JP2009239519A - タッチスイッチ検出装置及びそれを用いた給水装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】使用者の接触又は離反による静電容量の変化を検出するタッチ検出電極と、静電容量の変化を反映した検出出力を出力する検出部と、検出出力に基づいて使用者の操作の有無を判定する操作判定部と、を備え、操作判定部は検出開始時における検出出力の変化率の絶対値が所定対象物判断値以下であるか否かで判断する対象物判断部と、検出出力の変化率の絶対値が所定離反値以上であるか否かで使用者の離反を判定する離反判定部と、を有し、操作判定部は対象物判断部において判断した対象物に応じて操作判断値を設定し、検出出力の変化率の絶対値が操作判断値以上であるか否かで使用者の操作の有無を判定する。
【選択図】図1
Description
その結果、タッチスイッチ検出装置の操作が人の操作によるものか、水滴の付着などによるものかは、その検知する対象物の持つ静電容量の大きさの違いによりその検出出力の初期時の変化率が異なるため、その変化率により対象物を推定し、より対象物にあった検出条件を設定することにより対象物を的確に判断することができる。
その結果、本来持っている静電容量については、水滴よりも人の指の方が大きいため、指によって検出される検出出力の変化率は水滴よりも大きくなり、タッチスイッチ検出装置の操作が人の操作によるものか否かをより的確に判断することができる。
その結果、大小2つの操作判断値を設定して、判定基準に一定の幅を設けるため、タッチスイッチ検出装置の操作が水滴の付着などによるものか否かをより的確に判断することができる。
その結果、使用者がタッチスイッチを早く離す場合や、ゆっくり離す場合などの動作も的確に判断することができ、またタッチスイッチ検出装置の操作が水滴の付着などによる場合に、より的確にその操作を受け付けないようにすることができる。
その結果、使用者が濡れた指をタッチ検出電極から離す場合に、水滴の表面張力によりタッチ検出電極と使用者の指とが接触を続け、その表面張力が壊れる臨界点で急に接触がなくなり、電圧値の変化率(低下率)が大きくなるという現象をより的確に判断することができる。
その結果、水滴がかかっても誤動作することなく、より正確な操作判断をして吐水動作を行うことができる。
その結果、使用者がタッチ検出電極を乾いた指で押した場合と、濡れた指で押した場合と、タッチ検出電極に水滴が付いた場合と、をより正確に判定することができる。
その結果、電磁弁が開放状態の場合には、タッチ検出電極に水がかかりやすく、また止水するときに濡れた手で操作されることが多いため、そのタッチ検出電極の操作に関する水滴の影響を考慮してより正確な操作判断を行うことができる。
図1は、本発明の実施の形態にかかるタッチスイッチ検出装置のブロック図を表す。
本発明の実施の形態にかかるタッチスイッチ検出装置100は、タッチ検出電極200と、検出部300と、操作判定部400と、を備えている。タッチ検出電極200は、後述するように、例えば給水装置などが有するパネルの直下などに設けられる。なお、使用者がこのパネルに触れることは、タッチ検出電極200に触れることと等価である。検出部300は、発振部310と、電圧変換部320と、を有している。また、操作判定部400は、離反判定部420と、対象物判断部430と、を有している。
また、図3は、本実施形態にかかるタッチスイッチ検出装置を用いた給水装置の模式図を表す。
本実施形態にかかるタッチスイッチ検出装置100は、例えば給水装置などに用いられる。図2および図3に表した給水装置500は、タッチスイッチ検出装置100と、制御部510と、電磁弁520と、吐水口530と、を備えている。
図4に表したグラフ図の縦軸は電圧値(100mV/div)を表し、横軸は時間(50ms/div)を表している。
なお、図5に表したグラフ図の縦軸および横軸は、図4に表したグラフ図と同様に、それぞれ電圧値(100mV/div)および時間(50ms/div)を表している。
図6に表したグラフ図の縦軸および横軸は、図4に表したグラフ図と同様に、それぞれ電圧値(100mV/div)および時間(50ms/div)を表している。なお、図6に表したグラフ図は、指に付いた水滴がタッチ検出電極200に落ちることなく、指に付いたままの状態で、使用者がタッチ検出電極を押した場合の電圧値の波形を表している。
図7は、タッチ検出電極を乾いた指で押した場合を例示する模式図である。なお、図7(a)は、タッチ検出電極に乾いた指で触れた状態を表す模式図であり、図7(b)は、検出部から出力された電圧値を表す模式図である。
また、図10は、タッチ検出電極を濡れた指で押す場合の電圧値を表す模式図である。
操作判定部400は、まず対象物判断部430により、タッチ検出電極200に接触した対象物を判断する(ステップS102)。この対象物判断部430の動作については、図15に関して後述する。
対象物判断部430は、まず検出部300から出力された検出出力(電圧値)を読み込む(ステップS202)。続いて、読み込んだ電圧値に基づいて電圧値の変化率(上昇率)を演算する(ステップS204)。変化率が「0」であれば(ステップS206:NO)、再度検出部300から出力された検出出力(電圧値)を読み込む(ステップS202)。一方、変化率が「0」でなければ(ステップS206:YES)、対象物判断部430は、ステップS204で演算した変化率の絶対値が所定の対象物判断値A1の絶対値以下であるか否かを判定する(ステップS208)。
|A1|<|A2|<・・・<|An−1|<|An| 式(1)
|α1|<|α2|<・・・<|αn−1|<|αn| 式(2)
離反判定部420は、まず検出部300から出力された検出出力(電圧値)を読み込む(ステップS302)。続いて、読み込んだ電圧値に基づいて電圧値の変化率(低下率)を演算する(ステップS304)。続いて、ステップS304において算出した変化率の絶対値が、所定の離反値の絶対値よりも大きいか否かを判定する(ステップS306)。変化率の絶対値が所定の離反値の絶対値よりも小さい場合には(ステップS306:NO)、再度検出部300から出力された検出出力(電圧値)を読み込む(ステップS302)。一方、変化率の絶対値が所定の離反値の絶対値よりも大きい場合には(ステップS306:YES)、離反判定部420は、タッチ検出電極200から指などが離反したと判定し、動作を終了する(ステップS308)。
図17は、本具体例の操作判定部の動作の具体例を説明するためのタイムチャートである。なお、図17(a)は、タッチ検出電極を乾いた指で押した場合の電圧値を例示する模式図であり、図17(b)は、タッチ検出電極に水滴が付いた場合の電圧値を例示する模式図であり、図17(c)は、タッチ検出電極を濡れた指で押した場合の電圧値を例示する模式図である。
|B1|<|B2|<・・・<|Bn−1|<|Bn| 式(3)
|A1|<|B1| 式(4)
|A2|<|B2| 式(5)
|An−1|<|Bn−1| 式(6)
|An|<|Bn| 式(7)
これは、乾いた指よりも濡れた指でタッチ検出電極200を押した場合の方が、電圧値の上昇率および低下率の絶対値が大きいためである。
|β1|<|β2|<・・・<|βn−1|<|βn| 式(8)
|α1|<|β1| 式(9)
|α2|<|β2| 式(10)
|αn−1|<|βn−1| 式(11)
|αn|<|βn| 式(12)
図19は、タッチ検出電極を指で押して電磁弁を開放させた場合の電圧値を例示する模式図である。なお、図19(a)は、タッチ検出電極を乾いた指で押して電磁弁を開放させた後に、濡れた指で押して電磁弁を閉止させた場合の電圧値を例示する模式図であり、図19(b)は、タッチ検出電極を乾いた指で押して電磁弁を開放させた後に、タッチ検出電極に微量な水滴が付いた場合の電圧値を例示する模式図である。
まず、操作判定部400は、対象物判断部430によって判断された対象物に基づいて、大小2つの操作判断値「Lα1(第1の判断値)、Hα1(第2の判断値)」、「Lα2、Hα2」、「Lαn−1、Hαn−1」、「Lαn、Hαn」をそれぞれ設定する(ステップS504、ステップS506、ステップS508、ステップS510、ステップS512、ステップS514、ステップS516)。なお、これらの操作判断値の絶対値については、次式の関係が成り立つ。
|Lα1|<|Lα2|<・・・<|Lαn−1|<|Lαn| 式(13)
|Hα1|<|Hα2|<・・・<|Hαn−1|<|Hαn| 式(14)
|Lα1|<|Hα1| 式(15)
|Lα2|<|Hα2| 式(16)
|Lαn−1|<|Hαn−1| 式(17)
|Lαn|<|Hαn| 式(18)
図21は、本具体例の操作判定部の動作の具体例を説明するためのタイムチャートである。なお、図21(a)は、タッチ検出電極を乾いた指で押した場合の電圧値を例示する模式図であり、図21(b)は、タッチ検出電極に水滴が付いた場合の電圧値を例示する模式図であり、図21(c)は、タッチ検出電極を濡れた指で押した場合の電圧値を例示する模式図である。
図23は、タッチ検出電極を指で押して電磁弁を開放させた場合の電圧値を例示する模式図である。なお、図23(a)は、タッチ検出電極を乾いた指で押して電磁弁を開放させた後に、濡れた指で押して電磁弁を閉止させた場合の電圧値を例示する模式図であり、図23(b)は、タッチ検出電極を乾いた指で押して電磁弁を開放させた後に、タッチ検出電極に微量な水滴が付いた場合の電圧値を例示する模式図である。
また、前述した各実施の形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
Claims (8)
- 使用者の接触又は離反による静電容量の変化を検出するタッチ検出電極と、
前記静電容量の変化を反映した検出出力を出力する検出部と、
前記検出出力に基づいて使用者の操作の有無を判定する操作判定部と、
を備え、
前記操作判定部は、
検出開始時における前記検出出力の変化率が所定対象物判断値以下であるか否かで前記タッチ検出電極に接触する対象物を判断する対象物判断部と、
前記検出出力の変化率が所定離反値以上であるか否かで前記使用者の離反を判定する離反判定部と、
を有し、
前記操作判定部は、前記対象物判断部において判断した前記対象物に応じて操作判断値を設定し、前記検出出力の変化率が前記操作判断値以上であるか否かで前記使用者の操作の有無を判定することを特徴とするタッチスイッチ検出装置。 - 前記検出出力の変化率が前記操作判断値以上である場合に、前記操作判定部は前記使用者の操作が有ったと判定することを特徴とする請求項1記載のタッチスイッチ検出装置。
- 前記操作判断値は、
第1の操作判断値と、
前記第1の操作判断値よりも大きい値である第2の操作判断値と、
のいずれかに設定されることを特徴とする請求項1記載のタッチスイッチ検出装置。 - 前記検出出力の変化率が、前記第1の操作判断値と、前記第2の操作判断値と、の間ではない場合に、前記操作判定部は前記使用者の操作が有ったと判定することを特徴とする請求項3記載のタッチスイッチ検出装置。
- 前記操作判定部は、前記対象物判断部が前記対象物を水滴であると判断した場合に、前記対象物を前記使用者の接触であると判断した場合よりも大きい値である前記操作判断値を設定することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1つに記載のタッチスイッチ検出装置。
- 請求項1〜5のいずれか1つに記載のタッチスイッチ検出装置と、
給水流路を開閉する電磁弁と、
前記給水流路を介して供給された水を吐出する吐水口と、
前記操作判定部の判定に基づいて、前記電磁弁の動作を制御する制御部と、
を備えたことを特徴とする給水装置。 - 前記電磁弁の開閉状態に応じて、前記所定対象物判断値と、前記操作判断値と、の少なくともいずれかを変更することを特徴とする請求項6記載の給水装置。
- 前記操作判定部は、前記電磁弁が開放状態の場合、前記電磁弁が閉止状態の場合よりも大きい値である前記所定対象物判断値および前記操作判断値を設定することを特徴とする請求項7記載の給水装置。
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