(57)【要約】【課題】複数の指の入力を検出する。【解決手段】タッチ式入力装置２において、複数のセンサ電極ＳＥは、第１の座標軸の方向に配置される。容量検出回路１０は、複数のセンサ電極ＳＥそれぞれの静電容量を測定し、測定された静電容量を示す容量値データを含む第１データアレイＡＲＲＡＹ１を生成する。ピーク検出部１６は、第１データアレイＡＲＲＡＹ１をスキャンし、容量値が最大となるセンサ電極ＳＥを特定し、特定したセンサ電極ＳＥを示す第１ピークデータＰＥＡＫ１を生成する。演算処理部１８は、第１データアレイＡＲＲＡＹ１に含まれる容量値データのうち、第１ピークデータＰＥＡＫ１が示すセンサ電極ＳＥを基準とした所定の範囲に配置されるセンサ電極の容量値データの値を低減させて、第２データアレイＡＲＲＡＹ２を生成する。ピーク検出部１６は、第２データアレイＡＲＲＡＹ２をスキャンし、第２ピークデータＰＥＡＫ２を生成する。【選択図】図３
2010267251.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の座標軸の方向に配置され、ユーザの接触状態に応じてそれぞれの静電容量が変化する複数のセンサ電極と、
前記複数のセンサ電極それぞれの静電容量を測定し、測定された静電容量を示す容量値データを含む第１データアレイを生成する容量検出回路と、
前記第１データアレイをスキャンし、容量値が最大となる前記センサ電極を特定し、特定したセンサ電極を示す第１ピークデータを生成するピーク検出部と、
前記第１データアレイに含まれる容量値データのうち、前記第１ピークデータが示すセンサ電極を基準とした所定の範囲に配置されるセンサ電極の容量値データの値を低減させて、第２データアレイを生成する演算処理部と、
を備え、
前記ピーク検出部は、前記第２データアレイをスキャンし、容量値が最大となるセンサ電極を特定し、特定したセンサ電極を示す第２ピークデータを生成することを特徴とするタッチ式入力装置。
【請求項２】
前記演算処理部は、前記所定の範囲内に配置されるセンサ電極に対応する前記容量値データの値を所定値まで低下させることを特徴とする請求項１に記載のタッチ式入力装置。
【請求項３】
前記所定値は、各センサ電極のオン、オフの判定しきい値であることを特徴とする請求項２に記載のタッチ式入力装置。
【請求項４】
前記所定値はゼロであることを特徴とする請求項２に記載のタッチ式入力装置。
【請求項５】
前記所定の範囲は、前記第１ピークデータが示すセンサ電極を一端とし、そこからスキャンの方向と逆方向に所定幅離れたセンサ電極を他端とする範囲であることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のタッチ式入力装置。
【請求項６】
前記所定の範囲は、前記第１ピークデータが示すセンサ電極を中心とすることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のタッチ式入力装置。
【請求項７】
前記所定の範囲は、標準的なユーザの指の太さと前記複数のセンサ電極の間隔とに応じて規定されることを特徴とする請求項１に記載のタッチ式入力装置。
【請求項８】
第１の座標軸の方向に配置され、ユーザの接触状態に応じてそれぞれの静電容量が変化する複数のセンサ電極を有するタッチ式入力装置の制御方法であって、
前記複数のセンサ電極それぞれの静電容量を測定し、測定された静電容量を示す容量値データを含む第１データアレイを生成する第１ステップと、
前記第１データアレイをスキャンし、容量値が最大となるセンサ電極を特定する第２ステップと、
前記第１データアレイに含まれる容量値データのうち、第２ステップにおいて特定されたセンサ電極を基準とした所定の範囲に配置されるセンサ電極の容量値データの値を低減させて、第２データアレイを生成する第３ステップと、
前記第２データアレイをスキャンし、容量値が最大となるセンサ電極を特定する第４ステップと、
を備えることを特徴とする方法。
【請求項９】
前記第２データアレイを生成するステップにおいて、前記所定の範囲内に配置されるセンサ電極に対応する前記容量値データの値を所定値まで低下させることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記所定値は、センサ電極のオン、オフの判定しきい値であることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記所定値はゼロであることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記所定の範囲は、前記第２ステップにおいて特定されたセンサ電極を一端とし、そこからスキャンの方向と逆方向に所定幅離れたセンサ電極を他端とする範囲であることを特徴とする請求項８から１１のいずれかに記載の方法。
【請求項１３】
前記所定の範囲は、前記第２ステップにおいて特定されたセンサ電極を中心とすることを特徴とする請求項８から１１のいずれかに記載の方法。
【請求項１４】
ノイズ源となる回路とオーバーラップする位置に設けられ、基板と、センサ電極と、前記センサ電極を覆うカバーが順に積層されたタッチ式入力装置であって、
前記カバーの誘電率が前記基板の誘電率よりも高いことを特徴とするタッチ式入力装置。
【請求項１５】
前記容量検出回路が測定した容量値データからノイズを除去するノイズフィルタと、
前記複数のセンサ電極ごとの寄生容量のばらつきをキャンセルするキャリブレーション制御部と、
前記ピーク検出部および前記演算処理部を含むＣＰＵが使用する作業用のデータメモリと、
前記ＣＰＵにおいて実行されるプログラムが格納されるプログラムメモリと、
外部とのインタフェース回路によってアクセスされるレジスタと、
所定の周波数の内部クロック信号を生成するオシレータと、
前記内部クロック信号の周波数を、前記ＣＰＵおよび前記容量検出回路それぞれに適した周波数に変換して出力するクロック制御部と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のタッチ式入力装置。
【請求項１６】
前記クロック制御部は、前記内部クロックを異なる複数の分周比で分周する第１分周部と、
前記第１分周部から出力される周波数の異なる複数のクロック信号のうち、制御信号に応じたひとつを選択し、前記ＣＰＵへと出力する第２セレクタと、
前記第２セレクタから出力されるクロック信号を異なる複数の分周比で分周する第２分周部と、
前記第２分周部から出力される周波数の異なる複数のクロック信号のうち、制御信号に応じたひとつを選択し、前記容量検出回路へと出力する第３セレクタと、
を含むことを特徴とする請求項１５に記載のタッチ式入力装置。
【請求項１７】
前記容量検出回路がある速度で前記複数のセンサ電極それぞれの静電容量を測定するアクティブモードと、
前記容量検出回路が前記アクティブモードよりも遅い速度で前記複数のセンサ電極それぞれの静電容量を測定するスリープモードと、
消費電流を最小限に抑えるスリープモードと、
が切りかえ可能に構成されることを特徴とする請求項１５に記載のタッチ式入力装置。
【請求項１８】
本タッチ式入力装置が有する解像度と、システムが要求する解像度が一致しない場合、前記容量検出回路は、前記複数のセンサ電極のうちのいくつかの容量測定を無効化することにより、本タッチ式入力装置が有する解像度とシステムが要求する解像度を一致可能に構成されることを特徴とする請求項１５に記載のタッチ式入力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電容量の変化を利用したタッチ式の入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年のコンピュータや携帯電話端末、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）などの電子機器は、指で接触することによって電子機器を操作するための入力装置を備えるものが主流となっている。
【０００３】
こうした入力装置のひとつであるタッチ式入力装置（タッチセンサ、タッチパッドやトラックパッドとも称される）は、ユーザの指が接触することにより、電極とその周囲との間に形成される静電容量が変化することを利用した静電センサをしている。タッチ式入力装置は、Ｘ軸方向に配置された複数のセンサ電極と、Ｙ軸方向に配置された複数のセンサ電極と、各センサ電極の静電容量を検出する検出回路を備える。検出回路は、静電容量の変化の大きい、すなわち、ユーザが接触したセンサ電極を判定することで、ユーザがタッチした位置を判定する。
【０００４】
近年のユーザインタフェースは、ユーザが複数の指で複数の位置を同時に触れたり、触れながら指を動かすことにより、多様な入力処理（ジェスチャ）を受け付けることが可能となっている。たとえばユーザが２本の指でタッチ式入力装置に触れると、Ｘ軸方向とＹ方向それぞれにおいて２箇所、容量値の変化が大きいポイントが発生する。検出回路は、容量値の変化が大きいポイントを特定し、ユーザが入力したジェスチャを判定する必要がある。特許文献３には関連する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−３２５８５８号公報
【特許文献２】特表２００３−５１１７９９号公報
【特許文献３】米国特許第５８２５３５２Ａ１号明細書
【特許文献４】特開２００７−０１３４３２号公報
【特許文献５】特開平１１−２３２０３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献３に記載の技術では、以下の処理によって複数の指による入力を検出する。
ステップ１．  第１の指に対応する容量変化の最大値(maxima)を検出する。
ステップ２．  ステップ１で検出された最大値に続く最小値(minima)を検出する。
ステップ３．  ステップ２で検出された最小値に続く、第２の指に対応する第２の最大値を検出する。
【０００７】
特許文献３の技術では、ステップ２の最小値を検出する処理が重要となるが、最小値を検出する処理はそれほど単純ではない。なぜなら、ユーザが複数の指でタッチ式入力装置に触れた場合、ユーザの指と指の間の他にも、最小値が存在するからである。したがって、ステップ２における最小値の検出は、複雑なアルゴリズムが必要となり、回路規模の増大や消費電力の増大、あるいは処理速度の低下などといった問題をもたらす可能性がある。
【０００８】
本発明はかかる課題に鑑みてなされたものであり、そのある態様の例示的な目的のひとつは、より簡易に複数の指による入力を検出可能なタッチ式入力装置の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のある態様は、タッチ式入力装置に関する。このタッチ式入力装置は、第１の座標軸の方向に配置され、ユーザの接触状態に応じてそれぞれの静電容量が変化する複数のセンサ電極と、複数のセンサ電極それぞれの静電容量を測定し、測定された静電容量を示す容量値データを含む第１データアレイを生成する容量検出回路と、第１データアレイをスキャンし、容量値が最大となるセンサ電極を特定し、特定したセンサ電極を示す第１ピークデータを生成するピーク検出部と、第１データアレイに含まれる容量値データのうち、第１ピークデータが示すセンサ電極を基準とした所定の範囲に配置されるセンサ電極の容量値データの値を低減させて、第２データアレイを生成する演算処理部と、を備える。ピーク検出部は、第２データアレイをスキャンし、容量値が最大となるセンサ電極を特定し、特定したセンサ電極を示す第２ピークデータを生成する。
【００１０】
この態様によると、第１ピークデータと第２ピークデータにもとづいて、ユーザの２本の指の位置を特定することができる。その処理に際しては、第１データアレイあるいは第２データアレイ中の最大値を検出すれば済むため、最小値を検出する処理が不要となり、処理を簡素化することができる。
【００１１】
ある態様において、演算処理部は、所定の範囲内に配置されるセンサ電極に対応する容量値データの値を所定値まで低下させてもよい。所定値は、第２ピークデータに相当する２番目に大きな容量値のピークより低い値である。
【００１２】
ある態様において、所定値は、各センサ電極のオン、オフの判定しきい値であってもよい。もし第２ピークデータに相当する容量値がオンオフの判定しきい値より低ければ、それは有効なタッチではないため、検出する必要がない。したがって、第１ピークデータ付近の容量値をオンオフの判定しきい値まで低下させれば、有効な第２ピークデータを確実に検出することができる。
また容量値データの重心を演算することでユーザの指の位置を特定する場合、この処理を行うことにより、より正確な座標の計算が可能となる。
【００１３】
ある態様において、所定値はゼロであってもよい。この場合、確実に第２のピークよりも、低くすることができる。
【００１４】
あるいは演算処理部は、所定の範囲内に配置されるセンサ電極に対応する容量値データの値から所定値を減算してもよい。
【００１５】
所定の範囲は、第１ピーク座標を始点としてもよい。また、第１ピーク座標からスキャンの方向と逆方向に所定幅離れた座標を終点としてもよい。
この処理によれば、ユーザが２本の指を近接させた場合でも、それぞれの指の座標を正確に検出することができる。
【００１６】
所定の範囲は、第１ピーク座標を中心としてもよい。
【００１７】
所定の範囲は、標準的なユーザの指の太さと複数のセンサ電極の間隔とに応じて規定されてもよい。
【００１８】
本発明の別の態様は、第１の座標軸の方向に並べられた複数のセンサ電極を有するタッチ式入力装置の制御方法に関する。この方法は、以下のステップを備える。
第１ステップ  複数のセンサ電極それぞれの静電容量を測定し、測定された静電容量を示す容量値データを含む第１データアレイを生成する。
第２ステップ  第１データアレイをスキャンし、容量値が最大となるセンサ電極を特定する。
第３ステップ  第１データアレイに含まれる容量値データのうち、第２ステップにおいて特定されたセンサ電極を基準とした所定の範囲に配置されるセンサ電極の容量値データの値を低減させて、第２データアレイを生成する。
第４ステップ  第２データアレイをスキャンし、容量値が最大となるセンサ電極を特定する。
【００１９】
本発明のさらに別の態様は、ノイズ源となる回路とオーバーラップする位置に設けられるタッチ式入力装置に関する。このタッチ式入力装置は、順に積層された、基板と、センサ電極と、センサ電極を覆うカバーを備える。カバーの誘電率は、基板の誘電率よりも高い。
【００２０】
この態様によると、センサとノイズ源の間の容量を、センサと指の間の容量に比べて低下させることができるため、Ｓ／Ｎ比を改善することができる。
【００２１】
なお、以上の構成要素の任意の組み合わせ、本発明の表現を、方法、装置などの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００２２】
本発明のある態様によれば、ノイズの影響を抑制した静電センサが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施の形態に係るタッチ式の入力装置を備える電子機器の構成を示すブロック図である。
【図２】センサ部の構成を示す平面図および断面図である。
【図３】第１の実施の形態に係るタッチ式入力装置の構成を示すブロック図である。
【図４】図３の入力装置の処理のフローを示す図である。
【図５】図５（ａ）〜（ｅ）は、演算処理部の処理内容を示す図である。
【図６】第２の実施の形態に係る入力装置のセンサ部の構成を示す断面図である。
【図７】図７は、容量検出回路に対応するＩＣの構成を示すブロック図である。
【図８】検出ＩＣの端子の説明図である。
【図９】検出ＩＣの周辺部品の回路図である。
【図１０】クロック制御部の構成を示すブロック図である。
【図１１】３つのモードの状態遷移図である。
【図１２】図１２（ａ）〜（ｃ）は、解像度設定機能を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図１は、実施の形態に係るタッチ式の入力装置２を備える電子機器１の構成を示すブロック図である。入力装置（タッチ式入力装置）２は、たとえばＬＣＤ（Liquid Crystal Display）９とオーバーラップする位置、つまりＬＣＤ９の表層に配置され、タッチパネルとして機能する。あるいは、ＬＣＤ９とは別の箇所に配置されたトラックパッドのような入力デバイスであってもよい。
【００２５】
入力装置２は、センサ部４、容量検出回路１０、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）６を備える。ユーザが指８でセンサ部４の表面に触れると、センサ部４の内部に配置されたセンサ電極（不図示）が変形もしくは変位し、電極が周囲との間で形成する静電容量が変化する。センサ部４は、単一のセンサ電極を備えるスイッチであってもよいし、マトリクス状に配置された複数のセンサ電極のアレイであってもよい。なお容量検出回路１０とＤＳＰ６は一体に構成されてもよい。
【００２６】
容量検出回路１０は、センサ電極の静電容量の変化を検出し、検出結果に応じたデータをＤＳＰ６に出力する。ＤＳＰ６は、容量検出回路１０からのデータを解析し、ユーザの入力動作の有無、種類を判定する。たとえばユーザの指８が、センサ部４に接触することにより、ＬＣＤ９上に表示された項目、オブジェクトを選択が選択され、あるいは文字入力が補助される。
【００２７】
（第１の実施の形態）
第１の実施の形態では、ユーザの複数の指による入力を検出可能な入力装置２について説明する。
【００２８】
図２は、センサ部４の構成を示す平面図および断面図である。図２は上方からみた平面図である。センサ部４は、複数のセンサ電極ＳＥを備える。センサ電極ＳＥは、行方向の入力位置を検出するために、行方向に配置された５行のロウ電極（黒）ＳＥＲＯＷと、列方向の入力位置を検出するため、列方向に配置された４本のカラム電極（グレイ）ＳＥＣＯＬで構成される。行および列の個数は説明および理解の容易化を目的とした例示に過ぎず、任意の数でよい。
【００２９】
ｉ行目（ｉは整数）のロウ電極ＳＥＲＯＷからは、信号線Ｙｉが引き出されており、ｊ列目のカラム電極ＳＥＣＯＬからは、信号線Ｘｉが引き出される。以上がセンサ部４の構成である。
【００３０】
ユーザがセンサ部４を指で触れると、指の直下のセンサ電極ＳＥの静電容量が変化する。ユーザの複数の指が接触した場合、それぞれの指の直下のセンサ電極ＳＥの静電容量が変化する。
【００３１】
図３は、第１の実施の形態に係るタッチ式入力装置２の構成を示すブロック図である。図３の構成は、図２のセンサ電極ＳＥのうち、第１の方向（Ｘ軸方向）に配置されたものに関連するブロックのみを示している。当業者は、第２の方向（Ｙ軸方向）についても同様に構成すればよいことを理解できよう。
【００３２】
入力装置２は、複数のセンサ電極ＳＥ、容量検出回路１０、ピーク検出部１６、演算処理部１８を備える。
上述のように、ｎ個（ｎは２以上の自然数）のセンサ電極ＳＥは、第１の座標軸の方向（Ｘ軸方向）に配置されており、ユーザの接触状態に応じてそれぞれの静電容量Ｃ１〜Ｃｎが変化する。
容量検出回路１０は、信号線Ｘ１〜Ｘｎと接続されており、各センサ電極ＳＥ１〜ＳＥｎそれぞれの静電容量を測定し、測定された静電容量Ｃ１〜Ｃｎを示す容量値データのアレイ（第１データアレイＡＲＲＡＹ１［１：ｎ］）を生成する。
【００３３】
たとえば検出回路１０は、容量−電圧（Ｃ／Ｖ）変換回路１２およびアナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）変換回路１４を備える。
Ｃ／Ｖ変換回路１２は、複数のセンサ電極ＳＥ１、ＳＥ２、・・・を順にスキャンしていき、それぞれの静電容量を測定し、測定した静電容量を示すアナログの電圧信号Ｖ１、Ｖ２、・・・を生成する。Ｃ／Ｖ変換回路１２は、公知技術を利用すればよく、その構成は限定されない。Ａ／Ｄ変換回路１４は、アナログの電圧信号Ｖ１、Ｖ２、・・・をデジタルの容量値データＤ１、Ｄ２、・・・に変換する。第１データアレイＡＲＲＡＹ１[１：ｎ]のｉ番目の要素は、ｉ番目のセンサ電極ＳＥｉの容量値を示す容量値データＤｉに対応する。
【００３４】
ピーク検出部１６は、第１データアレイＡＲＲＡＹ１［１：ｎ］をスキャンし、容量値が最大となるセンサ電極ＳＥを特定し、特定したセンサ電極ＳＥを示す第１ピークデータＰＥＡＫ１を生成する。第１ピークデータＰＥＡＫ１は、ユーザの第１の指の位置（座標）に対応するデータである。
【００３５】
演算処理部１８は、第１データアレイＡＲＲＡＹ１［１：ｎ］に含まれる容量値データＤ１〜Ｄｎのうち、第１ピークデータＰＥＡＫ１が示すセンサ電極ＳＥｌを基準とした所定の範囲に配置されるセンサ電極ＳＥＬの容量値データＤの値を低減させて、第２データアレイＡＲＲＡＹ２［１：ｎ］を生成する。
【００３６】
第２データアレイＡＲＲＡＹ２［１：ｎ］は、ピーク検出部１６へと入力される。ピーク検出部１６は、第２データアレイＡＲＲＡＹ２［１：ｎ］をスキャンし、容量値が最大となるセンサ電極ＳＥを特定し、特定したセンサ電極ＳＥを示す第２ピークデータＰＥＡＫ２を生成する。第２ピークデータＰＥＡＫ２は、ユーザの第２の指の位置（座標）に対応するデータとなる。
【００３７】
なおピーク検出部１６および演算処理部１８は、図１のＤＳＰ６に相当するブロックであってもよい。
【００３８】
図４は、図３の入力装置２の処理のフローを示す図である。図４はアレイデータＡＲＲＡＹ１、ＡＲＲＡＹ２を示しており、横軸は複数のセンサ電極ＳＥの座標に、縦軸は各センサ電極ＳＥの容量値を示す。
【００３９】
このように、図３の入力装置２およびその制御方法によれば、第１ピークデータＰＥＡＫ１、第２ピークデータＰＥＡＫ２にもとづいて、ユーザの２本の指の位置を検出することが可能となる。
【００４０】
この方式では、２回の最大値を検出する処理と、１回の減算処理を行えばよいため、従来のように、ユーザの指と指の間に発生する最小値を検出する処理が不要となる。上述のようにピークとピークの間の最小値を検出する処理には、微分処理など複雑なアルゴリズムが必要となり、回路が複雑化し、消費電力が大きくなる場合がある。これに対して、実施の形態に係る入力装置２によれば、回路構成がシンプルとなり、あるいは消費電力を低減することができる。
【００４１】
また、ピーク検出部１６および演算処理部１８は、上述の処理をリカーシブに行うことにより、第３のあるいはそれ以上のピークデータを生成してもよい。具体的には自然数ｊをインクリメントしながら、ピーク検出部１６および演算処理部１８は以下の処理を繰り返し行ってもよい。
処理１．  ピーク検出部１６は、第ｊデータアレイＡＲＲＡＹｊ[１：ｎ]をスキャンして第ｊピークデータＰＥＡＫｊを生成する。
処理２．  演算処理部１８は、第ｊデータアレイＡＲＲＡＹｊ［１：ｎ］に含まれる容量値データのうち、第ｊピークデータＰＥＡＫｊが示すセンサ電極を基準とした所定の範囲に配置されるセンサ電極の容量値データの値を低減させて、第（ｊ＋１）データアレイＡＲＲＡＹｊ＋１［１：ｎ］を生成する。
処理３．  ｊをインクリメントする。
【００４２】
この処理によって、３本以上の指による同時入力を好適に検出することができる。つまり、より多くの同時入力への拡張性が従来技術に比べて高いという利点を有する。
【００４３】
続いて、演算処理部１８による処理の具体例を説明する。
図５（ａ）〜（ｅ）は、演算処理部１８の処理内容を示す図である。図５（ａ）は、第１データアレイＡＲＲＡＹ１を示し、図５（ｂ）〜（ｅ）はそれぞれ、第１から第４の処理により生成される第２データアレイＡＲＲＡＹ２を示す。
【００４４】
図５（ｂ）〜（ｅ）に示すように、演算処理部１８は、第１ピークデータＰＥＡＫ１を基準とする所定の範囲ＲＮＧ内に配置されるセンサ電極に対応する容量値データの値を所定値まで低下させる。
【００４５】
図５（ｂ）、（ｄ）に示すように、所定値はゼロであってもよい。あるいは、センサ電極ＳＥの容量値に対して、オンオフのしきい値が設定される場合、図５（ｃ）、（ｅ）に示すように所定値はそのしきい値であってもよい。
【００４６】
ユーザの指の座標を計算する際に、第１ピークデータＰＥＡＫ１、第２ピークデータＰＥＡＫ２の値をそのまま採用せずに、容量値の重心を計算して指の座標を判定する場合がある。かかる場合には、図５（ｃ）や（ｅ）に示すように所定値を非ゼロとすることにより、より正確な重心を計算することが可能となる。
【００４７】
所定の範囲ＲＮＧに関しては、以下のように設定してもよい。
たとえば図５（ｂ）、（ｃ）に示すように、所定の範囲ＲＮＧは、第１ピークデータＰＥＡＫ１が示すセンサ電極ＳＥを中心として、左右に所定個（図５では１個づつ）のセンサ電極が含まれてもよい。
【００４８】
あるいは図５（ｄ）、（ｅ）に示すように、所定の範囲ＲＮＧは、第１ピークデータＰＥＡＫ１が示すセンサ電極を一端とし、そこからスキャンの方向（たとえば右方向）と逆方向に所定幅（図３では４個分）離れたセンサ電極を他端とする範囲としてもよい。
この場合、第２データアレイＡＲＲＡＹ２を生成する際に、第１ピークデータＰＥＡＫ１が示すセンサ電極よりも右側の容量値データの値が低減されないため、第２の指の座標（つまりＰＥＡＫ２）が第１の指（つまりＰＥＡＫ１）に非常に近接する場合であっても、それらの座標を検出することができる。
【００４９】
なお、所定の範囲ＲＮＧの幅は、標準的なユーザの指の太さと、複数のセンサ電極ＳＥの間隔とに応じて規定されることが好ましい。
【００５０】
（第２の実施の形態）
図１に示すように、センサ部４をＬＣＤ９の表層に設ける場合、センサ部４の内部のセンサ電極は、ＬＣＤ９からのノイズ輻射Ｎの影響を受けやすく、静電容量の変化量にノイズが重畳されると、ユーザからの正確な操作情報を判別できなくなる。センサ部がＬＣＤ９の表層に設けられない場合であっても、電子機器１の内部のその他の回路ブロックからのノイズ輻射Ｎの影響を受けることが想定される。
【００５１】
以下では、ノイズ輻射Ｎの影響を受けにくい入力装置２について詳細に説明する。
図６は、第２の実施の形態に係る入力装置２のセンサ部４の構成を示す断面図である。
【００５２】
入力装置２のセンサ部４は、ノイズ源となる回路（たとえばＬＣＤ９）とオーバーラップする位置に設けられる。基板２０、センサ電極層２２、カバー２４は、順に積層されている。センサ電極層２２には、上述したセンサ電極ＳＥおよび信号線Ｘ、Ｙが形成される。
【００５３】
カバー２４は、センサ電極層２２を保護するために、ユーザが指で接触する表層に設けられる。基板２０は、センサ電極層２２を支持するために設けられている。図６において、基板２０がＬＣＤ９と密接する場合を示すが、その間にはエアギャップと呼ばれる空気の層が設けられてもよい。
【００５４】
かかる構成においてノイズの影響を低減するために、カバー２４の誘電率ε１は、基板２０の誘電率ε２よりも高く設計される。つまり、
ε１＞ε２    …（１）
が成り立つように、カバー２４の基板２０の材料が選択される。
【００５５】
ユーザの指が接触することによって、センサ電極層２２がその周囲との間で形成する静電容量が変化する。たとえば、ユーザがセンサ部４にタッチすると、センサ電極層２２とユーザの指との間に静電容量が形成される。この容量Ｃは、入力装置２が検出すべき信号成分に相当し、接触面積Ｓおよび誘電率ε１に比例する。
【００５６】
同時に、センサ電極層２２とＬＣＤ９の間の基板２０は、ＬＣＤ９とセンサ電極層２２をカップリングする寄生容量となる。この寄生容量を介してＬＣＤ９からのノイズがセンサ電極層２２に伝搬し、Ｓ／Ｎ比を悪化させる。この寄生容量は、ＬＣＤ９とセンサ電極層２２がオーバーラップする面積および誘電率ε２に比例する。
【００５７】
したがって、基板２０の誘電率ε２を低下させればセンサ電極層２２に伝搬するノイズを低減することができ、カバー２４の誘電率ε１を大きくすれば、信号成分を大きくすることができる。すなわち、（１）を満たすようにセンサ部４を構成すると、Ｓ／Ｎ比を高めることができる。
【００５８】
たとえばカバー２４としては、ガラスを好適に用いることができる。基板２０としては、ガラスの他、アクリルやＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）などのプラスチックを利用することができる。
【００５９】
続いて、容量検出回路１０を備える検出ＩＣ１００について説明する。図７は検出ＩＣ１００の構成を示すブロック図である。図８は、検出ＩＣ１００の端子の説明図である。
【００６０】
図９は、検出ＩＣ１００の周辺部品の回路図である。ＡＶＤＤ端子には、外部からのアナログ電源電圧ＡＶＤＤが供給される。ＡＶＤＤ端子と接地端子ＶＳＳの間には、キャパシタＣ１、Ｃ２が設けられる。検出ＩＣ１００は図示しない内部レギュレータを備え、アナログ電源電圧ＡＶＤＤを安定化し、ＬＤＯ端子から出力する。この安定化された電圧は、検出ＩＣ１００自身のデジタル電源端子ＤＶＤＤへと供給される。ＤＶＤＤ端子と接地端子ＶＳＳの間には、キャパシタＣ３が設けられる。抵抗Ｒ１〜Ｒ３はそれぞれ、端子ＳＤＡ、ＳＣＬ、ＩＮＴそれぞれと、ＬＤＯ端子の間に設けられる。
【００６１】
ＳＲＥＦ０端子と接地端子ＶＳＳ、ＳＲＥＦ１端子と接地端子ＶＳＳの間には、リファレンス容量Ｃ４、Ｃ５が接続される。ＥＤＡ端子とＩ／Ｏ用電源端子Ｉ／Ｏ＿ＶＤＤの間には抵抗Ｒ４が、ＥＣＬ端子と端子Ｉ／Ｏ＿ＶＤＤの間には抵抗Ｒ５が設けられる。
【００６２】
図７に戻る。検出ＩＣ１００は、Ｃ／Ｖ変換制御部３０、マルチプレクサ３２、ノイズフィルタ３４、キャリブレーション制御部３６、ＣＰＵコア３８、レジスタ４０、データメモリ４２、プログラムメモリ４４、ＥＥＰＲＯＭ４６、リセット部５０、オシレータ５２、クロック制御部５４、Ｉ２Ｃインタフェース６０、ＳＰＩインタフェース６２、セレクタ６４を備える。
【００６３】
センサ端子ＳＩＮには、複数のセンサ電極ＳＥが接続される。またリファレンス端子ＳＲＥＦ０、ＳＲＥＦ１（図７において不図示）には、図示しないリファレンス電極（容量）が接続される。
【００６４】
Ｃ／Ｖ変換制御部３０は、上述の容量検出回路１０に対応するブロックであり、センサ端子ＳＩＮとリファレンス端子ＳＲＥＦを比較し、その容量差を検出する。マルチプレクサ３２には複数のセンサ端子ＳＩＮが接続されており、Ｃ／Ｖ変換制御部３０はマルチプレクサ３２を制御して、複数のセンサ端子ＳＩＮを順にスキャンする。
【００６５】
センサごとに寄生容量が異なるため、キャリブレーション制御部３６はその誤差を補正する。ノイズフィルタ３４はセンサ端子から混入するノイズをキャンセルする。具体的にはノイズフィルタ３４は、入力変化量を制限するフィルタと、移動平均をとるフィルタの２つのフィルタを備えている。
【００６６】
ＣＰＵコア３８は、上述のＤＳＰ６に相当するユニットであり、Ｃ／Ｖ変換制御部３０によって取得されたセンサ値にもとづきタッチパネル用のＸＹ座標を計算する。
【００６７】
データメモリ４２は、ＣＰＵコア３８が利用する作業用領域である。プログラムメモリ４４はＣＰＵコア３８において実行されるプログラムを格納する。このプログラムは、ホストインタフェースを経由して外部からプログラムメモリ４４にロードされる。あるいは内蔵のＥＥＰＲＯＭ４６からロード可能となっている。検出ＩＣ１００は外部とのインタフェースとしてＩ２Ｃ（Inter IC）インタフェース６０および４線ＳＰＩ（Serial Peripheral Interface）６２を備えている。セレクタ６４は、２つのインタフェース６０、６２を切りかえるために設けられ、ＩＦＳＥＬ端子にハイレベルが入力されると４線ＳＰＩを選択し、ローレベルが入力されるとＩ２Ｃを選択する。Ｉ２Ｃインタフェース６０もしくはＳＰＩインタフェース６２を介して入力されたデータはレジスタ４０に書き込まれる。またレジスタ４０に書き込まれたデータが、Ｉ２Ｃインタフェース６０、ＳＰＩインタフェース６２によって外部に出力される。
【００６８】
リセット部５０は、電源電圧に応じたパワーオンリセット（ＰＯＲ）と、リセット端子ＲＥＳＴに入力される信号に応じた外部リセットを制御する。
【００６９】
外部クロック端子ＥＸＴ＿ＣＬＫには、外部クロック信号ＥＸＴＣＬＫが入力される。オシレータ５２は、内部クロック信号ＯＳＣを生成する。クロック制御部５４は、内部クロック信号ＯＳＣと外部クロックＥＸＴＣＬＫのいずれかにもとづき、ＣＰＵコア３８で使用されるＣＰＵクロックＣＬＫ＿ＣＰＵと、Ｃ／Ｖ変換制御部３０におけるＣＶ変換に利用されるクロックＣＬＫ＿ＣＶを生成する。図１０は、クロック制御部５４の構成を示すブロック図である。クロック制御部５４は、第１セレクタ７０、第１分周部７２、第２セレクタ７４、第２分周部７６、第３セレクタ７８を備える。
【００７０】
第１セレクタ７０は、内部クロックＯＳＣと外部クロック信号ＥＸＴＣＬＫのうち、制御信号ＥＸＴに応じた一方を選択する。第１分周部７２は、第１セレクタ７０から出力されるクロック信号を受け、それを複数の異なる分周比で分周し、周波数の異なる複数のクロック信号ＣＬＫ＿ＩＦを生成する。具体的には入力装置２は、１／２分周、１／４分周、１／６分周、１／８分周されたクロック信号を生成する。第２セレクタ７４は、複数のクロック信号ＣＬＫ＿ＩＦから制御信号ＣＤ１に応じたひとつを選択する。第２セレクタ７４の出力クロックは、ＣＰＵクロックＣＬＫ＿ＣＰＵとしてＣＰＵコア３８に供給される。
【００７１】
第２分周部７６は、ＣＰＵクロックＣＬＫ＿ＣＰＵを異なる複数の分周比で分周し、周波数の異なる複数のクロック信号を生成する。第３セレクタ７８は、複数のクロック信号のうち、制御信号ＣＤ２に応じたひとつを選択し、ＣＶ変換用クロックＣＬＫ＿ＣＶとしてＣ／Ｖ変換制御部３０に供給する。
ＣＬＫ＿ＣＰＵ＝ＯＳＣ／２／（ＤＩＶ１＋１）
ＣＬＫ＿ＣＶ＝ＯＳＣ／２／（ＤＩＶ２＋１５）
【００７２】
図７に戻る。検出ＩＣ１００は切りかえ可能な３つのモードで動作する。
アクティブモードφＡＣＴ：  センサ電極ＳＥの容量を検出している状態
スリープモードφＳＬＰ：  アクティブ状態よりもセンシング間隔（マルチプレクサ３２による巡回時間）を長くしている状態。センシング間隔は、スリープレベルＳＬＰ＿ＬＥＶＥＬにしたがい制御される。
ディープスリープ（シャットダウン）モードφＳＤ：  すべての機能をオフし、消費電流を最小限に抑えるモード。このとき設定値は保存されないため、復帰するためには再設定が必要となる。
【００７３】
図１１は、３つのモードの状態遷移図である。
（１）シャットダウンモードφＳＤへの遷移、シャットダウンモードφＳＤからの復帰は、ホストからの指示に応じて発生する。
（２）アクティブモードφＡＣＴからスリープモードφＳＬＰへは、容量変化が一定期間検出されないときに発生する。この一定期間は、制御データＳＬＰ＿ＴＩＭＥによって設定可能である。スリープレベルＳＬＰ＿ＬＥＶＥＬは、スリープ状態φＳＬＰにおけるセンシング速度を決定するパラメータである。アクティブモードφＡＣＴにおけるセンシング速度を（ＳＬＰ＿ＬＥＶＥＬ×１６）で割った値が、スリープモードφＳＬＰにおけるセンシング速度となる。センシング速度を低下するほど、スリープモードでの消費電流を下げることができる。なお、あまりセンシング速度を下げすぎると、アクティブモードφＡＣＴへの復帰が遅くなる。
（３）スリープモードφＳＬＰにおいて、容量変化が検出されると直ちにアクティブモードφＡＣＴに遷移する。
【００７４】
センシング速度は、ＣＬＫ＿ＣＶに応じて決定される。図１０の下段には、スリープレベル信号ＳＬＰ＿ＬＥＶＥＬに応じて、スリープ状態φＳＬＰにおけるクロック信号ＣＬＫ＿ＣＶの周波数を制御するための回路が示される。クロック制御部５４は、さらに第３分周器８０、第４セレクタ８２を備える。第３分周器８０は、アクティブモードφＡＣＴにおけるクロック信号ＣＬＫ＿ＣＶを複数の異なる分周比で分周する。第４セレクタ８２は、第３分周器８０から出力される周波数の異なる複数のクロック信号のうち、スリープレベル信号ＳＬＥＥＰ＿ＬＥＶＥＬに応じたひとつを選択する。第４セレクタ８２によって選択されたクロック信号が、容量検出回路１０に供給される。
【００７５】
図７に戻る。検出ＩＣ１００は、解像度設定機能を備えている。この機能はレジスタの設定によって無効とすることも可能である。具体的には、検出ＩＣ１００が持つ解像度と、システムの要求する解像度が一致しない場合に、ＩＣの解像度をシステムの要求する解像度に合致させる機能である。
【００７６】
図１２（ａ）〜（ｃ）は、解像度設定機能を説明する図である。図１２（ａ）の左は、検出ＩＣ１００が持つ内部解像度を、右はシステムが要求する解像度を示す。図１２（ｂ）は、アスペクト比を１６：９（Ａモード）に設定する場合において、すべてのセンサを有効とした場合を示す。図１２（ｃ）は、Ａモードにおいて、縦２列、横２列分のセンサを無効化する場合を示す。センサは、ナンバー（Ｎｏ．）が大きいものから順に無効化可能となっており、この例では、Ｘ方向について、Ｎｏ．２３、２２に割り当てられるセンサＳＩＮ００、ＳＩＮ３５が無効化され、Ｙ方向についてＮｏ．１３、１２に割り当てられるセンサＳＩＮ１２、ＳＩＮ１３が無効化される。無効化とは、容量検出のスキャンの対象外とすることを意味する。さらに解像度を下げる場合、Ｘ方向についてはＮｏ．２１、２０、・・・に割り当てられるセンサを順に無効化し、Ｙ方向については、Ｎｏ．１１、１０、・・・に割り当てられるセンサを順に無効化する。
【００７７】
実施の形態にもとづき、特定の語句を用いて本発明を説明したが、実施の形態は、本発明の原理、応用を示しているにすぎず、実施の形態には、請求の範囲に規定された本発明の思想を逸脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が可能である。
【符号の説明】
【００７８】
１…電子機器、２…入力装置、４…センサ部、５…シールド電極、６…ＤＳＰ、７…参照電極、８…指、９…ＬＣＤ、１０…容量検出回路、１２…Ｃ／Ｖ変換回路、１４…Ａ／Ｄ変換回路、１６…ピーク検出部、１８…演算処理部、２０…基板、２２…センサ電極層、２４…カバー、ＳＥ…センサ電極。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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