JP2017174718A - 制御装置、および入力装置 - Google Patents

Abstract

【課題】センサ電極とキャンセル電極とを有する入力装置において、検出精度の向上とノイズの低減とを図ることが可能な、制御装置、および入力装置を提供する。
【解決手段】駆動信号が印加されるセンサ電極、およびセンサ電極と基準電位点との間における寄生容量を減少させるためのキャンセル電極を有するスイッチ部と、センサ電極の静電容量の変化に基づきスイッチ部に対する操作を検出する検出部とを備える入力装置に対する制御を行う制御部を備え、制御部は、操作の検出結果に基づいて、キャンセル電極に駆動信号と同一波形の信号を印加させて、センサ電極と基準電位点との間における寄生容量を減少させるキャンセル制御、または、キャンセル電極に駆動信号を印加させない非キャンセル制御を行う、制御装置が、提供される。
【選択図】図１

Description

本発明は、制御装置、および入力装置に関する。

静電容量式センサにおいて検出精度の向上を図るための技術が開発されている。検出電極に印加される電圧と同電圧が印加されるガード電極を備える静電容量式センサに係る技術としては、例えば特許文献１に記載の技術が挙げられる。

特開２０１３−１９０４０４号公報

例えば特許文献１に記載の静電容量式センサのように、静電容量を検出する対象の電極（上記検出電極が該当する。以下、「センサ電極」と示す。）に加えて、センサ電極とは別体の電極（上記ガード電極が該当する。）が設けられる静電容量式の入力装置が、ある。

ここで、検出のための駆動信号（電圧信号）がセンサ電極に印加されるときに、駆動信号と同一の波形の信号（電圧信号）が、上記別体の電極に対して印加される場合には、センサ電極と上記別体の電極とは同電位となる。そのため、上記の場合には、センサ電極と上記別体の電極との間には、寄生容量が発生しない。

よって、駆動信号がセンサ電極に印加されるときに、駆動信号と同一の波形の信号が、上記別体の電極に対して印加される場合には、例えばセンサ電極と基準電位点（グランド）との間における寄生容量を低減させることが、可能となる。また、上記の場合には、温度変化による寄生容量の変化も小さくすることが、可能である。

したがって、駆動信号がセンサ電極に印加されるときに、駆動信号と同一の波形の信号が上記別体の電極に対して印加される場合には、静電容量式の入力装置における検出精度の向上を図ることが可能となるという、利点がある。

以下では、センサ電極に印加される駆動信号と同一の波形の信号が印加される上記別体の電極を、「キャンセル電極」と示す。また、以下では、“駆動信号がセンサ電極に印加されるときに、駆動信号と同一の波形の信号をキャンセル電極に対して印加させる制御”を、「キャンセル制御」と示す。

しかしながら、入力装置においてキャンセル制御が常に行われる場合には、センサ電極に駆動信号が印加されると共に、キャンセル電極に対して駆動信号と同一の波形の信号が常に印加されるので、ノイズ放射が大きくなる。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、センサ電極とキャンセル電極とを有する入力装置において、検出精度の向上とノイズの低減とを図ることが可能な、新規かつ改良された制御装置、および入力装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の一の観点によれば、駆動信号が印加されるセンサ電極、および上記センサ電極と基準電位点との間における寄生容量を減少させるためのキャンセル電極を有するスイッチ部と、上記センサ電極の静電容量の変化に基づき上記スイッチ部に対する操作を検出する検出部とを備える入力装置に対する制御を行う制御部を備え、上記制御部は、上記操作の検出結果に基づいて、上記キャンセル電極に上記駆動信号と同一波形の信号を印加させて、上記センサ電極と基準電位点との間における寄生容量を減少させるキャンセル制御、または、上記キャンセル電極に上記駆動信号を印加させない非キャンセル制御を行う、制御装置が、提供される。

かかる構成によって、センサ電極とキャンセル電極とを有する入力装置において、検出精度の向上とノイズの低減とを図ることができる。また、かかる構成によって、後述する様々な効果を奏することができる。

また、上記制御部は、上記操作の検出結果の変化に基づいて、上記キャンセル制御と上記非キャンセル制御とを切り替えてもよい。

また、上記制御部は、上記操作の検出結果が、上記スイッチ部に対する操作が検出されていないことを示す第１の検出結果である場合には、上記非キャンセル制御を行い、上記操作の検出結果が、上記第１の検出結果から、上記スイッチ部に対する操作が検出されていることを示す第２の検出結果へと変化した場合に、上記非キャンセル制御を上記キャンセル制御に切り替えてもよい。

また、上記入力装置の上記検出部が、所定の回数上記操作が検出されたときに、上記スイッチ部に対する操作が行われたと判定する場合、上記制御部は、さらに、上記操作の判定結果に基づいて、上記キャンセル制御を上記非キャンセル制御に切り替えてもよい。

また、上記制御部は、さらに、上記キャンセル制御を上記非キャンセル制御に切り替えた後、上記操作の検出結果が、上記第２の検出結果から上記第１の検出結果へと変化した場合には、上記非キャンセル制御を上記キャンセル制御に切り替えてもよい。

また、上記制御部は、さらに、上記操作の判定結果に基づいて、上記キャンセル制御を上記非キャンセル制御に切り替えてもよい。

また、上記非キャンセル制御を行う場合、上記制御部は、上記キャンセル電極に上記駆動信号を印加させず、かつ、上記キャンセル電極を基準電位点に接続させてもよい。

また、上記制御部は、上記キャンセル電極と電気的に接続され、スイッチング回路を含む切替回路における、上記スイッチング回路のオン状態とオフ状態とを制御することによって、上記キャンセル制御と上記非キャンセル制御とを切り替えてもよい。

また、上記目的を達成するために、本発明の他の観点によれば、駆動信号が印加されるセンサ電極、および上記センサ電極と基準電位点との間における寄生容量を減少させるためのキャンセル電極を有するスイッチ部と、上記センサ電極の静電容量の変化に基づき上記スイッチ部に対する操作を検出する検出部と、上記操作の検出結果に基づいて、上記キャンセル電極に上記駆動信号と同一波形の信号を印加させて、上記センサ電極と基準電位点との間における寄生容量を減少させるキャンセル制御、または、上記キャンセル電極に上記駆動信号を印加させない非キャンセル制御を行う制御部と、を備える、入力装置が、提供される。

かかる構成によって、検出精度の向上とノイズの低減とを図ることができる。また、かかる構成によって、後述する様々な効果を奏することができる。

本発明によれば、センサ電極とキャンセル電極とを有する入力装置において、検出精度の向上とノイズの低減とを図ることができる。

本発明の実施形態に係る入力装置の構成の一例を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る非キャンセル制御からキャンセル制御への切り替えの一例を説明するための説明図である。 本発明の実施形態に係る非キャンセル制御からキャンセル制御への切り替えの一例を説明するための説明図である。 本発明の実施形態に係る非キャンセル制御からキャンセル制御への切り替えの他の例を説明するための説明図である。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

［１］本発明の実施形態に係る入力装置
ます、本発明の実施形態に係る入力装置について、説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る入力装置１００の構成の一例を示すブロック図である。入力装置１００は、例えば、スイッチ部１０２と、検出部１０４と、切替部１０６と、制御部１０８とを備える。

また、入力装置１００は、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory。図示せず）や、ＲＡＭ（Random Access Memory。図示せず）、記憶部（図示せず）などを備えていてもよい。入力装置１００は、例えば、データの伝送路としてのバスにより上記各構成要素間を接続する。入力装置１００は、例えば、入力装置１００が備えているバッテリなどの内部電源から供給される電力、または、接続されている外部電源から供給される電力などによって、駆動する。

ＲＯＭ（図示せず）は、例えば、制御部１０８や後述する処理回路１１４などが使用する、プログラムや演算パラメータなどのデータを記憶する。ＲＡＭ（図示せず）は、制御部１０８や処理回路１１４などにより実行されるプログラムや、処理データなどを一時的に記憶する。

記憶部（図示せず）は、入力装置１００が備える記憶手段である。記憶部（図示せず）には、例えばアプリケーションソフトウェアなどの様々なデータが記憶される。

ここで、記憶部（図示せず）としては、例えば、ハードディスクなどの磁気記録媒体や、フラッシュメモリなどの不揮発性メモリなどが挙げられる。また、記憶部（図示せず）は、入力装置１００から着脱可能であってもよい。

［１−１］スイッチ部１０２
スイッチ部１０２は、センサ電極Ｅと、キャンセル電極ＣＣとを有する。キャンセル電極ＣＣは、例えば、基盤を介してセンサ電極Ｅと並列に設けられる。また、キャンセル電極ＣＣは、センサ電極Ｅ全体を覆うように設けられてもよい。

センサ電極Ｅは、検出部１０４における静電容量の検出対象の電極である。センサ電極Ｅには、例えば後述する電圧源１１０から駆動信号が印加される。

キャンセル電極ＣＣは、センサ電極Ｅと基準電位点との間における寄生容量を減少させるために設けられる電極である。上述したように、キャンセル電極ＣＣに、センサ電極Ｅに印加される駆動信号と同一波形の信号が印加されることによって、センサ電極Ｅと基準電位点との間における寄生容量は、減少する。

図１は、“後述する切替部１０６によってキャンセル電極ＣＣが電圧源１１０と電気的に接続され、駆動信号と同一波形の信号として、駆動信号そのものがキャンセル電極ＣＣに印加される構成”の一例を示している。また、図１は、“後述する切替部１０６によってキャンセル電極ＣＣが基準電位点と電気的に接続される構成”の一例を示している。つまり、図１に示すキャンセル電極ＣＣは、例えば、センサ電極Ｅと基準電位点との間における寄生容量を減少させるために設けられる電極、または、基準電位点に接続される基準電極として機能する。

なお、本発明の実施形態に係る入力装置１００が備えるスイッチ部１０２の構成は、図４に示す例に限られない。例えば、スイッチ部１０２では、キャンセル電極と基準電極とが、別体の電極であってもよい。

［１−２］検出部１０４
検出部１０４は、センサ電極Ｅの静電容量の変化に基づきスイッチ部１０２に対する操作を検出する。

検出部１０４は、自己容量方式によってセンサ電極Ｅの静電容量値を検出する。そして、検出部１０４は、検出された静電容量値と設定されている所定の閾値とを比較することによって、スイッチ部１０２に対して操作が行われたことを検出する。

ここで、本発明の実施形態に係る所定の閾値は、予め設定されている固定の閾値であってもよいし、検出部１０４における操作の検出結果などに基づいて変わる可変の閾値であってもよい。操作の検出結果に基づく可変の閾値の例としては、例えば、“検出部１０４において操作が検出された場合に、閾値として、検出部１０４において操作が検出される前に設定されている閾値よりも、より小さな値が設定されること”などが、挙げられる。

センサ電極Ｅの静電容量は、指などの操作体がセンサ電極Ｅに近づくことによって変化する。検出部１０４は、上記のように所定の閾値を用いた閾値処理によって、センサ電極Ｅの静電容量の変化を捉え、スイッチ部１０２に対する操作を検出する。

具体的には、検出部１０４は、例えば、検出された静電容量値が所定の閾値以上である場合（または、当該静電容量値が当該所定の閾値より大きい場合）に、スイッチ部１０２に対して操作が行われたことを検出する。

また、検出部１０４は、例えば、スイッチ部１０２に対する操作が検出された場合に、スイッチ部１０２に対して操作が行われたと判定する。

なお、検出部１０４における、スイッチ部１０２に対する操作の判定方法は、上記に限られない。例えば、検出部１０４は、所定の回数操作が検出された場合に、スイッチ部１０２に対する操作が行われたと判定することも可能である。本発明の実施形態に係る所定の回数は、予め設定されている固定の回数であってもよいし、制御部１０８や外部のコントローラからの命令に基づき変更可能な可変の回数であってもよい。

上記のように、検出部１０４が、所定の回数操作が検出された場合にスイッチ部１０２に対する操作が行われたと判定することによって、スイッチ部１０２に対する操作の誤判定が生じる可能性を、より低減することができる。

検出部１０４は、例えば、電圧源１１０と、測定回路１１２と、処理回路１１４と、スイッチング回路ＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３と、接地容量Ｃとを有する。

電圧源１１０は、センサ電極Ｅを駆動させるための駆動信号（電圧信号）を出力する。なお、電圧源１１０は、入力装置１００の外部の電圧源であってもよい。

測定回路１１２は、例えば、容量の充電時間を測定することによって、静電容量値（自己容量値）を検出する。測定回路１１２は、例えば、１または２以上のコンパレータなどを用いて容量の充電時間を測定し、測定された充電時間から容量値を求める。

なお、測定回路１１２は、上記に示す例に限られない。測定回路１１２は、静電容量値を測定することが可能な任意の方法に対応する構成をとることが可能である。

処理回路１１４は、測定回路１１２において検出されたセンサ電極Ｅの静電容量値に基づいて、スイッチ部１０２に対する操作を検出する。処理回路１１４は、例えば上述したように、検出された静電容量値と所定の閾値とを比較することによって、スイッチ部１０２に対する操作を検出する。

また、処理回路１１４は、例えば上述したように、スイッチ部１０２に対する操作の検出結果と所定の回数とに基づいて、スイッチ部１０２に対して操作が行われたか否かを判定してもよい。

処理回路１１４としては、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などの演算回路で構成される、１または２以上のプロセッサなどが挙げられる。

スイッチング回路ＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３は、例えば、スイッチングトランジスタで構成され、印加される信号の信号レベル（電圧レベル）に応じてオン状態（導通状態）またはオフ状態（非導通状態）となる。

スイッチングトランジスタとしては、例えば、バイポーラトランジスタや、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）やＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor）などのＦＥＴ（Field-Effect Transistor）が挙げられる。

スイッチング回路ＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３それぞれのオン状態、オフ状態の切り替えは、例えば、処理回路１１４により行われる。また、スイッチング回路ＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３それぞれのオン状態、オフ状態の切り替えは、例えば、制御部１０８や、入力装置１００と接続されている外部のコントローラなどにより行われてもよい。

なお、スイッチング回路ＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３は、スイッチングトランジスタに限られず、オン状態とオフ状態とを切り替えることが可能な任意の素子（または回路）であってもよい。

検出部１０４では、例えば下記のようにスイッチング回路ＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３それぞれのオン状態、オフ状態が切り替えられることによって、測定回路１１２においてセンサ電極Ｅの静電容量値（自己容量値）が検出される。
・スイッチング回路ＳＷ１、ＳＷ２：オン状態
・スイッチング回路ＳＷ３：オフ状態

また、スイッチング回路ＳＷ２は、静電容量値の測定の初期化を行うためのスイッチング回路であり、例えば下記のようにスイッチング回路ＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３それぞれのオン状態、オフ状態が切り替えられることによって、センサ電極Ｅの静電容量値の測定の初期化が行われる。
・スイッチング回路ＳＷ３：オン状態
・スイッチング回路ＳＷ１、ＳＷ２：オフ状態

接地容量Ｃは、例えば、センサ電極Ｅとスイッチング回路ＳＷ１との間に接続される。接地容量Ｃは、寄生容量であってもよいし、キャパシタなどの回路素子であってもよい。

検出部１０４は、例えば図１に示す構成によって、センサ電極Ｅの静電容量値（自己容量値）を検出し、センサ電極Ｅの静電容量の変化に基づきスイッチ部１０２に対する操作を検出する。

なお、検出部１０４の構成は、図１に示す例に限られない。

例えば、検出部１０４は、センサ電極Ｅの静電容量値（自己容量値）を測定することが可能な、任意の構成をとることが可能である。

また、例えば、後述する制御部１０８が処理回路１１４と同様の処理を行う機能を有する場合には、検出部１０４は、処理回路１１４を備えていなくてもよい。

［１−３］切替部１０６
切替部１０６は、スイッチング回路ＳＷ４、ＳＷ５を含む切替回路で構成され、切替回路は、キャンセル電極ＣＣと電気的に接続される。

スイッチング回路ＳＷ４、ＳＷ５は、例えば、スイッチングトランジスタで構成され、印加される信号の信号レベル（電圧レベル）に応じてオン状態（導通状態）またはオフ状態（非導通状態）となる。

なお、スイッチング回路ＳＷ４、ＳＷ５は、スイッチングトランジスタに限られず、オン状態とオフ状態とを切り替えることが可能な任意の素子（または回路）であってもよい。

スイッチング回路ＳＷ４、ＳＷ５それぞれがオン状態（導通状態）またはオフ状態（非導通状態）となることによって、キャンセル電極ＣＣは、電圧源１１０、または、基準電位点と接続される。

切替部１０６では、例えば下記のようにスイッチング回路ＳＷ４、ＳＷ５それぞれのオン状態、オフ状態が切り替えられることによって、キャンセル電極ＣＣは、電圧源１１０と接続される。
・スイッチング回路ＳＷ４：オン状態
・スイッチング回路ＳＷ５：オフ状態

また、切替部１０６では、例えば下記のようにスイッチング回路ＳＷ４、ＳＷ５それぞれのオン状態、オフ状態が切り替えられることによって、キャンセル電極ＣＣは、基準電位点と接続される。
・スイッチング回路ＳＷ５：オン状態
・スイッチング回路ＳＷ４：オフ状態

スイッチング回路ＳＷ４、ＳＷ５それぞれのオン状態、オフ状態の切り替えは、例えば制御部１０８により行われる。

なお、切替部１０６の構成は、図１に示す例に限られない。例えば、切替部１０６は、キャンセル電極ＣＣを、電圧源１１０または基準電位点の一方に接続させることが可能な、任意の構成をとることが可能である。

［１−４］制御部１０８
制御部１０８は、検出部１０４における操作の検出結果に基づいて、キャンセル制御、または、非キャンセル制御を行う。検出部１０４における操作の検出結果は、例えば、検出部１０４の処理回路１１４から伝達される。

また、制御部１０８は、入力装置１００全体を制御する役目を果たしてもよい。

制御部１０８は、例えば、ＣＰＵなどの演算回路で構成される、１または２以上のプロセッサや各種処理回路などで構成される。

ここで、制御部１０８が行うキャンセル制御とは、“駆動信号がセンサ電極Ｅに印加されるときに、駆動信号と同一の波形の信号をキャンセル電極ＣＣに対して印加させて、センサ電極Ｅと基準電位点との間における寄生容量を減少させる制御”である。

また、制御部１０８が行う非キャンセル制御とは、“キャンセル電極Ｅに駆動信号を印加させない制御”である。

ここで、図１に示す構成例では、スイッチ部１０２を構成するキャンセル電極ＣＣが、キャンセル電極または基準電極として機能する。そのため、図１に示す構成例において非キャンセル制御を行う場合、制御部１０８は、キャンセル電極Ｅに駆動信号を印加させず、かつ、キャンセル電極Ｅを基準電位点に接続させる。

制御部１０８は、検出部１０４における操作の検出結果の変化に基づいて、キャンセル制御と非キャンセル制御とを切り替える。

キャンセル制御を行う場合、制御部１０８は、切替部１０６のスイッチング回路ＳＷ４、ＳＷ５それぞれのオン状態、オフ状態を切り替えるための制御信号を、切替部１０６に伝達して、キャンセル電極ＣＣを電圧源１１０に接続させる。具体的には、制御部１０８は、スイッチング回路ＳＷ４をオン状態とさせる制御信号をスイッチング回路ＳＷ４に伝達し、スイッチング回路ＳＷ５をオフ状態とさせる制御信号をスイッチング回路ＳＷ５に伝達する。

また、非キャンセル制御を行う場合、制御部１０８は、上記制御信号を切替部１０６に伝達して、キャンセル電極Ｅに駆動信号を印加させず、かつ、キャンセル電極ＣＣを基準電位点に接続させる。具体的には、制御部１０８は、スイッチング回路ＳＷ４をオフ状態とさせる制御信号をスイッチング回路ＳＷ４に伝達し、スイッチング回路ＳＷ５をオン状態とさせる制御信号をスイッチング回路ＳＷ５に伝達する。

例えば上記のように、切替部１０６を構成する切替回路におけるスイッチング回路のオン状態とオフ状態とを制御することによって、制御部１０８は、キャンセル制御と非キャンセル制御とを切り替える。

より具体的には、制御部１０８は、検出部１０４における操作の検出結果に基づいて、例えば下記の（１）に示す第１の例に係る制御〜下記の（４）に示す第４の例に係る制御を、行う。

以下では、スイッチ部１０２に対する操作が検出されていないことを示す操作の検出結果を「第１の検出結果」と示す。また、以下では、スイッチ部１０２に対する操作が検出されていることを示す操作の検出結果を「第２の検出結果」と示す。

（１）制御部１０８における制御の第１の例：非キャンセル制御からキャンセル制御への切り替えの第１の例
制御部１０８は、検出部１０４における操作の検出結果が第１の検出結果である場合には、非キャンセル制御を行う。

また、制御部１０８は、操作の検出結果が第１の検出結果から第２の検出結果へと変化した場合に、非キャンセル制御をキャンセル制御に切り替える。

上述したように、検出部１０４では、スイッチ部１０２に対する操作の誤判定が生じる可能性をより低減するために、所定の回数操作が検出された場合に、スイッチ部１０２に対する操作が行われたと判定される場合がある。

制御部１０８が“操作の検出結果が第１の検出結果から第２の検出結果へと変化した場合に、非キャンセル制御をキャンセル制御に切り替えること”によって、検出部１０４においてスイッチ部１０２に対する操作が行われたと判定されるまでの時間を、非キャンセル制御のみが行われる場合よりも、より短縮させることが可能となる。つまり、制御部１０８が第１の例に係る制御を行うことによって、スイッチ部１０２に対する操作の誤判定が生じる可能性を低減しつつ、入力装置１００におけるスイッチ部１０２に対する操作の判定性能を向上させることができる。

なお、制御部１０８は、操作の判定に係る上記所定の回数を示すデータに基づいて、非キャンセル制御をキャンセル制御に切り替えるタイミングを変えることも可能である。

例えば、上記所定の回数を示すデータが示す所定の回数が、Ｎ（Ｎは、２以上の整数）である場合、制御部１０８は、例えば、“操作の検出結果が第１の検出結果から第２の検出結果へと変化し、Ｎ−Ｍ（Ｍは、Ｎ＞Ｍ、かつＮ−Ｍ＞０を満たす整数）回、第２の検出結果が取得されたとき”に、非キャンセル制御をキャンセル制御に切り替える。上記Ｍの値は、例えば、予め設定されている固定値であってもよいし、制御部１０８や外部のコントローラからの命令に基づき変更可能な可変値であってもよい。

図２、図３は、本発明の実施形態に係る非キャンセル制御からキャンセル制御への切り替えの一例を説明するための説明図である。図２は、非キャンセル制御のみが行われる場合に、検出部１０４の処理回路１１４において行われるスイッチ部１０２に対する操作の判定の一例を示している。また、図３は、第１の例に係る制御が行われる場合に、検出部１０４の処理回路１１４において行われるスイッチ部１０２に対する操作の判定の一例を示している。

図２、図３に示す“処理時間（ＧＮＤ）”は、非キャンセル制御が行われているときに、処理回路１１４において操作の検出に係る処理に要する時間を示している。また、図２、図３に示す“処理時間（キャンセル）”は、キャンセル制御が行われているときに、処理回路１１４において操作の検出に係る処理に要する時間を示している。

検出部１０４は、上述したように、検出されたセンサ電極Ｅの静電容量値と設定されている所定の閾値とを比較することによって、スイッチ部１０２に対して操作が行われたことを検出する。図２、図３に示す“Ａ”は、検出部１０４においてスイッチ部１０２に対する操作の検出に用いられる閾値の一例を、示している。

検出部１０４が、２回（所定の回数の一例）操作が検出されたときにスイッチ部１０２に対する操作が行われたと判定する場合を例に挙げて、非キャンセル制御からキャンセル制御へと切り替えられることによる効果の一例を説明する。

非キャンセル制御のみが行われる、図２に示す例では、検出部１０４は、図２のＢに示すタイミングで、スイッチ部１０２に対する操作が行われたと判定する。

操作の検出結果が第１の検出結果から第２の検出結果へと変化した場合に非キャンセル制御がキャンセル制御に切り替えられる、図３に示す例では、検出部１０４は、図２のＣに示すタイミングで、スイッチ部１０２に対する操作が行われたと判定する。

ここで、上述したように、キャンセル制御が行われる場合には、センサ電極Ｅとキャンセル電極ＣＣとは同電位となるので、センサ電極Ｅとキャンセル電極ＣＣとの間の静電容量は、非キャンセル制御が行われる場合と比較して小さくなる。よって、“処理時間（キャンセル）”は、“処理時間（ＧＮＤ）”よりも短くなる。

よって、第１の例に係る制御が行われる場合には、図３において“ｔ”で示すように、非キャンセル制御のみが行われる場合よりも、検出部１０４においてスイッチ部１０２に対する操作が行われたと判定されるまでの時間が、短縮される。

また、上述したように、制御部１０８は、検出部１０４における操作の検出結果が第１の検出結果である場合には非キャンセル制御を行い、操作の検出結果が第１の検出結果から第２の検出結果へと変化した場合に、非キャンセル制御をキャンセル制御に切り替える。

よって、第１の例に係る制御が行われる場合には、非キャンセル制御からキャンセル制御に切り替えられるので、非キャンセル制御のみが行われる場合よりも、静電容量式の入力装置における検出精度の向上を図ることができる。

また、第１の例に係る制御が行われる場合には、キャンセル制御が常に行われる場合よりも、スイッチ部１０２からのノイズ放射を、より小さくすることができる。つまり、第１の例に係る制御が行われることによって、例えば、スイッチ部１０２に対する操作が行われる前はノイズを出し難い入力装置が、実現される。

したがって、制御部１０８が、第１の例に係る制御を行うことによって、センサ電極Ｅとキャンセル電極ＣＣとを有する入力装置１００において、検出精度の向上とノイズの低減とを図ることができる。

また、入力装置１００では、非キャンセル制御が行われる場合には、キャンセル電極ＣＣに駆動信号が印加されない。よって、制御部１０８が、第１の例に係る制御を行うことによって、入力装置１００における消費電力を、キャンセル制御が常に行われる場合よりも、より低減することができる。

（２）制御部１０８における制御の第２の例：キャンセル制御から非キャンセル制御への切り替えの第１の例
上記（１）に示す第１の例に係る制御によって、非キャンセル制御からキャンセル制御へと切り替えられた場合、制御部１０８は、さらに、検出部１０４における操作の判定結果に基づいて、キャンセル制御を非キャンセル制御に切り替えてもよい。

制御部１０８は、例えば検出部１０４の処理回路１１４から、スイッチ部１０２に対する操作が行われたと判定されたことを示す信号が伝達された場合に、キャンセル制御を非キャンセル制御に切り替える。

制御部１０８が、第２の例に係る制御を行うことによって、キャンセル制御が常に行われる場合よりも、スイッチ部１０２からのノイズ放射を、より小さくすることができる。また、制御部１０８が、第２の例に係る制御を行うことによって、キャンセル制御が常に行われる場合よりも、入力装置１００における消費電力をより低減することができる。

（３）制御部１０８における制御の第３の例：非キャンセル制御からキャンセル制御への切り替えの第２の例
上記（２）に示す第２の例に係る制御によって、キャンセル制御から非キャンセル制御へと切り替えられた後、検出部１０４における操作の検出結果が第２の検出結果から第１の検出結果へと変化した場合には、制御部１０８は、さらに、非キャンセル制御をキャンセル制御に切り替えてもよい。

上述したように、検出部１０４では、スイッチ部１０２に対する操作の誤判定が生じる可能性をより低減するために、所定の回数操作が検出された場合に、スイッチ部１０２に対する操作が行われたと判定される場合がある。

制御部１０８が、上記のように“操作の検出結果が第２の検出結果から第１の検出結果へと変化した場合に、非キャンセル制御をキャンセル制御に切り替えること”によって、検出部１０４においてスイッチ部１０２に対する操作が行われなくなったと判定されるまでの時間を、非キャンセル制御のみが行われる場合よりも、より短縮させることが可能となる。つまり、制御部１０８が第３の例に係る制御を行うことによって、スイッチ部１０２に対する操作の誤判定が生じる可能性を低減しつつ、入力装置１００におけるスイッチ部１０２に対する操作の判定性能を向上させることができる。

図４は、本発明の実施形態に係る非キャンセル制御からキャンセル制御への切り替えの他の例を説明するための説明図である。図４は、第３の例に係る制御が行われる場合に、検出部１０４の処理回路１１４において行われるスイッチ部１０２に対する操作の判定の一例を示している。

図４に示す“処理時間（ＧＮＤ）”は、非キャンセル制御が行われているときに、処理回路１１４において操作の検出に係る処理に要する時間を示している。また、図４に示す“処理時間（キャンセル）”は、キャンセル制御が行われているときに、処理回路１１４において操作の検出に係る処理に要する時間を示している。

検出部１０４は、上述したように、検出されたセンサ電極Ｅの静電容量値と設定されている所定の閾値とを比較することによって、スイッチ部１０２に対して操作が行われたことを検出する。図４に示す“Ａ”は、検出部１０４においてスイッチ部１０２に対する操作の検出に用いられる閾値の一例を、示している。

検出部１０４が、２回（所定の回数の一例）操作が検出されなくなったときにスイッチ部１０２に対する操作が行われなくなったと判定する場合を例に挙げて、非キャンセル制御からキャンセル制御へと切り替えられることによる効果の一例を説明する。

非キャンセル制御のみが行われる場合は、検出部１０４は、図４のＢに示すタイミングで、スイッチ部１０２に対する操作が行われなくなったと判定する。

操作の検出結果が第２の検出結果から第１の検出結果へと変化した場合に非キャンセル制御がキャンセル制御に切り替えられる場合、検出部１０４は、図４のＣに示すタイミングで、スイッチ部１０２に対する操作が行われなくなったと判定する。

上述したように、“処理時間（キャンセル）”は、“処理時間（ＧＮＤ）”よりも短くなる。よって、第３の例に係る制御が行われる場合には、図４において“ｔ”で示すように、非キャンセル制御のみが行われる場合よりも、検出部１０４においてスイッチ部１０２に対する操作が行われなくなったと判定されるまでの時間が、短縮される。

また、図４に示すように、制御部１０８は、“非キャンセル制御が行われているときに、操作の検出結果が第２の検出結果から第１の検出結果へと変化した場合”に、非キャンセル制御をキャンセル制御に切り替える。

よって、第３の例に係る制御が行われる場合には、非キャンセル制御からキャンセル制御に切り替えられるので、非キャンセル制御のみが行われる場合よりも、静電容量式の入力装置における検出精度の向上を図ることができる。

また、第３の例に係る制御が行われる場合には、キャンセル制御が常に行われる場合よりも、スイッチ部１０２からのノイズ放射を、より小さくすることができる。

したがって、制御部１０８が、第３の例に係る制御を行うことによって、センサ電極Ｅとキャンセル電極ＣＣとを有する入力装置１００において、検出精度の向上とノイズの低減とを図ることができる。

また、入力装置１００では、非キャンセル制御が行われる場合には、キャンセル電極ＣＣに駆動信号が印加されない。よって、制御部１０８が、第３の例に係る制御を行うことによって、入力装置１００における消費電力を、キャンセル制御が常に行われる場合よりも、より低減することができる。

（４）制御部１０８における制御の第４の例：キャンセル制御から非キャンセル制御への切り替えの第２の例
上記（３）に示す第３の例に係る制御によって、非キャンセル制御からキャンセル制御へと切り替えられた場合、制御部１０８は、さらに、検出部１０４における操作の判定結果に基づいて、キャンセル制御を非キャンセル制御に切り替えてもよい。

制御部１０８は、例えば検出部１０４の処理回路１１４から、スイッチ部１０２に対する操作が行われていないと判定されたことを示す信号が伝達された場合に、キャンセル制御を非キャンセル制御に切り替える。

制御部１０８が、第４の例に係る制御を行うことによって、キャンセル制御が常に行われる場合よりも、スイッチ部１０２からのノイズ放射を、より小さくすることができる。また、制御部１０８が、第４の例に係る制御を行うことによって、キャンセル制御が常に行われる場合よりも、入力装置１００における消費電力をより低減することができる。

第４の例に係る制御が行われた場合、制御部１０８は、上記（１）に示す第１の例に係る制御を再度行う。

制御部１０８は、例えば上記（１）〜上記（４）に示すように、検出部１０４における操作の検出結果の変化に基づいてキャンセル制御と非キャンセル制御とを切り替えることによって、キャンセル制御、または、非キャンセル制御を行う。なお、検出部１０４における操作の検出結果に基づいてキャンセル制御または非キャンセル制御を行う例が、上記（１）〜上記（４）に示す例に限られないことは、言うまでもない。

入力装置１００は、例えば図１に示す構成によって、センサ電極Ｅとキャンセル電極ＣＣとを有するスイッチ部１０２に対する操作の検出結果に基づいて、キャンセル制御、または、非キャンセル制御を行う。

したがって、入力装置１００は、検出精度の向上とノイズの低減とを図ることができる。

また、入力装置１００は、スイッチ部１０２に対する操作の検出結果の変化に基づいて、キャンセル制御と非キャンセル制御とを切り替えることによって、例えば下記のような効果を奏する。
・非キャンセル制御のみが行われる場合よりも、検出部１０４においてスイッチ部１０２に対する操作が行われたと判定されるまでの時間を、短縮することができる。
・スイッチ部１０２に対する操作が行われる前はノイズを出し難い構成とすることができる。
・キャンセル制御が常に行われる場合よりも、入力装置１００における消費電力をより低減することができる。

なお、本発明の実施形態に係る入力装置の構成は、図１に示す構成に限られない。

例えば、図１では、スイッチ部１０２を１つ備える例を示しているが、本発明の実施形態に係る入力装置は、スイッチ部１０２を複数備える構成であってもよい。つまり、本発明の実施形態に係る入力装置は、複数の自己容量式のスイッチを備える構成をとることも可能である。

上記のように複数の自己容量式のスイッチを備える構成である場合、本発明の実施形態に係る入力装置は、例えば、複数のスイッチ部１０２それぞれに対応する複数の切替回路を備える。そして、本発明の実施形態に係る入力装置の制御部は、切替回路それぞれが有するスイッチング回路のオン状態とオフ状態とを制御することによって、スイッチ部１０２ごとに、キャンセル制御と非キャンセル制御とを切り替える。

よって、本発明の実施形態に係る入力装置が、複数の自己容量式のスイッチを備える構成である場合であっても、図１に示す入力装置１００と同様の効果が奏される。

また、例えば、外部の切替回路によって、キャンセル電極ＣＣと電圧源との接続、またはキャンセル電極ＣＣと基準電位点との接続が切り替えられる場合には、本発明の実施形態に係る入力装置は、切替部１０６を備えていなくてもよい。上記の場合、本発明の実施形態に係る入力装置では、制御部１０８が、図１に示す切替部１０６を構成する切替回路に対する制御と同様に、上記外部の切替回路を制御することによって、図１に示す入力装置１００と同様の効果が奏される。

また、図１では、電圧源１１０から出力される駆動信号が、センサ電極Ｅとキャンセル電極ＣＣとに印加される例を示しているが、本発明の実施形態に係る入力装置は、電圧源１１０と異なる電圧源からキャンセル電極ＣＣに対して、駆動信号と同一波形の信号が印加される構成であってもよい。

［２］本発明の実施形態に係る制御装置
上記では、入力装置１００が備える制御部１０８によって、スイッチ部１０２に対する操作の検出結果に基づいて、キャンセル制御または非キャンセル制御が行われる例を示した。しかしながら、本発明の実施形態に係る操作の検出結果に基づく制御に係る処理は、静電容量式の入力装置において行われることに限られない。

例えば、本発明の実施形態に係る操作の検出結果に基づく制御に係る処理は、“上述した図１に示す制御部１０８と同様の機能を有する、静電容量式の入力装置とは別体の制御装置”（本発明の実施形態に係る制御装置）によって、行われてもよい。

本発明の実施形態に係る制御装置は、図１に示す制御部１０８と同様の機能を有する制御部を備える。本発明の実施形態に係る制御装置が備える制御部は、例えば、ＣＰＵなどの演算回路で構成される、１または２以上のプロセッサや各種処理回路などで構成される。

本発明の実施形態に係る制御装置が備える制御部は、例えば、図１に示すスイッチ部１０２および検出部１０４と同様の機能を有する入力装置に対する制御を行う。

より具体的には、本発明の実施形態に係る制御装置は、例えば、図１に示すスイッチ部１０２および検出部１０４と同様の機能を有する入力装置から、操作の検出結果を示すデータを取得する。本発明の実施形態に係る制御装置は、例えば、備えている通信デバイスまたは接続されている外部の通信デバイスを介した任意の有線通信または無線通信によって、操作の検出結果を示すデータを取得する。

本発明の実施形態に係る操作の検出結果を示すデータとしては、例えば、第１の検出結果（操作が検出されていないことを示す操作の検出結果）を示すデータと、第２の検出結果（操作が検出されていることを示す操作の検出結果）を示すデータとが、挙げられる。また、本発明の実施形態に係る操作の検出結果を示すデータには、例えば、操作が検出されたと判定されたか否かを示すデータがさらに含まれていてもよい。

そして、本発明の実施形態に係る制御装置は、取得された操作の検出結果を示すデータに基づいて、上述した図１に示す制御部１０８と同様に、キャンセル制御または非キャンセル制御を行う。

本発明の実施形態に係る制御装置は、例えば、図１に示すスイッチ部１０２および検出部１０４と同様の機能を有する入力装置が備える切替回路、または、当該入力装置の外部の切替回路に対して、スイッチング回路それぞれのオン状態、オフ状態を切り替えるための制御信号を、送信することによって、キャンセル制御または非キャンセル制御を行う。本発明の実施形態に係る制御装置は、例えば、備えている通信デバイスまたは接続されている外部の通信デバイスを介した任意の有線通信または無線通信によって、制御信号を送信する。

本発明の実施形態に係る制御装置により、操作の検出結果に基づく制御に係る処理が行われることによって、本発明の実施形態に係る制御装置とは別体の入力装置では、上述した入力装置１００と同様の効果が奏される。

［３］本発明の実施形態に係る入力装置、制御装置の適用例
本発明の実施形態に係る入力装置は、例えば、車などの車両（または、車両システムを構成するＵＩ（User Interface）部分など車両システムの一部）や、携帯電話やスマートフォンなどの通信装置、タブレット型の装置、テレビ受像機、ＰＣ（Personal Computer）などのコンピュータなど、様々なシステムや機器に適用することができる。

本発明の実施形態に係る制御装置は、例えば、マイクロコンピュータなどのプロセッサなどを含む集積回路に、適用することができる。

また、本発明の実施形態に係る制御装置は、例えば、車などの車両や、携帯電話やスマートフォンなどの通信装置、タブレット型の装置、テレビ受像機、ＰＣなどのコンピュータなど、静電容量式の入力装置を含む任意のシステムや機器に、用いることが可能である。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１００ 入力装置
１０２ スイッチ部
１０４ 検出部
１０６ 切替部
１０８ 制御部

Claims (9)

1. 駆動信号が印加されるセンサ電極、および前記センサ電極と基準電位点との間における寄生容量を減少させるためのキャンセル電極を有するスイッチ部と、前記センサ電極の静電容量の変化に基づき前記スイッチ部に対する操作を検出する検出部とを備える入力装置に対する制御を行う制御部を備え、
   前記制御部は、前記操作の検出結果に基づいて、前記キャンセル電極に前記駆動信号と同一波形の信号を印加させて、前記センサ電極と基準電位点との間における寄生容量を減少させるキャンセル制御、または、前記キャンセル電極に前記駆動信号を印加させない非キャンセル制御を行うことを特徴とする、制御装置。
2. 前記制御部は、前記操作の検出結果の変化に基づいて、前記キャンセル制御と前記非キャンセル制御とを切り替えることを特徴とする、請求項１に記載の制御装置。
3. 前記制御部は、
   前記操作の検出結果が、前記スイッチ部に対する操作が検出されていないことを示す第１の検出結果である場合には、前記非キャンセル制御を行い、
   前記操作の検出結果が、前記第１の検出結果から、前記スイッチ部に対する操作が検出されていることを示す第２の検出結果へと変化した場合に、前記非キャンセル制御を前記キャンセル制御に切り替えることを特徴とする、請求項２に記載の制御装置。
4. 前記入力装置の前記検出部が、所定の回数前記操作が検出されたときに、前記スイッチ部に対する操作が行われたと判定する場合、
   前記制御部は、さらに、前記操作の判定結果に基づいて、前記キャンセル制御を前記非キャンセル制御に切り替えることを特徴とする、請求項３に記載の制御装置。
5. 前記制御部は、さらに、前記キャンセル制御を前記非キャンセル制御に切り替えた後、前記操作の検出結果が、前記第２の検出結果から前記第１の検出結果へと変化した場合には、前記非キャンセル制御を前記キャンセル制御に切り替えることを特徴とする、請求項４に記載の制御装置。
6. 前記制御部は、さらに、前記操作の判定結果に基づいて、前記キャンセル制御を前記非キャンセル制御に切り替えることを特徴とする、請求項５に記載の制御装置。
7. 前記非キャンセル制御を行う場合、前記制御部は、前記キャンセル電極に前記駆動信号を印加させず、かつ、前記キャンセル電極を基準電位点に接続させることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の制御装置。
8. 前記制御部は、前記キャンセル電極と電気的に接続され、スイッチング回路を含む切替回路における、前記スイッチング回路のオン状態とオフ状態とを制御することによって、前記キャンセル制御と前記非キャンセル制御とを切り替えることを特徴とする、請求項２〜７のいずれか１項に記載の制御装置。
9. 駆動信号が印加されるセンサ電極、および前記センサ電極と基準電位点との間における寄生容量を減少させるためのキャンセル電極を有するスイッチ部と、
   前記センサ電極の静電容量の変化に基づき前記スイッチ部に対する操作を検出する検出部と、
   前記操作の検出結果に基づいて、前記キャンセル電極に前記駆動信号と同一波形の信号を印加させて、前記センサ電極と基準電位点との間における寄生容量を減少させるキャンセル制御、または、前記キャンセル電極に前記駆動信号を印加させない非キャンセル制御を行う制御部と、
   を備えることを特徴とする、入力装置。
   

Images