JP2009217956A

JP2009217956A - 静電入力装置および電子機器

Info

Publication number: JP2009217956A
Application number: JP2008057533A
Authority: JP
Inventors: Susumu Matsumoto; 晋松本
Original assignee: Pioneer Electronic Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 2008-03-07
Filing date: 2008-03-07
Publication date: 2009-09-24

Abstract

【課題】温度や人による静電容量の差および生産時の組み付け誤差により感度が変化しても安定して操作を行える静電入力装置および電子機器を提供する。
【解決手段】車載用ナビゲーション装置１に備えられている静電入力装置１０は、距離センサ４が静電スイッチ３の所定の範囲以内に指などが接近したことを検出し、マイコン１２が、距離センサ４が静電スイッチ３の所定の範囲以内に指などが接近したことを検出してから２秒以上かかって静電スイッチ３の操作検出信号を受信した場合は、高感度モードに切り替えるべく切替スイッチ１３を第２抵抗Ｒ２側に切り替えるように制御する。
【選択図】図２

Description

本発明は、人体の指など物体の接近による静電容量の変化を検出することで入力操作を行う静電入力装置および電子機器に関する。

電子機器の操作部として、物体の接近による静電容量の変化を検出することで入力操作を行う例えば静電スイッチなどの静電入力装置が用いられることがある（特許文献１参照）。

この種の静電入力装置は、指などで軽く触れた際の静電容量の変化のみで機械的な動作を伴わずにスイッチを操作することができ、機械的な摩耗や疲労が生じないので機械式のスイッチと比較して長寿命にできることや、機器表面に凹凸がなくなりデザイン上スマートに見えるという利点がある。
特開２００６−２３６７７４号公報

しかしながら、従来の静電入力装置は、操作されたと検出する感度が一定であるために、温度の変化や人による静電容量の差によって感度が変化して反応しにくくなることがあり、使用者が不便に感じることがあった。

また、生産時における機器への組み付け誤差などにより、静電入力装置と機器筐体との間にギャップが生じ、そのギャップの大きさによっても指との距離が変化するために感度が変化することがあった。

そこで、本発明は、例えば温度や人による静電容量の差および生産時の組み付け誤差により感度が変化しても安定して操作を行える静電入力装置および電子機器を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の静電入力装置は、物体の接近による静電容量の変化を検出することで入力操作を行う静電入力手段と、前記静電入力手段による入力操作を検出する入力検出手段と、を備えた静電入力装置において、前記物体が前記静電入力手段の所定の範囲に接近したことを検出する接近検出手段と、前記接近検出手段が前記物体の接近を検出してからの経過時間を計測する時間計測手段と、前記時間計測手段が計測した経過時間が所定時間以上であった場合は前記静電入力手段の感度を変更する感度変更手段と、を備えたことを特徴としている。

以下、本発明の一実施形態にかかる静電入力装置を説明する。本発明の一実施形態にかかる静電入力装置は、接近検出手段で、物体が静電入力手段の所定の範囲に接近したことを検出して、その所定の範囲に接近したことを検出してからの経過時間を時間計測手段で計測し、その経過時間が所定時間以上であった場合は感度変更手段が静電入力手段の感度を変更しているので、温度や人の静電容量の差および生産時の誤差などで感度が低下しても、感度を上げるように自動的に変更することができるため、安定して操作を行うことができるようになる。

また、経過時間が、接近検出手段が物体の接近を検出してから入力検出手段が入力操作を検出するまでの時間であってもよい。このようにすることにより、入力検出手段による検出を確認しているので確実に操作されていると判断して静電入力手段の感度を変更することができる。

また、静電入力手段の周辺温度を検出する温度検出手段を備え、感度変更手段が、温度検出手段が検出した温度に基づいて静電入力手段の感度を変更してもよい。このようにすることにより、低温時に静電入力手段の感度が低下する虞がある場合は感度を高くすることができる。また、時間計測手段が計測する経過時間と組み合わせて判断することできめ細かい感度制御をすることができる。

また、接近検出手段が、静電入力手段の下方に配置されていてもよい。このようにすることにより、複数の静電入力手段に対して１つの接近検出手段で各静電入力手段への接近を検出する場合に、上方や左右に配置する場合と比較してより検出精度を高くすることができる。

また、上述の静電入力装置を電子機器に備えてもよい。このようにすることにより、静電入力手段を備えた電子機器において温度や人による容量の差および生産時の組み付け誤差により感度が変化しても安定して操作を行うことができる。

本発明の一実施例にかかる静電入力装置を図１乃至図４を参照して説明する。本発明の一実施例にかかる静電入力装置は、図１に示すような電子機器としての車載用ナビゲーション装置１に備えられている。車載用ナビゲーション装置１は、図１に示すように、筐体部２と、静電スイッチ３と、距離センサ４と、表示部５と、を備え、また、図示しないハードディスクドライブやＤＶＤ（Digital Versatile Disk）ドライブなどに記録された地図データを読み出して、ＧＰＳ（Global Positioning System）受信機や車両の車速パルスなどから得た自車位置と地図データとを照合して表示部５に表示する。

筐体部２は、略箱状に形成され前面部２ａに、静電スイッチ（静電ＳＷ）３と、距離センサ４と、表示部５と、が設けられている。

静電入力手段としての静電スイッチ３は、指などの物体が接近したことによる静電容量の変化を検出することで動作を行うスイッチであり、内部に設けた電極によって静電容量の変化を電圧値の変化として出力する。

接近検出手段としての距離センサ４は、所定の範囲に物体が接近したことを検出する赤外線距離センサであり、静電スイッチ３の下方に配置されている。本実施例においては、距離センサ４は、静電スイッチ３に指などが触れると考えられる範囲に接近した場合に検出するように設定している。なお、本実施例では図１に示したように３つの静電スイッチ３に対して１つの距離センサ４で検出を行っているが、各静電スイッチ３に対応して距離センサ４を設けてもよい。複数の静電スイッチ３の操作検出を１つの距離センサ４で検出する場合は静電スイッチ群の下方に配置すると検出精度が高くなる。これは、通常静電スイッチ３を操作する場合は正面から触れることが多いために、静電スイッチ群の上方に位置する静電スイッチ３に触れた場合でも掌が距離センサ４に接近するために検出を行えるからである。これを静電スイッチ群の上方に配置すると、静電スイッチ群の下方に位置する静電スイッチ３の操作の検出精度が低くなってしまう。また、下方とは必ずしも静電スイッチ群の下に限らず、図２に示すように静電スイッチ群の下方に位置する静電スイッチ３の横など近傍であればよい。

表示部５は、地図や案内情報などが表示される画面であり、液晶ディスプレイなどで構成されている。

図３に本実施例にかかる静電入力装置１０のブロック図を示す。静電入力装置１０は静電スイッチ３と、静電ＳＷ制御部１１と、マイコン１２と、切り替えスイッチ１３と、第１抵抗Ｒ１と、第２抵抗Ｒ２と、を備えている。

入力検出手段としての静電ＳＷ制御部１１は、静電スイッチ３において検出した静電容量の変化を検出し、複数の静電スイッチ３のうちいずれが操作されたかを判断して操作検出信号をマイコン１２に出力する。

時間計測手段、感度変更手段としてのマイコン１２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やメモリなどを内蔵したマイクロコンピュータであり、距離センサ４が検出した指等の接近検出信号と、静電ＳＷ制御部１１から入力されるどのスイッチが操作されたかを示す操作検出信号に基づいて切替スイッチ１３を切り替える。

切替スイッチ１３は、マイコン１２からの制御により第１抵抗Ｒ１または第２抵抗Ｒ２のいずれかが静電ＳＷ制御部１１に電気的に接続されるように切り替える。

第１抵抗Ｒ１は、静電ＳＷ制御部１１に静電スイッチ３が操作されたと判定する感度を設定するための抵抗であり、本抵抗側に切り替えられている場合は標準感度モードとして静電ＳＷ制御部１１が静電スイッチ３の操作を検出する。

第２抵抗Ｒ２は、静電ＳＷ制御部１１に静電スイッチ３が操作されたと判定する感度を設定するための抵抗であり、本抵抗側に切り替えられている場合は高感度モードとして静電ＳＷ制御部１１が静電スイッチ３の操作を検出する。高感度モードとは、静電スイッチ３において検出した静電容量の変化が標準感度モードよりも小さい変化で静電スイッチ３が操作されたと判断するモードである。

次に、上述した静電入力装置１０の感度切り替え動作について図４のフローチャートを参照して説明する。図４に示したフローチャートはマイコン１２内のメモリに記録されたプログラムによって構成されマイコン１２内のＣＰＵが実行する。

まず、ステップＳ１において、静電スイッチ３に対して指などが所定の範囲に接近したことを示す接近検出信号を受信したか否か、つまり、距離センサ４が指などを認識したか否かを判断して、認識した場合（ＹＥＳの場合）はステップＳ２に進み、認識していない場合（ＮＯの場合）は本ステップで待機する。

次に、ステップＳ２において、静電ＳＷ制御部１１からの操作検出信号を受信したか否かを判断し、受信した場合はステップＳ３に進み、受信していない場合は本ステップで待機する。

次に、ステップＳ３において、ステップＳ１の距離センサ４が指などの接近を認識後、ステップＳ２の静電ＳＷ制御部１１からの操作検出信号受信までの経過時間が２秒以上かかったか否かを判断し、２秒以上かかった場合はステップＳ４に進み、２秒未満であった場合はステップＳ５に進む。なお、経過時間の２秒は使用機器や使用環境に応じて適宜変更してよい。

次に、ステップＳ４において、高感度モードに切り替えてステップＳ１に戻る。つまり、切替スイッチ１３に第２抵抗Ｒ２側に切り替えるように制御信号を出力する。本ステップでは、距離センサ４が指などの接近を認識後、操作検出信号受信までの経過時間が２秒以上かかったために高感度モードに切り替えているが、この切り替えが発生する状況は、例えば、静電スイッチ３の感度が悪化したことにより、１度の操作（タッチ操作等）だけでは静電スイッチ３が反応しないので何度も繰り返し操作を行なう必要が生じた場合などが想定される。

ステップＳ５においては、距離センサ４が指などの接近を認識から静電ＳＷ制御部１１からの操作検出信号受信までの時間が短いので感度は切り替えずにステップＳ１に戻る。

なお、図４のフローチャートでは距離センサ４が指などの接近を認識してから静電ＳＷ制御部１１からの操作検出信号受信までの時間が２秒未満であった場合は感度を切り替えずにステップＳ１に戻っていたが、この時点で高感度モードであった場合は図５のフローチャートに示すように標準感度モードに切り替えてもよい。

また、図４のフローチャートでは距離センサ４が指などの接近を認識してから静電ＳＷ制御部１１からの操作検出信号受信までの経過時間が２秒以上であった場合に高感度モードに切り替えていたが、距離センサ４が指などの接近を認識してから２秒経過しても操作検出信号が受信されなかった場合も高感度モードに切り替えてよい。すなわち、経過時間が所定時間以上であった場合は感度を変更してもよい。

本実施例によれば、車載用ナビゲーション装置１に備えられている静電入力装置１０は、距離センサ４が静電スイッチ３の所定の範囲以内に指などが接近したことを検出し、マイコン１２が、距離センサ４が静電スイッチ３の所定の範囲以内に指などが接近したことを検出してから２秒以上かかって静電スイッチ３の操作検出信号を受信した場合は、高感度モードに切り替えるべく切替スイッチ１３を第２抵抗Ｒ２側に切り替えるように制御しているので、人の静電容量の差および生産時の誤差などで感度が低下しても、感度を上げるように自動的に変更することができるため、安定して操作を行うことができるようになる。

また、距離センサ４が、静電スイッチ３よりも下方に配置されているので、上方に配置する場合と比較してより検出精度を高くすることができる。

なお、静電入力装置１０に、図６に示すように静電スイッチ３の周囲温度を検出する温度検出手段としてのサーミスタなどの温度センサ１４を備えて、温度も考慮して高感度モードへの切り替えを判断してもよい。静電スイッチ３は低温になると感度が低くなることが知られており、低温時には高感度モードへ切り替える静電容量の変化の閾値を変更することで低温時にも安定した操作を行うことができる。

また、上述した実施例においては、感度は標準感度モードと高感度モードの２段階であったが、３以上の多段階としてもよい。多段階とすることで例えば経年変化に合わせて感度を変更したり、温度に対してもきめ細かい制御をすることができる。

また、上述した実施例においては、静電入力手段として静電スイッチ３を用いていたが、静電容量方式のタッチパネルに適用することも可能である。要するに、静電容量の変化を利用して入力操作を行う入力手段に適用できる。

前述した実施例によれば、以下の静電入力装置１０が得られる。

（付記）物体の接近による静電容量の変化を検出することで入力操作を行う静電スイッチ３と、静電スイッチ３による入力操作を検出する静電ＳＷ制御部１１と、を備えた静電入力装置１０において、
物体が静電スイッチ３の所定の範囲に接近したことを検出する距離センサ４と、
前記距離センサ４が指などの接近を検出してから静電ＳＷ制御部１１が検出するまでの時間を計測するマイコン１２と、
マイコン１２が計測した時間に基づいて静電スイッチ３の感度を変更するマイコン１２と、
を備えたことを特徴とする静電入力装置１０。

この静電入力装置１０によれば、温度や人の静電容量の差および生産時の誤差などで感度が低下しても、感度を上げるように自動的に変更することができるため、安定して操作を行うことができるようになる。

なお、前述した実施例は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施例に限定されるものではない。すなわち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

本発明の一実施例にかかる車載用ナビゲーション装置の外観斜視図である。距離センサの他の配置例を示した説明図である。図１に示された車載用ナビゲーション装置に備えられる静電入力装置１０のブロック図である。図２に示された静電入力装置１０の感度切り替え動作を示したフローチャートである。図４に示されたフローチャートの変形例である。図３に示された静電入力装置１０のブロック図の変形例である。

符号の説明

１車載用ナビゲーション装置（電子機器）
３静電スイッチ（静電入力手段）
４距離センサ（接近検出手段）
１０静電入力装置
１１静電ＳＷ制御部（入力検出手段）
１２マイコン（時間計測手段、感度変更手段）
１４温度センサ（温度検出手段）

Claims

物体の接近による静電容量の変化を検出することで入力操作を行う静電入力手段と、前記静電入力手段による入力操作を検出する入力検出手段と、を備えた静電入力装置において、
前記物体が前記静電入力手段の所定の範囲に接近したことを検出する接近検出手段と、
前記接近検出手段が前記物体の接近を検出してからの経過時間を計測する時間計測手段と、
前記時間計測手段が計測した経過時間が所定時間以上であった場合は前記静電入力手段の感度を変更する感度変更手段と、
を備えたことを特徴とする静電入力装置。
前記経過時間は、前記接近検出手段が前記物体の接近を検出してから前記入力検出手段が前記入力操作を検出するまでの時間であることを特徴とする請求項１に記載の静電入力装置。
前記静電入力手段の周辺温度を検出する温度検出手段を備え、前記感度変更手段が、前記温度検出手段が検出した周辺温度に基づいて前記静電入力手段の感度を変更することを特徴とする請求項１または２に記載の静電入力装置。
前記接近検出手段が、前記静電入力手段の下方に配置されていることを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか一項に記載の静電入力装置。
請求項１乃至４のうちいずれか一項に記載の静電入力装置を備えた電子機器。