(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の検出位置における物体の近接状態に応じた情報を入力する入力装置であって、
一群の前記検出位置における物体の近接状態をそれぞれ検出し、前記一群の検出位置について前記検出の結果として得られる一群の検出信号の和に応じた合成検出信号を生成する少なくとも１つの検出部を有し、前記近接状態に応じた信号レベルを持つ前記検出信号の正負の極性を、個々の前記検出位置において制御可能なセンサ部と、
前記一群の検出信号に設定する一群の前記極性である極性パターンを互いに異ならせた前記合成検出信号からなる一群の前記合成検出信号であって、前記一群の検出信号と同数の前記合成検出信号からなる一群の前記合成検出信号を、前記検出部において生成するように前記センサ部を制御する制御部と、
前記検出部が生成した前記一群の合成検出信号に基づいて、当該合成検出信号の元となる前記一群の検出信号の信号レベルを再生する信号再生部とを具備し、
１つの前記検出部における前記一群の検出位置がＮ個であり、
前記検出信号に設定される正又は負の前記極性を「１」又は「−１」で表わし、
前記合成検出信号に加算されない前記検出信号に対して設定される前記極性を「０」で表し、
Ｎ個の前記検出信号からなる前記一群の検出信号に設定された前記極性パターンを「１」と「−１」と「０」とのいずれかの要素を持つ１行Ｎ列の部分行列で表わし、かつ、
Ｎ個の前記極性パターンからなる前記一群の極性パターンを、Ｎ個の前記部分行列からなるＮ行Ｎ列の行列で表わした場合に、
前記信号再生部が、前記Ｎ行Ｎ列の行列に対する逆行列における「０」より大きい要素と「０」以下の要素との一方を「１」に置換した拡張逆行列であって他方を「−１」に置換した前記拡張逆行列と、前記１つの検出部が生成した前記一群の合成検出信号を要素とするＮ行１列の合成検出信号行列と、の積に相当する演算により、Ｎ行１列の再生信号レベル行列を生成し、
前記Ｎ行Ｎ列の行列が、
１行Ｎ列の第１部分行列と、
（Ｎ−１）行Ｎ列の第２部分行列と、を含み、
前記第１部分行列が、
「１」又は「−１」である１つの要素と、
「０」である（Ｎ−１）個の要素と、をもち、
前記第２部分行列において、いずれの行の要素の和も「０」であり、
前記第２部分行列が、（Ｎ−１）行（Ｎ−１）列の部分行列である主部分行列をもち、
前記主部分行列において、いずれの行の要素の和も「１」又は「−１」である、
入力装置。
【請求項２】
前記制御部が、前記再生信号レベル行列を所定の補正係数で除算して、補正後の補正信号レベル行列を生成する、
請求項１に記載の入力装置。
【請求項３】
複数の検出位置における物体の近接状態に応じた情報を入力する入力装置であって、
一群の前記検出位置における物体の近接状態をそれぞれ検出し、前記一群の検出位置について前記検出の結果として得られる一群の検出信号の和に応じた合成検出信号を生成する少なくとも１つの検出部を有し、前記近接状態に応じた信号レベルを持つ前記検出信号の正負の極性を、個々の前記検出位置において制御可能なセンサ部と、
前記一群の検出信号に設定する一群の前記極性である極性パターンを互いに異ならせた前記合成検出信号からなる一群の前記合成検出信号であって、前記一群の検出信号と同数の前記合成検出信号からなる一群の前記合成検出信号を、前記検出部において生成するように前記センサ部を制御する制御部と、
前記検出部が生成した前記一群の合成検出信号に基づいて、当該合成検出信号の元となる前記一群の検出信号の信号レベルを再生する信号再生部とを具備し、
１つの前記検出部における前記一群の検出位置がＮ個であり、
前記検出信号に設定される正又は負の前記極性を「１」又は「−１」で表わし、
前記合成検出信号に加算されない前記検出信号に対して設定される前記極性を「０」で表し、
Ｎ個の前記検出信号からなる前記一群の検出信号に設定された前記極性パターンを「１」と「−１」と「０」とのいずれかの要素を持つ１行Ｎ列の部分行列で表わし、かつ、
Ｎ個の前記極性パターンからなる前記一群の極性パターンを、Ｎ個の前記部分行列からなるＮ行Ｎ列の行列で表わした場合に、
前記信号再生部が、前記Ｎ行Ｎ列の行列に対する逆行列における「０」より大きい要素と「０」以下の要素との一方を「１」に置換した拡張逆行列であって他方を「−１」に置換した前記拡張逆行列と、前記１つの検出部が生成した前記一群の合成検出信号を要素とするＮ行１列の合成検出信号行列と、の積に相当する演算により、Ｎ行１列の再生信号レベル行列を生成し、
前記Ｎ行Ｎ列の行列が、Ｍ行Ｍ列の中間部分行列を含み、
前記中間部分行列が、
１行Ｍ列の第１部分行列と、
（Ｍ−１）行Ｍ列の第２部分行列と、を含み、
前記第１部分行列が、
「１」又は「−１」である１つの参照要素と、
「０」である（Ｍ−１）個の要素と、をもち、
前記第２部分行列において、いずれの行の要素の和も「０」であり、
前記第２部分行列が、（Ｍ−１）行（Ｍ−１）列の部分行列である主部分行列をもち、
前記主部分行列において、いずれの行の要素の和も「１」又は「−１」であり、
前記Ｎ行Ｎ列の行列のうち、
前記中間部分行列に重ならない全ての１行Ｎ列の部分行列それぞれが、「１」又は「−１」である１つの要素と、「０」である（Ｎ−１）個の要素と、をもち、
前記中間部分行列に重ならない全てのＮ行１列の部分行列それぞれが、「１」又は「−１」である１つの要素と、「０」である（Ｎ−１）個の要素と、をもつ、
入力装置。
【請求項４】
前記Ｎ行Ｎ列の行列において、前記中間部分行列に重ならない全ての１行Ｎ列の部分行列が、前記主部分行列に対して同じ側に位置する、
請求項３に記載の入力装置。
【請求項５】
前記Ｎ行Ｎ列の行列において、前記中間部分行列に重ならない一部の１行Ｎ列の部分行列と他の１行Ｎ列の部分行列とが、前記主部分行列に対して異なる側に位置する、
請求項３に記載の入力装置。
【請求項６】
前記Ｎ行Ｎ列の行列において、前記中間部分行列以外の要素のうち「０」でない要素が、すべて１つの対角線上に配置されている、
請求項３乃至５の何れか一項に記載の入力装置。
【請求項７】
前記Ｎ行Ｎ列の行列において、前記中間部分行列以外の要素のうち「０」でない要素が、すべて「１」であるか、又は、すべて「−１」である、
請求項３乃至６の何れか一項に記載の入力装置。
【請求項８】
前記制御部が、前記再生信号レベル行列における前記中間部分行列に対応した要素を所定の補正係数で除算して、補正後の補正信号レベル行列を生成する、
請求項３乃至７の何れか一項に記載の入力装置。
【請求項９】
前記一群の検出位置が、参照位置を含み、
前記参照位置が、前記Ｎ行Ｎ列の行列における前記参照要素の列に対応し、
前記制御部が、
前記Ｎ行Ｎ列の行列のうちの前記第１部分行列を含む１行Ｎ列の第３部分行列に対応した前記極性パターンによって得られる前記参照位置における前記検出信号の信号レベルと、前記補正信号レベル行列のうちの前記参照位置に対応した要素と、の差をオフセットとして算出するオフセット算出処理、及び、
前記補正信号レベル行列のうちの、前記中間部分行列に対応した前記検出位置に対応した要素を前記オフセットに基づいて補正するオフセット補正処理、若しくは、前記補正信号レベル行列のうちの、前記中間部分行列に対応した前記検出位置に対応した要素以外の要素を前記オフセットに基づいて補正するオフセット補正処理を行う、
請求項８に記載の入力装置。
【請求項１０】
前記制御部が、
前記Ｎ行Ｎ列の行列の逆行列と前記合成検出信号行列との積に相当する演算により算出された行列と、前記補正信号レベル行列との差の行列におけるＮ個の要素の平均値をオフセットとして算出するオフセット算出処理、及び、
前記補正信号レベル行列の各要素を前記オフセットに基づいて補正するオフセット補正処理を行う、
請求項２に記載の入力装置。
【請求項１１】
前記補正係数が、（（Ｎ−１）／４）を小数第１位で四捨五入して４を乗じた値である、
請求項２又は８に記載の入力装置。
【請求項１２】
前記制御部は、前記主部分行列として、行数と列数が前記主部分行列の行数を超えたペイリー法に基づくアダマール行列から、行方向並びに列方向の要素の合計値が最大となる行及び列を除くことにより生成される行列を用いる
請求項１乃至１１の何れか一項に記載の入力装置。
【請求項１３】
前記主部分行列がＴ行Ｔ列であるとき、
前記主部分行列が、１行Ｔ列の基準となる行列を０からＴ−１までの異なる量だけ一定の方向に巡回シフトして得られるＴ個のシフト行列を行方向に組み合わせたものであり、
整数Ｐと整数Ｑとが、Ｐ＞Ｑと、任意の数ｘについて多項式ｘＰ＋ｘＱ＋１が既約多項式であることと、を満たすように選択され、
Ｔ＝２Ｐ−１であり、
前記基準となる行列の要素を並びの順に０番目の要素から（Ｔ−１）番目の要素と呼ぶとき、前記基準となる行列において、
０番目の要素から（Ｐ−１）番目の要素が、「１」と「−１」とのいずれかであり、
０番目の要素から（Ｐ−１）番目の要素に、「１」と「−１」とがいずれも含まれ、
（Ｗ−Ｐ）番目の要素と（Ｗ−Ｑ）番目の要素とが同じ場合には、Ｗ番目の要素が「−１」であり、
（Ｗ−Ｐ）番目の要素と（Ｗ−Ｑ）番目の要素とが異なる場合には、Ｗ番目の要素が「１」である、
請求項１乃至請求項１１の何れか一項に記載の入力装置。
【請求項１４】
Ｔ個の前記シフト行列が、シフトの量の大きさの順に並んでいる、
請求項１３に記載の入力装置。
【請求項１５】
前記センサ部は、
前記複数の検出位置に対応して設けられた複数の検出素子であって、物体の近接状態に応じた信号レベルを持ち、入力される駆動信号に応じて前記極性が正又は負に設定される前記検出信号をそれぞれ発生する複数の検出素子と、
前記制御部の制御に従って、前記複数の検出素子にそれぞれ前記駆動信号を供給する駆動部とを有し、
前記検出部は、前記一群の検出位置に対応した一群の前記検出素子を含んでおり、当該一群の検出素子が発生する前記一群の検出信号の和に応じた前記合成検出信号を生成する
請求項１乃至１４の何れか一項に記載の入力装置。
【請求項１６】
前記センサ部は、
少なくとも１つの検出電極と、
前記検出電極に交差する複数の駆動電極と、
合成検出信号生成部とを有し、
前記検出素子は、前記検出電極と前記駆動電極との交差部に形成されるキャパシタであり、
前記駆動部は、前記複数の駆動電極にそれぞれ前記駆動信号を供給し、
１つの前記検出電極と前記複数の駆動電極との間には、前記一群の検出素子としての一群の前記キャパシタが形成されており、
前記合成検出信号生成部は、前記一群のキャパシタの静電容量を正と負とのいずれかの極性で表す前記一群の検出信号の和に応じた前記合成検出信号を、前記複数の検出電極の各々について生成する
請求項１５に記載の入力装置。
【請求項１７】
前記センサ部における前記駆動電極の数が前記検出電極の数より少ない、
請求項１６に記載の入力装置。
【請求項１８】
複数の検出位置における物体の近接状態に応じた情報を入力する入力装置の制御方法であって、
前記入力装置が、一群の前記検出位置における物体の近接状態をそれぞれ検出し、前記一群の検出位置について前記検出の結果として得られる一群の検出信号の和に応じた合成検出信号を生成する少なくとも１つの検出部を有し、前記近接状態に応じた信号レベルを持つ前記検出信号の正負の極性を、個々の前記検出位置において制御可能なセンサ部を備え、
前記制御方法が、
前記一群の検出信号に設定する一群の前記極性である極性パターンを互いに異ならせた前記合成検出信号からなる一群の前記合成検出信号であって、前記一群の検出信号と同数の前記合成検出信号からなる一群の前記合成検出信号を、前記検出部において生成するように前記センサ部を制御することと、
前記検出部が生成した前記一群の合成検出信号に基づいて、当該合成検出信号の元となる前記一群の検出信号の信号レベルを再生することと、を含み、
１つの前記検出部における前記一群の検出位置がＮ個であり、前記検出信号に設定される正又は負の前記極性を「１」又は「−１」で表わし、前記合成検出信号に加算されない前記検出信号に対して設定される前記極性を「０」で表し、Ｎ個の前記検出信号からなる前記一群の検出信号に設定された前記極性パターンを「１」と「−１」と「０」とのいずれかの要素を持つ１行Ｎ列の部分行列で表わし、かつ、Ｎ個の前記極性パターンからなる前記一群の極性パターンを、Ｎ個の前記部分行列からなるＮ行Ｎ列の行列で表わした場合に、
前記Ｎ行Ｎ列の行列に対する逆行列における「０」より大きい要素と「０」以下の要素との一方を「１」に置換した拡張逆行列であって他方を「−１」に置換した前記拡張逆行列と、前記１つの検出部が生成した前記一群の合成検出信号を要素とするＮ行１列の合成検出信号行列と、の積に相当する演算により、Ｎ行１列の再生信号レベル行列が生成され、
前記Ｎ行Ｎ列の行列が、
１行Ｎ列の第１部分行列と、
（Ｎ−１）行Ｎ列の第２部分行列と、を含み、
前記第１部分行列が、
「１」又は「−１」である１つの要素と、
「０」である（Ｎ−１）個の要素と、をもち、
前記第２部分行列において、いずれの行の要素の和も「０」であり、
前記第２部分行列が、（Ｎ−１）行（Ｎ−１）列の部分行列である主部分行列をもち、
前記主部分行列において、いずれの行の要素の和も「１」又は「−１」である、
入力装置の制御方法。
【請求項１９】
複数の検出位置における物体の近接状態に応じた情報を入力する入力装置の制御方法であって、
前記入力装置が、一群の前記検出位置における物体の近接状態をそれぞれ検出し、前記一群の検出位置について前記検出の結果として得られる一群の検出信号の和に応じた合成検出信号を生成する少なくとも１つの検出部を有し、前記近接状態に応じた信号レベルを持つ前記検出信号の正負の極性を、個々の前記検出位置において制御可能なセンサ部を備え、
前記制御方法が、
前記一群の検出信号に設定する一群の前記極性である極性パターンを互いに異ならせた前記合成検出信号からなる一群の前記合成検出信号であって、前記一群の検出信号と同数の前記合成検出信号からなる一群の前記合成検出信号を、前記検出部において生成するように前記センサ部を制御することと、
前記検出部が生成した前記一群の合成検出信号に基づいて、当該合成検出信号の元となる前記一群の検出信号の信号レベルを再生することと、を含み、
１つの前記検出部における前記一群の検出位置がＮ個であり、前記検出信号に設定される正又は負の前記極性を「１」又は「−１」で表わし、前記合成検出信号に加算されない前記検出信号に対して設定される前記極性を「０」で表し、Ｎ個の前記検出信号からなる前記一群の検出信号に設定された前記極性パターンを「１」と「−１」と「０」とのいずれかの要素を持つ１行Ｎ列の部分行列で表わし、かつ、Ｎ個の前記極性パターンからなる前記一群の極性パターンを、Ｎ個の前記部分行列からなるＮ行Ｎ列の行列で表わした場合に、
前記Ｎ行Ｎ列の行列に対する逆行列における「０」より大きい要素と「０」以下の要素との一方を「１」に置換した拡張逆行列であって他方を「−１」に置換した前記拡張逆行列と、前記１つの検出部が生成した前記一群の合成検出信号を要素とするＮ行１列の合成検出信号行列と、の積に相当する演算により、Ｎ行１列の再生信号レベル行列が生成され、
前記Ｎ行Ｎ列の行列が、Ｍ行Ｍ列の中間部分行列を含み、
前記中間部分行列が、
１行Ｍ列の第１部分行列と、
（Ｍ−１）行Ｍ列の第２部分行列と、を含み、
前記第１部分行列が、
「１」又は「−１」である１つの参照要素と、
「０」である（Ｍ−１）個の要素と、をもち、
前記第２部分行列において、いずれの行の要素の和も「０」であり、
前記第２部分行列が、（Ｍ−１）行（Ｍ−１）列の部分行列である主部分行列をもち、
前記主部分行列において、いずれの行の要素の和も「１」又は「−１」であり、
前記Ｎ行Ｎ列の行列のうち、
前記中間部分行列に重ならない全ての１行Ｎ列の部分行列それぞれが、「１」又は「−１」である１つの要素と、「０」である（Ｎ−１）個の要素と、をもち、
前記中間部分行列に重ならない全てのＮ行１列の部分行列それぞれが、「１」又は「−１」である１つの要素と、「０」である（Ｎ−１）個の要素と、をもつ、
入力装置の制御方法。
【請求項２０】
コンピュータに、請求項１８又は１９に記載の入力装置の制御方法を実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力装置、入力装置の制御方法、及びコンピュータに入力装置の制御方法を実行させるプログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
検出領域内の複数の検出位置において静電容量などの物理量を計測することにより、指などの操作体の近接状態を検出する入力装置がある。一例としての入力装置は、ある層に配設された平行な複数の駆動電極と、別の層に配設された平行な複数の検出電極とを備え、駆動電極と検出電極との交差位置を検出位置とする。
【０００３】
複数の検出位置の静電容量を取得するための駆動方法として符号化駆動がある。符号化駆動では、例えば、複数の駆動電極へ同時に正と負とのいずれかの極性の駆動信号が印加される。検出電極を介して出力される信号は、各検出位置における静電容量の検出信号の和（合成検出信号）となる。この合成検出信号が、駆動信号の極性のパターンを変えながら、検出位置の数（駆動電極の数）だけ繰り返し測定される。そして、得られた複数の合成検出信号と駆動信号の極性のパターンとを元に、各検出位置における静電容量が計算される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２００９／１０７４１５号
【特許文献２】特表２０１３−５０１９９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
符号化駆動では、複数回の測定で得られた合成検出信号の行列と、駆動信号の極性のパターンを表す駆動行列から導かれる逆行列との積を演算することで、個々の検出位置における静電容量が計算される。行列の積の演算は非常に負荷が大きいことから、駆動行列はなるべく演算が簡易となるように選択することが望ましい。そのため、上記の特許文献１，２では、駆動行列としてアダマール行列やその変形の行列を用いる方法が検討されている。
【０００６】
また、符号化駆動では、１回の検出信号の測定において複数の駆動電極へ同時に印加される正の駆動信号の数と負の駆動信号の数とをなるべく近づけることが望ましい。これにより、合成検出信号（検出信号の和）のレベルが小さくなることから、合成検出信号を処理する回路において検出感度を高め易くなる。また、正の駆動信号の数と負の駆動信号の数とがバランスすることで、駆動信号による電界が相殺されて小さくなり、トータルの放射ノイズが低減する。そのため、駆動行列の選択にあたっては、複数の駆動電極へ同時に印加される正の駆動信号と負の駆動信号がほぼ同数となることを考慮する必要がある。
【０００７】
更に、アダマール行列の生成法にはシルベスター法やペイリー法などの幾つかの方法が知られているが、それぞれの生成法には行列の次数の制限がある。例えば、シルベスター法によるアダマール行列の次数は２のべき乗に限られている。従って、１回の測定で同時に駆動信号が印加される駆動電極の数、すなわち、合成検出信号（検出信号の和）の元となる検出信号が得られる検出位置の数は、駆動行列の次数によって制約を受ける。この検出位置の数が少なすぎると、所望の分解能を得難くなり、逆に検出位置の数が多すぎると、無駄な駆動信号の印加に伴う消費電力や放射ノイズの増大を生じ易くなる。従って、符号化駆動では、合成検出信号（検出信号の和）から各検出信号の計算が可能な検出位置の数のバリエーションを増やすことが求められている。
【０００８】
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、物体の近接状態が検出される複数の検出位置における検出信号の和から元の検出信号を計算可能であり、検出信号の和の信号レベルを抑制できるとともに、検出信号の和から元の検出信号の計算が可能な検出位置の数のバリエーションを増やすことができる入力装置、入力装置の制御方法及びコンピュータに入力装置の制御方法を実行させるプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の観点は、複数の検出位置における物体の近接状態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、センサ部と、制御部と、信号再生部とを具備する。センサ部は、一群の検出位置における物体の近接状態をそれぞれ検出し、一群の検出位置について検出の結果として得られる一群の検出信号の和に応じた合成検出信号を生成する少なくとも１つの検出部を有し、近接状態に応じた信号レベルを持つ検出信号の正負の極性を、個々の検出位置において制御可能である。制御部は、一群の検出信号に設定する一群の極性である極性パターンを互いに異ならせた合成検出信号からなる一群の合成検出信号であって、一群の検出信号と同数の合成検出信号からなる一群の合成検出信号を、検出部において生成するようにセンサ部を制御する。信号再生部は、検出部が生成した一群の合成検出信号に基づいて、合成検出信号の元となる一群の検出信号の信号レベルを再生する。１つの検出部における一群の検出位置がＮ個であり、検出信号に設定される正又は負の極性を「１」又は「−１」で表わし、合成検出信号に加算されない検出信号に対して設定される極性を「０」で表し、Ｎ個の検出信号からなる一群の検出信号に設定された極性パターンを「１」と「−１」と「０」とのいずれかの要素を持つ１行Ｎ列の部分行列で表わし、かつ、Ｎ個の極性パターンからなる一群の極性パターンを、Ｎ個の部分行列からなるＮ行Ｎ列の行列で表わした場合に、信号再生部は、Ｎ行Ｎ列の行列に対する逆行列における「０」より大きい要素と「０」以下の要素との一方を「１」に置換した拡張逆行列であって他方を「−１」に置換した拡張逆行列と、１つの検出部が生成した一群の合成検出信号を要素とするＮ行１列の合成検出信号行列と、の積に相当する演算により、Ｎ行１列の再生信号レベル行列を生成する。Ｎ行Ｎ列の行列は、１行Ｎ列の第１部分行列と、（Ｎ−１）行Ｎ列の第２部分行列とを含む。第１部分行列は、「１」又は「−１」である１つの要素と、「０」である（Ｎ−１）個の要素とをもつ。第２部分行列において、いずれの行の要素の和も「０」である。第２部分行列は、（Ｎ−１）行（Ｎ−１）列の部分行列である主部分行列をもつ。主部分行列において、いずれの行の要素の和も「１」又は「−１」である。
【００１０】
この構成によれば、Ｎ行Ｎ列の行列における１行Ｎ列の第１部分行列は、「１」又は「−１」である１つの要素と、「０」である（Ｎ−１）個の要素とをもつため、行の要素の和が「１」又は「−１」となる。また、Ｎ行Ｎ列の行列における（Ｎ−１）行Ｎ列の第２部分行列は、いずれの行の要素の和も「０」である。すなわち、Ｎ行Ｎ列の行列における各行の要素の和は、最大でも「１」又は「−１」である。従って、各極性パターンに含まれる正極性の数と負極性の数とが近似し、合成検出信号の元となる正極性の検出信号の数と負極性の検出信号の数との差が小さい。これにより、検出信号の数のバランスが一方の極性に偏る場合に比べて、合成検出信号の信号レベルが小さくなる。合成検出信号の信号レベルが小さくなると、合成検出信号を入力する信号再生部において、合成検出信号のダイナミックレンジを十分に確保することが可能になるため、各検出部において得られる微小な検出信号を高い感度で再生することが可能となる。また、正極性の検出信号の数と負極性の検出信号の数との差が小さくなることにより、検出信号に起因して生じる放射ノイズが小さくなる。
更に、（Ｎ−１）行（Ｎ−１）列の部分行列である主部分行列（例えばペイリー法によるアダマール行列やその変形の行列など）のみを用いて（Ｎ−１）個の検出信号の信号レベルが再生される場合に比べて、再生可能な検出信号の数が１つ増える。これにより、合成検出信号（検出信号の和）から元の検出信号の計算が可能な検出位置の数のバリエーションが増える。
【００１１】
好適には、制御部が、再生信号レベル行列を所定の補正係数で除算して、補正後の補正信号レベル行列を生成してよい。
【００１２】
本発明の第２の観点は、複数の検出位置における物体の近接状態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、センサ部と、制御部と、信号再生部とを具備する。センサ部は、一群の検出位置における物体の近接状態をそれぞれ検出し、一群の検出位置について検出の結果として得られる一群の検出信号の和に応じた合成検出信号を生成する少なくとも１つの検出部を有し、近接状態に応じた信号レベルを持つ検出信号の正負の極性を、個々の検出位置において制御可能である。制御部は、一群の検出信号に設定する一群の極性である極性パターンを互いに異ならせた合成検出信号からなる一群の合成検出信号であって、一群の検出信号と同数の合成検出信号からなる一群の合成検出信号を、検出部において生成するようにセンサ部を制御する。信号再生部は、検出部が生成した一群の合成検出信号に基づいて、合成検出信号の元となる一群の検出信号の信号レベルを再生する。１つの検出部における一群の検出位置がＮ個であり、検出信号に設定される正又は負の極性を「１」又は「−１」で表わし、合成検出信号に加算されない検出信号に対して設定される極性を「０」で表し、Ｎ個の検出信号からなる一群の検出信号に設定された極性パターンを「１」と「−１」と「０」とのいずれかの要素を持つ１行Ｎ列の部分行列で表わし、かつ、Ｎ個の極性パターンからなる一群の極性パターンを、Ｎ個の部分行列からなるＮ行Ｎ列の行列で表わした場合に、信号再生部は、Ｎ行Ｎ列の行列に対する逆行列における「０」より大きい要素と「０」以下の要素との一方を「１」に置換した拡張逆行列であって他方を「−１」に置換した拡張逆行列と、１つの検出部が生成した一群の合成検出信号を要素とするＮ行１列の合成検出信号行列と、の積に相当する演算により、Ｎ行１列の再生信号レベル行列を生成する。Ｎ行Ｎ列の行列は、Ｍ行Ｍ列の中間部分行列を含む。中間部分行列は、１行Ｍ列の第１部分行列と、（Ｍ−１）行Ｍ列の第２部分行列とを含む。第１部分行列は、「１」又は「−１」である１つの参照要素と、「０」である（Ｍ−１）個の要素とをもつ。第２部分行列において、いずれの行の要素の和も「０」である。第２部分行列は、（Ｍ−１）行（Ｍ−１）列の部分行列である主部分行列をもつ。主部分行列において、いずれの行の要素の和も「１」又は「−１」である。Ｎ行Ｎ列の行列のうち、中間部分行列に重ならない全ての１行Ｎ列の部分行列それぞれが、「１」又は「−１」である１つの要素と、「０」である（Ｎ−１）個の要素とをもち、中間部分行列に重ならない全てのＮ行１列の部分行列それぞれが、「１」又は「−１」である１つの要素と、「０」である（Ｎ−１）個の要素とをもつ。
【００１３】
この構成によれば、Ｎ行Ｎ列の行列のうち、Ｍ行Ｍ列の中間部分行列に重ならない全ての１行Ｎ列の部分行列それぞれが、「１」又は「−１」である１つの要素と、「０」である（Ｎ−１）個の要素とをもつ。そのため、Ｎ行Ｎ列の行列において中間部分行列に重ならない各行の要素の和は、何れも「１」又は「−１」となる。
また、Ｎ行Ｎ列の行列のうち、Ｍ行Ｍ列の中間部分行列に重ならない全てのＮ行１列の部分行列それぞれが、「１」又は「−１」である１つの要素と、「０」である（Ｎ−１）個の要素とをもつ。そのため、全てのＮ行１列の部分行列において、中間部分行列と重なる行の要素は「０」である。更に、Ｍ行Ｍ列の中間部分行列における１行Ｍ列の第１部分行列は、「１」又は「−１」である１つの要素と、「０」である（Ｍ−１）個の要素とをもつため、行の要素の和が「１」又は「−１」となる。また、Ｍ行Ｍ列の中間部分行列における（Ｍ−１）行Ｍ列の第２部分行列は、いずれの行の要素の和も「０」である。すなわち、Ｍ行Ｍ列の中間部分行列における各行の要素の和は、最大でも「１」又は「−１」である。従って、Ｎ行Ｎ列の行列において、Ｍ行Ｍ列の中間部分行列に重なる行の要素の和は、最大でも「１」又は「−１」である。
以上により、Ｎ行Ｎ列の行列における各行の要素の和は、最大でも「１」又は「−１」であるため、各極性パターンに含まれる正極性の数と負極性の数とが近似し、合成検出信号の元となる正極性の検出信号の数と負極性の検出信号の数との差が小さい。これにより、検出信号の数のバランスが一方の極性に偏る場合に比べて、合成検出信号の信号レベルが小さくなる。合成検出信号の信号レベルが小さくなると、合成検出信号を入力する信号再生部において、合成検出信号のダイナミックレンジを十分に確保することが可能になるため、各検出部において得られる微小な検出信号を高い感度で再生することが可能となる。また、正極性の検出信号の数と負極性の検出信号の数との差が小さくなることにより、検出信号に起因して生じる放射ノイズが小さくなる。
更に、（Ｍ−１）行（Ｍ−１）列の部分行列である主部分行列（例えばペイリー法によるアダマール行列やその変形の行列など）のみを用いて（Ｍ−１）個の検出信号の信号レベルが再生される場合に比べて、再生可能な検出信号の数が（Ｎ−Ｍ＋１）個だけ増える。これにより、合成検出信号（検出信号の和）から元の検出信号の計算が可能な検出位置の数のバリエーションが増える。
【００１４】
好適には、Ｎ行Ｎ列の行列において、中間部分行列に重ならない全ての１行Ｎ列の部分行列が、主部分行列に対して同じ側に位置してよい。
【００１５】
好適には、Ｎ行Ｎ列の行列において、中間部分行列に重ならない一部の１行Ｎ列の部分行列と他の１行Ｎ列の部分行列とが、主部分行列に対して異なる側に位置してよい。
【００１６】
好適には、Ｎ行Ｎ列の行列において、中間部分行列以外の要素のうち「０」でない要素が、すべて１つの対角線上に配置されてよい。
【００１７】
好適には、Ｎ行Ｎ列の行列において、中間部分行列以外の要素のうち「０」でない要素が、すべて「１」であるか、又は、すべて「−１」であってよい。
【００１８】
好適には、上記本発明の第２の観点に係る入力装置は、制御部が、再生信号レベル行列における前記中間部分行列に対応した要素を所定の補正係数で除算して、補正後の補正信号レベル行列を生成してよい。
【００１９】
好適には、一群の検出位置が、参照位置を含み、参照位置が、Ｎ行Ｎ列の行列における参照要素の列に対応してよい。制御部が、Ｎ行Ｎ列の行列のうちの第１部分行列を含む１行Ｎ列の第３部分行列に対応した極性パターンによって得られる参照位置における検出信号の信号レベルと、補正信号レベル行列のうちの参照位置に対応した要素と、の差をオフセットとして算出するオフセット算出処理、及び、前記補正信号レベル行列のうちの、前記中間部分行列に対応した前記検出位置に対応した要素を前記オフセットに基づいて補正するオフセット補正処理、若しくは、前記補正信号レベル行列のうちの、前記中間部分行列に対応した前記検出位置に対応した要素以外の要素を前記オフセットに基づいて補正するオフセット補正処理を行ってよい。
【００２０】
この構成によれば、Ｎ行Ｎ列の行列における第３部分行列に対応した極性パターンを適用したときの合成検出信号が、参照位置における検出信号の信号レベルを表す。従って、オフセット算出処理において、逆行列を使用して検出信号の信号レベルを計算する必要がないため、処理が簡単になる。
【００２１】
好適には、制御部が、Ｎ行Ｎ列の行列の逆行列と合成検出信号行列との積に相当する演算により算出された行列と、前記補正信号レベル行列との差の行列におけるＮ個の要素の平均値をオフセットとして算出するオフセット算出処理、及び、補正信号レベル行列の各要素を前記オフセットに基づいて補正するオフセット補正処理を行ってよい。
【００２２】
この構成によれば、Ｎ行Ｎ列の行列の逆行列と合成検出信号行列との積に相当する演算により算出された行列と、前記再生信号レベル行列との差の行列におけるＮ個の要素を平均することによりオフセットが算出される。そのため、ノイズの影響が低減された適切なオフセットが算出される。
【００２３】
好適には、補正係数が、（（Ｎ−１）／４）を小数第１位で四捨五入して４を乗じた値であってよい。
【００２４】
好適には、制御部が、主部分行列として、行数と列数が主部分行列の行数を超えたペイリー法に基づくアダマール行列から、行方向並びに列方向の要素の合計値が最大となる行及び列を除くことにより生成される行列を用いてよい。
【００２５】
この構成によれば、ペイリー法に基づくアダマール行列から主部分行列が構成される。
【００２６】
好適には、主部分行列がＴ行Ｔ列であるとき、主部分行列が、１行Ｔ列の基準となる行列を０からＴ−１までの異なる量だけ一定の方向に巡回シフトして得られるＴ個のシフト行列を行方向に組み合わせたものであってよい。整数Ｐと整数Ｑとが、Ｐ＞Ｑと、任意の数ｘについて多項式ｘＰ＋ｘＱ＋１が既約多項式であることと、を満たすように選択されてよい。Ｔ＝２Ｐ−１であってよい。基準となる行列の要素を並びの順に０番目の要素から（Ｔ−１）番目の要素と呼ぶとき、基準となる行列において、０番目の要素から（Ｐ−１）番目の要素が、「１」と「−１」とのいずれかであってよい。０番目の要素から（Ｐ−１）番目の要素に、「１」と「−１」とがいずれも含まれてよい。（Ｗ−Ｐ）番目の要素と（Ｗ−Ｑ）番目の要素とが同じ場合には、Ｗ番目の要素が「−１」であり、（Ｗ−Ｐ）番目の要素と（Ｗ−Ｑ）番目の要素とが異なる場合には、Ｗ番目の要素が「１」であってよい。
【００２７】
この構成によれば、Ｍ系列をなすＴ個の要素を持った１行Ｔ列のシフト行列の組み合わせから主部分行列が構成される。
【００２８】
好適には、Ｔ個のシフト行列が、シフトの量の大きさの順に並んでいてよい。
【００２９】
好適には、センサ部は、複数の検出位置に対応して設けられた複数の検出素子であって、物体の近接状態に応じた信号レベルを持ち、入力される駆動信号に応じて極性が正又は負に設定される検出信号をそれぞれ発生する複数の検出素子と、制御部の制御に従って、複数の検出素子にそれぞれ駆動信号を供給する駆動部とを有してよい。検出部は、一群の検出位置に対応した一群の検出素子を含んでよく、一群の検出素子が発生する一群の検出信号の和に応じた合成検出信号を生成してよい。
【００３０】
好適には、センサ部が、少なくとも１つの検出電極と、検出電極に交差する複数の駆動電極と、合成検出信号生成部とを有してよい。検出素子は、検出電極と駆動電極との交差部に形成されるキャパシタであってよい。駆動部は、複数の駆動電極にそれぞれ駆動信号を供給してよい。１つの検出電極と複数の駆動電極との間には、一群の検出素子としての一群のキャパシタが形成されてよい。合成検出信号生成部は、一群のキャパシタの静電容量を正と負とのいずれかの極性で表す一群の検出信号の和に応じた合成検出信号を、複数の検出電極の各々について生成してよい。
【００３１】
好適には、前記センサ部における前記駆動電極の数が前記検出電極の数より少なくてよい。
駆動電極の数が少なくなることにより、信号再生部において各検出信号の再生に必要な合成検出信号の数が少なくなり、合成検出信号生成部における合成検出信号の生成回数が少なくなるため、検出信号の再生に要する時間が短くなる。
【００３２】
本発明の第３の観点は、複数の検出位置における物体の近接状態に応じた情報を入力する入力装置の制御方法に関する。入力装置は、一群の検出位置における物体の近接状態をそれぞれ検出し、一群の検出位置について検出の結果として得られる一群の検出信号の和に応じた合成検出信号を生成する少なくとも１つの検出部を有し、近接状態に応じた信号レベルを持つ検出信号の正負の極性を、個々の検出位置において制御可能なセンサ部を備える。この第３の観点に係る入力装置の制御方法は、一群の検出信号に設定する一群の極性である極性パターンを互いに異ならせた合成検出信号からなる一群の合成検出信号であって、一群の検出信号と同数の合成検出信号からなる一群の合成検出信号を、検出部において生成するようにセンサ部を制御することと、検出部が生成した一群の合成検出信号に基づいて、合成検出信号の元となる一群の検出信号の信号レベルを再生することとを含む。１つの検出部における一群の検出位置がＮ個であり、検出信号に設定される正又は負の極性を「１」又は「−１」で表わし、合成検出信号に加算されない検出信号に対して設定される極性を「０」で表し、Ｎ個の検出信号からなる一群の検出信号に設定された極性パターンを「１」と「−１」と「０」とのいずれかの要素を持つ１行Ｎ列の部分行列で表わし、かつ、Ｎ個の極性パターンからなる一群の極性パターンを、Ｎ個の部分行列からなるＮ行Ｎ列の行列で表わした場合に、Ｎ行Ｎ列の行列に対する逆行列における「０」より大きい要素と「０」以下の要素との一方を「１」に置換した拡張逆行列であって他方を「−１」に置換した拡張逆行列と、１つの検出部が生成した一群の合成検出信号を要素とするＮ行１列の合成検出信号行列と、の積に相当する演算により、Ｎ行１列の再生信号レベル行列が生成される。Ｎ行Ｎ列の行列は、１行Ｎ列の第１部分行列と、（Ｎ−１）行Ｎ列の第２部分行列と、を含む。第１部分行列は、「１」又は「−１」である１つの要素と、「０」である（Ｎ−１）個の要素とをもつ。第２部分行列において、いずれの行の要素の和も「０」である。第２部分行列は、（Ｎ−１）行（Ｎ−１）列の部分行列である主部分行列をもつ。主部分行列において、いずれの行の要素の和も「１」又は「−１」である。
【００３３】
本発明の第４の観点は、複数の検出位置における物体の近接状態に応じた情報を入力する入力装置の制御方法に関する。入力装置は、一群の検出位置における物体の近接状態をそれぞれ検出し、一群の検出位置について検出の結果として得られる一群の検出信号の和に応じた合成検出信号を生成する少なくとも１つの検出部を有し、近接状態に応じた信号レベルを持つ検出信号の正負の極性を、個々の検出位置において制御可能なセンサ部を備える。この第４の観点に係る入力装置の制御方法は、一群の検出信号に設定する一群の極性である極性パターンを互いに異ならせた合成検出信号からなる一群の合成検出信号であって、一群の検出信号と同数の合成検出信号からなる一群の合成検出信号を、検出部において生成するようにセンサ部を制御することと、検出部が生成した一群の合成検出信号に基づいて、合成検出信号の元となる一群の検出信号の信号レベルを再生することとを含む。１つの検出部における一群の検出位置がＮ個であり、検出信号に設定される正又は負の極性を「１」又は「−１」で表わし、合成検出信号に加算されない検出信号に対して設定される極性を「０」で表し、Ｎ個の検出信号からなる一群の検出信号に設定された極性パターンを「１」と「−１」と「０」とのいずれかの要素を持つ１行Ｎ列の部分行列で表わし、かつ、Ｎ個の極性パターンからなる一群の極性パターンを、Ｎ個の部分行列からなるＮ行Ｎ列の行列で表わした場合に、Ｎ行Ｎ列の行列に対する逆行列における「０」より大きい要素と「０」以下の要素との一方を「１」に置換した拡張逆行列であって他方を「−１」に置換した拡張逆行列と、１つの検出部が生成した一群の合成検出信号を要素とするＮ行１列の合成検出信号行列と、の積に相当する演算により、Ｎ行１列の再生信号レベル行列が生成される。Ｎ行Ｎ列の行列は、Ｍ行Ｍ列の中間部分行列を含む。中間部分行列は、１行Ｍ列の第１部分行列と、（Ｍ−１）行Ｍ列の第２部分行列とを含む。第１部分行列は、「１」又は「−１」である１つの参照要素と、「０」である（Ｍ−１）個の要素とをもつ。第２部分行列において、いずれの行の要素の和も「０」である。第２部分行列は、（Ｍ−１）行（Ｍ−１）列の部分行列である主部分行列をもつ。主部分行列において、いずれの行の要素の和も「１」又は「−１」である。Ｎ行Ｎ列の行列のうち、中間部分行列に重ならない全ての１行Ｎ列の部分行列それぞれが、「１」又は「−１」である１つの要素と、「０」である（Ｎ−１）個の要素とをもち、中間部分行列に重ならない全てのＮ行１列の部分行列それぞれが、「１」又は「−１」である１つの要素と、「０」である（Ｎ−１）個の要素とをもつ。
【００３４】
本発明の第５の観点は、上記第３の観点又は上記第４の観点に係る入力装置の制御方法をコンピュータに実行させるプログラムである。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によれば、物体の近接状態が検出される複数の検出位置における検出信号の和から元の検出信号を計算可能であり、検出信号の和の信号レベルを抑制できるとともに、検出信号の和から元の検出信号の計算が可能な検出位置の数のバリエーションを増やすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の第１実施形態に係る入力装置の構成図である。
【図２】図１に示す入力装置で、ペイリー法に基づく駆動行列を使用した場合の、逆行列により算出される検出信号と拡張逆行列により算出される補正信号との例を示す図である。
【図３】図１に示す入力装置で、Ｍ系列に基づく駆動行列を使用した場合の、逆行列により算出される検出信号と拡張逆行列により算出される補正信号との例を示す図である。
【図４】図１に示す入力装置で、３値符号に基づく駆動行列を使用した場合の、逆行列により算出される検出信号と拡張逆行列により算出される補正信号との例を示す図である。
【図５】図１に示す入力装置で、３値符号に基づく駆動行列を使用した場合の、逆行列により算出される検出信号と拡張逆行列により算出される補正信号との他の例を示す図である。
【図６】図１に示す入力装置で、１ｈｏｔ＋３値符号に基づく駆動行列を使用した場合の、逆行列により算出される検出信号と拡張逆行列により算出される補正信号との例を示す図である。
【図７】図１に示す入力装置で、１ｈｏｔ＋３値符号に基づく駆動行列を使用した場合の、逆行列により算出される検出信号と拡張逆行列により算出される補正信号との他の例を示す図である。
【図８】図１に示す制御部の動作を説明するためのフローチャートである
【図９】図１に示す信号再生部の動作を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
（構成）
以下、本発明の実施形態に係る、複数の検出位置における物体の近接状態に応じた情報を入力する入力装置について説明する。図１に示すように、本実施形態の入力装置１００は、センサ部２００と処理部３００と記憶部３３０とを備える。
【００３８】
センサ部２００は、物体の近接状態を検出する装置であり、複数の検出部２６０を備える。１つの検出部２６０は、一群の検出位置２３５における物体の近接状態をそれぞれ検出する。検出部２６０は、検出結果として一群の検出信号が得られると、当該一群の検出信号の和に応じた合成検出信号を生成する。一群の検出位置２３５において得られる一群の検出信号は、それぞれ物体の近接状態に応じた信号レベルを持つとともに、正負の極性を持つ。センサ部２００は、処理部３００の後述する制御部３１０から与えられる極性パターンの情報に従って、個々の検出位置２３０において得られる検出信号の極性（正又は負）を制御することができる。
【００３９】
図１の例において、センサ部２００は、第１駆動電極２１０ａ〜第１１駆動電極２１０ｋ（以下、区別せずに駆動電極２１０と呼ぶ場合もある）と、第１検出電極２２０ａ及び第２検出電極２２０ｂ（以下、区別せずに検出電極２２０と呼ぶ場合もある）とを含む。駆動電極２１０は、すべて同一層において、互いに概ね平行に並んでいる。検出電極２２０は、すべて同一層において、互いに概ね平行に並んでいる。駆動電極２１０と検出電極２２０とは、互いに異なる層に配設されており、これらの層に直交する方向から見たときに図１のように互いに交差するように見える。本明細書で駆動電極２１０と検出電極２２０とが交差しているという場合、駆動電極２１０と検出電極２２０とは接触せず、近接していることを指す。
【００４０】
１つの駆動電極２１０と１つの検出電極２２０とが交差する位置が、上述した検出位置２３０である。各検出位置２３０に、駆動電極２１０と検出電極２２０とを構成要素にもつキャパシタとしての検出素子２４０が形成されている。なお、図を簡潔にするため、図１では第１駆動電極２１０ａと第１検出電極２２０ａとが交差する位置にのみ、検出位置２３０及び検出素子２４０を示しているが、駆動電極２１０と検出電極２２０が交差する全ての位置が検出位置２３０となり、各検出位置２３０に検出素子２４０が形成される。各検出素子２４０は、検出位置２３０と指などの操作体との距離に応じて信号レベルが変化する検出信号を生成する。
【００４１】
この検出信号は、具体的には、検出素子２４０としてのキャパシタに蓄積される電荷である。１つの駆動電極２１０と１つの検出電極２２０との間には、後述する駆動部２７０によって所定の駆動電圧が与えられるため、検出素子２４０としてのキャパシタに蓄積される電荷の量（検出信号の信号レベル）は、１つの駆動電極２１０と１つの検出電極２２０との間の静電容量を表わす。また、検出素子２４０としてのキャパシタに蓄積される電荷の極性（検出信号の極性）は、駆動部２７０によって与えられる駆動電圧の極性に応じて制御される。
【００４２】
第１検出電極２２０ａは、第１駆動電極２１０ａ〜第１１の駆動電極２１０ｋと交差する。第２検出電極２２０ｂは、第３駆動電極２１０ｃ〜第９駆動電極２１０ｉと交差する。第１検出電極２２０ａに属する１１個の検出位置２３０を、まとめて第１の一群の検出位置２３５ａと呼ぶ。第２検出電極２２０ｂに属する７個の検出位置２３０を、まとめて第２の一群の検出位置２３５ｂと呼ぶ。第１の一群の検出位置２３５ａと第２の一群の検出位置２３５ｂが、それぞれ、上述した一群の検出位置２３５に相当する。
【００４３】
なお、本実施形態の駆動電極２１０及び検出電極２２０は、あくまで例示であり、駆動電極２１０及び検出電極２２０の数、形状及び配置は本実施形態に示すものに限らない。図１では２つの検出電極２２０が示されているが、検出電極２２０は、１つでも３つ以上でもよい。図１では１１の駆動電極２１０が示されているが、駆動電極２１０は、１０以下でも１２以上でもよい。１つの検出電極２２０に属する検出位置２３０の数は、７個及び１１個のいずれとも異なっていてもよい。複数の検出電極２２０の少なくとも２つ以上に、同数の検出位置２３０が属していてもよい。
【００４４】
センサ部２００は、さらに、第１合成検出信号生成部２５０ａと第２合成検出信号生成部２５０ｂと（以下、区別せずに合成検出信号生成部２５０と呼ぶ場合がある）を含む。第１合成検出信号生成部２５０ａは、第１検出電極２２０ａの一端に接続されており、第１検出電極２２０ａ上の検出信号を合成して合成検出信号を生成する。本実施形態で、合成とは、極性をもつ検出信号を加算することを指す。第２合成検出信号生成部２５０ｂは、第２検出電極２２０ｂの一端に接続されており、第２検出電極２２０ｂ上の検出信号を合成して合成検出信号を生成する。
【００４５】
例えば合成検出信号生成部２５０は、検出電極２２０を通じて各検出素子２４０から転送される電荷（検出信号）の和に応じた合成検出信号を出力するチャージアンプと、チャージアンプから出力される合成検出信号をデジタル信号に変換して処理部３００に出力するＡＤ変換器を含む。この場合、ＡＤ変換器はチャージアンプ毎に設けてもよいし、複数のチャージアンプの出力信号を１つのＡＤ変換器においてそれぞれデジタル信号に変換してもよい。
【００４６】
第１検出電極２２０ａに属する複数の検出位置２３０に対応した複数の検出素子２４０と、第１合成検出信号生成部２５０ａとを合わせて第１検出部２６０ａと呼ぶ。第２検出電極２２０ｂに属する複数の検出位置２３０に対応した複数の検出素子２４０と、第２合成検出信号生成部２５０ｂとを合わせて第２検出部２６０ｂと呼ぶ。第１検出部２６０ａと第２検出部２６０ｂは、それぞれ、上述した検出部２６０に相当する。なお、センサ部２００は、３つ以上の検出部２６０を含んでいてもよい。１つの検出部２６０に含まれる検出位置２３０の数が、他の１つの検出部２６０に含まれる検出位置２３０の数と異なっていても、同じでもよい。本実施形態では、１つの検出電極２２０に１つの合成検出信号生成部２５０が含まれているが、１つの合成検出信号生成部２５０に複数の検出電極２２０を接続して、マルチプレクサで切り替えてもよい。
【００４７】
センサ部２００は、さらに、駆動部２７０を備える。駆動部２７０は、処理部３００の後述する制御部３１０から入力される極性パターンに基づいて、各駆動電極２１０にマルチ駆動方式により駆動信号を印加する。マルチ駆動方式では、複数の駆動電極２１０に同時に駆動信号が印加される。
【００４８】
極性パターンは、極性を表す複数の要素で構成される。１つの駆動電極２１０に対応した検出信号が正極性と負極性とのいずれの極性で生成されるかを、１つの要素で指定する。極性パターンにおいて、正極性が「１」で表され、負極性が「−１」で表され、検出信号を生成しない指定が「０」で表される。１つの極性パターンに含まれる正極性の数と負極性の数とが近似するように、各極性パターンが作成されている。
【００４９】
「１」に指定された駆動電極２１０上の検出位置２３０では、検出信号が正極性で出力される。「−１」に指定された駆動電極２１０上の検出位置２３０では、検出信号が負極性で出力される。「０」に指定された駆動電極２１０上の検出位置２３０では、検出信号が生成されず、合成検出信号に加算されない。例えば、駆動電極２１０と検出電極２２０とのいずれを高電位にするかによって検出信号の極性を選択する。なお、検出信号の極性を設定できれば、他の設定方法を使用してもよい。
【００５０】
処理部３００は、コンピュータとしての中央演算装置であり、記憶部３３０に記憶されたプログラム及びデータを読み出して実行することにより、制御部３１０及び信号再生部３２０を含む様々な機能を実現する。処理部３００は、ＡＳＩＣ（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  ｓｐｅｃｉｆｉｃ  ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔｓ）等の専用ロジック回路により実現されてもよい。
【００５１】
図１の例において、処理部３００は、制御部３１０と信号再生部３２０を有する。
【００５２】
制御部３１０は、複数の検出部２６０においてそれぞれ一群の合成検出信号を生成するように、センサ部２００を制御する。個々の検出部２６０において生成する一群の合成検出信号は、極性パターン（合成検出信号の元となる一群の検出信号に設定する一群の極性）を互いに異ならせた複数の合成検出信号からなる。一群の合成検出信号を構成する合成検出信号の数は、合成検出信号の元となる一群の検出信号と同数である。
【００５３】
制御部３１０は、Ｎ個の検出信号が得られるＮ個の検出位置２３０を持った検出部２６０においては、Ｎ個の異なる極性パターンによってＮ個の合成検出信号が生成されるようにセンサ部２００を制御する。１つの検出部２６０において一群の合成検出信号の生成に用いる極性パターンの集合を、一群の極性パターンと呼ぶ。Ｎ個の検出位置２３０を持った検出部２６０に対して、Ｎ個の極性パターンを含む一群の極性パターンが選択される。例えば、第１検出部２６０ａは１１個の検出位置２３０を持つため、制御部３１０は、１１個の極性パターンで構成された一群の極性パターンを選択する。第２検出部２６０ｂは７個の検出位置２３０を持つため、制御部３１０は、７個の極性パターンで構成された一群の極性パターンを選択する。
【００５４】
信号再生部３２０は、検出部２６０が生成した一群の合成検出信号に基づいて、合成検出信号の元となる一群の検出信号の信号レベルを再生する。信号再生部３２０は、合成検出信号を生成するために使用した一群の極性パターンを直接使用した処理によって、検出信号の信号レベルを再生してもよく、一群の極性パターンを直接使用した処理から派生した別の処理によって、検出信号の信号レベルを再生してもよい。
【００５５】
記憶部３３０は、処理部３００における中央演算装置（コンピュータ）において実行されるプログラムの命令コードや、処理部３００の処理過程において一時的に記憶される変数データ（各検出部２６０において生成される一群の合成検出信号など）、処理部３００の処理に使用される定数データ（駆動部２７０に供給する極性パターン、検出信号の再生に使用する後述の逆行列及び拡張逆行列、補正係数など）を記憶する。記憶部３３０は、例えばＲＯＭやＲＡＭ、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリなどを含んで構成される。
【００５６】
（極性パターン）
次に、極性パターンについて詳細に説明する。一群の検出位置２３５を構成する検出位置２３０の数をＮとする。
【００５７】
Ｎ個の検出位置２３０に対応するＮ個の検出信号の信号レベルは、式１のようにＮ行１列の信号レベル行列Ｃで表される。信号レベル行列Ｃの要素の添え字は、各要素が、検出位置２３０を（１）〜（Ｎ）で識別したときのどの位置に対応するかを示す。
【００５８】
【数１】
0006410699.tif 000002
【００５９】
Ｎ回の駆動で得られるＮ個の合成検出信号は、式２のようにＮ行１列の合成検出信号行列Ａで表される。合成検出信号行列Ａの要素の添え字は、各要素が何番目の駆動で得られた合成検出信号であるかを示す。合成検出信号行列Ａの要素数は信号レベル行列Ｃの要素数に等しい。すなわち、検出位置２３０の数に等しい回数だけ駆動が行われる。
【００６０】
【数２】
0006410699.tif 000003
【００６１】
式３に示すＮ行Ｎ列の駆動行列Ｄによって、各検出位置２３０の検出信号が正と負とのいずれの極性で生成されるかが指定され、さらに、検出信号が生成されない場合も指定される。
【００６２】
【数３】
0006410699.tif 000004
【００６３】
駆動行列Ｄのｊ行目は、ｊ回目の駆動における極性パターンを示す。駆動行列Ｄは、個々の行が１つの合成検出信号を生成するために使用される１つの極性パターンを表わし、全体として一群の極性パターンを構成する。駆動行列Ｄの列は、極性パターンを構成する各極性が、どの駆動電極２１０に適用されるかを示す。具体例は後述するが、駆動行列Ｄの要素は、「０」、「１」及び「−１」のいずれかである。各極性パターンにおいて、正極性に相当する「１」の要素の数と負極性に相当する「−１」の要素の数とが近い値となるように、駆動行列Ｄが作成される。
【００６４】
駆動行列Ｄを用いて、信号レベル行列Ｃと合成検出信号行列Ａとの関係が式４のように表記される。
【００６５】
【数４】
0006410699.tif 000005
【００６６】
式４を成分で表すと、式５のように表記される。
【００６７】
【数５】
0006410699.tif 000006
【００６８】
式５に示すように、式３に示す駆動行列Ｄのｊ行目の極性パターンを使用する場合、合成検出信号ａｊは、ｄｊ１ｃ１＋…＋ｄｊＮｃＮである。検出位置２３０のうちの検出位置（ｒ）における検出信号は、極性ｄｊｒと検出信号の信号レベルｃｒとの積ｄｊｒｃｒである。すなわち、各合成検出信号は、極性パターンで示される正と負とのいずれかの極性を、一群の検出位置２３０の検出信号の信号レベルに設定して得られる一群の検出信号の和として表される。
【００６９】
極性が「１」に設定される駆動電極上では、検出信号の絶対値が検出信号の信号レベルに等しくなり、極性が正となる。極性が「−１」に設定される駆動電極上では、検出信号の絶対値が検出信号の信号レベルに等しくなり、極性が負となる。極性が「０」に設定される駆動電極上では、検出信号の信号レベルがゼロとなるため、合成検出信号に加算されない。
【００７０】
１つの極性パターンに含まれる正極性の数と負極性の数とが近いことから、駆動部２７０から出力される駆動信号の極性（駆動電極２１０と検出電極２２０との間に与えられる電圧の極性）の偏りが小さくなる。そのため、駆動電極２１０及び検出電極２２０からの輻射ノイズが従来に比べて低減する。
【００７１】
１つの極性パターンに含まれる正極性の数と負極性の数とが近いことから、合成検出信号の元となる一群の検出信号における極性の偏りが小さくなるため、一群の検出信号に正の検出信号ばかりが含まれる場合や負の検出信号ばかりが含まれる場合に比べて、合成検出信号の信号レベルが小さくなる。従って、処理部３００において、合成検出信号の信号レベルの検出に対するダイナミックレンジを十分に確保できるため、各検出素子２４０において得られる微小な検出信号を高感度で再生できる。
【００７２】
次に、駆動行列Ｄの逆行列Ｄ−１から信号レベル行列Ｃを算出する方法について説明する。
【００７３】
式６に示すように、駆動行列Ｄの逆行列Ｄ−１と、合成検出信号行列Ａとの積によって、各検出位置２３０の静電容量に対応した信号レベル行列Ｃが算出される。
【００７４】
【数６】
0006410699.tif 000007
【００７５】
逆行列Ｄ−１から算出される信号レベル行列Ｃの要素を、最終的な検出信号の信号レベルとして採用してもよい。ただし、逆行列Ｄ−１が「０」を多く含む場合、「０」を乗じた検出信号が計算に使用されないため、ノイズ低減効果が小さくなる。そのため、本実施形態では、以下のように、０の要素が少なく、正極性の数と負極性の数が近い拡張逆行列Ｅ−１が使用される。
【００７６】
なお、逆行列Ｄ−１が、「０」と「１種類の数」のみから構成される場合、または、「０」と「１種類の数」と「その１種類の数の正負を入れ替えた数」とのみから構成される場合、その「１種類の数」の逆数を逆行列Ｄ−１に乗じた行列を逆行列Ｄ−１の代わりに使用してもよい。その場合、算出された行列にその「１種類の数」を乗じた行列が、信号レベル行列Ｃとなる。例えば、逆行列Ｄ−１が「０」と「１／６」とから構成される場合、逆行列Ｄ−１に６を乗じることで、すべての要素が、「０」と「１」とのいずれかで表されるため、計算が簡略化される。
【００７７】
次に、拡張逆行列Ｅ−１から、検出信号の信号レベル行列Ｃに対応した、低ノイズ信号レベル行列Ｚを算出する方法ついて説明する。
【００７８】
低ノイズ信号レベル行列Ｚは、逆行列Ｄ−１から導出されないため、信号レベル行列Ｃのように各検出位置２３０の検出信号の信号レベルを直接反映するものではない。しかし、本実施形態で説明するように、低ノイズ信号レベル行列Ｚの要素は、検出信号の信号レベルからノイズを低減した値を表すため、各検出位置２３０の静電容量の変化をより正確に表す。
【００７９】
あらかじめ、式７に示すような、Ｎ行Ｎ列の拡張逆行列Ｅ−１を作成しておく。拡張逆行列Ｅ−１は、逆行列Ｄ−１から導出される行列である。拡張逆行列Ｅ−１を使用すると、逆行列Ｄ−１と類似した計算で低ノイズ信号レベル行列Ｚを算出することができる。拡張逆行列Ｅ−１の作成方法については後で説明する。
【００８０】
【数７】
0006410699.tif 000008
【００８１】
式８のようなＮ行１列の行列を再生信号レベル行列Ｒとする。再生信号レベル行列Ｒは、拡張逆行列Ｅ−１と合成検出信号行列Ａとの積によって算出される。再生信号レベル行列Ｒの要素は、再生信号レベルと呼ばれる。信号レベル行列Ｃの要素と再生信号レベル行列Ｒの要素とのうち、同じ添え字をもつ要素は、同じ検出位置２３０に対応する。
【００８２】
【数８】
0006410699.tif 000009
【００８３】
式９のようなＮ行１列の行列を補正信号レベル行列Ｂとする。補正信号レベル行列Ｂは、再生信号レベル行列Ｒの各要素を共通の補正係数ｋで除算することによって算出される。補正信号レベル行列Ｂの要素は、補正信号レベルと呼ばれる。信号レベル行列Ｃの要素と補正信号レベル行列Ｂの要素とのうち、同じ添え字をもつ要素は、同じ検出位置２３０に対応する。
【００８４】
【数９】
0006410699.tif 000010
【００８５】
式１０のような、Ｎ行１列の行列を低ノイズ信号レベル行列Ｚとする。補正信号レベル行列ＢにＮ行１列のオフセット行列Ｆを加えると、低ノイズ信号レベル行列Ｚが求められる。低ノイズ信号レベル行列Ｚの要素は、低ノイズ信号レベルと呼ばれる。信号レベル行列Ｃの要素と低ノイズ信号レベル行列Ｚの要素とのうち、同じ添え字をもつ要素は、同じ検出位置２３０に対応する。オフセット行列Ｆの算出方法については後で説明する。
【００８６】
【数１０】
0006410699.tif 000011
【００８７】
低ノイズ信号レベル行列Ｚの要素間の相対的関係は、信号レベル行列Ｃの要素間の相対的関係に似ている。しかし、低ノイズ信号レベル行列Ｚは、信号レベル行列Ｃよりもノイズの影響が少ないという点において、各検出位置２３０の静電容量の変化をより正確に表している。なお、値の相対的な関係が分かればよいのであれば、低ノイズ信号レベル行列Ｚを算出せずに、補正信号レベル行列Ｂがそのまま使用されてもよい。
【００８８】
（駆動行列、拡張逆行列、補正係数及びオフセット行列の決定）
次に、駆動行列、拡張逆行列、補正係数及びオフセット行列をどのように決定するか説明する。
【００８９】
（ペイリー法）
ペイリー法に基づくＮ行Ｎ列の駆動行列Ｄは、一群の検出位置２３５を構成する検出位置２３０の数Ｎが素数である場合に作成可能である。ペイリー法に基づく駆動行列Ｄは、ペイリー法によって生成されるアダマール行列Ｈの部分行列である。アダマール行列Ｈは、要素が１と−１とのいずれかであり、各行が互いに直交である正方行列である。アダマール行列Ｈの任意の２つの行は、互いに垂直なベクトルを表し、ｎ次のアダマール行列Ｈは、ｎ×ｎの単位行列Ｉｎを用いると、式１１の性質を満たす。
【００９０】
【数１１】
0006410699.tif 000012
【００９１】
ペイリー法は、任意の素数ｑに対して（ｑ＋１）次のアダマール行列Ｈを生成する方法である。アダマール行列Ｈは、行数及び列数のいずれもＮより大きく、Ｎに最も近いものが選ばれる。ペイリー法に基づく駆動行列Ｄは、アダマール行列Ｈから、行内の和の絶対値が最も大きい行と、列内の和の絶対値が最も大きい列とを除いた部分行列である。検出位置２３０の個数が素数である場合、ペイリー法によって生成されるアダマール行列Ｈから１つの行と１つの列とを除去することにより、駆動行列Ｄが作成される。
【００９２】
例えば、Ｎ＝１１の場合、式１２に示す１２次のアダマール行列Ｈが使用される。
【００９３】
【数１２】
0006410699.tif 000013
【００９４】
行内の和の絶対値が最大となる１行目と、列内の和の絶対値が最大となる１列目とを除くと、式１３に示す駆動行列Ｄが得られる。
【００９５】
【数１３】
0006410699.tif 000014
【００９６】
式１４は、Ｎ＝１１の駆動行列Ｄの逆行列Ｄ−１に６を乗じた行列を示す。逆行列Ｄ−１自体が分数「１／６」を含むが、式１４では、見やすくするため６を乗じている。
【００９７】
【数１４】
0006410699.tif 000015
【００９８】
逆行列Ｄ−１において、「０」より大きい要素を「１」に置き換え、「０」以下の要素を「−１」に置き換えると、拡張逆行列Ｅ−１が得られる。式１５は、Ｎ＝１１の場合の拡張逆行列Ｅ−１である。Ｎ＝１１の場合、補正係数ｋは６である。補正係数ｋは、例えば、逆行列Ｄ−１に含まれる分数の逆数が選択される。
【００９９】
【数１５】
0006410699.tif 000016
【０１００】
図２のグラフ４００は、式１３で示される例示的なＮ＝１１の駆動行列Ｄに対応しており、逆行列Ｄ−１を使用して算出された例示的な検出信号の信号レベルのグラフ４０１と、拡張逆行列Ｅ−１を使用して算出された例示的な補正信号レベルのグラフ４０２とを示す。横軸は、駆動行列Ｄの列の違いに相当し、検出位置２３０の違いを示す。検出位置（５）〜検出位置（７）付近の大きな山は、指が接触している位置を表す。
【０１０１】
グラフ４０２を上下方向に移動させるとグラフ４０１に近い形状となることが経験的にわかっている。その移動量は、オフセット行列Ｆの各要素に対応し、検出位置２３０にかかわらず概ね一定である。従って、ペイリー法に基づく駆動行列Ｄを使用する場合、オフセット行列Ｆの各要素は、略一定のオフセットｆで近似できる。オフセットｆは、例えば、式１６のように、各位置における検出信号の信号レベルと補正信号レベルとの差の平均である。この演算は、式６により算出された信号レベル行列Ｃと補正信号レベル行列Ｂとの差の行列におけるＮ個の要素の平均を求める演算に相当する。なお、オフセット行列Ｆの各要素は、検出位置２３０ごとに変更してもよく、他の方法により決定してもよい。オフセットｆをすべて０として、補正信号レベル行列Ｂを操作体の検出に使用してもよい。
【０１０２】
【数１６】
0006410699.tif 000017
【０１０３】
（Ｍ系列）
Ｍ系列に基づくＮ行Ｎ列の駆動行列Ｄは、１行Ｎ列の基準となる行列を異なる量だけ巡回シフトして得られるＮ個の行列を、行方向に組み合わせたものである。基準となる行列の要素は、Ｍ系列と呼ばれる数列である。
【０１０４】
Ｍ系列の数列を決めるには、まず、次の第１条件及び第２条件を満たす整数Ｐ及び整数Ｑを選択する。第１条件は、Ｐ＞Ｑであることである。第２条件は、任意の数ｘについて多項式ｘＰ＋ｘＱ＋１が既約多項式となることである。既約多項式とは、それ以上因数分解ができない多項式である。
【０１０５】
Ｍ系列の数列は、「０」と「１」とのいずれかで構成される。Ｍ系列の数列の、Ｗ番目の値をｘＷと表す。Ｗは０から１ずつ増加する。ｘ０からｘＰ−１は、初期値として任意に定める。初期値には「０」と「１」とが両方含まれる。式１７の線形漸化式に示すように、ｘＷは、ｘＷ−ＰとｘＷ−Ｑとの排他的論理和によって求まる。
【０１０６】
【数１７】
0006410699.tif 000018
【０１０７】
Ｍ系列の数列は、（２Ｐ−１）個単位で循環する。基準となる行列は、１巡分の（２Ｐ−１）個の数列だけを利用する。従って、一群の検出位置２３５を構成する検出位置２３０の数Ｎとの関係において、Ｎ＝２Ｐ−１を満たす必要がある。
【０１０８】
ｘ０からｘＮ−１を左から右に順に並べて得られる１行Ｎ列の行列において、「０」を「−１」に変換し、「１」を維持したものが、基準となる行列である。基準となる行列を０からＮ−１までの異なる量だけ巡回シフトして得られるＮ個のシフト行列を、行方向に連結すると、Ｎ行Ｎ列の駆動行列Ｄが得られる。右方向に１つ巡回シフトする場合、一番右の要素を一番左に追加して、全体を右に１つずらす。左方向に１つ巡回シフトする場合、一番左の要素を一番右に追加して、全体を左に１つずらす。
【０１０９】
１つの駆動行列Ｄの全行が、基準となる行列を左方向に異なる量だけ巡回シフトして得られるシフト行列の集合であるか、基準となる行列を右方向に異なる量だけ巡回シフトして得られるシフト行列の集合である。１つの駆動行列Ｄにおいて、シフト行列は、シフトの量の大きさの順に並んでいることが好ましい。
【０１１０】
作成された駆動行列Ｄを見たとき、次のようにも説明できる。駆動行列Ｄは、Ｎ行Ｎ列である。駆動行列Ｄは、１行Ｎ列の基準となる行列を０からＮ−１までの異なる量だけ巡回シフトして得られるＮ個のシフト行列を行方向に組み合わせたものである。整数Ｐと整数Ｑとが、Ｐ＞Ｑと、任意の数ｘについて多項式ｘＰ＋ｘＱ＋１が既約多項式であることと、を満たすように選択される。Ｎ＝２Ｐ−１である。基準となる行列の要素を順に０番目の要素から（Ｎ−１）番目の要素と呼ぶとき、基準となる行列において、０番目の要素から（Ｐ−１）番目の要素が、「１」と「−１」とのいずれかであり、０番目の要素から（Ｐ−１）番目の要素に、「１」と「−１」とがいずれも含まれ、（Ｗ−Ｐ）番目の要素と（Ｗ−Ｑ）番目の要素とが同じ場合には、Ｗ番目の要素が「−１」であり、（Ｗ−Ｐ）番目の要素と（Ｗ−Ｑ）番目の要素とが異なる場合には、Ｗ番目の要素が「１」である。
【０１１１】
駆動行列Ｄの逆行列Ｄ−１において、「０」より大きい要素を「１」に置き換え、「０」以下の要素を「−１」に置き換えると、拡張逆行列Ｅ−１が得られる。オフセット行列Ｆは、ペイリー法に基づく駆動行列Ｄの場合と同様に算出される。
【０１１２】
式１８は、Ｎ＝１５の場合の例示的な駆動行列Ｄである。一番上の１行Ｎ列の部分行列が、基準となる行列であり、シフト量が０のシフト行列でもある。各行は、１つ上の行列を左方向に１つシフトして得られるシフト行列である。
【０１１３】
【数１８】
0006410699.tif 000019
【０１１４】
式１９は、式１８に対応した例示的な拡張逆行列Ｅ−１である。式１９の場合、補正係数ｋは１６である。補正係数ｋは、例えば、逆行列Ｄ−１に含まれる分数の逆数が選択される。
【０１１５】
【数１９】
0006410699.tif 000020
【０１１６】
図３のグラフ４１０は、式１８で示される例示的なＮ＝１５の駆動行列Ｄに対応しており、逆行列Ｄ−１を使用して算出された例示的な検出信号の信号レベルのグラフ４１１と、拡張逆行列Ｅ−１を使用して算出された例示的な補正信号レベルのグラフ４１２とを示す。横軸は、駆動行列Ｄの列の違いに相当し、検出位置２３０の違いを示す。検出位置（５）〜検出位置（７）付近の大きな山は、指が接触している位置を表す。
【０１１７】
グラフ４１２を上下方向に移動させるとグラフ４１１に近い形状となることが経験的にわかっている。その移動量は、オフセット行列Ｆの各要素に対応し、検出位置２３０にかかわらず概ね一定である。従って、Ｍ系列に基づく駆動行列Ｄを使用する場合、オフセット行列Ｆの各要素は、略一定のオフセットｆで近似できる。オフセットｆは、式１６のように、各位置における検出信号の信号レベルと補正信号レベルとの差の平均である。なお、オフセット行列Ｆの各要素は、検出位置２３０ごとに変更してもよく、他の方法により決定してもよい。オフセットｆをすべて０として、補正信号レベル行列Ｂを操作体の検出に使用してもよい。
【０１１８】
（３値符号）
３値符号に基づくＮ行Ｎ列の駆動行列Ｄは、１行Ｎ列の第１部分行列と、（Ｎ−１）行Ｎ列の第２部分行列とを含む。第１部分行列は、「１」又は「−１」である１つの要素と、「０」である（Ｎ−１）個の要素とをもつ。第２部分行列は、いずれの行の要素の和も「０」である。第２部分行列は、（Ｎ−１）行（Ｎ−１）列の部分行列である主部分行列をもつ。主部分行列において、いずれの行の要素の和も「１」又は「−１」である。主部分行列は、例えば、ペイリー法に基づく駆動行列Ｄ、Ｍ系列に基づく駆動行列Ｄと同じである。
【０１１９】
言い換えると、まず、ペイリー法に基づく駆動行列ＤとＭ系列に基づく駆動行列Ｄとのいずれかを主部分行列とする。次に、主部分行列の左に（Ｎ−１）行１列の部分行列を付加して、（Ｎ−１）行Ｎ列の第２部分行列を作成する。次に、第２部分行列において、いずれの行の要素の和も「０」となるように、主部分行列以外の要素を設定する。次に、第２部分行列の上に１行Ｎ列の第１部分行列を付加する。第１部分行列において、１つの要素を「１」又は「−１」に設定し、他の（Ｎ−１）の要素を「０」に設定する。
【０１２０】
第１部分行列において、「１」又は「−１」に設定される要素は、一番端の要素であることが好ましい。第１部分行列において、「１」又は「−１」に設定される要素の列は、第２部分行列において主部分行列に重ならない列と同じであることが好ましい。
【０１２１】
駆動行列Ｄの逆行列Ｄ−１において、「０」より大きい要素を「１」に置き換え、「０」以下の要素を「−１」に置き換えると、拡張逆行列Ｅ−１が得られる。このように設定することにより、再生信号レベル行列Ｒを計算する際に、拡張逆行列Ｅ−１と合成検出信号行列Ａとの積を、合成検出信号行列Ａの要素の和と差によって行えるため、他の数字が含まれる場合に比べて計算が簡略化される。
【０１２２】
補正係数ｋは、４×ｒｏｕｎｄ（（Ｎ−１）／４）で算出される。ｒｏｕｎｄ（（Ｎ−１）／４）は、（（Ｎ−１）／４）を小数第１位で四捨五入することを意味する。
【０１２３】
式２０は、Ｎ＝１６の場合の例示的な駆動行列Ｄの例である。式２０の例では、右下の１５行１５列の部分行列が主部分行列であり、Ｎ＝１５の場合のＭ系列に基づく駆動行列に等しい。
【０１２４】
【数２０】
0006410699.tif 000021
【０１２５】
式２０の例では、１行目の極性パターンにおける正極性「１」の数は０個、負極性「−１」の数は１個、いずれでもない「０」は１５個であり、要素の和は「−１」である。２行目以降の極性パターンにおける正極性「１」の数は８個、負極性「−１」の数は８個、いずれでもない「０」は０個であり、要素の和は「０」である。すなわち、極性パターンに含まれる正極性の数と負極性の数が近い。
【０１２６】
式２１は、式２０の拡張逆行列Ｅ−１である。
【０１２７】
【数２１】
0006410699.tif 000022
【０１２８】
式２２は、Ｎ＝２０の場合の例示的な駆動行列Ｄである。式２２の例では、右下の１９行１９列の部分行列が主部分行列であり、Ｎ＝１９の場合のペイリー法に基づく駆動行列に等しい。
【０１２９】
【数２２】
0006410699.tif 000023
【０１３０】
式２２の例では、１行目の極性パターンでは、正極性「１」の数は０個、負極性「−１」の数は１個、いずれでもない「０」は１９個であり、要素の和は「−１」である。２行目以降の極性パターンでは、正極性「１」の数は１０個、負極性「−１」の数は１０個、いずれでもない「０」は０個であり、要素の和は「０」である。すなわち、極性パターンに含まれる正極性の数と負極性の数が近い。
【０１３１】
式２３は、式２２の拡張逆行列Ｅ−１である。
【０１３２】
【数２３】
0006410699.tif 000024
【０１３３】
図４のグラフ４２０は、式２０で示される例示的なＮ＝１６の駆動行列Ｄに対応しており、逆行列Ｄ−１を使用して算出された例示的な検出信号の信号レベルのグラフ４２１と、拡張逆行列Ｅ−１を使用して算出された例示的な補正信号レベルのグラフ４２２とを示す。
【０１３４】
図５のグラフ４３０は、式２２で示される例示的なＮ＝２０の駆動行列Ｄに対応しており、逆行列Ｄ−１を使用して算出された例示的な検出信号の信号レベルのグラフ４３１と、拡張逆行列Ｅ−１を使用して算出された例示的な補正信号レベルのグラフ４３２とを示す。
【０１３５】
図４のグラフ４２０及び図５のグラフ４３０において、横軸は、駆動行列Ｄの列の違いに相当し、検出位置２３０の違いを示す。図４の検出位置（５）〜検出位置（７）付近の大きな山、並びに、図５の検出位置（５）〜検出位置（７）及び検出位置（１８）〜検出位置（１９）付近の大きな山は、指が接触している位置を表す。
【０１３６】
図４のグラフ４２２を上下方向に移動させるとグラフ４２１に近い形状となり、図５のグラフ４３２を上下方向に移動させるとグラフ４３１に近い形状となることが経験的にわかっている。その移動量は、オフセット行列Ｆの各要素に対応し、検出位置２３０にかかわらず概ね一定である。従って、３値符号に基づく駆動行列Ｄを使用する場合、オフセット行列Ｆの各要素は、略一定のオフセットｆで近似できる。オフセットｆは、式１６のように、各位置における検出信号の信号レベルと補正信号レベルとの差の平均である。なお、オフセット行列Ｆの各要素は、検出位置２３０ごとに変更してもよく、他の方法により決定してもよい。オフセットｆをすべて０として、補正信号レベル行列Ｂを操作体の検出に使用してもよい。
【０１３７】
ペイリー法に基づく駆動行列Ｄ及びＭ系列に基づく駆動行列Ｄを作成できるＮの値は、限られている。しかし、数（Ｎ−１）においてペイリー法に基づく駆動行列Ｄ及びＭ系列に基づく駆動行列Ｄが作成できるのであれば、Ｎにおいて３値符号に基づく駆動行列Ｄが作成できる。すなわち、３値符号に基づく駆動行列Ｄを採用することより、駆動行列Ｄを作成できるＮのバリエーションが広がる。
【０１３８】
（１ｈｏｔ＋３値符号）
１ｈｏｔ＋３値符号に基づくＮ行Ｎ列の駆動行列Ｄは、Ｍ行Ｍ列の中間部分行列を含む。中間部分行列は、上述した３値符号に基づく駆動行列である。駆動行列Ｄのうち、中間部分行列に重ならない全ての１行Ｎ列の部分行列それぞれが、「１」又は「−１」である１つの要素と、「０」である（Ｎ−１）個の要素とをもつ。駆動行列Ｄのうち、中間部分行列に重ならない全てのＮ行１列の部分行列それぞれが、「１」又は「−１」である１つの要素と、「０」である（Ｎ−１）個の要素とをもつ。ＮとＭとの差は１に限らず、２以上であってもよい。
【０１３９】
駆動行列Ｄは、３値符号に基づく駆動行列に等しい中間部分行列をもつ。前述のとおり、３値符号に基づく駆動行列は、第１部分行列を含むため、１ｈｏｔ＋３値符号に基づく駆動行列Ｄの中間部分行列も、第１部分行列を含む。１ｈｏｔ＋３値符号に基づく駆動行列Ｄにおいて、第１部分行列を含む１行Ｎ列の部分行列を第３部分行列と呼ぶ。前述のとおり、第１部分行列は、「１」又は「−１」である１つの要素と、「０」である（Ｍ−１）個の要素とをもつ。第３部分行列のうち、第１部分行列ではない要素は「０」である。従って、第３部分行列は、「１」又は「−１」である１つの要素と、「０」である（Ｎ−１）個の要素とを含む。
【０１４０】
第３部分行列のうち「１」又は「−１」である１つの要素に対応した検出位置２３０を参照位置と呼ぶ。第３部分行列が極性パターンとして適用されると、参照位置の検出信号のみが合成検出信号に加算される。すなわち、合成検出信号から極性を除けば、直接、参照位置の検出信号の信号レベルを取得できる。さらに、参照位置の検出信号は、中間部分行列を含む行列に対応した極性パターンが適用されるときにも、合成検出信号に加算される。この性質は、後述のオフセット値の算出で利用される。
【０１４１】
中間部分行列に重ならない１行Ｎ列の部分行列を、１ｈｏｔ部分行列と呼ぶ。１ｈｏｔ部分行列の「１」又は「−１」の要素に対応した１つの検出位置２３０を、１ｈｏｔ検出位置と呼ぶ。各１ｈｏｔ部分行列が極性パターンとして適用されたとき、１ｈｏｔ検出位置の検出信号のみが合成検出信号に加算される。１ｈｏｔ検出位置の検出信号は、中間部分行列を含む行列に対応した極性パターンが適用されるときには、ゼロとなって合成検出信号に加算されない。
【０１４２】
本発明の一実施形態において、全ての１ｈｏｔ部分行列は、主部分行列に対して同じ側に位置する。なお、本発明の他の実施形態では、一部の１ｈｏｔ部分行列と他の１ｈｏｔ部分行列とが、主部分行列に対して異なる側に位置してもよい。
また、本発明の一実施形態では、駆動行列Ｄにおける中間部分行列以外の要素のうち「０」でない要素（「１」又は「−１」）は、すべて１つの対角線上に配置される要素、すなわち対角要素である。
更に、本発明の一実施形態では、駆動行列Ｄにおける中間部分行列以外の要素のうち「０」でない要素はすべて「１」であるか、又は、すべて「−１」である。
【０１４３】
駆動行列Ｄの逆行列Ｄ−１において、「０」より大きい要素を「１」に置き換え、「０」以下の要素を「−１」に置き換えると、拡張逆行列Ｅ−１が得られる。このように設定することにより、再生信号レベル行列Ｒを計算する際に、拡張逆行列Ｅ−１と合成検出信号行列Ａとの積を、合成検出信号行列Ａの要素の和と差によって行えるため、他の数字が含まれる場合に比べて計算が簡略化される。
【０１４４】
補正係数ｋは、４×ｒｏｕｎｄ（（Ｎ−１）／４）で算出される。ｒｏｕｎｄ（（Ｎ−１）／４）は、（（Ｎ−１）／４）を小数第１位で四捨五入することを意味する。
【０１４５】
なお、１ｈｏｔ＋３値符号に基づく駆動行列Ｄを用いる場合は、補正係数ｋの除算の方法が、これまで説明した３値符号等の駆動行列Ｄを用いる場合と異なる。すなわち、補正係数ｋの除算は、再生信号レベル行列Ｒに含まれるＮ個の要素のうち、Ｍ行Ｍ列の中間部分行列に対応したＭ個の要素に限定して行われる。
【０１４６】
式２４は、Ｎ＝１７の場合の例示的な駆動行列Ｄの例である。式２４の例では、右下の１６行１６列の部分行列が、中間部分行列である。中間部分行列は、３値符号に基づく駆動行列に等しい。中間部分行列のうち、右下の１５行１５列の部分行列が、３値符号に基づく駆動行列の主部分行列である。主部分行列は、Ｎ＝１５の場合のＭ系列に基づく駆動行列に等しい。駆動行列Ｄの一番左の列から右に向かって、順に、検出位置（１）〜検出位置（１７）と呼ぶ。一番上の行が、１ｈｏｔ部分行列に該当する。上から２番目の行が、第３部分行列に該当する。従って、検出位置（２）が参照位置となる。
【０１４７】
【数２４】
0006410699.tif 000025
【０１４８】
式２４の例では、１行目及び２行目の極性パターンにおいて正極性「１」の数は１個、負極性「−１」の数は０個、いずれでもない「０」は１６個であり、要素の和は「１」である。３行目以降の極性パターンでは、正極性「１」の数は８個、負極性「−１」の数は８個、いずれでもない「０」は１個であり、要素の和は「０」である。すなわち、極性パターンに含まれる正極性の数と負極性の数が近い。
【０１４９】
式２５は、式２４の拡張逆行列Ｅ−１である。
【０１５０】
【数２５】
0006410699.tif 000026
【０１５１】
式２６は、Ｎ＝２１の場合の例示的な駆動行列Ｄの例である。式２６の例では、右下の２０行２０列の部分行列が、中間部分行列である。中間部分行列は、３値符号に基づく駆動行列に等しい。中間部分行列のうち、右下の１９行１９列の部分行列が、３値符号に基づく駆動行列の主部分行列である。主部分行列は、Ｎ＝１９の場合のペイリー法に基づく駆動行列に等しい。駆動行列Ｄの一番左の列から右に向かって、順に、検出位置（１）〜検出位置（２１）と呼ぶ。一番上の行が、１ｈｏｔ部分行列に該当する。上から２番目の行が、第３部分行列に該当する。従って、検出位置（２）が参照位置となる。
【０１５２】
【数２６】
0006410699.tif 000027
【０１５３】
式２６の例では、１行目及び２行目の極性パターンでは、正極性「１」の数は１個、負極性「−１」の数は０個、いずれでもない「０」は２０個であり、要素の和は「１」である。３行目以降の極性パターンでは、正極性「１」の数は１０個、負極性「−１」の数は１０個、いずれでもない「０」は０個であり、要素の和は「０」である。すなわち、極性パターンに含まれる正極性の数と負極性の数が近い。
【０１５４】
式２７は、式２６の拡張逆行列Ｅ−１である。
【０１５５】
【数２７】
0006410699.tif 000028
【０１５６】
図６のグラフ４４０は、Ｎ＝１７の場合の式２４の例示的な駆動行列Ｄに対応しており、逆行列Ｄ−１を使用して算出された例示的な検出信号の信号レベルのグラフ４４１と、拡張逆行列Ｅ−１を使用して算出された例示的な補正信号レベルのグラフ４４２と、グラフ４４２からグラフ４４１を引いた差のグラフ４４３とを示す。
【０１５７】
図７のグラフ４５０は、Ｎ＝２１の場合の式２６の例示的な駆動行列Ｄに対応しており、逆行列Ｄ−１を使用して算出された例示的な検出信号の信号レベルのグラフ４５１と、拡張逆行列Ｅ−１を使用して算出された例示的な補正信号レベルのグラフ４５２と、グラフ４５２からグラフ４５１を引いた差のグラフ４５３とを示す。
【０１５８】
図６のグラフ４４０及び図７のグラフ４５０において、横軸は、駆動行列Ｄの列の違いに相当し、検出位置２３０を示す。図６の検出位置（５）〜検出位置（７）付近の大きな山、並びに、図７の検出位置（５）〜検出位置（７）及び検出位置（１８）〜検出位置（２０）付近の大きな山は、指が接触している位置を表す。
【０１５９】
図６の差のグラフ４４３及び図７の差のグラフ４５３に示すように、逆行列Ｄ−１を使用して算出された検出信号の信号レベルと、拡張逆行列Ｅ−１を使用して算出された補正信号レベルとの差は、検出位置（１）では略０であるが、他の検出位置では略一定のある大きさをもつ。
【０１６０】
図６の検出位置（１）及び図７の検出位置（１）は、１ｈｏｔ検出位置に該当する。検出位置（１）の検出信号は、１ｈｏｔ部分行列に対応した極性パターンが適用されるときのみ合成検出信号に加算され、他の極性パターンが適用されるときには合成検出信号に加算されない。
【０１６１】
図６のグラフ４４２のうち検出位置（１）以外の検出位置に対応した部分を、共通のオフセット値だけ上方に移動させるとグラフ４４１に近い形状になる。図７では、グラフ４５２のうち検出位置（１）以外の検出位置に対応した部分を、共通のオフセット値だけ上方に移動させるとグラフ４５１に近い形状になる。
【０１６２】
この移動は、オフセット行列Ｆの要素のうち、検出位置（１）に対応した要素を０に設定し、他の検出位置に対応した要素を共通のオフセット値に設定することで実現される。検出位置（２）における、逆行列Ｄ−１を使用して算出された検出信号の信号レベルと、拡張逆行列Ｅ−１を使用して算出された補正信号レベルとの差は、簡単に計算できるため、この検出位置（２）における差を共通のオフセット値として使用することが好ましい。
【０１６３】
検出位置（２）は、参照位置である。前述のとおり、駆動行列Ｄのうちの第３部分行列に対応した極性パターンが適用されると、合成検出信号として、参照位置における検出信号が得られる。この参照位置における検出信号の信号レベルを第１値と呼ぶ。第１値は、逆行列Ｄ−１を使用して算出された検出位置（２）における検出信号の信号レベルとして使用する。一方、拡張逆行列Ｅ−１を使用して算出された検出位置（２）における補正信号レベルを第２値とする。第１値から第２値を引いた値をオフセット値とする。
【０１６４】
図６の場合、１ｈｏｔ検出位置である検出位置（１）以外の、検出位置（２）〜検出位置（１７）の補正信号レベルに、オフセット値が加算される。図７の場合、１ｈｏｔ検出位置である検出位置（１）以外の、検出位置（２）〜検出位置（１７）の補正信号レベルに、オフセット値が加算される。この方法によれば、参照位置における検出信号の信号レベルを取得する際に、逆行列Ｄ−１を使用して計算する必要がないため、処理が簡単である。なお、本発明の他の実施形態では、１ｈｏｔ検出位置である検出位置（１）の補正信号レベルからオフセット値を減算してもよい。この方法でも、検出位置（１）の補正信号レベルと検出位置（２）〜検出位置（１７）の補正信号レベルとの相対的なオフセット値の差を解消することができる。
【０１６５】
ペイリー法に基づく駆動行列Ｄ及びＭ系列に基づく駆動行列Ｄを作成できるＮの値は、限られている。しかし、数（Ｎ−１）においてペイリー法に基づく駆動行列Ｄ及びＭ系列に基づく駆動行列Ｄが作成できるのであれば、Ｎにおいて３値符号に基づく駆動行列Ｄが作成できる。さらに、１ｈｏｔ＋３値符号に基づく駆動行列Ｄは、３値符号に基づく駆動行列を元にして任意の数Ｎに対する駆動行列Ｄを作成できる。すなわち、駆動行列Ｄを作成できるＮのバリエーションが広がる。
【０１６６】
（駆動方法）
次に、図８のフロー５００を参照して、制御部３１０の制御による合成検出信号の生成処理について説明する。制御部３１０は、記憶部３３０に記憶されたプログラムを実行することにより、センサ部２００を制御しながら、本実施形態の合成検出信号の生成処理を実行する。
【０１６７】
まず、制御部３１０は、ステップ５０１において、同数の検出位置２３０をもつ１以上の一群の検出位置２３５に対応した一群の合成検出信号を生成するように、センサ部２００を制御する。
【０１６８】
制御部３１０は、まず、図１の第１検出部２６０ａにおいて、一群の合成検出信号を生成させる。第１検出部２６０ａに属する検出位置２３０の数Ｎは１１であるため、極性パターンは、Ｎ＝１１の場合の駆動行列Ｄに基づいて決定される。Ｎは、他の数であってもよい。
【０１６９】
前述の制約を満たす限り、駆動行列Ｄは、ペイリー法、Ｍ系列、３値符号及び１ｈｏｔ＋３値符号のいずれに基づいたものであってもよい。ペイリー法に基づく駆動行列Ｄ及びＭ系列に基づく駆動行列Ｄを作成できる数Ｎは、限られている。しかし、数（Ｎ−１）においてペイリー法に基づく駆動行列Ｄ及びＭ系列に基づく駆動行列Ｄが作成できるのであれば、数Ｎにおいて３値符号に基づく駆動行列Ｄが作成できる。さらに、１ｈｏｔ＋３値符号に基づく駆動行列Ｄは、３値符号に基づく駆動行列を元にして任意の数Ｎに対する駆動行列Ｄを作成できる。
【０１７０】
制御部３１０は、駆動行列Ｄの、１行目により示される極性パターンから、Ｎ行目により示される極性パターンまでを、順に駆動部２７０に伝達する。駆動行列Ｄの列は、それぞれ、図１の第１駆動電極２１０ａから第１１の駆動電極２１０ｋに対応する。駆動部２７０は、１つの極性パターンごとに１回の駆動を行い、合計Ｎ回の駆動を行う。信号再生部３２０は、１回の駆動ごとに、１回分の合成検出信号を記憶部３３０に記憶させ、合計Ｎ個の合成検出信号を記憶部３３０に記憶させる。
【０１７１】
次に、制御部３１０は、ステップ５０２において、一群の合成検出信号を生成していない一群の検出位置が残っていると判定した場合、ステップ５０１に戻って、残っている一群の検出位置のいずれかに対して、一群の合成検出信号を生成させる。制御部３１０は、ステップ５０２において、一群の合成検出信号を生成していない一群の検出位置が残っていないと判定した場合、処理を終える。
【０１７２】
制御部３１０は、第１検出部２６０ａにおいて一群の合成検出信号を生成させた後、第２検出部２６０ｂにおいて一群の合成検出信号を生成させる。第２検出部２６０ｂに属する検出位置２３０の数Ｎは７であるため、極性パターンは、Ｎ＝７の場合の駆動行列Ｄに基づいて決定される。Ｎは、他の数であってもよい。前述の制約を満たす限り、駆動行列Ｄは、ペイリー法、Ｍ系列、３値符号及び１ｈｏｔ＋３値符号のいずれに基づく駆動行列Ｄであってもよい。
【０１７３】
制御部３１０は、駆動行列Ｄの、１行目により示される極性パターンから、Ｎ行目により示される極性パターンまでを、順に駆動部２７０に伝達する。駆動行列Ｄの列は、それぞれ、図１の第３駆動電極２１０ｃから第９駆動電極２１０ｉに対応する。駆動部２７０は、１つの極性パターンごとに１回の駆動を行い、合計Ｎ回の駆動を行う。制御部３１０は、１回の駆動ごとに、１回分の合成検出信号を記憶部３３０に記憶させ、合計Ｎ個の合成検出信号を記憶部３３０に記憶させる。
【０１７４】
図１では検出部２６０の数を２つとしているが、検出部２６０の数は、１つでも、３以上でもよい。複数の検出部２６０が同数の検出位置２３０をもっていてもよい。１つの検出部２６０に属する検出位置２３０は、本実施形態に示す数以外であってもよい。同数の検出位置２３０をもつ複数の一群の検出位置２３５に、同時に一群の合成検出信号を生成させてもよいし、別々に一群の合成検出信号を生成させてもよい。
【０１７５】
次に、図９のフロー６００を参照して、信号再生部３２０の信号再生処理について説明する。処理部３００は、記憶部３３０に記憶されたプログラムを実行することにより、本実施形態の信号再生処理を実行する。
【０１７６】
信号再生処理は、一群の検出位置２３５ごとに行われる。信号再生処理により、１つの一群の検出位置２３５に含まれる各検出位置２３０の検出信号の信号レベルが算出される。図１に示す入力装置１００では、第１合成検出信号生成部２５０ａから出力される一群の合成検出信号に基づいて、第１の一群の検出位置２３５ａに含まれる各検出位置２３０の検出信号の信号レベルが算出され、次に、第２合成検出信号生成部２５０ｂから出力される一群の合成検出信号に基づいて、第２の一群の検出位置２３５ｂに含まれる各検出位置２３０の検出信号の信号レベルが算出される。なお、複数の一群の合成検出信号に対してどのような順番で信号再生処理を適用してもよい。
【０１７７】
まず、信号再生部３２０は、ステップ６０１において、制御部３１０の制御によって生成された一群の合成検出信号を、記憶部３３０から取得する。
【０１７８】
次に、信号再生部３２０は、ステップ６０２において、第１信号再生処理を行う。第１信号再生処理では、式６に示すように、駆動行列Ｄの逆行列Ｄ−１と、記憶された一群の合成検出信号で構成される合成検出信号行列Ａとの積により、信号レベル行列Ｃが算出される。なお、計算を簡単に行うため、式６の両辺を何倍かして、逆行列Ｄ−１に含まれる分数を１に変換してもよい。信号レベル行列Ｃの各要素は、理論上、各検出位置２３０の検出信号の信号レベルを直接表すが、前述のとおりノイズが多く含まれる。なお、後のオフセット算出処理で信号レベル行列Ｃを利用しない場合、ステップ６０２で信号レベル行列Ｃを求める必要はない。
【０１７９】
次に、信号再生部３２０は、ステップ６０３において、第２信号再生処理を行う。第２信号再生処理では、まず、式８に示すように、記憶部３３０に記憶された拡張逆行列Ｅ−１と、合成検出信号行列Ａとの積により、再生信号レベル行列Ｒが算出される。次に、信号再生部３２０は、式９に示すように、再生信号レベル行列Ｒを記憶部３３０に記憶された補正係数ｋで除算することにより補正信号レベル行列Ｂを算出する。
【０１８０】
次に、信号再生部３２０は、ステップ６０４において、オフセット算出処理を行う。
【０１８１】
駆動行列Ｄが、ペイリー法、Ｍ系列及び３値符号のいずれかに基づくものである場合、信号再生部３２０は、第１信号再生処理において再生された信号レベル行列Ｃと、第２信号再生処理において再生された補正信号レベル行列Ｂとの、対応する要素の差の平均を表すオフセットｆを算出する。
【０１８２】
駆動行列Ｄが、１ｈｏｔ＋３値符号に基づくものである場合、信号再生部３２０は、まず駆動行列Ｄのうちの第３部分行列に対応した極性パターンを適用したときの合成検出信号から、参照位置における検出信号の信号レベルを第１値として取得する。次に信号再生部３２０は、第２信号再生処理において再生された補正信号レベル行列Ｂのうち、参照位置における補正信号レベルを第２値とし、第１値から第２値を引いた値をオフセット値として算出する。
【０１８３】
次に、信号再生部３２０は、ステップ６０５において、オフセット補正処理を行う。
【０１８４】
駆動行列Ｄが、ペイリー法、Ｍ系列及び３値符号のいずれかに基づくものである場合、信号再生部３２０は、次のようにオフセット補正処理を行う。すなわち、信号再生部３２０は、第２信号再生処理において再生された補正信号レベル行列Ｂのすべての要素に、オフセット算出処理で算出したオフセットｆを加算することで、低ノイズ信号レベル行列Ｚを算出する。
【０１８５】
駆動行列Ｄが、１ｈｏｔ＋３値符号に基づくものである場合、信号再生部３２０は、次のようにオフセット補正処理を行う。すなわち、信号再生部３２０は、補正信号レベル行列Ｂの要素のうち、１ｈｏｔ検出位置に対応する要素以外に、オフセット算出処理で算出されたオフセット値を加算する。
【０１８６】
本実施形態によれば、３値符号に基づく駆動行列や１ｈｏｔ＋３値符号に基づく駆動行列を使用することにより、ノイズの影響を抑えて静電容量の変化を検出できる。逆行列ではなく拡張逆行列を使用することにより、合成検出信号の和という簡単な処理で再生信号レベルを取得できる。
【０１８７】
本実施形態によれば、１ｈｏｔ＋３値符号に基づく駆動行列を使用する場合、駆動行列のうちの第３部分行列に対応した極性パターンを適用したときの合成検出信号が、参照位置における検出信号の信号レベルを表す。従って、オフセット算出処理において、逆行列を使用して検出信号の信号レベルを計算する必要がないため、処理が簡単になる。
【０１８８】
本実施形態によれば、各極性パターンに含まれる正極性の数と負極性の数とが近似するように選択されるため、合成検出信号の元となる正極性の検出信号の数と負極性の検出信号の数との差が小さい。そのため、合成検出信号の元となる正極性の検出信号の数と負極性の検出信号の数との差が大きい場合に比べると、本実施形態の合成検出信号の信号レベルは小さい。合成検出信号の信号レベルが小さいため、合成検出信号を受信する処理部３００において、合成検出信号のダイナミックレンジを十分に確保できる。従って、各検出素子２４０において得られる微小な検出信号を高感度で再生できる。
【０１８９】
合成検出信号の元となる正極性の検出信号の数と負極性の検出信号の数との差が小さいため、駆動部２７０から出力される駆動信号の極性の偏りが小さい。その結果、駆動電極２１０及び検出電極２２０からの輻射ノイズを低減できる。
【０１９０】
３値符号に基づく駆動行列及び１ｈｏｔ＋３値符号に基づく駆動行列は、ペイリー法に基づく２値の駆動行列及びＭ系列に基づく２値の駆動行列に比べて、極性パターンの極性の和が０となる部分が多い。従って、ペイリー法に基づく駆動行列及びＭ系列に基づく駆動行列を使用する場合に比べて、輻射ノイズによる影響を抑えて、より正確に静電容量の変化を検出することができる。
【０１９１】
本実施形態の３値符号に基づく駆動行列及び１ｈｏｔ＋３値符号に基づく駆動行列は、一群の検出位置２３５に含まれる検出位置２３０の数のバリエーションが、ペイリー法に基づく２値の駆動行列やＭ系列に基づく２値の駆動行列に比べて豊富であり、２値の駆動行列では対応できない検出位置２３０の数もカバーできる。従って、検出位置２３０の数や分布が異なる様々な入力装置において、ノイズの影響を抑えながら感度よく物体の近接状態を検出できる。
【０１９２】
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。
【０１９３】
例えば、上述した実施形態では、センサ部２００における駆動電極２１０の数が検出電極２２０の数より多い例を挙げているが、本発明の他の実施形態では、駆動電極の数が検出電極より少なくてもよい。駆動電極の数が少なくなることにより、信号再生部において各検出信号の再生に必要な合成検出信号の数が少なくなり、合成検出信号生成部における合成検出信号の生成回数が少なくなるため、検出信号の再生に要する時間を短くすることができる。
【０１９４】
例えば、上述した実施形態では、物体の近接状態に応じて静電容量が変化する一群の検出素子２４０（キャパシタ）の電荷を合成し、合成検出信号として出力する静電容量方式のセンサ部が用いられているが、本発明はこの例に限定されない。すなわち、本発明は、物体の近接状態に応じて物理量が変化する様々な方式の検出素子を備えた入力装置に適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１９５】
本発明は、様々な入力装置に適用可能である。例えば、検出位置の配置される検出領域が矩形ではない入力装置に適用できる。
【符号の説明】
【０１９６】
１００…入力装置、２００…センサ部、２１０ａ〜ｋ…第１〜第１１駆動電極、２２０ａ〜ｂ…第１〜第２検出電極、２３０…検出位置、２３５ａ〜ｂ…第１〜第２の一群の検出位置、２４０…検出素子、２５０ａ〜ｂ…第１〜第２合成検出信号生成部、２６０ａ〜ｂ…第１〜第２検出部、３００…処理部、３１０…制御部、３２０…信号再生部、３３０…記憶部
【図１】
0006410699.tif 000029
【図２】
0006410699.tif 000030
【図３】
0006410699.tif 000031
【図４】
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【図５】
0006410699.tif 000033
【図６】
0006410699.tif 000034
【図７】
0006410699.tif 000035
【図８】
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【図９】
0006410699.tif 000037