WO2021153058A1 - 入力装置 - Google Patents

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WO2021153058A1
WO2021153058A1 PCT/JP2020/046727 JP2020046727W WO2021153058A1 WO 2021153058 A1 WO2021153058 A1 WO 2021153058A1 JP 2020046727 W JP2020046727 W JP 2020046727W WO 2021153058 A1 WO2021153058 A1 WO 2021153058A1
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WO
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electrodes
contact
detection electrode
input device
operating
Prior art date
Application number
PCT/JP2020/046727
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English (en)
French (fr)
Inventor
小林　哲郎
康徳 渡辺
阿部　伸也
Original Assignee
アルプスアルパイン株式会社
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Publication date
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Priority to DE112020006640.1T priority patent/DE112020006640T5/de
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    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
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    • H01H36/00—Switches actuated by change of magnetic field or of electric field, e.g. by change of relative position of magnet and switch, by shielding
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/94—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
    • H03K17/945—Proximity switches
    • H03K17/955—Proximity switches using a capacitive detector

Definitions

  • the present invention relates to an input device.
  • the capacitance button includes a plurality of multiplexed electrodes (inner second sense element and outer first sense element), and only the capacitance of the second sense element is provided. Indicates the proximity of the conductive object and the capacitance of the second sense element and the capacitance of the first sense element both indicate the proximity of the conductive object.
  • a technique is disclosed in which a conductive object touched by is treated as having a different size.
  • the input device of one embodiment includes an operation area provided on the operation surface, a first detection electrode provided corresponding to the operation area, and a plurality of electrodes provided around the first detection electrode.
  • a control unit that makes the control by the contact operation with respect to the operation area different according to the total value of the capacitance values of.
  • the control when a contact operation is performed by an operating body having a size larger than the assumed size of the operating body is defined as the control when the contact operation is performed by the assumed operating body. It is possible to make them different.
  • Flow chart showing the procedure of processing by the control device according to one embodiment The figure which shows the structure of the operation area in the input device which concerns on one Example.
  • FIG. 1 is a plan view showing the configuration of the input device 100 according to the embodiment.
  • the input device 100 includes an operation panel 110, a first detection electrode 121, a first detection electrode 122, a first detection electrode 123, a second detection electrode 131, and a second detection electrode. 132 is provided.
  • the operation panel 110 is made of resin and has a plate-like shape.
  • the operation panel 110 is attached to a predetermined installation location, for example, by being fitted into the predetermined installation location.
  • the operation panel 110 has a horizontally long rectangular shape.
  • the present invention is not limited to this, and the operation panel 110 may have various shapes depending on the installation location.
  • the operation panel 110 has a rectangular and substantially flat operation surface 110A.
  • On the operation surface 110A three operation areas 112A, 112B, and 112C are provided in a row in the left-right direction (X-axis direction) in close proximity to each other.
  • the operation areas 112A, 112B, and 112C are areas where the contact operation is performed by the operator.
  • the operation regions 112A, 112B, and 112C all have a circular shape.
  • the present invention is not limited to this, and the operation areas 112A, 112B, and 112C may all have other shapes (for example, a square shape).
  • the longitudinal direction of the operation surface 110A (X-axis direction in the figure) is the left-right direction
  • the lateral direction of the operation surface 110A (Y-axis direction in the figure) is the front-rear direction
  • the operation surface 110A is the vertical direction.
  • the first detection electrode 121 is provided at a position overlapping the operation area 112A on the back side of the operation surface 110A.
  • the first detection electrode 121 has a square shape that covers the entire operation region 112A in a plan view.
  • the first detection electrode 121 can detect the contact of the operating body with respect to the operating region 112A by the change in its own capacitance value.
  • the first detection electrode 122 is provided at a position overlapping the operation area 112B on the back side of the operation surface 110A.
  • the first detection electrode 122 has a square shape that covers the entire operation region 112B in a plan view.
  • the first detection electrode 122 can detect the contact of the operating body with respect to the operating region 112B by the change in its own capacitance value.
  • the first detection electrode 123 is provided at a position overlapping the operation region 112C on the back side of the operation surface 110A.
  • the first detection electrode 123 has a square shape that covers the entire operation region 112C in a plan view.
  • the first detection electrode 123 can detect the contact of the operating body with respect to the operating region 112C by the change in its own capacitance value.
  • the second detection electrode 131 and the second detection electrode 132 are provided around the first detection electrodes 121 to 123.
  • the second detection electrode 131 and the second detection electrode 132 are used only as "peripheral electrodes" described later, and are not used as regions where a contact operation is performed.
  • the second detection electrode 131 and the second detection electrode 132 may be used as a region where a contact operation is performed.
  • the second detection electrode 131 and the second detection electrode 132 form a rectangular frame portion that surrounds the periphery of the first detection electrodes 121 to 123.
  • the second detection electrode 131 and the second detection electrode 132 are separated from each other at the central portion in the front-rear direction (Y-axis direction).
  • the second detection electrode 131 constitutes a front side portion (Y-axis positive side portion) of the rectangular frame portion.
  • the second detection electrode 131 includes a straight portion 131A extending linearly in the left-right direction (X-axis direction) and both ends of the straight portion 131A on the front side of the first detection electrodes 121 to 123. It has ends 131B and 131C extending linearly from to the rear (in the negative direction of the Y-axis) to a position separated from the second detection electrode 132.
  • the second detection electrode 132 constitutes a rear portion (Y-axis negative side portion) of the rectangular frame portion.
  • the second detection electrode 132 has a straight portion 132A extending linearly in the left-right direction (X-axis direction) and both ends of the straight portion 132A on the rear side of the first detection electrodes 121 to 123. It has ends 132B and 132C extending linearly from the portion to the front (in the positive direction of the Y-axis) to a position separated from the second detection electrode 131.
  • the second detection electrode 131 and the second detection electrode 132 respond to the contact position and contact area (size of the operating body) when the operating body comes into contact with any of the operating areas 112A to 112C.
  • the capacitance value changes.
  • the first detection electrodes 121 to 123 and the second detection electrodes 131 to 132 each have a metal film (for example, a copper film), ITO (Indium Tin Oxide: indium tin oxide), or other conductivity. Formed using materials.
  • a metal film for example, a copper film
  • ITO Indium Tin Oxide: indium tin oxide
  • the input device 100 is an overhead console installed on the ceiling surface of the vehicle interior of an automobile, and is used for operating the roof and blinds provided on the ceiling of the automobile.
  • the operation area 112A is touched by the operator's finger when only the roof is closed.
  • the operation area 112B is touched by the operator's finger when only the blind is closed.
  • the operation area 112C is touched by the operator's finger when both the roof and the blind are closed.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a device configuration of the input device 100 according to the embodiment.
  • the input device 100 includes a first detection electrode 121, a first detection electrode 122, a first detection electrode 123, a second detection electrode 131, a second detection electrode 132, and a driver 140. And a control device 150.
  • the driver 140 is connected to each of the first detection electrodes 121 to 123 and the second detection electrodes 131 to 132 by a wiring pattern 160 (see FIG. 1).
  • the driver 140 drives the first detection electrodes 121 to 123 and the second detection electrodes 131 to 132, and the capacitance values of the first detection electrodes 121 to 123 and the second detection electrodes 131 to 132, respectively. Is detected. Then, the driver 140 outputs a capacitance detection signal representing each capacitance value of the first detection electrodes 121 to 123 and the second detection electrodes 131 to 132 to the control device 150.
  • the control device 150 controls the entire input device 100.
  • the control device 150 is based on the capacitance values of the first detection electrodes 121 to 123 and the second detection electrodes 131 to 132, which are specified by the capacitance detection signal acquired from the driver 140. It is determined whether or not a contact operation has been performed on each of the operation areas 112A, 112B, and 112C. Further, for example, when it is determined that a contact operation has been performed on any of the operation areas 112A, 112B, and 112C, and it is determined that the contact operation is valid, the control signal corresponding to the operation area is transmitted to the operation target device. Output to.
  • the control device 150 for example, a microcomputer or the like is used.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a hardware configuration of the control device 150 according to the embodiment.
  • the control device 150 includes a CPU (Central Processing Unit) 151, a ROM (Read Only Memory) 152, a RAM (Random Access Memory) 153, and an external I / F (Interface) 155.
  • the hardware is connected to each other via a bus 156.
  • the CPU 151 controls the operation of the control device 150 by executing various programs stored in the ROM 152.
  • ROM 152 is a non-volatile memory.
  • the ROM 152 stores a program executed by the CPU 151, data necessary for the CPU 151 to execute the program, and the like.
  • the RAM 153 is a main storage device such as a DRAM (Dynamic Random Access Memory) or a SRAM (Static Random Access Memory).
  • the RAM 153 functions as a work area used by the CPU 151 when executing a program.
  • the external I / F 155 controls the input / output of data to the outside (for example, the driver 140, the device to be controlled by the input device 100, etc.).
  • FIG. 4 is a block diagram showing a functional configuration of the control device 150 according to the embodiment.
  • the control device 150 includes a storage unit 400, an acquisition unit 401, a detection unit 402, a determination unit 403, a weighting unit 404, a total value calculation unit 405, a control unit 406, and an output unit 407.
  • the storage unit 400 stores the weight values of the first detection electrodes 121 to 123 and the second detection electrodes 131 to 132, respectively.
  • the acquisition unit 401 acquires the capacitance values of the first detection electrodes 121 to 123 and the second detection electrodes 131 to 132, respectively. Specifically, the acquisition unit 401 acquires the capacitance detection signal output from the driver 140 to obtain the capacitance of each of the first detection electrodes 121 to 123 and the second detection electrodes 131 to 132. Get the value.
  • the detection unit 402 refers to the operation body with respect to any one of the operation areas 112A to 112C based on the capacitance values of the first detection electrodes 121 to 123 acquired by the acquisition unit 401. Detects contact. For example, when the capacitance value of the first detection electrode 121 is higher than a predetermined threshold value, the detection unit 402 detects that the operating body comes into contact with the operation region 112A overlapping the first detection electrode 121. do. Further, for example, when the capacitance value of the first detection electrode 122 is higher than a predetermined threshold value, the detection unit 402 contacts the operation body 112B that overlaps with the first detection electrode 122. Is detected.
  • the detection unit 402 contacts the operation body 112C that overlaps with the first detection electrode 123. Is detected.
  • the detection unit 402 refers to one operation region that overlaps with one detection electrode having the highest capacitance value. It is considered that the operating body has come into contact.
  • the determination unit 403 is a plurality of detection electrodes existing around one operation region in which the contact of the operating body is detected by the detection unit 402 among the first detection electrodes 121 to 123 and the second detection electrodes 131 to 132. Is determined as "plurality of peripheral electrodes" used to determine whether or not a contact operation has been performed.
  • the determination unit 403 when the detection unit 402 detects the contact of the operating body with the operating area 112A, the determination unit 403 has a first detection electrode 122, a second detection electrode 131, and a second detection electrode 132 existing around the operation area 112A.
  • the detection electrode 132 of the above is determined as a "plurality of peripheral electrodes".
  • the determination unit 403 has the first detection electrode 121, the first detection electrode 123, and the first detection electrode 123 existing around the operation area 112B.
  • the detection electrode 131 of 2 and the second detection electrode 132 are determined as "plurality of peripheral electrodes".
  • the determination unit 403 has the first detection electrode 122, the second detection electrode 131, and the second detection electrode 131 existing around the operation region 112C.
  • the second detection electrode 132 is determined as a "plurality of peripheral electrodes".
  • the weighting unit 404 weights each capacitance value of the "plurality of peripheral electrodes" acquired by the acquisition unit 401 using the weight value stored in the storage unit 400.
  • the total value calculation unit 405 calculates the total value of the capacitance values of each of the "plurality of peripheral electrodes" after being weighted by the weighting unit 404.
  • the control unit 406 determines whether or not to enable the contact operation for one operation area in which the contact of the operating body is detected by the detection unit 402. For example, when the total value calculated by the total value calculation unit 405 is lower than a predetermined threshold value, the control unit 406 enables the contact operation for one operation area in which the contact of the operating body is detected by the detection unit 402. Then judge. On the other hand, for example, when the total value calculated by the total value calculation unit 405 is higher than a predetermined threshold value, the control unit 406 performs a contact operation on one operation area in which the contact of the operating body is detected by the detection unit 402. Judge to invalidate.
  • the contact operation for one operation area where the contact of the operating body is detected has a large effect on the "plurality of peripheral electrodes"
  • the contact operation for one operation area is invalidated. be.
  • the contact position of the operating body is the end of one operating area and it cannot be clearly regarded as having been operated, or when the operating body itself is large, that is, the hand of a child or the body of an adult. It is assumed that some unintended contacts will occur.
  • the output unit 407 When the control unit 406 determines that the contact operation for one operation area is valid, the output unit 407 outputs a control signal corresponding to the operation area to the operation target device.
  • the output of the control signal by the output unit 407 may be via wireless communication or wired communication.
  • Each function of the control device 150 shown in FIG. 4 is realized, for example, by the CPU 151 executing the program stored in the ROM 152 in the control device 150.
  • This program may be provided in a state of being introduced into the control device 150 in advance, or may be provided from the outside and introduced into the control device 150. In the latter case, the program may be provided by an external storage medium (eg, USB memory, memory card, CD-ROM, etc.) or by downloading from a server on the network (eg, the Internet, etc.). You may do so.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of a weight value stored in the storage unit 400 according to the embodiment.
  • the storage unit 400 stores "0.7" as a weight value for the first detection electrode 122.
  • "1.0” is stored in the storage unit 400 as the weight value of the second detection electrode 131.
  • "1.9" is stored in the storage unit 400 as the weight value of the second detection electrode 132.
  • each peripheral electrode For the weight value of each peripheral electrode, an appropriate value derived by simulation, actual machine test, etc. is set according to the distance from the operation region 112A (and the first detection electrode 121) and the like.
  • the distance referred to here may take into consideration not only the distance between the electrodes but also the distance between the centers of gravity of each electrode.
  • the first detection electrode 122 which is relatively close to the operation region 112A (and the first detection electrode 121), has the first detection electrode when the operation region 112A is operated. Since the influence of 122 on the capacitance value is relatively high, the weight value is lowered to "0.7".
  • the second detection electrodes 131 and 132 which are relatively far from the operation region 112A (and the first detection electrode 121), have a second detection electrode 131 and 132 when the operation region 112A is operated. Since the influence of the capacitance values of the detection electrodes 131 and 132 is lower than that of the first detection electrode 122, the weight values "1.0" and "1.9" are higher than those of the first detection electrode 122. Is set.
  • each weight value is not limited to the distance from the operation region 112A (and the first detection electrode 121), and other parameters that may affect the capacitance value (for example, the area of the peripheral electrode and the shape of the peripheral electrode).
  • the layout of the wiring pattern 160 connected to the peripheral electrodes, the operation direction from the operator, etc.) may be set. At this time, when the area of the peripheral electrode is much larger than the operation area 112A, or when the shape of the peripheral electrode is arranged so as to surround the operation area 112A, the wiring pattern 160 connected to the peripheral electrode exists in the vicinity of the operation area 112A.
  • FIG. 6 is a flowchart showing a processing procedure by the control device 150 according to the embodiment.
  • the acquisition unit 401 acquires the capacitance values of the first detection electrodes 121 to 123 and the second detection electrodes 131 to 132 (step S601).
  • the detection unit 402 refers to the operation region of any one of the operation regions 112A to 112C based on the capacitance values of the first detection electrodes 121 to 123 acquired in step S601. It is determined whether or not the operating body has come into contact (step S602).
  • step S602 If it is determined in step S602 that the operating body is not in contact with any of the operating areas 112A to 112C (step S602: No), the control device 150 returns the process to step S601.
  • step S602 when it is determined that the operating body has come into contact with any one of the operating regions 112A to 112C (step S602: Yes), the determination unit 403 determines the first detection electrode. Of the 121 to 123 and the second detection electrodes 131 and 132, a plurality of electrodes existing around one operation region in which contact with the operating body is detected is determined as "plurality of peripheral electrodes" (step). S603).
  • the weighting unit 404 weights each capacitance value of the "plurality of peripheral electrodes" acquired in step S601 using the weight value stored in the storage unit 400 (step S604).
  • the weighting unit 404 multiplies the capacitance value by the weight value as an example of weighting.
  • the total value calculation unit 405 calculates the total value of the capacitance values of each of the "plurality of peripheral electrodes" after being weighted by the weighting unit 404 (step S605).
  • control unit 406 determines whether or not the total value calculated in step S605 is higher than the predetermined threshold value (step S606).
  • step S606 when it is determined that the total value calculated in step S605 is higher than a predetermined threshold value (step S606: No), the control unit 406 detects contact with the operating body in step S602. It is determined that the contact operation with respect to the operation area is invalidated (step S607). After that, the control device 150 ends a series of processes shown in FIG.
  • step S606 when it is determined that the total value calculated in step S605 is lower than the predetermined threshold value (step S606: Yes), the control unit 406 detects the contact of the operating body in step S602. It is determined that the contact operation with respect to one operation area is valid (step S608).
  • the output unit 407 outputs a control signal corresponding to one operation area in which the contact of the operating body is detected in step S602 to the operation target device (step S609).
  • the control device 150 ends a series of processes shown in FIG.
  • FIG. 7 is a diagram showing a configuration of an operation area 112 in the input device 100 according to the embodiment.
  • the operation area 112 (operation area 112A, 112B, 112C) has a square shape in which the length of one side is the first length L1.
  • the operation region 112 is a recessed surface 112a that is recessed as a whole with respect to the operation surface 110A, and a part of the recessed surface 112a has a side length shorter than the first length L1. It has a square inner bottom surface 112b having a length L2 of 2.
  • a conductive cylinder 12 and a conductive sphere 14 that imitates a child's hand are used as an example of an operating body that performs a contact operation with respect to the operating region 112.
  • the cylinder 12 is used as a pseudo operator's finger, and has a cross-sectional diameter of 13 mm along the end face of the cylinder.
  • the sphere 14 was used as a pseudo child's hand and has a diameter of 40 mm.
  • FMVSS118 a US law, requires that the roof and blinds not close when the switch is operated on a sphere with a diameter of 40 mm.
  • FIG. 8 is a diagram showing measurement points of the operation area 112 in the input device 100 according to the embodiment.
  • a plurality of measurement points 20 arranged in a matrix of 11 columns ⁇ 13 rows are set on the operation area 112. Further, in this embodiment, the distance between two adjacent measurement points 20 is set to 2 mm in both the column direction (Y-axis direction) and the row direction (X-axis direction).
  • Examplementation procedure In this embodiment, it was verified how the input device 100 makes a judgment when the operating body is brought into contact with each measurement point 20 of the operating area 112A by the following procedures (1) to (5). ..
  • a cylinder 12 having a diameter of 13 mm (an example of a “predetermined second size”) was used as the operating body.
  • a sphere 14 having a diameter of 40 mm (an example of "a predetermined first size") was used as the operating body.
  • the purpose of this verification is to enable the contact operation with the operation area 112A when the operator's finger touches the central portion of the operation area 112A, so that the electrostatic electricity generated with respect to a plurality of peripheral electrodes is effective.
  • the operating body is brought into contact with one of a plurality of measuring points 20 (see FIG. 8) in the operating area 112A.
  • FIG. 9 is a diagram showing a measurement result of a capacitance value and a calculation result of a total value by the input device 100 according to the first embodiment (first embodiment).
  • 9 (a) to 9 (d) show the capacitance value measured and calculated by the input device 100 in the first embodiment using the cylinder 12 having a diameter of 13 mm.
  • FIG. 9A shows the total capacitance value of the first detection electrode 122 measured in the above procedure (2) for each measurement point 20.
  • FIG. 9B shows the total capacitance value of the second detection electrode 131 measured in the above procedure (2) for each measurement point 20.
  • FIG. 9C shows the total capacitance value of the second detection electrode 132 measured in the above procedure (2) for each measurement point 20.
  • FIG. 9D shows the capacitance of each of the three peripheral electrodes (first detection electrode 122, second detection electrode 131, and second detection electrode 132) measured in the above procedure (4). The total value of the values is represented for each measurement point 20.
  • the total value of the capacitance values of each of the three peripheral electrodes is the central portion of the operation region 112A (FIG. 9). It was confirmed that in the region within the middle frame (the region from the center to 4 mm in each of the front, back, left and right), the threshold value was "33" or less at all the measurement points 20. This is because when the operating body having a relatively small size comes into contact with the central portion of the operating region 112A, the influence on the peripheral electrodes is relatively small. That is, in the first embodiment, it has been confirmed that the input device 100 of the present embodiment can make the contact operation effective when the correct contact operation of bringing the operator's finger into contact with the central portion of the operation area 112A is performed. rice field.
  • the total value of the capacitance values of each of the three peripheral electrodes is the peripheral portion of the operation region 112A.
  • the predetermined threshold value “33” the predetermined threshold value “33”. This is because when the operating body having a relatively small size comes into contact with the peripheral portion of the operating region 112A, the influence on the peripheral electrodes becomes relatively large. That is, in the first embodiment, it was confirmed that the input device 100 of the present embodiment can invalidate the contact operation when an erroneous operation of bringing the operator's finger into contact with the peripheral portion of the operation area 112A is performed.
  • FIG. 10 is a diagram showing a measurement result of a capacitance value and a calculation result of a total value by the input device 100 according to the first embodiment (second embodiment).
  • 10 (a) to 10 (d) represent the capacitance values measured and calculated by the input device 100 in the second embodiment using the sphere 14 having a diameter of 40 mm.
  • FIG. 10A shows the total capacitance value of the first detection electrode 122 measured in the above procedure (2) for each measurement point 20.
  • FIG. 10B shows the total capacitance value of the second detection electrode 131 measured in the above procedure (2) for each measurement point 20.
  • FIG. 10C shows the total capacitance value of the second detection electrode 132 measured in the above procedure (2) for each measurement point 20.
  • FIG. 10D shows the capacitance of each of the three peripheral electrodes (first detection electrode 122, second detection electrode 131, and second detection electrode 132) measured in the above procedure (4). The total value of the values is represented for each measurement point 20.
  • the total value of the capacitance values of each of the three peripheral electrodes is calculated at substantially all the measurement points 20. It was confirmed that the value was larger than the predetermined threshold value of "33". This is because when the operating body having a relatively large size comes into contact with the operating region 112A, the influence on the peripheral electrodes becomes relatively large. That is, in the second embodiment, it was confirmed that the input device 100 of the present embodiment can invalidate the contact as an erroneous operation even when the child's hand erroneously contacts the operation area 112A.
  • FIG. 11 is a diagram showing a calculation result of the total value of the capacitance values according to the first comparative example.
  • FIG. 11 shows three peripheral electrodes (first detection electrode 122, second detection electrode 122, second detection) when a cylinder 12 having a diameter of 13 mm is used as a comparative example (first comparative example) of the first embodiment shown in FIG. The total value of the capacitance values of each of these three peripheral electrodes is shown for each measurement point 20 without weighting each of the capacitance values of the electrode 131 and the second detection electrode 132). .
  • the total value of each of the capacitance values of the three peripheral electrodes when the cylinder 12 having a diameter of 13 mm comes into contact is the target. As you can see, it is smaller than the predetermined threshold value "33". However, in the first comparative example, the total value of each of the capacitance values of the three peripheral electrodes when the cylinder 12 having a diameter of 13 mm comes into contact with the peripheral portion of the operation region 112A is contrary to the target. , It is smaller than the predetermined threshold value "33".
  • the input device 100 of the present embodiment weights the capacitance value of each peripheral electrode using an appropriate weight value.
  • the input device 100 of the present embodiment is the sum of the capacitance values of the three peripheral electrodes when the cylinder 12 having a diameter of 13 mm comes into contact with the central portion of the operation region 112A.
  • the total value of each of the capacitance values of the three peripheral electrodes is a predetermined value. It can be set to be higher than the threshold value "33".
  • FIG. 12 is a diagram showing a calculation result of the total value of the capacitance values according to the second comparative example.
  • FIG. 12 shows three peripheral electrodes (first detection electrode 122, second detection electrode 122, second detection) when a sphere 14 having a diameter of 40 mm is used as a comparative example (second comparative example) of the second embodiment shown in FIG. The total value of the capacitance values of each of these three peripheral electrodes is shown for each measurement point 20 without weighting each of the capacitance values of the electrode 131 and the second detection electrode 132). .
  • the total value when the spheres 14 having a diameter of 40 mm come into contact with each other becomes smaller than the predetermined threshold value “33”, contrary to the target. ing.
  • the input device 100 of the present embodiment weights the capacitance value of each peripheral electrode using an appropriate weight value.
  • the input device 100 of the present embodiment as shown in FIG. 10, even when the sphere 14 having a diameter of 40 mm comes into contact with any of the operation regions 112A, each of the capacitance values of the three peripheral electrodes is obtained.
  • the total value of can be made higher than the predetermined threshold value "33".
  • the input device 100 has 1: The first detection electrodes 121, 122, 123 provided corresponding to in 1, the second detection electrodes 131, 132 provided around the first detection electrodes 121, 122, 123, and the operation region 112A, When the contact of the operating body with the operating region of any one of 112B and 112C is detected by the first detection electrode corresponding to the one operating region, a plurality of existing in the vicinity of the one operating region.
  • the control unit 406 is provided so that the control by the contact operation with respect to the one operation region is different according to the total value of the capacitance values of the peripheral electrodes.
  • the input device 100 determines the size of the operating body that affects the plurality of peripheral electrodes from the total value of the capacitance values of the plurality of peripheral electrodes, and responds to the size.
  • the control can be different. Therefore, according to the input device 100 according to the present embodiment, the control when the contact operation is performed by the operating body having a size larger than the assumed size of the operating body is controlled by the contact operation by the assumed operating body. It can be different from the control when it was done.
  • the control unit 406 when the total value is lower than the predetermined threshold value, the control unit 406 enables the contact operation for one operation area, and the total value is higher than the predetermined threshold value. In the case, the contact operation with respect to one operation area is invalidated.
  • the input device 100 can make the total value higher than a predetermined threshold value when a contact operation is performed by an operating body having a size larger than the assumed size of the operating body. Therefore, the contact operation can be invalidated.
  • the input device 100 further includes a weighting unit 404 that weights each capacitance value of the plurality of peripheral electrodes by a predetermined weight value
  • the control unit 406 further includes a plurality of peripheral electrodes. Based on the total value of the capacitance values after each weighting, it is determined whether or not to enable the contact operation with respect to one operation area.
  • the input device 100 assumes that an appropriate weight value is used for each of the plurality of peripheral electrodes according to the degree of influence of each of the plurality of peripheral electrodes on the above-mentioned total value. It is possible to determine with higher accuracy whether or not the operating body has a size larger than the size of the operating body to be operated.
  • the weight value of each of the plurality of peripheral electrodes is set according to the distance from one operating region of each of the plurality of peripheral electrodes.
  • the input device 100 assumes that an appropriate weight value is used for each of the plurality of peripheral electrodes according to the distance from one operating region of each of the plurality of peripheral electrodes. It is possible to determine with higher accuracy whether or not the operating body has a size larger than the size of the operating body to be operated.
  • the weight value of each of the plurality of peripheral electrodes is operated by the area, shape, wiring pattern connected to the peripheral electrode, and the operator of each of the plurality of peripheral electrodes. It is further set according to at least one of the directions.
  • the input device 100 further has at least one of the area and shape of each of the plurality of peripheral electrodes, the wiring pattern connected to the peripheral electrodes, and the direction in which the operator operates.
  • the input device 100 further has at least one of the area and shape of each of the plurality of peripheral electrodes, the wiring pattern connected to the peripheral electrodes, and the direction in which the operator operates.
  • an appropriate weight value for each of the plurality of peripheral electrodes it is possible to more accurately determine whether or not the operating body has a size larger than the assumed size of the operating body. Can be done.
  • the total value when the operating body has a predetermined first size, the total value is the same regardless of the position of the operating body in one operating area.
  • the operating body has a predetermined second size which is higher than the predetermined threshold value and smaller than the predetermined first size, and when the operating body contacts the central portion of one operating area, the total value is predetermined.
  • the total value becomes higher than the predetermined threshold value.
  • the input device 100 has a contact operation with respect to one operation area by the operating body having a predetermined first size and one operation by the operating body having a predetermined second size.
  • the contact operation with respect to the peripheral portion of the region can be invalidated as an erroneous operation.
  • the input device 100 according to the present embodiment can invalidate the operation by the child's hand as an erroneous operation. Further, the input device 100 according to the present embodiment can invalidate the contact operation of the operator's finger with respect to the peripheral portion of one operation area as an erroneous operation.
  • control unit 406 when the control unit 406 detects contact of the operating body with any one or more of the operating areas 112A, 112B, 112C, the control unit 406 is included in the operating areas 112A, 112B, 112C. , It is determined whether or not to enable the contact operation with respect to the one operation region having the highest capacitance value of the corresponding first detection electrode.
  • the input device 100 has the operation areas 112A, 112B, 112C even when the contact of the operation body with any one or more of the operation areas 112A, 112B, 112C is detected. , It is possible to determine with high accuracy which contact operation was performed.
  • the second detection electrodes 131 and 132 are used only as peripheral electrodes.
  • the input device 100 is provided with the second detection electrodes 131 and 132 that are used only as peripheral electrodes, so that the number of electrodes existing around one operation region can be increased. Therefore, the size of the operating body that affects the plurality of peripheral electrodes can be determined with higher accuracy.
  • the operation region 112B may not be provided and the first detection electrode 122 may be used only as a “peripheral electrode”.
  • the contact operation when a contact operation is performed by a sphere having a diameter of 40 mm, the contact operation is invalidated, but the present invention is not limited to this, and for example, a contact operation by a sphere having a diameter of 40 mm is performed. If this is done, control other than invalidation (for example, notifying that the contact operation is invalid) may be performed.

Abstract

入力装置は、操作面上に設けられた操作領域と、操作領域に対応して設けられた第１の検出電極と、第１の検出電極の周辺に設けられた複数の電極と、操作領域に対する操作体の接触が、対応する第１の検出電極によって検出された場合、複数の電極のうち、操作体の接触が検知された操作領域の周辺に存在する複数の周辺電極の各々の静電容量値の合計値に応じて、当該操作領域に対する接触操作による制御を異ならせる制御部とを備える。

Description

入力装置
　本発明は、入力装置に関する。
　下記特許文献１には、静電容量ボタンが、多重化された複数の電極（内側の第２のセンス素子および外側の第１のセンス素子）を備え、第２のセンス素子の静電容量のみが導電性対象物の近接を示す場合と、第２のセンス素子の静電容量および第１のセンス素子の静電容量の双方が導電性対象物の近接を示す場合とで、静電容量ボタンにタッチした導電性対象物のサイズが異なるものとして扱う技術が開示されている。
特開２０１８－１３９４３６号公報
　ところで、米国法規であるＦＭＶＳＳ１１８では、子供の手による誤操作を防止するため、子供の手に相当する直径が４０ｍｍの球体でスイッチ操作が行われた場合には、自動車の天井に設けられているルーフやブラインドが閉じないようにすることが要求されている。
　しかしながら、上記特許文献１の技術では、複数の静電容量ボタンが互いに近接して並べて配置されている場合、複数の静電容量ボタンの各々に対して電極が多重化した構成を適用することができず、よって、導電性対象物のサイズを検出することができない。したがって、上記特許文献１の技術では、想定される操作体のサイズよりも大きなサイズを有する操作体による接触操作が行われたときの制御を、想定される操作体による接触操作が行われたときの制御と異ならせることができない。
　一実施形態の入力装置は、操作面上に設けられた操作領域と、操作領域に対応して設けられた第１の検出電極と、第１の検出電極の周辺に設けられた複数の電極と、操作領域に対する操作体の接触が、対応する第１の検出電極によって検出された場合、複数の電極のうち、操作体の接触が検知された操作領域の周辺に存在する複数の周辺電極の各々の静電容量値の合計値に応じて、当該操作領域に対する接触操作による制御を異ならせる制御部とを備える。
　一実施形態によれば、想定される操作体のサイズよりも大きなサイズを有する操作体による接触操作が行われたときの制御を、想定される操作体による接触操作が行われたときの制御と異ならせることが可能となる。
一実施形態に係る入力装置の構成を示す平面図 一実施形態に係る入力装置の装置構成を示すブロック図 一実施形態に係る制御装置のハードウェア構成を示すブロック図 一実施形態に係る制御装置の機能構成を示すブロック図 一実施形態に係る記憶部に記憶されている重み値の一例を示す図 一実施形態に係る制御装置による処理の手順を示すフローチャート 一実施例に係る入力装置における操作領域の構成を示す図 一実施例に係る入力装置における操作領域の測定点を示す図 一実施例（第１実施例）に係る入力装置による静電容量値の測定結果および合計値の算出結果を表す図 一実施例（第２実施例）に係る入力装置による静電容量値の測定結果および合計値の算出結果を表す図 第１比較例に係る静電容量値の合計値の算出結果を表す図 第２比較例に係る静電容量値の合計値の算出結果を表す図
　以下、図面を参照して、一実施形態について説明する。
　（入力装置１００の構成）
　図１は、一実施形態に係る入力装置１００の構成を示す平面図である。図１に示すように、入力装置１００は、操作パネル１１０、第１の検出電極１２１、第１の検出電極１２２、第１の検出電極１２３、第２の検出電極１３１、および第２の検出電極１３２を備える。
　操作パネル１１０は、樹脂製且つ板状の部材である。操作パネル１１０は、例えば、所定の設置場所に嵌め込まれることにより、所定の設置場所に取り付けられる。図１に示す例では、操作パネル１１０は、横長の長方形状を有している。但し、これに限らず、操作パネル１１０は、設置場所に応じた多様な形状が採用され得る。操作パネル１１０は、矩形状且つ概ね平面状の操作面１１０Ａを有する。操作面１１０Ａには、３つの操作領域１１２Ａ，１１２Ｂ，１１２Ｃが、互いに近接して、左右方向（Ｘ軸方向）に一列に並べて設けられている。操作領域１１２Ａ，１１２Ｂ，１１２Ｃは、操作者によって接触操作がなされる領域である。操作領域１１２Ａ，１１２Ｂ，１１２Ｃには、互いに異なる機能が割り当てられる。図１に示す例では、操作領域１１２Ａ，１１２Ｂ，１１２Ｃは、いずれも円形状を有する。但し、これに限らず、操作領域１１２Ａ，１１２Ｂ，１１２Ｃは、いずれもその他の形状（例えば、正方形状）であってもよい。なお、本実施形態では、便宜上、操作面１１０Ａの長手方向（図中Ｘ軸方向）を左右方向とし、操作面１１０Ａの短手方向（図中Ｙ軸方向）を前後方向とし、操作面１１０Ａの垂線方向（図中Ｚ軸方向）を上下方向とする。
　第１の検出電極１２１は、操作面１１０Ａの裏側において、操作領域１１２Ａと重なる位置に設けられている。第１の検出電極１２１は、平面視において、操作領域１１２Ａの全体を包含する正方形状を有する。第１の検出電極１２１は、操作領域１１２Ａに対する操作体の接触を、自身の静電容量値の変化によって検知することができる。
　第１の検出電極１２２は、操作面１１０Ａの裏側において、操作領域１１２Ｂと重なる位置に設けられている。第１の検出電極１２２は、平面視において、操作領域１１２Ｂの全体を包含する正方形状を有する。第１の検出電極１２２は、操作領域１１２Ｂに対する操作体の接触を、自身の静電容量値の変化によって検知することができる。
　第１の検出電極１２３は、操作面１１０Ａの裏側において、操作領域１１２Ｃと重なる位置に設けられている。第１の検出電極１２３は、平面視において、操作領域１１２Ｃの全体を包含する正方形状を有する。第１の検出電極１２３は、操作領域１１２Ｃに対する操作体の接触を、自身の静電容量値の変化によって検知することができる。
　第２の検出電極１３１および第２の検出電極１３２は、第１の検出電極１２１～１２３の周辺に設けられている。本実施形態において第２の検出電極１３１および第２の検出電極１３２は、後述する「周辺電極」としてのみ使用されるものであり、接触操作がなされる領域として使用はされない。ただし、あくまでも一実施形態であり、第２の検出電極１３１および第２の検出電極１３２は、接触操作がなされる領域として使用されても良い。第２の検出電極１３１および第２の検出電極１３２は、第１の検出電極１２１～１２３の周辺を取り囲む、矩形状の枠部を構成する。第２の検出電極１３１および第２の検出電極１３２は、前後方向（Ｙ軸方向）における中央部において、互いに分離されている。
　第２の検出電極１３１は、上記矩形状の枠部の前側部分（Ｙ軸正側部分）を構成する。具体的には、第２の検出電極１３１は、第１の検出電極１２１～１２３の前側において、左右方向（Ｘ軸方向）に直線状に延在する直線部１３１Ａと、直線部１３１Ａの両端部から後方（Ｙ軸負方向）に、第２の検出電極１３２との分離位置まで直線状に延在する端部１３１Ｂ，１３１Ｃとを有する。
　第２の検出電極１３２は、上記矩形状の枠部の後側部分（Ｙ軸負側部分）を構成する。具体的には、第２の検出電極１３２は、第１の検出電極１２１～１２３の後側において、左右方向（Ｘ軸方向）に直線状に延在する直線部１３２Ａと、直線部１３２Ａの両端部から前方（Ｙ軸正方向）に、第２の検出電極１３１との分離位置まで直線状に延在する端部１３２Ｂ，１３２Ｃとを有する。
　第２の検出電極１３１および第２の検出電極１３２は、操作領域１１２Ａ～１１２Ｃのいずれかに対して操作体が接触したときに、接触位置および接触面積（操作体の大きさ）に応じて、静電容量値が変化する。
　なお、第１の検出電極１２１～１２３および第２の検出電極１３１～１３２は、いずれも、金属膜（例えば、銅膜）やＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｔｉｎ　Ｏｘｉｄｅ：酸化インジウム錫）、他の導電性を有する材料が用いられて形成される。
　例えば、入力装置１００は、自動車の車室内の天井面に設置されるオーバーヘッドコンソールであり、自動車の天井に設けられているルーフおよびブラインドの操作に用いられる。例えば、操作領域１１２Ａは、ルーフのみを閉じる際に、操作者の指によって接触操作がなされる。また、例えば、操作領域１１２Ｂは、ブラインドのみを閉じる際に、操作者の指によって接触操作がなされる。また、例えば、操作領域１１２Ｃは、ルーフおよびブラインドの双方を閉じる際に、操作者の指によって接触操作がなされる。
　（入力装置１００の装置構成）
　図２は、一実施形態に係る入力装置１００の装置構成を示すブロック図である。図２に示すように、入力装置１００は、第１の検出電極１２１、第１の検出電極１２２、第１の検出電極１２３、第２の検出電極１３１、第２の検出電極１３２、ドライバ１４０、および制御装置１５０を備える。
　ドライバ１４０は、第１の検出電極１２１～１２３および第２の検出電極１３１～１３２の各々と配線パターン１６０（図１参照）によって接続されている。ドライバ１４０は、第１の検出電極１２１～１２３および第２の検出電極１３１～１３２を駆動して、第１の検出電極１２１～１２３および第２の検出電極１３１～１３２の各々の静電容量値を検出する。そして、ドライバ１４０は、第１の検出電極１２１～１２３および第２の検出電極１３１～１３２の各々の静電容量値を表す静電容量検出信号を、制御装置１５０へ出力する。
　制御装置１５０は、入力装置１００の全体を制御する。例えば、制御装置１５０は、ドライバ１４０から取得した静電容量検出信号によって特定される、第１の検出電極１２１～１２３および第２の検出電極１３１～１３２の各々の静電容量値に基づいて、操作領域１１２Ａ，１１２Ｂ，１１２Ｃの各々に対する接触操作が行われたか否かを判断する。また、例えば、操作領域１１２Ａ，１１２Ｂ，１１２Ｃのいずれかに対する接触操作が行われたと判断した場合において、当該接触操作を有効化すると判断した場合、当該操作領域に対応する制御信号を、操作対象装置に出力する。制御装置１５０としては、例えば、マイコン等が用いられる。
　（制御装置１５０のハードウェア構成）
　図３は、一実施形態に係る制御装置１５０のハードウェア構成を示すブロック図である。図３に示すように、制御装置１５０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１５１、ＲＯＭ（Read Only Memory）１５２、ＲＡＭ（Random Access Memory）１５３、および外部Ｉ／Ｆ（Interface）１５５を備える。各ハードウェアは、バス１５６を介して相互に接続されている。
　ＣＰＵ１５１は、ＲＯＭ１５２に記憶されている各種プログラムを実行することにより、制御装置１５０の動作を制御する。ＲＯＭ１５２は、不揮発性メモリである。例えば、ＲＯＭ１５２は、ＣＰＵ１５１により実行されるプログラム、ＣＰＵ１５１がプログラムを実行するために必要なデータ等を記憶する。ＲＡＭ１５３は、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）やＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）等の主記憶装置である。例えば、ＲＡＭ１５３は、ＣＰＵ１５１がプログラムを実行する際に利用する作業領域として機能する。外部Ｉ／Ｆ１５５は、外部（例えば、ドライバ１４０、入力装置１００による制御対象の装置等）に対するデータの入出力を制御する。
　（制御装置１５０の機能構成）
　図４は、一実施形態に係る制御装置１５０の機能構成を示すブロック図である。図４に示すように、制御装置１５０は、記憶部４００、取得部４０１、検知部４０２、決定部４０３、重み付け部４０４、合計値算出部４０５、制御部４０６、および出力部４０７を備える。
　記憶部４００は、第１の検出電極１２１～１２３および第２の検出電極１３１～１３２の各々の重み値を記憶する。
　取得部４０１は、第１の検出電極１２１～１２３および第２の検出電極１３１～１３２の各々の静電容量値を取得する。具体的には、取得部４０１は、ドライバ１４０から出力された静電容量検出信号を取得することにより、第１の検出電極１２１～１２３および第２の検出電極１３１～１３２の各々の静電容量値を取得する。
　検知部４０２は、取得部４０１によって取得された第１の検出電極１２１～１２３の各々の静電容量値に基づいて、操作領域１１２Ａ～１１２Ｃのうちのいずれか一の操作領域に対して操作体が接触したことを検知する。例えば、検知部４０２は、第１の検出電極１２１の静電容量値が所定の閾値よりも高い場合、当該第１の検出電極１２１と重なる操作領域１１２Ａに対して操作体が接触したことを検知する。また、例えば、検知部４０２は、第１の検出電極１２２の静電容量値が所定の閾値よりも高い場合、当該第１の検出電極１２２と重なる操作領域１１２Ｂに対して操作体が接触したことを検知する。また、例えば、検知部４０２は、第１の検出電極１２３の静電容量値が所定の閾値よりも高い場合、当該第１の検出電極１２３と重なる操作領域１１２Ｃに対して操作体が接触したことを検知する。なお、検知部４０２は、同時に２以上の検出電極の静電容量値が所定の閾値よりも高くなった場合、最も静電容量値が高い一の検出電極と重なる一の操作領域に対して、操作体が接触したものとみなす。
　決定部４０３は、第１の検出電極１２１～１２３および第２の検出電極１３１～１３２のうち、検知部４０２によって操作体の接触が検知された一の操作領域の周辺に存在する複数の検出電極を、接触操作がなされたか否かの判断に用いる"複数の周辺電極"として決定する。
　例えば、決定部４０３は、検知部４０２によって操作領域１１２Ａに対する操作体の接触が検知された場合、操作領域１１２Ａの周辺に存在する第１の検出電極１２２、第２の検出電極１３１、および第２の検出電極１３２を、"複数の周辺電極"として決定する。
　また、例えば、決定部４０３は、検知部４０２によって操作領域１１２Ｂに対する操作体の接触が検知された場合、操作領域１１２Ｂの周辺に存在する第１の検出電極１２１、第１の検出電極１２３、第２の検出電極１３１、および第２の検出電極１３２を、"複数の周辺電極"として決定する。
　また、例えば、決定部４０３は、検知部４０２によって操作領域１１２Ｃに対する操作体の接触が検知された場合、操作領域１１２Ｃの周辺に存在する第１の検出電極１２２、第２の検出電極１３１、および第２の検出電極１３２を、"複数の周辺電極"として決定する。
　重み付け部４０４は、取得部４０１によって取得された、"複数の周辺電極"の各々の静電容量値に対して、記憶部４００に記憶されている重み値を用いた重み付けを行う。
　合計値算出部４０５は、"複数の周辺電極"の各々の、重み付け部４０４による重み付け後の静電容量値の合計値を算出する。
　制御部４０６は、合計値算出部４０５によって算出された合計値に基づいて、検知部４０２によって操作体の接触が検知された一の操作領域に対する接触操作を有効化するか否かを判断する。例えば、制御部４０６は、合計値算出部４０５によって算出された合計値が、所定の閾値よりも低い場合、検知部４０２によって操作体の接触が検知された一の操作領域に対する接触操作を有効化すると判断する。一方、例えば、制御部４０６は、合計値算出部４０５によって算出された合計値が、所定の閾値よりも高い場合、検知部４０２によって操作体の接触が検知された一の操作領域に対する接触操作を無効化すると判断する。つまり、操作体の接触が検知された一の操作領域に対する接触操作が、"複数の周辺電極"に対して及ぼす影響が大きい場合には、一の操作領域に対する接触操作を無効にするというものである。具体的には、操作体の接触位置が一の操作領域の端部であり、操作をしたと明確にみなせない場合や、または、操作体自体が大きい場合、つまり、子供の手や大人の身体の一部の意図せぬ接触を想定している。
　出力部４０７は、制御部４０６によって一の操作領域に対する接触操作を有効化すると判断された場合、当該操作領域に応じた制御信号を、操作対象装置へ出力する。なお、出力部４０７による制御信号の出力は、無線通信を介してもよく、有線通信を介してもよい。
　なお、図４に示す制御装置１５０の各機能は、例えば、制御装置１５０において、ＲＯＭ１５２に記憶されたプログラムを、ＣＰＵ１５１が実行することにより実現される。このプログラムは、予め制御装置１５０に導入された状態で提供されてもよく、外部から提供されて制御装置１５０に導入されるようにしてもよい。後者の場合、このプログラムは、外部記憶媒体（例えば、ＵＳＢメモリ、メモリカード、ＣＤ－ＲＯＭ等）によって提供されてもよく、ネットワーク（例えば、インターネット等）上のサーバからダウンロードすることによって提供されるようにしてもよい。
　（記憶部４００に記憶されている重み値の一例）
　図５は、一実施形態に係る記憶部４００に記憶されている重み値の一例を示す図である。図５では、記憶部４００に記憶されている重み値のうち、操作領域１１２Ａに対して操作体が接触したときに適用される、３つの周辺電極（第１の検出電極１２２，第２の検出電極１３１，第２の検出電極１３２）の各々の重み値を表している。例えば、図５に示す例では、記憶部４００には、第１の検出電極１２２について、重み値として「０．７」が記憶されている。また、図５に示す例では、記憶部４００には、第２の検出電極１３１の重み値として「１．０」が記憶されている。また、図５に示す例では、記憶部４００には、第２の検出電極１３２の重み値として「１．９」が記憶されている。
　なお、各周辺電極の重み値には、操作領域１１２Ａ（および第１の検出電極１２１）からの距離等に応じて、シミュレーション、実機テスト等によって導出された、適切な値が設定されている。ここでいう距離とは、単に電極間の距離だけでなく、各電極の重心間距離も考慮に入れてよい。
　例えば、図５に示す例では、操作領域１１２Ａ（および第１の検出電極１２１）からの距離が比較的近い第１の検出電極１２２については、操作領域１１２Ａを操作した際に第１の検出電極１２２の静電容量値への影響度が比較的高いため、重み値が「０．７」に低められている。
　一方、図５に示す例では、操作領域１１２Ａ（および第１の検出電極１２１）からの距離が比較的遠い第２の検出電極１３１，１３２については、操作領域１１２Ａを操作した際に、第２の検出電極１３１、１３２の静電容量値の影響度が、第１の検出電極１２２に対するものよりも低いため、第１の検出電極１２２よりも高い重み値「１．０」，「１．９」が設定されている。
　なお、各重み値は、操作領域１１２Ａ（および第１の検出電極１２１）からの距離に限らず、静電容量値に影響を及ぼし得るその他のパラメータ（例えば、周辺電極の面積、周辺電極の形状、周辺電極に繋がる配線パターン１６０のレイアウト、操作者からの操作方向等）に基づいて設定されてもよい。このとき、周辺電極の面積が操作領域１１２Ａよりはるかに大きい場合や、周辺電極の形状が操作領域１１２Ａを取り囲むように配置された場合、周辺電極に繋がる配線パターン１６０が操作領域１１２Ａの近傍に存在する場合、操作者からの操作方向が前方（Ｙ軸正側）からなされる場合など、操作領域１１２Ａを操作した際の周辺電極への影響度が大きい場合には、当該周辺電極に対して低い重み値を設定する。上記した第２の検出電極１３１の重み値「１．０」よりも第２の検出電極１３２の重み値「１．９」が大きい要因としては、操作者からの操作方向等や配線パターン１６０のレイアウトによるものが挙げられる。
　（制御装置１５０による処理の手順）
　図６は、一実施形態に係る制御装置１５０による処理の手順を示すフローチャートである。
　まず、取得部４０１が、第１の検出電極１２１～１２３および第２の検出電極１３１～１３２の各々の静電容量値を取得する（ステップＳ６０１）。
　次に、検知部４０２が、ステップＳ６０１で取得された第１の検出電極１２１～１２３の各々の静電容量値に基づいて、操作領域１１２Ａ～１１２Ｃのうちのいずれか一の操作領域に対して操作体が接触したか否かを判断する（ステップＳ６０２）。
　ステップＳ６０２において、操作領域１１２Ａ～１１２Ｃのいずれにも操作体が接触していないと判断された場合（ステップＳ６０２：Ｎｏ）、制御装置１５０は、ステップＳ６０１へ処理を戻す。
　一方、ステップＳ６０２において、操作領域１１２Ａ～１１２Ｃのうちのいずれか一の操作領域に対して操作体が接触したと判断された場合（ステップＳ６０２：Ｙｅｓ）、決定部４０３が、第１の検出電極１２１～１２３、及び、第２の検出電極１３１，１３２のうち、操作体の接触が検知された一の操作領域の周辺に存在する複数の電極を、"複数の周辺電極"として決定する（ステップＳ６０３）。
　そして、重み付け部４０４が、ステップＳ６０１で取得された、"複数の周辺電極"の各々の静電容量値に対して、記憶部４００に記憶されている重み値を用いた重み付けを行う（ステップＳ６０４）。ここでは、重み付け部４０４は、重み付けの一例として、静電容量値に対して重み値を乗じる。
　さらに、合計値算出部４０５が、"複数の周辺電極"の各々の、重み付け部４０４による重み付け後の静電容量値の合計値を算出する（ステップＳ６０５）。
　続いて、制御部４０６が、ステップＳ６０５で算出された合計値が、所定の閾値よりも高いか否かを判断する（ステップＳ６０６）。
　ステップＳ６０６において、ステップＳ６０５で算出された合計値が、所定の閾値よりも高いと判断された場合（ステップＳ６０６：Ｎｏ）、制御部４０６が、ステップＳ６０２で操作体の接触が検知された一の操作領域に対する接触操作を無効化すると判断する（ステップＳ６０７）。その後、制御装置１５０は、図６に示す一連の処理を終了する。
　一方、ステップＳ６０６において、ステップＳ６０５で算出された合計値が、所定の閾値よりも低いと判断された場合（ステップＳ６０６：Ｙｅｓ）、制御部４０６が、ステップＳ６０２で操作体の接触が検知された一の操作領域に対する接触操作を有効化すると判断する（ステップＳ６０８）。
　そして、出力部４０７が、ステップＳ６０２で操作体の接触が検知された一の操作領域に応じた制御信号を、操作対象装置へ出力する（ステップＳ６０９）。その後、制御装置１５０は、図６に示す一連の処理を終了する。
　（実施例）
　以下、図７～図１０を参照して、次に、一実施形態に係る入力装置１００の一実施例について説明する。
　（操作領域１１２の構成）
　図７は、一実施例に係る入力装置１００における操作領域１１２の構成を示す図である。図７に示すように、操作領域１１２（操作領域１１２Ａ，１１２Ｂ，１１２Ｃ）は、一辺の長さが第１の長さＬ１である正方形状を有する。また、操作領域１１２は、操作面１１０Ａに対して全体的に凹んでいる凹み面１１２ａであるとともに、この凹み面１１２ａの一部に、一辺の長さが第１の長さＬ１よりも短い第２の長さＬ２である正方形状の内底面１１２ｂを有している。この凹み面１１２ａ及び内底面１１２ｂを有する操作領域１１２に対して操作者の指が接触した際に、凹み面１１２ａ及び内底面１１２ｂは、操作領域１１２の中央部付近に操作者の指が接触するように誘導するガイドとしての機能を有するものである。また、図７に示すように、本実施例では、操作領域１１２に対する接触操作を行う操作体の一例として、導電性を有する円柱１２と、子供の手を模した導電性を有する球体１４とを用いている。円柱１２は、疑似的な操作者の指として用いたものであり、円柱端面に沿った断面の直径が１３ｍｍである。球体１４は、疑似的な子供の手として用いたものであり、直径が４０ｍｍである。米国法規であるＦＭＶＳＳ１１８では、直径が４０ｍｍの球体でスイッチ操作が行われた場合には、ルーフおよびブラインドが閉じないように要求されている。
　（操作領域１１２における測定点）
　図８は、一実施例に係る入力装置１００における操作領域１１２の測定点を示す図である。図８に示すように、本実施例では、操作領域１１２上に、１１列×１３行のマトリクス状に配置された複数の測定点２０を設定している。また、本実施例では、列方向（Ｙ軸方向）および行方向（Ｘ軸方向）のいずれにおいても、隣接する２つの測定点２０の間隔を２ｍｍとしている。
　（実施手順）
　本実施例では、以下の手順（１）～（５）により、操作体を、操作領域１１２Ａの各測定点２０に接触させたときに、入力装置１００がどのような判断を行うかを検証した。なお、第１実施例では、操作体として、直径１３ｍｍ（「所定の第２の大きさ」の一例）の円柱１２を用いた。また、第２実施例では、操作体として、直径４０ｍｍ（「所定の第１の大きさ」の一例）の球体１４を用いた。本検証の目的は、操作領域１１２Ａの中央部に対して、操作者の指が接触した際には操作領域１１２Ａへの接触操作を有効にするため、複数の周辺電極に対して発生する静電容量値の変化を所定の閾値以下となることを検証するものである。また、操作領域１１２Ａの中央部以外に対して操作者の指が接触した際、または操作領域１１２Ａに対して操作者の指よりも大きい物体が接触した場合には、操作領域１１２Ａへの接触操作を無効にするため、複数の周辺電極に対して発生する静電容量値の変化が所定の閾値以上となることを検証するものである。
　（１）操作体を、操作領域１１２Ａの複数の測定点２０（図８参照）のうちの一の測定点２０に接触させる。
　（２）操作体が操作領域１１２Ａの一の測定点２０に接触している状態で、操作領域１１２Ａの周辺に存在する３つの周辺電極（第１の検出電極１２２、第２の検出電極１３１、および第２の検出電極１３２）の各々の静電容量値を測定する。
　（３）上記（２）で測定された、複数の周辺電極（第１の検出電極１２２、第２の検出電極１３１、および第２の検出電極１３２）の各々の静電容量値に対して、記憶部４００に記憶されている重み値（図５参照）を用いた重み付けを行う。すなわち、第１の検出電極１２２の静電容量値に対しては、重み値「０．７」を用いた重み付けを行う。また、第２の検出電極１３１の静電容量値に対しては、重み値「１．０」を用いた重み付けを行う。また、第２の検出電極１３２の静電容量値に対しては、重み値「１．９」を用いた重み付けを行う。
　（４）上記（３）で重み付けがなされた後の、３つの周辺電極の各々の静電容量値の合計値を算出する。
　（５）操作領域１１２Ａに設定された全ての測定点２０について、上記（１）～（４）を実行する。
　（実施結果：第１実施例）
　図９は、一実施例（第１実施例）に係る入力装置１００による静電容量値の測定結果および合計値の算出結果を表す図である。図９（ａ）～（ｄ）は、直径１３ｍｍの円柱１２を用いた第１実施例において、入力装置１００によって測定および算出された静電容量値を表す。
　図９（ａ）は、上記手順（２）において測定された、第１の検出電極１２２の静電容量合値を、各測定点２０毎に表す。図９（ｂ）は、上記手順（２）において測定された、第２の検出電極１３１の静電容量合値を、各測定点２０毎に表す。図９（ｃ）は、上記手順（２）において測定された、第２の検出電極１３２の静電容量合値を、各測定点２０毎に表す。図９（ｄ）は、上記手順（４）において測定された、３つの周辺電極（第１の検出電極１２２、第２の検出電極１３１、および第２の検出電極１３２）の各々の静電容量値の合計値を、各測定点２０毎に表す。
　図９（ｄ）に示すように、第１実施例では、直径１３ｍｍの円柱１２を用いた場合、３つの周辺電極の各々の静電容量値の合計値は、操作領域１１２Ａの中央部（図中枠内の領域。中心から前後左右にそれぞれ４ｍｍまでの領域）においては、全ての測定点２０において、所定の閾値である「３３」以下となることが確認された。比較的小さいサイズを有する操作体が、操作領域１１２Ａの中央部に接触した場合、周辺の電極への影響が比較的小さくなるからである。すなわち、第１実施例では、本実施形態の入力装置１００は、操作者の指を操作領域１１２Ａの中央部に接触させる正しい接触操作が行われた場合、当該接触操作を有効にできることが確認された。
　一方、図９（ｄ）に示すように、第１実施例では、直径１３ｍｍの円柱１２を用いた場合、３つの周辺電極の各々の静電容量値の合計値は、操作領域１１２Ａの周辺部（図中枠外の領域）においては、全ての測定点２０において、所定の閾値である「３３」よりも大きくなることが確認された。比較的小さいサイズを有する操作体が、操作領域１１２Ａの周辺部に接触した場合、周辺の電極への影響が比較的大きくなるからである。すなわち、第１実施例では、本実施形態の入力装置１００は、操作者の指を操作領域１１２Ａの周辺部に接触させる誤操作が行われた場合、当該接触操作を無効にできることが確認された。
　（実施結果：第２実施例）
　図１０は、一実施例（第２実施例）に係る入力装置１００による静電容量値の測定結果および合計値の算出結果を表す図である。図１０（ａ）～（ｄ）は、直径４０ｍｍの球体１４を用いた第２実施例において、入力装置１００によって測定および算出された静電容量値を表す。
　図１０（ａ）は、上記手順（２）において測定された、第１の検出電極１２２の静電容量合値を、各測定点２０毎に表す。図１０（ｂ）は、上記手順（２）において測定された、第２の検出電極１３１の静電容量合値を、各測定点２０毎に表す。図１０（ｃ）は、上記手順（２）において測定された、第２の検出電極１３２の静電容量合値を、各測定点２０毎に表す。図１０（ｄ）は、上記手順（４）において測定された、３つの周辺電極（第１の検出電極１２２、第２の検出電極１３１、および第２の検出電極１３２）の各々の静電容量値の合計値を、各測定点２０毎に表す。
　図１０（ｄ）に示すように、第２実施例では、直径４０ｍｍの球体１４を用いた場合、３つの周辺電極の各々の静電容量値の合計値は、略全ての測定点２０において、所定の閾値である「３３」よりも大きくなることが確認された。比較的大きいサイズを有する操作体が、操作領域１１２Ａに接触した場合、周辺の電極への影響が比較的大きくなるからである。すなわち、第２実施例では、本実施形態の入力装置１００は、子供の手が操作領域１１２Ａに誤って接触した場合であっても、その接触を誤操作として無効にできることが確認された。
　（第１比較例）
　図１１は、第１比較例に係る静電容量値の合計値の算出結果を表す図である。図１１は、図９に示す第１実施例の比較例（第１比較例）として、直径１３ｍｍの円柱１２を用いた場合において、３つの周辺電極（第１の検出電極１２２、第２の検出電極１３１、および第２の検出電極１３２）の静電容量値の各々に対する重み付けを行わずに、これら３つの周辺電極の各々の静電容量値の合計値を、測定点２０毎に表している。
　図１１に示すように、第１比較例では、操作領域１１２Ａの中央部においては、直径１３ｍｍの円柱１２が接触したときの、３つの周辺電極の静電容量値の各々の合計値が、目標通り、所定の閾値「３３」よりも小さくなっている。しかしながら、第１比較例では、操作領域１１２Ａの周辺部の一部において、直径１３ｍｍの円柱１２が接触したときの、３つの周辺電極の静電容量値の各々の合計値が、目標に反して、所定の閾値「３３」よりも小さくなっている。
　そこで、本実施形態の入力装置１００は、図９に示すように、各周辺電極の静電容量値に対して、適切な重み値を用いた重み付けを行う。これにより、本実施形態の入力装置１００は、図９に示すように、直径１３ｍｍの円柱１２が操作領域１１２Ａの中央部に接触したときの、３つの周辺電極の静電容量値の各々の合計値が、所定の閾値「３３」よりも低くなり、直径１３ｍｍの円柱１２が操作領域１１２Ａの周辺部に接触したときの、３つの周辺電極の静電容量値の各々の合計値が、所定の閾値「３３」よりも高くなるようにすることができる。
　（第２比較例）
　図１２は、第２比較例に係る静電容量値の合計値の算出結果を表す図である。図１２は、図１０に示す第２実施例の比較例（第２比較例）として、直径４０ｍｍの球体１４を用いた場合において、３つの周辺電極（第１の検出電極１２２、第２の検出電極１３１、および第２の検出電極１３２）の静電容量値の各々に対する重み付けを行わずに、これら３つの周辺電極の各々の静電容量値の合計値を、測定点２０毎に表している。
　図１２に示すように、第１比較例では、操作領域１１２Ａの一部において、直径４０ｍｍの球体１４が接触したときの合計値が、目標に反して、所定の閾値「３３」よりも小さくなっている。
　そこで、本実施形態の入力装置１００は、図１０に示すように、各周辺電極の静電容量値に対して、適切な重み値を用いた重み付けを行う。これにより、本実施形態の入力装置１００は、図１０に示すように、直径４０ｍｍの球体１４が操作領域１１２Ａのいずれに接触した場合であっても、３つの周辺電極の静電容量値の各々の合計値が、所定の閾値「３３」よりも高くなるようにすることができる。
　以上説明したように、本実施形態に係る入力装置１００は、操作面１１０Ａ上において互いに近接して並べて設けられた操作領域１１２Ａ，１１２Ｂ，１１２Ｃと、操作領域１１２Ａ，１１２Ｂ，１１２Ｃの各々に１：１で対応して設けられた第１の検出電極１２１，１２２，１２３と、第１の検出電極１２１，１２２，１２３の周辺に設けられた第２の検出電極１３１，１３２と、操作領域１１２Ａ，１１２Ｂ，１１２Ｃのうちのいずれか一の操作領域に対する操作体の接触が、当該一の操作領域に対応する第１の検出電極によって検出された場合、当該一の操作領域の周辺に存在する複数の周辺電極の各々の静電容量値の合計値に応じて、当該一の操作領域に対する接触操作による制御を異ならせる制御部４０６とを備える。
　これにより、本実施形態に係る入力装置１００は、複数の周辺電極の各々の静電容量値の合計値により、複数の周辺電極への影響を及ぼす操作体のサイズを判別し、当該サイズに応じて制御を異ならせることができる。したがって、本実施形態に係る入力装置１００によれば、想定される操作体のサイズよりも大きなサイズを有する操作体による接触操作が行われたときの制御を、想定される操作体による接触操作が行われたときの制御と異ならせることができる。
　また、本実施形態に係る入力装置１００において、制御部４０６は、上記合計値が所定の閾値よりも低い場合、一の操作領域に対する接触操作を有効化し、上記合計値が所定の閾値よりも高い場合、一の操作領域に対する接触操作を無効化する。
　これにより、本実施形態に係る入力装置１００は、想定される操作体のサイズよりも大きなサイズを有する操作体による接触操作が行われたとき、上記合計値を所定の閾値よりも高くすることができるため、当該接触操作を無効化することができる。
　また、本実施形態に係る入力装置１００は、複数の周辺電極の各々の静電容量値に対し、所定の重み値による重み付けを行う重み付け部４０４をさらに備え、制御部４０６は、複数の周辺電極の各々の重み付け後の静電容量値の合計値に基づいて、一の操作領域に対する接触操作を有効化するか否かを判断する。
　これにより、本実施形態に係る入力装置１００は、複数の周辺電極の各々の上記合計値への影響度に応じて、複数の周辺電極の各々に対して適切な重み値を用いることにより、想定される操作体のサイズよりも大きなサイズを有する操作体であるか否かの判別をより高精度に行うことができる。
　また、本実施形態に係る入力装置１００において、複数の周辺電極の各々の重み値は、複数の周辺電極の各々の一の操作領域からの距離に応じて設定されている。
　これにより、本実施形態に係る入力装置１００は、複数の周辺電極の各々の一の操作領域からの距離に応じて、複数の周辺電極の各々に対して適切な重み値を用いることにより、想定される操作体のサイズよりも大きなサイズを有する操作体であるか否かの判別をより高精度に行うことができる。
　また、本実施形態に係る入力装置１００において、複数の周辺電極の各々の重み値は、複数の周辺電極の各々の、面積、形状、当該周辺電極に繋がる配線パターン、操作者から操作がなされる方向、の少なくともいずれか一つにさらに応じて設定されている。
　これにより、本実施形態に係る入力装置１００は、複数の周辺電極の各々の、面積、形状、当該周辺電極に繋がる配線パターン、操作者から操作がなされる方向、の少なくともいずれか一つにさらに応じて、複数の周辺電極の各々に対して適切な重み値を用いることにより、想定される操作体のサイズよりも大きなサイズを有する操作体であるか否かの判別をより高精度に行うことができる。
　また、本実施形態に係る入力装置１００において、操作体が所定の第１の大きさを有する場合、操作体が一の操作領域のいずれの位置に接触した場合であっても、上記合計値が所定の閾値よりも高くなり、操作体が所定の第１の大きさよりも小さい所定の第２の大きさを有する場合、操作体が一の操作領域の中央部に接触した場合、合計値が所定の閾値よりも低くなり、操作体が一の操作領域の周辺部に接触した場合、合計値が所定の閾値よりも高くなる。
　これにより、本実施形態に係る入力装置１００は、所定の第１の大きさを有する操作体による一の操作領域に対する接触操作、および、所定の第２の大きさを有する操作体による一の操作領域の周辺部に対する接触操作を、誤操作として無効化することができる。
　また、本実施形態に係る入力装置１００は、子供の手による操作を誤操作として無効化することができる。また、本実施形態に係る入力装置１００は、操作者の指による一の操作領域の周辺部に対する接触操作を、誤操作として無効化することができる。
　また、本実施形態に係る入力装置１００において、制御部４０６は、操作領域１１２Ａ，１１２Ｂ，１１２Ｃのうちのいずれか複数に対する操作体の接触が検出された場合、操作領域１１２Ａ，１１２Ｂ，１１２Ｃのうち、対応する第１の検出電極の静電容量値が最も高い一の操作領域について、当該一の操作領域に対する接触操作を有効化するか否かを判断する。
　これにより、本実施形態に係る入力装置１００は、操作領域１１２Ａ，１１２Ｂ，１１２Ｃのうちのいずれか複数に対する操作体の接触が検出された場合であっても、操作領域１１２Ａ，１１２Ｂ，１１２Ｃのうち、いずれに対する接触操作がなされたかを高精度に判断することができる。
　また、本実施形態に係る入力装置１００において、第２の検出電極１３１，１３２は、周辺電極としてのみ使用される。
　これにより、本実施形態に係る入力装置１００は、周辺電極としてのみ使用される第２の検出電極１３１，１３２を設けたことによって、一の操作領域の周辺に存在する電極数を増やすことができ、したがって、複数の周辺電極への影響を及ぼす操作体のサイズをより高精度に判別することができる。
　以上、本発明の一実施形態について詳述したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形または変更が可能である。
　例えば、上記実施形態の入力装置１００において、操作領域１１２Ｂを有さず、第１の検出電極１２２を、「周辺電極」としてのみ利用してもよい。
　また、上記実施形態の入力装置１００では、直径４０ｍｍの球体による接触操作がなされた場合、当該接触操作を無効化するようにしているが、これに限らず、例えば、直径４０ｍｍの球体による接触操作がなされた場合、無効化以外の他の制御（例えば、当該接触操作が無効であることを通知する等）を行うようにしてもよい。
　本国際出願は、２０２０年１月２７日に出願した日本国特許出願第２０２０－０１１０８６号に基づく優先権を主張するものであり、当該出願の全内容を本国際出願に援用する。
　１２　円柱
　１４　球体
　１００　入力装置
　１１０　操作パネル
　１１０Ａ　操作面
　１１２，１１２Ａ，１１２Ｂ，１１２Ｃ　操作領域
　１１２ａ　凹み面
　１１２ｂ　内底面
　１２１，１２２，１２３　第１の検出電極
　１３１，１３２　第２の検出電極
　１４０　ドライバ
　１５０　制御装置
　１６０　配線パターン
　４００　記憶部
　４０１　取得部
　４０２　検知部
　４０３　決定部
　４０４　重み付け部
　４０５　合計値算出部
　４０６　制御部
　４０７　出力部

Claims (10)

  1. 　操作面上に設けられた操作領域と、
    　前記操作領域に対応して設けられた第１の検出電極と、
    　前記第１の検出電極の周辺に設けられた複数の電極と、
    　前記操作領域に対する操作体の接触が、前記第１の検出電極によって検出された場合、前記複数の電極のうち、前記操作体の接触が検知された操作領域の周辺に存在する複数の周辺電極の各々の静電容量値の合計値に応じて、当該操作領域に対する接触操作による制御を異ならせる制御部と
    　を備えることを特徴とする入力装置。
  2. 　前記制御部は、
    　前記合計値が所定の閾値よりも低い場合、前記操作領域に対する接触操作を有効化し、
    　前記合計値が前記所定の閾値よりも高い場合、前記操作領域に対する接触操作を無効化する
    　ことを特徴とする請求項１に記載の入力装置。
  3. 　前記複数の周辺電極の各々の静電容量値に対し、所定の重み値による重み付けを行う重み付け部をさらに備え、
    　前記制御部は、
    　前記複数の周辺電極の各々の前記重み付け後の静電容量値の合計値に基づいて、前記操作領域に対する接触操作を有効化するか否かを判断する
    　ことを特徴とする請求項２に記載の入力装置。
  4. 　前記複数の周辺電極の各々の前記重み値は、
    　前記複数の周辺電極の各々の前記操作領域からの距離に応じて設定されている
    　ことを特徴とする請求項３に記載の入力装置。
  5. 　前記複数の周辺電極の各々の前記重み値は、更に、
    　前記複数の周辺電極の各々の、面積、形状、当該周辺電極に繋がる配線パターンのレイアウト、操作者から操作がなされる方向、の少なくともいずれか一つに応じて設定されている
    　ことを特徴とする請求項４に記載の入力装置。
  6. 　前記操作体が所定の第１の大きさを有する場合、前記操作体が前記操作領域のいずれの位置に接触した場合であっても、前記合計値が前記所定の閾値よりも高くなり、
    　前記操作体が前記所定の第１の大きさよりも小さい所定の第２の大きさを有する場合、前記操作体が前記操作領域の中央部に接触した場合、前記合計値が前記所定の閾値よりも低くなり、前記操作体が前記操作領域の周辺部に接触した場合、前記合計値が前記所定の閾値よりも高くなる
    　ことを特徴とする請求項２から５のいずれか一項に記載の入力装置。
  7. 　複数の前記操作領域と、
    　前記複数の操作領域に対応して設けられた複数の前記第１の検出電極と、
    　前記複数の第１の検出電極の各々の周辺に設けられた前記複数の電極と
    　を備え、
    　前記制御部は、
    　前記複数の操作領域のうちのいずれか複数に対する前記操作体の接触が検出された場合、前記複数の操作領域のうち、対応する前記第１の検出電極の静電容量値が最も高い一の操作領域について、当該一の操作領域に対する接触操作を有効化するか否かを判断する
    　ことを特徴とする請求項２から６のいずれか一項に記載の入力装置。
  8. 　前記複数の電極は、
    　前記複数の操作領域のいずれかに対応する他の前記第１の検出電極のみ
    　を含むことを特徴とする請求項７に記載の入力装置。
  9. 　前記複数の電極は、
    　前記複数の操作領域のいずれにも対応しない第２の検出電極のみ
    　を含むことを特徴とする請求項７に記載の入力装置。
  10. 　前記複数の電極は、
    　前記複数の操作領域のいずれかに対応する他の前記第１の検出電極と、
    　前記複数の操作領域のいずれにも対応しない第２の検出電極と
    　を含むことを特徴とする請求項７に記載の入力装置。
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