JP4153266B2 - アナログスイッチの出力値補正方法、コンピュータプログラム及びアナログスイッチ - Google Patents

アナログスイッチの出力値補正方法、コンピュータプログラム及びアナログスイッチ Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子機器を操作するための操作スイッチの中で、押し圧や変位量などのアナログ形態の入力値を、抵抗値や電気容量などの電気信号に変化させてアナログ形態で出力するアナログスイッチに関する。
【0002】
【従来の技術】
携帯電話機やPDA等、電気機器操作用リモコンなどに用いられる操作スイッチには、押し圧や変位量などの入力値を、抵抗値や電気容量などの電気信号に変化させる感圧素子や変位素子と呼ばれるアナログ量検出素子を利用したアナログスイッチが用いられている(一例として特許文献1参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開2001−320786号公報
【0004】
例えば、図21に示したビデオ操作用リモコン51において、巻戻しスイッチ52の内部には感圧素子53が設けられており、この感圧素子53は、巻戻しスイッチ52が押圧されるというアナログ形態の入力操作を受けて、押圧力に対応して変化する抵抗値というアナログ形態の出力を生じさせている。そしてこの出力値がビデオ機(図示せず)内部のCPUで処理されることで、ビデオ操作用リモコン51の巻戻しスイッチ52の押し圧に応じて巻戻し速度を変化させている。
【0005】
ところが、感圧素子53や変位素子として、抵抗値や磁力・静電容量の変化等を生じさせる素子を用いた場合は、温度や湿度などの外環境によりその特性が変化する。また、操作スイッチ自体の作動状態には操作スイッチごとに差があるため、押圧動作によって得られた圧力や変位を単純に電気信号に変換したのでは操作スイッチ間の差がそのまま出力値に反映されてしまう。したがって、入力された圧力値や変位値を変換した電気信号をそのまま出力値として用いるのではなく、適宜、操作タスクに応じて得られた信号を補正する必要がある。
【0006】
このような補正方法としては、押圧操作によって実際に得られた圧力や変位から変換して得られた出力値の中で、最も高い値を記憶しておき、その値を出力値の最大値として決定し、その最大値を基準としてそれ以下の値を配分したり、基準となる抵抗体等を設けておき、その抵抗体等と各感圧素子との出力を比較して補正を行ったりしている。
【0007】
しかしながら、実際に入力された際の最大値を記憶しておき、その値を基準に補正を行う場合は、より大きな最大値が得られるような条件においては利用することができなかった。さらに、操作者間個体差や素子間ごとの差があり、また、同一者による操作であっても、操作状況等により入力値がバラバラなので、補正の基準となる値がバラバラとなっていた。そのため、補正した値の精度が悪いという問題があった。
【0008】
一方、基準となる抵抗体等を設ける方法は、操作条件の相違によって微妙に変化する出力値を、基準として定められた抵抗体に基づいて常に画一的に補正されるため、変化条件に応じた補正を行うことができないという問題があった。
【0009】
そしてこれらの問題は、例えば携帯電話装置に設けられる“多方向キー”と呼ばれる押釦スイッチに適用する場合に顕著となる。この“多方向キー”は、押圧操作面が上・下・左・右の各方向領域に有り、各操作面を押圧操作することで、表示画面を上・下・左・右にスクロールさせることができるが、各方向領域毎にアナログ量検出素子を設けているため、各アナログ量検出素子相互間の出力値の差が大きければ各方向領域での出力量の対応がとれず操作性の良いアナログスイッチとはならない。しかし、上記従来の補正方法では、アナログ量検出素子相互間の相違が検出しづらく最適な補正を行うことが困難であった。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明では、温度や湿度などの外環境の変化による影響を受けず、また、アナログ量検出素子の個々の差によらずにアウトプットできるアナログスイッチの出力値を得ることを目的としてなされたものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、所定の操作に基づく圧力や変位等の操作量を検出するアナログ量検出素子と、該操作を受けて一定の荷重がかかった際にオン/オフされるオン/オフスイッチとを、押圧操作部材の下方位置に有し、該操作量をアナログ形態の出力信号に変換するアナログスイッチについて、前記オン/オフスイッチがオンする時点またはオフする時点の少なくとも何れかの時点でのアナログ量検出素子の出力値を検出し、当該時点に設定されたアナログスイッチの理想出力値との差分を求め、アナログ量検出素子の出力値を前記差分に基づき補正してアナログスイッチの出力値を得るアナログスイッチの出力値補正方法を提供するものである。
【0012】
この発明によれば、オン/オフスイッチの接点がオンする時点またはオフする時点の少なくとも何れかの時点でのアナログ量検出素子の出力値が、当該時点でのアナログスイッチの理想出力値と一致するのに必要な差分を求め、アナログ量検出素子の出力値を当該差分に基づき補正するようにしたため、温度や湿度などの外環境の変化によりアナログ量検出素子の出力が変化しても、その実際の出力値を理想値に補正することができる。そして、アナログスイッチ操作時の温度や、湿度などの操作環境に影響しない出力値を得ることができる。また、補正対象となるアナログ量検出素子の実際の出力値が理想出力値とどれほど乖離しているかといった傾向を常に最新のものに変化させることができ、アナログ量検出素子の経時変化にも逐次対応した補正が可能となる。なお、理想出力値や実際の出力値は、1つの値である場合だけでなく、複数の値の集まりである場合もある。
【0013】
そして、このアナログスイッチの出力値補正方法は、前記オン/オフスイッチの接点に、接点がオンする時点とオフする時点で異なった荷重値がかかる接点を用いて、該接点がオンまたはオフされた際にアナログ量検出素子が実際に出力した出力値と、その時点で該アナログスイッチが出力すべき理想的な出力値との隔たりの程度を、異なる2以上の点で検出することができ、また、2以上のオン/オフスイッチの接点を用いて、アナログスイッチが受ける操作量に対して、前記各接点がオンまたはオフされた際にアナログ量検出素子が実際に出力した出力値と、その時点で該アナログスイッチが出力すべき理想的な出力値との隔たりの程度を、異なる2以上の点で検出することができる。
【0014】
これらの方法では、定荷重を検知する接点に、異なる少なくとも2以上の荷重値を検知する接点を用いたり、定荷重を検知する少なくとも2以上の接点を用いてたりしているため、少なくとも2以上の点でアナログ量検出素子の実際の出力値と、その理想値の乖離を検知することができ、より精度の高い補正をすることが可能である。そしてさらに、少なくとも2以上のアナログ量検出素子を用いていれば、さらに精度が高い補正を行うことができる。
【0015】
より具体的な理想出力値への補正方法が、出力値Bの理想出力値Aに対する割合を算出し、その割合から出力値Bを理想出力値Aに変換する数式を用いて、出力値Bを理想出力値Aに変換する変換ステップを実行する補正方法であれば、補正の精度としては充分でない場合もあるが、アナログ量検出素子の実際の出力値と、その理想値の乖離の程度が同じ割合で起きるようなアナログ量検出素子を用いる場合には有効で、簡便な補正方法であり、複数の接点を有するアナログスイッチでなくても補正を実行することができる。
【0016】
また、より具体的な理想出力値への補正方法が、2つのオン/オフスイッチを用い、アナログ量検出素子が受ける圧力や変位等の操作量に対して、一のオン/オフスイッチがオンする時点またはオフする時点の少なくとも何れかの時点でアナログ量検出素子が出力すべき理想出力値Aを決定し、他の一のオン/オフスイッチがオンする時点またはオフする時点の少なくとも何れかの時点でアナログ量検出素子が出力すべき理想出力値A’を決定して、理想出力値Aと理想出力値A’とから、圧力や変位等の操作量に対するアナログスイッチの出力値を与える理想関係式Aを得るステップと、前記操作量に対して、一のオン/オフスイッチがオンする時点またはオフする時点の少なくとも何れかの時点でアナログ量検出素子が実際に出力する出力値Bと、他の一のオン/オフスイッチがオンする時点またはオフする時点の少なくとも何れかの時点でアナログ量検出素子が実際に出力する出力値B’とから、圧力や変位等の操作量に対するアナログ量検出素子の出力値を与える回帰式Bを得るステップと、回帰式Bを理想関係式Aに変換して差分を解消するステップと、を実行するアナログスイッチの出力値補正方法であれば、補正の精度が高く、アナログ量検出素子の実際の出力値が、理想値との間で独特の乖離状態を起こすような場合であっても、そのアナログ量検出素子の特性に応じた補正をすることが可能である。
【0017】
また、本発明は、所定の操作に基づく圧力や変位等の操作量を検出するアナログ量検出素子と、該操作を受けて一定の荷重がかかった際にオン/オフされるオン/オフスイッチとを、押圧操作部材の下方位置に有し、該操作量をアナログ形態の出力信号に変換するアナログスイッチに対して電気的に接続されたコンピュータを動作させるコンピュータプログラムであって、上記アナログスイッチの出力値補正方法を実行するコンピュータプログラムを提供する。
【0018】
このアナログスイッチの出力値補正に用いるコンピュータプログラムによれば、アナログ量検出素子が受ける圧力や変位等の操作量と、該操作量に対してアナログ量検出素子が出力する理想出力値Aとの関係から、理想出力値Aと操作量との関係を求めた理想関係式Aを得るステップと、該操作量と、該操作量に対してアナログ量検出素子が実際に出力する出力値Bとの関係から、実際の出力値Bと操作量との関係を求めた回帰式Bを得るステップと、アナログ量検出素子が出力する実際の出力値を回帰式B上の点に回帰させ、次に回帰式B上の点を理想関係式A上の点に変換する、各ステップを実行させるため、温度や湿度などの外環境の変化によりアナログ量検出素子の出力が変化しても、その実際の出力値を理想値に補正することができる。そして、アナログスイッチ操作時の温度や、湿度などの操作環境に影響しない出力値を得ることができる。また、補正対象となるアナログ量検出素子の実際の出力値が理想出力値とどれほど乖離しているかといった傾向を常に最新のものに変化させることができ、アナログ量検出素子の経時変化にも逐次対応した補正が可能となる。また、補正の精度が高く、アナログ量検出素子の実際の出力値が、理想値との間で独特の乖離状態を起こすような場合であっても、そのアナログ量検出素子の特性に応じた補正をすることが可能である。
【0019】
さらに本発明は、所定の操作に基づく圧力や変位等の操作量を検出するアナログ量検出素子と、該操作を受けて一定の荷重がかかった際にオン/オフされるオン/オフスイッチとを、押圧操作部材の下方位置に有するアナログスイッチであって、前記オン/オフスイッチがオンする時点またはオフする時点の少なくとも何れかの時点でのアナログ量検出素子の出力値を補正して前記操作量をアナログ形態の出力信号に変換するアナログスイッチを提供する。このアナログスイッチは、定荷重を検知するオン/オフスイッチの接点を少なくとも2以上有していることが好ましい。アナログ量検出素子だけでなく、定荷重を検知する接点を有しているため、所定の入力値に対するアナログ量検出素子の出力値を正確に検出することができ、アナログスイッチの出力値の補正に役立てることができる。接点が多ければ、また、各接点が検知する定荷重値が多ければ、補正の精度を向上させることができる。そして、アナログ量検出素子が、押圧力に応じて出力値が変化する感圧素子であっても、所定の押圧された荷重値に対してオン/オフされるオン/オフスイッチを接点として利用することができ、環境変化による出力値の変化が大きい感圧素子を精度の高いアナログスイッチとして利用することができる。
【0020】
【発明の実施の形態】
第1実施形態; 本発明の第1実施形態で用いるアナログスイッチ11について図面に基づいて説明する。図1は本発明で用いるアナログスイッチ11を設けた携帯電話装置1である。このアナログスイッチ11が搭載されている携帯電話装置1の機能構成をブロック図で簡単に説明すると、図2で示すように、通信部2、制御部3、補助記憶装置4、入力部5、表示部6を備えて形成されている。通信部2は、アンテナ2aを介して基地局との間で無線信号を送信又は受信する。「コンピュータ」としての制御部3は、この携帯電話装置全体を制御する中央処理装置(以下、「CPU」という)及び該CPUを動作させるための制御プログラムを記録させた記憶媒体(例えば、リードオンリーメモリ、以下「ROM」という)を有している。補助記憶装置(例えば、ランダムアクセスメモリ、以下「RAM」という)4は、ゲームなどのアプリケーションを格納することができる。入力部5は、ユーザの操作に基づいて各種情報を入力、あるいは通話時における各種指示を行うためのものであり、本発明のアナログスイッチの他、オン/オフスイッチ、マイクなどを有している。表示部6は、LCDを備えており、アプリケーションによるゲーム画面を表示することができる。
【0021】
アナログスイッチ11は、例えば図1に示した4方向キーに用いられる。図3にはそのアナログスイッチ11の拡大図を示す。図4はそのアナログスイッチ11のSA−SA線断面図である。また、図5、図6は、図4に示したアナログスイッチ11がさらに押圧された状態を段階的に示した図である。
【0022】
図4より、このアナログスイッチ11には、第1接点12、アナログ量検出素子としての感圧素子13、第2接点14が、この順に水平方向略1直線上に隣接して基板15に配置されている。また、押圧操作部材としてのカバー部16が、第2接点14側に設けられた支持突起17に連なるキーシート18上に載置されている。このカバー部16は、ポリカーボネートやポリプロピレンなどの合成樹脂で形成することができる。キーシート18は、熱可塑性エラストマーやシリコーンゴムといったゴム状弾性体でなり、支持突起17と一体として形成することができる。また、キーシート18には、第1接点12、感圧素子13、第2接点14をそれぞれ押圧する押し子18a、18b、18cが形成されており、押し子18bが、押し子18a、18cよりも突出している。
【0023】
第1接点12および第2接点14には、皿ばねやタクトスイッチ、メンブレンスイッチなどのオン/オフスイッチを用いることができる。また、このアナログスイッチ11は、支持突起17を中心として上下左右何れの方向にも傾く4方向キーである構造から、アナログスイッチ11が押圧された場合は、第1接点12の方が第2接点14よりも先にオンされる。
【0024】
アナログ量検出素子としては、圧力を感知する感圧素子や変位量を感知する変位素子などを用いることができる。感圧素子13としては、押圧力により素子自体の導電率が変わるものや、図7に示したような、導電部材13aと抵抗体13bとの接触面積の変化により抵抗値が変わるもの等があり、これらの何れのタイプの感圧素子も用いることができるが、ここでは導電部材13aと抵抗体13bとの接触面積が変わるタイプの感圧素子13を用いている。このタイプの感圧素子13は、導電部材13aが抵抗体13bと接触すると、抵抗体13b上に配線された導線13c(図8参照)が導電部材13aと短絡し、その接触面積に応じて導通量が増加し、抵抗体13bの抵抗値が減少するようになっている。なお、押圧力により素子自体の導電率が変わるタイプの感圧素子(図示せず)は、導電性粒子をゴム弾性体に含有させたもので、押圧時のゴム弾性体の圧縮により導電性粒子の密度が増大して抵抗値が減少する性質を利用するものである。
【0025】
図4〜図6に示した部分は、4方向キーの左方向領域の部分を表したものであるが第1接点12、感圧素子13、第2接点14に相当する部材が、中央部にある支持突起17を中心として上、右、下の各方向領域にも形成されている。
【0026】
次にこのアナログスイッチ11の作用について説明する。
【0027】
アナログスイッチ11のカバー部16を指等で押圧すると、支持突起17を中心に外側にいくほど傾くようにカバー部16が傾斜し始める。この過程において、感圧素子13を押圧する押し子18bが他の押し子18a、18cよりも下側に突出して形成されているため、図5に示すように、まず、感圧素子13が、カバー部16の押し子18bと接触して押圧される。感圧素子13は、受けた押圧力を電気信号に変換して出力値を発生させる。この出力値は、カバー部16を押圧する操作量に応じてアナログスイッチ11としての理想出力値に補正される。即ち、カバー部16を押圧した押圧力に応じて感圧素子13が出力値を発生させ、この出力値を逐一補正して、理想出力値に変換し、アナログスイッチの出力とするのである。得られた出力は種々のアプリケーションへの入力値となる。従って、操作者は、カバー部6の押圧操作の強弱を調整することにより、アプリケーションで適用されるスクロール早さ等を調整することができる。
【0028】
次に、アナログスイッチ11の出力値補正方法について説明する。
【0029】
アナログスイッチ11の出力値を補正するには、アナログ量検出素子13の出力値を、アナログスイッチ11の出力値に補正する補正式を作成する段階と、作成した補正式に基づいて、各アナログ量検出素子13から出力される出力値を逐一変換してアナログスイッチの出力値とする段階がある。補正式の作成過程を図9にフローチャートで示した。
【0030】
第1接点12、第2接点14は、各々の接点に固有の定荷重を受けた場合にオフ状態からオン状態に変換する信号を送るものである。カバー部16を押圧して、感圧素子13に荷重が加わるうち、所定の荷重が第1接点12にかかった時点で第1接点12がオンされる。その際には、感圧素子13にも一定の荷重がかかっているため、第1接点12がオンされる際の押圧力等の操作量に対する感圧素子13の出力値とするべき理想値を予め決定しておくことができる。その値を「基準値1」として補助記憶装置4に記憶しておく。また、同様にして、第2接点14がオンされる際の荷重値に対し、感圧素子13が出力すべき理想出力値を予め決めておき、その値を「基準値2」として、補助記憶装置4に記憶しておく。
【0031】
例えば、第1接点12がオンされる荷重値(オン点荷重)がPとなる押圧力をアナログスイッチ11が受ける場合のアナログスイッチ11の理想出力値(「基準値1」)をOS1、第2接点14のオン点荷重がPとなる押圧力を受ける場合のアナログスイッチ11の理想出力値(「基準値2」)をOS2と決定しておく。これより、(荷重,出力値)の組(P,OS1)、(P,OS2)が得られる。
【0032】
各荷重値とそれに対する「基準値1」「基準値2」をもとにして、荷重値に対する理想出力値を表す理想関係式Aを作成する。なお、ここでの荷重値は各接点に働く荷重として式を作成しているが、実際には、各接点に所定の荷重がかかればそれに関係する所定の荷重が感圧スイッチ13にかかっているため、感圧素子13の受ける荷重と、その感圧素子13の出力との関係を表すものである。理想関係式Aの作成は、「基準値1」と「基準値2」を通り、種々の操作量に対して理想的な出力値となる点を結ぶことにより作成する(図9、S1)。荷重値に対するアナログスイッチ11の理想出力値は、アナログ量検出素子の種類等を勘案して理想的な曲線(直線を含む)となるように決定する。
【0033】
荷重値と理想出力値(電圧)との関係を例えば1次直線で表すとすれば、以下の理想関係式A1が得られる。
【0034】
【数1】
Figure 0004153266
【0035】
次に、補正式を作成するための、感圧素子13が出力する実際の出力値を蓄積する。カバー部16を指等で押圧し、アナログスイッチ11に押圧操作を加えてゆき、所定の操作量をアナログスイッチ11が受けた段階で第1接点12がオンされる(図9、S3)。このとき、感圧素子13にも一定の荷重がかかっており、感圧素子13は、受けた荷重に応じた出力値を発生させる。このとき、第1接点12がオンされる荷重値と、感圧素子13が受けた荷重値は、必ずしも同一ではなく、アナログスイッチ11の各構成部材の配置や、材質等さまざまな要素によって変化し、アナログスイッチ11として受けた荷重値が分配された値となる。しかしながら、第1接点12のオン点荷重と、その際の感圧素子13の受ける荷重は対応するものである。第1接点12がオンされる際の感圧素子13の実際の出力値を「データ1」として補助記憶装置4に保存する(図9、S5)。さらにカバー部16が押圧されると、図6に示すように、支持突起17から見て感圧素子13より近くにある第2接点14がキーシート18の押し子18cと接触し、第2接点14が検知する定荷重がかかったときに第2接点がオンされる(図9、S7)。このときに感圧素子13にも所定の荷重がかかっており、感圧素子13は、受けた荷重値に応じた出力値を発生させる。この出力値を「データ2」として補助記憶装置4に保存する(図9、S9)。
【0036】
第1接点12、第2接点14が各々オンされる荷重は、第1接点12、第2接点14として選択したオン/オフスイッチの種類によって定まる定荷重であるため、予め定まった値である。一方、「データ1」や「データ2」は、感圧素子13の実際の出力値であるから、たとえ同じ操作がアナログスイッチ11に加えられたとしても、感圧素子13の精度にもよるが、操作環境や操作時期等によって多少は変化する値となる。
【0037】
すなわち、「データ1」及び「データ2」は、選択された感圧素子13の種類や、その使用状況によって変わり、どのような感圧素子13を選択するかによっても違ってくるが、特に温度の影響を受けやすい感圧素子13を用いた場合では、例えば、40℃の恒温室内で上記操作を行った場合と、−10℃の冷蔵庫内で上記操作を行った場合では、「データ1」や「データ2」の値が異なる場合が生じるのである。
【0038】
例えばある低温下で、第1接点12がオンされる荷重値がPとなる押圧力をアナログスイッチ11が受ける場合の感圧素子13の実際の出力値(「データ1」)がOR1、また、第2接点14がオンされる荷重値がPとなる押圧力をアナログスイッチ11が受ける場合の感圧素子13の実際の出力値(「データ2」)がOR2の場合には、(荷重,出力値)の関係が、(P,OR1)、(P,OR2)と得られる。
【0039】
「データ1」と「データ2」が得られたら、それらの値を、各接点がオン/オフされる荷重値と関係づけて、出力値の荷重値に対する回帰式を制御部3で演算処理して求める。ここでは、出力値の荷重値に対する回帰式を求め得られた回帰式を「回帰式B」として補助記憶装置4に記憶する(図9、S11)。
【0040】
上述のある低温下における例では、(荷重,出力値)の組(P,OR1)、(P,OR2)から、以下の回帰式B1が得られる
【0041】
【数2】
Figure 0004153266
【0042】
第1接点12および第2接点14がオンされる荷重値がかかるだけの操作量がアナログスイッチ11に加えられた場合の感圧素子13が出力すべき理想出力値、または、感圧素子13が出力する実際の出力値と、各接点がオンされる荷重値との関係から得られた理想関係式Aおよび回帰式Bをグラフ化すると、例えば図10に示したような関係が成立する。
【0043】
なお、図10では、荷重値と出力値との関係を一次式で表現しているが、出力値を荷重値に対する抵抗値等で表せば、例えば図11のような曲線として表すこともできる。
【0044】
次に、この回帰式Bと理想関係式Aから、回帰式Bを理想関係式Aに変換する数式(補正式)を制御部3で演算処理して決定し、補助記憶装置4に記憶しておく(図9、S13)。
【0045】
上述の、回帰式B1と理想関係式A1との関係からは、以下の補正式C1が求められる。
【0046】
【数3】
Figure 0004153266
【0047】
以上で、感圧素子13の実際の出力値を理想出力値に変換する数式(補正式)が求まり、感圧素子(アナログ量検出素子)13の出力値をアナログスイッチ11の出力値に補正するための準備段階を完了する。
【0048】
次に、実際のアプリケーション操作時の出力値の補正について説明する。
【0049】
アナログスイッチ11のカバー部16が押されて、感圧素子13が押圧される度に、感圧素子13の出力値が発生する。この出力値を回帰式B上の点としてまず認識し、次に補助記憶装置4に蓄えられた補正式によって、回帰式B上の点から理想関係式A上の点に逐次変換してアナログスイッチ11の出力値に補正する。補正されたアナログスイッチ11の出力値は、補助記憶装置4に送られ、アプリケーション操作用の入力値として利用する。この補正方法により、この環境下における感圧素子13の実際の出力値を理想出力値に補正、変換して出力することができる。
【0050】
なお、回帰式Bを作成する「データ1」と「データ2」を、いつ採るかについては適宜決定することができる。前回のスイッチ使用開始、または初回のスイッチ使用開始から所定時間内に押圧操作されて得られた値を用いたり、現在のスイッチ使用時に所定時間を経過するごとに古い値は消去して新しい値を採用するようにしたり、さらに、入力者側からの任意の操作があった場合に得られた値を用いたりするなど、何れの方法によっても良い。すなわち、回帰式Bを得る段階の操作は、補正準備段階として実際のアプリケーション実行のためのアナログスイッチの操作とは別個の段階として設けてもよいし、実際のアプリケーション実行のための操作時に定期的に回帰式Bを得て、それをフィードバックして補正を行うようにしても良い。
【0051】
このアナログスイッチ11の出力値補正方法では、温度や湿度などの外環境の変化によりアナログ量検出素子の出力が変化しても、その実際の出力値を理想値に補正することができる。そして、アナログスイッチ操作時の温度や、湿度などの操作環境に影響しない出力値を得ることができる。また、補正対象となるアナログ量検出素子の実際の出力値が理想出力値とどれほど乖離しているかといった傾向を常に最新のものに変化させることができ、アナログ量検出素子の経時変化にも逐次対応した補正が可能となる。さらに、補正の精度が高く、アナログ量検出素子の実際の出力値が、理想値との間で独特の乖離状態を起こすような場合であっても、そのアナログ量検出素子の特性に応じた補正をすることが可能である。そして、このアナログスイッチの出力値補正方法は、感圧素子13の環境変化による出力値のバラツキだけでなく、感圧素子13の経時的な特性変化に対しても採用することができる。
【0052】
本実施形態によるアナログスイッチの出力値補正方法は、上述のアナログスイッチ11とは異なる図12〜図14に示したアナログスイッチ21を用いても同様に行うことができる。このアナログスイッチ21は、感圧素子23が支持突起27に対して、第1接点22、第2接点24よりも外側に配置されている。この配置以外は上述のアナログスイッチ11と相違はなく、用いる各部品、部材もアナログスイッチ11と同様なものを利用することができる。
【0053】
アナログスイッチ21の作用について説明する。
【0054】
カバー部26が指等により押圧され荷重が加えられると、図13に示すようにこのアナログスイッチ21の構造上、まず、支持突起27から見て最も遠くにある感圧素子23が、キーシート28に形成された押し子28bと接触して押圧される。その後、第1接点22、第2接点24の順に各接点を押圧する押し子28a、28cと接触してそのスイッチがオンとなる。第1接点22がオンされた際に感圧素子23が出力する実際の出力値を「データ1」として保存する。そして、図14に示すように、支持突起27から見て近くにある第2接点24がオンとなる際の感圧素子23が実際に出力する出力値を「データ2」として保存する。
【0055】
第1接点22、第2接点24が各々オンされる荷重は、各接点がオンされる位置まで支持突起27が弾性変形して生じる支持突起27の曲げ強度や、各接点として選択するオン/オフスイッチ等の性質によって決まってくるため、予め定まった値である。一方、「データ1」や「データ2」は、感圧素子23の実際の出力値であるから、たとえ同じ荷重が加えられたとしても、操作環境や、操作時期等によって多少は変化する値となる。「データ1」と「データ2」が得られた後の補正方法は、先の例で示した方法と同様に行うことができる。
【0056】
第2実施形態; 第1実施形態において用いたアナログスイッチ11において用いられる、第1接点12、第2接点14の特性が、図15に示す様にオン/オフスイッチがオンされるときの荷重(オン点荷重)と、オン/オフスイッチがオフされるときの荷重(オフ点荷重)との間に違いがある場合は、各接点がオフされる場合についても、オンされる場合と同様にして理想出力値と実際の出力値を求めることができる。すなわち、第1接点2がオフされる際の感圧素子の理想的な出力値を「基準値3」、第2接点4がオフされる際の感圧素子の理想的な出力値を「基準値4」と定めておき、両接点がそれぞれオンされる際の出理想的な出力値である「基準値1」、「基準値2」と併せて、荷重値と出力値の関係を表す関係式を決定して理想関係式Aを作成する。一方、所定の環境下で実際の操作により、第1接点2がオフされた際の感圧素子の出力値を「データ3」、第2接点4がオフされた際の感圧素子の出力値を「データ4」として、両接点がそれぞれオンされる際の実際の出直値である「データ1」、「データ2」と併せて回帰式を作成して回帰式Bとする。このようにして得られた理想関係式A及び回帰式Bから第1実施形態で示した方法と同様にして補正を行う。
【0057】
この第2実施形態による方法によれば、回帰式Bを作成するための実際の出力値と理想的な出力値の乖離の程度を測定する測定数が増えるため、多くのデータに基づく回帰式を作成することができ、第1実施形態で示した方法よりも補正の精度が向上する。
【0058】
たとえば、第1接点12及び第2接点14のオン点荷重及びオフ点荷重を考慮した(荷重,理想出力値A)の組が、(P,OS1)、(P,OS2)、(P,OS3)、(P,OS4)であれば、それらの点を含むような理想関係式A2を例えば次のように決定しておき、
【0059】
【数4】
Figure 0004153266
【0060】
(荷重,実際の出力値B)の組が、(P,OR1)、(P,OR2)、(P,OR3)、(P,OR4)であれば、そこから回帰式B2を決定すると、
【0061】
【数5】
Figure 0004153266
【0062】
となる。理想関係式A2及び回帰式B2から、回帰式B2を理想関係式A2に変換する補正式は、
【0063】
【数6】
Figure 0004153266
【0064】
として得られる。感圧素子13の実際の出力値を上記補正式に基づいて補正すると、オフ点荷重を採らない実施形態1の場合に比較して、精度の高い補正を行うことができる。
【0065】
第3実施形態; 接点と感圧素子がそれぞれ一つづつからなるアナログスイッチ、即ち、図16〜図18で示したような第1接点32と感圧素子33を有し、第1実施形態で示したアナログスイッチ11の持つ第2接点14を有しないようなアナログスイッチ31を用いて行うことができる出力値の補正方法である。
【0066】
この方法は、アナログスイッチ31を用いる場合のように、接点が一つしかなく、有効な回帰式を作成することが難しい場合に用いることのできる補正方法である。
【0067】
第3実施形態における補正方法では、第1実施形態と同様にして、アナログスイッチ31が押圧操作されて、第1接点32がオンされる際に感圧素子33が出力する理想的な出力値である「基準値1」を決定し、一方、第1接点32がオンされる際に感圧素子33が実際に出力する出力値「データ1」を求める。そして、「データ1」の「基準値1」に対する乖離の程度を基準にして、例えば、「基準値1」と「データ1」との異なる程度を、実際の出力値に対する理想出力値の「割合」として求め、この「割合」に基づいて実際に得られた出力値を理想出力値に変換することにより補正を行う。
【0068】
次に、感圧素子2つから構成されるシーソーキー型のアナログスイッチ41を用いて、本発明の変形実施形態について説明する。
【0069】
このアナログスイッチ41は、中央部に支持突起47を備え、左側ブロック48と右側ブロック49で対称的な構造になっている。左側ブロック48には、支持突起47から見て遠い側から、第1接点42a、感圧素子43a、第2接点44aがその順に基板45上に配置されている。右側ブロック49には、支持突起47から見て遠い側から、第1接点42b、感圧素子43b、第2接点44bがその順に基板45上に配置されている。
【0070】
左側ブロック48と右側ブロック49は別個に押圧操作され、それぞれのブロック48,49に配された部材が、それぞれのブロック48,49ごとに、第1実施形態に示したアナログスイッチ11と同じ機能を発揮して作動する。そして、このアナログスイッチ41にあって、左側ブロック48から得られた各出力値と、右側ブロック49から得られた各出力値をそれぞれ別個に、第1実施形態で示した方法と同様の方法にて補正する。
【0071】
この補正方法によれば、左側ブロック48と、右側ブロック49を区別して補正することができるため、例えば、右側ブロック49の感圧素子13bの特性が著しく低下したような場合であっても、左側ブロック48に比べて遜色のない出力を得ることが期待できる。
【0072】
以上示した第1〜第3実施形態、及び変形実施形態では、アナログ量検出素子に抵抗体を有する感圧素子を使用したが、磁力を用いたものや静電容量を用いたものなどを含め、圧力や変位が測定できるものを用いることができる。
【0073】
また、各接点は、アナログスイッチの出力値補正のために用いるだけでなく、カバー部を押し、離す操作に対するオン/オフスイッチとして利用することも可能である。
【0074】
さらに、各接点と感圧素子との配置の関係は上記例に限定されるものではなく、アナログ量検出素子が可動する範囲内のことなった時点でオン/オフされる複数の接点であれば良い。
【0075】
【発明の効果】
本発明によれば、温度や湿度などの外環境の変化による影響を受けず、また、アナログ量検出素子の個々の差によらずに、アナログ量検出素子の出力値を、常に所望のアナログスイッチのアウトプットとして得ることができるアナログスイッチの出力値の補正方法や、その出力値の補正に用いるコンピュータプログラム、さらには、その補正を行うことができるアナログスイッチを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】携帯電話装置の外観平面図である。
【図2】携帯電話装置の機能構成を表すブロック図である。
【図3】アナログスイッチの拡大平面図である。
【図4】接点を2つ有するアナログスイッチの未操作時の断面図である。
【図5】図4に示すアナログスイッチのやや押圧された状態の断面図である。
【図6】図4に示すアナログスイッチの充分押圧された状態の断面図である。
【図7】感圧素子の断面図である。
【図8】アナログスイッチが載置される基板の平面図である。
【図9】アナログスイッチの出力値補正方法を説明するフローチャートである。
【図10】感圧素子の「荷重−出力(電圧)」特性を示すグラフである。
【図11】感圧素子の「荷重−出力(抵抗)」特性を示すグラフである。
【図12】接点を2つ有する別のアナログスイッチの未操作時の断面図である。
【図13】図12に示す別のアナログスイッチのやや押圧された状態の断面図である。
【図14】図12に示す別のアナログスイッチの充分押圧された状態の断面図である。
【図15】接点の「変位−荷重」特性を示すグラフである。
【図16】接点を1つ有するアナログスイッチの未操作時の断面図である。
【図17】図16に示すアナログスイッチのやや押圧された状態の断面図である。
【図18】図16に示すアナログスイッチの充分押圧された状態の断面図である。
【図19】接点を4つ有するアナログスイッチの未操作時の断面図であり、図15のSA−SA線断面図である。る。
【図20】図19に示すアナログスイッチの平面図である。
【図21】従来のビデオ操作用リモコンの平面図である。
【符合の説明】
1 携帯電話装置
2 通信部
3 制御部
4 補助記憶装置
5 入力部
6 表示部
11,21,31,41 アナログスイッチ
12,22,32,42a,42b 第1接点
13,23,33,43a,43b 感圧素子(アナログ量検出素子)
13a 導電部材
13b 抵抗体
13c 導線
14,24,44a,44b 第2接点
15,25,35,45 基板
16,26,36,46 カバー部材(押圧操作部材)
17,27,37,47 支持突起
18 キーシート
48 左側ブロック
49 右側ブロック
51 ビデオ操作用リモコン
52 巻戻しスイッチ
53 感圧素子

Claims (9)

  1. 所定の操作に基づく圧力や変位等の操作量を検出するアナログ量検出素子と、該操作を受けて一定の荷重がかかった際にオン/オフされるオン/オフスイッチとを、押圧操作部材の下方位置に有し、該操作量をアナログ形態の出力信号に変換するアナログスイッチについて、
    前記オン/オフスイッチがオンする時点またはオフする時点の少なくとも何れかの時点でのアナログ量検出素子の出力値を検出し、当該時点に設定されたアナログスイッチの理想出力値との差分を求め、アナログ量検出素子の出力値を前記差分に基づき補正してアナログスイッチの出力値を得るアナログスイッチの出力値補正方法。
  2. 前記オン/オフスイッチがオンする時点とオフする時点で異なった荷重値がかかるオン/オフスイッチを用いて、該オン/オフスイッチがオンする時点およびオフする時点の両時点において、前記差分を求め、アナログ量検出素子の出力値を前記差分に基づき補正してアナログスイッチの出力値を得る請求項1記載のアナログスイッチの出力値補正方法。
  3. 2以上のオン/オフスイッチを用いて、該オン/オフスイッチがオンする時点またはオフする時点の少なくとも何れかの時点での前記差分を求め、アナログ量検出素子の出力値を前記差分に基づき補正してアナログスイッチの出力値を得る請求項1または請求項2に記載のアナログスイッチの出力値補正方法。
  4. 以上のアナログ量検出素子を用いて、各アナログ量検出素子ごとに前記差分を求め、アナログ量検出素子の出力値を前記差分に基づき補正してアナログスイッチの出力値を得る請求項1〜請求項3の何れか1項に記載のアナログスイッチの出力値補正方法。
  5. 2つのオン/オフスイッチを用い、アナログ量検出素子が受ける圧力や変位等の操作量に対して、一のオン/オフスイッチがオンする時点またはオフする時点の少なくとも何れかの時点でアナログ量検出素子が出力すべき理想出力値Aを決定し、他の一のオン/オフスイッチがオンする時点またはオフする時点の少なくとも何れかの時点でアナログ量検出素子が出力すべき理想出力値A’を決定して、理想出力値Aと理想出力値A’とから、圧力や変位等の操作量に対するアナログスイッチの出力値を与える理想関係式Aを得るステップと、
    前記操作量に対して、一のオン/オフスイッチがオンする時点またはオフする時点の少なくとも何れかの時点でアナログ量検出素子が実際に出力する出力値Bと、他の一のオン/オフスイッチがオンする時点またはオフする時点の少なくとも何れかの時点でアナログ量検出素子が実際に出力する出力値B’とから、圧力や変位等の操作量に対するアナログ量検出素子の出力値を与える回帰式Bを得るステップと、
    回帰式Bを理想関係式Aに変換して差分を解消するステップと、を実行する請求項1〜請求項4何れか1項記載のアナログスイッチの出力値補正方法。
  6. 所定の操作に基づく圧力や変位等の操作量を検出するアナログ量検出素子と、該操作を受けて一定の荷重がかかった際にオン/オフされるオン/オフスイッチとを、押圧操作部材の下方位置に有し、該操作量をアナログ形態の出力信号に変換するアナログスイッチに対して電気的に接続されたコンピュータを動作させるコンピュータプログラムであって、
    請求項1〜請求項5何れか1項記載のアナログスイッチの出力値補正方法を実行するコンピュータプログラム。
  7. 所定の操作に基づく圧力や変位等の操作量を検出するアナログ量検出素子と、該操作を受けて一定の荷重がかかった際にオン/オフされるオン/オフスイッチとを、押圧操作部材の下方位置に有するアナログスイッチであって、
    前記オン/オフスイッチがオンする時点またはオフする時点の少なくとも何れかの時点でのアナログ量検出素子の出力値を補正して前記操作量をアナログ形態の出力信号に変換するアナログスイッチ。
  8. 前記オン/オフスイッチを少なくとも2以上有している請求項7記載のアナログスイッチ。
  9. 前記アナログ量検出素子が、押圧力に応じて出力値が変化する感圧素子である請求項7または請求項8記載のアナログスイッチ。
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