JP2011220894A - Hand waving action detecting apparatus and electric equipment - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To expand the detectable range of hand waving actions and to reliably detect hand waving with a simple configuration.SOLUTION: A hand waving action detecting apparatus 10 is equipped with capacitance sensor units 1 through 4 arranged in different positions outside a prescribed area D of electric equipment and with a circuit unit 20 that determines at least a direction of a hand waving action on the basis of capacitance sent from the capacitance sensor units 1 through 4. The circuit unit 20 includes an arithmetic processing unit 25 that detects the peak of capacitance value from each of the capacitance sensor units 1 through 4 by measuring the capacitance of each of the multiple capacitance sensor units 1 through 4 over time and determines the direction of the hand waving action in the prescribed area on the basis of the time differences among the peaks detected by different capacitance sensor units and the arranged positions of the capacitance sensor units detecting each peak.

Description

この発明は、手振り動作を検知する手振り動作検知装置及び電気機器に関する。   The present invention relates to a hand movement detection device and an electric device that detect a hand movement.

手振りの動作を検出して電気機器の動作を制御するものとして、手振り検出方法及び装置(例えば、下記特許文献1参照)が知られている。この手振り検出装置は、4つの発光素子からそれぞれ位相が異なるパルス光を出射し、その出射した光による手からの反射光を受光素子で受光して、その受光量に基づき手振りの移動方向及び移動速度を含む手振り状態を検出する。   2. Description of the Related Art A hand shaking detection method and device (for example, see Patent Document 1 below) is known as a device that detects the action of a hand shake and controls the operation of an electrical device. This hand shake detection device emits pulsed light with different phases from the four light emitting elements, receives light reflected from the hand by the emitted light by the light receiving element, and moves and moves the hand shake based on the received light amount. Detect hand gestures including speed.

特開平10−148640号公報JP-A-10-148640

しかしながら、上述した特許文献1に開示された手振り検出装置では、手振り状態を発光素子から出射された光が手に反射することにより得られる反射光を受光素子で受光するという光学的手段により検知するため、手振り動作の検知範囲が狭くなってしまい誤検出や誤動作が起きやすいという問題がある。   However, in the hand shake detection device disclosed in Patent Document 1 described above, the hand shaking state is detected by an optical means in which reflected light obtained by reflecting light emitted from the light emitting element to the hand is received by the light receiving element. For this reason, there is a problem that the detection range of the hand movement is narrowed and erroneous detection and malfunction are likely to occur.

この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、簡単な構成で手振り動作の検知範囲を広げて確実に手振り動作を検知することができる手振り動作検知装置及び電気機器を提供することを目的とする。   In order to solve the above-described problems caused by the prior art, the present invention provides a hand motion detection device and an electric device that can detect a hand motion reliably by expanding the detection range of the hand motion with a simple configuration. Objective.

上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明に係る手振り検知装置は、電気機器の所定領域の外側における異なる位置に設けられた複数の静電容量センサ部と、前記複数の静電容量センサ部によって検知された静電容量に基づく静電容量値をそれぞれ検出する検出手段と、前記検出手段によって検出された各静電容量値に基づいて、前記所定領域上の手振り動作の少なくとも動作の向きを判定する判定手段とを備えたことを特徴とする。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, a hand movement detection device according to the present invention includes a plurality of capacitance sensor units provided at different positions outside a predetermined region of an electric device, and the plurality of electrostatic capacitances. Detection means for detecting capacitance values based on the capacitance detected by the capacitance sensor unit, and at least the hand movement operation on the predetermined area based on each capacitance value detected by the detection means And determining means for determining the orientation of the.

この発明に係る手振り動作検知装置は、電気機器の所定領域の外側における異なる位置に設けられた複数の静電容量センサ部からの各静電容量値によって、所定領域上の手振り動作の少なくとも動作の向きを判定することができるので、簡単な構成で手振り動作の検知範囲を広げて確実に手振り動作を検知することができる。   According to the hand movement detection device of the present invention, at least an operation of a hand movement operation on a predetermined area is performed by each capacitance value from a plurality of capacitance sensor units provided at different positions outside the predetermined area of the electric device. Since the direction can be determined, it is possible to widen the detection range of the hand movement operation with a simple configuration and reliably detect the hand movement operation.

前記複数の静電容量センサ部は、例えば前記所定領域を横切る直線上に配置された第1及び第2の静電容量センサ部を含む。また、前記複数の静電容量センサ部は、例えば前記第1及び第2の静電容量センサ部と異なる位置に設けられた第3の静電容量センサ部を含む。   The plurality of capacitance sensor units include, for example, first and second capacitance sensor units arranged on a straight line crossing the predetermined region. The plurality of capacitance sensor units include a third capacitance sensor unit provided at a position different from the first and second capacitance sensor units, for example.

前記判定手段は、例えば前記複数の静電容量センサ部それぞれで静電容量を経時的に測定することにより各静電容量センサ部から静電容量値のピークを検出し、異なる静電容量センサ部から検出される各ピーク間の時間差と、各ピークを検出する静電容量センサ部の配置位置とに基づいて、前記所定領域上の手振り動作の向きを判定する。   The determination means detects, for example, a capacitance value peak from each capacitance sensor unit by measuring capacitance with time in each of the plurality of capacitance sensor units, and different capacitance sensor units. The direction of the hand movement operation on the predetermined area is determined on the basis of the time difference between the peaks detected from the first and second positions and the arrangement position of the capacitance sensor unit that detects each peak.

また、前記判定手段は、例えば前記第1及び第2の静電容量センサ部それぞれで静電容量を経時的に測定することにより各静電容量センサ部から静電容量値のピークをそれぞれ検出し、前記第1の静電容量センサ部におけるピーク検出時から前記第2の静電容量センサ部におけるピーク検出時までの時間差と、前記第2の静電容量センサ部におけるピーク検出時から前記第1の静電容量センサ部におけるピーク検出時までの時間差との比較結果と、前記第1及び第2の静電容量センサ部の配置位置とに基づき、前記第1及び第2の静電容量センサ部を結ぶ方向に沿った手振り動作の向きを判定する。   Further, the determination means detects a capacitance value peak from each capacitance sensor unit by, for example, measuring capacitance with time in each of the first and second capacitance sensor units. , The time difference from the peak detection time in the first capacitance sensor unit to the peak detection time in the second capacitance sensor unit, and the first time from the peak detection time in the second capacitance sensor unit. The first and second capacitance sensor units based on the comparison result with the time difference until the peak detection in the capacitance sensor unit and the arrangement positions of the first and second capacitance sensor units. The direction of the hand movement along the direction connecting the two is determined.

また、前記判定手段は、例えば前記第1乃至第3の静電容量センサ部それぞれで静電容量を経時的に測定することにより各静電容量センサ部から静電容量値のピークをそれぞれ検出し、異なる静電容量センサ部から検出される各ピーク間の時間差と、各ピークを検出する静電容量センサ部の配置位置とに基づいて、前記第1乃至第3の静電容量センサ部を通る面方向に沿った手振り動作の向きを判定する。   Further, the determination means detects the peak of the capacitance value from each capacitance sensor unit by measuring the capacitance with time in each of the first to third capacitance sensor units, for example. And passing through the first to third capacitance sensor units based on the time difference between the peaks detected from different capacitance sensor units and the arrangement position of the capacitance sensor unit detecting each peak. The direction of the hand movement along the surface direction is determined.

なお、前記判定手段は、所定のしきい値を超えた静電容量値が所定時間所定量変化しない場合は、前記各静電容量値を比較することによって、所定領域内における手の検出位置を判定するようにしても良く、また、前記手振り動作の動作速度及び動作回数の少なくとも1つを更に判定するようにしても良い。   In addition, when the capacitance value exceeding a predetermined threshold value does not change by a predetermined amount for a predetermined time, the determination unit compares the capacitance values to determine the detection position of the hand in the predetermined region. You may make it determine, and you may make it further determine at least 1 of the operation speed and the frequency | count of an operation | movement of the said hand movement operation | movement.

また、前記判定手段によって判定された判定結果を前記電気機器の制御手段に対して出力する出力手段を更に備えた構成であっても良い。   Moreover, the structure further provided with the output means which outputs the determination result determined by the said determination means with respect to the control means of the said electric equipment may be sufficient.

本発明に係る電気機器は、上記記載のいずれかの発明に係る手振り検知装置を備えたことを特徴とする。なお、この発明に係る電気機器において、前記所定領域は、例えば前記電気機器の表示手段における表示領域である。   An electrical apparatus according to the present invention is characterized by including the hand movement detection device according to any one of the above-described inventions. In the electric device according to the present invention, the predetermined area is, for example, a display area in display means of the electric apparatus.

本発明によれば、簡単な構成で手振り動作の検知範囲を広げて確実に手振りを検知することが可能となる。   According to the present invention, it is possible to widen the detection range of the hand movement operation with a simple configuration and reliably detect the hand movement.

本発明の第1の実施形態に係る手振り動作検知装置の全体構成を示す図である。It is a figure which shows the whole structure of the hand movement motion detection apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 同手振り動作検知装置の静電容量センサ部及び回路部の一部構成を示す図である。It is a figure which shows the partial structure of the electrostatic capacitance sensor part and circuit part of the same hand movement motion detection apparatus. 静電容量センサ部により検知された静電容量値の変化の様子の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the mode of a change of the electrostatic capacitance value detected by the electrostatic capacitance sensor part. 本発明の第1の実施形態に係る手振り動作検知装置による手振り動作検知処理手順の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the hand movement operation | movement detection processing procedure by the hand movement operation detection apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 手振り動作の一例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating an example of a hand movement operation | movement. 静電容量値の変化の様子を示す図である。It is a figure which shows the mode of a change of an electrostatic capacitance value. 本発明の第1の実施形態に係る手振り動作検知装置を備えた電気機器の設置例を示す図である。It is a figure which shows the example of installation of the electric equipment provided with the hand movement motion detection apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係る手振り動作検知装置による手振り動作検知処理手順の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the hand movement operation | movement detection processing procedure by the hand movement operation detection apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 静電容量センサ部により検知された静電容量値としきい値との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the electrostatic capacitance value detected by the electrostatic capacitance sensor part, and a threshold value. 手振り動作の一例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating an example of a hand movement operation | movement. 静電容量値の変化の様子を示す図である。It is a figure which shows the mode of a change of an electrostatic capacitance value. 同手振り動作検知装置による検出位置判定を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the detection position determination by the same hand movement motion detection apparatus. 本発明の第3の実施形態に係る手振り動作検知装置の全体構成を示す図である。It is a figure which shows the whole structure of the hand movement motion detection apparatus which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施形態に係る手振り動作検知装置の静電容量検知回路を示す図である。It is a figure which shows the electrostatic capacitance detection circuit of the hand movement motion detection apparatus which concerns on the 4th Embodiment of this invention.

以下に、添付の図面を参照して、この発明に係る手振り動作検知装置及び電気機器の実施の形態を詳細に説明する。図1は、本発明の第1の実施形態に係る手振り動作検知装置の全体構成を示す図である。図2は、この手振り動作検知装置の静電容量センサ部及び回路部の一部構成を示す図である。図3は、静電容量センサ部により検知された静電容量値の変化の様子を示す図である。   Embodiments of a hand movement detection device and an electric device according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of a hand movement detection device according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram illustrating a partial configuration of the capacitance sensor unit and the circuit unit of the hand movement detection device. FIG. 3 is a diagram illustrating a change in the capacitance value detected by the capacitance sensor unit.

図1及び図2に示すように、第1の実施形態に係る手振り動作検知装置10は、図示しない電気機器の所定領域Dの外側における異なる位置に設けられた複数の静電容量センサ部1,2,3,4と、これら複数の静電容量センサ部1〜4により検知された静電容量に基づいて、手振り動作の少なくとも動作の向きを判定する回路部20とを備えて構成されている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the hand movement detection device 10 according to the first embodiment includes a plurality of capacitance sensor units 1, 1 provided at different positions outside a predetermined region D of an electric device (not shown). 2, 3, and 4, and a circuit unit 20 that determines at least the direction of the hand movement based on the capacitance detected by the plurality of capacitance sensors 1 to 4. .

各静電容量センサ部1〜4は、図1においては、例えば所定領域Dを横切る直線上に静電容量センサ部1,2がそれぞれ配置され、前記直線と所定領域D内で交わる他の直線上に静電容量センサ3,4がそれぞれ配置されている。具体的には、静電容量センサ部1,2がそれぞれ所定領域Dを挟んで上下に対向配置され、静電容量センサ部3,4がそれぞれ所定領域Dを挟んで左右に対向配置されている。そして、上下の静電容量センサ部1,2の組み合わせで一組、左右の静電容量センサ部3,4の組み合わせで他の一組を構成する。   In FIG. 1, each of the capacitance sensor units 1 to 4 includes, for example, capacitance sensor units 1 and 2 arranged on a straight line that crosses the predetermined region D, and another straight line that intersects the straight line and the predetermined region D. Capacitance sensors 3 and 4 are respectively arranged on the top. Specifically, the capacitance sensor units 1 and 2 are arranged opposite to each other with the predetermined region D interposed therebetween, and the capacitance sensor units 3 and 4 are arranged opposite to each other with the predetermined region D interposed therebetween. . A combination of the upper and lower capacitance sensor units 1 and 2 constitutes one set, and a combination of the left and right capacitance sensor units 3 and 4 constitutes another set.

ここで、上記手振り動作とは、以下の説明においては複数回の手振りであって手の往復移動が行われる動作のことを言い、手振り動作の向きとは、手の往復移動のうち任意の一方向移動の動作により示される方向のことを言うが、1回の手振りであって手の一方向移動のみの動作に伴う手の移動方向やその手振り動作の速度は、本実施形態に係る手振り動作検知装置10においても次のように求めることができる。具体的には、例えば手が静電容量センサ部1の中心部近傍から所定領域D上の中心を通って静電容量センサ部2の中心部近傍に移動した手振りの場合を検出例1として考えてみる。   Here, in the following description, the hand movement operation means an operation in which the hand is reciprocated a plurality of times, and the direction of the hand movement operation is any one of the reciprocating movements of the hand. This refers to the direction indicated by the movement of the direction, but the direction of movement of the hand and the speed of the movement of the hand associated with the movement of only one direction of movement of the hand are the hand movements according to the present embodiment. Also in the detection apparatus 10, it can obtain | require as follows. Specifically, for example, a case where the hand moves from the vicinity of the center of the capacitance sensor unit 1 to the vicinity of the center of the capacitance sensor unit 2 through the center on the predetermined region D is considered as a detection example 1. Try.

この検出例1では、図3に示すように、各静電容量センサ部1〜4にて経時的に検知された静電容量を示す静電容量値C1,C2,C3,C4は、静電容量センサ部3,4については両者の中間点を手が通るためにその静電容量値C3,C4はほとんど変化がないものとなる。しかし、静電容量センサ部1,2については、先に静電容量値C1のピーク(以下、単に「ピーク」と略記する)が検出された後に、静電容量値C2のピークが検出されるような変化となる。   In this detection example 1, as shown in FIG. 3, the capacitance values C1, C2, C3, C4 indicating the capacitance detected over time by the capacitance sensor units 1 to 4 are electrostatic capacitances. Regarding the capacitance sensor units 3 and 4, since the hand passes through the intermediate point between them, the capacitance values C3 and C4 hardly change. However, for the capacitance sensor units 1 and 2, the peak of the capacitance value C1 is detected after the peak of the capacitance value C1 (hereinafter simply abbreviated as “peak”) is detected first. It becomes such a change.

従って、回路部20においてこのようなピークの検出の順番と、ピークを検出した静電容量センサ部の配置位置とを求めれば、それを1回の手振りの向き(ここでは、上から下方向)と判定することができる。また、静電容量センサ部1〜4の配置位置(配置間距離)とピーク検出時点t1,t2間の時間ta(時間差)とを用いれば、それにより手の1回の移動速度を求めることもできる。   Accordingly, if the order of detection of such peaks in the circuit unit 20 and the arrangement position of the capacitance sensor unit that has detected the peaks are obtained, the direction of one hand shake (here, from top to bottom) is determined. Can be determined. Moreover, if the arrangement position (distance between arrangement | positioning) of the electrostatic capacitance sensor parts 1-4 and the time ta (time difference) between the peak detection time t1, t2 are used, it will also obtain | require the moving speed of one hand by it. it can.

このように、1回の手振りの動作については、複雑な演算処理等を経ることなく容易にその移動方向や移動速度を求めることはできるが、複数回の手振り動作については少なくともその動作の向きを簡単に識別することは困難となる。   As described above, the movement direction and movement speed can be easily obtained for a single gesture operation without going through complicated arithmetic processing, etc., but at least the direction of the movement is determined for a plurality of gesture operations. It is difficult to identify easily.

すなわち、図3に示した例にそって考えてみると、複数回手振り動作を行うと、例えば静電容量値C1,C2のピークがそれぞれ交互に検出されることとなる。このような場合は、その移動方向として、上記のような上から下方向とその逆の下から上方向との2方向が識別され得る。   That is, considering the example shown in FIG. 3, for example, when the hand shaking operation is performed a plurality of times, the peaks of the capacitance values C <b> 1 and C <b> 2 are detected alternately. In such a case, as the movement direction, two directions, such as the above from the top to the bottom and the opposite from the bottom to the top, can be identified.

しかし、これではその複数回の手振り動作が単に手を上下に複数回動かしたものであるのか、それとも上から下方向を意味する(指示する)ものを複数回行った(或いはその逆)ものであるのか、つまり、その複数回の手振り動作が実際に何を意図しているものであるのかを認識することはできない。この点は、上述した従来技術のものでも同様である。   However, in this case, whether the multiple hand movements are simply turning the hand up or down, or that means (instructing) the direction from the top to the bottom (or vice versa). It is impossible to recognize whether there is, that is, what the multiple hand gestures are actually intended for. This also applies to the above-described prior art.

そこで、第1の実施形態に係る手振り動作検知装置10では、複数回の手振り動作が、少なくとも例えば上から下方向への動作の向きを示している(すなわち、上から下方向への手振り動作を複数回行っている)のか、下から上方向への動作の向きを示している(すなわち、下から上方向への手振り動作を複数回行っている)のかを簡単な構成で確実に判定することができる(同様に左右方向への複数回の手振り動作の動作の向きも判定することができる)構成とした。   Therefore, in the hand movement operation detection device 10 according to the first embodiment, the plurality of hand movement operations indicate at least the direction of the operation from the top to the bottom, for example (ie, the hand movement operation from the top to the bottom is performed). Whether the movement is performed multiple times) or indicating the direction of the movement from the bottom to the top (that is, the hand movement movement from the bottom to the top is performed a plurality of times) with a simple configuration. (Similarly, it is possible to determine the direction of motion of a plurality of hand movements in the left-right direction).

従って、例えば手振り動作を複数回繰り返してその動作の向きが情報として必要な何らかの制御に関する指示等を電気機器に対して与えようとする場合などに、この手振り動作検知装置10は、その手振り動作が意図する指示を正確且つ確実に判定して、これを電気機器に出力することなどが可能となる。   Therefore, for example, when the hand movement operation is repeated a plurality of times and the direction of the operation is to be given to the electric device as an instruction regarding some control necessary as information, the hand movement operation detection device 10 is capable of performing the hand movement operation. It is possible to accurately and surely determine an intended instruction and output it to an electrical device.

具体的に、各静電容量センサ部1〜4は、図2に示すように、それぞれ検知面(センサ表面)側に検知範囲が存するように構成され、例えば矩形平板状に形成されたセンサ電極7と、このセンサ電極7の裏面側に矩形平板状に形成されたシールド電極8と、センサ電極7と同一平面上に形成されセンサ電極7を囲むようなロの字状に形成されたシールド電極9とを備えて構成されている。   Specifically, as shown in FIG. 2, each of the capacitance sensor units 1 to 4 is configured such that a detection range exists on the detection surface (sensor surface) side, for example, a sensor electrode formed in a rectangular flat plate shape. 7, a shield electrode 8 formed in the shape of a rectangular flat plate on the back side of the sensor electrode 7, and a shield electrode formed on the same plane as the sensor electrode 7 and formed in a square shape surrounding the sensor electrode 7 9.

センサ電極7は、検知面側の検知範囲内にくる手(或いは人体)を検知する。シールド電極8は、センサ電極7の裏面側にてこれが検知されないようにシールドする。シールド電極9は、センサ電極7の主面に沿った周囲にて検知範囲を画定する。   The sensor electrode 7 detects a hand (or a human body) that falls within the detection range on the detection surface side. The shield electrode 8 shields the sensor electrode 7 from being detected on the back side. The shield electrode 9 defines a detection range around the main surface of the sensor electrode 7.

一方、回路部20は、例えば各静電容量センサ部1〜4とそれぞれ接続された複数の静電容量検知回路21,22,23,24と、これら複数の静電容量検知回路21〜24とそれぞれ接続されたA/D変換器21a,22a,23a,24aと、これらA/D変換器21a〜24aと接続された演算処理部25とを備えて構成されている。   On the other hand, the circuit unit 20 includes, for example, a plurality of capacitance detection circuits 21, 22, 23, and 24 connected to the capacitance sensor units 1 to 4, and the plurality of capacitance detection circuits 21 to 24, respectively. A / D converters 21a, 22a, 23a, and 24a connected to each other, and an arithmetic processing unit 25 connected to these A / D converters 21a to 24a are provided.

各静電容量検知回路21〜24は、例えば静電容量センサ部1〜4のセンサ電極7によって検知された静電容量(Capacitance)を電圧(Voltage)にそれぞれ変換するC−V変換機能を有し、例えば公知のCR充放電時間を計測する回路、充電した電荷を既知のコンデンサに転送する回路、インピーダンスを測定する回路、発振回路を構成して発振周波数を計測する回路等を用いて構成することができる。A/D変換器21a〜24aは、それぞれ各静電容量検知回路21〜24から出力された電圧を示すアナログ信号をディジタル信号に変換する。   Each of the capacitance detection circuits 21 to 24 has a CV conversion function for converting, for example, capacitance (Capacitance) detected by the sensor electrodes 7 of the capacitance sensor units 1 to 4 into voltage (Voltage). For example, a circuit for measuring a known CR charge / discharge time, a circuit for transferring charged charges to a known capacitor, a circuit for measuring impedance, a circuit for configuring an oscillation circuit and measuring an oscillation frequency, and the like are used. be able to. The A / D converters 21a to 24a convert analog signals indicating voltages output from the capacitance detection circuits 21 to 24, respectively, into digital signals.

演算処理部25は、例えば図示しないCPUや、その一時記憶領域として利用されるRAM、データ格納用のROM等の記憶手段を備えて構成され、手振り動作検知装置10全体の制御を司ると共に、手振り動作の少なくとも動作の向きを判定したり、判定した判定結果を外部に出力する出力手段としての機能を備えたりする。   The arithmetic processing unit 25 includes, for example, a CPU (not shown), a storage unit such as a RAM used as a temporary storage area thereof, a ROM for data storage, and the like, and controls the entire hand movement detection device 10, At least the direction of the movement is determined, or a function as an output means for outputting the determined determination result to the outside is provided.

各静電容量センサ部1〜4は、例えば図示しない複数の基板上にそれぞれ別体に、或いは1つの基板上に一体的に形成されている。この基板としては、例えばフレキシブルプリント基板、リジッド基板及びフレキシブルプリント基板(例えば、基材上に配線パターンが印刷された基板)のいずれの基板をも採用することができる。   Each of the capacitance sensor units 1 to 4 is formed, for example, separately on a plurality of substrates (not shown) or integrally on one substrate. As this board | substrate, any board | substrate of a flexible printed circuit board, a rigid board | substrate, and a flexible printed circuit board (for example, board | substrate with which the wiring pattern was printed on the base material) is employable, for example.

なお、回路部20は、各静電容量センサ部1〜4が形成された基板の同一面側或いは裏面側に実装されて一体的に設けられていても、別途基板に実装されて別体に設けられていても良い。また、一組の静電容量検知回路、A/D変換器を1つの回路要素とすると、この回路要素は、静電容量センサ部の数と対応するように複数設けられていても良い。   In addition, even if the circuit unit 20 is mounted on the same surface side or the back surface side of the substrate on which each of the capacitance sensor units 1 to 4 is formed and provided integrally, the circuit unit 20 is separately mounted on the substrate and separated. It may be provided. In addition, when a set of capacitance detection circuits and A / D converters are one circuit element, a plurality of circuit elements may be provided so as to correspond to the number of capacitance sensor units.

各静電容量センサ部1〜4のセンサ電極7及びシールド電極8,9は、例えばポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリイミド(PI)、ポリアミド(PA)、ガラスエポキシ樹脂、又はセラミック等の絶縁体からなる基板上にパターン形成された銅、銅合金又はアルミニウムや鉄等の金属部材(導電材)や電線などで構成することができる。   The sensor electrode 7 and the shield electrodes 8 and 9 of each capacitance sensor unit 1 to 4 are, for example, polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polyimide (PI), polyamide (PA), glass epoxy resin, or It can be composed of copper, a copper alloy, or a metal member (conductive material) such as aluminum or iron, an electric wire, or the like patterned on a substrate made of an insulator such as ceramic.

なお、各静電容量センサ部1〜4は、その配置態様によっては外観上目立たないように配置する必要が生じる場合がある。例えば、電気機器の所定領域Dを表示手段(ディスプレイ装置など)の表示領域とすれば、各静電容量センサ部1〜4は表示手段の意匠パネルなどの裏面側(下側)に配置されても良いが、表面側に貼着或いは埋設して設けるような場合もある。   In addition, it may be necessary to arrange | position each electrostatic capacitance sensor part 1-4 so that it may not stand out in appearance depending on the arrangement | positioning aspect. For example, if the predetermined area D of the electric device is a display area of the display means (display device or the like), each capacitance sensor unit 1 to 4 is arranged on the back side (lower side) of the design panel or the like of the display means. However, it may be provided by being attached or embedded on the surface side.

このような場合は、上記基板を透明性を有するパネルやフィルム材にて形成し、各電極7〜9を透明電極で構成すれば良い。透明電極は、例えば錫ドープ酸化インジウム(ITO)や導電性ポリマーによって構成することができる。導電性ポリマーとしては、例えばPEDOT/PSS(ポリエチレンジオキシチオフェン/ポリスチレンスルフォニック酸)や、PEDOT/TsO(ポリエチレンジオキシチオフェン/トルエンスルフォネート)などを用いることができる。   In such a case, the said board | substrate is formed with the panel and film material which have transparency, and each electrode 7-9 should just be comprised with a transparent electrode. The transparent electrode can be composed of, for example, tin-doped indium oxide (ITO) or a conductive polymer. As the conductive polymer, for example, PEDOT / PSS (polyethylene dioxythiophene / polystyrene sulfonic acid), PEDOT / TsO (polyethylene dioxythiophene / toluene sulfonate), or the like can be used.

次に、このように構成された手振り動作検知装置10の手振り動作検知処理手順について説明する。図4は、本発明の第1の実施形態に係る手振り動作検知装置による手振り動作検知処理手順の一例を示すフローチャートである。図5は、手振り動作の一例を説明するための図である。図6は、静電容量値の変化の様子を示す図である。   Next, a hand movement operation detection processing procedure of the hand movement operation detecting device 10 configured as described above will be described. FIG. 4 is a flowchart showing an example of a hand movement detection process procedure by the hand movement detection device according to the first embodiment of the present invention. FIG. 5 is a diagram for explaining an example of a hand movement operation. FIG. 6 is a diagram showing how the capacitance value changes.

図4に示すように、まず、演算処理部25は、各静電容量センサ部1〜4により経時的に測定された静電容量に基づく静電容量値C(C1〜C4)を検出する(ステップS100)。そして、検出された静電容量値C1〜C4が所定のしきい値以上であるか否かを判断する(ステップS101)。検出された静電容量値C1〜C4が所定のしきい値以上でないと判断した場合(ステップS101のN)は、上記ステップS100に移行する。静電容量値C1〜C4が所定のしきい値以上であると判断した場合(ステップS101のY)は、その変化量ΔCが所定のしきい値以上であるか否かを判断する(ステップS102)。変化量ΔCが所定のしきい値以上であると判断した場合(ステップS102のY)は、静電容量値及びその変化量がそれぞれしきい値以上であるものが2つあるか否かを判断する(ステップS104)。2つあると判断した場合(ステップS104のY)は、しきい値以上であると判断された静電容量センサ部につき、それぞれで静電容量値のピークを検出する(ステップS106)。なお、変化量ΔCが所定のしきい値未満であると判断した場合(ステップS102のN)、及び2つないと判断した場合(ステップS104のN)は、上記ステップS100に移行する。例えば、図5に示すように、手6が静電容量センサ部1の配置位置の方向から、所定領域Dの中心を通って静電容量センサ部2の配置位置の方向へ上下に繰り返し振られて、その動作の向きが上から下方向を示した動作である場合、各静電容量センサ部1〜4の静電容量値C1〜C4は、図6に示すように変化する。   As shown in FIG. 4, first, the arithmetic processing unit 25 detects a capacitance value C (C1 to C4) based on the capacitance measured over time by the capacitance sensor units 1 to 4 ( Step S100). Then, it is determined whether or not the detected capacitance values C1 to C4 are equal to or greater than a predetermined threshold value (step S101). When it is determined that the detected capacitance values C1 to C4 are not equal to or greater than the predetermined threshold value (N in step S101), the process proceeds to step S100. When it is determined that the capacitance values C1 to C4 are equal to or greater than the predetermined threshold value (Y in step S101), it is determined whether or not the change amount ΔC is equal to or greater than the predetermined threshold value (step S102). ). If it is determined that the amount of change ΔC is equal to or greater than the predetermined threshold value (Y in step S102), it is determined whether there are two capacitance values and two variations whose amount of change is equal to or greater than the threshold value. (Step S104). If it is determined that there are two (Y in step S104), the capacitance value peak determined for each of the capacitance sensor units determined to be equal to or greater than the threshold value is detected (step S106). When it is determined that the amount of change ΔC is less than the predetermined threshold (N in step S102) and when there are not two (N in step S104), the process proceeds to step S100. For example, as shown in FIG. 5, the hand 6 is repeatedly shaken up and down from the direction of the capacitance sensor unit 1 through the center of the predetermined region D to the direction of the capacitance sensor unit 2. When the direction of the operation is from the top to the bottom, the capacitance values C1 to C4 of the capacitance sensor units 1 to 4 change as shown in FIG.

すなわち、静電容量センサ部1,2からの静電容量値C1,C2は、手6を上記のように動かすことで、手6と静電容量センサ部1,2との間の距離が変化するため変動するのに対し、静電容量センサ部3,4からの静電容量値C3,C4は、手6と静電容量センサ部3,4との間の距離がほとんど変わらないためほぼ変動しない状態となる。   That is, the capacitance values C1 and C2 from the capacitance sensor units 1 and 2 change the distance between the hand 6 and the capacitance sensor units 1 and 2 by moving the hand 6 as described above. In contrast, the capacitance values C3 and C4 from the capacitance sensor units 3 and 4 change substantially because the distance between the hand 6 and the capacitance sensor units 3 and 4 hardly changes. It will be in a state that does not.

次に、演算処理部25は、検出した各ピークに基づいて、異なる静電容量センサ部から検出される各ピーク間の時間差を算出し、その時間差を比較する(ステップS108)。具体的には、第1の静電容量センサ部1におけるピーク検出時から第2の静電容量センサ部2におけるピーク検出時までの時間差と、第2の静電容量センサ部2におけるピーク検出時から第1の静電容量センサ部1におけるピーク検出時までの時間差とを比較する。図6に示すように、例えば、各静電容量センサ部1〜4において静電容量を経時的に測定することにより、第1の静電容量センサ部1の静電容量値C1についてはピークが検出時点t1,t3,t5において検出され、第2の静電容量センサ部2の静電容量値C2についてはピークが検出時点t2,t4,t6において同様に検出されているので、例えば時系列に沿った各ピークの検出時点t1〜t6間における各時間差ta,tb,tc,td,teを順次比較する。   Next, the arithmetic processing unit 25 calculates a time difference between the peaks detected from different capacitance sensor units based on the detected peaks, and compares the time differences (step S108). Specifically, the time difference from the time of peak detection in the first capacitance sensor unit 1 to the time of peak detection in the second capacitance sensor unit 2 and the time of peak detection in the second capacitance sensor unit 2 Is compared with the time difference from when the first capacitance sensor unit 1 detects the peak. As shown in FIG. 6, for example, by measuring the capacitance with time in each of the capacitance sensor units 1 to 4, the capacitance value C <b> 1 of the first capacitance sensor unit 1 has a peak. Since the detection is performed at the detection time points t1, t3, and t5, and the peak of the capacitance value C2 of the second capacitance sensor unit 2 is similarly detected at the detection time points t2, t4, and t6, for example, in time series The respective time differences ta, tb, tc, td, and te between the detection times t1 to t6 of the respective peaks along are sequentially compared.

そして、時間差が短い組み合わせとなる箇所(以下、「判定箇所」という)を抽出する(ステップS110)。図6の例においては、時間差ta,tc,teが時間差tb,tdよりも短い組み合わせとなるので、抽出される判定箇所は検出時点t1,t2間(判定箇所1)、検出時点t3,t4間(判定箇所2)、及び検出時点t5,t6間(判定箇所3)となる。   Then, a part (hereinafter referred to as “determination part”) that is a combination having a short time difference is extracted (step S110). In the example of FIG. 6, since the time differences ta, tc, and te are a combination shorter than the time differences tb and td, the extracted determination points are between detection points t1 and t2 (determination point 1) and between detection points t3 and t4. (Determination location 2) and between detection times t5 and t6 (determination location 3).

こうして判定箇所1〜3を抽出したら、静電容量センサ部1,2の配置位置に基づき、それぞれの判定箇所1〜3において先にピークが検出された静電容量センサ部の配置位置の方向から、後にピークが検出された静電容量センサ部の配置位置の方向へ至る向きが動作の向きであるとして、その向きを判定する(ステップS112)。
なお、第1の静電容量センサ部1におけるピーク検出時から第2の静電容量センサ部2におけるピーク検出時までの少なくとも1つの時間差(例えば、時間差ta)と、第2の静電容量センサ部2におけるピーク検出時から第1の静電容量センサ部1におけるピーク検出時までの少なくとも1つの時間差(例えば、時間差tb)とを比較することにより、少なくとも1つの判定箇所(例えば、判定箇所1)を抽出し、この判定箇所において先にピークが検出された静電容量センサ部の配置方向と、後にピークが検出された静電容量センサ部の配置位置とに基づいて、手振りの向きを判定してもよい。
When the determination points 1 to 3 are extracted in this way, based on the arrangement positions of the capacitance sensor units 1 and 2, from the direction of the arrangement position of the capacitance sensor unit in which the peak is first detected at each of the determination points 1 to 3. Then, assuming that the direction to the direction of the arrangement position of the capacitance sensor portion where the peak is detected later is the direction of the operation, the direction is determined (step S112).
In addition, at least one time difference (for example, time difference ta) from the time of peak detection in the first capacitance sensor unit 1 to the time of peak detection in the second capacitance sensor unit 2 and the second capacitance sensor By comparing at least one time difference (for example, time difference tb) from the time of peak detection in the unit 2 to the time of peak detection in the first capacitance sensor unit 1, at least one determination point (for example, determination point 1) ) And the direction of the hand gesture is determined based on the arrangement direction of the capacitance sensor unit in which the peak is first detected at the determination point and the arrangement position of the capacitance sensor unit in which the peak is detected later. May be.

すなわち、判定箇所1においては、先にピークが検出されたものは静電容量値C1であり、後にピークが検出されたものは静電容量値C2であるので、静電容量センサ部1及び静電容量センサ部2を結ぶ方向に沿った向き(上から下方向)を動作の向きと判定する。   That is, in the determination location 1, since the one where the peak is detected first is the capacitance value C1, and the one where the peak is detected after is the capacitance value C2, The direction along the direction connecting the capacitance sensor unit 2 (from top to bottom) is determined as the direction of operation.

そして、演算処理部25は、他に判定箇所がある場合(ステップS114のN)は、上記ステップS112に移行して処理を繰り返す(すなわち、同様に判定箇所2,3においても動作の向きが判定される)。他に判定箇所がない場合(ステップS114のY)は、例えば電気機器の電源OFFを検知することに伴って処理が終了されるか否かを判断し(ステップS116)、終了されると判断した場合(ステップS116のY)は、本フローチャートによる一連の処理が終了されるが、終了されないと判断した場合(ステップS116のN)は、上記ステップS100に移行して処理を繰り返す。このような処理により、少なくとも上下方向や左右方向の4方向の複数回の手振り動作について、それぞれ動作の向きや動作回数を判定することが可能となる。   Then, when there are other determination points (N in Step S114), the arithmetic processing unit 25 proceeds to Step S112 and repeats the process (that is, the operation direction is also determined in the determination points 2 and 3 in the same manner). ) If there is no other determination part (Y in step S114), for example, it is determined whether or not the process is terminated in accordance with detection of power-off of the electric device (step S116), and it is determined that the process is terminated. In the case (Y in step S116), the series of processes according to this flowchart is completed, but if it is determined that the process is not completed (N in step S116), the process proceeds to step S100 and the process is repeated. With such a process, it is possible to determine the direction and the number of operations for each of a plurality of hand movement operations in at least the four directions of the vertical direction and the horizontal direction.

このように、第1の実施形態に係る手振り動作検知装置10によれば、上下方向や左右方向における複数回の手振り動作があった場合であっても、その手振り動作が示す動作の向きや回数を正確に判定することができるので、その判定結果を例えば次のような電気機器の制御に利用することも可能となる。図7は、本発明の第1の実施形態に係る手振り動作検知装置を備えた電気機器の設置例を示す図である。   As described above, according to the hand gesture motion detection device 10 according to the first embodiment, even when there are a plurality of hand motion motions in the vertical direction and the left-right direction, the direction and the number of motions indicated by the hand motion motion. Can be accurately determined, and the determination result can be used, for example, for the control of electrical equipment as follows. FIG. 7 is a diagram illustrating an installation example of an electrical device including the hand movement detection device according to the first embodiment of the present invention.

すなわち、図7に示すように、車両100のインストルメントパネル101に搭載された電気機器がカーナビゲーション装置であり、所定領域Dがこのカーナビゲーション装置のディスプレイ装置102の表示領域である場合に、この電気機器がこの表示領域の外側にそれぞれ配置された静電容量センサ部1〜4を有する手振り動作検知装置10を備えていれば、手振り動作によってこの表示領域上に表示された地図画像を手振り動作をした動作の向きにその回数分だけスクロール表示させたり、地図画像の倍率を動作の向きで拡大或いは縮小表示させるに当たり、その回数分だけ倍率を変更して表示させたりすること等ができるようになる。   That is, as shown in FIG. 7, when the electrical device mounted on the instrument panel 101 of the vehicle 100 is a car navigation device, and the predetermined area D is a display area of the display device 102 of the car navigation apparatus, this If the electric device includes the hand movement detection device 10 having the capacitance sensor units 1 to 4 arranged outside the display area, the map image displayed on the display area by the hand movement is hand movement. In order to scroll and display the number of times the operation has been performed, or to enlarge or reduce the magnification of the map image according to the direction of the operation, it is possible to change and display the magnification by the number of times. Become.

次に、手6が斜め方向に手振り動作された場合の手振り動作検知処理を含む手振り動作検知装置10の手振り動作検知処理手順について説明する。図8は、本発明の第2の実施形態に係る手振り動作検知装置による手振り動作検知処理手順の一例を示すフローチャートである。図9は、静電容量センサ部により検知された静電容量値としきい値との関係を示す図である。図10は、手振り動作の一例を説明するための図である。図11は、静電容量値の変化の様子を示す図である。なお、以降において、既に説明した部分と重複する箇所には同一の符号を附して説明を省略し、本発明に特に関連のない部分については明記しないことがあるとする。   Next, a description will be given of a hand movement operation detection process procedure of the hand movement operation detection device 10 including a hand movement operation detection process when the hand 6 is moved in an oblique direction. FIG. 8 is a flowchart showing an example of a hand movement detection process procedure by the hand movement detection device according to the second embodiment of the present invention. FIG. 9 is a diagram illustrating the relationship between the capacitance value detected by the capacitance sensor unit and the threshold value. FIG. 10 is a diagram for explaining an example of a hand movement operation. FIG. 11 is a diagram illustrating how the capacitance value changes. In the following description, the same parts as those already described will be denoted by the same reference numerals and the description thereof will be omitted, and parts not particularly relevant to the present invention may not be specified.

図8に示すように、演算処理部25は、例えば電気機器の電源ONを検知することに伴って処理が開始されるまで待って(ステップS200のN)、処理が開始されたら(ステップS200のY)、各静電容量センサ部1〜4により検知された静電容量に基づく静電容量値C(C1〜C4)を検出する(ステップS202)。   As shown in FIG. 8, the arithmetic processing unit 25 waits until the processing is started (for example, N in Step S <b> 200) in response to detecting that the electric device is powered on (N in Step S <b> 200). Y) Capacitance values C (C1 to C4) based on the capacitances detected by the capacitance sensor units 1 to 4 are detected (step S202).

そして、検出された静電容量値Cが所定のしきい値以上であるか否かを判断する(ステップS204)。図9に示すように、所定のしきい値をThとすると、例えば図示のように変化する静電容量値Cc1,Cc3はしきい値Th以上であると判断し、静電容量値Cc2はしきい値Th未満であると判断する。   Then, it is determined whether or not the detected capacitance value C is greater than or equal to a predetermined threshold value (step S204). As shown in FIG. 9, when the predetermined threshold is Th, for example, the capacitance values Cc1 and Cc3 that change as shown in the figure are determined to be equal to or greater than the threshold Th, and the capacitance value Cc2 is It is determined that it is less than the threshold value Th.

検出された静電容量値Cが所定のしきい値以上でないと判断した場合(ステップS204のN)は、上記ステップS202に移行する。静電容量値Cが所定のしきい値未満である場合は、少なくとも手6と各静電容量センサ部1〜4との間の距離がある程度離れていると判断することができるので、この場合は手振り動作が意図されたものではなく、単に手6が所定領域D近辺に少し近付いただけか、或いは単なるノイズを検出したとして動作判定は行われない。検出された静電容量値Cが所定のしきい値以上であると判断した場合(ステップS204のY)は、その変化量ΔCが所定のしきい値以上であるか否かを判断する(ステップS206)。   When it is determined that the detected capacitance value C is not equal to or greater than the predetermined threshold value (N in step S204), the process proceeds to step S202. In the case where the capacitance value C is less than the predetermined threshold value, it can be determined that at least the distance between the hand 6 and each of the capacitance sensor units 1 to 4 is somewhat apart, in this case The hand movement is not intended, and the operation is not determined based on the fact that the hand 6 has just approached the predetermined area D or a simple noise. When it is determined that the detected capacitance value C is equal to or greater than the predetermined threshold value (Y in step S204), it is determined whether the change amount ΔC is equal to or greater than the predetermined threshold value (step S204). S206).

例えば、静電容量値Cc1はその変化量がしきい値以上であると判断するが、静電容量値Cc3については、変化がフラットであるためその変化量はほぼ0でありしきい値未満であると判断する。   For example, it is determined that the change amount of the capacitance value Cc1 is greater than or equal to the threshold value. However, the change amount of the capacitance value Cc3 is almost zero and less than the threshold value because the change is flat. Judge that there is.

変化量ΔCが所定のしきい値以上であると判断した場合(ステップS206のY)は、静電容量値及びその変化量がそれぞれしきい値以上であるものが2つあるか否かを判断する(ステップS208)。2つあると判断した場合(ステップS208のY)は、第1の実施形態にて説明したように各静電容量センサ部1〜4のうちの2つについて手振り動作が意図された(すなわち、上下方向や左右方向に手振り動作が行われた)と判断することができるので、第1の実施形態と同様にそれぞれでピークを経時的に測定して検出し(ステップS210)、時間差を比較して(ステップS212)、判定箇所を抽出し(ステップS214)、動作の向きを判定する(ステップS216)。   If it is determined that the amount of change ΔC is equal to or greater than the predetermined threshold value (Y in step S206), it is determined whether there are two capacitance values and two variations whose amount of change is equal to or greater than the threshold value. (Step S208). When it is determined that there are two (Y in step S208), as described in the first embodiment, a hand movement operation is intended for two of the capacitance sensor units 1 to 4 (that is, It is possible to determine that the hand movement motion has been performed in the vertical direction and the horizontal direction), so that the peak is measured and detected over time in the same manner as in the first embodiment (step S210), and the time difference is compared. (Step S212), the determination part is extracted (Step S214), and the direction of the operation is determined (Step S216).

そして、その判定結果を外部に出力して(ステップS220)、他に判定箇所がある場合(ステップS222のN)は、上記ステップS216に移行して処理を繰り返し、他に判定箇所がない場合(ステップS222のY)は、例えば電気機器の電源OFFを検知することに伴って処理が終了されるか否かを判断し(ステップS224)、終了されると判断した場合(ステップS224のY)は、本フローチャートによる一連の処理が終了されるが、終了されないと判断した場合(ステップS224のN)は、上記ステップS202に移行して処理を繰り返す。   Then, when the determination result is output to the outside (step S220) and there are other determination locations (N in step S222), the process proceeds to step S216 and the process is repeated, and there is no other determination location ( In step S222 Y), for example, it is determined whether or not the process is terminated in accordance with detection of power-off of the electric device (step S224). If it is determined that the process is to be terminated (Y in step S224). When a series of processes according to this flowchart is finished, but it is determined that the process is not finished (N in Step S224), the process proceeds to Step S202 and the process is repeated.

なお、第2の実施形態に係る手振り動作検知装置10では、例えば上下方向や左右方向への手振り動作が、各静電容量センサ部1〜4の中心部近傍間において行われず、他の静電容量センサ部側に片寄った状態で行われたとしても、その静電容量センサ部からの静電容量値については少なくとも変化量ΔCがしきい値を超えない(ステップS206のN)ので、手振り動作の判定がそれに影響されることはない。   In the hand movement detection device 10 according to the second embodiment, for example, the hand movement operation in the vertical direction and the horizontal direction is not performed between the vicinity of the center of each of the capacitance sensor units 1 to 4, and other electrostatic Even if it is performed in a state of being biased toward the capacitance sensor unit side, at least the amount of change ΔC does not exceed the threshold value for the capacitance value from the capacitance sensor unit (N in step S206), so the hand movement operation Is not affected by it.

一方、上記ステップS208にて2つないと判断した場合(ステップS208のN)は、静電容量値及びその変化量がそれぞれしきい値以上であるものが3つ以上あるか否かを判断する(ステップS226)。3つ以上あると判断した場合(ステップS226のY)は、判断された静電容量値が検出された3つ以上の静電容量センサ部につき、それぞれで静電容量値のピークを経時的に測定して検出する(ステップS228)。なお、3つ以上ある場合で4つの場合には、例えば次のような状況が考えられる。   On the other hand, if it is determined in step S208 that there are not two (N in step S208), it is determined whether or not there are three or more of which the capacitance value and the amount of change thereof are each equal to or greater than a threshold value ( Step S226). If it is determined that there are three or more (Y in step S226), the peak of the capacitance value is measured over time for each of the three or more capacitance sensor units in which the determined capacitance value is detected. Measure and detect (step S228). In the case where there are three or more and four cases, for example, the following situation can be considered.

例えば、図10に示すように、手6が静電容量センサ部1,4の配置位置の最も近い中間位置(最近中間位置)の方向から、所定領域Dの中心を通って静電容量センサ部2,3の配置位置の最近中間位置の方向へ斜めに繰り返し振られて、その動作の向きが右上から左下方向を示した動作である場合、各静電容量センサ部1〜4の静電容量値C1〜C4は、図11に示すように変化する。   For example, as shown in FIG. 10, the capacitance sensor unit 6 passes through the center of the predetermined region D from the direction of the nearest intermediate position (nearest intermediate position) of the arrangement position of the capacitance sensor units 1 and 4. In the case where the movement direction is an operation in which the direction of the operation is an operation indicating the upper left direction to the lower left direction when it is repeatedly tilted obliquely in the direction of the nearest intermediate position of the second and third arrangement positions, the capacitance of each of the capacitance sensor units 1 to 4 Values C1 to C4 change as shown in FIG.

すなわち、静電容量センサ部1,4からの静電容量値C1,C4は、それぞれ手6が斜めに動くことでピークの検出時点が同一か時間的に最も近いものとして同じように変動する。また、静電容量センサ部2,3からの静電容量値C2,C3も、それぞれ手6が斜めに動くことでピークの検出時点が同一か時間的に最も近いものとして同じように変動する。   That is, the capacitance values C1 and C4 from the capacitance sensor units 1 and 4 change in the same manner as the peak detection time is the same or closest in time as the hand 6 moves diagonally. In addition, the capacitance values C2 and C3 from the capacitance sensor units 2 and 3 also change in the same way as the peak detection time is the same or closest in time as the hand 6 moves diagonally.

従って、演算処理部25は、各ピーク検出時点が同一又は最も近いものである2つの静電容量センサ部を一群化(グループ化)する(ステップS230)。図11に示した例では、例えば第1の静電容量センサ部1とピークの検出時が同一又は最も近い第2の静電容量センサ部4とが第1グループとして一群化され、他の2つの静電容量センサ部2,3が第2グループとして一群化される。   Therefore, the arithmetic processing unit 25 groups (groups) two capacitance sensor units having the same or closest peak detection time points (step S230). In the example shown in FIG. 11, for example, the first capacitance sensor unit 1 and the second capacitance sensor unit 4 having the same or closest peak detection time are grouped as a first group, and the other two The two capacitance sensor units 2 and 3 are grouped as a second group.

なお、例えば手6が静電容量センサ部1,4の最近中間位置の方向から静電容量センサ部3の中心部近傍の方向へ振られた場合などには、斜めという意味では似たような状況であるが、静電容量値及びその変化量がそれぞれしきい値以上となったものは3つとなるので、第1グループとして一群化された静電容量センサ部1,4と第2グループとして一群化された一つの静電容量センサ部3とに着目する。   For example, when the hand 6 is swung from the direction of the most intermediate position of the capacitance sensor units 1 and 4 to the direction near the center of the capacitance sensor unit 3, it is similar in the sense of being oblique. Although there are three cases where the capacitance value and the amount of change thereof are each equal to or greater than the threshold value, the capacitance sensor units 1 and 4 grouped as the first group and the second group as the first group. Attention is paid to the one electrostatic capacitance sensor unit 3 grouped.

そして、演算処理部25は、一群化した第1グループのいずれかのピークの検出時と第2グループのいずれかのピークの検出時(第2グループが一つの静電容量センサ部の場合はそのピーク検出時)との時間差を比較する(ステップS212)。具体的には、図11に示すように、静電容量値C1,C4についてはピークが検出時点t1,t3,t5において同一又は最も近い状態で経時的に測定して検出され、静電容量値C2,C3についてはピークが検出時点t2,t4,t6において同一又は最も近い状態で経時的に測定して検出されているので、例えば時系列に沿った各ピークの検出時点t1〜t6間の時間差ta,tb,tc,td,teを順次比較する。   Then, the arithmetic processing unit 25 detects at the time of detection of any peak of the first group and the detection of any peak of the second group (if the second group is a single capacitance sensor unit, The time difference from the time of peak detection is compared (step S212). Specifically, as shown in FIG. 11, the capacitance values C1 and C4 are detected by measuring over time in the same or closest state at the detection time points t1, t3, and t5. For C2 and C3, the peaks are detected by measuring over time in the same or closest state at the detection times t2, t4, and t6, so, for example, the time difference between the detection times t1 to t6 of each peak along the time series ta, tb, tc, td, and te are sequentially compared.

そして、時間差が短い組み合わせとなる判定箇所を抽出する(ステップS214)。図11の例においては、時間差ta,tc,teが時間差tb,tdよりも短い組み合わせとなるので、抽出される判定箇所は図6に示した例と同じく3つ(判定箇所1〜3)となる。   And the determination location used as a combination with a short time difference is extracted (step S214). In the example of FIG. 11, the time differences ta, tc, and te are combinations shorter than the time differences tb and td, so that the extracted determination points are the same as the example shown in FIG. 6 (determination points 1 to 3). Become.

こうして判定箇所1〜3を抽出したら、静電容量センサ部1〜4の配置位置に基づき、それぞれの判定箇所1〜3において経時的に先にピークが検出された静電容量センサ部が含まれたグループに含まれる2つの静電容量センサ部の配置位置の中間位置の方向から、後にピークが検出された静電容量センサ部が含まれたグループに含まれる2つの静電容量センサ部の配置位置の中間位置の方向へ至る向きが動作の向きであるとして、その向きを判定する(ステップS216)。   If the determination locations 1 to 3 are extracted in this way, the capacitance sensor portions in which the peaks are first detected over time in the respective determination locations 1 to 3 are included based on the arrangement positions of the capacitance sensor portions 1 to 4. Arrangement of two capacitance sensor units included in a group including a capacitance sensor unit in which a peak is detected later from the direction of an intermediate position of the arrangement positions of the two capacitance sensor units included in the selected group Assuming that the direction leading to the middle position of the position is the direction of movement, the direction is determined (step S216).

すなわち、判定箇所1においては、先にピークが検出されたものは静電容量値C1,C4であり、後にピークが検出されたものは静電容量値C2,C3であり、それぞれの組み合わせのピークの大きさはほぼ等しいので、各静電容量センサ部1〜4を通る面方向に沿って、第1グループの静電容量センサ部1,4の配置位置の最近中間位置の方向から第2グループの静電容量センサ部2,3の配置位置の最近中間位置の方向へ至る向き(すなわち、右上から左下方向)を動作の向きと判定する。   That is, in the determination location 1, the first peaks detected are the capacitance values C1 and C4, and the second peaks detected are the capacitance values C2 and C3. Are substantially equal to each other, so that the second group from the direction of the most intermediate position of the arrangement position of the capacitance sensor units 1 and 4 of the first group along the surface direction passing through the capacitance sensor units 1 to 4. Direction (ie, from the upper right to the lower left) is determined as the direction of operation.

なお、経時的に先にピークが検出された静電容量センサ部が含まれたグループに含まれる静電容量センサ部が1つの場合はその配置位置の方向から、また後にピークが検出された静電容量センサ部が含まれたグループに含まれる静電容量センサ部が1つの場合はその配置位置の方向へ、との向きをそれぞれ動作の向きの判定に利用すれば良い。   When there is one capacitance sensor unit included in the group including the capacitance sensor unit in which the peak has been detected first over time, the direction in which the peak is detected and the static value in which the peak has been detected later. When there is one capacitance sensor unit included in the group including the capacitance sensor unit, the direction of the arrangement position may be used to determine the direction of the operation.

そして、演算処理部25は、判定結果を外部に出力して(ステップS220)、他に判定箇所がある場合(ステップS222のN)は、上記ステップS216に移行して処理を繰り返す(すなわち、判定箇所2,3においても動作の向きが判定される)。他に判定箇所がない場合(ステップS222のY)は、上記ステップS224に移行する。   And the arithmetic processing part 25 outputs a determination result outside (step S220), and when there exists another determination location (N of step S222), it transfers to the said step S216 and repeats a process (namely, determination) The direction of motion is also determined at locations 2 and 3). When there is no other determination part (Y in step S222), the process proceeds to step S224.

ここまでの処理により、第1の実施形態にて説明した上下方向や左右方向の4方向の手振り動作と合わせて斜め方向の4方向の手振り動作を判定することができる。これと共に、各グループの最近中間位置点から1つの静電容量センサ部の中心部近傍への16方向の手振り動作を合わせた24方向の複数回の手振り動作について、それぞれの動作の向きや動作回数を判定することが可能となる。その他、判定条件等をより細かく設定すれば、更に多方向における動作の向きや動作回数を判定することも可能となる。   Through the processing up to this point, it is possible to determine the four hand movements in the oblique direction together with the four hand movements in the up and down direction and the left and right direction described in the first embodiment. At the same time, the direction and the number of operations of each of a plurality of hand movements in 24 directions including the hand movements in 16 directions from the nearest middle position point of each group to the vicinity of the center of one capacitance sensor unit. Can be determined. In addition, if the determination conditions and the like are set more finely, it is possible to determine the direction and the number of operations in more directions.

なお、上記ステップS226にて3つ以上ないと判断した場合(ステップS226のN)は、静電容量値及びその変化量がしきい値をそれぞれ超えたものが1つであると判断できるため、例えば1つの静電容量センサ部の近傍に単に手6が近接した後に離間した場合や単なるノイズを検出した場合などが考えられるため、上記ステップS220に移行してそのように判定した判定結果を出力する。   When it is determined that there are not three or more in step S226 (N in step S226), it can be determined that the capacitance value and the amount of change thereof exceed one threshold value, respectively, For example, there may be cases where the hand 6 is simply moved close to one capacitance sensor unit and then separated, or a simple noise is detected. Therefore, the process proceeds to step S220 and the determination result thus determined is output. To do.

また、変化量ΔCが所定のしきい値未満であると判断した場合(ステップS206のN)は、静電容量値がしきい値を超えているが変化していない場合と判断することができるので、その静電容量値が所定時間所定量変化がないか否かを判断する(ステップS232)。   When it is determined that the change amount ΔC is less than the predetermined threshold value (N in step S206), it can be determined that the capacitance value exceeds the threshold value but has not changed. Therefore, it is determined whether or not the capacitance value has changed by a predetermined amount for a predetermined time (step S232).

所定時間所定量変化があると判断した場合(ステップS232のN)は、例えば手振り動作をしようと試みて手6を所定領域Dに近付けようとした途中で試みを中止した場合などが考えられるため、上記ステップS202に移行して処理を繰り返す。そして、所定時間所定量変化がないと判断した場合(ステップS232のY)は、演算処理部25は、各静電容量値を比較することによって所定領域D内における手6の検出位置を判定し(ステップS234)、上記ステップS220に移行してその判定結果を外部に出力して、以降の処理を繰り返す。   When it is determined that there has been a predetermined amount change for a predetermined time (N in step S232), for example, a case where an attempt to stop the hand 6 while trying to move the hand 6 closer to the predetermined region D may be considered. Then, the process proceeds to step S202 and the process is repeated. If it is determined that the predetermined amount has not changed for a predetermined time (Y in step S232), the arithmetic processing unit 25 determines the detection position of the hand 6 in the predetermined region D by comparing the capacitance values. (Step S234), the process proceeds to step S220, the determination result is output to the outside, and the subsequent processing is repeated.

ここで、上記ステップS234の検出位置の判定処理について説明する。図12は、この手振り動作検知装置10による検出位置判定を説明するための図である。   Here, the detection position determination processing in step S234 will be described. FIG. 12 is a diagram for explaining detection position determination by the hand movement detection device 10.

図12に示すように、演算処理部25は、各静電容量センサ部1〜4からの静電容量値C1〜C4に基づいて、所定時間所定量変化がないという停止条件を満たした場合の検出位置を、例えば所定領域D上において図示の9箇所で判定する。すなわち、例えば静電容量値C1〜C4の全てにおいて検出値が同等となり上記停止条件を満たした場合は、中央の箇所AC上に手6が止まったとして、検出位置を判定することができる。   As shown in FIG. 12, the arithmetic processing unit 25 satisfies the stop condition that there is no predetermined amount change for a predetermined time based on the capacitance values C1 to C4 from the capacitance sensor units 1 to 4. The detection positions are determined, for example, at the nine positions shown on the predetermined area D. That is, for example, when the detection values are equal in all of the capacitance values C1 to C4 and the stop condition is satisfied, the detection position can be determined on the assumption that the hand 6 has stopped on the central location AC.

また、静電容量値C1のみが停止条件を満たした場合は、静電容量センサ部1の中心部近傍の箇所A1上に手6が止まったとして、静電容量値C2のみが停止条件を満たした場合は、静電容量センサ部2の中心部近傍の箇所A2上に手6が止まったとして、静電容量値C3のみが停止条件を満たした場合は、静電容量センサ部3の中心部近傍の箇所A3上に手6が止まったとして、更に静電容量値C4のみが停止条件を満たした場合は、静電容量センサ部4の中心部近傍の箇所A4上に手6が止まったとして、それぞれ検出位置を判定することができる。   When only the capacitance value C1 satisfies the stop condition, it is assumed that the hand 6 has stopped on the location A1 near the center of the capacitance sensor unit 1, and only the capacitance value C2 satisfies the stop condition. If the hand 6 stops on the location A2 near the center of the capacitance sensor unit 2 and only the capacitance value C3 satisfies the stop condition, the center of the capacitance sensor unit 3 If the hand 6 stops on the nearby location A3, and if only the capacitance value C4 satisfies the stop condition, the hand 6 stops on the location A4 near the center of the capacitance sensor unit 4. , Each detection position can be determined.

また、同様に静電容量値C1〜C4の組み合わせが停止条件を満たした場合、箇所A13,A14,A23,A24上に手6が止まったとして、検出位置を判定することもできる。なお、検出位置判定の判定条件をより細かく設定すれば、上述した9箇所以上の位置を検出することが可能となる。   Similarly, when the combination of the capacitance values C1 to C4 satisfies the stop condition, the detection position can also be determined on the assumption that the hand 6 has stopped on the locations A13, A14, A23, and A24. If the determination conditions for detection position determination are set more finely, it is possible to detect the above-described nine or more positions.

このように、第2の実施形態に係る手振り動作検知装置10は、所定領域D上の手振り動作のみならず手6の停止箇所の位置も検出することができるので、これらの位置に電気機器の制御コマンド等を割り当てておけば、上述した24方向の手振り動作による制御に加えて更に多種類の電気機器の制御を行うことが可能となる。   As described above, the hand movement motion detection device 10 according to the second embodiment can detect not only the hand movement motion on the predetermined region D but also the position of the stop position of the hand 6. If a control command or the like is assigned, it is possible to control more types of electric devices in addition to the above-described control by the hand movement operation in 24 directions.

すなわち、図7に示したカーナビゲーション装置において、ディスプレイ装置102の表示領域上に各種ボタンを表示して、手振り動作検知装置10により判定された検出位置に基づき手6が停止された位置に割り当てられたボタンが選択された時の制御を実行したりすることも可能となる。   That is, in the car navigation device shown in FIG. 7, various buttons are displayed on the display area of the display device 102, and the hand 6 is assigned to the position where the hand 6 is stopped based on the detection position determined by the hand movement detection device 10. It is also possible to execute control when a button is selected.

その他、電気機器としてはステレオ装置、カーステレオ装置などが挙げられ、これらに備えられた手振り動作検知装置10の判定結果により検出位置でこれらの装置の再生、一時停止、早送り、巻き戻し等を指定したり、手振り動作の向きと速度や回数で曲のシーク制御をしたり、音量調整やイコライザ設定をしたりすることが可能となる。   Other electrical devices include stereo devices, car stereo devices, etc., and specify the playback, pause, fast forward, rewind, etc. of these devices at the detection position based on the determination result of the hand movement detection device 10 provided for them. , Seek control of the music by the direction, speed and number of hand movements, volume adjustment and equalizer setting.

また、手振り動作検知装置10の検出位置でエアコン装置における暖房/冷房運転切り替えや設定、温度調節等を指定したり、手振り動作の向きと速度や回数で温度や風向きを調整したりすることも可能となる。更に、手振り動作検知装置10判定結果でパーソナルコンピュータのマウスポインタを動かしたり、クリック操作等を実行/選択させたりすることも可能となる。また、手振り動作検知装置10の判定結果により、監視カメラ装置の動作制御を行ったり、ゲーム機のコントローラとして手振り動作検知装置10を適用することも可能となる。   It is also possible to specify heating / cooling operation switching, setting, temperature adjustment, etc., in the air conditioner device at the detection position of the hand movement detection device 10, and to adjust the temperature and wind direction by the direction, speed, and number of hand movement operations. It becomes. Furthermore, it is possible to move the mouse pointer of the personal computer or execute / select a click operation or the like based on the determination result of the hand movement detection device 10. In addition, it is possible to control the operation of the monitoring camera device based on the determination result of the hand movement motion detection device 10 or to apply the hand movement motion detection device 10 as a controller of a game machine.

図13は、本発明の第3の実施形態に係る手振り動作検知装置の全体構成を示す図である。図14は、本発明の第4の実施形態に係る手振り動作検知装置の静電容量検知回路を示す図である。図13に示すように、第3の実施形態に係る手振り動作検知装置10Aは、静電容量センサ部1〜4の配置態様や構成は上述した実施形態と同様であるが、静電容量検知回路28及びA/D変換器28aが1つずつ設けられ、静電容量検知回路28及びシールド駆動回路26がそれぞれスイッチSW31〜34,SW41〜44を介して各静電容量センサ部1〜4のセンサ電極7やシールド電極8,9と接続されている点が相違している。   FIG. 13 is a diagram illustrating an overall configuration of a hand movement detection device according to the third embodiment of the present invention. FIG. 14 is a diagram illustrating a capacitance detection circuit of the hand movement detection device according to the fourth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 13, the hand movement motion detection device 10 </ b> A according to the third embodiment is similar to the above-described embodiment in the arrangement mode and configuration of the capacitance sensor units 1 to 4, but the capacitance detection circuit. 28 and one A / D converter 28a are provided, and the capacitance detection circuit 28 and the shield drive circuit 26 are respectively connected to the sensors of the capacitance sensor units 1 to 4 via the switches SW31 to 34 and SW41 to 44, respectively. It is different in that it is connected to the electrode 7 and the shield electrodes 8 and 9.

すなわち、静電容量センサ部1〜4のセンサ電極7は、それぞれスイッチSW31〜34を介して静電容量検知回路28と接続され、静電容量センサ部1〜4のシールド電極8,9は、それぞれスイッチSW41〜44を介してシールド駆動回路26と接続されている。また、演算処理部25は、スイッチSW31〜34,SW41〜44のスイッチ制御(ON/OFF制御)、及びA/D変換器28aからのデータ取り込みタイミング制御を行う。   That is, the sensor electrodes 7 of the capacitance sensor units 1 to 4 are connected to the capacitance detection circuit 28 via the switches SW31 to 34, respectively, and the shield electrodes 8 and 9 of the capacitance sensor units 1 to 4 are Each is connected to the shield drive circuit 26 via the switches SW41 to SW44. Further, the arithmetic processing unit 25 performs switch control (ON / OFF control) of the switches SW31 to SW34 and SW41 to 44 and control of timing for taking in data from the A / D converter 28a.

例えば、静電容量センサ部1にて静電容量の検知を行う場合は、スイッチSW31,SW42〜44を閉じてスイッチSW32〜34,SW41を開くことにより、静電容量センサ部1のセンサ電極7が静電容量検知回路28に接続され、静電容量センサ部2〜4のセンサ電極7がシールド駆動回路26に接続される。各静電容量センサ部2〜4について同様に静電容量を検知する。   For example, when the electrostatic capacitance sensor unit 1 detects the electrostatic capacitance, the sensor electrode 7 of the electrostatic capacitance sensor unit 1 is opened by closing the switches SW31 and SW42 to 44 and opening the switches SW32 to 34 and SW41. Is connected to the capacitance detection circuit 28, and the sensor electrodes 7 of the capacitance sensor units 2 to 4 are connected to the shield drive circuit 26. The capacitance is detected in the same manner for each of the capacitance sensor units 2 to 4.

このように構成すれば、静電容量センサ部1〜4と静電容量検知回路28との接続を時間的に切り替えることにより静電容量検知回路の個数を減らすことが可能となる。なお、スイッチ制御とタイミング制御を演算処理部25が行うとしたが、スイッチ制御は演算処理部25とは別途独立して周期的に行い、それぞれの切替時の出力をホールドして、それがA/D変換器28aに接続されるように構成しても良い。   If comprised in this way, it will become possible to reduce the number of electrostatic capacitance detection circuits by switching the connection of the electrostatic capacitance sensor parts 1-4 and the electrostatic capacitance detection circuit 28 temporally. Although the arithmetic processing unit 25 performs the switch control and the timing control, the switch control is periodically performed separately from the arithmetic processing unit 25, and the output at each switching is held. It may be configured to be connected to the / D converter 28a.

また、図14に示すように、第4の実施形態に係る手振り動作検知装置の静電容量検知回路21〜24,28は差動動作するものとして構成されている。各静電容量センサ部1〜4は、センサ電極7、シールド電極8,9の他にダミーのセンサ電極(ダミー電極)19を備えた構成を有している。   As shown in FIG. 14, the capacitance detection circuits 21 to 24 and 28 of the hand movement detection device according to the fourth embodiment are configured to perform a differential operation. Each of the capacitance sensor units 1 to 4 has a configuration including a dummy sensor electrode (dummy electrode) 19 in addition to the sensor electrode 7 and the shield electrodes 8 and 9.

具体的には、例えば差動増幅回路のプラス側入力端にセンサ電極7を接続し、マイナス側入力端にダミー電極19を接続して静電容量Caの値から静電容量Cbの値を減算し、その出力値をコンパレータなどでしきい値と比較して手6を検出するようにしたものである。   Specifically, for example, the sensor electrode 7 is connected to the positive input end of the differential amplifier circuit, the dummy electrode 19 is connected to the negative input end, and the value of the capacitance Cb is subtracted from the value of the capacitance Ca. The hand 6 is detected by comparing the output value with a threshold value using a comparator or the like.

このような静電容量検知回路21〜24,28の動作としては、例えばスイッチS1がオープン(OFF)でスイッチS2が接地(GND)され、スイッチS3がクローズ(ON)となっている時に、スイッチS3をオープン(OFF)にし、スイッチS2をVrに切り替え、スイッチS1をオペアンプの反転入力に接続すると、静電容量CaとCfにVaVrが充電され、静電容量CbとCfにCbVrが充電される。   The operations of the capacitance detection circuits 21 to 24, 28 are, for example, when the switch S1 is open (OFF), the switch S2 is grounded (GND), and the switch S3 is closed (ON). When S3 is opened (OFF), the switch S2 is switched to Vr, and the switch S1 is connected to the inverting input of the operational amplifier, the capacitances Ca and Cf are charged with VaVr, and the capacitances Cb and Cf are charged with CbVr. .

次に、スイッチS1をオープン(OFF)及びスイッチS2を接地(GND)した後に、スイッチS1を接地(GND)した時の出力電圧Vを測定する。この時の電圧は、V/Vr={(Cf+Ca)/Cf}−{(Cf+Cb)/Cf}となり、静電容量Caと静電容量Cbの割合に応じた電圧が出力される。   Next, after the switch S1 is opened (OFF) and the switch S2 is grounded (GND), the output voltage V when the switch S1 is grounded (GND) is measured. The voltage at this time is V / Vr = {(Cf + Ca) / Cf} − {(Cf + Cb) / Cf}, and a voltage corresponding to the ratio between the electrostatic capacitance Ca and the electrostatic capacitance Cb is output.

このように静電容量検知回路21〜24,28を差動動作する構成(差動回路)とすることにより、回路の温度特性を相殺したりコモンモードノイズを低減したりすることができる。そして、この時、例えば差動増幅回路のマイナス側入力端子にはダミー電極19を接続するが、このダミー電極19が手6と静電容量結合するとセンサ自体の感度が低くなるので、センサ電極7に対してダミー電極19の面積を十分に小さく形成するか、ダミー電極19と手6との間に同電位である他のシールド電極47を設けて手6との静電容量結合を小さくする必要がある。   Thus, by setting the capacitance detection circuits 21 to 24 and 28 to a differential operation (differential circuit), the temperature characteristics of the circuit can be offset and common mode noise can be reduced. At this time, the dummy electrode 19 is connected to, for example, the negative input terminal of the differential amplifier circuit. When the dummy electrode 19 is capacitively coupled to the hand 6, the sensitivity of the sensor itself is lowered. On the other hand, the area of the dummy electrode 19 should be made sufficiently small, or another shield electrode 47 having the same potential should be provided between the dummy electrode 19 and the hand 6 to reduce the capacitive coupling with the hand 6. There is.

なお、上述した実施形態においては、静電容量センサ部が4つ設けられた場合を例に挙げて説明したが、少なくとも2つあれば良く、例えば3つである場合は所定領域Dの外側における異なる位置に所定領域Dを囲む三角形を構成する状態で配置して二次元的な位置を測定したり、静電容量センサ部の数を増やすことで分解能を向上させたりするようにしても良い。更に、各静電容量センサ部を立体的な配置にして三次元的な手振り動作を検知するように構成しても良い。その他、回路部20は静電容量検知回路の出力をそのまま判定する構成としたが、各静電容量センサ部1〜4の近くに手やその他の物体がない時の静電容量値を初期容量値として、この初期容量値からの差分値を用いて手振り動作を判定するようにしても良い。   In the above-described embodiment, the case where four capacitance sensor units are provided has been described as an example. However, at least two capacitance sensor units may be provided. Two-dimensional positions may be measured by arranging triangles surrounding the predetermined region D at different positions, or the resolution may be improved by increasing the number of capacitance sensor units. Furthermore, the capacitance sensor units may be arranged in a three-dimensional manner so as to detect a three-dimensional hand movement operation. In addition, the circuit unit 20 is configured to determine the output of the capacitance detection circuit as it is. As a value, a hand movement operation may be determined using a difference value from the initial capacitance value.

1〜4 静電容量センサ部
6 手
7 センサ電極
8,9 シールド電極
10,10A 手振り動作検知装置
20 回路部
21〜24 静電容量検知回路
21a〜24a A/D変換器
25 演算処理部
26 シールド駆動回路
28 静電容量検知回路
28a A/D変換器
31〜34 スイッチ
41〜44 スイッチ
100 車両
101 インストルメントパネル
102 ディスプレイ装置
1-4 Capacitance Sensor Unit 6 Hand 7 Sensor Electrode 8, 9 Shield Electrode 10, 10A Hand Shake Motion Detection Device 20 Circuit Unit 21-24 Capacitance Detection Circuit 21a-24a A / D Converter 25 Arithmetic Processing Unit 26 Shield Drive circuit 28 Capacitance detection circuit 28a A / D converter 31-34 switch 41-44 switch 100 vehicle 101 instrument panel 102 display device

Claims (11)

電気機器の所定領域の外側における異なる位置に設けられた複数の静電容量センサ部と、
前記複数の静電容量センサ部によって検知された静電容量に基づく静電容量値をそれぞれ検出する検出手段と、
前記検出手段によって検出された各静電容量値に基づいて、前記所定領域上の手振り動作の少なくとも動作の向きを判定する判定手段とを備えた
ことを特徴とする手振り動作検知装置。
A plurality of capacitance sensor units provided at different positions outside the predetermined area of the electrical device;
Detecting means for respectively detecting capacitance values based on the capacitance detected by the plurality of capacitance sensor units;
A hand gesture motion detection device comprising: determination means for determining at least the direction of motion of the hand motion on the predetermined region based on each capacitance value detected by the detection means.
前記複数の静電容量センサ部は、前記所定領域を横切る直線上に配置された第1及び第2の静電容量センサ部を含む
ことを特徴とする請求項1記載の手振り動作検知装置。
The hand movement detection device according to claim 1, wherein the plurality of capacitance sensor units include first and second capacitance sensor units arranged on a straight line crossing the predetermined region.
前記複数の静電容量センサ部は、前記第1及び第2の静電容量センサ部と異なる位置に設けられた第3の静電容量センサ部を含む
ことを特徴とする請求項2記載の手振り動作検知装置。
The hand movement according to claim 2, wherein the plurality of capacitance sensor units include a third capacitance sensor unit provided at a position different from the first and second capacitance sensor units. Motion detection device.
前記判定手段は、前記複数の静電容量センサ部それぞれで静電容量を経時的に測定することにより各静電容量センサ部から静電容量値のピークを検出し、異なる静電容量センサ部から検出される各ピーク間の時間差と、各ピークを検出する静電容量センサ部の配置位置とに基づいて、前記所定領域上の手振り動作の向きを判定する
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項記載の手振り動作検知装置。
The determination means detects the peak of the capacitance value from each capacitance sensor unit by measuring the capacitance with time in each of the plurality of capacitance sensor units, and from different capacitance sensor units. The direction of a hand movement operation on the predetermined region is determined based on a time difference between detected peaks and an arrangement position of a capacitance sensor unit that detects each peak. The hand movement detection device according to any one of the above.
前記判定手段は、前記第1及び第2の静電容量センサ部それぞれで静電容量を経時的に測定することにより各静電容量センサ部から静電容量値のピークをそれぞれ検出し、前記第1の静電容量センサ部におけるピーク検出時から前記第2の静電容量センサ部におけるピーク検出時までの時間差と、前記第2の静電容量センサ部におけるピーク検出時から前記第1の静電容量センサ部におけるピーク検出時までの時間差との比較結果と、前記第1及び第2の静電容量センサ部の配置位置とに基づき、前記第1及び第2の静電容量センサ部を結ぶ方向に沿った手振り動作の向きを判定する
ことを特徴とする請求項2又は3記載の手振り動作検知装置。
The determination unit detects a peak of a capacitance value from each capacitance sensor unit by measuring capacitance with time in each of the first and second capacitance sensor units, and The time difference from the time of peak detection in the first capacitance sensor unit to the time of peak detection in the second capacitance sensor unit, and the time from the time of peak detection in the second capacitance sensor unit to the first capacitance. A direction connecting the first and second capacitance sensor units based on a comparison result with a time difference until the peak detection in the capacitance sensor unit and an arrangement position of the first and second capacitance sensor units. The direction of the hand movement along the line is determined. The hand movement detection device according to claim 2 or 3.
前記判定手段は、前記第1乃至第3の静電容量センサ部それぞれで静電容量を経時的に測定することにより各静電容量センサ部から静電容量値のピークをそれぞれ検出し、異なる静電容量センサ部から検出される各ピーク間の時間差と、各ピークを検出する静電容量センサ部の配置位置とに基づいて、前記第1乃至第3の静電容量センサ部を通る面方向に沿った手振り動作の向きを判定する
ことを特徴とする請求項3項記載の手振り動作検知装置。
The determination unit detects the peak of the capacitance value from each capacitance sensor unit by measuring the capacitance with time in each of the first to third capacitance sensor units, and detects different static values. Based on the time difference between the peaks detected from the capacitance sensor unit and the arrangement position of the capacitance sensor unit that detects each peak, in the plane direction passing through the first to third capacitance sensor units. The direction of the hand movement motion along the hand is determined. The hand motion detection device according to claim 3.
前記判定手段は、所定のしきい値を超えた静電容量値が所定時間所定量変化しない場合は、前記各静電容量値を比較することによって、所定領域内における手の検出位置を判定する
ことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項記載の手振り動作検知装置。
The determination means determines the detection position of the hand in the predetermined region by comparing the capacitance values when the capacitance value exceeding a predetermined threshold value does not change by a predetermined amount for a predetermined time. The hand movement detection device according to any one of claims 1 to 6.
前記判定手段は、前記手振り動作の動作速度及び動作回数の少なくとも1つを更に判定する
ことを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項記載の手振り動作検知装置。
The hand gesture motion detection device according to claim 1, wherein the determination unit further determines at least one of an operation speed and a number of operations of the hand motion.
前記判定手段によって判定された判定結果を前記電気機器の制御手段に対して出力する出力手段を更に備えた
ことを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項記載の手振り動作検知装置。
The hand gesture motion detection device according to claim 1, further comprising an output unit that outputs a determination result determined by the determination unit to a control unit of the electrical device.
請求項1〜9のいずれか1項記載の手振り動作検知装置を備えた
ことを特徴とする電気機器。
An electric device comprising the hand movement detection device according to any one of claims 1 to 9.
前記所定領域は、前記電気機器の表示手段における表示領域である
ことを特徴とする請求項10記載の電気機器。
The electric device according to claim 10, wherein the predetermined area is a display area in display means of the electric device.
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