JP2016208342A

JP2016208342A - 静電容量型入力装置

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Publication number: JP2016208342A
Application number: JP2015089244A
Authority: JP
Inventors: 章司山崎; Shoji Yamazaki
Original assignee: Shin Etsu Polymer Co Ltd; Shin Etsu Chemical Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Polymer Co Ltd; Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority date: 2015-04-24
Filing date: 2015-04-24
Publication date: 2016-12-08

Abstract

【課題】手袋着用を問わず、誤動作を招かずに正確に反応する静電容量型入力装置を提供する。【解決手段】指と静電容量センサ間の静電容量を検出してＯＮ／ＯＦＦを出力する検出判定手段に、出力状態のＯＦＦ時に静電容量値と第１閾値を比較する機能、静電容量値が第１閾値未満の場合にＯＦＦ継続する機能、静電容量値が第１閾値以上の場合に静電容量値から前回の静電容量値を減算した減算値と第２閾値を比較する機能、減算値が第２閾値より大きい場合にＯＦＦ継続する機能、減算値が第２閾値以下の場合に出力ＯＮする機能、出力状態のＯＮ時に静電容量値と第３閾値を比較する機能、静電容量値が第３閾値以下の場合にＯＦＦする機能、静電容量値が第３閾値より大きい場合に前回の静電容量値から静電容量値を減算した減算値と第４閾値を比較する機能、減算値が第４閾値未満の場合にＯＮ継続する機能、減算値が第４閾値以上の場合にＯＦＦする機能を有する。【選択図】図６

Description

本発明は、音楽プレイヤー、家電製品、コンピュータ機器、情報通信機器、自動車等に用いられる静電容量型入力装置に関するものである。

従来における静電容量型入力装置は、図示しないが、例えば導電性の操作体である指と選択された電極との間に静電容量を形成可能な静電容量センサと、指と静電容量センサの選択された電極との間に形成された静電容量を検出する検出判定部とを備え、この検出判定部により、形成された静電容量を所定の閾値と比較するとともに、この比較結果に応じて指の接触操作の有無を判定し、所定のスイッチング機能を発揮するよう構成されている（特許文献１、２、３参照）。

静電容量センサは、例えば絶縁性を有する基材の表面ＸＹ方向に多数の電極が配列され、基材の表面に、多数の電極を被覆する操作パネルが積層して貼着されており、この操作パネルの表面に指が接触して選択した電極に対向する。また、検出判定部の所定の閾値は、一般的には手袋を嵌めていない指を基準に事前に設定されている。

特開２００７−１１０５３８号公報特開２０１０−１３９３６２号公報特開２０１０−３４８２８号公報

従来における静電容量型入力装置は、以上のように構成され、検出判定部の所定の閾値が導電性の低い手袋を嵌めていない指を前提に高い値に設定されている。したがって、導電性の低い手袋を嵌めた指で操作パネルを操作する場合には、手袋の厚さ分だけ指と電極との間の距離が大きく長くなるので、予定した静電容量値を得ることができず、入力操作に支障を来すことがある。この問題を解決するには、手袋を嵌めた指を前提に検出判定部の所定の閾値を低い値に変更すれば良いが、そうすると、今度は手袋を嵌めていない指で操作パネルを操作する場合に、指で操作パネルに触れる前に反応してしまい、入力に意図しない誤動作が生じることがある。

すなわち、従来における静電容量型入力装置には、素手で誤動作しないように所定の閾値を高い値に設定すると、手袋を嵌めているときには反応せず、逆に手袋で動作するように所定の閾値を低い値に設定すると、手袋を嵌めていないときに意図しない誤動作を招くという問題がある。

本発明は上記に鑑みなされたもので、手袋着用の有無にかかわらず、誤動作を招くことなく正確に反応する静電容量型入力装置を提供することを目的としている。

本発明においては上記課題を解決するため、操作体と電極との間に静電容量を形成可能な静電容量センサと、操作体と静電容量センサの電極との間に形成された静電容量を検出してＯＮ状態又はＯＦＦ状態を出力する検出判定手段とを備えた装置であって、
検出判定手段は、検出した静電容量値を取り込む機能と、現在の出力状態がＯＮ状態か否かを判定する機能と、
現在の出力状態がＯＦＦ状態の場合に静電容量値と第１閾値とを比較する機能と、比較した静電容量値が第１閾値未満の場合にＯＦＦ状態を継続する機能と、比較した静電容量値が第１閾値以上の場合に今回の静電容量値から前回の静電容量値を減算した減算値と第２閾値とを比較する機能と、減算した減算値が第２閾値より大きい場合にＯＦＦ状態を継続する機能と、減算した減算値が第２閾値以下の場合に出力状態をＯＮ状態にする機能と、
現在の出力状態がＯＮ状態の場合に静電容量値と第３閾値とを比較する機能と、比較した静電容量値が第３閾値以下の場合に出力状態をＯＦＦ状態にする機能と、比較した静電容量値が第３閾値より大きい場合に前回の静電容量値から今回の静電容量値を減算した減算値と第４閾値とを比較する機能と、減算した減算値が第４閾値未満の場合にＯＮ状態を継続する機能と、減算した減算値が第４閾値以上の場合にＯＦＦ状態にする機能とを実現することを特徴としている。

なお、検出判定手段には、静電容量センサの電極で検出した静電容量の変化値を取り込む機能と、現在の出力状態がＯＮ状態か否かを判定する機能と、
現在の出力状態がＯＦＦ状態の場合に静電容量の変化値と第１の閾値とを比較する機能と、比較した静電容量の変化値が第１の閾値未満の場合にＯＦＦ状態を継続する機能と、比較した静電容量の変化値が第１の閾値以上の場合に今回の静電容量の変化値から前回の静電容量の変化値を減算した減算値と第２の閾値とを比較する機能と、減算した減算値が第２の閾値より大きい場合にＯＦＦ状態を継続する機能と、減算した減算値が第２の閾値以下の場合に出力状態をＯＮ状態にする機能と、
現在の出力状態がＯＮ状態の場合に静電容量の変化値と第３の閾値とを比較する機能と、比較した変化値が第３の閾値以下の場合に出力状態をＯＦＦ状態にする機能と、比較した静電容量の変化値が第３の閾値より大きい場合に前回の静電容量の変化値から今回の静電容量の変化値を減算した減算値と第４の閾値とを比較する機能と、減算した減算値が第４の閾値未満の場合にＯＮ状態を継続する機能と、減算した減算値が第４の閾値以上の場合にＯＦＦ状態にする機能とを実現させることができる。

また、検出判定手段には、静電容量センサの電極で検出した静電容量の検出値を取り込む機能と、現在の出力状態がＯＮ状態か否かを判定する機能と、
現在の出力状態がＯＦＦ状態の場合に静電容量の検出値と第５の閾値とを比較する機能と、比較した静電容量の検出値が第５の閾値未満の場合にＯＦＦ状態を継続する機能と、比較した静電容量の検出値が第５の閾値以上の場合に今回の静電容量の検出値から前回の静電容量の検出値を減算した減算値と第６の閾値とを比較する機能と、減算した減算値が第６の閾値より大きい場合にＯＦＦ状態を継続する機能と、減算した減算値が第６の閾値以下の場合に出力状態をＯＮ状態にする機能と、
現在の出力状態がＯＮ状態の場合に静電容量の検出値と第７の閾値とを比較する機能と、比較した検出値が第７の閾値以下の場合に出力状態をＯＦＦ状態にする機能と、比較した静電容量の検出値が第７の閾値より大きい場合に前回の静電容量の検出値から今回の静電容量の検出値を減算した減算値と第８の閾値とを比較する機能と、減算した減算値が第８の閾値未満の場合にＯＮ状態を継続する機能と、減算した減算値が第８の閾値以上の場合にＯＦＦ状態にする機能とを実現させることもできる。

ここで、特許請求の範囲における操作体には、少なくとも導電性の低い手袋を嵌めた指、素手の指、導電性を有する太い筆記具や細い筆記具等が含まれる。この操作体の静電容量センサの電極に対する接近には、少なくとも近接、接触、圧接が含まれる。静電容量センサは、例えば絶縁性を有する基材に、複数の電極が配列されるとともに、この複数の電極を被覆保護する操作パネルが積層されることで形成される。

検出判定手段の静電容量値には、少なくとも静電容量に関する変化値や検出値が含まれる。この検出判定手段の閾値の設定に際しては、定数により設定しても良いし、現在の変化値や変化値に対する比で設定しても良い。第１閾値には、第１の閾値と第５の閾値とが含まれ、第２閾値には、第２の閾値と第６の閾値とが含まれる。また、第３閾値には、第３の閾値と第７の閾値とが含まれ、第４閾値には、第４の閾値と第８の閾値とが含まれる。

本発明によれば、静電容量値と閾値とを比較するだけではなく、静電容量の変化量をも加えて判定するので、静電容量型入力装置を手袋着用の有無等にかかわらず、誤動作を招くことなく略正確に反応させることができるという効果がある。また、操作体が指の場合、指先の太い細いにかかわらず、誤動作を招くことなく略正確に反応させることができる。

請求項２記載の発明によれば、例え検出判定手段として、ＰＳｏＣ等のマイクロコントローラを採用し、このマイクロコントローラのＤｉｆｆ値を静電容量の変化値として用いても、静電容量型入力装置を手袋着用の有無等にかかわらず、誤動作を招くことなく略正確に反応させることができる。

請求項３記載の発明によれば、例え検出判定手段として、ＰＳｏＣ等のマイクロコントローラを採用し、このマイクロコントローラのＲａｗカウントを静電容量の検出値として用いても、静電容量型入力装置を手袋着用の有無等にかかわらず、誤動作を招くことなく略正確に反応させることが可能になる。また、Ｄｉｆｆ値ではなく、Ｒａｗカウントを静電容量の検出値とすれば、プログラム動作の高速化を図ることができる。

本発明に係る静電容量型入力装置の実施形態における手袋を着用した指と静電容量センサシートの接近状態を模式的に示す断面説明図である。本発明に係る静電容量型入力装置の実施形態における手袋を着用した指と静電容量センサシートの近接状態を模式的に示す断面説明図である。本発明に係る静電容量型入力装置の実施形態における手袋を着用した指と静電容量センサシートの接触状態を模式的に示す断面説明図である。本発明に係る静電容量型入力装置の実施形態における手袋を着用した指と静電容量センサシートの圧接状態を模式的に示す断面説明図である。本発明に係る静電容量型入力装置の実施形態における素手の指と静電容量センサシートの圧接状態を模式的に示す断面説明図である。本発明に係る静電容量型入力装置の実施形態におけるフローチャートである。本発明に係る静電容量型入力装置の実施形態における指とＤｉｆｆ値との関係を示すグラフである。本発明に係る静電容量型入力装置の実施形態における手袋を着用した指とＤｉｆｆ値との関係を示すグラフである。本発明に係る静電容量型入力装置の実施形態におけるＤｉｆｆ値の変化を示すグラフである。本発明に係る静電容量型入力装置の第２の実施形態を模式的に示すフローチャートである。本発明に係る静電容量型入力装置の第２の実施形態における指とＲａｗカウントとの関係を示すグラフである。本発明に係る静電容量型入力装置の第２の実施形態における手袋を着用した指とＲａｗカウントとの関係を示すグラフである。

以下、図面を参照して本発明の好ましい実施の形態を説明すると、本実施形態における静電容量型入力装置は、図１ないし図９に示すように、操作体である指１と電極１２との間に静電容量を形成可能な静電容量センサシート１０と、この静電容量センサシート１０に接続されて指１と静電容量センサシート１０の電極１２との間に形成された静電容量を検出する検出判定手段とを備え、この検出判定手段による比較判定を一段階ではなく、複数の段階に分けて実施するようにしている。

操作体である指１は、図１ないし図５に示すように、一般的な公知の手袋２を嵌めた状態でも良いし、手袋２を使用しない素手の状態でも良い。また、一般的な男性の太い指１でも良いし、一般的な女性や子供の細い指１でも良い。

静電容量センサシート１０は、図１ないし図５に示すように、例えば可撓性や絶縁性を有する薄い基材１１の表面に、指１との間に静電容量を形成可能な多数の電極１２が配列され、基材１１の表面に、多数の電極１２を被覆保護する絶縁性の操作パネル１３が両面粘着テープ１４を介し積層して貼着されており、この操作パネル１３の表面に指１が接触して選択した電極１２に対向する。

基材１１は、特に限定されるものではないが、例えばポリエステル系、ポリプロピレン系、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリイミド、フェノール樹脂系、ガラス繊維含浸エポキシ樹脂、アクリル製のフィルムが使用され、平面矩形や凸字形等に形成されて検出判定手段の入力端子に電気コネクタを介し電気的に接続される。これらの材質の中では、寸法安定性や絶縁性に優れる可撓性の薄い透明なポリエチレンテレフタレートやポリカーボネート製のフィルムが好適である。

多数の電極１２は、例えば基材１１の表面ＸＹ方向にｍ×ｎ（例えば、２×３、３×３、６×６等）のマトリクスに配列され、各電極１２が平面円形、矩形、多角形、菱形等の薄膜に形成される。各電極１２の周縁部には導電性の細長い薄膜の配線ラインが接続され、この配線ラインが基材１１の周縁部を経由して検出判定手段の入力端子に電気コネクタを介し電気的に接続される。これらの電極１２や配線ラインの材質としては、例えば金、銀、銅、ニッケル、アルミニウム、真鍮、これらの積層部材や合金、導電ペースト、カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバー、金属メッシュ、金属ナノファイバー、導電性ポリマー等があげられる。

操作パネル１３は、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリエチレンナフタレート、ポリイミド、アクリル樹脂製の樹脂成形品が使用され、静電容量センサシート１０に対応する形に形成される。この操作パネル１３は、必要に応じて光透過性が付与され、表面に、指１の接触操作に資する所定の意匠（例えば、文字、数字、模様等）が選択的に形成される。また、両面粘着テープ１４は、特に限定されるものではないが、例えば初期粘着力を重視する場合、表裏両面が粘着性を有するアクリル系の粘着テープ等が使用される。

このような静電容量センサシート１０は、図１に示すように、指１が操作パネル１３の表面からやや離れ、操作しない接近状態の場合には、操作パネル１３を挟む指１と電極１２との間にきわめて小さな静電容量を形成する。静電容量は、二つの導電体の距離に反比例するので、指１と電極１２との間の距離が大きく長いときには、きわめて小さな値となる。

これに対し、図２に示すように、指１が操作パネル１３の表面に近接する場合には、操作パネル１３を挟む指１と電極１２との間に所定の小さな静電容量を形成する。この場合の静電容量は、指１と電極１２との間の距離が小さく短くなるので、接近状態のときよりも大きな値となる。さらに、図３ないし図５に示すように、指１が操作パネル１３の表面に接触したり、接触後に圧接操作する場合には、操作パネル１３を挟む指１と電極１２との間に大きな静電容量を形成する。圧接操作の場合の静電容量は、指１と電極１２との間の距離が最も小さく短くなり、しかも、指先が変形して電極１２に対する対向面積が拡大するので、単なる接触状態のときよりも大きな値となる。

検出判定手段は、特に限定されるものではないが、所定のマイクイロコントローラが使用される。このマイクロコントローラとしては、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、Ｉ／Ｏブロック等を内蔵し、デジタル回路とアナログ回路とをＩＣ内で別々に設計可能なサイプレス社製のＰＳｏＣ（サイプレスセミコンダクターコーポレーションの登録商標）があげられる。このＰＳｏＣには、ＣＹ８Ｃ２１６４５タイプ、ＣＹ８Ｃ２２３４５タイプ、ＣＹ８Ｃ２４９９４タイプがある。

検出判定手段のマイクロコントローラは、ＲＡＭに所定の履歴等が記憶されるとともに、ＲＯＭに所定のプログラムが記憶され、このプログラムが制御コントローラにより、必要に応じて書き換えられる。所定のプログラムは、静電容量センサシート１０の種類等に応じて書き換えられる。

検出判定手段のマイクロコントローラとして、ＰＳｏＣが採用される場合、このＰＳｏＣは、静電容量センサシート１０の静電容量に応じて等価デジタルカウントであるＲａｗカウントを絶えず連続して出力する。このＲａｗカウントから基準値であるベースライン値を減算した数値をＤｉｆｆ値というが、このＤｉｆｆ値が本実施形態において、静電容量の変化値として用いられる。この静電容量の変化値は、Ｒａｗカウント同様、指１の接触回数に拘わりなく、例えば１分間に１００回以上等、絶えず連続して出力され、検出判定手段に連続して取り込まれる。

このような検出判定手段は、ＣＰＵがＲＡＭ領域を作業領域としてメモリに記憶された所定のプログラムを読み込むことにより、コンピュータとして所定の機能を実現する。すなわち、検出判定手段は、図６に示すように、静電容量センサシート１０の電極１２により、検出した静電容量の変化値を取り込む機能と、現在の出力状態がＯＮ状態か否かを判定する機能と、現在の出力状態がＯＦＦ状態の場合に静電容量の変化値と第１の閾値とを比較する機能と、比較した静電容量の変化値が第１の閾値未満の場合にＯＦＦ状態を継続する機能と、比較した静電容量の変化値が第１の閾値以上の場合に今回の静電容量の変化値から前回の静電容量の変化値を減算した減算値と第２の閾値とを比較する機能と、減算した減算値が第２の閾値よりも大きい場合にＯＦＦ状態を継続する機能と、減算した減算値が第２の閾値以下の場合に出力状態をＯＮ状態にする機能と、現在の出力状態がＯＮ状態の場合に静電容量の変化値と第３の閾値とを比較する機能と、比較した静電容量の変化値が第３の閾値以下の場合に出力状態をＯＦＦ状態にする機能と、比較した静電容量の変化値が第３の閾値よりも大きい場合に前回の静電容量の変化値から今回の静電容量の変化値を減算した減算値と第４の閾値とを比較する機能と、減算した減算値が第４の閾値未満の場合にＯＮ状態を継続する機能と、減算した減算値が第４の閾値以上の場合にＯＦＦ状態にする機能とを実現する。

この検出判定手段の機能に関し、指１と静電容量センサシート１０、及び静電容量の変化値、すなわち、Ｄｉｆｆ値の関係について図７ないし図９を用いて説明する。図中、Ａ部は指１が静電容量センサシート１０の電極１２に接近し、接触した場合のＤｉｆｆ値、Ｂ部は指１が静電容量センサシート１０の電極１２に操作パネル１３を介して接触し、圧接した場合のＤｉｆｆ値、Ｃ部は指１が静電容量センサシート１０の電極１２から離れ、離れていく場合のＤｉｆｆ値である。

Ａ部のＤｉｆｆ値は、指１が電極１２に操作パネル１３を介して接触した瞬間に急激に上昇し、指１と電極１２との間の距離の変化に応じて変化する。これに対し、Ｂ部のＤｉｆｆ値は、Ａ部と異なり、指１が電極１２に操作パネル１３を介して接触し、その後、圧接して指１の対向面積が拡大するのに応じ、僅かな増減を繰り返しながら緩やかに変化する。Ｃ部のＤｉｆｆ値は、指１が電極１２から操作パネル１３を介して離れた瞬間に急激に低下する。

手袋２を嵌めた指１、太い指１、細い指１の静電容量の大小を総合的に考慮すると、検出判定手段は、図９の急激に変化するＡ部ではなく、緩やかに変化するＢ部の始点付近でＯＮ状態となるのが好ましい。同様に、図９の急激に変化するＣ部ではなく、Ｂ部の終点付近でＯＦＦ状態となるのが好ましい。これらの点を踏まえ、検出判定手段には、第１、第３の閾値を用いた比較判定機能の他、第２、第４の閾値を用いた比較判定機能が付加される。

第１〜第４の閾値は、手袋２を嵌めた指１、太い指１、細い指１を前提にした実験結果等に鑑み、最適値に設定される。具体的には図７や図８に部分的に示すように、第１の閾値は２００、第２の閾値は２０、第３の閾値は１７５、第４の閾値は２０にそれぞれ設定される。第１、第３の閾値は、手袋２を嵌めた指１のＯＮ／ＯＦＦを前提に設定され、ヒステリシスの関係上、第１の閾値よりも第３の閾値が低い値となる。また、第２、第４の閾値は、手袋２を嵌めていない素手の指１のＯＮ／ＯＦＦを前提に設定される。これら第２、第４の閾値は、定数でも良いが、現在の変化値や変化値に対する比で設定することもできる。

上記において、手袋２を嵌めた指１が静電容量センサシート１０の選択した電極１２に操作パネル１３を介しやや離れて位置すると、操作パネル１３を挟む手袋２の指１と選択した電極１２との間の静電容量は非常に小さな値を示す。この際、検出判定手段は、検出した静電容量の非常に小さな変化値を取り込み（図６のＳ１）、現在の出力状態がＯＮ状態か否かを判定する（図６のＳ２）。

検出判定手段は、現在の出力状態がＯＦＦ状態である場合、静電容量の変化値と第１の閾値とを比較する（図６のＳ３）。比較の結果、静電容量の変化値が第１の閾値未満となるので、ＯＦＦ状態を継続（図６のＳ４）し、手袋２の指１が静電容量センサシート１０の電極１２に操作パネル１３を介して接触していないと判断する。

次いで、手袋２を嵌めた指１が静電容量センサシート１０の選択した電極１２に操作パネル１３を介して接近（図１参照）すると、操作パネル１３を挟む手袋２の指１と選択した電極１２との間の静電容量はきわめて小さな値を示す。この際、検出判定手段は、検出した静電容量のきわめて小さな変化値を取り込み（図６のＳ１）、現在の出力状態がＯＮ状態か否かを判定する（図６のＳ２）。

検出判定手段は、現在の出力状態がＯＦＦ状態の場合、静電容量の変化値と第１の閾値とを比較（図６のＳ３）し、比較した結果、静電容量の変化値が第１の閾値未満になると、ＯＦＦ状態を継続（図６のＳ４）し、手袋２の指１が静電容量センサシート１０の電極１２に操作パネル１３を介して接触していないと判断する。

次いで、手袋２を嵌めた指１が静電容量センサシート１０の選択した電極１２に操作パネル１３を介して近接（図２参照）すると、操作パネル１３を挟む手袋２の指１と選択した電極１２との間の静電容量は小さな値を示す。この際、検出判定手段は、検出した静電容量の小さな変化値を取り込み（図６のＳ１）、現在の出力状態がＯＮ状態か否かを判定する（図６のＳ２）。

次いで、手袋２を嵌めた指１が静電容量センサシート１０の選択した電極１２に操作パネル１３を介して接触（図３参照）すると、操作パネル１３を挟む手袋２の指１と選択した電極１２との間の静電容量は大きな値となる。この際、検出判定手段は、検出した静電容量の変化値を取り込み（図６のＳ１）、現在の出力状態がＯＮ状態か否かを判定する（図６のＳ２）。

検出判定手段は、現在の出力状態がＯＦＦ状態の場合、静電容量の変化値と第１の閾値とを比較（図６のＳ３）し、比較した結果、静電容量の変化値が第１の閾値以上になると、今回の静電容量の変化値から前回の静電容量の変化値を減算した減算値と第２の閾値とを比較（図６のＳ５）する。比較の結果、減算値が第２の閾値以下となるので、出力状態をＯＮ状態（図６のＳ６）とし、手袋２の指１が静電容量センサシート１０の電極１２に操作パネル１３を介して接触していると判断する。

次いで、手袋２を嵌めた指１が静電容量センサシート１０の選択した電極１２に操作パネル１３を介し圧接（図４参照）して操作しようとすると、操作パネル１３を挟む手袋２の指１と選択した電極１２との間の静電容量は増大する。この際、検出判定手段は、検出した静電容量の変化値を取り込み（図６のＳ１）、現在の出力状態がＯＮ状態か否かを判定する（図６のＳ２）。

検出判定手段は、現在の出力状態がＯＮ状態の場合、静電容量の変化値と第３の閾値とを比較（図６のＳ７）し、比較した静電容量の変化値が第３の閾値よりも大きい場合には、前回の静電容量の変化値から今回の静電容量の変化値を減算した減算値と第４の閾値とを比較（図６のＳ８）する。比較の結果、減算値が第４の閾値未満となるので、ＯＮ状態を継続（図６のＳ９）し、手袋２の指１が静電容量センサシート１０の電極１２に操作パネル１３を介して接触、あるいは圧接していると判断する。

なお、減算値と第４の閾値とを比較した結果、減算値が第４の閾値以上となる場合には、手袋２の指１が静電容量センサシート１０の電極１２に操作パネル１３を介して接触していないと判断する。

手袋２を嵌めた指１が静電容量センサシート１０の選択した電極１２から操作パネル１３を介して離れると、検出判定手段は、静電容量の変化値と第３の閾値とを比較（図６のＳ７）する。比較の結果、静電容量の変化値が第３の閾値以下となるので、出力状態をＯＦＦ状態（図６のＳ１０）とし、手袋２の指１が静電容量センサシート１０の操作パネル１３から離れたと判断する。

次に、素手の指１が静電容量センサシート１０の選択した電極１２に操作パネル１３を介して近接すると、操作パネル１３を挟む指１と選択した電極１２との間の静電容量は、手袋２を嵌めた指１で近接するときよりも大きい値となる。この際、検出判定手段は、検出した静電容量の変化値を取り込み（図６のＳ１）、現在の出力状態がＯＮ状態か否かを判定する（図６のＳ２）。

検出判定手段は、現在の出力状態がＯＦＦ状態の場合、静電容量の変化値と第１の閾値とを比較（図６のＳ３）し、比較した結果、静電容量の変化値が第１の閾値以上になると、今回の静電容量の変化値から前回の静電容量の変化値を減算した減算値と第２の閾値とを比較（図６のＳ５）する。比較の結果、減算値が第２の閾値よりも大きくなるので、出力状態をＯＦＦ状態のまま（図６のＳ４）とし、指１が静電容量センサシート１０の電極１２に触れていないと判断する。

次いで、素手の指１が静電容量センサシート１０の選択した電極１２に操作パネル１３を介して接触すると、操作パネル１３を挟む指１と選択した電極１２との間の静電容量は大きくなる。この際、検出判定手段は、検出した静電容量の変化値を取り込み（図６のＳ１）、現在の出力状態がＯＮ状態か否かを判定する（図６のＳ２）。

検出判定手段は、現在の出力状態がＯＦＦ状態の場合、静電容量の変化値と第１の閾値とを比較（図６のＳ３）し、比較した結果、静電容量の変化値が第１の閾値以上になると、今回の静電容量の変化値から前回の静電容量の変化値を減算した減算値と第２の閾値とを比較（図６のＳ５）する。比較の結果、減算値が第２の閾値以下となるので、出力状態をＯＮ状態（図６のＳ６）とし、指１が静電容量センサシート１０の電極１２に接触していると判断する。

次いで、素手の指１が静電容量センサシート１０の選択した電極１２に操作パネル１３を介して圧接（図５参照）して操作しようとすると、操作パネル１３を挟む指１と選択した電極１２との間の静電容量は増大する。この際、検出判定手段は、検出した静電容量の変化値を取り込み（図６のＳ１）、現在の出力状態がＯＮ状態か否かを判定する（図６のＳ２）。

検出判定手段は、現在の出力状態がＯＮ状態の場合、静電容量の変化値と第３の閾値とを比較（図６のＳ７）し、比較した静電容量の変化値が第３の閾値よりも大きい場合には、前回の静電容量の変化値から今回の静電容量の変化値を減算した減算値と第４の閾値とを比較（図６のＳ８）する。比較の結果、減算値が第４の閾値未満となるので、ＯＮ状態を継続（図６のＳ９）し、指１が静電容量センサシート１０の電極１２に操作パネル１３を介して接触あるいは圧接していると判断する。

なお、減算値と第４の閾値とを比較した結果、減算値が第４の閾値以上となる場合には、指１が静電容量センサシート１０の電極１２に操作パネル１３を介して接触していないと判断する。

上記構成によれば、検出判定手段による比較判定を一段階ではなく、複数の段階（図６のＳ３、Ｓ５、Ｓ７、Ｓ８）に分けて実施するので、手袋２を嵌めているときにも確実に反応させることができる。したがって、操作性の向上が大いに期待できる。また、手袋２使用の場合は細い指先による操作とみなし、手袋２不使用の場合は太い指先による操作とみなすことができるので、指先の太い細いにかかわらず、正確な反応が期待できる。

次に、図１０ないし図１２は本発明の第２の実施形態を示すもので、この場合には、検出判定手段のマイクロコントローラとしてＰＳｏＣを採用し、このＰＳｏＣのＲａｗカウントを静電容量の検出値とするようにしている。

この場合の検出判定手段は、図１０に示すように、静電容量センサシート１０の電極１２により、検出した静電容量の検出値を取り込む機能と、現在の出力状態がＯＮ状態か否かを判定する機能と、現在の出力状態がＯＦＦ状態の場合に静電容量の検出値と第５の閾値とを比較する機能と、比較した静電容量の検出値が第５の閾値未満の場合にＯＦＦ状態を継続する機能と、比較した静電容量の検出値が第５の閾値以上の場合に今回の静電容量の検出値から前回の静電容量の検出値を減算した減算値と第６の閾値とを比較する機能と、減算した減算値が第６の閾値よりも大きい場合にＯＦＦ状態を継続する機能と、減算した減算値が第６の閾値以下の場合に出力状態をＯＮ状態にする機能と、現在の出力状態がＯＮ状態の場合に静電容量の検出値と第７の閾値とを比較する機能と、比較した静電容量の検出値が第７の閾値以下の場合に出力状態をＯＦＦ状態にする機能と、比較した静電容量の検出値が第７の閾値よりも大きい場合に前回の静電容量の検出値から今回の静電容量の検出値を減算した減算値と第８の閾値とを比較する機能と、減算した減算値が第８の閾値未満の場合にＯＮ状態を継続する機能と、減算した減算値が第８の閾値以上の場合にＯＦＦ状態にする機能とを実現する。

第５〜第８の閾値は、手袋２を嵌めた指１、太い指１、細い指１を前提にした実験結果等に鑑み、最適値に設定される。具体的には図１１や図１２に部分的に示すように、第５の閾値は５９００、第６の閾値は３０、第７の閾値は５８５０、第８の閾値は３０にそれぞれ設定される。第５、第７の閾値は、手袋２を嵌めた指１のＯＮ／ＯＦＦを前提に設定され、ヒステリシスの関係上、第５の閾値よりも第７の閾値が低い値となる。また、第６、第８の閾値は、手袋２を嵌めていない素手の指１のＯＮ／ＯＦＦを前提に設定される。これら第６、第８の閾値は、定数でも良いが、現在の検出値や検出値に対する比で設定することも可能である。

上記において、手袋２を嵌めた指１が静電容量センサシート１０の選択した電極１２に操作パネル１３を介して接近すると、操作パネル１３を挟む手袋２の指１と選択した電極１２との間の静電容量はきわめて小さな値を示す。この際、検出判定手段は、静電容量のきわめて小さな検出値を取り込み（図１０のＳ１１）、現在の出力状態がＯＮ状態か否かを判定する（図１０のＳ１２）。

検出判定手段は、現在の出力状態がＯＦＦ状態の場合、静電容量の検出値と第５の閾値とを比較（図１０のＳ１３）し、比較した結果、静電容量の検出値が第５の閾値未満の場合には、静電容量センサシート１０のＯＦＦ状態を継続（図１０のＳ１４）し、手袋２の指１が静電容量センサシート１０の電極１２に操作パネル１３を介して接触していないと判断する。

次いで、手袋２を嵌めた指１が静電容量センサシート１０の選択した電極１２に操作パネル１３を介して近接すると、操作パネル１３を挟む手袋２の指１と選択した電極１２との間の静電容量は小さな値となる。この際、検出判定手段は、静電容量の小さな検出値を取り込み（図１０のＳ１１）、現在の出力状態がＯＮ状態か否かを判定する（図１０のＳ１２）。

検出判定手段は、現在の出力状態がＯＦＦ状態の場合、静電容量の検出値と第５の閾値とを比較（図１０のＳ１３）し、比較した結果、静電容量の検出値が第５の閾値未満になると、出力状態をＯＦＦ状態のままとする（図１０のＳ１４）。

次いで、手袋２を嵌めた指１が静電容量センサシート１０の選択した電極１２に操作パネル１３を介して接触すると、操作パネル１３を挟む手袋２の指１と選択した電極１２との間の静電容量は大きくなる。この際、検出判定手段は、静電容量の検出値を取り込み（図１０のＳ１１）、現在の出力状態がＯＮ状態か否かを判定する（図１０のＳ１２）。

検出判定手段は、現在の出力状態がＯＦＦ状態の場合、静電容量の検出値と第５の閾値とを比較（図１０のＳ１３）し、比較した結果、静電容量の検出値が第５の閾値以上になると、今回の静電容量の検出値から前回の静電容量の検出値を減算した減算値と第６の閾値とを比較する（図１０のＳ１５）。比較の結果、減算値が第６の閾値以下となるので、出力状態をＯＮ状態（図１０のＳ１６）とし、手袋２の指１が静電容量センサシート１０の電極１２に操作パネル１３を介して接触していると判断する。

次いで、手袋２を嵌めた指１が静電容量センサシート１０の選択した電極１２に操作パネル１３を介して圧接操作しようとすると、操作パネル１３を挟む手袋２の指１と選択した電極１２との間の静電容量は増大する。この際、検出判定手段は、静電容量の検出値を取り込み（図１０のＳ１１）、現在の出力状態がＯＮ状態か否かを判定する（図１０のＳ１２）。

検出判定手段は、現在の出力状態がＯＮ状態の場合、静電容量の検出値と第７の閾値とを比較（図１０のＳ１７）し、比較した静電容量の検出値が第７の閾値よりも大きい場合には、前回の静電容量の検出値から今回の静電容量の検出値を減算した減算値と第８の閾値とを比較（図１０のＳ１８）する。比較の結果、減算値が第８の閾値未満となるので、ＯＮ状態を継続（図１０のＳ１９）し、手袋２の指１が静電容量センサシート１０の電極１２に操作パネル１３を介して接触あるいは圧接していると判断する。

なお、減算値と第８の閾値とを比較した結果、減算値が第８の閾値以上となる場合には、出力状態をＯＦＦ状態（図１０のＳ２０）とし、手袋２の指１が静電容量センサシート１０の電極１２に操作パネル１３を介して接触していないと判断する。

次いで、手袋２を嵌めた指１が静電容量センサシート１０の選択した電極１２から操作パネル１３を介して離れると、検出判定手段は、静電容量の検出値と第７の閾値とを比較（図１０のＳ１７）する。比較の結果、静電容量の検出値が第７の閾値以下となるので、出力状態をＯＦＦ状態（図１０のＳ２０）とし、手袋２の指１が静電容量センサシート１０の操作パネル１３から離れたと判断する。

次に、素手の指１が静電容量センサシート１０の選択した電極１２に操作パネル１３を介して近接すると、操作パネル１３を挟む指１と選択した電極１２との間の静電容量は、手袋２を嵌めた指１で近接するときよりも大きくなる。この際、検出判定手段は、検出した静電容量の検出値を取り込み（図１０のＳ１１）、現在の出力状態がＯＮ状態か否かを判定する（図１０のＳ１２）。

検出判定手段は、現在の出力状態がＯＦＦ状態の場合、静電容量の検出値と第５の閾値とを比較（図１０のＳ１３）し、比較した結果、静電容量の検出値が第５の閾値以上になると、今回の静電容量の検出値から前回の静電容量の検出値を減算した減算値と第６の閾値とを比較（図１０のＳ１５）する。比較の結果、減算値が第６の閾値よりも大きくなるので、出力状態をＯＦＦ状態（図１０のＳ１４）のままとし、素手の指１が静電容量センサシート１０の選択した電極１２に操作パネル１３を介し未だ触れていないと判断する。

次いで、素手の指１が静電容量センサシート１０の選択した電極１２に操作パネル１３を介して接触すると、操作パネル１３を挟む指１と選択した電極１２との間の静電容量は大きくなる。この際、検出判定手段は、検出した静電容量の検出値を取り込み（図１０のＳ１１）、現在の出力状態がＯＮ状態か否かを判定する（図１０のＳ１２）。

検出判定手段は、現在の出力状態がＯＦＦ状態の場合、静電容量の検出値と第５の閾値とを比較（図１０のＳ１３）し、比較した結果、静電容量の検出値が第５の閾値以上になると、今回の静電容量の検出値から前回の静電容量の検出値を減算した減算値と第６の閾値とを比較（図１０のＳ１５）する。比較の結果、減算値が第６の閾値以下となるので、出力状態をＯＮ状態（図１０のＳ１６）とし、素手の指１が静電容量センサシート１０の選択した電極１２に操作パネル１３を介して接触していると判断する。

次いで、素手の指１が静電容量センサシート１０の選択した電極１２に操作パネル１３を介して圧接操作しようとすると、操作パネル１３を挟む指１と選択した電極１２との間の静電容量は増大する。この際、検出判定手段は、検出した静電容量の検出値を取り込み（図１０のＳ１１）、現在の出力状態がＯＮ状態か否かを判定する（図１０のＳ１２）。

検出判定手段は、現在の出力状態がＯＮ状態の場合には、静電容量の検出値と第７の閾値とを比較（図１０のＳ１７）し、静電容量の検出値が第７の閾値よりも大きい場合には、前回の静電容量の検出値から今回の静電容量の検出値を減算した減算値と第８の閾値とを比較（図１０のＳ１８）する。比較の結果、減算値が第８の閾値未満となるので、ＯＮ状態を継続（図１０のＳ１９）し、指１が静電容量センサシート１０の電極１２に操作パネル１３を介して接触あるいは圧接していると判断する。

減算値と第８の閾値とを比較した結果、減算値が第８の閾値以上となる場合には、出力状態をＯＦＦ状態（図１０のＳ２０）とし、指１が静電容量センサシート１０の電極１２に操作パネル１３を介して接触していないと判断する。その他の部分については、上記実施形態と同様であるので説明を省略する。

本実施形態においても上記実施形態と同様の作用効果が期待でき、しかも、ＰＳｏＣのＤｉｆｆ値ではなく、Ｒａｗカウントを静電容量の検出値とするので、Ｒａｗカウントから基準値であるベースライン値を減算してＤｉｆｆ値を得る必要がない。したがって、プログラム動作の高速化を図ることができるのは明らかである。

なお、上記実施形態では静電容量センサシート１０の基材１１に可撓性を付与したが、基材１１の代わりに回路基板を使用しても良い。また、基材１１の表面に操作パネル１３を両面粘着テープ１４を介して貼着したが、粘着剤や接着剤を介して積層しても良い。また、操作パネル１３に所定の筺体を積層して取り付けても良い。さらに、上記実施形態では検出判定手段としてＰＳｏＣを使用したが、何らこれに限定されるものではない。例えば、信号生成部、積分器、演算部、判定部を備えた一般的な構成の検出判定手段を用いることも可能である。

本発明に係る静電容量型入力装置は、音楽プレイヤー、家電製品、コンピュータ機器、情報通信機器、自動車搭載機器等の製造分野で使用される。

１指（操作体）
２手袋（操作体）
１０静電容量センサシート（静電容量センサ）
１１基材
１２電極
１３操作パネル

Claims

操作体と電極との間に静電容量を形成可能な静電容量センサと、操作体と静電容量センサの電極との間に形成された静電容量を検出してＯＮ状態又はＯＦＦ状態を出力する検出判定手段とを備えた静電容量型入力装置であって、
検出判定手段は、検出した静電容量値を取り込む機能と、現在の出力状態がＯＮ状態か否かを判定する機能と、
現在の出力状態がＯＦＦ状態の場合に静電容量値と第１閾値とを比較する機能と、比較した静電容量値が第１閾値未満の場合にＯＦＦ状態を継続する機能と、比較した静電容量値が第１閾値以上の場合に今回の静電容量値から前回の静電容量値を減算した減算値と第２閾値とを比較する機能と、減算した減算値が第２閾値より大きい場合にＯＦＦ状態を継続する機能と、減算した減算値が第２閾値以下の場合に出力状態をＯＮ状態にする機能と、
現在の出力状態がＯＮ状態の場合に静電容量値と第３閾値とを比較する機能と、比較した静電容量値が第３閾値以下の場合に出力状態をＯＦＦ状態にする機能と、比較した静電容量値が第３閾値より大きい場合に前回の静電容量値から今回の静電容量値を減算した減算値と第４閾値とを比較する機能と、減算した減算値が第４閾値未満の場合にＯＮ状態を継続する機能と、減算した減算値が第４閾値以上の場合にＯＦＦ状態にする機能とを実現することを特徴とする静電容量型入力装置。
検出判定手段は、静電容量センサの電極で検出した静電容量の変化値を取り込む機能と、現在の出力状態がＯＮ状態か否かを判定する機能と、
現在の出力状態がＯＦＦ状態の場合に静電容量の変化値と第１の閾値とを比較する機能と、比較した静電容量の変化値が第１の閾値未満の場合にＯＦＦ状態を継続する機能と、比較した静電容量の変化値が第１の閾値以上の場合に今回の静電容量の変化値から前回の静電容量の変化値を減算した減算値と第２の閾値とを比較する機能と、減算した減算値が第２の閾値より大きい場合にＯＦＦ状態を継続する機能と、減算した減算値が第２の閾値以下の場合に出力状態をＯＮ状態にする機能と、
現在の出力状態がＯＮ状態の場合に静電容量の変化値と第３の閾値とを比較する機能と、比較した変化値が第３の閾値以下の場合に出力状態をＯＦＦ状態にする機能と、比較した静電容量の変化値が第３の閾値より大きい場合に前回の静電容量の変化値から今回の静電容量の変化値を減算した減算値と第４の閾値とを比較する機能と、減算した減算値が第４の閾値未満の場合にＯＮ状態を継続する機能と、減算した減算値が第４の閾値以上の場合にＯＦＦ状態にする機能とを実現する請求項１記載の静電容量型入力装置。
検出判定手段は、静電容量センサの電極で検出した静電容量の検出値を取り込む機能と、現在の出力状態がＯＮ状態か否かを判定する機能と、
現在の出力状態がＯＦＦ状態の場合に静電容量の検出値と第５の閾値とを比較する機能と、比較した静電容量の検出値が第５の閾値未満の場合にＯＦＦ状態を継続する機能と、比較した静電容量の検出値が第５の閾値以上の場合に今回の静電容量の検出値から前回の静電容量の検出値を減算した減算値と第６の閾値とを比較する機能と、減算した減算値が第６の閾値より大きい場合にＯＦＦ状態を継続する機能と、減算した減算値が第６の閾値以下の場合に出力状態をＯＮ状態にする機能と、
現在の出力状態がＯＮ状態の場合に静電容量の検出値と第７の閾値とを比較する機能と、比較した検出値が第７の閾値以下の場合に出力状態をＯＦＦ状態にする機能と、比較した静電容量の検出値が第７の閾値より大きい場合に前回の静電容量の検出値から今回の静電容量の検出値を減算した減算値と第８の閾値とを比較する機能と、減算した減算値が第８の閾値未満の場合にＯＮ状態を継続する機能と、減算した減算値が第８の閾値以上の場合にＯＦＦ状態にする機能とを実現する請求項１記載の静電容量型入力装置。