(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の容量性センサの静電容量を検出する静電容量検出装置であって、
静電容量を検出する複数の検出部と、
補正用キャパシタと、
前記複数の検出部と前記複数の容量性センサとを接続する経路、及び、前記複数の検出部と前記補正用キャパシタとを接続する経路に設けられたスイッチ部と、
前記補正用キャパシタの静電容量を検出する補正モードにおいて、前記複数の検出部を前記補正用キャパシタへ順番に接続し、前記複数の容量性センサの静電容量を検出する検出モードにおいて、前記複数の検出部を前記複数の容量性センサへ接続するように前記スイッチ部を制御する制御部と、
前記補正モードにおいて前記複数の検出部によりそれぞれ検出された前記補正用キャパシタの静電容量の検出値に基づいて、各検出部の検出値の相対的な誤差を示す相対誤差データを少なくとも一部の前記検出部について算出する誤差データ算出部と、
前記誤差データ算出部により算出された前記相対誤差データに基づいて、前記検出モードにおいて前記少なくとも一部の検出部により検出された前記容量性センサの静電容量の検出値を補正する補正部と
を有する静電容量検出装置。
【請求項２】
前記補正用キャパシタは、２つの静電容量を切り替え可能であり、
前記制御部は、前記補正モードにおいて、前記複数の検出部の各々が前記補正用キャパシタの前記２つの静電容量をそれぞれ検出するように前記スイッチ部及び前記補正用キャパシタを制御し、
前記誤差データ算出部は、前記補正モードにおいて前記複数の検出部によりそれぞれ検出された前記２つの静電容量の検出値に基づいて、各検出部における前記２つの静電容量の検出値の差を算出し、各検出部における当該差の相対的な違いを示す前記相対誤差データを、前記少なくとも一部の検出部について算出する、
請求項１に記載の静電容量検出装置。
【請求項３】
前記補正用キャパシタは、３以上の静電容量を切り替え可能であり、
前記制御部は、前記容量性センサの静電容量の変化範囲を示す情報を入力し、当該入力した情報に応じて前記３以上の静電容量から２つの静電容量を選択し、前記補正モードにおいて、前記複数の検出部の各々が前記選択した２つの静電容量をそれぞれ検出するように前記スイッチ部及び前記補正用キャパシタを制御する、
請求項２に記載の静電容量検出装置。
【請求項４】
前記誤差データ算出部は、特定の１つの前記検出部における前記２つの検出値の差と他の前記検出部における前記２つの検出値の差との比に応じた前記相対誤差データを当該他の検出部の各々について算出し、
前記補正部は、前記他の検出部の各々により検出された前記容量性センサの静電容量の検出値を前記相対誤差データに基づいて補正する、
請求項２又は３に記載の静電容量検出装置。
【請求項５】
前記補正用キャパシタは、複数の静電容量を切り替え可能であり、
前記制御部は、前記補正モードにおいて、前記複数の検出部の各々が前記補正用キャパシタの前記複数の静電容量をそれぞれ検出するように前記スイッチ部及び前記補正用キャパシタを制御し、
前記誤差データ算出部は、前記補正モードにおいて前記複数の検出部によりそれぞれ検出された前記複数の静電容量の検出値に基づいて、前記補正用キャパシタの静電容量の変化量と静電容量の検出値の変化量との比に応じた変化率を検出部ごとに算出し、各検出部における当該変化率の相対的な違いを示す前記相対誤差データを、前記少なくとも一部の検出部について算出する、
請求項１に記載の静電容量検出装置。
【請求項６】
前記誤差データ算出部は、特定の１つの前記検出部における前記変化率と他の前記検出部における前変化率との比に応じた前記相対誤差データを当該他の検出部の各々について算出し、
前記補正部は、前記他の検出部の各々により検出された前記容量性センサの静電容量の検出値を前記相対誤差データに基づいて補正する、
請求項５に記載の静電容量検出装置。
【請求項７】
前記誤差データ算出部は、前記補正モードにおいて前記複数の検出部によりそれぞれ検出された前記複数の静電容量の検出値に基づいて、前記補正用キャパシタの静電容量と静電容量の検出値との関係を近似する一次関数を前記複数の検出部の各々について特定し、前記一次関数の傾きを前記変化率として前記相対誤差データを算出する、
請求項５又は６に記載の静電容量検出装置。
【請求項８】
前記誤差データ算出部は、前記補正モードにおいて１つの前記検出部により検出される１つの静電容量の検出値と前記一次関数から推定される当該１つの静電容量の検出値との比に応じた非直線性誤差データを、前記補正モードにおいて前記複数の検出部により検出される前記複数の静電容量の検出値についてそれぞれ算出し、
前記補正部は、１つの前記検出部における前記容量性センサの静電容量の検出値を、当該１つの検出部について算出された前記相対誤差データと、当該１つの検出部について算出された複数の前記非直線性誤差データのうち前記容量性センサの静電容量の検出値に応じて選択した非直線性誤差データとに基づいて補正する、
請求項７に記載の静電容量検出装置。
【請求項９】
前記補正用キャパシタは、
複数のキャパシタと、
前記複数のキャパシタの接続状態を切り替える少なくとも１つのスイッチとを含む、
請求項１乃至８の何れか一項に記載の静電容量検出装置。
【請求項１０】
入力面に近接する物体による操作に応じた情報を入力する入力装置であって、
前記入力面上に配置され、前記物体との近接度合に応じて静電容量が変化する複数の容量性センサと、
静電容量を検出する複数の検出部と、
補正用キャパシタと、
前記複数の検出部と前記複数の容量性センサとを接続する経路、及び、前記複数の検出部と前記補正用キャパシタとを接続する経路に設けられたスイッチ部と、
前記補正用キャパシタの静電容量を検出する補正モードにおいて、前記複数の検出部を前記補正用キャパシタへ順番に接続し、前記複数の容量性センサの静電容量を検出する検出モードにおいて、前記複数の検出部を前記複数の容量性センサへ接続するように前記スイッチ部を制御する制御部と、
前記補正モードにおいて前記複数の検出部によりそれぞれ検出された前記補正用キャパシタの静電容量の検出値に基づいて、各検出部の検出値の相対的な誤差を示す相対誤差データを少なくとも一部の前記検出部について算出する誤差データ算出部と、
前記誤差データ算出部により算出された前記相対誤差データに基づいて、前記検出モードにおいて前記少なくとも一部の検出部により検出された前記容量性センサの静電容量の検出値を補正する補正部と
を有する入力装置。
【請求項１１】
前記補正用キャパシタは、２つの静電容量を切り替え可能であり、
前記制御部は、前記補正モードにおいて、前記複数の検出部の各々が前記補正用キャパシタの前記２つの静電容量をそれぞれ検出するように前記スイッチ部及び前記補正用キャパシタを制御し、
前記誤差データ算出部は、前記補正モードにおいて前記複数の検出部によりそれぞれ検出された前記２つの静電容量の検出値に基づいて、各検出部における前記２つの静電容量の検出値の差を算出し、各検出部における当該差の相対的な違いを示す前記相対誤差データを、前記少なくとも一部の検出部について算出する、
請求項１０に記載の入力装置。
【請求項１２】
前記誤差データ算出部は、特定の１つの前記検出部における前記２つの検出値の差と他の前記検出部における前記２つの検出値の差との比である前記相対誤差データを当該他の検出部の各々について算出し、
前記補正部は、前記他の検出部の各々により検出された前記容量性センサの静電容量の検出値を前記相対誤差データに基づいて補正する、
請求項１１に記載の入力装置。
【請求項１３】
前記入力面上において第１方向へ延在するととともに前記第１方向と直交する第２方向に並んで配置され、少なくとも１つの前記容量性センサにおける電極をそれぞれ形成し、前記検出モードにおいて前記スイッチ部を介して前記複数の検出部に接続される複数の検出電極と、
前記複数の検出電極の周囲を囲むＥＳＤ保護用のグランド電極とを有し、
前記特定の１つの検出部は、前記複数の検出電極のうち、前記第２方向において前記グランド電極から最も離れた検出電極に接続される、
請求項１２に記載の入力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、容量性センサの静電容量を検出する静電容量検出装置に係り、例えば、タッチパッドやタッチセンサなどの入力装置において、指やペンなどの物体が入力面に接触することによる静電容量の変化を検出する静電容量検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ノートブック型ＰＣやタブレット端末、スマートフォンなどの情報機器の入力インターフェースとして、物体（指、ペンなど）の接触位置を検出するセンサを備えたタッチパッドやタッチパネルなどの装置が広く普及している。物体の接触位置を検出するセンサには、抵抗膜方式や静電容量方式など種々のタイプが存在するが、近年では、複数の接触箇所を検出する「マルチタッチ」への対応が可能な静電容量方式のセンサの採用が増加している（例えば下記の特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１７６０１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、上述したタッチパッド等では、センサの入力面のサイズが大型化する傾向にある。そのため、入力面上の検出位置の数が多くなってきており、入力面の全体で得られる検出信号の数も多くなってきている。他方、タッチ操作における指の動きを正確に捉えるには、一定以上のセンシング速度が必要であるため、検出信号の数が多くなっても、入力面の全体から検出信号を取得する時間（走査周期）をあまり長くすることができない。従って、各検出位置におけるセンシング時間を十分に確保することが難しくなってきている。
【０００５】
このようなセンシング時間の問題を回避するためには、静電容量の検出回路を複数設けて、センシングを並列に行う必要がある。例えば、検出電極ごとに静電容量の検出回路を設ければ、複数の検出電極において同時にセンシングを行うことができるため、検出電極の本数が増えてもセンシング時間が短くなることはない。
【０００６】
ところが、静電容量の検出回路を複数設けた場合、各検出回路に感度のばらつきが存在すると、検出値の相対的な誤差が生じるため、上述したマルチタッチの検出を正確に行えなくなる可能性がある。
【０００７】
図１２及び図１３は、入力面上にマトリクス状に分布する複数の検出位置における静電容量の検出値の例を示す。Ｘ方向に並ぶ検出値は１本の検出電極に対応し、Ｙ方向に並ぶ検出値は１本の駆動電極に対応する。Ｘ方向のプロファイルはＹ方向に並ぶ検出値の合計値をＸ方向に並べたものであり、Ｙ方向のプロファイルはＸ方向に並ぶ検出値の合計値をＹ方向に並べたものである。これらのプロファイルに生じるピークから、指の接触位置の座標を求めることができる。静電容量の検出回路を検出電極ごとに設けた場合、検出回路の感度のばらつきはＹ方向のプロファイルに影響を与える。
【０００８】
図１２は、検出回路の感度のばらつきが無い場合を示しており、Ｘ方向及びＹ方向のプロファイルはそれぞれ１つのピークを持つ。これらのピークから、１つの指の座標（Ｘ，Ｙ）を求めることができる。
一方、図１３は、検出回路の感度のばらつきがある場合を示しており、点線で囲った検出値を出力する検出回路の感度が他の検出回路に比べて３０％低くなっている。図１３におけるＹ方向のプロファイルは、近接した２つのピークを持っており、Ｙ方向に２つの指が近接して並んでいる場合のプロファイルと区別できない。そのため、１本の指を２本の指と誤判定する可能性がある。
【０００９】
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、それぞれ静電容量を検出する複数の検出部における検出値の相対的な誤差を低減できる静電容量検出装置及び入力装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の観点は、複数の容量性センサの静電容量を検出する静電容量検出装置に関するものである。この静電容量検出装置は、静電容量を検出する複数の検出部と、補正用キャパシタと、前記複数の検出部と前記複数の容量性センサとを接続する経路、及び、前記複数の検出部と前記補正用キャパシタとを接続する経路に設けられたスイッチ部と、前記補正用キャパシタの静電容量を検出する補正モードにおいて、前記複数の検出部を前記補正用キャパシタへ順番に接続し、前記複数の容量性センサの静電容量を検出する検出モードにおいて、前記複数の検出部を前記複数の容量性センサへ接続するように前記スイッチ部を制御する制御部と、前記補正モードにおいて前記複数の検出部によりそれぞれ検出された前記補正用キャパシタの静電容量の検出値に基づいて、各検出部の検出値の相対的な誤差を示す相対誤差データを少なくとも一部の前記検出部について算出する誤差データ算出部と、前記誤差データ算出部により算出された前記相対誤差データに基づいて、前記検出モードにおいて前記少なくとも一部の検出部により検出された前記容量性センサの静電容量の検出値を補正する補正部とを有する。
【００１１】
上記の構成によれば、前記補正モードにおいて、前記複数の検出部が順番に前記補正用キャパシタと接続され、前記補正用キャパシタの静電容量が前記複数の検出部によってそれぞれ検出される。すなわち、前記補正モードでは、前記複数の検出部によって共通の静電容量がそれぞれ検出される。そのため、前記複数の検出部により共通の静電容量を検出した結果として得られた検出値の違いは、前記複数の検出部において得られる検出値の相対的な誤差を示す。前記誤差データ算出部では、前記補正モードにおいて前記複数の検出部によりそれぞれ検出された前記補正用キャパシタの静電容量の検出値に基づき、少なくとも一部の前記検出部について、前記検出値の相対的な誤差を示す相対誤差データが算出される。前記補正部では、その相対誤差データに基づいて、前記少なくとも一部の検出部における検出値が補正される。これにより、前記複数の検出部における静電容量の検出値の相対的な誤差が低減される。
【００１２】
好適に、前記補正用キャパシタは、２つの静電容量を切り替え可能でもよい。前記制御部は、前記補正モードにおいて、前記複数の検出部の各々が前記補正用キャパシタの前記２つの静電容量をそれぞれ検出するように前記スイッチ部及び前記補正用キャパシタを制御してよい。前記誤差データ算出部は、前記補正モードにおいて前記複数の検出部によりそれぞれ検出された前記２つの静電容量の検出値に基づいて、各検出部における前記２つの静電容量の検出値の差を算出し、各検出部における当該差の相対的な違いを示す前記相対誤差データを、前記少なくとも一部の検出部について算出してよい。
【００１３】
上記の構成によれば、前記補正モードにおいて、前記複数の検出部の各々により、前記補正用キャパシタの前記２つの静電容量がそれぞれ検出される。すなわち、前記補正モードでは、前記複数の検出部によって共通の２つの静電容量がそれぞれ検出される。そのため、各検出部における前記２つの静電容量の検出値の差が相対的に異なる場合、その相対的な違いは、各検出部の検出値の相対的な誤差を示す。
【００１４】
好適に、前記補正用キャパシタは、３以上の静電容量を切り替え可能でもよい。前記制御部は、前記容量性センサの静電容量の変化範囲を示す情報を入力し、当該入力した情報に応じて前記３以上の静電容量から２つの静電容量を選択し、前記補正モードにおいて、前記複数の検出部の各々が前記選択した２つの静電容量をそれぞれ検出するように前記スイッチ部及び前記補正用キャパシタを制御してよい。
【００１５】
上記の構成によれば、前記補正モードにおいて、前記容量性センサの静電容量の変化範囲を示す情報に応じて選択された前記２つの静電容量が、前記複数の検出部の各々で検出される。これにより、前記相対誤差データの算出に用いられる前記２つの静電容量を、前記容量性センサの静電容量の変化範囲に合わせて設定することが可能となる。
【００１６】
好適に、前記誤差データ算出部は、特定の１つの前記検出部における前記２つの検出値の差と他の前記検出部における前記２つの検出値の差との比に応じた前記相対誤差データを当該他の検出部の各々について算出してよい。前記補正部は、前記他の検出部の各々により検出された前記容量性センサの静電容量の検出値を前記相対誤差データに基づいて補正してよい。
【００１７】
上記の構成によれば、特定の１つの前記検出部における前記２つの検出値の差を基準として、他の検出部における前記相対誤差データが算出され、当該相対誤差データに基づいて、当該他の検出部における検出値が補正される。そのため、前記特定の１つの前記検出部については、前記相対誤差データの算出と前記検出値の補正を省略することが可能となる。
【００１８】
好適に、前記補正用キャパシタは、複数の静電容量を切り替え可能でもよい。前記制御部は、前記補正モードにおいて、前記複数の検出部の各々が前記補正用キャパシタの前記複数の静電容量をそれぞれ検出するように前記スイッチ部及び前記補正用キャパシタを制御してよい。前記誤差データ算出部は、前記補正モードにおいて前記複数の検出部によりそれぞれ検出された前記複数の静電容量の検出値に基づいて、前記補正用キャパシタの静電容量の変化量と静電容量の検出値の変化量との比に応じた変化率を検出部ごとに算出し、各検出部における当該変化率の相対的な違いを示す前記相対誤差データを、前記少なくとも一部の検出部について算出してよい。
【００１９】
上記の構成によれば、前記補正モードにおいて、前記複数の検出部の各々により、前記補正用キャパシタの前記複数の静電容量がそれぞれ検出される。すなわち、前記補正モードでは、前記複数の検出部によって共通の複数の静電容量がそれぞれ検出される。そのため、前記補正用キャパシタの静電容量の変化量と静電容量の検出値の変化量との比に応じた前記変化率が各検出部において相対的に異なる場合、その相対的な違いは、各検出部の検出値の相対的な誤差を示す。
【００２０】
好適に、前記誤差データ算出部は、特定の１つの前記検出部における前記変化率と他の前記検出部における前変化率との比に応じた前記相対誤差データを当該他の検出部の各々について算出してよい。前記補正部は、前記他の検出部の各々により検出された前記容量性センサの静電容量の検出値を前記相対誤差データに基づいて補正してよい。
【００２１】
上記の構成によれば、特定の１つの前記検出部における前記変化率を基準として、他の検出部における前記相対誤差データが算出され、当該相対誤差データに基づいて、当該他の検出部における検出値が補正される。そのため、前記特定の１つの前記検出部については、前記相対誤差データの算出と前記検出値の補正を省略することが可能となる。
【００２２】
好適に、前記誤差データ算出部は、前記補正モードにおいて前記複数の検出部によりそれぞれ検出された前記複数の静電容量の検出値に基づいて、前記補正用キャパシタの静電容量と静電容量の検出値との関係を近似する一次関数を前記複数の検出部の各々について特定し、前記一次関数の傾きを前記変化率として前記相対誤差データを算出してよい。
【００２３】
好適に、前記誤差データ算出部は、前記補正モードにおいて１つの前記検出部により検出される１つの静電容量の検出値と前記一次関数から推定される当該１つの静電容量の検出値との比に応じた非直線性誤差データを、前記補正モードにおいて前記複数の検出部により検出される前記複数の静電容量の検出値についてそれぞれ算出してよい。前記補正部は、１つの前記検出部における前記容量性センサの静電容量の検出値を、当該１つの検出部について算出された前記相対誤差データと、当該１つの検出部について算出された複数の前記非直線性誤差データのうち前記容量性センサの静電容量の検出値に応じて選択した非直線性誤差データとに基づいて補正してよい。
【００２４】
上記の構成によれば、前記検出部により検出される前記容量性センサの静電容量の検出値が、前記一次関数から推定される静電容量の検出値に対してずれていても、前記容量性センサの静電容量の検出値に応じて選択された前記非直線性誤差データに基づいて、当該推定される静電容量の検出値とのずれを補正することが可能となる。
【００２５】
好適に、前記補正用キャパシタは、複数のキャパシタと、前記複数のキャパシタの接続状態を切り替える少なくとも１つのスイッチとを含んでよい。
これにより、簡易な構成で複数の静電容量を切り替えることが可能となる。
【００２６】
本発明の第２の観点は、入力面に近接する物体による操作に応じた情報を入力する入力装置に関するものである。この入力装置は、前記入力面上に配置され、前記物体との近接度合に応じて静電容量が変化する複数の容量性センサと、上記第１の観点に係る静電容量検出装置とを有する。
【００２７】
上記の構成によれば、前記複数の検出部における検出値の相対的な誤差が低減されるため、前記入力面に近接する物体による操作に応じた情報を正確に入力することが可能となる。
【００２８】
好適に、上記第２の観点に係る入力装置は、前記入力面上において第１方向へ延在するととともに前記第１方向と直交する第２方向に並んで配置され、少なくとも１つの前記容量性センサにおける電極をそれぞれ形成し、前記検出モードにおいて前記スイッチ部を介して前記複数の検出部に接続される複数の検出電極と、前記複数の検出電極の周囲を囲むＥＳＤ保護用のグランド電極とを有してよい。前記特定の１つの検出部は、前記複数の検出電極のうち、前記第２方向において前記グランド電極から最も離れた検出電極に接続されてよい。
【００２９】
静電容量の検出感度は前記グランド電極との距離が近くなるほど相対的に低下する傾向がある。上記の構成によれば、前記第２方向において前記グランド電極から最も離れた検出電極に接続された前記特定の１つの検出部における静電容量の検出値が前記相対誤差データを算出する際の基準として使用されるため、前記グランド電極による感度低下の影響を受け難くなり、前記複数の検出部における検出値の相対的な誤差が適切に低減される。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、それぞれ静電容量を検出する複数の検出部における検出値の相対的な誤差を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施形態に係る入力装置の構成の一例を示す図であり、検出モードにおける接続状態を示す。
【図２】本発明の実施形態に係る入力装置の構成の一例を示す図であり、補正モードにおける接続状態を示す。
【図３】補正用キャパシタの一例を示す図である。
【図４】補正用キャパシタの他の例を示す図である。図４Ａは６つのキャパシタが並列に接続された状態を示し、図４Ｂは６つのキャパシタが直列に接続された状態を示す。
【図５】第１の実施形態に係る入力装置における補正モード時の制御部及び誤差データ算出部の動作を説明するためのフローチャートである。
【図６】第１の実施形態に係る入力装置における検出モード時の補正部の動作を説明するためのフローチャートである。
【図７】第２の実施形態に係る入力装置における補正モード時の制御部及び誤差データ算出部の動作を説明するためのフローチャートである。
【図８】第３の実施形態に係る入力装置における補正モード時の制御部及び誤差データ算出部の動作を説明するためのフローチャートである。
【図９】補正用キャパシタの静電容量と検出部における検出値との関係の一例を示すグラフである。
【図１０】第４の実施形態に係る入力装置における補正モード時の制御部及び誤差データ算出部の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１１】第４の実施形態に係る入力装置における検出モード時の補正部の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１２】入力面上の複数の検出位置における静電容量の検出値と、Ｘ方向及びＹ方向におけるプロファイルの例を示す図であり、検出回路の感度にばらつきが無い場合を示す。
【図１３】入力面上の複数の検出位置における静電容量の検出値と、Ｘ方向及びＹ方向におけるプロファイルの例を示す図であり、検出回路の感度にばらつきが有る場合を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
＜第１の実施形態＞
図１は、本実施形態に係る入力装置の構成の一例を示す図である。図１に示す入力装置は、複数の容量性センサＳＥを持ったセンサマトリクス１と、その容量性センサＳＥの静電容量を検出する静電容量検出装置２とを有する。
本実施形態に係る入力装置は、センサマトリクス１の複数の容量性センサＳＥが設けられた入力面に近接する指やペンなどの物体による操作に応じた情報を入力する装置であり、例えば、タッチパッドやタッチパネルなどの装置である。本明細書における「近接」は、近くにあることを意味するが、接触の有無を何れか一方に限定しない。
【００３３】
センサマトリクス１は、Ｘ方向に延在した複数（図１の例では５本）の検出電極Ｌｓと、Ｙ方向に延在した複数（図１の例では５本））の駆動電極Ｌｄを備える。複数の検出電極ＬｓはＹ方向へ平行に並び、複数の駆動電極ＬｄはＸ方向へ平行に並ぶ。Ｘ方向とＹ方向は互いに直交する。複数の検出電極Ｌｓと複数の駆動電極Ｌｄが格子状に交差しており、その各交差点付近に容量性センサＳＥが形成される。なお、図１の例では電極（Ｌｓ、Ｌｄ）の形状が短冊状に描かれているが、他の任意の形状（ダイヤモンドパターンなど）でもよい。センサマトリクス１における複数の駆動電極Ｌｄ及び複数の検出電極Ｌｓの周囲には、ＥＳＤ保護用のグランド電極Ｇが設けられている。
【００３４】
静電容量検出装置２は、静電容量を検出する複数の検出部（Ｕ１〜Ｕ５）と、センサマトリクス１の各駆動電極Ｌｄに静電容量検出用の駆動電圧を供給する駆動部４と、補正用キャパシタ５と、スイッチ部６と、処理部７と、記憶部８と、インターフェース部９を有する。以下の説明では、検出部Ｕ１〜Ｕ５の各々を区別せずに「検出部Ｕ」と記す場合がある。
【００３５】
駆動部４は、センサマトリクス１の各容量性センサＳＥに静電容量検出用の駆動電圧を印加する。例えば、駆動部４は、処理部７の制御に従って、複数の駆動電極Ｌｄから順番に１つの駆動電極Ｌｄを選択し、当該１つの駆動電極Ｌｄの電位を周期的に変化させる。駆動電極Ｌｄの電位が変化することにより、この駆動電極Ｌｄと検出電極Ｌｓとの交差点付近に形成された容量性センサＳＥに印加される駆動電圧が変化し、容量性センサＳＥにおいて充電や放電が生じる。駆動部４は、図１の例において、複数の駆動電極Ｌｄに駆動電圧を出力する複数の駆動回路４１を有するとともに、後述の補正用キャパシタ５に駆動電圧を出力する駆動回路４１を有する。
【００３６】
検出部Ｕは、検出モードにおいて、スイッチ部６を介して１つの検出電極Ｌｓに接続され、この１つの検出電極Ｌｓと複数の駆動電極Ｌｄとの交差点付近に形成される複数の容量性センサＳＥの静電容量を検出する。具体的には、検出部Ｕは、駆動部４による駆動電圧の印加に伴って容量性センサＳＥが充電又は放電される際に検出電極Ｌｓにおいて伝送される電荷に基づいて、容量性センサＳＥの静電容量を検出する。すなわち、検出部Ｕは、駆動部４の駆動電圧の周期的な変化と同期したタイミングで、検出電極Ｌｓにおいて伝送される電荷をサンプリングし、そのサンプリングの結果に応じた静電容量の検出値を出力する。
【００３７】
また検出部Ｕは、補正モードにおいて、スイッチ部６を介して補正用キャパシタ５に接続される。検出部Ｕは、駆動部４による駆動電圧の印加に伴って補正用キャパシタ５が充電又は放電される際の電荷に基づいて、補正用キャパシタ５の静電容量を検出し、その検出値を出力する。
【００３８】
例えば、検出部Ｕは、容量性センサＳＥの静電容量に応じた電圧を出力する静電容量−電圧変換回路（ＣＶ変換回路）と、ＣＶ変換回路の出力信号をデジタル信号に変換するアナログ−デジタル変換回路（ＡＤ変換回路）を有する。
【００３９】
補正用キャパシタ５は、補正モードにおいて各検出部Ｕが共通の静電容量を検出するために用いられるキャパシタであり、処理部７の制御に従って、複数の静電容量を切り替え可能である。
【００４０】
例えば補正用キャパシタ５は、それぞれ固定の静電容量を持つ複数のキャパシタと、当該複数のキャパシタの接続状態を処理部７の制御に従って切り替えるスイッチを含む。図３は、その補正用キャパシタ５の一例を示す図である。図３に示す補正用キャパシタ５は、２つのノードＮ１及びＮ２間に並列に設けられたキャパシタ５Ａ〜５Ｂと、キャパシタ５Ａ〜５Ｂの１つの端子をノードＮ１へ接続する経路上にそれぞれ設けられたスイッチＳ１Ａ〜Ｓ１Ｆを有する。キャパシタ５Ａ〜５Ｂは、例えばすべて同じ静電容量を持つように形成される。この場合、補正用キャパシタ５の静電容量は、スイッチＳ１Ａ〜Ｓ１Ｆをオンに設定する数により制御することが可能である。
【００４１】
図４は、補正用キャパシタ５の他の例を示す図である。図４に示す補正用キャパシタ５は、図３に示す補正用キャパシタ５の構成に加えて、スイッチＳ２Ａ〜Ｓ２Ｆを有する。スイッチＳ２Ａ〜Ｓ３Ｆは、キャパシタ５Ａ〜５Ｂの１つの端子をノードＮ２へ接続する経路上に設けられており、この１つの端子をノードＮ２へ接続するか、又は、他のキャパシタにおけるノードＮ１側の端子に接続する。すなわち、スイッチＳ２Ａは、キャパシタ５Ａの１つの端子をノードＮ２に接続するか又はキャパシタ５ＢのノードＮ１側の端子に接続する。スイッチＳ２Ｂは、キャパシタ５Ｂの１つの端子をノードＮ２に接続するか又はキャパシタ５ＣのノードＮ１側の端子に接続する。スイッチＳ２Ｃは、キャパシタ５Ｃの１つの端子をノードＮ２に接続するか又はキャパシタ５ＤのノードＮ１側の端子に接続する。スイッチＳ２Ｄは、キャパシタ５Ｄの１つの端子をノードＮ２に接続するか又はキャパシタ５ＥのノードＮ１側の端子に接続する。スイッチＳ２Ｅは、キャパシタ５Ｅの１つの端子をノードＮ２に接続するか又はキャパシタ５ＦのノードＮ１側の端子に接続する。スイッチＳ２Ｆは、キャパシタ５Ｆの１つの端子をノードＮ２に接続するか又はキャパシタ５ＡのノードＮ１側の端子に接続する。
【００４２】
図４Ａは、６つのキャパシタ（５Ａ〜５Ｆ）が並列に接続された状態を示し、図４Ｂは６つのキャパシタ（５Ａ〜５Ｆ）が直列に接続された状態を示す。補正用キャパシタ５の静電容量は、図４Ａの接続状態で最大となり、図４Ｂの接続状態で最小となる。図４に示す補正用キャパシタ５によれば、６つのキャパシタ（５Ａ〜５Ｆ）の接続状態を様々に切り替えることで、図３に示す補正用キャパシタ５に比べて静電容量を広範囲に細かく変更できる。
【００４３】
スイッチ部６は、検出部Ｕ１〜Ｕ５と複数の容量性センサＳＥとを接続する経路、及び、検出部Ｕ１〜Ｕ５と補正用キャパシタ５とを接続する経路に設けられており、動作モード（検出モード、補正モード）に応じてこれらの経路の接続をオン又はオフする。
【００４４】
図１の例において、スイッチ部６は、複数のスイッチ６１と複数のスイッチ６２を有する。スイッチ６１は、検出部Ｕと検出電極Ｌｓと接続する経路に設けられる。スイッチ６２は、検出部Ｕと補正用キャパシタ５とを接続する経路に設けられる。
【００４５】
処理部７は、入力装置の全体的な動作を制御する回路であり、例えば、後述する記憶部８に格納されるプログラムの命令コードに従って処理を行うコンピュータや、特定の機能を実現するロジック回路を含んで構成される。処理部７の処理は、その全てをコンピュータとプログラムにより実現してもよいし、その一部若しくは全部を専用のロジック回路で実現してもよい。
【００４６】
図１の例において処理部７は、制御部７１と、誤差データ算出部７２と、補正部７３と、座標算出部７４を有する。
【００４７】
制御部７１は、補正用キャパシタ５の静電容量を検出する補正モードにおいて、検出部Ｕ１〜Ｕ５を補正用キャパシタ５へ順番に接続し、検出部Ｕ１〜Ｕ５の各々が補正用キャパシタ５の２つの静電容量Ｃ１，Ｃ２をそれぞれ検出するように補正用キャパシタ５及びスイッチ部６を制御する。図２は、補正モードにおけるスイッチ部６の接続状態の１つ（検出部Ｕ１が検出を行う場合の接続状態）を示す。２つの静電容量Ｃ１，Ｃ２の値は、例えば０．６ｐＦと０．８ｐＦに設定される。
【００４８】
制御部７１は、各検出部Ｕにおいて補正用キャパシタ５の静電容量Ｃ１，Ｃ２を検出する際、補正用キャパシタ５の一端に駆動電圧を供給するように駆動部４を制御する。例えば制御部７１は、電源起動時などの初期状態において、検出モードへ移行する前に上述した補正モードの制御を行う。
【００４９】
他方、制御部７１は、センサマトリクス１における複数の容量性センサＳＥの静電容量を検出する検出モードにおいて、検出部Ｕ１〜Ｕ５をセンサマトリクス１の複数の容量性センサＳＥへ接続するようにスイッチ部６を制御する。図１は、検出モードにおけるスイッチ部６の接続状態を示す。制御部７１は、入力面上に分布する複数の容量性センサＳＥにおいて物体（指、ペンなど）の近接による静電容量の変化を１サイクルごとに検出する周期的な検出動作を行うように、駆動部４及び検出部Ｕ１〜Ｕ５を制御する。具体的には、制御部７１は、駆動部４における駆動電極Ｌｄの選択と駆動電圧の発生、並びに、検出部Ｕ１〜Ｕ５における検出電極Ｌｓからの電荷のサンプリングが周期的に適切なタイミングで行われるように、これらの回路を制御する。
【００５０】
誤差データ算出部７２は、補正モードにおいて検出部Ｕ１〜Ｕ５によりそれぞれ検出された補正用キャパシタ５の静電容量の検出値に基づいて、検出部Ｕ１〜Ｕ５の検出値の相対的な誤差を示す相対誤差データを検出部ごとに算出する。
【００５１】
ここで、検出部Ｕｉ（ｉは１から５までの整数を示す。）により静電容量Ｃを検出した場合の検出値を「Ｄｉ（Ｃ）」と表す。例えば、検出部Ｕ２により補正用キャパシタ５の静電容量Ｃ１を検出した場合の検出値は「Ｄ２（Ｃ１）」である。誤差データ算出部７２は、補正モードにおいて検出部Ｕｉにより検出された静電容量Ｃ１の検出値Ｄｉ（Ｃ１）及び静電容量Ｃ２の検出値Ｄｉ（Ｃ２）に基づいて、検出値Ｄｉ（Ｃ１）及びＤｉ（Ｃ２）の差ΔＤｉを算出する。
【００５２】
ΔＤｉ  ＝  Ｄｉ（Ｃ２）−Ｄｉ（Ｃ１）  …（１）
【００５３】
誤差データ算出部７２は、検出部Ｕｉの相対誤差データＲｉを次の式により算出する。
【００５４】
Ｒｉ  ＝  ΔＤｉ／ΔＤｒ  …（２）
【００５５】
式（２）における「ΔＤｒ」は、静電容量Ｃ１，Ｃ２の検出値の差を検出部Ｕ１〜Ｕ５において比較するための基準値である。誤差データ算出部７２は、例えば、検出部Ｕ１〜Ｕ５における特定の１つの検出部Ｕｉについて算出された差ΔＤｉをこの基準値ΔＤｒとして使用する。具体的には、Ｙ方向に並んだ複数の検出電極Ｌｓの中で、Ｙ方向においてグランド電極Ｇから最も離れた位置（図１の例ではＹ方向の中央の位置）にある検出電極Ｌｓに接続された検出部Ｕ３が、この特定の検出部である。誤差データ算出部７２は、検出部Ｕ３について算出した差ΔＤ３を基準値ΔＤｒとして、相対誤差データＲｉを算出する。
【００５６】
補正モードでは、検出部Ｕ１〜Ｕ５によって共通の２つの静電容量Ｃ１，Ｃ２がそれぞれ検出されるため、差ΔＤｉが検出部ごとに相対的に異なる場合、その相対的な違いは、検出部Ｕ１〜Ｕ５における検出値の相対的な誤差を示す。従って、式（２）で表される相対誤差データＲｉは、検出部Ｕ１〜Ｕ５における検出値の相対的な誤差を示す。すなわち、相対誤差データＲｉが大きいほど、一定の静電容量の変化による検出部Ｕｉの検出値の変化が他の検出部に比べて相対的に大きく、逆に相対誤差データＲｉが小さいほど、一定の静電容量の変化による検出部Ｕｉの検出値の変化が他の検出部に比べて相対的に小さい。
【００５７】
なお、差ΔＤ３を基準値ΔＤｒとした場合、検出部Ｕ３の相対誤差データＲ３は常に「１」となるため、誤差データ算出部７２は相対誤差データＲ３の算出を省略できる。
【００５８】
補正部７３は、誤差データ算出部７２により算出された相対誤差データＲ１〜Ｒ５に基づいて、検出モードにおいて検出部Ｕ１〜Ｕ５により検出された容量性センサＳＥの静電容量の検出値を補正する。
【００５９】
ここで、検出部Ｕｉによる静電容量の検出値を「Ｄｉ」と表す。例えば、検出部Ｕ３による容量性センサＳＥの静電容量の検出値は「Ｄ３」である。補正部７３は、検出部Ｕｉの検出値Ｄｉを次の式により補正する。
【００６０】
ＤＡｉ  ＝  Ｄｉ／Ｒｉ  …（３）
【００６１】
式（３）における「ＤＡｉ」は、補正部７３による補正後の検出値を示す。式（３）から分かるように、相対誤差データＲｉが大きいほど、補正後の検出値ＤＡｉは小さくなる。逆に、相対誤差データＲｉが１より小さいほど、補正後の検出値ＤＡｉは大きくなる。この補正により、同じ静電容量を検出した場合の検出部Ｕ１〜Ｕ５の検出値は、基準値ΔＤｒとして使用される検出部Ｕ３の検出値へ近づく。
【００６２】
なお、差ΔＤ３を基準値ΔＤｒとした場合、検出部Ｕ３の相対誤差データＲ３は常に「１」となるため、補正部７３は検出部Ｕ３の検出値Ｄ３の補正を省略できる。
【００６３】
座標算出部７４は、補正部７３によって補正された検出部Ｕ１〜Ｕ５の検出値に基づいて、入力面に近接する物体（指、ペンなど）の座標を算出する。例えば、座標算出部７４は、入力面のＸ方向とＹ方向のそれぞれについてプロファイルデータを作成する。Ｘ方向のプロファイルデータは、入力面において行列状に配列された複数の容量性センサＳＥのうち、Ｙ方向へ並ぶ１列分の容量性センサＳＥについて得られた静電容量の検出値の和を複数の列の各々について算出し、その和を入力面上のＸ方向の順番に配列したものである。また、Ｙ方向のプロファイルデータは、入力面においてＸ方向へ並ぶ１行分の容量性センサＳＥについて得られた静電容量の検出値の和を複数の行の各々について算出し、その和を入力面上のＹ方向の順番に配列したものである。座標算出部７４は、このＸ方向のプロファイルデータとＹ方向のプロファイルデータのそれぞれについて、ピークの位置や重心の位置を演算する。この演算により求められたＸ方向の位置とＹ方向の位置が、入力面上において物体が近接した座標を表す。
以上が処理部７の説明である。
【００６４】
記憶部８は、処理部７において処理に使用される定数データや変数データを記憶する。処理部７がコンピュータを含む場合、記憶部８はそのコンピュータにおいて実行されるプログラムを記憶してもよい。記憶部８は、例えば、ＤＲＡＭやＳＲＡＭなどの揮発性メモリ、フラッシュメモリなどの不揮発性メモリ、ハードディスクなどを含んで構成される。
【００６５】
インターフェース部９は、入力装置と他の装置（入力装置を搭載する情報機器のコントロール用ＩＣなど）との間でデータをやり取りするための回路である。処理部７は、記憶部８に記憶される情報をインターフェース部９から図示しない制御装置等へ出力する。また、インターフェース部９は、処理部７のコンピュータにおいて実行されるプログラムを不図示のディスクドライブ装置（非一時的な有形の記録媒体に記録されたプログラムを読み取る装置）やサーバなどから取得して、記憶部８にロードしてもよい。
【００６６】
ここで、上述した構成を有する入力装置の動作について、図５，図６に示すフローチャートを参照して説明する。
【００６７】
図５は、第１の実施形態に係る入力装置における補正モード時の制御部７１及び誤差データ算出部７２の動作を説明するためのフローチャートである。図５に示す補正モード時の動作は、例えば、電源起動時などの初期状態において検出モードの前に実行される。
【００６８】
ＳＴ１００，ＳＴ１１０：
制御部７１は、図２において示すように、センサマトリクス１の検出電極Ｌｓと検出部Ｕ１〜Ｕ５との接続を切り離すようにスイッチ部６を制御する（ＳＴ１００）。また制御部７１は、１つの検出部Ｕｉを補正用キャパシタ５と接続するようにスイッチ部６を制御する（ＳＴ１１０）。
【００６９】
ＳＴ１２０：
制御部７１は、補正用キャパシタ５の２つの静電容量Ｃ１，Ｃ２をそれぞれ検出するように各回路（検出部Ｕｉ、駆動部４、補正用キャパシタ５）を制御する。まず制御部７１は、補正用キャパシタ５の静電容量を「Ｃ１」に設定し、駆動部４によって補正用キャパシタ５の一方の端子に駆動電圧を供給し、その駆動電圧の供給によって補正用キャパシタ５に蓄積される電荷を検出部Ｕｉにおいてサンプリングし、静電容量Ｃ１の検出値Ｄｉ（Ｃ１）を取得する。次に制御部７１は、補正用キャパシタ５の静電容量を「Ｃ２」に設定し、上述と同様の制御により、静電容量Ｃ２の検出値Ｄｉ（Ｃ２）を取得する。
【００７０】
ＳＴ１３０：
誤差データ算出部７２は、ステップＳＴ１１０において取得した検出値Ｄｉ（Ｃ２）及びＤｉ（Ｃ２）から、式（１）により差ΔＤｉを算出する。
【００７１】
ＳＴ１４０，ＳＴ１５０：
ステップＳＴ１３０において未だ差ΔＤｉを算出されていない検出部Ｕｉがある場合、その検出部Ｕｉを補正用キャパシタ５と接続するように制御部７１がスイッチ部６を制御し、ステップＳＴ１２０へ処理が戻る。ステップＳＴ１３０において全ての検出部Ｕｉの差ΔＤｉが算出された場合、ステップＳＴ１６０へ処理が移行する。
【００７２】
ＳＴ１６０：
誤差データ算出部７２は、ステップＳＴ１３０において算出した各検出部Ｕｉの差ΔＤｉに基づいて、各検出部Ｕｉの相対誤差データＲｉを式（２）により算出する。
【００７３】
図６は、第１の実施形態に係る入力装置における検出モード時の補正部７３の動作を説明するためのフローチャートである。図６に示す補正部７３の動作は、例えば、検出モードにおいて検出部Ｕｉの検出値Ｄｉが取得される度に実行される。
【００７４】
ＳＴ２００：
補正部７３は、検出部Ｕｉにおいて新たな検出値Ｄｉが取得されると、記憶部８から検出部Ｕｉの相対誤差データＲｉを読みだす。
【００７５】
ＳＴ２１０：
補正部７３は、相対誤差データＲｉに基づいて、検出部Ｕｉの検出値Ｄｉを式（３）により補正する。
【００７６】
以上説明したように、本実施形態によれば、補正モードにおいて、検出部Ｕ１〜Ｕ５が順番に補正用キャパシタ５と接続され、補正用キャパシタ５の静電容量が検出部Ｕ１〜Ｕ５によってそれぞれ検出される。すなわち、補正モードでは、検出部Ｕ１〜Ｕ５によって共通の静電容量がそれぞれ検出される。そのため、検出部Ｕ１〜Ｕ５により共通の静電容量を検出した結果として得られた検出値の違いは、検出部Ｕ１〜Ｕ５において得られる検出値の相対的な誤差を示す。誤差データ算出部７２では、補正モードにおける検出部Ｕ１〜Ｕ５の検出値に基づいて、その検出値の相対的な誤差を示す相対誤差データＲｉが算出される。検出モードでは、相対誤差データＲｉに基づいて、容量性センサＳＥの静電容量の検出値が補正される。従って、検出部Ｕ１〜Ｕ５における検出値の相対的な誤差を効果的に低減することができる。また、検出部Ｕ１〜Ｕ５における検出値の相対的な誤差を低減できるため、複数の検出部を用いる場合でも、入力面に近接する物体（指、ペンなど）による操作に応じた情報を正確に入力できる。
【００７７】
また、本実施形態によれば、補正モードにおいて、特定の１つの検出部における２つの検出値の差（例えば差ΔＤ３）を基準として、他の検出部Ｕｉにおける相対誤差データＲｉが算出され、その相対誤差データＲｉに基づいて、他の検出部Ｕｉにおける検出値Ｄｉが補正される。これにより、特定の１つの検出部Ｕｉ（例えば検出部Ｕ３）については、誤差データ算出部７２における相対誤差データの算出と補正部７３における検出値の補正を省略できるため、処理が簡単になり、処理部７の負担を軽減できる。
【００７８】
また、本実施形態によれば、Ｙ方向に並ぶ複数の検出電極Ｌｓのうち、Ｙ方向においてグランド電極Ｇから最も離れた位置にある検出電極に接続された検出部Ｕ３の検出値を基準として、他の検出部Ｕｉにおける相対誤差データＲｉが算出される。
入力装置における検出感度は、センサマトリクス１の全体でフラットであることが理想であるが、センサマトリクス１の外縁部にはＥＳＤ保護用のグランド電極Ｇが配置されているため、センサマトリクス１の端部に近い電極の感度は若干低下する傾向がある。感度の調整は、このグランド電極Ｇによる影響を受けにくいセンサマトリクス１の中央部で行われるため、相対誤差データを算出する際の基準となる検出部Ｕｉは、グランド電極Ｇから最も離れた位置にある中央部の検出電極Ｌｓに接続された検出部Ｕｉ（図１の例では検出部３）であることが望ましい。
また、集積回路内の配置において中央部に位置する検出部Ｕは、複数ある検出部Ｕの中でも周囲のノイズ源（デジタル回路等）からの距離や電源ライン、グランド配線の引き廻し長さに関して中央値になるため、平均的な特性になり易く、ノイズ等の影響度も平均的である。このことから、ＩＣ内で中央に配置される検出部Ｕは、相対誤差データを算出する際の基準となる検出部Ｕとして望ましい。通常、ＩＣ内で中央に配置される検出部Ｕは、センサマトリクス１の中央の検出電極Ｌｓに接続されるため、この観点からも、Ｙ方向の中央部の検出電極Ｌｓに接続される検出部Ｕは、相対誤差データの基準となる検出部Ｕとして望ましい。
【００７９】
＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態に係る入力装置は、第１の実施形態に係る入力装置における制御部７１の動作を変更したものであり、装置の全体的な構成は図１に示す入力装置と同様である。
【００８０】
本実施形態における制御部７１は、容量性センサＳＥの静電容量の変化範囲を示す情報を不図示の装置（入力装置を搭載する機器のコントローラ等）から入力し、当該入力した情報に応じて、補正用キャパシタ５が持つ３以上の静電容量から２つの静電容量Ｃ１，Ｃ２を選択する。制御部７１は、補正モードにおいて、検出部Ｕ１〜Ｕ５の各々が当該選択した静電容量Ｃ１，Ｃ２をそれぞれ検出するように、スイッチ部６を制御する。制御部７１の他の動作は、既に説明した第１の実施形態の制御部７１と同じである。
【００８１】
図７は、第２の実施形態に係る入力装置における補正モード時の制御部７１及び誤差データ算出部７２の動作を説明するためのフローチャートである。図７に示すフローチャートは、図５に示すフローチャートにおいてステップＳＴ１００の前にステップＳＴ９５を追加したものであり、他のステップは図５に示すフローチャートと同じである。ここでは、処理が追加された部分についてのみ説明する。
【００８２】
補正モードにおいて、まず制御部７１は、容量性センサＳＥの静電容量の変化範囲を示す情報の入力をチェックする。例えば、入力面から比較的離れた位置にある物体（指、ペンなど）による操作を検出する必要がある動作モードでは、容量性センサＳＥの静電容量の変化範囲を比較的広くするように指定する情報がコントローラ等から入力される。逆に、入力面と接触する物体による操作のみを検出する動作モードでは、容量性センサＳＥの静電容量の変化範囲を比較的狭くするように指定する情報が入力される。このような情報が入力された場合、制御部７１は、その入力情報に応じて、補正用キャパシタ５が持つ３以上の静電容量から２つの静電容量Ｃ１，Ｃ２を選択する（ＳＴ９５）。制御部７１は、ステップＳＴ１２０において、この選択した静電容量Ｃ１，Ｃ２を検出するように補正用キャパシタ５を制御する。
【００８３】
本実施形態によれば、補正モードにおいて、容量性センサＳＥの静電容量の変化範囲を示す情報に応じて選択された２つの静電容量Ｃ１，Ｃ２が検出部Ｕ１〜Ｕ５の各々で検出される。これにより、相対誤差データＲｉの算出に用いられる２つの静電容量Ｃ１，Ｃ２を容量性センサＳＥの静電容量の変化範囲に合わせて設定できるため、検出部Ｕ１〜Ｕ５における検出値の相対的な誤差をより適切に低減させることができる。
【００８４】
＜第３の実施形態＞
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。本実施形態に係る入力装置は、第１の実施形態に係る入力装置における制御部７１及び誤差データ算出部７２の動作を変更したものであり、装置の全体的な構成は図１に示す入力装置と同様である。
【００８５】
本実施形態における制御部７１は、補正モードにおいて、検出部Ｕ１〜Ｕ５の各々が補正用キャパシタ５の複数の静電容量（Ｃ１，Ｃ２，…）をそれぞれ検出するように各回路（検出部Ｕｉ，駆動部４，補正用キャパシタ５，スイッチ部６）を制御する。制御部７１の他の動作は、既に説明した第１の実施形態の制御部７１と同じである。
【００８６】
本実施形態における誤差データ算出部７２は、補正モードにおいて検出部Ｕ１〜Ｕ５によりそれぞれ検出された補正用キャパシタ５の複数の静電容量（Ｃ１，Ｃ２，…）の検出値に基づいて、補正用キャパシタ５の静電容量の変化量と静電容量の検出値の変化量との比に応じた変化率を検出部Ｕｉごとに算出する。例えば誤差データ算出部７２は、補正モードにおいて検出部Ｕｉが検出した複数の静電容量（Ｃ１，Ｃ２，…）の検出値に基づいて、補正用キャパシタ５の静電容量と検出部Ｕｉの静電容量の検出値との関係を近似する一次関数の傾きＡｉを、上述した変化率として算出する。補正用キャパシタ５の静電容量を「Ｃ」とすると、検出部Ｕｉによる静電容量Ｃの検出値Ｄｉを近似する一次関数Ｆｉ（Ｃ）は次のように表される。
【００８７】
Ｆｉ（Ｃ）  ＝  Ａｉ×Ｃ＋Ｂｉ    …（４）
【００８８】
式（４）における「Ａｉ」は傾きを示し、「Ｂｉ」は切片を示す。
誤差データ算出部７２は、補正モードにおいて補正用キャパシタ５に設定された複数の静電容量（Ｃ１，Ｃ２，…）の値と、それらの静電容量の検出部Ｕｉによる検出値とをもとに、最小二乗法などによって一次関数Ｆｉ（Ｃ）の定数を計算する。なお、誤差データ算出部７２は、計算を簡略化するため、一次関数Ｆｉ（Ｃ）における切片Ｂｉをゼロとして傾きＡｉを算出してもよい。
【００８９】
誤差データ算出部７２は、一次関数Ｆｉ（Ｃ）の傾きＡｉ（変化率）を用いて、検出部Ｕｉの相対誤差データＲｉを次の式により算出する。
【００９０】
Ｒｉ  ＝  Ａｉ／Ａｒ  …（５）
【００９１】
式（５）における「Ａｒ」は、傾きＡｉ（変化率）を検出部Ｕ１〜Ｕ５において比較するための基準値である。誤差データ算出部７２は、例えば、検出部Ｕ１〜Ｕ５における特定の１つの検出部Ｕｉについて算出された傾きＡｉ（変化率）をこの基準値Ａｒとして使用する。具体的には、上述した第１の実施形態に係る入力装置と同様に、検出部Ｕ３について算出した傾きＡ３（変化率）を基準値Ａｒとして、相対誤差データＲｉを算出する。
【００９２】
補正モードでは、検出部Ｕ１〜Ｕ５によって共通の複数の静電容量（Ｃ１，Ｃ２，…）がそれぞれ検出されるため、最小二乗法などにより求めた式（４）の一次関数Ｆｉ（Ｃ）の傾きＡｉ（変化率）が検出部ごとに相対的に異なる場合、その相対的な違いは、検出部Ｕ１〜Ｕ５における検出値の相対的な誤差を示す。従って、式（５）で表される相対誤差データＲｉは、検出部Ｕ１〜Ｕ５における検出値の相対的な誤差を示す。すなわち、相対誤差データＲｉが大きいほど、検出対象の静電容量の変化に対する検出部Ｕｉの検出値の変化率が他の検出部に比べて相対的に大きく、逆に相対誤差データＲｉが小さいほど、検出対象の静電容量の変化に対する検出部Ｕｉの検出値の変化率が他の検出部に比べて相対的に小さい。
【００９３】
なお、検出部Ｕ３における傾きＡ３（変化率）を基準値Ａｒとした場合、検出部Ｕ３の相対誤差データＲ３は常に「１」となるため、誤差データ算出部７２は相対誤差データＲ３の算出を省略できる。
【００９４】
図８は、第３の実施形態に係る入力装置における補正モード時の制御部７１及び誤差データ算出部７２の動作を説明するためのフローチャートである。図８に示すフローチャートは、図５に示すフローチャートにおけるステップＳＴ１２０，ＳＴ１３０をステップＳＴ１２５，ＳＴ１３５に変更し、ステップＳＴ１６０をステップＳＴ１６５に変更したものであり、他のステップは図５に示すフローチャートと同じである。ここでは、処理が変更された部分についてのみ説明する。
【００９５】
ＳＴ１２５：
制御部７１は、ステップＳＴ１１０又はステップＳＴ１５０において補正用キャパシタ５と接続された検出部Ｕｉにおいて、補正用キャパシタ５の複数の静電容量（Ｃ１，Ｃ２，…）をそれぞれ検出するように各回路（検出部Ｕｉ、駆動部４、補正用キャパシタ５）を制御する。
【００９６】
ＳＴ１３５：
誤差データ算出部７２は、ステップＳＴ１２５において複数の静電容量（Ｃ１，Ｃ２，…）の検出値（Ｄｉ（Ｃ１），Ｄｉ（Ｃ２），…）が得られると、これらの静電容量と検出値との関係を近似する一次関数Ｆｉ（Ｃ）の傾きＡｉを最小二乗法などにより算出する。
【００９７】
ＳＴ１６５：
誤差データ算出部７２は、ステップＳＴ１３５において算出した各検出部Ｕｉの一次関数Ｆｉ（Ｃ）の傾きＡｉに基づいて、各検出部Ｕｉの相対誤差データＲｉを式（５）により算出する。
【００９８】
以上説明したように、本実施形態によれば、既に説明した第１の実施形態と同様に、検出部Ｕ１〜Ｕ５における検出値の相対的な誤差を示す相対誤差データＲｉに基づいて容量性センサＳＥの検出値が補正される。従って、検出部Ｕ１〜Ｕ５における検出値の相対的な誤差を効果的に低減することができる。また、検出部Ｕ１〜Ｕ５における検出値の相対的な誤差を低減できるため、複数の検出部を用いる場合でも、入力面に近接する物体（指、ペンなど）による操作に応じた情報を正確に入力できる。
【００９９】
また、本実施形態によれば、補正モードにおいて、特定の１つの検出部について算出された傾きＡｉ（例えば傾きＡ３）を基準として、他の検出部Ｕｉにおける相対誤差データＲｉが算出され、その相対誤差データＲｉに基づいて、他の検出部Ｕｉにおける検出値Ｄｉが補正される。これにより、特定の１つの検出部Ｕｉ（例えば検出部Ｕ３）については、誤差データ算出部７２における相対誤差データの算出と補正部７３における検出値の補正を省略できるため、処理が簡単になり、処理部７の負担を軽減できる。
【０１００】
また、本実施形態によれば、既に説明した第１の実施形態と同様に、Ｙ方向においてグランド電極Ｇから最も離れた検出電極Ｌｓに接続される検出部Ｕ３の検出値を基準として相対誤差データＲｉが算出される。これにより、相対誤差データＲｉがグランド電極Ｇによる感度低下の影響を受け難くなるため、検出部Ｕ１〜Ｕ５における検出値の相対的な誤差を適切に低減できる。
【０１０１】
＜第４の実施形態＞
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。本実施形態に係る入力装置は、第３の実施形態に係る入力装置における誤差データ算出部７２及び補正部７３の動作を変更したものであり、他の構成は第３の実施形態に係る入力装置と同様である。
【０１０２】
本実施形態における誤差データ算出部７２は、補正モードにおいて検出部Ｕｉにより検出される静電容量Ｃｎ（ｎは１以上の整数を示す）の検出値Ｄｉ（Ｃｎ）と、式（４）の一次関数Ｆｉ（Ｃ）によって推定される静電容量Ｃｎの検出値Ｆｉ（Ｃｎ）との比に応じた非直線性誤差データＬｉ（Ｃｎ）を算出する。誤差データ算出部７２は、非直線性誤差データＬｉ（Ｃｎ）を例えば次の式により算出する。
【０１０３】
Ｌｉ（Ｃｎ）  ＝  Ｄｉ（Ｃｎ）／Ｆｉ（Ｃｎ）  …（６）
【０１０４】
誤差データ算出部７２は、式（６）により、補正用キャパシタ５の静電容量Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，…の検出値Ｄｉ（Ｃ１），Ｄｉ（Ｃ２），Ｄｉ（Ｃ３）…について非直線性誤差データＬｉ（Ｃ１），Ｌｉ（Ｃ２），Ｌｉ（Ｃ３），…をそれぞれ算出する。
誤差データ算出部７２の他の動作は、既に説明した第３の実施形態の誤差データ算出部７２と同じである。
【０１０５】
補正部７３は、検出部Ｕｉにおける容量性センサＳＥの静電容量の検出値Ｄｉを、検出部Ｕｉについて算出された相対誤差データＲｉと、検出部Ｕｉについて算出された複数の非直線性誤差データＬｉ（Ｃ１），Ｌｉ（Ｃ２），Ｌｉ（Ｃ３），…のうち検出値Ｄｉに応じて選択した非直線性誤差データＬｉとに基づいて補正する。
【０１０６】
図９は、補正用キャパシタ５の静電容量Ｃと検出部Ｕｉにおける検出値Ｄｉとの関係の一例を示す図である。図９における黒丸は、補正用キャパシタ５の静電容量Ｃ１〜Ｃ１７について検出部Ｕｉが検出した検出値Ｄｉ（Ｃ１）〜Ｄｉ（Ｃ１７）を表す。図９にける実線は、この黒丸が示す静電容量Ｃと検出値Ｄｉとの関係に近似する一次関数Ｆｉ（Ｃ）を示す。
【０１０７】
図９の例において、検出部Ｕｉは、検出値Ｄｉが「ＴＨ１」及び「ＴＨ２」の付近にあるとき、静電容量Ｃの変化に対する検出値Ｄｉの変化の割合（変化率）が不連続になる。このような傾向は、例えば、検出部Ｕｉに用いられるＡＤ変換器の特性によって生じる。そこで補正部７３は、検出部Ｕｉの検出値Ｄｉがゼロから「ＴＨ１」までの範囲にある場合、この範囲に属する検出値Ｄｉ（Ｃ１）〜Ｄｉ（Ｃ４）について算出された非直線性誤差データＬｉ（Ｃ１）〜Ｌｉ（Ｃ４）を選択し、検出値Ｄｉの補正に用いる。例えば補正部７３は、非直線性誤差データＬｉ（Ｃ１）〜Ｌｉ（Ｃ４）の平均値を算出し、これを検出値Ｄｉの補正に用いる。なお、補正部７３は、非直線性誤差データＬｉ（Ｃ１）〜Ｌｉ（Ｃ４）の何れか１つを更に選択し、検出値Ｄｉの補正に用いてもよい。
【０１０８】
同様に、図９の例において、検出部Ｕｉの検出値Ｄｉが「ＴＨ１」から「ＴＨ２」までの範囲にある場合、補正部７３は、この範囲に属する検出値Ｄｉ（Ｃ７）〜Ｄｉ（Ｃ１１）について算出された非直線性誤差データＬｉ（Ｃ７）〜Ｌｉ（Ｃ１１）を選択し、これらの平均値等を検出値Ｄｉの補正に用いる。
また、検出部Ｕｉの検出値Ｄｉが「ＴＨ２」より大きい場合、補正部７３は、この範囲に属する検出値Ｄｉ（Ｃ１４）〜Ｄｉ（Ｃ１７）について算出された非直線性誤差データＬｉ（Ｃ１４）〜Ｌｉ（Ｃ１７）を選択し、これらの平均値等を検出値Ｄｉの補正に用いる。
【０１０９】
補正部７３は、検出部Ｕｉの検出値Ｄｉを例えば次の式により補正する。
【０１１０】
ＤＡｉ  ＝  Ｄｉ／（Ｒｉ×Ｌｉ）  …（７）
【０１１１】
式（７）における「ＤＡｉ」は、補正部７３による補正後の検出値を示す。また「Ｌｉ」は、検出値Ｄｉに応じて選択された複数の非直線性誤差データの平均値や、この選択された複数の非直線性誤差データから更に選択された非直線性誤差データである。式（７）から分かるように、非直線性誤差データＬｉが大きいほど（一次関数Ｆｉ（Ｃ）に比べて検出値Ｄｉ（Ｃ）が大きいほど）、補正後の検出値ＤＡｉは小さくなる。逆に、非直線性誤差データＬｉが小さいほど（一次関数Ｆｉ（Ｃ）に比べて検出値Ｄｉ（Ｃ）が小さいほど）、補正後の検出値ＤＡｉは大きくなる。この補正により、静電容量Ｃと検出値Ｄｉとの関係は、図９の黒丸が表すように傾きが不連続に変化する関係から、一次関数Ｆｉ（Ｃ）のように傾きが一定となる関係へ近づく。
【０１１２】
図１０は、第４の実施形態に係る入力装置における補正モード時の制御部７１及び誤差データ算出部７２の動作を説明するためのフローチャートである。図１０に示すフローチャートは、図８に示すフローチャートにステップＳＴ１３７を追加したものであり、他のステップは図８に示すフローチャートと同じである。ここでは、処理が追加された部分についてのみ説明する。
【０１１３】
ＳＴ１３７：
ステップＳＴ１３５において一次関数Ｆｉ（Ｃ）を最小二乗法等により求めると、次に誤差データ算出部７２は、検出部Ｕｉにより検出される静電容量Ｃｎの検出値Ｄｉ（Ｃｎ）と、一次関数Ｆｉによって推定される静電容量Ｃｎの検出値Ｆｉ（Ｃｎ）との比に応じた非直線性誤差データＬｉ（Ｃｎ）を算出する。誤差データ算出部７２は、式（６）により、検出値Ｄｉ（Ｃ１），Ｄｉ（Ｃ２），Ｄｉ（Ｃ３）…について非直線性誤差データＬｉ（Ｃ１），Ｌｉ（Ｃ２），Ｌｉ（Ｃ３），…をそれぞれ算出する。
【０１１４】
図１１は、第４の実施形態に係る入力装置における検出モード時の補正部の動作を説明するためのフローチャートである。図１１に示すフローチャートは、図６に示すフローチャートにおけるステップＳＴ２１０をステップＳＴ２１５に変更し、ステップＳＴ２００とステップＳＴ２１５の間にステップＳＴ２０５，ＳＴ２０７を追加したものであり、他のステップは図６に示すフローチャートと同じである。ここでは、処理が変更・追加された部分についてのみ説明する。
【０１１５】
ＳＴ２０５：
補正部７３は、検出部Ｕｉの検出値Ｄｉが含まれるレンジを判定する。例えば静電容量Ｃとその検出値Ｄｉとが図９のグラフ（点線）に示すような関係を持つ場合、補正部７３は、検出値Ｄｉが３つのレンジ（０≦Ｄｉ＜ＴＨ１、ＴＨ１≦Ｄｉ＜ＴＨ２、ＴＨ２≦Ｄｉ）の何れに含まれるかを判定する。
【０１１６】
ＳＴ２０７：
補正部７３は、補正モードにおいて算出された非直線性誤差データＬｉ（Ｃ１），Ｌｉ（Ｃ２），Ｌｉ（Ｃ３），…の中から、ステップＳＴ２０５において判定したレンジに対応する非直線性誤差データを選択する。
【０１１７】
ＳＴ２１５：
補正部７３は、検出部Ｕｉにおける検出値Ｄｉを、検出部Ｕｉについて算出された相対誤差データＲｉと、ステップＳＴ２０７で選択された非直線性誤差データに基づいて補正する。例えば補正部７３は、ステップＳＴ２０７で選択された非直線性誤差データの平均値Ｌｉを算出し、これと相対誤差データＲｉを用いて式（７）により検出値ＤＡｉを算出する。
【０１１８】
以上説明したように、本実施形態によれば、検出部Ｕｉにより検出される容量性センサＳＥの静電容量Ｃの検出値Ｄｉ（Ｃ）が、一次関数Ｆｉによって推定される静電容量Ｃｎの検出値Ｆｉ（Ｃｎ）に対してずれていても、検出値Ｄｉ（Ｃ）に応じて選択された非直線性誤差データに基づいて、推定される検出値Ｆｉ（Ｃｎ）とのずれを補正できる。これにより、広い静電容量の範囲に渡って、検出部Ｕｉの非直線性による検出値Ｄｉの誤差を低減できる。
【０１１９】
なお、本発明は上述した実施形態にのみ限定されるものではなく、種々のバリエーションを含んでいる。
【０１２０】
例えば、上述した各実施形態において例示した容量性センサＳＥは、電極間に生じる静電容量（相互容量）を利用して近接する物体を検出するものであるが、この例に限らず、他の種々の方式によって近接する物体を検出してもよい。例えば、本発明の他の実施形態では、検出電極とグランドの間に生じる静電容量（自己容量）を利用して、近接する物体を検出してもよい。
【符号の説明】
【０１２１】
１…センサマトリクス、２…静電容量検出装置、４…駆動部、４１…駆動回路、５…補正用キャパシタ、５Ａ〜５Ｆ…キャパシタ、６…スイッチ部、６１，６２…スイッチ、７…処理部、８…記憶部、９…インターフェース部、７１…制御部、７２…誤差データ算出部、７３…補正部、７４…座標算出部、Ｕ，Ｕ１〜Ｕ６…検出部、Ｓ１Ａ〜Ｓ１Ｆ，Ｓ２Ａ〜Ｓ２Ｆ…スイッチ、ＳＥ…容量性センサＳＥ。
【図１】
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【図２】
0006407854.tif 000003
【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】
0006407854.tif 000011
【図１１】
0006407854.tif 000012
【図１２】
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【図１３】
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