JP7227091B2 - タッチセンサ、制御装置、およびコンピュータプログラム - Google Patents

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。

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。

特開２０１５－２１０８１１号公報

本発明の目的は、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にすることである。

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静電容量検出部と、
前記静電容量検出部により検出された前記静電容量に基づいて、前記対象物に対する操作の有無の判断を行なう制御部と、
を備えており、
前記制御部は、動作停止状態から復帰すると、
前記静電容量検出部に前記静電容量を検出させ、
検出された前記静電容量と基準値との差異を取得し、
前記差異が規定された閾値未満になるまで前記判断を保留する。

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の動作を制御する制御装置であって、
前記静電容量検出部により検出された前記静電容量に基づいて、当該対象物に対する操作の有無の判断を行ない、
動作停止状態から復帰すると、
前記静電容量検出部に前記静電容量を検出させ、
検出された前記静電容量と基準値との差異を取得し、
前記差異が規定された閾値未満になるまで前記判断を保留する。

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、
前記静電容量検出部により検出された対象物の静電容量に基づいて、当該対象物に対する操作の有無の判断を行なわせ、
前記制御装置が動作停止状態から復帰すると、
前記静電容量検出部に前記静電容量を検出させ、
検出された前記静電容量と基準値との差異を取得させ、
前記差異が規定された閾値未満になるまで前記判断を保留させる。

上記の各態様によれば、制御部の動作停止状態からの復帰に伴って電極と対象物の間の静電容量が然るべき値（基準値との差異が閾値未満となるような値）に復帰するまでは、対象物に対する操作の有無の判断を行なわせないようにできる。すなわち、動作停止状態からの復帰時に検出される一般的に低い静電容量を基準にしての対象物に対する操作の有無の判断が行なわれないようにできる。したがって、環境ノイズなどに起因して生じうる制御部の動作停止状態からの復帰時においても、検出される静電容量の増加に伴う対象物に対する操作ありとの誤判定を防止できる。換言すると、ノイズ環境下においても、正確に対象物に対する操作を判別可能にできる。

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静電容量検出部と、
電源と電気的に接続されるように構成されており、前記静電容量検出部により検出された前記静電容量に基づいて、前記対象物に対する操作の有無の判断を行なう制御部と、
を備えており、
前記制御部は、動作停止状態から復帰すると、前記電源から供給される電圧と接地電圧の電圧差が規定された閾値未満になるまで前記判断を保留する。

上記の目的を達成するための一態様は、電源と電気的に接続されるように構成されており、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の動作を制御する制御装置であって、
前記静電容量検出部により検出された前記静電容量に基づいて、当該対象物に対する操作の有無の判断を行ない、
動作停止状態から復帰すると、前記電源から供給される電圧と接地電圧の電圧差が規定された閾値未満になるまで前記判断を保留する。

上記の目的を達成するための一態様は、電源と電気的に接続され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の動作を、電源と電気的に接続された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、
前記静電容量検出部により検出された対象物の静電容量に基づいて、当該対象物に対する操作の有無の判断を行なわせ、
前記制御装置が動作停止状態から復帰すると、前記電源から供給される電圧と接地電圧の電圧差が規定された閾値未満になるまで前記判断を保留させる。

上記の各態様によれば、制御部の動作停止状態からの復帰に伴って電源から供給される電圧と接地電圧の電圧差が然るべき値に復帰するまでは、対象物に対する操作の有無の判断を行なわせないようにできる。すなわち、動作停止状態からの復帰時に検出される一般的に低い静電容量を基準にしての対象物に対する操作の有無の判断が行なわれないようにできる。したがって、環境ノイズなどに起因して生じうる制御部の動作停止状態からの復帰時においても、検出される静電容量の増加に伴う対象物への操作ありとの誤判定を防止できる。換言すると、ノイズ環境下においても、正確にタッチ操作を判別可能にできる。

本発明によれば、ノイズ環境下においても正確に対象物に対する操作を判別可能にできる。

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。 上記のタッチセンサの動作原理を示している。 上記のタッチセンサの動作の流れの一例を示している。 上記のタッチセンサの動作を例示している。 上記のタッチセンサの動作の流れの一例を示している。 上記のタッチセンサの動作の流れの別例を示している。 上記のタッチセンサの動作の流れの別例を示している。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

図２に例示されるように、制御部１３１は、静電容量検出部１２に検出させた静電容量に基づいて、対象物２にタッチ操作が行なわれたかを判断する機能も有している。具体的には、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Ｔで静電容量検出部１２に繰り返し検出させる。周期Ｔは、例えば２０ミリ秒である。

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、タッチ操作が行なわれていないときの静電容量に対応する基準値Ｃｒからの増加量が規定された閾値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、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間、タッチ操作が行なわれたと判断される。

図１に示されるように、制御装置１３は、記憶部１３２を備えている。記憶部１３２は、基準値Ｃｒに対応するデータが格納されている。制御部１３１は、検出された静電容量に対応する変換回路１２２から入力されたデータと記憶部１３２に格納されているデータとを比較することにより、上記のタッチ操作が行なわれたかの判断を行なう。

図２には基準値Ｃｒが一定値をとるかのように記載されている。しかしながら、基準値Ｃｒは、タッチ操作が行なわれていない状態で検出された静電容量の値で更新される。図３を参照しつつ、制御部１３１による上記の一連の処理の流れを説明する。

制御部１３１は、電極１１と対象物２の間の静電容量Ｃを取得する（ＳＴＥＰ１１）。具体的には、静電容量Ｃに対応する数値データを、変換回路１２２から受け付ける。

続いて、制御部１３１は、対象物２に対してタッチ操作が行なわれたかを判断する（ＳＴＥＰ１２）。具体的には、変換回路１２２から入力されたデータと記憶部１３２に格納されているデータとを比較することにより、静電容量Ｃの基準値Ｃｒからの増加量が規定された閾値Ｃｔｈ以下であるかが判断される。

静電容量Ｃの基準値Ｃｒからの増加量が規定された閾値Ｃｔｈ以下であると判断されると（ＳＴＥＰ１２においてＹＥＳ）、制御部１３１は、対象物２に対してタッチ操作が行なわれていないと判断する。この場合、制御部１３１は、検出された静電容量Ｃに対応する数値データで記憶部１３２に格納されている基準値Ｃｒに対応する数値データを更新する（ＳＴＥＰ１３）。すなわち、検出された静電容量Ｃが、新たな基準値Ｃｒになる。

静電容量Ｃの基準値Ｃｒからの増加量が規定された閾値Ｃｔｈを上回ると判断されると（ＳＴＥＰ１２においてＮＯ）、制御部１３１は、対象物２に対してタッチ操作が行なわれたと判断する（ＳＴＥＰ１４）。

制御部１３１は、不図示の電源から供給される電源電圧により動作している。制御部１３１と電源は、共通のアースと電気的に接続されている。本明細書においては、アースにより提供される基準電圧を、便宜上「接地電圧」と称する。環境ノイズなどの影響により、制御部１３１に供給される電源電圧と接地電圧の電圧差Ｖｄは変動する。具体的には、電源電圧が低下したり、接地電圧が上昇したりすることによって、電源電圧と接地電圧の電圧差Ｖｄが増減する。

図４の（Ａ）は、このような状況で起こりうる不具合を説明するための参考例を示している。参考例に係る制御部１３１Ａが動作するためには、電圧差Ｖｄが、規定された閾値Ｖｔｈ以上であることが求められる（いわゆる動作保証電圧）。図示の例においては、時刻ｔ１において制御部１３１Ａの電源電圧と接地電圧の電圧差Ｖｄが閾値Ｖｔｈを下回っている。これにより、制御部１３１Ａは、動作を停止する。

時刻ｔ１以前においては、対象物２に対するタッチ操作が行なわれていないと判断されている状況が示されている。検出された静電容量Ｃは、値Ｃ１の近傍を推移している。したがって、値Ｃ１に増加量に係る閾値Ｃｔｈを加えた値Ｃ２程度の静電容量Ｃが検出されると、制御部１３１Ａは、対象物２に対してタッチ操作が行なわれたと判断しうる。

図示の例においては、時刻ｔ２において制御部１３１Ａの電源電圧と接地電圧の電圧差Ｖｄが閾値Ｖｔｈ以上に復帰している。これにより、制御部１３１Ａは、動作停止状態から復帰する。制御部１３１Ａは、動作停止状態から復帰するとキャリブレーション処理を実行するように構成されている。キャリブレーション処理は、静電容量検出部１２の初期化や記憶部１３２に格納されている基準値Ｃｒに対応するデータのリセットを含む。

制御部１３１Ａの動作停止によって電極１１に電力が供給されないので、電極１１と対象物２の間の静電容量は低下する。したがって、キャリブレーション処理が終了する時刻ｔ３において検出される静電容量Ｃは、動作停止前よりも低い値Ｃ３を有する。制御部１３１Ａは、この値Ｃ３で基準値Ｃｒを更新してしまう。

制御部１３１Ａの電源電圧と接地電圧の電圧差Ｖｄが元の状態に復帰するにつれて、検出される静電容量Ｃも増加する。例えば時刻ｔ４で検出された静電容量Ｃと時刻ｔ５で検出された静電容量Ｃのように、その過程で静電容量の増加量が閾値Ｃｔｈを超える場合が起こりうる。時刻ｔ５で検出された静電容量Ｃは、本来タッチ操作が行なわれたと判断されうる値Ｃ２よりも低い。しかしながら、制御部１３１Ａは、閾値Ｃｔｈを超えたという事実に基づいて、対象物２にタッチ操作が行なわれたと判断してしまう。

このような不具合を避けるために、本実施形態に係る制御部１３１は、図４の（Ｂ）と図５に例示される動作を実行するように構成されている。

参考例に係る制御部１３１Ａと同様に、制御部１３１が動作するためには、電圧差Ｖｄが、規定された閾値Ｖｔｈ以上であることが求められる。図４の（Ｂ）に示される例においては、時刻ｔ１において制御部１３１の電源電圧と接地電圧の電圧差が閾値Ｖｔｈを下回っている。これにより、制御部１３１は、動作を停止する。本例においても、時刻ｔ２において制御部１３１の電源電圧と接地電圧の電圧差が閾値Ｖｔｈ以上に復帰している。制御部１３１は、電圧差Ｖｄのこの状態を検出し、動作停止状態から復帰する（図５のＳＴＥＰ２１）。

図４の（Ｂ）における時刻ｔ３において静電容量検出部１２の初期化などが完了すると、制御部１３１は、電極１１と対象物２の間の静電容量Ｃを取得する（図５のＳＴＥＰ２２）。具体的には、制御部１３１は、電極１１と対象物２の間の静電容量Ｃを、静電容量検出部１２に検出させる。制御部１３１は、静電容量検出部１２により検出された静電容量Ｃに対応する数値データを、変換回路１２２から受け付ける。

続いて、制御部１３１は、検出された静電容量Ｃに対応する数値データを、記憶部１３２に格納されている静電容量の基準値Ｃｒに対応する数値データと比較することにより、両者の差異が規定された閾値未満であるかを判断する（ＳＴＥＰ２３）。この時点において記憶部１３２に格納されている基準値Ｃｒに対応するデータは、図４の（Ｂ）における時刻ｔ０において取得されたものである。換言すると、この時点において記憶部１３２に格納されている基準値Ｃｒに対応するデータは、制御部１３１が動作停止状態に入る直前に検出された静電容量Ｃに対応している。

検出された静電容量Ｃと基準値Ｃｒの差異が閾値未満であると判断されると（図５のＳＴＥＰ２３においてＹＥＳ）、処理は、図３におけるＳＴＥＰ１１へ移行する。すなわち、対象物２に対するタッチ操作が行なわれたかを判断するための通常動作へ移行する。図４の（Ｂ）では、時刻ｔ６において静電容量Ｃと基準値Ｃｒの差異が閾値未満であると判断された例が示されている。

検出された静電容量Ｃと基準値Ｃｒの差異が閾値以上であると判断されると（図５のＳＴＥＰ２３においてＮＯ）、制御部１３１は、ＳＴＥＰ２２の処理とＳＴＥＰ２３の処理を繰り返す。すなわち、制御部１３１は、電極１１と対象物２の間の静電容量Ｃを静電容量検出部１２に検出させ、検出された静電容量Ｃと基準値Ｃｒの差異が閾値未満であるかを判断する。したがって、検出された静電容量Ｃと基準値Ｃｒの差異が閾値未満であると判断されるまでの間、対象物２に対するタッチ操作が行なわれたかの判断が保留される。

例えば、図４の（Ｂ）に例示される時刻ｔ４において検出された静電容量Ｃと時刻ｔ５において検出された静電容量Ｃの間には、タッチ操作の判断に係る閾値Ｃｔｈに相当する差異がある。しかしながら、時刻ｔ６に先立つこの時点では、検出された静電容量Ｃと基準値Ｃｒの差異が閾値未満であると判断されていないので、タッチ操作が行なわれたかの判断は保留される。

他方、時刻ｔ６において検出された静電容量Ｃと時刻ｔ７において検出された静電容量Ｃの間にも、タッチ操作の判断に係る閾値Ｃｔｈに相当する差異がある。検出された静電容量Ｃと基準値Ｃｒの差異が閾値未満であると判断された後のこの時点では、対象物２に対してタッチ操作が行なわれたとの判断がなされうる（図３のＳＴＥＰ１４に対応）。

上記のような構成によれば、制御部１３１の動作停止状態からの復帰に伴って電極１１と対象物２の間の静電容量Ｃが然るべき値（基準値Ｃｒとの差異が閾値未満となるような値）に復帰するまでは、対象物２に対してタッチ操作がなされたかの判断を行なわせないようにできる。すなわち、図４の（Ａ）に例示されるような、動作停止状態からの復帰時に検出される一般的に低い静電容量を基準にしてのタッチ操作の判断が行なわれないようにできる。したがって、環境ノイズなどに起因して生じうる制御部１３１の動作停止状態からの復帰時においても、検出される静電容量Ｃの増加に伴うタッチ操作の誤判定を防止できる。換言すると、ノイズ環境下においても、正確にタッチ操作を判別可能にできる。

特に、判断保留の解除に利用される基準値Ｃｒが、制御部１３１が動作停止状態に入る直前に検出された静電容量Ｃに対応しているので、制御部１３１が動作停止状態に入る前の動作環境に即した判断基準を提供できる。これにより、検出される静電容量Ｃの増加に伴うタッチ操作の誤判定を、より正確に防止できる。

図６は、タッチ操作が行なわれたかの判断の保留に関して制御部１３１により実行される動作の流れの別例を示している。図５に例示された処理と実質的に同じ処理については、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。

本例においては、複数回にわたって検出された電極１１と対象物２の間の静電容量Ｃを統計処理することによって、基準値Ｃｒとの差異の取得がなされる。具体的には、制御部１３１は、検出された静電容量ＣをＳＴＥＰ２２において取得した後、規定された回数の静電容量Ｃの取得がなされたかを判断する（ＳＴＥＰ２４）。規定された回数は、例えば５回である。

規定された回数の静電容量Ｃの取得がなされていないと判断されると（ＳＴＥＰ２４においてＮＯ）、制御部１３１は、ＳＴＥＰ２２の処理とＳＴＥＰ２４の処理を繰り返す。すなわち、制御部１３１は、検出された静電容量Ｃの取得を再度行ない、規定された回数の取得がなされたかの判断を行なう。

規定された回数の静電容量Ｃの取得がなされたと判断されると（ＳＴＥＰ２４においてＹＥＳ）、制御部１３１は、取得された複数個の静電容量Ｃについて統計値を取得する（ＳＴＥＰ２５）。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。

続いて、制御部１３１は、取得された静電容量Ｃの統計値に対応する数値データを、記憶部１３２に格納されている静電容量の基準値Ｃｒに対応する数値データと比較することにより、両者の差異が規定された閾値未満であるかを判断する（ＳＴＥＰ２６）。

統計値と基準値Ｃｒの差異が閾値未満であると判断されると（ＳＴＥＰ２６においてＹＥＳ）、処理は、図３におけるＳＴＥＰ１１へ移行する。すなわち、対象物２に対するタッチ操作が行なわれたかを判断するための通常動作へ移行する。

統計値と基準値Ｃｒの差異が閾値以上であると判断されると（図６のＳＴＥＰ２６においてＮＯ）、制御部１３１は、ＳＴＥＰ２２からＳＴＥＰ２６に至る一連の処理を繰り返す。すなわち、制御部１３１は、規定された個数の静電容量Ｃを静電容量検出部１２に検出させ、検出された複数個の静電容量Ｃの統計値を取得し、当該統計値と基準値Ｃｒの差異が閾値未満であるかを判断する。したがって、統計値と基準値Ｃｒの差異が閾値未満であると判断されるまでの間、対象物２に対するタッチ操作が行なわれたかの判断が保留される。

このような構成によれば、複数の時点で検出された静電容量Ｃの統計値が基準値Ｃｒとの比較に供される。したがって、環境ノイズなどに起因して突発的に増大した静電容量Ｃが偶然に基準値Ｃｒとの差異に係る条件を満足してしまい、タッチ操作に係る判断の保留が意図せず解除されてしまう事態を回避しやすくなる。

図５に例示されるように、制御部１３１は、タッチ操作に係る判断の保留が解除されたときに検出された静電容量Ｃの値で、基準値Ｃｒを更新しうる。具体的には、検出された静電容量Ｃと基準値Ｃｒの差異が閾値未満であると判断されると（ＳＴＥＰ２３においてＹＥＳ）、制御部１３１は、その時点で検出された静電容量Ｃに対応する数値データで、記憶部１３２に格納されている基準値Ｃｒに対応する数値データを更新する（ＳＴＥＰ２７）。

制御部１３１が動作停止状態に入る前に記憶部１３２に格納された基準値Ｃｒと、タッチ操作に係る判断の保留が解除されたときに検出された静電容量Ｃとは相違する場合がある。上記のような構成によれば、その後で行なわれるタッチ操作が行なわれたかの判断を、より近い時点の動作環境に即した基準値Ｃｒに基づいて行なうことができる。したがって、検出される静電容量Ｃの増加に伴うタッチ操作の誤判定を、より正確に防止できる。

ＳＴＥＰ２７に係る処理は、図６を参照して説明した例にも適用可能である。この場合、制御部１３１は、タッチ操作に係る判断の保留が解除されたときに取得された静電容量の統計値で、基準値Ｃｒを更新する。タッチ操作に係る判断の保留が解除されたときに取得された静電容量の統計値は、タッチ操作に係る判断の保留が解除されたときに検出された静電容量の一例である。

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。

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。

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。

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。

上記の実施形態においては、制御部１３１が動作停止状態に入る直前に検出された静電容量Ｃが基準値Ｃｒとして使用されている。しかしながら、制御部１３１の動作停止状態からの復帰時においては、通常動作時において定期的に更新される基準値Ｃｒとは別に規定された一定の基準値が、タッチ操作の判断保留に係る比較に使用されてもよい。

上記の実施形態においては、制御部１３１の電源電圧と接地電圧の電圧差Ｖｄに相関する値として電極１１と対象物２の間の静電容量Ｃを検出し、動作停止状態からの復帰後におけるタッチ操作の判断保留に係る比較に使用している。このような構成によれば、タッチセンサ１の本来の機能構成に特別な要素を追加することなく前述の処理を遂行できる。しかしながら、制御部１３１の電源電圧と接地電圧の電圧差Ｖｄが不適当である場合に問題の動作停止状態が引き起こされるという事実に鑑みると、当該電圧差を直接的にモニタしてタッチ操作の判断保留に係る比較に使用する構成も採用されうる。

図７は、このような場合に制御部１３１により実行される処理の一例を示している。制御部１３１は、電源電圧と接地電圧の電圧差Ｖｄが閾値Ｖｔｈ以上に復帰している状態を検出すると、動作停止状態から復帰する（ＳＴＥＰ３１）。静電容量検出部１２の初期化などが完了すると、制御部１３１は、電源電圧と接地電圧の電圧差Ｖｄに対応する数値データを取得する（ＳＴＥＰ３２）。

続いて、制御部１３１は、取得された電圧差Ｖｄに対応する数値データを、記憶部１３２に格納されている電圧差Ｖｄの基準値Ｖｒに対応する数値データと比較することにより、両者の差異が規定された閾値未満であるかを判断する（ＳＴＥＰ３３）。図４の（Ｂ）に例示されるように、基準値Ｖｒは、基準値Ｃｒに相当する静電容量Ｃが電極１１と対象物２の間に検出されうる程度の値として定められうる。

検出された電圧差Ｖｄと基準値Ｖｒの差異が閾値未満であると判断されると（図７のＳＴＥＰ３３においてＹＥＳ）、処理は、図３におけるＳＴＥＰ１１へ移行する。すなわち、対象物２に対するタッチ操作が行なわれたかを判断するための通常動作へ移行する。図４の（Ｂ）では、時刻ｔ６において検出された電圧差Ｖｄと基準値Ｖｒの差異が閾値未満であると判断された例が示されている。

取得された電圧差Ｖｄと基準値Ｖｒの差異が閾値以上であると判断されると（図７のＳＴＥＰ３３においてＮＯ）、制御部１３１は、ＳＴＥＰ３２の処理とＳＴＥＰ３３の処理を繰り返す。すなわち、制御部１３１は、電源電圧と接地電圧の電圧差Ｖｄを取得し、取得された電圧差Ｖｄと基準値Ｖｒの差異が閾値未満であるかを判断する。したがって、取得された電圧差Ｖｄと基準値Ｖｒの差異が閾値未満であると判断されるまでの間、対象物２に対するタッチ操作が行なわれたかの判断が保留される。

このような構成によっても、制御部１３１の動作停止状態からの復帰に伴って電源電圧と接地電圧の電圧差Ｖｄが然るべき値に復帰するまでは、対象物２に対してタッチ操作がなされたかの判断を行なわせないようにできる。すなわち、図４の（Ａ）に例示されるような、動作停止状態からの復帰時に検出される一般的に低い静電容量を基準にしてのタッチ操作の判断が行なわれないようにできる。したがって、環境ノイズなどに起因して生じうる制御部１３１の動作停止状態からの復帰時においても、検出される静電容量Ｃの増加に伴うタッチ操作の誤判定を防止できる。換言すると、ノイズ環境下においても、正確にタッチ操作を判別可能にできる。

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。

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。

１：タッチセンサ、２：対象物、１１：電極、１２：静電容量検出部、１３：制御装置、１３１：制御部、Ｃ：検出された静電容量、Ｃｒ：静電容量の基準値、Ｖｄ：電源電圧と接地電圧の電圧差、Ｖｒ：電圧差の基準値

Claims (10)

1. 電極と、
   前記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と、
   前記静電容量検出部により検出された前記静電容量に基づいて、前記対象物に対する操作の有無の判断を行なう制御部と、
   を備えており、
   前記制御部は、動作停止状態から復帰すると、
   前記静電容量検出部に前記静電容量を検出させ、
   検出された前記静電容量と基準値との差異を取得し、
   前記差異が規定された閾値未満になるまで前記判断を保留する、
   タッチセンサ。
2. 前記基準値は、前記制御部が前記動作停止状態に入る直前に検出された前記静電容量に対応している、
   請求項１に記載のタッチセンサ。
3. 前記差異は、複数回にわたって検出された前記静電容量を統計処理することによって取得される、
   請求項１または２に記載のタッチセンサ。
4. 前記制御部は、前記判断の保留が解除されたときの前記静電容量の値で前記基準値を更新する、
   請求項１から３のいずれか一項に記載のタッチセンサ。
5. 電極と、
   前記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と、
   電源と電気的に接続されるように構成されており、前記静電容量検出部により検出された前記静電容量に基づいて、前記対象物に対する操作の有無の判断を行なう制御部と、
   を備えており、
   前記制御部は、動作停止状態から復帰すると、前記電源から供給される電圧と接地電圧の電圧差が規定された閾値未満になるまで前記判断を保留する、
   タッチセンサ。
6. 前記対象物は、車両の一部である、
   請求項１から５のいずれか一項に記載のタッチセンサ。
7. 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の動作を制御する制御装置であって、
   前記静電容量検出部により検出された前記静電容量に基づいて、当該対象物に対する操作の有無の判断を行ない、
   動作停止状態から復帰すると、
   前記静電容量検出部に前記静電容量を検出させ、
   検出された前記静電容量と基準値との差異を取得し、
   前記差異が規定された閾値未満になるまで前記判断を保留する、
   制御装置。
8. 電源と電気的に接続されるように構成されており、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の動作を制御する制御装置であって、
   前記静電容量検出部により検出された前記静電容量に基づいて、当該対象物に対する操作の有無の判断を行ない、
   動作停止状態から復帰すると、前記電源から供給される電圧と接地電圧の電圧差が規定された閾値未満になるまで前記判断を保留する、
   制御装置。
9. 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、
   前記静電容量検出部により検出された対象物の静電容量に基づいて、当該対象物に対する操作の有無の判断を行なわせ、
   前記制御装置が動作停止状態から復帰すると、
   前記静電容量検出部に前記静電容量を検出させ、
   検出された前記静電容量と基準値との差異を取得させ、
   前記差異が規定された閾値未満になるまで前記判断を保留させる、
   コンピュータプログラム。
10. 電源と電気的に接続され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の動作を、電源と電気的に接続された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、
    前記静電容量検出部により検出された対象物の静電容量に基づいて、当該対象物に対する操作の有無の判断を行なわせ、
    前記制御装置が動作停止状態から復帰すると、前記電源から供給される電圧と接地電圧の電圧差が規定された閾値未満になるまで前記判断を保留させる、
    コンピュータプログラム。

Images