JP6119482B2

JP6119482B2 - タッチセンサ

Info

Publication number: JP6119482B2
Application number: JP2013155011A
Authority: JP
Inventors: 直也花田; 伸樹林
Original assignee: Toyota Boshoku Corp
Current assignee: Toyota Boshoku Corp
Priority date: 2013-07-25
Filing date: 2013-07-25
Publication date: 2017-04-26
Anticipated expiration: 2033-07-25
Also published as: JP2015026220A

Description

本発明は、タッチセンサに関する。詳しくは、人が操作する操作面又はその直下に設けられた１つの電極を使用し、その電極に生じる静電容量により操作面上で行われる摺動動作を確実に検出するタッチセンサに関する。

従来、屋内外に設置される各種装置・設備を操作したり、車両に備えられる各種装置・機器を操作したりするために、人の指等が近接又は接触する操作面部に電極を設け、その電極に生じる静電容量を計測することによって人の操作を検知するタッチセンサ（タッチスイッチ）が広く用いられている。タッチセンサによる操作対象の中には、照明の明るさ、空調温度、ＡＶ機器の音量、可動装置の位置や速さ等、連続的に変化させるのが便利な対象がある。
そこで、静電容量方式のタッチセンサにおいても、人の指等が操作面上で移動される摺動動作を検知することによって、自在な操作を可能にする方法が検討されている。例えば、Ｃ／Ｖ変換手段を用いて、操作面上を移動する人体の移動の有無、移動方向等を検出するタッチセンサが開示されている（特許文献１を参照）。このタッチセンサは、操作面上の位置によって操作面と対向電極との対向距離が変化する構成としたり、様々な幅のスリットを対向電極に形成して対向面積が変化する構成としたりすることにより、人が操作面に触れる位置により可動電極（指先）と対向電極との間に形成される静電容量を変化させ、その検出値の変化に応じて摺動動作を検出している。

特開２００４−３３５２７３

しかし、特許文献１に記載されたようなタッチセンサは、操作面上の位置により可動電極と対向電極との対向距離を変える場合にはセンサ構造が単純ではなく、対向面積を変える場合には対向電極にスリットを設ける必要があり、いずれの場合にも、摺動による静電容量の変化を検出するために十分な程度に距離又は面積の違いを設けなければならないという問題がある。また、指先の操作面上での摺動による静電容量の変化と、操作面に対する指先の接近や離間によって生じる静電容量の変化とを区別することができないため、誤検出を生じるという問題がある。更に、ノイズ等によって静電容量の検出値が変化したような場合に、指先の摺動による静電容量の変化と区別することが困難である。

本発明は、上記状況に鑑みてなされたものであり、人が操作する操作面又はその直下に設けられた１つの電極を使用し、その電極に生じる静電容量により操作面上で行われる摺動動作を確実に検出するタッチセンサを提供することを目的とする。

前記問題点を解決するために、本第１発明は、人体の操作面への接触動作及び人体の該操作面上での摺動動作を検知するタッチセンサであって、前記操作面又はその直下に設けられ、該操作面の位置により導電体の密度の異なる複数の検出部位に分けられた検知電極と、前記検知電極に生じる静電容量に対応する電気量を検出する検出回路と、前記検出回路によって検出された前記電気量を各前記検出部位の導電体密度に対応して設定された閾値と比較して、前記電気量の連続的な変化が各前記検出部位の前記密度の相違に対応するかどうかによって前記摺動動作を判断する判断部と、を備え、各前記検出部位の前記密度が１つ毎に増加と減少になるように配列され、且つ前記検知電極の一端から他端への前記密度の変化と逆方向の変化とが異なるように配列されていることを要旨とする。
本第２発明は、前記第１発明において、前記複数の検出部位のそれぞれの間に、導電体の密度がいずれの該検出部位の前記密度よりも低い低密度部位を備えることを要旨とする。
本第３発明は、前記第１又は第２発明において、前記判断部は、前記検出回路によって検出された前記電気量の連続的な変化が所定時間より短い時間に生じた場合には、前記操作面への前記接触動作として判断することを要旨とする。
本第４発明は、前記第１乃至第３発明のいずれかにおいて、前記複数の検出部位は１方向に配列されていることを要旨とする。

本第１発明によれば、人体の操作面への接触動作及び人体の該操作面上での摺動動作を検知するタッチセンサであって、前記操作面又はその直下に設けられ、該操作面の位置により導電体の密度の異なる複数の検出部位に分けられた検知電極と、前記検知電極に生じる静電容量に対応する電気量を検出する検出回路と、前記検出回路によって検出された前記電気量を各前記検出部位の導電体密度に対応して設定された閾値と比較して、前記電気量の連続的な変化が各前記検出部位の前記密度の相違に対応するかどうかによって前記摺動動作を判断する判断部と、を備え、各前記検出部位の前記密度が１つ毎に増加と減少になるように配列され、且つ前記検知電極の一端から他端への前記密度の変化と逆方向の変化とが異なるように配列されているため、時間的な静電容量の変化量と検知電極上の検出部位の配列とを照らし合わせることによって、摺動動作がされたか否かを確実に検出することができ、その摺動の位置や方向、速さを判断することが可能になる。また、１つの検知電極の表面を操作面としてもよいし、操作面の直下に検知電極を配すればよいので、タッチセンサを極めて簡単な構造とすることができる。更に、検出された一連の電気量の変動に基づいて摺動動作を判断するため、操作面に対する指先の接近や離間によって生じる静電容量の変化や、ノイズ等による電気量の変化とは区別することが容易であり、操作者によって意図的になされた摺動動作を確実に検知することができる。

前記複数の検出部位のそれぞれの間に、導電体の密度がいずれの検出部位の前記密度よりも低い低密度部位を備える場合には、低密度部位においては静電容量が最も低くなるため、検出された電気量の連続的な変化から各検出部位に対応する部分を区別することができ、検出部位の配列との対応をより明瞭に判断することができるため、摺動動作をより確実に検知することができる。

前記判断部は、前記検出回路によって検出された前記電気量の連続的な変化が所定時間より短い時間に生じた場合には、前記操作面への前記接触動作として判断すれば、通常の速さより速い変化を摺動動作として誤検知することを防止することができる。また、操作者により意図された接触動作であるか否かは、検出された電気量の変化の程度や継続時間等、適宜の条件によって判断することができる。

前記複数の検出部位は１方向に配列されている場合には、簡単な構成によってその１方向の摺動動作をより確実に検出することができる。

本発明について、本発明による典型的な実施形態の非限定的な例を挙げ、言及された複数の図面を参照しつつ以下の詳細な記述にて更に説明するが、同様の参照符号は図面のいくつかの図を通して同様の部品を示す。
本実施形態に係るタッチセンサの検知電極を説明するための模式図（ａ：側面図、ｂ：平面図）である。本タッチセンサの構成を表すブロック図である。１つの直線方向の摺動動作を検知するための検知電極の構成例を表す模式平面図である。図３（ａ）に示した検知電極を備えたタッチセンサにおいて、指の摺動時に検出される電気量の変化を説明するための図である。図３（ｂ）に示した検知電極を備えたタッチセンサにおいて、指の摺動時に検出される電気量の変化を説明するための図である。検出部位の配列が好ましくない場合に、指の摺動時に検出される電気量の変化を説明するための図である。別の方向の摺動動作を検知するための検知電極の構成例を表す模式平面図である。タッチセンサを用いた車室用ランプスイッチを説明するための平面図である。タッチセンサを用いた車室用ランプスイッチを説明するための断面図（前図のＡＡ断面）である。

以下、図を参照しながら、本発明を詳しく説明する。
ここで示される事項は例示的なもの及び本発明の実施形態を例示的に説明するためのものであり、本発明の原理と概念的な特徴とを最も有効に且つ難なく理解できる説明であると思われるものを提供する目的で述べたものである。この点で、本発明の根本的な理解のために必要である程度以上に本発明の構造的な詳細を示すことを意図してはおらず、図面と合わせた説明によって本発明の幾つかの形態が実際にどのように具現化されるかを当業者に明らかにするものである。

図１は、本実施形態に係るタッチセンサの検知電極を模式的に表した図である。本タッチセンサ１は、指先等人体９の操作面８への接触動作及び人体９の操作面８上での摺動動作を検知するタッチセンサである。ここで、「接触動作」とは、指先等が操作面上で移動しないで接触する動作を意図している。接触動作は、例えば、操作面にある時間触れることにより操作対象のオン・オフ状態等を切り替える操作をするような場合の動作である。また、「摺動動作」とは、指先等が操作面に接触し、操作面上で滑って移動される動作を意図している。

同図（ａ）に示されるように、操作面８又はその直下に、タッチセンサ１の検知電極３が設けられる。検知電極３の表面が操作面８であってもよいし、絶縁体を用いた操作面８の下に検知電極３が置かれてもよい。そして、同図（ｂ）に示されるように、検知電極３は、操作面８上の位置に対応して、導電体の密度の異なる複数の検出部位Ｄに区画して形成されている。各検出部位Ｄは電気的に接続されており、検知電極３全体で１つの電極を構成する。

検知電極３は、その表面に、又は絶縁層を介して、人体９が接触可能に配設される。すなわち、検知電極３の露出する表面を操作面８としてもよいし、検知電極３上に備えた絶縁体の表面を操作面８としてもよい。検知電極３の大きさや形状は問わない。また、その材質や形成方法も特に限定されず、例えば、樹脂フィルム又は樹脂基板上に金属等の導電体層を設けて構成することができる。また、検知電極３は導電布等を用いて構成されてもよい。

検知電極３の導電体層は、前記のとおり、操作面８の位置に対応して導電体の密度の異なる複数の検出部位Ｄに分けて形成されている。検出部位Ｄの数や、各検出部位の大きさ、形状等は、特に限定されない。複数の検出部位Ｄは、検知すべき摺動動作の方向に配列されており、以下、この導電体の密度の異なる検出部位Ｄの配列を「配置パターン」ともいう。
上記「導電体の密度」とは、各検出部位Ｄの面積に対する導電体の面積の比率とすることができる。検出部位Ｄ毎に導電体の密度を変える方法は特に限定されない。例えば、各検出部位Ｄの導電体は、樹脂フィルム等の上に設けられた導電体の配線のパターンや、織布への導電糸の織り込み間隔等により、所望の密度とすることができる。

樹脂フィルム等基板上の導電体の配線のパターンを変えることにより各検出部位Ｄを形成する場合、最も高い密度の検出部位は、その検出部位全体に導電体層を形成することにより構成することができる。また、１つの検出部位を、一定幅の導体線による配線パターンによって形成する場合には、その配線を密（狭い間隔）にすることによって導電体の密度を高くし、配線を疎（広い間隔）にすることによって導電体の密度を低くすることができる。配線パターンの形状は問わず、例えば、格子網状、櫛歯状等が挙げられる。その他、配線パターンを形成する導電体の幅を変える等により、検出部位Ｄの導電体の密度を変えてもよい。
導電体密度の異なる検出部位Ｄの配置パターンについては後述する。

複数の検出部位Ｄのそれぞれの間に、導電体の密度がいずれの検出部位Ｄの導電体密度よりも低い低密度部位（Ｄ０）を備えることが好ましい。その場合、複数の検出部位Ｄは、それぞれの検出部位Ｄの間に、低密度部位Ｄ０を挟んで配列されることになる。低密度部位Ｄ０は、その導電体密度が、全ての検出部位Ｄのうち最も導電体密度が低い検出部位Ｄよりも更に低くなるように形成される。低密度部位Ｄ０は、例えば、配線パターンを最も疎とすることにより構成することができる。また、隣接する検出部位Ｄの間を接続するために必要な配線のみを設け、それ以外は導電体層を設けない構成としてもよい。

図２は、タッチセンサ１の構成を表すブロック図である。タッチセンサ１は、操作面（８）への人体（指先、９）の接触により検知電極３に生じる静電容量又はその変化に対応する電気量を検出（計測）する検出回路５と、検出回路５によって検出された電気量の連続的な変化が、各検出部位Ｄの導電体密度の相違（配置パターン）に対応するかどうかによって摺動動作を判断する判断部７とを備えている。また、タッチセンサ１は検出回路５及び判断部７を動作させるための図示されない電源等を備える。

人体９が操作面８に対して接触動作、又は操作面８上で摺動動作を行うと、検知電極３に生じる浮遊容量や、検知電極３と大地（接地）との間の静電容量が変化する。
検出回路５は、検知電極３と接続されており、検知電極３に生じる浮遊容量や静電容量に対応する電気量、又はその変化に対応する電気量を検出するための回路である。人体９が操作面８に接触したときに検知電極３により検出される静電容量等の大きさは、接触位置に当たる検出部位Ｄの導電体密度に対応する。すなわち、検出部位Ｄの導電体密度が高いほど検出される電気量は大きく、各検出部位Ｄの導電体の密度は当該部位の検出感度に対応している。

検出回路５の具体的な構成や、検出回路５により検出する電気量、その検出方式等は特に問わず、公知のタッチセンサに用いられている構成及び検出方式を適用することができる。例えば、検知電極３に生じる浮遊容量又は大地との間の静電容量に対応する電気量として、検知電極３の電位を計測するように検出回路５を構成することができる。この場合、検知電極３の電位は、検出回路５に設けられたＡＤ変換器等を用いて計測するように構成することができる。
また、検知電極３に生じた静電容量等に対応する電気量として、電位の他、インピーダンスや周波数の変化等を検出するようにしてもよい。このように検出された電気量から、検知電極３に生じている静電容量又はその変化量は容易に求めることができる。

判断部７は、適宜の周期（サンプリング周期）で、検出回路５により検知電極３に生じている電気量を検出し、その計測値を入力するように構成することができる。サンプリング周期は適宜とすることができる（例えば、１ｍｓ）。そして、判断部７は、必要なフィルタ処理、設定された検出感度に基づく計測値の判定等の処理を行うことによって、操作面８に対する人体の接触動作の有無や、操作面８上の人体の摺動動作の有無及び向きを判断するように構成される。

判断部７の処理は、ハードウェア、ソフトウェアのいずれによって実現されてもよく、好適には、図示しないＣＰＵ、メモリ（ＲＯＭ、ＲＡＭ等）、入出力回路等を備えるマイクロコントローラ（マイクロコンピュータ）を中心に、入出力インターフェース等周辺回路を備えることにより構成することができる。また、プログラム可能な論理回路、ゲートアレーその他の論理回路を用いて構成されてもよい。このマイクロコントローラ等に、前記検出回路５が内蔵されていてもよい。

その他、判断部７は、各種装置・設備（例えば、照明、空調、ＡＶ機器、自動開閉式窓等）と電気的に接続され、人体の接触動作や摺動動作を検出した場合には、その判定に伴う動作をさせるための検出信号Ｓを、それら装置等に出力するように構成することができる。検出信号Ｓの種類や構成は問わない。

以下、１つの直線方向の摺動動作を検知する場合を例として、タッチセンサ１の構成及び動作について説明する。
図３は、１つの直線Ｘ方向の摺動動作を検知するための検知電極３の例を模式的に示す図である。検知電極３の形状は問わず、長方形、楕円形等とすることができる。同図（ａ）に示す検知電極３１は、その長辺方向に５分割され、導電体密度の異なる４つの検出部位Ｄ１〜Ｄ４が、左からＤ４、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ１、Ｄ４の順に隙間なく並んだ配置パターンとされている。ここで、各検出部位の導電体の密度は、Ｄ１＜Ｄ２＜Ｄ３＜Ｄ４であるとする。

また、同図（ｂ）に示す検知電極３２は、上記同様に導電体の密度が異なる４つの検出部位Ｄ１〜Ｄ４と、それぞれの間に挟まれて、導電体の密度がいずれの検出部位の密度よりも低い低密度部位Ｄ０と、が設けられている。すなわち、検知電極３２には、検出部位Ｄ及び低密度部位Ｄ０が、左からＤ１、Ｄ０、Ｄ４、Ｄ０、Ｄ３、Ｄ０、Ｄ１、Ｄ０、Ｄ２の順に並んだ配置パターンとされている。低密度部位Ｄ０の導電体の密度は、上記検出部位のうち密度が最も低い検出部位Ｄ１よりも低い（Ｄ０＜Ｄ１）。このように、どの検出部位Ｄよりも導電体密度の低い低密度部位Ｄ０を挟むことにより、２つの検出部位（例えば、Ｄ４とＤ３）を跨いで摺動動作がされたときに、途中に密度の低い低密度部位Ｄ０を経由するため、電気量の計測値の変動に区切りが生じ、検出部位間（Ｄ４とＤ３の間）を跨いで摺動されたことの判別が容易になる。

図４は、前図（ａ）に示した検知電極３１上の操作面８で摺動動作がされたときに検出される電気量の変化を表している。図において、グラフの縦軸は静電容量に対応する電気量の計測値（任意単位）値であり、計測値が低いほど検出された静電容量が大きい。検知電極３１上で摺動動作が行われると、その指先の位置にある検出部位Ｄの導電体密度に対応して計測値が変化する。両端部に配置されている最も導電体密度が高い検出部位Ｄ４上において計測される静電容量の値が最も大きく、その間においては、検出部位Ｄ１〜Ｄ３の導電体密度に対応して計測値が変化する。

判断部７は、この計測値を、検出部位Ｄ１〜Ｄ４の導電体密度に対応して設定された閾値Ｔｈ（Ｔｈ１〜Ｔｈ４）と比較する。閾値Ｔｈは、導電体の密度が異なる各検出部位Ｄ上に指先があるときに検出される電気量のレベル、すなわち各検出部位Ｄの検出感度に応じて、設定しておくことができる。本図では、検出部位Ｄ１〜Ｄ４の各密度に対応して、Ｔｈ１＞Ｔｈ２＞Ｔｈ３＞Ｔｈ４とされており、検出された電気量が各閾値Ｔｈを超える（下回る）とき、当該検出部位Ｄ上に指先が接触されていると判断することができる。
閾値Ｔｈは、環境条件等によって生じる検出レベルの変化に応じて、動的に調整されてもよい。

本例で、指先を図の左から右に摺動させた場合には、指先が検出部位Ｄ４上にあるときには閾値Ｔｈ４を超え（下回り）、検出部位Ｄ２上にあるときには閾値Ｔｈ２を超え、検出部位Ｄ３上にあるときには閾値Ｔｈ３を超え、検出部位Ｄ１上にあるときには閾値Ｔｈ１を超える。また、判断部７には、検出部位Ｄの配置パターン（Ｄ４−Ｄ２−Ｄ３−Ｄ１−Ｄ４）を記憶しておくことができる。したがって、判断部７は、一連の計測値の変動を配置パターンと照らし合わせ、計測値の変動が配置パターンと一致した場合には、左から右に移動する摺動動作があったと判断することができる。また、一連の計測値の変動が、配置パターンから生じ得る変動と一致した場合には、摺動動作があったと判断するようにしてもよい。一方、指先を右から左に摺動させた場合には、計測値は上記とは逆の変動となるので、摺動動作の有無だけでなく、その向きも判断することができる。
判断部７は、一連の計測値の変動が配置パターンからは生じ得る変動と一致しない場合には、摺動動作があったとは判断しないようにすることができる。

図５は、図３（ｂ）に示した検知電極３２上の操作面で摺動動作がされたときに検出される電気量の変化を表している。検知電極３２には、検出部位Ｄ及び低密度部位Ｄ０が、左からＤ１、Ｄ０、Ｄ４、Ｄ０、Ｄ３、Ｄ０、Ｄ１、Ｄ０、Ｄ２の順に並んだ配置パターンとされている。低密度部位Ｄ０は、両側に隣接する検出部位Ｄ間の導電体密度の差を、より明瞭に検出することができるように設けられており、判断部７は、計測値の変動と検出部位Ｄの配置パターンとの照合をより容易にすることができる。その他の点は、図４の場合と同様である。

本例で、指先を摺動させた場合には、指先が低密度部位Ｄ０上の位置にあるときは、指先が検出部位Ｄ１〜Ｄ４上にあるときに比べて、計測される静電容量の値が小さくなる。したがって、指先が低密度部位Ｄ０を挟んで隣り合う検出部位Ｄの間で摺動されたとき、計測値の変動幅は大きくなる。また、計測値が各閾値Ｔｈを超える（下回る）時点、又は各閾値Ｔｈを超える期間が、時間軸上で明瞭に分離される。これによって、計測値の変動と検出部位Ｄの配置パターンとの照合を容易にすることができる。計測値と各閾値Ｔｈとの比較、配置パターン（Ｄ４−Ｄ２−Ｄ３−Ｄ１−Ｄ４）との照合、摺動動作の有無及び向きの判断については、図４の場合と同様にすることができる。

このように、一連の計測値の変動と検出部位Ｄの配置パターンとを照合することにより、摺動動作を確実に検出することができる。図６に示すように計測値が変動した場合には、検出部位Ｄの配置パターンとは一致しない。したがって、このような計測値の変動は、摺動動作ではないと判断することができる。

以上のように検出部位Ｄの配置パターンに基づき摺動動作を判断するため、検知電極３の各検出部位Ｄを次のような配列とすることが挙げられる。
（１）少なくとも隣り合う検出部位Ｄの導電体密度が異なることが好ましい。ただし、各検出部位Ｄの間に低密度部位Ｄ０を挟む場合には、隣り合う検出部位Ｄの導電体密度が同じであっても摺動動作の有無は検知し得る。
（２）摺動動作の向きを検知するためには、検知電極３の一端から他端への検出部位Ｄの密度の変化の配列と、逆方向への検出部位Ｄの密度の変化の配列とが異なるようにすればよい。
（３）各検出部位Ｄの密度は、全て異なるものとすることができる。
（４）各検出部位Ｄの密度の配列は、１方向に漸次増加又は漸次減少することがないようにすることが好ましい。すなわち、各検出部位Ｄの密度が１つ毎に増加又は減少となるように配列することが好ましい。このように密度が交互に増減するように配置することにより、計測値の変化の幅が大きくなり、判断部による判断が容易となる。

摺動動作をより確実に判断するために、判断部７は、検出された電気量の変化のタイミング又は期間を含めて、摺動動作を判断するようにすることができる。このため、人が通常行う摺動動作の速さに基づき、例えば、次のような時間がそれぞれ所定範囲である場合に、摺動動作がされたと判断するようにすることができる。
（１）検出された電気量の一連の変動時間（例えば、図５におけるｔ_１Ｓから２つ目のｔ_１Ｅまでの時間。最初に所定の閾値Ｔｈを超えてから最後にその閾値Ｔｈ以上となるまでの時間等としてもよい。）。
（２）１つの検出部位から隣の検出部位へ移動した時間（例えば、図５におけるｔ_１Ｓからｔ_４Ｓまでの時間）。
（３）１つの検出部位を通過する時間（例えば、図５におけるｔ_１Ｓからｔ_１Ｅまでの時間）。
判断部７においては、上記のような時間の１つ以上について、それぞれ所定範囲内の時間である場合に摺動動作がされたと判断し、所定範囲から外れている場合には摺動動作がされたとは判断しないようにすることができる。これによって、不用意な接触や周囲ノイズ等による誤判断を防止することができる。

また、判断部７は、検出回路５によって検出された電気量の上記一連の変化が所定時間より短い時間に生じた場合には、摺動動作ではないと判断することができる。その場合、タッチセンサ１は、操作面８上でされる摺動動作だけではなく、操作面８への意図的な接触動作（例えば、オン・オフの切り替え操作等）がされたかどうかを検知するようにすることが可能である。具体的には、判断部７は、検出回路５によって検出された電気量の前記一連の変化が所定時間より短い時間に生じた場合や、計測値の変動が検出部位Ｄの配置パターンとは一致しない場合には摺動動作と判断せず、適宜設定された閾値、その閾値を超えていた時間（継続時間）等に基づいて、操作面８への接触動作として判断することができる。その判断のための基準及び方法は特に限定されず、例えば、図５に示した検知電極３２の構成において、計測値が閾値Ｔｈ３を連続して所定時間以上超える場合には、接触動作がされたと判断することができる。このように判断することにより、周囲ノイズ等の影響で生じる計測値の変動による誤判断を防止することができ、操作者の意図的な接触動作を確実に検知することができる。

以上においては、検知電極３に複数の検出部位Ｄを直線上の１方向に配列して設け、その１方向にされる摺動動作の有無及びその向きを検知する場合を説明したが、検知電極３及び複数の検出部位Ｄの形状や配置方法はこれに限定されない。検出部位Ｄは、検知すべき摺動の方向に沿って、検出部位Ｄの導電体密度が変化するように配置されればよい。
検知電極３を円形又は扇形を含む形状とし、その円周又は円弧方向に複数の検出部位を配置することにより、円周又は弧方向にされる摺動動作を検知することができる。例えば、図７（ａ）に示すような円形又は円環状の検知電極３５に、その円周方向に区画された検出部位Ｄ１〜Ｄ６を設け、前記直線上の１方向の場合と同様に、検出部位Ｄ１〜Ｄ６上で周方向にされる摺動動作を検知することができる。
また、適宜の形状の検知電極上に、直交する各方向にそれぞれ導電体密度の配列が異なる複数の検出部位を配置すれば、各方向にされる摺動動作を検知することができる。例えば、図６（ｂ）に示すように、検知電極３６上に、直交するＸＹ各方向で導電体密度の異なる複数の検出部位Ｄ１〜Ｄ８を配置し、前記直線上の１方向の場合と同様に、ＸＹ方向にされる摺動動作を検知することができる。

図８は、タッチセンサ１を適用した車室用ランプスイッチ１００を操作面側から見た平面図であり、図８はそのＡ−Ａ断面図である。ここに例示した車室用ランプスイッチ１００は、光源（図示せず）を内蔵し、レンズ１０１を介して光源の光により車室内を照明する装置であり、その光源のスイッチとしてタッチセンサ１が中央部に配置されている。タッチセンサ１の操作面８には、左右に「Ｄａｒｋ」、「Ｂｒｉｇｈｔ」という表示がされており、操作面８の背面側に検知電極３が設けられている。

この操作面８の対する操作者の摺動動作は、タッチセンサ１によって検知される。操作者が指先を操作面８の「Ｄａｒｋ」側から「Ｂｒｉｇｈｔ」側へ摺動させた場合には、タッチセンサ１の検出信号Ｓにより光源の明るさを増すように制御し、逆向きに摺動させた場合には減光するように制御することができる。
また、タッチセンサ１は、摺動されない接触動作を検出することもできるので、例えば、一定時間以上接触動作がされた場合には、光源をオン又はオフに切り替えるように制御することができる。

尚、本発明においては、以上に示した実施形態に限られず、目的、用途に応じて本発明の範囲内で種々変更した態様とすることができる。本タッチセンサは、屋内外や車両に設置される照明、エアコン、ＡＶ機器、電動装置等、各種装置・機器の操作部として広く適用可能である。

１；タッチセンサ、３、３１、３２、３５、３６；検知電極、５；検出回路、７；判断部、８；操作面、９；人体、１００；車室用ランプスイッチ、Ｄ、Ｄ１〜Ｄ８；検出部位、Ｄ０；低密度部位、Ｔｈ、Ｔｈ１〜Ｔｈ４；閾値。

Claims

人体の操作面への接触動作及び人体の該操作面上での摺動動作を検知するタッチセンサであって、
前記操作面又はその直下に設けられ、該操作面の位置により導電体の密度の異なる複数の検出部位に分けられた検知電極と、
前記検知電極に生じる静電容量に対応する電気量を検出する検出回路と、
前記検出回路によって検出された前記電気量を各前記検出部位の導電体密度に対応して設定された閾値と比較して、前記電気量の連続的な変化が各前記検出部位の前記密度の相違に対応するかどうかによって前記摺動動作を判断する判断部と、
を備え、
各前記検出部位の前記密度が１つ毎に増加と減少になるように配列され、且つ前記検知電極の一端から他端への前記密度の変化と逆方向の変化とが異なるように配列されていることを特徴とするタッチセンサ。
前記複数の検出部位のそれぞれの間に、導電体の密度がいずれの該検出部位の前記密度よりも低い低密度部位を備える請求項１記載のタッチセンサ。
前記判断部は、前記検出回路によって検出された前記電気量の連続的な変化が所定時間より短い時間に生じた場合には、前記操作面への前記接触動作として判断する請求項１又は２に記載のタッチセンサ。
前記複数の検出部位は１方向に配列されている請求項１乃至３のいずれかに記載のタッチセンサ。