JP4847208B2

JP4847208B2 - タッチセンサー、音声調整装置、これらの制御方法及び制御プログラム

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Publication number: JP4847208B2
Application number: JP2006135845A
Authority: JP
Inventors: 悟司柳下
Original assignee: Tamura Corp
Current assignee: Tamura Corp
Priority date: 2006-05-15
Filing date: 2006-05-15
Publication date: 2011-12-28
Anticipated expiration: 2026-05-15
Also published as: JP2007304075A

Description

本発明は、タッチセンサー感度の調整を自動化する技術に関する。

音声調整装置は、入力音声をミキシングして出力する装置であるが、放送向けの音声調整装置には、ミックス状態を調整する操作パネルにタッチセンサー（例えば、特許文献１参照）を用いるタイプも多い。この場合のタッチセンサーは、フェーダーのスライドボリューム、エンコーダー等のツマミに備えられ、オペレータがどの操作子を操作中か、もしくは操作を行おうとしてツマミに触れている状態なのかを装置側で認識し、様々な用途に利用している。

用途の例として、例えば、ツマミの数よりも表示部の数が少ない場合、ツマミの項目に設定されているパラメーター値を確認する際、そのツマミにタッチするだけでこれをタッチセンサーで検出し、表示部へパラメーター値を表示してオペレータに伝えている。

また、多数の操作子が連続して配置されている様な装置の場合は、操作前でもツマミに触られた事を検知した時点で、そのツマミに定義されているパラメーター情報を表示画面に事前に強調表示することにより、誤ったツマミの誤操作を防止している。
特開平１０−１９０４３３

しかしながら、上記のようなタッチセンサーは、人手による感度調整を要する点で煩雑という問題があった。すなわち、タッチセンサーの代表的な原理は、回路に人体が触れた時の静電容量や抵抗の変化を検出することであり、検出回路における部品定数のバラつきや、コネクタの嵌まり具合、部品の実装状態などにより検出回路の感度が変化する。このため、まず、部品実装後の工場出荷時に、トリマ等による感度調整が必要な場合がある。

また、工場出荷後の回路部品も、経年変化、設置環境の温度、人体の違い等に影響され、どの程度触れればタッチＯＮを認識するかの感度が変わってしまい、工場出荷後の運用中にも、検出回路の状態を補正する感度調整が必要になる事がある。

このように感度が変わったままにしてしまうと、操作に違和感が生まれ、触れていないにも関わらずタッチＯＮを認識してしまったり、逆に触れていてもタッチＯＮを認識しないなどの誤動作に繋がる可能性もある。

特に、放送局スタジオ設備として使用される場合は、長期間、２４Ｈ通電したまた電源が切られない状態で置かれ、経年変化により素子定数等が変化し感度が変わる傾向がある。また、ポータブルタイプや音声中継車へ設置する装置の場合は、移動先のフィールドの環境条件により素子定数が変化し感度が変わる事もある。

本発明は、上記のような課題を解決するもので、その目的は、タッチセンサー感度の調整を自動化することである。また、本発明の他の目的は、自動調整し切れないセンサー回路の異常状態はアラーム出力することである。

上記の目的をふまえ、本発明の一態様では、タッチセンサーにおいて、タッチの有無に応じて出力信号の発振周期が変化する発振回路と、比較判定用基準周期を記憶する比較判定用基準周期記憶手段と、前記発振回路からの前記出力信号と、前記比較判定用基準周期記憶手段に記憶されている前記比較判定用基準周期と、をもとにタッチの有無を判定するタッチ判定手段と、タッチセンサーにタッチしていないときの前記発振回路からの発振周期に基いて、前記比較判定用基準周期記憶手段に記憶されている前記比較判定用基準周期を補正する補正手段と、を有することを特徴とする。

このように、比較判定用の基準周期を補正することにより、その時点での発振回路の状態に合わせて判定基準が自動調整でき、工場出荷時や、経年変化や環境変化などで感度が変化した場合も含め、トリマ等の感度手動調整機能も不要になる。

本発明の他の態様は、さらに、前記補正手段は、タッチセンサーの起動の際に、前記発振回路からの出力信号の周期を計測し、比較判定用基準周期として比較判定用基準周期記憶手段へ記憶させることを特徴とする。

このように、装置の起動時に毎回、比較判定用の基準周期を補正することにより、通常時は補正処理の負荷を避けて安定動作を確保しながら、移設などで設置環境が変わった場合は起動時点で確実に最適な感度に再設定され、補正の機会を適度に確保可能となる。

本発明の他の態様は、さらに、前記補正手段は、タッチセンサーの起動の際、所定時間のあいだ、前記発振回路からの出力信号の周期を計測し、その平均値を計算し、比較判定用基準周期として比較判定用基準周期記憶手段へ記憶させることを特徴とする。

このように、起動時の補正において、ある程度の時間の間の計測値を平均することにより、一時的に手が触れたり周囲の静電気の変動などの外乱の影響を排除し、安定した適正な比較判定用基準周期を確実に取得することが容易になる。

本発明の他の態様は、さらに、前記タッチ判定手段は、前記発振回路からの前記出力信号の発振周期を計測する発振周期計測器と、前記発振周期計測器で計測した前記発振周期と、前記比較判定用基準周期記憶手段に記憶されている前記比較判定用基準周期と、をもとにタッチの有無を判定する比較判定器と、を用いることを特徴とする。

このように、発振周期計測器と比較判定器を用いるシンプルな構成を、本発明におけるタッチセンサー感度の自動調整と組み合わせることにより、低コストで高精度なタッチセンサーにおいて信頼性と長寿命も実現できる。

本発明の他の態様は、さらに、前記補正手段は、タッチセンサーの稼働中に、前記比較判定用基準周期記憶手段に現在記憶されている前記比較判定用基準周期から所定範囲外に、所定時間以上継続して逸脱していることを検出し、その発振周期を計測することにより前記比較判定用基準周期の更新を開始することを特徴とする。

このように、起動時だけでなく通常動作中も、出力信号の発振周期において現在の比較判定用基準周期からのズレがしばらく続くと、その発振周期をもとに比較判定用基準周期精度を調整することにより、常時通電で経年変化など何らかの要因で感度が変化してもそれに追従した自動調整が実現でき、長期間に渡り常に安定したタッチ感度を得られる。

本発明の他の態様は、さらに、前記補正手段は、前記比較判定用基準周期の更新を開始すると、まず前記発振周期を所定時間のあいだ計測しその平均値を計算して一時的基準周期とし、この一時的基準周期から所定範囲内に前記発振周期が所定時間以上継続して収まっていることを検出し、その時点での前記一時的基準周期との置換えにより前記比較判定用基準周期を更新することを特徴とする。

このように、稼働中の補正においても、その時点における発振周期の平均値をもとに、その付近からしばらく逸脱しないことを確認のうえ、その平均値で比較判定用基準周期を置き換えることにより、一時的な状況変化の影響を慎重に排除した高精度な自動調整が実現できる。

本発明の他の態様は、さらに、前記出力信号の発振周期が所定の限界許容範囲を逸脱すると、所定の警告信号を出力する警告手段を有することを特徴とする。
このように、限度を超えた狂いを警告するセンサーアラームの機能を備えた事により、タッチセンサーの不具合を早期に発見、表示などを行う事が可能でありメンテナンス性も向上する。

本発明の他の態様は、さらに、音声調整装置において、上記いずれかのタッチセンサーを用いたことを特徴とする。
このように、本発明のタッチセンサーを音声調整装置へ適用することにより、放送局スタジオでの長期継続使用や現場出動時の環境変化にも優れた耐性を発揮可能となる。

以上のように、本発明によれば、タッチセンサー感度の調整を自動化できるので、タッチセンサー及びタッチセンサーを組み込んだ音声調整装置等の機器について、コストダウン、長期稼動時も含む信頼性や使い勝手の改善が実現できる。なお、方法及びプログラムについても同様である。

次に、本発明を実施するための最良の実施形態について図に沿って説明するが、背景技術や課題で既に説明した内容と共通の前提事項は適宜省略する。また、本実施形態は、自動補正機能を備えたタッチセンサー（「本装置」とも呼ぶ）に関するもので、このタッチセンサーを用い又はタッチセンサーの自動補正機能を備えた音声調整装置としての応用も考えられる。

〔構成〕
本装置は、図１の構成図に示すように、発振回路１と、タッチ判定手段２と、制御部５と、メモリー６と、を有する。このうち、発振回路１は、人体の静電容量及び抵抗により、タッチの有無に応じて出力信号の発振周期が変化する発振回路である。

タッチ判定手段２は、タッチの有無を判定する部分で、具体的には、発振回路１からの出力信号の発振周期を計測する発振周期計測器２１と、発振周期計測器２１で計測した発振周期と、比較判定用基準周期と、の比較によりタッチの有無を判定する比較判定器２２と、を有する。この比較判定用基準周期を記憶する比較判定用基準周期記憶手段をメモリー６が兼ねる。

また、電子回路やコンピュータのＣＰＵなどの制御部５が、ワーヤードロジック等の回路構成又はプログラムに従って、後述するような補正手段３及び警告手段４を実現する。

〔作用の概要〕
上記のように構成された本実施形態では、タッチ判定手段２が、発振回路１からの出力信号をもとに発振周期計測器２１により周期Ｔを計測し、メモリー６に記憶されている比較判定用基準周期と比較判定器２２で比較することにより、タッチの有無（ＯＮもしくはＯＦＦ）を判定する。また、補正手段３が、タッチセンサーにタッチしていないときの発振回路１からの発振周期に基いて、メモリー６に記憶されている比較判定用基準周期を補正する（補正処理）。

〔起動時の補正〕
具体的には、まず、上記の比較判定用基準周期は、本装置の起動の際に得る。すなわち、補正手段３は、タッチセンサーの起動の際、又はタッチセンサーを用いる音声調整装置の起動の際に、図２に示すように、所定の平均周期計測時間tav の間、発振回路１からの出力信号の周期を発振周期計測器出力ＴＩとして計測し、その平均値をサンプリング等で計算し、比較判定用基準周期Ｔref として（ステップ３１１）メモリー６（比較判定用基準周期記憶手段）へ記憶する（ステップ３１２）。この計測期間内は、ツマミへ触れていない状態である事が自動調整の条件である。

〔通常動作〕
その後の通常動作においては、メモリへ記憶した比較判定用基準周期Ｔref と許容最大、最小周期：ＴＥを用いて比較判定を行い、タッチ判定手段２がタッチＯＮ／ＯＦＦ状態（TOUCH STATUS）を出力し、また、比較判定の結果によっては警告手段４が、センサーアラーム状態（SENSOR ALARM）を出力する（図３）。これらの処理手順を図４のフローチャートに示す。

すなわち、警告手段４は、発振周期計測器出力ＴＩが、所定の限界記憶手段（例えばメモリー６の他の部分）に予め記憶した限界許容範囲すなわち許容最小周期ＴＥmin 以上で許容最大周期ＴＥmax 以内の範囲（「正常範囲」と呼ぶ）を逸脱すると（ステップ３２１）所定の警告信号であるセンサーアラーム（SENSOR ALARM）をＯＮとし、警告音等によりユーザへ出力し又はタッチセンサーを用いている機器へ電気信号により出力し（ステップ３２２）、処理を終了する。

〔タッチの判定〕
正常範囲内の場合は（ステップ３２１）、タッチＯＮ／ＯＦＦ状態（TOUCH STATUS）を切り替える以下の処理を行う。この処理は、タッチセンサーにタッチすると発振周期計測器出力ＴＩが低くなる現象を利用するもので、図３に示すように、比較判定用基準周期Ｔref よりαだけ低いタッチＯＮ判定周期Ｔonを下回るとタッチしたと判定し、タッチＯＮ判定周期Ｔonほど低くはなく比較判定用基準周期Ｔref よりβだけ低いタッチＯＦＦ判定周期Ｔoff 以上に達するとタッチをやめた（ＯＦＦ）と判定する。

具体的には、図４で見ると、タッチＯＮ／ＯＦＦ状態（TOUCH STATUS）がＯＦＦで（ステップ３２３）発振周期計測器出力ＴＩがタッチＯＮ判定周期Ｔonを下回らない場合（ステップ３２４）、タッチＯＮ／ＯＦＦ状態（TOUCH STATUS）をＯＦＦのままとし（ステップ３２５）、センサーアラーム状態（SENSOR ALARM）をＯＦＦとする（ステップ３２６）。

また、タッチＯＮ／ＯＦＦ状態（TOUCH STATUS）がＯＮであるが（ステップ３２３）発振周期計測器出力ＴＩがタッチＯＦＦ判定周期Ｔoff 以上に達した場合（ステップ３２７）、タッチＯＮ／ＯＦＦ状態（TOUCH STATUS）をＯＦＦに切り替え（ステップ３２５）、センサーアラーム状態（SENSOR ALARM）をＯＦＦとする（ステップ３２６）。

また、タッチＯＮ／ＯＦＦ状態（TOUCH STATUS）がＯＦＦであるが（ステップ３２３）発振周期計測器出力ＴＩがタッチＯＮ判定周期Ｔonを下回った場合（ステップ３２４）、タッチＯＮ／ＯＦＦ状態（TOUCH STATUS）をＯＮに切り替え（ステップ３２８）、センサーアラーム状態（SENSOR ALARM）をＯＦＦとする（ステップ３２６）。

また、タッチＯＮ／ＯＦＦ状態（TOUCH STATUS）がＯＮで（ステップ３２３）発振周期計測器出力ＴＩがタッチＯＦＦ判定周期Ｔoff 以上に達しない場合（ステップ３２７）、タッチＯＮ／ＯＦＦ状態（TOUCH STATUS）をＯＮのままとし（ステップ３２８）、センサーアラーム状態（SENSOR ALARM）をＯＦＦとする（ステップ３２６）。

〔比較判定用基準周期の補正〕
さらに、通常動作中においても、何らかの要因により発振周期が変化した場合を想定して、補正手段３により、変化した発振周期に追従する様に比較判定用基準周期Ｔref を自動的に補正する（図５）。その処理手順は図６のフローチャートに示す。

すなわち、補正手段３は、メモリー６に記憶されている比較判定用基準周期Ｔref をもとに所定幅ずつ、下を基準最小周期ＴＬmin 、上を基準最大周期ＴＬmax としてこの範囲を所定範囲とする（図５）。そして、タッチセンサーの稼働中に、この所定範囲を発振周期計測器出力ＴＩが逸脱した状態が（ステップ３３１）、所定の周期安定待ち時間ｔｏ１のあいだ継続すると（ステップ３３２）、その発振周期計測器出力ＴＩに基き比較判定用基準周期の更新を開始する。

このように比較判定用基準周期の更新を開始すると、補正手段３は、まず、平均周期計測時間tavのあいだ、現在の発振周期である発振周期計測器出力ＴＩを計測しその平均値を一時的基準周期Ｔref''としてメモリー６に記憶する（ステップ３３３）。その後、一時的基準周期Ｔref''を中心に上下ａの所定範囲に発振周期計測器出力ＴＩが収まっていることを検出しその状態が（ステップ３３４）、所定の補正実行待ち時間ｔｏ２のあいだ継続すると（ステップ３３５）、その時点での一時的基準周期Ｔref''を新たな比較判定用基準周期Ｔref としてメモリーに記憶する（ステップ３３６）。

〔４．効果〕
以上のように、本実施形態によれば、比較判定用の基準周期を補正することにより、その時点での発振回路の状態に合わせて判定基準が自動調整でき、工場出荷時や、経年変化や環境変化などで感度が変化した場合も含め、トリマ等の感度手動調整機能も不要になる。

また、本実施形態では、装置の起動時に毎回、比較判定用の基準周期を補正することにより、通常時は補正処理の負荷を避けて安定動作を確保しながら、移設などで設置環境が変わった場合は起動時点で確実に最適な感度に再設定され、補正の機会を適度に確保可能となる。

特に、このような起動時の補正において、本実施形態では、ある程度の時間の間の計測値を平均することにより、一時的に手が触れたり周囲の静電気の変動などの外乱の影響を排除し、安定した適正な比較判定用基準周期を確実に取得することが容易になる。

また、本実施形態では、発振周期計測器と比較判定器を用いるシンプルな構成を、本発明におけるタッチセンサー感度の自動調整と組み合わせることにより、低コストで高精度なタッチセンサーにおいて信頼性と長寿命も実現できる。

また、本実施形態では、起動時だけでなく通常動作中も、出力信号の発振周期において現在の比較判定用基準周期からのズレがしばらく続くと、その発振周期をもとに比較判定用基準周期精度を調整することにより、常時通電で経年変化など何らかの要因で感度が変化してもそれに追従した自動調整が実現でき、長期間に渡り常に安定したタッチ感度を得られる。

特に、このような稼働中の補正においても、本実施形態では、その時点における発振周期の平均値をもとに、その付近からしばらく逸脱しないことを確認のうえ、その平均値で比較判定用基準周期を置き換えることにより、一時的な状況変化の影響を慎重に排除した高精度な自動調整が実現できる。

また、本実施形態では、限度を超えた狂いを警告するセンサーアラームの機能を備えた事により、タッチセンサーの不具合を早期に発見、表示などを行う事が可能でありメンテナンス性も向上する。

また、本実施形態では、本発明のタッチセンサーを音声調整装置へ適用することにより、放送局スタジオでの長期継続使用や現場出動時の環境変化にも優れた耐性を発揮可能となる。

〔５．他の実施形態〕
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、以下に例示するもの及びそれ以外の他の実施形態も含むものである。例えば、本発明のタッチセンサーは、音声調整装置だけでなく、エレベータなど他の機器へも使用可能である。また、センサーアラーム（警告信号）の出力は必須ではなく、自動調整の機能だけを実施してもよい。また、起動時や通常稼動時の調整において、所定時間又はそれ以上にわたる、逸脱、発振周期の計測、平均値の計算、一時的基準周期から所定範囲内に収まっていることの確認等は必須ではなく、例えば特定時点の発振周期を利用してもよい。また、タッチ判定手段は発振周期計測器と比較判定器以外にも、ＰＣＦＧなど所望の構成や代替手段で構成可能である。

本発明の実施形態におけるタッチセンサーの構成を示す図。本発明の実施形態における基準周期の計測手順を示すフローチャート。本発明の実施形態におけるタッチ及びセンサーアラームの判定を示す概念図。本発明の実施形態における通常時の動作手順を示すフローチャート。本発明の実施形態における基準周期の補正を示す概念図。従来本発明の実施形態における基準周期の補正手順を示すフローチャート。

符号の説明

１…発振回路
２…タッチ判定手段
３…補正手段
４…警告手段
５…制御部
６…メモリー
２１…発振周期計測器
２２…比較判定器

Claims

タッチの有無に応じて出力信号の発振周期が変化する発振回路と、
比較判定用基準周期を記憶する比較判定用基準周期記憶手段と、
前記発振回路からの前記出力信号と、前記比較判定用基準周期記憶手段に記憶されている前記比較判定用基準周期と、をもとにタッチの有無を判定するタッチ判定手段と、
タッチセンサーにタッチしていないときの前記発振回路からの発振周期に基づいて、前記比較判定用基準周期記憶手段に記憶されている前記比較判定用基準周期を補正する補正手段と、を有し、
前記補正手段は、タッチセンサーの稼働中に、前記出力信号の発振周期が、前記比較判定用基準周期記憶手段に現在記憶されている前記比較判定用基準周期から所定範囲外に、所定時間以上継続して逸脱していることを検出し、その発振周期を計測することにより前記比較判定用基準周期の更新を開始し、
まず前記発振周期を所定時間のあいだ計測しその平均値を計算して一時的基準周期とし、この一時的基準周期から所定範囲内に前記発振周期が所定時間以上継続して収まっていることを検出し、その時点での前記一時的基準周期との置換えにより前記比較判定用基準周期を更新することを特徴とするタッチセンサー。
前記補正手段は、タッチセンサーの起動の際、所定時間のあいだ、前記発振回路からの出力信号の周期を計測し、その平均値を計算し、比較判定用基準周期として比較判定用基準周期記憶手段へ記憶させる
ことを特徴とする請求項１記載のタッチセンサー。
前記タッチ判定手段は、
前記発振回路からの前記出力信号の発振周期を計測する発振周期計測器と、
前記発振周期計測器で計測した前記発振周期と、前記比較判定用基準周期記憶手段に記憶されている前記比較判定用基準周期と、をもとにタッチの有無を判定する比較判定器と、
を用いることを特徴とする請求項１又は２記載のタッチセンサー。
前記出力信号の発振周期が所定の限界許容範囲を逸脱すると、所定の警告信号を出力する警告手段を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のタッチセンサー。
請求項１から４のいずれか一項に記載のタッチセンサーを用いたことを特徴とする音声調整装置。
タッチの有無に応じて出力信号の発振周期が変化する発振回路を用いるタッチセンサーの制御方法において、
前記発振回路からの前記出力信号と、所定の比較判定用基準周期記憶手段に記憶されている前記比較判定用基準周期と、をもとにタッチの有無を判定するタッチ判定処理と、
タッチセンサーにタッチしていないときの前記発振回路からの発振周期に基づいて、前記比較判定用基準周期記憶手段に記憶されている前記比較判定用基準周期を補正する補正処理と、を含み、
前記補正処理は、タッチセンサーの稼働中に、前記出力信号の発振周期が、前記比較判定用基準周期記憶手段に現在記憶されている前記比較判定用基準周期から所定範囲外に、所定時間以上継続して逸脱していることを検出し、その発振周期を計測することにより前記比較判定用基準周期の更新を開始し、
まず前記発振周期を所定時間のあいだ計測しその平均値を計算して一時的基準周期とし、この一時的基準周期から所定範囲内に前記発振周期が所定時間以上継続して収まっていることを検出し、その時点での前記一時的基準周期との置換えにより前記比較判定用基準周期を更新する
ことを特徴とするタッチセンサーの制御方法。
前記補正処理は、タッチセンサーの起動の際、所定時間のあいだ、前記発振回路からの出力信号の周期を計測し、その平均値を計算し、比較判定用基準周期として比較判定用基準周期記憶手段へ記憶させる
ことを特徴とする請求項６記載のタッチセンサーの制御方法。
前記タッチ判定処理は、
前記発振回路からの前記出力信号の発振周期を所定の発振周期計測器により計測し、
前記発振周期計測器で計測した前記発振周期と、前記比較判定用基準周期記憶手段に記憶されている前記比較判定用基準周期と、をもとにタッチの有無を判定する
ことを特徴とする請求項６又は７記載のタッチセンサーの制御方法。
前記出力信号の発振周期が所定の限界許容範囲を逸脱すると、所定の警告信号を出力する警告手段を有することを特徴とする請求項６から８のいずれか一項に記載のタッチセンサーの制御方法。
請求項６から８のいずれか一項に記載のタッチセンサーの制御方法を含むことを特徴とする音声調整装置の制御方法。
タッチの有無に応じて出力信号の発振周期が変化する発振回路と、コンピュータの演算
制御部と、を用いるタッチセンサーを制御する制御プログラムにおいて、
前記制御プログラムは前記演算制御部を制御することにより、
前記発振回路からの前記出力信号と、所定の比較判定用基準周期記憶手段に記憶されて
いる前記比較判定用基準周期と、をもとにタッチの有無を判定するタッチ判定処理と、
タッチセンサーにタッチしていないときの前記発振回路からの発振周期に基づいて、前
記比較判定用基準周期記憶手段に記憶されている前記比較判定用基準周期を補正する補正
処理と、を実行させ、
前記補正処理は、タッチセンサーの稼働中に、前記出力信号の発振周期が、前記比較判定用基準周期記憶手段に現在記憶されている前記比較判定用基準周期から所定範囲外に、所定時間以上継続して逸脱していることを検出し、その発振周期を計測することにより前記比較判定用基準周期の更新を開始し、
まず前記発振周期を所定時間のあいだ計測しその平均値を計算して一時的基準周期とし、この一時的基準周期から所定範囲内に前記発振周期が所定時間以上継続して収まっていることを検出し、その時点での前記一時的基準周期との置換えにより前記比較判定用基準周期を更新することを特徴とするタッチセンサーの制御プログラム。