JP5104150B2 - 検知装置および方法、並びにプログラム - Google Patents

Description

本発明は、検知装置および方法、並びにプログラムに関し、特に、人体の接触非接触を高速で、かつ、高精度に計測できるようにした検知装置および方法、並びにプログラムに関する。

電極などの静電容量の変化に基づいて、人体の接触、または、非接触を検知するタッチセンサが一般に普及しつつある。

タッチセンサは、接触部分となる電極部の静電容量を検出し、検出した静電容量が人体の持つ静電容量であるか否かを判断することにより、人体の接触または非接触の状態を検出する。タッチセンサは、例えば、エレベータの操作ボタンや、パチンコ遊技機の遊技球の発射装置などに採用されている。

ところが、タッチセンサは、人以外のものが接触することにより、誤動作を発生させることがあった。このため、タッチセンサの誤動作を防止させる手法が提案されている。

例えば、電極からなるタッチキーの押下時間が所定以上の場合、または、出力変化の平均値が最大変化時の比率以下である場合、人が指でキーを操作したものではないと判定し、その場合、受付動作を取り消す構成とするものが提案されている（特許文献１参照）。

また、非接触式スイッチの主たる検知エレメントの周囲に複数個の検知電極を配置し、主たる検知電極に対する人体の接触を検知する信号が発生するとき、発生から所定時間内に周囲の電極に対応する検知信号も発生するときには、出力信号を発生しないようにするものも提案されている（特許文献２参照）。
特開２００７−１４１５４１号公報 特開平０６−１６２８８８号公報

しかしながら、上述した特許文献１の手法の場合、手の平で複数のスイッチを同時押しした場合や一時的に金属が接近した場合には、出力信号が発生してしまう恐れがあった。

また、特許文献２の手法の場合、主たる検知エレメントの接触の有無が検出された後、所定時間待つ必要があり、応答速度に影響を及ぼしてしまう恐れがあった。

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、特に、複数の電極の静電容量の変化に基づいて、接触を検知したか否かを判定する静電容量の閾値を調整することで、静電容量に基づいた、人体の接触の有無を高精度で高速に判定できるようにするものである。

本発明の一側面の検知装置は、未知の容量からなる複数の第１の蓄電器の容量を、それぞれ計測する計測部と、前記複数の第１の蓄電器に電気的に接続され、近接した位置に配置された人体が直接、または、絶縁物を介して間接的に接触する複数の接触部と、前記計測部により計測された複数の第１の蓄電器の容量と、前記第１の蓄電器毎の閾値との比較結果に基づいて、前記接触部に人体が直接、または間接的に接触したか否かを判定する判定部と、前記計測部により計測された計測結果である複数の第１の蓄電器毎の計測結果を、それぞれ累積的に記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶されている計測結果に基づいて、前記複数の第１の蓄電器毎の参照容量を計算する参照容量計算部と、前記複数の第１の蓄電器毎の参照容量と、前記計測部により計測された複数の第１の蓄電器毎の計測結果との差分絶対値を計算する差分計算部と、前記差分計算部により計算された複数の第１の蓄電器毎の差分絶対値和のうち、各第１の蓄電器の差分絶対値を除いた値に基づいて、前記第１の蓄電器毎の閾値を調整する調整部とを含む。

既知の容量からなる第２の蓄電器と、前記第１の蓄電器とが直列に接続され、一方の端部が接地された回路と、一方の端部が、前記回路の他方の端部に接続されて、かつ、他方の端部が接地された構成の蓄電器であり、前記蓄電器の一方の端部より、前記回路の他方の端部に、自らの充電電圧を印加して、前記第１の蓄電器、および、既知の容量からなる第２の蓄電器に電荷を充電する第３の蓄電器と、前記第３の蓄電器に充電された電荷の一部を放電すると共に、前記第２の蓄電器に充電された全電荷を放電する第１の放電部と、前記第１の蓄電器に充電された全電荷を、前記第１の放電部と略同一のタイミングで放電する第２の放電部と、前記第１の放電部、および、前記第２の放電部の放電回数を計測する回数計測部と、前記第１の蓄電器の充電電圧と、基準電圧とを比較する比較部とをさらに含ませるようにすることができ、前記計測部には、前記第１の放電部、および、前記第２の放電部による放電が繰り返される場合、前記比較部の比較結果により、前記第１の蓄電器の充電電圧が、前記基準電圧と一致した、または、前記基準電圧より小さくなったとき、そのときの前記回数計測部により計測された放電回数に基づいて、前記第１の蓄電器の容量を計算することにより前記第１の蓄電器の容量を計測させるようにすることができる。

前記第１の放電部には、前記第３の蓄電器に直列に接続された抵抗を介して、所定の時間だけ前記第３の蓄電器に充電された電荷を放電することにより、前記第３の蓄電器に充電された電荷の一部を放電させるようにすることができる。

前記第３の蓄電器を所定の充電電圧で充電する充電部をさらに設けるようにさせることができ、前記充電部には、前記第３の蓄電器を直接充電させるようにすることができる。

前記第３の蓄電器を所定の充電電圧で充電する充電部をさらに設けるようにさせることができ、前記第１の放電部は、一方の端部が接地され、他方の端部が前記回路と前記抵抗の間に接続されており、前記充電部は、前記第１の放電部の他方の端部と同位置から、前記第３の蓄電器を充電するようにすることができる。

前記抵抗と並列に、前記第３の蓄電器の方向に対して順方向にダイオードを設けるようにさせることができる。

１の既知の容量からなる第２の蓄電器と、複数の前記第１の蓄電器とを切り替えて直列に接続する切替部をさらに設けるようにさせることができる。

前記第２の蓄電器は、さらに電極を備えるようにさせることができ、前記電極は、人体が直接、または、絶縁物を介して間接的に接触するようにさせることができる。

前記調整部には、前記差分計算部により計算された複数の第１の蓄電器毎の差分絶対値和のうち、前記各第１の蓄電器の差分絶対値を除いた値を、前記第１の蓄電器毎の閾値より減算することにより前記閾値を調整させるようにすることができる。

本発明の一側面の検知方法は、未知の容量からなる複数の第１の蓄電器の容量を、それぞれ計測する計測ステップと、前記計測部により計測された複数の第１の蓄電器の容量と、前記第１の蓄電器毎の閾値との比較結果に基づいて、前記接触部に人体が直接、または間接的に接触したか否かを判定する判定ステップと、前記計測ステップの処理により計測された計測結果である複数の第１の蓄電器毎の計測結果を、それぞれ累積的に記憶する記憶ステップと、前記記憶ステップの処理により記憶されている計測結果に基づいて、前記複数の第１の蓄電器毎の参照容量を計算する参照容量計算ステップと、前記複数の第１の蓄電器毎の参照容量と、前記計測ステップの処理により計測された複数の第１の蓄電器毎の計測結果との差分絶対値を計算する差分計算ステップと、前記差分計算ステップの処理により計算された複数の第１の蓄電器毎の差分絶対値和のうち、各第１の蓄電器の差分絶対値を除いた値に基づいて、前記第１の蓄電器毎の閾値を調整する調整ステップとを含む。

本発明の一側面のプログラムは、未知の容量からなる複数の第１の蓄電器の容量を、それぞれ計測する計測ステップと、前記計測部により計測された複数の第１の蓄電器の容量と、前記第１の蓄電器毎の閾値との比較結果に基づいて、前記接触部に人体が直接、または間接的に接触したか否かを判定する判定ステップと、前記計測ステップの処理により計測された計測結果である複数の第１の蓄電器毎の計測結果を、それぞれ累積的に記憶する記憶ステップと、前記記憶ステップの処理により記憶されている計測結果に基づいて、前記複数の第１の蓄電器毎の参照容量を計算する参照容量計算ステップと、前記複数の第１の蓄電器毎の参照容量と、前記計測ステップの処理により計測された複数の第１の蓄電器毎の計測結果との差分絶対値を計算する差分計算ステップと、前記差分計算ステップの処理により計算された複数の第１の蓄電器毎の差分絶対値和のうち、各第１の蓄電器の差分絶対値を除いた値に基づいて、前記第１の蓄電器毎の閾値を調整する調整ステップとを含む処理をコンピュータに実行させる。

本発明の一側面の検知装置および方法、並びにプログラムにおいては、未知の容量からなる複数の第１の蓄電器の容量が、それぞれ計測され、前記複数の第１の蓄電器に電気的に接続され、近接した位置に配置された人体が直接、または、絶縁物を介して間接的に接触され、計測された複数の第１の蓄電器の容量と、前記第１の蓄電器毎の閾値との比較結果に基づいて、人体が直接、または間接的に接触したか否かが判定され、計測された計測結果である複数の第１の蓄電器毎の計測結果が、それぞれ累積的に記憶され、記憶されている計測結果に基づいて、前記複数の第１の蓄電器毎の参照容量が計算され、前記複数の第１の蓄電器毎の参照容量と、計測された複数の第１の蓄電器毎の計測結果との差分絶対値が計算され、計算された複数の第１の蓄電器毎の差分絶対値和のうち、各第１の蓄電器の差分絶対値を除いた値に基づいて、前記第１の蓄電器毎の閾値が調整される。

本発明の検知装置における、未知の容量からなる複数の第１の蓄電器とは、例えば、複数の未知の容量のコンデンサであり、そのコンデンサの容量を、それぞれ計測する計測部とは、例えば、計測部であり、前記複数の第１の蓄電器に電気的に接続され、近接した位置に配置された人体が直接、または、絶縁物を介して間接的に接触する複数の接触部とは、例えば、複数の電極であり、前記計測部により計測された複数の第１の蓄電器の容量と、前記第１の蓄電器毎の閾値との比較結果に基づいて、前記接触部に人体が直接、または間接的に接触したか否かを判定する判定部とは、例えば、制御部であり、前記計測部により計測された計測結果である複数の第１の蓄電器毎の計測結果を、それぞれ累積的に記憶する記憶部とは、例えば、記憶部であり、前記記憶部に記憶されている計測結果に基づいて、前記複数の第１の蓄電器毎の参照容量を計算する参照容量計算部とは、例えば、参照値計算部であり、前記複数の第１の蓄電器毎の参照容量と、前記計測部により計測された複数の第１の蓄電器毎の計測結果との差分絶対値を計算する差分計算部とは、例えば、差分計算部であり、前記差分計算部により計算された複数の第１の蓄電器毎の差分絶対値和のうち、各第１の蓄電器の差分絶対値を除いた値に基づいて、前記第１の蓄電器毎の閾値を調整する調整部とは、例えば、閾値調整部である。

すなわち、複数の人体の接触部位である電極に接続された部位の静電容量を計測し、計測された静電容量と所定の閾値との比較により、人体の接触の有無を検出する。この際、各電極毎に直近の複数の計測結果により参照値を求め、最新の計測結果との差分絶対値を求めることにより、静電容量の変化を求める。さらに、各電極毎に設定された閾値より、自らの電極の差分絶対値を除いた差分絶対値和を減算することにより閾値が調整されることにより、複数の電極に接触してしまったような状況で静電容量が変化するときには、接触を検知し難い状態とすることで誤検出を低減させる。

本発明によれば、人体の接触非接触を高精度で高速に検知することが可能となる。

以下に本発明の実施の形態を説明するが、本明細書に記載の発明と、発明の実施の形態との対応関係を例示すると、次のようになる。この記載は、本明細書に記載されている発明をサポートする実施の形態が本明細書に記載されていることを確認するためのものである。従って、発明の実施の形態中には記載されているが、発明に対応するものとして、ここには記載されていない実施の形態があったとしても、そのことは、その実施の形態が、その発明に対応するものではないことを意味するものではない。逆に、実施の形態が発明に対応するものとしてここに記載されていたとしても、そのことは、その実施の形態が、その発明以外の発明には対応しないものであることを意味するものでもない。

さらに、この記載は、本明細書に記載されている発明の全てを意味するものではない。換言すれば、この記載は、本明細書に記載されている発明であって、この出願では請求されていない発明の存在、すなわち、将来、分割出願されたり、補正により出現、追加される発明の存在を否定するものではない。

即ち、本発明の一側面の検知装置は、未知の容量からなる複数の第１の蓄電器（例えば、図２６のコンデンサＣｘ１乃至Ｃｘ４）の容量を、それぞれ計測する計測部（例えば、図２７の計測部１１３）と、前記複数の第１の蓄電器に電気的に接続され、近接した位置に配置された人体が直接、または、絶縁物を介して間接的に接触する複数の接触部（例えば、図２６の電極Ｅ１乃至Ｅ４）と、前記計測部により計測された複数の第１の蓄電器の容量と、前記第１の蓄電器毎の閾値との比較結果に基づいて、前記接触部に人体が直接、または間接的に接触したか否かを判定する判定部（例えば、図２７の制御部１１２）と、前記計測部により計測された計測結果である複数の第１の蓄電器毎の計測結果を、それぞれ累積的に記憶する記憶部（例えば、図２７の記憶部１１２ａ）と、前記記憶部に記憶されている計測結果に基づいて、前記複数の第１の蓄電器毎の参照容量を計算する参照容量計算部（例えば、図２７の参照値計算部１１２ｂ）と、前記複数の第１の蓄電器毎の参照容量と、前記計測部により計測された複数の第１の蓄電器毎の計測結果との差分絶対値を計算する差分計算部（例えば、図２７の差分計算部１１２ｃ）と、前記差分計算部により計算された複数の第１の蓄電器毎の差分絶対値和のうち、各第１の蓄電器の差分絶対値を除いた値に基づいて、前記第１の蓄電器毎の閾値を調整する調整部（例えば、図２７の閾値調整部１１２ｄ）とを含む。

既知の容量からなる第２の蓄電器（例えば、図２６のコンデンサＣｓ１１）と、前記第１の蓄電器（例えば、図２６のコンデンサＣｘ１乃至Ｃｘ４）とが直列に接続され、一方の端部が接地された回路と、一方の端部が、前記回路の他方の端部に接続されて、かつ、他方の端部が接地された構成の蓄電器であり、前記蓄電器の一方の端部より、前記回路の他方の端部に、自らの充電電圧を印加して、前記第１の蓄電器、および、既知の容量からなる第２の蓄電器に電荷を充電する第３の蓄電器（例えば、図２６のコンデンサＣａ）と、前記第３の蓄電器に充電された電荷の一部を放電すると共に、前記第２の蓄電器に充電された全電荷を放電する第１の放電部（例えば、図２のスイッチＳＷ２）と、前記第１の蓄電器に充電された全電荷を、前記第１の放電部と略同一のタイミングで放電する第２の放電部（例えば、図２のスイッチＳＷ３）と、前記第１の放電部、および、前記第２の放電部の放電回数を計測する回数計測部（例えば、図２７のカウンタ１１２ａ）と、前記第１の蓄電器の充電電圧と、基準電圧とを比較する比較部（例えば、図２７の比較部１１３ｂ）とをさらに含ませるようにすることができ、前記計測部（例えば、図２７の計測部１１３）には、前記第１の放電部、および、前記第２の放電部による放電が繰り返される場合、前記比較部の比較結果により、前記第１の蓄電器の充電電圧が、前記基準電圧と一致した、または、前記基準電圧より小さくなったとき、そのときの前記回数計測部により計測された放電回数に基づいて、前記第１の蓄電器の容量を計算することにより前記第１の蓄電器の容量を計測させるようにすることができる。

前記第１の放電部には、前記第３の蓄電器（例えば、図２６のコンデンサＣａ）に直列に接続された抵抗を介して、所定の時間（例えば、図７の時刻ｔ１以降の（時刻ｔ（ｉ＋１）−時刻ｔｉ））だけ前記第３の蓄電器に充電された電荷を放電することにより、前記第３の蓄電器に充電された電荷の一部を放電させるようにすることができる。

前記第３の蓄電器（例えば、図２６のコンデンサＣａ）を所定の充電電圧で充電する充電部をさらに設けるようにさせることができ、前記充電部（例えば、図２の電源Ｖｃｃ）には、前記第３の蓄電器を直接充電させるようにすることができる。

前記第３の蓄電器を所定の充電電圧で充電する充電部（例えば、図１３の電源Ｖｃｃ）をさらに設けるようにさせることができ、前記第１の放電部は、一方の端部が接地され、他方の端部が前記回路と前記抵抗の間に接続されており、前記充電部は、前記第１の放電部の他方の端部と同位置から、前記第３の蓄電器を充電するようにすることができる。

前記抵抗と並列に、前記第３の蓄電器の方向に対して順方向にダイオード（例えば、図２６のダイオードＤ２１）を設けるようにさせることができる。

１の既知の容量からなる第２の蓄電器と、複数の前記第１の蓄電器とを切り替えて直列に接続する切替部（例えば、図２７の切替部１０１）をさらに設けるようにさせることができる。

前記調整部（例えば、図２７の閾値調整部１１２ｄ）には、前記差分計算部により計算された複数の第１の蓄電器毎の差分絶対値和のうち、前記各第１の蓄電器の差分絶対値を除いた値を、前記第１の蓄電器毎の閾値より減算することにより前記閾値を調整させるようにすることができる。

本発明の一側面の検知方法は、未知の容量からなる複数の第１の蓄電器の容量を、それぞれ計測する計測ステップ（例えば、図５のステップＳ３４）と、前記計測部により計測された複数の第１の蓄電器の容量と、前記第１の蓄電器毎の閾値との比較結果に基づいて、前記接触部に人体が直接、または間接的に接触したか否かを判定する判定ステップ（例えば、図２８のステップＳ７５，Ｓ７６）と、前記計測ステップの処理により計測された計測結果である複数の第１の蓄電器毎の計測結果を、それぞれ累積的に記憶する記憶ステップ（例えば、図２９のステップＳ９１）と、前記記憶ステップの処理により記憶されている計測結果に基づいて、前記複数の第１の蓄電器毎の参照容量を計算する参照容量計算ステップ（例えば、図２９のステップＳ９２）と、前記複数の第１の蓄電器毎の参照容量と、前記計測ステップの処理により計測された複数の第１の蓄電器毎の計測結果との差分絶対値を計算する差分計算ステップ（例えば、図２９のステップＳ９３）と、前記差分計算ステップの処理により計算された複数の第１の蓄電器毎の差分絶対値和のうち、各第１の蓄電器の差分絶対値を除いた値に基づいて、前記第１の蓄電器毎の閾値を調整する調整ステップ（例えば、図２９のステップＳ９４）とを含む。

尚、プログラムについては、検知方法と同様であるので、その説明は省略する。

図１は、本発明を適用したタッチセンサの実施の形態を示す図である。

マイクロコンピュータ１は、CPU（Central Processing Unit）、RAM（Random Access Memory）、および、ROM（Read Only Memory）などからなり、CPUが、ROMに記憶された所定のプログラムを必要に応じてRAMに展開して、実行することにより各種の処理を実行する。より具体的には、マイクロコンピュータ１は、プログラムを実行することにより、端子Ｐ０乃至Ｐ２に対して出力信号としてＨｉ、Ｌｏｗの信号を出力し、ＨｉＺ（高インピーダンス状態：入力信号に対して高インピーダンスの状態で信号を受け付けない、出力信号がＨｉでもＬｏｗでもない状態）を設定するすると共に、必要に応じて入力信号（端子の電圧）を測定し、測定結果に応じた処理を実行する。

端子Ｐ０は、コンデンサＣａに充電する電力を供給する端子であり、Ｈｉに制御されるとき、充電電圧をコンデンサＣａに印加する。尚、端子Ｐ０は、ＨｉＺ（高インピーダンス状態）に制御されるとき、充電を停止する。

端子Ｐ１は、コンデンサＣａに充電された電荷を抵抗Ｒを介して放電すると共に、コンデンサＣｓに充電された電荷を放電する端子であり、Ｌｏｗに制御されるとき、コンデンサＣａ，Ｃｓに充電された電荷を放電し、ＨｉＺに制御されるとき放電を停止する。

端子Ｐ２は、コンデンサＣｘに充電された電荷を放電させると共に、コンデンサＣｘの充電電圧を測定する端子であり、Ｌｏｗに制御されるとコンデンサＣｘに充電された電荷を放電し、ＨｉＺに制御されるとコンデンサＣｘの放電を停止し、さらに、Ｈｉに制御されるとコンデンサＣｘの充電電圧Ｖｘを測定する。

コンデンサＣａは、端子Ｐ０より印加される電圧で電荷を充電し、端子Ｐ１により抵抗Ｒを介して電荷を放電する。コンデンサＣｓ，Ｃｘは、直列接続されており、コンデンサＣａに充電された電荷により、充電される。

コンデンサＣｘは、回路構成上の表記であり、電極Ｅに接触する人体などの静電容量の被計測物を蓄電器として示したものである。従って、コンデンサＣｘの容量は、電極Ｅに人体が接触した場合の人体の静電容量であり、人体が電極Ｅに接触していない場合、非接触状態の静電容量である。

尚、電極Ｅは、人体が直接接触できる構成としても良いし、絶縁物を介して間接的に接触できる構成としても良いものである。以降の説明においては、電極Ｅは、人体が絶縁物を介して間接的に接触する形式のものを採用した場合について説明を進めるが、当然のことながら、人体が直接接触する形式のものであって良いことはいうまでもない。ただし、絶縁物を介して接触する形式としている場合、人体が直接接触する形式と比べて、静電容量の変化（人体が、接触している場合と非接触の場合のコンデンサＣｘの静電容量の差）は、小さくなる。

図２は、図１のタッチセンサの概念を説明する回路図である。

スイッチＳＷ１乃至ＳＷ３は、それぞれ端子Ｐ０乃至Ｐ２の動作状態を端的に示したものである。すなわち、端子Ｐ０がＨｉに制御されると、図２の回路のスイッチＳＷ１は、ＯＮの状態とされ、その結果、電源Ｖｃｃが、充電電圧ＶｃｃでコンデンサＣａを充電する。一方、端子Ｐ０が、ＨｉＺに制御されると、スイッチＳＷ１がＯＦＦの状態とされる。また、端子Ｐ１が、Ｌｏｗに制御されると、図の回路のスイッチＳＷ２は、ＯＮにされ、ＨｉＺに制御されると、ＯＦＦに制御される。

さらに、端子Ｐ２が、Ｌｏｗに制御されると、スイッチＳＷ３は、ＯＮにされ、ＨｉＺに制御されるとＯＦＦにされる。また、端子Ｐ２が、Ｈｉに制御されると、比較器CompがコンデンサＣｘの充電電圧Ｖｘと、参照電圧Ｖｒｅｆとを比較し、比較結果を出力する。尚、比較器Compは、後述するマイクロコンピュータ１により実現される機能であり、実際の比較回路ではない。

尚、コンデンサＣａ，Ｃｓ，Ｃｘの充電電圧は、それぞれＶａ，Ｖｓ，Ｖｘで示されるものとする。

次に、図３を参照して、マイクロコンピュータ１により実現される機能について説明する。

制御部１１は、マイクロコンピュータ１の動作の全体を制御しており、図示せぬ操作部により動作が指示されると、スイッチ動作部１２を制御して、端子Ｐ０乃至Ｐ２の動作を制御させる。また、制御部１１は、計測部１３により計測されたコンデンサＣｘの静電容量の計測結果に基づいて、人体が接触したか否かを判定し、CRT（Cathode Ray Tube）、LCD（Liquid Crystal Display）、またはスピーカなどからなる出力部１４を制御して、人体が接触した、または、接触していないという判定結果を提示させる。

端子Ｐ０は、スイッチ動作部１２よりＨｉの信号が供給されると、図３には図示しないが、図２のスイッチＳＷ１をＯＮにさせた場合と同様に、電源ＶｃｃよりコンデンサＣａを充電電圧Ｖｃｃで充電させる。また、端子Ｐ０は、スイッチ動作部１２によりＨｉＺ状態にされると、図２のスイッチＳＷ１をＯＦＦにさせた場合と同様に、電源ＶｃｃからコンデンサＣａへの電源供給を停止させる。

端子Ｐ１は、スイッチ動作部１２よりＬｏｗの状態にされると、図２のスイッチＳＷ２をＯＮにさせた状態とし、コンデンサＣａに充電された電荷を抵抗Ｒを介して徐々に接地点から放電させると共に、コンデンサＣｓの充電電荷を接地点から瞬時に全量放電させる。また、端子Ｐ１は、スイッチ動作部１２よりＨｉＺの状態にされると、図２のスイッチＳＷ２をＯＦＦにさせた状態とし、コンデンサＣａと、コンデンサＣｓ，Ｃｘの合成コンデンサとを並列に接続した状態にする。

端子Ｐ２は、スイッチ動作部１２よりＬｏｗの状態にされると、図２のスイッチＳＷ３をＯＮにさせた状態とし、コンデンサＣｘに充電された充電電荷を放電させる。また、端子Ｐ２は、スイッチ動作部１２よりＨｉＺの状態にされると、スイッチＳＷ３をＯＦＦにさせた状態とし、コンデンサＣｘの充電電荷を保持する。さらに、端子Ｐ２は、スイッチ動作部１２よりＨｉの状態にされると、コンデンサＣｘの充電電圧を計測する。

スイッチ動作部１２は、内蔵するタイマ１２ａを参照して、所定の時間間隔毎に、端子Ｐ０乃至Ｐ２の動作を制御する。より詳細には、スイッチ動作部１２は、所定の時間間隔毎に端子Ｐ０乃至Ｐ２をＨｉ、ＨｉＺ、またはＬｏｗに所定のパターンで周期的に繰り返し切替える。また、スイッチ動作部１２は、所定のパターンで繰り返される動作が１周期終了する度に計測部１３にその信号を供給する。

計測部１３は、端子Ｐ２より供給されてくるコンデンサＣｘの充電電圧Ｖｘを計測すると共に、参照電圧Ｖｒｅｆと比較し、充電電圧Ｖｘが、参照電圧Ｖｒｅｆと一致したか、または、より小さくなった場合、そのときのカウンタ１３ａに記憶されている処理回数ｎ、コンデンサＣａ，Ｃｓの静電容量、抵抗R、および電源Ｖｃｃの充電電圧Ｖｃｃに基づいて、静電容量を計測する。

計測部１３のカウンタ１３ａは、スイッチ動作部１２より、所定のパターンで動作が繰り返される度に供給されてくる信号に基づいて、周期の回数（繰り返し処理回数）ｎをカウントすると共に、その処理回数ｎを平均で求めるため、処理回数ｎを計算した回数ｍ、並びに、ｍ回分の処理回数ｎの総和Ｎをカウントする。

比較部１３ｂは、図２における比較器Compに対応する構成であり、端子Ｐ２より供給されてくる充電電圧Ｖｘと、参照電圧Ｖｒｅｆとを比較し、充電電圧Ｖｘが参照電圧Ｖｒｅｆと一致したか、または、充電電圧Ｖｘが、参照電圧Ｖｒｅｆより小さくなったとき、そのときのカウンタ１３ａに記憶されている処理回数ｎ、コンデンサＣａ，Ｃｓの静電容量、抵抗R、および電源Ｖｃｃの充電電圧Ｖｃｃに基づいて、コンデンサＣｘの静電容量を計算し、コンデンサＣｘの計測結果として制御部１１に出力する。

次に、図４のフローチャートを参照して、図１のタッチセンサによるタッチスイッチ動作処理について説明する。

ステップＳ１において、制御部１１は、スイッチ動作部１２、および、計測部１３の動作状態を初期化させる。

ステップＳ２において、制御部１１は、スイッチ動作部１２をスイッチ動作させて、計測部１３にコンデンサＣｘの静電容量の計測処理を実行させる。

ここで、図５のフローチャートを参照して、コンデンサＣｘの静電容量の計測処理について説明する。

ステップＳ２１において、計測部１３は、カウンタ１３ａのカウンタｍ，Ｎを初期化して０にする。

ステップＳ２２において、計測部１３は、カウンタ１３ａのカウンタｎを初期化して０にする。

ステップＳ２３において、計測部１３のカウンタ１３ａは、カウンタｍを１インクリメントする。

ステップＳ２４において、スイッチ動作部１２は、端子Ｐ０の出力をＨｉに制御して、電源ＶｃｃよりコンデンサＣａを充電する。すなわち、端子Ｐ０の出力がＨｉに制御されることにより、図２で示されるスイッチＳＷ１がＯＮの状態となり、電源ＶｃｃよりコンデンサＣａに電力が供給され、コンデンサＣａが充電電圧Ｖａ＝Ｖｃｃで充電される。

ステップＳ２５において、スイッチ動作部１２は、タイマ１２ａに基づいて、所定の時間ｔだけ端子Ｐ０乃至Ｐ２を全てＨｉＺ（高インピーダンス状態）に制御して、コンデンサＣａの充電状態を保持する。すなわち、端子Ｐ０乃至Ｐ２がＨｉＺ状態に制御されることにより、図２で示されるスイッチＳＷ１乃至ＳＷ２がＯＦＦの状態にされることにより、コンデンサＣａは、充電電圧Ｖａ＝Ｖｃｃで充電された状態が維持されることになる。

ステップＳ２６において、計測部１３のカウンタ１３ａは、カウンタｎを１インクリメントする。

ステップＳ２７において、スイッチ動作部１２は、タイマ１２ａに基づいて、所定の時間だけ、端子Ｐ０をＨｉＺに制御し、端子Ｐ１，Ｐ２をＬｏｗに制御することによりコンデンサＣａ，Ｃｓ，Ｃｘに充電された電荷を放電させる。このとき、コンデンサＣｓ，Ｃｘに充電された電荷は、瞬時に接地部を介して放電されることになるが、コンデンサＣａに充電された電荷は、抵抗Ｒを介してスイッチＳＷ２より接地部に放電されることになるため、電荷の放電がゆっくりと進むことになり、所定の時間ｔ内では、コンデンサＣａに充電されていた電荷の一部のみが放電される。

ステップＳ２８において、スイッチ動作部１２は、タイマ１２ａに基づいて、所定の時間ｔだけ、端子Ｐ０乃至Ｐ２をＨｉＺ状態に制御することにより、コンデンサＣａに充電されている電荷（ステップＳ２７の処理により一部が放電された状態で残されている電荷）がコンデンサＣｓ，Ｃｘに移動し、コンデンサＣａ，Ｃｓ，Ｃｘが充電された状態で保持される。このとき、コンデンサＣａと、コンデンサＣｓ，Ｃｘの合成コンデンサとは、並列回路が形成されることになるため、コンデンサＣａの充電電圧Ｖａは、コンデンサＣｓ，Ｃｘの充電電圧Ｖｓ，Ｖｃの和に等しい状態となる。さらに、コンデンサＣｓ，Ｃｘの充電電圧ＶｓとＶｘは、コンデンサＣｓ，Ｃｘの容量の逆数比の関係となる。

ステップＳ２９において、スイッチ動作部１２は、タイマ１２ａに基づいて、所定の時間ｔだけ、端子Ｐ２をＨｉ状態に制御することにより、計測部１３は、所定の時間ｔだけ端子Ｐ２によりコンデンサＣｘの充電電圧Ｖｘを計測させることにより、コンデンサＣｘの充電電圧を取得する。

ステップＳ３０において、計測部１３の比較部１３ｂは、計測されたコンデンサＣｘの充電電圧Ｖｘが、参照電圧Ｖｒｅｆよりも小さいか否かを判定する。例えば、充電電圧Ｖｘが参照電圧Ｖｒｅｆよりも小さくないと判定された場合、その処理は、ステップＳ２６に戻る。すなわち、ステップＳ３０において、充電電圧Ｖｘが参照電圧Ｖｒｅｆよりも小さいと判定されるまで、ステップＳ２６乃至Ｓ３０の処理が繰り返され、カウンタｎの値が、その繰り返し処理回数に応じてインクリメントされる。

ステップＳ３０において、充電電圧Ｖｘが参照電圧Ｖｒｅｆよりも小さいと判定された場合、ステップＳ３１において、計測部１３は、ステップＳ２６乃至Ｓ３０の処理を繰り返した処理回数の総和Ｎに今求められた処理回数ｎを加算する。

ステップＳ３２において、計測部１３は、繰り返し処理回数ｎを求めた回数を示すカウンタｍが、予め設定されたカウンタｍの上限値Ｍ以上であるか否かを判定し、カウンタｍが上限値Ｍ以上ではないと判定された場合、その処理は、ステップＳ２２に戻る。すなわち、カウンタｍが上限値Ｍ以上となるまで、ステップＳ２２乃至Ｓ３２の処理が繰り返されることになる。

ステップＳ３２において、カウンタｍが上限値Ｍ以上であると判定された場合、ステップＳ３３において、計測部１３は、コンデンサＣｘの充電電圧Ｖｘが、参照電圧Ｖｒｅｆに電圧降下するまでのステップＳ２６乃至Ｓ３０の処理回数ｎのＭ回分の平均値をcountとして求める。

ステップＳ３３において、計測部１３は、処理回数ｎの平均値count、コンデンサＣａ、Ｃｓの容量、ステップＳ２５，Ｓ２７，Ｓ２８の処理を実行した所定時間ｔ、電源Ｖｃｃの充電電圧Ｖｃｃ、および、参照電圧Ｖｒｅｆに基づいて、コンデンサＣｘの静電容量を計算し、制御部１１に出力し、計測処理を終了する。

すなわち、上述の処理をまとめると、ステップＳ２４の処理により、図６の第１ステップの処理が実行され、すなわち、図２のスイッチＳＷ１がＯＮの状態にされる。この処理は、コンデンサＣａが充電されるだけの処理であるので、スイッチＳＷ２，ＳＷ３は、ＯＮでもＯＦＦでもよい。

結果として、図６の第１ステップの処理により、図７の左部で示されるように、時刻ｔ０において、端子Ｐ０が、Ｈｉに制御されることにより、図２のスイッチＳＷ１がＯＮの状態にされて、コンデンサＣａが充電電圧Ｖａ＝Ｖｃｃで充電される。尚、図７においては、スイッチＳＷ２，ＳＷ３がＯＮとなっているが（端子Ｐ１，Ｐ２がＬｏｗであるが）、上部のコンデンサＣｘの充電電圧は、スイッチＳＷ２，ＳＷ３がＯＦＦであって、抵抗Ｒを介して充電された場合の充電電圧Ｖｘ＝Ｖ＿ｈｉを示している。このとき、コンデンサＣｓ，Ｃｘは、直列に接続されているので、Ｖａ＝Ｖｘ＋Ｖｃが成り立つことになる。また、コンデンサＣｓ，Ｃｘは、直列に接続されているので、充電電圧Ｖｘ，Ｖｃの比率は、Ｖｘ：Ｖｓ＝１／Ｃｓ：１／Ｃｘとなる。

尚、図７において、上部のグラフは、太い実線が、コンデンサＣａの充電電圧Ｖａを示し、点線がコンデンサＣｘの充電電圧Ｖｘを示す。さらに、その下には、端子Ｐ２の動作状態が示されており、計測は、端子Ｐ２を介して計測部１３によりコンデンサＣｘ（の充電電圧Ｖｘ）が計測される状態を示し、ＨｉＺは、高インピーダンス状態、すなわち、端子Ｐ２が出力を行っていない状態を示し、ＯＵＴ＿Ｌは、Ｌｏｗに設定された状態を示している。

端子Ｐ２の下には、端子Ｐ１の動作状態が示されており、ＨｉＺは、高インピーダンス状態、すなわち、端子Ｐ１が出力を行っていない状態を示し、ＯＵＴ＿Ｌは、Ｌｏｗに設定された状態を示している。端子Ｐ１の下には、端子Ｐ０の動作状態が示されており、ＨｉＺは、高インピーダンス状態、すなわち、端子Ｐ０が出力を行っていない状態を示し、ＯＵＴ＿Ｌは、Ｌｏｗに設定された状態を示している。

また、その下には、スイッチＳＷ３乃至ＳＷ１の動作状態がそれぞれ示されている。尚、スイッチＳＷ１の動作は、端子Ｐ０に連動して、端子Ｐ０がＨｉに設定されたときのみ、ＯＮの状態にされ、それ以外のときオフの状態である。また、スイッチＳＷ２，ＳＷ３の動作は、端子Ｐ１，Ｐ２に連動して、端子Ｐ１，Ｐ２がＬｏｗに設定されたときのみ、ＯＮの状態にされ、それ以外のときＯＦＦの状態である。また、図７上で示される各種の処理タイミングは、マイクロコンピュータ１で実装されるプログラムにより、例えば、図７上で同一のタイミングであっても、処理の手順により多少前後することがあるが、動作全体からみて十分無視できるレベルである。

さらに、ステップＳ２５の処理により、図６の第２ステップの処理が実行され、すなわち、図２のスイッチＳＷ１乃至ＳＷ３がＯＦＦの状態にされる。結果として、図６の第２ステップの処理により、図７の左部で示されるように、時刻ｔ１において、端子Ｐ０乃至Ｐ２が、ＨｉＺに制御されることにより、図２のスイッチＳＷ１乃至ＳＷ３がＯＦＦの状態にされて、コンデンサＣａが充電電圧Ｖａ＝Ｖｃｃで充電されたままの状態が保持される。

そして、ステップＳ２７の処理により、図６の第３ステップの処理が実行され、すなわち、図２のスイッチＳＷ１がＯＦＦにされ、スイッチＳＷ２，ＳＷ３がＯＮにされる。結果として、図６の第３ステップの処理により、図７の左部で示されるように、時刻ｔ２において、端子Ｐ１，Ｐ２が、Ｌｏｗに制御されることにより、図２のスイッチＳＷ２，ＳＷ３がＯＮの状態にされて、コンデンサＣｘ，Ｃｓに充電されていた電荷の全量が放電されると共に、コンデンサＣａに充電されていた電荷が抵抗Ｒを介してゆっくりと一部のみが放電される。

さらに、ステップＳ２８の処理により、図６の第４ステップの処理が実行され、すなわち、図２のスイッチＳＷ１乃至ＳＷ３がＯＦＦにされる。結果として、時刻ｔ３において、コンデンサＣａより時刻ｔ２乃至ｔ３間（時間ｔ）で一部抵抗Ｒを介して電荷が放出された後、コンデンサＣａに残っている電荷によりコンデンサＣａ，Ｃｓ，Ｃｘが充電された状態で維持される。すなわち、時刻ｔ２乃至ｔ３間で、コンデンサＣａの充電電荷が一部放出されることにより、図７で示されるように、コンデンサＣａの充電電圧Ｖａは、減少する。従って、上述したように、第１ステップの処理で、スイッチＳＷ１，ＳＷ２がＯＦＦにされていた場合、コンデンサＣｘに充電されていた充電電圧Ｖｘも、これに伴って、当初の充電電圧Ｖ＿ｈｉよりも減少することになる。しかしながら、コンデンサＣｓ，Ｃｘの充電電圧Ｖｓ，Ｖｘの比率は一定のまま維持される。

そして、ステップＳ２９の処理により、図６の第５ステップの処理、すなわち、図２のスイッチＳＷ１乃至ＳＷ３がＯＦＦのままであるが、時刻ｔ４において、計測部１３が、端子Ｐ２を介してコンデンサＣｘの充電電圧Ｖｘを計測し、計測した充電電圧Ｖｘが、参照電圧Ｖｒｅｆよりも小さくない限り、ステップＳ２６乃至Ｓ３０の処理、すなわち、図６の第３ステップの処理乃至第５ステップの処理が繰り返される。

すなわち、上述した処理は、図７における時刻Ｔ１（＝時刻ｔ２）乃至Ｔ２（＝時刻ｔ５）において実行される処理であるが、図６で示される第３ステップの処理乃至第５ステップの処理が繰り返されることにより、図７で示されるように、同様の処理が、時刻Ｔ２乃至Ｔ３、時刻Ｔ３乃至Ｔ４、時刻Ｔ４乃至Ｔ５・・・、と繰り返されることとなる。

結果として、第３ステップの処理乃至第５ステップの処理がなされる度に、コンデンサＣａの充電電圧が減少すると共に、コンデンサＣｘの充電電圧も減少することになる。

そこで、コンデンサＣｘの充電電圧Ｖｘが参照電圧Ｖｒｅｆに減少するまでの第３ステップの処理乃至第５ステップの処理の繰り返し処理回数countに基づいて、コンデンサＣｘの静電容量を求めることができる。

すなわち、上述したように、コンデンサＣｘの充電電圧ＶｘとコンデンサＣｓの充電電圧Ｖｓの和が、コンデンサＣａの充電電圧Ｖａであるので、第３ステップの処理乃至第５ステップの処理が繰り返されることにより、コンデンサＣａの充電電圧Ｖａが減少するとき、コンデンサＣｘの充電電圧Ｖｘも、コンデンサＣａの充電電圧Ｖａと一定の比率を維持したまま減少し続けることになる。

従って、例えば、図７で示されるように、コンデンサＣｘの充電電圧Ｖｘと、参照電圧Ｖｒｅｆとの差が大きいほど、コンデンサＣｘの充電電圧Ｖｘを参照電圧Ｖｒｅｆに到達するための、図６の第３ステップの処理乃至第５ステップの処理回数は多くなり、逆に、コンデンサＣｘの充電電圧Ｖｘと、参照電圧Ｖｒｅｆとの差が小さいほど、コンデンサＣｘの充電電圧Ｖｘを参照電圧Ｖｒｅｆに到達するための、図６の第３ステップの処理乃至第５ステップの処理回数は少ないといえる。

すなわち、図７の左部においては、コンデンサＣｘの充電電圧Ｖｘの最初の充電電圧Ｖｘは、Ｖｘ＝Ｖ＿ｈｉであり、図７の右部におけるコンデンサＣｘの充電電圧Ｖｘの最初の充電電圧Ｖｘである、Ｖｘ＝Ｖ＿ｌｏｗよりも参照電圧Ｖｒｅｆとの差は大きい。このため、図７の左部においては、コンデンサＣｘの充電電圧Ｖｘが参照電圧Ｖｒｅｆに減少するまでの図６の第３ステップの処理乃至第５ステップの処理回数は７回（時刻Ｔ１乃至Ｔ８）であるのに対して、図７の右部においては、コンデンサＣｘの充電電圧Ｖｘが参照電圧Ｖｒｅｆに減少するまでの図６の第３ステップの処理乃至第５ステップの処理回数は５回（時刻Ｔ１乃至Ｔ６）であり、繰り返し処理回数が少ない。

結果として、図８で示されるように、コンデンサＣｘの静電容量が大きい方が（コンデンサＣｘの初期の充電電圧Ｖｘが低い方が）少ない処理回数で充電電圧Ｖｘを参照電圧Ｖｒｅｆに減少させることができる。図８においては、横軸が、処理回数countを示し、縦軸が電圧を示している。また、図８においては、細線がコンデンサＣａの充電電圧Ｖａを示し、太線がコンデンサＣｘの静電容量が10pFの場合の充電電圧Ｖｘの変化を示し、点線がコンデンサＣｘの静電容量が11pFの場合の充電電圧Ｖｘの変化を示している。図８においては、コンデンサＣｘの静電容量が11pFの場合、処理回数countが100回で参照電圧Ｖｒｅｆ（＝Ｖｃｃ／２）に減少しているのに対して、コンデンサＣｘの静電容量が10pFの場合、処理回数countが200回で参照電圧Ｖｒｅｆ（＝Ｖｃｃ／２）に減少しており、コンデンサＣｘの静電容量が大きい方が、少ない処理回数countで参照電圧Ｖｒｅｆに減少していることが示されている。尚、図８においては、コンデンサＣｓの静電容量が12pF、抵抗Rが10kΩ、コンデンサＣａの静電容量が0.1μF、および、図７の時刻ｔ１以降における時間ｔ（＝時刻ｔ（ｉ＋１）−時刻ｔｉ）が2μSである。

つまり、図５のフローチャートにおけるステップＳ３４の処理においては、このような性質に基づいて、上述した図６の第３ステップの処理および第５ステップの処理の繰り返し処理回数countからコンデンサＣｘの静電容量が求められている。

すなわち、図２におけるコンデンサＣａ、抵抗Ｒ、およびスイッチＳＷ２の関係は、図９で示される閉回路として表すことができる。コンデンサＣａは、充電電圧Ｖａ＝Ｖｃｃで充電されているものとする。

スイッチＳＷ２がＯＮの状態にされると、コンデンサＣａの充電電圧Ｖａは、図１０で示されるように、スイッチがＯＮにされた状態が継続している時間ｔの経過と共に減衰していく。この関係は、以下の式（１）のように表すことができる。

Ｖａ＝Ｖｃｃ×ｅ＾（−（スイッチＳＷ２のＯＮ時間）／（Ｃａ×Ｒ））
・・・（１）

ここで、「＾」は指数を表す。スイッチＳＷ２がＯＮの状態で継続している時間は、上述した図６の第３ステップの処理乃至第５ステップの処理の各処理時間が時間Ｔで一定である場合、繰り返し処理回数count×時間Ｔであると考えることができる。従って、上述の式（１）は、以下の式（２）で表されることになる。すなわち、図７においては、時刻ｔ１以降において、（時刻ｔ（ｉ＋１）−時刻ｔｉ）は、時間ｔであるので、各処理時間（図６の第３ステップの処理乃至第５ステップの処理が１回なされる時間）は３ｔとなる。

Ｖａ＝Ｖｃｃ×ｅ＾（−（count×３ｔ）／（Ｃａ×Ｒ））
・・・（２）

一方、図１１で示されるように、図６の第５ステップの処理においては、スイッチＳＷ１乃至ＳＷ３がＯＦＦにされているのでコンデンサＣａの充電電圧Ｖａは、コンデンサＣｓ，Ｃｘの充電電圧Ｖｓ，Ｖｘの和になると共に、充電電圧Ｖｓ，Ｖｘの比率は、Ｖｓ：Ｖｘ＝１／Ｃｘ：１／Ｃｓである（ここで、Ｃｓ，Ｃｘは、コンデンサＣｓ，Ｃｘの静電容量である）。

従って、コンデンサＣｘの充電電圧Ｖｘは、以下の式（３）で示される。

Ｖｘ＝Ｖｃｃ（（１／Ｃｘ）／（（１／Ｃｘ）＋（１／Ｃｓ）））
×ｅ＾（−（count×３ｔ）／（Ｃａ×Ｒ））
・・・（３）

結果として、コンデンサＣｘの充電電圧Ｖｘが参照電圧Ｖｒｅｆと一致する場合、以下の式（４）が成立することになる。

Ｖｒｅｆ＝Ｖｃｃ（（１／Ｃｘ）／（（１／Ｃｘ）＋（１／Ｃｓ）））
×ｅ＾（−（count×３ｔ）／（Ｃａ×Ｒ））
・・・（４）

以上の関係からコンデンサＣｘの静電容量は以下の式（５）により求められることになる。

Ｃｘ＝Ｃｓ（１−（Ｖｃｃ／Ｖｒｅｆ）×ｅ＾（−（count×３ｔ）／（Ｃａ×Ｒ）））
・・・（５）

式（５）より、例えば、コンデンサＣｓの静電容量が10pF、抵抗Rが10kΩ、コンデンサＣａの静電容量が0.1μF、および、時間ｔが2μSであった場合、コンデンサCxと処理回数countの関係は、図１２で示されるような関係となる。図１２においては、コンデンサＣｘの静電容量が8pF近傍である場合、１pF当たり処理回数countにして約２０回分の分解能で静電容量Ｃｘが求められることになる。

ただし、以上の処理においては、繰り返し処理により、コンデンサＣｘの充電電圧Ｖｘを減少させて、参照電圧Ｖｒｅｆと一致した条件で、上述した式（５）によりコンデンサＣｘの静電容量が求められることになるので、最初の充電時に、コンデンサＣｘの充電電圧Ｖｘが、参照電圧Ｖｒｅｆよりも大きいことが前提となる。従って、参照電圧Ｖｒｅｆは、以下の式（６）を満たす必要がある。

Ｖｒｅｆ／Ｖｃｃ＜（１／Ｃｓ）／（（１／Ｃｘ）＋（１／Ｃｓ））
・・・（６）

以上の処理においては、時刻ｔ１以降の時間ｔ（＝時刻ｔ（ｉ＋１）−時刻ｔｉ）が短いほど分解能を高めることが可能であるが、逆に、時間ｔが短すぎると処理回数countが増えてしまうことになる。タッチセンサの場合（電極Ｅが絶縁物を介して間接的に人体と接触する構成であるタッチセンサの場合）、人体が接触した場合の静電容量が11pF近傍の値であり、非接触の場合の静電容量が10pF近傍の値であることがわかっているので、上述した式（６）の条件を満たし、さらに、以下の式（７）の関係が満たされていれば、時間ｔを短くすることで高分解能にすることが可能となると共に、少ない処理回数で未知のコンデンサＣｘの静電容量を求めることが可能となる。

Ｖｒｅｆ／Ｖｃｃ≒（１／Ｃｓ）／（（１／Ｃｘ）＋（１／Ｃｓ））
・・・（７）

すなわち、参照電圧Ｖｒｅｆを、コンデンサＣａの充電電圧ＶａのときのコンデンサＣｘの充電電圧Ｖｘに近い値に設定すれば、繰り返し処理回数を少なくすることができ、その分、時間ｔを短くして高分解能にすることが可能となる。

結果として、従来のように、未知のコンデンサの静電容量を計測する際、充電電圧を０から繰り返し処理により充電させてから求めるよりも、少ない処理回数で、かつ、高精度に未知のコンデンサの静電容量を求めることが可能となる。従って、例えば、電極Ｅの構成が、人体が絶縁物を介して間接的に接触するような構成などであって、コンデンサＣｘの静電容量の変化が小さい場合（人体が接触した場合と非接触の場合のコンデンサＣｘの静電容量の変化量が小さい場合）であっても、静電容量の変化量に応じて上述の式（６），式（７）の関係を満たすように参照電圧Ｖｒｅｆと充電電圧Ｖｃｃを設定することで高精度、かつ、高速に静電容量を検出することが可能となる。

また、図５のフローチャートにおけるステップＳ３１乃至Ｓ３３の処理により、処理回数ｎのＭ回分の平均値を処理回数countとして求めることになるため、例えば、1回の測定で、リップルノイズなどが発生した場合においても正確に処理回数を求めることが可能となる。尚、リップルノイズの発生の有無を検出させ、リップルノイズが検出されなかった場合、Mを１とするようにして、平均値を求めるための繰り返し処理を少なくすることで、処理速度を向上させるようにしても良い。

ここで、図４のフローチャートの説明に戻る。

ステップＳ３において、制御部１１は、計測部１３より供給された未知のコンデンサＣｘの静電容量に基づいて、人体が電極Ｅに接触したか否かを判定する。より詳細には、人体の静電容量は、11pF近傍の値であるので、制御部１１は、計測部１３より供給されたコンデンサＣｘの静電容量が11pF近傍の閾値Ｃｘｔｈであるか否かを判定することにより、人体が電極Dに接触しているか否かを判定する。すなわち、例えば、（11×0.95）pF＜Ｃｘｔｈ＜（11×1.05）pFとして、閾値Ｃｘｔｈが設定されていた場合、制御部１１は、コンデンサＣｘの静電容量Ｃｘ＝Ｃｘｔｈであるとき、すなわち、（11×0.95）pF＜Ｃｘ＜（11×1.05）pFのとき、人体が接触しているとみなし、それ以外のとき、人体が接触していないと判定する。

例えば、ステップＳ３において、人体が接触していると判定された場合、ステップＳ４において、制御部１１は、出力部１４を制御して、人体が接触していることを提示し、その処理は、ステップＳ２に戻る。

一方、ステップＳ３において、人体が接触していないと判定された場合、ステップＳ５において、制御部１１は、出力部１４を制御して、人体が接触していないことを提示させ、その処理は、ステップＳ２に戻り、それ以降の処理が繰り返される。

以上によれば、少ない処理回数countで、かつ、高精度に未知のコンデンサＣｘの静電容量を検出することが可能となるので、人体の接触の有無を正確にかつ高速で認識することが可能となる。

尚、接触する物体が、予め人体であることがわかっているため、適当な参照電圧Ｖｒｅｆを予め設定することで高速に、処理することが可能となっているが、例えば、接触する物体の静電容量が不明であるような場合、時間ｔを長くして、すなわち、低分解能の状態で、参照電圧Ｖｒｅｆを変化させながら、粗く静電容量を検出した後、その検出された静電容量に基づいて、コンデンサＣｘの充電電圧Ｖｘに近い参照電圧Ｖｒｅｆを設定し直した後、時間ｔを短くして高精度で検出するようにしても良い。

以上においては、端子Ｐ０乃至Ｐ２の３個の端子からなるマイクロコンピュータ１を用いてタッチセンサを構成する例について説明してきたが、例えば、端子Ｐ０，Ｐ１の機能を１個に集約するようにしても良い。

すなわち、図１のタッチセンサの場合、回路構成としては、図２で示されるように、スイッチＳＷ１とスイッチＳＷ２が抵抗Ｒを挟んだ構成となっていたため、同一の端子で制御することができない。しかしながら、図１３で示されるように、スイッチＳＷ１を抵抗Ｒを挟んだ反対の位置に接続したような回路構成とすることにより、スイッチＳＷ１，ＳＷ２を１個の端子で制御することが可能となる。

図１４は、スイッチＳＷ１，ＳＷ２を１個の端子で制御するようにしたタッチセンサの構成を示している。マイクロコンピュータ２１には、端子Ｐ１１，Ｐ１２の２端子が設けられている。端子Ｐ１２の機能は、図１のマイクロコンピュータ１の端子Ｐ２と同様であるが、図１４における端子Ｐ１１は、図１における端子Ｐ０，Ｐ１の両方の機能を備えている。尚、図１４において、図１と同一の構成については、同一の符号を付しており、その説明は適宜省略する。

端子Ｐ１１は、スイッチ動作部３１よりＨｉの状態にされると、図１３のスイッチＳＷ１をＯＮの状態にし、コンデンサＣａに電源Ｖｃｃの電源電圧Ｖｃｃで充電させる。また、端子Ｐ１１は、スイッチ動作部３１よりＨｉＺの状態にされると、図１３のスイッチＳＷ１，ＳＷ２をＯＦＦの状態にし、図２のスイッチＳＷ２をＯＦＦにさせた状態とし、コンデンサＣａと、コンデンサＣｓ，Ｃｘの合成コンデンサとを並列に接続した状態にする。さらに、端子Ｐ１１は、スイッチ動作部３１よりＬｏｗの状態にされると、図１３のスイッチＳＷ２をＯＮにさせた状態とし、コンデンサＣａに充電された電荷を抵抗Ｒを介して徐々に接地点から放電させると共に、コンデンサＣｓの充電電荷を接地点から瞬時に全量放電させる。尚、端子Ｐ１２は、図１の端子Ｐ２と同様のものであるので、その説明は省略する。

次に、図１５を参照して、図１４のマイクロコンピュータ２１により実現される機能について説明する。尚、図１５において、図３のマイクロコンピュータ１により実現される機能と対応する機能については、同一の符号を付して、その説明は適宜省略する。

スイッチ動作部３１は、基本的には、図３のスイッチ動作部１２と同様の機能を有するものであり、内蔵するタイマ３１ａを参照して、所定の時間間隔毎に、端子Ｐ１１，Ｐ１２の動作を制御する。より詳細には、スイッチ動作部３１は、所定の時間間隔毎に端子Ｐ１１，Ｐ１２の動作状態を所定のパターンで周期的に繰り返し切替える。また、スイッチ動作部３１は、所定のパターンで繰り返される動作が１周期終了する度に計測部１３にその信号を供給する。

次に、図１４のタッチセンサによるタッチスイッチ動作処理について説明するが、図４のフローチャートを参照して説明した処理のうち、異なるのはステップＳ２の計測処理のみであるので、図１４のタッチセンサによる計測処理についてのみ図１６のフローチャートを参照して説明する。

尚、図１６のフローチャートにおけるステップＳ４１乃至Ｓ４３、および、ステップＳ４９乃至Ｓ５４の処理については、図５のフローチャートを参照して説明したステップＳ２１乃至Ｓ２３、および、ステップＳ２９乃至Ｓ３４の処理と同様であるので、その説明は省略する。

ステップＳ４４において、スイッチ動作部３１は、端子Ｐ１１の出力をＨｉに制御して、電源ＶｃｃよりコンデンサＣａを充電する。すなわち、端子Ｐ１１の出力がＨｉに制御されることにより、図１３で示されるスイッチＳＷ１がＯＮの状態となり、電源Ｖｃｃより抵抗Ｒを介して、コンデンサＣａに電力が供給され、コンデンサＣａが徐々に充電し、最終的にコンデンサＣａを充電電圧Ｖｃｃで充電する。

ステップＳ４５において、スイッチ動作部３１は、タイマ３１ａに基づいて、所定の時間ｔだけ端子Ｐ１１，Ｐ１２を全てＨｉＺ（高インピーダンス状態）に制御して、コンデンサＣａの充電状態を保持する。すなわち、端子Ｐ１１，Ｐ１２がＨｉＺ状態に制御されることにより、図１３で示されるスイッチＳＷ１乃至ＳＷ３がＯＦＦの状態にされることにより、コンデンサＣａは、充電電圧Ｖａ＝Ｖｃｃで充電された状態が保持されることになる。

ステップＳ４６において、計測部１３のカウンタ１３ａは、カウンタｎを１インクリメントする。

ステップＳ４７において、スイッチ動作部３１は、タイマ３１ａに基づいて、所定の時間ｔだけ、端子Ｐ１１，Ｐ１２をＬｏｗに制御することによりコンデンサＣａ，Ｃｓ，Ｃｘに充電された電荷を放電させる。このとき、コンデンサＣｓ，Ｃｘに充電された電荷は、瞬時に接地部を介して放電されることになるが、コンデンサＣａに充電された電荷は、抵抗Ｒを介してスイッチＳＷ２より接地部に放電されることになるため、電荷の放電がゆっくりと進むことになるため、所定の時間ｔ内では、充電されていた電荷の一部のみが放電される。

ステップＳ４８において、スイッチ動作部３１は、タイマ３１ａに基づいて、所定の時間ｔだけ、端子Ｐ１１，Ｐ１２をＨｉＺ状態に制御することにより、コンデンサＣａに充電されている電荷（ステップＳ４７の処理により一部が放電された状態で残されている電荷）がコンデンサＣｓ，Ｃｘに移動し、コンデンサＣａ，Ｃｓ，Ｃｘが充電された状態で保持される。このとき、コンデンサＣａと、コンデンサＣｓ，Ｃｘの合成コンデンサとは、並列回路が形成されることになるため、コンデンサＣａの充電電圧Ｖａは、コンデンサＣｓ，Ｃｘの充電電圧Ｖｓ，Ｖｃの和に等しい状態となる。さらに、コンデンサＣｓ，Ｃｘの充電電圧ＶｓとＶｘの充電電圧は、コンデンサＣｓ，Ｃｘの容量の逆数比の関係となる。

結果として、ステップＳ４４の処理により、図１７の第１ステップの処理が実行され、すなわち、図１３のスイッチＳＷ１がＯＮの状態にされる。この処理は、コンデンサＣａが充電されるだけの処理であるので、スイッチＳＷ２はＯＦＦ、ＳＷ３は、ＯＮでもＯＦＦでもよい。結果として、図１７の第１ステップの処理により、図１８の左部で示されるように、時刻ｔ０において、端子Ｐ１１が、Ｈｉに制御されることにより、図１３のスイッチＳＷ１がＯＮの状態にされて、コンデンサＣａが充電電圧Ｖａ＝Ｖｃｃで充電される。ただし、図７と比較してもわかるように、図１のタッチセンサにおいては、スイッチＳＷ１がＯＮにされると同時にコンデンサＣａの充電電圧Ｖａが、Ｖｃｃに達するが、図１８で示されるように、図１４のタッチセンサにおいては、電源ＶｃｃからコンデンサＣａに供給される電力は抵抗Ｒを介して供給されるため、充電に時間が掛かる。

尚、図１８において、上部のグラフは、太い実線が、コンデンサＣａの充電電圧Ｖａを示し、点線がコンデンサＣｘの充電電圧を示す。さらに、その下には、端子Ｐ１２の動作状態が示されており、計測は、端子Ｐ１２を介して計測部１３によりコンデンサＣｘが計測される状態を示し、ＨｉＺは、高インピーダンス状態、すなわち、端子Ｐ１２が出力を行っていない状態を示し、ＯＵＴ＿Ｌは、Ｌｏｗに設定された状態を示している。

端子Ｐ１２の下には、端子Ｐ１１の動作状態が示されており、OUT_Hは、端子Ｐ１１を介して電源ＶｃｃよりコンデンサＣａに電力が供給されて、充電電圧Ｖｃｃで充電される状態を示している。ＨｉZは、高インピーダンス状態、すなわち、端子Ｐ１１が出力を行っていない状態を示し、OUT_Lは、Ｌｏｗに設定された状態を示している。

さらに、その下には、スイッチＳＷ３乃至ＳＷ１の動作状態がそれぞれ示されている。尚、スイッチＳＷ１の動作は、端子Ｐ１１に連動して、端子Ｐ１１がＨｉに設定されたとき、ＯＮの状態にされ、ＨｉＺのときオフの状態にされ、さらに、Ｌｏｗに設定されたとき、スイッチＳＷ２がＯＮの状態にされる。このように、端子Ｐ１１のみで、スイッチＳＷ１，ＳＷ２を制御することができる。スイッチＳＷ３の動作は、端子Ｐ１２に連動して、端子Ｐ１２がＬｏｗに設定されたときのみ、ＯＮの状態にされ、それ以外のときオフの状態である。

さらに、ステップＳ４５の処理により、図１７の第２ステップの処理が実行され、すなわち、図１３のスイッチＳＷ１乃至ＳＷ２がＯＦＦの状態にされる。結果として、図１７の第２ステップの処理により、図１８の左部で示されるように、時刻ｔ１において、端子Ｐ１１，Ｐ１２が、ＨｉＺに制御されることにより、図１３のスイッチＳＷ１乃至ＳＷ３がＯＦＦの状態にされて、コンデンサＣａが充電電圧Ｖａ＝Ｖｃｃで充電されたままの状態が保持される。

そして、ステップＳ４７の処理により、図１７の第３ステップの処理が実行され、すなわち、図１３のスイッチＳＷ１がＯＦＦにされ、スイッチＳＷ２，ＳＷ３がＯＮにされる。結果として、図１７の第３ステップの処理により、図１７の左部で示されるように、時刻ｔ２において、端子Ｐ１１が、Ｌｏｗに制御されることにより、図１３のスイッチＳＷ２，ＳＷ３がＯＮの状態にされて、コンデンサＣｘ，Ｃｓに充電されていた電荷の全量が放電されると共に、コンデンサＣａに充電されていた電荷が抵抗Ｒを介してゆっくりと放電される。

さらに、ステップＳ４８の処理により、図１７の第４ステップの処理が実行され、すなわち、図１３のスイッチＳＷ１乃至ＳＷ３がＯＦＦにされる処理が実行される。結果として、時刻ｔ３において、コンデンサＣａより時刻ｔ２乃至ｔ３間で一部抵抗Ｒを介して電荷が放出された後、コンデンサＣａに残っている電荷によりコンデンサＣａ，Ｃｓ，Ｃｘが充電された状態で維持される。すなわち、時刻ｔ２乃至ｔ３間で、コンデンサＣａの充電電荷が一部放出されることにより、図１８で示されるように、コンデンサＣａの充電電圧Ｖａは、減少する。従って、上述したように、図１７の第１ステップの処理で、スイッチＳＷ１，ＳＷ２がＯＦＦにされていた場合、コンデンサＣｘに充電されていた充電電圧Ｖｘ＝Ｖ＿ｈｉもこれに伴って減少することになる。しかしながら、コンデンサＣｓ，Ｃｘの充電電圧Ｖｓ，Ｖｘの比率は一定のまま維持される。

そして、ステップＳ４９の処理により、図１７の第５ステップの処理が実行される。すなわち、図１３のスイッチＳＷ１乃至ＳＷ３がＯＦＦのままであるが、時刻ｔ４において、計測部１３が、端子Ｐ１２を介してコンデンサＣｘの充電電圧Ｖｘを計測し、計測された充電電圧Ｖｘが、参照電圧Ｖｒｅｆよりも小さくない限り、ステップＳ４６乃至Ｓ５０の処理、すなわち、図１７の第３ステップの処理乃至第５ステップの処理が繰り返される。

結果として、図１４のタッチセンサは、図１のタッチセンサと同様に、高速で、かつ、高精度に人体の接触非接触を検出することが可能となるだけでなく、マイクロコンピュータ２１により制御すべき端子が２個で済むため、製造上のコストを低減させることが可能となる。

尚、図１８で示されるように、図１４のタッチセンサにおいても、コンデンサＣａの充電電圧ＶａがＶａ＝ＶｃｃであるときのコンデンサＣｘの充電電圧Ｖｘが、参照電圧Ｖｒｅｆに近い値である方が、繰り返し処理回数が少ないのは同様である。すなわち、図１８の左部においては、コンデンサＣａの充電電圧ＶａがＶａ＝ＶｃｃであるときのコンデンサＣｘの充電電圧ＶｘがＶ＿ｈｉであって、繰り返し処理回数が７回で充電電圧Ｖｘが参照電圧Ｖｒｅｆに到達しているのに対して、図１８の右部においては、コンデンサＣａの充電電圧ＶａがＶａ＝ＶｃｃであるときのコンデンサＣｘの充電電圧ＶｘがＶ＿ｌｏｗ（＜Ｖ＿ｈｉ）であって、繰り返し処理回数が５回で充電電圧Ｖｘが参照電圧Ｖｒｅｆに到達しており、コンデンサＣａの充電電圧ＶａがＶａ＝ＶｃｃであるときのコンデンサＣｘの充電電圧Ｖｘが小さく、参照電圧Ｖｒｅｆに近いほど繰り返し処理回数が少ないことが示されている。

以上においては、１個の電極Ｅにより人体が接触（絶縁物を介して接触）しているか否かを判定する例について説明してきたが、図１４のタッチセンサにおける構成を複数に設けるようにして、複数の電極を用いて、複数の位置において人体の接触非接触を検出させるようにしても良い。

例えば、図１９で示されるように、４個の電極Ｅ１乃至Ｅ４を備えた構成を４個並列に設けて、検出するようにしても良い。尚、図１９においては、コンデンサＣａ１乃至Ｃａ４が図１４におけるコンデンサＣａに、コンデンサＣｓ１乃至Ｃｓ４が、図１４におけるコンデンサＣｓに、コンデンサＣｘ１乃至Ｃｘ４が、図１４におけるコンデンサＣｘに、抵抗Ｒ１乃至Ｒ４が、図１４における抵抗Ｒに、電極Ｅ１乃至Ｅ４が、図１４における電極Ｅにそれぞれ対応するものであり、いずれも同一のものである。また、対応してマイクロコンピュータ５１には、端子Ｐ２１乃至Ｐ２８の８個の端子が設けられており、端子Ｐ２１，Ｐ２３，Ｐ２５，Ｐ２７が、端子１１に、端子Ｐ２２，Ｐ２４，Ｐ２６，Ｐ２８が端子１２にそれぞれ対応しており同一のものである。マイクロコンピュータ５１は、端子Ｐ２１，Ｐ２２を用いて電極Ｅ１における人体の接触非接触を計測し、端子Ｐ２３，Ｐ２４を用いて電極Ｅ２における人体の接触非接触を計測し、端子Ｐ２５，Ｐ２６を用いて電極Ｅ３における人体の接触非接触を計測し、さらに、端子Ｐ２７，Ｐ２８を用いて電極Ｅ４における人体の接触非接触を計測する。

ただし、マイクロコンピュータ５１は、端子Ｐ２２，Ｐ２４，Ｐ２６，Ｐ２８で計測されるコンデンサＣｘ１乃至Ｃｘ４の充電電圧Ｖｘ１乃至Ｖｘ４は、同時に計測されるわけではなく、例えば、端子Ｐ２１，Ｐ２２を用いて電極Ｅ１における人体の接触非接触を計測した後、端子Ｐ２３，Ｐ２４を用いて電極Ｅ２における人体の接触非接触を計測し、その後、端子Ｐ２５，Ｐ２６を用いて電極Ｅ３における人体の接触非接触を計測し、さらにその後、端子Ｐ２７，Ｐ２８を用いて電極Ｅ４における人体の接触非接触を計測する。そして、この処理が順次繰り返されることにより、電極Ｅ１乃至Ｅ４における人体の接触非接触が順番に検出される。

このとき、上述したように、コンデンサＣａ１乃至Ｃａ４は、いずれも抵抗Ｒ１乃至Ｒ４により充電に時間が掛かるため、各コンデンサＣａ１乃至Ｃａ４の容量が求められてから充電を開始すると充電の待ち時間が発生し、処理時間がかかりすぎてしまう恐れがある。

そこで、図２０で示されるように、静電容量を計算している間に、次の静電容量を求めようとするコンデンサＣａの充電を開始させるようにしてもよい。すなわち、例えば、図２０の上段で示されるように、マイクロコンピュータ５１は、端子Ｐ２１，Ｐ２２を用いて時刻ｔ０乃至ｔ１００までの間にコンデンサＣａ１を充電し、時刻ｔ１００において、図１７における第３ステップ乃至第５ステップの処理を繰り返す処理を開始する。このとき、マイクロコンピュータ５１は、時刻ｔ１００以降において、コンデンサＣｘ２の静電容量を求めるために、図２０の中段で示されるように、図１７における第３ステップ乃至第５ステップの処理を繰り返す処理に入ったところで、端子Ｐ２３，Ｐ２４を用いて、例えば、時刻ｔ２００において、コンデンサＣａ２の充電を開始させる。そして、マイクロコンピュータ５１は、コンデンサＣｘ１の静電容量が求められた時刻ｔ２１０において、コンデンサＣａ２の充電が完了しているので、コンデンサＣｘ２の静電容量を求めるために、図１７における第３ステップ乃至第５ステップの処理を繰り返す処理に入る。同様にして、コンデンサＣｘ３の静電容量を求めるために、図１７における第３ステップ乃至第５ステップの処理を繰り返す処理に入ったところで、端子Ｐ２５，Ｐ２６を用いて、例えば、時刻ｔ３００において、コンデンサＣａ３の充電を開始させる。そして、マイクロコンピュータ５１は、コンデンサＣｘ２の静電容量が求められた時刻ｔ３１０において、コンデンサＣａ３の充電が完了しているので、コンデンサＣｘ３の静電容量を求めるために、図１７における第３ステップ乃至第５ステップの処理を繰り返す処理に入る。

このように、コンデンサＣｘ１乃至Ｃｘ４の静電容量を求めるために、図１７における第３ステップ乃至第５ステップの処理の繰り返し処理に入っているタイミングで、次に処理しようとしている電極に対応するコンデンサＣａ１乃至Ｃａ４の充電を行うことにより、充電による待ち時間を短縮させることができるので、複数の位置で人体の接触非接触を検出する場合においても、高速で、かつ、高精度に人体の接触非接触を検出することが可能となる。

また、上述したように、マイクロコンピュータは、複数の端子があっても、同時に３個以上の端子を用いた処理をしていない。さらに、コンデンサＣａおよび抵抗Ｒは、最初に充電された後、繰り返し処理により充電電荷が放出されるだけのものであるので、複数のコンデンサＣｓ，Ｃｘ、および電極Ｅと並列に接続されていてもよい。従って、例えば、図２１で示されるように、コンデンサＣａ１および抵抗Ｒ１からなる端子Ｐ３２に、電極Ｅ１における人体の接触非接触を検出するためのコンデンサＣｓ１，Ｃｘ１の端子Ｐ３１と、電極Ｅ２における人体の接触非接触を検出するためのコンデンサＣｓ２，Ｃｘ２の端子Ｐ３３とをそれぞれ並列に接続し、さらに、コンデンサＣａ２および抵抗Ｒ２からなる端子Ｐ３５に、電極Ｅ３における人体の接触非接触を検出するためのコンデンサＣｓ３，Ｃｘ３の端子Ｐ３４と、電極Ｅ４における人体の接触非接触を検出するためのコンデンサＣｓ４，Ｃｘ４の端子Ｐ３６とをそれぞれ並列に接続するようにしてもよい。

図２１のタッチセンサの場合、マイクロコンピュータ６１は、電極Ｅ１の人体の接触非接触は、端子Ｐ３１，Ｐ３２を制御して計測し、電極Ｅ２の人体の接触非接触は、端子Ｐ３２，Ｐ３３を制御して計測し、電極Ｅ３の人体の接触非接触は、端子Ｐ３４，Ｐ３５を制御して計測し、電極Ｅ４の人体の接触非接触は、端子Ｐ３５，Ｐ３６を制御して計測することになる。

結果として、マイクロコンピュータ６１は、６個の端子で４箇所の人体の接触非接触を検出するタッチセンサを制御することが可能となるので、タッチセンサの製造コストを低減させることが可能となる。

さらに、上述した複数の人体の接触非接触の検出をするタッチセンサは、図１４で示されるタッチセンサの構成に限らず、例えば、図１のタッチセンサの構成であっても実現することが可能であり、例えば、図２２で示されるように構成しても良い。図２２のタッチセンサにおいては、図１の端子Ｐ０に対応する端子Ｐ４１と、端子Ｐ１に対応する端子Ｐ４２、抵抗Ｒ、およびコンデンサＣａが設けられ、端子Ｐ２に対応する端子が４個並列に設けられている。すなわち、端子Ｐ４３には、電極Ｅ１への人体の接触の有無を検出するためのコンデンサＣｓ１，Ｃｘ１が接続され、端子Ｐ４４には、電極Ｅ２への人体の接触の有無を検出するためのコンデンサＣｓ２，Ｃｘ２が接続され、端子Ｐ４５には、電極Ｅ３への人体の接触の有無を検出するためのコンデンサＣｓ３，Ｃｘ３が接続され、さらに、端子Ｐ４６には、電極Ｅ４への人体の接触の有無を検出するためのコンデンサＣｓ４，Ｃｘ４が接続されている。

図２２のタッチセンサの場合、マイクロコンピュータ７１は、電極Ｅ１への人体の接触の有無は、端子Ｐ４１乃至Ｐ４３を制御して計測し、電極Ｅ２への人体の接触の有無は、端子Ｐ４１，Ｐ４２，Ｐ４４を制御して計測し、電極Ｅ３への人体の接触の有無は、端子Ｐ４１，Ｐ４２，Ｐ４５を制御して計測し、電極Ｅ４への人体の接触の有無は、端子Ｐ４１，Ｐ４２，Ｐ４６を制御して計測することになる。

以上によれば、結果として、マイクロコンピュータ７１は、６個の端子で４箇所の人体の接触の有無を検出するタッチセンサを制御することが可能となる。

以上においては、コンデンサＣａ１乃至Ｃａ４を充電させるにあたり、抵抗Ｒ１乃至Ｒ４を介して、電荷を充電させる例について説明してきたが、抵抗Ｒ１乃至Ｒ４を介して充電させることにより充電時間が遅延していた。そこで、充電に際して、抵抗Ｒ１乃至Ｒ４を介さずにコンデンサＣａ１乃至Ｃａ４を充電できる構成とすることにより、充電時間を短縮させるようにしても良い。

例えば、図２３で示されるように、ダイオードＤ１をコンデンサＣａ１の方向に対して順方向に、抵抗Ｒ１と並列に接続することにより（ダイオードＤ１のアノードをコンデンサＣａ１と抵抗Ｒ１との中間位置に接続し、カソードを端子Ｐ２１と抵抗Ｒ１の中間位置に接続することにより）、充電に際しては、ダイオードＤ１を介してコンデンサＣａ１に電荷が充電されるので、抵抗Ｒ１を介するよりも高速で充電を完了させることが可能となる。同様にして、ダイオードＤ２乃至Ｄ４についても、それぞれ抵抗Ｒ２乃至Ｒ４と並列に、コンデンサＣａ２乃至Ｃａ４の方向に対して順方向に接続することで、コンデンサＣａ２乃至Ｃａ４の充電に必要とされる時間を短縮させることが可能となる。尚、図２３のタッチセンサにおいては、図１９のタッチセンサにおける構成と同様の構成に、同一の符号を付しており、その説明は適宜省略する。また、図２３のタッチセンサの動作については、コンデンサＣａ１乃至Ｃａ４の充電時間が短縮される他は、図１９のタッチセンサにおける動作と同様であるので、その説明も省略する。

さらに、同様に、図２４で示されるように、ダイオードＤ１１，Ｄ１２を、抵抗Ｒ１，Ｒ２に対してそれぞれ並列に、コンデンサＣａ１，Ｃａ２の方向に対して順方向に接続するようにすることで、コンデンサＣａ１，Ｃａ２の充電時間を短縮するようにしても良い。

また、図２２のタッチセンサを、図１４のタッチセンサで示されるように、スイッチＳＷ１，ＳＷ２を１個の端子で制御するようにすると、図２５のタッチセンサのような構成となる。このとき、ダイオードＤ２１を、抵抗Ｒに並列に、かつ、コンデンサＣａの方向に対して順方向に接続することにより、端子数を６端子から５端子に減らすことが可能になると共に、コンデンサＣａの充電時間を短縮することが可能となる。図２５のタッチセンサにおいて、図２２のタッチセンサと異なるのは、マイクロコンピュータ７１に代えてマイクロコンピュータ８１を設け、ダイオードＤ２１を抵抗Ｒに並列に設けた点である。

すなわち、図２５のタッチセンサにおいては、充電に必要とされていた端子Ｐ４１が不要となるので、マイクロコンピュータ８１は、端子Ｐ５１乃至Ｐ５５の５端子でコンデンサＣｘ１乃至Ｃｘ４の容量を測定することが可能となる。尚、図２５のタッチセンサによる各コンデンサＣｘ１乃至Ｃｘ４の容量の計測処理は、図１４におけるタッチセンサによる計測処理を、それぞれ４回繰り返すのみであるので、その動作の説明は、省略するものとする。

図２５で示されるようなタッチセンサにより、充電時間を短縮することができるので、コンデンサＣｘ１乃至Ｃｘ４の容量の計測処理を高速にさせることが可能になると共に、端子数を減らすことにより部品点数を減らすことが可能となるので、製造に掛かるコストを低減させることが可能となる。

さらに、以上においては、コンデンサＣｘ１乃至Ｃｘ４の容量を計測するために、既知の容量のコンデンサＣｓ１乃至Ｃｓ４がそれぞれ設けられていたが、コンデンサＣｘ１乃至Ｃｘ４の計測処理は、それぞれ独立して実行されるので、共通の既知のコンデンサを設けて、各コンデンサＣｘ１乃至Ｃｘ４の計測処理のタイミングに切り替えて使用するようにしてもよい。

図２６は、共通の既知の容量のコンデンサを設けて、各コンデンサＣｘ１乃至Ｃｘ４の計測処理のタイミングに併せて切り替えて使用するようにしたタッチセンサの実施の形態の構成例を示している。尚、図２６のタッチセンサの構成において、図２５のタッチセンサと同様の構成については、同一の符号を付しており、その説明は適宜省略する。

図２６のタッチセンサにおいて、図２５のタッチセンサと異なるのは、マイクロコンピュータ８１に代えてマイクロコンピュータ９１が設けられ、コンデンサＣｓ１乃至Ｃｓ４が削除されて、コンデンサＣｓ１１が設けられ、さらに、マイクロコンピュータ９１により、切替部１０１が実現されている点である。切替部１０１は、一方の端部が、端子Ｐ６１に接続された端子１０１ａに接続され、他方の端部が、端子１０１ｂ乃至１０１ｅに切り替えられる。切替部１０１の端子１０１ｂ乃至１０１ｅは、それぞれマイクロコンピュータ９１の端子Ｐ６３乃至Ｐ６６に接続されている。コンデンサＣｓ１１は、一方の端部が端子Ｐ６１に接続され、他方の端部が端子Ｐ６２に接続されている。尚、切替部１０１は、マイクロコンピュータ９１により実現される機能であって、実際にハードウェアの切替スイッチが設けられているものではない。

すなわち、コンデンサＣｘ１の静電容量を計測する場合、マイクロコンピュータ９１は、切替部１０１を端子１０１ｂに接続し、図２５におけるコンデンサＣｓ１に代えて、コンデンサＣｓ１１を用いることにより、コンデンサＣｘ１の静電容量を計測する。また、同様にして、コンデンサＣｘ２乃至Ｃｘ４の静電容量を計測する場合、マイクロコンピュータ９１は、それぞれ切替部１０１を端子１０１ｃ乃至１０１ｅに接続し、図２５におけるコンデンサＣｓ２乃至Ｃｓ４に代えて、コンデンサＣｓ１１を用いることにより、コンデンサＣｘ２乃至Ｃｘ４の静電容量を計測する。

このような構成とすることにより、計測対象となるコンデンサＣｘ１乃至Ｃｘ４がこれ以上の数となっても、既知の容量のコンデンサＣｓが１個あれば計測できるため、部品点数を削減することが可能となり、コストを低減させることが可能となる。

以上においては、コンデンサＣｘ１乃至Ｃｘ４の静電容量を計測することにより、複数の端子Ｅ１乃至Ｅ４に人体の接触の有無を検知する例について説明してきたが、電極Ｅ１乃至Ｅ４により、例えば、操作ボタンが構成されているような場合、電極Ｅ１乃至Ｅ４が相互に近接した状態で配置されていると、操作しようとしている操作ボタンと共に、隣接する操作ボタンに誤って接触してしまい、複数の電極に対して跨った状態で接触することで、計測されるコンデンサＣｘ１乃至Ｃｘ４の静電容量が変化してしまい、誤検知されてしまう恐れがある。

そこで、複数のコンデンサＣｘ１乃至Ｃｘ４の静電容量に基づいて、電極Ｅ１乃至Ｅ４のそれぞれについて人体が接触したことを示す閾値Ｃｘ１ｔｈ乃至Ｃｘ４ｔｈを調整することで、誤検出を低減させるようにしても良い。

図２７は、複数のコンデンサＣｘ１乃至Ｃｘ４の静電容量に基づいて、電極Ｅ１乃至Ｅ４のそれぞれについて人体が接触したことを示す閾値Ｃｘ１ｔｈ乃至Ｃｘ４ｔｈを調整するようにした図２６のタッチセンサにおけるマイクロコンピュータ９１により実現される機能の構成例を示している。尚、図２７において実現される機能において、図１５で示される機能と同様の機能については、同一の符号を付しており、その説明は適宜省略するものとする。

図２７において、図１５と異なる点は、制御部１１、計測部１３、およびスイッチ動作部３１に代えて、スイッチ動作部１１１、制御部１１２、および計測部１１３を設けた点である。スイッチ動作部１１１は、制御部１１２により動作が制御され、タイマ１１１ａのタイマ動作に伴って、端子Ｐ６１乃至Ｐ６６の動作を切り替えると共に、切替部１０１の動作を制御する。計測部１１３は、計測部１３と略同様の機能を実現するが、端子Ｐ６１，Ｐ６３乃至Ｐ６６からの出力信号に基づいて電極Ｅ１乃至Ｅ４に対応するコンデンサＣｘ１乃至Ｃｘ４の静電容量を計測し、それぞれの計測結果を制御部１１２に供給する。

制御部１１２は、記憶部１１２ａ、参照値計算部１１２ｂ、差分計算部１１２ｃ、および、閾値調整部１１２ｄを備えており、基本的に制御部１１と同様の機能を実現する。制御部１１２は、計測部１１３より供給されてくるコンデンサＣｘ１乃至Ｃｘ４と、それぞれ対応する閾値Ｃｘ１ｔｈ乃至Ｃｘ４ｔｈとに基づいて、電極Ｅ１乃至Ｅ４への人体の接触の有無を検知すると共に、コンデンサＣｘ１乃至Ｃｘ４に基づいて、閾値Ｃｘ１ｔｈ乃至Ｃｘ４ｔｈを調整する。

より詳細には、記憶部１１２ａは、コンデンサＣｘ１乃至Ｃｘ４の計測結果のうち、それぞれ直近の所定数の計測結果を記憶する。参照値計算部１１２ｂは、記憶部１１２ａに記憶されているコンデンサＣｘ１乃至Ｃｘ４の直近の所定数の計測結果の平均値を求め、コンデンサＣｘ１乃至Ｃｘ４の参照値Ｃｘ１ａｖｅ乃至Ｃｘ４ａｖｅとして求める。差分計算部１１２ｃは、各参照値Ｃｘ１ａｖｅ乃至Ｃｘ４ａｖｅと、それぞれの最新の計測結果であるコンデンサＣｘ１乃至Ｃｘ４の静電容量Ｃｘ１乃至Ｃｘ４との差分絶対値ΔＣｘ１乃至ΔＣｘ４を求める。閾値調整部１１２ｄは、差分絶対値ΔＣｘ１乃至ΔＣｘ４に基づいて、閾値Ｃｘ１ｔｈ乃至Ｃｘ４ｔｈを調整する。

次に、図２８のフローチャートを参照して、図２６のタッチセンサによる、タッチスイッチ動作処理について説明する。尚、図２８のフローチャートにおけるステップＳ７１，Ｓ７２，Ｓ７６乃至Ｓ７８の処理については、図４のフローチャートにおけるステップＳ１乃至Ｓ５の処理と、同様であるので、その説明は省略するものとする。

すなわち、ステップＳ７２の処理により、例えば、コンデンサＣｘ１の計測処理が終了すると、ステップＳ７３において、制御部１１２は、全てのコンデンサＣｘ１乃至Ｃｘ４の計測処理が終了したか否かを判定し、例えば、全てのコンデンサＣｘ１乃至Ｃｘ４の計測処理が終了していないと判定された場合、ステップＳ７４において、スイッチ動作部１１１を制御して、切替部１０１を端子１０１ｃ乃至１０１ｅのいずれかに接続させて、処理は、ステップＳ７２に戻る。すなわち、コンデンサＣｘ１乃至Ｃｘ４のそれぞれについて計測処理が実行されて、静電容量が求められるまで、切替部１０１が端子１０１ｂ乃至１０１ｅに順次切り替えられて、ステップＳ７２乃至Ｓ７４の処理が繰り返される。

そして、ステップＳ７３において、計測部１１３が、コンデンサＣｘ１乃至Ｃｘ４のそれぞれの静電容量を求め、制御部１１２に供給した場合、ステップＳ７５において、閾値調整処理が実行される。

ここで、図２９のフローチャートを参照して、閾値調整処理について説明する。

ステップＳ９１において、制御部１１２は、記憶部１１２ａに計測部１１３より供給されてきたコンデンサＣｘ１乃至Ｃｘ４のそれぞれの最新の計測結果であるＣｘ１−ｎ乃至Ｃｘ４−ｎを加えて、直近の所定数として、例えば、ｎ個の計測結果を記憶させる。すなわち、記憶部１１２ａには、コンデンサＣｘ１乃至Ｃｘ４のそれぞれについて、直近のｎ個の計測結果であるＣｘ１−ｎ・・・Ｃｘ１−１，Ｃｘ２−ｎ・・・Ｃｘ２−１，Ｃｘ３−ｎ・・・Ｃｘ３−１，Ｃｘ４−ｎ・・・Ｃｘ４−１が記憶されている。尚、ここで、「−」以下は、ｎ個の計測結果である静電容量を識別するための符号であり、ｎに近い値ほど新しい計測結果である。

ステップＳ９２において、制御部１１２は、参照値計算部１１２ｂを制御して、コンデンサＣｘ１乃至Ｃｘ４の直近のｎ個の計測結果の平均値を、参照値として計算させる。すなわち、参照値計算部１１２ｂは、コンデンサＣｘ１の静電容量の参照値Ｃｘ１ａｖｅ（＝（Ｃｘ１−１）＋（Ｃｘ１−２）＋・・・＋（Ｃｘ１−ｎ））／ｎ）、コンデンサＣｘ２の静電容量の参照値Ｃｘ２ａｖｅ（＝（Ｃｘ２−１）＋（Ｃｘ２−２）＋・・・＋（Ｃｘ２−ｎ））／ｎ）、コンデンサＣｘ３の静電容量の参照値Ｃｘ３ａｖｅ（＝（Ｃｘ３−１）＋（Ｃｘ３−２）＋・・・＋（Ｃｘ３−ｎ））／ｎ）、および、コンデンサＣｘ４の静電容量の参照値Ｃｘ４ａｖｅ（＝（Ｃｘ４−１）＋（Ｃｘ４−２）＋・・・＋（Ｃｘ４−ｎ））／ｎ）をそれぞれ求める。

ステップＳ９３において、制御部１１２は、差分計算部１１２ｃを制御して、コンデンサＣｘ１乃至Ｃｘ４のそれぞれの参照値Ｃｘ１ａｖｅ乃至Ｃｘ４ａｖｅと、最新の計測結果（Ｃｘ１−ｎ乃至Ｃｘ４−ｎ）との差分絶対値を計算させる。すなわち、差分計算部１１２ｃは、コンデンサＣｘ１乃至Ｃｘ４について、それぞれ差分絶対値ΔＣｘ１（＝｜（Ｃｘ１−ｎ）−Ｃｘ１ａｖｅ｜），ΔＣｘ２（＝｜（Ｃｘ２−ｎ）−Ｃｘ２ａｖｅ｜），ΔＣｘ３（＝｜（Ｃｘ３−ｎ）−Ｃｘ３ａｖｅ｜），ΔＣｘ４（＝｜（Ｃｘ４−ｎ）−Ｃｘ４ａｖｅ｜）を求める。

ステップＳ９４において、制御部１１２は、閾値調整部１１２ｄを制御して、各差分絶対値に基づいて、閾値Ｃｘ１ｔｈ乃至Ｃｘ４ｔｈを調整する。より詳細には、閾値調整部１１２ｄは、以下の式（８）を演算することにより、閾値Ｃｘ１ｔｈ乃至Ｃｘ４ｔｈを調整する。

Ｃｘ１ｔｈ’＝Ｃｘ１ｔｈ−（ΔＣｘ２＋ΔＣｘ３＋ΔＣｘ４）
Ｃｘ２ｔｈ’＝Ｃｘ２ｔｈ−（ΔＣｘ１＋ΔＣｘ３＋ΔＣｘ４）
Ｃｘ３ｔｈ’＝Ｃｘ３ｔｈ−（ΔＣｘ１＋ΔＣｘ２＋ΔＣｘ４）
Ｃｘ４ｔｈ’＝Ｃｘ４ｔｈ−（ΔＣｘ１＋ΔＣｘ２＋ΔＣｘ３）
・・・（８）

ここで、Ｃｘ１ｔｈ’乃至Ｃｘ４ｔｈ’は、調整後の閾値であり、Ｃｘ１ｔｈ乃至Ｃｘ４ｔｈは、調整前の閾値（同時に操作されることを禁止しないときの閾値）である。すなわち、閾値Ｃｘ１ｔｈ’乃至Ｃｘ４ｔｈ’は、ｎ番目のコンデンサＣｘ１乃至Ｃｘ４の計測結果Ｃｘ１−ｎ乃至Ｃｘ４−ｎに対応して調整された閾値であり、閾値Ｃｘ１ｔｈ乃至Ｃｘ４ｔｈは、調整前の閾値である。

すなわち、調整後の閾値Ｃｘ１ｔｈ’乃至Ｃｘ４ｔｈ’は、それぞれ他の電極Ｅ１乃至Ｅ４の接触による静電容量が検出されると、他の電極の静電容量と参照値との差分絶対値和の分だけ調整前の閾値Ｃｘ１ｔｈ乃至Ｃｘ４ｔｈより減少される。このため、複数の電極で静電容量が検出されていると、いずれの電極も閾値が低下することにより、人体の接触を検知する感度が低下するので、誤検出が低減される。

以上のような処理により、ステップＳ７６において、各コンデンサＣｘ１乃至Ｃｘ４の計測結果、および調整後の閾値Ｃｘ１ｔｈ’乃至Ｃｘ４ｔｈ’に基づいて、電極Ｅ１乃至Ｅ４への人体の接触の有無が検知される。

すなわち、以上のように閾値が調整されることにより、例えば、４個の電極Ｅ１乃至Ｅ４が近接して一列に配置され、その内１つの電極の静電容量のみが変動した場合、その他の静電容量の閾値は変動するが、それ自身の閾値は変わらないので、通常通りの感度で接触の有無が判定される。

一方、複数の電極の静電容量が同時に変動した場合、式（８）で示されるように、閾値が小さくなるので、通常の接触による静電容量では、閾値を超え難い状態となり、人体の接触があっても接触があると判定され難い状態となる。

また、１つの電極にだけ、通常の接触により人体の接触が検知された電極に対応するコンデンサＣｘの静電容量が閾値近傍の値である場合、それ自身の閾値は変更されないため、人体の接触が検知されることにより静電容量が変わったとしても、その電極に対しての接触の有無の判定には影響しない。したがって、電極Ｅ１乃至Ｅ４の全てに水がかかった場合、または外部からのノイズを受けた場合等のように、複数の電極が同時に影響を受ける場合にのみ、いずれの電極に対しても人体の接触を検知し難い状態にすることが可能になり、誤検出が発生しやすい状態でのみ、誤検出を低減させることが可能となる。ただし、人体の接触を検知し難い状態となっても、感度が低減されるものの、人体の接触を検知することは可能である。

このため、例えば、携帯機器等に設けられたタッチセンサの場合、携帯機器をポケットに入れたときにポケット内の別の金属に複数の電極が接触したり、金属の机の上にタッチセンサの電極の複数が接触するように載置される等により、発生する誤動作を防止することが可能となる。

また、例えば、電極Ｅ１のみに人体が接触した場合、コンデンサＣｘ１の計測結果のみが大きく変動し、他のコンデンサＣｘ２乃至Ｃｘ４の計測結果の変動量がほとんどないため、閾値Ｃｘ１ｔｈ’は閾値Ｃｘ１ｔｈに対して変動しない。このため、初期設定の感度（単独で設けられた場合の感度）で、電極Ｅ１に対応するコンデンサＣｘ１の静電容量の変化により人体の接触の有無を判定することができる。このとき、コンデンサＣｘ１以外のコンデンサＣｘ２乃至Ｃｘ４の閾値Ｃｘ２ｔｈ’乃至Ｃｘ４ｔｈ’は、閾値Ｃｘ２ｔｈ乃至Ｃｘ４ｔｈに対して、それぞれコンデンサＣｘ１の計測値の差分ΔＣｘ１だけ小さくなるため、先にコンデンサＣｘ１により人体の接触を検知した場合、それ以外のコンデンサＣｘ２乃至Ｃｘ４による人体の検出感度は悪くなり、人体の接触が検知され難くなるので、操作したい電極に正しく接触されているときには、正しく接触を検出しつつ、誤検出を低減させることが可能となる。

さらに、１の電極Ｅ１に人体が接触した後、接触状態を維持したまま、それ以外の、例えば、電極Ｅ２に接触した場合、すなわち、コンデンサＣｘ１のみが人体が接触したときの静電容量となった場合、コンデンサＣｘ１は通常の感度で人体の接触を検知するが、コンデンサＣｘ１が人体の接触を検知した状態のままでは、それ以外のコンデンサＣｘ２乃至Ｃｘ４の感度が悪くなっているため、他の電極Ｅ２乃至Ｅ４に接触しても人体の接触が検知され難い。また、電極Ｅ１に対応するコンデンサＣｘ１の閾値Ｃｘ１ｔｈ’は、人体の接触が検知されている間、人体の接触が検知されたときの閾値Ｃｘ１ｔｈ’を維持するため、その後に他の電極Ｅ２乃至Ｅ４に人体が接触しても、コンデンサＣｘ１の閾値Ｃｘ１ｔｈ’は変動せず、電極Ｅ１との接触を離さない限り、他の電極Ｅ２乃至Ｅ４に対応するコンデンサＣｘ２乃至Ｃｘ４の計測結果の影響により、人体の接触は、適正に検知されれることになる。

また、２箇所以上の電極Ｅ１乃至Ｅ４が同時に人体に接触した場合、コンデンサＣｘ１乃至Ｃｘ４のいずれもが人体の接触を検知するまでは、お互いの差分ΔＣｘ１乃至ΔＣｘ４の影響を受け、閾値Ｃｘ１ｔｈ’乃至Ｃｘ４ｔｈ’のいずれもが閾値Ｃｘ１ｔｈ乃至Ｃｘ４ｔｈに対して小さくなる。そのため、いずれの電極Ｅ１乃至Ｅ４においても、接触の感度が悪くなりどちらも人体の接触を検知し難くなる。すなわち、コンデンサＣｘ１の閾値Ｃｘ１ｔｈ’は、コンデンサＣｘ２乃至Ｃｘ４の計測値の差分絶対値和分（ΔＣｘ２＋ΔＣｘ３＋ΔＣｘ４）だけ閾値Ｃｘ１ｔｈよりも小さくなるため、同時に接触された電極が多ければ多いほど、感度が悪くなる方向に閾値が変化することになり、人体の接触が検知され難くなる。結果として、人が誤って機器の操作板に触れることにより複数の電極を同時押しする場合以外にも、携帯機器に搭載されたタッチセンサを金属の机の上に置いたり、携帯機器をポケットに入れて操作面と人体が近付いたり、または、操作面に水がかかることにより発生し得る影響による誤動作を低減させることが可能となる。

さらに、１の電極Ｅ１に接触した後に他の電極Ｅ２に接触し、その後、最初に接触した電極Ｅ１の指を離した場合、最初の電極Ｅ１により人体の接触が検知しない状態になるまでは、後に接触した電極Ｅ２は人体の接触が検知され難いが、両方の電極Ｅ１，Ｅ２に接触した状態から電極Ｅ１の接触を離した後に徐々にΔＣｘ１が小さくなり、同時にコンデンサＣｘ２の閾値Ｃｘ２ｔｈ’が大きくなり、コンデンサＣｘ２の静電容量が、閾値Ｃｘ２ｔｈ’を超えた段階で電極Ｅ２が人体の接触を検知する。そして、電極Ｅ１の接触がなくなった後、電極Ｅ２への人体の接触が検知されている間は、コンデンサＣｘ１の閾値Ｃｘ１ｔｈ’が小さくなっているので、再度、電極Ｅ１に接触した場合、今度は電極Ｅ１による人体の接触が検知され難くなる。

また、同時に２箇所以上の電極に接触した後、例えば、1箇所の電極Ｅ１だけ残して他の電極から接触を離した場合、同時に接触したとき、どの電極も人体の接触が検知されないが、例えば、電極Ｅ１以外の接触が離れることにより、コンデンサＣｘ１の閾値Ｃｘ１ｔｈ’が元に戻るため、コンデンサＣｘ１の閾値Ｃｘ１ｔｈ’を超えた段階で電極Ｅ１が人体の接触を検知する。

尚、以上においては、２箇所以上の複数箇所で同時に接触した場合、感度を低下させることにより、人体の接触があったことを誤検出しないようにする例について説明してきたが、感度を低下させるのみであって、完全に人体の接触を検出しないようにしたものではないため、同時に接触することにより、いずれも人体の接触が検知されてしまう可能性がある。このように複数の電極で接触を検知した場合のため、予め電極の優先順位を設定しておき、複数の電極で接触を検知したときは、優先度の高い電極において人体の接触を検知するようにしても良い。

また、電極間において、物理的に感度が異なっているような場合、差分絶対値による比を求めて、閾値にその比を乗じるなどして調整することにより、例えば、最大２倍程度にまで感度の差を低減して使用するようにしても良い。

さらに、複数の電極で同時に接触が検知されることで、動作を認識するモードも存在するようなアプリケーションプログラムの場合、複数の電極で同時に接触が検知されるように対応させるようにしても良い。

尚、以上においては、未知のコンデンサＣｘの静電容量を求めることにより、人体の接触非接触を計測する例について説明してきたが、静電容量の変化に基づいて、計測できるものであれば、その他の計測装置に応用しても良く、例えば、圧力に応じて電極間距離が変化することにより、静電容量が変化するような構成を設けるようにすることで、静電容量の計測により圧力を計測する圧力センサを構成するようにしても良い。

以上によれば、未知の静電容量を、安価な装置により高精度で、高速に測定することが可能になると共に、静電容量の測定結果に基づいて、人体の接触非接触を高精度で高速に判定することが可能となる。

上述した一連の処理は、ハードウェアにより実行させることもできるが、ソフトウェアにより実行させることもできる。一連の処理をソフトウェアにより実行させる場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムが、専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータ、または、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行させることが可能な、例えば汎用のパーソナルコンピュータなどに記録媒体からインストールされる。

図３０は、図１，図１４，図１９，図２１，図２２，図２５，図２６のマイクロコンピュータ１，２１，５１，６１，７１，８１，９１の電気的な内部構成をソフトウェアにより実現する場合のパーソナルコンピュータの一実施の形態の構成を示している。パーソナルコンピュータのCPU１００１は、パーソナルコンピュータの全体の動作を制御する。また、CPU１００１は、バス１００４および入出力インタフェース１００５を介してユーザからキーボードやマウスなどからなる入力部１００６から指令が入力されると、それに対応してROM(Read Only Memory) １００２に格納されているプログラムを実行する。あるいはまた、CPU１００１は、ドライブ１０１０に接続された磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、または半導体メモリを含むリムーバブルメディア１０１１から読み出され、記憶部１００８にインストールされたプログラムを、RAM(Random Access Memory) １００３にロードして実行する。これにより、上述した図１，図１４，図１９，図２１，図２２，図２５，図２６のマイクロコンピュータ１，２１，５１，６１，７１，８１，９１の機能が、ソフトウェアにより実現されている。さらに、CPU１００１は、通信部１００９を制御して、外部と通信し、データの授受を実行する。

プログラムが記録されている記録媒体は、図３０に示すように、コンピュータとは別に、ユーザにプログラムを提供するために配布される、プログラムが記録されている磁気ディスク（フレキシブルディスクを含む）、光ディスク（CD-ROM(Compact Disc-Read Only Memory)，DVD（Digital Versatile Disk）を含む）、光磁気ディスク（MD（Mini-Disc）を含む）、もしくは半導体メモリなどよりなるリムーバブルメディア１０１１により構成されるだけでなく、コンピュータに予め組み込まれた状態でユーザに提供される、プログラムが記録されているROM１００２や、記憶部１００８に含まれるハードディスクなどで構成される。

尚、本明細書において、記録媒体に記録されるプログラムを記述するステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理は、もちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理を含むものである。

本発明を適用したタッチセンサの一実施の形態の構成を説明する図である。 図１のタッチセンサの概念を説明する回路図である。 図１のマイクロコンピュータにより実現される機能を説明する図である。 図１のタッチセンサによるタッチスイッチ動作処理を説明するフローチャートである。 図１のタッチセンサによる計測処理を説明するフローチャートである。 図１のタッチセンサによる計測処理を説明する図である。 図１のタッチセンサによる計測処理を説明するタイミングチャートである。 未知のコンデンサの容量の計算方法を説明する図である。 未知のコンデンサの容量の計算方法を説明する図である。 未知のコンデンサの容量の計算方法を説明する図である。 未知のコンデンサの容量の計算方法を説明する図である。 未知のコンデンサの容量の計算方法を説明する図である。 タッチセンサのその他の構成を説明する回路図である。 図１３の回路構成からなるタッチセンサの構成を説明する図である。 図１４のマイクロコンピュータにより実現される機能を説明する図である。 図１４のタッチセンサによる計測処理を説明するフローチャートである。 図１４のタッチセンサによる計測処理を説明する図である。 図１４のタッチセンサによる計測処理を説明するタイミングチャートである。 タッチセンサのさらにその他の構成を説明する図である。 図１９によるタッチセンサの動作を説明する図である。 タッチセンサのさらにその他の構成を説明する図である。 タッチセンサのさらにその他の構成を説明する図である。 タッチセンサのさらにその他の構成を説明する図である。 タッチセンサのさらにその他の構成を説明する図である。 タッチセンサのさらにその他の構成を説明する図である。 タッチセンサのさらにその他の構成を説明する図である。 図２６のマイクロコンピュータにより実現される機能を説明する図である。 図２６のタッチセンサによるタッチスイッチ動作処理を説明するフローチャートである。 図２６のタッチセンサによる計測処理を説明するフローチャートである。 汎用のパーソナルコンピュータの構成を説明する図である。

符号の説明

１ マイクロコンピュータ， １１ 制御部， １２ スイッチ動作部， １２ａ タイマ， １３ 計測部， １３ａ カウンタ， １３ｂ 比較部， ２１ マイクロコンピュータ， ３１ スイッチ動作部， ３１ａ タイマ

Claims (11)

1. 未知の容量からなる複数の第１の蓄電器の容量を、それぞれ計測する計測部と、
   前記複数の第１の蓄電器に電気的に接続され、近接した位置に配置された人体が直接、または、絶縁物を介して間接的に接触する複数の接触部と、
   前記計測部により計測された複数の第１の蓄電器の容量と、前記第１の蓄電器毎の閾値との比較結果に基づいて、前記接触部に人体が直接、または間接的に接触したか否かを判定する判定部と、
   前記計測部により計測された計測結果である複数の第１の蓄電器毎の計測結果を、それぞれ累積的に記憶する記憶部と、
   前記記憶部に記憶されている計測結果に基づいて、前記複数の第１の蓄電器毎の参照容量を計算する参照容量計算部と、
   前記複数の第１の蓄電器毎の参照容量と、前記計測部により計測された複数の第１の蓄電器毎の計測結果との差分絶対値を計算する差分計算部と、
   前記差分計算部により計算された複数の第１の蓄電器毎の差分絶対値和のうち、各第１の蓄電器の差分絶対値を除いた値に基づいて、前記第１の蓄電器毎の閾値を調整する調整部と
   を含む検知装置。
2. 既知の容量からなる第２の蓄電器と、前記第１の蓄電器とが直列に接続され、一方の端部が接地された回路と、
   一方の端部が、前記回路の他方の端部に接続されて、かつ、他方の端部が接地された構成の蓄電器であり、前記蓄電器の一方の端部より、前記回路の他方の端部に、自らの充電電圧を印加して、前記第１の蓄電器、および、既知の容量からなる第２の蓄電器に電荷を充電する第３の蓄電器と、
   前記第３の蓄電器に充電された電荷の一部を放電すると共に、前記第２の蓄電器に充電された全電荷を放電する第１の放電部と、
   前記第１の蓄電器に充電された全電荷を、前記第１の放電部と略同一のタイミングで放電する第２の放電部と、
   前記第１の放電部、および、前記第２の放電部の放電回数を計測する回数計測部と、
   前記第１の蓄電器の充電電圧と、基準電圧とを比較する比較部とをさらに含み、
   前記計測部は、前記第１の放電部、および、前記第２の放電部による放電が繰り返される場合、前記比較部の比較結果により、前記第１の蓄電器の充電電圧が、前記基準電圧と一致した、または、前記基準電圧より小さくなったとき、そのときの前記回数計測部により計測された放電回数に基づいて、前記第１の蓄電器の容量を計算することにより前記第１の蓄電器の容量を計測する
   請求項１に記載の検知装置。
3. 前記第１の放電部は、前記第３の蓄電器に直列に接続された抵抗を介して、所定の時間だけ前記第３の蓄電器に充電された電荷を放電することにより、前記第３の蓄電器に充電された電荷の一部を放電する
   請求項２に記載の検知装置。
4. 前記第３の蓄電器を所定の充電電圧で充電する充電部をさらに備え、
   前記充電部は、前記第３の蓄電器を直接充電する
   請求項３に記載の検知装置。
5. 前記第３の蓄電器を所定の充電電圧で充電する充電部をさらに備え、
   前記第１の放電部は、一方の端部が接地され、他方の端部が前記回路と前記抵抗の間に接続されており、
   前記充電部は、前記第１の放電部の他方の端部と同位置から、前記第３の蓄電器を充電する
   請求項３に記載の検知装置。
6. 前記抵抗と並列に、前記第３の蓄電器の方向に対して順方向にダイオードをさらに備える
   請求項５に記載の検知装置。
7. １の既知の容量からなる第２の蓄電器と、複数の前記第１の蓄電器とを切り替えて直列に接続する切替部をさらに備える
   請求項２に記載の検知装置。
8. 前記第２の蓄電器は、さらに電極を備えており、
   前記電極は、人体が直接、または、絶縁物を介して間接的に接触する
   ことを特徴とする請求項２に記載の検知装置。
9. 前記調整部は、前記差分計算部により計算された複数の第１の蓄電器毎の差分絶対値和のうち、前記各第１の蓄電器の差分絶対値を除いた値を、前記第１の蓄電器毎の閾値より減算することにより前記閾値を調整する
   ことを特徴とする請求項１に記載の検知装置。
10. 未知の容量からなる複数の第１の蓄電器の容量を、それぞれ計測する計測ステップと、
    前記計測部により計測された複数の第１の蓄電器の容量と、前記第１の蓄電器毎の閾値との比較結果に基づいて、前記接触部に人体が直接、または間接的に接触したか否かを判定する判定ステップと、
    前記計測ステップの処理により計測された計測結果である複数の第１の蓄電器毎の計測結果を、それぞれ累積的に記憶する記憶ステップと、
    前記記憶ステップの処理により記憶されている計測結果に基づいて、前記複数の第１の蓄電器毎の参照容量を計算する参照容量計算ステップと、
    前記複数の第１の蓄電器毎の参照容量と、前記計測ステップの処理により計測された複数の第１の蓄電器毎の計測結果との差分絶対値を計算する差分計算ステップと、
    前記差分計算ステップの処理により計算された複数の第１の蓄電器毎の差分絶対値和のうち、各第１の蓄電器の差分絶対値を除いた値に基づいて、前記第１の蓄電器毎の閾値を調整する調整ステップと
    を含む検知方法。
11. 未知の容量からなる複数の第１の蓄電器の容量を、それぞれ計測する計測ステップと、
    前記計測部により計測された複数の第１の蓄電器の容量と、前記第１の蓄電器毎の閾値との比較結果に基づいて、前記接触部に人体が直接、または間接的に接触したか否かを判定する判定ステップと、
    前記計測ステップの処理により計測された計測結果である複数の第１の蓄電器毎の計測結果を、それぞれ累積的に記憶する記憶ステップと、
    前記記憶ステップの処理により記憶されている計測結果に基づいて、前記複数の第１の蓄電器毎の参照容量を計算する参照容量計算ステップと、
    前記複数の第１の蓄電器毎の参照容量と、前記計測ステップの処理により計測された複数の第１の蓄電器毎の計測結果との差分絶対値を計算する差分計算ステップと、
    前記差分計算ステップの処理により計算された複数の第１の蓄電器毎の差分絶対値和のうち、各第１の蓄電器の差分絶対値を除いた値に基づいて、前記第１の蓄電器毎の閾値を調整する調整ステップと
    を含む処理をコンピュータに実行させるプログラム。

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