JP5817695B2

JP5817695B2 - タッチ検出装置および車両用ナビゲーション装置

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Publication number: JP5817695B2
Application number: JP2012219373A
Authority: JP
Inventors: 田中　秀和; 秀和田中
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2012-10-01
Filing date: 2012-10-01
Publication date: 2015-11-18
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Also published as: US9823327B2; US20140358463A1; WO2014054209A1; JP2014071806A

Description

本発明は、静電容量方式のタッチセンサに対するタッチを検出するタッチ検出装置およびそれを備えた車両用ナビゲーション装置に関する。

各種装置における操作用スイッチとして、静電容量方式のタッチセンサを用いたタッチスイッチがある。このようなタッチスイッチに対するタッチ（例えば人の指などの人体の接触）は、次のようにして検出される。すなわち、人体がタッチセンサの電極に接触していない状態での静電容量値を基準値（ベースライン）とし、そのベースラインとタッチセンサの静電容量の検出値とを比較した結果（差分）を用いて、タッチの有無を判定する。

このような静電容量方式のタッチセンサは、外来電波ノイズによる影響で、意図しない動作、つまり誤動作を生じることがある。このような誤動作を防止するため、例えば、ベースラインを周期的に更新することにより判定基準の最適化を図り、ノイズの影響を極力排除するといったイミュニティ（Immunity）対策が行われている。しかし、この方法では、瞬間的なノイズに対する誤動作を抑制することが難しい。

また、特許文献１には、上記イミュニティ対策として、複数のスイッチ（タッチセンサ）のうち、静電容量の変化が最大のものと、最小のものとを比較し、それらの差の絶対値を用いてタッチ操作の検知制御を行う技術が開示されている。

特開２００８−１４３１９８号公報

特許文献１に記載された方法は、タッチセンサを用いたスイッチが比較的狭い範囲に配置されるようなレイアウトにおいては、有効なイミュニティ対策であると考えられる。しかしながら、特許文献１に記載された方法では、タッチセンサを用いたスイッチが比較的広い範囲に配置されるようなレイアウトにおいて、局所的なノイズが生じると、そのノイズによる誤動作を防止することができない可能性が高い。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、外来電波ノイズに対する誤動作を一層確実に防止することができるタッチ検出装置およびそれを備えた車両用ナビゲーション装置を提供することにある。

請求項１に記載の手段によれば、ｍ個（ただし、ｍは３以上の自然数）の静電容量方式のタッチセンサに対するタッチを検出するタッチ検出装置である。タッチ検出装置は、静電容量検出手段およびタッチ判定手段を備える。静電容量検出手段は、タッチセンサの静電容量を検出する。タッチ判定手段は、上記検出値に基づいてタッチセンサに対するタッチの有無を判定するタッチ判定処理を行う。

タッチ判定処理は、ｎ個（ただし、ｎはｍ−２以下の自然数）のタッチセンサに対するタッチを同時検出可能な処理である。タッチ判定処理は、変化量演算ステップ、最大値取得ステップ、変化量判断ステップ、最小値取得ステップ、中間値取得ステップおよび判定ステップを含む。変化量演算ステップでは、上記検出値に基づいてタッチセンサの静電容量の変化量が求められる。最大値取得ステップでは、各タッチセンサのうち、変化量が最大のタッチセンサの検出値が最大値として取得される。変化量判断ステップでは、最大値および所定の基準値の差が第１判定値を超えるか否かが判断される。変化量判断ステップにおいて、最大値および基準値の差が第１判定値を超える場合、（ａ）外来電波ノイズなどの影響によりタッチセンサの静電容量値が大きく変化した、または、（ｂ）変化量が最大のタッチセンサに対するタッチが実際に行われた、のいずれかであると考えられる。

（ａ）である場合、各タッチセンサの静電容量値は、タッチセンサの周囲における外来電波ノイズなどの影響により変化して互いにおおむね同様の値になる。一方、（ｂ）である場合、複数のタッチセンサのうち、タッチされた（人体が接触した）タッチセンサの静電容量値だけが大きく変化するが、その他のタッチセンサの静電容量値は、ほとんど変化することなく互いにおおむね同様の値になる。このような傾向を踏まえ、本手段では、次のようにして上記（ａ）および（ｂ）のケースを切り分けるようにしている。

すなわち、最小値取得ステップでは、変化量判断ステップにおいて最大値および基準値の差が第１判定値を超えると判断された場合に、各タッチセンサのうち、変化量が最小のタッチセンサの検出値が最小値として取得される。また、中間値取得ステップでは、変化量判断ステップにおいて最大値および基準値の差が第１判定値を超えると判断された場合に、各タッチセンサのうち、変化量がｎ＋１番目に大きいタッチセンサの検出値が中間値として取得される。つまり、中間値は、変化量が最大および最小のタッチセンサの検出値を除いたタッチセンサの検出値であり、且つ、同時検出の対象とならない検出値の中で変化量が最も大きいタッチセンサの検出値である。

判定ステップでは、最大値および中間値の差が第２判定値を超えるという第１条件と、中間値および最小値の差が第３判定値未満であるという第２条件とを満たすか否かに基づいてタッチの有無が判断される。上記したような中間値が、最大値に比べて十分に（その程度は第２判定値により定められる）小さい値であり、且つ、中間値が、最小値に対して十分に（その程度は第３判定値により定められる）近い値である場合、前述した傾向によれば、（ｂ）のケースである可能性が極めて高い。そのため、判定ステップでは、第１条件および第２条件の双方を満たす場合に、変化量が最大のタッチセンサに対するタッチが行われたと判定される。一方、中間値が最大値に近い値である場合または中間値が最小値に近い値でない場合、前述した傾向によれば、（ａ）のケースである可能性が極めて高い。そのため、判定ステップでは、第１条件および第２条件の少なくとも一方を満たさない場合に、ノイズによる静電容量の変化である（ノイズ環境である）と判定される。

このように、本手段によれば、タッチセンサの周囲の環境がノイズ環境である場合において、そのノイズの影響により生じるタッチセンサの静電容量の変化に基づいてタッチを誤検知することなく、実際にタッチが行われた場合には、そのタッチを精度よく検知することができる。しかも、本手段によれば、静電容量の変化量が最大である最大値と、最小である最小値と、それらの中間である中間値とを用いた上記第１および第２条件の成立の可否に基づいて、ノイズ環境であるか、あるいは実際にタッチされたのかを判定するため、局所的なノイズによる誤検知の発生も抑えられる。つまり、本手段によれば、外来電波ノイズに対する誤動作を一層確実に防止することができる。

第１の実施形態を示すもので、車両用ナビゲーション装置のブロック図車両用ナビゲーション装置の表示部を中心とする外観正面図タッチ検出装置の概略的な構成を示すブロック図タッチ検知部による処理内容を示すフローチャート判定制御部による処理内容を示すフローチャート複数のタッチセンサの静電容量変化の一例を示す図第２の実施形態を示すもので、判定ステップに追加する処理を示す図第３の実施形態を示す図７相当図

以下、本発明の複数の実施形態について図面を参照して説明する。なお、各実施形態において実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
（第１の実施形態）
以下、第１の実施形態について図１〜図６を参照しながら説明する。
図１に示すように、車両用ナビゲーション装置１は、装置の動作全般を制御する機能を有した制御回路２に対して、位置検出器３、外部メモリ４、キーポジション検出部５、地図データ入力装置６、入力操作部７、表示部８および音声出力装置９などが接続された構成となっている。

制御回路２は、マイクロコンピュータを主体として構成されており、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＡＭ、Ｉ／Ｏおよびこれらを接続するバスなど（いずれも図示せず）を備えている。このうち、ＲＯＭにはカーナビゲーション装置を動作させるための制御プログラムなどが格納され、ＲＡＭにはプログラム実行時の処理データや地図データ入力装置６から取得した地図データなどが一時的に格納される。

位置検出器３は、ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星からのＧＰＳ信号を受信して車両の位置を検出するＧＰＳ受信機３ａ、車両の進行方向を検出するジャイロスコープ３ｂ、車両の前後方向への速度を検出する車速センサ３ｃ、車両の進行方位を検出する地磁気センサ３ｄなどを備えている。それら各センサは、それぞれが固有の性質に基づく誤差を有しているため、互いの出力結果をそれぞれ補間しながら使用するように構成されている。なお、要求される精度によってはこれらの一部のみで構成してもよいし、さらに、ステアリングの操舵角を検出する回転センサや、各転動輪に配置される車輪センサなどを加えてもよい。

外部メモリ４は、例えばフラッシュメモリカードなどにより構成されたもので、例えば、地点登録データ、音楽データおよび映像データなどの特定データの保存や呼出などを行うために設けられている。キーポジション検出部５は、車両用ナビゲーション装置１が搭載されている自動車（車両）のイグニッションスイッチ（図示せず）のキー位置（キーポジション）を検出することによってエンジンのオン／オフ、すなわち、電源のオン／オフを検出する機能を有している。また、地図データは、地図データを含む各種データを入力するための地図データ入力装置６を介して入力される。地図データ入力装置６の記憶媒体としては、そのデータ量からＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤもしくはハードディスクなどを用いるのが一般的であるが、メモリカードなどの他の媒体を用いてもよい。

表示部８は、地図や文字などを表示するための例えばカラー液晶ディスプレイを含んで構成されており、車両の運転席近傍に設置される。表示部８の画面には、位置検出器３より入力された車両の現在位置を示すマーカと、地図データ入力装置６を介して入力された地図データと、さらに地図上に表示する誘導経路や設定地点の目印などの付加データとが重畳して表示される。さらに、ユーザによる目的地などの検索および入力のための各種入力画面、並びに各種のメッセージやインフォメーションなども表示される。さらに、車両用ナビゲーション装置１は、走行案内をドライバに、音声出力装置９を介して音声により報知するように構成されており、表示部８による表示と音声出力装置９による音声出力との双方でドライバに走行案内を行う。

図１および図２に示すように、入力操作部７は、表示部８と一体的に配置され、例えば抵抗膜方式を用いてなるタッチパネル７ｍ、本体１０の前面部であって表示部８の周囲（左右）に配置されたスイッチ７ａ〜７ｌなどで構成され、各種入力に使用される。スイッチ７ｋおよび７ｌは、メカニカルなプッシュスイッチ（ハードスイッチ）である。スイッチ７ａ〜７ｊは、静電容量方式のタッチセンサを用いた構成、つまりタッチスイッチである。なお、このようなタッチスイッチが、さらに表示部８の上下にも配置された構成であってもよい。また、これら操作子７ａ〜７ｍと同等の機能を有するリモコン（図示せず）も設けられており、このリモコンからの操作信号は、リモコンセンサ７ｎを通じて制御回路２に与えられる。

スイッチ７ａ〜７ｊに対するタッチ操作、つまりタッチセンサに対するタッチは、図３に示すタッチ検出装置１１により検出される。なお、図１では、タッチ検出装置１１の図示を省略している。タッチ検出装置１１は、１０個のタッチスイッチ７ａ〜７ｊのうち、１個のタッチスイッチに対するタッチを同時検出可能な構成である（ｍ＝１０、ｎ＝１）。タッチ検出装置１１による検出結果は、制御回路２に与えられる。タッチ検出装置１１は、静電容量検出部１２（静電容量検出手段に相当）、タッチ検知部１３および判定制御部１４により構成される。本実施形態では、タッチ検知部１３および判定制御部１４により、タッチ判定手段１５が構成されている。

静電容量検出部１２は、スイッチ７ａ〜７ｊのそれぞれに対応するタッチセンサ１６ａ〜１６ｊの静電容量の値を検出する。静電容量検出部１２により検出されるタッチセンサ１６ａ〜１６ｊの静電容量の検出値は、タッチ検知部１３に与えられる。詳細は後述するが、タッチ検知部１３は、静電容量検出部１２から与えられるタッチセンサ１６ａ〜１６ｊの静電容量の検出値に基づいて、タッチセンサ１６ａ〜１６ｊに対するタッチ（ひいてはスイッチ７ａ〜７ｊに対するタッチ操作）の有無を判定するタッチ判定処理を実行可能に構成されている。また、タッチ検知部１３は、判定制御部１４から処理を実行する旨の指令が与えられるとタッチ判定処理を実行する。

タッチ検知部１３は、各タッチセンサ１６ａ〜１６ｊに対するタッチの有無に関する情報（操作検知情報およびノイズ環境情報）を判定制御部１４に対して出力する。判定制御部１４は、所定周期（例えば1/1000秒）毎に、タッチ検知部１３に対してタッチの有無を判定する処理の実行を指令する。詳細は後述するが、判定制御部１４は、タッチ検知部１３から与えられる操作検知情報およびノイズ環境情報に基づいて、タッチセンサ１６ａ〜１６ｊに対するタッチの有無を最終判定する。判定制御部１４による最終判定の結果は、タッチセンサ１６ａ〜１６ｊ、つまりスイッチ７ａ〜７ｊの操作結果として、制御回路２に与えられる。

次に、タッチ検出装置１１によるタッチセンサ１６ａ〜１６ｊに対するタッチの検出動作について、図４および図５のフローチャートに沿って説明する。
タッチ検知部１３によるタッチ判定処理は、図４に示すフローチャートのとおりである。すなわち、ステップＳ１では、ベースラインC_BL（基準値に相当）が定義される。ベースラインの定義方法は、システムにより異なるが、その一例として、例えば直近の静電容量値の時間平均を用いることができる。ステップＳ２では、静電容量検出部１２から与えられる検出値に基づいて、各タッチセンサ１６ａ〜１６ｊの静電容量の変化量が求められる。その変化量は、例えば、所定のサンプリング周期毎の静電容量値の差分として求めることができる。ステップＳ２は、変化量演算ステップに相当する。

ステップＳ３では、タッチセンサ１６ａ〜１６ｊのうち、ステップＳ２で求められた変化量が最大のタッチセンサの検出値が最大値C_MAXとして取得される。ステップＳ３は、最大値取得ステップに相当する。ステップＳ４では、最大値C_MAXおよびベースラインC_BLの差が、第１判定値を超えるか否かが判断される。第１判定値は、適用されるシステムにより、ファクタが異なるが、主に組み付け状態や、基板の設計、使用するマイクロコンピュータの仕様などに合わせて適宜設定すればよい。ステップＳ４は、変化量判断ステップに相当する。

最大値C_MAXおよびベースラインC_BLの差が第１判定値を超える場合（ステップＳ４で「ＹＥＳ」）、タッチセンサ１６ａ〜１６ｊのうち、少なくとも１つの静電容量の変化が大きい。この場合、（ａ）外来電波ノイズなどの影響によりタッチセンサ１６ａ〜１６ｊの静電容量値が大きく変化した、または、（ｂ）変化量が最大のタッチセンサに対するタッチが実際に行われた、のいずれかであると考えられる。

図６は、４つのタッチセンサの静電容量の検出値の変化の一例を概略的に示している。なお、図６における検出値は、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）により高周波成分をカットした後のものである。図６において、期間Ｔ１、Ｔ４およびＴ６は、４つのタッチセンサのいずれもタッチされておらず且つ外来電波ノイズの影響が生じている期間である。つまり、期間Ｔ１、Ｔ４およびＴ６は、上記（ａ）の状態に該当する。このような期間Ｔ１、Ｔ４およびＴ６では、４つのタッチセンサの静電容量の検出値は、タッチセンサの周囲における外来電波ノイズなどの影響により変化（上昇）して互いにおおむね同様の値になっている。

図６において、期間Ｔ２、Ｔ３、Ｔ５およびＴ７は、４つのタッチセンサのうち１つのタッチセンサに対するタッチが実際に行われている期間である。つまり、期間Ｔ２、Ｔ３、Ｔ５およびＴ７は、上記（ｂ）の状態に該当する。このような期間Ｔ２、Ｔ３、Ｔ５およびＴ７では、４つのタッチセンサのうち、タッチされた（人体が接触した）タッチセンサの静電容量の検出値だけが大きく変化するが、その他のタッチセンサの静電容量の検出値は、ほとんど変化することなく互いにおおむね同様の値になっている。このような静電容量変化の傾向を踏まえ、後述するステップＳ５以降の処理において、上記（ａ）および（ｂ）のケースを切り分けるようにしている。

一方、最大値C_MAXおよびベースラインC_BLの差が第１判定値以下である場合（ステップＳ４で「ＮＯ」）、タッチセンサ１６ａ〜１６ｊの静電容量の変化がいずれも小さい。つまり、（ａ）外来電波ノイズなどの影響によりタッチセンサ１６ａ〜１６ｊの静電容量値が大きく変化した、および、（ｂ）変化量が最大のタッチセンサに対するタッチが実際に行われた、のいずれでもないと考えられる。従って、ステップＳ５に進み、ベースラインC_BLが更新される。ステップＳ１１の実行後は、ステップＳ２に戻る。

さて、ステップＳ５では、タッチセンサ１６ａ〜１６ｊのうち、ステップＳ２で求められた変化量が最小のタッチセンサの検出値が最小値C_MINとして取得される。ステップＳ５は、最大値取得ステップに相当する。ステップＳ６では、タッチセンサ１６ａ〜１６ｊのうち、ステップＳ２で求められた変化量がｎ＋１番目、つまり２番目に大きいタッチセンサの検出値が中間値C_Nとして取得される。中間値C_Nは、変化量が最大および最小のタッチセンサの検出値を除いたタッチセンサの検出値であり、且つ、同時検出の対象とならない検出値の中で変化量が最も大きいタッチセンサの検出値である。ステップＳ６は、中間値取得ステップに相当する。なお、ステップＳ５、Ｓ６の実行順は入れ替えることが可能である。

ステップＳ７では、ステップＳ３で取得された最大値C_MAXおよびステップＳ６で取得された中間値C_Nの差が、第２判定値を超えるか否かが判断される。第２判定値は、第１判定値と同様に、適用されるシステムに適するように適宜設定すればよい。ステップＳ７において、差が第２判定値以下である場合（「ＮＯ」）、ステップＳ１０に進む。一方、ステップＳ７において、差が第２判定値を超える場合（「ＹＥＳ」）、ステップＳ８に進む。

ステップＳ８では、ステップＳ６で取得された中間値C_NおよびステップＳ５で取得された最小値C_MINの差が、第３判定値未満であるか否かが判断される。第３判定値は、第１判定値と同様に、適用されるシステムに適するように適宜設定すればよい。ステップＳ８において、差が第３判定値以上である場合（「ＮＯ」）、ステップＳ１０に進む。一方、ステップＳ８において、差が第３判定値未満である場合（「ＹＥＳ」）、ステップＳ９に進む。ステップＳ９では、変化量が最大のタッチセンサに対するタッチが行われた（タッチ有り）と判定され、その旨を示す操作検知情報が出力される。

ステップＳ１０では、タッチセンサ１６ａ〜１６ｊのいずれに対してもタッチが行われておらず（タッチ無し）、ノイズによる静電容量の変化である（ノイズ環境）と判定され、その旨を示すノイズ環境情報が出力される。ステップＳ１０の実行後はステップＳ１１に進む。このように、本実施形態ではステップＳ７およびＳ８の双方で「ＹＥＳ」の場合、変化量が最大のタッチセンサに対するタッチが行われたと判定される。また、ステップＳ７またはＳ８で「ＮＯ」の場合、ノイズによる静電容量の変化であると判定される。すなわち、本実施形態では、ステップＳ７〜Ｓ１０は、判定ステップに相当する。また、ステップＳ７で「ＹＥＳ」が第１条件に相当し、ステップＳ８で「ＹＥＳ」が第２条件に相当する。さらに、ステップＳ７およびＳ８の実行順は入れ替えることが可能である。

続いて、車両用ナビゲーション装置１において、タッチ検知部１３による上記処理が実際に行われる際における動作の一例を説明する。
「１」スイッチに対するタッチが行われている際に瞬間的にノイズが発生した場合
例えば、ユーザが携帯電話機を手にしたまま、スイッチ７ａ〜７ｊのいずれかを操作する場合、スイッチ７ａ〜７ｊは携帯電話機から発信される電波（外来電波ノイズに相当）による影響を受けることになる。このような場合でも、本実施形態によれば、次のようにして、そのノイズによる誤検知を防止しつつ、ノイズが収まった後にタッチ操作を検知することができる。なお、この場合、説明を簡単にするため、タッチセンサの数を５個（ｍ＝５）としている。また、以下の説明で用いる静電容量に関する各数値は、動作の流れ（原理）を説明し易くするために設定した説明用の値であり、実際の値ではない。

まず、最初にベースラインC_BLが定義される（ステップＳ１）。ここでは、ベースラインC_BLを0.1とする（C_BL=0.1）。その後、各タッチセンサの静電容量の変化量が求められる（ステップＳ２）。ここでは、求められた５つの変化量を、例えば「1.0,1.1,1.2,4.5,5.0」としている。従って、ステップＳ３にて取得される最大値C_MAXは5.0となる（C_MAX=5.0）。

続いて、最大値C_MAXおよびベースラインC_BLの差が第１判定値を超えるか否かが判断される（ステップＳ４）。ここでは、第１判定値を1.0としている。従って、上記差（C_MAX-C_BL）は、4.9（=5.0-0.1）となり、第１判定値（=1.0）を超える。そのため、ステップＳ５に進む。

この場合、ステップＳ５およびＳ６にて取得される最小値C_MINは1.0となり（C_MIN=1.0）、中間値C_Nは4.5となる（C_N=4.5）。その後、最大値C_MAXおよび中間値C_Nの差が第２判定値を超えるか否かが判断される（ステップＳ７）。ここでは、第２判定値を3.0としている。従って、上記差（C_MAX-C_N）は、0.5（=5.0-4.5）となり、第２判定値（=3.0）以下となる。そのため、ステップＳ１０に進み、ノイズ環境であると判定される。

その後、ステップＳ１１にてベースラインC_BLが更新され、ステップＳ２に戻る。ここでは、ベースラインC_BLは、前と同一の値（=0.1）に更新されたとしている。２回目に実行されるステップＳ２において、求められる５つの変化量を、例えば「1.0,1.1,1.2,1.1,4.5」としている。つまり、この時点においては、ノイズの発生が収まっているものとしている。従って、ステップＳ３にて取得される最大値C_MAXは4.5となる（C_MAX=4.5）。

続いて実行されるステップＳ４においても、最大値C_MAXおよびベースラインC_BLの差（=4.4）が第１判定値（=1.0）を超える。そのため、ステップＳ５に進む。この場合、ステップＳ５およびＳ６にて取得される最小値C_MINは1.0となり（C_MIN=1.0）、中間値C_Nは1.2となる（C_N=1.2）。続いて実行されるステップＳ７において、上記差（C_MAX-C_N）は、3.3（=4.5-1.2）となり、第２判定値（=3.0）を超える。そのため、ステップＳ８に進む。

続いて、中間値C_Nおよび最小値C_MINの差が第３判定値を超えるか否かが判断される（ステップＳ８）。ここでは、第３判定値を1.5としている。従って、上記差（C_N-C_MIN）は、0.2（=1.2-1.0）となり、第３判定値（=1.5）未満となる。そのため、ステップＳ９に進み、変化量が最大のタッチセンサに対するタッチが行われたと判定される。このように、本処理によれば、瞬間的なノイズが生じた場合、その影響による誤検知（誤動作）の発生が防止されるとともに、そのノイズが収まると直ちにタッチセンサに対するタッチが検知されることになる。

「２」スイッチに対するタッチが行われていない際にノイズが発生した場合
例えば、例えば携帯電話機などの電波を発信する電子機器がスイッチ７ａ〜７ｊに近づけられた場合、スイッチ７ａ〜７ｊはその電波（外来電波ノイズに相当）による影響を受けることになる。このような場合でも、本実施形態によれば、次のようにして、そのノイズによる誤検知を防止することができる。

この場合、ステップＳ５およびＳ６にて取得される最小値C_MINは1.0となり（C_MIN=1.0）、中間値C_Nは4.5となる（C_N=4.5）。その後、最大値C_MAXおよび中間値C_Nの差が第２判定値を超えるか否かが判断される（ステップＳ７）。ここでは、第２判定値を3.0としている。従って、上記差（C_MAX-C_N）は、0.5（=5.0-4.5）となり、第２判定値（=3.0）以下となる。そのため、ステップＳ１０に進み、ノイズ環境であると判定される。その後、ステップＳ１１にてベースラインC_BLが更新され、ステップＳ２に戻る。このように、本処理によれば、スイッチ７ａ〜７ｊの周囲にノイズが生じている状態（ノイズ環境）であっても、その影響による誤検知（誤動作）の発生が防止される。

判定制御部１４による処理は、図６に示すフローチャートのとおりである。すなわち、ステップＵ１では、タッチ検知部１３から与えられるノイズ環境情報に基づいて、ノイズ環境であるか否かが判断される。ノイズ環境であると判断された場合（ステップＵ１で「ＹＥＳ」）、ステップＵ２に進み、ノイズ環境でないと判断された場合（ステップＵ１で「ＮＯ」）、ステップＵ３に進む。ステップＵ２では、変数αが設定値ｘ（例えば「４」）に設定され（α＝４）、ステップＵ３では、変数αが設定値ｙ（例えば「２」）に設定される（α＝２）。変数αは、後述する同一のタッチセンサに対するタッチ判定の連続回数を定義するためのものである。設定値ｘ、ｙは、「ｘ＞ｙ」の関係を満たす自然数であればよく、適宜変更可能である。

ステップＵ４では、タッチ検知部１３から与えられる操作検知情報に基づいて、各タッチセンサ１６ａ〜１６ｊに対するタッチ判定の有無を確認する。タッチセンサ１６ａ〜１６ｊに対するタッチ判定が無い場合（ステップＵ４で「ＮＯ」）、そのまま処理が終了される（エンド）。一方、タッチセンサ１６ａ〜１６ｊの少なくとも１つに対するタッチ判定が有る場合（ステップＵ４で「ＹＥＳ」）、ステップＵ５に進む。

ステップＵ５では、同一のタッチセンサに対してα（判定回数に相当）回連続してタッチが行われたと判定されたか否かが判断される。同一のタッチセンサに対してα回連続してタッチ判定有りと判断された場合（ステップＵ５で「ＹＥＳ」）、そのタッチセンサに対するタッチが行われたと最終判定が行われる。一方、同一のタッチセンサに対してα回連続してタッチ判定有りと判断されなかった場合（ステップＵ５で「ＮＯ」）、そのまま処理が終了される（エンド）。

以上説明したように、本実施形態によれば、スイッチ７ａ〜７ｊ（タッチセンサ１６ａ〜１６ｊ）の周囲の環境がノイズ環境である場合において、そのノイズの影響により生じるタッチセンサの静電容量の変化に基づいてタッチを誤検出することがない。また、そのようなノイズ環境において実際にタッチが行われた場合、ノイズが収まった時点にて直ちに、そのタッチを精度よく検知することができる。

さて、従来技術のように、静電容量の変化量が最大である最大値C_MAXと、最小である最小値C_MINとの比較（差分）に基づいてタッチの有無を判断すると、次のような問題が生じる。すなわち、各タッチセンサが比較的広い範囲に配置されたレイアウトにおいて、局所的なノイズが生じると、そのノイズの影響を最も受ける１つのタッチセンサの静電容量値が突出して上昇する。また、そのタッチセンサの付近に配置されたタッチセンサの静電容量値は、それに比較して緩やかに上昇する。さらに、ノイズ発生場所から遠い場所に位置するタッチセンサの静電容量値は、ほとんど変化しない。このような場合、最大値および最小値の差分による判断によれば、静電容量値が突出して上昇したタッチセンサに対するタッチが行われたと誤った判定がなされてしまう可能性が高い。

これに対し、本実施形態によれば、最大値C_MAXおよび最小値C_MINと、それらの中間であり且つ同時検出の対象とならないタッチセンサの検出値の中で最も変化量が大きい検出値である中間値との比較（第１および第２条件成立の可否）に基づいて、ノイズ環境であるのか、あるいは実際にタッチされたのかを判定する。そのため、各タッチセンサが比較的広い範囲にわたって配置されるようなレイアウトであっても、局所的なノイズによる誤検知の発生を抑えることができる。例えば、車両用ナビゲーション装置１の場合、助手席に乗車している同乗者が携帯電話機による通話を行うと、助手席側に配置されたスイッチ７ａ〜７ｇだけが、その携帯電話機から発信される電波の影響を受けることになる。このような場合であっても、本実施形態によれば、その局所的なノイズによる誤検知の発生が抑えられる。

また、タッチ検知部１３は、タッチ判定処理を所定周期毎に繰り返し実行し、判定制御部１４は、その繰り返し実行されるタッチ判定処理において、同一のタッチセンサに対してα回だけ連続してタッチが行われたと判定した時点で、そのタッチセンサに対するタッチが行われたと最終判定する。このような処理が行われることによっても、瞬間的なノイズに対する誤検知を抑制するという効果が得られる。そして、判定制御部１４は、タッチ検知部１３によりノイズ環境であると判定されていない場合にはαの値を２とし、ノイズ環境であると判定されている場合にはαの値を４とする。つまり、タッチ判定処理において、ノイズによる静電容量の変化であると判定された場合、上記連続回数が増加される。このような処理によれば、瞬間的なノイズに対する誤検知の抑制効果が一層高まる。

（第２の実施形態）
以下、本発明の第２の実施形態について図７を参照しながら説明する。
本実施形態において、タッチ検出装置１１は、１０個のタッチスイッチ１６ａ〜１６ｊのうち、２個以上のタッチスイッチに対するタッチを同時検出可能な構成としている（ｍ＝１０、ｎ≧２）。そのため、タッチ検知部１３による処理（タッチ判定処理）は、次のように変更される。例えば、２個のタッチスイッチに対するタッチを同時検出可能な構成とする場合、判定ステップ（ステップＳ７〜Ｓ１０）に対して図７に示す処理が追加される。

図７に示すように、ステップＳ９において静電容量の変化量が最大のタッチセンサに対するタッチが行われたと判定された後、ステップＶ１が実行される。ステップＶ１では、最大値C_MAXおよび静電容量の変化量が２番目に大きいタッチセンサの検出値C_2の差が、第４判定値未満であるか否かが判断される。第４判定値は、第１判定値と同様に、適用されるシステムに適するように適宜設定すればよい。ステップＶ１において、差が第４判定値以上である場合（「ＮＯ」）、１つのタッチセンサだけに対してタッチが行われたと考えられる。そのため、ステップＶ２を実行することなく、そのまま処理を終了する。一方、ステップＶ１において、差が第４判定値未満である場合（「ＹＥＳ」）、２つのタッチセンサに対して同時にタッチが行われたと考えられる。そのため、ステップＶ２に進む。ステップＶ２では、変化量が２番目に大きいタッチセンサに対するタッチが行われた（タッチ有り）と判定され、その旨を示す操作検知情報が出力される。

なお、３個以上のタッチスイッチに対するタッチを同時検出可能な構成とする場合（ｎ≧３）、図７に示す処理を次のように変更すればよい。すなわち、１０個のタッチセンサ１６ａ〜１６ｊのうち変化量が２番目に大きいものからｎ番目に大きいものまでのそれぞれの検出値について、最大値C_MAXとの差を求める。そして、その差が第４判定値未満である検出値に対応するタッチスイッチに対するタッチが行われたと判定し、その旨を示す操作検知情報を出力する。

以上説明したように、本実施形態によれば次のような効果が得られる。すなわち、製品の仕様として２つ以上のスイッチを同時に操作することで実現する機能を搭載する場合がある。本実施形態によれば、このような機能（マルチタッチ）を実現しつつ、外来電波ノイズに対する誤動作を防止することができるという効果が得られる。

（第３の実施形態）
以下、本発明の第３の実施形態について図８を参照しながら説明する。
本実施形態において、タッチ検出装置１１は、１０個のタッチスイッチ１６ａ〜１６ｊのうち、１個以上のタッチスイッチに対するタッチを同時検出可能な構成としている（ｍ＝１０、ｎ≧１）。そのため、タッチ検知部１３による処理（タッチ判定処理）は、次のように変更される。

図８に示すように、ステップＳ９において静電容量の変化量が最大のタッチセンサに対するタッチが行われたと判定された後、ステップＷ１が実行される。ステップＷ１では、ｎの値がデクリメントされる（ｎ＝ｎ−１）。続くステップＷ２では、ｎの値が０であるか否かが判断される。ｎの値が０である場合（ステップＷ２で「ＹＥＳ」）、そのまま処理が終了される。

例えば、１個のタッチスイッチに対するタッチを同時検出可能な構成である場合（ｎ＝１）、最初にステップＷ２が実行される時点で「ｎ＝０」となり、ステップＷ３以降の処理が実行されることなく、処理が終了する。一方、２個以上のタッチスイッチに対するタッチを同時検出可能な構成である場合（ｎ≧２）、最初にステップＷ２が実行される時点では「ｎ≧１」となり、マルチタッチの判定を行うためのステップＷ３以降の処理が実行されることになる。

さて、ｎの値が０ではない場合（ステップＷ２で「ＮＯ」）、ステップＷ３に進む。ステップＷ３では、この時点において静電容量の変化量が最大のものが以降の判定対象から除外される。すなわち、ステップＳ３において最大値C_MAXとして取得された検出値が、この後に再度実行されるステップＳ３以降の処理における判定対象から除外される。その結果、この後に再度実行されるステップＳ３では、前回の処理実行時に静電容量の変化が２番目に大きかったものが最大値C_MAXとして取得されることになる。

続くステップＷ４では、第１判定値、第２判定値および第３判定値が変更される。この後に再度実行されるステップＳ３以降の処理では、元々静電容量の変化が最大であったものを判定対象から除外した上で行われる。そのため、ステップＳ３で取得される最大値C_MAXおよびステップＳ６で取得される中間値C_Nは、前回取得されたものとは異なる値となる。従って、このような変化に合わせて、ステップＳ４、Ｓ７、Ｓ８において最適な判定結果が得られるように、第１〜第３判定値を変更すればよい。ステップＷ４の実行後は、図４のステップＳ３に戻る。そして、再びステップＳ３以降の処理が実行され、前回の処理実行時に静電容量の変化が２番目に大きかったものに対するタッチの判定が行われる。上記処理は、同時検出可能なタッチスイッチの数に応じた回数だけ繰り返される。

以上説明した本実施形態によっても、第１の実施形態および第２の実施形態と同様の効果が得られる。さらに、本実施形態のタッチ判定処理は、同一の処理内容によって、１個のタッチセンサに対するタッチを検出するシングルタッチ検知および２個以上のタッチセンサに対するタッチを同時検出するマルチタッチ検知のいずれにも対応できるため、その汎用性が高くなるという効果が得られる。

（その他の実施形態）
なお、本発明は上記し且つ図面に記載した各実施形態に限定されるものではなく、次のような変形または拡張が可能である。
車両用ナビゲーション装置１のタッチパネル７ｍとして、静電容量方式のタッチスイッチを用いた構成を採用することもできる。その場合、タッチパネル７ｍのタッチスイッチに対して、上記各実施形態と同様のタッチ判定処理などを適用することができる。
スイッチ７ａ〜７ｊとしては、１つのスイッチに対して１つのタッチセンサを設けた構成に限らずともよく、１つのスイッチに対して複数のタッチセンサを設けた構成であってもよい。

判定制御部１４が行う図５の処理内容から、ステップＵ１〜Ｕ３およびＵ５を省略してもよい。すなわち、判定制御部１４は、タッチ検知部１３から所定のタッチセンサに対するタッチが行われたと判定した旨の操作検知情報が与えられると（ステップＵ４で「ＹＥＳ」）、ステップＵ６に進み、そのタッチセンサに対するタッチが行われたと最終判定を行ってもよい。

タッチ検出装置１１を、２個のタッチスイッチに対するタッチを同時検出可能な構成とする（ｎ＝２）場合、タッチ判定処理（図４に示す処理）を次のように変更することもできる。すなわち、ステップＳ４において、静電容量の変化量が２番目に大きいタッチセンサの検出値C_2およびベースラインC_BLの差が、第１判定値を超えるか否かを判断する。また、ステップＳ７において、静電容量の変化量が２番目に大きいタッチセンサの検出値C_2および中間値C_Nの差が、第２判定値を超えるか否かを判断する。このようにすれば、マルチタッチを精度よく検出することが可能となる。

タッチ検出装置１１は、車両用ナビゲーション装置１に設けられたスイッチ７ａ〜７ｊに対するタッチを検出する用途に限らず、ｍ個（ただし、ｍは３以上の自然数）の静電容量方式のタッチセンサに対するタッチを検出する用途全般に用いることができる。例えば、タッチパネルを備えた比較的大画面（例えば５０インチ）の表示装置に適用した場合、次のような効果が得られる。すなわち、サイズの大きいタッチパネルにおいて、タッチセンサが広範囲に分散した場合、そのタッチパネルの片側付近に携帯電話機などの電波を発する電子機器が持って行かれると、その片側に配置されるタッチセンサだけが携帯電話機などが発信する強い電波の影響を受けることになる。このような場合でも、上記各実施形態に示した各処理が行われることにより、その電波による誤検知（誤動作）の発生を防止することができる。

図面中、１は車両用ナビゲーション装置、７ａ〜７ｊはスイッチ、１１はタッチ検出装置、１２は静電容量検出部（静電容量検出手段）、１５はタッチ判定手段、１６ａ〜１６ｊはタッチセンサを示す。

Claims

ｍ個（ただし、ｍは３以上の自然数）の静電容量方式のタッチセンサ（１６ａ〜１６ｊ）に対するタッチを検出するタッチ検出装置（１１）であって、
前記タッチセンサ（１６ａ〜１６ｊ）の静電容量の値を検出する静電容量検出手段（１２）と、
前記静電容量検出手段（１２）の検出値に基づいて前記タッチセンサ（１６ａ〜１６ｊ）に対するタッチの有無を判定するタッチ判定処理を実行するタッチ判定手段（１５）と、
を備え、
前記タッチ判定処理は、
前記ｍ個のタッチセンサ（１６ａ〜１６ｊ）のうち、ｎ個（ただし、ｎはｍ−２以下の自然数）のタッチセンサに対するタッチを同時検出可能な処理であって、
前記静電容量検出手段（１２）の検出値に基づいて前記タッチセンサ（１６ａ〜１６ｊ）の静電容量の変化量を求める変化量演算ステップと、
前記各タッチセンサ（１６ａ〜１６ｊ）のうち変化量が最大のタッチセンサの検出値を最大値として取得する最大値取得ステップと、
前記最大値および所定の基準値の差が第１判定値を超えるか否かを判断する変化量判断ステップと、
前記変化量判断ステップにおいて前記差が第１判定値を超えると判断された場合に、前記各タッチセンサ（１６ａ〜１６ｊ）のうち変化量が最小のタッチセンサの検出値を最小値として取得する最小値取得ステップと、
前記変化量判断ステップにおいて前記差が第１判定値を超えると判断された場合に、前記各タッチセンサ（１６ａ〜１６ｊ）のうち変化量がｎ＋１番目に大きいタッチセンサの検出値を中間値として取得する中間値取得ステップと、
前記最大値および前記中間値の差が第２判定値を超えるという第１条件と前記中間値および前記最小値の差が第３判定値未満であるという第２条件との双方を満たす場合に前記変化量が最大のタッチセンサに対するタッチが行われたと判定し、前記第１条件および前記第２条件の少なくとも一方を満たさない場合にノイズによる静電容量の変化であると判定する判定ステップと、
を含むことを特徴とするタッチ検出装置。
前記タッチ判定手段は、
前記タッチ判定処理を所定周期毎に繰り返し実行し、その繰り返される前記タッチ判定処理において、同一のタッチセンサに対して所定の判定回数だけ連続してタッチが行われたと判定した時点で、そのタッチセンサに対するタッチが行われたと最終判定を行い、
前記判定ステップにおいてノイズによる静電容量の変化であると判定した場合、前記判定回数を増加させることを特徴とする請求項１に記載のタッチ検出装置。
前記ｎが２以上である場合、
前記判定ステップでは、さらに、
前記ｍ個のタッチセンサ（１６ａ〜１６ｊ）のうち前記変化量が２番目に大きいものからｎ番目に大きいものまでのそれぞれの検出値について前記最大値との差を求め、その差が第４判定値未満である検出値に対応するタッチスイッチに対するタッチが行われたと判定することを特徴とする請求項１または２記載のタッチ検出装置。
静電容量方式のタッチセンサ（１６ａ〜１６ｊ）を用いたスイッチ（７ａ〜７ｊ）と、
請求項１〜３のいずれか一つに記載のタッチ検出装置（１１）と、
を備え、
前記タッチ検出装置（１１）を用いて前記スイッチ（７ａ〜７ｊ）に対するタッチ操作の検出を行うことを特徴とする車両用ナビゲーション装置。