(57)【要約】【課題】誤検知することなく、非接触で手の動きを判別する入力装置を提供する。【解決手段】複数の電極１１が配置され静電容量を感知する感知部１０と、複数の電極１１から入力された信号を処理しそれぞれの静電容量データを出力する検出部２０と、静電容量データに基づいて入力操作を判別する判別部３０を備える入力装置１において、判別部３０は、感知部１０を複数の電極１１を括るように分割した複数の分割エリアに分け、静電容量データの重心の位置若しくは分割エリア毎の静電容量データの積分値又は平均値のいずれかを少なくとも算出して、入力操作が非接触での操作体の近接によるあらかじめ定められた複数の操作内容のうちのいずれかであるか否かを判別する入力操作判別ステップを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電極が配置され静電容量を感知する感知部と、前記複数の電極から入力された信号を処理しそれぞれの静電容量データを出力する検出部と、前記静電容量データに基づいて入力操作を判別する判別部を備える入力装置において、
前記判別部は、前記感知部を前記複数の電極を括るように分割した複数の分割エリアに分け、前記静電容量データの重心の位置若しくは前記分割エリア毎の前記静電容量データの積分値又は平均値のいずれかを少なくとも算出して、前記入力操作が非接触での操作体の近接によるあらかじめ定められた複数の操作内容のうちのいずれかであるか否かを判別する入力操作判別ステップを有することを特徴とする入力装置。
【請求項２】
前記分割エリアの各々の大きさは、前記積分値又は前記平均値が最大の前記分割エリアの位置によって、若しくは前記静電容量データの前記重心の位置によって、前記複数の電極の括りを変更して設定されることを特徴とする請求項１に記載の入力装置。
【請求項３】
前記入力操作判別ステップは、前記分割エリアの各々に対応する前記静電容量データに基づいて、近接する前記操作体が両手であるか片手であるかを判別するシグナル波形解析ステップと、複数の前記分割エリアに跨って前記操作体を動かす非接触入力操作を判別するホバー操作判別ステップと、を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の入力装置。
【請求項４】
前記判別部は、前記分割エリアの各々に対応する前記静電容量データの時間変化に基づいて、前記入力操作を判別することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の入力装置。
【請求項５】
前記分割エリアは、前記感知部を３分割したものであることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の入力装置。
【請求項６】
前記判別部は、３分割した前記分割エリアの中央部が最も前記静電容量データの前記積分値又は前記平均値が高く前記中央部と両側の差が第１の閾値以上であるときに片手であると判別し、前記中央部が最も前記積分値又は前記平均値が低く前記中央部と前記両側の差が第２の閾値以上であるときに前記操作体が両手であると判別することを特徴とする請求項５に記載の入力装置。
【請求項７】
前記感知部は、前記複数の電極として、複数の駆動電極が並ぶ駆動電極列と、複数の検出電極が並ぶ検出電極列と、を備え、
前記検出部は、前記駆動電極に駆動信号を供給する駆動部と、前記駆動信号により検出電極から出力される応答信号を処理し前記静電容量データを出力する出力部と、を備え、
複数の前記分割エリアは、前記駆動電極列又は前記検出電極列を括るように分割したものであることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の入力装置。
【請求項８】
前記複数の分割エリアは、前記駆動電極列の並び方向又は前記検出電極列の並び方向の括りのみで分割したものであることを特徴とする請求項７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、電子機器を制御するための入力装置に関し、特に、非接触で操作体である手の動きを判別する入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、タッチパネルやタッチセンサ等の接触検出型の入力装置が使用されている。例えば、タッチパネルを液晶表示パネル等の表示装置に取り付けて、各種の画像を表示させながら、指の接触による入力を可能とする電子機器が知られている。
【０００３】
特許文献１には、センサ手段の配置面と対峙する空間位置を検知すると共に、空間位置に応じて検知分解能（電極間引き間隔）を調整しながら表示状態を制御できるようにした情報処理装置が開示されている。図１０は、特許文献１に記載された近接検知型情報表示装置を示す説明図であり、図１０（ａ）は使用される表示パネル１１０の一例を示す要部断面図であり、図１０（ｂ）は物体の検知空間の説明図である。
【０００４】
図１０（ａ）に示すように、表示パネル１１０は、表示手段として二次元表示手段１１２を有する。二次元表示手段１１２の裏面には保護板１１４が貼着され、その表面側にはセンサ手段１２０が設けられる。センサ手段１２０は二次元のタッチセンサとして機能するもので、２枚の薄い透明なガラス板１２４、１２６によって透明な二次元電極１２２がサンドイッチされて構成される。表示パネル面１１０ａの二次元平面上の空間に、対象物である指先（特定の物体や移動体でもよい）が対峙したとき、この対峙位置Ｌが指先の検知空間となる。図１０（ｂ）のように表示パネル面１１０ａからある対峙位置Ｌｐ以上離れると不感帯空間（非検知空間）となるが、対峙位置Ｌｐ以下であるときには、指先の位置をセンスできる感帯空間（検知空間）となる。検知できる空間か否かは、対峙した指先の存在を、静電容量の変化として検知できるかどうかで決まるので、図１０（ｂ）のような空間位置に対応した検知分解能に切り替えられる構成とされ、電極の間引き処理によって段階的に検知分解能を調整できるようにしていた。
【０００５】
図１０（ｂ）の場合では、検知空間Ｉ〜ＩＩＩに応じて３段階に検知分解能が切り替えられる。指先が第１の検知空間Ｉ内の空間にあるときの検知レベルを第１のスレショールドレベルと比較する。検知感度の初期値は最大値（最大ゲイン）に設定され、同様に電極間引き間隔を最も大きくして、検知分解能が一番低く目（最小）に設定されている。指先は第１から第２の検知空間に近づくので、第２の検知空間ＩＩに移るときの検出レベルのスレショールドレベルを定める。この第２のスレショールドレベルを検出レベルが超えたとき、指先は第２の検知空間ＩＩ内に近づいたと判断する。検出レベルが大きくなるので、検知感度は逆に中レベルとなるようにゲイン調整される。この状態で指先の軌跡を検知する。そして、指先が最終的に表示パネル面１１０ａに接触する第３の検知空間ＩＩＩまで到達すると、そのときの検出レベルは第３のスレショールドレベルを超える。第３のスレショールドレベルを超えると、検知感度は最小となるようにゲインの調整が行われ、同時に電極の間引き処理を中止して検知分解能を最大にした状態で接触点の検出が行われることになる。
【０００６】
こうすることで、表示パネル面１１０ａの二次元平面からこの二次元平面を含む所定の空間内に存在する指先（対象物）の位置を確実に検知できる。
【０００７】
これによれば、空間位置に応じて検知感度を調整することで、対象物の動きを確実に検知できる。対象物の動きを検知することで、センサ手段に接触するまでの空間内での対象物の動きに応じて情報の表示状態を制御できる。このため、接触した指だけでなく非接触状態の指を検出して、よりインタラクティブな操作をおこなうことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第４７６６３４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、対象物である指先がセンサ面から離れているときには検知感度を高く、電極間引き間隔を大きくしているため、環境の影響を受けやすくなってしまう。例えば、指先以外の操作者の身体部分からの影響が、検出感度を高くすると無視できなくなる。また、電気的なノイズによって一部の電極の静電容量変化として検知されたときに、対象物の動きと判別できない。このため、指先の検知に合わせた検知感度を設定していると、空間位置での手の動きを対象物とする入力操作では、環境の影響で誤検知しやすいという問題があった。
【００１０】
本発明は、上述した課題を解決するものであり、特に、誤検知することなく、非接触で操作体である手の動きを判別する入力装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の入力装置は、複数の電極が配置され静電容量を感知する感知部と、前記複数の電極から入力された信号を処理しそれぞれの静電容量データを出力する検出部と、前記静電容量データに基づいて入力操作を判別する判別部を備える入力装置において、前記判別部は、前記感知部を前記複数の電極を括るように分割した複数の分割エリアに分け、前記静電容量データの重心の位置若しくは前記分割エリア毎の前記静電容量データの積分値又は平均値のいずれかを少なくとも算出して、前記入力操作が非接触での操作体の近接によるあらかじめ定められた複数の操作内容のうちのいずれかであるか否かを判別する入力操作判別ステップを有することを特徴とする。
【００１２】
この構成によれば、入力操作判別ステップでは、操作体の近接による静電容量データに基づいて、入力操作があらかじめ定められた複数の操作内容のうちのいずれかであるか否かを判別する。非接触での操作体の動きは、特定の操作内容の場合にのみ検知されるので、環境の影響による変化を誤検知することなく、非接触で操作体である手の動きを判別することができる。
【００１３】
また、本発明の入力装置において、前記分割エリアの各々の大きさは、前記積分値又は前記平均値が最大の前記分割エリアの位置によって、若しくは前記静電容量データの前記重心の位置によって、前記複数の電極の括りを変更して設定されることが好適である。
【００１４】
環境の影響による外乱ノイズが存在する場合、操作体を動かした非接触入力操作によって分割エリアを操作体が移動したのかノイズによる静電容量データのふらつきの影響なのかを判別することが困難である。操作体が検知された分割エリアの括りを広げることによって、操作体が隣の分割エリアに移動したことを確実に判別できるので、ノイズによる影響を低減できる。
【００１５】
また、本発明の入力装置において、前記入力操作判別ステップは、前記分割エリアの各々に対応する前記静電容量データに基づいて、近接する前記操作体が両手であるか片手であるかを判別するシグナル波形解析ステップと、複数の前記分割エリアに跨って前記操作体を動かす非接触入力操作を判別するホバー操作判別ステップと、を有することを特徴とする。
【００１６】
この構成によれば、静電容量データに基づいて、操作体の近接を判別するシグナル波形解析ステップによる判別を実施した後、操作体を動かした非接触入力操作を判別するホバー操作判別ステップによる判別を実施するようにしているので、所定の非接触動作による入力操作を、正確に判別ができる。
【００１７】
また、本発明の入力装置において、前記判別部は、前記分割エリアの各々に対応する前記静電容量データの時間変化に基づいて、前記非接触入力操作を判別することを特徴とする。
【００１８】
静電容量データは環境の影響によってバックグラウンドレベルが変動しやすいが、この構成によれば、静電容量データの時間変化を見ることで、バックグラウンドレベルの影響を低減して操作体の動きを正確に判別できる。
【００１９】
また、本発明の入力装置において、前記分割エリアは、前記感知部を３分割したものであることが好ましい。
【００２０】
この構成によれば、分割エリアを左、中央、右の３分割だけとすることで、判別部での少ない演算量で操作体である片手、両手やその動きの判別ができる。
【００２１】
また、本発明の入力装置において、前記判別部は、３分割した前記分割エリアの中央部が最も前記静電容量データの前記積分値又は前記平均値が高く前記中央部と両側の差が第１の閾値以上であるときに片手であると判別し、前記中央部が最も前記積分値又は前記平均値が低く前記中央部と前記両側の差が第２の閾値以上であるときに前記操作体が両手であると判別することを特徴とする。
【００２２】
この構成によれば、分割エリアの中央部に操作体が位置するときは片手、操作体が左右に同時に位置するときは両手であると判別することで、判別処理を簡単化することができる。少ない演算量で判別できる。
【００２３】
また、本発明の入力装置において、前記感知部は、前記複数の電極として、複数の駆動電極が並ぶ駆動電極列と、複数の検出電極が並ぶ検出電極列と、を備え、前記検出部は、前記駆動電極に駆動信号を供給する駆動部と、前記駆動信号により検出電極から出力される応答信号を処理し前記静電容量データを出力する出力部と、を備え、複数の前記分割エリアは、前記駆動電極列又は前記検出電極列を括るように分割したものであることを特徴とする。
【００２４】
この構成によれば、感知部の感知エリアを駆動電極列又は検出電極列によって分割して分割エリア単位での静電容量データに基づいて入力操作を判別するので、一部の電極が受けたノイズの影響を分割エリア毎に括ることで低減でき、操作体の有無や片手か両手かを、正確に判別ができる。
【００２５】
また、本発明の入力装置において、前記複数の分割エリアは、前記駆動電極列の並び方向又は前記検出電極列の並び方向の括りのみで分割したものであることが好ましい。
【００２６】
この構成によれば、分割エリアを左右方向だけの駆動電極列又は検出電極列の括りとすることで、判別部での演算量を減らすことができる。また、感知部の奥行き方向の分解能またはサイズを削減できる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、入力操作判別ステップでは、分割エリア毎の静電容量データの積分値又は平均値を算出して、入力操作が非接触での操作体の近接によるあらかじめ定められた複数の操作内容のうちのいずれかであるか否かを判別する。非接触での操作体の動きは、特定の操作内容の場合にのみ検知されるので、環境の影響による変化を誤検知することなく、非接触で操作体である手の動きを判別することができる。したがって、誤検知することなく、非接触で操作体である手の動きを判別する入力装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施形態の入力装置を示すブロック図である。
【図２】感知部及び検出部の構成を示す説明図である。
【図３】入力操作を示す説明図であり、図３（ａ）は両手を感知エリアの両側に近接させるモードを示す説明図、図３（ｂ）は片手を感知エリアの中央に近接させるモードを示す説明図、図３（ｃ）は手を感知エリアの左から右に動かすホバー操作モードを示す説明図、図３（ｄ）は手を感知エリアの右から左に動かすホバー操作モードを示す説明図である。
【図４】入力操作判別ステップを示すフローチャートである。
【図５】静電容量データの分布を示す事例であり、片手を感知エリアの中央に近接させた場合である。
【図６】静電容量データの分布を示す事例であり、両手を感知エリアの両側に近接させた場合である。
【図７】シグナル波形解析ステップを示すフローチャートである。
【図８】複数の電極の括りを変更して分割エリアの大きさを設定する説明図である。
【図９】ホバー操作判別ステップを示すフローチャートである。
【図１０】従来の近接検知型情報表示装置を示す説明図であり、図１０（ａ）は使用される表示パネルの一例を示す要部断面図であり、図１０（ｂ）は物体の検知空間の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、分かりやすいように、図面は寸法を適宜変更している。
【００３０】
図１は、本発明の実施形態の入力装置１を示すブロック図である。図２は、感知部１０及び検出部２０の構成を示す説明図である。
【００３１】
本実施形態の入力装置１は、図１に示すように、複数の電極１１が配置された感知部１０と、複数の電極１１から入力された信号を処理しそれぞれのデータを出力する検出部２０と、データに基づいて入力操作を判別する判別部３０と、を備える。検出部２０及び判別部３０には図示しない電源回路等が接続されて電力供給されている。
【００３２】
感知部１０は、平面状の感知エリアに配置された複数の電極１１として、図２に示すように、複数の駆動電極１１Ａが並ぶ駆動電極列１２と、複数の検出電極１１Ｂが並ぶ検出電極列１３と、を備えている。本実施形態の感知部１０は、感知エリア内で分布する静電容量を感知する。なお、本明細書では、感知部１０における駆動電極列１２の並び方向をＹ１−Ｙ２方向、検出電極列１３の並び方向をＸ１−Ｘ２方向とする。
【００３３】
検出部２０は、あらかじめ設定された回路動作を行う電子回路であり、駆動電極１１Ａに駆動信号を供給する駆動部２１と、駆動信号により検出電極１１Ｂから出力される応答信号を処理し静電容量データを出力する出力部２２と、を備えている。検出部２０は所定の時間間隔で駆動信号を供給し、その応答信号を処理し、静電容量データを所定の時間間隔で繰り返し出力する。
【００３４】
判別部３０は、データ記憶部と演算処理部とを備えたマイクロコンピュータであり、あらかじめ処理プログラムが記憶されており、検出部２０の出力部２２から出力された静電容量データに基づいて入力操作を判別する。
【００３５】
判別部３０の判別結果は、所定の電気信号で、図示しない電子機器の制御部に送信され、その電子機器の入力操作として利用される。
【００３６】
本実施形態における判別部３０は、誤検出による入力操作（誤操作）を極力生じさせないように以下の特徴を備えている。もしも誤操作を生じやすい入力装置であれば、操作者は都度、誤検出された入力操作を取り消すための入力操作を行うことになり、かえって煩わしいものになってしまうからである。
【００３７】
判別部３０は、駆動電極列１２又は検出電極列１３を複数の分割エリアに括るように分割して、分割エリアの各々に対応する静電容量データに基づいて、非接触動作による入力操作があらかじめ定められた複数の操作内容のうちのいずれかであるかを判別する入力操作判別ステップを有する。本実施形態では、非接触動作による複数の操作内容を、図３に示す４モードの入力操作に限定している。図３（ａ）は、両手を感知エリアの両側に近接させるモードを示す説明図である。図３（ｂ）は、片手を感知エリアの中央に近接させるモードを示す説明図である。図３（ｃ）は、片手を感知エリアの左から右に動かすホバー操作モードを示す説明図である。図３（ｄ）は、片手を感知エリアの右から左に動かすホバー操作モードを示す説明図である。
【００３８】
図３では、感知部１０の検出電極列１３を、その並び方向に３分割して括った分割エリアとしている。判別部３０は、この静電容量データの分布と分割エリア毎の積分値を算出して、入力操作が非接触での操作体の近接によるあらかじめ定められた複数の操作内容のうちのいずれかであるか否かを判別する入力操作判別ステップを有する。より具体的には、分割エリアの各々に対応する静電容量データに基づいて、近接する操作体が両手であるか片手であるかを判別するシグナル波形解析ステップと、複数の分割エリアに跨って操作体を動かす非接触入力操作を判別するホバー操作判別ステップと、を有する。シグナル波形解析ステップでは、誤検出を防止するため、３分割した分割エリアの中央部が最も静電容量データの積分値が高く、中央部と両側の差が第１の閾値以上であるときに片手であると判別し、中央部が最も積分値が低く中央部と両側の差が第２の閾値以上であるときに操作体が両手であると判別する。ホバー操作判別ステップでは、分割エリアの各々の大きさに対し、静電容量データの分布から重心が位置する分割エリアを大きくするように、複数の電極１１の括りを変更して設定された後、複数の分割エリアに跨って操作体を動かしているかどうかを判別する。
【００３９】
これらの入力操作判別ステップについて、図４〜図９を参照して詳細に説明する。図４は、入力操作判別ステップを示すフローチャートである。図５は、静電容量データの分布を示す事例であり、片手を感知エリアの中央に近接させた場合である。図６は、静電容量データの分布を示す事例であり、両手を感知エリアの両側に近接させた場合である。図７は、シグナル波形解析ステップを示すフローチャートである。図８は、複数の電極の括りを変更して分割エリアの大きさを設定する説明図である。図９は、ホバー操作判別ステップを示すフローチャートである。
【００４０】
本実施形態の入力装置１の判別部３０における入力操作判別ステップは、図４に示すように、静電容量データを取得する手順Ｓ１から、図３に示す４モードの入力操作を判別する手順Ｓ５乃至手順Ｓ８までの処理を行う。
【００４１】
手順Ｓ１では、検出部２０の出力部２２から出力された静電容量データを取得する。手順Ｓ２では、図２に示す検出電極列１３のそれぞれの検出電極１１Ｂの応答信号を処理した静電容量データに基づき、その移動平均を算出する。手順Ｓ３では、それぞれの検出電極１１Ｂの近接ラインの静電容量データの平均化処理を行う。これらの静電容量データの分布がシグナル波形である。図５及び図６は、その具体的事例である。手順Ｓ４では、それぞれの検出電極１１Ｂの全ラインの静電容量データから、シグナル波形の重心位置を計算する。これらの手順では全ラインの静電容量データを用いているので、一部の検出電極列１３が外乱ノイズの影響を受けても、その影響を小さくすることができる。なお、静電容量データがあらかじめ設定された基準値より大きい場合は、ホバー操作でなくタッチ操作等の状態であると判断され、以下の手順による入力操作の判定は省略される。この基準値は非接触入力操作を手で行う場合の静電容量値の大きさを基に設定される。
【００４２】
手順Ｓ５は、近接する操作体が両手であるか片手であるかを判別するシグナル波形解析ステップである。手順Ｓ５におけるシグナル波形解析ステップの詳細を図７に示す。
【００４３】
手順Ｓ５１では、検出電極列１３の並び方向に３分割して括った分割エリア毎に、分割エリア毎の静電容量データの積分値を算出する加算処理を行う。手順Ｓ５２では、中央エリアの積分値が左エリア及び右エリアの積分値より大きいか（中央部と両側の差が第１の閾値以上であるか）を比較する。手順Ｓ５３では、左エリアの積分値が中央エリア及び右エリアの積分値より大きいか（左エリアと他のエリアの差が第１の閾値以上であるか）を比較する。手順Ｓ５４では、右エリアの積分値が中央エリア及び左エリアの積分値より大きいか（右エリアと他のエリアの差が第１の閾値以上であるか）を比較する。手順Ｓ５２〜手順Ｓ５４のいずれかの条件を満たしている場合は、波形形状データは片手の近接であると判定する。手順Ｓ５５では、左エリア及び右エリアの積分値が中央エリアの積分値よりいずれも大きいか（中央部と両側の差が第２の閾値以上であるか）を比較する。この条件を満たす場合は、波形形状データは両手の近接であると判定する。手順Ｓ５２〜手順Ｓ５５のいずれも満たさない波形形状データは、例えば初期状態のシグナル波形の場合であり、手順Ｓ５６において無効データであると判定される。なお、検出電極列１３を分割した分割エリアの大きさ（列の個数）が分割エリアによって異なる場合には、積分値の代わりに分割エリア毎の平均値を用いて比較することが好ましい。また、分割エリア毎の積分値又は平均値を用いず、計算されたシグナル波形の重心位置がどの分割エリアに属するかより、近接する操作体が両手であるか片手であるかを判別するようにしてもよい。
【００４４】
図４に示す手順Ｓ６では、検出電極列１３の並び方向に３分割して括った分割エリアのうち、いずれの分割エリアに操作体（手）があるかを判定するホバー座標判定を行う。手順Ｓ４で計算された重心位置と、手順Ｓ５で判定された両手又は片手の判別と、によって、操作体（手）が３つの分割エリアのいずれにあるかを判定した結果を保存する。手順Ｓ５で操作体が両手であると判別された場合には、全ラインの重心位置に依らず、両手の近接モードである。手順Ｓ５で操作体が片手であると判別された場合には、手順Ｓ４で計算されたシグナル波形の重心が位置する分割エリアを広げるように次のタイミングでのホバー座標判定における分割エリアの境界を変更する。図８は、この具体的な事例である。
【００４５】
分割エリアの各々の大きさは、前回の静電容量データの重心が位置する分割エリアを大きくするように、複数の電極１１の括りを変更して設定されるので、分割エリアの境界付近に重心が位置していた場合でも、次のタイミングでのホバー座標判定における分割エリアの判定結果がばらついてしまうことを防止できる。これは、特に、外乱ノイズの大きい環境で有効である。なお、重心を算出する代わりに、前述の積分値又は平均値の大きい分割エリアが重心位置（操作体の近接位置）であると推定してもよい。
【００４６】
図４に示す手順Ｓ７では、手順Ｓ６で保存されたホバー座標の判定結果を、前回保存したホバー座標の判定結果と比較し、ホバー座標の分割エリアが連続して一致した場合には、操作体のホバーエリア判定を確定させる。上記のように、分割エリアの境界を変更しているので、操作体の移動がない場合は確実に連続して一致し、外乱ノイズによる静電容量データのふらつきによって判定結果がばらついてしまう虞がない。
【００４７】
手順Ｓ８は、複数の分割エリアに跨って操作体を動かす非接触入力操作を判別するホバー操作判別ステップである。手順Ｓ８におけるホバー操作判別ステップの詳細を図９に示す。
【００４８】
手順Ｓ８１〜手順Ｓ８３では、手順Ｓ７で確定したホバーエリアに対して、異なる分割エリアにホバーエリアが移動したかを検知する。手順Ｓ８１では、左エリア及び中央エリアから右エリアにホバー座標が移動したことを判定する。この場合は、片手を感知エリアの左から右に動かすホバー操作モード（図３（ｃ））である。手順Ｓ８２では、右エリア及び中央エリアから左エリアにホバー座標が移動したことを判定する。この場合は、片手を感知エリアの右から左に動かすホバー操作モード（図３（ｄ））である。手順Ｓ８３では、ホバー座標が中央エリアから移動しなかったことを判定する。この場合は、片手の近接モード（図３（ｂ））である、なお、この判定には前回ホバー座標が中央エリアであり、今回はホバー座標が確定できなかった場合を含む。例えば片手を近接させた状態から初期状態に戻すジェスチャー動作の場合である。手順Ｓ８４は、両手の近接モード（図３（ａ））である。そして、この４つのモードの操作内容のうちのいずれかであれば、入力操作として確定し、電子機器の所定の回路動作がなされる。
【００４９】
なお、本実施形態における片手の近接モード（図３（ｂ））は、３分割された分割エリアの中央エリアにホバー座標が位置するときにのみ入力操作モードとして有効であるとした。これは、環境の影響を検出電極１１Ｂの両端ほど受けやすく、静電容量データから計算されたシグナル波形の重心位置が左右エリアのいずれかである場合には、外乱ノイズを受けている可能性が排除できないためである。一方、中央エリアに重心位置が連続して検出される場合と、左右エリアの両方が中央エリアよりも積分値が大きい場合とは、外乱ノイズによる影響とは考えられない。また、左右に操作体（手）を移動させるホバー操作の場合には、中央エリアを通過する操作途中の重心移動の状況も合わせて判定に用いることによって外乱ノイズによる誤検出でなく、入力操作であることを特定できる。したがって、図３の４モードに限定することにより、環境の影響による変化を誤検知することなく、非接触で操作体である手の動きを判別することができる。さらに、分割エリア毎の静電容量データの加算（積分値又は平均値）を用いているので一部の検出電極１１Ｂに生じた外乱ノイズによる影響が低減される。また、前回保存したホバー座標の判定結果と比較し、ホバー座標の分割エリアが連続して一致した場合にホバーエリア判定を確定させるので、瞬間的な外乱ノイズによる影響を低減できる。
【００５０】
また、４モードの入力操作のうち、２種類のモードを続けて行うことで、特定の操作内容を割り当てることも可能である。こうすれば、４つの入力操作に限定されることなく、より多くの操作内容を非接触の手の動きだけで行うことが可能である。
【００５１】
本実施形態は非接触の入力操作に限定したが、図１に示す入力装置１はタッチ操作による入力操作も可能である。
【００５２】
以下、本実施形態としたことによる効果について説明する。
【００５３】
本実施形態の入力装置１は、複数の電極１１が配置され静電容量を感知する感知部１０と、複数の電極１１から入力された信号を処理しそれぞれの静電容量データを出力する検出部２０と、静電容量データに基づいて入力操作を判別する判別部３０と、を備える入力装置１において、判別部３０は、感知部１０を複数の電極１１を括るように分割した複数の分割エリアに分け、静電容量データの重心の位置若しくは分割エリア毎の静電容量データの積分値又は平均値のいずれかを少なくとも算出して、入力操作が非接触での操作体の近接によるあらかじめ定められた複数の操作内容のうちのいずれかであるか否かを判別する入力操作判別ステップを有することを特徴とする。
【００５４】
この構成によれば、入力操作判別ステップでは、操作体である手の近接による静電容量データに基づいて、入力操作があらかじめ定められた複数の操作内容のうちのいずれかであるか否かを判別する。非接触での操作体である手の動きは、特定の操作内容の場合にのみ検知されるので、環境の影響による変化を誤検知することなく、非接触で操作体である手の動きを判別することができる。
【００５５】
また、本実施形態の入力装置１において、分割エリアの各々の大きさは、静電容量データの積分値又は平均値が最大の分割エリアの位置によって、若しくは静電容量データの重心の位置によって、複数の電極１１の括りを変更して設定されることが好適である。環境の影響による外乱ノイズが存在する場合、操作体を動かした非接触入力操作によって操作体が移動したのかノイズによる静電容量データのふらつきの影響なのかを判別することが困難である。操作体が検知された分割エリアの括りを広げることによって、操作体が隣の分割エリアに移動したことを確実に判別できるので、ノイズによる影響を低減できる。
【００５６】
また、本実施形態の入力装置１において、判別部３０は、分割エリアの各々に対応する静電容量データに基づいて、近接する操作体が両手であるか片手であるかを判別するシグナル波形解析ステップと、複数の分割エリアに跨って操作体を動かす非接触入力操作を判別するホバー操作判別ステップと、を有することを特徴とする。この構成によれば、静電容量データに基づいて、近接する操作体が両手であるか片手であるかシグナル波形解析ステップによる判別を実施した後、操作体を動かした非接触入力操作を判別するホバー操作判別ステップによる判別を実施するようにしているので、所定の非接触動作による入力操作を、正確に判別ができる。
【００５７】
また、本実施形態の入力装置１において、判別部３０は、分割エリアの各々に対応する静電容量データの時間変化に基づいて、非接触入力操作を判別することを特徴とする。静電容量データは環境の影響によってバックグラウンドレベルが変動しやすいが、この構成によれば、静電容量データの時間変化を見ることで、バックグラウンドレベルの影響を低減して操作体である手の動きを正確に判別できる。
【００５８】
また、本実施形態の入力装置１において、分割エリアは、感知部１０を３分割したものである。この構成によれば、分割エリアを左、中央、右の３分割だけとすることで、判別部３０での少ない演算量で片手、両手やその動きの判別ができる。
【００５９】
また、本実施形態の入力装置１において、判別部３０は、３分割した分割エリアの中央部が最も静電容量データの積分値が高く、中央部と両側の差が第１の閾値以上であるときに片手、中央部が最も積分値が低く中央部と両側の差が第２の閾値以上であるときに操作体が両手であると判別すると判別する。この構成によれば、分割エリアの中央部に操作体が位置するときは片手、操作体が左右に同時に位置するときは両手であると判別することで、判別処理を簡単化することができる。また、少ない演算量で判別できる。なお、検出電極列１３を分割した分割エリアの大きさ（列の個数）が分割エリアによって異なる場合には、エリア毎の積分値の代わりにエリア毎の平均値を用いればよい。
【００６０】
また、本実施形態の入力装置１において、感知部１０は、複数の電極１１として、複数の駆動電極１１Ａが並ぶ駆動電極列１２と、複数の検出電極１１Ｂが並ぶ検出電極列１３と、を備え、検出部２０は、駆動電極１１Ａに駆動信号を供給する駆動部２１と、駆動信号により検出電極１１Ｂから出力される応答信号を処理し静電容量データを出力する出力部２２と、を備える。この構成によれば、感知部１０の感知エリアを駆動電極列１２又は検出電極列１３によって分割して分割エリア単位での静電容量データに基づいて入力操作を判別するので、一部の電極が受けたノイズの影響を分割エリア毎に括ることで低減でき、操作体である手の有無や片手か両手かを、正確に判別ができる。
【００６１】
また、本実施形態の入力装置１において、複数の分割エリアは、検出電極列１３の並び方向の括りのみで分割して設定される。この構成によれば、分割エリアを左右方向だけの検出電極列１３の括りとすることで、判別部３０での演算量を減らすことができる。また、感知部１０の奥行き方向の分解能またはサイズを削減できる。
【００６２】
以上のように、本発明の実施形態の入力装置１を具体的に説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施することが可能である。例えば次のように変形して実施することができ、これらも本発明の技術的範囲に属する。
【００６３】
（１）本実施形態において、複数の分割エリアは、検出電極列１３の並び方向の括りのみで分割して設定されるとしたが、Ｘ１−Ｘ２方向を駆動電極列１２の並び方向とするように変更して、駆動電極列１２の並び方向の括りに分割して設定してもよい。
【００６４】
（２）本実施形態において、複数の駆動電極１１Ａが並ぶ駆動電極列１２としたが、駆動電極１１Ａが一本だけの感知部に変更してもよい。また、複数の検出電極１１Ｂの一部に駆動信号を供給したときの他の検出電極１１Ｂの応答信号を処理する検出部に変更してもよい。
【００６５】
（３）本実施形態において、分割エリアを３分割としたが、４分割以上にしてもよい。
【符号の説明】
【００６６】
１      入力装置
１０    感知部
１１    電極
１１Ａ  駆動電極
１１Ｂ  検出電極
１２    駆動電極列
１３    検出電極列
２０    検出部
２１    駆動部
２２    出力部
３０    判別部
【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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