JP2007235286A - 静電容量検出式スイッチ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】環境条件の変化に左右されることなく、適正にオン・オフ検出を行うことができる静電容量検出式スイッチ装置を提供する。
【解決手段】スイッチ１のカウント値Ｘを検出し（Ｓ１０１）、全スイッチ１〜４のカウント値が検出されると、「（Ｙ−Ｘ）＞α」により、ベースカウント値Ｙと今回検出したカウント値Ｘとの差が所定値α以上のスイッチがあるか否かを判断する（Ｓ１０４）。全スイッチ１〜４がα以上変化した場合は、特定のスイッチをオンにすべくユーザがタッチしたのではなく、環境条件の変化に起因して、静電容量が変化したものであると想定することができる。したがって、この場合には、全てのスイッチ１〜４のベースカウント値Ｙを今回のカウント値Ｘに変更する（Ｓ１０６）。全てのスイッチ１〜４がα以上変化したのではなく、変化がα未満のスイッチもある場合には、α以上変化したスイッチをＯＮと判定する（Ｓ１０７）。
【選択図】図４

Description

本発明は、人体が接触又は近接されることによりオンとなる静電容量検出式スイッチ装置に関するものである。

従来より、静電容量検出式スイッチ装置が公知である。この静電容量検出式スイッチ装置は、電極に指を接触接触又は近接させることより、静電容量が変化することを利用したタッチセンサーであり、電極、ＣＲ発振回路、カウンタ等で構成されている。そして、電極にタッチすると、静電容量が変化してＣＲ発振回路の発振周波数が低下することから、そのＣＲ発振をカウンタにより一定時間カウントして、低下した発振周波数値を検出する。この算出した発振周波数値を予め記憶してある基準値であるオフ時のベース周波数値と比較することにより、オフからオンへの変化を検出するものである（例えば、特許文献１参照。）。
実開昭５２−１６４５６５号公報

しかしながら、静電容量検出式スイッチ装置において、電極は人体の接触又は近接により静電容量を変化させるものではあるが、浮遊容量によっても静電容量が変化する。このため、電極の配置環境の変化に伴って浮遊容量が変化すると、静電容量も変化してＣＲ発振回路の発振周波数が変化する。このため、実際のオフ時における周波数値と、基準値として用いているオフ時のベース周波数値とに誤差が生じ、その結果、適正にオン・オフ検出を行うことができない場合が生ずる。また、複数の電極が配置されている場合には、感度にバラツキが生じたり、誤動作が生ずるおそれもあった。

本発明は、かかる従来の課題に鑑みてなされたものであり、環境条件の変化に左右されることなく、適正にオン・オフ検出を行うことができる静電容量検出式スイッチ装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するため請求項１記載の発明にかかる静電容量検出式スイッチ装置にあっては、人体が接触又は近接される複数の電極と、これら複数の各電極に夫々対応する基準値を記憶する基準値記憶手段と、前記電極に結合される容量により発信周波数が変化する発振回路を有し、各電極の発振周波数値を検出する検出手段と、この検出手段により検出された各電極の発振周波数値と前記基準値記憶手段に記憶されている対応する基準値とに基づき、各電極について、当該電極に結合された容量による発振周波数の変化量を算出する算出手段と、この算出手段により算出された電極の発振周波数の変化量が、所定値より大きいか否かを電極毎に判別する判別手段と、この判別手段により、前記複数の電極の変化量の全てが、所定値より大きい判別された場合、前記基準値記憶手段に記憶されている前記複数の電極に対応する全ての基準値を、前記検出手段により検出された各発振周波数値に基づいて変更する基準値変更手段と、前記判別手段により、前記複数の電極のうち発振周波数の変化量が所定値より小さいものがあると判別された場合、発振周波数の変化量が所定値より大きい電極に前記人体が接触又は近接されたと判断する判断手段とを具備している。

つまり、算出された複数の電極の発振周波数の変化量の全てが、所定値より大きい判別された場合は、特定の電極に人体が接触又は近接した場合ではなく、環境条件の変化に伴う浮遊容量の変化に起因するものと想定することができる。したがって、この場合には、予め記憶されている複数の電極に対応する全ての基準値を、検出された各発振周波数値に基づいて変更することにより、環境条件の変化に適応した基準値を設定することができる。よって、環境条件の変化に左右されることなく、適正にオン・オフ検出を行うことが可能となる。

また、前記複数の電極のうち発振周波数の変化量が所定値より小さいものがあると判別された場合は、発振周波数の変化量が所定値より大きい電極は、環境条件の変化に伴う浮遊容量の変化に起因するものではなく、電極に人体が接触又は近接されたと想定することができる。よって、この場合には、発振周波数の変化量が所定値より大きい電極に前記人体が接触又は近接されたと判断することにより、適正なオン検出が可能なる。

また、請求項２記載の発明にかかる静電容量検出式スイッチ装置にあっては、人体が接触又は近接される電極と、基準値を記憶する基準値記憶手段と、前記電極に結合される容量によって、発信周波数が変化する発振回路と、この発振回路の発振周波数値を複数回検出する検出手段と、この検出手段により検出された複数回の発振周波数値と前記基準値とに基づき、複数回の発振周波数の変化量を算出する算出手段と、この算出手段により算出された複数回の発振周波数の変化量のうち所定値より大きいものがあるか否かを判別する判別手段と、この判別手段により、前記所定値より大きいものがないと判別された場合、前記基準値記憶手段に記憶されている基準値を、前記検出手段により検出された発振周波数値に基づいて変更する基準値変更手段と、前記判別手段により、前記所定値より大きいものがあると判別された場合、前記人体が接触又は近接されたと判断する判断手段とを具備している。

つまり、算出された複数回の発振周波数の変化量のうち所定値より大きいものがないと判別された場合は、発振周波数の変化があっても、その発振周波数の変化は電極に人体が接触又は近接した場合ではなく、環境条件の変化に伴う浮遊容量の変化に起因するものと想定することができる。したがって、この場合には、予め記憶されている基準値を、複数回検出された各発振周波数値に基づいて変更することにより、環境条件の変化に適応した基準値を設定することができる。よって、環境条件の変化に左右されることなく、適正にオン・オフ検出を行うことが可能となる。

また、前記所定値より大きいものがあると判別された場合は、環境条件の変化に伴う浮遊容量の変化に起因するものではなく、電極に人体が接触又は近接されたと想定することができる。よって、この場合には、当該電極に前記人体が接触又は近接されたと判断することにより、適正なオン検出が可能なる。

また、請求項３記載の発明にかかる静電容量検出式スイッチ装置にあっては、人体が接触又は近接されることによりオフ状態からオン状態に変化したと判断される電極と、前記電極に結合される容量によって、発信周波数が変化する発振回路と、この発振回路の発振周波数値を検出する検出手段と、この検出手段により検出された前記オフ状態における発振周波数値と前記オン状態における発振周波数値とに基づいて、基準変化量を算出する算出手段と、この算出手段により前記基準変化量が算出された後、前記発振回路の発振周波数が変化したとき、前記検出手段により検出された発振周波数値に基づく検出変化量と前記基準変化量とを比較して、この基準変化量より前記検出変化量が大きい場合、オン状態に変化したと判断する判断手段とを具備している。

つまり、この発明においては、実際に発振回路の発振周波数値を検出して、検出されたオフ状態における発振周波数値とオン状態における発振周波数値とに基づいて、基準変化量を算出する。したがって、ある環境条件下で検出された発振周波数値に基づいて、基準変化量が算出されることから、この算出された基準変化量は環境条件を加味、考慮したものとなる。よって、この環境条件を加味、考慮した基準変化量と検出した検出変化量とを比較して、この基準変化量より検出変化量が大きい場合、オン状態に変化したと判断することにより、環境条件を加味、考慮した判断を行うことができ、その結果、環境条件の変化に左右されることなく、適正にオン・オフ検出を行うことが可能となる。

また、請求項４記載の発明にかかる静電容量検出式スイッチ装置にあっては、人体が接触又は近接されることによりオフ状態からオン状態に変化したと判断される複数の電極と、前記電極に結合される容量によって、各々発信周波数が変化する発振回路と、これら各発振回路の発振周波数値を検出する検出手段と、前記複数の電極の夫々について、前記検出手段により検出された前記オフ状態における発振周波数値と前記オン状態における発振周波数値とに基づき、基準変化量を算出する第１の算出手段と、この算出手段により前記基準変化量が算出された後、前記発振回路の発振周波数が変化したとき、前記検出手段により検出された発振周波数値に基づく検出変化量の前記基準変化量に対する割合を算出する第２の算出手段と、この第２の算出手段により算出された前記割合が最も大きい電極をオン状態に変化したと判断する判断手段とを具備している。

つまり、この発明においては、実際に複数の各発振回路の電極オフ状態における発振周波数値とオン状態における発振周波数値を検出し、複数の電極の夫々について、検出されたオフ状態及びオン状態における発振周波数値に基づき、基準変化量を算出する。したがって、ある環境条件下で検出された発振周波数値に基づいて、基準変化量が算出されることから、この算出された基準変化量は環境条件を加味、考慮したものとなる。よって、その後、発振回路の発振周波数が変化したとき、検出された発振周波数値に基づく検出変化量の基準変化量に対する割合を算出して、算出された割合が最も大きい電極をオン状態に変化したと判断することにより、環境条件を加味、考慮した判断を行うことができ、その結果、環境条件の変化に左右されることなく、適正にオン・オフ検出を行うことが可能となる。

以上説明したように、請求項１に係る発明は、算出された複数の電極の発振周波数の変化量の全てが、所定値より大きい判別された場合は、予め記憶されている複数の電極に対応する全ての基準値を、検出された各発振周波数値に基づいて変更するようにした。したがって、算出された複数の電極の発振周波数の変化量の全てが、所定値より大きい判別された場合は、特定の電極に人体が接触又は近接した場合ではなく、環境条件の変化に伴う浮遊容量の変化に起因するものと想定することができることから、環境条件の変化に応じた基準値の設定が可能となり、よって、環境条件の変化に左右されることなく、適正にオン・オフ検出を行うことが可能となる。

また、請求項２に係る発明は、算出された複数回の発振周波数の変化量のうち所定値より大きいものがないと判別された場合は、予め記憶されている基準値を、複数回検出された各発振周波数値に基づいて変更するようにした。したがって、算出された複数回の発振周波数の変化量のうち所定値より大きいものがないと判別された場合は、電極に人体が接触又は近接した場合ではなく、環境条件の変化に伴う浮遊容量の変化に起因するものと想定することができることから、環境条件の変化に応じた基準値の設定が可能となり、よって、環境条件の変化に左右されることなく、適正にオン・オフ検出を行うことが可能となる。

また、請求項３に係る発明は、実際に発振回路の発振周波数値を検出して、検出されたオフ状態における発振周波数値とオン状態における発振周波数値とに基づいて、基準変化量を算出するようにした。したがって、ある環境条件下で検出された発振周波数値に基づいて、基準変化量が算出されることから、この算出された基準変化量は環境条件を加味、考慮したものとなる。よって、この環境条件を加味、考慮した基準変化量と検出した検出変化量とを比較して、この基準変化量より検出変化量が大きい場合、オン状態に変化したと判断することにより、環境条件を加味、考慮した判断を行うことができ、その結果、環境条件の変化に左右されることなく、適正にオン・オフ検出を行うことが可能となる。

また、請求項４に係る発明は、実際に複数の各発振回路の電極オフ状態における発振周波数値とオン状態における発振周波数値を検出し、複数の電極の夫々について、検出されたオフ状態及びオン状態における発振周波数値に基づき、基準変化量を算出するようにした。したがって、ある環境条件下で検出された発振周波数値に基づいて、基準変化量が算出されることから、この算出された基準変化量は環境条件を加味、考慮したものとなる。よって、その後、発振回路の発振周波数が変化したとき、検出された発振周波数値に基づく検出変化量の基準変化量に対する割合を算出して、算出された割合が最も大きい電極をオン状態に変化したと判断することにより、環境条件を加味、考慮した判断を行うことができ、その結果、環境条件の変化に左右されることなく、適正にオン・オフ検出を行うことが可能となる。

（第１の実施の形態）
以下、本発明の一実施の形態を図に従って説明する。本実施の形態は、本発明を腕時計に適用したものである。図１の垂直断面図に示すように、合成樹脂製の腕時計ケース１００の上部には時計ガラス２０が取り付けられており、この腕時計ケース１００の内部には時計モジュール３０が収納されている。また、この腕時計ケース１００の下面には、導電製の金属からなる裏蓋４が取り付けられている。この裏蓋４０には、回路のグランドに電気的に接続されている。

時計モジュール３０は、上部ハウジング５と下部ハウジング６とを備えている．上部ハウジング５と下部ハウジング６との間には、回路基板７が設けられている。この回路基板７には、ＬＳI８および検出回路９などの時計機能に必要な各種の電子部品が搭載されている。この場合、検出回路９は、後述するタッチスイッチの静電容量の変化を検出するためのものである。

また、上部ハウジング５には、液晶表示パネル１０が回路基板７と電気的に接続された状態で時計ガラス２０に対応して配置されており、下部ハウジング６には、電池１１が回路基板７と電気的に接続された状態で収納されている。

合成樹脂製の腕時計ケース１００の内面には、図２に示すように、複数の電極部１２〜１５が設けられている。この複数の電極部１２〜１５は、それぞれ金属製のビスであり、腕時計ケース１００の２時、４時、８時、１０時に対応する箇所の内面にそれぞれ設けられたねじ穴１６ａ〜１６ｄに螺入し、これにより腕時計ケース１００の内面に埋め込まれている。また、複数の電極部１２〜１５は、時計モジュール３０の回路基板７における２時、４時、８時、１０時に対応する箇所の縁部にそれぞれ設けられた接点板１７が弾接し、これにより回路基板７と電気的に接続されている。この複数の接点板１７は、それぞれ回路基板７の後述する検出回路９と電気的に接続されている．

また、この腕時計ケース１００における２時、４時、８時、１０時に対応する箇所の外面には、図２に示すように、タッチ部１８が複数の電極部１２〜１５にそれぞれ対応して設けられている。

図３は、前記検出回路９の構成を示すブロック図である。通常の状態、つまり指などの人体の一部がタッチ部１８に接触していない状態では、ＣＲ発振回路９１〜９４は、それぞれ内臓容量Ｃｉ１〜Ｃｉ４と内臓抵抗Ｒｉ１〜Ｒｉ４とで決まる周波数で発振する。指などの人体の一部が、タッチ部１８に接触すると、電極部１５に、電極部１５とタッチ部１８との間の静電容量Ｃｔと、タッチ部１８と回路のグランドＧ（時計の裏蓋）との間の静電容量Ｃｅが結合される。そのため、ＣＲ発振回路の静電容量Ｃが、Ｃｔ、Ｃｅの合成容量と、内臓容量Ｃｉとの並列容量となる。つまり、タッチ部１８を指で触ると、ＣＲ発振回路９１〜９４の容量Ｃは、ＣｔとＣｅの合成容量分が増え、周波数が遅くなる。この周波数の変化を拾うことで、電極部１５に対応するタッチ部１８に指が触れてタッチスイッチがオンしたと判断する。

また、ＣＲ発振回路９１〜９４の周波数を検出するためには、ＣＲ発振回路９１〜９４の出力をオアゲート９５を介してカウンター９６に与え、一定時間の間にＣＲ発振回路９１〜９４の出力が何カウントするかを測定すればよい。このため、一定時間をタイマー９７で作り、ＣＲ発振回路９１〜９４の出力をカウンター９６でカウントする。このときには、制御回路９８からの信号ａによってカウンター９６がカウントを開始するとともにタイマー９７がスタートする。タイマー９７は一定時間カウントすると、信号ｂを出力してカウンター９６のカウントを停止させる。制御回路９８は、信号ｂを受信すると、カウンター９６のデータを読み込み、基準値（後述するベースカウント値Ｙ１〜Ｙ４）と比較して小さいときに、キー入力信号ｃを出力する。制御回路９８は、ＣＰＵ及びその周辺回路、ＣＰＵの動作プログラムを記タイマー９７は一定時間カウントすると、信号ｂを出力してカウンター９６のカウントを停止させる。制御回路９８は、信号ｂを受信すると、カウンター９６のデータを読み込み、憶したＲＯＭ、ＣＰＵのワークエリア等として使用されるＲＡＭ等で構成されている。

図４は、本実施の形態における制御回路９８の処理手順を示すフローチャートである。なお、以下のフローチャートにおいては、図３に付記したように、タッチ部１８、電極部１５及びＣＲ発振回路９１〜９４で構成される各スイッチをスイッチ１〜４とする。

制御回路９８は、時分割でスイッチ１〜４のカウント値を検出すべく、先ずスイッチ１のカウント値Ｘ１を検出する（ステップＳ１０１）。すなわち、前述のように制御回路９８は信号ａを出力してカウンター９６のカウントを開始するとともにタイマー９７がスタートさせ、タイマー９７は一定時間カウントすると、信号ｂを出力してカウンター９６のカウントを停止させる。制御回路９８は、信号ｂを受信すると、カウンター９６のデータを読み込み、これをスイッチ１の検出値Ｘとして検出し、内部のＲＡＭに記憶する。

次に、全スイッチ１〜４のカウント値Ｘの検出を終了したか否かを判断する（ステップＳ１０２）。終了していない場合には、スイッチ１〜４を特定するためのレジスタＩの値をインクリメントした後（ステップＳ１０３）、ステップＳ１０１からの処理を繰り返す。したがって、ステップＳ１０２の判断がＹＥＳとなって、全スイッチ１〜４のカウント値が検出されると、制御回路９８のＲＡＭには、図５に示すように、スイッチ１〜４に対応して、夫々の検出値Ｘ１〜Ｘ４が記憶されることとなる。なお、図においてＹ１〜Ｙ４は、スイッチ１〜４のベースカウント値（基準値）であり、Ｉはスイッチ１〜４を特定するための前記レジスタＩの値である。

引き続き、「（Ｙ−Ｘ）＞α」により、ベースカウント値Ｙと今回検出したカウント値Ｘとの差が所定値α以上のスイッチがあるか否かを判断する（ステップＳ１０４）。この判断がＮＯであって、ベースカウント値Ｙとカウント値Ｘとの差がαとなったスイッチがない場合には、いずれのスイッチ１〜４にも変化はないものとして、ステップＳ１０５〜Ｓ１０７の処理を行うことなくリターンする。

しかし、ベースカウント値Ｙとカウント値Ｘとの差がαとなったスイッチがある場合には、全スイッチ１〜４がα以上変化したか否かを判断する（ステップＳ１０５）。このステップＳ１０５の判断がＹＥＳであって、全スイッチ１〜４がα以上変化した場合は、特定のスイッチをオンにすべくユーザがいずれかのタッチ部１８に指を接触させたのではなく、環境条件の変化に伴う浮遊容量の変化に起因して、前記静電容量Ｃｅ等が変化したものであると想定することができる。したがって、この場合には、全てのスイッチ１〜４のベースカウント値Ｙを今回のカウント値Ｘに変更する（ステップＳ１０６）。これにより、図５に示したＲＡＭにおいて、今回のカウント値Ｘ１〜Ｘ４が夫々Ｙ１〜Ｙ４として記憶されることとなる。

他方、ステップＳ１０５での判断がＮＯであって、全てのスイッチ１〜４がα以上変化したのではなく、変化がα未満のスイッチもある場合には、α以上変化したスイッチをＯＮと判定する（ステップＳ１０７）。つまり、複数のスイッチ１〜４のうち発振周波数の変化量（Ｙ−Ｘ）がαより小さいものがあると判別された場合、変化量（Ｙ−Ｘ）がα以上であるスイッチは、環境条件の変化に伴う浮遊容量の変化に起因するものではなく、当該スイッチに指を接触されたと想定することができる。よって、当該スイッチをＯＮと判定し、これより制御回路９８からは前記キー入力信号ｃが出力されることとなる。

（第２の実施の形態）

図６は、本発明の第２の実施の形態における制御回路９８の処理手順を示すフローチャートである。制御回路９８は、時分割でスイッチ１〜４のカウント値を各々複数回検出すべく、先ずスイッチ１のカウント値Ｘ１を複数回検出し（ステップＳ２０１）、ＲＡＭに記憶する。本実施の形態においては、スイッチ１〜４毎に４回の検出を行い、したがって、ステップＳ２０１の処理が終了することにより、図６に示すように、スイッチ１の４回分のカウント値Ｘ１（１）〜Ｘ１（４）が記憶されることとなる。なお、Ｙ１は、スイッチ１のベースカウント値である。

次に、「（Ｙ１−Ｘ１）＞β」により、１回でも変化量（Ｙ１−Ｘ１）が所定値β以上となったか否かを判断する（ステップＳ２０２）。この判断がＮＯであって、複数回の検出において１回も（Ｙ１−Ｘ１）＞βとならなかった場合は、ＣＲ発振回路９１に発振周波数の変化があっても、その発振周波数の変化はスイッチ１に指を接触したのではなく、環境条件の変化に伴う浮遊容量の変化に起因するものと想定することができる。したがって、この場合には、ＲＡＭに記憶されているスイッチ１のベースカウント値Ｙ１を、最終回（４回目）に検出したカウント値Ｘ１（４）に変更する（ステップＳ２０３）。これにより、環境条件の変化に適応したベースカウント値（基準値）を設定することができる。

なお、本実施の形態においては、ステップＳ２０３でベースカウント値Ｙ１を最終回（４回目）に検出したカウント値Ｘ１（４）に変更するようにしたが、例えば４回のカウント値の平均値に変更したり、カウント値を補正して用いる等、カウント値をそのまま用いることなく、適宜変更して用いるようにしてもよい。

他方、ステップＳ２０２での判断の結果、１回でも（Ｙ１−Ｘ１）＞βとなった場合は、ＣＲ発振回路９１に発振周波数の変化は環境条件の変化に伴う浮遊容量の変化に起因するものではなく、スイッチ１に指が接触されたものと想定することができる。よって、この場合には、当該スイッチ１をＯＮと判定する（ステップＳ１０７）。これより制御回路９８からは前記キー入力信号ｃが出力されることとなる。

また、同様に以上のステップＳ２０１〜Ｓ２０４の処理をスイッチ２に対して（ステップＳ２０５）、スイッチ３に対して（ステップＳ２０６）、スイッチ４に対して（ステップＳ２０７）、実行する。これにより、全てのスイッチ２〜４に関しても、ベースカウント値の変更やＯＮ判定がなされることとなる。

（第３の実施の形態）
図８は、本発明の第３の実施の形態における制御回路９８が有するＲＡＭの記憶状態を示す図である。図示のように、ＲＡＭには、スイッチ１〜４毎に下記の値が記憶される。
ＯＦＦ状態のカウント値 Ｚ１
ＯＮ状態のカウント値 Ｗ１
カウント値変化幅 Ａ１
スレシュカウント値幅 Ｂ１

ここで、ＯＦＦ状態のカウント値Ｚ１は、スイッチがオフ状態のときのカウント値であり、ＯＮ状態のカウント値Ｗ１は、スイッチがオン状態のときのカウント値である。また、カウント値変化幅Ａ１は、ＯＦＦ状態のカウント値Ｚ１とＯＮ状態のカウント値Ｗ１の差、Ｚ１−Ｗ１＝Ａ１であり、スレシュカウント値幅Ｂ１は、カウント値変化幅Ａ１の８０％の値、Ａ１×０．８＝Ｂ１である。

図９は、本実施の形態における制御回路９８の処理手順を示すフローチャートである。制御回路９８は、時分割でスイッチ１〜４のカウント値を検出すべく、先ずスイッチ１のカウント値Ｘ１を複数回検出する（ステップＳ３０１）。次に、この検出した今回のカウント値Ｘ１とオフ状態のカウント値Ｚ１との差が、スレシュカウント値幅Ｂ１以上であるか否か、すなわち「Ｚ１−Ｘ１＞Ｂ１」であるか否かを判断する（ステップＳ３０２）。この判断の結果、Ｚ１−Ｘ１＞Ｂ１でなければ、つまり変化量（Ｚ１−Ｘ１）がＢ１以上でなければ、当該スイッチ１をＯＦＦと判定する（ステップＳ３０３）。したがって、制御回路９８からは前記キー入力信号ｃを出力しない。

しかし、Ｚ１−Ｘ１＞Ｂ１であれば、つまり変化量（Ｚ１−Ｘ１）がＢ１以上である場合には、当該スイッチ１をＯＮと判定する（ステップＳ３０４）。つまり、この実施の形態においては、実際に検出したＯＦＦ状態におけるＣＲ発振回路９１の発振周波数値であるＯＦＦ状態のカウント値Ｚ１、及び実際に検出したＯＮ状態におけるＣＲ発振回路９１の発振周波数値であるＯＮ状態のカウント値Ｗ１に基づいて、スレシュカウント値幅Ｂ１を算出する。したがって、ある環境条件下で検出された発振周波数値Ｚ１、Ｗ１に基づいて、基準変化量であるスレシュカウント値幅Ｂ１が算出されることから、この算出されたスレシュカウント値幅Ｂ１は環境条件を加味、考慮したものとなる。よって、この環境条件を加味、考慮したスレシュカウント値幅Ｂ１と検出した検出変化量（Ｚ１−Ｘ１）とを比較して、このスレシュカウント値幅Ｂ１より検出変化量（Ｚ１−Ｘ１）が大きい場合、ＯＮ判定することにより、環境条件を加味、考慮した判断を行うことができ、その結果、環境条件の変化に左右されることなく、適正にオン・オフ検出を行うことが可能となる。

そして、同様に以上のステップＳ３０１〜Ｓ３０４の処理をスイッチ２に対して（ステップＳ３０５）、スイッチ３に対して（ステップＳ３０６）、スイッチ４に対して（ステップＳ３０７）、実行する。これにより、全てのスイッチ２〜４に関しても、ＯＮ、ＯＦＦ判定がなされることとなる。

（第４の実施の形態）
図１０は、本発明の第４の実施の形態における制御回路９８が有するＲＡＭの記憶状態を示す図である。図示のように、ＲＡＭには、スイッチ１に関して下記の値が記憶される。
スイッチ１ ＯＦＦ状態のカウント値 Ｚ１
スイッチ１ ＯＮ状態のカウント値 Ｗ１
スイッチ１ カウント値変化幅 Ａ１
スイッチ１ スレシュカウント値幅 Ｂ１
スイッチ１ 検出カウント値 Ｘ１
スイッチ１ 変化割合 Ｃ１
ここで、ＯＦＦ状態のカウント値Ｚ１は、スイッチがオフ状態のときのカウント値であり、ＯＮ状態のカウント値Ｗ１は、スイッチがオン状態のときのカウント値である。また、カウント値変化幅Ａ１は、ＯＦＦ状態のカウント値Ｚ１とＯＮ状態のカウント値Ｗ１の差、Ｚ１−Ｗ１＝Ａ１であり、スレシュカウント値幅Ｂ１は、カウント値変化幅Ａ１の８０％の値、Ａ１×０．８＝Ｂ１である。また、検出カウント値Ｘ１は、今回検出されたスイッチ１のカウント値である。変化割合Ｃ１は、図１１にも示すように、ＯＦＦ状態のカウント値Ｚ１と検出カウント値Ｘ１との差である変化幅（Ｚ１−Ｘ１）のスレシュカウント値幅Ｂ１に対する割合、つまり（Ｚ１−Ｘ１）／Ｂ１＝Ｃ１である。
そして、図１０に示すように、ＲＡＭにはこれらの値がスイッチ１〜４毎に記憶されているとともに、スイッチ１〜４に対応する比較フラグＦ１〜Ｆ４が記憶されている。

図１２は、本実施の形態における制御回路９８の処理手順を示すフローチャートである。制御回路９８は、時分割でスイッチ１〜４のカウント値を検出すべく、先ずスイッチ１のカウント値Ｘ１を複数回検出する（ステップＳ４０１）。次に、この検出した今回のカウント値Ｘ１とオフ状態のカウント値Ｚ１との差が、スレシュカウント値幅Ｂ１以上であるか否か、すなわち「Ｚ１−Ｘ１＞Ｂ１」であるか否かを判断する（ステップＳ４０２）。この判断の結果、Ｚ１−Ｘ１＞Ｂ１でなければ、つまり変化量（Ｚ１−Ｘ１）がＢ１以上でなければ、ステップＳ４０３及びＳ４０４の処理を行うことなく、スイッチ２処理（ステップＳ４０５）に進む。また、変化量（Ｚ１−Ｘ１）がＢ１以上である場合には、（Ｚ１−Ｘ１）／Ｂ１＝Ｃ１により変化割合Ｃ１を算出するとともに（ステップＳ４０３）、比較フラグＦ１をセットする（ステップＳ４０４）。

そして、同様に以上のステップＳ４０１〜Ｓ４０４の処理をスイッチ２に対して（ステップＳ４０５）、スイッチ３に対して（ステップＳ４０６）、スイッチ４に対して（ステップＳ４０７）、実行する。しかる後に、いずれかの比較フラグＦ１〜Ｆ１がセットされているか否かを判断し（ステップＳ４０９）、セットされている場合には、前記ステップＳ４０３に示したように、変化割合が算出、記憶されているので、この記憶されている変化割合を比較する（ステップＳ４０９）。そして、変化割合が最大のスイッチをＯＮ判定する（ステップＳ４１０）。

つまり、この実施の形態においては、各スイッチ１〜４のＯＦＦ状態とＯＮ状態において、実際の各ＣＲ発振回路９１〜９４の発振周波数値（ＯＦＦ状態のカウント値Ｚ１、ＯＮ状態のカウント値Ｗ１）とを予め検出して、基準変化量であるスレシュカウント値幅Ｂ１を算出する。したがって、ある環境条件下で検出された発振周波数値に基づいて、スレシュカウント値幅Ｂ１（基準変化量）が算出されることから、この算出された基準変化量は環境条件を加味、考慮したものとなる。その後、ＣＲ発振回路９１〜９４の発振周波数が変化したとき、検出された発振周波数値（Ｘ）に基づく検出変化量（Ｚ−Ｘ）のスレシュカウント値幅Ｂに対する割合（Ｚ−Ｘ）／Ｂ＝Ｃを算出して、算出された割合が最も大きいスイッチをＯＮ判定オン状態に変化したと判断する。これにより、環境条件を加味、考慮した判断を行うことができ、その結果、環境条件の変化に左右されることなく、適正にオン・オフ検出を行うことが可能となる。

なお、実施の形態においては、本発明を腕時計に適用した場合を示したが、これに限らずスイッチを具備する各種電子機器に適用し得ることは勿論である。

本発明の一実施の形態を適用した腕時計の垂直断面図である。 図１のＡ−Ａ線矢示断面図である。 本発明の一実施の形態に係る検出回路の構成を示すブロック図である。 第１の実施の形態における処理手順を示すフローチャートである。 同実施の形態における記憶データを示す図である。 本発明の第２の実施の形態における処理手順を示すフローチャートである。 同実施の形態における記憶データを示す図である。 本発明の第２の実施の形態における記憶データを示す図である。 同実施の形態における処理手順を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態における記憶データを示す図である。 記憶データの関係を示す説明図である。 同実施の形態における処理手順を示すフローチャートである。

符号の説明

４ 裏蓋
５ 上部ハウジング
６ 下部ハウジング
７ 回路基板
８ ＬＳI
９ 検出回路
１０ 液晶表示パネル
１２〜１５ 電極部
１８ タッチ部
９１〜９４ ＣＲ発振回路
９５ オアゲート
９６ カウンター
９７ タイマー
９８ 制御回路
ｃ キー入力信号

Claims (4)

1. 人体が接触又は近接される複数の電極と、
   これら複数の各電極に夫々対応する基準値を記憶する基準値記憶手段と、
   前記電極に結合される容量により発信周波数が変化する発振回路を有し、各電極の発振周波数値を検出する検出手段と、
   この検出手段により検出された各電極の発振周波数値と前記基準値記憶手段に記憶されている対応する基準値とに基づき、各電極について、当該電極に結合された容量による発振周波数の変化量を算出する算出手段と、
   この算出手段により算出された電極の発振周波数の変化量が、所定値より大きいか否かを電極毎に判別する判別手段と、
   この判別手段により、前記複数の電極の変化量の全てが、所定値より大きい判別された場合、前記基準値記憶手段に記憶されている前記複数の電極に対応する全ての基準値を、前記検出手段により検出された各発振周波数値に基づいて変更する基準値変更手段と、
   前記判別手段により、前記複数の電極のうち発振周波数の変化量が所定値より小さいものがあると判別された場合、発振周波数の変化量が所定値より大きい電極に前記人体が接触又は近接されたと判断する判断手段と
   を具備したことを特徴とする静電容量検出式スイッチ装置。
2. 人体が接触又は近接される電極と、
   基準値を記憶する基準値記憶手段と、
   前記電極に結合される容量によって、発信周波数が変化する発振回路と、
   この発振回路の発振周波数値を複数回検出する検出手段と、
   この検出手段により検出された複数回の発振周波数値と前記基準値とに基づき、複数回の発振周波数の変化量を算出する算出手段と、
   この算出手段により算出された複数回の発振周波数の変化量のうち所定値より大きいものがあるか否かを判別する判別手段と、
   この判別手段により、前記所定値より大きいものがないと判別された場合、前記基準値記憶手段に記憶されている基準値を、前記検出手段により検出された発振周波数値に基づいて変更する基準値変更手段と、
   前記判別手段により、前記所定値より大きいものがあると判別された場合、前記人体が接触又は近接されたと判断する判断手段と
   を具備したことを特徴とする静電容量検出式スイッチ装置。
3. 人体が接触又は近接されることによりオフ状態からオン状態に変化したと判断される電極と、
   前記電極に結合される容量によって、発信周波数が変化する発振回路と、
   この発振回路の発振周波数値を検出する検出手段と、
   この検出手段により検出された前記オフ状態における発振周波数値と前記オン状態における発振周波数値とに基づいて、基準変化量を算出する算出手段と、
   この算出手段により前記基準変化量が算出された後、前記発振回路の発振周波数が変化したとき、前記検出手段により検出された発振周波数値に基づく検出変化量と前記基準変化量とを比較して、この基準変化量より前記検出変化量が大きい場合、オン状態に変化したと判断する判断手段と、
   を具備したことを特徴とする静電容量検出式スイッチ装置。
4. 人体が接触又は近接されることによりオフ状態からオン状態に変化したと判断される複数の電極と、
   前記電極に結合される容量によって、各々発信周波数が変化する発振回路と、
   これら各発振回路の発振周波数値を検出する検出手段と、
   前記複数の電極の夫々について、前記検出手段により検出された前記オフ状態における発振周波数値と前記オン状態における発振周波数値とに基づき、基準変化量を算出する第１の算出手段と、
   この算出手段により前記基準変化量が算出された後、前記発振回路の発振周波数が変化したとき、前記検出手段により検出された発振周波数値に基づく検出変化量の前記基準変化量に対する割合を算出する第２の算出手段と、
   この第２の算出手段により算出された前記割合が最も大きい電極をオン状態に変化したと判断する判断手段と、
   を具備したことを特徴とする静電容量検出式スイッチ装置。
   

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