JPWO2015011902A1

JPWO2015011902A1 - 静電容量式センサを用いた検出方法と電子機器

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Publication number: JPWO2015011902A1
Application number: JP2015528139A
Authority: JP
Inventors: 琢磨別司
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2013-07-24
Filing date: 2014-07-17
Publication date: 2017-03-02
Anticipated expiration: 2034-07-17
Also published as: US20160124576A1; WO2015011902A1; EP3026532A1; JP6236640B2; US9746963B2; EP3026532B1; EP3026532A4

Abstract

素手により静電容量式センサの電極が操作されたか否かを判定する素手用スキャンと、グローブを着用した手により電極が操作されたか否かを判定するグローブ用スキャンとを行う基本スキャンを行うことにより、電極が素手とグローブを着用した手とのいずれにより操作されたかを判定する。この検出方法により、静電容量式センサの誤検出を少なくすることができる。

Description

本発明は、各種電子機器に搭載される静電容量式センサを用いた検出方法とその静電容量式センサを備えた電子機器に関する。

近年、静電容量式タッチパネルを搭載した、スマートフォンなどの移動体通信機器等の電子機器が普及している。移動体通信機器以外の電子機器に対しても、その入力操作部に静電容量式タッチパネルや静電容量式センサ等を搭載して所定の入力操作で機器を作動させることができるものが増えている。

そのような電子機器は、例えば液晶表示装置等の表示部の前面側に配置された透明な静電容量式センサを備える。使用者は、表示部に表示された所定アイコンやメニューなどを、上記センサを介して視認して所望のアイコンや項目などを選択する。つまり、上記所望のアイコンやメニューなどに応じたセンサ箇所を指で触れて各種の入力操作を行う。

指で静電容量式センサに触れてタッチ操作すると、タッチ操作された静電容量式センサの箇所に静電容量の変化が生じて、この静電容量の変化を基に機器内に搭載された制御部がその操作された位置を検出し、上記所望のアイコンやメニューなどに割り当てられた機能構成部を作動させる。

このような電子機器は、素手の指での操作とグローブを着けた指での操作のいずれでも操作位置が検出可能であることも多い。このとき、素手の指でのタッチ操作に対し、グローブを着けた指でのタッチ操作では、静電容量式センサに生じる静電容量の変化が小さくなる。したがって、例えば、特許文献１に記載されているように、両者のタッチ操作を判定するために、タッチ操作による静電容量の変化の値に対する基準値が予め設定されている。タッチ操作で得られる静電容量の変化の値が上記基準値より大きい場合には素手の指でのタッチ操作と判定し、静電容量変化の値が上記基準値より小さい場合にはグローブを着けた指でのタッチ操作と判定することができる。

素手の指でタッチ操作しているか、グローブを着けた指でタッチ操作しているかを予め設定された基準値を用いて判定する従来の電子機器は、ある程度の精度でそれらを判定することはできるが、使用場所や状況等によっては正確に判定できない場合がある。

特開２００８−３３７０１号公報

素手により静電容量式センサの電極が操作されたか否かを判定する素手用スキャンと、グローブを着用した手により電極が操作されたか否かを判定するグローブ用スキャンとを行う基本スキャンを行うことにより、電極が素手とグローブを着用した手とのいずれにより操作されたかを判定する。

この検出方法により、静電容量式センサの誤検出を少なくすることができる。

図１Ａは実施の形態１における静電容量式センサを搭載した電子機器のブロック図である。図１Ｂは実施の形態１における静電容量式センサのブロック図である。図２は実施の形態１における静電容量式センサを用いた検出方法を示す図である。図３は実施の形態１における静電容量式センサを用いた検出方法を示すフローチャートである。図４は実施の形態１における静電容量式センサの検出信号を示す図である。図５は実施の形態１における静電容量式センサの検出信号を示す図である。図６は実施の形態１における静電容量式センサの検出信号を示す図である。図７は実施の形態２における静電容量式センサの電極の模式図である。図８は実施の形態２における静電容量式センサの検出信号を示す図である。図９は実施の形態２における静電容量式センサの検出信号を示す図である。図１０は実施の形態２における静電容量式センサの検出信号を示す図である。図１１は実施の形態２における静電容量式センサの検出信号を示す図である。

（実施の形態１）
図１Ａは実施の形態１における静電容量式センサ５を搭載した電子機器１のブロック図である。電子機器１は、液晶表示装置などからなる表示部１０と、表示部１０の前面に配置された静電容量式センサ５と、静電容量式センサ５および表示部１０に接続されたマイクロコンピュータなどからなる制御部１５と、制御部１５によって制御される機能構成部２０（２０Ａ、２０Ｂ、・・・、２０Ｎ）を備える。制御部１５は静電容量式センサ５および表示部１０を制御する。

図１Ｂは静電容量式センサ５のブロック図である。静電容量式センサ５は、電極５Ａと、電極５Ａに接続された検出部５Ｂと、電極５Ａを覆う絶縁性のカバー５Ｃを備える。使用者は素手９１で、またはグローブ９２を着用した手９３でカバー５Ｃに触れることにより、電極５Ａにおいて静電容量式センサ５をタッチ操作する。検出部５Ｂは電極５Ａの静電容量に応じた検出信号を制御部１５に出力する。

使用者が電子機器１を使用するときには、制御部１５は、アイコンやメニューなどの指標を表示部１０に表示し、使用者は静電容量式センサ５を介して指標を視認し、指標に応じた静電容量式センサ５の箇所を指で触れるタッチ操作を行う。タッチ操作が行われると、静電容量式センサ５の触れた箇所に静電容量の変化が生じる。制御部１５は、静電容量の変化を基に触れた箇所を検出して、指標に割り当てられた機能構成部２０を作動させる。

実施の形態１における静電容量式センサ５を備えた電子機器１では、上記タッチ操作において、素手９１で静電容量式センサ５を操作しても、グローブ９２を着用した手９３で静電容量式センサ５を操作しても誤検出少なく良好に静電容量式センサ５を操作したことを制御部１５で検出できる。以下に、電子機器１の動作について説明する。

図２は実施の形態１における電子機器１の静電容量式センサ５を用いた検出方法を示す。図３は静電容量式センサ５を用いた検出方法を示すフローチャートである。制御部１５は静電容量式センサ５を用いて基本スキャンを行って静電容量式センサ５が操作されたか否かを判定する。基本スキャンでは、制御部１５は、素手９１により電極５Ａが操作されたか否かを判定する素手用スキャンを行い、その後、制御部１５は静電容量式センサ５の検出部５Ｂのパラメータを変更して検出部５Ｂの感度を上げて、グローブ９２を着用した手９３により電極５Ａが操作されたか否かを判定するグローブ用スキャンを素手用スキャンに続いて行う（ステップＳ１０１）。制御部１５は、基本スキャンでのグローブ用スキャンと素手用スキャンとの間の期間Ｔｄでは検出部５Ｂのパラメータを更新する。制御部１５は、基本スキャンと個別スキャンとの間の期間Ｔｃでは検出部５Ｂのパラメータを更新したり演算処理を行ったりする。

制御部１５は、使用者が静電容量式センサ５を操作していないときに基本スキャンを繰り返し行う。１回の基本スキャンには演算処理を含んで数百μｓｅｃ程度の時間がかかる。基本スキャンでの素手用スキャンとグローブ用スキャンの順序は特に限定はされないが、素手用スキャンとグローブ用スキャンのうち静電容量式センサ５の操作の優先度が高いと推定されるスキャンを先に行うことが好ましい。なお、パラメータとしては、周波数や入出力時間、入出力回数などが挙げられる。

制御部１５はステップＳ１０１において基本スキャンを行い、静電容量式センサ５の電極５Ａが操作されているか否かを判定する（ステップＳ１０２）。ステップＳ１０２において電極５Ａが操作されていると制御部１５が判定した場合には（ステップＳ１０２の「Ｙｅｓ」）、制御部１５は、素手９１とグローブ９２を着用した手９３とのいずれで電極５Ａを操作しているかを判定してその判定の結果を第１の判定結果として保存する（ステップＳ１０３）。基本スキャンでは、素手用スキャンとグローブ用スキャンは時系列的に個々に連続して行われるので、素手９１での操作であってもグローブ９２を着用した手９３の操作のいずれであっても適正なレベルで操作を検出できる。

ここで、基本スキャンの素手用スキャンとグローブ用スキャンについて説明する。図４と図５はそれぞれ素手用スキャンとグローブ用スキャンでの検出部５Ｂの出力する検出信号を示す。図４と図５において、縦軸は検出信号のレベルを示し、横軸は時間を示す。

素手用スキャンでは、図４に示すように、制御部１５は電極５Ａの静電容量を検出して演算し、演算した結果得られた検出信号のレベルを所定の閾値Ｄ１１および閾値Ｄ１１より大きい所定の閾値Ｄ１２と対比する。制御部１５は、検出信号のレベルが閾値Ｄ１２より大きいときに、素手９１で静電容量式センサ５の電極５Ａが操作されていると判定する。一方、制御部１５は、検出信号のレベルが閾値Ｄ１２以下であるときに、素手９１で静電容量式センサ５の電極５Ａが操作されていないと判定する。

グローブ用スキャンでは、図５に示すように、制御部１５は電極５Ａの静電容量を検出して演算し、演算した結果である検出信号のレベルを所定の閾値Ｄ２１および閾値Ｄ２１より大きい所定の閾値Ｄ２２と対比する。制御部１５は、検出信号のレベルが閾値Ｄ２２より大きいとき、グローブ９２を着用した手９３で電極５Ａが操作されていると判定する。一方、制御部１５は、検出信号のレベルが閾値Ｄ２２以下であるとき、グローブ９２を着用した手９３で電極５Ａが操作されていないと判定する。閾値Ｄ２２は図４に示す素手用スキャンでの閾値Ｄ１１よりごく小さい。なお、グローブ用スキャンでは、素手９１による操作時でのグローブ用スキャンによる誤検出を防止するために、検出信号のレベルが閾値Ｄ２２より大きい閾値Ｄ２３より大きい場合には、グローブ９２を着用した手９３で電極５Ａが操作されていないと判定する。なお、グローブ用スキャンでは、制御部１５は、素手９１が静電容量式センサ５から僅かな距離だけ離れているホバリング状態を、グローブ９２を着用した手９３で電極５Ａを操作している状態と区別するホバリング判定を行う。ホバリング判定については後に詳述する。

以上に説明したように、基本スキャンでは、連続する素手用スキャンとグローブ用スキャンにより、素手９１での操作時にもグローブ９２を着用した手９３による操作時にも制御部１５は適正なレベルで操作を検出できる。

ステップＳ１０２において制御部１５が電極５Ａを操作していないと判定した場合には（ステップＳ１０２の「Ｎｏ」）、ステップＳ１０１において制御部１５は基本スキャンを行う。

ステップＳ１０３にて判定の結果を第１の判定結果として保存した後で、制御部１５はステップＳ１０１と同様に基本スキャンを行う（ステップＳ１０４）。

ステップＳ１０４での基本スキャンを行い、ステップＳ１０２と同様に、制御部１５は静電容量式センサ５の電極５Ａが操作されているか否かを判定する（ステップＳ１０５）。ステップＳ１０５において電極５Ａを操作していると制御部１５が判定した場合には（ステップＳ１０５の「Ｙｅｓ」）、制御部１５は、素手９１とグローブ９２を着用した手９３とのいずれで電極５Ａを操作しているかを判定して、その判定の結果を第２の判定結果として電極５Ａの位置である操作位置と共に保存する（ステップＳ１０６）。

ステップＳ１０５において制御部１５が電極５Ａを操作していないと判定した場合には（ステップＳ１０５の「Ｎｏ」）、ステップＳ１０１において制御部１５は基本スキャンを行う。

ステップＳ１０６において第２の判定結果が得られると、制御部１５は、第１の判定結果と第２の判定結果とが一致しているか否かを判定する（ステップＳ１０７）。

ステップＳ１０７において第１の判定結果と第２の判定結果とが一致している場合で（ステップＳ１０７の「Ｙｅｓ」）、第１の判定結果と第２の判定結果の双方において制御部１５は素手９１で静電容量式センサ５を操作したか否かを判定する（ステップＳ１０９）。ステップＳ１０９において制御部１５が素手９１で静電容量式センサ５を操作したと判定した場合には（ステップＳ１０９の「Ｙｅｓ」）、制御部１５は素手９１で静電容量式センサ５の電極５Ａを操作したと最終的に判定して最終判定結果を確定する（ステップＳ１１０）。ステップＳ１１０で最終判定結果を確定すると、制御部１５は、素手９１でのタッチ操作を検出する閾値が閾値Ｄ１２より大きい閾値Ｄ１３に設定された個別スキャンである素手用個別スキャンを行う（ステップＳ１１３）。ステップＳ１１３での素手用個別スキャン中に使用者が静電容量式センサ５を素手９１でタッチ操作したか否かを判定する（ステップＳ１１４）。使用者が素手９１で静電容量式センサ５をタッチ操作すると、検出信号のレベルが閾値Ｄ１３を超えて、制御部１５はタッチ操作が行われていると判定する（ステップＳ１１４の「Ｙｅｓ」）。制御部１５は、その操作位置としてはタッチ操作を検出した操作位置を採用する。ステップＳ１１４において制御部１５は素手でのタッチ操作が行われていると判定すると（ステップＳ１１４の「Ｙｅｓ」）、制御部１５はステップＳ１１３の素手用個別スキャンを行う。実施の形態１では、第１の判定結果と第２の判定結果の二回続けての判定結果が一致することで静電容量式センサ５の操作を最終的に判定するが、３回以上の複数回続けての判定結果が一致することで静電容量式センサ５の操作を最終的に判定してもよい。ステップＳ１１３での素手用個別スキャンで得られた検出信号のレベルが閾値Ｄ１３以下になると、制御部１５は素手９１でのタッチ操作をしていないと判定する（ステップＳ１１４の「Ｎｏ」）、素手９１でのタッチ操作が終了したと判定し、制御部１５はステップＳ１０１において基本スキャンを行う。

一方、ステップＳ１０９において素手９１で静電容量式センサ５を操作していない場合には（ステップＳ１０９の「Ｎｏ」）、すなわち第１の判定結果と第２の判定結果の双方においてグローブ９２を着用した手９３で静電容量式センサ５を操作したと判定した場合には、制御部１５は前述のホバリング判定を行う（ステップＳ１１１）。素手９１で静電容量式センサ５を操作せずに静電容量式センサ５のごく近くに素手９１が位置するホバリング状態でも制御部１５はグローブ用スキャンによりグローブ９２を着用した手９３で静電容量式センサ５を操作したと誤って判定する場合がある。

実施の形態１では、制御部１５はホバリング判定を行うことによりグローブ９２を着用した手９３で第１の判定結果と第２の判定結果の双方で静電容量式センサ５を操作したか否かを判定して（ステップＳ１１２）、上記の誤った判定を防ぐことができる。図６は実施の形態１における静電容量式センサ５のホバリング判定での検出信号のレベルを示す。図６において、縦軸は検出信号のレベルを示し、横軸は時間を示す。制御部１５はグローブ用スキャンでは検出部５Ｂの感度を上げているので、素手９１で静電容量式センサ５をタッチしていないホバリング状態でも、図５に示す検出信号のレベルが閾値Ｄ２２より大きくかつ閾値Ｄ２３より小さい範囲内になることがある。ホバリング状態では、グローブ９２を着用した手９３により静電容量式センサ５を操作した状態に比べて、静電容量式センサ５の電極５Ａに対する素手９１の位置がより大きく変動し、図６に示すように、第１の判定結果でのグローブ用スキャンでの検出信号のレベルと第２の判定結果でのグローブ用スキャンでの検出信号のレベルとの差Ｐ１が大きくなる。実施の形態１における静電容量式センサ５では、ホバリング判定として、上記の差Ｐ１を所定の値と対比する。差Ｐ１が所定の値以下である場合には、制御部１５は第１の判定結果と第２の判定結果でも共にグローブ９２を着用した手９３で静電容量式センサ５を操作したと判定する（ステップＳ１１２の「Ｙｅｓ」）。差Ｐ１が所定の値よりも大きい場合には、第１の判定結果と第２の判定結果が共にグローブ９２を着用した手９３で静電容量式センサ５を操作したと一致しても、制御部１５は、グローブ９２を着用した手９３で静電容量式センサ５を操作していないと判定する。なお、三つ以上の判定結果が一致することで操作を判定している場合には、制御部１５はそれらの判定結果での検出信号のレベルの最大値と最小値との差を差Ｐ１として所定の値と対比すると好ましい。

ステップＳ１１２においてグローブ９２を着用した手９３で静電容量式センサ５を操作したと判定した場合には（ステップＳ１１２の「Ｙｅｓ」）、制御部１５は、グローブ９２を着用した手９３で静電容量式センサ５を操作したと最終的に判定して最終判定結果を確定する（ステップＳ１１０）。ステップＳ１１０で最終判定結果を確定すると、制御部１５は、グローブ９２を着用した手９３でのタッチ操作を検出する閾値Ｄ２４での個別スキャンであるグローブ用個別スキャンを行う（ステップＳ１１３）。閾値Ｄ２４は閾値Ｄ２３より大きい。ステップＳ１１３でのグローブ用個別スキャン中に使用者がグローブ９２を着用した手９３で静電容量式センサ５をタッチ操作したか否かを判定する（ステップＳ１１４）。使用者がグローブ９２を着用した手９３で静電容量式センサ５をタッチ操作すると、検出信号のレベルが閾値Ｄ２４を超えて、制御部１５はタッチ操作が行われていると判定する（ステップＳ１１４のＹｅｓ）。制御部１５は、その操作位置としてはタッチ操作を検出した操作位置を採用する。ステップＳ１１３でのグローブ用個別スキャンで得られた検出信号のレベルが閾値Ｄ２４以下になると、制御部１５はグローブ９２を着用した手９３でのタッチ操作が行われていないと判定して（ステップＳ１１４の「Ｎｏ」）、タッチ操作が終了したと判定し、制御部１５はステップＳ１０１において基本スキャンを行う。

ステップＳ１１２においてグローブ９２を着用した手９３で静電容量式センサ５を操作していないと判定した場合には（ステップＳ１１２の「Ｎｏ」）、素手９１はホバリング状態にあり静電容量式センサ５は操作されていないと判定して、制御部１５はステップＳ１０１において基本スキャンを行い、ステップＳ１０２、Ｓ１０３を経て第１の判定結果を得る。

ステップＳ１０７において第１の判定結果と第２の判定結果が一致しない場合（ステップＳ１０７の「Ｎｏ」）、図３に示すように、制御部１５は、第２の判定結果を第１の判定結果として保存して（ステップＳ０８）、ステップＳ１０４において基本スキャンを行い、ステップＳ１０５、Ｓ１０６を経て新たに第２の判定結果を得て、ステップＳ１０７において制御部１５は第２の判定結果が第１の判定結果と一致するか否かを判定する。

なお、実施の形態１における静電容量式センサ５では、制御部１５はホバリング判定を行う図３に示すステップＳ１０９、Ｓ１１１、Ｓ１１２を必ずしも実行しなくてもよい。その場合には、ステップＳ１０７にて第１と第２の判定結果が一致した場合に（ステップＳ１０７の「Ｙｅｓ」）、ステップＳ１１０にて制御部１５は素手９１で静電容量式センサ５の電極５Ａを操作したかもしくはグローブ９２を着用した手９３で電極５Ａを操作したかを最終的に判定して最終判定結果を確定する。

以上に説明したように、実施の形態１における静電容量式センサ５を備えた電子機器１では、素手用スキャンとグローブ用スキャンとを連続して行う基本スキャンによって、静電容量式センサ５を操作するものが、素手９１またはグローブ９２を着用した手９３のいずれかであるかを最終判定結果として確定させる。最終判定結果として静電容量式センサ５が素手９１により操作されたと確定した場合は、制御部１５は、素手９１でのタッチ操作を検出する閾値Ｄ１３を用いてタッチ操作の有無を判定するステップＳ１１３の個別スキャン（素手用個別スキャン）を行う。一方、最終判定結果として静電容量式センサ５がグローブ９２を着用した手９３により操作されたと確定した場合は、制御部１５は、グローブ９２を着用した手９３でのタッチ操作を検出する閾値Ｄ２４を用いてタッチ操作の有無を判定するステップＳ１１３の個別スキャン（グローブ用個別スキャン）を行う。制御部１５は使用者のタッチ操作を検出して静電容量式センサ５の電極５Ａの位置に対応する機能構成部２０を作動させる。

これにより、素手９１でのタッチ操作、グローブ９２を着用した手９３でのタッチ操作のいずれも、基本スキャンで適正な感度で検出することができ、したがって、誤検出少なく高精度に静電容量式センサ５への操作を判定することができる。さらに、複数の基本スキャンを通じて得られる第１の判定結果と第２の判定結果が連続して一致することで最終判定結果を得るので静電容量式センサ５への操作の誤検出を低減させることができる。

制御部１５は、最終判定結果の確定後に、図２に示すように、静電容量式センサ５に対して、最終判定結果で得られた操作でのスキャンのみである個別スキャンを繰り返し行う。制御部１５は図３に示すステップＳ１１０において静電容量式センサ５が素手９１で操作されていると最終的に判定して最終判定結果を確定すると、その後、制御部１５は、素手９１のタッチ操作を検出するステップＳ１１３の個別スキャン（素手用個別スキャン）を繰り返し行う。一方、制御部１５は図３に示すステップＳ１１０においてグローブ９２を着用した手９３により静電容量式センサ５を操作したと最終的に判定して最終判定結果を確定すると、その後、制御部１５は、グローブ９２を着用した手９３のタッチ操作を検出するステップＳ１１３の個別スキャン（グローブ用個別スキャン）を繰り返し行う。制御部１５は、タッチ操作が解除されるまで個別スキャンを繰り返し行う。この動作により、制御部１５は効率的に短時間でかつ高精度に操作を検出し続けることができ、誤検出を少なくすることができる。

制御部１５は個別スキャンを繰り返し行っている状態でタッチ操作が解除されると、制御部１５は個別スキャンを通じてタッチ操作の解除を検出し、作動させた機能構成部２０を停止し、図３に示すステップＳ１０１で基本スキャンを行う。

なお、実施の形態１では、タッチ操作で作動される装置として電子機器１は機能構成部２０（２０Ａ、２０Ｂ、・・・、２０Ｎ）を備えるが、それらの装置は制御部１５により制御される別の機器であってもよい。

静電容量式センサ５は表示部１０から離れて単体で配置されていてもよい。

実施の形態１における静電容量式センサ５では、グローブ９２は厚くかつ絶縁性を有する。グローブ９２が薄い場合もしくはグローブ９２が導電性を有する場合には、制御部１５はグローブ９２を着用した手９３で静電容量式センサ５を操作した場合でも、素手９１で静電容量式センサ５を操作したと判定し、結果、安定して高精度に静電容量式センサ５の操作を判定することができる。

上述のように、制御部１５は、素手９１により静電容量式センサ５の電極５Ａが操作されたか否かを判定する素手用スキャンと、グローブ９２を着用した手９３により電極５Ａが操作されたか否かを判定するグローブ用スキャンとを行うことにより、電極５Ａが素手９１とグローブ９２を着用した手９３とのいずれにより操作されたかを判定する第１の基本スキャンを行う。

制御部１５は、第１の基本スキャンを行って素手９１により電極５Ａが操作されたと判定した後で、素手９１により電極５Ａが操作されたか否かを判定する素手用個別スキャンを行ってもよい。また、制御部１５は、第１の基本スキャンを行ってグローブ９２を着用した手９３で電極５Ａが操作されたと判定した後で、グローブ９２を着用した手９３で電極５Ａが操作されたか否かを判定するグローブ用個別スキャンを行ってもよい。

制御部１５は、第１の基本スキャンに引き続いて、素手用スキャンとグローブ用スキャンとを行うことにより電極５Ａが素手９１とグローブ９２を着用した手９３とのいずれにより操作されたかを判定する第２の基本スキャンを少なくとも１回行ってもよい。この場合に、制御部１５は、第１の基本スキャンと少なくとも１回の第２の基本スキャンとの全てにおいて素手９１で電極５Ａが操作されたと判定した場合に、素手９１で電極５Ａが操作されたと最終的に判定する。また、制御部１５は、第１の基本スキャンと少なくとも１回の第２の基本スキャンとの全てにおいてグローブ９２を着用した手９３で電極５Ａが操作されたと判定した場合に、グローブ９２を着用した手９３で電極５Ａが操作されたと最終的に判定する。

制御部１５は、第１の基本スキャンと少なくとも１回の第２の基本スキャンとにおいてグローブ９２を着用した手９３で電極５Ａが操作されたと判定した場合に、静電容量式センサ５の電極５Ａの静電容量に応じた複数の検出信号を得る。制御部１５は、複数の検出信号のレベルの最大値と最小値との差が所定の値より小さい場合に、グローブ９２を着用した手９３で電極５Ａが操作されたと最終的に判定する。また、制御部１５は、複数の検出信号のレベルの最大値と最小値との差が所定の値以上である場合に、グローブ９２を着用した手９３で電極５Ａが操作されていないと最終的に判定する。

制御部１５は、素手９１で電極５Ａが操作されたと最終的に判定した後で、素手９１により電極５Ａが操作されたか否かを判定する素手用個別スキャンを行ってもよい。また、制御部１５は、グローブ９２を着用した手９３で電極５Ａが操作されたと最終的に判定した後で、グローブ９２を着用した手９３で電極５Ａが操作されたか否かを判定するグローブ用個別スキャンを行ってもよい。

静電容量式センサ５としては、指などが近接したりタッチしたりして静電容量の変化が生じて、その静電容量の変化を基に制御部１５にて操作された位置が検出できるものであれば形状や詳細構成などは限定されず、例えば、静電容量式タッチパネルであってもよい。また、それを搭載する電子機器１についてもスマートフォンなどの移動体通信機器や情報通信端末を始めとして、家電用の電子機器、自動車などの車載用の機器やステアリングスイッチであってもよく、さらにはタッチ操作で所定動作をする構成の電子部品などに対しても実施の形態１における静電容量式センサ５や制御部１５を適用可能である。

（実施の形態２）
図７は実施の形態２における静電容量式センサ３５の電極４１、４２，４３の模式図である。図１Ｂに示す実施の形態１における静電容量式センサ５は１つの電極５Ａを有するが、静電容量式センサ３５は互いに独立して一列に並べて配された３つの電極４１〜４３を有する。静電容量式センサ３５は図１Ａに示す実施の形態１における静電容量式センサ５と同様に制御部１５に接続されている。

１つの電極５Ａを有する静電容量式センサ５を備えた実施の形態１における電子機器１において、静電容量式センサ５がタッチ操作される。しかし、静電容量式センサは複数の電極を有していてもよい。複数の電極４１〜４３を有する静電容量式センサ３５を備えた電子機器１は、静電容量式センサ３５への入力操作もタッチ操作だけでなく、静電容量式センサ３５の上面を指などでなぞることで複数の電極４１〜４３を連続的に操作するスライド操作やフリック操作などの所謂ジェスチャ操作を検出できる。実施の形態２における静電容量式センサ３５を備えた電子機器１は、ジェスチャ操作においても当該発明の思想によりジェスチャ操作の誤検出を少なくすることができる。

制御部１５は実施の形態１における静電容量式センサ５の電極５Ａと同様に、静電容量式センサ３５の電極４１〜４３に対してそれぞれ独立に基本スキャンを行って図３に示すステップＳ１１０で最終判定結果を確定させる。制御部１５は、実施の形態２における静電容量式センサ３５では、電極４１、４２、４３に素手用スキャンを順次行い、その後、電極４１、４２、４３にグローブ用スキャンを順次行う。つまり、制御部１５は電極４１〜４３に対して同時に基本スキャンを行わない。

実施の形態２における静電容量式センサ３５では、電極４１、４２、４３のいずれかがステップＳ１１０で最終判定結果を確定すると、その最終判定結果で得られた操作での個別スキャンが電極４１〜４３の全てで行われる。例えば電極４１〜４３のうち電極４１が一番早くステップＳ１１０において最終判定結果として素手９１で操作されたと確定すると、その最終判定結果が確定された時点以降では、制御部１５は、電極４２、４３は個々の最終判定結果が確定されていなくても他の電極４２、４３では基本スキャンを行わずに素手９１の操作の個別スキャンを開始する。これにより、静電容量式センサ３５の電極４１〜４３を連続的に操作したジェスチャ操作においても誤検出を少なくすることができる。

なお、個別スキャン中のタッチ操作の検出については、実施の形態１における静電容量式センサ５と同様に、最終判定結果として素手９１で静電容量式センサ３５が操作されたと確定したときは、制御部１５は、閾値Ｄ１３での個別スキャン（素手用個別スキャン）を行って素手９１によるタッチ操作を検出する。最終判定結果としてグローブ９２を着用した手９３で静電容量式センサ３５が操作されたと確定したときは、制御部１５は、閾値Ｄ２４での個別スキャン（グローブ用個別スキャン）を行ってグローブ９２を着用した手９３によるタッチ操作を検出する。

以下に、素手９１で電極４１〜４３を電極４１、４２、４３の順でジェスチャ操作した場合の静電容量式センサ３５の動作を説明する。

図８と図９は素手９１で静電容量式センサ３５の電極４１〜４３を電極４１、４２、４３の順に連続的に操作したときの検出信号のレベルを示す。図８と図９において、縦軸は検出信号のレベルを示し、横軸は時間を示す。電極４１〜４３での静電容量式センサ３５の操作により、静電容量式センサ３５は検出信号Ｓ４１〜Ｓ４３をそれぞれ出力する。

なお、素手９１で静電容量式センサ３５が操作されるまでの間、制御部１５は、電極４１〜４３でのそれぞれ個々の基本スキャンを繰り返し行っている。

図８に示すように、素手９１で電極４１を操作すると検出信号Ｓ４１のレベルが閾値Ｄ１１より大きい閾値Ｄ１２より大きくなる。これにより制御部１５は、電極４１の操作が素手９１での操作である最終判定結果として確定し、その後は閾値Ｄ１２より大きい閾値Ｄ１４での個別スキャン（素手用個別スキャン）を繰り返し行う。なお、実施の形態２では、ジェスチャ操作を検出する閾値Ｄ１４はタッチ操作を検出する閾値Ｄ１３より小さい値である。閾値Ｄ１４は閾値Ｄ１３と同じであってもよい。

図８に示す動作では、時点ｔ１において電極４１の最終判定結果が確定される。時点ｔ１において電極４２の検出信号Ｓ４２のレベルが閾値Ｄ１１より小さいので、電極４２での最終判定結果は確定されていない。しかし、制御部１５は、時点ｔ１から電極４２のジェスチャ操作を検出する閾値Ｄ１４での個別スキャン（素手用個別スキャン）を繰り返し行う。同様に、時点ｔ１において電極４３は検出信号Ｓ４３のレベルが閾値Ｄ１１より小さいので、電極４３での最終判定結果は確定されていない。しかし、制御部１５は、時点ｔ１から電極４３のジェスチャ操作を検出する閾値Ｄ１４での個別スキャン（素手用個別スキャン）を繰り返し行う。

時点ｔ１から所定の期間Ｔｆ内に電極４２、４３での操作による検出信号Ｓ４２、Ｓ４３のレベルがジェスチャ操作の有無を検知する閾値Ｄ１４を超えると、制御部１５は電極４１〜４３で使用者がジェスチャ操作を行ったと判定する。制御部１５はジェスチャ操作に基づいて機能構成部２０を動作させ、もしくは表示部１０で表示された画面のスクロールや拡大縮小等の操作を行う。なお、電極４１での操作による検出信号Ｓ４１が閾値Ｄ１４を超えていてもよい。

図９に示すように、時点ｔ１から所定の期間Ｔｆ内に検出信号Ｓ４２、Ｓ４３のレベルの少なくとも１つがジェスチャ操作の有無を検知する閾値Ｄ１４を超えない場合、すなわち、時点ｔ１から所定の期間Ｔｆの間に電極４２、４３での操作による検出信号Ｓ４２、Ｓ４３のレベルが閾値Ｄ１４以下であれば、制御部１５は電極４１〜４３で使用者がジェスチャ操作を行なっていないと判定する。実施の形態２における静電容量式センサ５では、所定の期間Ｔｆは３００ｍｓｅｃであるが、これには限定されず、適宜決定することができる。

次に、グローブ９２を着用した手９３で電極４１〜４３を電極４１、４２、４３の順でジェスチャ操作した場合の静電容量式センサ３５の動作を説明する。

図１０と図１１はグローブ９２を着用した手９３で静電容量式センサ３５の電極４１〜４３を電極４１、４２、４３の順に連続的に操作したときの検出信号のレベルを示す。図１０と図１１において、縦軸は検出信号のレベルを示し、横軸は時間を示す。電極４１〜４３での静電容量式センサ３５の操作により、静電容量式センサ３５は検出信号Ｓ４１〜Ｓ４３をそれぞれ出力する。

なお、グローブ９２を着用した手９３で静電容量式センサ３５が操作されるまでの間、制御部１５は、電極４１〜４３のそれぞれ個々の基本スキャンを繰り返し行っている。

図１０に示すように、グローブ９２を着用した手９３で電極４１を操作すると検出信号Ｓ４１のレベルが閾値Ｄ２１より大きい閾値Ｄ２２より大きくなる。これにより制御部１５は最終判定結果として、電極４１の操作は、グローブ９２を着用した手９３での操作であると確定し、その後は閾値Ｄ２２より大きい閾値Ｄ２５での個別スキャン（グローブ用個別スキャン）を繰り返し行う。なお、ジェスチャ操作を検出する閾値Ｄ２５はタッチ操作を検出する閾値Ｄ２４より小さい値である。閾値Ｄ２５は閾値Ｄ２４を同じであってもよい。

図１０に示す動作では、時点ｔ１において電極４１の最終判定結果が確定される。時点ｔ１において電極４２の検出信号Ｓ４２のレベルが閾値Ｄ２１より小さいので、電極４２での最終判定結果は確定されていない。しかし、制御部１５は、時点ｔ１から電極４２のジェスチャ操作の有無を検出する閾値Ｄ２５での個別スキャン（グローブ用個別スキャン）を繰り返し行う。同様に、時点ｔ１において電極４３の検出信号Ｓ４３のレベルが閾値Ｄ２１より小さいので、電極４３での最終判定結果は確定されていない。しかし、制御部１５は、時点ｔ１からジェスチャ操作の有無を検出する閾値Ｄ２５での個別スキャン（グローブ用個別スキャン）を繰り返し行う。

時点ｔ１から所定の期間Ｔｆ内に電極４２、４３での操作による検出信号Ｓ４２、Ｓ４３のレベルがジェスチャ操作の有無を検知する閾値Ｄ２５を超えると、制御部１５は電極４１〜４３で使用者がジェスチャ操作を行ったと判定する。制御部１５はジェスチャ操作に基づいて機能構成部２０を動作させ、もしくは表示部１０の画面のスクロールや拡大縮小等の操作を行う。なお、電極４１での操作による検出信号Ｓ４１のレベルが閾値Ｄ２５を超えていてもよい。

図１１に示すように、時点ｔ１から所定の期間Ｔｆ内に検出信号Ｓ４２、Ｓ４３のレベルの少なくとも１つがジェスチャ操作の有無を検知する閾値Ｄ２５を超えない場合、すなわち、時点ｔ１から所定の期間Ｔｆの間に電極４２、４３での操作による検出信号Ｓ４２、Ｓ４３のレベルが閾値Ｄ２５以下であれば、制御部１５は電極４１〜４３で使用者がジェスチャ操作を行なっていないと判定する。

上述のように、素手９１で電極４１を操作したと最終的に判定した時点ｔ１から所定の期間Ｔｆ内に素手９１により電極４２が操作されたと判定した場合に、少なくとも電極４１、４２にジェスチャ操作が行われたと判定する。また、制御部１５は、グローブ９２を着用した手９３で電極４１を操作したと最終的に判定した時点ｔ１から所定の期間Ｔｆ内にグローブ９２を着用した手９３により電極４２が操作されたと判定した場合に、少なくとも電極４１、４２にジェスチャ操作が行われたと判定する。

実施の形態２における静電容量式センサ３５は、一列に配列された３つの電極４１〜４３を有するが、電極の配置位置や数はこれのみに限定はされない。

本発明における静電容量式センサを用いた検出方法は誤検出を低減でき、各種電子機器に有用である。

１電子機器
５静電容量式センサ
５Ａ電極（第１の電極）
１５制御部
３５静電容量式センサ
４１電極（第１の電極）
４２電極（第２の電極）

ステップＳ１０７において第１の判定結果と第２の判定結果が一致しない場合（ステップＳ１０７の「Ｎｏ」）、図３に示すように、制御部１５は、第２の判定結果を第１の判定結果として保存して（ステップＳ１０８）、ステップＳ１０４において基本スキャンを行い、ステップＳ１０５、Ｓ１０６を経て新たに第２の判定結果を得て、ステップＳ１０７において制御部１５は第２の判定結果が第１の判定結果と一致するか否かを判定する。

Claims

第１の電極を有する静電容量式センサを準備するステップと、
素手により前記静電容量式センサの前記第１の電極が操作されたか否かを判定する素手用スキャンと、グローブを着用した手により前記第１の電極が操作されたか否かを判定するグローブ用スキャンとを行うことにより、前記第１の電極が前記素手と前記グローブを着用した前記手とのいずれにより操作されたかを判定する第１の基本スキャンを行うステップと、
を含む、静電容量式センサを用いた検出方法。
前記第１の基本スキャンを行うステップにおいて前記素手により前記第１の電極が操作されたと判定した後で、前記素手により前記第１の電極が操作されたか否かを判定する素手用個別スキャンを行うステップと、
前記第１の基本スキャンを行うステップにおいて前記グローブを着用した前記手で前記第１の電極が操作されたと判定した後で、前記グローブを着用した前記手で前記第１の電極が操作されたか否かを判定するグローブ用個別スキャンを行うステップと、
をさらに含む、請求項１に記載の静電容量式センサを用いた検出方法。
前記第１の基本スキャンを行うステップに引き続いて、前記素手用スキャンと前記グローブ用スキャンとを行うことにより前記第１の電極が前記素手と前記グローブを着用した前記手とのいずれにより操作されたかを判定する第２の基本スキャンを少なくとも１回行うステップと、
前記第１の基本スキャンを行うステップと前記第２の基本スキャンを少なくとも１回行うステップとの全てにおいて前記素手で前記第１の電極が操作されたと判定した場合に、前記素手で前記第１の電極が操作されたと最終的に判定するステップと、
前記第１の基本スキャンを行うステップと前記第２の基本スキャンを少なくとも１回行うステップとの全てにおいて前記グローブを着用した前記手で前記第１の電極が操作されたと判定した場合に、前記グローブを着用した前記手で前記第１の電極が操作されたと最終的に判定するステップと、
をさらに含む、請求項１に記載の静電容量式センサを用いた検出方法。
前記第１の基本スキャンを行うステップと前記第２の基本スキャンを少なくとも１回行うステップとにおいて前記グローブを着用した前記手で前記第１の電極が操作されたと判定した場合に、前記静電容量式センサの前記第１の電極の静電容量に応じた複数の検出信号を得るステップをさらに含み、
前記グローブを着用した前記手で前記第１の電極が操作されたと最終的に判定するステップは、
前記複数の検出信号のレベルの最大値と最小値との差が所定の値より小さい場合に、前記グローブを着用した前記手で前記第１の電極が操作されたと最終的に判定するステップと、
前記複数の検出信号の前記レベルの前記最大値と前記最小値との前記差が前記所定の値以上である場合に、前記グローブを着用した前記手で前記第１の電極が操作されていないと最終的に判定するステップと、
を含む、請求項３に記載の静電容量式センサを用いた検出方法。
前記素手で前記第１の電極が操作されたと最終的に判定するステップの後で、前記素手により前記第１の電極が操作されたか否かを判定する素手用個別スキャンを行うステップと、
前記グローブを着用した前記手で前記第１の電極が操作されたと最終的に判定するステップの後で、前記グローブを着用した前記手で前記第１の電極が操作されたか否かを判定するグローブ用個別スキャンを行うステップと、
をさらに含む、請求項３または４に記載の静電容量式センサを用いた検出方法。
前記静電容量式センサは第２の電極をさらに有し、
前記素手で前記第１の電極を操作したと最終的に判定するステップにおいて前記素手で前記第１の電極を操作したと最終的に判定した時点から所定の期間内に前記素手により前記第２の電極が操作されたと判定した場合に、前記第１の電極と前記第２の電極にジェスチャ操作が行われたと判定するステップをさらに含む、請求項３に記載の静電容量式センサを用いた検出方法。
前記静電容量式センサは第２の電極をさらに有し、
前記グローブを着用した前記手で前記第１の電極を操作したと最終的に判定するステップにおいて前記グローブを着用した前記手で前記第１の電極を操作したと最終的に判定した時点から所定の期間内に前記グローブを着用した前記手により前記第２の電極が操作されたと判定した場合に、前記第１の電極と前記第２の電極にジェスチャ操作が行われたと判定するステップをさらに含む、請求項３に記載の静電容量式センサを用いた検出方法。
前記静電容量式センサは第２の電極をさらに有し、
前記第１の基本スキャンを行うステップにおいて前記素手で前記第１の電極を操作したと判定した時点から所定の期間内に前記素手により前記第２の電極が操作されたと判定した場合に、前記第１の電極と前記第２の電極にジェスチャ操作が行われたと判定するステップをさらに含む、請求項１に記載の静電容量式センサを用いた検出方法。
前記静電容量式センサは第２の電極をさらに有し、
前記第１の基本スキャンを行うステップにおいて前記グローブを着用した前記手で前記第１の電極を操作したと判定した時点から所定の期間内に前記グローブを着用した前記手により前記第２の電極が操作されたと判定した場合に、前記第１の電極と前記第２の電極にジェスチャ操作が行われたと判定するステップをさらに含む、請求項１に記載の静電容量式センサを用いた検出方法。
電極を有する静電容量式センサと、
前記静電容量式センサに接続された制御部と、
を備え、
前記制御部は、素手により前記静電容量式センサの前記電極が操作されたか否かを判定する素手用スキャンと、グローブを着用した手により前記電極が操作されたか否かを判定するグローブ用スキャンとを行うことにより前記第１の電極が前記素手と前記グローブを着用した前記手とのいずれにより操作されたかを判定する基本スキャンを行う、電子機器。