JP6270490B2

JP6270490B2 - タッチスイッチ装置、及び、タッチスイッチ装置に用いられる接触有無の判別方法

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Publication number: JP6270490B2
Application number: JP2014003468A
Authority: JP
Inventors: 村井　亮太; 亮太村井; 正史芦野; 浩一郎本間; 森　亮二; 亮二森
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2014-01-10
Filing date: 2014-01-10
Publication date: 2018-01-31
Anticipated expiration: 2034-01-10
Also published as: JP2015133206A

Description

本発明は、タッチスイッチ装置と、タッチスイッチ装置に用いられる接触有無の判別方法と、に関するものである。

従来のタッチスイッチ装置として、例えば、カバーと、アクリル・ガラス等の誘電体と、電極部と、を有するスイッチ部を、複数備えたものがある。そのようなタッチスイッチ装置では、使用者の指等がカバーに接触すると、静電結合が生じて、スイッチ部の静電容量が増加する。指等がカバーから離れると、スイッチ部の静電容量が減少する。電極部のそれぞれには、互いに異なる組合せの信号線が接続される。判別部は、複数の信号線のうちから、静電容量の増加に伴って電圧値が増加する信号線を特定し、その特定された信号線の組合せに対応するスイッチ部を、使用者等が接触しているスイッチ部であると判別する（例えば、特許文献１を参照。）。

特開２０１３−１０５５８１号公報（段落［００１０］〜段落［００４６］、図１〜図５）

従来のタッチスイッチ装置では、信号線の組合せを特定することによって、スイッチ部の接触有無を判別している。そのため、例えば、スイッチ部の数量を増加させるような場合に、信号線を更に増やさなければならず、ノイズ耐力の低下、基板面積の増大、コストの増大、複数の信号線の引き回しに伴う基板配線の複雑化等が生じてしまう。つまり、従来のタッチスイッチ装置では、機能の拡張性が低いという問題点があった。

本発明は、上記のような課題を背景としてなされたものであり、機能の拡張性が向上されたタッチスイッチ装置を得るものである。また、本発明は、そのようなタッチスイッチ装置に用いられる接触有無の判別方法を得るものである。

本発明に係るタッチスイッチ装置は、複数のスイッチ部と、前記複数のスイッチ部のそれぞれにおける接触有無を判別する判別部と、を備え、前記複数のスイッチ部のそれぞれは、接触が無い状態から同一条件の接触が有る状態に変化する場合に、互いに異なる静電容量に変化し、前記判別部は、前記複数のスイッチ部の前記静電容量の和の変化に応じて、前記複数のスイッチ部のそれぞれにおける接触有無を判別するものであり、前記判別部は、前記複数のスイッチ部の接触状態の組み合わせのそれぞれに応じて定まる複数の前記静電容量の判定領域を有し、前記複数のスイッチ部の前記静電容量の和が各判定領域のうちの何れかに属する時間が、予め設定された基準時間になったとき、該和が属する前記判定領域に応じた前記複数のスイッチ部のうちの少なくとも１つに接触が有ると判別するものである。

本発明に係るタッチスイッチ装置は、複数のスイッチ部のそれぞれが、接触が無い状態から同一条件の接触が有る状態に変化する場合に、互いに異なる静電容量に変化し、判別部が、複数のスイッチ部の静電容量の和の変化に応じて、複数のスイッチ部のそれぞれにおける接触有無を判別する。そのため、例えば、スイッチ部の数量を増加させるような場合に、信号線を増やさなくてもよくなるため、機能の拡張性が向上される。

実施の形態１に係るタッチスイッチ装置の、構成を説明するための図である。実施の形態１に係るタッチスイッチ装置の、構成を説明するための図である。実施の形態１に係るタッチスイッチ装置の、構成を説明するための図である。実施の形態１に係るタッチスイッチ装置の、Ｃ／Ｖ変換回路から出力される電圧値の時間変化と判別部の閾値との関係を説明するための図である。実施の形態１に係るタッチスイッチ装置の、判別部の処理フローを説明するための図である。実施の形態１に係るタッチスイッチ装置の、電極シートの変形例を説明するための図である。実施の形態２に係るタッチスイッチ装置の、構成を説明するための図である。実施の形態２に係るタッチスイッチ装置の、構成を説明するための図である。実施の形態２に係るタッチスイッチ装置の、構成を説明するための図である。実施の形態２に係るタッチスイッチ装置の、Ｃ／Ｖ変換回路から出力される電圧値の時間変化と判別部の閾値との関係を説明するための図である。実施の形態２に係るタッチスイッチ装置の、判別部の処理フローを説明するための図である。

以下、本発明に係るタッチスイッチ装置について、図面を用いて説明する。
なお、以下では、本発明に係るタッチスイッチ装置が、投影型静電容量方式のタッチスイッチ装置である場合を説明しているが、そのような場合に限定されず、本発明に係るタッチスイッチ装置が、他の方式のタッチスイッチ装置であってもよい。また、以下で説明する構成、動作等は、一例であり、本発明に係るタッチスイッチ装置は、そのような構成、動作等である場合に限定されない。また、細かい構造については、適宜図示を簡略化又は省略している。また、重複する説明については、適宜簡略化又は省略している。

実施の形態１．
以下に、実施の形態１に係るタッチスイッチ装置を説明する。
＜タッチスイッチ装置の構成及び動作＞
以下に、実施の形態１に係るタッチスイッチ装置の構成及び動作について説明する。
図１〜図３は、実施の形態１に係るタッチスイッチ装置の、構成を説明するための図である。なお、図１は、タッチスイッチ装置１の正面図であり、図２は、タッチスイッチ装置１の図１におけるＡ−Ａ線での断面図であり、図３は、タッチスイッチ装置１のブロック図である。

図１及び図２に示されるように、タッチスイッチ装置１は、指等の接触位置１１Ａ、１１Ｂが、図形、文字等によって明示された加飾カバー１１を有する。加飾カバー１１は、誘電体であるアクリル樹脂１２の表面側に貼り付けられる。アクリル樹脂１２の裏面側には、接着剤１３を介して、電極部１４Ａ、１４Ｂが印刷された電極シート１４が貼り付けられる。電極シート１４は、非伝導性のシートを基材とし、その非伝導性のシートの、加飾カバー１１の接触位置１１Ａ、１１Ｂに対応する位置に、導電性の物質（例えば、銀ペースト）が印刷されることで、電極部１４Ａ、１４Ｂ、信号線等が形成される。

接触位置１１Ａと、電極部１４Ａと、アクリル樹脂１２の接触位置１１Ａと電極部１４Ａとの間に位置する領域と、でスイッチ部２Ａが形成される。接触位置１１Ａに指等が接近又は接触すると、指等と電極部１４Ａとの間に静電結合が生じて、スイッチ部２Ａの静電容量が増加する。接触位置１１Ｂと、電極部１４Ｂと、アクリル樹脂１２の接触位置１１Ｂと電極部１４Ｂとの間に位置する領域と、でスイッチ部２Ｂが形成される。接触位置１１Ｂに指等が接近又は接触すると、指等と電極部１４Ｂとの間に静電結合が生じて、スイッチ部２Ｂの静電容量が増加する。

図３に示されるように、電極部１４Ａ、１４Ｂは、信号線３を介して、Ｃ／Ｖ変換回路４に接続される。スイッチ部２Ａ、２Ｂにおける静電容量の和の変化は、Ｃ／Ｖ変換回路４によって、電圧値の変化に変換される。Ｃ／Ｖ変換回路４の出力は、判別部５に入力される。なお、スイッチ部２Ａ、２Ｂにおける静電容量の和の変化を検出できるものであれば、Ｃ／Ｖ変換回路４が、他の回路に置き換えられてもよい。

判別部５は、Ｃ／Ｖ変換回路４の出力に基づいて、スイッチ部２Ａ、２Ｂのそれぞれにおける接触有無を判別して、出力する。判別部５は、例えば、マイコン、マイクロプロセッサユニット等で構成されてもよく、また、ファームウェア等の更新可能なもので構成されてもよく、また、ＣＰＵ等からの指令によって実行されるプログラムモジュール等であってもよい。

例えば、接触位置１１Ａ、１１Ｂを明示する図形、文字等は、両方とも同じ大きさである。例えば、両方とも１００ｍｍ^２の正方形であり、人指し指で十分に覆うことができる大きさである。一方、電極部１４Ａ、１４Ｂは、互いに異なる面積である。例えば、電極部１４Ａの面積は、２０ｍｍ^２であり、電極部１４Ｂの面積は、４０ｍｍ^２である。また、電極部１４Ａと電極部１４Ｂとは、単一の信号線３によって接続される。つまり、スイッチ部２Ａとスイッチ部２Ｂとは、単一の信号線３によって、並列に接続される。

図４は、実施の形態１に係るタッチスイッチ装置の、Ｃ／Ｖ変換回路から出力される電圧値の時間変化と判別部の閾値との関係を説明するための図である。なお、図４では、接触位置１１Ａのみに指等が接触する際の電圧値をＶ１、接触位置１１Ｂのみに指等が接触する際の電圧値をＶ２、接触位置１１Ａ及び接触位置１１Ｂに指等が同時接触する際の電圧値をＶ３、で表している。

図４に示されるように、接触位置１１Ａ及び接触位置１１Ｂの何れにも指等が接近又は接触していないときの電圧値は、約５００ｍＶである。

接触位置１１Ａ及び接触位置１１Ｂの何れにも指等が接近又は接触していない状態から、接触位置１１Ａのみに徐々に指等を近づけると（図４におけるＴ＝０秒〜約５秒）、電圧値Ｖは、徐々に増加する。その後、指等が接触してその状態が維持される間、つまり接触期間において（図４におけるＴ＝約５秒〜約７秒）、電圧値Ｖは概ね安定する。その際の電圧値ＶがＶ１と定義される。その後、指等が離れると（図４におけるＴ＝約７秒〜約８秒）、電圧値Ｖは低下する。

接触位置１１Ａ及び接触位置１１Ｂの何れにも指等が接近又は接触していない状態から、接触位置１１Ｂのみに徐々に指等を近づけると（図４におけるＴ＝０秒〜約５秒）、電圧値Ｖは、徐々に増加する。その後、指等が接触してその状態が維持される間、つまり接触期間において（図４におけるＴ＝約５秒〜約７秒）、電圧値Ｖは概ね安定する。その際の電圧値ＶがＶ２と定義される。接触位置１１Ｂに対応する電極部１４Ｂの面積が、接触位置１１Ａに対応する電極部１４Ａの面積と比較して大きいため、Ｖ２＞Ｖ１となる。その後、指等が離れると（図４におけるＴ＝約７秒〜約８秒）、電圧値Ｖは低下する。

接触位置１１Ａ及び接触位置１１Ｂの何れにも指等が接近又は接触していない状態から、接触位置１１Ａ及び接触位置１１Ｂの両方に徐々に指等を近づけると（図４におけるＴ＝０秒〜約５秒）、電圧値Ｖは、徐々に増加する。その後、指等が接触してその状態が維持される間、つまり接触期間において（図４におけるＴ＝約５秒〜約７秒）、電圧値Ｖは概ね安定する。その際の電圧値ＶがＶ３と定義される。スイッチ部２Ａ及びスイッチ部２Ｂが、単一の信号線３によって並列に接続されており、電圧値Ｖ３が、スイッチ部２Ａの静電容量とスイッチ部２Ｂの静電容量との和に相当する電圧値となるため、Ｖ３＞Ｖ２＞Ｖ１となる。その後、指等が離れると（図４におけるＴ＝約７秒〜約８秒）、電圧値Ｖは低下する。

例えば、接触期間において（図４におけるＴ＝約５秒〜約７秒）、電圧値Ｖ１は約１０００ｍＶ、電圧値Ｖ２は約１１５０ｍＶ、電圧値Ｖ３は約１３００ｍＶである。そして、判別部５には、予め、閾値ＴＨ１として電圧値９２５ｍＶが設定され、閾値ＴＨ２として電圧値１０７５ｍＶが設定され、閾値ＴＨ３として電圧値１２２５ｍＶが設定される。

判別部５は、Ｃ／Ｖ変換回路４から出力される電圧値が、閾値ＴＨ１以上で且つ閾値ＴＨ２未満（以下では、その範囲を「判定領域Ａ」と記載する場合がある。）である場合に、接触位置１１Ａに接触が有ると判別する。判別部５は、Ｃ／Ｖ変換回路４から出力される電圧値が、閾値ＴＨ２以上で且つ閾値ＴＨ３未満（以下では、その範囲を「判定領域Ｂ」と記載する場合がある。）である場合に、接触位置１１Ｂに接触が有ると判別する。判別部５は、Ｃ／Ｖ変換回路４から出力される電圧値が、閾値ＴＨ３以上（以下では、その範囲を「判定領域Ａ＋Ｂ」と記載する場合がある。）である場合に、接触位置１１Ａ及び接触位置１１Ｂの同時接触が有ると判別する。

ここで、図４に示されるように、接触位置１１Ａ及び接触位置１１Ｂに指等が同時接触している状態では、電圧値Ｖが、判定領域Ａ＋Ｂになる前に判定領域Ａ及び判定領域Ｂになる。そのため、判別部５が、接触位置１１Ａ及び接触位置１１Ｂに指等が同時接触しているにも関わらず、接触位置１１Ａに指等が接触している、又は、接触位置１１Ｂに指等が接触していると誤って判別してしまう。また、接触位置１１Ｂに指等が接触している状態では、電圧値Ｖが、判定領域Ｂになる前に判定領域Ａになる。そのため、判別部５が、接触位置１１Ｂに指等が接触しているにも関わらず、接触位置１１Ａに指等が接触していると誤って判別してしまう。

そこで、判別部５は、特に、電圧値Ｖが、判定領域Ａ及び判定領域Ｂに属する場合には、予め設定された基準時間だけその領域に属するか否かを判別し、属すると判別される場合のみ、接触位置１１Ａに指等が接触している、又は、接触位置１１Ｂに指等が接触していると判別する。

例えば、その基準時間は、５００ｍｓに設定される。図４に示されるように、接触位置１１Ａ及び接触位置１１Ｂに指等が同時接触している場合には、電圧値Ｖが判定領域Ａに属する期間は最大で約７０ｍｓであり、電圧値Ｖが判定領域Ｂに属する期間は最大で約１００ｍｓである。そのため、そのような基準時間に設定されることで、判別部５が、接触位置１１Ａ及び接触位置１１Ｂに指等が同時接触しているにも関わらず、接触位置１１Ａに指等が接触している、又は、接触位置１１Ｂに指等が接触していると誤って判別してしまうことが抑制される。

また、同様に、接触位置１１Ｂに指等が接触している場合においても、そのような基準時間に設定されることで、判別部５が誤って判別してしまうことが抑制される。

なお、予め設定された基準時間だけその領域に属するか否かを判別する方法以外の方法によって、誤って判別してしまうことが抑制されてもよい。例えば、判別部５が、電圧値Ｖを予め設定された時間間隔で取得し、予め設定された基準回数だけその領域に属するか否かを判別してもよい。また、判別部５が、電圧値Ｖを移動平均処理し、その微分値が予め設定された基準値と比較して小さいか否かを判別してもよい。つまり、判別部５が、Ｃ／Ｖ変換回路４から出力される電圧値、つまり、スイッチ部２Ａ、２Ｂの静電容量の和に相当する値が、異なる判定領域に変化する場合に、スイッチ部２Ａ、２Ｂの接触有無を判別しなければよい。

＜判別部の動作＞
以下に、実施の形態１に係るタッチスイッチ装置の判別部の動作について説明する。
図５は、実施の形態１に係るタッチスイッチ装置の、判別部の処理フローを説明するための図である。
図５に示されるように、判別部５は、Ｓ１０１において、Ｃ／Ｖ変換回路４から出力される電圧値Ｖを取得する。

判別部５は、Ｓ１０２において、電圧値Ｖが、閾値ＴＨ１以上で且つ閾値ＴＨ２未満であるか否か、つまり判定領域Ａに属するか否かを判定し、属する場合はＳ１０３に進み、属さない場合はＳ１０５に進む。判別部５は、Ｓ１０３において、電圧値Ｖが判定領域Ａに属する連続時間が、予め設定された基準時間と比較して長いか否かを判定し、長い場合はＳ１０４に進み、長くない場合はＳ１０１に戻る。判別部５は、Ｓ１０４において、接触位置１１Ａに接触が有ると判別して出力し、Ｓ１０１に戻る。

判別部５は、Ｓ１０５において、電圧値Ｖが、閾値ＴＨ２以上で且つ閾値ＴＨ３未満であるか否か、つまり判定領域Ｂに属するか否かを判定し、属する場合はＳ１０６に進み、属さない場合はＳ１０８に進む。判別部５は、Ｓ１０６において、電圧値Ｖが判定領域Ｂに属する連続時間が、予め設定された基準時間と比較して長いか否かを判定し、長い場合はＳ１０７に進み、長くない場合はＳ１０１に戻る。判別部５は、Ｓ１０７において、接触位置１１Ｂに接触が有ると判別して出力し、Ｓ１０１に戻る。

判別部５は、Ｓ１０８において、電圧値Ｖが、閾値ＴＨ３以上であるか否か、つまり判定領域Ａ＋Ｂに属するか否かを判定し、属する場合はＳ１０９に進み、属さない場合はＳ１０１に戻る。判別部５は、Ｓ１０９において、接触位置１１Ａ及び接触位置１１Ｂの同時接触が有ると判別して出力し、Ｓ１０１に戻る。

＜タッチスイッチ装置の作用＞
実施の形態１に係るタッチスイッチ装置の作用について説明する。
タッチスイッチ装置１では、スイッチ部２Ａ、２Ｂのそれぞれが、異なる面積の電極部１４Ａ、１４Ｂを有する、つまり、接触が無い状態から同一条件の接触が有る状態に変化する場合に、互いに異なる静電容量に変化する。そして、判別部５が、スイッチ部２Ａ、２Ｂの静電容量の和の変化に応じて、スイッチ部２Ａ、２Ｂのそれぞれにおける接触有無を判別する。そのため、接触位置１１Ａの接触有無と、接触位置１１Ｂの接触有無と、接触位置１１Ａ及び接触位置１１Ｂの同時接触の有無と、の判別を、単一の信号線３で、つまり、信号線３を増やさなくても実現できるため、ノイズ耐力の低下、基板面積の増大、コストの増大、複数の信号線の引き回しに伴う基板配線の複雑化等が生じてしまうことが抑制される。

なお、タッチスイッチ装置１では、スイッチ部２Ａ、２Ｂのそれぞれが、異なる面積の電極部１４Ａ、１４Ｂを有しているが、そのような場合に限定されず、スイッチ部２Ａ、２Ｂの静電容量に差を与えることができるのであれば、他の形態であってもよい。例えば、接触位置１１Ａと電極部１４Ａとの間の間隔と、接触位置１１Ｂと電極部１４Ｂとの間の間隔と、を異ならせて、スイッチ部２Ａ、２Ｂの静電容量に差を与えてもよく、また、接触位置１１Ａと電極部１４Ａとの間に介在する誘電体の誘電率と、接触位置１１Ｂと電極部１４Ｂとの間に介在する誘電体の誘電率と、を異ならせて、スイッチ部２Ａ、２Ｂの静電容量に差を与えてもよい。電極部１４Ａの面積と、電極部１４Ｂの面積と、を異ならせて、スイッチ部２Ａ、２Ｂの静電容量に差を与える場合には、電極シート１４に電極パターンを転写するためのマスク部材等の形状を変更するのみでよいため、製造コスト等が増加してしまうことが抑制される。

図６は、実施の形態１に係るタッチスイッチ装置の、電極シートの変形例を説明するための図である。
また、タッチスイッチ装置１では、電極部１４Ａの大きさと、電極部１４Ｂの大きさと、を異ならせて、電極部１４Ａの面積と、電極部１４Ｂの面積と、を異ならせているが、そのような場合に限定されない。例えば、図６に示されるように、電極部１４Ａの大きさが、電極部１４Ｂの大きさと等しく、且つ、電極部１４Ａの形状のみが、メッシュ状であるような場合でも、電極部１４Ａの面積と、電極部１４Ｂの面積と、を異ならせることができる。また、電極部１４Ａ及び電極部１４Ｂの形状が、メッシュ状であり、且つ、導電性の物質の占有率が互いに異なるような場合でも、電極部１４Ａの面積と、電極部１４Ｂの面積と、を異ならせることができる。

実施の形態２．
以下、実施の形態２に係るタッチスイッチ装置について説明する。
なお、実施の形態１に係るタッチスイッチ装置と重複する説明は、適宜簡略化又は省略している。
＜タッチスイッチ装置の構成及び動作＞
以下に、実施の形態２に係るタッチスイッチ装置の構成及び動作について説明する。
図７〜図９は、実施の形態２に係るタッチスイッチ装置の、構成を説明するための図である。なお、図７は、タッチスイッチ装置１の正面図であり、図８は、タッチスイッチ装置１の図７におけるＢ−Ｂ線での断面図であり、図９は、タッチスイッチ装置１のブロック図である。

図７及び図８に示されるように、タッチスイッチ装置１は、指等の接触位置１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃが、図形、文字等によって明示された加飾カバー１１を有する。アクリル樹脂１２の裏面側には、接着剤１３を介して、電極部１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃが印刷された電極シート１４が貼り付けられる。

接触位置１１Ｃと、電極部１４Ｃと、アクリル樹脂１２の接触位置１１Ｃと電極部１４Ｃとの間に位置する領域と、でスイッチ部２Ｃが形成される。接触位置１１Ｃに指等が接近又は接触すると、指等と電極部１４Ｃとの間に静電結合が生じて、スイッチ部２Ｃの静電容量が増加する。

図９に示されるように、電極部１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃは、信号線３を介して、Ｃ／Ｖ変換回路４に接続される。スイッチ部２Ａ、２Ｂ、２Ｃにおける静電容量の和の変化は、Ｃ／Ｖ変換回路４によって、電圧値の変化に変換される。なお、スイッチ部２Ａ、２Ｂ、２Ｃにおける静電容量の和の変化を検出できるものであれば、Ｃ／Ｖ変換回路４が、他の回路に置き換えられてもよい。

判別部５は、Ｃ／Ｖ変換回路４の出力に基づいて、スイッチ部２Ａ、２Ｂ、２Ｃのそれぞれにおける接触有無を判別して、出力する。

例えば、接触位置１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃを明示する図形、文字等は、いずれも同じ大きさである。例えば、いずれも１００ｍｍ^２の正方形であり、人指し指で十分に覆うことができる大きさである。一方、電極部１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃは、互いに異なる面積である。例えば、電極部１４Ａの面積は、２０ｍｍ^２であり、電極部１４Ｂの面積は、４０ｍｍ^２であり、電極部１４Ｃの面積は、８０ｍｍ^２である。つまり、電極部１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃのうちの２つの電極部の面積の和は、残りの電極部の面積と異なる。また、電極部１４Ａと電極部１４Ｂと電極部１４Ｃは、単一の信号線３によって接続される。つまり、スイッチ部２Ａとスイッチ部２Ｂとスイッチ部２Ｃとは、単一の信号線３によって、並列に接続される。

図１０は、実施の形態２に係るタッチスイッチ装置の、Ｃ／Ｖ変換回路から出力される電圧値の時間変化と判別部の閾値との関係を説明するための図である。なお、図１０では、接触位置１１Ｃのみに指等が接触する際の電圧値をＶ４、接触位置１１Ａ及び接触位置１１Ｃに指等が同時接触する際の電圧値をＶ５、接触位置１１Ｂ及び接触位置１１Ｃに指等が同時接触する際の電圧値をＶ６、で表している。

接触位置１１Ａ、接触位置１１Ｂ及び接触位置１１Ｃの何れにも指等が接近又は接触していない状態から、接触位置１１Ｃのみに徐々に指等を近づけると（図１０におけるＴ＝０秒〜約５秒）、電圧値Ｖは、徐々に増加する。その後、指等が接触してその状態が維持される間、つまり接触期間において（図１０におけるＴ＝約５秒〜約７秒）、電圧値Ｖは概ね安定する。その際の電圧値ＶがＶ４と定義される。接触位置１１Ｃに対応する電極部１４Ｃの面積が、接触位置１１Ａに対応する電極部１４Ａの面積と、接触位置１１Ｂに対応する電極部１４Ｂの面積と、の和と比較して大きいため、Ｖ４＞Ｖ３となる。その後、指等が離れると（図１０におけるＴ＝約７秒〜約８秒）、電圧値Ｖは低下する。

接触位置１１Ａ、接触位置１１Ｂ及び接触位置１１Ｃの何れにも指等が接近又は接触していない状態から、接触位置１１Ａ及び接触位置１１Ｃの両方に徐々に指等を近づけると（図１０におけるＴ＝０秒〜約５秒）、電圧値Ｖは、徐々に増加する。その後、指等が接触してその状態が維持される間、つまり接触期間において（図１０におけるＴ＝約５秒〜約７秒）、電圧値Ｖは概ね安定する。その際の電圧値ＶがＶ５と定義される。スイッチ部２Ａ及びスイッチ部２Ｃが、単一の信号線３によって並列に接続されており、電圧値Ｖ５が、スイッチ部２Ａの静電容量とスイッチ部２Ｃの静電容量との和に相当する電圧値となるため、Ｖ５＞Ｖ４＞Ｖ１となる。その後、指等が離れると（図１０におけるＴ＝約７秒〜約８秒）、電圧値Ｖは低下する。

接触位置１１Ａ、接触位置１１Ｂ及び接触位置１１Ｃの何れにも指等が接近又は接触していない状態から、接触位置１１Ｂ及び接触位置１１Ｃの両方に徐々に指等を近づけると（図１０におけるＴ＝０秒〜約５秒）、電圧値Ｖは、徐々に増加する。その後、指等が接触してその状態が維持される間、つまり接触期間において（図１０におけるＴ＝約５秒〜約７秒）、電圧値Ｖは概ね安定する。その際の電圧値ＶがＶ６と定義される。スイッチ部２Ｂ及びスイッチ部２Ｃが、単一の信号線３によって並列に接続されており、電圧値Ｖ６が、スイッチ部２Ｂの静電容量とスイッチ部２Ｃの静電容量との和に相当する電圧値となるため、Ｖ６＞Ｖ４＞Ｖ２となる。また、接触位置１１Ｂに対応する電極部１４Ｂの面積が、接触位置１１Ａに対応する電極部１４Ａの面積と比較して大きいため、Ｖ６＞Ｖ５となる。その後、指等が離れると（図１０におけるＴ＝約７秒〜約８秒）、電圧値Ｖは低下する。

例えば、接触期間において（図１０におけるＴ＝約５秒〜約７秒）、電圧値Ｖ４は約１４５０ｍＶ、電圧値Ｖ５は約１６００ｍＶ、電圧値Ｖ６は約１８００ｍＶである。そして、判別部５には、予め、閾値ＴＨ４として電圧値１３７５ｍＶが設定され、閾値ＴＨ５として電圧値１５２５ｍＶが設定され、閾値ＴＨ６として電圧値１６７５ｍＶが設定される。

判別部５は、Ｃ／Ｖ変換回路４から出力される電圧値が、閾値ＴＨ３以上で且つ閾値ＴＨ４未満（以下では、その範囲を「判定領域Ａ＋Ｂ」と記載する場合がある。）である場合に、接触位置１１Ａ及び接触位置１１Ｂの同時接触が有ると判別する。判別部５は、Ｃ／Ｖ変換回路４から出力される電圧値が、閾値ＴＨ４以上で且つ閾値ＴＨ５未満（以下では、その範囲を「判定領域Ｃ」と記載する場合がある。）である場合に、接触位置１１Ｃに接触が有ると判別する。判別部５は、Ｃ／Ｖ変換回路４から出力される電圧値が、閾値ＴＨ５以上で且つ閾値ＴＨ６未満（以下では、その範囲を「判定領域Ａ＋Ｃ」と記載する場合がある。）である場合に、接触位置１１Ａ及び接触位置１１Ｃの同時接触が有ると判別する。判別部５は、Ｃ／Ｖ変換回路４から出力される電圧値が、閾値ＴＨ６以上（以下では、その範囲を「判定領域Ｂ＋Ｃ」と記載する場合がある。）である場合に、接触位置１１Ｂ及び接触位置１１Ｃの同時接触が有ると判別する。

判別部５は、特に、電圧値Ｖが、判定領域Ａ、判定領域Ｂ、判定領域Ａ＋Ｂ、判定領域Ｃ、及び、判定領域Ａ＋Ｃに属する場合には、予め設定された基準時間だけその領域に属するか否かを判別し、属すると判別される場合のみ、接触位置１１Ａに指等が接触している、接触位置１１Ｂに指等が接触している、接触位置１１Ａ及び接触位置１１Ｂに同時に指等が接触している、接触位置１１Ｃに指等が接触している、又は、接触位置１１Ａ及び接触位置１１Ｃに同時に指等が接触している、と判別する。

例えば、その基準時間は、５００ｍｓに設定される。図１０に示されるように、接触位置１１Ｂ及び接触位置１１Ｃに指等が同時接触している場合には、電圧値Ｖが判定領域Ａに属する期間は最大で約８０ｍｓであり、電圧値Ｖが判定領域Ｂに属する期間は最大で約１００ｍｓであり、電圧値Ｖが判定領域Ａ＋Ｂに属する期間は最大で約９０ｍｓであり、電圧値Ｖが判定領域Ｃに属する期間は最大で約１００ｍｓであり、電圧値Ｖが判定領域Ａ＋Ｃに属する期間は最大で約１５０ｍｓである。そのため、そのような基準時間に設定されることで、判別部５が、接触位置１１Ｂ及び接触位置１１Ｃに指等が同時接触しているにも関わらず、接触位置１１Ａに指等が接触している、接触位置１１Ｂに指等が接触している、接触位置１１Ａ及び接触位置１１Ｂに同時に指等が接触している、接触位置１１Ｃに指等が接触している、又は、接触位置１１Ａ及び接触位置１１Ｃに同時に指等が接触している、と誤って判別してしまうことが抑制される。

また、同様に、接触位置１１Ａ及び接触位置１１Ｃに指等が同時接触している場合、接触位置１１Ｃに指等が接触している場合、接触位置１１Ａ及び接触位置１１Ｂに指等が同時接触している場合、及び、接触位置１１Ｂに指等が接触している場合においても、そのような基準時間に設定されることで、判別部５が誤って判別してしまうことが抑制される。

＜判別部の動作＞
以下に、実施の形態２に係るタッチスイッチ装置の判別部の動作について説明する。
図１１は、実施の形態２に係るタッチスイッチ装置の、判別部の処理フローを説明するための図である。
図１１に示されるように、判別部５は、Ｓ２０８において、電圧値Ｖが、閾値ＴＨ３以上で且つ閾値ＴＨ４未満であるか否か、つまり判定領域Ａ＋Ｂに属するか否かを判定し、属する場合はＳ２０９に進み、属さない場合はＳ２１１に進む。判別部５は、Ｓ２０９において、電圧値Ｖが判定領域Ａ＋Ｂに属する連続時間が、予め設定された基準時間と比較して長いか否かを判定し、長い場合はＳ２１０に進み、長くない場合はＳ２０１に戻る。判別部５は、Ｓ２１０において、接触位置１１Ａ及び接触位置１１Ｂの同時接触が有ると判別して出力し、Ｓ２０１に戻る。

判別部５は、Ｓ２１１において、電圧値Ｖが、閾値ＴＨ４以上で且つ閾値ＴＨ５未満であるか否か、つまり判定領域Ｃに属するか否かを判定し、属する場合はＳ２１２に進み、属さない場合はＳ２１４に進む。判別部５は、Ｓ２１２において、電圧値Ｖが判定領域Ｃに属する連続時間が、予め設定された基準時間と比較して長いか否かを判定し、長い場合はＳ２１３に進み、長くない場合はＳ２０１に戻る。判別部５は、Ｓ２１３において、接触位置１１Ｃに接触が有ると判別して出力し、Ｓ２０１に戻る。

判別部５は、Ｓ２１４において、電圧値Ｖが、閾値ＴＨ５以上で且つ閾値ＴＨ６未満であるか否か、つまり判定領域Ａ＋Ｃに属するか否かを判定し、属する場合はＳ２１５に進み、属さない場合はＳ２１７に進む。判別部５は、Ｓ２１５において、電圧値Ｖが判定領域Ａ＋Ｃに属する連続時間が、予め設定された基準時間と比較して長いか否かを判定し、長い場合はＳ２１６に進み、長くない場合はＳ２０１に戻る。判別部５は、Ｓ２１６において、接触位置１１Ａ及び接触位置１１Ｃの同時接触が有ると判別して出力し、Ｓ２０１に戻る。

判別部５は、Ｓ２１７において、電圧値Ｖが、閾値ＴＨ６以上であるか否か、つまり判定領域Ｂ＋Ｃに属するか否かを判定し、属する場合はＳ２１８に進み、属さない場合はＳ２０１に戻る。判別部５は、Ｓ２１８において、接触位置１１Ｂ及び接触位置１１Ｃの同時接触が有ると判別して出力し、Ｓ２０１に戻る。

＜タッチスイッチ装置の作用＞
実施の形態２に係るタッチスイッチ装置の作用について説明する。
タッチスイッチ装置１では、スイッチ部が３つであるにも関わらず、電極部１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃの面積を互いに異ならせることで、単一の信号線３で、つまり、信号線３を増やさずに、スイッチ部２Ａ、２Ｂ、２Ｃのそれぞれの接触有無の判別を実現している。つまり、タッチスイッチ装置１では、スイッチ部の電極部の面積を互いに異ならせることによって、信号線３の増加を抑制しつつ、スイッチ部の数量を際限なく（つまり３つ以上に）増やすことが可能であるため、従来のタッチスイッチ装置と比較して、機能の拡張性が向上される。

なお、信号線３は、必ずしも単一である必要はない。例えば、スイッチ部の数量を大幅に増やす場合等では、従来のタッチスイッチ装置のように、信号線３が、複数であってもよく、また、各スイッチ部が、互いに異なる信号線３に接続された複数の電極部を有してもよい。つまり、タッチスイッチ装置１は、複数のスイッチ部の静電容量の和の変化に応じて、複数のスイッチ部のそれぞれにおける接触有無を判別することと、信号線の組合せを特定することによって、複数のスイッチ部のそれぞれにおける接触有無を判別することと、を両用したものであってもよい。

以上、実施の形態１及び実施の形態２について説明したが、本発明は各実施の形態の説明に限定されない。例えば、実施の形態の全て又は一部を組み合わせることも可能である。

１タッチスイッチ装置、２Ａ、２Ｂ、２Ｃスイッチ部、３信号線、４Ｃ／Ｖ変換回路、５判別部、１１加飾カバー、１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ接触位置、１２アクリル樹脂、１３接着剤、１４電極シート、１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ電極部。

Claims

複数のスイッチ部と、
前記複数のスイッチ部のそれぞれにおける接触有無を判別する判別部と、
を備え、
前記複数のスイッチ部のそれぞれは、接触が無い状態から同一条件の接触が有る状態に変化する場合に、互いに異なる静電容量に変化し、
前記判別部は、前記複数のスイッチ部の前記静電容量の和の変化に応じて、前記複数のスイッチ部のそれぞれにおける接触有無を判別するものであり、
前記判別部は、
前記複数のスイッチ部の接触状態の組み合わせのそれぞれに応じて定まる複数の前記静電容量の判定領域を有し、
前記複数のスイッチ部の前記静電容量の和が各判定領域のうちの何れかに属する時間が、予め設定された基準時間になったとき、該和が属する前記判定領域に応じた前記複数のスイッチ部のうちの少なくとも１つに接触が有ると判別する、
ことを特徴とするタッチスイッチ装置。
前記複数のスイッチ部のそれぞれは、互いに異なる面積の電極部を有する、
ことを特徴とする請求項１に記載のタッチスイッチ装置。
複数の前記電極部は、単一の信号線で接続された、
ことを特徴とする請求項２に記載のタッチスイッチ装置。
前記判別部は、前記複数のスイッチ部の前記静電容量の和の変化に応じて、前記複数のスイッチ部のうちの少なくとも２つのスイッチ部の、同時接触の有無を判別する、
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のタッチスイッチ装置。
接触が無い状態から同一条件の接触が有る状態に変化する場合に、互いに異なる静電容量に変化する複数のスイッチ部を備え、前記複数のスイッチ部の接触状態の組み合わせのそれぞれに応じて定まる複数の前記静電容量の判定領域を有するタッチスイッチ装置に用いられる、接触有無の判別方法であって、
前記複数のスイッチ部の前記静電容量の和が各判定領域のうちの何れかに属する時間が、予め設定された基準時間になったとき、該和が属する前記判定領域に応じた前記複数のスイッチ部のうちの少なくとも１つに接触が有ると判別する、
ことを特徴とする接触有無の判別方法。