JP2015130122A - Capacitive operation device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、操作体(例えばユーザの指先)により接触操作される静電容量式操作装置に関する。 The present invention relates to a capacitive operation device that is operated by contact with an operating body (for example, a user's fingertip).
特許文献1には、ユーザの指先により接触操作される操作面を形成する操作プレートと、操作プレートの裏側に配置される電極とを備えた静電容量式の操作装置が開示されている。この操作装置は、電極と指先との間で生じる静電容量の変化量に応じた検出値を取得し、取得した検出値が所定の閾値を超えている場合に、接触操作が為されているとオン判定する。 Patent Document 1 discloses a capacitance type operation device that includes an operation plate that forms an operation surface that is touched by a user's fingertip, and an electrode that is disposed on the back side of the operation plate. This operation device acquires a detection value corresponding to the amount of change in capacitance generated between the electrode and the fingertip, and when the acquired detection value exceeds a predetermined threshold value, a contact operation is performed. And turn on.
さて、指先を操作面に軽く触れた場合には、指先を操作面に強く押し付けた場合に比べて指先と操作面との接触面積が小さいので、検出値は小さくなる。したがって、上記閾値を低く設定すれば、操作面に軽く触れるだけでオン判定されるようになり操作性が向上する。 Now, when the fingertip is lightly touched on the operation surface, the contact area between the fingertip and the operation surface is smaller than when the fingertip is strongly pressed against the operation surface, so the detection value is small. Therefore, if the threshold value is set low, an ON determination can be made simply by lightly touching the operation surface, thereby improving operability.
一方、操作者の指先が大きい場合や指先が汗で濡れている場合には検出値が大きく現れるので、上述の如く閾値を低くすると、操作面に触れていなくても指先を近づけただけでオン判定される、といった誤判定の不具合が生じる。したがって、操作者の個体差に起因した誤判定の抑制と操作性向上とのバランスを鑑みて、上記閾値を設定する必要がある。 On the other hand, if the operator's fingertip is large or the fingertip is wet with sweat, the detection value will appear large.If the threshold value is lowered as described above, it will be turned on only by bringing the fingertip close without touching the operation surface. An erroneous determination such as being determined occurs. Therefore, it is necessary to set the threshold value in view of the balance between suppression of erroneous determination due to individual differences among operators and improvement in operability.
しかしながら、実際には上記個体差に起因した検出値の違いが大きいので、上記バランスを良好にすることは困難であり、誤判定の抑制と操作性向上との両立は困難である。 However, since the difference in detection values due to the individual difference is large in practice, it is difficult to improve the balance, and it is difficult to achieve both suppression of erroneous determination and improvement in operability.
本発明は、上記問題を鑑みてなされたもので、その目的は、誤判定の抑制と操作性向上との両立を実現可能にした静電容量式操作装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a capacitance type operating device that can realize both suppression of erroneous determination and improvement in operability.
ここに開示される発明は上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。なお、特許請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、発明の技術的範囲を限定するものではない。 The invention disclosed herein employs the following technical means to achieve the above object. Note that the reference numerals in parentheses described in the claims and in this section indicate the correspondence with the specific means described in the embodiments described later, and do not limit the technical scope of the invention. .
開示される発明のひとつは、静電容量式操作装置であり、操作体(F)により接触操作される操作面(11、12、13、14、15、16)を形成する操作プレート(10)と、操作面に操作体が接触する接触操作、または操作面に接触していた操作体が該操作面から離れる離反操作が為されたと判定する接触判定手段(46)と、を備えることを前提とする。そして、操作面に対して操作体の反対側に位置する電極(21、22、23、24、25、26)と、操作体と電極との間で生じる静電容量の変化量に応じた検出値を取得する検出手段(41)と、検出値の変化速度(V1、V2、V3、V4)が所定速度(Vth)以上になっている変化期間(Tup、Tdw)中に、変化速度の単位時間当たりの変化量が所定量(ΔVth)以上になっている急変現象が現れたか否かを判定する急変判定手段(42)と、を備え、接触判定手段は、急変判定手段により急変現象が現れたと判定されたことを条件として、接触操作または離反操作が為されたと判定することを特徴とする。 One of the disclosed inventions is a capacitive operation device, and an operation plate (10) that forms an operation surface (11, 12, 13, 14, 15, 16) that is operated by contact with an operation body (F). And a contact determination means (46) for determining that a contact operation in which the operating body comes into contact with the operating surface or a separating operation in which the operating body in contact with the operating surface is separated from the operating surface has been performed. And Then, detection according to the amount of change in capacitance generated between the electrode (21, 22, 23, 24, 25, 26) located on the opposite side of the operation body with respect to the operation surface and the operation body and the electrode. The unit of change rate during the change period (Tup, Tdw) in which the detection means (41) for acquiring the value and the change rate (V1, V2, V3, V4) of the detection value are equal to or higher than the predetermined rate (Vth) Sudden change phenomenon determining means (42) for determining whether or not a sudden change phenomenon in which the amount of change per time is equal to or greater than a predetermined amount (ΔVth) has occurred, and the contact determination means causes the sudden change phenomenon to appear. It is determined that a contact operation or a separation operation is performed on the condition that it is determined that the operation has been performed.
さて、図4に例示するように、接触操作する過程において、操作体が操作面に接触する迄は、操作体と電極との離間距離に反比例して検出値は変化する(t1〜t2参照)。したがって、操作体の移動速度が一定であれば、検出値の変化速度は離間距離に反比例して変化する。しかし、接触操作が為された以降は、操作体の移動速度が一定であっても検出値の変化速度が急激に大きくなる(t2〜t4参照)。また、離反操作する過程において、操作体が操作面から離れた以降は、操作体と電極との離間距離に反比例して検出値は変化する(t7〜t8参照)。しかし、操作体が操作面から離れる迄は、検出値の変化速度が急激に大きくなる(t5〜t7参照)。 As illustrated in FIG. 4, in the process of performing the contact operation, the detected value changes in inverse proportion to the distance between the operation body and the electrode until the operation body comes into contact with the operation surface (see t1 to t2). . Therefore, if the moving speed of the operating tool is constant, the change speed of the detection value changes in inverse proportion to the separation distance. However, after the contact operation is performed, even if the moving speed of the operating body is constant, the change rate of the detected value increases rapidly (see t2 to t4). Further, in the process of performing the separation operation, the detection value changes in inverse proportion to the separation distance between the operation body and the electrode after the operation body is separated from the operation surface (see t7 to t8). However, until the operating body moves away from the operating surface, the change rate of the detected value increases rapidly (see t5 to t7).
要するに、操作体が操作面に接触または離反する前後で検出値の変化速度は急激に変化する。そして、このように検出値が急変する度合いは、操作者の個体差の影響を受けにくい。それでいて、操作体を操作面に近づけるものの接触させなかった場合、例えば接触操作を途中で止めた場合には、上記急変現象は出現しない。また、操作体を操作面に押し付ける力を弱めることにより、操作面に接触させたまま操作体を操作面から僅かに遠ざけた場合、例えば離反操作を途中で止めた場合にも、上記急変現象は出現しない。 In short, the change rate of the detected value changes abruptly before and after the operating body contacts or leaves the operating surface. The degree of sudden change in the detected value is not easily influenced by individual differences among operators. Nevertheless, when the operating body is brought close to the operation surface but is not brought into contact, for example, when the contact operation is stopped halfway, the sudden change phenomenon does not appear. In addition, when the operating body is slightly moved away from the operating surface while being in contact with the operating surface by weakening the force that presses the operating body against the operating surface, for example, when the separation operation is stopped halfway, the sudden change phenomenon is Does not appear.
これらの知見を鑑みた上記発明では、検出値の変化期間中に、検出値の変化速度が増大する急変現象が現れたことを条件として、接触操作または離反操作が為されたと判定する。そのため、接触操作または離反操作の有無を高精度で判定できる。よって、誤判定の抑制と操作性向上との両立を実現できる。 In the above invention in view of these findings, it is determined that a contact operation or a separation operation has been performed on the condition that a sudden change phenomenon in which the change rate of the detection value increases during the change period of the detection value appears. Therefore, the presence or absence of the contact operation or the separation operation can be determined with high accuracy. Therefore, it is possible to realize both suppression of erroneous determination and improvement in operability.
また、開示される発明のひとつは、先述した前提の静電容量式操作装置であり、操作面に対して操作体の反対側に位置する電極(21、22、23、24、25、26)と、操作体と電極との間で生じる静電容量の変化量に応じた検出値を取得する検出手段(41)と、を備え、接触判定手段は、検出値が所定の閾値(Cth)を跨ぐように変化する時の検出値の変化速度(V2、V3)が所定速度(Vtha)以上になっていることを条件として、接触操作または離反操作が為されたと判定することを特徴とする。 Further, one of the disclosed inventions is the above-described electrostatic capacity type operating device, and electrodes (21, 22, 23, 24, 25, 26) located on the opposite side of the operating body with respect to the operating surface. And a detection means (41) for acquiring a detection value corresponding to the amount of change in capacitance generated between the operating body and the electrode, and the contact determination means has a predetermined threshold value (Cth). It is characterized in that it is determined that a contact operation or a separation operation has been performed on the condition that the change speed (V2, V3) of the detection value when changing so as to straddle is equal to or higher than a predetermined speed (Vtha).
さて、操作体が操作面に接触または離反する前後で検出値の変化速度は急激に変化することは、先述した通りである。したがって、接触操作する過程において、検出値が閾値を越えて増大した時の増大速度(変化速度)は、所定速度以上に大きくなっている可能性が高い。また、離反操作する過程において、検出値が閾値を越えて減少した時の減少速度の絶対値(変化速度)は、所定速度以上に大きくなっている可能性が高い。 As described above, the change rate of the detected value changes abruptly before and after the operating body contacts or leaves the operating surface. Therefore, in the process of performing the contact operation, the increase speed (change speed) when the detection value increases beyond the threshold value is likely to be greater than the predetermined speed. In the process of performing the separation operation, the absolute value (change speed) of the decrease speed when the detection value decreases beyond the threshold value is likely to be greater than the predetermined speed.
これらの知見を鑑みた上記発明では、検出値が閾値を跨ぐように変化する時の検出値の変化速度が所定速度以上になっていることを条件として、接触操作または離反操作が為されたと判定する。そのため、接触操作または離反操作の有無を高精度で判定できる。よって、誤判定の抑制と操作性向上との両立を実現できる。 In the above invention in view of these findings, it is determined that the contact operation or the separation operation has been performed on the condition that the change speed of the detection value when the detection value changes so as to cross the threshold is equal to or higher than a predetermined speed. To do. Therefore, the presence or absence of the contact operation or the separation operation can be determined with high accuracy. Therefore, it is possible to realize both suppression of erroneous determination and improvement in operability.
以下、図面を参照しながら本発明にかかる静電容量式操作装置を実施するための複数の形態を説明する。各形態において、先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において、構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を参照し適用することができる。 Hereinafter, a plurality of modes for carrying out a capacitive operation device according to the present invention will be described with reference to the drawings. In each embodiment, portions corresponding to the matters described in the preceding embodiment may be denoted by the same reference numerals and redundant description may be omitted. In each embodiment, when only a part of the configuration is described, the other configurations described above can be applied to other portions of the configuration.
(第1実施形態)
図1は、車両Vに搭載されたインストルメントパネル(インパネVi)を室内側から見た斜視図である。インパネViのうち車両左右方向の中央部分には、静電容量式操作装置Voが組み付けられている。この静電容量式操作装置Voは、車両乗員により操作されることを前提としており、車室内のうち、運転席Drおよび助手席Paのいずれの乗員からも操作可能な位置に配置されている。そして、図2および図3に示すように、静電容量式操作装置Voは、以下に説明する操作プレート10、電極シート20およびプリント配線板30を備えて構成されている。
(First embodiment)
FIG. 1 is a perspective view of an instrument panel (instrument panel Vi) mounted on a vehicle V as viewed from the indoor side. An electrostatic capacity type operating device Vo is assembled in the central portion of the instrument panel Vi in the left-right direction of the vehicle. This electrostatic capacity type operating device Vo is premised on being operated by a vehicle occupant, and is disposed at a position that can be operated from either the driver seat Dr or the passenger seat Pa in the passenger compartment. As shown in FIGS. 2 and 3, the electrostatic capacitance type operating device Vo includes an
操作プレート10は、樹脂製の板部材であり、ユーザに視認される装飾面10aを形成する。装飾面10aは、複数の操作面11、12、13、14、15、16を有している。これらの操作面11〜16には、操作対象の設定内容を表した文字や記号、図形等が印刷されている。図1に示す例では、操作対象は、車室内を空調する空調装置50であり、例えば、空調装置50の起動、風量設定、温度設定等が上記設定内容の具体例として挙げられる。操作面11〜16をユーザが指先Fで接触操作すると、対応する機器に対して作動を指令する指令信号が出力され、接触操作の内容にしたがって、空調装置50が作動する。
The
操作プレート10のうち装飾面10aの反対側の面には、電極シート20が貼り付けられている。電極シート20は、複数の電極21、22、23、24、25、26を有しており、これらの電極21〜26は樹脂製のシート20aに保持されている。電極21〜26の各々は、対応する操作面11〜16に対向するように配置されている。
An
電極シート20に対して操作プレート10の反対側には、プリント配線板30が配置されている。回路基板には、複数の光源31、32、33が実装されており、これらの光源31〜33は、対応する電極21〜26に対向するように配置されている。電極21〜26には、酸化インジウムスズ等の透明電極が採用されている。また、操作プレート10には、透光性を有する樹脂部材が採用されており、操作面11〜16のうち印刷されていない部分が、光源31〜33により透過照明される。なお、装飾面10aのうち操作面11〜16以外の部分には、遮光性を有する塗料が印刷されている。
A printed
電極21〜26は、静電容量の変化に応じて生じた電圧変化を電気信号として出力する。電極21〜26から出力された電気信号は、プリント配線板30に実装されたマイクロコンピュータ(マイコン40)に入力される。マイコン40は、プログラムを記憶する記憶装置、および記憶されたプログラムにしたがって演算処理を実行する中央演算処理装置を備える。マイコン40は、各種の演算処理を実行することにより、以下に説明する検出手段41、急変判定手段42、レベル判定手段43、継続判定手段44、変更手段45、および接触判定手段46として機能する(図2参照)。
The
静電容量式操作装置Voは、電極21〜26により形成される結合容量に対して充放電を繰り返す回路を備えており、検出手段41は、所定条件を満たすまでの充放電回数をカウントする。このカウント値は、電極21〜26と指先Fとの間で生じる静電容量が大きいほど大きい値になる。したがって、上記カウント値に基づき、電極21〜26と指先Fとの間で生じる静電容量の変化量に応じた「検出値」を検出手段41は算出する。具体的には、指先Fが電極21〜26から十分に離れている時のカウント値を基準値と呼ぶ場合において、電極21〜26の近傍位置または接触位置に指先Fがある時のカウント値と基準値との差分を、上記検出値として算出する。
The electrostatic capacitance type operating device Vo includes a circuit that repeatedly charges and discharges the coupling capacitance formed by the
図4は、検出値の時間変化を表した検出波形を示す。この検出波形からは、電気ノイズ等による高周波数成分が除去されている。急変判定手段42は、検出波形の上昇変化期間Tupまたは減少変化期間Tdwに、以下に説明する急変現象の波形(急変波形)が出現したか否かを判定する。 FIG. 4 shows a detection waveform representing a time change of the detection value. From this detected waveform, high frequency components due to electrical noise or the like are removed. The sudden change determination means 42 determines whether or not a waveform of a sudden change phenomenon (rapid change waveform) described below appears in the rising change period Tup or the decrease change period Tdw of the detected waveform.
操作面11〜16に指先Fを近づけて接触する接触操作を実施するt1〜t4期間では、指先Fが操作面11〜16に近づくにつれて検出値は徐々に増大していく。このt1〜t4期間を上昇変化期間Tupと呼び、上昇変化期間Tupでは、検出値の増大速度V1、V2が所定速度Vth以上になっている。上昇変化期間Tupにおける検出値の増大速度V1、V2は、操作面11〜16に指先Fの接触を開始させたt2時点で急激に速くなる。この現象が急変現象であり、検出波形のうちt2時点を含む部分の波形が上記急変波形に相当する。 In the period from t1 to t4 in which the contact operation in which the fingertip F is brought into contact with the operation surfaces 11 to 16 is performed, the detection value gradually increases as the fingertip F approaches the operation surfaces 11 to 16. The period from t1 to t4 is referred to as an ascending change period Tup. In the ascending change period Tup, the detection value increasing speeds V1 and V2 are equal to or higher than the predetermined speed Vth. The increasing speeds V1 and V2 of the detected value in the rising change period Tup are rapidly increased at time t2 when the contact of the fingertip F with the operation surfaces 11 to 16 is started. This phenomenon is a sudden change phenomenon, and the waveform of the portion including the time t2 in the detected waveform corresponds to the sudden change waveform.
また、操作面11〜16に接触していた指先Fを操作面11〜16から離す離反操作を実施するt5〜t8期間では、指先Fが操作面11〜16から遠ざかるにつれて検出値は徐々に減少していく。このt5〜t8期間を減少変化期間Tdwと呼び、減少変化期間Tdwでは、検出値の減少速度V3、V4の絶対値が所定速度Vth以上になっている。減少変化期間Tdwのうち、指先Fが操作面11〜16に接触したまま離れていくt5〜t7期間では検出値の減少速度は大きく、指先Fが操作面11〜16から完全に離反したt7時点以降では、検出値の減少速度が緩やかになる。減少変化期間Tdwにおける検出値の減少速度V3、V4は、操作面11〜16からの指先Fの離反を開始させたt7時点で急激に遅くなる。この現象が急変現象であり、検出波形のうちt7時点を含む部分の波形が上記急変波形に相当する。 In addition, in the period from t5 to t8 when the fingertip F that has been in contact with the operation surfaces 11 to 16 is separated from the operation surfaces 11 to 16, the detected value gradually decreases as the fingertip F moves away from the operation surfaces 11 to 16. I will do it. This period from t5 to t8 is referred to as a decrease change period Tdw. In the decrease change period Tdw, the absolute values of the detection value decrease speeds V3 and V4 are equal to or higher than a predetermined speed Vth. In the decrease change period Tdw, the decrease rate of the detected value is large in the period from t5 to t7 in which the fingertip F leaves the operation surfaces 11 to 16 while being in contact, and the time point t7 when the fingertip F is completely separated from the operation surfaces 11 to 16 Thereafter, the decrease rate of the detected value becomes gentle. The decrease speeds V3 and V4 of the detected value in the decrease change period Tdw are rapidly decreased at time t7 when the fingertip F starts to be separated from the operation surfaces 11 to 16. This phenomenon is a sudden change phenomenon, and the waveform of the portion including the time t7 in the detected waveform corresponds to the sudden change waveform.
ここで、急変現象が生じる原理を以下に説明する。電極21と指先Fとの間で生じる静電容量Cは、C1とC2の直列接続の合成容量1/C=1/C1+1/C2で近似算出できる。C1はε0・εr1・S/d1であり、C2はε0・εr2・S/d2である。ε0は真空の誘電率、εr1は電極と指先Fとの間に介在する物質(極間媒質)である操作プレート10の比誘電率、Sは電極面積と指先Fの並行板コンデンサとしてのラップ面積、d1は操作プレート10の厚みを表す。また、εr2は極間媒質である空気の比誘電率、d2は指先Fと操作プレート10の距離を表す。
Here, the principle of the sudden change phenomenon will be described below. The electrostatic capacitance C generated between the
指先Fが操作面に接触している図4のt2〜t7期間では、操作プレート10が極間媒質に相当する。一方、指先Fが操作面から離れているt1〜t2期間またはt7〜t8期間では、操作プレート10に加え、操作プレート10と指先Fの間に介在する空気も極間媒質に相当する。したがって、非接触状態から接触状態に切り替わるt2時点で検出される静電容量は急激に増大し、接触状態から非接触状態に切り替わるt7時点で検出される静電容量は急激に減少する。
In the period from t2 to t7 in FIG. 4 in which the fingertip F is in contact with the operation surface, the
また、指先Fが接触を開始したt2時点では、指先Fが操作面11に軽く触れているだけであるため接触面積Sは小さい。しかし、t2〜t4期間において指先Fがさらに操作面11に押し付けられていくと、指先Fが潰れていくので接触面積Sが増大する。同様にして、t5〜t7期間において、操作面11に押し付けられていた指先Fが解放されていくと、潰れていた指先Fが解放されていくので接触面積Sが減少する。
Further, at the time t2 when the fingertip F starts to contact, the contact area S is small because the fingertip F only touches the
このように、上昇変化期間Tupのうちt2時点迄では、C1とC2の直列接続の合成容量1/C=1/C1+1/C2に従い徐々に増大していく。一方、t2時点以降では、比誘電率εrの増大および接触面積Sの増大が生じるため、検出値はC1=ε0・εr1・S/d1に従い急激に増大していく。よって、t2時点において、検出値の変化速度の単位時間当たりの変化量、つまり検出値の上昇加速度が、所定量ΔVth以上になる急変現象が現れる。なお、εr=εr1・εr2である。 In this way, until the time t2 in the rising change period Tup, it gradually increases in accordance with the combined capacitance 1 / C = 1 / C1 + 1 / C2 of the series connection of C1 and C2. On the other hand, after time t2, an increase in relative permittivity εr and an increase in contact area S occur, and the detected value increases rapidly according to C1 = ε0 · εr1 · S / d1. Therefore, at time t2, a sudden change phenomenon occurs in which the amount of change per unit time of the change rate of the detected value, that is, the rising acceleration of the detected value becomes equal to or greater than the predetermined amount ΔVth. Note that εr = εr1 · εr2.
同様にして、減少変化期間Tdwのうちt7時点迄においては、比誘電率εrの減少および接触面積Sの減少が生じるため、検出値はC1=ε0・εr1・S/d1に従い急激に減少する。一方、t7時点以降では、C1とC2の直列接続の合成容量1/C=1/C1+1/C2に従い徐々に減少していく。よって、t7時点において、検出値の変化速度の単位時間当たりの変化量、つまり検出値の減少加速度が、所定量ΔVth以上になる急変現象が現れる。 Similarly, since the relative permittivity εr decreases and the contact area S decreases until the time t7 in the decreasing change period Tdw, the detected value decreases rapidly according to C1 = ε0 · εr1 · S / d1. On the other hand, after time t7, the capacitance gradually decreases in accordance with the combined capacitance 1 / C = 1 / C1 + 1 / C2 of the series connection of C1 and C2. Therefore, at time t7, a sudden change phenomenon occurs in which the amount of change per unit time of the change rate of the detection value, that is, the decrease acceleration of the detection value becomes equal to or greater than the predetermined amount ΔVth.
レベル判定手段43は、検出値が所定の閾値Cth(図4参照)を超える高レベル状態が、上昇変化期間Tupまたは減少変化期間Tdwに現れているか否かを判定する。図4の例では、上昇変化期間Tupのうちt2時点以降のt3時点で、検出値が上昇して所定の閾値Cthに達している。また、減少変化期間Tdwのうちt7時点以前のt6時点で、検出値が下降して閾値Cthに達している。つまり、t3〜t6期間で高レベル状態になっている。
The
継続判定手段44は、上昇変化期間Tupにおいて、高レベル状態に変化したt3時点以降、その高レベル状態が所定の継続時間Tth(図4参照)以上維持されたか否かを判定する。さらに継続判定手段44は、減少変化期間Tdwにおいて、検出値が閾値Cth未満になっている通常レベル状態に変化したt6時点以降、その通常レベル状態が継続時間Tth以上維持されたか否かを判定する。この継続時間Tthは、ユーザの操作状況に応じて変更手段45により変更される。
The
具体的には、車両Vが走行中であるか否かを、操作状況の情報としてマイコン40は取得する。例えば、車両Vが走行中であるか否かの情報を操作状況の情報として取得する。走行中であれば、車両Vの走行振動により、指先Fが意図した位置に定まりにくくなる操作状況(不安定操作状況)であると言える。一方、走行停止中であれば、走行振動が無いため、指先Fが意図した位置に定まりやすい操作状況(安定操作状況)であると言える。変更手段45は、不安定操作状況(走行中)での継続時間Tthを、安定操作状況(走行停止中)での継続時間Tthよりも長い時間に変更する。
Specifically, the
接触判定手段46は、急変判定手段42、レベル判定手段43および継続判定手段44の判定結果に基づき、接触操作または離反操作が為されたか否かを判定する。マイコン40は、接触操作が為されると、該当する操作面に関連付けられた空調装置50の設定内容を変更する。上記設定の具体例としては、先述した空調装置の起動、風量設定、温度設定等が挙げられる。マイコン40は、上記設定に応じた指令信号を空調装置50に出力し、空調装置50の作動を制御する。なお、静電容量式操作装置Voは、空調装置50の他にも、オーディオ装置51やナビゲート装置52を操作対象として機能させることもできる。この場合、マイコン40は、静電容量式操作装置による設定内容に応じた指令信号をオーディオ装置51やナビゲート装置52に出力し、これらの装置51、52の作動を制御する。
The
t3時点から継続時間Tthが経過した後、高レベル状態が維持された時間(長押し時間)に応じてマイコン40はインクリメント処理する。例えば、長押し時間が長いほどインクリメント値が上昇し、インクリメント値に対応して風量設定や温度設定の値を変化させる。このインクリメント処理は、離反操作が為されたと判定された時点で終了する。
After the continuation time Tth has elapsed from the time point t3, the
図5は、上述した各手段41、42、43、44、45、46により接触操作が為されたか否かを判定する処理の手順を示すフローチャートであり、この処理は、マイコン40により所定周期で繰り返し実行される。なお、図4中の白丸は、検出値のサンプリング値を示しており、図中の符号taはサンプリング周期(例えば20ミリ秒)を示す。このサンプリング周期を、図5に係る上記所定周期と一致させている。
FIG. 5 is a flowchart showing a processing procedure for determining whether or not a contact operation has been performed by the above-described
先ず、図5のステップS10において、今回サンプリングされた検出値が、上昇変化期間Tupにサンプリングされたものであるか否かを判定する。具体的には、今回の検出値と前回の検出値との差分が所定値以上である場合に、増大速度V1、V2が所定速度Vth以上になっていると見なし、上昇変化期間Tupであると判定する。 First, in step S10 of FIG. 5, it is determined whether or not the detection value sampled this time is sampled during the rising change period Tup. Specifically, when the difference between the current detection value and the previous detection value is greater than or equal to a predetermined value, the increase speeds V1 and V2 are considered to be greater than or equal to the predetermined speed Vth, and the increase change period Tup. judge.
上昇変化期間Tupであると判定された場合、続くステップS11において、急変判定手段42による判定を実施する。すなわち、上昇変化期間Tup中に、検出値の変化速度の単位時間当たりの変化量が所定量ΔVth以上になる急変波形が現れたか否かを判定する。具体的には、今回の増大速度V2と前回の増大速度V1との差分が所定量ΔVth以上である場合に、急変波形が現れたと判定する。
When it is determined that the rising change period Tup, the determination by the sudden
急変波形が現れたと判定された場合、続くステップS12において、レベル判定手段43による判定を実施する。すなわち、上昇変化期間Tup中に高レベル状態が現れたか否かを判定する。具体的には、今回の検出値が閾値Cth以上である場合に、高レベル状態であると判定する。 If it is determined that a sudden change waveform has appeared, determination by the level determination means 43 is performed in the subsequent step S12. That is, it is determined whether or not a high level state has occurred during the rising change period Tup. Specifically, when the current detection value is equal to or greater than the threshold value Cth, it is determined that the state is the high level state.
高レベル状態であると判定された場合、続くステップS13において、変更手段45により車速に応じて継続時間Tthを変更する。具体的には、車速がゼロで停車している場合、所定速度未満で低速走行している場合、所定速度以上で高速走行している場合のいずれに該当するかに応じて、継続時間Tthを3段階で変更している。走行時には停車時よりも継続時間Tthを長く設定している。また、高速走行時には低速走行時よりも継続時間Tthを長く設定している。 If it is determined that the state is the high level state, the duration Tth is changed by the changing means 45 in accordance with the vehicle speed in the subsequent step S13. Specifically, the duration Tth is set according to whether the vehicle is stopped at zero speed, is traveling at a low speed below a predetermined speed, or is traveling at a high speed above a predetermined speed. It has been changed in three stages. When traveling, the duration Tth is set longer than when the vehicle is stopped. In addition, the duration time Tth is set longer during high speed travel than during low speed travel.
続くステップS14では、継続判定手段44による判定を実施する。すなわち、検出値が閾値Cth以上になっている高レベル状態を維持したまま、継続時間Tthが経過したか否かを判定する。高レベル状態が継続時間Tth維持されたと判定された場合、次のステップS15において、接触操作が為されたと確定する。そして、接触操作がなされた操作面に関連付けられたスイッチ信号をオンにする。ステップS10、S11、S12、S14の少なくとも1つにおいて否定判定された場合には、接触操作が為されたとは確定されない。
In the subsequent step S14, the determination by the
図6は、上述した各手段41、42、43、44、45、46により離反操作が為されたか否かを判定する処理の手順を示すフローチャートであり、この処理は、マイコン40により所定周期で繰り返し実行される。先ず、図6のステップS20において、今回サンプリングされた検出値が、減少変化期間Tdwにサンプリングされたものであるか否かを判定する。具体的には、今回の検出値と前回の検出値との差分が所定値以上である場合に、現時点での検出値の減少速度V3、V4の絶対値が所定速度Vth以上になっていると見なし、減少変化期間Tdwであると判定する。
FIG. 6 is a flowchart showing a processing procedure for determining whether or not the separation operation has been performed by each of the above-described
減少変化期間Tdwであると判定された場合、続くステップS21において、急変判定手段42による判定を実施する。すなわち、減少変化期間Tdw中に、検出値の変化速度の単位時間当たりの変化量が所定量ΔVth以上になる急変波形が現れたか否かを判定する。具体的には、前回の減少速度V3の絶対値と前回の減少速度V4の絶対値との差分が所定量ΔVth以上である場合に、急変波形が現れたと判定する。 When it is determined that the decrease change period Tdw is reached, in the subsequent step S21, determination by the sudden change determination means 42 is performed. That is, it is determined whether or not a sudden change waveform in which the change amount per unit time of the change rate of the detection value appears more than the predetermined amount ΔVth during the decrease change period Tdw is determined. Specifically, when the difference between the absolute value of the previous decrease speed V3 and the absolute value of the previous decrease speed V4 is equal to or greater than a predetermined amount ΔVth, it is determined that a sudden change waveform has appeared.
急変波形が現れたと判定された場合、続くステップS22において、レベル判定手段43による判定を実施する。すなわち、減少変化期間Tdw中に高レベル状態が現れたか否かを判定する。さらに、高レベル状態から通常レベル状態に変化したか否かを判定する。具体的には、検出値が閾値Cth以上であれば高レベル状態が現れたと判定する。そして、前回の検出値が閾値Cth以上であり、かつ、今回の検出値が閾値Cth未満である場合に、高レベル状態から通常レベル状態に変化したと判定する。
When it is determined that a sudden change waveform has appeared, determination by the
通常レベル状態に変化したと判定された場合、続くステップS23において、変更手段45により車速に応じて継続時間Tthを変更する。具体的には、車速がゼロで停車している場合、所定速度未満で低速走行している場合、所定速度以上で高速走行している場合のいずれに該当するかに応じて、継続時間Tthを3段階で変更している。走行時には停車時よりも継続時間Tthを長く設定している。また、高速走行時には低速走行時よりも継続時間Tthを長く設定している。 If it is determined that the state has changed to the normal level state, in the subsequent step S23, the changing means 45 changes the duration Tth according to the vehicle speed. Specifically, the duration Tth is set according to whether the vehicle is stopped at zero speed, is traveling at a low speed below a predetermined speed, or is traveling at a high speed above a predetermined speed. It has been changed in three stages. When traveling, the duration Tth is set longer than when the vehicle is stopped. In addition, the duration time Tth is set longer during high speed travel than during low speed travel.
続くステップS24では、継続判定手段44による判定を実施する。すなわち、検出値が閾値Cth未満になっている通常レベル状態を維持したまま、継続時間Tthが経過したか否かを判定する。通常レベル状態が継続時間Tth維持されたと判定された場合、次のステップS25において、離反操作が為されたと確定する。そして、離反操作がなされた操作面に関連付けられたスイッチ信号をオフにする。ステップS20、S21、S22、S24の少なくとも1つにおいて否定判定された場合には、離反操作が為されたとは確定されない。 In subsequent step S24, determination by the continuation determination means 44 is performed. That is, it is determined whether or not the duration Tth has elapsed while maintaining the normal level state where the detection value is less than the threshold value Cth. When it is determined that the normal level state is maintained for the duration time Tth, it is determined in the next step S25 that the separation operation has been performed. Then, the switch signal associated with the operation surface on which the separation operation is performed is turned off. If a negative determination is made in at least one of steps S20, S21, S22, and S24, it is not determined that the separation operation has been performed.
先述したように、接触操作および離反操作の時には、比誘電率εrおよび接触面積Sが急激に変化することに伴い検出値が急激に変化する。つまり、検出波形中に急変波形が現れる。そして、急変波形の出現有無は、指先Fの個体差の影響を受けにくく、しかも、指先Fを操作面11に近づけるものの接触させなかった場合や離反操作を途中で止めた場合には、急変波形は出現しない。これらの点を鑑みた本実施形態では、急変波形の出現を条件として接触操作または離反操作の有無を判定する。そのため、当該判定を高精度にできる。よって、誤判定の抑制と操作性向上との両立を実現できる。
As described above, at the time of the contact operation and the separation operation, the detected value changes rapidly as the relative permittivity εr and the contact area S change rapidly. That is, a sudden change waveform appears in the detected waveform. The presence or absence of the sudden change waveform is not easily affected by the individual difference of the fingertip F, and when the fingertip F is not brought into contact with the
さて、電気ノイズや雰囲気温度の急変に起因して、接触操作していないにも拘わらず急変波形が出現する場合がある。しかしこの場合には、検出値が閾値Cth以上になっている高レベル状態になっていない可能性が高い。なお、雰囲気温度の急変は、車室内の冷房時にドア開により高温外気が室内に流入した場合や、暖房時に低温外気が流入した場合に生じることを想定している。 Now, due to electrical noise or a sudden change in ambient temperature, a sudden change waveform may appear even though no contact operation is performed. However, in this case, there is a high possibility that the detected value is not in the high level state that is equal to or higher than the threshold value Cth. It is assumed that the sudden change in the atmospheric temperature occurs when high temperature outside air flows into the room by opening the door during cooling of the vehicle interior or when low temperature outside air flows during heating.
この点を鑑みた本実施形態では、急変波形出現の条件に加え、高レベル状態が上昇変化期間Tupに現れたことを条件として接触操作が為されたと判定する。また、急変波形出現の条件に加え、高レベル状態が減少変化期間Tdwに現れたことを条件として離反操作が為されたと判定する。そのため、電気ノイズや雰囲気温度の急変に起因した誤判定のおそれを低減できる。なお、高レベル状態と判定されても急変波形出現が検知されなければ接触操作または離反操作が為されたと判定されない。よって、高レベル状態の判定に用いる閾値Cthは、特許文献1の接触判定に用いられる閾値よりも十分に低い値に設定できる。よって、本実施形態では、高レベル状態の判定が、指先Fの個体差に起因して異なる結果になることを抑制できる。 In view of this point, in the present embodiment, it is determined that the contact operation has been performed on the condition that the high-level state appears in the rising change period Tup in addition to the condition for the sudden change waveform appearance. Further, it is determined that the separation operation has been performed on the condition that the high level state appears in the decrease change period Tdw in addition to the condition for the sudden change waveform appearance. Therefore, it is possible to reduce the risk of erroneous determination due to electrical noise or a sudden change in ambient temperature. Even if it is determined that the state is the high level state, it is not determined that the contact operation or the separation operation is performed unless the appearance of the sudden change waveform is detected. Therefore, the threshold value Cth used for the determination of the high level state can be set to a value sufficiently lower than the threshold value used for the contact determination in Patent Document 1. Therefore, in this embodiment, it can suppress that determination of a high level state becomes a different result resulting from the individual difference of the fingertip F.
さらに本実施形態では、高レベル状態または通常レベル状態が、所定の継続時間Tth以上維持されたか否かを判定する継続判定手段44を備える。そして、急変波形出現の条件に加え、高レベル状態が継続時間Tth以上維持されたことを条件として接触操作が為されたと判定する。また、通常レベル状態が継続時間Tth以上維持されたことを条件として離反操作が為されたと判定する。 Furthermore, in this embodiment, the continuation determination means 44 is provided that determines whether or not the high level state or the normal level state has been maintained for a predetermined duration Tth or longer. Then, in addition to the condition of sudden change waveform appearance, it is determined that the contact operation has been performed on the condition that the high level state is maintained for the duration Tth or longer. Further, it is determined that the separation operation has been performed on the condition that the normal level state is maintained for the duration Tth or longer.
これによれば、意図に反した操作面に指先Fが触れてしまう誤操作が生じた場合でも、接触操作が為されたと判定されにくくなる。また、意図に反して操作面から指先Fが離れてしまう誤操作が生じた場合でも、離反操作が為されたと判定されにくくなる。したがって、誤操作によるスイッチのオン判定がされにくくなる。 According to this, even when an erroneous operation occurs in which the fingertip F touches the unintended operation surface, it is difficult to determine that the contact operation has been performed. Further, even when an erroneous operation occurs in which the fingertip F is separated from the operation surface against the intention, it is difficult to determine that the separation operation has been performed. Therefore, it is difficult to determine whether the switch is turned on due to an erroneous operation.
ここで、安定操作状況で用いられる閾値Cthは、操作者の個体差に起因した誤判定の抑制と操作性向上とのバランスを鑑みて設定されている。すなわち、閾値Cthを低く設定すれば、操作面に軽く触れるだけでオン判定されることが促進され、操作性が向上する。その一方で、操作者の指先Fが大きい場合や指先Fが汗で濡れている場合には検出値が大きく現れるので、閾値Cthを過剰に低くすると、操作面に指先Fを近づけただけでオン判定されるといった誤判定の機会が増える。 Here, the threshold value Cth used in the stable operation situation is set in consideration of a balance between suppression of erroneous determination caused by individual differences among operators and improvement in operability. That is, if the threshold value Cth is set low, it is promoted that the ON determination is made only by lightly touching the operation surface, and the operability is improved. On the other hand, when the operator's fingertip F is large or the fingertip F is wet with sweat, the detected value appears large. Therefore, if the threshold value Cth is excessively lowered, it is turned on only by bringing the fingertip F close to the operation surface. Opportunities for misjudgment such as being judged increase.
これに対し、不安定操作状況では、意図に反した操作面に指先Fが触れてしまう誤操作が生じやすい。この種の誤操作時には、上記誤判定時とは異なり、実際に操作面に指先Fが触れるので、検出値が閾値Cthを超え、かつ、急変波形が出現する可能性が高い。したがって、この誤操作時のオン判定を抑制するには、閾値Cthを高くするだけでは不十分である。しかし、誤操作時には、意図した操作時に比べて接触時間が短くなる可能性が高い。 On the other hand, in an unstable operation situation, an erroneous operation in which the fingertip F touches an unintended operation surface is likely to occur. In this type of erroneous operation, unlike the erroneous determination described above, the fingertip F actually touches the operation surface. Therefore, there is a high possibility that the detected value exceeds the threshold value Cth and a sudden change waveform appears. Therefore, it is not sufficient to raise the threshold value Cth to suppress the ON determination at the time of erroneous operation. However, the contact time is likely to be shorter during an erroneous operation than during the intended operation.
この点に着目した本実施形態では、指先Fの操作状況に応じて継続時間Tthを変更する変更手段45を備えるので、不安定操作状況では継続時間Tthを長く変更できる。そのため、閾値Cthを極端に高く変更することなく、誤操作時のオン判定を抑制できるようになる。よって、操作者の個体差に起因した誤判定の低減と、操作面に軽く触れるだけでオン判定されるといった操作性向上とのバランスを大きく崩すことなく、不安定操作状況時における誤操作時のオン判定を抑制できるようになる。
In the present embodiment, which focuses on this point, since the
さらに本実施形態では、車両の走行振動に関する情報を操作状況として取得して、変更手段44による継続時間Tthの変更を実施する。走行振動が大きい状況であるほど、指先Fが意図した位置に定まりにくくなる操作状況(不安定操作状況)であると言える。よって、不安定操作状況になった時にタイミング良く継続時間Tthを変更することができる。
Further, in the present embodiment, information related to vehicle running vibration is acquired as an operation status, and the duration Tth is changed by the changing
さらに本実施形態では、走行振動が大きい状況であるほど、継続時間Tthを長い時間に変更する。よって、指先Fが意図した位置に定まりにくくなる度合いが大きいほど、接触操作または離反操作の判定がされにくい側の値に、継続時間Tthの値が変更されることとなる。そのため、不安定操作状況時における誤操作時のオン判定抑制が過剰になることを回避でき、操作者の個体差に起因した誤判定の抑制と操作性向上とのバランスを必要以上に崩してしまうことを回避できる。 Furthermore, in this embodiment, the duration Tth is changed to a longer time as the traveling vibration is larger. Therefore, the greater the degree that the fingertip F is less likely to be positioned at the intended position, the more the duration Tth value is changed to a value that makes it difficult to determine the touch operation or the separation operation. Therefore, it is possible to avoid excessive ON determination suppression during erroneous operation in unstable operation situations, and unnecessarily balance the balance between suppression of erroneous determination due to individual differences between operators and improvement in operability. Can be avoided.
さらに本実施形態では、上昇変化期間Tupでなければ、急変波形が出現しても接触操作と判定しない。そのため、図4のt1時点より前の検出値が殆ど変化していない期間において、ノイズ等が原因で急変波形が出現した場合であっても、接触操作したと誤判定することが抑制される。同様にして、減少変化期間Tdwでなければ急変波形が出現しても離反操作と判定しないので、ノイズ等が原因で離反操作したと誤判定することが抑制される。 Furthermore, in this embodiment, if it is not the rising change period Tup, even if a sudden change waveform appears, it is not determined as a touch operation. Therefore, even when a sudden change waveform appears due to noise or the like in a period in which the detection value before time t1 in FIG. 4 hardly changes, erroneous determination that the touch operation has been performed is suppressed. Similarly, since it is not determined as a separation operation even if a sudden change waveform appears unless the change period Tdw, an erroneous determination that the separation operation has been performed due to noise or the like is suppressed.
(第2実施形態)
上記第1実施形態では、急変波形の出現を条件として接触操作または離反操作の有無を判定する。これに対し本実施形態では、検出値が閾値Cthを跨ぐように変化する時の検出値の増大速度V2および減少速度V3が、所定速度Vtha以上になっていることを条件として、接触操作または離反操作の有無を判定する。なお、本実施形態に係る静電容量式操作装置のハード構成は上記第1実施形態と同じである。
(Second Embodiment)
In the first embodiment, the presence or absence of the contact operation or the separation operation is determined on the condition that the suddenly changing waveform appears. On the other hand, in the present embodiment, the contact operation or separation is performed on the condition that the increase speed V2 and decrease speed V3 of the detection value when the detection value changes so as to cross the threshold value Cth is equal to or higher than the predetermined speed Vtha. Determine if there is an operation. The hardware configuration of the capacitive operating device according to the present embodiment is the same as that of the first embodiment.
以下、本実施形態による接触操作および離反操作の判定手順を、図7および図8を用いて説明する。図示されるフローチャートの処理は、マイコン40により所定周期で繰り返し実行される。
Hereinafter, the determination procedure of the contact operation and the separation operation according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 7 and 8. The process of the flowchart shown in the figure is repeatedly executed by the
先ず、図7のステップS30において、検出値が閾値Cthを跨いで増大するように変化したか否かを判定する。具体的には、前回のサンプリング値が閾値Cth未満であり、かつ、今回のサンプリング値が閾値Cth以上である場合に、検出値が閾値Cthを跨いで増大変化したと判定する。 First, in step S30 of FIG. 7, it is determined whether or not the detected value has changed so as to increase across the threshold value Cth. Specifically, when the previous sampling value is less than the threshold value Cth and the current sampling value is greater than or equal to the threshold value Cth, it is determined that the detected value has increased and changed across the threshold value Cth.
閾値Cthを跨いで増大変化したと判定された場合、続くステップS31において、その増大変化時における検出値の増大速度(変化速度)が、予め設定しておいた所定速度Vtha以上であるか否かを判定する。具体的には、今回のサンプリング値と前回のサンプリング値との差分を、サンプリング周期taにおける変化速度と見なし、上記差分により算出される増大速度V2の絶対値が所定速度Vtha以上であるか否かを判定する。 If it is determined that the change has increased across the threshold value Cth, whether or not the increase speed (change speed) of the detected value at the time of the increase change is equal to or higher than a predetermined speed Vtha set in advance in step S31. Determine. Specifically, the difference between the current sampling value and the previous sampling value is regarded as a change speed in the sampling period ta, and whether or not the absolute value of the increase speed V2 calculated from the difference is equal to or higher than a predetermined speed Vtha. Determine.
所定速度Vtha以上であると判定された場合、続くステップS32において、図5のステップS13と同様にして継続時間Tthを変更する。続くステップS33では、図5のステップS14と同様にして、検出値が閾値Cth以上になっている高レベル状態を維持したまま、継続時間Tthが経過したか否かを判定する。高レベル状態が継続時間Tth維持されたと判定された場合、次のステップS34において、接触操作が為されたと確定する。そして、接触操作がなされた操作面に関連付けられたスイッチ信号をオンにする。ステップS30、S31、S33の少なくとも1つにおいて否定判定された場合には、接触操作が為されたとは確定されない。 When it is determined that the speed is equal to or higher than the predetermined speed Vtha, in the subsequent step S32, the duration time Tth is changed in the same manner as in step S13 of FIG. In the subsequent step S33, similarly to step S14 in FIG. 5, it is determined whether or not the duration Tth has elapsed while maintaining the high level state in which the detection value is equal to or greater than the threshold value Cth. When it is determined that the high level state is maintained for the duration time Tth, it is determined in the next step S34 that the contact operation has been performed. Then, the switch signal associated with the operation surface on which the contact operation is performed is turned on. If a negative determination is made in at least one of steps S30, S31, and S33, it is not determined that the contact operation has been performed.
次に、図8のステップS40において、検出値が閾値Cthを跨いで減少するように変化したか否かを判定する。具体的には、前回のサンプリング値が閾値Cth以上であり、かつ、今回のサンプリング値が閾値Cth未満である場合に、検出値が閾値Cthを跨いで減少変化したと判定する。 Next, in step S40 of FIG. 8, it is determined whether or not the detected value has changed so as to decrease across the threshold value Cth. Specifically, when the previous sampling value is equal to or greater than the threshold value Cth and the current sampling value is less than the threshold value Cth, it is determined that the detected value has changed and decreased across the threshold value Cth.
閾値Cthを跨いで減少変化したと判定された場合、続くステップS41において、その減少変化時における検出値の減少速度(変化速度)が、予め設定しておいた所定速度Vtha以上であるか否かを判定する。具体的には、今回のサンプリング値と前回のサンプリング値との差分を、サンプリング周期taにおける変化速度と見なし、上記差分により算出される減少速度V3の絶対値が所定速度Vtha以上であるか否かを判定する。 If it is determined that the change has decreased across the threshold Cth, in the subsequent step S41, whether or not the decrease rate (change rate) of the detected value at the time of the decrease is equal to or higher than a preset predetermined velocity Vtha. Determine. Specifically, the difference between the current sampling value and the previous sampling value is regarded as the change speed in the sampling period ta, and whether or not the absolute value of the decrease speed V3 calculated from the difference is equal to or higher than a predetermined speed Vtha. Determine.
所定速度Vtha以上であると判定された場合、続くステップS42において、図6のステップS23と同様にして継続時間Tthを変更する。続くステップS43では、図6のステップS24と同様にして、検出値が閾値Cth未満になっている通常レベル状態を維持したまま、継続時間Tthが経過したか否かを判定する。通常レベル状態が継続時間Tth維持されたと判定された場合、次のステップS44において、離反操作が為されたと確定する。そして、離反操作がなされた操作面に関連付けられたスイッチ信号をオフにする。ステップS40、S41、S43の少なくとも1つにおいて否定判定された場合には、離反操作が為されたとは確定されない。 When it is determined that the speed is equal to or higher than the predetermined speed Vtha, in the subsequent step S42, the duration Tth is changed in the same manner as in step S23 of FIG. In the subsequent step S43, similarly to step S24 in FIG. 6, it is determined whether or not the duration Tth has elapsed while maintaining the normal level state in which the detection value is less than the threshold value Cth. When it is determined that the normal level state is maintained for the duration time Tth, it is determined in the next step S44 that the separation operation has been performed. Then, the switch signal associated with the operation surface on which the separation operation is performed is turned off. If a negative determination is made in at least one of steps S40, S41, and S43, it is not determined that the separation operation has been performed.
先述したように、接触操作および離反操作の時には、比誘電率εrおよび接触面積Sが急激に変化することに伴い検出値が急激に変化する。そのため、接触操作または離反操作する過程において、検出値が閾値Cthを跨いで変化した時の検出値の変化速度は所定速度Vtha以上になっている可能性が高い。しかも、指先Fを操作面11に近づけるものの接触させなかった場合や離反操作を途中で止めた場合には、検出値が閾値Cthを跨いで変化したとしても検出値が急変することはないため、その時の変化速度は所定速度Vtha未満になっている可能性が高い。
As described above, at the time of the contact operation and the separation operation, the detected value changes rapidly as the relative permittivity εr and the contact area S change rapidly. Therefore, in the process of performing the contact operation or the separation operation, there is a high possibility that the change speed of the detection value when the detection value changes across the threshold value Cth is equal to or higher than the predetermined speed Vtha. In addition, when the fingertip F is brought close to the
これらの点を鑑みた本実施形態では、検出値が閾値Cthを跨ぐように変化する時の検出値の増大速度V2または減少速度V3が所定速度Vtha以上になっていることを条件として、接触操作または離反操作の有無を判定する。そのため、当該判定を高精度にできる。よって、誤判定の抑制と操作性向上との両立を実現できる。 In this embodiment in view of these points, the contact operation is performed on the condition that the increase speed V2 or the decrease speed V3 of the detection value when the detection value changes across the threshold value Cth is equal to or higher than the predetermined speed Vtha. Or the presence or absence of separation operation is determined. Therefore, the determination can be made with high accuracy. Therefore, it is possible to realize both suppression of erroneous determination and improvement in operability.
(第3実施形態)
本実施形態では、静電容量式操作装置Voの操作者が、車両Vの運転席Drおよび助手席Paのいずれに着座している乗員であるかの情報(Dr/Pa情報)を取得する。例えば、乗員の上半身の動きを検知する赤外線センサまたはカメラ、運転席Drおよび助手席Paに設けられた着座センサ等の検出結果に基づき、操作者がいずれの側の乗員であるかを判別すればよい。
(Third embodiment)
In the present embodiment, information (Dr / Pa information) indicating whether the operator of the capacitive operating device Vo is an occupant seated in the driver seat Dr or the passenger seat Pa of the vehicle V is acquired. For example, if it is determined on which side the operator is an occupant based on the detection results of an infrared sensor or camera that detects the movement of the upper body of the occupant, seating sensors provided in the driver's seat Dr and the passenger seat Pa, etc. Good.
さて、指先Fが意図した位置に定まりにくくなる操作状況の具体例として、走行振動により定まりにくくなっている場合の他にも、操作姿勢が悪いことにより定まりにくくなっている場合がある。例えば、運転席Drの乗員は、助手席Paの乗員に比べて操作姿勢の自由度が制限されるため、助手席Paの乗員に比べると指先Fが意図した位置に定まりにくい。そこで本実施形態では、運転席Dr側の乗員が操作している場合には、助手席Pa側の乗員が操作している場合に比べて継続時間Tthを長く設定する。 Now, as a specific example of the operation situation in which the fingertip F is difficult to be determined at the intended position, there is a case where it is difficult to be determined due to the poor operation posture in addition to the case where the fingertip F is difficult to be determined due to running vibration. For example, the occupant of the driver's seat Dr is limited in the degree of freedom of the operation posture as compared with the occupant of the passenger seat Pa. Therefore, the fingertip F is less likely to be set at the intended position than the occupant of the passenger seat Pa. Therefore, in the present embodiment, when the passenger on the driver's seat Dr side is operating, the duration Tth is set longer than when the passenger on the passenger seat Pa side is operating.
ここで、操作姿勢が悪いことに起因して意図に反した操作面に指先Fが触れてしまうといった誤操作では、急変波形が出現する可能性が高く、また、検出値が閾値Cthを超える可能性が高い。しかし、この種の誤操作時には、意図した操作時に比べて接触時間が短くなる可能性が高い。 Here, in an erroneous operation in which the fingertip F touches the unintended operation surface due to the poor operation posture, there is a high possibility that a suddenly changing waveform appears, and the detection value may exceed the threshold value Cth. Is expensive. However, in this type of erroneous operation, the contact time is likely to be shorter than in the intended operation.
この点に着目した本実施形態では、運転席Dr側乗員による操作の場合には、助手席Pa側乗員による操作の場合に比べて継続時間Tthを長くするので、誤操作時のオン判定が抑制されるようになる。 In this embodiment focusing on this point, in the case of an operation by the driver's seat Dr side occupant, the duration Tth is made longer than in the case of the operation by the passenger's seat Pa side occupant. Become so.
(他の実施形態)
本発明は上記実施形態の記載内容に限定されず、以下のように変更して実施してもよい。また、各実施形態の特徴的構成をそれぞれ任意に組み合わせるようにしてもよい。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the description of the above embodiment, and may be modified as follows. Moreover, you may make it combine the characteristic structure of each embodiment arbitrarily, respectively.
図5に示す実施形態では、急変波形の出現(S11:YES)、高レベル状態(S12:YES)、および高レベル状態の継続(S14:YES)の3つの条件を全て満たした場合に接触操作であると判定している。これに対し、高レベル状態および高レベル状態の継続といった2つの条件のうち少なくとも1つを廃止してもよい。図6に示す実施形態でも同様にして、通常レベル状態(S22:YES)および通常レベル状態の継続(S24:YES)といった2つの条件のうち少なくとも1つを廃止してもよい。 In the embodiment shown in FIG. 5, the touch operation is performed when all three conditions of appearance of a suddenly changing waveform (S11: YES), high level state (S12: YES), and continuation of the high level state (S14: YES) are satisfied. It is determined that. On the other hand, at least one of the two conditions such as the high level state and the continuation of the high level state may be abolished. Similarly, in the embodiment shown in FIG. 6, at least one of the two conditions such as the normal level state (S22: YES) and the continuation of the normal level state (S24: YES) may be abolished.
図7および図8に示す実施形態では、以下の2つの条件を全て満たした場合に接触操作または離反操作であると判定している。すなわち、閾値Cthを超えた時にV2、V3≧Vtha(S31:YES)(S41:YES)といった条件、および状態の継続(S33:YES)(S43:YES)といった条件である。これに対し、高レベル状態または通常レベル状態の継続といった条件を廃止してもよい。 In the embodiment shown in FIGS. 7 and 8, it is determined that the contact operation or the separation operation is performed when all of the following two conditions are satisfied. That is, there are conditions such as V2, V3 ≧ Vtha (S31: YES) (S41: YES) and continuation of the state (S33: YES) (S43: YES) when the threshold Cth is exceeded. On the other hand, conditions such as continuation of the high level state or the normal level state may be abolished.
操作面11〜16の雰囲気湿度が高いほど検出値は高い値になるため、湿度に応じて各種判定に用いる所定速度Vth、閾値Cthおよび継続時間Tthを変更すれば、誤判定の抑制と操作性向上との両立性を向上できる。例えば、湿度が高いほど所定速度Vthを大きくし、閾値Cthを高くし、継続時間Tthを長くする。 Since the detected value becomes higher as the atmospheric humidity on the operation surfaces 11 to 16 is higher, if the predetermined speed Vth, the threshold value Cth, and the duration Tth used for various determinations are changed according to the humidity, erroneous determination can be suppressed and operability can be improved. Compatibility with improvement can be improved. For example, the higher the humidity, the larger the predetermined speed Vth, the higher the threshold Cth, and the longer the duration Tth.
上記各実施形態では、車両Vの走行振動に関する情報として車速を取得し、車速に応じて継続時間Tthを変更している。これに対し、車両Vの走行加速度を検出する加速度センサの検出値を、走行振動に関する情報として取得してもよい。また、車両Vのピッチング角度やヨーイング角度等、車両Vの姿勢を検出するセンサの検出値が車両Vの振動度合いと相関が高いことに着目し、これらの検出値を走行振動に関する情報として取得してもよい。 In each of the above embodiments, the vehicle speed is acquired as information related to the traveling vibration of the vehicle V, and the duration Tth is changed according to the vehicle speed. On the other hand, you may acquire the detected value of the acceleration sensor which detects the traveling acceleration of the vehicle V as information regarding traveling vibration. Also, paying attention to the fact that the detection values of the sensors that detect the attitude of the vehicle V, such as the pitching angle and yawing angle of the vehicle V, have a high correlation with the degree of vibration of the vehicle V, these detection values are acquired as information related to running vibration. May be.
図5、図6、図7および図8に示す実施形態では、継続時間Tthを操作状況に応じて変更している。これに対し、各種判定に用いる所定速度Vthや閾値Cthも、操作状況に応じて変更してもよい。 In the embodiment shown in FIGS. 5, 6, 7 and 8, the duration Tth is changed according to the operation status. On the other hand, the predetermined speed Vth and the threshold value Cth used for various determinations may be changed according to the operation situation.
図5、図6、図7および図8に示す実施形態では、継続時間Tthを車速に応じて設定するにあたり、停止時、低速走行時および高速走行時の3段階で継続時間Tthを切り替えている。これに対し、停止時と走行時の2段階で切り替えてもよいし、4段階以上で切り替えてもよい。 In the embodiment shown in FIG. 5, FIG. 6, FIG. 7 and FIG. 8, in setting the duration time Tth according to the vehicle speed, the duration time Tth is switched in three stages: stop, low speed travel and high speed travel. . On the other hand, the switching may be performed in two stages at the time of stopping and traveling, or may be switched in four or more stages.
操作プレート10の比誘電率は温度に依存して変化するので、検出値は温度に依存して変化する。このことを鑑みて、各種判定に用いる所定速度Vth、閾値Cthおよび継続時間Tthを、温度に応じて変更してもよい。
Since the relative dielectric constant of the
図3に示す実施形態では、電極21〜26がシート20aの内部に保持された構造である。この構造に替えて、電極21〜26がシート20aの表面に印刷された構造であってもよい。
In the embodiment shown in FIG. 3, the
図3に示す実施形態では、電極21〜26に指先Fを近づけると電極21〜26の静電容量が増加する自己容量方式の装置を採用している。これに対し、電極21〜26の各々に対して受信電極を備える相互容量方式を採用してもよい。相互容量方式では、電極21〜26に指先Fを近づけると電極21〜26と受信電極との間で生じる電界が減少して受信電極の電荷が減少する。この電荷の減少に応じた電気信号を電極21〜26または受信電極は出力する。
In the embodiment shown in FIG. 3, a self-capacitance type device is employed in which the capacitance of the
図1に示す実施形態では、車両Vに搭載された静電容量式操作装置Voに本発明を適用しているが、本発明は、車両Vに搭載されたものに限定されるものではない。 In the embodiment shown in FIG. 1, the present invention is applied to the capacitive operation device Vo mounted on the vehicle V, but the present invention is not limited to the one mounted on the vehicle V.
上記各実施形態では、ユーザの指先Fを操作面11〜16に接触させて操作することを想定しており、指先Fを操作体としている。これに対し、例えばペン形状の操作部材をユーザが持ち、その操作部材を操作面11〜16に接触させて操作してもよく、この場合には、人体以外の操作部材が操作体として機能する。また、ユーザが手袋をはめた状態で操作面11〜16を接触操作した場合には、手袋が操作体として機能する。 In each of the above embodiments, it is assumed that the user's fingertip F is operated while being in contact with the operation surfaces 11 to 16, and the fingertip F is used as the operating body. On the other hand, for example, the user may hold a pen-shaped operation member and operate it by bringing the operation member into contact with the operation surfaces 11 to 16. In this case, an operation member other than the human body functions as the operation body. . Further, when the user performs a contact operation on the operation surfaces 11 to 16 while wearing gloves, the gloves function as an operation body.
10…操作プレート、11、12、13、14、15、16…操作面、21、22、23、24、25、26…電極、41…検出手段、42…急変判定手段、46…接触判定手段、F…指先(操作体)、Tup…上昇変化期間(変化期間)、Tdw…減少変化期間(変化期間)、V1、V2、V3、V4…検出値の変化速度、Vth…所定速度、ΔVth…所定量。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記操作面に前記操作体が接触する接触操作、または前記操作面に接触していた前記操作体が該操作面から離れる離反操作が為されたと判定する接触判定手段(46)と、を備える静電容量式操作装置において、
前記操作面に対して前記操作体の反対側に位置する電極(21、22、23、24、25、26)と、
前記操作体と前記電極との間で生じる静電容量の変化量に応じた検出値を取得する検出手段(41)と、
前記検出値の変化速度(V1、V2、V3、V4)が所定速度(Vth)以上になっている変化期間(Tup、Tdw)中に、前記変化速度の単位時間当たりの変化量が所定量(ΔVth)以上になっている急変現象が現れたか否かを判定する急変判定手段(42)と、
を備え、
前記接触判定手段は、前記急変判定手段により前記急変現象が現れたと判定されたことを条件として、前記接触操作または前記離反操作が為されたと判定することを特徴とする静電容量式操作装置。 An operation plate (10) that forms an operation surface (11, 12, 13, 14, 15, 16) to be contact-operated by the operation body (F);
A contact determining means (46) for determining that a contact operation in which the operating body comes into contact with the operating surface or a separating operation in which the operating body in contact with the operating surface is separated from the operating surface has been performed. In the capacitive operation device,
Electrodes (21, 22, 23, 24, 25, 26) located on the opposite side of the operation body with respect to the operation surface;
Detection means (41) for acquiring a detection value corresponding to the amount of change in capacitance generated between the operating body and the electrode;
During the change period (Tup, Tdw) in which the change speed (V1, V2, V3, V4) of the detected value is equal to or higher than the predetermined speed (Vth), the change amount per unit time of the change speed is a predetermined amount ( Sudden change determination means (42) for determining whether or not a sudden change phenomenon equal to or greater than (ΔVth) has occurred;
With
The capacitance-type operation device, wherein the contact determination unit determines that the contact operation or the separation operation is performed on the condition that the sudden change determination unit determines that the sudden change phenomenon has occurred.
前記急変判定手段により前記急変現象が現れたと判定され、かつ、前記レベル判定手段により前記高レベル状態が現れたと判定されたことを条件として、前記接触操作または前記離反操作が為されたと前記接触判定手段は判定することを特徴とする請求項1に記載の静電容量式操作装置。 Level determining means (43) for determining whether or not a high level state in which the detected value is equal to or greater than a predetermined threshold (Cth) appears in the change period,
The contact determination that the contact operation or the separation operation has been performed on the condition that the sudden change phenomenon is determined by the sudden change determination unit and the high level state is determined by the level determination unit. The electrostatic capacity type operating device according to claim 1, wherein the means is determined.
前記急変判定手段により前記急変現象が現れたと判定され、かつ、前記継続判定手段により継続時間以上維持されたと判定されたことを条件として、前記接触操作または前記離反操作が為されたと前記接触判定手段は判定することを特徴とする請求項2に記載の静電容量式操作装置。 Continuation determining means (44) for determining whether the high level state or the normal level state in which the detection value is less than the threshold is maintained for a predetermined duration (Tth) or more,
The contact determination means that the contact operation or the separation operation has been performed on the condition that the sudden change determination means has determined that the sudden change phenomenon has occurred, and the continuation determination means has determined that the duration has been maintained for a duration or longer. The capacitance type operating device according to claim 2, wherein determination is made.
前記変更手段は、前記車両の走行振動に関する情報を前記操作状況の情報として取得するとともに、前記走行振動が大きい状況であるほど、前記継続時間を長い時間に変更することを特徴とする請求項4に記載の静電容量式操作装置。 The operation plate is installed in a vehicle (V).
5. The change means acquires information related to driving vibration of the vehicle as information on the operation status, and changes the duration to a longer time as the driving vibration is larger. Capacitance type operation device described in 1.
前記操作面に前記操作体が接触する接触操作、または前記操作面に接触していた前記操作体が該操作面から離れる離反操作が為されたと判定する接触判定手段(46)と、を備える静電容量式操作装置において、
前記操作面に対して前記操作体の反対側に位置する電極(21、22、23、24、25、26)と、
前記操作体と前記電極との間で生じる静電容量の変化量に応じた検出値を取得する検出手段(41)と、
を備え、
前記接触判定手段は、前記検出値が所定の閾値(Cth)を跨ぐように変化する時の前記検出値の変化速度(V2、V3)が所定速度(Vtha)以上になっていることを条件として、前記接触操作または前記離反操作が為されたと判定することを特徴とする静電容量式操作装置。 An operation plate (10) that forms an operation surface (11, 12, 13, 14, 15, 16) to be contact-operated by the operation body (F);
A contact determining means (46) for determining that a contact operation in which the operating body comes into contact with the operating surface or a separating operation in which the operating body in contact with the operating surface is separated from the operating surface has been performed. In the capacitive operation device,
Electrodes (21, 22, 23, 24, 25, 26) located on the opposite side of the operation body with respect to the operation surface;
Detection means (41) for acquiring a detection value corresponding to the amount of change in capacitance generated between the operating body and the electrode;
With
The contact determination means is provided on the condition that a change speed (V2, V3) of the detection value when the detection value changes so as to cross a predetermined threshold (Cth) is equal to or higher than a predetermined speed (Vtha). It is determined that the contact operation or the separation operation has been performed.
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JP2017156823A (en) * | 2016-02-29 | 2017-09-07 | アルプス電気株式会社 | Determination device and determination method |
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2014
- 2014-01-08 JP JP2014002001A patent/JP2015130122A/en active Pending
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