CN107735754A - 操作检测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种操作检测装置。触摸面板具备：对与操作面接近以及接触的操作手指进行检测并输出检测值的检测部；以及作为判定部的控制部，具有用于检测与操作面接近的操作手指的接近阈值，在通过检测出与操作手指不同的非检测对象而在离开操作面的位置存在多个接近阈值以上的检测值的情况下，以接近阈值以上的检测值为中心来设定预先决定的相同大小的设定范围，将根据设定范围所含的检测值计算出的计算值最小的设定范围的接近阈值以上的检测值作为检测出操作手指的检测值来判定操作。

Description

操作检测装置
技术领域
本发明涉及操作检测装置。
背景技术
公知有具备控制部的触摸板输入装置，该控制部具有判定对接近操作面的物体的电变量的变化进行检测而计算出的物体的接触区域是被指尖还是被手掌(掌)接触的手掌排斥功能(例如参照专利文献1。)。
该触摸板输入装置的控制部在以第一灵敏度计算出的第一接近区域的面积与以比第一灵敏度高的第二灵敏度计算出的第二接近区域的面积的差大时，判定为接触区域被手掌触摸而将操作设为无效，所以在操作键盘时能够防止手掌接触所引起的误操作。
专利文献1：日本特开2015-141425号公报
近年来，不仅公知有对操作面进行了接触的检测对象进行检测的技术，还公知有检测接近操作面的检测对象的悬停功能。利用该悬停功能能够检测在接近操作面的状态下进行的手势等，为了检测该接近状态，与检测接触时相比灵敏度被较高地设定，所以存在检测对象以外的非检测对象被检测出的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够抑制非检测对象的误检测的操作检测装置。
本发明的一实施方式的操作检测装置具备：检测部，其对与操作面接近以及接触的检测对象进行检测并输出检测值；以及判定部，其具有用于检测与操作面接近的检测对象的接近阈值，在通过检测出与检测对象不同的非检测对象而在离开操作面的位置存在多个接近阈值以上的检测值的情况下，以接近阈值以上的检测值为中心来设定预先决定的相同大小的设定范围，将根据设定范围所含的检测值计算出的计算值最小的设定范围的接近阈值以上的检测值作为检测出检测对象的检测值来判定操作。
根据本发明的一实施方式，能够提供一种能够抑制非检测对象的误检测的操作检测装置。
附图说明
图1A是表示配置有第一实施方式的触摸面板的车辆内部的一个例子的说明图。
图1B是表示触摸面板的结构的框图。
图2A是表示第一实施方式的触摸面板的检测值的分布与操作者的手的关系的一个例子的立体图。
图2B是表示设定范围的一个例子的说明图。
图2C是表示检测值的分布与设定范围的一个例子的说明图。
图3是表示第一实施方式的触摸面板的动作的一个例子的流程图。
图4是表示第二实施方式的触摸面板检测的检测值的分布与设定范围的一个例子的说明图。
图5是表示第二实施方式的触摸面板的动作的一个例子的流程图。
具体实施方式
(实施方式的要点)
实施方式的操作检测装置具备：检测部，检测与操作面接近以及接触的检测对象并输出检测值；判定部，具有用于检测与操作面接近的检测对象的接近阈值，通过检测出与检测对象不同的非检测对象而在离开操作面的位置存在多个接近阈值以上的检测值的情况下，以接近阈值以上的检测值为中心设定预先决定的相同大小的设定范围，将根据设定范围所含的检测值计算出的计算值最小的设定范围的接近阈值以上的检测值作为检测出检测对象的检测值来对操作进行判定。
该操作检测装置将计算值最小的设定区域的接近阈值以上的检测值判定为检测出检测对象的检测值，所以即使通过检测出非检测对象而存在多个接近阈值以上的检测值的情况下也能够恰当地区分检测对象与非检测对象，能够抑制非检测对象的误检测。
[第一实施方式]
(触摸面板1的概要)
图1A是表示配置了第一实施方式的触摸面板的车辆内部的一个例子的说明图，图1B是表示触摸面板的结构的框图。图2A是表示第一实施方式的触摸面板的检测值的分布与操作者的手的关系的一个例子的立体图，图2B是表示设定范围的一个例子的说明图，图2C是表示检测值的分布与设定范围的一个例子的说明图。此外，在以下记载的实施方式的各图中，图形间的比率往往与实际的比率不同。而且在图1B中，由箭头示出了主信号、信息的流向。
如图1A所示，触摸面板1作为操作检测装置与配置于位于车辆8的驾驶座与助手席之间且前方的仪表盘80的显示装置85重叠地配置。
操作者通过与触摸面板1的操作面100接近以及接触，能够指示在显示装置85显示的地图图像的滚动、图标的选择决定等。另外如图1A所示，触摸面板1也可作为配置于驾驶座与助手席之间的地板控制台81的远程操作装置亦即触摸板86等而构成。另外以下，虽将检测对象设为操作者的操作手指，但并不局限于此，也可是导电性的笔等。
如图1B、2A～2C所示，触摸面板1具备：对与操作面100接近以及接触的操作手指进行检测并输出检测值S2的检测部10；作为判定部的控制部16，具有用于检测与操作面100接近的操作手指的接近阈值160，在通过检测出与操作手指不同的非检测对象而在离开操作面100的位置存在多个接近阈值160以上的检测值S2的情况下，以接近阈值160以上的检测值S2为中心(中心165a)来设定预先决定的相同大小的设定范围165，将根据设定范围165所含的检测值S2计算出的计算值最小的设定范围165的接近阈值160以上的检测值S2作为检测出操作手指的检测值S2来判定操作。
该控制部16构成为将设定范围165的检测值S2的平均值作为计算值来计算。另外作为变形例控制部16也可构成为将设定范围165的检测值S2的总和作为计算值来计算。在该情况下，控制部16将总和最小的设定范围165的接近阈值160以上的检测值S2判定为检测出操作手指的检测值S2。
(检测部10的结构)
检测部10例如是对操作者的身体的一部分(例如手指、掌)等接近以及接触的操作面100上的位置进行检测的接触式传感器。操作者例如通过进行与操作面100接近或者接触的操作，能够对连接的电子设备进行操作。该检测部10是具有悬停功能的静电电容方式的接触式传感器。该悬停功能是检测与操作面100接近的检测对象的功能。
如图1B所示，检测部10具备多个驱动电极101、多个检测电极102、驱动部12、读出部14。在操作面100以图1B的纸面左上为原点，将从左向右的方向设定为x轴，将从上向下的方向设定为y轴。
驱动电极101以及检测电极102配置于显示装置85上，作为使用了ITO(tin-dopedindium oxide：锡掺杂氧化铟)等的透明电极而构成。该驱动电极101与检测电极102以相互绝缘并且交叉的方式配置于操作面100的下方。
驱动电极101例如在图1B的纸面中，以与x轴平行且等间隔的方式被配置，并且与驱动部12电连接。控制部16周期性地切换与驱动电极101的连接并供给驱动信号S1。
检测电极102例如在图1B的纸面中，以与y轴平行且等间隔的方式被配置，并且与读出部14电连接。读出部14在向一个驱动电极101供给驱动信号S1的期间周期性地切换检测电极102的连接，读出驱动电极101与检测电极102的组合而生成的静电电容。而且作为一个例子，读出部14对读出的静电电容进行模拟/数字转换处理等而生成检测值S2并向控制部16输出。
该检测值S2根据所设定的分辨率而生成。具体而言，如图2C所示，读出部14以通过坐标x1～坐标x18、坐标y1～坐标y17的组合得到检测值S2的方式来进行处理。
控制部16例如将1个周期量的检测值S2作为检测值分布信息161来存储。如图2C所示，该检测值分布信息161例如是分配与坐标x1～坐标x18、坐标y1～坐标y17的组合对应的检测值S2而生成的分布的信息。另外作为一个例子，读出检测值S2的周期是20ms。
(控制部16的结构)
控制部16例如是由根据存储的程序、对取得的数据进行运算、加工等的CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)、半导体存储器亦即RAM(Random AccessMemory：随机存取存储器)以及ROM(Read Only Memory：只读存储器)等构成的微机。在该ROM例如存储有用于使控制部16动作的程序、接近阈值160。RAM例如作为暂时储存运算结果等的存储区域而被使用，生成检测值分布信息161。而且控制部16在其内部具有生成时钟信号的单元，基于该时钟信号进行动作。
接近阈值160是能够检测与操作面100接近的操作手指的阈值。而且接近阈值160还用于检测与操作面100接触的操作手指。在任意情况下控制部16基于接近阈值160以上的检测值S2并利用加重平均值等方法来计算检测出操作手指的操作面100上的检测点。该检测点作为被设定于操作面100的xy坐标系的坐标而被计算。而且控制部16将包含计算出的检测点的坐标的信息的操作信息S3向连接的电子设备输出。另外作为一个例子，本实施方式的接近阈值160被设定为100。
作为变形例，控制部16也可构成为具有比接近阈值160小的触摸阈值，使用触摸阈值来检测操作手指的接触。
作为一个例子，检测部10能够检测的接近距离是20mm左右。因此作为一个例子，检测部10能够检测从操作面100离开20mm左右的操作手指。
如上述那样，控制部16以接近阈值160以上的检测值S2为中心来设定设定范围。作为一个例子如图2B所示，控制部16在施加了斜线的坐标处的检测值S2是接近阈值160以上的情况下，以该坐标为中心165a来设定设定范围165。作为一个例子，该设定范围165虽包含在x轴以及y轴方向各7个、合计49个检测值S2的范围但并不限定于此。
控制部16求出该设定范围165的检测值S2的平均值并与其它设定范围比较来判定检测出检测对象的检测值S2。
具体而言，作为一个例子，如图2A所示，在操作者用食指(操作手指90)指示目的操作面100上的坐标的情况下，检测部10检测手9的影子那样的分布的检测值S2。
而且与操作面100接近的操作手指90以及大拇指91向操作面100投影了的那样的位置的检测值S2随着操作手指90以及大拇指91接近而该值变大，不久比其它坐标更早地成为接近阈值160以上。图2A以及2C表示与操作手指90以及大拇指91接近的操作面100上的检测值S2成为接近阈值160以上的周期的检测值分布161a。
控制部16在分离的2个点处检测值S2成为接近阈值160以上，所以以该2个点的检测值S2为中心(中心166a以及中心167a)设定第一设定范围166以及第二设定范围167。该第一设定范围166以及第二设定范围167所含的检测值S2数目相同。
如图2A以及2C所示，对于第一设定范围166而言，投影了食指(操作手指90)那样的窄区域的检测值S2成为比零大的值。另一方面，对于第二设定范围167而言，投影了握住手指的部分亦即握持部92等那样的宽区域的检测值S2成为比零大的值。
控制部16求出设定的第一设定范围166以及第二设定范围167的检测值S2的总和，然后求出检测值S2的平均值。根据第一设定范围166的总和是721，是49个检测值S2的和，从而求出该平均值是14.7。同样第二设定范围167的总和是2200，所以平均值是44.9。
控制部16对该平均值进行比较，求出最小的一方，即在第一设定范围166存在检测出操作手指的检测值S2。而且控制部16作为第二设定范围167检测出手掌等，不进行检测点的计算而将上述检测值S2设为无效。
另外作为一个例子，在接近阈值160以上的检测值S2邻接的情况下，以其中具有最高值的检测值S2为中心。另外，作为一个例子，在该检测值S2是相同的值的情况下，将与该中心或者重心接近的坐标作为中心。而且在设定范围重叠的情况下，以重叠的状态计算平均值。
以下根据图3的流程图来说明本实施方式的触摸面板1的动作的一个例子。
(动作)
触摸面板1的控制部16在接入车辆8的电源时从检测部10周期性地取得检测值S2，生成检测值分布信息161并且将检测值S2与接近阈值160进行比较。
若检测出操作(Step1)，控制部16则在存在多个接近阈值160以上的检测值S2的情况下(Step2：是)，以该检测值S2为中心165a来设定设定范围165(Step3)。
控制部16求出设定范围165各自的检测值S2的总和，并且计算平均值(Step4)。
控制部16对计算出的平均值进行比较，将平均值最小的设定范围165判断为有效(Step5)，计算检测点并生成及输出操作信息S3(Step6)，结束该周期的处理。
这里在步骤2中，控制部16在接近阈值160以上的检测值S2没有多个的情况下(Step2：否)，使处理进入步骤6。
(第一实施方式的效果)
本实施方式的触摸面板1能够抑制非检测对象的误检测。具体而言，触摸面板1将平均值最小的设定检测区域165的接近阈值160以上的检测值S2判定为检测出操作手指的检测值S2，所以即使在通过手掌等非检测对象被检测出而存在多个接近阈值160以上的检测值S2的情况下也能够恰当地区分操作手指与非检测对象，能够抑制非检测对象的误检测。
触摸面板1能够区分地检测检测对象与非检测对象，所以能够高精度地检测在离开操作面100的位置所进行的操作。
对于触摸面板1，由于非检测对象的误检测被抑制，所以与被误检测的情况相比，操作者注视显示装置85的时间被抑制从而使输入所需的时间缩短。而且对于触摸面板1，由于误检测被抑制，所以操作者的视线移动被抑制，操作性良好。
[第二实施方式]
第二实施方式在基于检测出操作的区域的最大值来设定设定范围这一点上与第一实施方式不同。
图4是表示第二实施方式的触摸面板检测的检测值的分布与设定范围的一个例子的说明图。另外在以下所记载的实施方式中，对具有与第一实施方式相同的功能以及构成的部分赋予与第一实施方式相同的符号，并省略其说明。
作为一个例子，本实施方式的触摸面板1虽具有悬停功能但与第一实施方式相比具有低的接近阈值(40)160。控制部16构成为基于接近阈值160以上的检测值S2来计算检测点。
具体而言，触摸面板1具备以指示操作的操作手指(检测对象)被检测出的检测对象区域以及与操作手指不同的非检测对象被检测出的非检测对象区域中的检测值S2的最大值为中心来设定设定范围，并基于根据设定范围所含的检测值S2计算出的计算值(平均值)最小的设定范围来判定检测对象区域并判定操作的控制部16。
作为一个例子，该检测对象区域以及非检测对象区域是图4中由粗实线围起的检测区域166b以及检测区域167b的任意一个。本实施方式的控制部16将该检测区域166b以及检测区域167b的最大值设为中心来设定第一设定范围166以及第二设定范围167。
而且控制部16求出第一设定范围166以及第二设定范围167的检测值S2的总和作为计算值并计算出平均值。如图4所示，由于第一设定范围166与第二设定范围167相比平均值小，所以控制部16判定为检测区域166b是检测对象区域，检测区域167b是非检测对象区域。控制部16基于该检测区域166b来计算检测点，将包含该检测点的坐标的信息的操作信息S3向所连接的电子设备输出。
另外作为一个例子，控制部16也可构成为将设定范围的检测值S2的总和作为计算值来计算。
以下根据图5的流程图来说明本实施方式的触摸面板1的动作的一个例子。
(动作)
触摸面板1的控制部16若接入车辆8的电源则从检测部10周期性地取得检测值S2，生成检测值分布信息161并且将检测值S2与接近阈值160进行比较。
在检测出操作时(Step10)，控制部16根据接近阈值160以上的检测值S2设定检测区域(Step11)。作为一个例子，控制部16虽将用4个连结而连成的该检测值S2的组设定为检测区域，但并不局限于此，也可用8个连结来设定。
控制部16在存在多个检测区域的情况下(Step12：是)，将每个检测区域的检测值S2的最大值作为中心165a来设定设定范围165(Step13)。
控制部16求出设定范围165各自的检测值S2的总和，并且计算出平均值(Step14)。
控制部16对计算出的平均值进行比较，将平均值最小的设定范围165判断为有效(Step15)，计算出检测点并生成及输出操作信息S3(Step16)，结束该周期的处理。
这里在步骤12中，控制部16在不存在多个检测区域的情况下(Step12：否)，使处理进入步骤16。
(第二实施方式的效果)
本实施方式的触摸面板1将以由接近阈值160以上的检测值S2形成的检测区域中的最大值为中心而设定的设定区域的平均值最小的设定区域判定为检测对象区域，所以能够恰当地区分手掌等非检测对象被检测出的非检测对象区域与检测对象区域，能够抑制非检测对象的误检测。
上述实施方式以及变形例的触摸面板1例如根据用途，其一部分也可通过计算机执行的程序、ASIC(Application Specific Integrated Circuit：专用集成电路)以及FPGA(Field Programmable Gate Array：现场可编程门阵列)等来实现。
以上，虽对本发明的几个实施方式以及变形例进行了说明，但上述实施方式以及变形例只不过是一个例子，并不限定技术方案的发明。这些新的实施方式以及变形例能够以其它的各种形态来实施，在不脱离本发明的宗旨的范围内，能够进行各种省略、置换、改变等。
另外，这些实施方式以及变形例中说明过的特征的组合的全部未必是用于解决发明的课题所必须的手段。并且，这些实施方式以及变形例包含在发明的范围以及宗旨内，并且包含在与技术方案所记载的发明均衡的范围内。
附图标记的说明
1…触摸面板；10…检测部；16…控制部；100…操作面；160…接近阈值；161…检测值分布信息；161a…检测值分布；165…设定范围；165a…中心；166…第一设定范围；166a…中心；166b…检测区域；167…第二设定范围；167a…中心；167b…检测区。

Claims (8)

1.一种操作检测装置，具备：
检测部，其对与操作面接近以及接触的检测对象进行检测并输出检测值；以及
判定部，其具有用于检测与上述操作面接近的上述检测对象的接近阈值，在通过检测出与上述检测对象不同的非检测对象而在离开上述操作面的位置存在多个上述接近阈值以上的检测值的情况下，以上述接近阈值以上的检测值为中心来设定预先决定的相同大小的设定范围，将根据上述设定范围所含的检测值计算出的计算值最小的设定范围的上述接近阈值以上的检测值作为检测出上述检测对象的检测值来判定操作。
2.一种操作检测装置，具备：
检测部，其对与操作面接近以及接触的检测对象进行检测并输出检测值；以及
判定部，其以指示操作的上述检测对象被检测出的检测对象区域、以及与上述检测对象不同的非检测对象被检测出的非检测对象区域中的检测值的最大值为中心来设定预先决定的相同大小的设定范围，并基于根据上述设定范围所含的检测值计算出的计算值最小的设定范围来判定上述检测对象区域从而判定操作。
3.根据权利要求1或2所述的操作检测装置，其中，
上述判定部将上述设定范围的检测值的总和作为上述计算值来计算。
4.根据权利要求1或2所述的操作检测装置，其中，
上述判定部将上述设定范围的检测值的平均值作为上述计算值来计算。
5.权利要求1～4中任一项所述的操作检测装置，其中，
上述判定部将上述最小的设定范围以外作为与上述非检测对象相关的上述设定范围并将与之相关的检测值设为无效来判定操作。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的操作检测装置，其中，
上述检测部包含配置于车辆内并具有悬停功能的静电电容方式的接触式传感器。
7.根据权利要求1所述的操作检测装置，其中，
上述判定部具有比上述接近阈值小的触摸阈值，对具有上述触摸阈值以上的检测值的上述检测对象以及上述非检测对象设定上述设定范围。
8.根据权利要求2所述的操作检测装置，其中，
上述判定部基于具有规定的接近阈值以上的检测值的检测点来确定上述检测对象区域以及上述非检测对象区域。
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