JP7402749B2 - 静電センサ、制御装置、およびコンピュータプログラム - Google Patents

静電センサ、制御装置、およびコンピュータプログラム Download PDF

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Description

本発明は、複数の検出領域を有する被操作体を備えた静電センサに関連する。本発明は、当該静電センサの動作を制御する制御装置、および当該制御装置により実行可能なコンピュータプログラムにも関連する。
特許文献１は、静電センサを開示している。当該静電センサにおいては、電極により生成される電界内に位置する被操作体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、電極と被操作体の間の静電容量が増加する。この静電容量の増加が検出されることにより、ユーザによる被操作体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、複数の検出領域を有する被操作体を備えた静電センサの操作性を高めることである。
上記の目的を達成するための第一態様は、静電センサであって、
複数の検出領域を有する被操作体と当該複数の検出領域の各々に対応付けられた領域を有する電極との間の静電容量を検出する検出装置と、
前記静電容量が閾値を上回るかに基づいて、前記複数の検出領域の各々に対して操作がなされたかを判断する制御装置と、
を備えており、
前記複数の検出領域の少なくとも一つは、第一領域と第二領域を有しており、
前記第二領域は、前記第一領域と前記複数の検出領域の他の少なくとも一つとの間に配置されており、
前記第一領域と前記第二領域を含む前記複数の検出領域の少なくとも一つについては、前記制御装置は、前記第二領域について検出された前記静電容量が前記閾値を上回る場合に、当該検出領域に対して操作がなされていないと判断する。
上記の目的を達成するための第二態様は、複数の検出領域を有する被操作体を備えた静電センサの動作を制御する制御装置であって、
前記被操作体と前記複数の検出領域の各々に対応付けられた領域を有する電極との間の静電容量に対応する検出情報を受け付ける受付部と、
前記検出情報に対応する静電容量が閾値を上回るかに基づいて、前記複数の検出領域の各々に対して操作がなされたかを判断する処理部と、
を備えており、
前記複数の検出領域の少なくとも一つは、第一領域と第二領域を有しており、
前記第二領域は、前記第一領域と前記複数の検出領域の他の少なくとも一つとの間に配置されており、
前記第一領域と前記第二領域を含む前記複数の検出領域の少なくとも一つについては、前記処理部は、前記検出情報に対応する前記第二領域の静電容量が前記閾値を上回る場合に、当該検出領域に対して操作がなされていないと判断する。
上記の目的を達成するための第三態様は、複数の検出領域を有する被操作体を備えた静電センサの動作を制御する制御装置の処理部により実行可能なコンピュータプログラムであって、
前記複数の検出領域の少なくとも一つは、第一領域と第二領域を有しており、
前記第二領域は、前記第一領域と前記複数の検出領域の他の少なくとも一つとの間に配置されており、
実行されることにより、前記制御装置に
前記被操作体と前記複数の検出領域の各々に対応付けられた領域を有する電極との間の静電容量に対応する検出情報を受け付けさせ、
前記検出情報が示す前記静電容量が閾値を上回るかに基づいて、前記複数の検出領域の各々に対して操作がなされたかを判断させ、
前記第一領域と前記第二領域を含む前記複数の検出領域の少なくとも一つについては、前記検出情報に対応する前記第二領域の静電容量が前記閾値を上回る場合に、当該検出領域に対して操作がなされていないと判断させる。
第一態様から第三態様の各々に係る構成によれば、複数の検出領域のうち第一領域と第二領域を有する検出領域については、第一領域と他の検出領域の間に配置された第二領域に対応付けられた電極と被操作体との間の静電容量が閾値を上回っても、当該検出領域に対して操作がなされたと判断されない。したがって、ある検出領域に対して操作体による操作がなされているときに当該操作体が意図せず第一領域を有する検出領域に接触または接近しても、第二領域への接触または接近を伴うので、当該接触または接近が第一領域を有する検出領域に対する操作として検出される事態の発生を抑制できる。したがって、複数の検出領域を有する被操作体を備えた静電センサの操作性を高めることができる。
上記の目的を達成するための第四態様は、静電センサであって、
複数の検出領域を有する被操作体と当該複数の検出領域の各々に対応付けられた領域を有する電極との間の静電容量を検出する検出装置と、
前記静電容量が閾値を上回るかに基づいて、前記複数の検出領域の各々に対して操作がなされたかを判断する制御装置と、
を備えており、
前記複数の検出領域の少なくとも一つは、第一領域と第二領域を有しており、
前記第二領域は、前記第一領域と前記複数の検出領域の他の少なくとも一つとの間に配置されており、
前記第一領域と前記第二領域を含む前記複数の検出領域の少なくとも一つについては、前記制御装置は、前記第一領域について検出された前記静電容量が前記閾値を上回る場合に、当該検出領域に対して操作がなされたと判断する。
上記の目的を達成するための第五態様は、複数の検出領域を有する被操作体を備えた静電センサの動作を制御する制御装置であって、
前記被操作体と前記複数の検出領域の各々に対応付けられた領域を有する電極との間の静電容量に対応する検出情報を受け付ける受付部と、
前記検出情報に対応する静電容量が閾値を上回るかに基づいて、前記複数の検出領域の各々に対して操作がなされたかを判断する処理部と、
を備えており、
前記複数の検出領域の少なくとも一つは、第一領域と第二領域を有しており、
前記第二領域は、前記第一領域と前記複数の検出領域の他の少なくとも一つとの間に配置されており、
前記第一領域と前記第二領域を含む前記複数の検出領域の少なくとも一つについては、前記処理部は、前記検出情報に対応する前記第一領域の静電容量が前記閾値を上回る場合に、当該検出領域に対して操作がなされたと判断する。
上記の目的を達成するための第六態様は、複数の検出領域を有する被操作体を備えた静電センサの動作を制御する制御装置の処理部により実行可能なコンピュータプログラムであって、
前記複数の検出領域の少なくとも一つは、第一領域と第二領域を有しており、
前記第二領域は、前記第一領域と前記複数の検出領域の他の少なくとも一つとの間に配置されており、
実行されることにより、前記制御装置に
前記被操作体と前記複数の検出領域の各々に対応付けられた領域を有する電極との間の静電容量に対応する検出情報を受け付けさせ、
前記検出情報に対応する静電容量が閾値を上回るかに基づいて、前記複数の検出領域の各々に対して操作がなされたかを判断させ、
前記第一領域と前記第二領域を含む前記複数の検出領域の少なくとも一つについては、前記第一領域について検出された前記静電容量が前記閾値を上回る場合に、当該検出領域に対して操作がなされたと判断させる。
第四態様から第六態様の各々に係る構成によれば、複数の検出領域のうち第一領域と第二領域を有する検出領域については、他の検出領域との間に第二領域を挟む第一領域に対応付けられた電極と被操作体との間の静電容量が閾値を上回れば、当該検出領域に対して操作がなされたと判断される。操作体が意図せず複数の検出領域に跨って接触または接近する場合、第二領域への接触または接近を伴うので、第一領域への接触または接近が検出された場合、第一領域を含む検出領域に対して意図的な操作がなされている可能性が高い。したがって、第一領域を含む検出領域に対する操作を正確に検出しやすくなり、複数の検出領域を有する被操作体を備えた静電センサの操作性を高めることができる。
上記の目的を達成するための第七態様は、静電センサであって、
複数の検出領域を有する被操作体と当該複数の検出領域の各々に対応付けられた領域を有する電極との間の静電容量を検出する検出装置と、
前記静電容量が閾値を上回るかに基づいて、前記複数の検出領域の各々に対して操作がなされたかを判断する制御装置と、
を備えており、
前記検出装置は、前記複数の検出領域の間に配置された検出電極に対する操作体の接触または接近を検出し、
前記制御装置は、前記検出電極に対する前記操作体の接触または接近が検出された場合に、前記被操作体に対して操作がなされていないと判断する、
静電センサ。
上記の目的を達成するための第八態様は、複数の検出領域を有する被操作体を備えた静電センサの動作を制御する制御装置であって、
前記被操作体と前記複数の検出領域の各々に対応付けられた領域を有する電極との間の静電容量に対応する第一検出情報を受け付ける受付部と、
前記第一検出情報に対応する静電容量が閾値を上回るかに基づいて、前記複数の検出領域の各々に対して操作がなされたかを判断する処理部と、
を備えており、
前記受付部は、前記複数の検出領域の間に配置された検出電極に対する操作体の接触または接近を示す第二検出情報を受け付け、
前記処理部は、前記受付部により前記第二検出情報を受け付けられた場合に、前記被操作体に対して操作がなされていないと判断する。
上記の目的を達成するための第九態様は、複数の検出領域を有する被操作体を備えた静電センサの動作を制御する制御装置の処理部により実行可能なコンピュータプログラムであって、
実行されることにより、前記制御装置に
前記被操作体と前記複数の検出領域の各々に対応付けられた領域を有する電極との間の静電容量に対応する第一検出情報を受け付けさせ、
前記複数の検出領域の間に配置された検出電極に対する操作体の接触または接近を示す第二検出情報を受け付けさせ、
前記第一検出情報に対応する記静電容量が閾値を上回るかに基づいて、前記複数の検出領域の各々に対して操作がなされたかを判断させ、
前記第二検出情報が受け付けられた場合、前記被操作体に対して操作がなされていないと判断させる。
第七態様から第九態様の各々に係る構成によれば、複数の検出領域のいずれかに対応付けられた電極と被操作体との間の静電容量が閾値を上回っても、両検出領域の間に配置された検出電極に対する操作体の接触または接近が検出されている場合、被操作体に対して操作がなされたと判断されない。一方の検出領域に対して操作をしている操作体が意図せず他方の検出領域に接触または接近した場合、検出電極に対する接触または接近を伴うので、当該接触または接近が他方の検出領域に対する操作として検出される事態の発生を抑制できる。したがって、複数の検出領域を有する被操作体を備えた静電センサの操作性を高めることができる。
第一実施形態に係る静電センサの機能構成を例示している。 図１の静電センサが搭載される車両を例示している。 図１の制御装置により実行される処理の流れの一例を示している。 図１の静電センサの動作を説明するための図である。 図１の静電センサの動作を説明するための図である。 第二実施形態に係る静電センサの機能構成を例示している。 図６の制御装置により実行される処理の流れの一例を示している。 図６の静電センサの動作を説明するための図である。 図６の静電センサの動作を説明するための図である。
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、第一実施形態に係る静電センサ１０の機能構成を例示している。
図２に例示されるように、静電センサ１０は、車両２０に搭載されるように構成されている。例えば、静電センサ１０は、車両２０の車室内におけるステアリングホイール２１やセンタクラスタ２２に設置されうる。静電センサ１０は、車両２０の乗員による操作を受け付け、当該操作に基づいて車両２０に搭載されている被制御装置を遠隔操作するように構成されている。被制御装置の例としては、空調装置、照明装置、映像音響設備、パワーウインドウ装置、シート装置などが挙げられる。車両２０は、移動体の一例である。
図１に例示されるように、静電センサ１０は、被操作体１１を備えている。被操作体１１は、車両２０の乗員の指３０による操作を受け付けるように構成されている。
被操作体１１は、その表面に第一検出領域１１１と第二検出領域１１２を有している。第一検出領域１１１と第二検出領域１１２の各々は、被制御装置４０における特定の機能を有効にするための指３０による操作を受け付け可能な領域である。これらの領域は、当該表面に溝や段差が形成されることによって構造的に区画されるのではなく、当該表面に色が異なる部分、マーク、操作に影響の小さい凹凸などの少なくとも一つが便宜的に施されることによって、各領域の位置を乗員に認知させている。本例においては、第一検出領域１１１と第二検出領域１１２は、隣接している。
第一検出領域１１１は、メイン領域１１１ａとサブ領域１１１ｂを含んでいる。サブ領域１１１ｂは、メイン領域１１１ａと第二検出領域１１２の間に配置されている。メイン領域１１１ａは、第一領域の一例である。サブ領域１１１ｂは、第二領域の一例である。
静電センサ１０は、第一電極１２１、第二電極１２２、および第三電極１２３を備えている。第一電極１２１は、被操作体１１の第一検出領域１１１におけるメイン領域１１１ａに対応付けられた領域を有している。第二電極１２２は、被操作体１１の第一検出領域１１１におけるサブ領域１１１ｂに対応付けられた領域を有している。第三電極１２３は、被操作体１１の第二検出領域１１２に対応付けられた領域を有している。
静電センサ１０は、検出装置１３を備えている。検出装置１３は、被操作体１１と第一電極１２１との間の静電容量、被操作体１１と第二電極１２２との間の静電容量、および被操作体１１と第三電極１２３との間の静電容量を、それぞれ検出するように構成されている。
具体的には、検出装置１３は、充放電回路を備えている。充放電回路は、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は、不図示の電源から供給される電流を第一電極１２１、第二電極１２２、および第三電極１２３へ供給する。放電動作時の充放電回路は、各電極から電流を放出させる。各電極に供給された電流により、被操作体１１の周囲に電界が発生する。指３０がこの電界に近づくと、特定の電極との間に疑似的なコンデンサが形成される。これにより、当該特定の電極と被操作体１１の間の静電容量が増加する。静電容量が増加すると、放電動作時に当該特定の電極から放出される電流が増加する。
すなわち、検出装置１３は、被操作体１１と各電極の間の静電容量を検出することにより、被操作体１１におけるいずれの箇所に指３０が接近または接触したかを検出できる。検出装置１３は、被操作体１１におけるいずれの箇所に指３０が接近または接触したかを示す検出情報Ｓを出力するように構成されている。検出情報Ｓは、アナログデータの形態であってもよいし、デジタルデータの形態であってもよい。
静電センサ１０は、制御装置１４を備えている。制御装置１４は、受付部１４１、処理部１４２、および出力部１４３を備えている。
受付部１４１は、検出装置１３から出力された検出情報Ｓを受け付けるインターフェースとして構成されている。検出情報Ｓがアナログデータの形態である場合、受付部１４１は、Ａ／Ｄコンバータを含む適宜の変換回路を含むように構成される。
前述のように、検出情報Ｓは、被操作体１１におけるいずれの箇所に指３０が接近または接触したかを示しうる。処理部１４２は、検出情報Ｓに基づいて、被操作体１１における第一検出領域１１１または第二検出領域１１２に指３０が接触または接近したことを判断するように構成されている。
出力部１４３は、被制御装置４０の動作を制御する制御情報Ｃを出力するインターフェースとして構成されている。処理部１４２は、指３０の接触または接近が検出された被操作体１１上の位置に基づいて、出力部１４３から制御情報Ｃを出力するように構成されている。制御情報Ｃは、アナログデータの形態であってもよいし、デジタルデータの形態であってもよい。制御情報Ｃがアナログデータの形態である場合、出力部１４３は、Ｄ／Ａコンバータを含む適宜の変換回路を含むように構成される。
例えば、検出情報Ｓに基づいて第二検出領域１１２に指３０が接触または接近したことが検出されると、処理部１４２は、被制御装置４０の一機能を有効にする制御情報Ｃを出力部１４３から出力する。
図３を参照しつつ、制御装置１４の処理部１４２によって実行されるより具体的な処理の流れについて説明する。
処理部１４２は、検出情報Ｓに基づいて、検出装置１３により検出された被操作体１１との間の静電容量が閾値を上回る電極に対応付けられた検出領域があるかを判断する（ＳＴＥＰ１１）。該当する検出領域が見つかるまで当該判断が繰り返される（ＳＴＥＰ１１においてＮＯ）。
被操作体１１との間の静電容量が閾値を上回る電極に対応付けられた検出領域があると判断されると（ＳＴＥＰ１１においてＹＥＳ）、処理部１４２は、当該検出領域がサブ領域を含む検出領域であるかを判断する（ＳＴＥＰ１２）。本例においては、当該検出領域がとサブ領域１１１ｂを有する第一検出領域１１１であるかが判断される。
当該検出領域がサブ領域１１１ｂを含む第一検出領域１１１であると判断されると（ＳＴＥＰ１２においてＹＥＳ）、処理部１４２は、サブ領域１１１ｂに対応付けられた第二電極１２２と被操作体１１との間の静電容量が閾値を上回るのかを判断する（ＳＴＥＰ１３）。
サブ領域１１１ｂに対応付けられた第二電極１２２と被操作体１１との間の静電容量が閾値を上回ると判断された場合（ＳＴＥＰ１３においてＹＥＳ）、処理部１４２は、第一検出領域１１１に操作がなされていないと判断する（ＳＴＥＰ１４）。その後、処理はＳＴＥＰ１１に戻る。
サブ領域１１１ｂに対応付けられた第二電極１２２と被操作体１１との間の静電容量が閾値を上回らないと判断された場合（ＳＴＥＰ１３においてＮＯ）、換言するとメイン領域１１１ａに対応付けられた第一電極１２１と被操作体１１との間の静電容量が閾値を上回ると判断された場合、処理部１４２は、第一検出領域１１１に操作がなされたと判断する（ＳＴＥＰ１５）。その後、処理は終了する。
被操作体１１との間の静電容量が閾値を上回る電極に対応付けられた検出領域がサブ領域１１１ｂを含まない検出領域であると判断されると（ＳＴＥＰ１２においてＮＯ）、処理部１４２は、当該検出領域に操作がなされたと判断する（ＳＴＥＰ１５）。本例においては、第二検出領域１１２に操作がなされたと判断される。その後、処理は終了する。
図４と図５を参照しつつ、上記のように構成された静電センサ１０の動作の一例を説明する。図４においては、ユーザの指３０が被操作体１１の第一検出領域１１１におけるメイン領域１１１ａのみに接触している。
この場合、メイン領域１１１ａに対応付けられた第一電極１２１と被操作体１１との間の静電容量が、閾値を上回る（図３のＳＴＥＰ１１においてＹＥＳ、ＳＴＥＰ１２においてＹＥＳ）。他方、サブ領域１１１ｂに対応付けられた第一電極１２１と被操作体１１との間の静電容量は、閾値を上回らない（図３のＳＴＥＰ１３においてＮＯ）。したがって、制御装置１４の処理部１４２は、第一検出領域１１１に操作がなされたと判断する（図３のＳＴＥＰ１５）。
図５においては、ユーザの指３１が被操作体１１の第二検出領域１１２に接触しているとともに、ユーザの別の指３２が被操作体１１の第一検出領域１１１におけるサブ領域１１１ｂに接触している。
この場合、第二検出領域１１２に対応付けられた第三電極１２３と被操作体１１との間の静電容量が、閾値を上回る（図３のＳＴＥＰ１１においてＹＥＳ）。第二検出領域１１２はサブ領域を有していないので（図３のＳＴＥＰ１２においてＮＯ）、制御装置１４の処理部１４２は、第二検出領域１１２に操作がなされたと判断する（図３のＳＴＥＰ１５）。
他方、第一検出領域１１１のサブ領域１１１ｂに対応付けられた第二電極１２２と被操作体１１との間の静電容量が、閾値を上回る（図３のＳＴＥＰ１１においてＹＥＳ、ＳＴＥＰ１２においてＹＥＳ、ＳＴＥＰ１３においてＹＥＳ）。したがって、制御装置１４の処理部１４２は、第一検出領域１１１に操作がなされていないと判断する（図３のＳＴＥＰ１４）。
上記のような構成によれば、メイン領域１１１ａと第二検出領域１１２との間にサブ領域１１１ｂを有する第一検出領域１１１については、サブ領域１１１ｂに対応付けられた第二電極１２２と被操作体１１との間の静電容量が閾値を上回っても、第一検出領域１１１に対して操作がなされたと判断されない。したがって、第二検出領域１１２に対して操作がなされているときに意図せず乗員の身体の一部が第一検出領域１１１に接触または接近した場合、当該接触または接近が第一検出領域１１１に対する操作として検出される事態の発生を抑制できる。したがって、複数の検出領域を有する被操作体を備えた静電センサの操作性を高めることができる。
図３に例示されるように、サブ領域１１１ｂに対応付けられた第二電極１２２と被操作体１１との間の静電容量が閾値を上回ると判断された場合（ＳＴＥＰ１３においてＹＥＳ）、処理部１４２は、メイン領域１１１ａに対応付けられた第一電極１２１と被操作体１１との間の静電容量が閾値を上回るかを判断しうる（ＳＴＥＰ１６）。
メイン領域１１１ａに対応付けられた第一電極１２１と被操作体１１との間の静電容量が閾値を上回らないと判断された場合（ＳＴＥＰ１６においてＮＯ）、処理部１４２は、第一検出領域１１１に操作がなされていないと判断する（ＳＴＥＰ１４）。その後、処理はＳＴＥＰ１１に戻る。
メイン領域１１１ａに対応付けられた第一電極１２１と被操作体１１との間の静電容量が閾値を上回ると判断された場合（ＳＴＥＰ１６においてＹＥＳ）、処理部１４２は、第一検出領域１１１に操作がなされたと判断する（ＳＴＥＰ１５）。その後、処理は終了する。
すなわち、サブ領域１１１ｂに対応付けられた第二電極１２２と被操作体１１と間の静電容量が閾値を上回っていても、メイン領域１１１ａに対応付けられた第一電極１２１と被操作体１１との間の静電容量が閾値を上回っていれば、第一検出領域１１１に対して意図的に操作がなされている蓋然性が高いと判断する。このような構成によれば、意図的に第一検出領域１１１が操作されている場合と、意図せず第一検出領域１１１が操作されている場合との区別を容易にできる。第一検出領域１１１に対する操作がなされていないと判断される頻度が低下するので、複数の検出領域を有する被操作体を備えた静電センサの操作性を高めることができる。
処理部１４２は、図３におけるＳＴＥＰ１３の処理に代えて、ＳＴＥＰ１６の処理のみを行なってもよい。すなわち、処理部１４２は、メイン領域１１１ａに対応付けられた第一電極１２１と被操作体１１との間の静電容量が閾値を上回っていれば第一検出領域１１１に対して操作がなされたと判断し、当該静電容量が当該閾値を上回っていなければ第一検出領域１１１に対して操作がなされていないと判断しうる。
指３０が意図せず第一検出領域１１１と第二検出領域１１２に跨って接触または接近する場合、サブ領域１１１ｂへの接触または接近を伴うので、メイン領域１１１ａへの接触または接近が検出された場合、第一検出領域１１１に対して意図的な操作がなされている可能性が高い。このような構成によれば、第一検出領域１１１に対する操作を正確に検出しやすくなり、複数の検出領域を有する被操作体を備えた静電センサの操作性を高めることができる。
図４に例示されるように、メイン領域１１１ａの面積は、サブ領域１１１ｂの面積よりも大きい。
このような構成によれば、ユーザの身体部位が第一検出領域１１１に対して意図しない接触や接近をした場合において第一検出領域１１１が操作されたと判断される事態の発生を抑制しつつも、第一検出領域１１１に対する操作性の低下を抑制できる。この効果は、各検出領域の面積と隣接する検出領域間の距離の少なくとも一方が小さくなるほど顕著となる。
これまで説明した各機能を有する処理部１４２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うる。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。ＲＯＭは、コンピュータプログラムを記憶している記憶媒体の一例である。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。上記のコンピュータプログラムは、汎用メモリにプリインストールされてもよいし、通信ネットワークを介して外部サーバからダウンロードされて汎用メモリにインストールされてもよい。この場合、外部サーバは、コンピュータプログラムを記憶している記憶媒体の一例である。
処理部１４２は、マイクロコントローラ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡなどの上記のコンピュータプログラムを実行可能な専用集積回路によって実現されてもよい。この場合、当該専用集積回路に含まれる記憶素子に上記のコンピュータプログラムがプリインストールされる。当該記憶素子は、コンピュータプログラムを記憶している記憶媒体の一例である。処理部１４２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も実現されうる。
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、被操作体１１は、二つの検出領域を有している。しかしながら、検出領域の数は三つ以上でもよい。各検出領域の被操作体１１における位置、形状、大きさ、受け付け可能な操作の種別は、動作を制御される被制御装置４０の機能に応じて適宜に定められうる。
一例として、図４に示されるように、被操作体１１は、第三検出領域１１３を有しうる。第三検出領域１１３は、第一検出領域１１１と隣接している。この場合、第一検出領域１１１は、サブ領域１１１ｃを有しうる。サブ領域１１１ｃは、メイン領域１１１ａと第三検出領域１１３の間に配置される。これに加えてあるいは代えて、第三検出領域１１３は、メイン領域１１３ａとサブ領域１１３ｂを含みうる。この場合、サブ領域１１３ｂは、メイン領域１１３ａと第一検出領域１１１の間に配置される。サブ領域１１１ｂを参照して説明した処理が、サブ領域１１１ｃとサブ領域１１３ｂについても適用されうる。サブ領域１１１ｃとサブ領域１１３ｂの各々は、第二領域の一例である。
上記の実施形態においては、検出された静電容量の絶対値が閾値との比較に供され、被操作体１１の検出領域に対して操作がなされたかが判断されている。しかしながら、被操作体１１の状態に応じて常時変化しうる基準静電容量からの変化量に基づいて検出領域に対する操作がなされたかが判断されてもよい。この場合、当該変化量について規定された閾値が使用される。
上記の実施形態においては、被操作体１１と乗員の指３０の間の静電容量が検出されている。被操作体１１に対する操作の入力に伴う静電容量の変化が検出できるのであれば、操作の入力は他の身体部位において行われてもよいし、身体部位と被操作体１１の間に衣料品や道具が介在してもよい。
その場合、図４に例示されるように、第一検出領域１１１のメイン領域１１１ａの面積は、被操作体１１に対して操作を行なう物体について想定される接触面積Ａよりも大きいことが好ましい。このような構成によれば、当該物体が第一検出領域１１１に対して意図しない接触や接近をした場合において第一検出領域１１１が操作されたと判断される事態の発生を抑制しつつも、第一検出領域１１１に対する操作性の低下を抑制できる。この効果は、各検出領域の面積と隣接する検出領域間の距離の少なくとも一方が小さくなるほど顕著となる。
静電センサ１０は、車両２０以外の移動体にも搭載されうる。移動体の例としては、鉄道、航空機、船舶などが挙げられる。当該移動体は、運転者を必要としなくてもよい。静電センサ１０は、ユーザによる携帯が可能なモバイル装置に搭載されてもよい。モバイル装置もまた、移動体の一例である。このような移動体に静電センサ１０が設けられる場合、移動体の動きや振動に起因して、ユーザの身体の一部が意図せぬ検出領域に接触または接近しやすい。したがって、上記のような構成を有する静電センサ１０の有用性がさらに高まる。
静電センサ１０は、移動体に搭載されることを要しない。被操作体１１への操作を通じて被制御装置４０の動作の制御が可能であれば、据置型の機器、住宅や施設などの建造物など、任意の用途への適用が可能である。
図６は、第二実施形態に係る静電センサ５０の機能構成を例示している。静電センサ５０は、第一実施形態に係る静電センサ１０と同様に、図２に例示される車両２０に搭載されるように構成されている。
図６に例示されるように、静電センサ５０は、被操作体５１を備えている。被操作体５１は、車両２０の乗員の指３０による操作を受け付けるように構成されている。指３０は、操作体の一例である。
被操作体５１は、その表面に第一検出領域５１１と第二検出領域５１２を有している。第一検出領域５１１と第二検出領域５１２の各々は、被制御装置４０における特定の機能を有効にするための指３０による操作を受け付け可能な領域である。本例においては、第一検出領域５１１と第二検出領域５１２は、隣接している。
静電センサ５０は、第一電極５２１と第二電極５２２を備えている。第一電極５２１は、被操作体５１の第一検出領域５１１に対応付けられた領域を有している。第二電極５２２は、被操作体１１の第二検出領域５１２に対応付けられた領域を有している。
静電センサ５０は、検出装置５３を備えている。検出装置５３は、被操作体５１と第一電極５２１との間の静電容量、および被操作体５１と第二電極５２２との間の静電容量を、それぞれ検出するように構成されている。
具体的には、検出装置５３は、充放電回路を備えている。充放電回路は、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は、不図示の電源から供給される電流を第一電極５２１と第二電極５２２へ供給する。放電動作時の充放電回路は、各電極から電流を放出させる。各電極に供給された電流により、被操作体５１の周囲に電界が発生する。指３０がこの電界に近づくと、特定の電極との間に疑似的なコンデンサが形成される。これにより、当該特定の電極と被操作体５１の間の静電容量が増加する。静電容量が増加すると、放電動作時に当該特定の電極から放出される電流が増加する。
すなわち、検出装置５３は、被操作体５１と各電極の間の静電容量を検出することにより、被操作体５１におけるいずれの箇所に指３０が接近または接触したかを検出できる。検出装置５３は、被操作体５１におけるいずれの箇所に指３０が接近または接触したかを示す第一検出情報Ｓ１を出力するように構成されている。第一検出情報Ｓ１は、アナログデータの形態であってもよいし、デジタルデータの形態であってもよい。
静電センサ５０は、制御装置５４を備えている。制御装置５４は、受付部５４１、処理部５４２、および出力部５４３を備えている。
受付部５４１は、検出装置５３から出力された第一検出情報Ｓ１を受け付けるインターフェースとして構成されている。第一検出情報Ｓ１がアナログデータの形態である場合、受付部５４１は、Ａ／Ｄコンバータを含む適宜の変換回路を含むように構成される。
前述のように、第一検出情報Ｓ１は、被操作体５１におけるいずれの箇所に指３０が接近または接触したかを示しうる。処理部５４２は、第一検出情報Ｓ１に基づいて、被操作体５１における第一検出領域５１１または第二検出領域５１２に指３０が接触または接近したことを判断するように構成されている。
出力部５４３は、被制御部の動作を制御する制御情報Ｃを出力するインターフェースとして構成されている。処理部５４２は、指３０の接触または接近が検出された被操作体５１上の位置に基づいて、出力部５４３から制御情報Ｃを出力するように構成されている。制御情報Ｃは、アナログデータの形態であってもよいし、デジタルデータの形態であってもよい。制御情報Ｃがアナログデータの形態である場合、出力部５４３は、Ｄ／Ａコンバータを含む適宜の変換回路を含むように構成される。
例えば、第一検出情報Ｓ１に基づいて第二検出領域５１２に指３０が接触または接近したことが検出されると、処理部５４２は、被制御装置４０の一機能を有効にする制御情報Ｃを出力部５４３から出力する。
静電センサ５０は、検出電極５２３を備えている。検出電極５２３は、被操作体５１における第一検出領域５１１と第二検出領域５１２の間に配置されている。検出装置５３は、検出電極５２３に対して指３０が接触または接近したことを示す第二検出情報Ｓ２を出力するように構成されている。第二検出情報Ｓ２は、アナログデータの形態であってもよいし、デジタルデータの形態であってもよい。検出電極５２３に対する指３０の接触または接近は、検出電極５２３に係る電気的特性（電位、電流、抵抗値など）の変化に基づく周知の手法により検出されうる。
受付部５４１は、検出装置５３から出力された第二検出情報Ｓ２も受け付けるインターフェースとして構成されている。第二検出情報Ｓ２がアナログデータの形態である場合、受付部５４１は、Ａ／Ｄコンバータを含む適宜の変換回路を含むように構成される。
図７を参照しつつ、制御装置５４の処理部５４２によって実行されるより具体的な処理の流れについて説明する。
処理部５４２は、第一検出情報Ｓ１に基づいて、検出装置５３により検出された被操作体５１との間の静電容量が閾値を上回る電極に対応付けられた検出領域があるかを判断する（ＳＴＥＰ２１）。該当する検出領域が見つかるまで当該判断が繰り返される（ＳＴＥＰ２１においてＮＯ）。
被操作体５１との間の静電容量が閾値を上回る電極に対応付けられた検出領域があると判断されると（ＳＴＥＰ２１においてＹＥＳ）、処理部５４２は、第二検出情報Ｓ２に基づいて、検出電極５２３に対して指３０が接触または接近しているかを判断する（ＳＴＥＰ２２）。
検出電極５２３に対して指３０が接触または接近していると判断された場合（ＳＴＥＰ２２においてＹＥＳ）、処理部１４２は、当該検出領域に操作がなされていないと判断する（ＳＴＥＰ２３）。その後、処理はＳＴＥＰ２１に戻る。
検出電極５２３に対して指３０が接触または接近していないと判断された場合（ＳＴＥＰ２２においてＮＯ）、処理部１４２は、当該検出領域に操作がなされたと判断する（ＳＴＥＰ２４）。その後、処理は終了する。
図８と図９を参照しつつ、上記のように構成された静電センサ５０の動作の一例を説明する。図８においては、ユーザの指３０が被操作体５１の第一検出領域５１１のみに接触している。
この場合、第一検出領域５１１に対応付けられた第一電極５２１と被操作体５１との間の静電容量が、閾値を上回る（図７のＳＴＥＰ２１においてＹＥＳ）。他方、検出電極５２３に対する指３０の接触または接近は検出されない（図７のＳＴＥＰ２２においてＮＯ）。したがって、制御装置５４の処理部５４２は、第一検出領域５１１に操作がなされたと判断する（図７のＳＴＥＰ２４）。
図９においては、ユーザの指３１が被操作体５１の第二検出領域５１２に接触しているとともに、ユーザの別の指３２が検出電極５２３に接触している。
この場合、第二検出領域１１２に対応付けられた第二電極１２２と被操作体５１との間の静電容量が、閾値を上回る（図７のＳＴＥＰ２１においてＹＥＳ）。しかしながら、検出電極５２３に対する指３０の接触が検出されているので（図７のＳＴＥＰ２２においてＹＥＳ）、制御装置５４の処理部５４２は、第二検出領域５１２に操作がなされていないと判断する（図７のＳＴＥＰ２３）。
上記のような構成によれば、第一検出領域５１１に対応付けられた第一電極５２１と第二検出領域５１２に対応付けられた第二電極５２２のいずれかと被操作体５１との間の静電容量が閾値を上回っても、第一検出領域５１１と第二検出領域５１２の間に配置された検出電極５２３に対する指３０の接触または接近が検出されている場合、被操作体５１に対して操作がなされたと判断されない。例えば、第二検出領域５１２に対して操作をしている指３０が意図せず第一検出領域５１１に接触または接近した場合、検出電極５２３に対する接触または接近を伴うので、当該接触または接近が第一検出領域１１１に対する操作として検出される事態の発生を抑制できる。したがって、複数の検出領域を有する被操作体を備えた静電センサの操作性を高めることができる。
図６に例示されるように、被操作体５１は、絶縁部５１５を備えうる。絶縁部５１５は、第一検出領域５１１および第二検出領域５１２の各々と検出電極５２３とを電気的に絶縁する。
このような構成によれば、指３０の接触または接近に対する第一検出領域５１１および第二検出領域５１２の各々の電気的な反応と検出電極５２３の電気的な反応とを分離しやすい。したがって、検出電極５２３に係る前述の機能を確保しつつも、第一検出領域５１１および第二検出領域５１２の各々に対する操作性の低下を抑制できる。
これまで説明した各機能を有する処理部５４２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うる。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。ＲＯＭは、コンピュータプログラムを記憶している記憶媒体の一例である。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。上記のコンピュータプログラムは、汎用メモリにプリインストールされてもよいし、通信ネットワークを介して外部サーバからダウンロードされて汎用メモリにインストールされてもよい。この場合、外部サーバは、コンピュータプログラムを記憶している記憶媒体の一例である。
処理部５４２は、マイクロコントローラ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡなどの上記のコンピュータプログラムを実行可能な専用集積回路によって実現されてもよい。この場合、当該専用集積回路に含まれる記憶素子に上記のコンピュータプログラムがプリインストールされる。当該記憶素子は、コンピュータプログラムを記憶している記憶媒体の一例である。処理部５４２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も実現されうる。
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、被操作体５１は、二つの検出領域を有している。しかしながら、検出領域の数は三つ以上でもよい。各検出領域の被操作体５１における位置、形状、大きさ、受け付け可能な操作の種別は、動作を制御される被制御装置４０の機能に応じて適宜に定められうる。
一例として、図８に示されるように、被操作体５１は、第三検出領域５１３を有しうる。第三検出領域５１３は、第一検出領域５１１と隣接している。この場合、第一検出領域１１１と第三検出領域１１３の間に検出電極５２４が配置される。検出電極５２３を参照して説明した処理が、検出電極５２４についても適用される。
上記の実施形態においては、検出された静電容量の絶対値が閾値との比較に供され、被操作体５１の検出領域に対して操作がなされたかが判断されている。しかしながら、被操作体５１の状態に応じて常時変化しうる基準静電容量からの変化量に基づいて検出領域に対する操作がなされたかが判断されてもよい。この場合、当該変化量について規定された閾値が使用される。
上記の実施形態においては、被操作体５１と乗員の指３０の間の静電容量が検出されている。被操作体５１に対する操作の入力に伴う静電容量の変化が検出できるのであれば、操作の入力は他の身体部位において行われてもよいし、身体部位と被操作体５１の間に衣料品や道具が介在してもよい。他の身体部位、衣料品や道具などの物体もまた、操作体の一例である。
その場合、図６に例示されるように、各検出領域の面積と絶縁部５１５の表面積の和は、被操作体５１に対して操作を行なう操作体について想定される接触面積Ａよりも大きいことが好ましい。このような構成によれば、当該操作体が複数の検出領域のいずれかに対して意図しない接触や接近をした場合において当該検出領域が操作されたと判断される事態の発生を抑制しつつも、当該検出領域に対する操作性の低下を抑制できる。この効果は、各検出領域の面積と隣接する検出領域間の距離の少なくとも一方が小さくなるほど顕著となる。
静電センサ５０は、車両２０以外の移動体にも搭載されうる。移動体の例としては、鉄道、航空機、船舶などが挙げられる。当該移動体は、運転者を必要としなくてもよい。静電センサ５０は、ユーザによる携帯が可能なモバイル装置に搭載されてもよい。モバイル装置もまた、移動体の一例である。このような移動体に静電センサ５０が設けられる場合、移動体の動きや振動に起因して、ユーザの身体の一部が意図せぬ検出領域に接触または接近しやすい。したがって、上記のような構成を有する静電センサ５０の有用性がさらに高まる。
静電センサ５０は、移動体に搭載されることを要しない。被操作体５１への操作を通じて被制御装置４０の動作の制御が可能であれば、据置型の機器、住宅や施設などの建造物など、任意の用途への適用が可能である。
１０：静電センサ、１１：被操作体、１１１：第一検出領域、１１１ａ：メイン領域、１１１ｂ：サブ領域、１１１ｃ：サブ領域、１１２：第二検出領域、１１３：第三検出領域、１１３ａ：メイン領域、１１３ｂ：サブ領域、１２１：第一電極、１２２：第二電極、１２３：第三電極、１３：検出装置、１４：制御装置、１４１：受付部、１４２：処理部、２０：車両、３０、３１、３２：指、４０：被制御装置、５０：静電センサ、５１：被操作体、５１１：第一検出領域、５１２：第二検出領域、５１５：絶縁部、５２１：第一電極、５２２：第二電極、５２３、５２４：検出電極、５３：検出装置、５４：制御装置、５４１：受付部、５４２：処理部、Ａ：想定される接触面積、Ｓ：検出情報、Ｓ１：第一検出情報、Ｓ２：第二検出情報

Claims (7)

  1. 第一検出領域および第二検出領域を有する被操作体と当該第一検出領域および当該第二検出領域の各々に対応付けられた領域を有する電極との間の静電容量を検出する検出装置と、
    前記静電容量が閾値を上回るかに基づいて、前記第一検出領域と前記第二検出領域の各々に対して操作がなされたかを判断する制御装置と、
    を備えており、
    前記第一検出領域は、第一領域と第二領域を有しており、
    前記第二領域は、前記第一領域と前記第二検出領域との間に配置されており、
    前記制御装置は、前記第二検出領域と前記第二領域について検出された前記静電容量が前記閾値を上回る場合に、前記第一検出領域に対して操作がなされていないと判断する、
    静電センサ。
  2. 前記制御装置は、前記第二領域について検出された前記静電容量が前記閾値を上回っても、前記第一領域について検出された前記静電容量が前記閾値を上回れば、前記第一検出領域に対して操作がなされたと判断する、
    請求項１に記載の静電センサ。
  3. 前記第一領域の面積は、前記第二領域の面積よりも大きい、
    請求項１または２に記載の静電センサ。
  4. 前記第一領域の面積は、前記被操作体に対して操作を行なう物体について想定される接触面積よりも大きい、
    請求項１から３のいずれか一項に記載の静電センサ。
  5. 移動体に搭載されるように構成されている、
    請求項１から４のいずれか一項に記載の静電センサ。
  6. 第一検出領域および第二検出領域を有する被操作体を備えた静電センサの動作を制御する制御装置であって、
    前記被操作体と前記第一検出領域および前記第二検出領域の各々に対応付けられた領域を有する電極との間の静電容量に対応する検出情報を受け付ける受付部と、
    前記検出情報に対応する静電容量が閾値を上回るかに基づいて、前記第一検出領域と前記第二検出領域の各々に対して操作がなされたかを判断する処理部と、
    を備えており、
    前記第一検出領域は、第一領域と第二領域を有しており、
    前記第二領域は、前記第一領域と前記第二検出領域との間に配置されており、
    前記処理部は、前記検出情報に対応する前記第二検出領域と前記第二領域の静電容量が前記閾値を上回る場合に、前記第一検出領域に対して操作がなされていないと判断する、
    制御装置。
  7. 第一検出領域および第二検出領域を有する被操作体を備えた静電センサの動作を制御する制御装置の処理部により実行可能なコンピュータプログラムであって、
    前記第一検出領域は、第一領域と第二領域を有しており、
    前記第二領域は、前記第一領域と前記第二検出領域との間に配置されており、
    実行されることにより、前記制御装置に
    前記被操作体と前記第一検出領域および前記第二検出領域の各々に対応付けられた領域を有する電極との間の静電容量に対応する検出情報を受け付けさせ、
    前記検出情報が示す前記静電容量が閾値を上回るかに基づいて、前記第一検出領域と前記第二検出領域の各々に対して操作がなされたかを判断させ、
    前記検出情報に対応する前記第二検出領域と前記第二領域の静電容量が前記閾値を上回る場合に、前記第一検出領域に対して操作がなされていないと判断させる、
    コンピュータプログラム。
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