JP2021009035A - タッチセンサ、制御装置、およびコンピュータプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】ノイズ環境下においても正確にタッチ操作を判別可能にする。【解決手段】静電容量検出部は、電極と対象物との間の静電容量を、所定の周期で検出静電容量Ｃとして検出する。制御部は、検出静電容量Ｃと基準静電容量Ｃｒの差分に基づいて、対象物に対する操作の有無の判断を行なう。制御部は、検出静電容量Ｃで基準静電容量Ｃｒを更新する。制御部は、検出静電容量Ｃが基準静電容量Ｃｒよりも小さくかつ前記差分が閾値Ｃｔｈよりも大きい場合、基準静電容量Ｃｒの更新を停止する。制御部は、更新停止前の基準静電容量に基づく静電容量の範囲γを設定する。制御部は、検出静電容量Ｃが範囲γ内であるとき、当該検出静電容量Ｃで基準静電容量Ｃｒを更新する。【選択図】図５

Description

本発明は、タッチセンサに関連する。本発明は、当該タッチセンサに搭載されうる制御装置、および当該制御装置に所定の動作を実行させるコンピュータプログラムにも関連する。

特許文献１は、静電容量方式のタッチセンサを開示している。当該タッチセンサにおいては、電極により生成される電界内に位置する対象物にユーザの指などが近づくことによって疑似的なコンデンサが形成され、当該電極自体の容量が増加する。この容量の増加が検知されることにより、ユーザによる対象物への操作がなされたかが判別される。

特開２０１８−１８８８２２号公報

本発明の目的は、ノイズ環境下においても正確に対象物への操作を判別可能にすることである。

上記の目的を達成するための一態様は、タッチセンサであって、
電極と、
前記電極と対象物の間の静電容量を、所定の周期で検出静電容量として検出する静電容量検出部と、
前記検出静電容量と基準静電容量の差分に基づいて、前記対象物に対する操作の有無の判断を行なう制御部と、
を備えており、
前記制御部は、
前記検出静電容量で前記基準静電容量を更新し、
前記検出静電容量が前記基準静電容量よりも小さくかつ前記差分が所定値よりも大きい場合、前記基準静電容量の更新を停止し、
更新停止前の前記基準静電容量に基づく静電容量範囲を設定し、
前記検出静電容量が前記静電容量範囲内であるとき、当該検出静電容量で前記基準静電容量を更新する。

上記の目的を達成するための一態様は、電極と対象物の間の静電容量を、所定の周期で検出静電容量として検出する静電容量検出部の動作を制御する制御装置であって、
前記検出静電容量と基準静電容量の差分に基づいて、前記対象物に対する操作の有無の判断を行ない、
前記検出静電容量で前記基準静電容量を更新し、
前記検出静電容量が前記基準静電容量よりも小さくかつ前記差分が所定値よりも大きい場合、前記基準静電容量の更新を停止し、
更新停止前の前記基準静電容量に基づく静電容量範囲を設定し、
前記検出静電容量が前記静電容量範囲内であるとき、当該検出静電容量で前記基準静電容量を更新する。

上記の目的を達成するための一態様は、電極と対象物の間の静電容量を、所定の周期で検出静電容量として検出する静電容量検出部の動作を制御装置に制御させるコンピュータプログラムであって、
前記コンピュータプログラムが実行されることにより、前記制御装置に、
前記検出静電容量と基準静電容量の差分に基づいて、前記対象物に対する操作の有無の判断を行なわせ、
前記検出静電容量で前記基準静電容量を更新させ、
前記検出静電容量が前記基準静電容量よりも小さくかつ前記差分が所定値よりも大きい場合、前記基準静電容量の更新を停止させ、
更新停止前の前記基準静電容量に基づく静電容量範囲を設定させ、
前記検出静電容量が前記静電容量範囲内であるとき、当該検出静電容量で前記基準静電容量を更新させる。

上記の各態様によれば、検出静電容量が基準静電容量よりも小さくかつ両者の差分が所定の値よりも大きい場合、基準静電容量の更新が停止され、検出静電容量が更新停止前の基準静電容量に基づいて設定される静電容量範囲内に収まるまで基準静電容量の更新が再開されない。換言すると、環境ノイズによる検出静電容量への影響が大きいとみなされている間は、低下している検出静電容量を基準として対象物への操作が行なわれたとの判断がなされる事態の発生を抑制できる。したがって、ノイズ環境下においても正確に対象物への操作を判別可能にできる。

本発明によれば、ノイズ環境下においても正確に対象物への操作を判別可能にできる。

一実施形態に係るタッチセンサの機能構成を例示している。 上記のタッチセンサの動作原理を示している。 上記のタッチセンサの動作の流れの一例を示している。 上記のタッチセンサの動作の流れの一例を示している。 上記のタッチセンサの動作を例示している。

添付の図面を参照しつつ、実施形態の例について以下詳細に説明する。図１は、一実施形態に係るタッチセンサ１の機能構成を例示している。

タッチセンサ１は、電極１１を備えている。電極１１は、ユーザの身体の一部（指Ｆなど）がタッチ操作を行ないうる対象物２と対向するように配置されている。対象物２は、誘電体である。本明細書で用いられる「タッチ操作」という語は、対象物２に対するユーザの身体の一部の接近または接触を伴う操作を意味する。

タッチセンサ１は、静電容量検出部１２を備えている。静電容量検出部１２は、電極１１と対象物２の間の静電容量を検出するための充放電回路１２１を備えている。

充放電回路１２１は、電極１１と電気的に接続されている。充放電回路１２１は、充電動作と放電動作を行ないうる。充電動作時の充放電回路１２１は、不図示の電源から供給される電流を電極１１へ供給する。放電動作時の充放電回路１２１は、電極１１から電流を放出させる。

電極１１に供給された電流により、対象物２の周囲に電界が発生する。ユーザの指Ｆなどがこの電界に近づくと、電極１１との間に疑似的なコンデンサが形成される。これにより、電極１１と対象物２の間の静電容量が増加する。静電容量が増加すると、放電動作時における電極１１から放出される電流が増加する。

タッチセンサ１は、制御装置１３を備えている。制御装置１３は、制御部１３１を備えている。制御部１３１は、充放電回路１２１の動作を制御する機能を有している。制御部１３１は、所定の周波数で充放電回路１２１を動作させる。本明細書で用いられる「所定の周波数で充放電回路を動作させる」という表現は、所定の周波数で充放電回路に充電動作と放電動作を繰り返させることを意味する。

静電容量検出部１２は、変換回路１２２を備えている。電極１１から放出された電流は、変換回路１２２に入力される。変換回路１２２は、入力された電流量に応じて発信周波数が変化する回路、および当該回路から出力されるパルスを計数するカウンタを含んでいる。すなわち、変換回路１２２は、検出された静電容量に対応する電流量に応じた数値を有するデータを出力する。

当該データは、制御部１３１に入力される。制御部１３１は、当該データが示す数値に基づいて、電極１１と対象物２の間の静電容量を取得できる。このようにして、制御部１３１は、電極１１と対象物２の間の静電容量を、静電容量検出部１２に検出させる。

図２に例示されるように、制御部１３１は、静電容量検出部１２に検出させた静電容量に基づいて、対象物２にタッチ操作が行なわれたかを判断する機能も有している。具体的には、制御部１３１は、電極１１と対象物２の間の静電容量を、所定の周期Ｔで静電容量検出部１２に繰り返し検出させる。周期Ｔは、例えば２０ミリ秒である。以降の説明においては、静電容量検出部１２によって検出された電極１１と対象物２の間の静電容量を、「検出静電容量Ｃ」と称する。

ユーザの指Ｆなどが対象物２に接近すると、前述の通り、電極１１と対象物２の間の静電容量が増加する。制御部１３１は、基準静電容量Ｃｒからの増加量が所定の閾値Ｃｔｈを超えると、対象物２にタッチ操作が行なわれたと判断する。図示の例においては、時点ｔ１から時点ｔ２までの間、タッチ操作が行なわれたと判断される。

図１に示されるように、制御装置１３は、記憶部１３２を備えている。記憶部１３２は、基準静電容量Ｃｒに対応するデータが格納されている。制御部１３１は、検出された静電容量に対応する変換回路１２２から入力されたデータと記憶部１３２に格納されているデータとを比較することにより、上記のタッチ操作が行なわれたかの判断を行なう。

図２には基準静電容量Ｃｒが一定値をとるかのように記載されている。しかしながら、基準静電容量Ｃｒは、取得された検出静電容量Ｃの値で更新される。図３と図４を参照しつつ、制御部１３１による一連の処理の流れを説明する。

制御部１３１は、検出静電容量Ｃを取得する（ＳＴＥＰ１）。具体的には、検出静電容量Ｃに対応する数値データを、変換回路１２２から受け付ける。

続いて、対象物２に対してタッチ操作が行なわれたかが判断される。まず、制御部１３１は、検出静電容量Ｃが基準静電容量Ｃｒを下回っているかを判断する（ＳＴＥＰ２）。具体的には、変換回路１２２から入力されたデータと記憶部１３２に格納されているデータとを比較することによって、当該判断がなされる。当該判断は、検出静電容量Ｃの変動がタッチ操作と環境ノイズのいずれによりもたらされたのかを区別するために行なわれる。検出静電容量Ｃが基準静電容量Ｃｒを上回る現象は、タッチ操作により生じることが一般的である。他方、検出静電容量Ｃが基準静電容量Ｃｒを上回る現象は、環境ノイズの影響であることが一般的である。

検出静電容量Ｃが基準静電容量Ｃｒを下回っていないと判断されると（ＳＴＥＰ２においてＮＯ）、制御部１３１は、検出静電容量Ｃの基準静電容量Ｃｒからの増加量が所定の閾値Ｃｔｈを上回っているかが判断する（ＳＴＥＰ３）。具体的には、変換回路１２２から入力されたデータと記憶部１３２に格納されているデータとを比較することにより、当該判断がなされる。

検出静電容量Ｃの基準静電容量Ｃｒからの増加量が所定の閾値Ｃｔｈ以下であると判断されると（ＳＴＥＰ３においてＮＯ）、制御部１３１は、対象物２に対してタッチ操作が行なわれていないと判断する。この場合、制御部１３１は、検出静電容量Ｃに対応する数値データで記憶部１３２に格納されている基準静電容量Ｃｒに対応する数値データを更新する（ＳＴＥＰ４）。すなわち、検出静電容量Ｃが、新たな基準静電容量Ｃｒになる。処理は、ＳＴＥＰ１へ戻り、所定の周期Ｔに対応する時間の経過後に、次の検出静電容量Ｃが取得される。

検出静電容量Ｃの基準静電容量Ｃｒからの増加量が所定の閾値Ｃｔｈを上回っていると判断されると（ＳＴＥＰ３においてＹＥＳ）、制御部１３１は、対象物２に対してタッチ操作が行なわれたと判断する（ＳＴＥＰ５）。この場合、図１に例示されるように、制御部１３１は、タッチ操作が行なわれたことを示す検出信号Ｓを出力する。この場合においても、制御部１３１は、検出静電容量Ｃに対応する数値データで記憶部１３２に格納されている基準静電容量Ｃｒに対応する数値データを更新する（ＳＴＥＰ４）。すなわち、検出静電容量Ｃが、新たな基準静電容量Ｃｒになる。処理は、ＳＴＥＰ１へ戻り、所定の周期Ｔに対応する時間の経過後に、次の検出静電容量Ｃが取得される。

検出静電容量Ｃが基準静電容量Ｃｒを下回っていると判断されると（ＳＴＥＰ２においてＹＥＳ）、環境ノイズ対策処理が開始される。制御部１３１は、検出静電容量Ｃの基準静電容量Ｃｒからの減少量が所定の閾値Ｃｔｈを上回っているかを判断する（ＳＴＥＰ６）。具体的には、変換回路１２２から入力されたデータと記憶部１３２に格納されているデータとを比較することにより、当該判断がなされる。なお、ＳＴＥＰ６において使用される閾値ＣｔｈとＳＴＥＰ３において使用される閾値Ｃｔｈは、必ずしも同一であることを要しない。

検出静電容量Ｃの基準静電容量Ｃｒからの増加量が所定の閾値Ｃｔｈ以下であると判断されると（ＳＴＥＰ６においてＮＯ）、制御部１３１は、環境ノイズの影響が小さいと判断し、検出静電容量Ｃに対応する数値データで記憶部１３２に格納されている基準静電容量Ｃｒに対応する数値データを更新する（ＳＴＥＰ４）。すなわち、検出静電容量Ｃが、新たな基準静電容量Ｃｒになる。処理は、ＳＴＥＰ１へ戻り、所定の周期Ｔに対応する時間の経過後に、次の検出静電容量Ｃが取得される。

検出静電容量Ｃの基準静電容量Ｃｒからの減少量が所定の閾値Ｃｔｈを上回っていると判断されると（ＳＴＥＰ６においてＹＥＳ）、制御部１３１は、環境ノイズの影響が大きいと判断し、検出静電容量Ｃによる基準静電容量Ｃｒの更新を停止する（ＳＴＥＰ７）。制御部１３１は、更新停止時からの経過時間Ｔｅのカウントを開始する。

さらに、制御部１３１は、基準静電容量Ｃｒの更新停止時からの経過時間Ｔｅが所定の閾値Ｔｔｈ以上であるかを判断する（ＳＴＥＰ８）。換言すると、基準静電容量Ｃｒの更新停止が所定の時間長さだけ継続されたかが判断される。経過時間Ｔｅが所定の閾値Ｔｔｈ未満であると判断されると（ＳＴＥＰ８においてＮＯ）、処理はＳＴＥＰ１に戻り、所定の周期Ｔに対応する時間の経過後に、次の検出静電容量Ｃが取得される。

経過時間Ｔｅが所定の閾値Ｔｔｈを上回っていると判断されると（ＳＴＥＰ９においてＹＥＳ）、制御部１３１は、更新停止前の基準静電容量Ｃｒに基づいて静電容量の範囲γを設定する（ＳＴＥＰ９）。範囲γは、環境ノイズの影響が解消された場合に想定される検出静電容量Ｃの範囲として定められる。例えば、記憶部１３２に格納されている基準静電容量Ｃｒの値の±２０％の範囲となるように定められる。なお、範囲γの設定は、基準静電容量Ｃｒの更新停止（ＳＴＥＰ７）とともに行なわれてもよい。

続いて制御部１３１は、所定の周期Ｔに対応する時間の経過後に、次の検出静電容量Ｃを取得する（ＳＴＥＰ１１）。この処理はＳＴＥＰ１と同様であるので、繰り返しとなる説明は省略する。

続いて制御部１３１は、検出静電容量Ｃが基準静電容量Ｃｒを下回っているかを判断する（ＳＴＥＰ１２）。この処理はＳＴＥＰ２と同様であるので、繰り返しとなる説明は省略する。

検出静電容量Ｃが基準静電容量Ｃｒを下回っていないと判断されると（ＳＴＥＰ１２においてＮＯ）、制御部１３１は、検出静電容量Ｃの基準静電容量Ｃｒからの増加量が所定の閾値Ｃｔｈを上回っているかが判断する（ＳＴＥＰ１３）。

検出静電容量Ｃの基準静電容量Ｃｒからの増加量が所定の閾値Ｃｔｈ以下であると判断されると（ＳＴＥＰ１３においてＮＯ）、制御部１３１は、対象物２に対してタッチ操作が行なわれておらず、ノイズ環境にも顕著な変化はないと判断する。基準静電容量Ｃｒの更新は停止されたまま、処理はＳＴＥＰ１１に戻り、所定の周期Ｔに対応する時間の経過後に、次の検出静電容量Ｃが取得される。

検出静電容量Ｃの基準静電容量Ｃｒからの増加量が所定の閾値Ｃｔｈを上回っていると判断されると（ＳＴＥＰ１３においてＹＥＳ）、制御部１３１は、取得された検出静電容量ＣがＳＴＥＰ９で設定された静電容量の範囲γ内であるかを判断する（ＳＴＥＰ１４）。

取得された検出静電容量Ｃが範囲γ内にあると判断されると（ＳＴＥＰ１４においてＹＥＳ）、制御部１３１は、検出静電容量Ｃに対応する数値データで記憶部１３２に格納されている基準静電容量Ｃｒに対応する数値データを更新する（ＳＴＥＰ１５）。すなわち、検出静電容量Ｃが、新たな基準静電容量Ｃｒになる。処理は、ＳＴＥＰ１へ戻り、所定の周期Ｔに対応する時間の経過後に、次の検出静電容量Ｃが取得される。

取得された検出静電容量Ｃが範囲γ内にないと判断されると（ＳＴＥＰ１４においてＮＯ）、制御部１３１は、対象物２に対してタッチ操作が行なわれたと判断する（ＳＴＥＰ１６）。この場合、制御部１３１は、タッチ操作が行なわれたことを示す検出信号Ｓを出力する。この場合においても、制御部１３１は、検出静電容量Ｃに対応する数値データで記憶部１３２に格納されている基準静電容量Ｃｒに対応する数値データを更新する（ＳＴＥＰ１５）。すなわち、検出静電容量Ｃが、新たな基準静電容量Ｃｒになる。処理は、ＳＴＥＰ１へ戻り、所定の周期Ｔに対応する時間の経過後に、次の検出静電容量Ｃが取得される。

検出静電容量Ｃが基準静電容量Ｃｒを下回っていると判断されると（ＳＴＥＰ１２においてＹＥＳ）、制御部１３１は、検出静電容量Ｃの基準静電容量Ｃｒからの減少量が所定の閾値Ｃｔｈを上回っているかを判断する（ＳＴＥＰ１７）。

検出静電容量Ｃの基準静電容量Ｃｒからの増加量が所定の閾値Ｃｔｈ以下であると判断されると（ＳＴＥＰ１７においてＮＯ）、制御部１３１は、対象物２に対してタッチ操作が行なわれておらず、ノイズ環境にも顕著な変化はないと判断する。基準静電容量Ｃｒの更新は停止されたまま、処理はＳＴＥＰ１１に戻り、所定の周期Ｔに対応する時間の経過後に、次の検出静電容量Ｃが取得される。

検出静電容量Ｃの基準静電容量Ｃｒからの減少量が所定の閾値Ｃｔｈを上回っていると判断されると（ＳＴＥＰ１７においてＹＥＳ）、制御部１３１は、環境ノイズの影響が大きいと判断し、経過時間Ｔｅのカウントを開始する。

さらに、制御部１３１は、基準静電容量Ｃｒの更新停止時からの経過時間Ｔｅが所定の閾値Ｔｔｈ以上であるかを判断する（ＳＴＥＰ１８）。換言すると、環境ノイズの影響が大きい期間が所定の時間長さだけ継続されたかが判断される。経過時間Ｔｅが所定の閾値Ｔｔｈ未満であると判断されると（ＳＴＥＰ１８においてＮＯ）、処理はＳＴＥＰ１１に戻り、所定の周期Ｔに対応する時間の経過後に、次の検出静電容量Ｃが取得される。

経過時間Ｔｅが所定の閾値Ｔｔｈを上回っていると判断されると（ＳＴＥＰ１８においてＹＥＳ）、制御部１３１は、経過時間Ｔｅのカウント開始時の検出静電容量に基づいて静電容量の範囲γを再設定する（ＳＴＥＰ１９）。範囲γは、最新の環境ノイズの影響が解消された場合に想定される検出静電容量Ｃの範囲として定められる。例えば、経過時間Ｔｅのカウント開始時の検出静電容量の値の±２０％の範囲となるように定められる。なお、範囲γの設定は、経過時間Ｔｅのカウント開始とともに行なわれてもよい。その後、処理はＳＴＥＰ１１に戻り、所定の周期Ｔに対応する時間の経過後に、次の検出静電容量Ｃが取得される。

図５を参照しつつ、上記のように構成されたタッチセンサ１の動作例を説明する。図５において、黒丸は、所定の周期Ｔごとに取得される検出静電容量Ｃを表している。白丸は、検出静電容量Ｃが取得された時点において参照される基準静電容量Ｃｒを表している。

時点ｔ１において取得された検出静電容量Ｃは、当該時点における基準静電容量Ｃｒよりも小さい（図３のＳＴＥＰ２におけるＹＥＳに対応）。したがって、検出静電容量Ｃの基準静電容量Ｃｒからの減少量が閾値Ｃｔｈを上回っているかが判断される（図３のＳＴＥＰ６に対応）。

本例においては、時点ｔ１における検出静電容量Ｃと基準静電容量Ｃｒとの差分は、閾値Ｃｔｈを上回っていない（図３のＳＴＥＰ６におけるＮＯに対応）。したがって、時点ｔ１において取得された検出静電容量Ｃによって基準静電容量Ｃｒが更新される（図３のＳＴＥＰ４に対応）。すなわち、時点ｔ１において取得された検出静電容量Ｃは、所定の周期Ｔに対応する時間が経過した後の時点ｔ２において取得される検出静電容量Ｃに対する基準静電容量Ｃｒとなる。

時点ｔ２において取得された検出静電容量Ｃは、当該時点における基準静電容量Ｃｒよりも小さい（図３のＳＴＥＰ２におけるＹＥＳに対応）。したがって、検出静電容量Ｃの基準静電容量Ｃｒからの減少量が閾値Ｃｔｈを上回っているかが判断される（図３のＳＴＥＰ６に対応）。

本例においては、時点ｔ２において取得された検出静電容量Ｃと基準静電容量Ｃｒとの差分は、閾値Ｃｔｈを上回っている（図３のＳＴＥＰ６におけるＹＥＳに対応）。したがって、基準静電容量Ｃｒの更新が停止される（図３のＳＴＥＰ７に対応）。

その後、所定の周期Ｔに対応する時間が経過する度に、検出静電容量Ｃの取得が繰り返される（図３のＳＴＥＰ１に対応）。検出静電容量Ｃが取得される度に、基準静電容量Ｃｒの更新停止からの経過時間Ｔｅが、所定の閾値Ｔｔｈ以上であるかが判断される（図３のＳＴＥＰ８に対応）。

図５に示される例においては、時点ｔ３において経過時間Ｔｅが閾値Ｔｔｈに達している（図３のＳＴＥＰ８におけるＹＥＳに対応）。したがって、更新停止前である時点ｔ３における基準静電容量Ｃｒに基づいて、静電容量の範囲γが設定される（図３のＳＴＥＰ９に対応）。

その後、所定の周期Ｔに対応する時間が経過する度に、検出静電容量Ｃの取得が繰り返される。検出静電容量Ｃが取得される度に、その値が範囲γの範囲内であるかが判断される（図４のＳＴＥＰ１２からＳＴＥＰ１４の流れに対応）。

図５に示される例においては、時点ｔ５において取得された検出静電容量Ｃが、範囲γ内に収まっている（図４のＳＴＥＰ１４におけるＹＥＳに対応）。したがって、時点ｔ５において取得された検出静電容量Ｃによって基準静電容量Ｃｒが更新される（図４のＳＴＥＰ１５に対応）。すなわち、時点ｔ５において取得された検出静電容量Ｃは、所定の周期Ｔに対応する時間が経過した後の時点ｔ６において取得される検出静電容量Ｃに対する基準静電容量Ｃｒとなる。

時点ｔ６において取得された検出静電容量Ｃは、当該時点における基準静電容量Ｃｒよりも大きい（図３のＳＴＥＰ２におけるＮＯに対応）。したがって、検出静電容量Ｃの基準静電容量Ｃｒからの増加量が閾値Ｃｔｈを上回っているかが判断される（図３のＳＴＥＰ３に対応）。

本例においては、時点ｔ６において取得された検出静電容量Ｃと基準静電容量Ｃｒとの差分は、閾値Ｃｔｈを上回っていない（図３のＳＴＥＰ２におけるＮＯに対応）。したがって、時点ｔ６において取得された検出静電容量Ｃによって基準静電容量Ｃｒが更新される（図３のＳＴＥＰ４に対応）。すなわち、時点ｔ６において取得された検出静電容量Ｃは、所定の周期Ｔに対応する時間が経過した後の時点ｔ７において取得される検出静電容量Ｃに対する基準静電容量Ｃｒとなる。

時点ｔ７において取得された検出静電容量Ｃは、当該時点における基準静電容量Ｃｒよりも大きい（図３のＳＴＥＰ２におけるＮＯに対応）。したがって、検出静電容量Ｃの基準静電容量Ｃｒからの増加量が閾値Ｃｔｈを上回っているかが判断される（図３のＳＴＥＰ３に対応）。

本例においては、時点ｔ７において取得された検出静電容量Ｃと基準静電容量Ｃｒとの差分は、閾値Ｃｔｈを上回っている（図３のＳＴＥＰ３におけるＹＥＳに対応）。したがって、対象物２に対してタッチ操作が行なわれたと判断される（図３のＳＴＥＰ５に対応）。

上記のような構成の有利性について説明する。図５における時点ｔ５に対応する箇所に示されている三角マークは、比較例として、基準静電容量の更新が継続された場合に当該時点において参照される基準静電容量Ｃｒを表している。すなわち、時点ｔ５における基準静電容量Ｃｒは、その直前の時点ｔ４に取得された基準静電容量Ｃに対応している。

時点ｔ５において取得された検出静電容量Ｃの時点ｔ４において取得された検出静電容量Ｃからの増加量は、閾値Ｃｔｈを上回っている。したがって、この検出静電容量Ｃの増大は、環境ノイズの影響の範囲内においてもたらされたものでありながら、対象物２に対するタッチ操作が行なわれたと判断されてしまう。

本実施形態においては、検出静電容量Ｃが基準静電容量Ｃｒよりも小さくかつ両者の差分が閾値Ｃｔｈよりも大きい場合、基準静電容量Ｃｒの更新が停止され、検出静電容量Ｃが更新停止前の基準静電容量Ｃｒに基づいて設定される静電容量の範囲γ内に収まるまで基準静電容量Ｃｒの更新が再開されない。換言すると、環境ノイズによる検出静電容量Ｃへの影響が大きいとみなされている間は、低下している検出静電容量Ｃを基準としてタッチ操作が行なわれたとの判断がなされる事態の発生を抑制できる。したがって、環境ノイズ環境下においても正確にタッチ操作を判別可能にできる。

上記のような構成を有するタッチセンサ１は、例えば車両の一部であるドアハンドルに内蔵されうる。ドアハンドルは、対象物の一例である。この場合、ユーザの指Ｆなどがドアハンドルに触れる操作が行なわれたと判断されると、制御装置１３から検出信号Ｓが出力される。検出信号Ｓは、例えば車両のドアの施錠装置に送信されうる。施錠装置は、検出信号Ｓに応じてドアの施錠動作や解錠動作を遂行しうる。

上述した制御部１３１の機能は、上述した処理を実現するコンピュータプログラムを実行可能なマイクロコントローラ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡなどの専用集積回路によって実現されうる。制御部１３１は、汎用メモリと協働して動作する汎用マイクロプロセッサにより実現されてもよい。汎用マイクロプロセッサとしては、ＣＰＵ、ＭＰＵ、ＧＰＵが例示されうる。汎用メモリとしては、ＲＯＭやＲＡＭが例示されうる。この場合、ＲＯＭには、上述した処理を実行するコンピュータプログラムが記憶されうる。汎用マイクロプロセッサは、ＲＯＭ上に記憶されたプログラムの少なくとも一部を指定してＲＡＭ上に展開し、ＲＡＭと協働して上述した処理を実行する。制御部１３１は、汎用マイクロプロセッサと専用集積回路の組合せによって実現されてもよい。

上述した記憶部１３２の機能は、半導体メモリやハードディスク装置などの記憶装置により実現されうる。上述した汎用メモリの少なくとも一部が、記憶部１３２として使用されてもよい。制御部１３１と記憶部１３２は、互いに独立した複数の素子として提供されてもよいし、単一の素子にパッケージされていてもよい。

上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするための例示にすぎない。上記の実施形態に係る構成は、本発明の趣旨を逸脱しなければ、適宜に変更・改良されうる。

図３に例示されるように、基準静電容量Ｃｒの更新が停止された状態が所定の時間長さだけ継続された場合（ＳＴＥＰ８においてＹＥＳ）、制御部１３１は、当該時点において取得された検出静電容量Ｃに対応する数値データで記憶部１３２に格納されている基準静電容量Ｃｒに対応する数値データを更新するリセット更新を行なってもよい（ＳＴＥＰ１０）。ノイズ環境が一定時間継続している状況下で基準静電容量Ｃｒの値を、当該環境に適応した値にリセットすることにより、当該環境下においてなされるタッチ操作の検出精度を向上できる。同様の処理は、図４のＳＴＥＰ１８における経時完了時に行なわれてもよい。

上記の実施形態においては、基準静電容量Ｃｒの更新停止を解除するための静電容量の範囲γは、上限値と下限値を有している。範囲γは下限値のみによって規定されてもよいが、上限値を設けることによってＳＴＥＰ１６におけるタッチ操作の検出精度を向上できる。

タッチセンサ１は、車両におけるドアハンドル以外の箇所にも配置されうる。タッチセンサ１により検出されるタッチ操作は、必ずしもユーザの指Ｆにより行なわれることを要しない。掌、肘、膝、足先などの身体部位によるタッチ操作も検出されうる。

タッチセンサ１は、ユーザによるタッチ操作の検出が必要とされる適宜のユーザインターフェースに使用されうる。そのようなユーザインターフェースを備えた装置の例としては、建物の空調設備、建物の調光設備、室内あるいは室外で使用される音響映像機器、調理機器、空調機器、玩具などが挙げられる。

１：タッチセンサ、２：対象物、１１：電極、１２：静電容量検出部、１３：制御装置、１３１：制御部、Ｃ：検出静電容量、Ｃｒ：基準静電容量、Ｃｔｈ：閾値、Ｔｅ：基準静電容量の更新停止からの経過時間、Ｔｔｈ：閾値、γ：静電容量の範囲

Claims (5)

1. 電極と、
   前記電極と対象物の間の静電容量を、所定の周期で検出静電容量として検出する静電容量検出部と、
   前記検出静電容量と基準静電容量の差分に基づいて、前記対象物に対する操作の有無の判断を行なう制御部と、
   を備えており、
   前記制御部は、
   前記検出静電容量で前記基準静電容量を更新し、
   前記検出静電容量が前記基準静電容量よりも小さくかつ前記差分が所定値よりも大きい場合、前記基準静電容量の更新を停止し、
   更新停止前の前記基準静電容量に基づく静電容量の範囲を設定し、
   前記検出静電容量が前記静電容量の範囲内であるとき、当該検出静電容量で前記基準静電容量を更新する、
   タッチセンサ。
2. 前記静電容量の範囲は、前記基準静電容量の±２０％である、
   請求項１に記載のタッチセンサ。
3. 前記対象物は、車両の一部である、
   請求項１または２に記載のタッチセンサ。
4. 電極と対象物の間の静電容量を、所定の周期で検出静電容量として検出する静電容量検出部の動作を制御する制御装置であって、
   前記検出静電容量と基準静電容量の差分に基づいて、前記対象物に対する操作の有無の判断を行ない、
   前記検出静電容量で前記基準静電容量を更新し、
   前記検出静電容量が前記基準静電容量よりも小さくかつ前記差分が所定値よりも大きい場合、前記基準静電容量の更新を停止し、
   更新停止前の前記基準静電容量に基づく静電容量の範囲を設定し、
   前記検出静電容量が前記静電容量の範囲内であるとき、当該検出静電容量で前記基準静電容量を更新する、
   制御装置。
5. 電極と対象物の間の静電容量を、所定の周期で検出静電容量として検出する静電容量検出部の動作を制御装置に制御させるコンピュータプログラムであって、
   前記コンピュータプログラムが実行されることにより、前記制御装置に、
   前記検出静電容量と基準静電容量の差分に基づいて、前記対象物に対する操作の有無の判断を行なわせ、
   前記検出静電容量で前記基準静電容量を更新させ、
   前記検出静電容量が前記基準静電容量よりも小さくかつ前記差分が所定値よりも大きい場合、前記基準静電容量の更新を停止させ、
   更新停止前の前記基準静電容量に基づく静電容量の範囲を設定させ、
   前記検出静電容量が前記静電容量の範囲内であるとき、当該検出静電容量で前記基準静電容量を更新させる、
   コンピュータプログラム。

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