JP6096037B2

JP6096037B2 - 静電容量検出装置

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Publication number: JP6096037B2
Application number: JP2013077814A
Authority: JP
Inventors: 波多野　直行; 直行波多野
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2013-04-03
Filing date: 2013-04-03
Publication date: 2017-03-15
Anticipated expiration: 2033-04-03
Also published as: JP2014203205A

Description

本発明は、静電容量式タッチパッドに使用される静電容量検出装置に関する。

静電容量式タッチパッドに使用される静電容量検出装置においては、電圧印加用のドライブ電極と電圧検出用のセンス電極とを基板上に配置して構成される。操作面が指等で触れられると、ドライブ電極とセンス電極との間の相互容量が減少するため、この相互容量の減少具合を測定することで指等の存在や座標が検出される。この静電容量検出装置では、操作面上に指がないと判断されたときにキャリブレーションが行われて、そのときの相互容量が指等を検出するための基準値に設定される。

ところで、温度変化等により相互容量が変化して、指で操作していないにも関わらず、指で操作されていると誤検出される場合がある。従来、静電容量検出装置として相互容量の変化が長時間続く場合に、基準値に異常があると判断してキャリブレーションするものが知られている（特許文献１参照）。特許文献１に記載の静電容量検出装置では、キャリブレーションによって基準値が更新されることで、温度変化等による指の誤検出を防止して、新たな基準値に基づいて感度の良い検出を行うようにしている。

特開２００７−２８６８１４号公報

ところで、静電容量検出装置の操作面上にコインやＣＤ（Compact Disc）等のように、グランドへの結合が弱い浮遊導体が置かれると、ドライブ電極とセンス電極との間の相互容量が増加する場合がある。この場合、特許文献１に記載のキャリブレーションでは、相互容量の増加によって基準値に異常があると判断されて基準値が再設定される。しかしながら、操作面上から浮遊導体が取り除かれると、基準値よりも相互容量が低下して指がないにも関わらず指があると誤検出される。この問題を解決するために、長い間、指が検出され続ける場合には浮遊導体による誤作動と判断して、正しい基準値に設定し直すことが考えられるが、リカバリーに要する時間が長くなるという問題があった。

本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであり、指を検出するための基準値として異常値が設定される場合に、短時間で正しい基準値を再設定することができる静電容量検出装置を提供することを目的とする。

本発明の静電容量検出装置は、駆動電圧が印加される複数のドライブ電極と、前記複数のドライブ電極と容量結合する複数のセンス電極と、前記複数のドライブ電極と前記複数のセンス電極との相互容量を測定する測定部と、基準値に対する相互容量の変化量を監視する制御部と、前記測定部に測定された相互容量の変化量が第１の閾値以上の場合に前記センス電極毎に積算値として記憶する記憶部とを備え、前記制御部は、前記測定部に測定された相互容量の変化量が前記第１の閾値よりも小さな第２の閾値以上の場合に当該相互容量を基準値に設定し、相互容量の変化量と前記記憶部に記憶された積算値とが基準値に対して正負逆向きで略一致する場合に、前記制御部は前記測定部に再測定された相互容量を基準値に設定し直すことを特徴とする。この構成によれば、相互容量の変化量と記憶部に記憶された積算値とから、静電容量検出装置上の何らかの導体に起因して異常な基準値が設定されたことを認識することができる。よって、正しい基準値に短時間で設定し直すことができ、静電容量検出装置上から導体が取り除かれた後に、静電容量検出装置が誤作動することを抑制できる。

また本発明の上記静電容量検出装置は、基準値に対する相互容量の減少量と基準値に対する前記記憶部に記憶された積算値の増加量とが一致する場合に、前記制御部は前記測定部に再測定された相互容量を基準値に設定し直している。この構成によれば、静電容量検出装置上の浮遊導体に起因して異常な基準値が設定されたことを認識することができる。よって、正しい基準値に設定し直すことができる。静電容量検出装置上から浮遊導体が取り除かれた後に、指がないにも関わらず、指があると誤検出されることがない。

また本発明の上記静電容量検出装置において、前記制御部は、前記測定部に測定された相互容量の変化量が前記第１の閾値以上の場合に、浮遊電位の浮遊導体を監視するための浮遊導体監視状態に移行し、相互容量の変化量と前記記憶部に記憶された積算値とが基準値に対して正負逆向きで略一致する場合に、前記測定部に再測定された相互容量を基準値に設定し直し、前記浮遊導体監視状態を解除している。この構成によれば、浮遊導体監視状態に移行しない場合には、浮遊導体の存在を監視する必要がなくなり、処理の負荷が軽減される。

また本発明の上記静電容量検出装置において、前記記憶部は、前記浮遊導体監視状態において、前記第２の閾値以上の相互容量の変化量を積算して記憶する。この構成によれば、浮遊導体監視中に基準値が再設定された場合にも、再設定による基準値の変化分を考慮して異常な基準値が設定されたことを認識することができる。

また本発明の上記静電容量検出装置において、前記制御部は、前記浮遊導体監視状態において、指を認識した後に指を非認識した場合に、前記浮遊導体監視状態を解除する。この構成によれば、指を認識した後に指を非認識した領域には浮遊導体が存在しないため、浮遊導体に起因した誤作動でないことを認識できる。浮遊導体監視状態が解除されることで、浮遊導体の存在を監視する必要がなくなり、以降の処理の負荷が軽減される。

本発明によれば、相互容量の変化量と記憶部に記憶された積算値とに基づいて基準値の異常を認識することで、短時間で正しい基準値を再設定することができる。

本実施の形態に係る静電容量検出装置の模式図である。接地導体及び浮遊導体による相互容量の変化の説明図である。操作面上になにも存在しない場合の相互容量の変化の説明図である。操作面上に指が置かれた場合の相互容量の変化の説明図である。操作面上に浮遊導体が置かれた場合の相互容量の変化の説明図である。本実施の形態に係る浮遊導体の検出方法の説明図である。浮遊導体監視状態中の指の検出方法の説明図である。本実施の形態に係る静電容量検出装置の動作を示すフローチャートである。本実施の形態に係る浮遊導体の３次元的な検出結果である。

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。図１を参照して静電容量検出装置について説明する。図１は、本実施の形態に係る静電容量検出装置の模式図である。なお、以下の説明では、静電容量検出装置の検出対象を指として説明するが、この構成に限定されない。静電容量検出装置の検出対象は導電性を有する物体であればよい。

図１に示す静電容量検出装置１は、表示機器、通信機器、携帯機器等の各種電子機器に使用されるものであり、各電子機器を操作するための入力装置として機能する。静電容量検出装置１は、いわゆる静電容量式タッチパッドであり、絶縁基板２上に複数（１つのみ図示）のドライブ電極３と複数（１つのみ図示）のセンス電極４とが配置されている。ドライブ電極３及びセンス電極４は隣り合っており、ドライブ電極３にパルス入力が行われることでドライブ電極３とセンス電極４との間に電界が発生する。この電極３、４間に指等の接地導体が近付くと、電極３、４間の電界が減少して静電容量が減少する。

また、静電容量検出装置１は、ドライブ電極３とセンス電極４との間の相互容量Ｃ_ｍを測定する測定部５、相互容量Ｃ_ｍの基準値を記憶する記憶部６、基準値に対する相互容量Ｃ_ｍの変化を監視する制御部７を備えている。制御部７は、基準値に対する相互容量Ｃ_ｍの変化量（差分）から指の存在や座標を検出している。また、制御部７は、相互容量Ｃ_ｍが大きく増加した場合には、相互容量Ｃ_ｍに異常があると判断してキャリブレーションを実行する。キャリブレーションが実行されると、測定部５で測定された相互容量Ｃ_ｍが、制御部７によって新たな基準値として設定されて記憶部６に記憶される。

なお説明の便宜上、図１においては、ドライブ電極３とセンス電極４とが左右に隣り合っているように図示したが、実際には上下に重なったＸ電極とＹ電極になっている（図３参照）。この場合、Ｙ電極がドライブ電極３となりＸ電極がセンス電極４となる状態と、Ｙ電極がセンス電極４となりＸ電極がドライブ電極３となる状態とが交互に切り換えられる。これにより、複数列のＸ電極から操作面上に配置された指先の横方向の位置が検出され、複数行のＹ電極から操作面上に配置された指先の縦方向の位置が検出される。なお、指先の位置の算出方法は特に限定されず、例えば、３次元的な分析方法を用いて算出してもよい。つまり、各交点の相互容量Ｃ_ｍを全て記憶して、分析しても良い。

ところで、電極３、４間の相互容量Ｃ_ｍは温度変化やコイン等の浮遊導体の存在に起因して増加する。したがって、操作面８上に浮遊導体が存在する場合にもキャリブレーションが実行される。そこで、本実施の形態に係る制御部７は、操作面８上から浮遊導体が取り除かれた時点で指を誤検出しないように、相互容量Ｃ_ｍが急激に増加した場合には浮遊導体による相互容量Ｃ_ｍの変化と見なして浮遊導体監視状態に移行する。浮遊導体監視状態では、キャリブレーションによって基準値が更新されると、相互容量Ｃ_ｍの変化量が積算値として記憶部６に記憶される。この相互容量の積算値と浮遊導体が取り除かれたことによる相互容量の変化量とを比較することで、浮遊導体による誤作動が認識される。

制御部７により浮遊導体による誤作動が認識されると、浮遊導体監視状態が解除されて新たにキャリブレーションが実施される。このようにして、本実施の形態に係る静電容量検出装置１では、浮遊導体が操作面８上に接触して誤作動が生じた場合でも、相互容量Ｃ_ｍの基準値を正しい値に戻して通常動作に早期に復帰させることが可能になっている。なお、浮遊導体とはグランドに接地されていない等、グランドに対する結合が弱く浮遊電位の導体である。また、浮遊導体の影響、キャリブレーションの詳細、浮遊導体の監視の詳細については後述する。

図２を参照して、接地導体及び浮遊導体による相互容量の変化について説明する。図２は、接地導体及び浮遊導体による相互容量の変化の説明図である。なお、図２Ａは、ドライブ電極とセンス電極との間に指を近づけた状態とその等価回路を示し、図２Ｂは、ドライブ電極とセンス電極との間にコインを近づけた状態とその等価回路を示している。

図２Ａに示すように、ドライブ電極３とグランドとの間には容量Ｃ_ｂｄが発生し、センス電極４とグランドとの間には容量Ｃ_ｂｓが発生している。また、ドライブ電極３とセンス電極４との間には相互容量Ｃ_ｍが発生している。この状態で、ドライブ電極３とセンス電極４との間に指１１を近づけると、ドライブ電極３と指１１との間に容量Ｃ_ｆｄが発生し、センス電極４と指１１との間に容量Ｃ_ｆｓが発生する。指１１は接地導体として機能しているため、ドライブ電極３とセンス電極４との間の相互容量が減少する。静電容量検出装置１は、この相互容量の減少から指１１の存在や座標を検出している。

一方、図２Ｂに示すように、ドライブ電極３とセンス電極４との間に浮遊導体１２を近づけると、ドライブ電極３と浮遊導体１２との間に容量Ｃ_ｆｄが発生し、センス電極４と浮遊導体１２との間に容量Ｃ_ｆｓが発生する。浮遊導体１２は、グランドに結合されていない、又はグランドとの結合力が弱いため、ドライブ電極３とセンス電極４との間の容量の減少分よりも、電極３、４と浮遊導体１２との間の容量の増加分が大きくなる場合がある。このため、ドライブ電極３とセンス電極４との間の相互容量が大幅に増加する場合がある。静電容量検出装置１は、この相互容量の増加から相互容量の異常を検出してキャリブレーションを実施している。

図３から図５を参照して、相互容量の変化について説明する。図３は操作面上になにも存在しない場合の相互容量の変化の説明図である。図４は操作面上に指が置かれた場合の相互容量の変化の説明図である。図５は操作面上に浮遊導体が置かれた場合の相互容量の変化の説明図である。なお、図３から図５において縦軸は相互容量の変化を示し、横軸はセンス電極を示す。

図３Ａでは、操作面上になにも存在しない状態を示している。この状態でドライブ電極３にパルス入力が行われると、複数のセンス電極４（Ｘ_１−Ｘ_５）のそれぞれに相互容量Ｃ_ｍが発生する。操作面上に何も存在しない場合であっても、配線の引きまわし、電極の太さ、電極間の隙間等に応じてセンス電極４（Ｘ_１−Ｘ_５）の相互容量Ｃ_ｍにブレが生じている。キャリブレーションによって、このときの各電極３、４間の相互容量Ｃ_ｍが基準値として設定される。

図３Ｂに示すように各電極３、４間の相互容量が基準値（例えば、０）に設定されると、この基準値に対する相互容量Ｃ_ｍの差分、すなわち相互容量Ｃ_ｍの変化量に基づいて指等が検出される。この相互容量Ｃ_ｍの基準値は、例えば、静電容量検出装置１の電源投入時等の初期化される際に設定される。また、温度変化により各電極３、４間の相互容量Ｃ_ｍが変動することに対応して、この基準値が適宜更新されることが好ましい。このように、静電容量検出装置１では操作面上になにも存在していない場合の相互容量Ｃ_ｍが基準値として設定されている。

図４では、操作面上に指１１が置かれた状態を示している。この状態でドライブ電極３にパルス入力が行われると、複数のセンス電極４（Ｘ_１−Ｘ_５）のそれぞれの相互容量Ｃ_ｍが、キャリブレーションによって設定された基準値に対して減少する。これは、上記したようにドライブ電極３及びセンス電極４に対して指１１が接地導体として機能するからである。静電容量検出装置１では、基準値に対する相互容量Ｃ_ｍの減少量から、指１１の存在や座標が検出される。なお、指１１の接触によって相互容量Ｃ_ｍが大幅に増加することはないので、指１１による操作時にはキャリブレーションによって新たな基準値が設定されることはない。

図５Ａでは、操作面上に浮遊導体１２が置かれた状態を示している。この状態でドライブ電極３にパルス入力が行われると、複数のセンス電極４（Ｘ_１−Ｘ_５）のそれぞれの相互容量Ｃ_ｍが、キャリブレーションによって設定された基準値に対して増加する。これは、上記したように浮遊導体１２を介してドライブ電極３とセンス電極４の間の相互容量が増加するからである。静電容量検出装置１では、相互容量Ｃ_ｍが規定値を超えた場合には異常と判断されてキャリブレーションが実行される。そして図５Ｂに示すように、キャリブレーションによって新たな基準値が設定される。

図５Ｃに示すように、操作面に浮遊導体１２が置かれたままで各電極３、４間の相互容量Ｃ_ｍが新たな基準値に設定されると、操作面から浮遊導体１２が取り去られた瞬間に複数のセンス電極４（Ｘ_１−Ｘ_５）のそれぞれの相互容量Ｃ_ｍが減少する。このため、相互容量Ｃ_ｍの変化だけに注目すると、操作面８上に指１１が存在するように誤認識されるおそれがある。そこで本実施の形態では、相互容量Ｃ_ｍが大幅に増加した場合に浮遊導体監視状態に移行して、浮遊導体１２によって誤って設定された基準値を適切な基準値に設定し直している。

以下、図６を参照して浮遊導体の検出方法について詳細に説明する。図６は、本実施の形態に係る浮遊導体の検出方法の説明図である。なお図６Ａから図６Ｄにおいて、縦軸は相互容量の変化量を示し、横軸はセンス電極（検出座標）を示している。

図６Ａに示すように、操作面８上に浮遊導体１２が置かれると、ドライブ電極と一部のセンス電極との間の相互容量が大幅に増加する。例えば、センス電極Ｘ_３−Ｘ_７の全ての相互容量が第２の閾値ＴＨ２以上に増加し、その中でもセンス電極Ｘ_４−Ｘ_６の相互容量は第１の閾値ＴＨ１以上に増加する。一部のセンス電極Ｘ_４−Ｘ_６の相互容量が第１の閾値ＴＨ１以上になると浮遊導体監視状態に移行する。なお、相互容量の変化量は、現在の相互容量と事前に設定された相互容量の基準値との差分で算出される。また、第１の閾値ＴＨ１は、後述する指を認識するための第３の閾値ＴＨ３を正負反転させた値である。

また、一部のセンス電極Ｘ_３−Ｘ_７の相互容量が第２の閾値ＴＨ２以上になると、キャリブレーションが実施されて現在の相互容量の測定値によって相互容量の基準値が更新される。このため、図６Ｂに示すように、相互容量の変化量はゼロ付近に設定される。また、全てのセンス電極または一部のセンス電極の相互容量の変化量が電極毎に記憶される。詳細は後述するが、相互容量の変化量を積算値として記憶することで、浮遊導体１２が時間差を持って操作面上に置かれたり除去されたりした場合が考慮される。

なお、相互容量の基準値を更新する際に、現在の相互容量をそのまま代入することもできるが、ノイズ対策として過去の更新時の相互容量の移動平均値を用いることが望ましい。また、第２の閾値ＴＨ２は相互容量の変化量が増加した場合に異常と判断する値である。キャリブレーションを実行する場合には相互容量の変化量が第２の閾値ＴＨ２を超えることを繰り返して確認することが望ましい。

そして、操作面８上から浮遊導体１２が取り除かれると、相互容量が減少するため、指が存在しないにも関わらず指の存在が認識される。しかしながら、図６Ｃに示すように、浮遊導体監視中において、現在の相互容量の変化量が第３の閾値ＴＨ３以下になると共に、相互容量の変化量と相互容量の積算値とが略一致することを条件に、浮遊導体１２による誤作動が認識される。この場合、現在の相互容量の変化量を示す異常波形と相互容量の積算値を示す波形とが基準値を中心として対称形状となっている。このように、浮遊導体監視状態中においては操作面８上から浮遊導体１２が取り除かれたことによる相互容量の変化量と相互容量の積算値とが比較される。なお、相互容量の変化量と相互容量の積算値との一致とは、完全一致だけに限定されるものではなく、ノイズ等による誤差を考慮した範囲で一致すればよい。

浮遊導体１２による誤作動が認識されると、キャリブレーションが実施されて現在の相互容量が相互容量の基準値として更新されて浮遊導体監視状態が解除される。これにより、図６Ｄに示すように浮遊導体１２が操作面８上に配置されて誤作動した場合でも早期に異常を検出して通常動作に復帰させることができる。なお、浮遊導体１２による誤作動を検出する条件が複数回繰り返された後にキャリブレーションが実施されてもよい。これにより、ノイズ等による誤作動防止の観点から有効である。また、相互容量の変化から指の動きがないことを確認することが好ましい。

上記したように、浮遊導体監視状態では、第２の閾値ＴＨ２以上の相互容量の変化量は積算値として記憶されている。これにより、浮遊導体１２が時間差を持って操作面８上に置かれたり除去されたりすることでキャリブレーションが繰り返されても、浮遊導体１２が取り除かれたことによる相互容量の変化量と積算値の増加分とを比較することが可能になっている。

また、浮遊導体監視状態は、指を認識した後に指を非認識することで解除することも可能である。これは、指による操作が認識できたことで、浮遊導体による誤作動が生じていないことを認識できるからである。例えば、図７Ａに示すように、電源投入時に操作面８上に指１１が配置されている場合には、初期化時のキャリブレーションによって指１１が置かれた状態の相互容量が基準値に設定される。この場合、図７Ｂに示すように、操作面８から指１１が離されると、相互容量が第１の閾値ＴＨ１以上になる。よって、操作面８上に浮遊導体１２が置かれていないにも関わらず、浮遊導体監視状態に移行される場合がある。

図７Ｃに示すように、相互容量が第２の閾値ＴＨ２以上であればキャリブレーションが実施されるため、現在の相互容量が基準値に設定される。図７Ｄに示すように、この浮遊導体監視状態では、操作面８上に指１１が置かれて離されると、相互容量が一瞬減少した後に基準値に戻る。図７Ｅに示すように、浮遊導体１２による誤作動のように相互容量が減少した状態が維持されることはない。浮遊導体監視状態では、この相互容量の挙動の違いから指１１の操作を認識して、速やかに浮遊導体監視状態を解除することが可能になっている。浮遊導体監視状態が解除されると、相互容量の変化と積算値とを比較する必要が無くなるため、以降の処理の負荷が軽減される。

図１及び図８を参照して、静電容量検出装置の動作の流れについて説明する。図８は、本実施の形態に係る静電容量検出装置の動作を示すフローチャートである。なお、以下のフローチャートは一例に過ぎず、適宜変更することが可能である。静電容量検出装置には既に基準値が設定されているものとする。

図１及び図８に示すように、測定部５によってドライブ電極３とセンス電極４との間の相互容量が測定される（ステップＳ０１）。次に、制御部７によって現在の電極３、４間の相互容量と記憶部６に記憶された基準値との差分から相互容量の変化量が算出される（ステップＳ０２）。次に、相互容量の変化量が第１の閾値ＴＨ１以上か否かが判定される（ステップＳ０３）。相互容量の変化量が第１の閾値ＴＨ１以上と判定された場合（ステップＳ０３でＹｅｓ）、浮遊導体監視状態に移行される（ステップＳ０４）。

浮遊導体監視状態では、相互容量の変化量が浮遊導体に起因したものか否かが常時監視される。なお、相互容量の変化量が第１の閾値ＴＨ１よりも小さいと判定された場合（ステップＳ０３でＮｏ）、ステップＳ０４をスキップしてステップＳ０５へ処理が進められる。

次に、相互容量の変化量が第２の閾値ＴＨ２以上か否かが判定される（ステップＳ０５）。相互容量の変化量が第２の閾値ＴＨ２以上の場合には（ステップＳ０５でＹｅｓ）、基準値に異常があると判断されてキャリブレーションが実行される。これにより、現在の相互容量によって基準値が更新される（ステップＳ０６）。一方、相互容量の変化量が第２の閾値ＴＨ２よりも小さいと判定された場合（ステップＳ０５でＮｏ）、ステップＳ０６からステップＳ０８までスキップしてステップＳ０９へ処理が進められる。

次に、ステップＳ０６で基準値が更新されると、浮遊導体監視状態か否かが判定される（ステップＳ０７）。浮遊導体監視状態と判定された場合（ステップＳ０７でＹｅｓ）、記憶部６に記憶された相互容量の積算値が更新される（ステップＳ０８）。相互容量の積算値は、記憶部６に予め記憶された相互容量に、今回の相互容量の変化量が積算されることで更新される。一方、浮遊導体監視状態ではないと判定された場合（ステップＳ０７でＮｏ）、ステップＳ０８をスキップしてステップＳ０９へ処理が進められる。

次に、浮遊導体監視中に指を認識し、さらに指を非認識したか否かが判定される（ステップＳ０９）。指の認識及び非認識は、上記したように相互容量が一瞬低下した後に再び基準値に戻ることで確認することができる（図７Ｄ参照）。浮遊導体監視中に指の認識及び非認識が確認されると（ステップＳ０９でＹｅｓ）、浮遊導体監視状態が解除される（ステップＳ１０）。これにより、以降の処理では浮遊導体を監視する必要が無くなり、処理の負荷が軽減される。浮遊導体監視状態が解除されると記憶部６に記憶された積算値がリセットされる。浮遊導体監視中に指の認識及び非認識が確認されない場合（ステップＳ０９でＮｏ）、ステップＳ１０をスキップしてステップＳ１１へ処理が進められる。

次に、相互容量の変化量が第３の閾値ＴＨ３以下になったか否かが判定される（ステップＳ１１）。相互容量の変化量が第３の閾値ＴＨ３以下になったと判定された場合（ステップＳ１１でＹｅｓ）、指が検出されたと判断される。一方、相互容量の変化量が第３の閾値ＴＨ３よりも大きくなった場合（ステップＳ１１でＮｏ）、ステップＳ１２からステップＳ１６までスキップして再びステップＳ０１へ処理が進められる。

次に、相互容量の変化量が第３の閾値ＴＨ３以下になったときの検出座標が移動しているか否かが判定される（ステップＳ１２）。検出座標が移動しない場合（ステップＳ１２でＹｅｓ）、指が移動していないと判断される。一方、検出座標が移動する場合（ステップＳ１２でＮｏ）、ステップＳ１３からステップＳ１６までスキップして再びステップＳ０１へ処理が進められる。

次に、浮遊導体監視状態か否かが判定される（ステップＳ１３）。浮遊導体監視状態と判定された場合（ステップＳ１３でＹｅｓ）、現在の相互容量の変化量と相互容量の積算値とが比較される（ステップＳ１４）。そして、現在の相互容量の変化量と相互容量の積算値とが正負逆向きで略一致すると判定された場合（ステップＳ１４でＹｅｓ）、浮遊導体による誤作動であると認識される。浮遊導体による誤作動であると認識されると、基準値に異常があると判断されてキャリブレーションが実行され、適切な基準値に更新される（ステップＳ１５）。その後、浮遊導体監視状態が解除されて（ステップＳ１６）、ステップＳ０１へ処理が進められる。浮遊導体監視状態が解除されると記憶部６に記憶された積算値がリセットされる。

ステップＳ１３において、浮遊導体監視状態ではないと判定された場合（ステップＳ１３でＮｏ）、ステップＳ１４からステップＳ１６までスキップして再びステップＳ０１へ処理が進められる。また、ステップＳ１４において、現在の相互容量の変化量と相互容量の積算値とが正負逆向きで略一致しないと判定された場合（ステップＳ１４でＮｏ）、ステップＳ１５及びステップＳ１６をスキップして再びステップＳ０１へ処理が進められる。

以上のように、本実施の形態に係る静電容量検出装置１によれば、相互容量の変化量と記憶部６に記憶された積算値とから、操作面８上の浮遊導体１２に起因して異常な基準値が設定されたことを認識することができる。よって、正しい基準値に短時間で設定し直すことができ、静電容量検出装置１上から浮遊導体１２が取り除かれた後に、静電容量検出装置１が誤作動することを抑制できる。

なお、本発明は上記した本実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状等については、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。

例えば、上記した本実施の形態では、相互容量の変化量が現在の相互容量と事前に設定された相互容量の基準値との差分で算出される構成としたが、この構成に限定されない。相互容量の変化量は、基準値に対する相互容量の変化を示す値であれば、どのように算出されてもよい。相互容量はドライブ電極１本とセンス電極１本の間の相互容量であっても良いし、複数のドライブ電極とセンス電極１本との間の相互容量や、複数のセンス電極とドライブ電極１本との間の相互容量などでもよく、ドライブ電極とセンス電極の構成により限定されない。Ｘ、Ｙの各座標の相互容量を元に分析しても良い。Ｘ、Ｙの各座標の相互容量を分析する場合には、図６Ａから図６Ｄは、図９Ａから図９Ｄのようになる。

また、上記した本実施の形態では、第１の閾値は、指認識用の第３の閾値を正負反転させた値としたが、この構成に限定されるものではない。第１の閾値は、浮遊導体による静電容量の増加を認識可能な値であればよい。

また、上記した本実施の形態では、キャリブレーションによって相互容量の基準値が０に設定される構成としたが、この構成に限定されない。相互容量の基準値は、相互容量の変化量を見る際の基準となる値であれば、どのような値でもよい。

以上説明したように、本発明は、指を検出するための基準値として異常値が設定される場合に、短時間で正しい基準値を再設定することができるという効果を有し、特に、静電容量式タッチパッドに使用される静電容量検出装置に有用である。

１静電容量検出装置
３ドライブ電極
４センス電極
５測定部
６記憶部
７制御部
１１指
１２浮遊導体
ＴＨ１第１の閾値
ＴＨ２第２の閾値

Claims

駆動電圧が印加される複数のドライブ電極と、
前記複数のドライブ電極と容量結合する複数のセンス電極と、
前記複数のドライブ電極と前記複数のセンス電極との相互容量を測定する測定部と、
基準値に対する相互容量の変化量を監視する制御部と、
前記測定部に測定された相互容量の変化量が第１の閾値以上の場合に前記センス電極毎に積算値として記憶する記憶部とを備え、
前記制御部は、前記測定部に測定された相互容量の変化量が前記第１の閾値よりも小さな第２の閾値以上の場合に当該相互容量を基準値に設定し、
相互容量の変化量と前記記憶部に記憶された積算値とが基準値に対して正負逆向きで一致する場合に、前記制御部は前記測定部に再測定された相互容量を基準値に設定し直すことを特徴とする静電容量検出装置。
基準値に対する相互容量の減少量と基準値に対する前記記憶部に記憶された積算値の増加量とが一致する場合に、前記制御部は前記測定部に再測定された相互容量を基準値に設定し直すことを特徴とする請求項１に記載の静電容量検出装置。
前記制御部は、前記測定部に測定された相互容量の変化量が前記第１の閾値以上の場合に、浮遊電位の浮遊導体を監視するための浮遊導体監視状態に移行し、相互容量の変化量と前記記憶部に記憶された積算値とが基準値に対して正負逆向きで略一致する場合に、前記測定部に再測定された相互容量を基準値に設定し直し、前記浮遊導体監視状態を解除することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の静電容量検出装置。
前記記憶部は、前記浮遊導体監視状態において、前記第２の閾値以上の相互容量の変化量を積算して記憶することを特徴とする請求項３に記載の静電容量検出装置。
前記制御部は、前記浮遊導体監視状態において、指を認識した後に指を非認識した場合に、前記浮遊導体監視状態を解除することを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の静電容量検出装置。