JP2020061298A - タッチ検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】操作体に対する所定操作及び特定部位に対する特定操作を検出する。【解決手段】タッチ検出装置２６のセンサ電極２８には、第１電極部３４Ａ及び第２電極部３４Ｂが設けられており、第１電極部３４Ａ及び第２電極部３４Ｂがステアリングホイール１２の特定部位１２Ａ以外及び特定部位１２Ａにそれぞれ配置されている。ここで、第２電極部３４Ｂが第１電極部３４Ａよりも導電部の面積比率を高くされている。このため、ステアリングホイール１２の特定部位１２Ａ以外を摘み操作した場合より特定部位１２Ａを摘み操作した場合のセンサ電極２８の静電容量を大きくでき、ステアリングホイール１２の握り操作及び特定部位１２Ａの摘み操作を検出できる。【選択図】図１

Description

本発明は、タッチ検出装置に関する。

特許文献１の把持検出装置では、複数の電極部がリムの周方向（長手方向周り）に配置されると共に、各々ステアリングホイールの周方向に延びており、少なくとも２つの電極部による電極組と、電極組の２つの電極部との間に配置された他の電極部とが、人体の近接を検知することで、運転者がステアリングホイールを握ったと判定される。

特開２０１７−０２４６０３号公報

ところで、例えば、運転者がステアリングホイールを掌で握っているか否かに加えて、運転者がステアリングホイールの特定部位（特定領域）を指で摘むように触れたか否かを検出する要求がある。

本発明は、上記事実を鑑みて成されたものであり、操作体に対する所定操作及び特定部位に対する特定操作を容易に検出できるタッチ検出装置を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様のタッチ検出装置は、特定部位が設定され、操作者が所定操作及び特定操作する操作体と、前記操作体の前記特定部位以外の部位及び前記特定部位にそれぞれ配置される第１電極部及び第２電極部が設けられると共に、前記第１電極部よりも前記第２電極部が単位面積当たりの導電部の面積比率を高くされ、操作者が前記所定操作及び前記特定操作して近接されることで静電容量が変化されると共に、前記所定操作よりも前記特定操作が操作者の近接面積を狭くされるセンサ電極と、前記センサ電極の静電容量がしきい値以上である場合に前記所定操作及び前記特定部位に対する前記特定操作であるタッチ操作を検出する検出部と、を備える。

第２の態様のタッチ検出装置は、第１の態様のタッチ検出装置において、前記しきい値は、前記特定部位以外の部位において前記特定操作がなされた際の前記センサ電極の静電容量を超え、前記特定部位に対して前記特定操作がなされた際の前記センサ電極の静電容量が満たない値に設定されている。

第３の態様のタッチ検出装置は、第１又は第２の態様のタッチ検出装置において、外周部の所定範囲が前記特定部位とされ、操作者に操作されることで操舵対象が操舵される前記操作体としてのステアリング体に、帯状の前記センサ電極が、長手方向が前記ステアリング体の周方向とされて設けられ、前記検出部が、前記タッチ操作として前記所定操作としての前記ステアリング体に対する操舵のための把持、及び前記ステアリング体の特定部位に対する前記特定操作の何れかがなされているかを検出する。

第４の態様のタッチ検出装置は、第３の態様のタッチ検出装置において、前記特定部位が直進操舵位置における下側部分とされた前記ステアリング体において、前記センサ電極が、前記特定部位から前記ステアリング体の周方向の一側及び他側の各々に設けられ、前記検出部は、前記ステアリング体の周方向の一側及び他側の各々について、前記タッチ操作を検出する。

第５の態様のタッチ検出装置は、第３又は第４の態様のタッチ検出装置において、前記センサ電極は、前記ステアリング体の操作者側及び操作者とは反対側の各々に設けられ、前記検出部は、前記ステアリング体の操作者側及び操作者とは反対側の各々について、前記タッチ操作を検出する。

第６の態様のタッチ検出装置は、第１から第５の何れか１の態様のタッチ検出装置において、前記センサ電極を前記操作体に対して位置決めする基準線が、前記センサ電極の幅方向の所定位置に長手方向に沿って設けられると共に、前記センサ電極の長手方向の所定位置に幅方向に沿って設けられている。

第１の態様のタッチ検出装置では、操作者が操作体に対し所定操作及び特定操作する。また、操作体の特定部位以外の部位及び特定部位にセンサ電極の第１電極部及び第２電極部がそれぞれ配置されており、操作者が所定操作及び特定操作してセンサ電極に近接されることで、センサ電極の静電容量が変化される。さらに、所定操作よりも特定操作が操作者のセンサ電極への近接面積を狭くされる。

ここで、第１電極部よりも第２電極部が単位面積当たりの導電部の面積比率を高くされており、センサ電極の静電容量がしきい値以上である場合に、所定操作及び特定部位に対する特定操作であるタッチ操作を検出部が検出する。このため、所定操作及び特定部位に対する特定操作を容易に検出できる。

第２の態様のタッチ検出装置では、特定部位以外の部位において特定操作がなされた際のセンサ電極の静電容量を超え、特定部位に対して特定操作がなされた際のセンサ電極の静電容量が満たないようにしきい値が設定される。これにより、一つのしきい値によって、操作体に対する所定操作及び操作体の特定部位に対する特定操作であるタッチ操作を検出できる。

第３の態様のタッチ検出装置では、操作体としてのステアリング体の外周部の所定範囲が特定部位とされており、ステアリング体は、操作者に操作されることで操舵対象が操舵される。センサ電極は、帯状とされ、長手方向がステアリング体の周方向とされてステアリング体に設けられている。このため、ステアリング体に対する操舵のための把持及び特定部位に対する特定操作を容易に検出できる。

第４の態様のタッチ検出装置では、ステアリング体において直進操舵位置における下側部分が特定部位とされており、センサ電極は、特定部位からステアリング体の周方向の一側及び他側の各々に設けられている。

これにより、例えば、直進操舵位置におけるステアリング体の下側が特定部位とされることで、直進操舵位置のステアリング体の右側及び左側の各々に対して、操作者がステアリング体を把持するなどのタッチ操作が行なわれているか否かを検出できる。

第５の態様のタッチ検出装置では、センサ電極がステアリング体の操作者側及び操作者とは反対側の各々に設けられており、検出部は、各々のセンサ電極について、タッチ操作を検出する。

ここで、操作者がステアリング体を握る際には、掌がステアリング体の操作者側及び操作者とは反対側の各々に触れる。このため、ステアリング体の操作者側及び操作者とは反対側のセンサ電極の各々でタッチ操作を検出することで、操作者がステアリング体を適正に握っているか否かを検出できる。

第６の態様のタッチ検出装置では、センサ電極を操作体に対して位置決めする基準線が、センサ電極の幅方向の所定位置に長手方向に沿って設けられると共に、センサ電極の長手方向の所定位置に幅方向に沿って設けられている。これにより、操作体に対してセンサ電極を正確に位置決めできて、特定部位に対する特定操作を含むタッチ操作を適正に検出できる。

第１実施形態に係るステアリングホイールの正面図である。 第１実施形態に係るステアリングホイールの径方向に沿う断面図である。 （Ａ）は、第１実施形態に係るセンサ電極の平面図、（Ｂ）は、（Ａ）の主要部を拡大した平面図である。 （Ａ）は、タッチ判定処理の一例を示す流れ図、（Ｂ）は、第１実施形態において操作位置及び触れ方に応じた静電容量の概略を示す図表である。 第２実施形態に係るセンサ電極の平面図である。 第２実施形態に係るステアリングホイールの径方向に沿う断面図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、各々第２実施形態において操作位置及び触れ方に応じた静電容量の概略を示す図表である。 第２実施形態の他の一例に係る操作位置及び触れ方に応じた静電容量の概略を示す図表である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。
〔第１実施形態〕
図１には、第１実施形態に係るステアリング装置１０の主要部が正面図にて示され、図２には、ステアリング装置１０に備えられる操作体及びステアリング体としてのステアリングホイール１２の主要部が径方向に沿った断面図にて示されている。なお、図面では、車両前側が矢印ＦＲにて示され、車幅右側が矢印ＨＲにて示され、上方が矢印ＵＰにて示されている。また、図面では、ステアリングホイール１２の径方向外側が矢印Ｒにて示され、ステアリングホイール１２周方向が矢印Ｌにて示されている。

第１実施形態において、ステアリングホイール１２は、略円環状に形成されている。ステアリングホイール１２は、車両（操舵対象）を運転する操作者としての運転者（乗員）が着座する座席（運転席）の車両前側に配置されている。

ステアリングホイール１２には、把持部（外周部）としての円環状のリム部１４、中心部に設けられたボス部１６、及びステー部１８によって構成されている。ステアリングホイール１２には、金属製の芯金が設けられており、芯金は、ステアリングホイール１２の骨格を形成する。芯金は、リム部１４のリム芯金部２０（図２参照）、ボス部１６のボス芯金部（図示省略）及びステー部１８のステー芯金部（図示省略）によって構成されており、リム芯金部２０は、円環状（リング状）に形成されている。ステアリングホイール１２では、リム芯金部２０とボス芯金部とがステー芯金部によって連結され、リム部１４、ボス部１６及びステー部１８が一体にされている。

ステアリング装置１０は、ステアリングシャフト（図示省略）を備えており、ステアリングシャフトは、運転席の車両前側において軸線方向が略車両前後方向とされて、車体に回転可能に支持されている。ステアリングホイール１２は、ボス部１６のボス芯金部がステアリングシャフトの車両後側端部に固定されており、ステアリングホイール１２は、ステアリグシャフトに支持されてステアリングシャフトと一体回転可能となっている。

このため、ステアリングホイール１２が回転操作されることで、ステアリングシャフトが回転されて、車両が操舵される。なお、図１では、車両を直進させる状態における回転位置（直進操舵位置）のステアリングホイール１２が示されている。

図２に示すように、ステアリングホイール１２のリム部１４は、ステアリングホイール１２径方向断面が略円状（略楕円状でもよい）とされており、リム部１４内には、基体２２が配置されている。基体２２には、絶縁材料としてのウレタンなどの樹脂材料が用いられており、基体２２は、ステアリングホイール１２径方向断面外周が略円状（略楕円状でもよい）に形成されている。

基体２２内には、リム芯金部２０がインサート成形により収容されており、リム芯金部２０は、基体２２によって被覆されている。また、基体２２の外周には、接触部としての加飾部２４が配置されており、加飾部２４は、皮革製、樹脂製あるいは木製とされ、絶縁性を有している。基体２２は、ステアリングホイール１２径方向断面における全周、及びステアリングホイール１２周方向の全周（全域）が加飾部２４によって被覆されている。

一方、図１に示すように、ステアリング装置１０には、タッチ検出装置（タッチセンサ）２６が設けられている。タッチ検出装置２６は、自動運転モードで走行可能な車両などにおいて、運転者がステアリングホイール１２を適正に握っているか等の検出に用いられる。

第１実施形態において、ステアリングホイール１２に対する所定操作は、ステアリングホイール１２を握るなど、掌でステアリングホイール１２（リム部１４）に触れる触れ方としている（図１に二点鎖線で示す手を参照）。また、第１実施形態において、ステアリングホイール１２に対する特定操作は、ステアリングホイール１２を指で摘む（図２に二点鎖線で示す手を参照）など、片手の指でステアリングホイール１２に触れる触れ方を適用できる。特定操作では、ステアリングホイール１２を掌で握るなど（掌で触れることを含む）の所定操作に比してステアリングホイール１２への接触面積が狭くなって、下記センサ電極２８への近接面積が狭くなっている。なお、第１実施形態では、特定操作として、主に２本の指先でステアリングホイール１２を挟んで摘む操作を例に説明する。

第１実施形態のタッチ検出装置２６は、運転者がステアリングホイール１２を握る操作（特定部位を握る操作を含む）、及び運転者がステアリングホイール１２の特定部位を摘む操作をタッチ操作として検出する。

タッチ検出装置２６は、自己容量方式とされており、タッチ検出装置２６は、一つ又は複数のセンサ電極２８と、計測部及び検出部としての計測部３０とを備えている。第１実施形態では、ステアリングホイール１２に２本のセンサ電極２８を配置している。図３（Ａ）には、第１実施形態に係るセンサ電極２８が平面図にて示され、図３（Ｂ）には、センサ電極２８の主要部が拡大図にて示されている。

図３（Ａ）に示すように、センサ電極２８は、絶縁性シートとしての長尺帯状のシート体３２を備えており、シート体３２には、柔軟性及び伸縮性に優れた材料が適用されている。センサ電極２８（シート体３２）は、長さ（長さ寸法）がステアリングホイール１２周方向の略半周分の長さとされ、長手方向と交差する幅方向の長さ（幅寸法）がリム部１４内の基体２２の外周と略同じ長さとされている。

図１及び図２に示すように、センサ電極２８の各々は、幅方向がリム部１４の基体２２の周方向とされると共に、長手方向がステアリングホイール１２の周方向とされて、基体２２の外周面に設置されている。また、２本のセンサ電極２８は、ステアリングホイール１２の直進操舵位置において、一方が車幅右側とされ、他方が車幅左側とされている。ステアリングホイール１２の直進操舵位置において、下方を０°とし、上方を１８０°とした場合に、センサ電極２８の各々は、約０°位置から約１８０°位置の間に配置され、かつ互いが絶縁されている。

これにより、センサ電極２８は、ステアリングホイール１２径方向断面における基体２２の略全周、及び基体２２のステアリングホイール１２周方向の略全周（略全域）を覆って、加飾部２４により被覆されている。

ステアリングホイール１２では、リム部１４が握られるなどして運転者の掌や指が加飾部２４に触れることにより、センサ電極２８に運転者が近接する。センサ電極２８では、運転者がステアリングホイール１２に触れた面積が電極部分の面積（近接面積）に対応し、運転者の近接面積に応じて静電容量が変化する。計測部３０は、センサ電極２８の静電容量Ｃ（静電容量Ｃの変化でもよい）を計測する。また、計測部３０は、計測した静電容量Ｃが予め設定されているしきい値ｔｈ以上となった場合（Ｃ≧ｔｈ）、運転者のステアリングホイール１２へのタッチ操作がなされたと判定し（タッチ検出）、検出結果（判定結果）を出力する。

図３（Ａ）に示すように、センサ電極２８には、第１電極部３４Ａ及び第２電極部３４Ｂが形成されており、第１電極部３４Ａ及び第２電極部３４Ｂは、電極を構成する第１導電ライン３６Ａ及び第２導電ライン３６Ｂによって形成されている。第１導電ライン３６Ａ及び第２導電ライン３６Ｂは、一例として導電フィラーに銀が用いられ、バインダにシリコンが用いられた導電インク（導電ペースト）が用いられている。第１導電ライン３６Ａ及び第２導電ライン３６Ｂは、スクリーン印刷などの印刷処理によって導電インクがシート体３２上に塗布されて形成されている。

第１導電ライン３６Ａは、センサ電極２８の長手方向又は幅方向に対して所定の角度で傾斜されて形成されており、第２導電ライン３６Ｂは、第１導電ライン３６Ａに対して交差（傾斜）されて形成されている。また、複数の第１導電ライン３６Ａ及び複数の第２導電ライン３６Ｂの各々は、互いに略平行にされており、第１導電ライン３６Ａ及び第２導電ライン３６Ｂは、同一の幅寸法とされている。

これにより、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示すように、センサ電極２８には、第１導電ライン３６Ａ及び第２導電ライン３６Ｂにより網目状に電極（電極パターン）が形成されている。センサ電極２８では、第１導電ライン３６Ａ及び第２導電ライン３６Ｂが導電部分とされ、第１導電ライン３６Ａ及び第２導電ライン３６Ｂによって囲まれた内部が非導電部分（非電極部）とされている（図３（Ｂ）参照）。

図３（Ａ）に示すように、センサ電極２８では、長手方向の一側の所定範囲（所定の長さ範囲）の領域が第２電極部３４Ｂとされ、残りの領域が第１電極部３４Ａとされており、センサ電極２８には、第１電極部３４Ａが第２電極部３４Ｂより長くされている。第１電極部３４Ａでは、第１導電ライン３６Ａ及び第２導電ライン３６Ｂの間隔が所定間隔とされ、第２電極部３４Ｂでは、第１導電ライン３６Ａ及び第２導電ライン３６Ｂの各々の間隔が、第１電極部３４Ａにおける各々の間隔よりも狭くされている。これにより、センサ電極２８では、第１導電ライン３６Ａ及び第２導電ライン３６Ｂによって形成される電極の網目が、第２電極部３４Ｂより第１電極部３４Ａが粗くされている。

センサ電極２８では、単位面積当たりの導電部（電極となる部分）の面積比率とする電極部面積率Ａｒ（％）が、第１電極部３４Ａの電極部面積率Ａｒ１より第２電極部３４Ｂの電極部面積率Ａｒ２が高く（大きく）されている（Ａｒ１＜Ａｒ２）。なお、単位面積当たりの非導電部の面積比率を開口率Ｈｒ（％）とした場合、センサ電極２８では、第１電極部３４Ａの開口率Ｈｒ１が第２電極部３４Ｂの開口率Ｈｒ２よりも高く（大きく）される（Ｈｒ１＞Ｈｒ２）。

センサ電極２８の静電容量Ｃに対するしきい値ｔｈは、第１電極部３４Ａ部分において、ステアリングホイール１２が摘み操作（２本の指先で触れられる操作）された際におけるセンサ電極２８（第１電極部３４Ａ）の静電容量Ｃの達しない値（Ｃ＜ｔｈ）に設定されている。また、しきい値ｔｈは、第２電極部３４Ｂ部分においてステアリングホイール１２が摘み操作された際におけるセンサ電極２８（第２電極部３４Ｂ）の静電容量Ｃより小さい値（Ｃ＞ｔｈ）に設定されている。

センサ電極２８には、基体２２に対する位置決めに用いられる基準線としての導電ライン３８Ａ及び導電ライン３８Ｂが形成されている。導電ライン３８Ａ、３８Ｂは、第１導電ライン３６Ａ及び第２導電ライン３６Ｂと同様に導電インクが用いられて、第１導電ライン３６Ａ及び第２導電ライン３６Ｂと共に印刷処理されてシート体３２上に形成されている。また、導電ライン３８Ａ、３８Ｂは、第１導電ライン３６Ａ及び第２導電ライン３６Ｂと同一の幅寸法とされている。

導電ライン３８Ａは、センサ電極２８の幅方向の中間位置においてセンサ電極２８の長手方向に沿って延伸され、導電ライン３８Ｂの各々は、センサ電極２８の長手方向の所定位置において、センサ電極２８の幅方向に沿って延伸されている。第１実施形態では、センサ電極２８を長手方向に４分割して、各分割位置に導電ライン３８Ｂが配置されている。また、センサ電極２８では、複数のうちの１本の導電ライン３８Ｂが、第１電極部３４Ａと第２電極部３４Ｂとの境界部分に配置されている。

センサ電極２８がステアリングホイール１２（基体２２）に取付けられる際には、導電ライン３８Ａが基体２２の周方向に対するセンサ電極２８の幅方向の基準位置とされている。また、センサ電極２８がステアリングホイール１２（基体２２）に取付けられる際には、導電ライン３８Ｂがステアリングホイール１２周方向に対するセンサ電極２８の長手方向の基準位置とされている。

一方、図１に示すように、第１実施形態では、直進操舵位置におけるステアリングホイール１２の下側部分を特定部位１２Ａとしている。２つのセンサ電極２８は、各々の第２電極部３４Ｂ側の先端が、直進操舵位置におけるステアリングホイール１２の下側かつ車幅方向の略中間位置となるように基体２２に位置決めされている。

これにより、センサ電極２８は、直進操舵位置におけるステアリングホイール１２の下端部分に第２電極部３４Ａが配置され、第２電極部３４Ｂが、ステアリングホイール１２における特定部位１２Ａを形成している。

次に、第１実施形態の作用を説明する。
ステアリング装置１０のステアリングホイール１２には、タッチ検出装置２６のセンサ電極２８が配置されている。センサ電極２８には、第１導電ライン３６Ａ及び第２導電ライン３６Ｂが複数形成されて、電極部面積率Ａｒ１の第１電極部３４Ａと電極部面積率Ａｒ１より高い電極部面積率Ａｒ２の第２電極部３４Ｂとが形成されている。

第１導電ライン３６Ａ及び第２導電ライン３６Ｂは、導電インクを用いた印刷処理（スクリーン印刷）によりシート体３２上に形成されている。このため、センサ電極２８には、第１導電ライン３６Ａ及び第２導電ライン３６Ｂを精度よく形成できるので、電極部面積率Ａｒ１の第１電極部３４Ａ及び電極部面積率Ａｒ２の第２電極部３４Ｂを精度よく形成できる。

センサ電極２８は、ステアリングホイール１２の基体２２の外周及びステアリングホイール１２周方向に設置されており、センサ電極２８の第２電極部３４Ｂがステアリングホイール１２の特定部位１２Ａに配置されている。センサ電極２８には、幅方向の中間位置において長手方向に延伸された導電ライン３８Ａ、及び長手方向の所定位置において幅方向に延伸された導電ライン３８Ｂが形成されている。

例えば、基体２２の外周面上においてセンサ電極２８の導電ライン３８Ａ、３８Ｂを配置する位置にレーザポインタ等によってスポット光を照射しながら、スポット光が導電ライン３８Ａ、３８Ｂに重なるようにセンサ電極２８を基体２２の外周上に配置する。これにより、導電ライン３８Ａによってセンサ電極２８を基体２２の外周方向（リム部１４の外周方向）に対して位置決めでき、導電ライン３８Ｂの各々によってセンサ電極２８をステアリングホイール１２周方向に対して位置決めできる。

したがって、センサ電極２８は、ステアリングホイール１２に正確に位置決めされて設置され、センサ電極２８の第２電極部３４Ａをステアリングホイール１２の特定部位１２Ａに適切に配置できる。しかも、導電ライン３８Ａ、３８Ｂは、第１導電ライン３６Ａ及び第２導電ライン３６Ｂと共に印刷処理によってシート体３２上の正確な位置に形成できるので、センサ電極２８には、導電ライン３８Ａ、３８Ｂを容易にかつ正確に形成できる。

一方、タッチ検出装置２６の計測部３０は、２つのセンサ電極２８を用いてステアリングホイール１２への運転者のタッチ操作の検出を行っている。なお、第１実施形態では、ステアリングホイール１２を握るなどして掌が触れる操作、及びステアリングホイール１２を摘むなどして複数本（２本）の指先で触れる操作をタッチ操作として検出する。

図４（Ａ）には、タッチ検出装置２６の計測部３０において実行されるタッチ検出処理の概略が流れ図にて示され、図４（Ｂ）には、ステアリングホイール１２の握り方（ステアリングホイール１２への触れ方）に対する静電容量Ｃの関係が、図表にて示されている。なお、以下では、片側のセンサ電極２８を例に説明する。

図４（Ａ）のフローチャートは、例えば、車両の図示しないイグニッションスイッチがオンされて車両が走行可能となると所定の時間間隔で実行され、イグニッションスイッチがオフされて車両が走行停止（終了）されることで実行が終了される。

このフローチャートでは、最初のステップ１００において、センサ電極２８の静電容量Ｃを計測する。次のステップ１０２では、計測された静電容量Ｃが予め設定されているしきい値ｔｈ以上か否かを確認し、静電容量Ｃがしきい値ｔｈに達していなければ（Ｃ＜ｔｈ）、否定判定（タッチ操作されていないと判定）する。

これに対して、静電容量Ｃがしきい値ｔｈ以上となっていると（Ｃ≧ｔｈ）、ステップ１０２において肯定判定して、ステップ１０４に移行する。このステップ１０４では、運転者によってステアリングホイール１２が握られているかあるいはステアリングホイール１２における特定部位１２Ａに対して摘み操作されているかのタッチ操作が検出されたとして、検出結果（タッチ操作の検出）を出力する。

ここで、センサ電極２８では、第１電極部３４Ａの電極部面積率Ａｒ１より、第２電極部３４Ｂの電極部面積率Ａｒ２が高い。このため、図４（Ｂ）に示すように、ステアリングホイール１２においてセンサ電極２８の第２電極部３４Ｂ側が握られるなどして掌が触れられた場合、センサ電極２８の第１電極部３４Ａ側に掌が触れられた場合に比して、静電容量Ｃは、大きな値（容量値）となる。しかし、何れも場合においても、静電容量Ｃは、しきい値ｔｈ以上となる（Ｃ≧ｔｈ）。

これにより、図４（Ａ）のステップ１０２において肯定判定されてタッチ操作が検出される（ステップ１０４）ので、運転者がステアリングホイール１２に対してタッチ操作を行っていることを適正に検出できる。

また、ステアリングホイール１２の第２電極部３４Ｂ側が摘まれるなどした場合においてもセンサ電極２８の静電容量Ｃは、しきい値ｔｈよりも大きくなる。これに対して、ステアリングホイール１２においてセンサ電極２８の第１電極部３４Ａ側が摘まれるなどして２本の指先が触れた場合、第２電極部３４Ｂ側が摘まれるなどした場合に比して静電容量Ｃが小さくなり、センサ電極２８の静電容量Ｃは、しきい値ｔｈに満たなくなる。

このため、ステアリングホイール１２において特定部位１２Ａに指先が触れた場合、センサ電極２８の静電容量Ｃがしきい値ｔｈ以上（Ｃ≧ｔｈ）となって、ステアリングホイール１２に対するタッチ操作が検出される。しかし、ステアリングホイール１２の特定部位１２Ａ以外の部分が摘まれた場合には、センサ電極２８の静電容量Ｃがしきい値ｔｈに満たない（Ｃ＜ｔｈ）ので、ステアリングホイール１２に対するタッチ操作が検出されない（図４（Ａ）のステップ１０２において否定判定）。

したがって、タッチ検出装置２６では、一つのしきい値ｔｈに基づき、ステアリングホイール１２が握られるなどして掌が触れた場合に加え、ステアリングホイール１２の特定部位１２Ａが特定の触れ方をされた場合にも、運転者のステアリングホイール１２へのタッチ操作を検出できる。

また、タッチ検出装置２６では、ステアリングホイール１２の略全周に渡ってセンサ電極２８を設けているので、運転者によるステアリングホイール１２の操舵操作を検出できる。

さらに、計測部３０では、直進操舵位置のステアリングホイール１２の車幅方向の両側にセンサ電極２８を設けて、センサ電極２８の各々を用いてタッチ操作を検出する。このため、運転者がステアリングホイール１２に対する片手でのタッチ操作か、両手でのタッチ操作かを検出できる。

なお、第１実施形態では、２本のセンサ電極２８の各々でタッチ操作を検出するようにしたが、２本のセンサ電極２８の合計の静電容量Ｃを適用してもよい。

また、第１実施形態では、ステアリングホイール１２の周方向に２本のセンサ電極２８を配置した。しかしながら、センサ電極は、１本であってもよく、３本以上であってもよい。３本以上のセンサ電極を用いる場合、特定部位を外れて配置されるセンサ電極については、第２電極部を省略してもよい。

〔第２実施形態〕
次に第２実施形態を説明する。
第２実施形態では、特定操作として、２本の指の一方の指先でステアリングホイール１２の運転者側（車両後側）に触れ、他の指先でステアリングホイール１２の運転者とは反対側（車両前側）に触れる所謂摘み操作を適用する。

図５には、第２実施形態に係るタッチ検出装置５０に適用されるセンサ電極５２が平面図にて示され、図６には、第２実施形態におけるステアリングホイール１２の主要部が径方向に沿う断面図にて示されている。

図５に示すように、タッチ検出装置５０は、センサ電極５２及び計測部５４を備えている。第２実施形態では、第１実施形態におけるセンサ電極２８に変えて、センサ電極５２が用いられ、第１実施形態の計測部３０に代えて計測部５４が用いられている。センサ電極５２は、直進操舵位置のステアリングホイール１２において、車幅右側及び車幅左側の各々に２本ずつが設けられている。計測部５４は、車幅左側及び右側の各々において、２本ずつのセンサ電極５２の各々の静電容量を計測し、各々の静電容量をしきい値と比較して、タッチ検出を行なう。

センサ電極５２は、長手方向の長さがセンサ電極２８と同様とされ、幅寸法（幅方向の長さ）がセンサ電極２８の半分（略１／２）とされており、センサ電極５２は、２本を幅方向に並べることで、１本のセンサ電極２８と同一のサイズ（縦横寸法）となる。

センサ電極５２には、シート体３２に代えてシート体３２Ａが用いられている。また、センサ電極５２には、シート体３２Ａ上に、電極を構成する第１導電ライン３６Ａ及び第２導電ライン３６Ｂが形成されて、電極部面積率Ａｒ１の第１電極部５６Ａ及び電極部面積率Ａｒ２の第２電極部５６Ｂが形成されている。なお、センサ電極５２は、１枚のシート体３２上に２つ形成されてもよい。

また、センサ電極５２には、位置決めのための基準線としての導電ライン３８Ａ及び導電ライン３８Ｃが形成されている。導電ライン３８Ａは、センサ電極５２の幅方向の中間位置において長手方向に延伸され、導電ライン３８Ｃは、センサ電極５２の長手方向において予め設定された一つ又は複数位置の各々に設けられて、センサ電極５２の幅方向に延伸されている。

一方、センサ電極５２の各々は、ステアリングホイール１２の周方向についてセンサ電極２８と同一位置に配置され、センサ電極５２の第２電極部５６Ｂは、ステアリングホイール１２の特定部位に配置される。

また、図６に示すように、センサ電極５２は、リム部１４の基体２２周面において、２つが幅方向に並べられて配置され、センサ電極５２の各々は、互いに電気的に絶縁されている。これにより、４本のセンサ電極５２は、リム部１４の周方向、及びステアリングホイール１２周方向の全域（全周）に並べられて配置され、加飾部２４によって被覆されている。

ここで、第２実施形態では、２つのセンサ電極５２の一方をセンサ電極５２Ａとし、他方をセンサ電極５２Ｂとしている。センサ電極５２Ａは、ステアリングホイール１２の乗員側（以下、正面側という）に配置され、センサ電極５２Ｂは、ステアリングホイール１２の乗員とは反対側（車両前側、以下、裏面側という）に配置されている。

これにより、ステアリングホイール１２が包まれるように握られて掌が正面側と裏面側とに触れられた場合、及び正面側と裏面側とに指が触れるように摘まれた場合に、センサ電極５２Ａ、５２Ｂの各々の静電容量が変化する。しかし、ステアリングホイール１２の正面側及び裏面側の一方のみに指や掌が触れた場合には、センサ電極５２Ａ、５２Ｂの一方のみの静電容量が変化する。

図５に示すように、センサ電極５２Ａ及びセンサ電極５２Ｂは、計測部５４に接続されている。計測部５４は、センサ電極５２Ａ及びセンサ電極５２Ｂの各々の静電容量を計測し、各々の静電容量をしきい値ｔｈ０と比較して、タッチ検出を行う。

図７（Ａ）及び図７（Ｂ）には、運転者のステアリングホイール１２へのタッチ操作に対するセンサ電極５２Ａ、５２Ｂの静電容量及び合成容量（合成静電容量）の関係が、図表にて示されている。なお、図７（Ａ）には、ステアリングホイール１２の正面側及び裏面側が触れられた場合が示され、図７（Ｂ）には、ステアリングホイール１２の正面側及び裏面側の一方（一側）のみに触れられ、ステアリングホイール１２の正面側及び裏面側の他方（他側）には触れられていない場合が示されている。

図７（Ａ）及び図７（Ｂ）に示すように、計測部５４に設定されたしきい値ｔｈ０は、センサ電極５２（５２Ａ、５２Ｂ）の第１電極部５６Ａに対応する部位に２本の指先が触れた際の静電容量Ｃより大きい値（Ｃ＜ｔｈ０）にされている。また、しきい値ｔｈ０は、第２電極部５６Ｂに対応する部位に２本の指先が触れた際の静電容量Ｃより小さい値（Ｃ＞ｔｈ０）にされている。このため、しきい値ｔｈ０は、第１実施形態におけるしきい値ｔｈよりも低い値にされている。

ところで、このように構成されたセンサ電極５２（５２Ａ、５２Ｂ）では、シート体３２Ａ上への印刷処理によって、１導電ライン３６Ａ、第２導電ライン３６Ｂが形成される。このため、センサ電極５２では、複雑な導電パターンが精度よく形成され、電極部面積率Ａｒ１の第１電極部５６Ａ及び電極部面積率Ａｒ２の第２電極部５６Ｂが精度よく形成される。

また、センサ電極５２Ａ、５２Ｂには、第１導電ライン３６Ａ、第２導電ライン３６Ｂと共に、導電ライン３８Ａ、３８Ｂが形成されているので、センサ電極５２Ａ、５２Ｂは、ステアリングホイール１２に対して正確に位置決めして配置できる。

ステアリングホイール１２には、正面側（乗員側）にセンサ電極５２Ａが配置され、裏面側（乗員とは反対側）とセンサ電極５２Ｂが配置されている。このため、図７（Ａ）に示すように、ステアリングホイール１２が握られて、正面側及び裏面側に掌が触れられた場合、センサ電極５２Ａ、５２Ｂの各々の静電容量は、しきい値ｔｈ０以上となる。また、ステアリングホイール１２の特定部位１２Ａへの摘み操作がなされて正面側及び裏面側に指先が触れられた場合、センサ電極５２Ａ、５２Ｂの各々の静電容量は、しきい値ｔｈ０以上となる。

ここで、計測部５４では、センサ電極５２Ａ、５２Ｂの各々において、静電容量Ｃがしきい値ｔｈ０以上（Ｃ≧ｔｈ０）となった場合に、運転者によるステアリングホイール１２へのタッチ操作を検出する。

すなわち、ステアリングホイール１２が握られることで、正面側のセンサ電極５２Ａ及び裏面側のセンサ電極５２Ｂの各々の静電容量Ｃがしきい値ｔｈ０以上（Ｃ≧ｔｈ０）となった場合、計測部５４では、運転者によるステアリングホイール１２へのタッチ操作を検出する。また、ステアリングホイール１２の特定部位１２Ａが指で摘まれることで、正面側のセンサ電極５２Ａ及び裏面側のセンサ電極５２Ｂの各々の静電容量Ｃがしきい値ｔｈ０以上（Ｃ≧ｔｈ０）となる。この場合、計測部５４は、運転者によるステアリングホイール１２へのタッチ操作を検出する。また、計測部５４では、検出したタッチ操作において運転者がステアリングホイール１２の正面側及び裏面側の各々に触れていると検出できる。

これに対して、ステアリングホイール１２の特定部位１２Ａ以外の部位（第１電極部５６Ａに対向する部位）が摘み操作された場合、正面側のセンサ電極５２Ａ及び裏面側のセンサ電極５２Ｂの各々の静電容量Ｃは、しきい値ｔｈ０に満たなくなる（Ｃ＜ｔｈ０）。このため、計測部５４では、運転者のステアリングホイール１２へのタッチ操作が検出されない。

また、図７（Ｂ）に示すように、ステアリングホイール１２の特定部位１２Ａ以外の部位において正面側又は裏面側の一方を運転者が指先で触れた場合、正面側のセンサ電極５２Ａ及び裏面側のセンサ電極５２Ｂの静電容量Ｃがしきい値ｔｈ０に達しない。このため、計測部５４では、運転者のステアリングホイール１２へのタッチ操作が検出されない。

一方、ステアリングホイール１２の特定部位１２Ａの正面側及び裏面側の一方に運転者の指先が触れると、センサ電極５２Ａ、５２Ｂの一方の静電容量Ｃがしきい値ｔｈ０を超える（Ｃ≧ｔｈ０）。また、ステアリングホイール１２の特定部位１２Ａ又は特定部位１２Ａ以外の部位において、正面側及び裏面側の一方に運転者の掌が触れると、センサ電極５２Ａ、５２Ｂの一方の静電容量Ｃがしきい値ｔｈ０を超える（Ｃ≧ｔｈ０）。

これらの場合、計測部５４では、運転者のステアリングホイール１２へのタッチ操作を検出してもよい。また、センサ電極５２Ａ、５２Ｂの一方の静電容量Ｃがしきい値ｔｈ０より低いことで、計測部５４では、運転者のステアリングホイール１２へのタッチ操作が、ステアリングホイール１２の正面側又は裏面側のみであると検出できる。

このようにタッチ検出装置５０では、センサ電極５２Ａ、５２の各々の静電容量Ｃ及びしきい値ｔｈ０からステアリングホイール１２への運転者のタッチ操作を検出できる。また、タッチ検出装置５０では、運転者のタッチ操作を検出した際、運転者がステアリングホイール１２の正面側のみ、裏面側のみ又は正面側と裏面側との両面の何れに触れているかを検出できて、運転者によるステアリングホイール１２へのタッチ操作の状態を検出できる。

なお、第２実施形態では、センサ電極５２Ａ、５２Ｂの各々の静電容量としきい値ｔｈ０とを用いてタッチ検出を行なった。しかしながら、タッチ検出は、センサ電極５２Ａ、５２の静電容量Ｃの合成容量（合成静電容量）Ｃｓをしきい値ｔｈと比較してもよい。また、タッチ検出は、センサ電極５２Ａ、５２の静電容量Ｃ、及びセンサ電極５２Ａ、５２の静電容量Ｃの合成容量（合成静電容量）Ｃｓをしきい値ｔｈと比較してもよい。

図８には、運転者のステアリングホイール１２へのタッチ操作に対するセンサ電極５２Ａ、５２Ｂの静電容量及び合成容量（合成静電容量）の関係が、図表にて示されている。

図８に示すように、ステアリングホイール１２の特定部位１２Ａ以外の部位に対して摘み操作が行われた場合、センサ電極５２Ａ、５２Ｂの各々の静電容量Ｃは、しきい値ｔｈより低く（Ｃ＜ｔｈ）、合成容量Ｃｓは、しきい値ｔｈより低い（Ｃｓ＜ｔｈ）。このため、ステアリングホイール１２に対するタッチ操作が検出されない。

また、ステアリングホイール１２の特定部位１２Ａに対して摘み操作が行われた場合、センサ電極５２Ａ、５２Ｂの各々の静電容量Ｃは、しきい値ｔｈより低くなるが（Ｃ＜ｔｈ）、合成容量Ｃｓは、しきい値ｔｈより高くなる（Ｃｓ≧ｔｈ）。このため、ステアリングホイール１２に対するタッチ操作を検出できる。

さらに、ステアリングホイール１２の特定部位１２Ａ以外の部位に対して握り操作が行われた場合、センサ電極５２Ａ、５２Ｂの各々の静電容量Ｃは、しきい値ｔｈより大きくなり（Ｃ≧ｔｈ）、合成容量Ｃｓは、しきい値ｔｈより大きくなる（Ｃｓ≧ｔｈ）。このため、ステアリングホイール１２に対するタッチ操作を検出できる。

また、ステアリングホイール１２の特定部位１２Ａに対して握り操作が行われた場合、センサ電極５２Ａ、５２Ｂの各々の静電容量Ｃは、しきい値ｔｈより小さいが（Ｃ＜ｔｈ）、合成容量Ｃｓは、しきい値ｔｈより大きくなる（Ｃｓ≧ｔｈ）。このため、ステアリングホイール１２に対するタッチ操作を検出できる。

これに対して、ステアリングホイール１２の特定部位１２Ａ以外の部位において、正面側及び裏面側の一方に運転者の掌が触れた場合、センサ電極５２Ａ、５２Ｂの各々の静電容量Ｃは、しきい値ｔｈより小さくなり、合成容量Ｃｓは、しきい値ｔｈより小さくなる（Ｃｓ＜ｔｈ）。このため、ステアリングホイール１２に対するタッチ操作が検出されない。

しかし、ステアリングホイール１２の特定部位１２Ａにおいて、正面側及び裏面側の一方に運転者の掌が触れた場合、センサ電極５２Ａ、５２Ｂの一方の静電容量Ｃは、しきい値ｔｈより大きくなり、センサ電極５２Ａ、５２Ｂの合成容量Ｃｓは、しきい値ｔｈより大きくなる（Ｃｓ≧ｔｈ）。このため、ステアリングホイール１２に対するタッチ操作を検出できる。したがって、センサ電極５２Ａ、５２Ｂの合成容量Ｃｓを用いることで、ステアリングホイール１２の特定部位１２Ａについては、センサ電極５２Ａ、５２Ｂの静電容量Ｃを用いることで、正面側及び裏面側の何れか一方のみに掌が触れるタッチ操作であることを検出できる。

なお、第１及び第２実施形態では、各々がセンサ電極２８、５２（５２Ａ、５２Ｂ）の長手方向及び幅方向に対して交差する第１導電ライン３６Ａ及び第２導電ライン３６Ｂを形成した。しかしながら、第１導電ライン及び第２導電ラインは、一方がセンサ電極の長手方向に沿い、他方がセンサ電極の幅方向に沿うように形成されてもよい。

また、第１及び第２実施形態では、第１導電ライン３６Ａ及び第２導電ライン３６Ｂの間隔を変えることで、網目の大きさを異ならせて第１電極部３４Ａ、５６Ａと第２電極部３４Ｂ、５６Ｂとの電極部面積率Ａｒを異ならせた。しかしながら、第１電極部及び第２電極部は、シート状の電極に複数の円孔や楕円孔などの小孔によって形成される開口部が縦横又は斜めに配列されて形成されてもよい。この場合、小孔の大きさや配列間隔などを異ならせることで、電極部面積率が異なるようにしてもよい。

また、第１及び第２実施形態では、基準線としての導電ライン３８Ａ、３８Ｂ、３８Ｃの幅寸法を、第１導電ライン３６Ａ及び第２導電ライン３６Ｂの幅寸法と同一にした。しかしながら、基準線の幅寸法は、第１及び第２導電ラインの幅寸法に対して大きく（太く）するなどして異ならせてもよい。これにより、例えば、第１及び第２導電ラインをセンサ電極の長手方向及び長手方向と交差する方向（幅方向）に形成した場合にも、基準線と第１及び第２導電ラインとの識別を容易にできて、センサ電極の位置合わせを容易にできる。

さらに、第１及び第２実施形態では、操作体及びステアリング体としてステアリング装置１０のステアリングホイール１２を適用した。しかしながら、ステアリング体は、円環状に限らずステック状（棒状のレバーなど）などであってもよく、操作体には、操舵対象の操舵を行なうステアリング体に限らず、シフトレバーなどの操作者によって操作される各種の操作体を適用できる。

１０・・・ステアリング装置、１２・・・ステアリングホイール（操作体、ステアリング体）、２６、５０・・・タッチ検出装置、３０、５４・・・計測部（計測部、検出部）、３２、５２（５２Ａ、５２Ｂ）・・・センサ電極、３４Ａ、５６Ａ・・・第１電極部、３４Ｂ、５６Ｂ・・・第２電極部、３６Ａ・・・第１導電ライン（電極）、３６Ｂ・・・第２導電ライン（電極）、３８Ａ、３８Ｂ、３８Ｃ・・・導電ライン（基準線）。

Claims (6)

1. 特定部位が設定され、操作者が所定操作及び特定操作する操作体と、
   前記操作体の前記特定部位以外の部位及び前記特定部位にそれぞれ配置される第１電極部及び第２電極部が設けられると共に、前記第１電極部よりも前記第２電極部が単位面積当たりの導電部の面積比率を高くされ、操作者が前記所定操作及び前記特定操作して近接されることで静電容量が変化されると共に、前記所定操作よりも前記特定操作が操作者の近接面積を狭くされるセンサ電極と、
   前記センサ電極の静電容量がしきい値以上である場合に前記所定操作及び前記特定部位に対する前記特定操作であるタッチ操作を検出する検出部と、
   を備えたタッチ検出装置。
2. 前記しきい値は、前記特定部位以外の部位において前記特定操作がなされた際の前記センサ電極の静電容量を超え、前記特定部位に対して前記特定操作がなされた際の前記センサ電極の静電容量が満たない値に設定されている請求項１に記載のタッチ検出装置。
3. 外周部の所定範囲が前記特定部位とされ、操作者に操作されることで操舵対象が操舵される前記操作体としてのステアリング体に、帯状の前記センサ電極が、長手方向が前記ステアリング体の周方向とされて設けられ、
   前記検出部が、前記タッチ操作として前記所定操作としての前記ステアリング体に対する操舵のための把持、及び前記ステアリング体の特定部位に対する前記特定操作の何れかがなされているかを検出する請求項１又は請求項２に記載のタッチ検出装置。
4. 前記特定部位が直進操舵位置における下側部分とされた前記ステアリング体において、前記センサ電極が、前記特定部位から前記ステアリング体の周方向の一側及び他側の各々に設けられ、
   前記検出部は、前記ステアリング体の周方向の一側及び他側の各々について、前記タッチ操作を検出する請求項３に記載のタッチ検出装置。
5. 前記センサ電極は、前記ステアリング体の操作者側及び操作者とは反対側の各々に設けられ、
   前記検出部は、前記ステアリング体の操作者側及び操作者とは反対側の各々について、前記タッチ操作を検出する請求項３及び請求項４に記載のタッチ検出装置。
6. 前記センサ電極を前記操作体に対して位置決めする基準線が、前記センサ電極の幅方向の所定位置に長手方向に沿って設けられると共に、前記センサ電極の長手方向の所定位置に幅方向に沿って設けられている請求項１から請求項５の何れか１項に記載のタッチ検出装置。