輸入裝置制造方法
【專利摘要】一種抗擾性優(yōu)秀、對輸入操作的追蹤性良好、操作性高的輸入裝置。具有：坐標輸入部，具有多個電容檢測部；電容測量部，測量每個電容檢測部的靜電電容，對靜電電容進行AD轉(zhuǎn)換作為測量信號輸出；控制部，控制電容測量部，與電容檢測部的坐標信息建立關聯(lián)地取得測量信號，算出作為測量信號與基準值的差分值的第1數(shù)據(jù)信號，對第1數(shù)據(jù)信號進行運算，基于運算的結(jié)果輸出控制信號，控制部進行對第1數(shù)據(jù)信號進行噪聲去除處理，將進行噪聲去除處理后的結(jié)果與坐標信息建立關聯(lián)作為第2數(shù)據(jù)信號的第1運算，以及對第2數(shù)據(jù)信號進行平滑處理，將進行平滑處理后的結(jié)果與坐標信息建立關聯(lián)作為第3數(shù)據(jù)信號的第2運算，并且用第3數(shù)據(jù)信號算出操作位置。
【專利說明】輸入裝置
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及輸入裝置，特別涉及抗擾性優(yōu)秀、操作性良好的輸入裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]一直以來，存在通過探測伴隨操作的靜電電容的變化來判斷操作位置的靜電電容式的輸入裝置。
[0003]靜電電容式的輸入裝置與開關或回轉(zhuǎn)式編碼器等的操作部或操作方法決定的輸入裝置不同，由于使用者能夠直觀地輸入操作，所以應用范圍遍及各種各樣的設備，所使用的環(huán)境也變得多樣。
[0004]在專利文獻I中公開了一種輸入裝置，構(gòu)成為對伴隨操作的電容變化大的區(qū)域進行定義，通過進行加權(quán)平均算出操作位置。
[0005]下面，利用圖12?圖14，關于專利文獻I所記載的輸入裝置進行說明。圖12表示現(xiàn)有技術(shù)的輸入裝置900的構(gòu)成的圖。圖13是現(xiàn)有技術(shù)的輸入裝置900的動作時序圖。圖14是表示現(xiàn)有技術(shù)的輸入裝置900的區(qū)域提取和加權(quán)平均的狀況的圖。
[0006]專利文獻I所記載的輸入裝置900，如圖12所示由下述所構(gòu)成:檢測面板911，通過人的手指或筆等檢測對象進行操作；驅(qū)動機構(gòu)921，驅(qū)動檢測面板911的驅(qū)動電極913 ；電流測定機構(gòu)931，測定來自檢測面板911的檢測電極914的電荷或電流；絕緣機構(gòu)912，夾持于驅(qū)動電極913與檢測電極914之間；坐標運算機構(gòu)951，根據(jù)用電流測定機構(gòu)931測定出的電流的值，通過運算求出檢測對象的物體的位置；以及控制機構(gòu)971，管理整體的狀態(tài)以及工序。
[0007]驅(qū)動機構(gòu)921通過使各驅(qū)動電極913的電壓變化，對在驅(qū)動電極913和檢測電極914的交點所形成的靜電電容進行充放電，通過電流測定機構(gòu)931對驅(qū)動電極913和檢測電極914的交點所形成的靜電電容的充放電電流進行測定，來測定驅(qū)動電極913和檢測電極914的交點所形成的靜電電容。
[0008]如圖13所示，在測定靜電電容時進行多個周期的驅(qū)動和電流測定時，為了分散噪聲的影響需要累積多次的測定。
[0009]在區(qū)域提取中，根據(jù)驅(qū)動電極913和檢測電極914的各交點的靜電電容所對應的值，提取由手指或筆等按壓的范圍，通過加權(quán)平均計算指示位置。
[0010]圖14表示了區(qū)域提取和加權(quán)平均的狀況。在圖14中，縱線和橫線分別表示驅(qū)動電極913和檢測電極914的坐標。交點上的黑色圓圈的大小與各交點的靜電電容的值對應。虛線包圍的范圍是靜電電容比規(guī)定的值大的相鄰的交點的聚集，例如與I根手指等的I個指示體所造成的靜電電容的變化范圍對應。X標記是作為指示坐標通過加權(quán)平均而算出的位置。
[0011]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0012]專利文獻
[0013]專利文獻1:日本特開2011 - 100215[0014]發(fā)明所要解決的問題
[0015]然而，在上述現(xiàn)有技術(shù)中存在以下問題:作為噪聲對策進行累積處理，但為了利用累積處理提高噪聲的消除效果需要增加累積次數(shù)而導致了處理速度緩慢，對輸入操作的追蹤性受損，操作性劣化。
[0016]另外，還存在以下問題:由于只是對被提取的區(qū)域內(nèi)單純地進行加權(quán)平均，所以在利用累積處理而沒有徹底消除的噪聲存在的情況下，可能發(fā)生操作位置的坐標的算出發(fā)生錯誤而進行誤檢測等的誤動作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0017]為了解決上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種抗擾性優(yōu)秀、對輸入操作的追蹤性良好、操作性高的輸入裝置。
[0018]用于解決問題的手段
[0019]為了解決該問題，技術(shù)方案I所記載的輸入裝置，其特征在于，具有:坐標輸入部，具有多個電容檢測部，由操作體進行操作；電容測量部，測量所述多個電容檢測部中的每個電容檢測部的靜電電容，對測量出的靜電電容進行AD轉(zhuǎn)換并作為測量信號來輸出；以及控制部，控制所述電容測量部，使所述測量信號與所述電容檢測部的坐標信息建立關聯(lián)地取得所述測量信號，并且計算出所述測量信號與基準值的差分值即第I數(shù)據(jù)信號，對該第I數(shù)據(jù)信號進行運算，并且基于運算的結(jié)果輸出控制信號，所述控制部進行第I運算和第2運算，所述第I運算對所述第I數(shù)據(jù)信號進行噪聲去除處理，將進行所述噪聲去除處理后得到的結(jié)果與坐標信息建立關聯(lián)來作為第2數(shù)據(jù)信號，以及所述第2運算對所述第2數(shù)據(jù)信號進行平滑處理，將進行所述平滑處理后得到的結(jié)果與坐標信息建立關聯(lián)來作為第3數(shù)據(jù)信號，并且所述控制部用所述第3數(shù)據(jù)信號計算出操作位置。
[0020]在技術(shù)方案I所記載的輸入裝置中，技術(shù)方案2所記載的輸入裝置，其特征在于，所述噪聲去除處理使用與所述坐標信息所包含的I個關注坐標建立了關聯(lián)的第I數(shù)據(jù)信號和與接近于所述關注坐標的多個接近坐標建立了關聯(lián)的第I數(shù)據(jù)信號；所述平滑處理使用與所述坐標信息所包含的I個關注坐標建立了關聯(lián)的第2數(shù)據(jù)信號和與接近于所述關注坐標的多個接近坐標建立了關聯(lián)的第2數(shù)據(jù)信號。
[0021]在技術(shù)方案2所記載的輸入裝置中，技術(shù)方案3所記載的輸入裝置，其特征在于，所述平滑處理是基于高斯函數(shù)的加權(quán)平均處理。
[0022]在技術(shù)方案2或3所記載的輸入裝置中，技術(shù)方案4所記載的輸入裝置，其特征在于，所述噪聲去除處理在與所述關注坐標建立了關聯(lián)的所述第I數(shù)據(jù)信號和與所述多個接近坐標建立了關聯(lián)的所述第I數(shù)據(jù)信號之差大于等于異常值判斷閾值時，用與所述多個接近坐標建立了關聯(lián)的所述第I數(shù)據(jù)信號的平均值置換與所述關注坐標建立了關聯(lián)的所述第I數(shù)據(jù)信號的值。
[0023]發(fā)明的效果
[0024]根據(jù)技術(shù)方案I的發(fā)明具有的效果是:控制部進行對與坐標信息建立關聯(lián)地存儲的所述第I數(shù)據(jù)信號進行噪聲去除處理，將進行噪聲去除處理后的結(jié)果與坐標信息建立關聯(lián)作為第2數(shù)據(jù)信號的第I運算，以及對第2數(shù)據(jù)信號進行平滑處理，將進行平滑處理后的結(jié)果與坐標信息建立關聯(lián)作為第3數(shù)據(jù)信號的第2運算，并且用所述第3數(shù)據(jù)信號算出操作位置，所以能夠抑制噪聲的影響算出正確的操作位置的坐標，由于無需進行多次數(shù)據(jù)累計地進行運算，響應時間快，所以能夠提供對操作的追蹤性良好、操作性高的輸入裝置。
[0025]根據(jù)技術(shù)方案2的發(fā)明具有的效果是:噪聲去除處理以及平滑處理使用坐標信息所包含的I個關注坐標建立了關聯(lián)的第I數(shù)據(jù)信號以及第2數(shù)據(jù)信號和與接近于關注坐標的多個接近坐標建立了關聯(lián)的第I數(shù)據(jù)信號以及第2數(shù)據(jù)信號，所以能夠有效地消除僅特定的坐標成為異常的值的噪聲的侵入。
[0026]根據(jù)技術(shù)方案3的發(fā)明具有的效果是:平滑處理是基于高斯函數(shù)的加權(quán)平均處理，所以與操作位置的坐標對應的第3數(shù)據(jù)成為最大的值，從操作位置離開距離的位置的第3數(shù)據(jù)信號越遠離操作位置的坐標成為越小的值，能夠進行與從操作位置的距離對應的平滑化，能夠提高操作位置的檢測精度。
[0027]根據(jù)技術(shù)方案4的發(fā)明具有的效果是:噪聲去除處理在與關注坐標建立了關聯(lián)的第I數(shù)據(jù)信號和與多個接近坐標建立了關聯(lián)的第I數(shù)據(jù)信號的差大于等于異常值判斷閾值時，以與多個接近坐標建立了關聯(lián)的第I數(shù)據(jù)信號的平均值置換與關注坐標建立了關聯(lián)的第I數(shù)據(jù)信號的值，所以能夠無需進行多次數(shù)據(jù)累積而有效地進行噪聲去除。
[0028]綜上所述，根據(jù)本發(fā)明，能夠提供抗擾性優(yōu)秀、對輸入操作的追蹤性良好、操作性高的輸入裝置。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]圖1是本發(fā)明的實施方式涉及的輸入裝置的外觀示意圖。
[0030]圖2是表示本發(fā)明的實施方式涉及的輸入裝置的構(gòu)成的框圖。
[0031]圖3是表示本發(fā)明的實施方式涉及的輸入裝置的動作概要的流程圖。
[0032]圖4是表示圖3的步驟SI的詳細處理步驟的流程圖。
[0033]圖5是關于通過圖4的測量信號取得處理而取得的測量值的說明圖。
[0034]圖6是關于通過圖4的差分值化處理而算出的差分值的說明圖。
[0035]圖7是表示圖3的步驟S2的詳細處理步驟的流程圖。
[0036]圖8是關于通過圖7的噪聲去除處理算出的噪聲去除處理后的值的說明圖。
[0037]圖9是表示圖3的步驟S3的詳細處理步驟的流程圖。
[0038]圖10是關于通過圖9的平滑處理算出的平滑處理后的值的說明圖。
[0039]圖11是表示圖3的步驟S4的詳細處理步驟的流程圖。
[0040]圖12是表示現(xiàn)有技術(shù)的輸入裝置的構(gòu)成的圖。
[0041]圖13是現(xiàn)有技術(shù)的輸入裝置的動作時序圖。
[0042]圖14是表示現(xiàn)有技術(shù)的輸入裝置的區(qū)域提取和加權(quán)平均的狀況的圖。
[0043]標記說明
[0044]I 坐標輸入部
[0045]Ia電容檢測部
[0046]2 電容測量部
[0047]3 控制部
[0048]4 接口部
[0049]5 外部設備[0050]100實施方式的輸入裝置
【具體實施方式】
[0051][實施方式]
[0052]下面，關于本發(fā)明的實施方式中的輸入裝置100進行說明。
[0053]首先，關于本發(fā)明的實施方式中的輸入裝置100的構(gòu)成，用圖1以及圖2進行說明。圖1是輸入裝置100的外觀示意圖，圖2是表示輸入裝置100的構(gòu)成的框圖。
[0054]如圖1所示，輸入裝置100具備:具有多個電容檢測部Ia的坐標輸入部I ;與坐標輸入部I連接的電容測量部2 ;以及與電容測量部2連接的控制部3。
[0055]如圖1所示，輸入裝置100具有通過操作者的手指等接近或者接觸進行輸入操作的坐標輸入部1，沿坐標輸入部I的輸入操作面，電容檢測部Ia設置為在X方向上M個、在與X方向垂直的Y方向上N個的矩陣狀(M、N為自然數(shù))。
[0056]電容檢測部Ia具有靜電電容，操作者為了進行輸入操作而將手指等接觸到坐標輸入部I時，所接觸的位置以及其附近的電容檢測部Ia的靜電電容增加。
[0057]如圖2所不,輸入裝置100具備:坐標輸入部I ;與坐標輸入部I連接電容測量部
2;以及與電容測量部2連接的控制部3。
[0058]電容測量部2測量多個電容檢測部Ia的每個電容檢測部Ia的靜電電容，將測量后的靜電電容從模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，將Analog-to -Digital Convertion信號(ADC(模數(shù)轉(zhuǎn)換器)信號)作為測量信號向控制部3輸出。
[0059]控制部3控制電容測量部2，取得每個電容檢測部Ia的測量信號，并且使取得后的測量信號與電容檢測部Ia的坐標信息相對應。用該測量信號算出第I數(shù)據(jù)信號，基于該第I數(shù)據(jù)信號的運算的結(jié)果輸出控制信號。
[0060]另外，輸入裝置100通過接口部4與外部設備5連接，從外部設備5供給輸入裝置100的動作用電力，并且將從控制部3輸出的控制信號輸出至外部設備5，將從外部設備5輸出的向輸入裝置100的控制信號輸出至控制部3。
[0061]其次，關于實施方式中的輸入裝置100的動作，用圖3進行說明。圖3是表示實施方式涉及的輸入裝置100的動作概要的流程圖。
[0062]首先，在步驟SI中，控制部3控制電容測量部2，取得每個電容檢測部Ia的測量信號，將測量信號與規(guī)定的基準值的差分值作為第I數(shù)據(jù)信號，使其與電容檢測部Ia的坐標信息對應，存儲到控制部3所包含的第I數(shù)據(jù)信號存儲區(qū)域。
[0063]其次，在步驟S2中，對第I數(shù)據(jù)信號進行噪聲去除處理，得到第2數(shù)據(jù)信號，使該第2數(shù)據(jù)信號與電容檢測部Ia的坐標信息對應，存儲到控制部3所包含的第2數(shù)據(jù)信號存儲區(qū)域。
[0064]在步驟S3中，對第2數(shù)據(jù)信號進行平滑處理，得到第3數(shù)據(jù)信號，使該第3數(shù)據(jù)信號與電容檢測部Ia的坐標信息對應，存儲到控制部3所包含的第3數(shù)據(jù)信號存儲區(qū)域。
[0065]步驟S4中，根據(jù)在步驟S3得到的第3數(shù)據(jù)信號算出操作位置，輸出與操作位置對應的控制信號。
[0066]圖3的流程圖所示的處理步驟是通過控制電路中內(nèi)置的定時器功能等進行定期重復的動作。[0067]其次，關于圖3的流程圖所示的步驟SI至步驟S4的處理，用圖4至圖11進行詳細說明。
[0068]圖4是表示圖3所示的流程圖的步驟SI的詳細的處理步驟的流程圖。
[0069]控制部3，在圖4的流程圖所示的步驟Sl_l中，關于成為取得測量信號的對象的電容檢測部Ia,將X方向上第m個、Y方向上第η個的位置作為坐標信息(m, η),對坐標信息(m, η)設定初始值(例如，m=l, n=l),在步驟Sl_2中,取得與坐標信息(m, η)對應的電容檢測部Ia的測量信號(ADC (m, η))。
[0070]在步驟Sl_3中，根據(jù)在步驟Sl_2取得的測量信號(ADC (m，n))，算出與規(guī)定的基準值(BASE)的差分值(AD (m，n))。
[0071]在步驟Sl_4中，將在步驟Sl_3中算出的差分值(AD (m，n))存儲到控制部3所包含的第I數(shù)據(jù)信號存儲區(qū)域。
[0072]在步驟Sl_5中使坐標信息(m，η)的m的值增加1，在步驟Sl_6中將m的值與最大值M進行比較。m的值沒有超過最大值M時返回到步驟Sl_2，取得與更新后的下一個坐標的坐標信息(m+1, η)對應的電容檢測部Ia的測量信號(ADC (m+1, η)),與上述同樣地重復步驟Sl_2至步驟Sl_6，直到m的值比最大值M大。
[0073]在步驟Sl_6中將m的值與最大值M進行比較，m的值超過最大值M時，在步驟Sl_7中將m的值返回到初始值(例如I )，使η的值增加I，在步驟Sl_8中將η的值與最大值N進行比較。η的值沒有超過最大值N時返回到步驟Sl_2，取得與更新后的下一個坐標的坐標信息(m，n+1)的對應的電容檢測部Ia的測量信號(ADC (m, n+1 ))，與上述同樣地重復步驟Sl_2至步驟Sl_8，直到η的值比最大值N大。
[0074]在步驟Sl_8中將η的值與最大值N進行比較，η的值超過最大值N時，對設置為X方向上M個、與X方向垂直的Y方向上N個的矩陣狀的MXN個全部的電容檢測部I a進行掃描，每個電容檢測部Ia的測量信號(ADC (m，n))的取得，和差分值(AD (m，n))的算出以及存儲完成后，結(jié)束圖3的流程圖的步驟SI的動作。
[0075]圖5是關于通過圖4所示的流程圖的動作而取得的測量值的說明圖，圖5(a)表示了在步驟Sl_2中取得的測量值的例。圖5 (b)是以等高線曲線圖表示圖5 (a)的值。為了簡單地說明，m以及η分別取I至8的值，全部地以64個數(shù)據(jù)構(gòu)成。
[0076]在圖5中表示了這樣的例子:由于與m=4，n=5相對應的位置被操作，所以與該位置相對應的坐標以及其附近坐標的值變大，在與m=5，n=4相對應的坐標伴隨輸入操作的信號被疊加噪聲，成為與操作造成的接觸相同的值，在取得與m=7，n=2相對應的位置的值時，在與輸入操作離開的位置，輸入了與輸入操作位置相同的值的噪聲。
[0077]圖6是關于通過圖4所示的流程圖的動作而算出的差分值的說明圖，圖6 (a)是表示根據(jù)在步驟Sl_2中取得的測量值計算出差分值的例。圖6 (b)是以等高線曲線圖表示圖6 (a)的值。用于計算差分值的基準值作為128進行計算。
[0078]圖7是表示圖3所示的流程圖的步驟S2的詳細的處理步驟的流程圖。
[0079]控制部3在圖7的流程圖所示的步驟S2_l中，將進行噪聲去除處理時的關注坐標的坐標信息設定為初始值(m=l，n=l )，在步驟S2_2中，從第I數(shù)據(jù)信號的存儲區(qū)域取得與在前述步驟Sl_3中算出的關注坐標對應的差分值(AD(m，n))，和與該關注坐標接近的4個接近坐標對應的差分值(AD Cm — I, n)> AD (m+1, n)> AD (m, n— 1)、AD (m, η+1))的值。[0080]m的值為I的情況和η的值為I的情況、以及m的值為最大值M的情況和η的值為最大值N的情況，在關注坐標的外側(cè)不存在電容檢測部la。因此，在m的值為I的情況和η的值為I的情況下，與接近的4個接近坐標對應的差分值中不存在與(m — 1，η)以及(m，η -1)對應的差分值。另外，在m的值為最大值M的情況和η的值為最大值N的情況下，與關注坐標接近的4個接近坐標所對應的差分值中不存在與(m+l，n) (m，n+l)對應的差分值。所以，作為與不存在事先決定的固定的值的接近坐標對應的差分值推薦以下的步驟。
[0081]在步驟S2_3中，分別算出取得的4個與接近坐標對應的差分值和與關注坐標對應的差分值的差的絕對值，在步驟S2_3中算出的4個與接近坐標對應的差分值和與關注坐標對應的差分值的差的絕對值在步驟S2_4至步驟S2_7中分別與異常值檢測閾值進行比較。
[0082]在步驟S2_4至步驟S2_7中，判斷為全部的與接近坐標對應的差分值和與關注坐標對應的差分值的差的絕對值大于等于異常值檢測閾值(256)時移至步驟S2_8。
[0083]在步驟S2_4至步驟S2_7中，判斷為與全部的接近坐標中任意一個對應的差分值和與關注坐標對應的差分值的差的絕對值比異常值檢測閾值小時移至步驟S2_9。
[0084]在步驟S2_8中，算出與4個接近坐標對應的差分值的平均值，將在步驟S2_2中取得的與關注坐標對應的差分值(Al)置換成算出的平均值，移至步驟S2_9。
[0085]在步驟S2_9中，將在步驟S2_2至步驟S2_7或者至步驟S2_8中得到的與關注坐標對應的差分值(Al)作為噪聲去除處理后的第2數(shù)據(jù)信號(NR Cm,η?存儲到控制部3的第2數(shù)據(jù)信號的存儲區(qū)域，移至步驟S2_10。
[0086]在步驟S2_10中使坐標信息(m，η)的m的值增加1，在步驟S2_ll中將m的值與最大值M進行比較。m的值沒有超過最大值M時返回到步驟S2_2，將更新后的下一個坐標的坐標信息(m+1，η)作為關注坐標，從第I數(shù)據(jù)信號的存儲區(qū)域取得與關注坐標(m+1，η)對應的差分值(AD (m+l，n))，和與關注坐標接近的`4個接近坐標所對應的差分值(AD (m，n)、AD (m+2，n)、AD (m+1,η -1),AD (m+l，n+l))，與上述同樣地重復步驟 S2_2 至步驟 S2_10，直到m的值比最大值M大。
[0087]在步驟S2_ll中將m的值與最大值M進行比較，m的值超過最大值M時，在步驟S2_12中將m的值返回到初始值，使η的值增加1，在步驟S2_13中將η的值與最大值N進行比較。η的值沒有超過最大值N時返回步驟S2_2，將更新后的下一個坐標的坐標信息(m，n+1)作為關注坐標，從第I數(shù)據(jù)信號的存儲區(qū)域取得與關注坐標(m，n+l)對應的差分值(AD(m，n+1 ))，和與關注坐標接近的4個接近坐標所對應的差分值(AD (m-1, n+1),AD (m+1,n+l)、AD (m，n)、AD (m，n+2))，與上述同樣地重復步驟S2_2至步驟S2_12，直到n的值比最大值N大。
[0088]在步驟S2_13中將η的值與最大值N進行比較，η的值超過最大值N時，設置為在X方向上M個、與X方向垂直的Y方向上N個的矩陣狀的MXN個全部的電容檢測部Ia的每個電容檢測部Ia的噪聲去除處理以及存儲完成后，結(jié)束圖3的流程圖的步驟S2的動作。
[0089]圖8是關于通過圖7的噪聲去除處理而算出的噪聲去除處理后的值的說明圖，表示在圖6所示的步驟SI中對于算出的差分值(AD (m, η))進行上述步驟S2的噪聲去除處理后的結(jié)果的圖。需要說明的是，與關注坐標接近的4個接近坐標所對應的差分值不存在時，作為固定的值，將O (零)作為與不存在的接近坐標對應的差分值進行計算。
[0090]圖8 Ca)是對圖6 Ca)所示的差分值(AD (m, η))進行噪聲去除處理后得出結(jié)果的第2數(shù)據(jù)信號的值(NR (m，n))，圖8 (b)是以等高線曲線圖表示圖8 (a)的第2數(shù)據(jù)信號的值。用于進行噪聲去除處理的異常值檢測閾值是采用與圖7的步驟S2_4至步驟S2_7相同的值(256)進行計算。
[0091]如圖8所示,能夠有效的減少在圖5中所示的測量數(shù)據(jù)中被輸入的與m=7、n=2相對應的位置被輸入的離開輸入操作的位置的噪聲。
[0092]如上所述，根據(jù)通過I次掃描得到的設置為X方向上M個、與X方向垂直的Y方向上N個的矩陣狀的MXN個全部的電容檢測部Ia所對應差分值，將與關注坐標(m，η)對應的差分值(AD (m，n))，和與接近的4個接近坐標對應的差分值(AD (m—l，n)、AD (m+1, η),AD (m，n — l)、AD (m，n+1))進行比較。與關注坐標對應的差分值相對于接近的4個接近坐標具有很大的差異時，判斷為與關注坐標對應的差分值是由噪聲引起的，算出與4個接近坐標對應的差分值的平均值，因為用算出的平均值置換與關注坐標對應的差分值，所以即使不進行累積處理也能夠有效的進行噪聲去除處理。
[0093]圖9是表示圖3所示的流程圖的步驟S3的詳細的處理步驟的流程圖。
[0094]控制部3在圖9的流程圖中所示的步驟S3_l中，將進行平滑處理時的關注坐標的坐標信息設定成初始值(m=l，n=l )，在步驟S3_2中，從第2數(shù)據(jù)信號的存儲區(qū)域取得在前述步驟S2中算出的與關注坐標對應的噪聲去除處理后的第2數(shù)據(jù)信號(NR(m，n))，和與關注坐標接近的8個接近坐標所對應的噪聲去除處理后的第2數(shù)據(jù)信號(NR (m-1, η -1)、NR (m — I, n)> NR (m — I, n+1)、NR (m, n — 1)、NR (m, n+1)、NR (m+1, n — I)、NR (m+1,n)、NR (m+1, n+1))的值。
[0095]在顯示與在沿坐標輸入部I的外周的位置上存在的電容檢測部Ia對應的坐標的、m的值為I的情況和η的值為I的情況，以及m的值為最大值M的情況和η的值為最大值N的情況下，在關注坐標的外側(cè)不存在電容檢測部la。也就是說，在m的值為I的情況和η的值為I的情況下，與接近的8個接近坐標對應的噪聲去除處理后的第2數(shù)據(jù)信號中與坐標Cm — I, η — l)、(m — l,n)、(m — I, n+1)、(m, η — I)以及(m+1, η — I)對應的噪聲去除處理后的第2數(shù)據(jù)信號不存在。另外，在m的值為最大值M的情況和η的值為最大值N的情況下，與關注坐標接近的8個接近坐標所對應的噪聲去除處理后的第2數(shù)據(jù)信號中與坐標(m — I, n+1)、(m, n+1)、(m+1, η — I)、(m+1, η)以及(m+1, n+1)對應的噪聲去除處理后的第2數(shù)據(jù)信號不存在。因此，作為與不存在事先決定的固定的值的接近坐標對應的噪聲去除處理后的第2數(shù)據(jù)信號推薦以下的步驟。
[0096]在步驟S3_3中，在對與取得的關注坐標對應的噪聲去除處理后的第2數(shù)據(jù)信號和與8個接近坐標對應的噪聲去除處理后的第2數(shù)據(jù)信號基于高斯函數(shù)進行加權(quán)(式I)的計算式中，算出加權(quán)平均的值(AV (m, η))
[0097](式I)
[0098]AV (m, n) = [4XNR (m, η) +2X {NR (m — I, n) +NR (m, η — I) +NR (m, n+1) XNR(m+1, η)}+NR (m — I, η — I)+NR (m — I, n+1)+NR (m+1, η — I)+NR (m+1, η+1)]/16
[0099]在步驟S3_4中，將在步驟S3_3中計算出的關注坐標的加權(quán)平均的值AV (m，n)作為平滑處理后的第3數(shù)據(jù)信號(AV Cm, η?存儲到控制部3所包含的第3數(shù)據(jù)信號存儲區(qū)域，移至步驟S3_5。
[0100]在步驟S3_5中使坐標信息(m，n)的m的值增加1，在步驟S3_6中將m的值與最大值M進行比較，m的值沒有超過最大值M時返回到步驟S3_2，將更新后的下一個坐標的坐標信息(m+1，η)作為關注坐標，從第2數(shù)據(jù)信號的存儲區(qū)域取得與關注坐標(m+1，η)對應的噪聲去除處理后的第2數(shù)據(jù)信號(NR (m+1, n))，和與關注坐標接近的8個接近坐標所對應的噪聲去除處理后的第2數(shù)據(jù)信號(NR (m, η -1), NR (m，n)、NR (m，n+1)、NR (m+l，n —1)、NR (m+1, n+1),NR (m+2, n - 1)、NR (m+2，n)、NR (m+2，n+1))的值，與上述同樣地重復步驟S3_2至步驟S3_5，直到m的值比最大值M大。
[0101 ] 在步驟S3_6中將m的值與最大值M進行比較，m的值超過最大值M時，在步驟S3_7中將m的值返回到初始值，使η的值增加1，在步驟S3_8中將η的值與最大值N進行比較。η的值沒有超過最大值N時返回到步驟S3_2，將更新后的下一個坐標的坐標信息(m，n+1)作為關注坐標，從第2數(shù)據(jù)信號的存儲區(qū)域取得與關注坐標(m，n+1)對應的噪聲去除處理后的第2數(shù)據(jù)信號(NR (m, n+1 ))，和與關注坐標接近的8個接近坐標所對應的噪聲去除處理后的第 2 數(shù)據(jù)信號(NR Cm - 1，n)、NR (m — 1，n+1)、NR (m — 1，n+2)、NR (m，n)、NR (m，n+2)、NR (m+1, n)>NR (m+l,n+l)、NR (m+1, n+2))的值，與上述同樣地重復步驟 S3_3 至步驟S3_7，直到η的值比最大值N大。
[0102]在步驟S3_8中將η的值與最大值N進行比較。η的值超過最大值N時，設置為X方向上M個、與X方向垂直的Y方向上N個的矩陣狀的MXN個全部的電容檢測部Ia的每個電容檢測部Ia的平滑處理以及存儲完成后，結(jié)束圖3的流程圖的步驟S3的動作。
[0103]圖10是關于通過圖9的平滑處理算出的平滑處理后的值的說明圖，根據(jù)通過圖8所示的步驟S2算出的第2數(shù)據(jù)信號的值(NR (m, η))，表示進行上述步驟S3的平滑處理后的結(jié)果的圖。需要說明的是，與關注坐標接近的8個接近坐標所對應的第2數(shù)據(jù)信號不存在時，作為固定的值，將O (零)作為與不存在的接近坐標對應的第2數(shù)據(jù)信號的值進行計笪
ο
[0104]圖10 (a)是對圖8 (a)所示的第2數(shù)據(jù)信號的值(NR (m，η))通過基于高斯函數(shù)進行加權(quán)后的加權(quán)平均而進行平滑處理后得出結(jié)果的第3數(shù)據(jù)信號的值(AV (m，n))。圖10 (b)是以等高線曲線圖表示圖10 (a)的第3數(shù)據(jù)信號的值。
[0105]如圖10所示，通過基于高斯函數(shù)進行加權(quán)后的加權(quán)平均來進行平滑處理，所以能夠有效地減少通過圖5中所示的測量數(shù)據(jù)輸入的在與(m=5，n=4)相對應的坐標被輸入的伴隨輸入操作的信號被疊加的噪聲，僅圖5中所示的由操作者所操作的與m=4, n=5相對應的位置成為極大值。
[0106]如上所述，從第2數(shù)據(jù)信號的存 儲區(qū)域取得與關注坐標對應的噪聲去除處理后的第2數(shù)據(jù)信號(NR (m, n))，和與關注坐標接近的8個接近坐標所對應的噪聲去除處理后的第 2 數(shù)據(jù)信號(NR (m - l,n - 1)、NR (m — l，n)、NR (m — I, n+1),NR (m，n— 1)、NR (m,n+1),NR (m+l，n — 1)、NR (m+l，n)、NR (m+1，n+1))的值，由于進行平滑處理，所以能夠進行噪聲的影響少的加權(quán)平均處理。
[0107]另外，由于平滑處理是基于高斯函數(shù)的加權(quán)平均處理，所以與操作位置的坐標對應的第3數(shù)據(jù)成為最大的值，從操作位置離開距離后的位置的第3數(shù)據(jù)信號越遠離操作位置的坐標則成為越小的值，能夠進行與從操作位置的距離對應的平滑化。由此看來，能夠提高操作位置的檢測精度。
[0108]圖11是表示圖3所示的流程圖的步驟S4的操作位置算出處理的詳細的步驟的流程圖。
[0109]控制部3在圖11的流程圖中所示的步驟S4_l中，刪去用于進行操作位置的算出的最大值保持存儲器(AVmax)和存儲最大值的坐標信息的存儲器(Pmax)的值(設定為O)。
[0110]在步驟S4_2中，將進行操作位置算出的坐標信息設定為初始值(m=l，n=l )，從第3數(shù)據(jù)信號的存儲區(qū)域取得在步驟S4_3中與坐標信息對應的平滑處理后的第3數(shù)據(jù)信號(AV(m, η))的值。
[0111]在步驟S4_4中，將步驟S4_3中取得的平滑處理后的第3數(shù)據(jù)信號(AV (m，n))的值，與對取得的平滑處理后的第3數(shù)據(jù)信號(AV (m，n))的最大值進行保存的最大值保持存儲器(AVmax)的值進行比較，取得的平滑處理后的第3數(shù)據(jù)信號(AV Cm,η?的值小于等于最大值保持存儲器(AVmax)的值時移至步驟S4_7。另外，最大值保持存儲器(AVmax)通過步驟S4_l的處理將初始值設定為O。
[0112]在步驟S4_4中，平滑處理后的第3數(shù)據(jù)信號(AV Cm, η?的值比最大值保持存儲器(AVmax)的值大時，在步驟S4_5中將平滑處理后的第3數(shù)據(jù)信號(AV Cm, η?的值存儲到最大值保持存儲器(AVmax)，在步驟S4_6中將該第3數(shù)據(jù)信號(AV (m，η))的坐標信息存儲到存儲最大值的坐標信息的存儲器中(Mmax=m, Nmax=n),移至步驟S4_7。
[0113]在步驟S4_7中使坐標信息(m，η)的m的值增加1，在步驟S4_8中將m的值與最大值M進行比較。m的值沒有超過最大值M時返回到步驟S4_3，從第3數(shù)據(jù)信號的存儲區(qū)域取得與更新后的下一個坐標信息(m+1，η)對應的平滑處理后的第3數(shù)據(jù)信號(AV (m+1,η))的值，重復步驟S4_4至步驟S4_7，直到m的值比最大值M大。
[0114]在步驟S4_8中將m的值與最大值M進行比較，m的值超過最大值M時，在步驟S4_9中將m的值返回到初始值，使η的值增加I。在步驟S4_10中將η的值與最大值N進行比較，η的值沒有超過最大值N時返回到步驟S4_3，從第3數(shù)據(jù)信號的存儲區(qū)域取得與更新后的坐標信息(m，n+l)對應的平滑處理后的第3數(shù)據(jù)信號(AV Cm,η+1?的值，與上述同樣地重復步驟S4_4至步驟S4_9，直到η的值比最大值N大。
[0115]在步驟S4_10中將η的值與最大值N進行比較，η的值超過最大值N時，設置為X方向上M個、與X方向垂直的Y方向上N個的矩陣狀的MXN個全部的電容檢測部Ia的每個電容檢測部Ia的平滑處理以及存儲完成后，移至步驟S4_ll。
[0116]在步驟S4_ll中，將最大值保持存儲器(AVmax)的值和用于判斷由操作引起的接觸的接觸閾值進行比較，最大值保持存儲器(AVmax)的值比接觸閾值大時移至步驟S4_12，最大值保持存儲器(AVmax)的值小于等于接觸閾值時移至步驟S4_13。
[0117]在步驟S4_12中，由于判斷為有在步驟S4_ll中由操作引起的接觸，所以輸出與存儲最大值的坐標信息的存儲器(Mmax，Nmax)對應的控制信號，結(jié)束圖3的流程圖的步驟S4的動作。
[0118]在步驟S4_13中，由于判斷為沒有在步驟S4_l I中由操作引起的接觸，所以輸出與無輸入對應的控制信號，結(jié)束圖3的流程圖的步驟S4的動作。
[0119]如上所述，從第3數(shù)據(jù)信號的存儲區(qū)域取得平滑處理后的第3數(shù)據(jù)信號(AV Cm,η ))的值，求最大值，對由操作引起的接觸進行判斷。判斷為有接觸時，輸出與存儲最大值的坐標信息的存儲器(Mmax,Nmax)對應的控制信號。另外,判斷為無接觸時，由于輸出與無輸入對應的控制信號，能夠得到對應于操作位置的輸出，因而能夠進行坐標輸入動作。[0120]如以上說明所述，本發(fā)明的實施方式涉及的輸入裝置100具有:坐標輸入部1，具有多個電容檢測部la，操作體進行操作；電容測量部2，測量多個電容檢測部Ia的每個電容檢測部Ia的靜電電容，對測量后的靜電電容進行AD轉(zhuǎn)換作為測量信號輸出；以及控制部3，控制電容測量部2，使測量信號與電容檢測部Ia的坐標信息建立關聯(lián)地取得測量信號，并且算出作為測量信號與基準值的差分值的第I數(shù)據(jù)信號，對該第I數(shù)據(jù)信號進行運算，并且基于運算的結(jié)果輸出控制信號。進一步，控制部3進行對第I數(shù)據(jù)信號進行噪聲去除處理，將進行噪聲去除處理后的結(jié)果作為第2數(shù)據(jù)信號與坐標信息建立關聯(lián)地進行存儲的第I運算，以及對與坐標信息建立關聯(lián)地所存儲的第2數(shù)據(jù)信號進行平滑處理，將進行所述平滑處理后的結(jié)果與坐標信息建立關聯(lián)作為第3數(shù)據(jù)信號的第2運算，并且用第3數(shù)據(jù)信號算出操作位置。因此，能夠抑制噪聲的影響，算出正確的操作位置的坐標，由于能夠無需進行多次的數(shù)據(jù)累計地進行運算，響應時間快，所以能夠提供對操作的追蹤性良好、操作性高的輸入裝置。
[0121]噪聲去除處理使用將坐標信息所包含的I個關注坐標建立了關聯(lián)的第I數(shù)據(jù)信號和與接近于關注坐標的多個接近坐標建立了關聯(lián)的第I數(shù)據(jù)信號，平滑處理使用與坐標信息所包含的I個關注坐標建立了關聯(lián)的第2數(shù)據(jù)信號和與接近于關注坐標的多個接近坐標建立了關聯(lián)的第2數(shù)據(jù)信號，所以能夠更有效地消除僅特定的坐標成為異常的值的噪聲。
[0122]平滑處理是基于高斯函數(shù)的加權(quán)平均處理，所以與操作位置的坐標對應的第3數(shù)據(jù)為最大的值，從操作位置離開距離的位置的第3數(shù)據(jù)信號越遠離操作位置的坐標則策劃能夠為越小的值，能夠進行與從操作位置的距離對應的平滑化。因此，能夠提高操作位置的檢測精度。
[0123]噪聲去除處理在與關注坐標建立了關聯(lián)的第I數(shù)據(jù)信號和與多個接近坐標建立了關聯(lián)的第I數(shù)據(jù)信號的差大于等于異常值判斷閾值時，以與多個接近坐標建立了關聯(lián)的第I數(shù)據(jù)信號的平均值置換與關注坐標建立了關聯(lián)的第I數(shù)據(jù)信號的值，所以能夠無需進行多次數(shù)據(jù)累積而有效地進行噪聲去除。
[0124]如上所述，雖然對本發(fā)明的實施方式涉及的輸入裝置進行了具體的說明，本發(fā)明不僅限于上述的實施方式。在不脫離本發(fā)明之精神和范圍內(nèi)，可以實施多種變更。例如可以實施下面的變形，這些實施方式也包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
[0125](I)在本實施方式中，表示說明了輸入裝置100和外部設備5通過接口部4進行連接的例子，但也可以不具備接口部4，控制部3和外部設備5直接連接構(gòu)成。
[0126](2)在本實施方式中的噪聲去除處理中，表示說明了判斷為4個與接近坐標對應的差分值和與關注坐標對應的差分值的差的絕對值全部大于等于異常值檢測閾值時，算出與4個接近坐標對應的差分值的平均值的例子，但也可以在判斷為與任意一個接近坐標對應的差分值和與關注坐標對應的差分值的差的絕對值大于等于異常值檢測閾值時，算出與接近坐標對應的差分值的平均值，另外，與接近坐標對應的差分值和與關注坐標對應的差分值的差的絕對值超過異常值檢測閾值的情況較多時，也可以算出與接近坐標對應的差分值的平均值。
[0127](3)在本實施方式中的噪聲去除處理中，相對于關注坐標的差分值(AD (m，n))，將接近的4個接近坐標作為Cm — I,n)、(m+1,n)、(m,n — I)、(m,n+l)進行動作的說明，但也可以將接近的 4 個接近坐標作為(m — I, η — I)、(m — I, n+1)、(m+1, η — I)、(m+1, η+1),另外也可以使用與接近的8個坐標(m — I, η — I)、(m — I, n)、(m — I, n+1)、(m, η — I)、(m, η+1)、(m+1, η — I)、(m+1, η)、(m+1, η+1)對應的差分值進行噪聲去除處理。
[0128](4)在本實施方式中，關于在控制部3所使用的數(shù)據(jù)對具體的數(shù)值進行了表示說明，但是可以結(jié)合內(nèi)部設備或假定的使用狀態(tài)改變適當?shù)闹祦韺嵤霉潭ǖ闹凳纠龅臄?shù)值也可以根據(jù)周圍溫度或動作環(huán)境的變動等以進行修改的方式變更實施。
[0129](5)在本實施方式中，以關于噪聲去除處理或平滑處理不進行累積處理的動作例進行了說明，但是也可以構(gòu)成為結(jié)合不損失追蹤性的程度的輕微的累積處理來進行噪聲處理或平滑處理。
【權(quán)利要求】
1.一種輸入裝置，其特征在于，具有: 坐標輸入部，具有多個電容檢測部，由操作體進行操作； 電容測量部，測量所述多個電容檢測部中的每個電容檢測部的靜電電容，對測量出的靜電電容進行AD轉(zhuǎn)換并作為測量信號來輸出；以及 控制部，控制所述電容測量部，使所述測量信號與所述電容檢測部的坐標信息建立關聯(lián)地取得所述測量信號，并且計算出所述測量信號與基準值的差分值即第I數(shù)據(jù)信號，對該第I數(shù)據(jù)信號進行運算，并且基于運算的結(jié)果輸出控制信號， 所述控制部進行第I運算和第2運算， 所述第I運算對所述第I數(shù)據(jù)信號進行噪聲去除處理，將進行所述噪聲去除處理后得到的結(jié)果與坐標信息建立關聯(lián)來作為第2數(shù)據(jù)信號， 所述第2運算對所述第2數(shù)據(jù)信號進行平滑處理，將進行所述平滑處理后得到的結(jié)果與坐標信息建立關聯(lián)來作為第3數(shù)據(jù)信號，并且 所述控制部用所述第3數(shù)據(jù)信號計算出操作位置。
2.如權(quán)利要求1所述的輸入裝置，其特征在于， 所述噪聲去除處理使用與所述坐標信息所包含的I個關注坐標建立了關聯(lián)的第I數(shù)據(jù)信號和與接近于所述關注坐標的多個接近坐標建立了關聯(lián)的第I數(shù)據(jù)信號； 所述平滑處理使用與所述坐標信息所包含的I個關注坐標建立了關聯(lián)的第2數(shù)據(jù)信號和與接近于所述關注坐標的多個接近坐標建立了關聯(lián)的第2數(shù)據(jù)信號。
3.如權(quán)利要求2所述的輸入裝置，其特征在于， 所述平滑處理是基于高斯函數(shù)的加權(quán)平均處理。
4.如權(quán)利要求2或3所述的輸入裝置，其特征在于， 所述噪聲去除處理在與所述關注坐標建立了關聯(lián)的所述第I數(shù)據(jù)信號和與所述多個接近坐標建立了關聯(lián)的所述第I數(shù)據(jù)信號之差大于等于異常值判斷閾值時，用與所述多個接近坐標建立了關聯(lián)的所述第I數(shù)據(jù)信號的平均值置換與所述關注坐標建立了關聯(lián)的所述第I數(shù)據(jù)信號的值。
【文檔編號】G06F3/044GK103577019SQ201310343886
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年8月8日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月8日
【發(fā)明者】中島智, 早坂哲, 遠藤新一 申請人:阿爾卑斯電氣株式會社