JP6996355B2

JP6996355B2 - 静電容量式操作装置

Info

Publication number: JP6996355B2
Application number: JP2018040103A
Authority: JP
Inventors: 雅彦立石
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2018-03-06
Filing date: 2018-03-06
Publication date: 2022-01-17
Anticipated expiration: 2038-03-06
Also published as: JP2019153558A

Description

この明細書による開示は、静電容量式操作装置に関する。

従来、静電容量式操作装置が知られている。特許文献１に開示の装置は、フェイス部材、電極、状態判定部を備えている。電極は、フェイス部材に対するタップ操作を検出する。状態判定部は、電極の静電容量に関する２つの閾値α，βに基づいて、タップ状態と非接触状態とを識別する。

特許第５３３２５１９号公報

しかしながら、特許文献１の装置では、閾値α，βが予め設定された固定値である。一方、操作者又は操作環境によって、操作の強弱にばらつきが発生し得る。したがって、閾値α，βを予め設定された固定値にすると、操作感が十分良好ではない場合があった。

開示されるひとつの目的は、操作感が良好な静電容量式操作装置を提供することにある。

ここに開示された静電容量式操作装置の態様は、可撓性を有し、スイッチ（ＳＷ）が設定されたフェイス部材（１０）と、
スイッチに対するタッチ操作を検出するタッチ検出電極（ＥＴ）と、
タッチ検出電極を挟んでフェイス部材とは反対側に、タッチ検出電極とは所定の空隙を空けて設けられ、スイッチに対する押下操作を検出する押下検出電極（ＥＰ）と、
押下検出電極が検出した静電容量に基づいて、押下操作の状態を判定する押下判定部（２４，２２４）と、を備え、
押下判定部は、
押下検出電極の静電容量が所定のオン押下閾値以上になると押下状態になったと判定する押下オン判定部（２５）と、
押下状態になった時点からの押下検出電極の静電容量の最大値を記憶する最大値記憶部（２７）と、
最大値から所定の戻り幅を差し引いたオフ押下閾値を算出するオフ押下閾値算出部（２８）と、
押下検出電極の静電容量がオフ押下閾値を下回ると非押下状態になったと判定する押下オフ判定部（２６）と、を有する。

このような静電容量式操作装置によると、タッチ検出電極がフェイス部材に設定されたスイッチに対するタッチ操作を検出すると共に、押下検出電極が当該スイッチに対する押下操作を検出する。タッチ操作と押下操作との２段階の操作が検出されることにより、例えば誤ってタッチしただけでスイッチが完全に入ってしまう等の誤操作を抑制することができると共に、タッチ操作を検出した時点で何らかの制御を開始することができるため、操作感を向上させることができる。

さらに、押下検出電極が検出した静電容量に基づいた押下操作の状態判定において、押下状態になった時点から、押下検出電極の静電容量の最大値が記憶され、当該最大値から所定の戻り幅を差し引いたオフ押下閾値が設定される。このオフ押下閾値を下回ると非押下状態になったと判定される。すなわち、最大値から所定の戻り幅だけ操作を戻すと、非押下状態と判定されるので、判定のタイミングが早くなり、良好な操作感が得られる。そして、操作の強弱にばらつきが生じても、その時の押下の強さに対応した最大値に基づいてオフ押下閾値が設定されるので、良好な操作感を操作の強弱のばらつきに関わらず安定的に得ることができる。

なお、括弧内の符号は、後述する実施形態の部分との対応関係を例示的に示すものであって、技術的範囲を限定することを意図するものではない。

第１実施形態の静電容量式操作装置を示す正面図である。図１のII－II線断面図である。第１実施形態の静電容量式操作装置の概略的な構成を示すブロック図である。第１実施形態の静電容量式操作装置におけるバックライト輝度を説明するためのタイムチャートである。第１実施形態の静電スイッチオンオフ判定部の詳細を示すブロック図である。第１実施形態の押下判定部による基本的な挙動を説明するための一例を示すタイムチャートである。第１実施形態の押下判定部による連続押下操作に対する挙動を説明するための一例を示すタイムチャートである。第１実施形態の静電容量式操作装置における状態遷移図である。第１実施形態の静電容量式操作装置による処理のうちＳ１０１～Ｓ２１０までの処理を示すフローチャートである。第１実施形態の静電容量式操作装置による処理のうちＳ３０１～Ｓ３１０までの処理を示すフローチャートである。第１実施形態の静電容量式操作装置による処理のうちＳ４０１～Ｓ４０６までの処理を示すフローチャートである。第２実施形態の押下判定部による基本的な挙動を説明するための一例を示すタイムチャートである。第２実施形態における図５に対応する図である。第２実施形態における図９に対応するフローチャートである。

以下、複数の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部分のみを説明している場合、当該構成の他の部分については、先行して説明した他の実施形態の構成を適用することができる。また、各実施形態の説明において明示している構成の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても複数の実施形態の構成同士を部分的に組み合せることができる。

（第１実施形態）
本開示の第１実施形態よる静電容量式操作装置１００は、図１～３に示すように、例えば車両に搭載されており、車室内の空調に関する設定をするためのエアコンパネルとなっている。本実施形態の操作装置１００は、フェイスプレート１０上に並んだ複数のスイッチＳＷ（ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３）を備えている。各スイッチＳＷには、それぞれ異なる機能が割り当てられている。各スイッチＳＷは、操作者がフェイスプレート１０に向けて行なうタッチ操作及び押下操作を検出するようになっている。

図４に示すように、各スイッチＳＷは、操作のない状態ではバックライト輝度が暗くなり、例えばタッチ操作を検出すると、選択状態となってバックライト輝度が中間の輝度となる。各スイッチＳＷは、さらに押下操作を検出すると、決定状態となって、バックライト輝度がさらに明るくなると共にスイッチＳＷのオン状態及びオフ状態が切り替わるようになっている。したがって、車両の振動等で誤ってスイッチＳＷに操作者の手が触れてしまっても、それだけではスイッチＳＷの切り替えが発生しないようになっており、操作装置１００における誤操作が生じ難くなっている。

このような操作装置１００は、図１～３に示すように、フェイスプレート１０、スイッチＳＷ毎に設けられたタッチ検出電極ＥＴ（ＥＴ１，ＥＴ２，ＥＴ３）、スイッチＳＷ毎に設けられた押下検出電極ＥＰ（ＥＰ１，ＥＰ２，ＥＰ３）、基板１６、制御部２０等により構成されている。

フェイスプレート１０は、例えば合成樹脂により、平板状に形成されており、可撓性を有して、装置１００外部に露出する露出面１１を形成している。フェイスプレート１０の露出面１１上には、各スイッチＳＷに個別に対応した標識１３が並んで配置されている。各スイッチＳＷの標識１３は、そのスイッチＳＷの機能を表す文字ないしは図柄を有している。

複数のタッチ検出電極ＥＴは、図２に示すように、各フェイスプレート１０の露出面１１とは反対側の裏面１２に貼り付けられて形成されている。より詳細に、各タッチ検出電極ＥＴは、スイッチＳＷの標識１３の裏側にそれぞれ配置されていることで、各スイッチＳＷに個別に対応している。各タッチ検出電極ＥＴは、操作者の例えば指との距離に基づいた静電容量の変化により生じた電圧変化を、接続線１７を通じて、制御部２０へ向けた電気信号として出力する。こうして各タッチ検出電極ＥＴは、スイッチＳＷの標識１３に対するタッチ操作を、検出可能に形成されている。

複数の押下検出電極ＥＰは、各タッチ検出電極ＥＴに個別に対応している。各押下検出電極ＥＰは、各タッチ検出電極ＥＴを挟んでフェイスプレート１０とは反対側に、タッチ検出電極ＥＴとは空隙を所定間隔に空けて配置されている。これにより、１つのタッチ検出電極ＥＴと１つ押下検出電極ＥＰとが対をなすように互いに対向している。各押下検出電極ＥＰは、平板状に形成された基板１６により固定されることで、タッチ検出電極ＥＴに対して一定の間隔を保持可能となっている。

各押下検出電極ＥＰは、対となるタッチ検出電極ＥＴとの距離に応じた静電容量の変化により生じた電圧変化を、接続線１８を通じて、制御部２０へ向けた電気信号として出力する。こうして各押下検出電極ＥＰは、スイッチＳＷの標識１３に対する押下操作を、検出可能に形成されている。すなわち、操作者が例えば指でフェイスプレート１０上のスイッチＳＷの標識１３を押下すると、フェイスプレート１０が当該標識１３を中心に撓む。その結果、当該標識１３に対応したタッチ検出電極ＥＴが押下検出電極ＥＰ側へ押し込まれ、タッチ検出電極ＥＴと押下検出電極ＥＰとの距離が近くなる。こうして押下検出電極ＥＰの静電容量が増大し、押下操作が検出可能となるのである。

一方で、タッチ操作だけでは、フェイスプレート１０が殆ど撓まないので、タッチ検出電極ＥＴと押下検出電極ＥＰとの距離は、操作のない状態に対して変化しない。したがって、タッチ検出電極ＥＴの静電容量だけが増大することとなり、タッチ操作と押下操作とを識別することが可能となる。

このような原理により、互いに並んだ各スイッチＳＷは、一対のタッチ検出電極ＥＴと押下検出電極ＥＰとを組み合わせて、操作者によるタッチ操作及び押下操作に対応したスイッチ動作をそれぞれ実現する。

制御部２０は、図３に示すように、例えば基板に実装された電子回路を主体として構成されている。制御部２０は、少なくとも１つのプロセッサ及び少なくとも１つの記憶媒体を有したマイクロコンピュータによって提供されている。プロセッサが記憶媒体に記憶されたコンピュータプログラムを実行することにより、各種処理を実現可能となっている。記憶媒体は、コンピュータによって読み取り可能なプログラムを非一時的に格納する非遷移的実体的記憶媒体となっている。プログラムは、制御部２０によって実行されることによって、制御部２０をこの明細書に記載される装置として機能させ、この明細書に記載される方法を実行するように制御部２０を機能させる。

制御部２０が提供する手段及び／又は機能は、実体的なメモリに記録されたソフトウェア及びそれを実行するコンピュータ、ソフトウェアのみ、ハードウェアのみ、あるいはそれらの組合せによって提供することができる。例えば、制御部２０がハードウェアである電子回路によって提供される場合、それが多数の論理回路を含むデジタル回路、又はアナログ回路によって提供することができる。

制御部２０は、プログラムを実行することにより発現される機能ブロックとして、静電容量計測部２１及び静電スイッチオンオフ判定部２２を有している。

静電容量計測部２１は、各スイッチＳＷを構成するタッチ検出電極ＥＴ及び押下検出電極ＥＰの静電容量を計測する。本実施形態の静電容量計測部２１は、静電容量に対応する値として一定時間毎のカウント値を計測する。カウント値は、例えばスイッチトキャパシタ回路を用いて得ることができ、タッチ検出電極ＥＴ又は押下検出電極ＥＰと電気的に接続されたキャパシタの放充電回数に応じて発生するパルス数をカウントすることで得られる。

静電スイッチオンオフ判定部２２は、静電容量計測部２１による計測結果を用いて、各スイッチＳＷのオン状態及びオフ状態を判定する。静電スイッチオンオフ判定部２２は、図５に示すように、機能ブロックとして、各スイッチＳＷのタッチ状態及び非タッチ状態を判定するタッチ判定部２３と、各スイッチＳＷの押下状態及び非押下状態を判定する押下判定部２４とを有する。静電スイッチオンオフ判定部２２は、例えば対象のスイッチＳＷがタッチ状態かつ押下状態となると、当該スイッチＳＷのオン状態とオフ状態とを切り替え、その結果を電気信号として空調装置等の外部の機器へ出力する。

ここで、押下判定部２４による各スイッチＳＷの押下判定について、より詳細に説明する。押下判定部２４は、機能ブロックとして、押下オン判定部２５、押下オフ判定部２６、最大値記憶部２７、オフ押下閾値算出部２８、継続時間計測部２９、最小値記憶部３０、及び連続押下閾値設定部３１を有している。

押下オン判定部２５は、対象のスイッチＳＷにおける押下検出電極ＥＰの静電容量が所定のオン押下閾値ＴｐＯＮ以上になると押下状態になったと判定する。オン押下閾値ＴｐＯＮは、例えば２００カウントに、予め設定されている。

押下オフ判定部２６は、対象のスイッチＳＷにおける押下検出電極ＥＰの静電容量が所定のオフ押下閾値ＴｐＯＦＦを下回ると非押下状態になったと判定する。オフ押下閾値ＴｐＯＦＦは、オフ押下閾値算出部２８による算出結果に基づいて決定される。

最大値記憶部２７は、オフ押下閾値算出部２８によるオフ押下閾値ＴｐＯＦＦの算出に用いられる最大値Ｃｍａｘを記憶する。より詳細に、図６に示すように、最大値記憶部２７は、対象のスイッチＳＷについて、押下オン判定部２５が押下状態になったと判定した時点（図６のｔ１参照）からの対応する押下検出電極ＥＰの静電容量の最大値Ｃｍａｘを記憶する。すなわち、押下操作において、操作者がスイッチＳＷをより押し込むことにより、押下検出電極ＥＰの静電容量が増加し続ければ、最大値記憶部２７は、当該静電容量の増大に伴って最大値Ｃｍａｘを更新し続ける。操作者がフェイスプレート１０を強く押下した状態では、押下検出電極ＥＰの静電容量が６００～８００カウント付近の値をとる。操作者が例えば指の力を緩めて当該指を戻し始めると、押下検出電極ＥＰの静電容量は減少に転ずるため、最大値Ｃｍａｘの更新は停止される。

オフ押下閾値算出部２８は、最大値Ｃｍａｘから所定の戻り幅ＲＯを差し引いたオフ押下閾値ＴｐＯＦＦを算出する。すなわち、オフ押下閾値ＴｐＯＦＦは、通常時、ＴｐＯＦＦ＝Ｃｍａｘ－ＲＯの式により計算される。戻り幅ＲＯは、最大値Ｃｍａｘとして想定されている６００～８００カウントとオン押下閾値ＴｐＯＮの値との差よりも小さな値に、例えば２００カウントに、予め設定されている。操作者が例えば指の力を緩めて当該指を戻し始めることにより、最大値Ｃｍａｘから戻り幅ＲＯ分、押下検出電極ＥＰの静電容量が減少すると、当該静電容量がオフ押下閾値ＴｐＯＦＦを下回る結果、押下オフ判定部２６は、対象のスイッチＳＷについて非押下状態になったと判定することとなる（図６のｔ２参照）。

ただし、オフ押下閾値算出部２８は、操作者が対象のスイッチＳＷを長押しした場合に、オフ押下閾値ＴｐＯＦＦをオン押下閾値ＴｐＯＮに一致させるようになっている。このため、継続時間計測部２９は、押下オン判定部２５が押下状態になったと判定した時点からの押下操作の継続時間を計測するようになっている。この継続時間が長押し判定時間ＴＰＨを超えた場合に、押下操作が長押しであると判定され、ＴｐＯＦＦ＝ＴｐＯＮとされる。長押し判定時間ＴＰＨは、例えば４００ｍｓに予め設定されている。

すなわち、押下操作が長押しである場合に、長押しの間に、車両の振動等により指が意図せず戻ってしまう可能性があり、仮にＴｐＯＦＦ＝Ｃｍａｘ－ＲＯの式によりオフ押下閾値ＴｐＯＦＦが設定されると、そのときに戻り幅ＲＯ分静電容量が低下してしまうことで非押下状態と判定されてしまう。そこで本実施形態では、ＴｐＯＦＦ＝ＴｐＯＮとすることで、長押し操作の安定性が高められている。

さて、本操作装置１００の各スイッチＳＷには、長押し操作だけでなく、図７に示すような連続押下操作がなされる可能性がある。こうした連続押下操作に対応するために、最小値記憶部３０は、押下オン判定部２５が押下状態になった後、さらに押下オフ判定部２６が非押下状態になったと判定した時点（図７のｔ１参照）からの対応する押下検出電極ＥＰの静電容量の最小値Ｃｍｉｎを記憶する。押下操作において、操作者が例えば指の力を緩めて当該指を戻すことにより、押下検出電極ＥＰの静電容量が減少し続ければ、最小値記憶部３０は、当該静電容量の減少に伴って最小値Ｃｍｉｎを更新し続ける。操作者が再びスイッチＳＷを押し込み始めると、押下検出電極ＥＰの静電容量は再び増加に転ずるため、最小値Ｃｍｉｎの更新は停止される。

押下検出電極ＥＰの静電容量が再び増加に転じた時点で、オン押下閾値ＴｐＯＮが一時的に変更される。より詳細に、連続押下閾値設定部３１は、最大値記憶部２７が記憶した最大値Ｃｍａｘと最小値記憶部３０が記憶した最小値Ｃｍｉｎとの間に、新たなオン押下閾値ＴｐＯＮｃｏｎｔを設定する。特に本実施形態では、新たなオン押下閾値ＴｐＯＮｃｏｎｔは、ＴｐＯＮｃｏｎｔ＝（Ｃｍａｘ＋Ｃｍｉｎ）／２の式により算出される。

すなわち、連続押し操作では、操作者がフェイスプレート１０の撓みが元に戻る前に次の押下操作に入ってしまう場合があり、押下検出電極ＥＰの静電容量がオン押下閾値ＴｐＯＮを下回る前に、再び増加に転じる可能性がある。このとき、当該静電容量はオン押下閾値ＴｐＯＮを跨がないため、押下判定が正常になされない可能性がある。しかし、本実施形態では、押下検出電極ＥＰの静電容量が再び増加に転じた時点で、オン押下閾値ＴｐＯＮがオン押下閾値ＴｐＯＮｃｏｎｔ一時的に変更される。故に、押下オン判定部２５は、押下検出電極ＥＰの静電容量が所定のオン押下閾値ＴｐＯＮｃｏｎｔ以上になると押下状態になったと判定する（図７のｔ２参照）ようになり、確実に連続押下操作の判定が実施される。

ここで、仮に最大値Ｃｍａｘと最小値Ｃｍｉｎの差がわずかである場合、ＴｐＯＮｃｏｎｔ＝（Ｃｍａｘ＋Ｃｍｉｎ）／２とすると、例えば車両の振動の影響による操作者の指のふらつき等により、静電容量が不安定になり、誤判定されてしまうことが懸念される。したがって本実施形態では、Ｃｍａｘ－Ｃｍｉｎ＜ＭｉｎＣａｐＤｉｆｆの場合には、ＴｐＯＮｃｏｎｔ＝Ｃｍｉｎ＋ＭｉｎＣａｐＤｉｆｆ／２とすることで、オン押下閾値ＴｐＯＮが最小値Ｃｍｉｎから所定値以上離れるようにしている。最小静電容量差分ＭｉｎＣａｐＤｉｆｆは、例えば２００カウントに予め設定されている。

以下、第１実施形態の制御部２０により実行される処理を、フローチャートに基づいて説明する。

本処理では、図８の状態遷移図に示されるように、ＳＷ状態という変数が以下のように定義される。ＳＷ状態は、０，１，２の値を取る。ＳＷ状態が０の値を取る状態は、操作者が対象のスイッチＳＷにタッチしていない状態又は操作者が当該スイッチＳＷにタッチしたが押し込んでいない状態（すなわち非押下状態）を示す。ＳＷ状態が１の値を取る状態は、０の値の状態から押下オン判定部２５が押下状態になったと判定した状態を示す。ＳＷ状態が２の値を取る状態、１の値の状態から操作者が例えば指を戻しはじめ、押下オフ判定部２６が非押下状態になったと判定したが、スイッチＳＷから指が離れていない状態を示す。なお、操作装置１００の起動時におけるＳＷ状態の初期値は、０となっている。

図９～１１のフローチャートの処理は、所定の周期毎に実施される。本実施形態ではその周期が１００ｍｓとなっている。本処理は、各スイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３に対してそれぞれ実施される。

まず、図９に示すように、ステップＳ１０１～Ｓ１０４では、ｘ番目のスイッチＳＷに対するタッチ判定を行なう。詳細を以下に説明する。

Ｓ１０１では、ｘ番目のスイッチＳＷのタッチ検出電極ＥＴの静電容量ＣＴｘを計測する。Ｓ１０１の処理後、Ｓ１０２へ移る。

Ｓ１０２では、静電容量ＣＴｘがタッチ閾値Ｔｔ以上であるか否かを判定する。Ｓ１０２にて肯定判定が下されると、Ｓ１０３へ移る。Ｓ１０２にて否定判定が下されると、Ｓ１０４へ移る。

Ｓ１０３では、ｘ番目のスイッチＳＷについて、タッチ状態であると判定する。Ｓ１０３の処理後、Ｓ２０１へ移る。

Ｓ１０４では、ｘ番目のスイッチＳＷについて、ＳＷ状態を０の値とし、非タッチ状態かつ非押下状態であると判定する。Ｓ１０４を以って一連の処理を終了する。

次に、図９に示すように、ステップＳ２０１～Ｓ２１０では、ｘ番目のスイッチＳＷに対する押下判定を行なう。詳細を以下に説明する。

Ｓ２０１では、ｘ番目のスイッチＳＷの押下検出電極ＥＰの静電容量ＣＰｘを計測する。Ｓ２０１の処理後、Ｓ２０２へ移る。

Ｓ２０２では、ｘ番目のスイッチＳＷについて、現在のＳＷ状態が２であるか否かを判定する。Ｓ２０２にて否定判定が下されると、Ｓ２０３へ移る。Ｓ２０３にて肯定判定が下されると、Ｓ２０６へ移る。

Ｓ２０３（ＳＷ状態は０又は１である）では、静電容量ＣＰｘがオン押下閾値ＴｐＯＮ以上であるか否かを判定する。Ｓ２０３にて肯定判定が下されると、Ｓ２０４へ移る。Ｓ２０３にて否定判定が下されると、Ｓ２０５へ移る。

Ｓ２０４では、ｘ番目のスイッチＳＷについて、押下状態であると判定する。Ｓ２０５の処理後、ステップＳ２０９へ移る。

Ｓ２０５では、ｘ番目のスイッチＳＷについて、非押下状態であると判定する。Ｓ２０６の処理後、ステップＳ２０９へ移る。

Ｓ２０６（ＳＷ状態は２である）では、操作者は、ｘ番目のスイッチＳＷを１回以上押下した後、タッチ状態を維持したまま押下する力を緩めた状態になっている。そこで、静電容量ＣＰｘがオン押下閾値ＴｐＯＮｃｏｎｔ以上であるか否かを判定する。Ｓ２０６にて肯定判定が下されると、Ｓ２０７へ移る。Ｓ２０６にて否定判定が下されると、Ｓ２０８へ移る。

Ｓ２０７では、ｘ番目のスイッチＳＷについて、押下状態であると判定する。すなわち、連続押下操作がなされていると判定される。Ｓ２０７の処理後、ステップＳ２０９へ移る。

Ｓ２０８では、ｘ番目のスイッチＳＷについて、非押下状態であると判定する。Ｓ２０８の処理後、ステップＳ２０９へ移る。

Ｓ２０９では、ｘ番目のスイッチＳＷについて、押下状態であるか否かを判定する。Ｓ２０９にて肯定判定が下されると、Ｓ３０１へ移る。Ｓ２０９にて否定判定が下されると、Ｓ２１０へ移る。

Ｓ２１０（ＳＷ状態は０又は２である）では、ＳＷ状態が０であるか否かを判定する。Ｓ２１０にて肯定判定が下されると、一連の処理を終了する。Ｓ２１０にて否定判定が下されると、Ｓ４０１へ移る。

次に、図１０に示すように、ステップＳ３０１～Ｓ３１０では、ＳＷ状態が１となる状況下の押下判定を続行する。以下に詳細を説明する。

Ｓ３０１では、ＳＷ状態が０であるか否かを判定する。Ｓ３０１にて肯定判定が下されると、Ｓ３０２へ移る。Ｓ３０１にて否定判定が下されると、Ｓ３０３へ移る。

Ｓ３０２（ＳＷ状態は０である）では、ｘ番目のスイッチＳＷについて、Ｓ２０４又はＳ２０７にて新たに押下状態になったと判定されているため、ＳＷ状態を１に更新する。さらに、最大値ＣｍａｘにＳ２０１にて計測された静電容量ＣＰｘを代入する。加えて、長押し継続時間に０を代入する。Ｓ３０２の処理後、Ｓ３０４へ移る。

Ｓ３０３（ＳＷ状態は１である）では、最大値Ｃｍａｘ及び長押し継続時間を更新する。Ｓ３０３の処理後、Ｓ３０４へ移る。

Ｓ３０４（ＳＷ状態は１である）では、ｘ番目のスイッチＳＷについて、継続時間が長押し判定時間ＴＰＨ以上であるか否かを判定する。Ｓ３０４にて否定判定が下されると、Ｓ３０５へ移る。Ｓ３０４にて肯定判定が下されると、Ｓ３０６へ移る。

Ｓ３０５では、オフ押下閾値ＴｐＯＦＦに、Ｃｍａｘ－ＲＯの値を代入する。Ｓ３０５の処理後、Ｓ３０７へ移る。

Ｓ３０６では、オフ押下閾値ＴｐＯＦＦに、オン押下閾値ＴｐＯＮの値を代入する。Ｓ３０６の処理後、Ｓ３０９へ移る。

Ｓ３０７では、オフ押下閾値ＴｐＯＦＦがオン押下閾値ＴｐＯＮを下回っているか否かを判定する。Ｓ３０７にて肯定判定が下されると、Ｓ３０８へ移る。Ｓ３０８にて否定判定が下されると、Ｓ３０９へ移る。

Ｓ３０８では、オフ押下閾値ＴｐＯＦＦに、オン押下閾値ＴｐＯＮの値を代入する。この処理は、オフ押下閾値ＴｐＯＦＦがオン押下閾値ＴｐＯＮを下回らないようにし、操作感を維持するためのガード処理である。Ｓ３０８の処理後、Ｓ３０９へ移る。

Ｓ３０９では、静電容量ＣＰｘがオフ押下閾値ＴｐＯＦＦを下回っているか否かを判定する。Ｓ３０９にて肯定判定が下されると、Ｓ３１０へ移る。Ｓ３０９にて否定判定が下されると、一連の処理を終了する。

Ｓ３１０では、ＳＷ状態を２に更新し、非押下状態であると判定する。さらに、最小値Ｃｍｉｎに静電容量ＣＰｘの値を代入する。Ｓ３１０の処理後、Ｓ４０１へ移る。すなわち、操作者がタッチ状態を維持したまま、押下する力を弱めたことになるので、連続押下を判定するための処理に入る。

次に、図１１に示すように、ステップＳ４０１～Ｓ４０４では、ｘ番目のスイッチＳＷについて連続押下判定を行なう。以下に詳細を示す。

Ｓ４０１では、最小値Ｃｍｉｎを更新する。Ｓ４０１の処理後、Ｓ４０２へ移る。

Ｓ４０２では、最小値Ｃｍｉｎがオン押下閾値ＴｐＯＮを下回っているか否かを判定する。Ｓ４０２にて肯定判定が下されると、Ｓ４０３へ移る。Ｓ４０２にて否定判定が下されると、Ｓ４０４へ移る。

Ｓ４０３では、最小値Ｃｍｉｎにオン押下閾値ＴｐＯＮを代入する。すなわち、最小値Ｃｍｉｎが０に近い非常に小さな値になると、オン押下閾値ＴｐＯＮｃｏｎｔが小さな値になり、正常な連続押下判定が困難となるため、これを回避するためこの処理が実施される。Ｓ４０３の処理後、Ｓ４０４へ移る。

Ｓ４０４では、Ｃｍａｘ－Ｃｍｉｎの値が最小静電容量差分ＭｉｎＣａｐＤｉｆｆ以上であるか否かを判定する。Ｓ４０４にて肯定判定が下されると、Ｓ４０５へ移る。Ｓ４０４にて否定判定が下されると、Ｓ４０６へ移る。

Ｓ４０５では、オン押下閾値ＴｐＯＮｃｏｎｔに、（Ｃｍａｘ＋Ｃｍｉｎ）／２の値を代入する。Ｓ４０５を以って一連の処理を終了する。

Ｓ４０６では、オン押下閾値ＴｐＯＮｃｏｎｔに、ＭｉｎＣａｐＤｉｆｆ／２の値を代入する。Ｓ４０６を以って一連の処理を終了する。

（作用効果）
以上説明した第１実施形態の作用効果を以下に改めて説明する。

第１実施形態によると、タッチ検出電極ＥＴがフェイスプレート１０に設定されたスイッチＳＷに対するタッチ操作を検出すると共に、押下検出電極ＥＰが当該スイッチＳＷに対する押下操作を検出する。タッチ操作と押下操作との２段階の操作が検出されることにより、例えば誤ってタッチしただけでスイッチＳＷが完全に入ってしまう等の誤操作を抑制することができると共に、タッチ操作を検出した時点で何らかの制御を開始することができるため、操作感を向上させることができる。

さらに、押下検出電極ＥＰが検出した静電容量に基づいた押下操作の状態判定において、押下状態になった時点から、押下検出電極ＥＰの静電容量の最大値Ｃｍａｘが記憶され、当該最大値Ｃｍａｘから所定の戻り幅ＲＰを差し引いたオフ押下閾値ＴｐＯＦＦが設定される。このオフ押下閾値ＴｐＯＦＦを下回ると非押下状態になったと判定される。すなわち、最大値Ｃｍａｘから所定の戻り幅ＲＯだけ操作を戻すと、非押下状態と判定されるので、判定のタイミングが早くなり、良好な操作感が得られる。そして、操作の強弱にばらつきが生じても、その時の押下の強さに対応した最大値Ｃｍａｘに基づいてオフ押下閾値ＴｐＯＦＦが設定されるので、良好な操作感を操作の強弱のばらつきに関わらず安定的に得ることができる。

また、第１実施形態によると、押下状態になった時点からの押下操作の継続時間が長押し判定時間ＴＰＨを超えた場合に、オフ押下閾値ＴｐＯＦＦがオン押下閾値ＴｐＯＮと一致するように変更される。このようにすることで、長押し時に少し指を戻しただけで非押下状態と判定されることが回避される。故に、長押し操作における安定性が高まり、操作感を向上させることができる。

また、第１実施形態によると、押下状態になった後、さらに非押下状態になった時点からの押下検出電極ＥＰの静電容量の最小値Ｃｍｉｎが記憶され、その最小値Ｃｍｉｎと最大値Ｃｍａｘとの間に、連続押下操作用の新たなオン押下閾値ＴｐＯＮｃｏｎｔが設定される。したがって、連続押下操作をする場合に、当初のオン押下閾値ＴｐＯＮを下回るまで操作の力を緩めなくても、再び押下状態となる判定をすることが可能になる。故に、連続押下操作がより確実に検出されるようになり、操作感を向上させることができる。

また、第１実施形態によると、オフ押下閾値ＴｐＯＦＦは、最大値Ｃｍａｘから所定の戻り幅ＲＯを差し引いた値がオン押下閾値ＴｐＯＮを下回る場合に、オン押下閾値ＴｐＯＮに一致される。このようにすることで、操作を戻すときに、操作開始時よりも判定が遅くなることが抑制されるので、操作感を向上させることができる。

（第２実施形態）
第２実施形態は第１実施形態の変形例である。第２実施形態について、第１実施形態とは異なる点を中心に説明する。

図１のＭＯＤＥスイッチＳＷ１を、操作者としての助手席乗員が押下すると、フェイスプレート１０がＭＯＤＥスイッチＳＷ１部分を中心に撓む。これにより、ＭＯＤＥスイッチＳＷ１の周辺のＡＵＴＯスイッチＳＷ２におけるタッチ検出電極ＥＴ２と押下検出電極ＥＰ２との距離が近くなる。したがって、図１２に示すように、ＭＯＤＥスイッチＳＷ１の押下検出電極ＥＰ１の静電容量だけでなく、ＡＵＴＯスイッチＳＷ２の押下検出電極ＥＰ２の静電容量も高くなる（図１２のｔ１参照）。

このとき、ＡＵＴＯスイッチＳＷ２のタッチ検出電極ＥＴ２を用いて、ＡＵＴＯスイッチＳＷ２の非タッチ状態が判別されているため、ＡＵＴＯスイッチＳＷ２が押下状態と判定されることはない。しかしながら、この状態下で、例えば操作者として助手席乗員とは別の運転席乗員がＡＵＴＯスイッチＳＷ２に対してタッチ操作する（図１２のｔ２参照）と、押下検出電極ＥＰ２の静電容量が高い状態であるため、仮にオン押下閾値ＴｐＯＮを例えば所定の２００カウントに固定しておくと、誤って押下状態であると判定されてしまう可能性がある。

図１３に示すように、第２実施形態の押下判定部２２４は、機能ブロックとして、ベース変更部２３２を有している。ベース変更部２３２は、オン押下閾値ＴｐＯＮを、補正値としてのベースラインＢｘを用いて変更する。ベースラインＢｘは、対象のスイッチＳＷがタッチされた時点の押下検出電極ＥＰの静電容量である。ベース変更部２３２は、対象のスイッチＳＷがタッチされた時点で、オン押下閾値ＴｐＯＮをベースラインＢｘ分かさ上げする変更を行なう。この結果、操作者が、タッチ状態から、例えばＴｐＯＮの初期値である２００カウント分だけ、さらに対象のスイッチＳＷを押し込まなければ（図１２のｔ３参照）、押下状態とは判定されなくなる。

このベース変更部２３２による補正は、上述の例のように複数のスイッチＳＷ１，ＳＷ２が同時に操作された場合だけでなく、例えば熱によりフェイスプレート１０等が膨張し、非押下状態におけるタッチ検出電極ＥＴと押下検出電極ＥＰとの距離が変化してしまった場合の補正、あるいは押下検出電極ＥＰの感度の製造誤差を吸収することに対しても効果を発揮する。

以下、第２実施形態の制御部２０により実行される処理を、図１４のフローチャートに基づいて説明する。

まず、Ｓ１０１～Ｓ１０４までの処理は、第１実施形態と同様である。Ｓ１０４の処理後、Ｓ２０１へ移り、Ｓ２０１の処理後、Ｓ１００１へ移る。

Ｓ１００１では、対象のスイッチＳＷについて、１周期前のタッチ判定において、非タッチ状態であると判定されたか否かを判定する。Ｓ１００１にて肯定判定が下されると、Ｓ１００２へ移る。Ｓ１００１にて否定判定が下されると、Ｓ２０２へ移る。

Ｓ１００２では、対象のスイッチＳＷについて、ベースラインＢｘに、押下検出電極ＥＰの静電容量ＣＰｘを代入する。さらに、オン押下閾値ＴｐＯＮに、Ｂｘ＋ＴｐＯＮの値を代入する。Ｓ１００２の処理後、Ｓ２０２へ移る。

Ｓ２０２以降の処理は、第１実施形態と同様である。なお、閾値のうち、ベースラインＢｘ分かさ上げされるのは、オン押下閾値ＴｐＯＮだけである。オフ押下閾値ＴｐＯＦＦは、最大値Ｃｍａｘに基づいた可変な値であり、オン押下閾値ＴｐＯＮｃｏｎｔは、最大値Ｃｍａｘ及び最小値Ｃｍｉｎに基づいた可変な値であるため、ベースラインＢｘによる補正の対象外である。

以上説明した第２実施形態によると、スイッチＳＷに対するタッチ操作が検出された時点の押下検出電極ＥＰの静電容量を補正値として、補正値分、オン押下閾値ＴｐＯＮがかさ上げされる。このようにすると、タッチ操作が検出された時点のフェイスプレート１０の撓み位置を基準として、この基準位置からの相対的な電極ＥＴ，ＥＰ間の距離の変化に基づいて押下操作を検出することができるので、操作者の操作に対して違和感が少ない操作感を実現することができる。

また、第２実施形態によると、所定のスイッチＳＷ１に対して押下操作がなされ、フェイスプレート１０が撓んだ状態で、さらに他のスイッチＳＷ２に対してタッチ操作だけがなされた場合に、当該他のスイッチＳＷ２について押下状態になったと判定されることが回避されるように、オン押下閾値ＴｐＯＮが補正される。このようにすると、複数のスイッチＳＷ１，ＳＷ２を同時に操作するときに、複数のスイッチＳＷ１，ＳＷ２に対して共通に設けられたフェイスプレート１０が１つのスイッチＳＷ１又はＳＷ２を操作する場合とは異なる撓み方をしても、押下操作を正確に検出することができる。

（他の実施形態）
以上、複数の実施形態について説明したが、本開示は、それらの実施形態に限定して解釈されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態及び組み合わせに適用することができる。

具体的に変形例１としては、１つのフェイスプレート１０に対して形成されるスイッチＳＷの数は、任意に設定可能である。たとえば、１つのフェイスプレート１０に対して、１つのスイッチＳＷが形成されてもよく、２つ以上のスイッチＳＷが形成されてもよい。さらに操作装置１００は、１つのフェイスプレート１０を備えていてもよく、２つ以上のフェイスプレート１０を備えていてもよい。タッチ操作及び押下操作の操作対象としては、平板状のフェイスプレート１０に限られず、任意のフェイス部材を採用することができる。例えばスイッチ形状に合わせた凹凸を有するフェイス部材を採用することができる。

変形例２としては、押下判定部２４は、継続時間計測部２９を有していなくてもよい。例えば、長押し操作が想定されないスイッチＳＷにおいて、押下状態になった時点からの押下操作の継続時間が長押し判定時間ＴＰＨを超えても、オフ押下閾値ＴｐＯＦＦをオン押下閾値ＴｐＯＮに一致させなくてもよい。

変形例３としては、連続押下閾値設定部３１は、（Ｃｍａｘ＋Ｃｍｉｎ）／２の値に限られず、最大値Ｃｍａｘと最小値Ｃｍｉｎとの間にオン押下閾値ＴｐＯＮｃｏｎｔを設定すればよい。オン押下閾値ＴｐＯＮｃｏｎｔは、実現したい操作感に合わせて、（Ｃｍａｘ＋Ｃｍｉｎ）／２の値よりも最大値Ｃｍａｘ寄りの値又は最小値Ｃｍｉｎ寄りの値を、設定することができる。

変形例４としては、押下判定部２４は、最小値記憶部３０及び連続押下閾値設定部３１を有していなくてもよい。例えば、連続押下操作が想定されないスイッチにおいて、連続押下操作用の新たなオン押下閾値ＴｐＯＮｃｏｎｔが設定されなくてもよい。

１００静電容量式操作装置、１０フェイスプレート（フェイス部材）、２４，２２４押下判定部、２５押下オン判定部、２６押下オフ判定部、２７最大値記憶部、２８オフ押下閾値算出部、ＥＰ押下検出電極、ＥＴタッチ検出電極、ＳＷスイッチ

Claims

可撓性を有し、スイッチ（ＳＷ）が設定されたフェイス部材（１０）と、
前記スイッチに対するタッチ操作を検出するタッチ検出電極（ＥＴ）と、
前記タッチ検出電極を挟んで前記フェイス部材とは反対側に、前記タッチ検出電極とは所定の空隙を空けて設けられ、前記スイッチに対する押下操作を検出する押下検出電極（ＥＰ）と、
前記押下検出電極が検出した静電容量に基づいて、前記押下操作の状態を判定する押下判定部（２４，２２４）と、を備え、
前記押下判定部は、
前記押下検出電極の静電容量が所定のオン押下閾値以上になると押下状態になったと判定する押下オン判定部（２５）と、
前記押下状態になった時点からの前記押下検出電極の静電容量の最大値を記憶する最大値記憶部（２７）と、
前記最大値から所定の戻り幅を差し引いたオフ押下閾値を算出するオフ押下閾値算出部（２８）と、
前記押下検出電極の静電容量が前記オフ押下閾値を下回ると非押下状態になったと判定する押下オフ判定部（２６）と、を有する静電容量式操作装置。
前記押下判定部は、前記押下状態になった時点からの前記押下操作の継続時間を計測する継続時間計測部（２９）をさらに有し、
前記オフ押下閾値算出部は、前記継続時間が所定の長押し判定時間を超えた場合に、前記オフ押下閾値を前記オン押下閾値に一致させる請求項１に記載の静電容量式操作装置。
前記押下判定部は、前記非押下状態になった時点からの前記押下検出電極の静電容量の最小値を記憶する最小値記憶部（３０）と、
前記最大値と前記最小値との間に、連続押下操作用の新たな前記オン押下閾値を設定する連続押下閾値設定部（３１）と、をさらに有する請求項１又は２に記載の静電容量式操作装置。
前記押下判定部は、前記スイッチに対するタッチ操作が検出された時点の前記押下検出電極の静電容量を補正値として、前記補正値分、前記オン押下閾値をかさ上げするように変更するベース変更部（２３２）をさらに有する請求項１から３のいずれか１項に記載の静電容量式操作装置。
前記スイッチは、共通の前記フェイス部材に対して複数設けられ、
前記押下判定部は、所定の前記スイッチに対して前記押下操作がなされ、前記フェイス部材が撓んだ状態で、さらに他の前記スイッチに対して前記タッチ操作だけがなされた場合に、前記オン押下閾値を変更するベース変更部（２３２）をさらに有する請求項１から３のいずれか１項に記載の静電容量式操作装置。
前記オフ押下閾値算出部は、前記最大値から所定の戻り幅を差し引いた値が前記オン押下閾値を下回る場合に、前記オフ押下閾値を前記オン押下閾値に一致させる請求項１から５のいずれか１項に記載の静電容量式操作装置。