JP2008199408A - タッチセンス装置およびその調整方法 - Google Patents

Abstract

【課題】周波数検出方式であっても、外部環境の影響によるタッチの誤検出を防止する。
【解決手段】発振部１の発振周波数を操作子２のタッチの有無により変化するようにして、この発振部１から出力される周波数信号をセンサ信号とし、周波数カウンタ３でその周波数を計測し、タッチ判定部４で計測周波数と予め与えられる基準周波数との偏差を求め、その偏差値が所定の値を超える場合に操作子２へのタッチがあったと判定する。ここで、基準値調整部５において、無タッチ状態での周波数計測結果を複数回蓄積し、その蓄積結果を平均化し、これによって得られる周波数を基準周波数としてタッチ判定部４にセットする。このようにして、外部環境の変化によりセンサ信号の周波数が変化しても、基準周波数と計測周波数との偏差に影響を与えないようにする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば音声レベル制御用のデジタルフェーダ等に用いられる周波数検出方式によるタッチセンス装置およびその調整方法に関する。

従来のデジタルフェーダに用いられるタッチセンス装置では、ユーザが操作子に触れたときに静電容量が変化し、その容量変化によって発振器の発振周波数が変わり、発振器から送出される周波数信号（以下、センサ信号）の周波数変化を検出することで、操作子へのタッチを判定している。

しかしながら、発振器の発振周波数は、温度、湿度等の外部環境の影響を受けやすいため、これらの要因により、ユーザが操作子にタッチしたのに検出されない、タッチしていないのに検出される等の誤検出が発生するというおそれがあった。

ところで、従来のタッチセンス装置の誤検出防止例として、ナースコール用のプローブ（操作子）に関するものがある（特許文献１参照）。ここに示されるものは、静電容量の変化を監視することにより、プローブへのタッチを検出する場合に、電源が供給される直後や、予め設定した時間が経過する毎にプローブの静電容量を測定し、測定された静電容量に基づいてタッチを判定する際の閾値を更新することによって誤検出を防止するようにしている。この文献１に示される構成は、プローブの静電容量の変化そのものをタッチ検出の判定材料としており、上記デジタルフェーダに用いるような周波数検出方式のものとは異なる。
特開２００５−１５９４６１公報

以上述べたように、従来の周波数検出方式によるタッチセンス装置では、発振器の発振周波数が温度、湿度等の外部環境の影響を受けやすいため、これらの要因により、ユーザが操作子にタッチしたのに検出されない、タッチしていないのに検出される等の誤検出が発生するというおそれがあった。

本発明は、上記事情によりなされたもので、その目的は、周波数検出方式であっても、外部環境の影響によるタッチの誤検出を防止することが可能なタッチセンス装置およびその調整方法を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明は、操作子へのタッチの有無に応じて周波数が変化するセンサ信号を生成するセンサ信号生成手段と、前記センサ信号の周波数を測定する測定手段と、前記測定手段で測定されたセンサ信号の周波数の、予め決められた基準周波数に対する変化分から前記タッチの有無を判定する判定手段と、前記測定手段で前記センサ信号のタッチ無しで測定される周波数を蓄積し、この蓄積された測定結果に基づいて前記基準周波数を決定する基準周波数決定手段とを具備する。

このような手段を講じることにより、タッチ無しの状態でセンサ信号の周波数を測定し蓄積して、その蓄積結果に基づいて基準周波数を調整することで、外部環境の変化によりセンサ信号の周波数特性が変化しても、基準周波数がその変化分に相対的に追従する。この結果、この基準周波数に対するセンサ信号の周波数の変化分から操作子へのタッチの有無を確実に判定できるようになる。

本発明によれば、タッチ無しの状態でセンサ信号の周波数を測定し、その測定結果に基づいて基準周波数を調整しているため、外部環境により操作子の静電容量が変化してセンサ信号の周波数が変化してしまうような状況でも、基準周波数とセンサ信号の周波数の変化範囲との関係は一定に保たれ、誤検出を防止することが可能となる。このように、周波数検出方式であっても、外部環境の影響によるタッチの誤検出を防止することが可能なタッチセンス装置およびその調整方法を提供することができる。

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係るタッチセンス装置の概略構成を示すブロック図である。図１において、発振部１には、操作子２に接続される。この操作子２は、ユーザがタッチすることによって静電容量が変化する特性を有する。発振部１では、操作子２の静電容量の変化に応じて発振周波数が変化する。この発振部１で発生される周波数信号は、センサ信号として出力される。このセンサ信号は、周波数カウンタ３に供給され、その周波数が随時計測される。周波数カウンタ３での計測結果は、タッチ判定部４に供給される。このタッチ判定部４は、予め与えられる周波数基準値と周波数カウンタ３からの周波数計測値との差（偏差）を計算し、この偏差値が閾値を超えるか否かでタッチの有無を判定する。

ここで、上記周波数カウンタ３の出力は、基準値調整部５にも供給される。この基準値調整部５は、ユーザの調整指示に応じて、または定期的に、周波数カウンタ３から無タッチ時の測定結果を取り込み、所定回数蓄積して、その平均値を算出し、この平均値をタッチ検出の指標となる周波数基準値としてタッチ判定部４に送る。

次に、図２及び図３を参照して、上記構成におけるタッチ判定の処理動作を詳細に説明する。

図２は、本発明の一実施形態に係る基準値調整部５の処理動作を示すフローチャート、図３は、図１に示した発振部１から出力されるセンサ信号の１例を示した模式図である。センサ信号は、操作子２へのタッチがない場合には図３（ａ），（ｂ）の“タッチがない場合”のように送出され、タッチがある場合には図３（ａ），（ｂ）の“タッチがある場合”のように送出される。図３における（ａ）と（ｂ）との周波数の違いは、外部環境によるものである。

基準値調整部５では、調整指示があると、まず操作子２のタッチ無しの状態で、回数ｉに初回を示す１をセットして（ステップＳＴ２ａ）、周波数カウンタ２で計測される周波数ｆｉｎ_１を読み込む（ステップＳＴ２ｂ）。ここで、ｉがｋ（ｋは自然数）を越えるか否かを判断し（ステップＳＴ２ｃ）、ｉがｋを超えない場合（ステップＳＴ２ｃのＮｏ）、ｉ＝ｉ＋１として（ステップＳＴ２ｄ）、ＳＴ３ｂに進む。ｉがｋを超える場合（ステップＳＴ２ｃのＹｅｓ）、ｉ＝１〜ｋの周波数ｆｉｎ_１〜ｆｉｎ_ｋから周波数平均値ｆａを算出し（ステップＳＴ２ｅ）、この周波数平均値ｆａを基準値としてタッチ判定部４へ出力する（ステップＳＴ２ｆ）。

タッチ判定部４は、周波数カウンタ３で計測された周波数ｆと、基準値調整部５で算出された周波数平均値ｆａとから、周波数偏差α（α＝｜ｆ−ｆａ｜）を算出し、この周波数偏差αが所定の値以上であるときは操作子２に対してタッチがあったと判定する。

以上のように、上記実施形態では、発振部１から送出されるセンサ信号の周波数を、周波数カウンタ３で随時計測し、比較判定部４でこの計測周波数と基準周波数との偏差から操作子２へのタッチを判定する。このような周波数検出方式のタッチセンス装置において、基準値調整部５で無タッチ状態での計測周波数をｋ回求めてその平均値を算出し、これを基準の周波数値としてタッチ判定部４にセットするようにしている。これにより、外部環境の変化によりセンサ信号の周波数が変化しても、基準となる周波数平均値と周波数カウンタ３で計測される周波数との偏差にはほぼ影響を与えない。

したがって、外部環境の変化に応じてセンサ信号の周波数が変化しても、基準となる周波数平均値と周波数カウンタ３で計測される周波数との偏差に影響を与えないため、タッチ誤検出を確実に防止することが可能となる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、周波数カウンタによりセンサ信号の周波数を計測する例について説明したが、所定のカウント期間を規定し、その間に発生する周期の数をカウントする場合でも同様に実施可能である。

さらに、この発明は、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。

本発明の一実施形態にかかわるタッチセンス装置の概略構成を示すブロック図。 上記実施形態の基準値調整部の処理動作を示すフローチャート。 上記実施形態の発振部からの周波数信号の１例を示した模式図。

符号の説明

１…発振部、２…操作子、３…周波数カウンタ、４…タッチ判定部、５…基準値調整部。

Claims (6)

1. 操作子へのタッチの有無に応じて周波数が変化するセンサ信号を生成するセンサ信号生成手段と、
   前記センサ信号の周波数を測定する測定手段と、
   前記測定手段で測定されたセンサ信号の周波数の、予め決められた基準周波数に対する変化分から前記タッチの有無を判定する判定手段と、
   前記測定手段で前記センサ信号のタッチ無しで測定される周波数を蓄積し、この蓄積された測定結果に基づいて前記基準周波数を決定する基準周波数決定手段と
   を具備することを特徴とするタッチセンス装置。
2. 前記基準周波数決定手段は、前記タッチ無しでの測定結果を所定回数分とり、その平均値を前記基準周波数とすることを特徴とする請求項１に記載のタッチセンス装置。
3. 前記判定手段は、前記センサ信号の周波数と前記基準周波数との偏差値を求め、この偏差値が所定の値を超えるか否かを判断することで前記タッチの有無を判定することを特徴とする請求項１に記載のタッチセンス装置。
4. 操作子へのタッチの有無に応じて周波数が変化するセンサ信号を生成し、前記センサ信号の周波数を測定し、前記測定されたセンサ信号の周波数の、予め決められた基準周波数に対する変化分から前記タッチの有無を判定するタッチセンス装置に用いられ、前記センサ信号のタッチ無しで測定される周波数を蓄積し、この蓄積された測定結果に基づいて前記基準周波数を決定することを特徴とするタッチセンス装置の調整方法。
5. 前記基準周波数は、前記タッチ無しでの測定結果を所定回数分とって平均した値であることを特徴とする請求項４に記載のタッチセンス装置の調整方法。
6. 前記判定は、前記センサ信号の周波数と前記基準周波数との偏差値を求め、この偏差値が所定の値を超えるか否かを判断することで前記タッチの有無を判定することを特徴とする請求項４に記載のタッチセンス装置の調整方法。

Images