TW201735540A

TW201735540A - 操作開關

Info

Publication number: TW201735540A
Application number: TW105140224A
Authority: TW
Inventors: 是澤康平; 坂元豪介; 佐藤崇
Original assignee: 松下知識產權經營股份有限公司
Priority date: 2016-03-25
Filing date: 2016-12-06
Publication date: 2017-10-01
Also published as: JP6793365B2; CN107231146A; JP2017183272A; US10353522B2; US20170277301A1

Abstract

本發明的課題為提供一種能夠抑制因非使用者所欲之操作而反應之情形的操作開關。解決手段是操作開關具備靜電容量感測器與控制部，該靜電容量感測器會生成因應對象物的接近或接觸之檢測訊號，該控制部會因應檢測訊號而判定對象物是否為人體。控制部在第1時刻中檢測訊號比第1閾值更大，在第1期間中的檢測訊號的大小的變化比例比第1比例更大，並且在比前述第1期間更後面的第2期間內檢測訊號未低於第2閾值的情況下，會判定為對象物並非人體。

Description

操作開關

發明領域本揭示是有關於一種操作開關。

發明背景以往使用者為了進行機器的啟動關閉等之操作會使用操作開關。作為操作開關，已知的有使用靜電容量式之感測器的操作開關。此感測器可以檢測伴隨使用者的手之接近或接觸之靜電容量的變化，以藉此檢測手之接近或接觸。

於專利文獻1中揭示有使用靜電容量式的感測器之觸控開關。此觸控開關在以感測器檢測出的靜電容量之變化率較小時，是判斷為接觸到感測器之對象物是手指，另一方面，在以感測器檢測出的靜電容量之變化率較大時，是判斷為接觸到感測器之對象物為水滴。先前技術文獻

專利文獻專利文獻1：日本專利特開2009-229248號公報

發明概要發明欲解決之課題然而，以往的操作開關會有下述疑慮：儘管使用者使手指接近或接觸於感測器，卻判斷為接觸到感測器之對象物是水滴等。因此，以往的操作開關會有與使用者的意圖相反而動作之疑慮。

本揭示是提供一種能夠抑制與使用者的意圖相反之動作的操作開關。用以解決課題之手段

本揭示的一態樣之操作開關具備靜電容量感測器與控制部，該靜電容量感測器會生成因應對象物的接近或接觸之檢測訊號，該控制部會因應前述檢測訊號而判定對象物是否為人體。前述控制部在第1時刻中前述檢測訊號比第1閾值更大，在第1期間中的前述檢測訊號的大小的變化比例比第1比例更大，並且在比前述第1期間更後面的第2期間內前述檢測訊號未低於第2閾值的情況下，會判定為前述對象物並非人體。發明效果

本揭示的一態樣之操作開關能夠抑制與使用者的意圖相反而動作之情形。

用以實施發明之形態以下，說明本揭示之實施形態。再者，於以下所說明之實施形態皆為顯示本揭示之一具體例的實施形態。因此，在以下之實施形態中所表示之數值、形狀、材料、構成要素、構成要素之配置位置及連接形態、步驟(step)、步驟之順序等，僅為一個例子並非要限定本揭示之要旨。據此，以下的實施形態中的構成要素之中，針對沒有記載在本揭示之表示最上位概念的獨立請求項中的構成要素，是作為任意之構成要素來說明。

各圖均為示意圖，未必是嚴密地被圖示之圖。因此，例如，在各圖中比例尺未必是一致的。在各圖中，對於實質上相同之構成會附加相同的符號，且重複之說明會省略或簡化。 (第1實施形態)

關於第1實施形態之操作開關1的構成，利用圖1來加以說明。圖1是顯示第1實施形態之操作開關1的構成之方塊圖。

如圖1所示，操作開關1具備感測器10、及根據由感測器10輸出之檢測訊號來生成操作訊號的控制部20。操作開關1是藉由以控制部20所生成的操作訊號來控制機器2。操作開關1會進行例如機器2之開啟關閉控制等。

感測器10是藉由檢測靜電容量，來檢測人體等的檢測對象的接近或接觸之靜電容量式的感測器。感測器10是藉由例如，檢測在檢測對象與感測電極之間產生的靜電容量之變化，以檢測檢測對象的接近或接觸。控制部20是根據因應以感測器10所檢測出的靜電容量而生成的檢測訊號來生成操作訊號。

如圖2A及圖2B所示，靜電容量式之感測器10具有基板11、及形成於基板11之感測器電極12。圖2A是於第1實施形態之操作開關1中所採用的感測器10之平面圖，圖2B是圖2A之ⅡB-ⅡB線中的該感測器10之剖面圖。

基板11可為例如由樹脂材料所構成之樹脂基板或對金屬進行絕緣被膜而成之金屬基底基板等。再者，基板11是例如平面視角下的形狀為矩形，但並非受限於此者。

感測器電極12是例如藉由銅或銀等之金屬材料所構成，且以預定的圖案形成在基板11的其中一面。具體來說，感測器電極12是平面視角下的形狀為圓形之固體電極(solid electrode)，且形成於基板11之中央。再者，感測器電極12之平面視角下的形狀並不受限於為圓形者，亦可為矩形等。又，雖未圖示，但感測器電極12為了檢測檢測對象已接近或接觸之情況所造成的靜電容量之變化，是與控制部20之電路電連接著。

如圖3所示，操作開關1可設置在例如洗臉台的鏡子3上。圖3是示意地顯示第1實施形態之操作開關1的使用例之示意圖。

感測器10是設置在例如洗臉台的鏡子3的背面或鏡子3的鏡框。感測器10是藉由以感測器電極12檢測靜電容量，來檢測作為檢測對象之人的手指已接近或接觸到感測器10之情形。控制部20會接收以感測器10所生成之檢測訊號，且根據此檢測訊號生成用於操作操作對象之機器2(參照圖1)的操作訊號，並輸出至機器2。藉此，使用者便能夠進行機器2之開啟關閉等之操作。

再者，在圖3中雖未被圖示，但藉由操作開關1所操作之操作對象的機器2，是例如設置在洗臉台之照明裝置(圖未示)。在此情況下，例如，如圖3所示，當使用者為了操作照明裝置而將手指靠近感測器10(例如感測器電極12)時，感測器10會生成顯示已檢測到使用者的手指的檢測訊號。控制部20會接收以感測器10所生成之檢測訊號，且根據此檢測訊號生成用於操作照明裝置之開關燈的操作訊號，並輸出至照明裝置。藉此，使用者便能夠對照明裝置進行開啟關閉控制等之操作。

接著，使用圖4A~圖9來說明本實施形態中的以操作開關1的控制部20進行的控制方法，並將形成本揭示的經過也包含在內。圖4A~圖5B是用於說明能夠防止由水滴的附著所造成的誤動作之以往的操作開關1X的控制方法的圖。圖4A所顯示的是感測器上的手指的動作。圖4B所顯示的是圖4A的情況下的檢測訊號。圖5A所顯示的是水滴附著在感測器上的狀態。圖5B所顯示的是圖5A的情況下的檢測訊號。又，圖6以及圖7是用於說明以往的操作開關1X的控制方法之課題的圖，且分別為圖6是顯示以手指的指腹觸摸感測器之情況，圖7是顯示手指的動作速度較快之情況。圖8是示意地顯示操作第1實施形態之操作開關1之時的手指的動作之一例的示意圖。圖9是用於說明第1實施形態之操作開關1的控制方法之圖。

在使用者為了操作操作開關1X而使手指UF接觸感測器10的情況下，如圖4A所示，在手指UF按壓感測器10的動作之過程中會使手指UF與感測器10的接觸面積逐漸地變大。在此情況下，如圖4B所示，隨著手指UF的接觸面積之增加，因應以感測器10所檢測出的靜電容量而生成的檢測訊號也逐漸地增加。

另一方面，在水滴附著在感測器10的情形下，如圖5A所示，當水滴DW附著在感測器10時會立即潤溼擴展。因此，在感測器10上已附著有水滴DW的情形下，會使以感測器10檢測的靜電容量在水滴DW附著後立即變大。因此，如圖5B所示，會使感測器10的檢測訊號的傾斜(亦即，檢測訊號的上升率)變大。再者，在圖5B中，檢測訊號於暫時上升後即逐漸地變小之原因是因為水滴DW流動等而使水滴DW從感測器10之上逐漸地消失之故。

在以往的操作開關1X之控制方法中，在感測器10的檢測訊號的傾斜較小的情況下，是判斷為接近或接觸感測器10的對象物是手指UF，在感測器10的檢測訊號的上升率較大的情況下，是判斷為對象物是水滴。藉此，以防止由水滴的附著所造成的操作開關1X之誤動作。

不過，在這種以往的操作開關1X的控制方法中，會如圖6所示，於使用者以手指UF的指腹觸摸感測器10時，一開始就使手指UF與感測器10的接觸面積變大。在此情況下，由於以感測器10檢測的靜電容量也會立即變大，因此，會與圖5B同樣地使以感測器10生成的檢測訊號之傾斜變大。

又，如圖7所示，手指UF按壓在感測器10的動作速度較快時，也會與圖5B同樣地使感測器10的檢測訊號之傾斜變大。

像這樣，使用者以手指UF的指腹觸摸感測器10時、及/或手指UF對於感測器10的動作速度較快時，以感測器10檢測的檢測訊號的傾斜會與感測器10上附著有水滴時的傾斜一樣大。因此，僅憑檢測訊號的傾斜，並無法區別於感測器10上是被手指UF接觸之情況、或是被水滴附著之情況。因此，儘管使用者打算要操作操作開關1X，仍會使操作開關1X判斷成水滴接觸了感測器10。其結果為，不能準確地檢測使用者的操作。

不過，如圖8所示，即使是使用者以手指UF的指腹觸摸感測器10的情況，即使是手指UF對於感測器10的動作速度較快的情況，使用者也是在1秒左右以內或0.5秒以內將手指UF離開感測器10。

在本實施形態中的操作開關1中，是藉由下列的檢測判定演算法，判定是否為手指UF接近或接觸於感測器10。

具體而言，操作開關1的控制部20是如圖9所示，在因應以感測器10所檢測出的靜電容量而生成的檢測訊號S為在第1時刻t1中超出第1閾值Sth1時，在至第1時刻t1為止的預定的第1期間T1中的檢測訊號S之變化比例(例如，檢測訊號S的圖形的傾斜)比第1傾斜閾值αth1更大，並且在從第1時刻t1起算的預定的第2期間T2內檢測訊號S未低於第2閾值Sth2的情況下，判定為沒有手指UF之接近或接觸(亦即，判定為以感測器10所檢測到的對象物並非人體)。在本實施形態中，第1閾值Sth1與第2閾值Sth2是相同的。第1傾斜閾值是本揭示中的「第1比例」之一例。

例如，於感測器10上附著有水滴時，以感測器10生成的檢測訊號S會成為如圖9的一點鏈線所示之曲線DW。在此情況下，由於在時刻t0水滴附著到感測器10時會立即潤溼擴展，因此，在至時刻t1為止的預定的第1期間T1中的檢測訊號S的變化比例，雖然會比第1傾斜閾值αth1更大，但在從時刻t1起算的預定的第2期間T2內，檢測訊號S不會低於第2閾值Sth2。因此，在此情況下，控制部20會判定為相對於感測器10沒有手指UF之接近或接觸(亦即，判定為以感測器10所檢測到的對象物並非人體)，且不生成用於操作操作對象之機器的操作訊號。

另一方面，控制部20在因應以感測器10所檢測出的靜電容量而生成的檢測訊號S為於時刻t1超出第1閾值Sth1時，在至時刻t1為止的第1期間T1中的檢測訊號之變化比例比第1傾斜閾值αth1更大，並且在從時刻t1起算的第2期間T2內檢測訊號S於第2時刻t2低於第2閾值Sth2的情況下，會判定為有手指UF之接近或接觸。

例如，使用者為了操作操作對象的機器(例如照明裝置)，而如圖8所示地使用者以手指UF的指腹觸摸感測器10時，感測器10的檢測訊號S會成為如圖9的實線所示的曲線UF1。在此情況下，在時刻t0，雖然使用者的手指UF才開始接近感測器電極12，但由於一開始就使手指UF與感測器10的接觸面積較大，因此在至時刻t1為止的預定的第1期間T1中的檢測訊號S之變化比例，會與附著有水滴時同樣地變得比第1傾斜閾值αth1更大，但由於在1秒鐘左右使用者的手指UF就會從感測器10離開，因此在從時刻t1起算的預定的第2期間T2內，會使檢測訊號S低於第2閾值Sth2。因此，在此情況下，控制部20會判定為相對於感測器10有手指UF之接近或接觸，而生成用於操作操作對象的機器之操作訊號，且輸出到機器。藉此，使用者就能夠對於操作對象之機器進行所欲之操作。例如，使用者能夠進行照明裝置之開啟關閉控制。

再者，如圖7所示，即使在手指UF按壓感測器10的動作速度較快時，感測器10的檢測訊號S仍然會成為如圖9的實線所示的曲線UF1。因此，在此情況下也是判定為相對於感測器10有手指UF之接近或接觸。

又，使用者在操作操作對象的機器之時，使用者以手指UF的前端觸摸感測器10時或按壓感測器10的動作速度不快時，以感測器10生成的檢測訊號S會成為虛線所示的曲線UF2。在此情況下，檢測訊號S是在第1時刻t1’超出第1閾值Sth1後，在第2時刻t2’低於第2閾值Sth2。控制部20在檢測訊號S的變化比例比第1傾斜閾值αth1更小的情況下，會在超出第1閾值Sth1的第1時刻t1’中，判定為相對於感測器10有手指UF之接近或接觸，而生成用於操作操作對象的機器之操作訊號且輸出到機器。

再者，在本實施形態，第1期間T1是從檢測訊號S開始變化時的時刻t0開始，至檢測訊號S超出第1閾值Sth1時的時刻為止的期間。第2期間T2是例如1秒鐘左右。再者，第2期間T2只要是考慮了使用者在操作操作開關1之時，從手指接近或接觸感測器10至離開為止的時間之預定期間即可，不限於1秒之期間，也可以是2、3秒左右。

又，在本實施形態中，在手指之接近或接觸的判定上所使用的靜電容量(或檢測訊號S)之值，是相對於基準值之藉由感測器10所檢測出的靜電容量的檢測值之相對值。又，基準值，作為一例，雖然是將判定為沒有手指的接近或接觸的預定之期間的靜電容量之值平均後的值，但並非受限於此者。

以上，根據本實施形態的操作開關1，控制部20在因應以感測器10所檢測出的靜電容量而生成的檢測訊號S為於第1時刻t1超出第1閾值Sth1時，在至第1時刻t1為止的預定的第1期間T1中的檢測訊號S之變化比例比第1傾斜閾值αth1更大，並且在從第1時刻起算的預定的第2期間T2內檢測訊號S不低於第2閾值th2的情況下，會判定為沒有手指UF之接近或接觸(亦即，判定為以感測器10所檢測到的對象物並非人體)。

藉此，不論是對於感測器10之手指UF的接近方式或手指UF的動作速度為何，均能夠抑制水滴附著等造成的操作開關1之誤動作，且能夠抑制操作開關在非使用者所欲之操作下反應之情形。因此，能夠實現可準確地檢測使用者的操作之操作開關。 (第1實施形態之變形例1)

接著，針對第1實施形態之變形例1的操作開關，使用圖10來說明。圖10是用於說明第1實施形態之變形例1之操作開關的控制方法之圖。

如圖10所示，在本變形例中的操作開關中，也是與第1實施形態同樣，控制部20在因應以感測器10所檢測出的靜電容量而生成的檢測訊號S為於第1時刻t1超出第1閾值Sth1時，在至第1時刻t1為止的預定的第1期間T1中的檢測訊號S之變化比例比第1傾斜閾值αth1更大，並且在從第1時刻t1起算的預定的第2期間T2內檢測訊號S不低於第2閾值Sth2的情況下，會判定為沒有手指UF之接近或接觸。

本變形例中的操作開關與第1實施形態中的操作開關1的差異點是檢測訊號S的閾值。具體而言，在第1實施形態中的操作開關1中，雖然第1閾值Sth1與第2閾值Sth2是相同的，但在本變形例中的操作開關中，如圖10所示，第1閾值Sth1與第2閾值Sth2並不相同。更具體而言，在本變形例中，第1閾值Sth1比第2閾值Sth2更大。

藉此，如圖10所示，相對於第1實施形態，會使從第1時刻t1至第2時刻t2的時間變長。其結果為，能夠更確實地判別以感測器10生成的檢測訊號S是使用者的手指造成的還是水滴。

因此，根據本變形例中的操作開關，比起第1實施形態，更能夠確實地防止水滴附著等造成的操作開關之誤動作，且能夠進一步抑制操作開關在非使用者所欲之操作下反應之情形。藉此，能夠實現可更準確地檢測使用者的操作之操作開關。 (第1實施形態之變形例2)

接著，針對第1實施形態之變形例2的操作開關，使用圖11來說明。圖11是用於說明第1實施形態之變形例2之操作開關的控制方法之圖。

如圖11所示，在本變形例中的操作開關中，也是與第1實施形態同樣，控制部20在因應以感測器10所檢測出的靜電容量而生成的檢測訊號S為於第1時刻t1超出第1閾值Sth1時，在至第1時刻t1為止的預定的第1期間T1中的檢測訊號S之變化比例比第1傾斜閾值αth1更大，並且在從第1時刻t1起算的預定的第2期間T2內檢測訊號S不低於第2閾值Sth2的情況下，會判定為沒有手指UF之接近或接觸。

本變形例中的操作開關與第1實施形態中的操作開關1的差異點是檢測訊號S的閾值。具體而言，在第1實施形態中的操作開關1之中，雖然第1閾值Sth1與第2閾值Sth2是相同的，但在本變形例中的操作開關中，與變形例1同樣，第1閾值Sth1與第2閾值Sth2並不相同。但是，與變形例1不同的是，如圖11所示，在本變形例中，第1閾值Sth1比第2閾值Sth2更小。

藉此，如圖11所示，相對於第1實施形態，會使從第1時刻t1至第2時刻t2的時間變短。具體而言，以感測器10生成的檢測訊號S在第1時刻t1超出第1閾值Sth1後，會在從第1時刻t1起算的第2期間T2內的第2時刻t2成為低於第2閾值Sth2。其結果，能夠改善操作開關之反應性。

因此，根據本變形例中的操作開關，能夠確實地防止水滴附著等造成的操作開關之誤動作、並抑制操作開關在非使用者所欲之操作下反應之情形，並且能夠實現反應性優異之操作開關。 (第2實施形態)

接著，針對第2實施形態之操作開關進行說明。

本實施形態之操作開關與第1實施形態之操作開關1，為以控制部20進行的控制方法有差異。

在第1實施形態中的操作開關1的控制方法中，雖能夠抑制水滴附著時的操作開關1的誤動作，但難以抑制於感測器10上產生結霧或附著蒸汽時的誤動作。

如圖12所示，例如，當於感測器10上產生結霧或附著蒸汽時，會使感測器10之上的水滴量逐漸地增加。此時，以感測器10生成的檢測訊號S會成為如圖13的二點鏈線所示之曲線V。換言之，在此情況下，如圖13所示，檢測訊號S的傾斜是較小的。

此時，當曲線V中的檢測訊號S的傾斜成為比第1傾斜閾值αth1更小時，會有判定為使用者的手指之操作之可能性。換言之，會有操作開關在非使用者所欲之操作下反應，而導致操作開關1誤動作之可能性。

於是，在本實施形態中的操作開關中，是藉由如下的檢測判定演算法，來判定是否為手指接近或接觸於感觸器10，且抑制於感測器10上產生結霧或附著蒸汽時的誤動作。

以下，針對以本實施形態中的操作開關之控制部20進行的控制方法，使用圖14來說明。圖14是用於說明第2實施形態的操作開關之控制方法的圖。

在本實施形態中的操作開關中，控制部20是如圖14所示，在至第1時刻t1為止的預定的第1期間T1中的檢測訊號S之變化比例，比傾斜度小於第1傾斜閾值αth1之第2傾斜閾值αth2更小時，判定為沒有手指之接近或接觸，在第1期間T1中的檢測訊號S之變化比例比第1傾斜閾值αth1更小，並且比第2傾斜閾值αth2更大時，判定為有手指之接近或接觸。第2傾斜閾值是本揭示中的「第2比例」之一例。

例如，當在感測器10上已產生結霧、或附著蒸汽時，以感測器10生成的檢測訊號S會成為如圖14的二點鏈線所示之曲線V。在此情況下，在至第1時刻t1為止的預定的第1期間T1中的檢測訊號S之變化比例(例如，檢測訊號S的圖形之傾斜)是成為傾斜度比小於第1傾斜閾值αth1之第2傾斜閾值αth2更小。在此情況下，控制部20會判定為對於感測器10沒有手指之接近或接觸，而不生成用於操作操作對象之機器的操作訊號。

另一方面，使用者為了操作操作對象之機器，使用者以手指UF的前端觸摸感測器10時或按壓感測器10的動作速度不快時，以感測器10生成的檢測訊號S會成為圖14的虛線所示之曲線UF2。在此情況下，檢測訊號S會成為在第1時刻t1’超出第1閾值Sth1後，在第2時刻t2低於第2閾值Sth2。控制部20在檢測訊號S的變化比例比第1傾斜閾值αth1更小，並且比第2傾斜閾值αth2更大時，會在超出第1閾值Sth1的第1時刻t1’中，判定為相對於感測器10有手指之接近或接觸，而生成用於操作操作對象之機器的操作訊號，且輸出至機器。藉此，使用者就能夠對於操作對象之機器進行所欲之操作。

再者，如圖8所示，使用者以手指UF的指腹觸摸感測器10時，會進行與第1實施形態相同的控制，藉此控制部20能夠判定為相對於感測器10有手指UF之接近或接觸。

以上，根據本實施形態的操作開關，在至第1時刻t1為止的預定的第1期間T1中的檢測訊號S1之變化比例比第2傾斜閾值αth2更小的情況下，會判定為沒有手指之接近或接觸，在第1期間T1中的檢測訊號S之變化比例比第1傾斜閾值αth1更小，並且比第2傾斜閾值αth2更大的情況下，會判定為有手指UF之接近或接觸。換言之，即使是第1期間T1中的檢測訊號S之變化比例(例如，檢測訊號S的圖形的傾斜)比第1傾斜閾值αth1更小的情況下，只要該檢測訊號S也進一步比第2傾斜閾值αth2更小，仍會判定為沒有手指之接近或接觸。

藉此，能夠抑制於感測器10上已產生、或附著蒸汽時的誤動作，且能抑制操作開關在非使用者所欲之操作下反應之情形。因此，能夠實現可以準確地檢測使用者的操作之操作開關。

再者，在本實施形態中，雖然使用第1傾斜閾值αth1以及第2傾斜閾值αth2的2個傾斜閾值來判定有無使用者的手指之接近或接觸，但並非受限於此者。例如，也可以使用3個以上的傾斜閾值來判定有無使用者的手指之接近或接觸。 (第3實施形態)

接著，針對第3實施形態之操作開關進行說明。

根據第1實施形態中的操作開關1的控制方法，能夠抑制附著有水滴時的操作開關1的誤動作。

不過，依水滴的附著量或水滴流經的路徑之不同，有時會有如圖15所示，檢測訊號S的波形紊亂並且變化的情形，而有例如在期間T2以內的時刻t2’上瞬間地低於第2閾值Sth2的情況。例如，由於在感測器10與感測器10的周邊區域附著有複數滴水滴，且這些水滴各自以不同的速度與不同的路徑流動時，會使存在於感測器10的水滴之量會隨著時間而變化，因此會有使檢測訊號S瞬間地低於第2閾值Sth2的情況。在此情況下，在第1實施形態中的操作開關1的控制方法中，會有判定為手指之接近或接觸的可能性。

於是，在本實施形態中的操作開關中，於第1實施形態中的操作開關的控制方法中，更藉由附加如下的檢測判定演算法，來判定手指是否接近或接觸感測器10。

以下，針對以本實施形態中的操作開關之控制部20進行的控制方法，使用圖16來說明。圖16是用於說明第3實施形態的操作開關之控制方法的圖。

在本實施形態中的操作開關之中，控制部20是如圖16所示，在至第1時刻t1為止的預定的第1期間T1中的檢測訊號S之變化比例比第1傾斜閾值αth1更大，並且在從第1時刻t1起算的第2期間T2內檢測訊號S低於第2閾值Sth2時，進一步使檢測訊號S為低於第2閾值Sth2的狀態的繼續時間為小於預定的第3期間T3的情況下，會判定為沒有手指UF之接近或接觸，而檢測訊號S為第3期間T3以上時，會判定為有手指之接近或接觸。再者，第3期間T3雖然可為例如0.1秒左右，但並非受限於此者。

例如，如圖16的二點鏈線所示的曲線V，即使在檢測訊號S的波形紊亂而在第2期間T2以內的時刻t2’瞬間地低於第2閾值Sth2時，在檢測訊號S從超出第1閾值Sth1之後到於第2期間T2內低於第2閾值Sth2的狀態之繼續時間為小於預定之第3期間T3的情況下，控制部20仍會判定為相於對於感測器10沒有手指之接近或接觸，而不生成用於操作操作對象之機器的操作訊號。

另一方面，檢測訊號S從超出第1閾值Sth1之後到於第2期間T2內低於第2閾值Sth2的狀態之繼續時間為預定之第3期間T3以上時，是與第1實施形態同樣，在從第1時刻t1起算的第2期間T2內檢測訊號S在第2時刻t2低於第2閾值Sth2的情況，而判定為有手指之接近或接觸，並生成用於操作操作對象的機器之操作訊號，且輸出至機器。藉此，使用者就能夠對於操作對象之機器進行所欲之操作。

以上，根據本實施形態之操作開關，在第1期間T1中的檢測訊號S的變化比例比第1傾斜閾值αth1更大，並且在第2期間T2內，檢測訊號S低於第2閾值Sth2的情況下，在檢測訊號S低於第2閾值Sth2的狀態的繼續時間為小於預定的第3期間T3的情況下，會判定為沒有手指之接近或接觸，檢測訊號S為第3期間T3以上的情況下，會判定為有手指之接近或接觸。

藉此，即使於感測器10與感測器10的周邊區域附著有複數滴水滴時，導致檢測訊號S紊亂並且變化而有在期間T2內瞬間地低於第2閾值Sth2的情形，仍然能夠抑制作為有手指之接近或接觸之誤動作，且能夠抑制操作開關在非使用者所欲之操作下反應之情形。因此，能夠實現可以準確地檢測使用者的操作之操作開關。

再者，在本實施形態中，雖然第1閾值Sth1與第2閾值Sth2是相同的，但如第1實施形態的變形例1、2一樣，第1閾值Sth1與第2閾值Sth2也可以是不相同的。換言之，第1實施形態的變形例1、2也可以適用在本實施形態。 (第4實施形態)

接著，針對第4實施形態之操作開關進行說明。

不過，在感測器10上附著有水滴的狀態原樣持續下讓使用者操作感測器10的情況下等，會如圖17所示，即使使用者在時刻t_UF 使手指接近或接觸感測器10，檢測訊號S仍然在比第1閾值Sth1與第2閾值Sth2更大的範圍中變化。因此，在第1實施形態中的操作開關1的控制方法中，不會判定為是手指的接近或接觸。換言之，檢測訊號S超出第1閾值Sth1時，並且因水滴的附著等而暫且判定為不是手指的接近或接觸的情況下，在檢測訊號S回復至原來的值(或小於第1閾值Sth1)以前，即使使用者使手指接近或接觸感測器10且就算靜電容量為正常地變化，由於檢測訊號S仍然會在比第1閾值Sth1與第2閾值Sth2更大的範圍中變化，因此不會判定為是使用者的手指所進行之操作。

因此，在本實施形態中的操作開關中，是藉由如下的檢測判定演算法，來判定手指是否接近或接觸感測器10。

以下，針對以本實施形態中的操作開關之控制部20進行的控制方法，使用圖18來說明。圖18是用於說明第4實施形態的操作開關之控制方法的圖。

在本實施形態中的操作開關中，控制部20在檢測訊號S為第1閾值Sth1以上時，並且在判定為於預定的時刻中沒有手指之接近或接觸的情況下，會將基準值更新成在預定的時刻之時間點中的檢測訊號S之值。

在此，於手指之接近或接觸的判定上所使用的靜電容量(或檢測訊號S)之值，與第1實施形態同樣，是相對於基準值之藉由感測器10所檢測出的靜電容量的檢測值之相對值。又，基準值，作為一例，是將判定為沒有手指之接近或接觸的預定的期間的靜電容量之值平均而得之值。

例如，於感測器10上附著有水滴時，以感測器10生成的檢測訊號S是成為如圖18的一點鏈線所示之曲線DW。此時，在本實施形態中的控制部20，在檢測訊號S超出第1閾值Sth1時，並且在從時刻t1至時刻t3為止的預定的第2期間T2中檢測訊號S不低於第2閾值Sth2的情況下，會在時刻t3暫且確定沒有手指的接近或接觸之情形，且將基準值更新成時刻t3的時間點的檢測訊號S之值。此時，在更新基準值的同時，以與基準值的更新幅度相同之量，將第1閾值Sth1與第2閾值Sth2之值也更新。

再者，可以在更新基準值與第1閾值Sth1以及第2閾值Sth2之後，以與第1實施形態同樣的控制方法，進行使用者的手指之接近或接觸的判定。

以上，根據本實施形態之操作開關，在檢測訊號S為第1閾值Sth1以上時，並且已在預定的時刻中判定為沒有手指之接近或接觸的情況下，會將基準值更新成預定的時刻的時間點中的檢測訊號S之值。

藉此，即使是在感測器10上原樣附著有水滴的狀態持續的情況下等，也能夠準確地檢測使用者的操作。

再者，在本實施形態中，雖然第1閾值Sth1與第2閾值Sth2是相同的，但如第1實施形態的變形例1、2一樣，第1閾值Sth1與第2閾值Sth2也可以是不相同的。又，基準值與第1閾值Sth1及第2閾值Sth2的更新也可以進行複數次。基準值能夠以控制部20等隨時計算，也能夠使其追隨以檢測器10所檢測出的靜電容量而進行適宜變更。 (第4實施形態之變形例)

接著，針對第4實施形態之變形例的操作開關進行說明。

在第4實施形態中，已針對在感測器10上附著有水滴的狀態持續時的控制方法作了說明，在本變形例中，是針對在感測器10上產生結霧或附著蒸汽而使感測器10上附著有水滴的狀態繼續時的控制方法進行說明。

在感測器10上產生結霧或附著蒸汽時，藉由使用第2實施形態中的操作開關1的控制方法，能夠抑制於感測器10上產生結霧或附著蒸汽之情況的誤動作，且能夠準確地檢測使用者的操作。換言之，藉由使用第1傾斜閾值αth1與第2傾斜閾值αth2的複數個傾斜閾值，來判定使用者的手指之接近或接觸的有無，以判定是否為使用者的操作。

再者，第1實施形態的控制方法也適用在第2實施形態的控制方法中，藉此，可以在不根據手指對感測器10之靠近方式或手指的動作速度的情形下抑制操作開關1的誤動作。在此情況下，與第1實施形態同樣，可以藉檢測訊號S於超出第1閾值Sth1後，是否低於第2閾值th2，來判定是否為使用者的操作。

不過，在使其於感測器10上產生結霧或附著蒸汽而於感測器10上附著有水滴的狀態原樣持續下來讓使用者操作感測器10的情況下等，會如圖19所示，即使使用者在時刻t_UF 使手指接近或接觸感測器10，檢測訊號S仍然在比第1閾值Sth1與第2閾值Sth2更大的範圍中變化。因此，在第1以及第2實施形態中的操作開關1的控制方法之中，不會判定為有手指之接近或接觸。換言之，檢測訊號S超出第1閾值Sth1時，並且因水滴的附著等而暫且判定為不是手指的接近或接觸的情況下，在檢測訊號S回復至原來的值(或小於第1閾值Sth1)以前，即使使用者使手指接近或接觸感測器10且就算靜電容量為正常地變化，由於檢測訊號S仍然會在比第1閾值Sth1與第2閾值Sth2更大的範圍中變化，因此不會判定為是使用者的手指所進行之操作。

因此，在本變形例中的操作開關中，是藉由如下的檢測判定演算法，來判定手指是否接近或接觸感測器10。

以下，針對以本變形例中的操作開關的控制部20進行之控制方法，使用圖20來說明。圖20是用於說明第4實施形態的變形例之操作開關的控制方法之圖。

本變形例中的操作開關的控制方法，與第4實施形態中的操作開關的控制方法是同樣的。具體而言，如圖20所示，控制部20在檢測訊號S為第1閾值Sth1以上時，並且在判定為於預定的時刻中沒有手指的接近或接觸的情況下，會將基準值更新成在預定的時刻的時間點中的檢測訊號S之值。

例如，當在感測器10上已產生結霧、或附著蒸汽時，以感測器10生成的檢測訊號S會成為如圖20的二點鏈線所示之曲線V。此時，在本變形例中的控制部20，會於檢測訊號S在時刻t4到達第1閾值Sth1時(亦即，檢測訊號S=第1閾值Sth1)，使其在時刻t4暫且確定沒有手指的接近或接觸，而將基準值更新成時刻t4之時間點的檢測訊號S之值。此時，在更新基準值的同時，以與基準值的更新幅度相同之量，將第1閾值Sth1與第2閾值Sth2之值也更新。

此外，檢測訊號S在時刻t5再次到達更新後的第1閾值Sth1時，使其在時刻t5再次確定沒有手指的接近或接觸，而將基準值更新成時刻t5的時間點的檢測訊號S之值。此時，也是在更新基準值的同時，以與基準值的更新幅度相同之量，將第1閾值Sth1與第2閾值Sth2之值也更新。

再者，更新基準值與第1閾值Sth1以及第2閾值Sth2之後，能夠以與第1或第2實施形態同樣的控制方法，進行使用者的手指之接近或接觸的判定。

以上，根據本變形例之操作開關，在檢測訊號S為第1閾值Sth1以上時，並且已在預定的時刻中判定為沒有手指之接近或接觸的情況下，會將基準值更新成預定的時刻之時間點中的檢測訊號S之值。

藉此，即使是在感測器10上產生結霧或附著蒸汽而於感測器10上附著有水滴的狀態繼續的情況等，也能夠準確地檢測使用者的操作。

再者，在本實施形態中，雖然第1閾值Sth1與第2閾值Sth2是相同的，但如第1實施形態的變形例1、2一樣，第1閾值Sth1與第2閾值Sth2也可以是不相同的。又，基準值與第1閾值Sth1以及第2閾值Sth2的更新並不限於2次，也可以進行1次或3次以上。 (變形例等)

以上，針對本揭示之操作開關，依據第1~第4實施形態進行了說明，但本揭示並非限定於第1~第4實施形態者。

例如，在第1~第4實施形態中，作為成為感測器10的誤作動的要因之檢測對象，雖然列舉了水滴或結霧及蒸汽等，但並不限於此者。又，在第1~第4實施形態中，雖將將感測器10的檢測對象設為使用者的手指，但並不限於此者。作為感測器10的檢測對象，只要是在與感測器電極12之間使靜電容量變化的對象即可，可以是任何種類的對象。

其他，對於上述之各實施形態施行本發明所屬技術領域中具有通常知識者所想得到的各種變形而得到之形態、或者在不脫離本揭示之主旨的範圍內藉由任意地組合第1~第4實施形態中的構成要素及功能而實現的形態也都包含於本揭示中。

具體而言，操作開關中的控制部20，可以進行將第1~第4實施形態以及各變形例的控制方法全部組合而成的控制，也可進行將第1~第4實施形態以及變形例之中的某幾個控制方法組合而成的控制。 (實施形態之概要)

一實施形態之操作開關，其具備藉由感測器電極檢測靜電容量，以檢測人體的接近或接觸的靜電容量式之感測器、與根據因應以前述感測器所檢測出的靜電容量而生成的檢測訊號生成操作訊號之控制部。前述控制部在前述檢測訊號於第1時刻中超出第1閾值時，在至前述第1時刻為止的預定的第1期間中的前述檢測訊號之變化比例比第1傾斜閾值更大，並且在從前述第1時刻起算的預定的第2期間內前述檢測訊號不低於第2閾值的情況下，會判定為沒有前述人體的接近或接觸。

亦可為例如，前述控制部在前述第1期間中的前述檢測訊號之變化比例比傾斜度小於前述第1傾斜閾值之第2傾斜閾值更小的情況下，判定為沒有前述人體的接近或接觸。亦可為前述控制部在前述第1期間中的前述檢測訊號之變化比例，比前述第1傾斜閾值小，並且比前述第2傾斜閾值更大的情況下，判定為有前述人體的接近或接觸。

亦可為例如，前述控制部在前述第1期間中的前述檢測訊號之變化比例比前述第1傾斜閾值大，並且在前述第2期間內前述檢測訊號低於前述第2閾值的情況下，在前述檢測訊號為低於前述第2閾值的狀態之繼續時間小於預定的第3期間時，判定為沒有前述人體之接近或接觸，並在前述檢測訊號為前述第3期間以上時，判定為有前述人體的接近或接觸。

亦可為例如，前述第1閾值與前述第2閾值是相同的。

亦可為例如，前述第1閾值比前述第2閾值更大。

亦可為例如，前述第1閾值比前述第2閾值更小。

亦可為例如，用於判定前述人體的接近或接觸的靜電容量之值，是相對於基準值之藉由前述感測器所檢測出的靜電容量的檢測值之相對值，前述基準值是將判定為沒有前述人體的接近或接觸之預定的期間的靜電容量之值平均後的值。

亦可為例如，在前述檢測訊號為前述第1閾值以上時，並且在預定時刻中判定為沒有前述人體的接近或接觸的情況下，前述控制部將前述基準值更新成在前述預定的時刻的時間點中的前述檢測訊號之值。

控制部包含例如，半導體裝置、半導體積體電路(IC)、LSI(large scale integration(大型積體電路))、或組合有這些的電子線路。LSI或IC亦可集成為1個晶片，亦可組合複數個晶片。例如，亦可將各功能方塊集成在1個晶片。因應集成的程度，可將LSI及IC稱為例如系統LSI、VLSI(very large scale integration(超大型積體電路))，或ULSI(ultra large scale integration(極大型積體電路))。控制部可包含比較檢測值與固定值的比較器(comparator)，亦可包含測量時刻的計時器或計數器。

一實施形態之操作開關具備靜電容量感測器與控制部，該靜電容量感測器會生成因應對象物的接近或接觸之檢測訊號，該控制部會因應前述檢測訊號而判定對象物是否為人體。前述控制部在第1時刻中前述檢測訊號比第1閾值更大，在第1期間中的前述檢測訊號的大小的變化比例比第1比例更大，並且在比前述第1期間更後面的第2期間內前述檢測訊號未低於第2閾值的情況下，會判定為前述對象物並非人體。亦可為例如，前述控制部在前述第1時刻中前述檢測訊號比前述第1閾值更大，在前述第1期間中的前述檢測訊號的大小的前述變化比例比前述第1比例更大，並且在前述第2期間中前述檢測訊號低於第2閾值的情況下，會判定為前述對象物是人體。

亦可為例如，前述控制部在前述第1時刻中前述檢測訊號比第1閾值更大，在前述第1期間中的前述檢測訊號的大小的前述變化比例比前述第1比例更大，並且歷經前述第2期間內的預定期間前述檢測訊號仍為原樣低於前述第2閾值的情況下，會判定為前述對象物是人體。

亦可為例如，前述控制部在前述第1期間中的前述檢測訊號的大小的前述變化比例比小於前述第1比例之第2比例更小的情況下，判定為前述對象物不是人體，亦可為在前述第1時刻中前述檢測訊號比前述第1閾值更大，並且在前述第1期間中的前述檢測訊號的大小的前述變化比例比前述第1比例更小，且比第2比例更大的情況下，會判定為前述對象物是人體。

亦可為例如，前述第1時刻是前述第1期間的終點。

亦可為例如，前述第2期間是接續於前述第1期間的期間。

亦可為例如，前述第1閾值與前述第2閾值是相同的。

亦可為例如，前述第1閾值比前述第2閾值更大。

亦可為例如，前述第1閾值比前述第2閾值更小。

亦可為例如，前述檢測訊號的大小是相對於基準值的相對值，亦可為前述基準值是根據在前述人體並未接近或接觸前述靜電容量感測器的期間中的前述檢測訊號而設定。

亦可為例如，前述控制部在前述第1時刻中前述檢測訊號比前述第1閾值更大，並且已判定為前述對象物並非人體的情況下，更新前述基準值。産業上之可利用性

由於本揭示能夠用於人體或物品等檢測對象的動作之感測等，因此能夠作為用於讓使用者進行機器的操作之操作開關等來利用。

1‧‧‧操作開關
2‧‧‧機器
10‧‧‧感測器
11‧‧‧基板
12‧‧‧感測器電極
20‧‧‧控制部
3‧‧‧鏡子
DW‧‧‧曲線(水滴)
S‧‧‧檢測訊號
Sth1‧‧‧第1閾值
Sth2‧‧‧第2閾值
t‧‧‧時間
t0、t3、t4、t5、t_UF ‧‧‧時刻
t1、t1’‧‧‧第1時刻
t2、t2’‧‧‧第2時刻
T1‧‧‧第1期間
T2‧‧‧第2期間
T3‧‧‧第3期間
UF‧‧‧手指
UF1、UF2‧‧‧曲線
V‧‧‧曲線
αth1‧‧‧第1傾斜閾值
αth2‧‧‧第2傾斜閾值

圖1是第1實施形態的操作開關之方塊圖。圖2A是用於第1實施形態之操作開關的感測器之平面圖。圖2B是用於圖2A之ⅡB-ⅡB線中的第1實施形態之操作開關的感測器之剖面圖。圖3是示意地顯示第1實施形態之操作開關的使用例之示意圖。圖4A是用於說明以往的操作開關的控制方法之說明圖(顯示感測器上的手指的動作之圖)。圖4B是用於說明以往的操作開關的控制方法之說明圖(顯示圖4A的情況下的檢測訊號之圖)。圖5A是用於說明以往的操作開關的控制方法之說明圖(顯示於感測器上附著水滴的狀態之圖)。圖5B是用於說明以往的操作開關的控制方法之說明圖(顯示圖5A的情況下的檢測訊號之圖) 。圖6是用於說明以往的操作開關的控制方法之課題的說明圖(顯示以手指指腹觸摸感測器之情況的圖) 。圖7是用於說明以往的操作開關的控制方法之課題的說明圖(顯示手指的動作速度較快之情況的圖) 。圖8是示意地顯示操作第1實施形態之操作開關之時的手指的動作之一例的示意圖。圖9是用於說明第1實施形態之操作開關的控制方法之說明圖。圖10是用於說明第1實施形態的變形例1之操作開關的控制方法之說明圖。圖11是用於說明第1實施形態的變形例2之操作開關的控制方法之說明圖。圖12是示意地顯示於感測器上產生結露、或附著蒸汽之情形的狀態之示意圖。圖13是顯示於感測器上產生結露、或附著蒸汽之情形的檢測訊號之一例的圖。圖14是用於說明第2實施形態之操作開關的控制方法之說明圖。圖15是顯示檢測訊號的波形突發性地紊亂時的檢測訊號之一例的圖。圖16是用於說明第3實施形態的操作開關的控制方法之說明圖。圖17是顯示在感測器上仍附著有水滴的狀態下使用者操作感測器時的檢測訊號之一例的圖。圖18是用於說明第4實施形態之操作開關的控制方法之說明圖。圖19是顯示在感測器上產生結露、或附著蒸汽的狀態下使用者操作感測器時的檢測訊號之一例的圖。圖20是用於說明第4實施形態的變形例之操作開關的控制方法之說明圖。

DW‧‧‧曲線(水滴)

S‧‧‧檢測訊號

Sth1‧‧‧第1閾值

Sth2‧‧‧第2閾值

t‧‧‧時間

t0‧‧‧時刻

t1、t1’‧‧‧第1時刻

t2、t2’‧‧‧第2時刻

T1‧‧‧第1期間

T2‧‧‧第2期間

UF1、UF2‧‧‧曲線

α th1‧‧‧第1傾斜閾值

Claims

一種操作開關，具備：靜電容量感測器，生成因應對象物的接近或接觸之檢測訊號；及控制部，因應前述檢測訊號，以判定對象物是否為人體，前述控制部在第1時刻中前述檢測訊號比第1閾值更大，且在第1期間中的前述檢測訊號的大小的變化比例比第1比例更大，並且在比前述第1期間更後面的第2期間內前述檢測訊號未低於第2閾值的情況下，會判定為前述對象物並非人體。
如請求項1之操作開關，其中，前述控制部在前述第1時刻中前述檢測訊號比前述第1閾值更大，且在前述第1期間中的前述檢測訊號的大小的前述變化比例比前述第1比例更大，並且在前述第2期間中前述檢測訊號低於第2閾值的情況下，會判定為前述對象物是人體。
如請求項1之操作開關，其中，前述控制部在前述第1時刻中前述檢測訊號比第1閾值更大，且在前述第1期間中的前述檢測訊號的大小的前述變化比例比前述第1比例更大，並且歷經前述第2期間內的預定期間前述檢測訊號仍為原樣低於前述第2閾值的情況下，會判定為前述對象物是人體。
如請求項1至3中任一項之操作開關，其中前述控制部，在前述第1期間中的前述檢測訊號的大小的前述變化比例比小於前述第1比例之第2比例更小的情況下，會判定為前述對象物並非人體，在前述第1時刻中前述檢測訊號比前述第1閾值更大，而且前述第1期間中的前述檢測訊號的大小的前述變化比例比前述第1比例更小，並比前述第2比例更大的情況下，會判定為前述對象物是人體。
如請求項1至3中任一項之操作開關，其中，前述第1時刻是前述第1期間的終點。
如請求項1至3中任一項之操作開關，其中，前述第2期間是接續於前述第1期間的期間。
如請求項1至3中任一項之操作開關，其中，前述第1閾值與前述第2閾值是相同的。
如請求項1至3中任一項之操作開關，其中，前述第1閾值比前述第2閾值更大。
如請求項1至3中任一項之操作開關，其中，前述第1閾值比前述第2閾值更小。
如請求項1至3中任一項之操作開關，其中，前述檢測訊號的大小是相對於基準值的相對值，前述基準值是根據在前述人體並未接近或接觸前述靜電容量感測器的期間中的前述檢測訊號而設定。
如請求項10之操作開關，其中，前述控制部在前述第1時刻中前述檢測訊號比前述第1閾值更大，並且已判定為前述對象物並非人體的情況下，會更新前述基準值。