JP2013149199A - 静電容量式タッチセンサ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 並設された２つのタッチセンサに接触する誘電体がスライドするときに、誘電体のタッチセンサへの接触を検知できない可能性を低減する静電容量式タッチセンサ装置を提供する。
【解決手段】 タッチセンサ装置１は、並設された静電容量式の上スイッチ１１及び下スイッチ１２と、指先が上下スイッチ１１，１２にタッチしたか否かを検知する制御装置３とを備える。制御装置３は、指先が、上スイッチ１１から下スイッチ１２にスライドしたか否か、又は下スイッチ１２から上スイッチ１１にスライドしたか否かを検知する。制御装置３は、指先が上下スイッチ１１，１２のいずれかにタッチされたと検知した場合、上下スイッチ１１，１２の感度を向上する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、静電容量の変化によって誘電体のタッチを検知するタッチセンサ装置に関する。

従来、エアコンの操作を行うために、複数の静電容量式のタッチセンサを備える装置が知られている（特許文献１）。静電容量式のタッチセンサは、人間の指等の誘電体が接触することによって、当該タッチセンサの表面の静電容量が変化する。静電容量式のタッチセンサは、この静電容量の変化を検知することで、誘電体がタッチセンサに接触したことを検知している。この装置は、誘電体が、複数の静電容量式のタッチセンサのうち並設された２つのタッチセンサの一方のタッチセンサに接触した後に、他方のタッチセンサに連続的に接触（すなわち、スライド）したことを検知すると、エアコンの設定温度を上昇又は下降させている。

特開２００７−３１７３９３号公報

しかしながら、誘電体をスライドさせて並設された２つのタッチセンサを連続的に接触するような場合、誘電体は、接触するタッチセンサが一方のタッチセンサから他方のタッチセンサに切り替わるときに、２つのタッチセンサに跨って接触する。このため、誘電体とタッチセンサとの接触面の面積が小さくなる。

しかしながら、誘電体がタッチセンサに接触するときの接触面の面積が小さい場合、当該タッチセンサの表面の静電容量の変化が小さくなる。これにより、タッチセンサは、誘電体が当該タッチセンサに接触しているにも拘らず、この接触を検知できない可能性がある。

本発明は、並設された２つのタッチセンサに接触する誘電体がスライドするときに、接触面の面積が小さくなった場合であっても、誘電体のタッチセンサへの接触を検知できない可能性を低減する静電容量式タッチセンサ装置を提供することを目的とする。

本発明は、誘電体が接触したときに静電容量が変化する静電容量式の２つのタッチセンサと、前記タッチセンサの静電容量の変化により当該タッチセンサへの接触を検知する検知手段とを備え、前記２つのタッチセンサは並設され、前記検知手段は、前記２つのタッチセンサのうちの一方のタッチセンサへの接触を検知した後、前記２つのタッチセンサのうちの他方のタッチセンサへの接触を検知した場合に、前記誘電体が、前記一方のタッチセンサから前記他方のタッチセンサにスライドしたと検知する静電容量式タッチセンサ装置であって、前記検知手段は、前記一方のタッチセンサへの接触を検知したとき、前記２つのタッチセンサの感度を向上させることを特徴とする。

本発明によれば、検知手段は、誘電体が、並設された２つのタッチセンサのうち一方のタッチセンサから他方のタッチセンサにスライドしたことを検知する。換言すれば、当該静電容量式タッチセンサ装置は、誘電体が、並設された２つのタッチセンサをスライドする操作が行われることを予め規定している。

そして、検知手段は、スライド操作することが規定されている２つのタッチセンサのうち、スライドが開始される一方のタッチセンサへの接触を検知した場合には、２つのタッチセンサの感度を向上させる。

これにより、誘電体が接触するタッチセンサが、一方のタッチセンサから他方のタッチセンサに切り替わるときに、誘電体とタッチセンサとの接触面の面積が小さくなり静電容量の変化が小さくなった場合であっても、感度を向上させないものに比べて、感度の向上する場合には、一方のタッチセンサへの接触を検知している時間が長くなる。

更に、他方のタッチセンサの感度も向上しているので、検知手段が誘電体によるタッチセンサへのタッチを検知できる「誘電体と他方のタッチセンサとの接触面の面積」の大きさは、他方のタッチセンサの感度を向上する前と比べて小さくできる。従って、誘電体が接触するタッチセンサがスライドによって切り替わるときに、感度を向上させないものに比べて、他方のタッチセンサへの接触を検知するタイミングが早くなる。

以上により、スライドの基点となる一方のタッチセンサへの接触を検知したときには、当該一方のタッチセンサ及び当該スライドの終点となる他方のタッチセンサの感度を向上させることにより、誘電体がスライドするときに、タッチセンサへの接触を検知できない可能性を低減できる。

本発明において、前記タッチセンサは、前記誘電体が接触することにより、当該接触されたタッチセンサの静電容量が、前記誘電体の静電容量に応じて増加するように構成され、前記検知手段は、前記タッチセンサの静電容量が閾値以上になったときに、当該タッチセンサへの接触を検知するものであり、前記一方のタッチセンサへの接触を検知したときに、当該検知する前と比べて前記閾値を小さい値に変更することが好ましい。このように閾値を小さくすることにより、２つのタッチセンサの感度が向上するので、誘電体がスライドするときに、タッチセンサへの接触を検知できない可能性を低減できる。

本発明の実施形態のタッチセンサ装置の構成を示す図。 図１のタッチセンサ装置の機能ブロック図。 （ａ）は、図１のタッチセンサ装置の上下スイッチ間を指先がスライドするときに、上スイッチがタッチされたときの、上下スイッチ、及び当該スイッチと指先との接触面を示す図、（ｂ）は、指先が上スイッチと下スイッチに同時に接触しているときの、上下スイッチ、及び当該スイッチと指先との接触面を示す図、（ｃ）は、指先が上スイッチから離れて下スイッチのみに接触しているときの、上下スイッチ、及び当該スイッチと指先との接触面を示す図。 （ａ）は、スイッチの感度を向上する方法を示す図、（ｂ）は、（ａ）とは別のスイッチの感度を向上する方法を示す図。 タッチセンサ装置の制御装置が実行する処理を示すフローチャート。

本発明の実施形態の静電容量式タッチセンサ装置の構成について説明する。本実施形態の静電容量式タッチセンサ装置（以下、単に「タッチセンサ装置」という）１は、車両に搭載されるエアコンの設定スイッチとして用いられる。

図１及び図２に示されるように、タッチセンサ装置１は、液晶パネル２と、制御装置３と、４つのスイッチ１１〜１４とを備える。液晶パネル２は、エアコンの作動状態等を表示する。

４つのスイッチ１１〜１４のそれぞれは、静電容量式のタッチセンサである。詳細には、４つのスイッチ１１〜１４は、ガラス等の透光性部材で平面状に形成された透光性板１０と、４つの電極１１ａ〜１４ａとから構成される。４つの電極１１ａ〜１４ａは、液晶パネル２の側辺の外側に、直線状に図１の上下方向に並設されている。４つの電極１１ａ〜１４ａの前面に接触するように透光性板１０が配置されている。

このように、透光性板１０は１つの部材で構成されているが、当該透光性板１０の面を、その法線方向に向かって見たときに位置している４つの電極１１ａ〜１４ａのそれぞれと同じ大きさの領域を仮想的に切り出し、当該４つに切り出された透光性板の各領域と、４つの電極１１ａ〜１４ａのうち当該領域の法線方向に位置する電極とで４つのスイッチ１１〜１４のそれぞれを構成する。以下、各領域に仮想的に切り出された透光性板の表面を、「スイッチの表面」という。

スイッチ（１１〜１４）の表面に指等の誘電体が接触していないときは、電極（１１ａ〜１４ａ）は、タッチセンサ装置１の基準電位点（グランド）との間に静電容量（以下、「第１静電容量」という）を有する第１キャパシタが存在していると見做せる。スイッチ（１１〜１４）の表面に指等の誘電体が接触しているときには、指と地面（実質的に、基準電位点）との間の静電容量（以下、「第２静電容量」という）を有する第２キャパシタが存在していると見做せる。第２キャパシタは、スイッチの表面と誘電体との接触面の面積が大きい程、大きくなる。

このとき、第２キャパシタは、第１キャパシタに対して並列に接続される。このため、第１キャパシタと第２キャパシタとの合成静電容量は、第１静電容量と第２静電容量の和となる。すなわち、スイッチ（１１〜１４）の表面に指等の誘電体が接触しているときには、スイッチと基準電位点との間の静電容量が合成静電容量まで増加する。

このため、スイッチの表面に指等の誘電体が接触しているか否かをスイッチと基準電位点との間の静電容量（すなわち、スイッチの静電容量）に応じて検知することができる。以下、このような誘電体がスイッチの表面に対して接触することを「スイッチにタッチしている」という。

このように、スイッチ（１１〜１４。詳細には、後述のように１１及び１２）が構成されていることが、「前記タッチセンサは、前記誘電体が接触することにより、当該接触されたタッチセンサの静電容量が、前記誘電体の静電容量に応じて増加するように構成され」ていることに相当する。

４つのスイッチ１１〜１４は、液晶パネル２の側辺の外側に、直線状に上下方向に並設されている。４つのスイッチ１１〜１４のそれぞれの並び順は、図１の上から下に向かって「上スイッチ１１→下スイッチ１２→機能スイッチ１３→電源スイッチ１４」となる。

タッチセンサ装置１は、４つのスイッチ１１〜１４が、人間の指先で操作されることを想定して構成されている。そして、４つのスイッチ１１〜１４のそれぞれは、隣り合うスイッチとの間隔が、指先とスイッチとの接触面よりも小さくなるように配置されている。

制御装置３は、演算回路３ａと、メモリ３ｂとを備える。演算回路３ａは、各種演算処理を実行する中央演算処理装置である。演算回路３ａは、表示制御部３ａ１と、スイッチモニタ部３ａ２と、タッチ判定処理部３ａ３と、状態遷移管理部３ａ４と、感度管理部３ａ５とを備える。メモリ３ｂは、「演算回路３ａで実行される各種演算プログラム、各種テーブル、演算結果等」を記憶するＲＯＭ及びＲＡＭからなる記憶装置である。メモリ３ｂは、表示データ記憶部３ｂ１と、前回タッチ位置記憶部３ｂ２とを備える。

制御装置３は、液晶パネル２及び４つのスイッチ１１〜１４のそれぞれと信号線を介して信号を授受可能に接続されている。

表示制御部３ａ１は、液晶パネル２の表示内容を変更する信号を液晶パネル２に対して出力する。このとき、表示制御部３ａ１は、エアコンの作動状態等に応じて、表示データ記憶部３ｂ１に記憶された内容から適切なものを選択し、信号を生成する。

スイッチモニタ部３ａ２は、４つのスイッチ１１〜１４のそれぞれの静電容量を予め決定された所定の周期毎に検知（測定）する。この静電容量の値の検知は、公開されている種々様々な方法を用いることができる。本実施形態では、スイッチモニタ部３ａ２は、次に示すようにして４つのスイッチ１１〜１４の静電容量を検知している。

指先がスイッチにタッチしているときには、上述したように第１キャパシタと第２キャパシタは並列に接続される。この状態において、スイッチの静電容量を検知する、すなわち、第１キャパシタの静電容量を検知すると、その値は、タッチしていない場合、第１静電容量となるが、タッチしている場合では第１静電容量と第２静電容量との合成静電容量となる。

このようにキャパシタと見做せるスイッチと別のキャパシタとの２つのキャパシタが、充電（当該キャパシタに電荷を溜める）時に並列接続となるようにし、放電時に直列接続となるようにするスイッチトキャパシタのキャパシタとする。直列に接続して放電するので、当該放電される電圧は、充電時にキャパシタに印加されていた電圧に比べて高くなる（すなわち、昇圧される）。この昇圧される電圧は、スイッチトキャパシタに用いられたキャパシタの静電容量が大きくなるほど高くなる。

スイッチの静電容量は、上述したように当該スイッチに指等がタッチしているときの方がタッチしていないときに比べて大きくなる。通常、別のキャパシタは静電容量が固定である。このため、スイッチトキャパシタによって昇圧され電圧は、タッチしているときの方が、タッチしていないときに比べて大きくなる。

そこで、昇圧された電圧が、予め規定された第１基準電圧となったときに昇圧を中止すし、昇圧が中止されたことで下がってきた電圧が予め規定された第２基準電圧まで下がったときに再び昇圧を開始する。これを繰り返すことにより、予め規定された単位時間内に、昇圧された電圧が第１基準電圧を超えた回数（以下、「サイクル数」という）を測定する。昇圧される電圧に拘らず、昇圧に係る時間は一定である。このため、昇圧される電圧が大きくなる程、時間に対する勾配が急になる。

従って、昇圧される電圧が大きくなる程、「昇圧が開始された時点」から「昇圧によって大きくなった電圧が第１基準電圧を超えるまで」の時間が短くなり、ひいては、サイクル数が増加する。このように、静電容量の増加に応じてサイクル数が増加することより、サイクル数を検知することが、静電容量を検知することと実質的に同等であることを意味する。

タッチ判定処理部３ａ３は、スイッチモニタ部３ａ２が検知した静電容量の値に基づいて、タッチされたスイッチがあるか否かを判定する。詳細には、タッチ判定処理部３ａ３は、４つのスイッチ１１〜１４のうち、静電容量の値に変化に伴って変化するサイクル数に応じてスイッチに誘電体（以下、例として人間の「指先」とする）が接触した（すなわち、タッチした）か否かを検知する。

タッチ判定処理部３ａ３は、スイッチの静電容量が変化することで変化するサイクル数が、オン閾値ＴＯＮ以上の場合には指先が当該スイッチにタッチしたと検知する。また、タッチ判定処理部３ａ３は、スイッチにタッチしたと検知した後に、静電容量に応じた値であるサイクル数が、オン閾値ＴＯＮより小さいオフ閾値ＴＯＦＦ以上である場合には、指先が当該スイッチにタッチしていると検知する。

そして、タッチ判定処理部３ａ３は、スイッチのサイクル数がオフ閾値ＴＯＦＦ未満になったときに、指先が当該スイッチにタッチしていないと検知する。ここで、オン閾値ＴＯＮ及びオフ閾値ＴＯＦＦは、スイッチ（静電容量式タッチセンサ）の特性、当該タッチセンサ装置１の操作性等を考慮して、予め実験等によって決定され、メモリ３ｂに記憶保持される。

ここで、本実施形態の「制御装置３」が本発明における「検知手段」に相当する。また、上述したように、本実施形態において「スイッチのサイクル数」が実質的に「スイッチの静電容量」を表すものである。このため、本実施形態における「オン閾値ＴＯＮ」が本発明における「閾値」に相当する。同様に、上記のように制御装置３（詳細にはタッチ判定処理部３ａ３）によって「スイッチのサイクル数がオン閾値ＴＯＮ以上か否かによって、指先がスイッチにタッチしているか否かを検知する」ことが、本発明における「前記タッチセンサの静電容量の変化により当該タッチセンサへの接触を検知する」ことに相当すると共に、「前記タッチセンサの静電容量が閾値以上になったときに、当該タッチセンサへの接触を検知する」ことに相当する。

制御装置３は、電源スイッチ１４がタッチされたと検知したときには、エアコンの「電源をオン」「電源をオフ」を交互に繰り返す。このとき、制御装置３は、電源スイッチ１４のタッチが検知される度に、電源がオンかオフかを液晶パネル２に表示する。

制御装置３は、機能スイッチ１３がタッチされたと検知したときには、エアコンの作動を設定するモード（以下、「設定モード」という）を「設定温度変更モード」→「風量変更モード」→「送風口変更モード」の順番で選択する。ここで、設定温度変更モードとはエアコンの設定温度を変更するモードであり、風量変更モードとは送風口から出力される風の量（風量）を変更するモードであり、送風口変更モードとは風を出力する送風口を変更するモードである。制御装置３は、機能スイッチ１３のタッチが検知される度に、選択された設定モードを液晶パネル２に表示する。

制御装置３は、上スイッチ１１又は下スイッチ１２がタッチされたと検知したときには、現在選択されている設定モードに応じて以下のように設定値を変更する。制御装置３は、設定温度変更モードが選択されている場合、上スイッチ１１がタッチされたと検知したときには設定温度を1°上げ、下スイッチ１２がタッチされたと検知したときには設定温度を1°下げる。制御装置３は、風量変更モードが選択されている場合、上スイッチ１１がタッチされたと検知したときには風量を1段階上げ（所定の量だけ風量を増加し）、下スイッチ１２がタッチされたと検知したときには風量を1段階下げる（所定の量だけ風量を減少する）。

制御装置３は、送風口変更モードが選択されている場合、上スイッチ１１がタッチされたと検知したときには、風を出力する送風口を「運転席のみ」→「助手席のみ」→「運転席及び助手席」→「足元」→「フロントウィンドウ」の順番で選択し、下スイッチ１２がタッチされたと検知したときには上スイッチ１１がタッチされたと検知したときとは逆順で送風口を選択する。

制御装置３は、指先が上スイッチ１１及び下スイッチ１２（以下、これらの２つのスイッチをまとめて扱う場合には「上下スイッチ１１，１２」という）間をスライドしたことを検知する。詳細には、制御装置３は、上スイッチ１１がタッチされたと検知した後に、下スイッチ１２がタッチされたと検知した場合には、上スイッチ１１から下スイッチ１２に指先がスライド（以下、「下方向スライド」という）したと検知する。また、制御装置３は、下スイッチ１２がタッチされたと検知した後に、上スイッチ１１がタッチされたと検知した場合には、下スイッチ１２から上スイッチ１１に指先がスライド（以下、「上方向スライド」という）したと検知する。

このとき、制御装置３の状態遷移管理部３ａ４は、４つのスイッチ１１〜１４のいずれかがタッチされたとタッチ判定処理部３ａ３が検知した場合には、前回タッチ位置記憶部３ｂ２に今回タッチされたスイッチを記憶しておく。

ここで、制御装置３によって指先が下方向スライドしたと検知された場合には、上スイッチ１１が本発明における一方のタッチセンサであり、下スイッチ１２が本発明における他方のタッチセンサである。また、制御装置３によって指先が上方向スライドしたと検知された場合には、上スイッチ１１が本発明における他方のタッチセンサであり、下スイッチ１２が本発明における一方のタッチセンサである。

制御装置３は、上方向スライド又は下方向スライドを検知したときに、現在選択されている設定モードに応じて以下のように設定値を変更する。制御装置３は、設定温度変更モードが選択されている場合、上方向スライドを検知したときには設定温度を3°上げ、下方向スライドを検知したときには設定温度を3°下げる。制御装置３は、風量変更モードが選択されている場合、上方向スライドを検知したときには風量を3段階上げ、下方向スライドを検知したときには風量を3段階下げる。

制御装置３は、送風口変更モードが選択されている場合、上方向スライドを検知したときには風を出力する送風口を「フロントウィンドウ」にし、下方向スライドを検知したときには風を出力する送風口を「運転席のみ」にする。

このように、タッチセンサ装置１の操作者は、大きく設定を変更したい場合（例えば、風量を最小値付近から最大値付近に変更する場合等）上スイッチ１１をタッチ又は下スイッチ１２をタッチするよりも、上方向スライド又は下方向スライドすることにより、早く設定値の変更を完了させることができる。

図３は、指先が下方向スライドするときの、「上下スイッチ１１，１２」及び「当該上下スイッチ１１，１２のそれぞれと指先との接触面」を示す。図３（ａ）に示されるように、指先が上スイッチ１１に接触しているとき、接触面としては、下スイッチ１２にはなく、上スイッチ１１に第１接触面４１があるのみである。

そして、指先が上スイッチ１１に接触した状態で下スイッチ１２の方向にスライドすると、その途中で、指先は、上スイッチ１１と下スイッチ１２のそれぞれに接触する。これにより、図３（ｂ）に示されるように、接触面としては、上スイッチ１１にある第１接触面４１と、下スイッチ１２にある第２接触面４２との２つがある。このため、第１接触面４１及び第２接触面４２のそれぞれの面積は、図３（ａ）のように上スイッチ１１のみにあるときの第１接触面４１に比べて小さい。

そして、指先が、上スイッチ１１から離れて下スイッチ１２のみに接触する。これにより、図３（ｃ）に示されるように、接触面としては、上スイッチ１１にはなく、下スイッチ１２に第２接触面４２があるのみとなる。

以上のように、上方向スライド又は下方向スライドするときに、指先が上下スイッチ１１，１２のいずれか１つにのみ接触している場合には、図３（ａ）及び図３（ｃ）に示されるように、接触面（第１接触面４１又は第２接触面４２）の大きさは、スイッチにタッチしたときの接触面の大きさと同等である。従って、この場合においては、スライドすることによって指先がスイッチに接触（タッチ）していることを検知できない可能性は低い。

一方、指先が上下スイッチ１１，１２のいずれにも接触している場合には、上述したように、スイッチにタッチしているときの接触面の大きさに比べて、第１接触面４１及び第２接触面４２の大きさは小さくなる。上述したように、第２キャパシタの静電容量である第２静電容量は、スイッチの表面と指先との接触面の面積が大きい程大きくなり、ひいては、その合成容量（すなわち、指先等が表面に接触しているときの上スイッチ１１又は下スイッチ１２の静電容量）が大きくなる。

従って、第１接触面４１及び第２接触面４２の大きさが小さくなった場合には、上下スイッチ１１，１２のそれぞれの静電容量が小さくなる。このため、指先が上下スイッチ１１，１２に接触している場合であっても、上下スイッチ１１，１２のそれぞれの静電容量に応じた値であるサイクル数がオン閾値ＴＯＮ以上にならない恐れがある。

そこで、制御装置３の感度管理部３ａ５は、下方向スライドの基点となる上スイッチ１１への指先の接触を検知したときには、上下スイッチ１１，１２のそれぞれの感度を向上させる。また、上方向スライドの基点となる下スイッチ１２への指先の接触を検知したときには、上下スイッチ１１，１２のそれぞれの感度を向上させる。これにより、図３（ｂ）のように指先が上下スイッチ１１，１２のいずれにも接触することで、第１接触面４１及び第２接触面４２の面積が小さくなった場合であっても、指先の上下スイッチ１１，１２への接触を検知できない可能性を低減できる。

本実施形態では、制御装置３の感度管理部３ａ５は、上下スイッチ１１，１２の感度を、次に示される２つの方法によって向上している。

図４（ａ）は、オン閾値ＴＯＮを、通常感度閾値ＴＯＮ１（図４（ａ）の左）から向上感度閾値ＴＯＮ２（図４（ｂ）の右。但し、ＴＯＮ１＞ＴＯＮ２）に低下させることを示す図である（以下、この方法を「第１方法」という）。第１接触面４１及び第２接触面４２の面積が小さくなると、スイッチの静電容量が変化したときの当該静電容量の値が小さくなる。このとき、指先が上スイッチ１１又は下スイッチ１２に接触しているにも拘らず、当該スイッチの静電容量に応じた値であるサイクル数が通常感度閾値ＴＯＮ１より小さくなる可能性がある。

そこで、感度管理部３ａ５が、オン閾値ＴＯＮを向上感度閾値ＴＯＮ２に下げることで、当該スイッチの静電容量に応じた値であるサイクル数が通常感度閾値ＴＯＮ１よりも小さくなっても、低下されたオン閾値ＴＯＮ（すなわち、向上感度閾値ＴＯＮ２）以上であれば、タッチ判定処理部３ａ３は、当該スイッチがタッチされていると検知できる。すなわち、指先等の誘電体が上方向スライド又は下方向スライドするときに、指先の上下スイッチ１１，１２への接触を検知できない可能性を低減できる。

また、本実施形態では、オン閾値ＴＯＮを変更しているだけであるが、感度を向上するときに、オフ閾値ＴＯＦＦを小さくするように変更してもよい。感度を向上するときに、オン閾値ＴＯＮを小さくすると、タッチされていない状態からタッチされている状態になるときに、通常の感度のときよりも早くタッチを検出することが可能となる。感度を向上するときに、オフ閾値ＴＯＦＦを小さくすると、タッチされている状態からタッチされていない状態になるときに、通常の感度のときよりもタッチを検出する期間を長くすることが可能となる。

なお、キャパシタの静電容量の検知方法に関しては、従来、種々様々な方法が知られている。例えば、所謂Ｃ−Ｖ変換回路によって、キャパシタの静電容量を電圧値に変換してキャパシタの静電容量を検知してもよい。このように、直接的に静電容量を検知するのではなく、電圧値を検知することにより間接的に静電容量を検知する場合であっても、検知する対象（この例においては、電圧値）が静電容量に応じて変化するものであるならば、本発明においては、静電容量を検知していることとする。これは、例えば、電圧値を検知するもの以外においては、キャパシタに電荷を充電した後の放電時間を検知することで、静電容量を検知するような場合においても同様である（この場合には、放電時間が静電容量に応じて大きくなる）。

以上のように、第１方法によって上下スイッチ１１，１２の感度を向上することが、本発明において「前記一方のタッチセンサへの接触を検知したときに、当該検知する前と比べて前記閾値を小さい値に変更する」ことに相当する。

更に、制御装置３の感度管理部３ａ５は、図４（ｂ）に示されるように、スイッチトキャパシタのキャパシタへの充電と放電とをスイッチングする周期（以下、「スイッチング周期」という）Ｔを通常感度周期Ｔ１（図４（ｂ）の左）から向上感度周期Ｔ２（図４（ｂ）の右。但し、Ｔ１＞Ｔ２）に短縮することを示す図である（以下、この方法を「第２方法」という）。

これにより、スイッチング周期Ｔが短くなり、この短くなった時間に応じて、昇圧された電圧が第１電圧を超えるまでの時間が短くなる。これに応じて、サイクル数が増加するので、当該サイクル数がオフ閾値ＴＯＦＦからオン閾値ＴＯＮ以上になるときの静電容量が低下する。このようにして、スイッチング周期Ｔを短くする（スイッチングする周波数を増加する）ことにより、上下スイッチ１１，１２の感度を向上できる。

本実施形態では、制御装置３の感度管理部３ａ５は、上記の第１方法及び第２方法の２つの方法を同時に行うことによって、上下スイッチ１１，１２の感度を向上している。しかしながら、第１方法又は第２方法のいずれか１つの方法のみを行って上下スイッチ１１，１２の感度を向上してもよい。

以上のように、制御装置３（詳細には、感度管理部３ａ５）が「上下スイッチ１１，１２のそれぞれの感度を向上させる」ことが、本発明における「前記検知手段は、前記一方のタッチセンサへの接触を検知したとき、前記２つのタッチセンサの感度を向上させる」ことに相当する。

図５は、本実施形態のタッチセンサ装置１の制御装置３が実行するスライドを検知する制御の処理手順を示すフローチャートである。制御装置３の制御処理は、所定時間（例えば、１０ｍｓｅｃ）毎に呼び出されて実行される。

最初のステップＳＴ１では、４つのスイッチのいずれかの静電容量の値が変化して、当該静電容量に応じた値であるサイクル数がオン閾値ＴＯＮ以上になったか否かを判定する。ステップＳＴ１で、静電容量に応じた値であるサイクル数がオン閾値ＴＯＮ未満であると判定された場合（ステップＳＴ１の判定結果がＮＯの場合）には、本制御処理を終了する。

ステップＳＴ１で、静電容量に応じた値であるサイクル数がオン閾値ＴＯＮ以上であると判定された場合（ステップＳＴ１の判定結果がＹＥＳの場合）には、ステップＳＴ２に進む。ステップＳＴ２では、ステップＳＴ１で静電容量が変化したスイッチが、上方向スライド又は下方向スライドの基点となるスイッチ（下スイッチ１２又は上スイッチ１１）か否かを判定する。

ステップＳＴ２で、上方向スライド又は下方向スライドの基点となるスイッチであったと判定された場合（ステップＳＴ２の判定結果がＹＥＳの場合）には、ステップＳＴ３に進み、変化のあったスイッチ（上スイッチ１１又は下スイッチ１２）と、当該スイッチに隣接するスイッチ（下スイッチ１２又は上スイッチ１１）の感度を上述のように向上する。ここで、「当該スイッチに隣接するスイッチ」とは、上方向スライド又は下方向スライドの終点となるスイッチのことである。ステップＳＴ３の処理が終了すると、本制御処理を終了する。

ステップＳＴ２で、上方向スライド又は下方向スライドの基点となるスイッチではないと判定された場合（ステップＳＴ２の判定結果がＮＯの場合）には、ステップＳＴ４に進み、直前にタッチされたスイッチが、上方向スライド又は下方向スライドの基点となるスイッチ（下スイッチ１２又は上スイッチ１１）か否かを判定する。ここで、「直前にタッチされたスイッチ」とは、「当該制御周期よりも前の周期において最後に検出されたタッチされたスイッチ」のことである。すなわち、状態遷移管理部３ａ４によって前回タッチ位置記憶部３ｂ２に記憶されているスイッチのことである。

ステップＳＴ４で、直前にタッチされたスイッチが、スライドの基点となるスイッチではないと判定された場合（ステップＳＴ４の判定結果がＮＯのとき）には、ステップＳＴ５に進み、スイッチの感度を初期化する。ここで、スイッチの感度を初期化するとは、ステップＳＴ３によって向上させたスイッチの感度を向上前の感度に戻すことである。

この処理は、例えば、制御装置３の感度管理部３ａ５が第１方法によって上下スイッチ１１，１２の感度を向上した場合には、オン閾値ＴＯＮを向上感度閾値ＴＯＮ２から通常感度閾値ＴＯＮ１に戻す処理である。また、この処理は、例えば、制御装置３の感度管理部３ａ５が第２方法によって上下スイッチ１１，１２の感度を向上した場合には、スイッチング周期Ｔを向上感度周期Ｔ２から通常感度周期Ｔ１に戻す処理である。ステップＳＴ５の処理が終了すると、本制御処理を終了する。

ステップＳＴ４で、直前にタッチされたスイッチが、スライドの基点となるスイッチであると判定された場合（ステップＳＴ４の判定結果がＹＥＳのとき）には、ステップＳＴ６に進み、「直前にタッチされたスイッチ」から「ステップＳＴ１で静電容量が変化したスイッチ」に、指先がスライドした（スライド操作された）と検知する。そして、該当する機能（上述した、現在選択されている設定モードに応じた処理）を実行し、本制御処理を終了する。

以上のように、本実施形態では、スライド操作として、上方向スライドと下方向スライドの２つが規定されている。そして、検知手段としての制御装置３（詳細には、タッチ判定処理部３ａ３）が、上方向スライドの基点となる下スイッチ１２、又は下方向スライドの基点となる上スイッチ１１のいずれかがタッチされたと検知した場合には、検知手段としての制御装置３（詳細には、感度管理部３ａ５）は、上下スイッチ１１，１２のそれぞれの感度を向上させる。これにより、指先等の誘電体が上方向スライド又は下方向スライドするときに、指先の上下スイッチ１１，１２への接触を検知できない可能性を低減できる。

また、スライド操作をするときのタッチセンサの感度を向上するために、例えば、３つ以上のスイッチを用いるようなタッチセンサ装置に比べて、本実施形態のタッチセンサ装置１は、２つのスイッチのみであってもスライドを高感度に検知できるので、スイッチの個数を削減でき、コストを低減することができる。

なお、上述したように、本実施形態では、検知手段である制御装置３は、誘電体である指先が静電容量式タッチセンサであるスイッチにタッチしたか否かを、スイッチの静電容量に応じた値であるサイクル数がオン閾値ＴＯＮ以上か否かによって判定しているがこれに限らない。例えば、静電容量に応じた値であるサイクル数ではなく静電容量の変化量に応じて判定してもよいし、又は種々様々に知られている静電容量の検知方法のいずれを使用してもよい。

また、本実施形態では、本発明の２つのタッチセンサ（すなわち、スライド操作されるタッチセンサ）としての上下スイッチ１１，１２の間隔は、スライドされる上下スイッチ１１，１２が人間の指先で操作されることを想定しているので、指先とスイッチとの接触面よりも小さく設定されている。

この間隔は、スイッチを操作する誘電体に応じて設定されればよい。例えば、静電容量式タッチセンサ装置の商品性（例えば、操作性）等を考慮し、誘電体として指先よりも大きな物体を想定している場合に、誘電体とスイッチとの接触面が本実施形態で想定しているものよりも大きいものであるならば、スライドされる２つのタッチセンサの間隔は、本実施形態の上下スイッチ１１，１２の間隔より大きく設定されていればよい。

このときの間隔は、誘電体が同時に２つのタッチセンサに接触するときに、誘電体と各タッチセンサとの接触面の面積が静電容量の変化を検知できる大きさを確保できる程度の間隔以下に設定される。このため、誘電体が一方のタッチセンサから他方のタッチセンサにスライドしたとき、検知手段は、一方のタッチセンサに誘電体がタッチしたと検知した後に、一方のタッチセンサの静電容量に応じた値であるサイクル数がオフ閾値ＴＯＦＦ以下になる前に、他方のタッチセンサに誘電体がタッチしたと検知する。すなわち、一方のタッチセンサの静電容量に応じた値であるサイクル数がオン閾値ＴＯＮ以上である状態のまま、連続的に、他方のタッチセンサの静電容量に応じた値であるサイクル数がオン閾値ＴＯＮ以上である状態となる。

なお、誘電体が一方のタッチセンサから他方のタッチセンサにスライドするときに、必ずしも２つのタッチセンサに対して同時に接触する必要はない。すなわち、２つのタッチセンサの間隔は、誘電体と各タッチセンサとの接触面の面積より大きく設定されていてもよい。

このような場合には、誘電体は、一方のタッチセンサに接触した後に他方のタッチセンサにスライドするとき、一方のタッチセンサと他方のタッチセンサの間に位置しているときに、一方のタッチセンサ及び他方のタッチセンサのいずれに対しても接触していない状態になる。その後、誘電体は、他方のタッチセンサに接触する。

すなわち、検知手段は、一方のタッチセンサのタッチを検知した後、一方のタッチセンサの静電容量が、タッチされていないときの値になったことを検知した後に、所定の時間が経過してから他方のタッチセンサのタッチを検知する。このような場合であっても、検知手段は、例えば、上記所定の時間が予め定められた所定の判定時間以内であれば、一方のタッチセンサから他方のタッチセンサにスライドしたものと検知する。このときの所定の判定時間は、静電容量式タッチセンサ装置の商品性（例えば、誘電体をスライドさせるときの速度として通常考えられる程度の速度に設定したときに対して、２つのタッチセンサの間隔の移動にかかる時間）等を考慮し、予め実験等によって決定し、メモリ３ｂに記憶保持しておく。

このように、本発明において「２つのタッチセンサが並設されている」とは、２つのタッチセンサの間隔が、誘電体と各タッチセンサとの接触面の面積よりも小さくなるように並設される（スライド操作されるときに、２つのタッチセンサが連続的にタッチされる）以外にも、スライドしたと検知しても問題ない程度の時間内に、誘電体が２つのタッチセンサの間を移動できる程度に間隔を設けて並設されていてもよい（スライド操作されるときに、２つのタッチセンサが非連続的にタッチされる）。

また、本実施形態では、タッチセンサ装置１は、車両に搭載されるエアコンの設定スイッチとして用いられたが、これに限らず、オーディオ機器等の他の機器に用いられてもよいし、用いられる機器は車載機器ではなくてもよい。例えば、コピー機の操作パネルやリモコン等に用いられてもよい。

１…タッチセンサ装置（静電容量式タッチセンサ装置）、３…制御装置（検知手段）、１１…上スイッチ（一方のタッチセンサ又は他方のタッチセンサ）、１２…下スイッチ（他方のタッチセンサ又は一方のタッチセンサ）、１１，１２…上下スイッチ（２つのタッチセンサ）。

Claims (2)

1. 誘電体が接触したときに静電容量が変化する静電容量式の２つのタッチセンサと、前記タッチセンサの静電容量の変化により当該タッチセンサへの接触を検知する検知手段とを備え、前記２つのタッチセンサは並設され、前記検知手段は、前記２つのタッチセンサのうちの一方のタッチセンサへの接触を検知した後、前記２つのタッチセンサのうちの他方のタッチセンサへの接触を検知した場合に、前記誘電体が、前記一方のタッチセンサから前記他方のタッチセンサにスライドしたと検知する静電容量式タッチセンサ装置であって、
   前記検知手段は、前記一方のタッチセンサへの接触を検知したとき、前記２つのタッチセンサの感度を向上させることを特徴とする静電容量式タッチセンサ装置。
2. 請求項１に記載の静電容量式タッチセンサ装置において、
   前記タッチセンサは、前記誘電体が接触することにより、当該接触されたタッチセンサの静電容量が、前記誘電体の静電容量に応じて増加するように構成され、
   前記検知手段は、
   前記タッチセンサの静電容量が閾値以上になったときに、当該タッチセンサへの接触を検知するものであり、
   前記一方のタッチセンサへの接触を検知したときに、当該検知する前と比べて前記閾値を小さい値に変更することを特徴とする静電容量式タッチセンサ装置。

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