JP2015095006A - 操作検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】処理負荷を低減すると共に、検出位置の精度を向上させる操作検出装置を提供する。【解決手段】操作検出装置１は、図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、操作がなされる操作面１００の下方であって、ｘ軸方向に沿って離れて配置された第１の電極１１及び第２の電極１２と、第１の電極１１及び第２の電極１２と絶縁されると共に、第１の電極１１及び第２の電極１２よりも操作面１００側に配置された第３の電極としてのサブ電極１４と、第１の電極１１及び第２の電極１２に電気的に接続され、指によって操作面１００になされた操作に基づいた検出値を検出する検出部１８と、検出部１８により検出された検出値に基づいて指が検出された検出位置を算出する算出部２０と、を備えて概略構成されている。【選択図】図２

Description

本発明は、操作検出装置に関する。

従来の技術として、一方向に並べられた複数の電極により、検知対象物の近接又は接触を検知する近接検知装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

この近接検知装置は、複数の電極の一部が、オーバーラップするように組み合わせて順次結合してそれぞれ結合電極とする電極制御部と、電極制御部が結合した結合電極の静電容量を検出する静電容量検出部と、静電容量検出部が検出した静電容量に基づいて、検知対象物の近接又は接触位置を算出する位置算出部とを備えている。

近接検知装置の位置算出部は、静電容量検出部により検出された結合電極の静電容量の変化値（静電容量変化値）を滑らかに結ぶ曲線を求め、この曲線のピーク位置を検知対象物の近接又は接触した位置としている。

特開２０１１−１３８２７８号公報

しかし、従来の近接検知装置は、静電容量変化値を滑らかに結ぶ曲線の選び方に幅があり、さらに選んだ曲線からピークを求める必要があるので、曲線を求めないものと比べて、処理負荷が大きくなる。また従来の近接検知装置は、曲線の選び方に幅があるのでピーク位置が選んだ曲線により異なり、近接又は接近した位置の正確性に問題がある。

従って、本発明の目的は、処理負荷を低減すると共に、検出位置の精度を向上させる操作検出装置を提供することにある。

本発明の一態様は、操作がなされる操作面の下方であって、第１の方向に沿って離れて配置された第１の電極及び第２の電極と、第１の電極及び第２の電極と絶縁されると共に、第１の電極及び第２の電極よりも操作面側に配置された第３の電極と、第１の電極及び第２の電極に電気的に接続され、検出対象物によって操作面になされた操作に基づいた検出値を検出する検出部と、検出部により検出された検出値に基づいて検出対象物が検出された検出位置を算出する算出部と、を備えた操作検出装置を提供する。

本発明によれば、処理負荷を低減すると共に、検出位置の精度を向上させることができる。

図１（ａ）は、第１の実施の形態に係る操作検出装置が搭載された車両内部の概略図であり、（ｂ）は、操作検出装置の上面図である。 図２（ａ）は、第１の実施の形態に係る操作検出装置のブロック図であり、（ｂ）は、操作検出装置の等価回路図であり、（ｃ）は、サブ電極の抵抗Ｒ_１及び抵抗Ｒ_２について説明するための概略図である。 図３は、第１の実施の形態に係る操作検出装置の動作に関するフローチャートである。 図４（ａ）〜（ｄ）は、第２の実施の形態〜第５の実施の形態に係る操作検出装置の第１の電極、第２の電極及びサブ電極の位置関係を示す概略図であり、（ｅ）は、第６の実施の形態に係る操作検出装置の電極の配置を説明するための上面図である。

（実施の形態の要約）
実施の形態に係る操作検出装置は、操作がなされる操作面の下方であって、第１の方向に沿って離れて配置された第１の電極及び第２の電極と、第１の電極及び第２の電極と絶縁されると共に、第１の電極及び第２の電極よりも操作面側に配置された第３の電極と、第１の電極及び第２の電極に電気的に接続され、検出対象物によって操作面になされた操作に基づいた検出値を検出する検出部と、検出部により検出された検出値に基づいて検出対象物が検出された検出位置を算出する算出部と、を備えて概略構成されている。

[第１の実施の形態]
（操作検出装置１の構成）
図１（ａ）は、第１の実施の形態に係る操作検出装置が搭載された車両内部の概略図であり、（ｂ）は、操作検出装置の上面図である。図２（ａ）は、第１の実施の形態に係る操作検出装置のブロック図であり、（ｂ）は、操作検出装置の等価回路図であり、（ｃ）は、サブ電極の抵抗Ｒ_１及び抵抗Ｒ_２について説明するための概略図である。なお、以下に記載する実施の形態に係る各図において、図形間の比率は、実際の比率とは異なる場合がある。

図１（ｂ）等において、操作面１００の下方の電極を点線により図示している図面では、実線と点線、点線と点線、が重なって判別がつきにくいため、少しずらしてこれらを図示している。また、図２（ａ）及び（ｂ）は、主な信号及び情報の流れを矢印で示している。

操作検出装置１は、例えば、電子機器と電磁気的に接続され、操作者の体の一部（例えば、指）や専用のペンのような検出対象物の接近及び接触を検出するタッチセンサである。この操作検出装置１は、例えば、図１（ａ）に示すように、車両５の運転席と助手席の間で、運転者及び乗員から見て正面方向に位置するインストルメントパネル５０に配置されている。本実施の形態では、一例として、検出対象物を指とする。

この操作検出装置１は、一例として、電子機器としての空調装置３と接続されている。この空調装置３は、例えば、車両５の車室内の温度を調整するものであり、現在の設定を表示する表示部３０と、機能が割り当てられた複数のボタンから構成されるボタン群３１と、を備えて概略構成されている。

操作検出装置１は、例えば、空調装置３の設定温度を設定する際に用いられる。この操作検出装置１は、図１（ｂ）に示すような長方形状の操作面１００になされた操作を検出して、操作を検出した座標を算出するように構成されている。この操作面１００には、図１（ｂ）に示すように、操作がなされる第１の方向としてｘ軸が設定されている。なされた操作の検出位置は、このｘ軸上の座標として算出される。

空調装置３は、例えば、ボタン群３１のいずれかのボタンをオン状態とすることで、操作検出装置１により設定可能な機能が切り替わるものである。

なお、上述の電磁気的に接続とは、導電体による接続、電磁波の一種である光による接続、及び電磁波の一種である電波による接続の少なくとも１つを用いた接続である。また接近とは、検出対象物が操作検出装置１に検出されるほど、操作面１００に近づいた状態を示すものとする。

この操作検出装置１は、図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、操作がなされる操作面１００の下方であって、ｘ軸方向に沿って離れて配置された第１の電極１１及び第２の電極１２と、第１の電極１１及び第２の電極１２と絶縁されると共に、第１の電極１１及び第２の電極１２よりも操作面１００側に配置された第３の電極としてのサブ電極１４と、第１の電極１１及び第２の電極１２に電気的に接続され、指によって操作面１００になされた操作に基づいた検出値を検出する検出部１８と、検出部１８により検出された検出値に基づいて指が検出された検出位置を算出する算出部２０と、を備えて概略構成されている。

また操作検出装置１は、図２（ａ）に示すように、後述する駆動部１６と、接続された電子機器と通信を行う通信部２２と、後述する制御部２４と、を備えている。

（第１の電極１１及び第２の電極１２の構成）
第１の電極１１及び第２の電極１２は、例えば、フィルム状の基材上に、導電性を有する材料を用いて矩形状に形成されている。この導電性を有する材料は、例えば、金、銀、銅等の導電性を有する金属材料を含むものである。

操作検出装置１は、上述のフィルム等が積層された構造を有している。操作検出装置１は、例えば、図２（ｂ）に示すように、保護膜１０ｂの表面が操作面１００となっている。第１の電極１１及び第２の電極１２は、この保護膜１０ｂの下側となるように積層されている。

第１の電極１１は、図１（ｂ）に示すように、操作面１００の一方の端部側に配置されている。また第２の電極１２は、操作面１００の他方の端部側に配置されている。この第１の電極１１と第２の電極１２の間隔は、図１（ｂ）に示すように、Ｌである。

第１の電極１１は、配線１１ａを介して検出部１８に電気的に接続されている。また第２の電極１２は、配線１２ａを介して検出部１８と電気的に接続されている。

（サブ電極１４の構成）
サブ電極１４は、例えば、第１の電極１１及び第２の電極１２と同様に、フィルム状の基材上に、導電性を有する材料を用いて操作面１００に応じた形状を有して形成されている。

またサブ電極１４は、第１の電極１１及び第２の電極１２よりも操作面１００に近くなるように配置されている。このサブ電極１４は、第１の電極及び第２の電極１２とは絶縁されると共に、操作検出装置１を構成する電子部品からも絶縁されている。

このサブ電極１４は、図１（ｂ）に示すように、第１の電極１１及び第２の電極１２を含む平面にサブ電極１４を投影した写像が、第１の電極１１及び第２の電極１２を含むような形状を有している。

またサブ電極１４は、例えば、図１（ｂ）の上面視において、一方の端部１４１が、第１の電極１１の端部１１１と一致し、他方の端部１４２が第２の電極１２の端部１２１と一致するような、形状及び配置がなされる。

サブ電極１４の厚みは、例えば、第１の電極１１及び第２の電極１２の厚みと同等である。

（駆動部１６の構成）
駆動部１６は、検出部１８を介して第１の電極１１及び第２の電極１２に駆動信号Ｓ_２及び駆動信号Ｓ_３を供給するように構成されている。

駆動部１６は、検出部１８を介して駆動信号Ｓ_２を第１の電極１１に供給する。この駆動信号Ｓ_２は、交流信号である。また駆動部１６は、検出部１８を介して駆動信号Ｓ_３を第２の電極１２に供給する。この駆動信号Ｓ_３は、交流信号である。この駆動信号Ｓ_２及び駆動信号Ｓ_３は、同じ交流信号である。

（検出部１８の構成）
検出部１８は、図２（ｂ）に示すように、第１の電極１１、サブ電極１４、検出対象物（指９）を含む第１の交流回路７の第１のインピーダンスＺ_Ｔ１、及び第２の電極１２、サブ電極１４、検出対象物（指９）を含む第２の交流回路８の第２のインピーダンスＺ_Ｔ２、を検出するように構成されている。

具体的には、検出部１８は、例えば、駆動部１６から出力された駆動信号Ｓ_２及び駆動信号Ｓ_３の電流値を測定することにより第１のインピーダンスＺ_Ｔ１及び第２のインピーダンスＺ_Ｔ２を測定するように構成されている。本実施の形態では、検出部１８は、駆動信号Ｓ_２の電流値を測定すると共に、駆動信号Ｓ_３の電流値を測定するものとする。

また検出部１８は、例えば、操作面１００になされた操作を検出するためのしきい値となるしきい値１８０を備えている。検出部１８は、例えば、測定された電流値としきい値１８０とを比較することにより、操作の有無を判定するように構成されている。

検出部１８は、上述の第１のインピーダンスＺ_Ｔ１、第２のインピーダンスＺ_Ｔ２、及び操作の有無の判定結果の情報を含む検出情報Ｓ_４を生成し、算出部２０に出力するように構成されている。

ここで、第１のインピーダンスＺ_Ｔ１及び第２のインピーダンスＺ_Ｔ２が算出される方法について、図２（ｂ）に示す等価回路図を参照しながら説明する。

図２（ｂ）は、操作面１００に検出対象物である指９が接触した場合に形成される上述の第１の交流回路７及び第２の交流回路８を図示している。

第１の交流回路７及び第２の交流回路８は、駆動部１６から供給される駆動信号Ｓ_２及び駆動信号Ｓ_３が同じであることからその電圧値もまた同一である。また電流値は、測定されるものであることから、第１のインピーダンスＺ_Ｔ１及び第２のインピーダンスＺ_Ｔ２は、駆動信号の電圧値、及び測定された電流値により求めることが可能となる。以下では、第１のインピーダンスＺ_Ｔ１及び第２のインピーダンスＺ_Ｔ２について説明する。

指９が操作面１００に接触していない場合、検出部１８は、第１の電極１１の配線１１ａと基板１０ａとの間に寄生容量Ｃ_１と共に、第２の電極１２の配線１２ａと基板１０ａとの間に寄生容量Ｃ_２とを検出することが可能となる。この寄生容量Ｃ_１及び寄生容量Ｃ_２に関連する、インピーダンスＺ_１及びインピーダンスＺ_２の算出は、一例として、以下の式（１）及び式（２）を用いて行われる。
Ｚ_１＝１／（ｉωＣ_１）・・・（１）
Ｚ_２＝１／（ｉωＣ_２）・・・（２）
なお、ωは、駆動信号Ｓ_２及び駆動信号Ｓ_３の角周波数であり、ｉは、虚数単位である。

また指９が操作面１００に接触した場合、図２（ｂ）に示すように、指９とサブ電極１４との間には、静電容量Ｃ_Ｆが発生する。また静電容量Ｃ_Ｆに伴って、第１の電極１１とサブ電極１４との間には静電容量Ｃ_３、第２の電極１２とサブ電極１４との間には静電容量Ｃ_４が発生する。

さらに、第１の電極１１に供給された交流信号である駆動信号Ｓ_２は、サブ電極１４の第１の電極１１側を通って指９に流れるので、この駆動信号Ｓ_２が流れるサブ電極１４の抵抗をＲ_１とする。さらにまた、第２の電極１２に供給された交流信号である駆動信号Ｓ_３は、サブ電極１４の第２の電極１２側を通って指９に流れるので、この駆動信号Ｓ_３が流れるサブ電極１４の抵抗をＲ_２とする。なお、サブ電極１４の全体の抵抗をＲとすると、抵抗Ｒ＝抵抗Ｒ_１＋抵抗Ｒ_２が成り立つ。

以上から、指９が操作面１００に接触した場合、配線１１ａ、第１の電極１１、静電容量Ｃ_３、抵抗Ｒ_１、静電容量Ｃ_Ｆ及び指９を含む第１の交流回路７と、配線１２ａ、第２の電極１２、静電容量Ｃ_４、抵抗Ｒ_２、静電容量Ｃ_Ｆ及び指９を含む第２の交流回路８と、が形成される。

従って第１の交流回路７のインピーダンスをＺ_３、第２の交流回路８のインピーダンスをＺ_４とすると、Ｚ_３及びＺ_４は、以下の式（３）及び式（４）により表すことができる。
Ｚ_３＝１／（ｉωＣ_３）＋Ｒ_１＋１／（ｉωＣ_Ｆ）・・・（３）
Ｚ_４＝１／（ｉωＣ_４）＋Ｒ_２＋１／（ｉωＣ_Ｆ）・・・（４）

続いて、指９が操作面１００に接触していない上述のインピーダンスＺ_１及びインピーダンスＺ_２を考慮した第１の電極１１側の第１のインピーダンスＺ_Ｔ１、及び第２の電極１２側の第２のインピーダンスＺ_Ｔ２は、以下の式（５）及び式（６）により表すことができる。
１／Ｚ_Ｔ１＝１／Ｚ_１＋１／Ｚ_３・・・（５）
１／Ｚ_Ｔ２＝１／Ｚ_２＋１／Ｚ_４・・・（６）

上述のインピーダンスＺ_１と第１のインピーダンスＺ_Ｔ１の測定、及び式（５）に基づいてインピーダンスＺ_３を求め、この実部がサブ電極１４の抵抗Ｒ_１となる。同様に、上述のインピーダンスＺ_２と第２のインピーダンスＺ_Ｔ２の測定、及び式（６）に基づいてインピーダンスＺ_４を求め、この実部がサブ電極１４の抵抗Ｒ_２となる。なお、指９が接触していない場合のインピーダンスＺ_１及びインピーダンスＺ_２は、例えば、事前に測定され、算出部２０に記憶されている。

（算出部２０の構成）
算出部２０は、サブ電極１４における指９の検出位置から第１の電極１１側の第１の抵抗としての抵抗Ｒ_１を第１のインピーダンスＺ_Ｔ１に基づいて算出すると共に、サブ電極１４における検出位置から第２の電極１２側の第２の抵抗としての抵抗Ｒ_２を第２のインピーダンスＺ_Ｔ２に基づいて算出し、算出した抵抗Ｒ_１と抵抗Ｒ_２との比に基づいて検出位置を算出するように構成されている。

具体的には、図２（ｃ）に示すように、サブ電極１４の長手方向の長さをＬ、指９が操作面１００に接触した位置を検出位置１００ａとし、検出位置１００ａが、サブ電極１４の第１の電極１１側の端部からＬ_１の位置、第２の電極１２側の端部からＬ_２の位置である場合、抵抗Ｒ_１は、長さＬ_１に比例し、抵抗Ｒ_２は、長さＬ_２に比例する。従って、検出位置１００ａは、抵抗Ｒ_１と抵抗Ｒ_２の比から求めることが可能となる。

算出部２０は、この抵抗の比から求めた座標値を算出情報Ｓ_５として制御部２４に出力するように構成されている。

（制御部２４の構成）
制御部２４は、例えば、記憶されたプログラムに従って、取得したデータに演算、加工等を行うＣＰＵ（Central Processing Unit）、半導体メモリであるＲＡＭ（Random Access Memory）及びＲＯＭ（Read Only Memory）等から構成されるマイクロコンピュータである。このＲＯＭには、例えば、制御部２４が動作するためのプログラムが格納されている。ＲＡＭは、例えば、一時的に演算結果等を格納する記憶領域として用いられる。また制御部２４は、その内部にクロック信号を生成する手段を有し、このクロック信号に基づいて動作を行う。

制御部２４は、取得した算出情報Ｓ_５に基づいて操作情報Ｓ_６を生成し、接続された電子機器に、通信部２２を介して操作情報Ｓ_６を出力するように構成されている。

以下に、本実施の形態に係る操作検出装置１の動作について、図３のフローチャートに従って説明する。なお、指９が接触してない場合のインピーダンスＺ_１及びインピーダンスＺ_２は、測定済みであるものとする。

（動作）
操作検出装置１の制御部２４は、車両５の電源が投入されると、クロック信号に基づいて駆動制御信号Ｓ_１を生成し、駆動部１６に出力する。

駆動部１６は、取得した駆動制御信号Ｓ_１に基づいて駆動信号Ｓ_２を生成して検出部１８を介して第１の電極１１に供給すると共に、駆動信号Ｓ_３を生成して検出部１８を介して第２の電極１２に供給する（Ｓ１）。

検出部１８は、駆動信号Ｓ_２及び駆動信号Ｓ_３の供給に基づいてそれぞれの電流値を検出し、この電流値としきい値１８０とを比較すると共に、電流値に基づいて第１のインピーダンスＺ_Ｔ１及び第２のインピーダンスＺ_Ｔ２を検出する。

検出部１８は、比較の結果、操作がなされたと判定すると（Ｓ２：Ｙｅｓ）、判定結果を含む検出情報Ｓ_４を算出部２０に出力する。

算出部２０は、記憶するインピーダンスＺ_１、インピーダンスＺ_２と、取得した検出情報Ｓ_４に応じた第１のインピーダンスＺ_Ｔ１及び第２のインピーダンスＺ_Ｔ２と、に基づいてインピーダンスＺ_３及びインピーダンスＺ_４を求め、このインピーダンスＺ_３及びインピーダンスＺ_４に基づいて抵抗Ｒ_１及び抵抗Ｒ_２の比を求めると共に、この比に基づいて検出位置１００ａの座標を算出し、算出情報Ｓ_５として制御部２４に出力する（Ｓ３）。

制御部２４は、取得した算出情報Ｓ_５に基づいて検出位置１００ａの座標に応じた操作情報Ｓ_６を生成して通信部２２を介して電子機器に出力する（Ｓ４）。制御部２４は、操作情報Ｓ_６を出力した後、ステップ１に処理を進める。

ここでステップ２において、算出部２０は、操作が検出されなかった場合は（Ｓ２：Ｎｏ）、ステップ１に処理を進める。

操作検出装置１は、上述の一連の動作を電源が遮断されるまで継続して実行する。

（第１の実施の形態の効果）
本実施の形態に係る操作検出装置１は、処理負荷を低減すると共に、検出位置の精度を向上させることができる。具体的には、操作検出装置１は、サブ電極１４が設けられたことで、第１の電極１１及び第２の電極１２の二つの電極の間において、一次元方向の検出対象物の検出を行うことができる。この検出対象物の検出は、検出対象物が操作面１００に接触することにより形成される第１の交流回路７の抵抗Ｒ_１、及び第２の交流回路８の抵抗Ｒ_２の比を取ることにより求められるので、サブ電極を用いないで二つより多い電極を用いて加重平均等から座標を求める場合と比べて、線形性が高く、検出位置の精度を向上させることができる。

また操作検出装置１は、二つより多い電極から出力される信号を処理する場合と比べて、サブ電極の二つの抵抗の比を算出することで検出位置を算出することができるので、処理負荷が低減される。従って操作検出装置１は、処理能力が低い安価なＣＰＵ等を用いることができるので、製造コストが低減される。

なお、第１の電極１１、第２の電極１２及びサブ電極１４は、図１（ｂ）に示すような配置がなされるが、製造による誤差、組み付けによる誤差等が生じた場合であっても、３つ以上の電極を並べる場合と比べて、誤差による検出精度の低下を抑制することができる。これは、本実施の形態では、第１の電極１１と第２の電極１２の間隔の精度を高めることで検出精度を高めることができるが、３つ以上の電極を並べる場合は、それぞれの電極の間隔の精度を高めなければならないからである。以下の各実施の形態では、第１の電極１１、第２の電極１２及びサブ電極１４の配置等のバリエーションについて説明する。なお、以下の第２の実施の形態〜第５の実施の形態の主な効果は、第１の実施の形態と同様である。

［第２の実施の形態］
以下に記載する第２の実施の形態〜第６の実施の形態は、第１の電極１１及び第２の電極１２と、サブ電極１４と、の位置関係が第１の実施の形態と異なっている。

図４（ａ）は、第２の実施の形態に係る操作検出装置の第１の電極、第２の電極及びサブ電極の位置関係を示す概略図である。なお、以下に記載する実施の形態において、第１の実施の形態と同じ機能及び構成を有する部分については、第１の実施の形態と同じ符号を付し、その説明は省略するものとする。

本実施の形態に係る操作検出装置１は、図４（ａ）に示すように、第１の電極１１と第２の電極１２の間隔よりも長手方向が短いサブ電極１４を有している。

この第１の電極１１の端部１１０とサブ電極１４の端部１４１との距離は、操作面１００に検出対象物が接触した際に、第１の電極１１とサブ電極１４との間に静電容量が形成される距離であれば良い。また第２の電極１２の端部１２０とサブ電極１４の端部１４２との距離は、同様に、操作面１００に検出対象物が接触した際に、第２の電極１２とサブ電極１４との間に静電容量が形成される距離であれば良い。

［第３の実施の形態］
図４（ｂ）は、第３の実施の形態に係る操作検出装置の第１の電極、第２の電極及びサブ電極の位置関係を示す概略図である。

本実施の形態に係る操作検出装置１は、図４（ｂ）に示すように、第１の電極１１と第２の電極１２の間隔と同じ長さを有するサブ電極１４が第１の電極１１と第２の電極１２の間の上方に配置されている。

この操作検出装置１は、上面視において、第１の電極１１の端部１１０とサブ電極１４の端部１４１とが一致し、第２の電極１１の端部１２０とサブ電極１４の端部１４２とが一致するように配置される。

［第４の実施の形態］
図４（ｃ）は、第４の実施の形態に係る操作検出装置の第１の電極、第２の電極及びサブ電極の位置関係を示す概略図である。

本実施の形態に係る操作検出装置１は、図４（ｃ）に示すように、第１の電極１１の上方にサブ電極１４の端部１４１が位置し、第２の電極１２の上方にサブ電極１４の端部１４２が位置している。

言い換えるなら、サブ電極１４の長手方向の長さは、第１の電極１１と第２の電極１２の間隔よりも長く、第１の電極１１の外側の端部１１１と第２の電極１２の外側の端部１２１との間隔よりも短い。従って、操作検出装置１は、上面視において、サブ電極１４の第１の電極１１側の端部１４１が、第１の電極１１の端部１１０と端部１１１の間に位置し、第２の電極１２側の端部１４２が、第２の電極１２の端部１２０と端部１２１の間に位置するように配置される。

［第５の実施の形態］
図４（ｄ）は、第５の実施の形態に係る操作検出装置の第１の電極、第２の電極及びサブ電極の位置関係を示す概略図である。

本実施の形態に係る操作検出装置１は、図４（ｄ）に示すように、サブ電極１４の長手方向の長さが、第１の電極１１の外側の端部１１１と第２の電極１２の外側の端部１２１との間隔よりも長くなっている。

従って操作検出装置１は、サブ電極１４の第１の電極１１側の端部１４１が、第１の電極１１の外側の端部１１１よりも外側に位置し、サブ電極１４の第２の電極１２側の端部１４２が、第２の電極１２の外側の端部１２１よりも外側に位置するように配置される。

［第６の実施の形態］
第６の実施の形態は、第１の方向と交差する第２の方向に沿って対となる電極が配置されている点で上述の実施の形態と異なっている。

図４（ｅ）は、第６の実施の形態に係る操作検出装置の電極の配置を説明するための上面図である。

この操作検出装置１は、ｘ軸方向に沿って離れて配置された第１のｘ電極１３ａ及び第２のｘ電極１３ｂと、ｘ軸方向と交差する第２の方向としてのｙ軸方向に沿って離れて配置され、サブ電極１４と絶縁されると共に、検出部１８に電気的に接続された第４の電極としての第１のｙ電極１５ａ及び第５の電極としての第２のｙ電極１５ｂを備えて概略構成されている。

また検出部１８は、第１のインピーダンスＺ_Ｔ１、第２のインピーダンスＺ_Ｔ２、第１のｙ電極１５ａ、サブ電極１４、検出対象物を含む第３の交流回路の第３のインピーダンスＺ_Ｔ３、及び第２のｙ電極１５ｂ、サブ電極１４、検出対象物を含む第４の交流回路の第４のインピーダンスＺ_Ｔ４、を検出値として検出するように構成されている。

また算出部２０は、抵抗Ｒ_１と抵抗Ｒ_２との比に基づいてｘ軸方向の検出位置を算出すると共に、第３のインピーダンスＺ_Ｔ３に基づいた第３の抵抗としての抵抗Ｒ_３と第４のインピーダンスＺ_Ｔ４に基づいた第４の抵抗としての抵抗Ｒ_４との比に基づいてｙ軸方向の検出位置を算出するように構成されている。

図４（ｅ）に示すように、本実施の形態に係るサブ電極１４は、矩形状を有している。また図４（ｅ）に示すように、サブ電極１４の写像が、第１のｘ電極１３ａ、第２のｘ電極１３ｂ、第１のｙ電極１５ａ及び第２のｙ電極１５ｂを含むような形状を有している。なお、変形例として、サブ電極１４は、上述の第２の実施の形態〜第５の実施の形態に示すような各電極との位置関係を満たす形状であっても良い。

上述の第３のインピーダンスＺ_Ｔ３、第４のインピーダンスＺ_Ｔ４、抵抗Ｒ_３及び抵抗Ｒ_４は、図２（ｂ）において、第１の電極１１を第１のｙ電極１５ａ、第２の電極１２を第２のｙ電極１５ｂ、抵抗Ｒ_１を抵抗Ｒ_３、抵抗Ｒ_２を抵抗Ｒ_３、第１の交流回路７を第３の交流回路、第２の交流回路８を第４の交流回路とすることで求めることができる。

本実施の形態に係る操作検出装置１は、４つの電極により、二次元の操作を検出することができる。またこの操作検出装置１は、サブ電極を用いないで４つより多い電極を用いて座標を求める場合と比べて、線形性が高く、検出位置の精度を向上させることができる。

以上述べた少なくとも１つの実施の形態の操作検出装置１によれば、処理負荷を低減すると共に、検出位置の精度を向上させることが可能となる。

以上、本発明のいくつかの実施の形態及び変形例を説明したが、これらの実施の形態及び変形例は、一例に過ぎず、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。これら新規な実施の形態及び変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更等を行うことができる。また、これら実施の形態及び変形例の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない。さらに、これら実施の形態及び変形例は、発明の範囲及び要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…操作検出装置、３…空調装置、５…車両、７…第１の交流回路、８…第２の交流回路、９…指、１０ａ…基板、１０ｂ…保護膜、１１…第１の電極、１１ａ…配線、１２…第２の電極、１２ａ…配線、１３ａ…第１のｘ電極、１３ｂ…第２のｘ電極、１４…サブ電極、１５ａ…第１のｙ電極、１５ｂ…第２のｙ電極、１６…駆動部、１８…検出部、２０…算出部、２２…通信部、２４…制御部、３０…表示部、３１…ボタン群、５０…インストルメントパネル、１００…操作面、１００ａ…検出位置、１１０…端部、１１１…端部、１２０…端部、１２１…端部、１４１…端部、１４２…端部、１８０…しきい値

Claims (4)

1. 操作がなされる操作面の下方であって、第１の方向に沿って離れて配置された第１の電極及び第２の電極と、
   前記第１の電極及び前記第２の電極と絶縁されると共に、前記第１の電極及び前記第２の電極よりも前記操作面側に配置された第３の電極と、
   前記第１の電極及び前記第２の電極に電気的に接続され、検出対象物によって前記操作面になされた操作に基づいた検出値を検出する検出部と、
   前記検出部により検出された前記検出値に基づいて前記検出対象物が検出された検出位置を算出する算出部と、
   を備えた操作検出装置。
2. 前記検出部は、前記第１の電極、前記第３の電極、前記検出対象物を含む第１の交流回路の第１のインピーダンス、及び前記第２の電極、前記第３の電極、前記検出対象物を含む第２の交流回路の第２のインピーダンス、を前記検出値として検出する、
   請求項１に記載の操作検出装置。
3. 前記算出部は、前記第３の電極における前記検出対象物の検出位置から前記第１の電極側の第１の抵抗を前記第１のインピーダンスに基づいて算出すると共に、前記第３の電極における前記検出位置から前記第２の電極側の第２の抵抗を前記第２のインピーダンスに基づいて算出し、算出した前記第１の抵抗と前記第２の抵抗との比に基づいて前記検出位置を算出する、
   請求項２に記載の操作検出装置。
4. さらに、前記第１の方向と交差する第２の方向に沿って離れて配置され、前記第３の電極と絶縁されると共に、前記検出部に電気的に接続された第４の電極及び第５の電極を備え、
   前記検出部は、前記第１のインピーダンス、前記第２のインピーダンス、前記第４の電極、前記第３の電極、前記検出対象物を含む第３の交流回路の第３のインピーダンス、及び前記第５の電極、前記第３の電極、前記検出対象物を含む第４の交流回路の第４のインピーダンス、を前記検出値として検出し、
   前記算出部は、前記第１の抵抗と前記第２の抵抗との比に基づいて前記第１の方向の前記検出位置を算出すると共に、前記第３のインピーダンスに基づいた第３の抵抗と前記第４のインピーダンスに基づいた第４の抵抗との比に基づいて前記第２の方向の前記検出位置を算出する、
   請求項３に記載の操作検出装置。

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