JP7161449B2 - Touch sensors, controllers, and computer programs - Google Patents

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Description

本発明は、タッチセンサに関連する。本発明は、当該タッチセンサに搭載されうる制御装置、および当該制御装置に所定の動作を実行させるコンピュータプログラムにも関連する。 The present invention relates to touch sensors. The present invention also relates to a control device that can be mounted on the touch sensor and a computer program that causes the control device to perform a predetermined operation.

特許文献1は、静電容量方式のタッチセンサを開示している。当該タッチセンサにおいては、電極により生成される電界内に位置する対象物にユーザの指などが近づくことによって疑似的なコンデンサが形成され、当該電極自体の容量が増加する。この容量の増加が検知されることにより、ユーザによる対象物への操作がなされたかが判別される。 Patent Literature 1 discloses a capacitive touch sensor. In the touch sensor, when a user's finger or the like approaches an object positioned within the electric field generated by the electrodes, a pseudo capacitor is formed and the capacitance of the electrodes themselves increases. By detecting this increase in capacity, it is determined whether or not the user has performed an operation on the object.

特開2015-210811号公報JP 2015-210811 A

本発明の目的は、電力消費の増大を抑制しつつ、ノイズ環境下においても正確に対象物への操作を判別可能なタッチセンサを提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a touch sensor capable of accurately determining an operation on an object even in a noisy environment while suppressing an increase in power consumption.

上記の目的を達成するための一態様は、タッチセンサであって、
電極と、
前記電極と対象物との間の静電容量を検出するための充放電回路を有する静電容量検出部と、
前記充放電回路の動作を制御する制御部と、
第一周波数で前記充放電回路を動作させることにより検出された前記静電容量である第一検出静電容量と、当該第一周波数と異なる第二周波数で前記充放電回路を動作させることにより検出された前記静電容量である第二検出静電容量との相関を示す基準情報を格納する記憶部と、
を備えており、
前記制御部は、
前記第一検出静電容量を取得し、
前記対象物に対する操作の有無を判断するための基準となる静電容量に対応する第一基準静電容量を取得し、
前記第一検出静電容量の前記第一基準静電容量からの変化量に基づいて、前記対象物に対する操作の有無を判断し、
前記操作ありと判断されると、前記第二検出静電容量を取得し、
前記第一検出静電容量と前記第二検出静電容量の相関を示す検出情報を、前記基準情報と比較し、
前記比較の結果に基づいて前記操作の有無を検証する。
One aspect for achieving the above object is a touch sensor,
an electrode;
a capacitance detection unit having a charging/discharging circuit for detecting the capacitance between the electrode and the object;
a control unit that controls the operation of the charging/discharging circuit;
A first detected capacitance, which is the capacitance detected by operating the charge/discharge circuit at a first frequency, and a first detected capacitance detected by operating the charge/discharge circuit at a second frequency different from the first frequency. A storage unit that stores reference information indicating a correlation with the second detection capacitance that is the capacitance that is detected;
and
The control unit
obtaining the first sensed capacitance;
Acquiring a first reference capacitance corresponding to a reference capacitance for determining whether the object is operated or not;
Based on the amount of change of the first detection capacitance from the first reference capacitance, determining whether or not the object is operated,
When it is determined that there is the operation, the second detection capacitance is obtained,
Comparing the detection information indicating the correlation between the first detection capacitance and the second detection capacitance with the reference information,
The presence or absence of the operation is verified based on the result of the comparison.

二つの周波数を用いての電極と対象物の間の静電容量の検出は、対象物への操作ありとの判断を検証するために行なわれうる。換言すると、環境ノイズによる操作の誤検出を防止するために行なわれる。環境ノイズによっても、電極と対象物の間の静電容量が変動する場合がある。したがって、第一周波数での充放電回路の動作により検出された第一検出静電容量のみを監視することによっては、操作による静電容量の増加と環境ノイズによる静電容量の増加を区別できない場合がある。 Sensing the capacitance between the electrode and the object using two frequencies can be performed to verify the determination that the object has been manipulated. In other words, this is done to prevent erroneous operation detection due to environmental noise. Environmental noise can also change the capacitance between the electrode and the object. Therefore, if it is not possible to distinguish between an increase in capacitance due to manipulation and an increase in capacitance due to environmental noise by monitoring only the first sensed capacitance detected by the operation of the charging/discharging circuit at the first frequency. There is

上記の構成においては、第一検出静電容量と第二検出静電容量の相関を示す検出情報を利用する。電極が満充電されている状態においては、対象物に操作がなされていない場合における第一基準静電容量と第二基準静電容量の相関値は、対象物に操作がなされた場合における第一検出静電容量と第二検出静電容量の相関値と概ね一致する。他方、対象物に水分が付着していたり周波数特性を有する環境ノイズが存在していたりすると、第一検出静電容量と第二検出静電容量が相違して相関値が変化し、検出情報と基準情報が相違する。したがって、検出情報が基準情報と比較されることにより、対象物への操作による静電容量の変化と環境ノイズによる静電容量の変化とを区別できる。 The above configuration utilizes detection information that indicates the correlation between the first detection capacitance and the second detection capacitance. When the electrode is fully charged, the correlation value between the first reference capacitance and the second reference capacitance when the object is not operated is the first reference capacitance when the object is operated. It substantially matches the correlation value between the detected capacitance and the second detected capacitance. On the other hand, if the object has moisture or if there is environmental noise with frequency characteristics, the first detection capacitance and the second detection capacitance will differ and the correlation value will change. Reference information is different. Therefore, by comparing the detection information with the reference information, it is possible to distinguish between changes in capacitance due to manipulation of the object and changes in capacitance due to environmental noise.

対象物への操作を精度よく検出するためには、第一検出静電容量と第二検出静電容量の双方を常に検出し、第一基準静電容量と第二基準静電容量の更新を続けることが好ましい。しかしながら、そのような構成は、電力消費の増大を免れない。本実施形態の構成によれば、第一周波数での充放電回路の動作に基づいて対象物への操作ありと判断された場合にのみ、第二周波数での充放電回路の動作に基づく検証が行なわれる。第二周波数で充放電回路が駆動される頻度を低減できるので、タッチセンサの電力消費の増大を抑制できる。したがって、電力消費の増大を抑制しつつ、ノイズ環境下においても正確に対象物への操作を判別できる。 In order to accurately detect the operation on the object, both the first detection capacitance and the second detection capacitance are always detected, and the first reference capacitance and the second reference capacitance are updated. preferred to continue. However, such a configuration suffers from increased power consumption. According to the configuration of the present embodiment, verification based on the operation of the charging/discharging circuit at the second frequency is performed only when it is determined that the object has been operated based on the operation of the charging/discharging circuit at the first frequency. done. Since the frequency of driving the charge/discharge circuit at the second frequency can be reduced, an increase in power consumption of the touch sensor can be suppressed. Therefore, it is possible to accurately determine whether an object has been operated, even in a noisy environment, while suppressing an increase in power consumption.

上記の目的を達成するための一態様は、制御装置であって、
電極と対象物との間の静電容量を検出する静電容量検出部に含まれる充放電回路の動作を制御する制御部と、
第一周波数で前記充放電回路を動作させることにより検出された前記静電容量である第一検出静電容量と、当該第一周波数と異なる第二周波数で前記充放電回路を動作させることにより検出された前記静電容量である第二検出静電容量との相関を示す基準情報を格納する記憶部と、
を備えており、
前記制御部は、
前記第一検出静電容量を取得し、
前記対象物に対する操作の有無を判断するための基準となる静電容量に対応する第一基準静電容量を取得し、
前記第一検出静電容量の前記第一基準静電容量からの変化量に基づいて、前記対象物に対する操作の有無を判断し、
前記操作ありと判断されると、前記第二検出静電容量を取得し、
前記第一検出静電容量と前記第二検出静電容量の相関を示す検出情報を、前記基準情報と比較し、
前記比較の結果に基づいて前記操作の有無を検証する。
One aspect for achieving the above object is a control device,
a control unit for controlling the operation of a charge/discharge circuit included in a capacitance detection unit that detects the capacitance between an electrode and an object;
A first detected capacitance, which is the capacitance detected by operating the charge/discharge circuit at a first frequency, and a first detected capacitance detected by operating the charge/discharge circuit at a second frequency different from the first frequency. A storage unit that stores reference information indicating a correlation with the second detection capacitance that is the capacitance that is detected;
and
The control unit
obtaining the first sensed capacitance;
Acquiring a first reference capacitance corresponding to a reference capacitance for determining whether the object is operated or not;
Based on the amount of change of the first detection capacitance from the first reference capacitance, determining whether or not the object is operated,
When it is determined that there is the operation, the second detection capacitance is obtained,
Comparing the detection information indicating the correlation between the first detection capacitance and the second detection capacitance with the reference information,
The presence or absence of the operation is verified based on the result of the comparison.

上記の目的を達成するための一態様は、電極と対象物との間の静電容量を検出する静電容量に含まれる充放電回路の動作を、第一周波数で前記充放電回路を動作させることにより検出された前記静電容量である第一検出静電容量と、当該第一周波数と異なる第二周波数で前記充放電回路を動作させることにより検出された前記静電容量である第二検出静電容量との相関を示す基準情報を格納する記憶装置と協働する制御装置に制御させるコンピュータプログラムであって、
前記コンピュータプログラムが実行されることにより、前記制御装置に、
前記第一検出静電容量を検出させ、
前記対象物に対する操作の有無を判断するための基準となる静電容量に対応する第一基準静電容量を取得させ、
前記第一検出静電容量の前記第一基準静電容量からの変化量に基づいて、前記対象物に対する操作の有無を判断させ、
前記操作ありと判断されると、前記第二検出静電容量を取得させ、
前記第一検出静電容量と前記第二検出静電容量の相関を示す検出情報を、前記基準情報と比較させ、
前記比較の結果に基づいて前記操作の有無を検証させる。
One aspect for achieving the above object is to operate a charging/discharging circuit included in a capacitance that detects the capacitance between an electrode and an object at a first frequency. and a second detection capacitance that is the capacitance detected by operating the charging/discharging circuit at a second frequency different from the first frequency. A computer program that causes a control device that cooperates with a storage device that stores reference information indicating a correlation with capacitance to control,
By executing the computer program, the control device
detecting the first detection capacitance;
acquire a first reference capacitance corresponding to a reference capacitance for determining whether or not the object is operated;
Based on the amount of change in the first detection capacitance from the first reference capacitance, determining whether or not the object is operated,
When it is determined that there is the operation, acquire the second detection capacitance,
Compare the detection information indicating the correlation between the first detection capacitance and the second detection capacitance with the reference information,
The presence or absence of the operation is verified based on the result of the comparison.

上記の目的を達成するための一態様は、タッチセンサであって、
電極と、
前記電極と対象物との間の静電容量を検出するための充放電回路を有する静電容量検出部と、
前記充放電回路の動作を制御する制御部と、
を備えており、
前記制御部は、
前記第一周波数で前記充放電回路を動作させることにより検出された前記静電容量である第一検出静電容量を取得し、
前記対象物に対する操作の有無を判断するための基準となる静電容量に対応する第一基準静電容量を取得し、
前記第一検出静電容量の前記第一基準静電容量からの変化量に基づいて、前記対象物に対する操作の有無を判断し、
前記操作ありと判断されると、前記第二周波数で前記充放電回路を動作させることにより検出された前記静電容量である第二検出静電容量を取得し、
前記第一検出静電容量と前記第二検出静電容量の相関を示す基準情報に基づいて、第二基準静電容量を生成し、
前記第二検出静電容量と前記第二基準静電容量とに基づいて、前記操作の有無を検証する。
One aspect for achieving the above object is a touch sensor,
an electrode;
a capacitance detection unit having a charging/discharging circuit for detecting the capacitance between the electrode and the object;
a control unit that controls the operation of the charging/discharging circuit;
and
The control unit
Acquiring a first detected capacitance, which is the capacitance detected by operating the charge/discharge circuit at the first frequency,
Acquiring a first reference capacitance corresponding to a reference capacitance for determining whether the object is operated or not;
Based on the amount of change of the first detection capacitance from the first reference capacitance, determining whether or not the object is operated,
When it is determined that there is the operation, obtaining a second detection capacitance that is the capacitance detected by operating the charge and discharge circuit at the second frequency,
generating a second reference capacitance based on reference information indicating a correlation between the first detection capacitance and the second detection capacitance;
The presence or absence of the operation is verified based on the second detection capacitance and the second reference capacitance.

前述したように、電極が満充電されている状態においては、対象物への操作がなされていない場合における第一基準静電容量と第二基準静電容量の相関値は、対象物への操作がなされた場合における第一検出静電容量と第二検出静電容量の相関値と概ね一致する。したがって、当該相関値に対応する基準情報に基づいて、対象物への操作が行なわれたことを検証するために必要な第二基準静電容量を、第二検出静電容量から生成できる。これにより、第一検出静電容量と第一基準静電容量の差分に基づいて対象物に対する操作ありと判断された場合にのみなされる第二検出静電容量の取得時において、第二基準静電容量が存在しないという問題を解消できる。したがって、第二周波数で充放電回路が駆動される頻度を低減して電力消費の増大を抑制しつつも、ノイズ環境下においても正確に対象物への操作を判別できる。 As described above, when the electrode is fully charged, the correlation value between the first reference capacitance and the second reference capacitance when no operation is performed on the object is substantially matches the correlation value between the first detection capacitance and the second detection capacitance when Therefore, based on the reference information corresponding to the correlation value, the second reference capacitance required for verifying that the object has been manipulated can be generated from the second detection capacitance. As a result, when acquiring the second detection capacitance only when it is determined that there is an operation on the object based on the difference between the first detection capacitance and the first reference capacitance, the second reference capacitance is acquired. It can solve the problem that there is no capacitance. Therefore, it is possible to accurately determine the operation on the object even in a noisy environment while suppressing an increase in power consumption by reducing the frequency of driving the charging/discharging circuit at the second frequency.

上記の目的を達成するための一態様は、電極と対象物との間の静電容量を検出する静電容量検出部に含まれる充放電回路の動作を制御する制御装置であって、
前記第一周波数で前記充放電回路を動作させることにより検出された前記静電容量である第一検出静電容量を取得し、
前記対象物に対する操作の有無を判断するための基準となる静電容量に対応する第一基準静電容量を取得し、
前記第一検出静電容量の前記第一基準静電容量からの変化量に基づいて、前記対象物に対する操作の有無を判断し、
前記操作ありと判断されると、前記第二周波数で前記充放電回路を動作させることにより検出された前記静電容量である第二検出静電容量を取得し、
前記第一検出静電容量と前記第二検出静電容量の相関を示す基準情報に基づいて、第二基準静電容量を生成し、
前記第二検出静電容量と前記第二基準静電容量とに基づいて、前記操作の有無を検証する。
One aspect for achieving the above object is a control device that controls the operation of a charge/discharge circuit included in a capacitance detection unit that detects the capacitance between an electrode and an object,
Acquiring a first detected capacitance, which is the capacitance detected by operating the charge/discharge circuit at the first frequency,
Acquiring a first reference capacitance corresponding to a reference capacitance for determining whether the object is operated or not;
Based on the amount of change of the first detection capacitance from the first reference capacitance, determining whether or not the object is operated,
When it is determined that there is the operation, obtaining a second detection capacitance that is the capacitance detected by operating the charge and discharge circuit at the second frequency,
generating a second reference capacitance based on reference information indicating a correlation between the first detection capacitance and the second detection capacitance;
The presence or absence of the operation is verified based on the second detection capacitance and the second reference capacitance.

上記の目的を達成するための一態様は、電極と対象物との間の静電容量を検出する静電容量検出部に含まれる充放電回路の動作を制御装置に制御させるコンピュータプログラムであって、
前記コンピュータプログラムが実行されることにより、前記制御装置に、
前記第一周波数で前記充放電回路を動作させることにより検出された前記静電容量である第一検出静電容量を取得させ、
前記対象物に対する操作の有無を判断するための基準となる静電容量に対応する第一基準静電容量を取得させ、
前記第一検出静電容量の前記第一基準静電容量からの変化量に基づいて、前記対象物に対する操作の有無を判断させ、
前記操作ありと判断されると、前記第二周波数で前記充放電回路を動作させることにより検出された前記静電容量である第二検出静電容量を取得させ、
前記第一検出静電容量と前記第二検出静電容量の相関を示す基準情報に基づいて、第二基準静電容量を生成させ、
前記第二検出静電容量と前記第二基準静電容量とに基づいて、前記操作の有無を検証させる。
One aspect for achieving the above object is a computer program that causes a control device to control the operation of a charge/discharge circuit included in a capacitance detection unit that detects the capacitance between an electrode and an object, ,
By executing the computer program, the control device
Acquiring a first detected capacitance, which is the capacitance detected by operating the charge/discharge circuit at the first frequency,
acquire a first reference capacitance corresponding to a reference capacitance for determining whether or not the object is operated;
Based on the amount of change in the first detection capacitance from the first reference capacitance, determining whether or not the object is operated,
When it is determined that there is the operation, acquire a second detection capacitance that is the capacitance detected by operating the charge and discharge circuit at the second frequency,
generating a second reference capacitance based on reference information indicating the correlation between the first detection capacitance and the second detection capacitance;
The presence or absence of the operation is verified based on the second detection capacitance and the second reference capacitance.

本発明によれば、電力消費の増大を抑制しつつ、ノイズ環境下においても正確に対象物への操作を判別可能なタッチセンサを提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the touch sensor which can discriminate|determine operation to a target object correctly can be provided, even under a noisy environment, suppressing the increase in power consumption.

一実施形態に係るタッチセンサの機能構成を例示している。1 illustrates a functional configuration of a touch sensor according to one embodiment; 上記のタッチセンサの動作を例示している。4 illustrates the operation of the touch sensor described above. 上記のタッチセンサの動作の流れの一例を示している。An example of the flow of operation of the above touch sensor is shown. 上記のタッチセンサの動作の流れの別例を示している。4 shows another example of the flow of operation of the touch sensor described above. 上記のタッチセンサの動作の流れの別例を示している。4 shows another example of the flow of operation of the touch sensor described above.

添付の図面を参照しつつ、実施形態の例について以下詳細に説明する。図1は、一実施形態に係るタッチセンサ1の機能構成を例示している。 Exemplary embodiments are described in detail below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 illustrates the functional configuration of a touch sensor 1 according to one embodiment.

タッチセンサ1は、電極11を備えている。電極11は、ユーザの身体の一部(指Fなど)がタッチ操作を行ないうる対象物2と対向するように配置されている。対象物2は、誘電体である。本明細書で用いられる「タッチ操作」という語は、対象物2に対するユーザの身体の一部の接近または接触を伴う操作を意味する。 The touch sensor 1 includes electrodes 11 . The electrode 11 is arranged so that a part of the user's body (such as the finger F) faces the object 2 on which a touch operation can be performed. Object 2 is a dielectric. The term “touch operation” used in this specification means an operation involving the approach or contact of a part of the user's body with respect to the object 2 .

タッチセンサ1は、静電容量検出部12を備えている。静電容量検出部12は、電極11と対象物2の間の静電容量を検出するための充放電回路121を備えている。 The touch sensor 1 includes a capacitance detection section 12 . The capacitance detection unit 12 has a charging/discharging circuit 121 for detecting the capacitance between the electrode 11 and the object 2 .

充放電回路121は、電極11と電気的に接続されている。充放電回路121は、充電動作と放電動作を行ないうる。充電動作時の充放電回路121は、不図示の電源から供給される電流を電極11へ供給する。放電動作時の充放電回路121は、電極11から電流を放出させる。 The charge/discharge circuit 121 is electrically connected to the electrode 11 . The charging/discharging circuit 121 can perform charging and discharging operations. During the charging operation, the charging/discharging circuit 121 supplies the electrode 11 with a current supplied from a power source (not shown). During the discharge operation, the charge/discharge circuit 121 releases current from the electrode 11 .

電極11に供給された電流により、対象物2の周囲に電界が発生する。ユーザの指Fなどがこの電界に近づくと、電極11との間に疑似的なコンデンサが形成される。これにより、電極11と対象物2の間の静電容量が増加する。静電容量が増加すると、放電動作時における電極11から放出される電流が増加する。 An electric field is generated around the object 2 by the current supplied to the electrode 11 . When the user's finger F or the like approaches this electric field, a pseudo capacitor is formed between it and the electrode 11 . This increases the capacitance between the electrode 11 and the object 2 . As the capacitance increases, the current emitted from the electrode 11 increases during the discharge operation.

タッチセンサ1は、制御装置13を備えている。制御装置13は、制御部131を備えている。制御部131は、充放電回路121の動作を制御する機能を有している。制御部131は、規定された周波数で充放電回路121を動作させる。本明細書で用いられる「規定された周波数で充放電回路を動作させる」という表現は、規定された周波数で充放電回路に充電動作と放電動作を繰り返させることを意味する。 The touch sensor 1 has a control device 13 . The control device 13 includes a control section 131 . The control unit 131 has a function of controlling the operation of the charging/discharging circuit 121 . Control unit 131 operates charging/discharging circuit 121 at a specified frequency. The expression "operate the charging/discharging circuit at a specified frequency" used in this specification means to cause the charging/discharging circuit to repeat the charging operation and the discharging operation at the specified frequency.

静電容量検出部12は、変換回路122を備えている。電極11から放出された電流は、変換回路122に入力される。変換回路122は、入力された電流量に応じて発信周波数が変化する回路、および当該回路から出力されるパルスを計数するカウンタを含んでいる。すなわち、変換回路122は、検出された静電容量に対応する電流量に応じた数値を有するデータを出力する。 The capacitance detection unit 12 has a conversion circuit 122 . A current emitted from the electrode 11 is input to the conversion circuit 122 . The conversion circuit 122 includes a circuit whose transmission frequency changes according to the amount of input current, and a counter that counts pulses output from the circuit. That is, the conversion circuit 122 outputs data having a numerical value corresponding to the amount of current corresponding to the detected capacitance.

当該データは、制御部131に入力される。制御部131は、当該データが示す数値に基づいて、電極11と対象物2の間の静電容量を取得できる。このようにして、制御部131は、電極11と対象物2の間の静電容量を、静電容量検出部12に検出させる。 The data is input to the control unit 131 . The controller 131 can acquire the capacitance between the electrode 11 and the object 2 based on the numerical value indicated by the data. In this way, the controller 131 causes the capacitance detector 12 to detect the capacitance between the electrode 11 and the object 2 .

具体的には、図2に例示されるように、制御部131は、電極11と対象物2の間の静電容量を、規定された周期T1で静電容量検出部12に繰り返し検出させる。周期T1は、例えば20ミリ秒である。静電容量の検出は、制御部131が第一周波数で充放電回路121を動作させることによって行なわれる。第一周波数で充放電回路121を動作させることによって検出された電極11と対象物2の間の静電容量を、第一検出静電容量C1と称する。第一周波数は、例えば6MHzである。 Specifically, as exemplified in FIG. 2, the control unit 131 causes the capacitance detection unit 12 to repeatedly detect the capacitance between the electrode 11 and the object 2 at a specified period T1. Period T1 is, for example, 20 milliseconds. Capacitance detection is performed by control unit 131 operating charging/discharging circuit 121 at the first frequency. The capacitance between the electrode 11 and the object 2 detected by operating the charging/discharging circuit 121 at the first frequency is called a first detected capacitance C1. The first frequency is, for example, 6 MHz.

図1に例示されるように、制御装置13は、記憶部132を備えている。記憶部132は、基準情報を格納する。基準情報は、第一基準静電容量Cr1と第二基準静電容量Cr2を含んでいる。第一基準静電容量Cr1は、第一検出静電容量C1に基づいて対象物2にタッチ操作が行なわれたかを判断するための基準となる静電容量の値である。第二基準静電容量Cr2は、第一基準静電容量Cr1の取得時と同じ条件下(タッチ操作が行なわれている状態、あるいはタッチ操作が行なわれていない状態)にて第二周波数で充放電回路121を動作させることにより検出された電極11と対象物2の間の静電容量の値である。第一周波数と第二周波数は異なる。第二周波数は、例えば1.5MHzである。 As illustrated in FIG. 1 , the control device 13 has a storage section 132 . The storage unit 132 stores reference information. The reference information includes a first reference capacitance Cr1 and a second reference capacitance Cr2. The first reference capacitance Cr1 is a capacitance value that serves as a reference for determining whether a touch operation has been performed on the object 2 based on the first detection capacitance C1. The second reference capacitance Cr2 is charged at the second frequency under the same conditions as when the first reference capacitance Cr1 was obtained (a state in which a touch operation is performed or a state in which no touch operation is performed). It is the capacitance value between the electrode 11 and the object 2 detected by operating the discharge circuit 121 . The first frequency and the second frequency are different. The second frequency is, for example, 1.5 MHz.

基準情報は、タッチセンサ1の工場出荷前に無ノイズ環境下で取得されて記憶部132に格納されうる。あるいは、基準情報は、実使用環境におけるタッチセンサ1の初期起動時に取得されて記憶部132に格納されうる。さらには、基準情報は、タッチセンサ1の工場出荷前に無ノイズ環境下で、タッチ操作が行なわれていない状態で取得されて記憶部132に格納されうる。また、基準情報は、タッチセンサ1の工場出荷前に無ノイズ環境下で、タッチ操作が行なわれている状態で取得されて記憶部132に格納されうる。 The reference information can be acquired under a noise-free environment and stored in the storage unit 132 before the touch sensor 1 is shipped from the factory. Alternatively, the reference information can be acquired and stored in the storage unit 132 when the touch sensor 1 is initially activated in the actual usage environment. Furthermore, the reference information can be acquired and stored in the storage unit 132 before the touch sensor 1 is shipped from the factory in a noise-free environment in which no touch operation is performed. Further, the reference information can be acquired and stored in the storage unit 132 under a noise-free environment before the touch sensor 1 is shipped from the factory while a touch operation is being performed.

ユーザの指Fなどが対象物2に接近すると、前述の通り、電極11と対象物2の間の静電容量が増加する。制御部131は、第一基準静電容量Cr1からの第一検出静電容量C1の変化量が閾値Cthを超えると、対象物2にタッチ操作が行なわれたと判断する。図示の例においては、時点t1において取得された第一検出静電容量C1に基づくと、対象物2にタッチ操作が行なわれたとは判断されない。時点t2において、取得された第一検出静電容量C1に基づくと、対象物2にタッチ操作が行なわれたと判断される。 When the user's finger F or the like approaches the object 2, the capacitance between the electrode 11 and the object 2 increases as described above. The control unit 131 determines that a touch operation has been performed on the object 2 when the amount of change in the first detection capacitance C1 from the first reference capacitance Cr1 exceeds the threshold value Cth. In the illustrated example, it is not determined that the object 2 has been touched based on the first detection capacitance C1 acquired at time t1. At time t2, it is determined that the touch operation has been performed on the object 2 based on the acquired first detection capacitance C1.

図2においては、第一基準静電容量Cr1は、一定値をとるかのように記載されている。しかしながら、第一基準静電容量Cr1は、例えば最新の第一検出静電容量C1を含む規定された期間において取得された複数の第一検出静電容量C1の移動平均値により更新される。 In FIG. 2, the first reference capacitance Cr1 is described as if it takes a constant value. However, the first reference capacitance Cr1 is updated, for example, by a moving average value of a plurality of first detection capacitances C1 acquired over a defined period including the most recent first detection capacitance C1.

図3は、上記のように構成されたタッチセンサ1が対象物2にタッチ操作が行なわれたかを判断するための動作の一例を示している。 FIG. 3 shows an example of the operation of the touch sensor 1 configured as described above for determining whether the object 2 has been touched.

制御部131は、第一検出静電容量C1を取得する(STEP1)。具体的には、制御部131は、第一周波数で充放電回路121を動作させ、第一検出静電容量C1に対応する入力デジタル信号を、変換回路122から受け取る。 The control unit 131 acquires the first detection capacitance C1 (STEP 1). Specifically, the control unit 131 operates the charging/discharging circuit 121 at the first frequency and receives an input digital signal corresponding to the first detection capacitance C1 from the conversion circuit 122 .

続いて、制御部131は、入力デジタル信号の値を監視し、対象物2にタッチ操作が行なわれたかを判断する(STEP2)。前述の通り、第一検出静電容量C1の第一基準静電容量Cr1からの変化量が規定された閾値Cthを超えた場合、制御部131は、対象物2にタッチ操作が行なわれたと判断する。第一検出静電容量C1の第一基準静電容量Cr1からの変化量が閾値Cth以下である場合(STEP2においてNO)、処理はSTEP1に戻り、第一検出静電容量C1の取得がなされる。 Subsequently, the control unit 131 monitors the value of the input digital signal and determines whether or not a touch operation has been performed on the object 2 (STEP 2). As described above, when the amount of change in the first detection capacitance C1 from the first reference capacitance Cr1 exceeds the specified threshold value Cth, the control unit 131 determines that the touch operation has been performed on the object 2. do. If the amount of change in the first detected capacitance C1 from the first reference capacitance Cr1 is equal to or less than the threshold value Cth (NO in STEP2), the process returns to STEP1, and the first detected capacitance C1 is obtained. .

第一周波数での充放電動作に基づいて対象物2にタッチ操作が行なわれたと判断されると(STEP2においてYES)、制御部131は、第一周波数と異なる第二周波数で充放電回路121を動作させる。これにより、第二周波数での充放電回路121の動作に基づいて電極11と対象物2の間の静電容量が検出される。この静電容量を第二検出静電容量C2と称する。制御部131は、第二検出静電容量C2を取得する(STEP3)。具体的には、制御部131は、第二検出静電容量C2に対応する入力デジタル信号を、変換回路122から受け取る。 When it is determined that a touch operation has been performed on object 2 based on the charge/discharge operation at the first frequency (YES in STEP 2), control unit 131 activates charge/discharge circuit 121 at a second frequency different from the first frequency. make it work. Thereby, the capacitance between the electrode 11 and the object 2 is detected based on the operation of the charging/discharging circuit 121 at the second frequency. This capacitance is called a second detection capacitance C2. The control unit 131 acquires the second detection capacitance C2 (STEP3). Specifically, the control unit 131 receives an input digital signal corresponding to the second detection capacitance C2 from the conversion circuit 122 .

図2に示される例においては、時点t2において取得された第一検出静電容量C1に基づいて対象物2にタッチ操作が行なわれたと判断されるので、時点t3において第二検出静電容量C2の取得がなされている。時点t2と時点t3の時間間隔T2は、例えば100マイクロ秒である。 In the example shown in FIG. 2, it is determined that the touch operation has been performed on the object 2 based on the first detection capacitance C1 acquired at time t2, so the second detection capacitance C2 is detected at time t3. has been acquired. A time interval T2 between time t2 and time t3 is, for example, 100 microseconds.

続いて、制御部131は、検出情報を取得する(STEP4)。検出情報は、第一検出静電容量C1と第二検出静電容量C2の比に対応している。比は、相関の一例である。 Subsequently, the control unit 131 acquires detection information (STEP 4). The detection information corresponds to the ratio between the first detection capacitance C1 and the second detection capacitance C2. A ratio is an example of a correlation.

続いて、制御部131は、検出情報を記憶部132に格納されている基準情報と比較することにより、対象物2にタッチ操作が行なわれたかを検証する(STEP5)。記憶部132に格納された基準情報は、第一基準静電容量Cr1と第二基準静電容量Cr2の比も含んでいる。比は、相関の一例である。 Subsequently, the control unit 131 compares the detection information with reference information stored in the storage unit 132 to verify whether a touch operation has been performed on the object 2 (STEP 5). The reference information stored in the storage unit 132 also includes the ratio between the first reference capacitance Cr1 and the second reference capacitance Cr2. A ratio is an example of a correlation.

第一検出静電容量C1および第二検出静電容量C2の比の値と第一基準静電容量Cr1および第二基準静電容量Cr2の比の値との差分が規定された閾値範囲内であれば(STEP5においてYES)、制御部131は、対象物2にタッチ操作が行なわれたとの先の判断を有効にする(STEP6)。差分は、一致度の一例である。 The difference between the ratio of the first detection capacitance C1 and the second detection capacitance C2 and the ratio of the first reference capacitance Cr1 and the second reference capacitance Cr2 is within a specified threshold range If there is (YES in STEP5), control unit 131 validates the previous determination that the touch operation was performed on object 2 (STEP6). A difference is an example of a degree of matching.

図1に例示されるように、制御装置13は、不図示の出力インターフェースを通じて検出信号Sを出力できるように構成されている。検出信号Sは、対象物2に対してタッチ操作が行なわれたとの判断に対応する信号である。検出信号Sは、対象物2に対してタッチ操作が行なわれたと制御部131が最終的に判断した場合に出力される。 As illustrated in FIG. 1, the control device 13 is configured to output the detection signal S through an output interface (not shown). The detection signal S is a signal corresponding to determination that a touch operation has been performed on the object 2 . Detection signal S is output when control unit 131 finally determines that a touch operation has been performed on object 2 .

上記の差異が当該閾値を超えていれば(STEP5においてNO)、制御部131は、静電容量の変化が環境ノイズによってもたらされたものであると判断し、タッチ操作が行なわれたとの先の判断(STEP2)を無効にする(STEP7)。この場合、検出信号Sの出力はなされない。 If the difference exceeds the threshold (NO in STEP5), control unit 131 determines that the change in capacitance is caused by environmental noise, and determines that the touch operation has been performed. (STEP 2) is invalidated (STEP 7). In this case, the detection signal S is not output.

なお、制御装置13は、対象物2に対するタッチ操作がなされていないとの判断が最終的になされた場合に、当該判断に対応する検出信号も出力するように構成されうる。 Note that the control device 13 can be configured to also output a detection signal corresponding to the determination when it is finally determined that the touch operation has not been performed on the object 2 .

上記のような二つの周波数を用いての電極11と対象物2の間の静電容量の検出は、タッチ操作が行なわれたとの判断を検証するために行なわれうる。換言すると、環境ノイズによるタッチ操作の誤検出を防止するために行なわれる。環境ノイズによっても、電極11と対象物2の間の静電容量が変動する場合がある。したがって、第一周波数での充放電回路の動作により検出された第一検出静電容量C1のみを監視することによっては、タッチ操作による静電容量の増加と環境ノイズによる静電容量の増加を区別できない場合がある。 Detection of the capacitance between the electrode 11 and the object 2 using the two frequencies as described above can be performed to verify the determination that a touch operation has been performed. In other words, this is done to prevent erroneous detection of touch operations due to environmental noise. Environmental noise may also change the capacitance between the electrode 11 and the object 2 . Therefore, by monitoring only the first detection capacitance C1 detected by the operation of the charging/discharging circuit at the first frequency, it is possible to distinguish between an increase in capacitance due to touch operation and an increase in capacitance due to environmental noise. Sometimes you can't.

例えば、静電容量変化の原因が対象物2への水分の付着である場合、第二検出静電容量C2と第二基準静電容量Cr2の差分の値は、第一検出静電容量C1と第一基準静電容量Cr1の差分の値と異なりうる。水は人体よりも電気抵抗値が高いので、電極11の満充電に要する時間が長くなる。すなわち、より高い周波数で充放電回路121を動作させると満充電状態に至る前に放電がなされる場合があり、このとき検出される容量は、より低い周波数で充放電回路121を動作させた場合に検出される容量よりも低くなる傾向にある。 For example, when the cause of the capacitance change is the adhesion of water to the object 2, the value of the difference between the second detection capacitance C2 and the second reference capacitance Cr2 is the first detection capacitance C1 and It can be different from the difference value of the first reference capacitance Cr1. Since water has a higher electrical resistance value than the human body, it takes longer to fully charge the electrode 11 . That is, if the charging/discharging circuit 121 is operated at a higher frequency, discharge may occur before reaching the fully charged state. tend to be lower than those found in

また、静電容量変化の原因が特に周波数特性を有する環境ノイズである場合、環境ノイズの周波数により近い周波数で動作させた充放電回路121により検出される静電容量に変動が生じやすい。したがって、両差分値が相違する傾向にある。 Further, when the cause of the change in capacitance is environmental noise having frequency characteristics, the capacitance detected by charge/discharge circuit 121 operated at a frequency closer to the frequency of the environmental noise tends to fluctuate. Therefore, both difference values tend to be different.

差分値の異同に係る上記の説明は、第二基準静電容量Cr2の更新が第一基準静電容量Cr1と同様に常時行なわれていることを前提としている。しかしながら、本実施形態においては、第二検出静電容量C2の取得は、第一検出静電容量C1と第一基準静電容量Cr1の差分に基づいて対象物2に対するタッチ操作が行なわれたと判断された場合にのみなされる。したがって、第二検出静電容量C2の取得時においては、差分を取得するための第二基準静電容量Cr2が存在しない。 The above description of the difference values is based on the premise that the update of the second reference capacitance Cr2 is always performed in the same manner as the first reference capacitance Cr1. However, in the present embodiment, acquisition of the second detection capacitance C2 is based on the difference between the first detection capacitance C1 and the first reference capacitance Cr1. only if Therefore, when acquiring the second detection capacitance C2, there is no second reference capacitance Cr2 for acquiring the difference.

そこで本実施形態においては、第一検出静電容量C1と第二検出静電容量C2の相関を示す検出情報を利用する。電極11が満充電されている状態においては、タッチ操作がなされていない場合における第一基準静電容量Cr1と第二基準静電容量Cr2の相関値は、タッチ操作がなされた場合における第一検出静電容量C1と第二検出静電容量C2の相関値と概ね一致する。他方、対象物2に水分が付着していたり周波数特性を有する環境ノイズが存在していたりすると、上記した理由により第一検出静電容量C1と第二検出静電容量C2が相違して相関値が変化し、検出情報と基準情報が相違する。したがって、検出情報が基準情報と比較されることにより、タッチ操作による静電容量の変化と環境ノイズによる静電容量の変化とを区別できる。 Therefore, in this embodiment, detection information indicating the correlation between the first detection capacitance C1 and the second detection capacitance C2 is used. In the state where the electrode 11 is fully charged, the correlation value between the first reference capacitance Cr1 and the second reference capacitance Cr2 when no touch operation is performed is the first detection value when the touch operation is performed. It roughly matches the correlation value between the capacitance C1 and the second detection capacitance C2. On the other hand, if moisture adheres to the object 2 or environmental noise having frequency characteristics exists, the first detection capacitance C1 and the second detection capacitance C2 will differ for the reasons described above, resulting in a correlation value changes, and the detected information and the reference information are different. Therefore, by comparing the detected information with the reference information, it is possible to distinguish between a change in capacitance due to a touch operation and a change in capacitance due to environmental noise.

タッチ操作を精度よく検出するためには、第一検出静電容量C1と第二検出静電容量C2の双方を常に検出し、第一基準静電容量Cr1と第二基準静電容量Cr2の更新を続けることが好ましい。しかしながら、そのような構成は、電力消費の増大を免れない。本実施形態の構成によれば、第一周波数での充放電回路121の動作に基づいてタッチ操作が行なわれたと判断された場合にのみ、第二周波数での充放電回路121の動作に基づく検証が行なわれる。第二周波数で充放電回路121が駆動される頻度を低減できるので、タッチセンサ1の電力消費の増大を抑制できる。したがって、電力消費の増大を抑制しつつ、ノイズ環境下においても正確にタッチ操作を判別できる。 In order to accurately detect a touch operation, both the first detection capacitance C1 and the second detection capacitance C2 are always detected, and the first reference capacitance Cr1 and the second reference capacitance Cr2 are updated. is preferred to continue. However, such a configuration suffers from increased power consumption. According to the configuration of this embodiment, only when it is determined that a touch operation has been performed based on the operation of the charge/discharge circuit 121 at the first frequency, verification based on the operation of the charge/discharge circuit 121 at the second frequency is performed. is performed. Since the frequency of driving the charge/discharge circuit 121 at the second frequency can be reduced, an increase in power consumption of the touch sensor 1 can be suppressed. Therefore, it is possible to accurately determine a touch operation even in a noisy environment while suppressing an increase in power consumption.

特に検出情報として第一検出静電容量C1と第二検出静電容量C2の比をとり、基準情報としての第一基準静電容量Cr1と第二基準静電容量Cr2の比と比較することにより、種々の環境要因に左右されにくい検証を遂行できる。 In particular, by taking the ratio of the first detection capacitance C1 and the second detection capacitance C2 as the detection information and comparing it with the ratio of the first reference capacitance Cr1 and the second reference capacitance Cr2 as the reference information, , it is possible to perform verification that is not easily affected by various environmental factors.

第一検出静電容量C1が検出されてから第二検出静電容量C2が検出されるまでの時間間隔T2は、第一検出静電容量C1の検出が繰り返される周期T1よりも十分に短いことが好ましい。環境ノイズに起因する静電容量の変化速度がタッチ操作による静電容量の変化速度よりも十分速いので、このような構成によれば、環境ノイズに起因する静電容量の変化とタッチ操作による静電容量の変化に対して識別しやすくできる。 The time interval T2 from the detection of the first detection capacitance C1 to the detection of the second detection capacitance C2 is sufficiently shorter than the period T1 in which the detection of the first detection capacitance C1 is repeated. is preferred. Since the speed of change in capacitance due to environmental noise is sufficiently faster than the speed of change in capacitance due to touch operation, with this configuration, the change in capacitance due to environmental noise and the static capacitance due to touch operation can be minimized. It is possible to easily identify changes in electric capacity.

図3に例示されるように、制御部131は、STEP6においてタッチ操作が行なわれたと検証された後、記憶部132に格納されている基準情報を、検証に利用された検出情報で更新しうる(STEP8)。 As illustrated in FIG. 3, after it is verified that the touch operation has been performed in STEP 6, the control unit 131 can update the reference information stored in the storage unit 132 with the detection information used for verification. (STEP8).

図2を参照して説明したように、制御部131は、第一検出静電容量C1の第一基準静電容量Cr1からの変化量が規定された閾値Cthを超えたかに基づいて、対象物2にタッチ操作が行なわれたかを判断している。前述のように、第一基準静電容量Cr1は第一検出静電容量C1が取得される度に更新されるので、第一基準静電容量Cr1は、環境要因によって変動しうる。第一基準静電容量Cr1の変動度合いによっては、記憶部132に格納されている基準情報が検証のための指標に適さなくなる場合がありうる。タッチ操作が行なわれた際に使用された検出情報は、実際の使用状態を反映している蓋然性が高い。この検出情報を次回の検証における基準情報に使用することにより、検証結果が環境要因の影響を受ける事態を回避しやすくできる。 As described with reference to FIG. 2, the control unit 131 determines whether the amount of change in the first detection capacitance C1 from the first reference capacitance Cr1 exceeds the specified threshold value Cth. 2 is determined whether a touch operation has been performed. As described above, the first reference capacitance Cr1 is updated each time the first detected capacitance C1 is obtained, so the first reference capacitance Cr1 may fluctuate due to environmental factors. Depending on the degree of variation of the first reference capacitance Cr1, the reference information stored in the storage unit 132 may not be suitable as an index for verification. The detection information used when the touch operation is performed has a high probability of reflecting the actual usage state. By using this detection information as reference information in the next verification, it is possible to easily avoid the situation where the verification result is affected by environmental factors.

図3に例示されるように、第一周波数での充放電回路121の動作に基づいて対象物2にタッチ操作が行なわれていないと判断された場合(STEP2においてNO)、制御部131は、図4に例示される処理を実行しうる。 As illustrated in FIG. 3, when it is determined that the touch operation has not been performed on the object 2 based on the operation of the charging/discharging circuit 121 at the first frequency (NO in STEP2), the control unit 131 The process illustrated in FIG. 4 may be performed.

具体的には、制御部131は、タッチ操作が行なわれていないと判断された時点から規定された時間が経過したかを判断する(STEP9)。規定された時間が経過していなければ(STEP9においてNO)、処理は図3のSTEP1に戻る。規定された時間は、例えば1分である。 Specifically, the control unit 131 determines whether a prescribed time has passed since it was determined that the touch operation was not performed (STEP 9). If the specified time has not elapsed (NO in STEP9), the process returns to STEP1 in FIG. The defined time is, for example, 1 minute.

規定された時間が経過したと判断されると(STEP9においてYES)、制御部131は、第二検出静電容量C2を取得する(STEP10)。 When it is determined that the specified time has passed (YES in STEP9), the control section 131 acquires the second detection capacitance C2 (STEP10).

続いて、制御部131は、STEP4と同様にして検出情報を取得し(STEP11)、記憶部132に格納されている基準情報を、取得された検出情報で更新する(STEP12)。 Subsequently, the control unit 131 acquires detection information in the same manner as in STEP 4 (STEP 11), and updates the reference information stored in the storage unit 132 with the acquired detection information (STEP 12).

前述したように、タッチ操作が行なわれたかの判断に用いられる第一基準静電容量Cr1は、環境要因によって変動しうる。第一基準静電容量Cr1の変動度合いによっては、記憶部132に格納されている基準情報が検証のための指標に適さなくなる場合がありうる。上記のような構成によれば、直近の環境要因を反映するように基準情報を定期的に更新できる。これにより、検証結果が環境要因の影響を受ける事態を回避しやすくできる。 As described above, the first reference capacitance Cr1 used to determine whether a touch operation has been performed may vary depending on environmental factors. Depending on the degree of variation of the first reference capacitance Cr1, the reference information stored in the storage unit 132 may not be suitable as an index for verification. According to the above configuration, it is possible to periodically update the reference information so as to reflect the most recent environmental factors. This makes it easier to avoid situations in which the verification results are affected by environmental factors.

図4に例示されるように、制御部131は、STEP10において第二検出静電容量C2が取得された後、規定された回数の検出が行なわれたかを判断しうる(STEP13)。規定された回数は、例えば10回である。検出が行なわれた回数が規定された回数に達していないと判断されると(STEP13においてNO)、処理はSTEP1へ戻り、第一検出静電容量C1が取得される。 As exemplified in FIG. 4, the control unit 131 can determine whether detection has been performed a specified number of times after the second detection capacitance C2 is obtained in STEP 10 (STEP 13). The specified number of times is, for example, 10 times. If it is determined that the number of detections has not reached the prescribed number (NO in STEP 13), the process returns to STEP 1, and the first detected capacitance C1 is obtained.

第一検出静電容量C1に基づいて対象物2にタッチ操作が行なわれていないと判断されると(STEP2においてNO)、規定された時間の経過についての判断(STEP9)、第二検出静電容量C2の取得(STEP10)、規定された回数の検出が行なわれたかの判断(STEP13)が再度行なわれる。検出が行なわれた回数が規定された回数に達したと判断されると(STEP13においてYES)、制御部131は、それまでに検出された複数個の第一検出静電容量C1と複数個の第二検出静電容量C2の各々について、統計値を取得する(STEP14)。統計値の例としては、平均値、中央値、最頻値などが挙げられる。 When it is determined that the touch operation has not been performed on the object 2 based on the first detection capacitance C1 (NO in STEP 2), it is determined whether the specified time has passed (STEP 9), and the second detection capacitance C1 is determined. Acquisition of the capacitance C2 (STEP 10) and determination of whether or not detection has been performed a specified number of times (STEP 13) are performed again. When it is determined that the number of times detection has been performed has reached the specified number (YES in STEP 13), control unit 131 detects the plurality of first detection capacitances C1 and the plurality of capacitances C1 detected so far. A statistical value is obtained for each of the second detection capacitances C2 (STEP 14). Examples of statistical values include mean, median, mode, and the like.

続いて、制御部131は、第一検出静電容量C1の統計値と第二検出静電容量C2の統計値に基づいて、検出情報を取得する(STEP11)。例えば、検出情報は、第一検出静電容量の統計値と第二検出静電容量の統計値の比でありうる。さらに、制御部131は、記憶部132に格納されている基準情報を、取得された検出情報で更新する(STEP12)。 Subsequently, the control unit 131 acquires detection information based on the statistical value of the first detection capacitance C1 and the statistical value of the second detection capacitance C2 (STEP11). For example, the sensing information can be the ratio of the first sensing capacitance statistic and the second sensing capacitance statistic. Furthermore, the control unit 131 updates the reference information stored in the storage unit 132 with the acquired detection information (STEP 12).

このような構成によれば、基準情報の更新に用いられる検出情報が、短期的な変化を伴う環境要因の影響を受けることを抑制できる。したがって、検証結果が環境要因の影響を受ける事態をより回避しやすくできる。 According to such a configuration, it is possible to prevent the detection information used for updating the reference information from being affected by environmental factors accompanied by short-term changes. Therefore, it is possible to more easily avoid a situation in which the verification result is affected by environmental factors.

図5は、制御部131により実行される処理の別例を示している。図3に例示したステップと実質的に同一のステップには同一の参照符号を付与し、繰り返しとなる説明は省略する。 FIG. 5 shows another example of processing executed by the control unit 131 . Steps that are substantially the same as the steps illustrated in FIG. 3 are given the same reference numerals, and repeated descriptions are omitted.

本例においては、第一検出静電容量C1の取得を通じたタッチ操作が行なわれたとの判断に基づいて第二検出静電容量C2が取得されると、制御部131は、第二基準静電容量Cr2を生成する(STEP21)。例えば、STEP2で使用された第一基準静電容量Cr1に規定された係数が乗ぜられることにより、第二基準静電容量Cr2が算出される。当該係数は、第一基準静電容量Cr1と第二基準静電容量Cr2の比に対応している。比は、相関の一例である。当該係数は、基準情報の一例である。なお、STEP1で取得された第一検出静電容量C1に規定された係数が乗ぜられることによって第二基準静電容量Cr2が算出されてもよい。 In this example, when the second detection capacitance C2 is acquired based on the determination that the touch operation is performed through the acquisition of the first detection capacitance C1, the control unit 131 controls the second reference capacitance A capacitance Cr2 is generated (STEP 21). For example, the second reference capacitance Cr2 is calculated by multiplying the first reference capacitance Cr1 used in STEP2 by a prescribed coefficient. The coefficient corresponds to the ratio of the first reference capacitance Cr1 and the second reference capacitance Cr2. A ratio is an example of a correlation. The coefficient is an example of reference information. The second reference capacitance Cr2 may be calculated by multiplying the first detection capacitance C1 obtained in STEP1 by a prescribed coefficient.

基準情報は、タッチセンサ1の工場出荷前に無ノイズ環境下で取得されて記憶部132に格納されうる。あるいは、基準情報は、実使用環境におけるタッチセンサ1の初期起動時に取得されて記憶部132に格納されうる。さらには、基準情報は、タッチセンサ1の工場出荷前に無ノイズ環境下で、タッチ操作が行なわれていない状態で取得されて記憶部132に格納されうる。また、基準情報は、タッチセンサ1の工場出荷前に無ノイズ環境下で、タッチ操作が行なわれている状態で取得されて記憶部132に格納されうる。 The reference information can be acquired under a noise-free environment and stored in the storage unit 132 before the touch sensor 1 is shipped from the factory. Alternatively, the reference information can be acquired and stored in the storage unit 132 when the touch sensor 1 is initially activated in the actual usage environment. Furthermore, the reference information can be acquired and stored in the storage unit 132 before the touch sensor 1 is shipped from the factory in a noise-free environment in which no touch operation is performed. Further, the reference information can be acquired and stored in the storage unit 132 under a noise-free environment before the touch sensor 1 is shipped from the factory while a touch operation is being performed.

続いて、制御部131は、STEP2で取得された第二検出静電容量C2とSTEP21で生成された第二基準静電容量Cr2の差異が所定の閾値以下であるかを判断する(STEP22)。当該差異が当該閾値よりも大きければ(STEP22においてYES)、制御部131は、対象物2にタッチ操作が行なわれたとの先の判断を有効にする(STEP6)。当該差異が当該閾値以下であれば(STEP22においてNO)、制御部131は、静電容量の変化が環境ノイズによってもたらされたものであると判断し、タッチ操作が行なわれたとの先の判断を無効にする(STEP7)。 Subsequently, the control unit 131 determines whether the difference between the second detection capacitance C2 obtained in STEP2 and the second reference capacitance Cr2 generated in STEP21 is equal to or less than a predetermined threshold (STEP22). If the difference is greater than the threshold (YES in STEP22), control unit 131 validates the previous determination that the touch operation has been performed on object 2 (STEP6). If the difference is equal to or less than the threshold (NO in STEP 22), control unit 131 determines that the change in capacitance is caused by environmental noise, and determines that a touch operation has been performed. is invalidated (STEP7).

前述したように、電極11が満充電されている状態においては、タッチ操作がなされていない場合における第一基準静電容量Cr1と第二基準静電容量Cr2の相関値は、タッチ操作がなされた場合における第一検出静電容量C1と第二検出静電容量C2の相関値と概ね一致する。したがって、当該相関値に対応する基準情報に基づいて、タッチ操作が行なわれたことを検証するために必要な第二基準静電容量Cr2を、第二検出静電容量C2から生成できる。これにより、第一検出静電容量C1と第一基準静電容量Cr1の差分に基づいて対象物2に対するタッチ操作が行なわれたと判断された場合にのみなされる第二検出静電容量C2の取得時において、第二基準静電容量Cr2が存在しないという問題を解消できる。したがって、第二周波数で充放電回路121が駆動される頻度を低減して電力消費の増大を抑制しつつも、ノイズ環境下においても正確にタッチ操作を判別できる。 As described above, when the electrode 11 is fully charged, the correlation value between the first reference capacitance Cr1 and the second reference capacitance Cr2 when no touch operation is performed is It roughly matches the correlation value between the first detection capacitance C1 and the second detection capacitance C2 in the case. Therefore, based on the reference information corresponding to the correlation value, the second reference capacitance Cr2 necessary for verifying that the touch operation has been performed can be generated from the second detection capacitance C2. Thereby, acquisition of the second detection capacitance C2 is performed only when it is determined that a touch operation has been performed on the object 2 based on the difference between the first detection capacitance C1 and the first reference capacitance Cr1. Sometimes, the problem that the second reference capacitance Cr2 does not exist can be overcome. Therefore, it is possible to accurately determine a touch operation even in a noisy environment while suppressing an increase in power consumption by reducing the frequency of driving the charging/discharging circuit 121 at the second frequency.

上記のような構成を有するタッチセンサ1は、例えば車両の一部であるドアハンドルに内蔵されうる。ドアハンドルは、対象物の一例である。この場合、ユーザの指Fなどがドアハンドルに触れる操作が行なわれたと判断されると、制御装置13から検出信号Sが出力される。検出信号Sは、例えば車両のドアの施錠装置に送信されうる。施錠装置は、検出信号Sに応じてドアの施錠動作や解錠動作を遂行しうる。 The touch sensor 1 having the configuration as described above can be incorporated in, for example, a door handle that is a part of a vehicle. A door handle is an example of an object. In this case, when it is determined that the user's finger F or the like has touched the door handle, the control device 13 outputs the detection signal S. FIG. The detection signal S can be sent to, for example, a vehicle door lock. The locking device can lock and unlock the door according to the detection signal S.

上述した制御部131の機能は、上述した処理を実現するコンピュータプログラムを実行可能なマイクロコントローラ、ASIC、FPGAなどの専用集積回路によって実現されうる。制御部131は、汎用メモリと協働して動作する汎用マイクロプロセッサにより実現されてもよい。汎用マイクロプロセッサとしては、CPU、MPU、GPUが例示されうる。汎用メモリとしては、ROMやRAMが例示されうる。この場合、ROMには、上述した処理を実行するコンピュータプログラムが記憶されうる。汎用マイクロプロセッサは、ROM上に記憶されたプログラムの少なくとも一部を指定してRAM上に展開し、RAMと協働して上述した処理を実行する。制御部131は、汎用マイクロプロセッサと専用集積回路の組合せによって実現されてもよい。 The functions of the control unit 131 described above can be implemented by a dedicated integrated circuit such as a microcontroller, ASIC, or FPGA that can execute a computer program that implements the processes described above. The controller 131 may be realized by a general-purpose microprocessor operating in cooperation with a general-purpose memory. A CPU, MPU, and GPU can be exemplified as a general-purpose microprocessor. Examples of general-purpose memory include ROM and RAM. In this case, the ROM may store a computer program for executing the above-described process. The general-purpose microprocessor designates at least part of the program stored on the ROM, develops it on the RAM, and cooperates with the RAM to execute the above-described processing. The controller 131 may be implemented by a combination of a general-purpose microprocessor and a dedicated integrated circuit.

上述した記憶部132の機能は、半導体メモリやハードディスク装置などの記憶装置により実現されうる。上述した汎用メモリの少なくとも一部が、記憶部132として使用されてもよい。制御部131と記憶部132は、互いに独立した複数の素子として提供されてもよいし、単一の素子にパッケージされていてもよい。 The functions of the storage unit 132 described above can be realized by a storage device such as a semiconductor memory or a hard disk device. At least part of the general-purpose memory described above may be used as the storage unit 132 . The control unit 131 and the storage unit 132 may be provided as a plurality of elements independent of each other, or may be packaged in a single element.

上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするための例示にすぎない。上記の実施形態に係る構成は、本発明の趣旨を逸脱しなければ、適宜に変更・改良されうる。 The above embodiments are merely examples for facilitating understanding of the present invention. The configurations according to the above embodiments can be modified and improved as appropriate without departing from the scope of the present invention.

上記の実施形態においては、基準情報と検出情報の各々について、第一周波数での充放電回路121の動作に基づいて検出された静電容量の値と第二周波数での充放電回路121の動作に基づいて検出された静電容量の値の比が用いられている。しかしながら、両値の相関を示しうるのであれば、両値の差分や相関係数などが用いられてもよい。 In the above embodiment, for each of the reference information and the detection information, the capacitance value detected based on the operation of the charging/discharging circuit 121 at the first frequency and the operation of the charging/discharging circuit 121 at the second frequency A ratio of the capacitance values detected based on is used. However, a difference between both values, a correlation coefficient, or the like may be used as long as the correlation between the two values can be shown.

上記の実施形態においては、基準情報と検出情報の差分が規定された閾値範囲内にあるかに基づいて、対象物2にタッチ操作が行なわれたかの検証がなされている。基準情報と検出情報の態様によっては、両者の一致度を表す適宜の指標が、対象物2にタッチ操作が行なわれたかの検証に用いられうる。 In the above-described embodiment, it is verified whether or not a touch operation has been performed on the object 2 based on whether the difference between the reference information and the detection information is within a specified threshold range. Depending on the aspects of the reference information and the detection information, an appropriate index representing the degree of matching between the two can be used to verify whether or not the target object 2 has been touched.

図4に例示された処理は、対象物2に対するタッチ操作が行なわれていない間にも、タッチ操作の検証に用いられる指標としての基準情報の品質を維持することを主な目的としている。当該処理は、タッチセンサ1の動作の不具合が疑われる場合に実行されるようにも構成されうる。例えば、規定された時間内に過剰な頻度でタッチ操作が検出された場合、タッチ操作と環境ノイズの判別に使用される基準情報に何らかの不具合が生じている事態が予想される。このような場合に図4に例示された処理が実行されることにより、基準情報を適正に修正できる。あるいは、タッチセンサ1が車両のドアハンドルに内蔵されている場合において、スマートキーエントリシステムによる施錠や解錠がなされると、タッチセンサ1を通じた施錠や解錠が機能していない事態が予想される。このような場合に図4に例示された処理が実行されることにより、タッチセンサ1の機能を回復できる。 The main purpose of the processing illustrated in FIG. 4 is to maintain the quality of the reference information as an index used for verifying the touch operation even while the touch operation is not performed on the object 2 . The process can also be configured to be executed when a malfunction in the operation of the touch sensor 1 is suspected. For example, if touch operations are detected excessively frequently within a specified period of time, it is expected that there is some problem in the reference information used to distinguish between touch operations and environmental noise. In such a case, the reference information can be corrected appropriately by executing the processing illustrated in FIG. Alternatively, in the case where the touch sensor 1 is built into the door handle of the vehicle, if the door is locked or unlocked by the smart key entry system, it is expected that the locking or unlocking through the touch sensor 1 will not function. be. In such a case, the functions of the touch sensor 1 can be restored by executing the processing illustrated in FIG.

図3と図4の各々に例示されたフローチャートにおいて破線で示された処理は、省略可能である。 Processing indicated by broken lines in the flow charts illustrated in FIGS. 3 and 4 can be omitted.

タッチセンサ1は、車両におけるドアハンドル以外の箇所にも配置されうる。タッチセンサ1により検出されるタッチ操作は、必ずしもユーザの指Fにより行なわれることを要しない。掌、肘、膝、足先などの身体部位によるタッチ操作も検出されうる。 The touch sensor 1 can be arranged at locations other than the door handle in the vehicle. A touch operation detected by touch sensor 1 does not necessarily have to be performed with finger F of the user. Touch operations using body parts such as palms, elbows, knees, and toes can also be detected.

タッチセンサ1は、ユーザによるタッチ操作の検出が必要とされる適宜のユーザインターフェースに使用されうる。そのようなユーザインターフェースを備えた装置の例としては、建物の空調設備、建物の調光設備、室内あるいは室外で使用される音響映像機器、調理機器、空調機器、玩具などが挙げられる。 The touch sensor 1 can be used for any user interface that requires detection of touch operations by a user. Examples of devices equipped with such a user interface include building air-conditioning equipment, building light control equipment, audio-visual equipment used indoors or outdoors, cooking equipment, air-conditioning equipment, toys, and the like.

1:タッチセンサ、2:対象物、11:電極、12:静電容量検出部、121:充放電回路、13:制御装置、131:制御部、132:記憶部、C1:第一検出静電容量、C2:第二検出静電容量、Cr1:第一基準静電容量、Cr2:第二基準静電容量 1: Touch sensor, 2: Object, 11: Electrode, 12: Capacitance detection unit, 121: Charge/discharge circuit, 13: Control device, 131: Control unit, 132: Storage unit, C1: First detection electrostatic Capacitance, C2: second detection capacitance, Cr1: first reference capacitance, Cr2: second reference capacitance

Claims (11)

電極と、
前記電極と対象物との間の静電容量を検出するための充放電回路を有する静電容量検出部と、
前記充放電回路の動作を制御する制御部と、
第一周波数で前記充放電回路を動作させることにより検出された前記静電容量である第一検出静電容量と、当該第一周波数と異なる第二周波数で前記充放電回路を動作させることにより検出された前記静電容量である第二検出静電容量との相関を示す基準情報を格納する記憶部と、
を備えており、
前記制御部は、
前記第一検出静電容量を取得し、
前記対象物に対する操作の有無を判断するための基準となる静電容量に対応する第一基準静電容量を取得し、
前記第一検出静電容量の前記第一基準静電容量からの変化量に基づいて、前記対象物に対する操作の有無を判断し、
前記操作ありと判断されると、前記第二検出静電容量を取得し、
前記第一検出静電容量と前記第二検出静電容量の相関を示す検出情報を、前記基準情報と比較し、
前記比較の結果に基づいて前記操作の有無を検証する、
タッチセンサ。
an electrode;
a capacitance detection unit having a charging/discharging circuit for detecting the capacitance between the electrode and the object;
a control unit that controls the operation of the charging/discharging circuit;
A first detected capacitance, which is the capacitance detected by operating the charge/discharge circuit at a first frequency, and a first detected capacitance detected by operating the charge/discharge circuit at a second frequency different from the first frequency. A storage unit that stores reference information indicating a correlation with the second detection capacitance that is the capacitance that is detected;
and
The control unit
obtaining the first sensed capacitance;
Acquiring a first reference capacitance corresponding to a reference capacitance for determining whether the object is operated or not;
Based on the amount of change of the first detection capacitance from the first reference capacitance, determining whether or not the object is operated,
When it is determined that there is the operation, the second detection capacitance is obtained,
Comparing the detection information indicating the correlation between the first detection capacitance and the second detection capacitance with the reference information,
verifying the presence or absence of the operation based on the result of the comparison;
touch sensor.
前記相関は、前記第一検出静電容量と前記第二検出静電容量の比である、
請求項1に記載のタッチセンサ。
the correlation is the ratio of the first sensed capacitance to the second sensed capacitance,
The touch sensor according to claim 1.
前記制御部は、前記検出情報で前記基準情報を更新する、
請求項1または2に記載のタッチセンサ。
The control unit updates the reference information with the detection information.
The touch sensor according to claim 1 or 2.
前記第一検出静電容量に基づいて前記操作なしと判断されてから規定時間の経過後に、前記第二検出静電容量の検出が行なわれる、
請求項3に記載のタッチセンサ。
Detection of the second detection capacitance is performed after a specified time has passed since it is determined that there is no operation based on the first detection capacitance.
The touch sensor according to claim 3.
前記制御部は、複数個の前記第一検出静電容量から得られた統計値と複数個の前記第二検出静電容量から得られた統計値に基づいて、前記検出情報を取得する、
請求項3または4に記載のタッチセンサ。
The control unit acquires the detection information based on statistical values obtained from the plurality of first detection capacitances and statistical values obtained from the plurality of second detection capacitances.
The touch sensor according to claim 3 or 4.
電極と、
前記電極と対象物との間の静電容量を検出するための充放電回路を有する静電容量検出部と、
前記充放電回路の動作を制御する制御部と、
を備えており、
前記制御部は、
第一周波数で前記充放電回路を動作させることにより検出された前記静電容量である第一検出静電容量を取得し、
前記対象物に対する操作の有無を判断するための基準となる静電容量に対応する第一基準静電容量を取得し、
前記第一検出静電容量の前記第一基準静電容量からの変化量に基づいて、前記対象物に対する操作の有無を判断し、
前記操作ありと判断されると、前記第一周波数と異なる第二周波数で前記充放電回路を動作させることにより検出された前記静電容量である第二検出静電容量を取得し、
前記第一検出静電容量と前記第二検出静電容量の相関を示す基準情報に基づいて、第二基準静電容量を生成し、
前記第二検出静電容量と前記第二基準静電容量とに基づいて、前記操作の有無を検証する、
タッチセンサ。
an electrode;
a capacitance detection unit having a charging/discharging circuit for detecting the capacitance between the electrode and the object;
a control unit that controls the operation of the charging/discharging circuit;
and
The control unit
Acquiring a first detected capacitance, which is the capacitance detected by operating the charge/discharge circuit at a first frequency,
Acquiring a first reference capacitance corresponding to a reference capacitance for determining whether the object is operated or not;
Based on the amount of change of the first detection capacitance from the first reference capacitance, determining whether or not the object is operated,
When it is determined that there is the operation, obtaining a second detection capacitance that is the capacitance detected by operating the charging and discharging circuit at a second frequency different from the first frequency,
generating a second reference capacitance based on reference information indicating a correlation between the first detection capacitance and the second detection capacitance;
Verifying the presence or absence of the operation based on the second detection capacitance and the second reference capacitance;
touch sensor.
前記対象物は、車両の一部である、
請求項1から6のいずれか一項に記載のタッチセンサ。
the object is part of a vehicle,
The touch sensor according to any one of claims 1 to 6.
電極と対象物との間の静電容量を検出する静電容量検出部に含まれる充放電回路の動作を制御する制御部と、
第一周波数で前記充放電回路を動作させることにより検出された前記静電容量である第一検出静電容量と、当該第一周波数と異なる第二周波数で前記充放電回路を動作させることにより検出された前記静電容量である第二検出静電容量との相関を示す基準情報を格納する記憶部と、
を備えており、
前記制御部は、
前記第一検出静電容量を取得し、
前記対象物に対する操作の有無を判断するための基準となる静電容量に対応する第一基準静電容量を取得し、
前記第一検出静電容量の前記第一基準静電容量からの変化量に基づいて、前記対象物に対する操作の有無を判断し、
前記操作ありと判断されると、前記第二検出静電容量を取得し、
前記第一検出静電容量と前記第二検出静電容量の相関を示す検出情報を、前記基準情報と比較し、
前記比較の結果に基づいて前記操作の有無を検証する、
制御装置。
a control unit for controlling the operation of a charge/discharge circuit included in a capacitance detection unit that detects the capacitance between an electrode and an object;
A first detected capacitance, which is the capacitance detected by operating the charge/discharge circuit at a first frequency, and a first detected capacitance detected by operating the charge/discharge circuit at a second frequency different from the first frequency. A storage unit that stores reference information indicating a correlation with the second detection capacitance that is the capacitance that is detected;
and
The control unit
obtaining the first sensed capacitance;
Acquiring a first reference capacitance corresponding to a reference capacitance for determining whether the object is operated or not;
Based on the amount of change of the first detection capacitance from the first reference capacitance, determining whether or not the object is operated,
When it is determined that there is the operation, the second detection capacitance is obtained,
Comparing the detection information indicating the correlation between the first detection capacitance and the second detection capacitance with the reference information,
verifying the presence or absence of the operation based on the result of the comparison;
Control device.
電極と対象物との間の静電容量を検出する静電容量検出部に含まれる充放電回路の動作を制御する制御装置であって、
第一周波数で前記充放電回路を動作させることにより検出された前記静電容量である第一検出静電容量を取得し、
前記対象物に対する操作の有無を判断するための基準となる静電容量に対応する第一基準静電容量を取得し、
前記第一検出静電容量の前記第一基準静電容量からの変化量に基づいて、前記対象物に対する操作の有無を判断し、
前記操作ありと判断されると、前記第一周波数と異なる第二周波数で前記充放電回路を動作させることにより検出された前記静電容量である第二検出静電容量を取得し、
前記第一検出静電容量と前記第二検出静電容量の相関を示す基準情報に基づいて、第二基準静電容量を生成し、
前記第二検出静電容量と前記第二基準静電容量とに基づいて、前記操作の有無を検証する、
制御装置。
A control device that controls the operation of a charge/discharge circuit included in a capacitance detection unit that detects the capacitance between an electrode and an object,
Acquiring a first detected capacitance, which is the capacitance detected by operating the charge/discharge circuit at a first frequency,
Acquiring a first reference capacitance corresponding to a reference capacitance for determining whether the object is operated or not;
Based on the amount of change of the first detection capacitance from the first reference capacitance, determining whether or not the object is operated,
When it is determined that there is the operation, obtaining a second detection capacitance that is the capacitance detected by operating the charging and discharging circuit at a second frequency different from the first frequency,
generating a second reference capacitance based on reference information indicating a correlation between the first detection capacitance and the second detection capacitance;
Verifying the presence or absence of the operation based on the second detection capacitance and the second reference capacitance;
Control device.
電極と対象物との間の静電容量を検出する静電容量に含まれる充放電回路の動作を、第一周波数で前記充放電回路を動作させることにより検出された前記静電容量である第一検出静電容量と、当該第一周波数と異なる第二周波数で前記充放電回路を動作させることにより検出された前記静電容量である第二検出静電容量との相関を示す基準情報を格納する記憶装置と協働する制御装置に制御させるコンピュータプログラムであって、
前記コンピュータプログラムが実行されることにより、前記制御装置に、
前記第一検出静電容量を検出させ、
前記対象物に対する操作の有無を判断するための基準となる静電容量に対応する第一基準静電容量を取得させ、
前記第一検出静電容量の前記第一検出静電容量からの変化量に基づいて、前記対象物に対する操作の有無を判断させ、
前記操作ありと判断されると、前記第二検出静電容量を取得させ、
前記第一検出静電容量と前記第二検出静電容量の相関を示す検出情報を、前記基準情報と比較させ、
前記比較の結果に基づいて前記操作の有無を検証させる、
コンピュータプログラム。
The operation of a charging/discharging circuit included in the electrostatic capacitance that detects the electrostatic capacitance between the electrode and the object is the electrostatic capacitance detected by operating the charging/discharging circuit at a first frequency. Storing reference information indicating a correlation between one detection capacitance and a second detection capacitance, which is the capacitance detected by operating the charging/discharging circuit at a second frequency different from the first frequency A computer program that causes a control device that cooperates with a storage device to control,
By executing the computer program, the control device
detecting the first detection capacitance;
acquire a first reference capacitance corresponding to a reference capacitance for determining whether or not the object is operated;
determining whether or not the object is operated based on the amount of change in the first detection capacitance from the first detection capacitance;
When it is determined that there is the operation, acquire the second detection capacitance,
Compare the detection information indicating the correlation between the first detection capacitance and the second detection capacitance with the reference information,
verifying whether or not the operation has been performed based on the result of the comparison;
computer program.
電極と対象物との間の静電容量を検出する静電容量検出部に含まれる充放電回路の動作を制御装置に制御させるコンピュータプログラムであって、
前記コンピュータプログラムが実行されることにより、前記制御装置に、
第一周波数で前記充放電回路を動作させることにより検出された前記静電容量である第一検出静電容量を取得させ、
前記対象物に対する操作の有無を判断するための基準となる静電容量に対応する第一基準静電容量を取得させ、
前記第一検出静電容量の前記第一基準静電容量からの変化量に基づいて、前記対象物に対する操作の有無を判断させ、
前記操作ありと判断されると、前記第一周波数と異なる第二周波数で前記充放電回路を動作させることにより検出された前記静電容量である第二検出静電容量を取得させ、
前記第一検出静電容量と前記第二検出静電容量の相関を示す基準情報に基づいて、第二基準静電容量を生成させ、
前記第二検出静電容量と前記第二基準静電容量とに基づいて、前記操作の有無を検証させる、
コンピュータプログラム。
A computer program that causes a control device to control the operation of a charge/discharge circuit included in a capacitance detection unit that detects the capacitance between an electrode and an object,
By executing the computer program, the control device
Acquiring a first detected capacitance, which is the capacitance detected by operating the charge/discharge circuit at a first frequency,
acquire a first reference capacitance corresponding to a reference capacitance for determining whether or not the object is operated;
Based on the amount of change in the first detection capacitance from the first reference capacitance, determining whether or not the object is operated,
When it is determined that the operation is present, acquire a second detection capacitance that is the capacitance detected by operating the charging and discharging circuit at a second frequency different from the first frequency,
generating a second reference capacitance based on reference information indicating the correlation between the first detection capacitance and the second detection capacitance;
Based on the second detection capacitance and the second reference capacitance, verify the presence or absence of the operation,
computer program.
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