、各容量結合部１２の静電容量を検出する。例えば静電容量検出部１４は、駆動電極Ｅｄへの駆動電圧の印加時に検出電極Ｅｓが一定の電圧に保たれるように、検出電極Ｅｓの容量結合部１２へ電荷を供給するチャージアンプを含む。容量結合部１２に供給した電荷に応じてチャージアンプが出力する信号は、容量結合部１２の静電容量に応じた信号となる。複数のチャージアンプを設けることにより、複数の検出電極Ｅｓにおける静電容量の検出を並行して行うことができる。また、静電容量検出部１４は、各チャージアンプにマルチプレクサを介して複数の検出電極Ｅｓを接続してもよい。マルチプレクサを用いることにより、複数の検出電極Ｅｓの各々を順に選択してチャージアンプに接続し、静電容量の検出を行うことができる。

センサ部１０は、静電容量検出部１４において出力される静電容量の検出結果の信号を図示しないアナログ−デジタル変換器においてデジタル値に変換する。センサ部１０は、各容量結合部１２の静電容量の検出結果を、デジタルの静電容量値Ｓとして処理部２０に出力する。
［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、例えば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、専用のロジック回路を含んで構成される。処理部２０の処理は、全てをコンピュータのプログラムに基づいて行なってもよいし、その一部若しくは全部をロジック回路で行なってもよい。

図１の例において、処理部２０は、センサ制御部２１と、２次元データ生成部２２と、基準値更新部２３と、特定部２４と、判定部２５と、座標演算部２６とを有する。

センサ制御部２１は、センサ部１０における検出のタイミングを制御する。具体的には、センサ制御部２１は、駆動部１３における駆動電極Ｅｄの選択と駆動電圧の発生、並びに、静電容量検出部１４における検出電極Ｅｓの選択と検出動作が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。

２次元データ生成部２２は、静電容量検出部１４において検出された１つの容量結合部１２の静電容量値Ｓと当該１つの容量結合部１２について設定された静電容量の基準値Ｂとの差「Ｂ−Ｓ」を示す１つの検出データＤを、複数の容量結合部１２の各々について算出する。基準値Ｂは、容量結合部１２に指などの物体が近接していないときの容量結合部１２の静電容量値であり、容量結合部１２ごとに設定される。

２次元データ生成部２２は、複数の容量結合部１２の各々について算出した一群の検出データＤを、行列形式の２次元データ３３として記憶部３０に保存する。２次元データ３３の各行は１つの検出電極Ｅｓにおける複数の容量結合部１２に対応し、２次元データ３３の各列は１つの駆動電極Ｅｄにおける複数の容量結合部１２に対応する。２次元データ３３の各検出データＤは、静電センサ１１の操作面における容量結合部１２の行列状の配置と対応するように配列される。

例えば図１に示すように、記憶部３０には、各容量結合部１２における静電容量の基準値Ｂが基準値行列３１として記憶されている。２次元データ生成部２２は、静電容量検出部１４において検出された各容量結合部１２の静電容量値を、静電容量値行列３２として記憶部３０に保存する。２次元データ生成部２２は、この静電容量値行列３２を基準値行列３１から減算する行列演算を行い、演算結果を２次元データ３３（検出データの行列）として記憶部３０に保存する。

基準値更新部２３は、静電容量検出部１４において検出された複数の容量結合部１２の静電容量値Ｓに基づいて、複数の容量結合部１２における基準値Ｂを更新する。例えば基準値更新部２３は、後述する特定部２４の処理結果などに基づいて、静電センサ１１に物体が近接していない状態が一定時間続いたと判定した場合に基準値Ｂの更新を行う。１つの容量結合部１２の基準値Ｂは、当該１つの容量結合部１２について検出された最新の静電容量値Ｓでもよいし、当該１つの容量結合部１２について一定期間に渡って検出された静電容量値Ｓの平均でもよい。

また、基準値更新部２３は、後述する判定部２５において基準値Ｂに異常があることを示す判定結果が得られた場合にも基準値Ｂの更新を行う。

特定部２４は、２次元データ生成部２２により生成された２次元データ３３の中から、容量結合部１２に指などの物体が近接したことを示す検出データＤを「対象データ」として特定する。例えば特定部２４は、検出データＤが所定のしきい値に達している場合（静電容量値Ｓを基準値Ｂから引いた差「Ｂ−Ｓ」がしきい値を超える場合）、これを対象データとして特定する。なお特定部２４は、後述する基準値Ｂの異常によって静電容量値Ｓが大きく減少した場合も、その検出データＤを対象データとして特定する。

また、特定部２４は、２次元データ３３を構成する各検出データＤについて、物体の近接の有無を判定し、その判定結果を二値のデータ（「１」と「０」など）で表した近接判定行列を生成する。

座標演算部２６は、特定部２４において生成された近接判定行列に基づいて、物体が近接した位置の座標を演算する。例えば座標演算部２６は、近接判定行列に基づいて、個々の物体が近接した領域を特定し、特定した領域内における検出データＤのピーク値などに基づいて、領域内の一点を物体の近接位置の座標として計算する。

判定部２５は、対象データに対応する２次元データ３３の行と列について、基準値Ｂの異常が生じている場合の所定のパターンに当てはまるか否かの判定を行う。判定部２５が判定する基準値Ｂの異常は、後述するように、ＩＣカードのループアンテナのような導体が駆動電極Ｅｄ及び検出電極Ｅｓに沿って近接した状態で基準値Ｂの更新が行われた場合に生じる異常である。
（２次元データ３３の行についてのパターン判定）
判定部２５は、２次元データ３３の行についての判定を行う場合、特定部２４で特定された対象データが属する２次元データ３３の行を「対象行」として選択する。判定部２５は、選択した対象行について「第１パターン」に当てはまるか否かを判定するとともに、対象行に隣接する行（隣接行）について「第２パターン」に当てはまるか否かを判定する。「第１パターン」は、基準値Ｂより大きい静電容量値Ｓ（Ｓ＞Ｂ）を持った容量結合部１２が連続することを表すパターンである。「第２パターン」は、基準値Ｂに近似する静電容量値Ｓ（Ｓ≒Ｂ）を持った容量結合部１２が連続することを示すパターンである。

判定部２５は、対象行とその隣接行について第１パターン及び第２パターンの判定を行う場合、具体的には、対象行の検出データＤごとに１つの第１評価値Ｈ１を算出する。この第１評価値Ｈ１は、対象行の静電容量値Ｓが基準値Ｂを超過する度合い、及び、隣接行の静電容量値Ｓが基準値Ｂに近似する度合いの両方を表す値である。判定部２５は、対象行の１つの検出データＤについて１つの第１評価値Ｈ１を算出する場合、対象行の中で当該１つの検出データＤを含んだ一連の検出データと、当該１つの検出データＤに列方向で隣接する少なくとも１つの検出データＤとに基づいて第１評価値Ｈ１を算出する。

本実施形態において、第１評価値Ｈ１は例えば次の式で表される。

Ｈ１＝Ｈ１１＋Ｈ１２ … （１）
式（１）における「Ｈ１１」は、対象行の静電容量値Ｓが基準値Ｂを超過する度合いを表す「対象行評価値」である。対象行の１つの検出データＤ（ｉ，ｊ）について算出される対象行評価値Ｈ１１は、例えば次の式で表される。

Ｈ１１＝α・Ｄ（ｉ−１，ｊ）＋β・Ｄ（ｉ，ｊ）＋α・Ｄ（ｉ＋１，ｊ） …（２）
ただし、「ｉ」は２次元データ３３の行の順番を表す整数であり、「ｊ」は２次元データ３３の列の順番を表す整数である。「Ｄ（ｉ，ｊ）」は、２次元データ３３におけるｉ行ｊ列の検出データＤを示す。「α」及び「β」は、重み係数を示す。例えば、重み係数αの値は「−１」、重み係数βの値は「−２」に設定される。検出データＤは「Ｂ−Ｓ」により算出される値であり、静電容量値Ｓが基準値Ｂを超過するとマイナスの値になる。従って、重み係数α、βが負の値に設定される場合、静電容量値Ｓが基準値Ｂを超過する度合いが大きくなるほど、対象行評価値Ｈ１１は正の方向に増大する。

式（１）における「Ｈ１２」は、隣接行の静電容量値Ｓが基準値Ｂに近似する度合いを表す「隣接行評価値」である。対象行の１つの検出データＤ（ｉ，ｊ）について算出される隣接行評価値Ｈ１２は、例えば次の式で表される。

Ｈ１２＝γ・｜Ｄ（ｉ，ｊ−１）｜＋γ・｜Ｄ（ｉ，ｊ＋１）｜ …（３）
式（３）における「γ」は重み係数であり、例えば「−２」に設定される。重み係数γが負の値に設定される場合、隣接行評価値Ｈ１２の符号は負である。隣接行評価値Ｈ１２は、検出データＤ（ｉ，ｊ）の列方向に隣接する検出データＤ（ｉ，ｊ−１）、Ｄ（ｉ，ｊ＋１）の絶対値が小さくなるほど（隣接行の静電容量値Ｓが基準値Ｂに近似するほど）ゼロに近づく。

従って、対象行評価値Ｈ１１と隣接行評価値Ｈ１２との和である第１評価値Ｈ１は、検出データＤ（ｉ，ｊ）とその前後の対象データＤ（ｉ−１，ｊ）、Ｄ（ｉ＋１，ｊ）において静電容量値Ｓが基準値Ｂより大きくなるほど正の方向に増大する。また、第１評価値Ｈ１は、検出データＤ（ｉ，ｊ）の列方向に隣接する検出データＤ（ｉ，ｊ−１）、Ｄ（ｉ，ｊ＋１）において静電容量値Ｓが基準値Ｂに近づくほど正の方向に増大する。

判定部２５は、上述した第１評価値Ｈ１を対象行の各検出データＤについて算出し、その結果として得られる第１評価値Ｈ１の系列について判定を行う。すなわち、判定部２５は、第１評価値Ｈ１の系列において、所定のしきい値に達する第１評価値Ｈ１が所定の個数以上連続した場合、対象行が第１パターンに当てはまり、かつ、隣接行が第２パターンに当てはまると判定する。以下、対象行が第１パターンに当てはまり、かつ、隣接行が第２パターンに当てはまることを「第１条件」と呼ぶ。

基準値更新部２３は、判定部２５において「第１条件」を満たしたと判定された場合、基準値Ｂに異常が生じているとみなして、基準値Ｂの更新処理を実行する。
（２次元データ３３の列についてのパターン判定）
他方、判定部２５は、２次元データ３３の列についての判定を行う場合、特定部２４で特定された対象データが属する２次元データ３３の列を「対象列」として選択する。判定部２５は、選択した対象列について第１パターンに当てはまるか否かを判定するとともに、対象列に隣接する列（隣接列）について第２パターンに当てはまるか否かを判定する。

判定部２５は、対象列とその隣接列について第１パターン及び第２パターンの判定を行う場合、具体的には、対象列の検出データＤごとに１つの第２評価値Ｈ２を算出する。この第２評価値Ｈ２は、対象列の静電容量値Ｓが基準値Ｂを超過する度合い、及び、隣接列の静電容量値Ｓが基準値Ｂに近似する度合いの両方を表す値である。判定部２５は、対象列の１つの検出データＤについて１つの第２評価値Ｈ２を算出する場合、対象列の中で当該１つの検出データＤを含んだ一連の検出データと、当該１つの検出データＤに行方向で隣接する少なくとも１つの検出データＤとに基づいて第２評価値Ｈ２を算出する。

本実施形態において、第２評価値Ｈ２は例えば次の式で表される。

Ｈ２＝Ｈ２１＋Ｈ２２ … （４）
式（４）における「Ｈ２１」は、対象列の静電容量値Ｓが基準値Ｂを超過する度合いを表す「対象列評価値」である。対象列の１つの検出データＤ（ｉ，ｊ）について算出される対象列評価値Ｈ２１は、例えば次の式で表される。

Ｈ２１＝ν・Ｄ（ｉ，ｊ−１）＋η・Ｄ（ｉ，ｊ）＋ν・Ｄ（ｉ，ｊ＋１） …（５）
ただし、式（３）における「ν」及び「η」は重み係数を示す。例えば、重み係数νは重み係数αと同じ値「−１」に設定され、重み係数ηは重み係数βと同じ値「−２」に設定される。重み係数ν、ηが負の値に設定される場合、静電容量値Ｓが基準値Ｂを超過する度合いが大きくなるほど、対象列評価値Ｈ２１は正の方向に増大する。

式（４）における「Ｈ２２」は、隣接列の静電容量値Ｓが基準値Ｂに近似する度合いを表す「隣接列評価値」である。対象列の１つの検出データＤ（ｉ，ｊ）について算出される隣接列評価値Ｈ２２は、例えば次の式で表される。

Ｈ２２＝κ・｜Ｄ（ｉ−１，ｊ）｜＋κ・｜Ｄ（ｉ＋１，ｊ）｜ …（６）
式（６）における「κ」は重み係数であり、例えば重み係数γと同じ値「−２」に設定される。重み係数κが負の値に設定される場合、隣接列評価値Ｈ２２の符号は負である。隣接列評価値Ｈ２２は、検出データＤ（ｉ，ｊ）の行方向に隣接する検出データＤ（ｉ−１，ｊ）、Ｄ（ｉ＋１，ｊ）の絶対値が小さくなるほど（隣接列の静電容量値Ｓが基準値Ｂに近似するほど）ゼロに近づく。

従って、対象列評価値Ｈ２１と隣接列評価値Ｈ２２との和である第２評価値Ｈ２は、検出データＤ（ｉ，ｊ）とその前後の対象データＤ（ｉ，ｊ−１）、Ｄ（ｉ，ｊ＋１）において静電容量値Ｓが基準値Ｂより大きくなるほど正の方向に増大する。また、第２評価値Ｈ２は、検出データＤ（ｉ，ｊ）の行方向に隣接する検出データＤ（ｉ−１，ｊ）、Ｄ（ｉ＋１，ｊ）において静電容量値Ｓが基準値Ｂに近づくほど正の方向に増大する。

判定部２５は、上述した第２評価値Ｈ２を対象列の各検出データＤについて算出し、その結果として得られる第２評価値Ｈ２の系列について判定を行う。すなわち、判定部２５は、第１評価値Ｈ１の系列において、所定のしきい値に達する第２評価値Ｈ２が所定の個数以上連続した場合、対象列が第１パターンに当てはまり、かつ、隣接列が第２パターンに当てはまると判定する。以下、対象列が第１パターンに当てはまり、かつ、隣接列が第２パターンに当てはまることを「第２条件」と呼ぶ。

基準値更新部２３は、判定部２５において「第２条件」を満たしたと判定された場合、基準値Ｂに異常が生じているとみなして、基準値Ｂの更新処理を実行する。
［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（基準値行列３１、静電容量値行列３２、２次元データ３３）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ＰＲＧ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（物体の座標の演算結果など）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。

記憶部３０に格納するプログラムＰＲＧは、記憶部３０のＲＯＭなどに予め書き込まれてもよいし、図示しない上位装置からインターフェース部４０を介してダウンロードしたものを記憶部３０に保存してもよいし、図示しない読み取り装置等によって光ディスクやＵＳＢメモリなどの媒体から読み出したものを記憶部３０に書き込んでもよい。

ここで、図２〜図６を参照して、ＩＣカードのループアンテナが静電センサ１１に載置された状態で基準値Ｂの更新が行われた場合に生じる基準値Ｂの異常について説明する。

図２は、物体の近接による駆動電極Ｅｄと検出電極Ｅｓとの間の静電容量（以下、「相互容量」と記す場合がある。）の変化を説明するための図である。駆動電極Ｅｄに駆動電圧Ｖｄが印加されると、図２Ａに示すように、駆動電極Ｅｄと検出電極Ｅｓとの間には電界が生じる。静電容量検出部１４は、駆動電圧Ｖｄの印加に伴って検出電極Ｅｓに供給される電荷Ｑｘに基づいて相互容量を検出する。

指などの物体１は、グランドに対して比較的大きな容量結合を持っており、その静電容量は相互容量に比べて十分に大きいため、図２Ｂに示すように接地しているとみなせる。従って、物体１が駆動電極Ｅｄと検出電極Ｅｓとの間に近づくと、これらの電極の間を渡る電気力線Ｆｘの一部が物体１によって遮蔽される。そのため、接地とみなせる物体１が近接した場合、相互容量は相対的に減少する。

図３は、接地されたループ状の導体が近接した場合とＩＣカードのループアンテナが近接した場合とで検出データＤのパターンが異なることを示す図である。図３Ａは接地されたループ状導体を静電センサ１１に置いた場合の２次元データ３３の例を示し、図３ＢはＩＣカードを静電センサ１１に置いた場合の２次元データ３３の例を示す。

図３の例において、駆動電極Ｅｄの本数は２７であり、検出電極Ｅｓの本数は１６である。左端の列の「Ｙ０」〜「Ｙ１５」は２次元データ３３の各行を示し、上端の行の「Ｘ０」〜「Ｘ２６」は２次元データ３３の各列を示す。欄内の個々の数値は検出データＤの値を示しているが、全体の数値を見やすくするために、値が「０」の箇所を空欄にしている。検出データＤは、基準値Ｂから静電容量値Ｓを引いた「Ｂ−Ｓ」の値を持つため、正の値は静電容量値Ｓが基準値ＢＳより小さいこと、すなわち、物体の近接によって相互容量が減少していることを示す。

接地されたループ状の導体を静電センサ１１に置いた場合の２次元データ３３は、図３Ａに示すように、導体に近接した位置の検出データＤがいずれも比較的大きな正の値となる。他方、ＩＣカードのループアンテナは、絶縁物で覆われているため、接地されたループ状の導体とは異なり、グランドから絶縁されている。また、ループアンテナのサイズは比較的小さいため、グランドに対する容量結合が比較的弱い。このような違いがあることから、ＩＣカードを静電センサ１１に置いた場合の２次元データ３３は、図３Ａとは異なる検出データＤのパターンを示す。

図３Ｂをみると、ループアンテナの外形に外接する矩形の範囲の四隅において検出データＤが負の値となっており、静電容量値Ｓが基準値Ｂよりも大きくなっている。また、ループアンテナの導体に近接した位置の検出データＤは正の値となるが、その絶対値は接地されたループ状導体の場合より小さい。そのため、ループアンテナの導体に近接した位置は、物体が近接した位置とは判定されない。ＩＣカードを静電センサ１１に置いたまま放置すると、静電センサ１１に物体が近接していないと判定される状態が続くため、基準値更新部２３において基準値Ｂの更新処理が実行される。

図４は、ＩＣカードを置いた状態で基準値Ｂを更新した後、ＩＣカードを取り除いたときの２次元データ３３の例を示す図である。図４の上段は、ＩＣカードを置いた図３Ｂの状態で基準値Ｂの更新を行った後の２次元データ３３を示す。基準値Ｂの更新により、各静電容量値Ｓは基準値Ｂと等しくなるため、２次元データ３３の各検出データＤは一旦ゼロになる。この状態でＩＣカードを静電センサ１１から取り除くと、図４の下段に示すように、図３Ｂの各検出データＤの符号を反転させたものに略等しい２次元データ３３が得られる。図３Ｂにおいて負の値であった矩形領域の四隅の検出データＤは、図４の下段の２次元データ３３において正の値となる。大きな正の値の検出データＤは物体の近接を示すため、図４の下段の２次元データ３３では、矩形の範囲の四隅に物体が近接していると判定されてしまう。

図５は、静電センサに近接した物体と静電センサの各電極との間に形成される寄生キャパシタを説明するための図である。図５Ａはグランドとの容量結合が強い指などの物体１が静電センサ１１に近づいた場合を示し、図５Ｂはグランドとの容量結合が弱い導電性の物体１が静電センサ１１に近づいた場合を示す。各図において、「Ｃｆｇ」は物体１とグランドとの間に形成されるキャパシタを示し、「Ｃｍ」は駆動電極Ｅｄと検出電極Ｅｓとの間に形成されるキャパシタを示し、「Ｃｆｄ」は駆動電極Ｅｄと物体１との間に形成されるキャパシタを示し、「Ｃｆｓ」は検出電極Ｅｓと物体１との間に形成されるキャパシタを示し、「Ｃｂｄ」は駆動電極Ｅｄとグランドとの間に形成されるキャパシタを示し、「Ｃｂｓ」は検出電極Ｅｓとグランドとの間に形成されるキャパシタを示す。

静電容量検出部１４は、一定電位に保たれた検出電極Ｅｓに供給される電荷Ｑｘに基づいて、駆動電極Ｅｄと検出電極Ｅｓとの間の静電容量（相互容量）を検出する。この電荷Ｑｘは、主にキャパシタＣｍ、Ｃｆｓ，Ｃｆｄ，Ｃｆｇの影響を受ける。図５Ａの場合、物体１が接地しているとみなせるため、検出電極Ｅｓが一定電位とすると、キャパシタＣｆｓの電荷量は殆ど変化しない。従って電荷ＱｘはキャパシタＣｆｓ，Ｃｆｄ，Ｃｆｇの影響をあまり受けず、概ねキャパシタＣｍの静電容量に比例する。図２Ｂにおいて説明したように、このキャパシタＣｍの静電容量は、接地とみなせる物体が近接することにより減少する。

一方、図５Ｂの場合、キャパシタＣｆｇの静電容量が比較的小さいため、物体１の電位が変動する。従って、電荷ＱｘはキャパシタＣｆｓ，Ｃｆｄ，Ｃｆｇの影響も受ける。キャパシタＣｆｄ，Ｃｆｓの静電容量がキャパシタＣｆｇに比べて十分に小さいものとすると、駆動電極Ｅｄと検出電極Ｅｓとの間の静電容量Ｃｄｓは次の式で表される。

Ｃｄｓ＝Ｃｍ＋（Ｃｆｓ・Ｃｆｄ）／Ｃｆｇ …（７）
ただし、「Ｃｍ」，「Ｃｆｓ」，「Ｃｆｄ」，「Ｃｆｇ」は、それぞれ同一符号のキャパシタの静電容量を示す。式（７）から分かるように、接地しているとみなせない物体１が近接した場合における駆動電極Ｅｄと検出電極Ｅｓとの間の静電容量Ｃｄｓは、キャパシタＣｍの静電容量よりも大きくなる。

図６は、静電センサ１１の各電極とループアンテナとが容量結合を生じることを説明するための図である。図６ＡはＩＣカード９０に内蔵されたループアンテナＡＴの例を示し、図６Ｂは検出電極Ｅｓ及び駆動電極ＥｄとループアンテナＡＴとの間で容量結合が形成される領域の例を示す。

図６Ａに示すように、ＩＣカード９０の内部には楕円状のループアンテナＡＴが埋め込まれており、ループアンテナＡＴにはＩＣチップ９１が接続されている。ＩＣカード９０を静電センサ１１の操作面に載置すると、図６Ｂに示すように、ループアンテナＡＴと電極（Ｅｓ，Ｅｄ）とが互いに平行に近い状態で近接する領域（点線で示す領域）が生じる。検出電極Ｅｓ１，Ｅｓ２とループアンテナＡＴとが近接する領域には、キャパシタＣｆｓ１，Ｃｆｓ２がそれぞれ形成される。駆動電極Ｅｄ１，Ｅｄ２とループアンテナＡＴとが近接する領域には、キャパシタＣｆｄ１，Ｃｆｄ２がそれぞれ形成される。これらのキャパシタの静電容量が大きくなると、式（７）の右辺２項目の分子が大きくなるため、静電容量Ｃｄｓが大きくなる。従って、２つの検出電極Ｅｓ１，Ｅｓ２と２つの駆動電極Ｅｄ１，Ｅｄ２とが交差する４つの位置において、それぞれ静電容量Ｃｄｓが大きくなる。図４の下段に示すように、ループアンテナＡＴの外形に外接する矩形の範囲の四隅において検出データＤが大きくなるのは、このような理由による。

本実施形態に係る入力装置では、上述した基準値Ｂの異常を判定するため、２次元データ３３に現れる検出データＤのパターンを利用する。図４Ｂの下段に示す２次元データ３３の例において、太い四角で囲った検出データＤ（３，１）、Ｄ（３，１３）、Ｄ（２２，１）及びＤ（２２，１３）は、所定のしきい値を超える正の値を持つ。そのため、特定部２４は、これらの検出データＤを対象データとして特定する。通常、対象データは物体の近接を示すものである。しかしながら、上述した基準値Ｂの異常が生じている場合、２次元データ３３には、対象データに関連した２つの特徴が表れる。

第１の特徴は、対象データが属する行や列において、負の値の検出データＤが連続することである。負の値の検出データＤは、静電容量値Ｓが基準値Ｂより大きいことを示すため、負の値の検出データＤが連続することは、基準値Ｂより大きい静電容量値Ｓ（Ｓ＞Ｂ）を持った容量結合部１２が連続することを示す。この第１の特徴に該当する検出データＤのパターンが「第１パターン」である。

第２の特徴は、対象データが属する行に隣接する行や、対象データが属する列に隣接する列において、ゼロに近い検出データＤが連続することである。ゼロに近い検出データＤは、静電容量値Ｓが基準値Ｂに近似していることを示すため、ゼロに近い検出データＤが連続することは、基準値Ｂに近似する静電容量値Ｓ（Ｓ≒Ｂ）を持った容量結合部１２が連続することを示す。この第２の特徴に該当する検出データＤのパターンが「第２パターン」である。

判定部２５による第１パターン及び第２パターンの判定方法について、図７〜図１０を参照して具体的に説明する。

判定部２５は、行方向における第１パターン及び第２パターンの判定を行う場合、対象データが属する２次元データ３３の行を対象行として選択する。図４の下段に示す２次元データ３３の場合、対象データＤ（３，１）及びＤ（２２，１）についての対象行は「Ｙ１」であり、対象データＤ（３，１３）及びＤ（２２，１３）についての対象行は「Ｙ１３」である。

判定部２５は、列方向における第１パターン及び第２パターンの判定を行う場合、対象データが属する２次元データ３３の列を対象列として選択する。図４の下段に示す２次元データ３３の場合、対象データＤ（３，１）及びＤ（３，１３）についての対象列は「Ｘ３」であり、対象データＤ（２２，１）及びＤ（２２，１３）についての対象列は「Ｘ２２」である。

判定部２５は、選択した対象行の各検出データＤについて、式（１）〜（３）で表される第１評価値Ｈ１を算出する。図７は、第１評価値Ｈ１の算出方法について説明するための図である。図７Ａは、矢印で示した対象行における１つの検出データＤ（ｉ，ｊ）とその周囲の検出データＤを示し、図７Ｂはこれらの検出データＤに対する演算の内容を示す。図７Ｂに示すように、判定部２５は、対象行において連続する検出データＤ（ｉ−１，ｊ）、Ｄ（ｉ，ｊ）、Ｄ（ｉ＋１，ｊ）に重み係数として「−１」、「−２」、「−１」を乗じる。また判定部２５は、検出データＤ（ｉ，ｊ）と列方向に隣接する検出データＤ（ｉ，ｊ−１）、Ｄ（ｉ，ｊ＋１）を絶対値に変換し、重み係数として「−２」を乗じる。判定部２５は、各検出データＤに対するこれらの演算結果を足し合わせることにより第１評価値Ｈ１を算出する。

判定部２５は、選択した対象列の各検出データＤについて、式（４）〜（６）で表される第２評価値Ｈ２を算出する。図８は、第２評価値Ｈ２の算出方法について説明するための図である。図８Ａは、矢印で示した対象列における１つの検出データＤ（ｉ，ｊ）とその周囲の検出データＤを示し、図８Ｂはこれらの検出データＤに対する演算の内容を示す。図８Ｂに示すように、判定部２５は、対象列において連続する検出データＤ（ｉ，ｊ−１）、Ｄ（ｉ，ｊ）、Ｄ（ｉ，ｊ＋１）に重み係数として「−１」、「−２」、「−１」を乗じる。また判定部２５は、検出データＤ（ｉ，ｊ）と行方向に隣接する検出データＤ（ｉ−１，ｊ）、Ｄ（ｉ＋１，ｊ）を絶対値に変換し、重み係数として「−２」を乗じる。判定部２５は、各検出データＤに対するこれらの演算結果を足し合わせることにより第２評価値Ｈ２を算出する。

図９は、第１評価値Ｈ１の算出結果の例を示す図である。図９Ａは、対象行及び隣接行が第１パターン及び第２パターンに当てはまる場合の算出結果を示す。図９Ｂ及び図９Ｃは、隣接行において静電容量値Ｓと基準値Ｂとの差が大きい場合の算出結果を示す。図９Ｄは、対象行において基準値Ｂより大きい静電容量値Ｓが連続していない場合の算出結果を示す。これらの算出結果を比較すると、隣接行が第２パターンに当てはまらない図９Ｂ及び図９Ｃの場合や、対象行が第１パターンに当てはまらない図９Ｄの場合は、図９Ａの場合に比べて第１評価値Ｈ１が明確に小さくなっている。従って、対象行が第１パターンに当てはまり、かつ、隣接行が第２パターンに当てはまる「第１条件」を満たしているか否かを、第１評価値Ｈ１に基づいて判定可能である。同様に、対象列が第１パターンに当てはまり、かつ、隣接列が第２パターンに当てはまる「第２条件」を満たしているか否かは、第２評価値Ｈ２に基づいて判定可能である。

図１０は、図４の下段における２次元データ３３の例に基づいて算出された第１評価値Ｈ１の系列及び第２評価値Ｈ２の系列を示す図である。図１０Ａは第１評価値Ｈ１の系列の算出結果を示し、図１０Ｂは第２評価値Ｈ２の系列の算出結果を示す。各図において太い四角で囲ったものは、値が「６０」以上の評価値を示している。第１パターン及び第２パターンの特徴が強く表れている位置で、値が「６０」以上の評価値が連続している。従って、判定部２５は、第１評価値Ｈ１の系列において所定のしきい値に達したものが所定数以上連続している場合、「第１条件」を満たしていると判定する。また、判定部２５は、第２評価値Ｈ２の系列において所定のしきい値に達したものが所定数以上連続している場合、「第２条件」を満たしていると判定する。

次に、本実施形態に係る入力装置の動作について、図１１及び図１２のフローチャートを参照して説明する。

図１１は、２次元データ３３の生成と対象データの特定に関する動作の一例を説明するためのフローチャートである。入力装置の処理部２０は、図１１に示す処理を所定の周期で繰り返し実行する。

センサ制御部２１は、センサ部１０の駆動部１３や静電容量検出部１４を制御し、静電センサ１１に形成された複数の容量結合部１２の静電容量値Ｓをそれぞれ検出する。２次元データ生成部２２は、静電センサ１１の各容量結合部１２について、検出された静電容量値Ｓと静電容量の基準値Ｂとの差（Ｂ−Ｓ）を示す検出データＤを算出し、各容量結合部１２の検出データＤを要素とする行列形式の２次元データ３３を生成する（ＳＴ１００）。

特定部２４は、生成された２次元データ３３の中から、容量結合部１２に物体が近接したことを示す検出データＤを対象データとして特定する（ＳＴ１０５）。

物体が近接したことを示す対象データが特定部２４において特定された場合（ＳＴ１１０）、座標演算部２６は、特定された対象データに基づいて物体の近接位置の座標を算出する（ＳＴ１１５）。

図１２は、基準値Ｂの更新に関する動作の一例を説明するためのフローチャートである。入力装置の処理部２０は、図１２に示す処理を所定のタイミングで繰り返し実行する。

基準値更新部２３は、特定部２４において周期的に特定される対象データや、座標演算部２６において算出される物体の近接位置の座標などに基づいて、静電センサ１１に対する操作がなされていない無操作状態を監視する。無操作状態は、例えば物体が何も近接していない状態や、近接している物体が移動しない状態である。基準値更新部２３は、無操作状態が所定時間以上継続したか否かを判定する（ＳＴ２００）。

無操作状態が所定時間以上継続した場合（ＳＴ２００）、基準値更新部２３は、特定部２４において１以上の対象データが特定されているか否か（静電センサ１１に物体が近接しているか否か）を判定する（ＳＴ２０５）。特定部２４において対象データが特定されていない場合（静電センサ１１に物体が近接していない場合）、基準値更新部２３は、基準値Ｂの更新処理を実行する（ＳＴ２４０）。

１以上の対象データが特定されている場合、判定部２５はその中から１つの対象データを選択し（ＳＴ２１０）、選択した対象データが属する対象行の各検出データＤについて第１評価値Ｈ１を算出する（ＳＴ２１５）。

判定部２５は、対象行について算出した第１評価値Ｈ１の系列において、所定のしきい値に達する第１評価値Ｈ１が所定個数以上連続しているか否かを判定する（ＳＴ２２０）。しきい値に達する第１評価値Ｈ１が所定個数以上連続している場合、第１条件を満たすため、基準値更新部２３は基準値Ｂの更新処理を実行する（ＳＴ２４０）。

第１評価値Ｈ１の系列においてしきい値に達する第１評価値Ｈ１が所定個数以上連続していない場合（ＳＴ２２０）、判定部２５は、ステップＳＴ２１０で選択した対象データが属する対象列の各検出データＤについて第２評価値Ｈ２を算出する（ＳＴ２２５）。

判定部２５は、対象列について算出した第２評価値Ｈ２の系列において、所定のしきい値に達する第２評価値Ｈ２が所定個数以上連続しているか否かを判定する（ＳＴ２３０）。しきい値に達する第２評価値Ｈ２が所定個数以上連続している場合、第２条件を満たすため、基準値更新部２３は基準値Ｂの更新処理を実行する（ＳＴ２４０）。

第２評価値Ｈ２の系列においてしきい値に達する第２評価値Ｈ２が所定個数以上連続していない場合（ＳＴ２３０）、判定部２５は、他の対象データがあるならば（ＳＴ２３５）、当該他の対象データについてステップＳＴ２１０以降の処理を繰り返す。特定部２４で特定された全ての対象データについてステップＳＴ２１０〜ＳＴ２３０の処理が行われた場合、判定部２５は現在の２次元データ３３についての判定処理を終了する。

以上説明したように、本実施形態によれば、ＩＣカードのループアンテナのようにグランドとの容量結合の弱い導体が１つの駆動電極Ｅｄと１つの検出電極Ｅｓとに沿って近接した場合、当該１つの駆動電極Ｅｄと当該１つの検出電極Ｅｓとによって形成される１つの容量結合部１２では、静電容量が増大し易くなる。当該１つの容量結合部１２において静電容量が増大した状態で当該１つの容量結合部１２の基準値Ｂが更新され、その更新後に導体が静電センサ１１から取り除かれると、当該１つの容量結合部１２では、更新後の基準値Ｂに対して静電容量が減少する。この静電容量の減少により、当該１つの容量結合部では、物体が近接したことを示す検出データＤが得られる。この検出データＤは、対象データとして特定される。また、当該１つの検出電極Ｅｓや当該１つの駆動電極Ｅｄに形成される他の容量結合部１２では、ループアンテナ等の導体が近接することによって静電容量が減少し易くなる。この静電容量の減少状態において他の容量結合部１２の基準値Ｂがそれぞれ更新され、その更新後に導体が静電センサ１１から取り除かれると、他の容量結合部１２では、更新後の基準値Ｂに対して静電容量が増大する。従って、対象データが属する２次元データ３３の行に基づいて選択された対象行や、対象データが属する２次元データ３３の列に基づいて選択された対象列は、基準値Ｂより大きい静電容量値を持つ容量結合部１２が連続していることを示す「第１パターン」に当てはまり易くなる。対象行及び対象列の少なくとも一方が第１パターンに当てはまる場合、ループアンテナ等の導体の近接による基準値Ｂの異常が生じていた可能性があるため、基準値Ｂの更新が行われる。そのため、従来の装置のように基準値Ｂが更新される前の静電容量値Ｓの情報を用いることなく、２次元データ３３の検出データＤのパターンに基づいて基準値Ｂの異常の有無を判定できる。従って、例えば電源をオンする前に近接していたループアンテナ等の導体が電源のオンの後に取り除かれた場合でも、基準値Ｂの異常を適切に判定して速やかに解消できる。

また、本実施形態によれば、ＩＣカードのループアンテナのような線状の導体が１つの駆動電極Ｅｄと１つの検出電極Ｅｓとに沿って近接した場合、当該１つの検出電極Ｅｓに隣接する検出電極Ｅｓの容量結合部１２や、当該１つの駆動電極Ｅｄに隣接する駆動電極Ｅｄの容量結合部１２では、基準値Ｂに対する静電容量値Ｓの差が小さくなり易い。そのため、対象行に隣接した隣接行や、対象列に隣接した隣接列は、基準値Ｂに近似する静電容量値Ｓを持った容量結合部１２が連続していることを示す「第２パターン」に当てはまり易くなる。従って、対象行が第１パターンに当てはまり、かつ、隣接行が第２パターンに当てはまる「第１条件」や、対象列が第１パターンに当てはまり、かつ、隣接列が第２パターンに当てはまる「第２条件」を満たす場合、ループアンテナ等の導体の近接による基準値Ｂの異常が生じていた可能性がより高くなる。従って、「第１条件」や「第２条件」を満たす場合に基準値Ｂの更新を行うことで、より適切に基準値Ｂの異常を解消できる。

更に、本実施形態によれば、対象行について算出した第１評価値Ｈ１の系列において、しきい値に達する第１評価値Ｈ１が所定個数以上連続するか否かにより「第１条件」を満たすか否かが判定される。また、対象列について算出した第２評価値Ｈ２の系列において、しきい値に達する第２評価値Ｈ２が所定個数以上連続するか否かにより「第２条件」を満たすか否かが判定される。従って、対象行のパターン判定や対象行のパターン判定において、第１パターン及び第２パターンを１つの評価値（Ｈ１、Ｈ２）に基づいて判定できるため、判定に関わる演算を簡易化できる。
＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。第２の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ける判定部２５の処理を変更したものであり、他の構成は第１の実施形態に係る入力装置と同様である。以下では、第１の実施形態に係る入力装置との相違点を中心に説明する。

第２の実施形態に係る入力装置において、判定部２５は、対象行及び隣接行について第１パターン及び第２パターンの判定を行う場合に、対象行の検出データＤごとに１つの第１評価値群を算出する。この第１評価値群は、既に説明した対象行評価値Ｈ１１（式（２））と隣接行評価値Ｈ１２（式（３））とを含む。すなわち、判定部２５は、対象行評価値Ｈ１１と隣接行評価値Ｈ１２とを足し合わせて第１評価値Ｈ１（式（１））を算出するのではなく、対象行評価値Ｈ１１と隣接行評価値Ｈ１２とをそれぞれ独立に算出する。

判定部２５は、対象行の各検出データＤについて算出した第１評価値群（対象行評価値Ｈ１１及び隣接行評価値Ｈ１２）の系列において、所定のしきい値に達する対象行評価値Ｈ１１と所定のしきい値に達する隣接行評価値Ｈ１２とを含んだ第１評価値群を特定し、当該特定した第１評価値群が連続する個数を数える。所定のしきい値に達する対象行評価値Ｈ１１とは、例えば、式（２）において「α＜０」かつ「β＜０」とした場合に、所定の正のしきい値より大きい対象行評価値Ｈ１１である。また、所定のしきい値に達する隣接行評価値Ｈ１２とは、例えば、式（３）において「γ＝１」とした場合に、所定の正のしきい値より小さい隣接行評価値Ｈ１２である。このような対象行評価値Ｈ１１及び隣接行評価値Ｈ１２を含む第１評価値群が所定個数以上連続する場合、判定部２５は「第１条件」を満たしていると判定する。

また、判定部２５は、対象列及び隣接列について第１パターン及び第２パターンの判定を行う場合、対象列の検出データＤごとに１つの第２評価値群を算出する。この第２評価値群は、既に説明した対象列評価値Ｈ２１（式（５））と隣接行評価値Ｈ２２（式（６））とを含む。すなわち、判定部２５は、対象列評価値Ｈ２１と隣接列評価値Ｈ２２とを足し合わせて第２評価値Ｈ２（式（４））を算出するのではなく、対象列評価値Ｈ２１と隣接列評価値Ｈ２２とをそれぞれ独立に算出する。

判定部２５は、対象列の各検出データＤについて算出した第２評価値群（対象列評価値Ｈ２１及び隣接列評価値Ｈ２２）の系列において、所定のしきい値に達する対象列評価値Ｈ２１と所定のしきい値に達する隣接列評価値Ｈ２２とを含んだ第２評価値群を特定し、当該特定した第２評価値群が連続する個数を数える。所定のしきい値に達する対象列評価値Ｈ２１とは、例えば、式（５）において「ν＜０」かつ「η＜０」とした場合に、所定の正のしきい値より大きい対象列評価値Ｈ２１である。また、所定のしきい値に達する隣接列評価値Ｈ２２とは、例えば、式（６）において「κ＝１」とした場合に、所定の正のしきい値より小さい隣接列評価値Ｈ２２である。このような対象列評価値Ｈ２１及び隣接列評価値Ｈ２２を含む第２評価値群が所定個数以上連続する場合、判定部２５は「第２条件」を満たしていると判定する。

図１３は、行方向の判定に用いられる第１評価値群（対象行評価値Ｈ１１、隣接行評価値Ｈ１２）の算出方法を説明するための図である。図１３Ａは、矢印で示した対象行における１つの検出データＤ（ｉ，ｊ）とその周囲の検出データＤを示す。図１３Ｂは対象行評価値Ｈ１１を算出する場合の各検出データＤに対する演算の内容を示し、図１３Ｃは隣接行評価値Ｈ１２を算出する場合の各検出データＤに対する演算の内容を示す。図１３Ｂに示すように、判定部２５は、対象行において連続する検出データＤ（ｉ−１，ｊ）、Ｄ（ｉ，ｊ）、Ｄ（ｉ＋１，ｊ）に重み係数として「−１」、「−２」、「−１」を乗じ、これらの演算結果を足し合わせることにより対象行評価値Ｈ１１を算出する。また判定部２５は、検出データＤ（ｉ，ｊ）と列方向に隣接する検出データＤ（ｉ，ｊ−１）、Ｄ（ｉ，ｊ＋１）をそれぞれ絶対値に変換して足し合わせることにより、隣接行評価値Ｈ１２を算出する。

図１４は、列方向の判定に用いられる第２評価値群（対象列評価値Ｈ２１、隣接列評価値Ｈ２２）の算出方法を説明するための図である。図１４Ａは、矢印で示した対象列における１つの検出データＤ（ｉ，ｊ）とその周囲の検出データＤを示す。図１４Ｂは対象列評価値Ｈ２１を算出する場合の各検出データＤに対する演算の内容を示し、図１４Ｃは隣接列評価値Ｈ２２を算出する場合の各検出データＤに対する演算の内容を示す。図１４Ｂに示すように、判定部２５は、対象列において連続する検出データＤ（ｉ，ｊ−１）、Ｄ（ｉ，ｊ）、Ｄ（ｉ，ｊ＋１）に重み係数として「−１」、「−２」、「−１」を乗じ、これらの演算結果を足し合わせることにより対象列評価値Ｈ２１を算出する。また判定部２５は、検出データＤ（ｉ，ｊ）と行方向に隣接する検出データＤ（ｉ−１，ｊ）、Ｄ（ｉ＋１，ｊ）をそれぞれ絶対値に変換して足し合わせることにより、隣接列評価値Ｈ２２を算出する。

図１５は、第２の実施形態における基準値Ｂの更新に関する動作の一例を説明するためのフローチャートである。図１５に示すフローチャートは、図１２に示すフローチャートにおけるステップＳＴ２１５〜ＳＴ２３０をステップＳＴ２１５Ａ〜ＳＴ２３０Ａに変更したものであり、他のステップは図１２に示すフローチャートと同じである。以下、図１２に示すフローチャートとの相違点のみ説明する。

判定部２５は、ステップＳＴ２１０において１つの対象データを選択すると、この選択した対象データが属する対象行の各検出データＤについて、第１評価値群(対象行評価値Ｈ１１及び隣接行評価値Ｈ１２）を算出する（ＳＴ２１５Ａ）。判定部２５は、算出した第１評価値群の系列において、対象行評価値Ｈ１１及び隣接行評価値Ｈ１２がそれぞれ所定のしきい値に達している第１評価値群を特定し、当該特定した第１評価値群が所定個数以上連続しているか否かを判定する（ＳＴ２２０Ａ）。当該特定した第１評価値群が所定個数以上連続している場合、基準値更新部２３は基準値Ｂの更新処理を実行する（ＳＴ２４０）。

第１評価値群の系列においてしきい値に達する評価値（Ｈ１１，Ｈ１２）を含んだ第１評価値群が所定個数以上連続していない場合（ＳＴ２２０Ａ）、判定部２５は、ステップＳＴ２１０において選択した対象データが属する対象列の各検出データＤについて、第２評価値群(対象列評価値Ｈ２１及び隣接列評価値Ｈ２２）を算出する（ＳＴ２２５Ａ）。判定部２５は、算出した第２評価値群の系列において、対象列評価値Ｈ２１及び隣接列評価値Ｈ２２がそれぞれ所定のしきい値に達している第２評価値群を特定し、当該特定した第２評価値群が所定個数以上連続しているか否かを判定する（ＳＴ２３０Ａ）。当該特定した第２評価値群が所定個数以上連続している場合、基準値更新部２３は基準値Ｂの更新処理を実行する（ＳＴ２４０）。

第２評価値群の系列においてしきい値に達する評価値（Ｈ２１，Ｈ２２）を含んだ第２評価値群が所定個数以上連続していない場合（ＳＴ２３０Ａ）、判定部２５は、他の対象データがあるならば（ＳＴ２３５）、当該他の対象データについてステップＳＴ２１０以降の処理を繰り返す。

以上説明したように、本実施形態によれば、対象行及び対象列について算出した第１評価値群の系列において、所定のしきい値に達する対象行評価値Ｈ１１と所定のしきい値に達する隣接行評価値Ｈ１２とを含んだ第１評価値群が所定個数以上連続するか否かにより、「第１条件」を満たすか否かが判定される。また、対象列及び隣接列について算出した第２評価値群の系列において、所定のしきい値に達する対象列評価値Ｈ２１と所定のしきい値に達する隣接列評価値Ｈ２２とを含んだ第２評価値群が所定個数以上連続するか否かにより、「第２条件」を満たすか否かが判定される。従って、対象行や対象列が第１パターンに当てはまることと、隣接行や隣接列が第２パターンに当てはまることとを、それぞれ独立の評価値に基づいて正確に判定できる。
＜第３の実施形態＞
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。第３の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ける判定部２５の処理を変更したものであり、他の構成は第１の実施形態に係る入力装置と同様である、以下では、第１の実施形態に係る入力装置との相違点を中心に説明する。

第３の実施形態に係る入力装置において、判定部２５は、対象行について第１パターンの判定を行う場合、対象行の検出データＤごとに１つの対象行評価値Ｈ１１（式（２））を算出する。すなわち、本実施形態における判定部２５は、対象行評価値Ｈ１１と隣接行評価値Ｈ１２とを足し合わせて第１評価値Ｈ１（式（１））を算出するのではなく、第１評価値Ｈ１より簡易な対象行評価値Ｈ１１を算出する。

判定部２５は、対象行について算出した対象行評価値Ｈ１１の系列において、所定のしきい値に達する対象行評価値Ｈ１１が所定個数以上連続するか否かを判定する。所定のしきい値に達する対象行評価値Ｈ１１とは、例えば、式（２）において「α＜０」かつ「β＜０」とした場合に、所定の正のしきい値より大きい対象行評価値Ｈ１１である。所定のしきい値に達する対象行評価値Ｈ１１が所定個数以上連続する場合、判定部２５は、対象行が第１パターンに当てはまると判定する。

また、判定部２５は、対象列について第２パターンの判定を行う場合、対象列の検出データＤごとに１つの対象列評価値Ｈ２１（式（５））を算出する。すなわち、本実施形態における判定部２５は、対象列評価値Ｈ２１と隣接列評価値Ｈ２２とを足し合わせて第２評価値Ｈ２（式（４））を算出するのではなく、第２評価値Ｈ２より簡易な対象列評価値Ｈ２１を算出する。

判定部２５は、対象列について算出した対象列評価値Ｈ２１の系列において、所定のしきい値に達する対象列評価値Ｈ２１が所定個数以上連続するか否かを判定する。所定のしきい値に達する対象列評価値Ｈ２１とは、例えば、式（５）において「ν＜０」かつ「η＜０」とした場合に、所定の正のしきい値より大きい対象列評価値Ｈ２１である。所定のしきい値に達する対象列評価値Ｈ２１が所定個数以上連続する場合、判定部２５は、対象列が第１パターンに当てはまると判定する。

図１６は、第３の実施形態における基準値Ｂの更新に関する動作の一例を説明するためのフローチャートである。図１６に示すフローチャートは、図１２に示すフローチャートにおけるステップＳＴ２１５〜ＳＴ２３０をステップＳＴ２１５Ｂ〜ＳＴ２３０Ｂに変更したものであり、他のステップは図１２に示すフローチャートと同じである。以下、図１２に示すフローチャートとの相違点のみ説明する。

判定部２５は、ステップＳＴ２１０において１つの対象データを選択すると、この選択した対象データが属する対象行の各検出データＤについて、対象行評価値Ｈ１１を算出する（ＳＴ２１５Ｂ）。判定部２５は、算出した対象行評価値Ｈ１１の系列において、所定のしきい値に達している対象行評価値Ｈ１１が所定個数以上連続しているか否かを判定する（ＳＴ２２０Ｂ）。所定のしきい値に達している対象行評価値Ｈ１１が所定個数以上連続している場合、基準値更新部２３は基準値Ｂの更新処理を実行する（ＳＴ２４０）。

対象行評価値Ｈ１１の系列において所定のしきい値に達する対象行評価値Ｈ１１が所定個数以上連続していない場合（ＳＴ２２０Ｂ）、判定部２５は、ステップＳＴ２１０において選択した対象データが属する対象列の各検出データＤについて、対象列評価値Ｈ２１を算出する（ＳＴ２２５Ｂ）。判定部２５は、算出した対象列評価値Ｈ２１の系列において、所定のしきい値に達している対象列評価値Ｈ２１が所定個数以上連続しているか否かを判定する（ＳＴ２３０Ｂ）。所定のしきい値に達している対象列評価値Ｈ２１が所定個数以上連続している場合、基準値更新部２３は基準値Ｂの更新処理を実行する（ＳＴ２４０）。

対象列評価値Ｈ２１の系列においてしきい値に達する対象列評価値Ｈ２１が所定個数以上連続していない場合（ＳＴ２３０Ｂ）、判定部２５は、他の対象データがある場合には（ＳＴ２３５）、他の対象データについてステップＳＴ２１０以降の処理を繰り返す。

以上説明したように、本実施形態によれば、対象行について算出した対象行評価値Ｈ１１の系列において、所定のしきい値に達する対象行評価値Ｈ１１が所定個数以上連続するか否かにより、対象行が第１パターンに当てはまるか否かが判定される。また、対象列について算出した対象列評価値Ｈ２１の系列において、所定のしきい値に達する対象列評価値Ｈ２１が所定個数以上連続するか否かにより、対象列が第１パターンに当てはまるか否かが判定される。従って、対象行や対象列が第１パターンに当てはまることを簡易な演算で判定できる。
＜第４の実施形態＞
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。第４の実施形態に係る入力装置は、上述した第１〜第３の実施形態に係る入力装置の判定部２５において、対象行及び対象列の選択の方法を変更したものであり、他の構成は第１〜第３の実施形態に係る入力装置と同様である、以下では、これらの実施形態に係る入力装置との相違点を中心に説明する。

上述した各実施形態における判定部２５は、対象データが属する行を対象行として選択し、対象データが属する列を対象列として選択する。一方、本実施形態における判定部２５は、対象データが属する行を含む複数の隣接する行の中から対象行を選択し、対象データが属する列を含む複数の隣接する列の中から対象列を選択する。

すなわち判定部２５は、対象行について第１パターンの判定を行う場合、対象データが属する２次元データ３３の行を含む複数の隣接する行の中から、静電容量値Ｓが相対的に大きいことを示す１つの検出データＤを列ごとに選択し、当該選択した検出データＤの系列を対象行として第１パターンの判定を行う。

また判定部２５は、対象列について第１パターンの判定を行う場合、対象データが属する２次元データ３３の列を含む複数の隣接する列の中から、静電容量値Ｓが相対的に大きいことを示す１つの検出データＤを行ごとに選択し、当該選択した検出データＤの系列を対象列として第１パターンの判定を行う。

図１７は、第４の実施形態における対象行の選択方法を説明するための図である。図１７において、太い四角で囲んだ検出データＤ（１，１２）が対象データであり、丸で囲んだ検出データＤの系列が対象行である。判定部２５は、検出データＤ（１，１２）が属する行Ｙ１２と、これに隣接する行Ｙ１１及びＹ１３とからなる範囲において、対象行の各検出データＤを選択する。すなわち、判定部２５は、行Ｙ１１〜Ｙ１３の範囲において列ごとに最も値が小さい検出データＤ（静電容量値Ｓが相対的に大きい検出データＤ）を、対象行の検出データＤとして選択する。例えば列Ｘ４において、行Ｙ１１〜Ｙ１３の範囲における検出データＤ（４，１１）、Ｄ（４，１２）、Ｄ（４，１３）の値はそれぞれ「−１４」、「−１」、「１２」である。判定部２５は、これらの中で最も値が小さい検出データＤ（４，１１）を対象行の検出データとして選択する。

ＩＣカードのループアンテナのような線状の導体が１つの検出電極Ｅｓとこれに隣接する検出電極Ｅｓに沿って近接した場合（検出電極Ｅｓに対してやや傾いた状態で近接した場合など）、対象データが属する行だけではなく、これに隣接する行においても、基準値Ｂより大きい静電容量値Ｓを持つ容量結合部１２が連続していることを示す第１パターンが現れ易くなる。このような場合でも、本実施系形態によれば、対象データが属する行を含む複数の隣接する行の中から、静電容量値Ｓが相対的に大きいことを示す１つの検出データＤを列ごとに選択することにより、当該選択した検出データＤの系列は第１パターンに当てはまり易くなる。従って、この検出データＤの系列を対象行として第１パターンの判定を行うことにより、線状の導体の近接による基準値Ｂの異常を適切に判定できる。また、本実施形態によれば、対象列についても対象行と同様に、複数の隣接する列の中から選択するため、線状の導体が１つの駆動電極Ｅｄとこれに隣接する駆動電極Ｅｄに沿って近接する場合の基準値Ｂの異常を適切に判定できる。

以上、本発明の幾つか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。

上述した第１〜第３の実施形態では、１つの対象データに関する行方向の「第１条件」及び列方向の「第２条件」の少なくとも一方を満たす場合に基準値が更新されるが、本発明の他の実施形態では、「第１条件」及び「第２条件」の両方を満たす場合に基準値が更新されてもよい。

上述した各実施形態における第１評価値Ｈ１（対象行評価値Ｈ１１及び隣接行評価値Ｈ１２）の算出方法や第２評価値Ｈ２（対象列評価値Ｈ２１及び隣接列評価値Ｈ２２）の算出方法は一例であり、本発明はこの例に限定されない。各評価値の算出に使用する検出データや重み係数は、基準値の異常の状態等に応じて任意に設定してよい。

なお、上記した入力装置は、プログラムを記憶したメモリーと、該メモリーに接続され、該メモリーに記憶されたプログラムを実行するプロセッサーによって実現されてもよい。

本出願は２０１７年３月１５日に出願した日本国特許出願第２０１７−０４９５８６号に基づくものであり、その全内容は参照することによりここに組み込まれる。

１０…センサ部、１１…静電センサ、１２…容量結合部、１３…駆動部、１４…静電容量検出部、２０…処理部、２１…センサ制御部、２２…２次元データ生成部、２３…基準値更新部、２４…特定部、２５…判定部、２６…座標演算部、３０…記憶部、３１…基準値行列、３２…静電容量値行列、３３…２次元データ、４０…インターフェース部、９０…ＩＣカード、９１…ＩＣチップ、Ｅｄ…駆動電極、Ｅｓ…検出電極、ＡＴ…ループアンテナ、ＰＲＧ…プログラム、Ｄ…検出データ、Ｓ…静電容量値、Ｂ…基準値、Ｈ１…第１評価値、Ｈ２…第２評価値、Ｈ１１…対象行評価値、Ｈ１２…隣接行評価値、Ｈ２１…対象列評価値、Ｈ２２…隣接列評価値

Claims (9)

1. 物体の近接に伴う静電容量の変化に応じた情報を入力する入力装置であって、
   駆動電圧が印加される複数の駆動電極と、複数の検出電極とを含み、前記複数の検出電極と前記複数の駆動電極との間に複数の容量結合部が形成されたセンサ部と、
   前記複数の駆動電極と前記複数の検出電極との間に形成される複数の前記容量結合部の静電容量を検出する静電容量検出部と、
   前記静電容量検出部において検出された１つの前記容量結合部の静電容量値と当該１つの容量結合部について設定された静電容量の基準値との差を示す１つの検出データを、前記複数の容量結合部の各々について算出し、各行が１つの前記検出電極における複数の前記容量結合部に対応するとともに、各列が１つの前記駆動電極における複数の前記容量結合部に対応し、前記容量結合部の配置と対応するように前記検出データが配列された２次元データを生成する２次元データ生成部と、
   前記静電容量検出部において検出された前記複数の容量結合部の前記静電容量値に基づいて、前記複数の容量結合部の前記基準値を更新する基準値更新部と、
   前記２次元データ生成部により生成された前記２次元データの中から、前記容量結合部に物体が近接したことを示す前記検出データを対象データとして特定する特定部と、
   前記対象データが属する前記２次元データの行に基づいて選択した対象行、及び、前記対象データが属する前記２次元データの列に基づいて選択した対象列の少なくとも一方について、前記基準値より大きい前記静電容量値を持つ前記容量結合部が連続していることを示す第１パターンに当てはまるか否かを判定する判定部とを有し、
   前記基準値更新部は、前記対象行及び前記対象列の少なくとも一方若しくは両方が前記第１パターンに当てはまると判定された場合、前記基準値の更新を行う、
   入力装置。
2. 前記判定部は、
   前記対象行について前記第１パターンの判定を行う場合、前記対象行に隣接する少なくとも１つの隣接行について、前記基準値に近似する前記静電容量値を持った前記容量結合部が連続していることを示す第２パターンに当てはまるか否かの判定を行い、
   前記対象列について前記第１パターンの判定を行う場合、前記対象列に隣接する少なくとも１つの隣接列について、前記第２パターンに当てはまるか否かの判定を行い、
   前記基準値更新部は、前記対象行が前記第１パターンに当てはまり、かつ、前記隣接行が前記第２パターンに当てはまる第１条件と、前記対象列が前記第１パターンに当てはまり、かつ、前記隣接列が前記第２パターンに当てはまる第２条件との少なくとも一方若しくは両方を満たす場合に、前記基準値の更新を行う、
   請求項１に記載の入力装置。
3. 前記判定部は、
   前記対象行及び前記隣接行について前記第１パターン及び前記第２パターンの判定を行う場合、前記対象行の前記検出データごとに１つの第１評価値を算出し、
   前記対象行の１つの前記検出データについて１つの前記第１評価値を算出する場合、前記対象行の中で当該１つの検出データを含んだ一連の前記検出データと、当該１つの検出データに列方向で隣接する少なくとも１つの前記検出データとに基づいて、前記対象行の前記静電容量値が前記基準値を超過する度合い、及び、前記隣接行の前記静電容量値が前記基準値に近似する度合いの両方を表す前記第１評価値を算出し、
   前記対象行について算出した前記第１評価値の系列において、しきい値に達する前記第１評価値が連続するならば、前記第１条件を満たすと判定し、
   前記判定部は、
   前記対象列及び前記隣接列について前記第１パターン及び前記第２パターンの判定を行う場合、前記対象列の前記検出データごとに１つの第２評価値を算出し、
   前記対象列の１つの前記検出データについて１つの前記第２評価値を算出する場合、前記対象列の中で当該１つの検出データを含んだ一連の前記検出データと、当該１つの検出データに行方向で隣接する少なくとも１つの前記検出データとに基づいて、前記対象列の前記静電容量値が前記基準値を超過する度合い、及び、前記隣接列の前記静電容量値が前記基準値に近似する度合いの両方を表す前記第２評価値を算出し、
   前記対象列について算出した前記第２評価値の系列において、しきい値に達する前記第２評価値が連続するならば、前記第２条件を満たすと判定する、
   請求項２に記載の入力装置。
4. 前記判定部は、
   前記対象行及び前記隣接行について前記第１パターン及び前記第２パターンの判定を行う場合、前記対象行の前記検出データごとに、対象行評価値及び隣接行評価値を含んだ１つの第１評価値群を算出し、
   前記対象行における１つの前記検出データについて１つの前記第１評価値群を算出する場合、前記対象行の中で当該１つの検出データを含んだ一連の前記検出データに基づいて、前記対象行の前記静電容量値が前記基準値を超過する度合いを表す前記対象行評価値を算出するとともに、当該１つの検出データに列方向で隣接する少なくとも１つの前記検出データに基づいて、前記隣接行の前記静電容量値が前記基準値に近似する度合いを表す前記隣接行評価値を算出し、
   前記対象行について算出した前記第１評価値群の系列において、しきい値に達する前記対象行評価値としきい値に達する前記隣接行評価値とを含んだ前記第１評価値群が連続するならば、前記第１条件を満たすと判定し、
   前記判定部は、
   前記対象列及び前記隣接列について前記第１パターン及び前記第２パターンの判定を行う場合、前記対象列の前記検出データごとに、対象列評価値及び隣接列評価値を含んだ１つの第２評価値群を算出し、
   前記対象列における１つの前記検出データについて１つの前記第２評価値群を算出する場合、前記対象列の中で当該１つの検出データを含んだ一連の前記検出データに基づいて、前記対象列の前記静電容量値が前記基準値を超過する度合いを表す前記対象列評価値を算出するとともに、当該１つの検出データに行方向で隣接する少なくとも１つの前記検出データに基づいて、前記隣接列の前記静電容量値が前記基準値に近似する度合いを表す前記隣接列評価値を算出し、
   前記対象列について算出した前記第２評価値群の系列において、しきい値に達する前記対象列評価値としきい値に達する前記隣接列評価値とを含んだ前記第２評価値群が連続するならば、前記第２条件を満たすと判定する、
   請求項２に記載の入力装置。
5. 前記判定部は、
   前記対象行について前記第１パターンの判定を行う場合、前記対象行の前記検出データごとに１つの対象行評価値を算出し、
   前記対象行における１つの前記検出データについて１つの前記対象行評価値を算出する場合、前記対象行の中で当該１つの検出データを含んだ一連の前記検出データに基づいて、前記対象行の前記静電容量値が前記基準値を超過する度合いを表す前記対象行評価値を算出し、
   前記対象行について算出した前記対象行評価値の系列において、しきい値に達する前記対象行評価値が連続するならば、前記対象行が第１パターンに当てはまると判定し、
   前記判定部は、
   前記対象列について前記第１パターンの判定を行う場合、前記対象列の前記検出データごとに１つの対象列評価値を算出し、
   前記対象列における１つの前記検出データについて１つの前記対象列評価値を算出する場合、前記対象列の中で当該１つの検出データを含んだ一連の前記検出データに基づいて、前記対象列の前記静電容量値が前記基準値を超過する度合いを表す前記対象列評価値を算出し、
   前記対象列について算出した前記対象列評価値の系列において、しきい値に達する前記対象列評価値が連続するならば、前記対象列が第１パターンに当てはまると判定する、
   請求項１に記載の入力装置。
6. 前記判定部は、
   前記対象行について前記第１パターンの判定を行う場合、前記対象データが属する前記２次元データの行を含む複数の隣接する行の中から、前記静電容量値が相対的に大きいことを示す１つの前記検出データを列ごとに選択し、当該選択した検出データの系列を前記対象行として前記第１パターンの判定を行い、
   前記対象列について前記第１パターンの判定を行う場合、前記対象データが属する前記２次元データの列を含む複数の隣接する列の中から、前記静電容量値が相対的に大きいことを示す１つの前記検出データを行ごとに選択し、当該選択した検出データの系列を前記対象列として前記第１パターンの判定を行う、
   請求項１乃至５のいずれか一項に記載の入力装置。
7. 物体の近接に伴う静電容量の変化に応じた情報を入力する入力装置の制御方法であって、
   前記入力装置は、
   駆動電圧が印加される複数の駆動電極と、複数の検出電極とを含み、前記複数の検出電極と前記複数の駆動電極との間に複数の容量結合部が形成されたセンサ部と、
   前記複数の駆動電極と前記複数の検出電極との間に形成される複数の前記容量結合部の静電容量を検出する静電容量検出部とを含み、
   前記静電容量検出部において検出された１つの前記容量結合部の静電容量値と当該１つの容量結合部について設定された静電容量の基準値との差を示す１つの検出データを、前記複数の容量結合部の各々について算出し、各行が１つの前記検出電極における複数の前記検出データに対応するとともに、各列が１つの前記駆動電極における複数の前記検出データに対応した２次元データを生成することと、
   前記静電容量検出部において検出された前記複数の容量結合部の前記静電容量値に基づいて、前記複数の容量結合部の前記基準値を更新することと、
   生成された前記２次元データの中から、前記容量結合部に物体が近接したことを示す前記検出データを対象データとして特定することと、
   前記対象データが属する前記２次元データの行に基づいて選択した対象行、及び、前記対象データが属する前記２次元データの列に基づいて選択した対象列の少なくとも一方について、前記基準値より大きい前記静電容量値を持つ前記容量結合部が連続していることを示す第１パターンに当てはまるか否かを判定することとを有し、
   前記基準値を更新することは、前記対象行及び前記対象列の少なくとも一方若しくは両方が前記第１パターンに当てはまると判定された場合に前記基準値の更新を行うことを含む、
   入力装置の制御方法。
8. 前記対象行について前記第１パターンの判定を行う場合に、前記対象行に隣接する少なくとも１つの隣接行について、前記基準値に近似する前記静電容量値を持った前記容量結合部が連続していることを示す第２パターンに当てはまるか否かを判定することと、
   前記対象列について前記第１パターンの判定を行う場合に、前記対象列に隣接する少なくとも１つの隣接列について、前記第２パターンに当てはまるか否かを判定することとを有し、
   前記基準値を更新することは、前記対象行が前記第１パターンに当てはまり、かつ、前記隣接行が前記第２パターンに当てはまる第１条件と、前記対象列が前記第１パターンに当てはまり、かつ、前記隣接列が前記第２パターンに当てはまる第２条件との少なくとも一方若しくは両方を満たす場合に前記基準値の更新を行うことを含む、
   請求項７に記載の入力装置の制御方法。
9. 請求項７又は８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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