(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力装置に入力操作を行なう際に目的以外の長押し及びチャタリングの影響を受けることなくかつ省電力で物理量の検出を行う物理量の検出装置であって、
非入力状態に相当する第１の物理量と入力状態に相当する第２の物理量とが、少なくとも１個以上の所定の座標に配置される入力要素に入力され、入力要素ごとに前記第１及び第２の物理量を検出するようになっており、
前記それぞれの入力要素ごとに入力される前記第１の物理量と前記第２の物理量とを検出する入力検出手段と、
該入力検出手段によって前記第１の物理量を検出している状態から前記入力検出手段によって前記第２の物理量を検出している状態へと変化したタイミングから、これに続いて前記検出手段によって前記第２の物理量が検出されるタイミングまでの期間を測定する期間測定手段と、
該期間測定手段によって測定された前記期間が予め設定される所定の期間以内である場合に前記第２の物理量を記憶せず、前記期間測定手段によって測定された期間が前記所定の期間を越えた場合に前記第２の物理量を記憶すると共に、前記第２の物理量を記憶した場合に記憶した前記第２の物理量が入力された前記入力要素を構成する座標に応じた出力情報を外部に出力する演算記憶手段を有することを特徴とする物理量の検出装置。
【請求項２】
前記物理量の検出装置は、電子機器用の入力装置であって、
入力部及び該入力部に対する入力操作を検知する入力操作検知部を備え、前記入力操作を伴う場合にのみ前記入力操作に応じた検知情報を出力する入力処理部と、
前記検知情報が入力され、前記検知情報が前記入力部の任意の座標に対するはじめての入力であるとき、前記検知情報に基づいて前記座標に対する前記入力操作を有効と判定し、前記入力操作を有効と判定した前記座標に対して前記検知情報が再度入力されるとき、前記検知情報が入力されたタイミングから予め設定される所定の期間が経過した後に入力される前記検知情報の基となる前記入力操作のみを有効と判定し、前記入力操作を有効と判定した前記座標に対応する出力情報を前記電子機器に出力する制御回路部とを備え、
前記入力操作検知部が前記入力検出手段をなし、前記制御回路部が前記期間測定手段と演算記憶手段をなすことを特徴とする、請求項１に記載の物理量の検出装置。
【請求項３】
前記制御回路部は、
少なくとも前記所定の期間に関する情報と前記出力情報とを記憶する記憶部と、
前記検知情報が入力され、前記検知情報が前記入力部の任意の座標に対するはじめての入力であるとき、前記検知情報に基づいて前記座標に対する前記入力操作を有効と判定し、前記入力操作を有効と判定した前記座標に対して前記検知情報が再度入力されるとき、前記検知情報が入力されたタイミングから前記所定の期間が経過した後に入力される前記検知情報の基となる前記入力操作のみを有効と判定し、前記出力情報を前記電子機器に出力するデータ処理部とを備えることを特徴とする、請求項２に記載の物理量の検出装置。
【請求項４】
前記データ処理部は、
前記検知情報が入力されると時間計測を開始し前記検知情報が再度入力されると前記時間計測を終了して次の時間計測を開始すると共に、前記終了した前記時間計測の計測値と前記所定期間とを比較して、前記計測値が前記所定期間を超える値である場合にのみ前記座標に対して再度入力された前記検知情報の基となる前記入力操作を有効と判定することを特徴とする、請求項２又は３に記載の物理量の検出装置。
【請求項５】
入力装置に入力操作を行なう際に目的以外の長押し及びチャタリングの影響を受けることなくかつ省電力で物理量の検出を行う物理量の検出方法であって、
非入力状態に相当する第１の物理量と入力状態に相当する第２の物理量とが、少なくとも１個以上の所定の座標に配置される入力要素に入力され、入力要素ごとに前記第１及び第２の物理量を検出するようになっており、
前記入力要素ごとに入力される前記第１の物理量と前記第２の物理量とを検出する物理量検出ステップと、
前記入力検出手段によって前記第１の物理量を検出している状態から前記第２の物理量を検出している状態へと変化したタイミングから、これに続いて前記入力検出手段によって前記第２の物理量が検出されるタイミングまでの期間を測定する期間測定ステップと、
前記期間測定ステップによって測定された期間が予め設定される所定の期間以内である場合に前記第２の物理量を記憶せず、前記期間測定手段によって測定された期間が前記所定の期間を越えた場合に前記第２の物理量を記憶すると共に、前記第２の物理量を記憶した場合に記憶した前記第２の物理量が入力された入力要素を構成する座標に応じた出力情報を外部に出力する演算記憶ステップとを有することを特徴とする物理量の検出方法。
【請求項６】
前記物理量の検出方法が電子機器用の入力方法であって、
入力部及び該入力部に対する入力操作を検出する検知部を備え、前記入力操作を伴う場合にのみ前記入力操作に応じた検知情報を出力する入力処理部と、
前記検知情報が入力され、前記検知情報又は前記検知情報と前記検知情報が入力されてから前記検知情報が再度入力されるまでの時間計測の計測値とに基づいて前記入力操作が有効であると判定された場合にのみ、前記入力操作を有効と判定した前記座標に対応する前記出力情報を前記電子機器に出力する制御回路部とを備える電子機器用の入力方法であり、
前記入力処理部から入力される前記検知情報に対応する前記入力操作の有効性を判定する有効性判定ステップと、
前記入力操作が有効であると判定された場合にのみ、前記入力操作を有効と判定した前記座標に対応する前記出力情報を前記電子機器に出力する有効情報出力ステップとを含んでおり、
前記有効性判定ステップは、
前記検知情報の入力を確認する入力確認ステップと、前記検知情報に基づいて前記座標に対する前記入力操作を有効と判定する有効性確定ステップと、前記入力操作を有効と判定した前記座標に対する前記入力検知情報が再度入力されるとき、前記検知情報が入力されたタイミングから前記所定の期間が経過した後に入力される前記検知情報の基となる前記入力操作を有効と判定する前記有効性確定ステップとを含み
前記入力確認ステップが前記物理量検出ステップをなし、前記有効性確定ステップは前記期間測定ステップと演算記憶ステップをなすことを特徴とする、請求項５に記載の物理量の検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物理量を検出する検出装置及び物理量の検出方法に関し、特に極力低消費電力で目的以外の物理量の入力を排除することが可能な検出装置及び検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、物理量を検出する検出装置及び物理量の検出方法に適した一例として、電子機器用の入力装置及び入力装置の制御方法が知られている（例えば、特許文献１乃至３参照）。そして、係る電子機器用の入力装置及び入力装置の制御方法において、特に、電子機器用の入力装置の消費電力を低減し、かつ誤入力を防止することが重要とされている。この理由としては以下の４つの観点が挙げられる。
（１）入力操作の検出や検出結果の判定、さらに判定結果に基づいた電子機器の制御を行うために、例えばマイクロプロセッサなど情報処理手段を用いること。
（２）一般に、入力操作の検出や入力操作の検出結果の有効性判定は、入力操作に伴う物理量（例えば、電圧値、電流値、抵抗値、静電容量値などの量）の変化に基づく情報を用いて行われるため、入力状態に相当する物理量と非入力状態に相当する物理量との２つの量を検出することが必要となること。
（３）つまり、入力状態であるか非入力状態であるかに関わらず、常に（入力操作の）検出動作や（検出結果の）判定動作を継続する必要があり、これらの動作に必要となる電力を継続して消費すること。
（４）省エネルギーや長期的地球環境保護の観点などから、所謂家電製品やＯＡ機器などに代表される多くの電子機器に対する、消費電力低減への要求は益々高まっており、電子機器用の入力装置や入力装置の制御方法にも改善の必要があること。
【０００３】
特許文献１は、多点入力の位置検出を目的としており、タッチオフ（つまり入力操作が行われていない）時間を測定する方法の一例である。具体的には、同文献の段落（００５５）及び段落（００５６）に記載されたように、タッチオフ状態であると判断された場合には、特定ステップに移行し、その特定ステップにおいて、ディスプレイに直接入力可能なタッチパネルへのタッチオフ時間が所定時間以上であるか否かが判断され、タッチオフ時間が所定時間に満たない場合には、導電領域間において指先等が接触している可能性が高いと判断する一方、タッチオフ時間が所定時間以上の場合には、導電領域間において指先等が接触している可能性が低く、実際にタッチパネルより指先等が離されている可能性が高いと判断する内容である。そのため、入力操作が行われていないタッチオフ時間を測定し続ける構成上、省電力を期待できない。
【０００４】
また、特許文献２は、異常状態の検出を目的としており、タッチパネルが押し続けられている（つまり継続的に入力状態である）時間を計測する方法の一例である。具体的には、同文献の段落（００４１）及び段落（００４３）に記載されたように、入力検知部がタッチパネルの押下を検知し続けると、異常検出部は、計測部の計測値が予め設定された閾値以上になったかどうかを判断し、計測部の計測値が閾値以上となった場合は、異常検出部がタッチパネルの異常発生を検出する内容である。そのため、タッチパネルの押圧時間を検出し続ける構成上、省電力効果は期待できない。
【０００５】
さらに、特許文献３は、指入力可能なタッチパネルディスプレイを用いたコマンド入力装置に関するものである。特許文献３において開示されたタッチパネルディスプレイを用いたコマンド入力装置は、具体的には、同文献の段落（００１１）及び段落（００３４）に記載されたように、タッチパネルディスプレイに指又はペンが連続的に接触している時間を検出する接触時間検出手段と、タッチパネルディスプレイに指又はペンが触れた回数を検出する接触回数検出手段と、指又はペンがタッチパネルディスプレイから離れてから次に接触するまでの時間を検出する接触間隔検出手段と、接触時間検出手段、接触回数検出手段及び接触間隔検出手段の検出結果に基づいて、入力コマンドを判定する入力判定手段と、入力判定手段によって判定された入力コマンドに基づいて、所定の動作の中から入力コマンドに対応する動作を選択する動作選択手段と、動作選択手段によって選択された動作を実行する動作制御手段とを備えている。そして、タッチパネルディスプレイに指を接触する時間・回数・間隔の組み合わせのパターンをユーザが任意に設定できるようになっており、これらの情報を検出することでタッチパネルディスプレイにどのようなコマンド入力がなされるか判断する内容である。しかしながら、特許文献３に開示された構成は、所謂家電製品やＯＡ機器の操作部に対する入力操作の有効性の判定には冗長なシステムであるといえる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−２７２１００号公報
【特許文献２】特開２０１０−１２８８３２号公報
【特許文献３】特開２００４−３６２４２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
以上の各特許文献に記載されたように、一般的に入力情報を検出する回路として静電容量式のセンサＩＣを用いた入力装置の場合、入力操作を行う指等が入力部に接触又は近接すると入力部とＩＣとの間で通信が行われ、入力部が検知した入力操作に係る検知データを所定の周期でセンサＩＣに送出する。また、接触又は近接の状態が継続している場合は入力部からセンサＩＣに対して検知データが所定の周期隔で継続的に送出される。逆に、入力操作を行う指等が入力部から離間すると入力部からセンサＩＣに対して検知データが送出されなくなる。
【０００８】
この入力部から指等が離間し、入力部からセンサＩＣに対して検知データが送出されなくなるということは、つまり、指等が入力部から離間している状態を(例えば、入力装置の制御を行うマイクロコンピュータシステム等の)上位システムが認識できなくなることを意味するため、何らかの方法によって離間している状態を検知して上位システムに認識させる必要がある。
【０００９】
以下に、上述の技術背景に関連した内容を図面に基づいて説明する。図５は、従来の電子機器用の入力装置の入力方法を説明する説明図である。図５においては、入力部に対する指等の接触によって物理量である静電容量値を座標ごとに検知するようにした、例えば静電容量式のタッチセンサに対する入力操作を検知する方法の一例を示している。
【００１０】
タッチセンサに対する入力操作を検知する一般的な方法としては、マイクロコンピュータシステム等が所定の周期で入力操作の検知情報を確認する。ここで、所定の周期は例えば５ｍｓｅｃごとである。図５の左側から右側に時系列に推移する入力操作の検知結果である入力信号のタイミングチャートとして示すように、時刻Ｔ１の確認動作では入力状態である（ＯＮの）入力信号を検知するが、所定の１周期を経過した時刻Ｔ２の確認動作で入力状態が継続している場合、時刻Ｔ２で入力状態である（ＯＮの）入力を再度検知し、入力操作「有り」の検知情報を出力する。時刻Ｔ３、Ｔ６、Ｔ７の確認動作でも同様に入力操作「有り」の検知情報が出力される。この方法は、入力操作を行なう際のチャタリングや本来の入力操作の目的以外の所謂長押し等の影響を受けてしまい、これを排除することが困難である。換言すると、時刻Ｔ２、Ｔ３、Ｔ７における検知情報は排除又は無効な検知情報として処理されることが望ましい。
【００１１】
上述の課題に対して検知情報の遷移（入力状態の変化）を組み合わせて判定する方法などがあり一定の効果を得る方法であるものの、入力操作が安定しない等の場合に発生する所謂チャタリングの影響を完全に排除するには至らない。
【００１２】
また、入力状態や非入力状態が継続する時間を計測し、予め設定した閾値との比較結果に基づいて最終的に入力操作の有効性を判定する方法などもある。しかし、入力状態と非入力状態との両方の状態継続の時間計測を行う処理が必要となるため、動作の複雑化による処理時間の増大や処理範囲の拡大が、消費電力低減の妨げとなったり入力操作の快適性を後退させるおそれがある。
【００１３】
以上の入力装置における解決すべき課題をまとめると、
（ａ）目的以外の所謂長押し等の連続した入力操作の排除
（ｂ）入力操作が安定しない等の場合に発生するチャタリングの影響を排除
（ｃ）低消費電力動作と入力操作の安定的な検知の両立
であり、これら課題の解決は、特に静電容量式のタッチセンサを用いた入力装置では重要となる。つまり、静電容量式センサＩＣを低消費電力で動作させながら入力操作の快適性を損なわないことが求められる。具体的には、静電容量式センサＩＣが、入力部や上位システムとの通信を極力最低限に抑え、さらに非入力状態である場合には必要最低限の処理を除く動作は極力制限又は停止し、上位システムをサスペンドモードなどに移行させることによって入力装置全体で大幅な消費電力の低減が行われることが望ましい。なお、入力部に指等をスライドすることによって入力操作が行われる入力装置に比べ、所望の座標に個別に接触することによって入力操作が行われる入力装置では、上記（ａ）（ｂ）（ｃ）の課題は特に重要となる。
【００１４】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、複数の座標（領域）を有し、物理量が座標ごとに入力される入力部を備え物理量の入力状態を確実に検出可能な検出装置、このような検出装置を用いて物理量が入力状態である場合と非入力状態である場合のいずれの場合においても最低限の消費電力で入力状態の確実な判定を行うことができる入力装置、このような入力装置を用いた電子機器、並びに、検出装置及び入力装置の制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上述した課題を解決するために、請求項１に係る本発明は、
入力装置に入力操作を行なう際に目的以外の長押し及びチャタリングの影響を受けることなくかつ省電力で物理量の検出を行う物理量の検出装置であって、
非入力状態に相当する第１の物理量と入力状態に相当する第２の物理量とが、少なくとも１個以上の所定の座標に配置される入力要素に入力され、入力要素ごとに前記第１及び第２の物理量を検出するようになっており
前記それぞれの入力要素ごとに入力される前記第１の物理量と前記第２の物理量を検出する入力検出手段と、
該入力検出手段によって前記第１の物理量を検出している状態から前記入力検出手段によって前記第２の物理量を検出している状態へと変化したタイミングから、これに続いて前記検出手段によって前記第２の物理量が検出されるタイミングまでの期間を測定する期間測定手段と、
該期間測定手段によって測定された前記期間が予め設定される所定の期間以内である場合に前記第２の物理量を記憶せず、前記期間測定手段によって測定された期間が前記所定の時間を越えた場合に前記第２の物理量を記憶すると共に、前記第２の物理量を記憶した場合に記憶した前記第２の物理量が入力された前記入力要素を構成する座標に応じた出力情報を外部に出力する演算記憶手段を有することを特徴としている。
【００１６】
請求項１に係る本発明がこのような構成を有することで、例えば入力操作に伴った入力要素ごとの物理量を検出することによって入力操作の判定が行われるような場合に、入力操作を行なう際にチャタリング等の影響を受けることなく入力操作に伴った物理量の検出を確実に行い、かつ極力省電力で物理量の検出を行うことができる。
【００１７】
また、本発明の請求項２に係る検出装置は、請求項１に記載の検出装置において、
請求項１に記載の前記検出装置は、電子機器用の入力装置であって、
入力部及び該入力部に対する入力操作を検知する入力操作検知部を備え、前記入力操作を伴う場合にのみ前記入力操作に応じた検知情報を出力する入力処理部と、
前記検知情報が入力され、前記検知情報が前記入力部の任意の座標に対するはじめての入力であるとき、前記検知情報に基づいて前記座標に対する前記入力操作を有効と判定し、前記入力操作を有効と判定した前記座標に対して前記検知情報が再度入力されるとき、前記検知情報が入力されたタイミングから予め設定される所定の期間が経過した後に入力される前記検知情報の基となる前記入力操作のみを有効と判定し、前記入力操作を有効と判定した前記座標に対応する出力情報を前記電子機器に出力する制御回路部とを備え、
前記入力操作検知部が前記入力検出手段をなし、前記制御回路部が前記期間測定手段と演算記憶手段をなすことを特徴としている。
【００１８】
請求項２に係る本発明がこのような構成を有することで、消費電力を大幅に低減可能な電子機器用の入力装置とすることができる。さらに、本来の入力操作の目的以外の所謂長押しと入力操作が安定しない場合に発生する所謂チャタリングとを確実に排除することが可能となるため、誤検出のおそれがなくなり入力操作の快適性を大幅に向上させることができる。
【００１９】
また、本発明の請求項３に係る検出装置は、請求項２に記載の検出装置において、
前記制御回路部は、
少なくとも前記所定の期間に関する情報と前記出力情報とを記憶する記憶部と、
前記検知情報が入力され、前記検知情報が前記入力部の任意の座標に対するはじめての入力であるとき、前記検知情報に基づいて前記座標に対する前記入力操作を有効と判定し、前記入力操作を有効と判定した前記座標に対して前記検知情報が再度入力されるとき、前記検知情報が入力されたタイミングから前記所定の期間が経過した後に入力される前記検知情報の基となる前記入力操作のみを有効と判定し、前記出力情報を前記電子機器に出力するデータ処理部とを備えることを特徴としている。
【００２０】
制御回路部がこのような構成を有することで、消費電力を大幅に低減可能な電子機器用の入力装置を提供することができる。さらに、本来の入力操作の目的以外の所謂長押しと入力操作が安定しない場合に発生する所謂チャタリングとを確実に排除することが可能となるため、誤検出のおそれがなくなり入力操作の快適性を大幅に向上させることができる。
【００２１】
また、本発明の請求項４に係る検出装置は、請求項２又は請求項３に記載の検出装置において、
前記データ処理部は、
前記検知情報が入力されると時間計測を開始し前記検知情報が再度入力されると前記時間計測を終了して次の時間計測を開始すると共に、前記終了した前記時間計測の計測値と前記所定期間とを比較して、前記計測値が前記所定期間を超える場合にのみ前記座標に対して再度入力された前記検知情報の基となる前記入力操作を有効と判定することを特徴としている。
【００２２】
データ処理部がこのような判定を行うことで、消費電力を大幅に低減可能な電子機器用の入力装置を提供することができる。さらに、本来の入力操作の目的以外の所謂長押しと入力操作が安定しない場合に発生する所謂チャタリングとを確実に排除することが可能となるため、誤検出のおそれがなくなり入力操作の快適性を大幅に向上させることができる。
【００２３】
また、本発明の請求項５に係る物理量の検出方法は、
入力装置に入力操作を行なう際に目的以外の長押し及びチャタリングの影響を受けることなくかつ省電力で物理量の検出を行う物理量の検出方法であって、
非入力状態に相当する第１の物理量と入力状態に相当する第２の物理量とが、少なくとも１個以上の所定の座標に配置される入力要素に入力され、入力要素ごとに前記第１及び第２の物理量を検出するようになっており、
非入力状態に相当する第１の物理量と入力状態に相当する第２の物理量とが、少なくとも１個以上の所定の座標に配置される入力要素に入力され、入力要素ごとに前記第１及び第２の物理量を検出する検出装置の検出方法であって、
前記入力要素ごとに入力される前記第１の物理量と前記第２の物理量とを検出する物理量検出ステップと、
前記入力検出手段によって前記第１の物理量を検出している状態から前記第２の物理量を検出している状態へと変化したタイミングから、これに続いて前記入力検出手段によって前記第２の物理量が検出されるタイミングまでの期間を測定する期間測定ステップと、
前記期間測定ステップによって測定された期間が予め設定される所定の期間以内である場合に前記第２の物理量を記憶せず、前記期間測定手段によって測定された期間が前記所定の時間を越えた場合に前記第２の物理量を記憶すると共に、前記第２の物理量を記憶した場合に記憶した前記第２の物理量が入力された入力要素を構成する座標に応じた出力情報を外部に出力する演算記憶ステップを有することを特徴としている。
【００２４】
請求項５に係る本発明がこのようなステップを有することで、例えば入力操作に伴った入力要素ごとの物理量を検出することによって入力操作の有効性の判定を行うような場合に、入力操作を行なう際にチャタリング等の影響を受けることなく入力操作に伴った物理量の検出と入力操作の有効性の判定とを確実に行い、かつ極力省電力で物理量の検出と入力操作の有効性の判定とを行うことができる物理量の検出装置及び検出方法を提供することにある。
【００２５】
また、本発明の請求項６に係る物理量の検出方法は、請求項５に記載の物理量の検出方法において、
前記検出方法が電子機器用の入力方法であって、
入力部及び該入力部に対する入力操作を検出する検知部を備え、前記入力操作を伴う場合にのみ前記入力操作に応じた検知情報を出力する入力処理部と、
前記検知情報が入力され、前記検知情報又は前記検知情報と前記検知情報が入力されてから前記検知情報が再度入力されるまでの時間計測の計測値とに基づいて前記入力操作が有効であると判定された場合にのみ、前記入力操作を有効と判定した前記座標に対応する前記出力情報を前記電子機器に出力する制御回路部とを備える電子機器用の入力方法であり、
前記入力処理部から入力される前記検知情報に対応する前記入力操作の有効性を判定する有効性判定ステップと、
前記入力操作が有効であると判定された場合にのみ、前記入力操作を有効と判定した前記座標に対応する前記出力情報を前記電子機器に出力する有効情報出力ステップとを含んでおり、
前記有効性判定ステップは、
前記検知情報の入力を確認する入力確認ステップと、前記検知情報に基づいて前記座標に対する前記入力操作を有効と判定する有効性確定ステップと、前記入力操作を有効と判定した前記座標に対する前記入力検知情報が再度入力されるとき、前記検知情報が入力されたタイミングから前記所定の期間が経過した後に入力される前記検知情報の基となる前記入力操作を有効と判定する前記有効性確定ステップとを含み
前記入力確認ステップが前記物理量検出ステップをなし、前記有効性確定ステップは前記期間測定ステップと演算記憶ステップをなすことを特徴としている。
【００２６】
請求項６に係る本発明がこのようなステップを有することで、消費電力を大幅に低減可能な電子機器用の入力方法を実現することができる。さらに、本来の入力操作の目的以外の所謂長押しと入力操作が安定しない場合に発生する所謂チャタリングとを確実に排除することが可能となるため、誤検出のおそれがなくなり入力操作の快適性を大幅に向上させることができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、例えばスイッチに対する入力操作等に伴って検出される物理量に基づいて確実に入力操作の有効性を判定し、かつ物理量の検出や入力操作の有効性の判定、さらに有効性の判定に応じた上位システムによる電子機器等の動作の制御を、極力省電力で達成する物理量の検出装置及び検出方法を提供することにある。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施形態に係る電子機器用の入力装置を概略的に示すブロック図である。
【図２】図１に示した電子機器用の入力装置による入力方法を示す説明図である。
【図３】図１に示した電子機器用の入力装置による入力方法を示すフローチャートである。
【図４】図１に示した電子機器用の入力装置の作用を説明する説明図である。
【図５】従来の電子機器用の入力装置の入力方法を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明に係る物理量の検出装置の一実施形態として、静電容量式のタッチセンサを用いた電子機器用の入力装置について図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る電子機器用の入力装置を概略的に示すブロック図である。
【００３０】
本発明の一実施形態に係る電子機器１２用の入力装置１３は、検知部１９及び入力情報検出回路１８を有する入力処理部１５と、入力処理部１５からの検知情報が入力されると共に、入力処理部１５に制御信号を送る制御回路部１４を備えている。そして、制御回路部１４は、検出した出力信号を演算してこの演算結果を電子機器１２に送るようになっている。
【００３１】
入力処理部１５は、入力操作を行う入力部（図示せず）と、入力部に対する入力操作を検出する検知部１９と、入力情報検出回路１８とを備え、入力操作を伴う検知情報のみを制御回路部１４に出力するようになっている。即ち、入力処理部１５は、入力部に入力操作を行った場合にのみこの入力操作に応じた検知情報を制御回路部１４に出力する。
【００３２】
検知部１９は、入力部に指が接触した（入力操作が行われている）入力状態であるか、入力部から指が離間した（入力操作が行われずにいる）非入力状態であるかの検知結果を出力する。
【００３３】
検知部１９は、入力操作を検出して入力情報検出回路１８に検知結果を出力するためのものであり、本実施形態では座標の各点（複数の入力要素（入力素子））を構成するように配置された静電容量式の複数のタッチセンサからなる。なお、図１においては、検知部１９は並列に並べられた静電容量式の複数のタッチセンサとなっているが、各検知部１９が座標の各点に対応するように配置されていれば良く、例えばマトリックス状や円弧状等、様々な形態で配置されていても良い。なお、座標は任意の面積を有する各領域に対応するように定義されても良い。
【００３４】
入力情報検出回路１８は、検知部１９から入力操作の検知結果（入力操作を伴う「入力」の場合は指が入力部に接触、入力操作を伴わない「非入力」の場合は指が入力部から離間）が入力され、入力された検知結果が入力（＝接触）である場合にのみ、入力操作を伴う検知情報を制御回路部１４に出力する。
【００３５】
制御回路部１４には、入力処理部１５から入力操作を伴う検知情報が入力される。制御回路部１４は、入力操作の有効性を判定し、入力操作を有効と判定した場合にのみ、入力操作を有効と判定した座標の入力要素（入力素子）（以下、単に「座標」とする）に対応する出力情報ＩＦを電子機器１２に出力し、電子機器１２の動作を制御する。
【００３６】
制御回路部１４は、データ処理部１６と記憶部１７を有している。データ処理部１６は、入力処理部１５から検知情報が入力された場合、検知情報が入力部の任意の座標に対する初めての入力によるものであるとき、検知情報に基づいて座標に対する入力操作を有効と判定する。さらに、データ処理部１６は、入力操作を有効と判定した座標に対応した検知情報が再度入力されるとき、検知情報が入力されたタイミングから予め設定される所定の期間が経過した後に入力される検知情報の基となる入力操作のみを有効と判定する。そして、入力操作を有効と判定した座標に対応する出力情報ＩＦを電子機器１２に出力する。
【００３７】
制御回路部１４の記憶部１７は、上述した所定の期間に関する情報と入力操作の対象となる座標に対応した出力情報ＩＦを少なくとも記憶するようになっている。
【００３８】
図１に示す制御回路部１４から出力される出力情報ＩＦは、入力操作の有効性を判定し、入力操作を有効と判定した場合にのみ制御回路部１４から電子機器１２に出力される情報である。即ち、出力情報ＩＦは入力操作を有効と判定した座標に対応した、実際に電子機器１２の動作を制御する情報であって、その数や種類は座標（つまり検知部１９）の数や電子機器１２の動作仕様などの設計仕様に応じて決められている。
【００３９】
電子機器１２は、制御回路部１４から出力される出力情報ＩＦが入力され、動作が制御される。なお、上述の実施形態では、電子機器１２用の入力装置１３は、所謂家電製品やＯＡ機器などの操作部に対応している。係る操作部は、複数の操作キーを備え、操作キーそれぞれに必要となる制御項目（機能）を割り当てるが、例えばパーソナルコンピュータ用のキーボードのような入力装置などと比較すると操作キー（領域）や割り当てる制御項目（機能）は少なく、また入力操作も押下や接触など比較的単純な操作で行うようにしている。しかしながら、操作キー（領域）が比較的多数の入力装置に対して、割り当てる制御項目（機能）を増やすことは可能であり、本発明の適用範囲であることは言うまでもない。
【００４０】
入力装置１３は、上述の通り入力操作を行って入力操作が有効であると判定された場合にのみ、入力操作を有効と判定した座標に対応する出力情報ＩＦを電子機器１２に出力し、電子機器１２の動作を制御するようになっている。なお、入力装置１３は電子機器１２と別体の構成となっているが、電子機器１２と一体の構成としても良い。即ち、電子機器１２と入力装置１３とが一体となった電子機器システム１１の形態をとっても良い。
【００４１】
なお、入力装置１３において、制御回路部１４は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）、メモリ、入出力回路等を備えた周知のマイクロコンピュータシステムとして構成されるものであっても良い。その際、制御回路部１４がその構成要素として備えるデータ処理部１６及び記憶部１７は、本説明における機能を果たす限り、任意のハードウェア又はソフトウェア、さらにはその組み合わせによって実装することができる。
【００４２】
また、検知部１９として使用するセンサは、静電容量式のタッチセンサに限定されない。つまり、静電容量式のタッチセンサ以外のセンサを検知部１９に使用した場合であっても、上述の通り入力操作を行って入力操作が有効であると判定された場合にのみ、入力操作を有効と判定した座標に対応する出力情報ＩＦを電子機器１２に出力し、電子機器１２の動作を制御するようになっていれば、入力操作の有効性の判定や有効性の判定に応じた上位システムによる電子機器等の動作の制御を、極力省電力で達成することが可能であり、目的や設計仕様を鑑み最適なセンサを選択すれば良い。
【００４３】
以下、制御回路部１４のデータ処理部１６が行う判定の仕方についてより詳細に説明する。図２は図１に示した電子機器１２用の入力装置１３の入力方法を示す説明図である。図２は複数の座標でそれぞれ特定される複数のキーのうち、一つのキーについての入力方法に基づき説明するが、他のキーについても同様の入力方法で行なわれても良い。図２の時刻Ｔ１において、制御回路部１４は、指が入力部（図示せず）に指が接触して（入力操作が行われている）入力状態である検知情報が最初に入力処理部１５に含まれる入力情報検出回路１８から入力されると、この検知情報の有効性を有効であると判定する（図２の入力信号のタイミングチャートにおける「○」）とともに、時間計測を開始する。そして、次の検知情報が入力されるタイミングである時刻Ｔ２に入力状態である検知情報が再度入力されると時間計測を終了して次の時間計測を開始する。そして、終了した時間計測の計測値と予め設定し記憶部１７に記憶されている所定期間とを比較する。そして、計測値が所定期間以下（図２の入力間隔の矢印が短い）の場合は、時刻Ｔ２に再度入力された入力状態である検知情報の有効性無効であると判定する（図２の入力信号のタイミングチャートにおける時刻Ｔ２、Ｔ３、Ｔ７の「×」）。
【００４４】
一方、図２の時刻Ｔ６において、終了した時間計測の計測値が記憶部１７に記憶されている所定期間を超える（図２の入力間隔の矢印が長い）場合に時刻Ｔ６に再度入力された入力状態である検知情報の有効性を有効であると判定する（図２の入力信号のタイミングチャートにおける時刻Ｔ６の「○」）。つまり前回の入力された入力状態である検知情報の基となる入力操作を有効と判定した時刻から所定の期間が経過している場合には、前回の入力操作を有効と判定した座標に対して再度入力された入力状態である検知情報の基となる入力操作を有効と判定する。
【００４５】
検知結果は入力情報検出回路１８に入力され、入力操作を伴う（入力状態である）検知結果が入力された場合に限り、入力情報検出回路１８から（入力状態である）検知情報ＩＮが出力されて制御回路部１４に入力する。入力操作を伴わない（非入力状態である）検知結果が入力された場合は、入力情報検出回路１８は（非入力状態である）検知情報を出力しない。
【００４６】
本実施形態に係る電子機器１２用の入力装置１３によると、図２から明らかなように目的以外の所謂長押しと入力操作が安定しない場合に発生する所謂チャタリングとを確実に排除することが可能となるため、誤検出のおそれがなくなり入力操作の快適性を向上させることができ、さらに、必要な（入力状態である）検知情報のみを制御回路部１４に出力することにより制御回路部１４を含む電子機器１２の消費電力を大幅に低減させることが可能となる。
【００４７】
続いて、図３に基づき本実施形態に係る電子機器１２用の入力装置１３の入力方法について説明する。図３は、図１に示した電子機器１２用の入力装置１３による入力方法を示すフローチャートである。図３のフローチャートは、複数の座標でそれぞれ特定される複数のキーのうち、一つのキーについてのルーチンに基づき説明するが、他のキーについても同様のルーチンで行なわれても良い。
【００４８】
本実施形態に係る電子機器用の入力装置の入力方法を用いた入力方法を開始すると、図３に示すように、入力を検知したか否か（つまり指が入力部に接触したか否か）を確認する（ステップＳ１１）。ここで、入力を検知していないと確認された（Ｎｏ）場合は、再びステップＳ１１に戻る。一方、ステップＳ１１で入力を検知したと確認された（Ｙｅｓ）場合は、（入力状態である）検知情報ＩＮを取得する（ステップＳ１２）。
【００４９】
続いて、ステップＳ１２で取得した検知情報ＩＮが初回の検知情報Ｉ１か否かを判断する（ステップＳ１３）。ステップＳ１３で初回の検知情報Ｉ１でない（Ｎｏ）と判断した場合は、前回の検知情報ＩＮ−１を取得したタイミングから今回の検知情報ＩＮを取得したタイミングまでの経過時間ｔＮが所定時間Ｔをこえているか否か（経過時間ｔＮ＞所定時間Ｔ？）を判定する（ステップＳ１４）。
【００５０】
そして、ステップＳ１４で、経過時間ｔＮ＞所定時間Ｔではない（Ｎｏ）と判断した場合は、タイマーをセット又はリセットする（ステップＳ１６）。一方、ステップＳ１４で、経過時間ｔＮ＞所定時間Ｔである（Ｙｅｓ）と判断した場合は、前回の検知情報ＩＮ−１を削除（ステップＳ１５）し、続いて、タイマーをセット又はリセットする（ステップＳ１６）。
【００５１】
一方、ステップＳ１２で取得した検知情報ＩＮがステップＳ１３において、初回の検知情報Ｉ１である（Ｙｅｓ）と判断した場合は、タイマーをセット又はリセットする（ステップＳ１６）。
【００５２】
続いて、有効座標ＰＮの特定する（ステップＳ１７）。次いで、今回特定した有効座標ＰＮが前回特定した有効座標ＰＮ−１と同一の座標であるか否か（ＰＮ＝ＰＮ−１？）を判定する（ステップＳ１８）。ここで、ＰＮ＝ＰＮ−１と判定した（Ｙｅｓ）場合は、ステップＳ１１に戻る。一方、ＰＮ＝ＰＮ−１ではないと判定した（Ｎｏ）場合は、今回特定した有効座標ＰＮに基づき有効座標情報ＩＰＮを更新する（ステップＳ１９）。そして、有効座標情報ＩＰＮに対応した出力情報ＩＦを電子機器１２に出力する（ステップＳ２０）。
【００５３】
なお、電子機器１２を制御するための出力情報ＩＦである機能実行情報は、複数の入力手段である静電容量式のタッチセンサそれぞれに対応する個別の情報であるため、本実施形態ではステップＳ１７で入力操作を有効と判定した座標を有効座標ＰＮとして特定した上で、以降ステップＳ１８〜Ｓ２０までの処理を行う。
【００５４】
また、ステップＳ１５は、任意の静電容量式のタッチセンサに対応する個別の機能実行情報が複数定義されている座標が繰り返し有効座標と判定され、判定されるごとに複数の機能実行情報を順番に電子機器１２に出力するような場合（例えば電子機器の電源の入／切など）に手順を簡素化する有効な処理である。
【００５５】
続いて、本実施形態に係る電子機器用の入力装置に関する入力方法の具体例について説明する。図４は、図１に示した電子機器１２用の入力装置１３の作用をさらに詳細に説明する説明図である。
【００５６】
図４に示すように、特定のキーに関して、時刻ＴＳ０においては、指が離間状態（浮き状態）となっている。この場合、検知情報（検出情報出力）は、「無し」、時間計測が行われないため、時間計測値は、「計測無し」となっている。そして、前回の検知情報の削除は、「しない」、有効座標の更新についても「しない」、機能実行情報の更新についても「しない」となっている。
【００５７】
続いて、時刻ＴＳ０直後の接触ＴＳ１においては、当該キーが指で押されて接触状態となっている。この場合、検出情報出力は、「有り」、検知情報は、「入力」、時間計測が行われないため、時間計測値は、「計測無し」となっている。そして、前回の検知情報の削除は、「しない」、有効座標の更新については「する」、機能実行情報の更新についても「する」となっている。
【００５８】
続いて、接触ＴＳ１直後の時刻ＴＳ２においては、指が離間（浮き状態）となっており、時刻ＴＳ０と同等の検知結果が得られる。なお、時間計測値については、時間計測が終了していないため「値無し」となっている。
【００５９】
続いて、時刻ＴＳ２直後の接触ＴＳ３においては、当該キーが指で押されて接触状態となっている。この場合、検出情報出力は、「有り」、検知情報は、「入力」、時間計測値は、（所定期間Ｔに対して）「小（短）」となっている。そして、前回の検知情報の削除は、「しない」、有効座標の更新については「しない」、機能実行情報の更新についても「しない」となっている。ここで、時間計測値の「小（短）」は所定時間Ｔと同じことも含まれている。
【００６０】
続いて、接触ＴＳ３直後の接触ＴＳ４においては、当該キーが指で押されて接触（連続）状態となっている。この場合、時刻ＴＳ３と同等の検知結果が得られる。
【００６１】
接触（連続）ＴＳ４直後の時刻ＴＳ５及び時刻ＴＳ６は、指が離間（浮き状態）となっており、この場合、時刻ＴＳ２の検知結果と同等の検知結果が得られる。
【００６２】
続いて、時刻ＴＳＮ−１においては、指が離間（浮き状態）となっており、この場合、時刻ＴＳ６の検知結果と同等の検知結果が得られる。
【００６３】
このようにして計測を続けていく。そして、同図において、接触ＴＳＮについては、当該キーが指で押されて接触状態となっている。この場合、検出情報出力は、「有り」、検知情報は、「入力」、時間計測値は、（所定期間Ｔに対して）「大（長）」となっている。そして、前回の検知情報の削除は、「する」、有効座標の更新については「する」、機能実行情報の更新についても「する」となっている。
【００６４】
続いて、接触ＴＳＮ直後の接触（連続）ＴＳＮ＋１においては、当該キーが指で押されて接触状態となっている。この場合、検出情報出力は、「有り」、検知情報は、「入力」、時間計測値は、所定期間Ｔに対して）「小（短）」となっている。そして、前回の検知情報の削除は、「しない」、有効座標の更新についても「しない」、機能実行情報の更新についても「しない」となっている。ここで、時間計測値の「小（短）」は所定時間Ｔと同じことも含まれている。
【００６５】
以上の動作説明からも分るように、検知部１９は、（１）入力部に接触して（入力操作が行われて）入力状態であるか、（２）入力部から離間して（入力操作が行われずに）非入力状態であるか、を検出した検知結果を入力情報検出回路１８に出力する。入力情報検出回路１８は、入力された検知結果が入力操作を伴う（入力状態である）結果である場合に限り、（入力状態である）検知情報ＩＮを出力する。
【００６６】
制御回路部１４は、（入力状態である）検知情報ＩＮが入力されると時間計測を開始し、次の検知情報ＩＮ＋１が入力されると時間計測と終了して再度時間計測を開始する。
【００６７】
同一座標の検知部１９が（連続的あるいは離散的な繰り返し操作などによって）入力操作を再度検知して、制御回路部１４に検知情報ＩＮが再度入力される場合には、データ処理部１６が、終了した時間計測の計測値と予め設定し記憶部１７に記憶されている所定期間Ｔとを比較して、計測値が所定期間Ｔを超えた（長さの）場合（例えばｔ３）にのみ、再度入力された検知情報に基づいて同一座標に対する入力操作を有効とする（時刻ＴＳＮの入力操作）。計測値が所定期間Ｔ以下の（長さの）場合（例えばｔ１、ｔ２、ｔ４）は、検知情報は再度入力されないため、再度行われた入力操作の有効性の判定は行わず、既に有効と判定している前回の入力操作を有効とした判定を継続する（時刻ＴＳ３、ＴＳ４、ＴＳＮ＋１の入力操作）。
【００６８】
入力装置１３が入力操作を検知不可能な状態（例えば一切の電源供給がされないＡＣ−ＯＦＦ状態）から検知可能な状態（例えばスタンバイ状態など）に移行して、検知部１９がはじめて入力操作を検知する場合に限り、時間計測の計測値は用いずに入力操作を有効とする（時刻ＴＳ１の入力操作）。
【００６９】
有効な入力操作に限定して処理を行うため、例えば必要以上の時間にわたって同一座標に対する入力操作が行われる状況（ＴＳ３−ＴＳ４の所謂長押し）や、入力操作が安定しない状況（ＴＳ１−ＴＳ３の所謂チャタリングの要因）でも、誤動作の虞がなく快適な入力操作を実現できる。
【００７０】
また、入力操作を有効と判定した座標と異なる座標の検知部１９が入力操作を検知した場合は、時間計測の計測値によらず入力操作を有効としても良い（図示しない）。
【００７１】
以上の動作から、入力操作を伴う検知結果や検知情報の発生がない限り、制御回路部１４は検知情報の入力監視と時間計測との最低限の動作を除いて、動作を休止させることが可能となり入力装置１３の消費電力は大幅に低減できる。
【００７２】
なお、本実施形態において時間計測の方法は特に限定しない。即ち、実時間計測やシステム動作用の基準クロックの計数などでも良い。
【００７３】
なお、実際の時間計測はカウントダウン方式で行うが、図３の例ではｔ３＝Ｔとなり時刻Ｔ３で計測を終了するが、説明を分かり易く説明するためにｔ３の矢印終点（時間計測の終点）を時刻Ｔ４まで伸ばしている。
【００７４】
本実施形態に係る電子機器用の入力装置が上述したような構成を有することで、目的以外の所謂長押しと入力操作が安定しない場合に発生する所謂チャタリングとを確実に排除することが可能となるため、誤検出のおそれがなくなり入力操作の快適性を向上させることができる。さらに、必要な（入力状態である）検知情報のみを用いて入力操作の有効性の判定や電子機器の制御を行う可能となるため、消費電力を大幅に低減可能な電子機器用の入力装置とすることができる。
【００７５】
なお、上述の実施形態では、電子機器用の入力装置及び入力方法に対して、本発明を適用した場合について説明したが、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではなく、様々な物理量を検知し有効性を判定する装置及び方法であれば、適用可能である。
【００７６】
例えば、画像入力装置によって撮影された人の体の有無情報をその画像上の座標の各入力要素（入力素子）ごとにＯＮ／ＯＦＦで出力し、人の存在の有無、若しくは動いたか否かを判断する人体検知センサを用いた装置の場合にも適用が可能である。
【００７７】
具体的には、例えば、トイレの便座に人が座っているような場合において、人の輪郭に相当する座標の入力要素（入力素子）のＯＮ／ＯＦＦを検出するに際して、座った状態での人の多少の体の動きは、上述した入力装置の入力時のチャタリングと同じように、短時間でＯＮ／ＯＦＦを繰り返すので、本発明の考え方に基づき無視する。
【００７８】
そして、人が例えば立ち上がったときなどは、人が所定時間座った状態における輪郭に対応する物理量の検出値が変化するので、その変化した検出値に基づいて立ち上がった状態を有効とする。これによって、人が立ち上がった状態を検知して自動的に便器の洗浄を行なったり、トイレ消灯の準備を行なったりすることができる。
【００７９】
一方、急な体調不良で人が倒れ込んだ場合等においても、本来は人が存在しない領域の座標の入力要素（入力素子）に一定時間存在していることを物理量の変化を介して検知することによって、異常状態発生と判断し、アラーム情報を発することができる。この場合、単に人が便器に座っている状態で足を動かしたりして、瞬間的にそれに対応する座標の物理量が変化して、また元に戻った場合は上述した入力装置の入力時のチャタリングと同じ理由でキャンセルできるので、このような正常状態については、アラームを発することなく対応することができる。
【００８０】
また、本発明は、上述のような人体検知センサへの適応のほかに、例えば被測定物体の圧力分布や温度分布若しくは流量分布などを当該被測定体の例えば境界域に対応する座標の入力要素（入力素子）の物理量の変化を検出することで対応可能である。
【００８１】
具体的には、この境界領域に対応する座標の入力要素（入力素子）の物理量が短時間で上述した所謂ハンチングのように変化するときは、通常の変化状態として異常無しと判断し、物理量の変化が一定時間続いた場合は、その被測定対象物の状態変化が完全に起こったと認識して、この情報を利用して異常状態の検出等に用いても良い。
【００８２】
以上、構成を例示して本発明の態様を説明したが、構成要素の一部置換や削除、又は他の構成要素の付加については、本発明の範囲に含まれ得る。
【符号の説明】
【００８３】
１１    電子機器システム
１２    電子機器
１３    入力装置
１４    制御回路部
１５    入力処理部
１６    データ処理部
１７    記憶部
１８    入力情報検出回路
１９    検知部
ＩＦ    出力情報
【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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