JPWO2018012030A1 - 入力装置、イメージデータ算出方法、及びイメージデータ算出プログラム - Google Patents

入力装置、イメージデータ算出方法、及びイメージデータ算出プログラム Download PDF

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Abstract

入力装置１００の各電極１５０が、イメージデータ算出部１４１に接続された複数の検出端子１５１を含む。イメージデータ算出部１４１は、検出端子１５１を通じて検出される電荷量に対応して変化する検出値を検出し、複数の係数情報に基づいて、複数の区画１１２の各々における静電容量対応した複数のイメージデータを算出する。各係数情報は、複数の区画１１２の１つと複数の検出端子１５１の１つとの異なる組み合わせに対応する。各係数情報は、１つの区画１１２に蓄積される電荷量のうち１つの検出端子１５１で検出される電荷量の割合を表す。

Description

本発明は、入力装置、イメージデータ算出方法、及びイメージデータ算出プログラムに関するものである。
従来、特許文献１に記載のように、平面の操作面において、操作体（例えば、指や操作ペン）が触れている場所を検出する静電容量式の入力装置が知られている。特許文献１の入力装置の内部には、操作面から離間した位置に、操作面に沿って複数の電極が２次元に配置されている。特許文献１の入力装置は、操作体と電極との間の静電容量の変化に対応するイメージデータを電極ごとに検出することにより、２次元的に操作体の接触位置を検出する。
特開２０１２−２７８８９号公報
しかしながら、特許文献１の入力装置では、２次元の様々な測定位置におけるイメージデータを作成するには、測定位置の数と同数の電極が必要である。電極の数が膨大になると、静電容量を検出する検出回路の入力端子が膨大となり、装置が大きくなるという不利益がある。また、電極の数が膨大になると、静電容量を全て高感度に検出すると時間と回数とが膨大になり、短時間で静電容量を検出すると感度が悪くなるという不利益がある。
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、操作面に沿った複数の位置の各々における操作面と操作体との静電容量の変化を表すイメージデータを少ない電極で高精度に作成できる入力装置を提供することにある。
本発明は、近接した１つ以上の操作体による操作を受ける操作面と、操作面から離間して操作面に沿って配置された１つ以上の電極と、仮想的に設定される複数の区画の各々に対応したイメージデータを算出するイメージデータ算出部と、を備え、複数の区画の各々において、操作面の一部と少なくとも１つの電極の少なくとも１つの部分とが近接して配置され、イメージデータの各々が、少なくとも１つの電極と１つ以上の操作体との間の静電容量により１つの区画において蓄積される電荷量に対応して変化し、１つ以上の電極の各々が、イメージデータ算出部に接続された複数の検出端子を含み、イメージデータ算出部が、複数の検出端子の各々について、検出端子を通じて検出される電荷量に対応して変化する検出値を検出し、イメージデータ算出部が、複数の係数情報に基づいて複数のイメージデータを算出し、複数の係数情報の各々が、複数の区画の１つと複数の検出端子の１つとの異なる組み合わせに対応し、複数の係数情報の各々が、１つの組み合わせを構成する区画に蓄積される電荷量のうち、１つの組み合わせを構成する検出端子で検出される電荷量の割合を表す、入力装置である。
この構成によれば、イメージデータ算出部が、複数の検出端子で検出される複数の検出値と、複数の係数情報とに基づいて複数のイメージデータを算出するので、従来のように区画ごとに電極を分割しなくてもイメージデータを算出できる。また、区画ごとに電極を分割する場合に比べて、イメージデータ算出部と電極との配線が少なくてすみ、簡単な構成でイメージデータを算出できる。すなわち、操作面に沿った複数の位置の各々における操作面と操作体との静電容量の変化を表すイメージデータを少ない電極で高精度に作成できる。
好適には本発明の入力装置において、イメージデータ算出部が、１回以上の算出ループを実行することにより複数のイメージデータを算出し、イメージデータ算出部が、１回目の算出ループにおいて、複数の区画の各々に対応した初期イメージデータとして所定の値を使用し、算出ループが、複数の初期イメージデータと複数の区画との対応に従って複数の初期イメージデータに対応する電荷量が複数の区画に蓄積されたと仮定した場合に複数の検出端子で検出される検出値を表す複数の算出値を算出することと、複数の検出端子の各々について、算出値と検出値との比較に基づいた比較値を算出することと、複数の区画の各々について、初期イメージデータを補正する補正値を比較値と係数情報とに基づいて算出することと、複数の区画の各々について、補正値に基づいて初期イメージデータを補正することによりイメージデータを算出することと、を含み、イメージデータ算出部が、検出端子の各々について、算出ループにおいて算出されたイメージデータを、次回の算出ループにおける初期イメージデータとして使用する。
この構成によれば、イメージデータ算出部が算出ループにおいて、複数の検出端子の各々について、算出値と検出値との比較に基づいた比較値を算出し、比較値に基づいて初期イメージデータを補正することによりイメージデータを算出するので、やみくもに初期イメージデータを選択する場合に比べると、少ない計算量でイメージデータを実際の値に近づけやすい。すなわち、仮に設定した初期イメージデータを出発点として近似計算を行うことで、厳密な計算を行う場合より少ない計算量としながら、算出値と検出値とのずれを考慮することで区画のイメージデータを正確に算出できる。
好適には本発明の入力装置において、複数の検出端子の各々について、比較値を算出することが、複数の検出端子の各々について、検出値を算出値で除算することを含み、１つの区画に対応するすべての係数情報を、１群の係数情報と呼ぶとき、１つの区画に対応する補正値を算出することが、複数の検出端子の各々について、１つの区画に対応する１群の係数情報に含まれる係数情報と比較値とを乗算した値の和を補正値として算出することを含み、複数の区画の各々について、イメージデータを算出することが、複数の区画の各々について、補正値と初期イメージデータとを乗算することによりイメージデータを算出することを含む。
この構成によれば、各区画に蓄積される電荷量のうち各検出端子で検出される電荷量の割合を表す係数情報に基づいて、算出値と補正値とを算出するので、電荷の実際の物理的な流れを反映して正確にイメージデータを算出できる。
好適には本発明の入力装置において、区画の数が、ｎと表され、ｎ個のイメージデータを要素とするｎ行１列の行列が、行列Ｚと表され、ｎ個の初期イメージデータを要素とするｎ行１列の行列が、行列Ｚ０と表され、ｎ個の補正値を要素とするｎ行１列の行列が、行列ＺＣと表され、行列Ｚと行列Ｚ０と行列ＺＣとにおいて、同じ行の要素が、同じ区画に対応し、検出端子の数が、ｍと表され、ｍ個の検出値を要素とする１行ｍ列の行列が、行列Ｓと表され、ｍ個の算出値を要素とする１行ｍ列の行列が、行列Ｓ０と表され、ｍ個の比較値を要素とする１行ｍ列の行列が、行列ＳＣと表され、行列Ｓと行列Ｓ０と行列ＳＣとにおいて、同じ列の要素が、同じ検出端子に対応し、ｐが、１以上ｎ以下の整数であり、かつ、ｋが、１以上ｍ以下の整数である、としたとき、イメージデータ算出部が、係数情報を要素とするｎ行ｍ列の係数行列Ａを使用し、係数行列Ａと行列Ｓとにおいて、同じ列の要素が、同じ検出端子に対応し、行列Ｚと係数行列Ａとにおいて、同じ行の要素が、同じ区画に対応し、すべてのｐとすべてのｋとについて、係数行列Ａのｐ行ｋ列の要素が、ｐ行に対応する区画に蓄積される電荷量のうち、ｋ列に対応する検出端子で検出される電荷量の割合を表し、複数の算出値を算出することが、行列Ｚ０の転置行列Ｚ０ Ｔを使用してＳ０＝Ｚ０ Ｔ・Ａを算出することを含み、複数の検出端子の各々について、比較値を算出することが、１以上ｍ以下のすべての整数ｋについて、行列Ｓのｋ列目の要素を行列Ｓ０のｋ列目の要素で割った値を行列ＳＣのｋ列目の要素とすることを含み、複数の区画の各々について、補正値を算出することが、行列ＺＣの転置行列ＺＣ Ｔを使用してＺＣ＝Ａ・ＳＣ Ｔを算出することを含み、複数の区画の各々について、補正値に基づいて初期イメージデータを補正することによりイメージデータを算出することが、１以上ｎ以下のすべての整数ｐについて、行列Ｚ０のｐ行目の要素に行列ＺＣのｐ行目の要素を乗じた値を行列Ｚのｐ行目の要素とすることを含む。
この構成によれば、逆行列を使用しない近似計算が可能であるため、逆行列を厳密に計算する方法に比べて少ない計算量でイメージデータを正確に算出できる。
好適には本発明の入力装置において、複数の係数情報の各々が、第１値と第２値との乗算により算出される値であり、１つの組み合わせを構成する検出端子を対象端子と呼び、対象端子を含む電極を対象電極と呼び、かつ、１つの組み合わせを構成する区画を対象区画と呼ぶとき、第１値が、対象電極のうち対象区画における検出値の生成に寄与する部分の面積を、１つ以上の電極のうち対象区画における検出値の生成に寄与する部分の総面積で除算して得られる値であり、対象区画と対象端子との間の抵抗値を表す対象抵抗値と、対象区画と対象電極内の他の１つの検出端子との間の抵抗値を表す非対象抵抗値とを、対象電極内の全ての検出端子について比較した場合、対象抵抗値が非対象抵抗値より大きいとき、対象区画と対象端子とに対応した第２値が、対象区画と他の１つの検出端子とに対応した第２値より小さく、対象抵抗値が非対象抵抗値より小さいとき、対象区画と対象端子とに対応した第２値が、対象区画と他の１つの検出端子とに対応した第２値より大きく、対象区画に対応した全ての第２値の合計が１となる。
この構成によれば、面積と抵抗値とに基づいて係数情報が算出されるので、実際の物理的な構成を反映して正確にイメージデータを算出することができる。
好適には本発明の入力装置において、イメージデータ算出部が、１回目の算出ループにおいて、複数のイメージデータの各々に対応した初期イメージデータとして所定の正値を使用する。
この構成によれば、１回目の算出ループにおいて、複数のイメージデータの各々に対応した初期イメージデータとして所定の正値を使用するので、検出値が正であれば解が必ず正となり、イメージデータを正に限定した場合に、明らかに間違った解を排除できる。
好適には本発明の入力装置において、イメージデータ算出部が、算出ループを複数回繰り返す。
この構成によれば、前記算出ループを複数回繰り返すので、初期イメージデータを徐々に実際のイメージデータに近づけることができ、より正確に位置を算出することができる。
本発明は、近接した１つ以上の操作体による操作を受ける操作面と、操作面から離間して操作面に沿って配置された１つ以上の電極と、仮想的に設定される複数の区画の各々に対応したイメージデータを算出するイメージデータ算出部とを備え、複数の区画の各々において、操作面の一部と少なくとも１つの電極の少なくとも１つの部分とが近接して配置され、イメージデータの各々が、少なくとも１つの電極と１つ以上の操作体との間の静電容量により１つの区画において蓄積される電荷量に対応して変化し、１つ以上の電極の各々が、イメージデータ算出部に接続された複数の検出端子を含む入力装置により実行されるイメージデータ算出方法であって、イメージデータ算出部により、複数の検出端子の各々について、検出端子を通じて検出される電荷量に対応して変化する検出値を検出することと、イメージデータ算出部により、複数の係数情報に基づいて複数のイメージデータを算出することと、を含み、複数の係数情報の各々が、複数の区画の１つと複数の検出端子の１つとの異なる組み合わせに対応し、複数の係数情報の各々が、１つの組み合わせを構成する区画に蓄積される電荷量のうち、１つの組み合わせを構成する検出端子で検出される電荷量の割合を表す、イメージデータ算出方法である。
本発明は、コンピュータに上記のイメージデータ算出方法を実行させるイメージデータ算出プログラムである。
本発明によれば、操作面に沿った複数の位置の各々における操作面と操作体との静電容量の変化を表すイメージデータを少ない電極で高精度に作成できる。
本発明の実施形態の入力装置の構成図である。 図１に示すセンサの電極を示す平面図である。 図２に示す縦電極を示す平面図である。 図１の入力装置で使用される係数情報を要素とする係数行列Ａを示す図である。 左検出端子に関連した図４の係数情報を算出する過程を説明するための図である。 右検出端子に関連した図４の係数情報を算出する過程を説明するための図である。 上検出端子に関連した図４の係数情報を算出する過程を説明するための図である。 下検出端子に関連した図４の係数情報を算出する過程を説明するための図である。 図１に示す入力装置のイメージデータ算出方法を説明するためのフローチャートである。 図９のイメージデータ算出方法で使用または算出される行列の例を示す図である。 図１のイメージデータ算出方法に含まれる算出ループを複数回行って得られる例示的なイメージデータを示す図である。
（全体構成）
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、本実施形態に係る入力装置１００の概略構成図である。入力装置１００は、パソコンなどの外部機器に搭載されている。入力装置１００は、１つ以上の操作体（例えば、人間の指、操作用のペンなど）の近接度合いに応じて変化するイメージデータを、２次元に広がる複数の座標の各々に対して作成する。入力装置１００または外部機器は、イメージデータを利用して、例えば、操作体の数、位置、軌跡を検出する。入力装置１００は、センサ１１０と検出回路１２０と記憶装置１３０と演算処理装置１４０とを含む。
本明細書において、互いに直交するｘ方向とｙ方向とｚ方向とを規定する。また、上、下、左、及び右という表現を用いる場合がある。これらの方向は、相対的な位置関係を説明するために便宜上規定するのであって、実際の使用時の方向を限定するわけではない。構成要素の形状は、「略」という記載があるかないかにかかわらず、本明細書で開示された実施形態の技術思想が実現される限り、記載された表現に基づく厳密な幾何学的な形状に限定されない。
（センサ）
センサ１１０は、ｘｙ平面に平行に広がる操作面１１１を含む。操作面１１１は、近接した１つ以上の操作体による操作を受ける場所である。
操作面１１１には、複数の区画１１２が仮想的に設定される。区画１１２は、ｚ方向に見たとき、すべて同じ形状であり、ｘ方向に沿った２辺とｙ方向に沿った２辺とをもつ略長方形状の領域である。区画１１２の各々は、ｚ方向に延びている。区画１１２は、ｘ方向に５つ並び、ｙ方向に４つ並び、全体としてマトリクス状に２０個並んでいる。ｘ方向に並ぶ５つの区画１１２のｘ座標は、負側（図の左側）から正側（図の右側）に向けて、順にｘａ、ｘｂ、ｘｃ、ｘｄ、ｘｅである。ｙ方向に並ぶ４つの区画１１２のｙ座標は、負側（図の上側）から正側（図の下側）に向けて、順にｙａ、ｙｂ、ｙｃ、ｙｄである。図１では、座標（ｘｅ、ｙｄ）の区画１１２のみに符号がふられているが、２０個の座標のすべてを区画１１２と呼ぶ。
図１に示すセンサ１１０内には、図２に示すように、第１横電極１５０−ＥＹ１〜第４横電極１５０−ＥＹ４と（以下、区別せずに横電極１５０−ＥＹと呼ぶ場合がある。）、第１縦電極１５０−ＥＸ１〜第５縦電極１５０−ＥＸ５と（以下、区別せずに縦電極１５０−ＥＸと呼ぶ場合がある。）を含む。以下、横電極１５０−ＥＹと縦電極１５０−ＥＸとを区別せずに電極１５０と呼ぶ場合がある。電極１５０は、１つ以上あればよく、本実施形態の数に限定されない。電極１５０はすべて、操作面１１１から離間して操作面１１１に沿って配置されている。
（横電極）
横電極１５０−ＥＹは、ｘｙ平面に平行に広がる平板状の導体（例えば、金属薄膜）である。横電極１５０−ＥＹのｚ方向の厚さは、均一であり、ｘ方向の長さとｙ方向の幅とに比べて非常に薄い。横電極１５０−ＥＹは、ｚ方向に見たとき、ｘ方向に平行な２辺とｙ方向に平行な２辺とをもつ長方形である。横電極１５０−ＥＹのｘ方向の長さは、横電極１５０−ＥＹのｙ方向の幅よりも大きい。４つの横電極１５０−ＥＹは、互いにｙ方向に平行移動させた形状をもち、互いに等間隔に離間している。ｘ方向において、横電極１５０−ＥＹの単位長さ当たりの抵抗は、場所によらず一定である。
第１横電極１５０−ＥＹ１は、ｘ方向の負側の端部に第１左検出端子１５１−Ｌ１をもち、ｘ方向の正側の端部に第１右検出端子１５１−Ｒ１をもつ。同様に、第２横電極１５０−ＥＹ２〜第４横電極１５０−ＥＹ４は、それぞれ、ｘ方向の負側の端部に第２左検出端子１５１−Ｌ２〜第４左検出端子１５１−Ｌ４をもち、ｘ方向の正側の端部に第２右検出端子１５１−Ｒ２〜第４右検出端子１５１−Ｒ４をもつ。
以下、第１左検出端子１５１−Ｌ１〜第４左検出端子１５１−Ｌ４を区別せずに、左検出端子１５１−Ｌと呼ぶ場合がある。各左検出端子１５１−Ｌは、各横電極１５０−ＥＹのｙ方向の中心に配置されている。以下、第１右検出端子１５１−Ｒ１〜第４右検出端子１５１−Ｒ４を区別せずに、右検出端子１５１−Ｒと呼ぶ場合がある。各右検出端子１５１−Ｒは、各横電極１５０−ＥＹのｙ方向の中心に配置されている。すべての横電極１５０−ＥＹが、１つの左検出端子１５１−Ｌと１つの右検出端子１５１−Ｒとを介して、図１の検出回路１２０に電気的に接続されている。
（縦電極）
図３は、縦電極１５０−ＥＸの平面図である。縦電極１５０−ＥＸは、ｘｙ平面に平行に広がる平板状の導体（例えば、金属薄膜）である。縦電極１５０−ＥＸのｚ方向の厚さは、均一であり、ｘ方向の幅とｙ方向の長さとに比べて非常に薄い。縦電極１５０−ＥＸは、ｚ方向に見たとき、ｘ方向に平行な２辺とｙ方向に平行な２辺とをもつ長方形である。縦電極１５０−ＥＸのｘ方向の幅は、縦電極１５０−ＥＸのｙ方向の長さよりも小さい。４つの縦電極１５０−ＥＸは、互いにｙ方向に平行移動させた形状をもち、互いに等間隔に離間している。ｙ方向において、縦電極１５０−ＥＸの単位長さ当たりの抵抗は、場所によらず一定である。
第１縦電極１５０−ＥＸ１は、ｙ方向の負側の端部に第１上検出端子１５１−Ｔ１をもち、ｙ方向の正側の端部に第１下検出端子１５１−Ｂ１をもつ。同様に、第２縦電極１５０−ＥＸ２〜第５縦電極１５０−ＥＸ５は、それぞれ、ｙ方向の負側の端部に第２上検出端子１５１−Ｔ２〜第５上検出端子１５１−Ｔ５をもち、ｙ方向の正側の端部に第２下検出端子１５１−Ｂ２〜第５下検出端子１５１−Ｂ５をもつ。
以下、第１上検出端子１５１−Ｔ１〜第５上検出端子１５１−Ｔ５を区別せずに、上検出端子１５１−Ｔと呼ぶ場合がある。各上検出端子１５１−Ｔは、各縦電極１５０−ＥＸのｘ方向の中心に配置されている。以下、第１下検出端子１５１−Ｂ１〜第５下検出端子１５１−Ｂ５を区別せずに、下検出端子１５１−Ｂと呼ぶ場合がある。各下検出端子１５１−Ｂは、各縦電極１５０−ＥＸのｘ方向の中心に配置されている。すべての縦電極１５０−ＥＸが、１つの上検出端子１５１−Ｔと１つの下検出端子１５１−Ｂとを介して、図１の検出回路１２０に電気的に接続されている。
（横電極と縦電極）
図２に示す横電極１５０−ＥＹと縦電極１５０−ＥＸとは、ｚ方向に一定間隔で離間している。横電極１５０−ＥＹは、縦電極１５０−ＥＸと操作面１１１（図１）との間に位置している。横電極１５０−ＥＹは、全体が操作面１１１に直接面している。縦電極１５０−ＥＸは、操作面１１１に直接面している部分と、横電極１５０−ＥＹによりｚ方向に遮られている部分がある。
横電極１５０−ＥＹのｘ方向の長さは、５つの縦電極１５０−ＥＸの全体のｘ方向の幅に略等しい。縦電極１５０−ＥＸのｙ方向の負側の端縁は、第１横電極１５０−ＥＹ１のｙ方向の負側の端縁よりも、ｙ方向の負側に位置している。縦電極１５０−ＥＸのｙ方向の正側の端縁は、第４横電極１５０−ＥＹ４のｙ方向の負側の端縁の位置に略等しい。縦電極１５０−ＥＸ間の間隔は、横電極１５０−ＥＹ間の間隔に比べて非常に小さい。
（区画）
第１横電極１５０−ＥＹ１（図２）は、ｙ座標がｙａである５つの区画１１２（図１）を通る。第２横電極１５０−ＥＹ２（図２）は、ｙ座標がｙｂである５つの区画１１２（図１）を通る。第３横電極１５０−ＥＹ３（図２）は、ｙ座標がｙｃである５つの区画１１２（図１）を通る。第４横電極１５０−ＥＹ４（図２）は、ｙ座標がｙｄである５つの区画１１２（図１）を通る。
第１縦電極１５０−ＥＸ１（図２）は、ｘ座標がｘａである４つの区画１１２（図１）を通る。第２縦電極１５０−ＥＸ２（図２）は、ｘ座標がｘｂである４つの区画１１２（図１）を通る。第３縦電極１５０−ＥＸ３（図２）は、ｘ座標がｘｃである４つの区画１１２（図１）を通る。第４縦電極１５０−ＥＸ４（図２）は、ｘ座標がｘｄである４つの区画１１２（図１）を通る。第５縦電極１５０−ＥＸ５（図２）は、ｘ座標がｘｄである４つの区画１１２（図１）を通る。
図２に示すように、複数の区画１１２の各々において、操作面１１１（図１）の一部と少なくとも１つの電極１５０の少なくとも１つの部分とが近接して配置されている。１つの区画１１２で見たとき、図２に示すように、区画１１２のｙ方向の正側半分において、横電極１５０−ＥＹが操作面１１１に対向し、区画１１２のｙ方向の負側半分において、縦電極１５０−ＥＸが操作面１１１に対向している。操作体が電極１５０に近接すると、近接度合いに応じて操作体と電極１５０との間の静電容量が変化する。縦電極１５０−ＥＸと操作体との間に横電極１５０−ＥＹが位置している部分では、操作体に最も近い横電極１５０−ＥＹのみが、区画１１２における静電容量の変化に寄与する。１つの区画１１２では、静電容量の変化に寄与する横電極１５０−ＥＹの面積と、静電容量の変化に寄与する縦電極１５０−ＥＸの面積とは略同一である。
（検出回路１２０）
図１に示す検出回路１２０は、電極１５０（図２）と操作体との間の静電容量に応じて変化する電荷量を、複数の検出端子１５１（図２）の各々から検出する。検出回路１２０は、従来の自己容量型の入力装置と同様の原理で電荷量を検出する。ただし、本実施形態の検出回路１２０は、図２に示す１つの電極１５０と操作体との間の静電容量により蓄積される電荷を、２つの検出端子１５１に分割して検出する。検出回路１２０は、２つの検出端子１５１において同時に電荷量の検出を行う。電極１５０には抵抗があるので、電極１５０の１つの区画１１２に蓄積された電荷は、近くの検出端子１５１で多く検出され、遠くの検出端子１５１では少なく検出される。
（記憶装置）
図１に示す記憶装置１３０は、イメージデータ算出プログラム１３１を記憶する。イメージデータ算出プログラム１３１は、演算処理装置１４０によって読み出されて、演算処理装置１４０にイメージデータ算出方法の一部を行うための機能、及び他の機能を実装させる。演算処理装置１４０が種々の機能を実行するとき、記憶装置１３０は、演算処理装置１４０に制御されて、適宜必要な情報を記憶する。記憶装置１３０は、非一時的な有形の記憶媒体である。記憶装置１３０は、ＲＯＭ（ｒｅａｄ ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ）及びＲＡＭ（ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ）を含む。記憶装置１３０は、揮発性または不揮発性の記憶媒体である。記憶装置１３０は、取り外し可能であってもよく、取り外し不能であってもよい。
（演算処理装置）
演算処理装置１４０は、記憶装置１３０に記憶されたイメージデータ算出プログラム１３１を読み出して実行することにより、イメージデータ算出部１４１として機能する。本実施形態の演算処理装置１４０は、汎用コンピュータであるが、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ；ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔｓ）であってもよく、本実施形態で説明される各機能を実装可能な他の回路であってもよい。
（イメージデータ算出部）
図２に示す全ての検出端子１５１が、図１に示す検出回路１２０を介してイメージデータ算出部１４１に接続されている。図１に示すイメージデータ算出部１４１は、複数の検出端子１５１の各々について、検出端子１５１を通じて検出される電荷量に基づいて検出値を検出する。検出値は、電荷量の変化に応じて変化する値である。本実施形態では、検出値は、検出端子１５１を通じて検出される電荷量の絶対値に比例して変化する正値とする。
イメージデータ算出部１４１は、複数の区画１１２の各々に対応したイメージデータを算出する。複数のイメージデータの各々は、１つの区画１１２において２つの電極１５０（図２）と１つ以上の操作体との間の静電容量により蓄積される電荷量に対応して変化する。本実施形態では、イメージデータは、１つの区画１１２に蓄積される電荷量の絶対値に比例して変化する正値とする。イメージデータ算出部１４１は、後述の複数の係数情報に基づいて、後述のイメージ算出方法を実行することにより複数のイメージデータを算出する。
（係数情報）
図４に示す係数行列Ａ １６０は、係数情報を要素とする行列である。区画１１２の数が、ｎと表され（本実施形態ではｎ＝１６）、検出端子１５１（図２）の数が、ｍと表され（本実施形態ではｍ＝１８）、ｐが、１以上ｎ以下の整数であり、かつ、ｋが、１以上ｍ以下の整数であるとしたとき、イメージデータ算出部１４１（図１）が使用する係数行列Ａ １６０は、係数情報を要素とするｎ行ｍ列の係数行列Ａ １６０で表される。すべてのｐとすべてのｋとについて、係数行列Ａ １６０のｐ行ｋ列の要素は、ｐ行に対応する区画１１２に蓄積される電荷量のうち、ｋ列に対応する検出端子１５１（図２）で検出される電荷量の割合を表す。
図４に示す係数行列Ａ １６０の各行は、係数行列Ａ １６０の左方に記載した座標で表される区画１１２に対応する。係数行列Ａ １６０の各列は、係数行列Ａ １６０の上方に記載した記号で識別される検出端子１５１（図２）に対応する。図４に示す係数行列Ａ １６０の上方に記載した記号は、図２に示す検出端子１５１の符号の末尾の２文字（例えば、第１左検出端子１５１−Ｌ１のＬ１）に対応する。
言い換えると、複数の係数情報の各々は、図２に示す複数の区画１１２の１つと複数の検出端子１５１の１つとの異なる組み合わせに対応する。複数の係数情報の各々は、１つの組み合わせを構成する区画１１２に蓄積される電荷量のうち、同じ１つの組み合わせを構成する検出端子１５１で検出される電荷量の割合を表す。
図５から図８を参照して、係数情報の算出方法について説明する。図５から図８に示すすべてのテーブルにおいて、各列は、図２に示すｘ座標に対応し、各行は、図２に示すｙ座標に対応する。
図５と図６とに示す横面積比テーブル１６１Ｙは、図２に示す１つの区画１１２の静電容量に寄与する電極１５０の総面積のうち、同じ区画１１２の静電容量に対して横電極１５０−ＥＹが寄与する面積の割合を示す。本実施形態では、全ての区画１１２において、横電極１５０−ＥＹが占める面積の割合は「０．５」である。
図７と図８とに示す縦面積比テーブル１６１Ｘは、図２に示す１つの区画１１２の静電容量に寄与する電極１５０の総面積のうち、同じ区画１１２の静電容量に対して縦電極１５０−ＥＸが寄与する面積の割合を示す。本実施形態では、全ての区画１１２において、縦電極１５０−ＥＸが占める面積の割合は「０．５」である。
図５に示す左抵抗比テーブル１６２Ｌは、図２に示す１つの区画１１２において横電極１５０−ＥＹに蓄積される電荷量のうち、左検出端子１５１−Ｌに流れる電荷量の割合を示す。図６に示す右抵抗比テーブル１６２Ｒは、１つの区画１１２において横電極１５０−ＥＹに蓄積される電荷量のうち、左検出端子１５１−Ｌに流れる電荷量の割合を示す。１つの区画１１２から左検出端子１５１−Ｌまでの抵抗と、同じ１つの区画１１２から右検出端子１５１−Ｒまでの抵抗との比に応じて、左検出端子１５１−Ｌと右検出端子１５１−Ｒとに流れる電荷量が決まる。
図２において「１つの区画１１２から左検出端子１５１−Ｌまでの抵抗」：「同じ１つの区画１１２から左検出端子１５１−Ｌまでの抵抗」の比を横抵抗比と呼ぶ。座標（ｘａ、ｙａ）の横抵抗比は、約「０：１」であるので、左抵抗比テーブル１６２Ｌ（図５）の値は、１／（０＋１）＝「１」であり、右抵抗比テーブル１６２Ｒ（図６）の値は、０／（０＋１）＝「０」である。座標（ｘｂ、ｙａ）の横抵抗比は、約「１：３」であるので、左抵抗比テーブル１６２Ｌ（図５）の値は、３／（１＋３）＝「０．７５」であり、右抵抗比テーブル１６２Ｒ（図６）の値は、１／（１＋３）＝「０．２５」である。座標（ｘｃ、ｙａ）の横抵抗比は、約「１：１」であるので、左抵抗比テーブル１６２Ｌ（図５）の値は、１／（１＋１）＝「０．５」であり、右抵抗比テーブル１６２Ｒ（図６）の値は、１／（１＋１）＝「０．５」である。座標（ｘｄ、ｙａ）の横抵抗比は、約「３：１」であるので、左抵抗比テーブル１６２Ｌ（図５）の値は、１／（３＋１）＝「０．２５」であり、右抵抗比テーブル１６２Ｒ（図６）の値は、３／（３＋１）＝「０．７５」である。座標（ｘｅ、ｙａ）の横抵抗比は、約「１：０」であるので、左抵抗比テーブル１６２Ｌ（図５）の値は、０／（１＋０）＝「０」であり、右抵抗比テーブル１６２Ｒ（図６）の値は、１／（１＋０）＝「１」である。
左抵抗比テーブル１６２Ｌ（図５）において、ｘ座標が同じ区画１１２の値は、すべて同じである。右抵抗比テーブル１６２Ｒ（図６）において、ｘ座標が同じ区画１１２の値は、すべて同じである。
図７に示す上抵抗比テーブル１６２Ｔは、図２に示す１つの区画１１２において縦電極１５０−ＥＸに蓄積される電荷量のうち、上検出端子１５１−Ｔに流れる電荷量の割合を示す。図８に示す下抵抗比テーブル１６２Ｂは、図２に示す１つの区画１１２において縦電極１５０−ＥＸに蓄積される電荷量のうち、下検出端子１５１−Ｂに流れる電荷量の割合を示す。１つの区画１１２から上検出端子１５１−Ｔまでの抵抗と、同じ１つの区画１１２から下検出端子１５１−Ｂまでの抵抗との比に応じて、上検出端子１５１−Ｔと下検出端子１５１−Ｂとに流れる電荷量が決まる。
図２において、「１つの区画１１２から上検出端子１５１−Ｔまでの抵抗」：「同じ１つの区画１１２から下検出端子１５１−Ｂまでの抵抗」の比を縦抵抗比と呼ぶ。座標（ｘａ、ｙａ）の縦抵抗比は、約「０：１」であるので、上抵抗比テーブル１６２Ｔ（図７）の値は、１／（０＋１）＝「１」であり、下抵抗比テーブル１６２Ｂ（図８）の値は、０／（０＋１）＝「０」である。座標（ｘａ、ｙｂ）の縦抵抗比は、約「１：２」であるので、上抵抗比テーブル１６２Ｔ（図７）の値は、２／（１＋２）＝「０．６６」であり、下抵抗比テーブル１６２Ｂ（図８）の値は、１／（１＋２）＝「０．３４」である。座標（ｘａ、ｙｃ）の縦抵抗比は、約「２：１」であるので、上抵抗比テーブル１６２Ｔ（図７）の値は、１／（２＋１）＝「０．３４」であり、下抵抗比テーブル１６２Ｂ（図８）の値は、２／（２＋１）＝「０．６６」である。座標（ｘａ、ｙｄ）の縦抵抗比は、約「１：０」であるので、上抵抗比テーブル１６２Ｔ（図７）の値は、０／（１＋０）＝「０」であり、下抵抗比テーブル１６２Ｂ（図８）の値は、１／（１＋０）＝「１」である。
上抵抗比テーブル１６２Ｔ（図７）において、ｙ座標が同じ区画１１２の値は、すべて同じである。下抵抗比テーブル１６２Ｂ（図８）において、ｙ座標が同じ区画１１２の値は、すべて同じである。
図５に示す左係数テーブル１６３Ｌの各値は、係数情報であり、区画１１２ごと（すなわち、座標ごと）に、横面積比テーブル１６１Ｙの値と左抵抗比テーブル１６２Ｌの値とを乗算して得られる。ｙａ行の各値は、第１左検出端子１５１−Ｌ１に対応するので、係数行列Ａ １６０（図４）のＬ１列の、対応する座標の行に記入する。ｙｂ行の各値は、第２左検出端子１５１−Ｌ２に対応するので、係数行列Ａ １６０（図４）のＬ２列の、対応する座標の行に記入する。ｙｃ行の各値は、第３左検出端子１５１−Ｌ３に対応するので、係数行列Ａ １６０（図４）のＬ３列の、対応する座標の行に記入する。ｙｄ行の各値は、第４左検出端子１５１−Ｌ４に対応するので、係数行列Ａ １６０（図４）のＬ４列の、対応する座標の行に記入する。
図６に示す右係数テーブル１６３Ｒの各値は、係数情報であり、区画１１２ごと（すなわち、座標ごと）に、横面積比テーブル１６１Ｙの値と右抵抗比テーブル１６２Ｒの値とを乗算して得られる。ｙａ行の各値は、第１右検出端子１５１−Ｒ１に対応するので、係数行列Ａ １６０（図４）のＲ１列の、対応する座標の行に記入する。ｙｂ行の各値は、第２右検出端子１５１−Ｒ２に対応するので、係数行列Ａ １６０（図４）のＲ２列の、対応する座標の行に記入する。ｙｃ行の各値は、第３右検出端子１５１−Ｒ３に対応するので、係数行列Ａ １６０（図４）のＲ３列の、対応する座標の行に記入する。ｙｄ行の各値は、第４右検出端子１５１−Ｒ４に対応するので、係数行列Ａ １６０（図４）のＲ４列の、対応する座標の行に記入する。
図７に示す上係数テーブル１６３Ｔの各値は、係数情報であり、区画１１２ごと（すなわち、座標ごと）に、縦面積比テーブル１６１Ｘの値と上抵抗比テーブル１６２Ｔの値とを乗算して得られる。ｘａ列の各値は、第１上検出端子１５１−Ｔ１に対応するので、係数行列Ａ １６０（図４）のＴ１列の、対応する座標の行に記入する。ｘｂ列の各値は、第２上検出端子１５１−Ｔ２に対応するので、係数行列Ａ １６０（図４）のＴ２列の、対応する座標の行に記入する。ｘｃ列の各値は、第３上検出端子１５１−Ｔ３に対応するので、係数行列Ａ １６０（図４）のＴ３列の、対応する座標の行に記入する。ｘｄ列の各値は、第４上検出端子１５１−Ｔ４に対応するので、係数行列Ａ １６０（図４）のＴ４列の、対応する座標の行に記入する。ｘｅ列の各値は、第５上検出端子１５１−Ｔ５に対応するので、係数行列Ａ １６０（図４）のＴ５列の、対応する座標の行に記入する。
図８に示す下係数テーブル１６３Ｂの各値は、係数情報であり、区画１１２ごと（すなわち、座標ごと）に、縦面積比テーブル１６１Ｘの値と下抵抗比テーブル１６２Ｂの値とを乗算して得られる。ｘａ列の各値は、第１下検出端子１５１−Ｂ１に対応するので、係数行列Ａ １６０（図４）のＢ１列の、対応する座標の行に記入する。ｘｂ列の各値は、第２下検出端子１５１−Ｂ２に対応するので、係数行列Ａ １６０（図４）のＢ２列の、対応する座標の行に記入する。ｘｃ列の各値は、第３下検出端子１５１−Ｂ３に対応するので、係数行列Ａ １６０（図４）のＢ３列の、対応する座標の行に記入する。ｘｄ列の各値は、第４下検出端子１５１−Ｂ４に対応するので、係数行列Ａ １６０（図４）のＢ４列の、対応する座標の行に記入する。ｘｅ列の各値は、第５下検出端子１５１−Ｂ５に対応するので、係数行列Ａ １６０（図４）のＢ５列の、対応する座標の行に記入する。
図４に示す係数行列Ａ １６０のうち、左係数テーブル１６３Ｌと右係数テーブル１６３Ｒと上係数テーブル１６３Ｔと下係数テーブル１６３Ｂとの値により埋まらない空の要素は、全て「０」である。
係数情報の算出方法は、次のように言い換えられる。複数の係数情報の各々は、第１値と第２値との乗算により算出される値である。１つの組み合わせを構成する検出端子１５１を対象端子と呼び、対象端子を含む電極１５０を対象電極と呼び、かつ、１つの組み合わせを構成する区画１１２を対象区画と呼ぶとする。第１値は、対象電極のうち対象区画に配置された部分の面積を、１つ以上の電極１５０のうち対象区画における検出値の生成に寄与する部分の総面積で除算して得られる値である。対象区画と対象端子との間の抵抗値を表す対象抵抗値と、対象区画と対象電極内の他の１つの検出端子１５１との間の非対象抵抗値とを、対象電極内の全ての検出端子１５１について比較した場合、対象抵抗値が非対象抵抗値より大きいとき、対象区画と対象端子とに対応した第２値は、対象区画と他の１つの検出端子１５１とに対応した第２値より小さい。対象抵抗値が非対象抵抗値より小さいとき、対象区画と対象端子とに対応した第２値は、対象区画と他の１つの検出端子１５１とに対応した第２値より大きい。対象区画に対応した全ての第２値の合計は、１となる。
具体例で示すと、図２に示す座標（ｘａ、ｙａ）の区画１１２（すなわち、対象区画）と第１左検出端子１５１−Ｌ１（すなわち、対象端子）とを１つの組み合わせとして選択する。この組み合わせの係数情報は、横面積比テーブル１６１Ｙの座標（ｘａ、ｙａ）の要素（すなわち、第１値）と左抵抗比テーブル１６２Ｌの座標（ｘａ、ｙａ）の要素（すなわち、第２値）との乗算により算出される。第１左検出端子１５１−Ｌ１を含む第１横電極１５０−ＥＹ１が、対象電極と呼ばれる。
第１値は、第１横電極１５０−ＥＹ１（対象電極）のうち対象区画の検出値の生成に寄与する部分の面積を、すべての電極１５０のうち対象区画における検出値の生成に寄与する部分の総面積で除算して得られる。
対象区画と対象端子との間の対象抵抗値と、対象区画と第１横電極１５０−ＥＹ１（対象電極）内の他の１つの検出端子１５１である第１右検出端子１５１−Ｒ１との間の非対象抵抗値とを比較する。左抵抗比テーブル１６２Ｌ（図５）と右抵抗比テーブル１６２Ｒ（図６）との説明で述べたように、対象抵抗値：非対象抵抗値は、「０：１」である。対象抵抗値が非対象抵抗値より小さいので、対象区画と対象端子とに対応した第２値（すなわち、図５の左抵抗比テーブル１６２Ｌの座標（ｘａ、ｙａ）の要素）は、対象区画と第１右検出端子１５１−Ｒ１とに対応した第２値（すなわち、図６の右抵抗比テーブル１６２Ｒの座標（ｘａ、ｙａ）の要素）より大きい。
なお、逆に第１右検出端子１５１−Ｒ１が対象端子であり、他の１つの検出端子１５１が第１左検出端子１５１−Ｌ１である場合、対象抵抗値が非対象抵抗値より大きいので、対象区画と第１右検出端子１５１−Ｒ１（対象端子）とに対応した第２値（すなわち、図６の右抵抗比テーブル１６２Ｒの座標（ｘａ、ｙａ）の要素）は、対象区画と第１左検出端子１５１−Ｌ１（すなわち、他の１つの検出端子１５１）とに対応した第２値（すなわち、図５の左抵抗比テーブル１６２Ｌの座標（ｘａ、ｙａ）の要素）より小さいと言える。
対象区画に対応した全ての第２値の合計、すなわち、図６の右抵抗比テーブル１６２Ｒの座標（ｘａ、ｙａ）の要素と、図５の左抵抗比テーブル１６２Ｌの座標（ｘａ、ｙａ）の要素との和は１となる。
（イメージデータ算出方法）
図９は、イメージデータ算出方法を説明するためのフローチャートである。以下、図１及び図２の構成と図９のフローチャートを参照しながら、イメージデータ算出部１４１が実行するイメージデータ算出方法について説明する。一般的な説明と併せて、実施例として相互に関連する具体的な数値を例示するが、本実施形態は、例示した数値に限られるわけではない。図１０は、イメージデータ算出方法において１回の後述の算出ループを１回実行したときに使用または算出される、実施例の複数の行列を示す。
図９に示すステップ２１２において、イメージデータ算出部１４１は、検出回路１２０を制御して、複数の検出端子１５１の各々について、検出端子１５１を通じて検出値を検出する。検出値は、検出端子１５１を通じて検出される電荷量に対応して変化する。検出端子１５１の数に等しいｍ個（本実施形態ではｍ＝１８）の検出値が検出される。
図９に示すステップ２１２の次にステップ２１４が実行される。ステップ２１４において、イメージデータ算出部１４１は、図１０に示すように、ｍ個の検出値を要素とする１行ｍ列の検出値行列Ｓ １７３を生成する。検出値行列Ｓ １７３は、検出値行列Ｓ １７３の上方に記載した記号は、記号の記載された列と図２に示す検出端子１５１との対応を表し、検出端子１５１の符号の末尾の２文字（例えば、第１左検出端子１５１−Ｌ１のＬ１）で識別される。
図９に示すステップ２１４の次にステップ２１６が実行される。ステップ２１６において、イメージデータ算出部１４１は、図１０に示すように、ｎ個の初期イメージデータを要素とするｎ行１列の初期イメージデータ行列Ｚ０ １７１を作成する。ｎは区画１１２の数であり、本実施形態ではｎ＝１２である。初期イメージデータ行列Ｚ０ １７１の左方に記載した記号は、記号の記載された行と図２に示す座標との対応を表す。
初期イメージデータは、算出ループを実行する前のイメージデータとして、区画１１２の各々に対して仮に設定されるイメージデータを表す。イメージデータ算出部１４１は、後述の１回目の算出ループにおいて、複数の区画１１２の各々に対応した初期イメージデータとして所定の値を使用する。所定の値は、正値である。実施例において、所定の値はすべて１である。
図９に示すステップ２１６の次にステップ２１８が実行される。以下に説明するステップ２１８〜ステップ２２４を算出ループと呼ぶ。イメージデータ算出部１４１は、１回以上の算出ループを実行することにより複数のイメージデータを算出する。イメージデータ算出部１４１は、算出ループを複数回繰り返してよい。
図９に示すステップ２１８において、イメージデータ算出部１４１は、複数の初期イメージデータと複数の区画１１２との対応に従って複数の初期イメージデータに対応する電荷量が複数の区画１１２に蓄積されたと仮定した場合に複数の検出端子１５１で検出される検出値を表す複数の算出値を算出する。複数の算出値を算出することは、複数の係数情報に基づいて複数の算出値を算出することを含む。
具体的には、複数の算出値を算出することは、図１０に示す初期イメージデータ行列Ｚ０ １７１の転置行列Ｚ０ Ｔと図４に示す係数行列Ａ １６０とを使用して、図１０に示すｍ個の算出値を要素とする１行ｍ列の算出値行列Ｓ０ １７２を、Ｓ０＝Ｚ０ Ｔ・Ａにより算出することを含む。算出値行列Ｓ０ １７２の列は、算出値行列Ｓ０ １７２の上方に記載した記号は、記号の記載された列と図２に示す検出端子１５１との対応を表す。
図９に示すステップ２１８の次にステップ２２０が実行される。ステップ２２０において、イメージデータ算出部１４１は、複数の検出端子１５１の各々について、算出値と検出値との比較に基づいた比較値を算出する。複数の検出端子１５１の各々について、比較値を算出することが、複数の検出端子１５１の各々について、検出値を算出値で除算することを含む。
具体的には、複数の検出端子１５１の各々について、比較値を算出することは、図１０に示すように、ｍ個の比較値を要素とする１行ｍ列の比較値行列ＳＣ １７４を算出することを含む。比較値行列ＳＣ １７４の上方に記載した記号は、記号の記載された列と図２に示す検出端子１５１との対応を表す。１以上ｍ以下のすべての整数ｋについて、検出値行列Ｓ １７３のｋ列目の要素を算出値行列Ｓ０ １７２のｋ列目の要素で割った値を、比較値行列ＳＣ １７４のｋ列目の要素とする。
図９に示すステップ２２０の次にステップ２２２が実行される。ステップ２２２において、イメージデータ算出部１４１は、複数の区画１１２の各々について、初期イメージデータを補正する補正値を比較値と係数情報とに基づいて算出する。１つの区画１１２に対応するすべての係数情報を、１群の係数情報と呼ぶとき、１つの区画１１２に対応する補正値を算出することが、複数の検出端子１５１の各々について、１つの区画１１２に対応する１群の係数情報に含まれる係数情報と比較値とを乗算した値の和を補正値として算出することを含む。補正値は、係数情報を利用して、検出値と算出値との比率を、イメージデータと初期イメージデータとの比率に変換したものである。
具体的には、複数の区画１１２の各々について、補正値を算出することが、図１０に示す比較値行列ＳＣ １７４の転置行列ＳＣ Ｔと図４に示す係数行列Ａ １６０とを使用して、図１０に示すように、ｎ個の補正値を要素とするｎ行１列の補正値行列ＺＣ １７５を、ＺＣ＝Ａ・ＳＣ Ｔにより算出することを含む。補正値行列ＺＣ １７５の左方に記載した記号は、記号の記載された行と図２に示す座標との対応を表す。
図９に示すステップ２２２の次にステップ２２４が実行される。ステップ２２４において、イメージデータ算出部１４１は、複数の区画１１２の各々について、補正値に基づいて初期イメージデータを補正することによりイメージデータを算出する。複数の区画１１２の各々について、イメージデータを算出することが、複数の区画１１２の各々について、補正値と初期イメージデータとを乗算することによりイメージデータを算出することを含む。
具体的には、複数の区画１１２の各々について、補正値に基づいて初期イメージデータを補正することによりイメージデータを算出することは、図１０に示すように、ｎ個のイメージデータを要素とするｎ行１列のイメージデータ行列Ｚ １７６を算出することを含む。イメージデータ行列Ｚ １７６の左方に記載した記号は、記号の記載された行と図２に示す座標との対応を表す。１以上ｎ以下のすべての整数ｐについて、初期イメージデータ行列Ｚ０ １７１のｐ行目の要素に補正値行列ＺＣ １７５のｐ行目の要素を乗じた値をイメージデータ行列Ｚ １７６のｐ行目の要素とすることを含む。
図９に示すステップ２２４の次にステップ２２６が実行される。ステップ２２６において、イメージデータ算出部１４１は、算出ループを所定回数実行したか判定する。所定回数は、例えば、１０回である。イメージデータ算出部１４１は、算出ループを所定回数実行したと判定した場合、イメージデータ算出方法を終了する。イメージデータ算出部１４１は、算出ループを所定回数実行していないと判定した場合、ステップ２２８に進む。
図９に示すステップ２２８において、イメージデータ算出部１４１は、複数の区画１１２の各々について、算出ループにおいて算出されたイメージデータを、次回の算出ループにおける初期イメージデータとして使用する。具体的には、図１０に示す初期イメージデータ行列Ｚ０ １７１の代わりにイメージデータ行列Ｚ １７６を使用する。ステップ２２８の次に再びステップ２１８が実行される。算出ループが複数回実施されると、比較値が徐々に１に近づくので、イメージデータが徐々に実際の値に近づいていることがわかる。
イメージデータ算出部１４１は、他の例において、実行回数を制限するのではなく、算出ループを、所定の時間繰り返してもよい。イメージデータ算出部１４１は、他の例において、実行回数を制限するのではなく、イメージデータの変化量が閾値より小さくなるまで、算出ループを繰り返してもよい。
なお、図１０に示すイメージデータ行列Ｚ １７６と初期イメージデータ行列Ｚ０ １７１と補正値行列ＺＣ １７５とにおいて、同じ行の要素が、同じ座標の区画１１２に対応する。検出値行列Ｓ １７３と算出値行列Ｓ０ １７２と比較値行列ＳＣ １７４とにおいて、同じ列の要素が、同じ検出端子１５１に対応する。図４に示す係数行列Ａ １６０と図１０に示すイメージデータ行列Ｚ １７６とにおいて、同じ行の要素が、同じ座標の区画１１２に対応する。図４に示す係数行列Ａ １６０と図１０に示す検出値行列Ｓ １７３とにおいて、同じ列の要素が、同じ検出端子１５１に対応する。
（実施例の結果）
図１１は、実施例において算出ループを複数回実行したときの、イメージデータの遷移を表す図である。１回目〜６回目の算出ループが終了した後、第１イメージデータテーブル１８１〜第６イメージデータテーブル１８６が順に作成される。第１イメージデータテーブル１８１〜第６イメージデータテーブル１８６の各要素は、列に対応したｘ座標と行に対応したｙ座標とで表される区画１１２におけるイメージデータを示す。算出ループを繰り返すことにより、イメージデータが収束していき、イメージデータの変化が小さくなった。
入力装置１００は、イメージデータを参照することにより、操作体の数、座標を検出してもよい。
なお、区画１１２内の電極１５０の形状は、長方形に限るわけではない。区画１１２内の電極の形状は、円であってもよく、他の多角形であってもよく、ひし形であってもよく、区画１１２ごとに異なる不定形であってもよい。複数の区画１１２を通る電極１５０は、一体形成されていてもよく、別々の電極を配線や抵抗などの導電部材でつないだものであってもよい。
（まとめ）
本実施形態によれば、イメージデータ算出部１４１が、複数の検出端子１５１で検出される複数の検出値と、複数の係数情報とに基づいて複数のイメージデータを算出するので、従来のように区画１１２ごとに電極１５０を分割しなくてもイメージデータを算出できる。また、区画１１２ごとに電極１５０を分割する場合に比べて、イメージデータ算出部１４１と電極１５０との配線が少なくてすみ、簡単な構成でイメージデータを算出できる。すなわち、操作面１１１に沿った複数の位置の各々における操作面１１１と操作体との静電容量の変化を表すイメージデータを少ない電極１５０で高精度に作成できる。
本実施形態によれば、イメージデータ算出部１４１が算出ループにおいて、複数の検出端子１５１の各々について、算出値と検出値との比較に基づいた比較値を算出し、比較値に基づいて初期イメージデータを補正することによりイメージデータを算出するので、やみくもに初期イメージデータを選択する場合に比べると、少ない計算量でイメージデータを実際の値に近づけやすい。すなわち、仮に設定した初期イメージデータを出発点として近似計算を行うことで、厳密な計算を行う場合より少ない計算量としながら、算出値と検出値とのずれを考慮することで区画１１２のイメージデータを正確に算出できる。
本実施形態によれば、各区画１１２に蓄積される電荷量のうち各検出端子１５１で検出される電荷量の割合を表す係数情報に基づいて、算出値と補正値とを算出するので、電荷の実際の物理的な流れを反映して正確にイメージデータを算出できる。
本実施形態によれば、逆行列を使用しない近似計算が可能であるため、逆行列を厳密に計算する方法に比べて少ない計算量でイメージデータを正確に算出できる。
本実施形態によれば、面積と抵抗値とに基づいて係数情報が算出されるので、実際の物理的な構成を反映して正確にイメージデータを算出することができる。
本実施形態によれば、１回目の算出ループにおいて、複数のイメージデータの各々に対応した初期イメージデータとして所定の正値を使用するので、検出値が正であれば解が必ず正となり、イメージデータを正に限定した場合に、明らかに間違った解を排除できる。
本実施形態によれば、算出ループを複数回繰り返すので、初期イメージデータを徐々に実際のイメージデータに近づけることができ、より正確に位置を算出することができる。
本発明は上述した実施形態には限定されない。すなわち、当業者は、本発明の技術的範囲またはその均等の範囲内において、上述した実施形態の構成要素に関し、様々な変更、コンビネーション、サブコンビネーション、並びに代替を行ってもよい。
本発明は、操作体の近接度合いに応じて変化するイメージデータを、２次元に広がる複数の座標の各々に対して作成する入力装置に適用可能である。
１００…入力装置、１１０…センサ、１１１…操作面、１１２…区画
１３１…イメージデータ算出プログラム、１４１…イメージデータ算出部
１５０…電極
１５０−ＥＹ…横電極（１５０−ＥＹ１〜ＥＹ４…第１横電極〜第４横電極）
１５０−ＥＸ…縦電極（１５０−ＥＸ１〜ＥＸ５…第１縦電極〜第５縦電極
１５１…検出端子
１５１−Ｌ…左検出端子（１５１−Ｌ１〜Ｌ４…第１左検出端子〜第４左検出端子）
１５１−Ｒ…右検出端子（１５１−Ｒ１〜Ｒ４…第１右検出端子〜第４右検出端子）
１５１−Ｔ…上検出端子（１５１−Ｔ１〜Ｔ５…第１上検出端子〜第５上検出端子）
１５１−Ｂ…下検出端子（１５１−Ｂ１〜Ｂ５…第１下検出端子〜第５下検出端子）
１６０…係数行列Ａ
１８１〜１８６…第１イメージデータテーブル〜第６イメージデータテーブル

Claims (9)

  1. 近接した１つ以上の操作体による操作を受ける操作面と、
    前記操作面から離間して前記操作面に沿って配置された１つ以上の電極と、
    仮想的に設定される複数の区画の各々に対応したイメージデータを算出するイメージデータ算出部と、
    を備え、
    前記複数の区画の各々において、前記操作面の一部と少なくとも１つの前記電極の少なくとも１つの部分とが近接して配置され、
    前記イメージデータの各々が、前記少なくとも１つの電極と前記１つ以上の操作体との間の静電容量により１つの前記区画において蓄積される電荷量に対応して変化し、
    前記１つ以上の電極の各々が、前記イメージデータ算出部に接続された複数の検出端子を含み、
    前記イメージデータ算出部が、前記複数の検出端子の各々について、前記検出端子を通じて検出される電荷量に対応して変化する検出値を検出し、
    前記イメージデータ算出部が、複数の係数情報に基づいて複数の前記イメージデータを算出し、
    前記複数の係数情報の各々が、前記複数の区画の１つと前記複数の検出端子の１つとの異なる組み合わせに対応し、
    前記複数の係数情報の各々が、１つの前記組み合わせを構成する前記区画に蓄積される電荷量のうち、前記１つの前記組み合わせを構成する前記検出端子で検出される電荷量の割合を表す、
    入力装置。
  2. 前記イメージデータ算出部が、１回以上の算出ループを実行することにより複数の前記イメージデータを算出し、
    前記イメージデータ算出部が、１回目の前記算出ループにおいて、前記複数の区画の各々に対応した初期イメージデータとして所定の値を使用し、
    前記算出ループが、
    複数の前記初期イメージデータと前記複数の区画との対応に従って前記複数の初期イメージデータに対応する電荷量が前記複数の区画に蓄積されたと仮定した場合に前記複数の検出端子で検出される前記検出値を表す複数の算出値を算出することと、
    前記複数の検出端子の各々について、前記算出値と前記検出値との比較に基づいた比較値を算出することと、
    前記複数の区画の各々について、前記初期イメージデータを補正する補正値を前記比較値と前記係数情報とに基づいて算出することと、
    前記複数の区画の各々について、前記補正値に基づいて前記初期イメージデータを補正することにより前記イメージデータを算出することと、
    を含み、
    前記イメージデータ算出部が、前記検出端子の各々について、前記算出ループにおいて算出された前記イメージデータを、次回の前記算出ループにおける前記初期イメージデータとして使用する、
    請求項１に記載の入力装置。
  3. 前記複数の検出端子の各々について、前記比較値を算出することが、前記複数の検出端子の各々について、前記検出値を前記算出値で除算することを含み、
    １つの前記区画に対応するすべての前記係数情報を、１群の係数情報と呼ぶとき、前記１つの前記区画に対応する前記補正値を算出することが、前記複数の検出端子の各々について、前記１つの前記区画に対応する前記１群の係数情報に含まれる前記係数情報と前記比較値とを乗算した値の和を前記補正値として算出することを含み、
    前記複数の区画の各々について、前記イメージデータを算出することが、前記複数の区画の各々について、前記補正値と前記初期イメージデータとを乗算することにより前記イメージデータを算出することを含む、
    請求項２に記載の入力装置。
  4. 前記区画の数が、ｎと表され、
    ｎ個の前記イメージデータを要素とするｎ行１列の行列が、行列Ｚと表され、
    ｎ個の前記初期イメージデータを要素とするｎ行１列の行列が、行列Ｚ０と表され、
    ｎ個の前記補正値を要素とするｎ行１列の行列が、行列ＺＣと表され、
    前記行列Ｚと前記行列Ｚ０と前記行列ＺＣとにおいて、同じ行の要素が、同じ前記区画に対応し、
    前記検出端子の数が、ｍと表され、
    ｍ個の前記検出値を要素とする１行ｍ列の行列が、行列Ｓと表され、
    ｍ個の前記算出値を要素とする１行ｍ列の行列が、行列Ｓ０と表され、
    ｍ個の前記比較値を要素とする１行ｍ列の行列が、行列ＳＣと表され、
    前記行列Ｓと前記行列Ｓ０と前記行列ＳＣとにおいて、同じ列の要素が、同じ前記検出端子に対応し、
    ｐが、１以上ｎ以下の整数であり、かつ、
    ｋが、１以上ｍ以下の整数である、としたとき、
    前記イメージデータ算出部が、前記係数情報を要素とするｎ行ｍ列の係数行列Ａを使用し、
    前記係数行列Ａと前記行列Ｓとにおいて、同じ列の要素が、同じ前記検出端子に対応し、
    前記行列Ｚと前記係数行列Ａとにおいて、同じ行の要素が、同じ前記区画に対応し、
    すべてのｐとすべてのｋとについて、前記係数行列Ａのｐ行ｋ列の要素が、ｐ行に対応する前記区画に蓄積される電荷量のうち、ｋ列に対応する前記検出端子で検出される電荷量の割合を表し、
    前記複数の算出値を算出することが、前記行列Ｚ０の転置行列Ｚ０ Ｔを使用してＳ０＝Ｚ０ Ｔ・Ａを算出することを含み、
    前記複数の検出端子の各々について、前記比較値を算出することが、１以上ｍ以下のすべての整数ｋについて、前記行列Ｓのｋ列目の要素を前記行列Ｓ０のｋ列目の要素で割った値を前記行列ＳＣのｋ列目の要素とすることを含み、
    前記複数の区画の各々について、前記補正値を算出することが、前記行列ＺＣの転置行列ＺＣ Ｔを使用してＺＣ＝Ａ・ＳＣ Ｔを算出することを含み、
    前記複数の区画の各々について、前記補正値に基づいて前記初期イメージデータを補正することにより前記イメージデータを算出することが、１以上ｎ以下のすべての整数ｐについて、前記行列Ｚ０のｐ行目の要素に前記行列ＺＣのｐ行目の要素を乗じた値を前記行列Ｚのｐ行目の要素とすることを含む、
    請求項２または請求項３に記載の入力装置。
  5. 前記複数の係数情報の各々が、第１値と第２値との乗算により算出される値であり、
    前記１つの前記組み合わせを構成する前記検出端子を対象端子と呼び、
    前記対象端子を含む前記電極を対象電極と呼び、かつ、
    前記１つの前記組み合わせを構成する前記区画を対象区画と呼ぶとき、
    前記第１値が、前記対象電極のうち前記対象区画における前記検出値の生成に寄与する部分の面積を、前記１つ以上の電極のうち前記対象区画における前記検出値の生成に寄与する部分の総面積で除算して得られる値であり、
    前記対象区画と前記対象端子との間の抵抗値を表す対象抵抗値と、前記対象区画と前記対象電極内の他の１つの前記検出端子との間の抵抗値を表す非対象抵抗値とを、前記対象電極内の全ての前記検出端子について比較した場合、
    前記対象抵抗値が前記非対象抵抗値より大きいとき、前記対象区画と前記対象端子とに対応した前記第２値が、前記対象区画と前記他の１つの検出端子とに対応した前記第２値より小さく、
    前記対象抵抗値が前記非対象抵抗値より小さいとき、前記対象区画と前記対象端子とに対応した前記第２値が、前記対象区画と前記他の１つの検出端子とに対応した前記第２値より大きく、
    前記対象区画に対応した全ての前記第２値の合計が１となる、
    請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の入力装置。
  6. 前記イメージデータ算出部が、前記１回目の前記算出ループにおいて、前記複数のイメージデータの各々に対応した前記初期イメージデータとして所定の正値を使用する、
    請求項５に記載の入力装置。
  7. 前記イメージデータ算出部が、前記算出ループを複数回繰り返す、
    請求項２乃至請求項６のいずれか一項に記載の入力装置。
  8. 近接した１つ以上の操作体による操作を受ける操作面と、前記操作面から離間して前記操作面に沿って配置された１つ以上の電極と、仮想的に設定される複数の区画の各々に対応したイメージデータを算出するイメージデータ算出部とを備え、前記複数の区画の各々において、前記操作面の一部と少なくとも１つの前記電極の少なくとも１つの部分とが近接して配置され、前記イメージデータの各々が、前記少なくとも１つの電極と前記１つ以上の操作体との間の静電容量により１つの前記区画において蓄積される電荷量に対応して変化し、前記１つ以上の電極の各々が、前記イメージデータ算出部に接続された複数の検出端子を含む入力装置により実行されるイメージデータ算出方法であって、
    前記イメージデータ算出部により、前記複数の検出端子の各々について、前記検出端子を通じて検出される電荷量に対応して変化する検出値を検出することと、
    前記イメージデータ算出部により、複数の係数情報に基づいて複数の前記イメージデータを算出することと、
    を含み、
    前記複数の係数情報の各々が、前記複数の区画の１つと前記複数の検出端子の１つとの異なる組み合わせに対応し、
    前記複数の係数情報の各々が、１つの前記組み合わせを構成する前記区画に蓄積される電荷量のうち、前記１つの前記組み合わせを構成する前記検出端子で検出される電荷量の割合を表す、
    イメージデータ算出方法。
  9. コンピュータに請求項９に記載のイメージデータ算出方法を実行させるイメージデータ算出プログラム。
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