WO2023013430A1 - 検出方法、検出装置及び検出システム - Google Patents

検出方法、検出装置及び検出システム Download PDF

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WO2023013430A1
WO2023013430A1 PCT/JP2022/028347 JP2022028347W WO2023013430A1 WO 2023013430 A1 WO2023013430 A1 WO 2023013430A1 JP 2022028347 W JP2022028347 W JP 2022028347W WO 2023013430 A1 WO2023013430 A1 WO 2023013430A1
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sensor
sensor value
difference
target
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PCT/JP2022/028347
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竜 中江
武彦 南良
直樹 田中
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パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B17/00—Details of cameras or camera bodies; Accessories therefor
    • G03B17/02—Bodies
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/02—Input arrangements using manually operated switches, e.g. using keyboards or dials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H13/00—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H13/00—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch
    • H01H13/50—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch having a single operating member
    • H01H13/52—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch having a single operating member the contact returning to its original state immediately upon removal of operating force, e.g. bell-push switch
    • 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 disclosure relates to detection methods, detection devices, and detection systems.
  • Patent Document 1 discloses an input device that outputs a video signal based on a pressing force detected by a pressure sensor.
  • information to be displayed is switched when the detected pressing force exceeds a threshold.
  • the above-described conventional input device can only perform control based on the binary value of whether or not the pressing force exceeds the threshold. For this reason, there is a problem that the mode of use is limited and versatility is low.
  • the present disclosure provides a highly versatile detection method, detection device, and detection system.
  • a detection method includes an acquisition step of periodically and repeatedly acquiring a sensor value output from a capacitance sensor, and storing the acquired sensor value in a memory as time-series sensor data; a determination step of determining whether or not the sensor value exceeds a first threshold; a sensor value determined to have exceeded the first threshold; As a first calculation step of calculating the difference between the target sensor value and the sensor value immediately before the target sensor value as the first difference value of the target sensor value, and the sensor value determined to exceed the first threshold, And, with each of a plurality of past sensor values in order from the sensor value as the target sensor value, the difference between the first difference value of the target sensor value and the first difference value of the sensor value immediately before the target sensor value, A second calculation step of calculating a second difference value of the target sensor value, a comparison of comparing the calculated second difference value with a second threshold, and selecting one sensor value from the sensor data based on the comparison result. and an output step of outputting the selected sensor value.
  • a detection device includes an acquisition unit that periodically and repeatedly acquires a sensor value output from a capacitance sensor and stores the acquired sensor value in a memory as time-series sensor data; A determination unit that determines whether the sensor value exceeds a first threshold, a sensor value that is determined to have exceeded the first threshold, and a plurality of past sensor values in order from the sensor value as target sensor values As a first calculation unit that calculates the difference between the target sensor value and the sensor value immediately before the target sensor value as the first difference value of the target sensor value, and the sensor value determined to exceed the first threshold, And, with each of a plurality of past sensor values in order from the sensor value as the target sensor value, the difference between the first difference value of the target sensor value and the first difference value of the sensor value immediately before the target sensor value, A comparison that compares the calculated second difference value with a second threshold value and selects one sensor value from the sensor data based on the comparison result with a second calculation unit that calculates the second difference value of the target sensor value and an output
  • a detection system includes the detection device according to the aspect described above and the capacitance sensor.
  • FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a detection system according to an embodiment and a schematic cross-section of a capacitive switch.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the capacitive switch when pushed.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a capacitive switch when clicked.
  • FIG. 4 is an equivalent circuit diagram of a capacitive switch under no load or when pushed.
  • FIG. 5 is an equivalent circuit diagram of the capacitive switch when clicked.
  • FIG. 6 is a graph showing the relationship between the user's pressing force and the sensor value output by the capacitance switch.
  • FIG. 7 is a block diagram showing the functional configuration of the detection device according to the embodiment.
  • FIG. 8 is a flow chart showing the detection method according to the embodiment.
  • FIG. 9 is a diagram showing an example of changes over time in sensor values when the capacitive switch is used.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining the process of calculating the first difference value and the second difference value.
  • FIG. 11 is a diagram for explaining the process of selecting sensor values to be output.
  • FIG. 12 is a diagram showing time-series data of sensor values and output sensor values when clicks are repeatedly performed from the pressing force of the first target value.
  • FIG. 13 is a diagram showing time-series data of sensor values and output sensor values when clicks are repeatedly performed from the pressing force of the second target value.
  • FIG. 14 is a diagram showing time-series data of sensor values and output sensor values when clicks are repeatedly performed with a pressing force of the third target value.
  • FIG. 15 is a diagram showing time-series data of sensor values and output sensor values when clicks are repeatedly performed with a pressing force of the fourth target value.
  • FIG. 16 is a diagram showing time-series data of sensor values and output sensor values when clicks are repeatedly performed from the pressing force of the second target value at twice the speed in the case shown in FIG. be.
  • each figure is a schematic diagram and is not necessarily strictly illustrated. Therefore, for example, scales and the like do not necessarily match in each drawing. Moreover, in each figure, the same code
  • FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a detection system 2 and a schematic cross-section of a capacitance switch 1 according to this embodiment.
  • the detection system 2 shown in FIG. 1 is a system that detects user's operation input to the capacitance switch 1 .
  • the detection system 2 comprises a capacitive switch 1 and a detection device 100 .
  • the capacitive switch 1 is an example of a capacitive sensor, and includes a capacitive value that changes according to user operation.
  • a sensor value output from the capacitance switch 1 corresponds to the capacitance value of the capacitance switch 1 .
  • the capacitive switch 1 is an input device that receives an operation input from a user, and has, for example, both functions of a tactile switch and a touch sensor. A specific configuration of the capacitance switch 1 will be described later.
  • the detection device 100 detects user's operation input to the capacitance switch 1 based on the sensor value output from the capacitance switch 1 . For example, the user can press and click the capacitive switch 1 .
  • the detection device 100 calculates the amount of pressing by the pressing operation and determines whether or not there is a clicking operation, based on the sensor value.
  • the detection device 100 is, for example, a microcontroller.
  • the microcontroller includes a nonvolatile memory storing programs, a volatile memory that is a temporary storage area for executing programs, an input/output port, a processor executing programs, and the like. At least part of the functions performed by the detection device 100 may be implemented in software or hardware.
  • the detection system 2 is used by the user to operate the camera.
  • the amount of depression of the capacitance switch 1 is associated with the focus adjustment function of the camera.
  • a click operation on the capacitance switch 1 is associated with a camera shutter function (that is, a shooting operation).
  • the user can perform an operation of adjusting the amount of pressing and focusing on the subject for photographing.
  • the application example of the detection system 2 is not limited to cameras.
  • the detection system 2 can be applied to a wide variety of devices such as game machine controllers, touch panel displays, various display devices, and various operation terminals.
  • the capacitance switch 1 includes a mounting base 10, a cover film 20, a push plate 30, a movable contact 40, movable electrodes 51 and 52, conductive rubbers 61 and 62, and an insulating sheet. 71 and 72 , fixed electrodes 81 and 82 , and conducting contacts 91 and 92 .
  • the mounting base 10 is the main housing of the capacitance switch 1, and is configured in the shape of a tray with a recessed center.
  • a cover film 20 is fixed to the mount 10 so as to cover the central recess.
  • a push plate 30 is arranged on the lower surface of the center of the cover film 20 .
  • bottom and top refer to directions determined by the positional relationship between the cover film 20 and the mount 10 , and the direction in which the mount 10 is positioned relative to the cover film 20 is defined as “bottom”. (downward)” and the opposite direction is “up (upper)”. That is, depending on the attitude of the capacitive switch 1 during actual use, the “bottom (lower side)” may not be vertically downward.
  • the lower surface of the push plate 30 is in contact with the movable contact 40.
  • the push plate 30 can push the movable contact 40 downward according to the pressing force from the user.
  • the movable contact 40 is also called a metal dome and has a shape protruding upward.
  • Movable electrodes 51 and 52 are connected to both ends of the movable contact 40 .
  • the movable electrode 51 faces the fixed electrode 81 with the conductive rubber 61 and the insulating sheet 71 interposed therebetween.
  • the movable electrode 51 and the fixed electrode 81 constitute a first capacitor Ca (see FIG. 4).
  • the movable electrode 52 faces the fixed electrode 82 with the conductive rubber 62 and the insulating sheet 72 interposed therebetween.
  • the movable electrode 52 and the fixed electrode 82 constitute a second capacitor Cb (see FIG. 4).
  • the fixed electrodes 81 and 82 and the conductive contacts 91 and 92 are fixed to the mount 10.
  • the fixed electrode 81 is connected to the detection device 100 as shown in FIG. Note that the detection device 100 may be arranged inside the mounting base 10 or may be attached to the outer surface of the mounting base 10 .
  • Both the fixed electrode 82 and the conducting contact 92 are grounded (that is, grounded).
  • the conducting contact 91 is open.
  • the configuration of the capacitance switch 1 is not limited to the example shown in FIG.
  • the capacitive switch 1 may not include the cover film 20 and may not include the conducting contacts 91 .
  • FIG. 1 The user can operate the capacitance switch 1 by touching the upper surface of the cover film 20 and pressing the push plate 30 .
  • Mechanical state transitions of the capacitive switch 1 when operated by a user will be described below with reference to FIGS. 2 and 3.
  • FIG. 1
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the capacitance switch 1 when pushed.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the capacitive switch 1 when clicked. It should be noted that FIG. 1 shows the capacitive switch 1 in a no-load state, that is, it is not pressed by a user.
  • the cover film 20 is deformed and the push plate 30 moves downward due to the pressing force applied from above.
  • the movable contact 40 and the movable electrodes 51 and 52 also move downward.
  • the conductive rubbers 61 and 62 have flexibility, the conductive rubbers 61 and 62 are deformed by the downward moving force of the movable electrodes 51 and 52 .
  • the distance between each of the movable electrodes 51 and 52 and the fixed electrodes 81 and 82 changes.
  • a plurality of protrusions are provided on the lower surface of each of the conductive rubbers 61 and 62, and the protrusions are easily deformed to a large extent, so that the change in distance can be increased.
  • the movable contact 40 is reversed as shown in FIG.
  • the inverted movable contact 40 contacts conducting contacts 91 and 92 .
  • the click operation is to press the movable contact 40 and the conducting contacts 91 and 92 until they come into contact with each other.
  • the sensor value output by the capacitance switch 1 differs greatly between the pressing operation and the clicking operation.
  • the output sensor value will be described below together with the equivalent circuit of the capacitance switch 1 .
  • FIG. 4 is an equivalent circuit diagram of the capacitive switch 1 when pushed.
  • the capacitance switch 1 includes a first capacitance Ca including the movable electrode 51 and the fixed electrode 81, and a second capacitance Cb including the movable electrode 52 and the fixed electrode 82.
  • Both the first capacitor Ca and the second capacitor Cb are variable capacitors whose capacitance values change as the inter-electrode distance changes.
  • the movable electrodes 51 and 52 are electrically connected via the movable contact 40 . Therefore, a series connection of the first capacitor Ca and the second capacitor Cb is formed between the fixed electrode 81 and the fixed electrode 82 .
  • the sensor value C output to the detection device 100 corresponds to the capacitance value between the fixed electrode 81 and the ground, that is, the capacitance value of the series connection of the first capacitance Ca and the second capacitance Cb. Therefore, the sensor value C is represented by CA * CB /( CA + CB ). Note that the capacitance value CA is the capacitance value of the first capacitor Ca. The capacitance value CB is the capacitance value of the second capacitor Cb.
  • FIG. 5 is an equivalent circuit diagram of the capacitive switch 1 when clicked.
  • the movable contact 40 is brought into contact with the conducting contact 92, so that the movable contact 40 is grounded. Therefore, since both ends of the second capacitor Cb are connected to the ground, the capacitance value between the fixed electrode 81 and the ground is only the capacitance value CA of the first capacitor Ca. Therefore, before and after the click, the sensor value C changes greatly from CA ⁇ CB /( CA + CB ) to CA.
  • FIG. 6 is a graph showing the relationship between the user's pressing force and the sensor value output by the capacitance switch 1.
  • the distance between the electrodes decreases due to the deformation of the conductive rubbers 61 and 62 in both the first capacitor Ca and the second capacitor Cb. capacitance value) increases.
  • the sensor value is kept substantially constant after the conductive rubbers 61 and 62 are sufficiently deformed.
  • the movable contact 40 is reversed and comes into contact with the conductive contact 92, thereby greatly changing the capacitance value from CA ⁇ CB /( CA + CB ) to CA. Therefore, a click operation can be easily detected by setting a threshold between CA ⁇ CB /( CA + CB ) and CA.
  • the conducting contact 91 conducts with the conducting contact 92 when clicked, and is connected to the ground. Therefore, the presence or absence of a click may be determined by detecting the potential of the conductive contact 91 .
  • FIG. 7 is a block diagram showing the functional configuration of the detection device 100 according to this embodiment.
  • the detection device 100 includes an acquisition unit 110, a determination unit 120, a first calculation unit 130, a second calculation unit 140, a comparison unit 150, an output unit 160, and a storage unit 170. , provided.
  • the acquisition unit 110 periodically and repeatedly acquires the sensor value CX output from the capacitance switch 1 .
  • the acquisition unit 110 causes the storage unit 170 to store the acquired sensor value CX as time-series sensor data 171 .
  • X is a subscript representing the order in which the sensor values C are obtained.
  • the sensor value C1 represents the latest sensor value. The larger the value of X, the past sensor value.
  • the determination unit 120 determines whether or not the sensor value CX acquired by the acquisition unit 110 exceeds the threshold Th1.
  • the threshold Th1 is an example of a first threshold, and is set between CA ⁇ CB /( CA + CB ) and CA , for example.
  • the first calculation unit 130 sets the sensor value determined to exceed the threshold Th1 and a plurality of past sensor values in order from the sensor value as the target sensor value CX , and the target sensor value CX and the target sensor value A difference between CX and the immediately preceding sensor value CX +1 is calculated as a first difference value ⁇ 1X of the target sensor value CX .
  • the first calculation unit 130 causes the storage unit 170 to store the first difference value ⁇ 1 X for each target sensor value C X as the first difference value data 172 . A specific process for calculating the first difference value ⁇ 1X will be described later.
  • the second calculation unit 140 sets the sensor value determined to exceed the threshold Th1 and each of the plurality of past sensor values in order from the sensor value as the target sensor value CX , and the first difference of the target sensor value CX The difference between the value ⁇ 1X and the first difference value ⁇ 1X +1 of the sensor value CX+1 immediately before the target sensor value CX is calculated as the second difference value ⁇ 2X of the target sensor value CX .
  • the second calculation unit 140 causes the storage unit 170 to store the second difference value ⁇ 2 X for each target sensor value C X as the second difference value data 173 . A specific process for calculating the second difference value ⁇ 2X will be described later.
  • the comparison unit 150 compares the calculated second difference value ⁇ 2X with the threshold value Th2.
  • the threshold Th2 is an example of a second threshold.
  • the comparison unit 150 selects one sensor value C Ret from the sensor data 171 based on the comparison result.
  • the sensor value C Ret selected by the comparison unit 150 is a value representing the pressing amount immediately before the click operation is performed. Specific selection processing will be described later.
  • the output unit 160 outputs the sensor value C Ret selected by the comparison unit 150 . Moreover, the output unit 160 further outputs the result of determination by the determination unit 120 . Specifically, the output unit 160 outputs a signal indicating that a click operation has been performed as a determination result, and outputs a sensor value corresponding to the pressing amount immediately before the click operation is performed.
  • the storage unit 170 is a memory for storing sensor data 171 .
  • the storage unit 170 further stores first difference value data 172 and second difference value data 173 .
  • the storage unit 170 is a memory capable of storing M (M is a natural number of 3 or more) sensor values C X , M ⁇ 1 first difference values ⁇ 1 X , and M ⁇ 2 second difference values ⁇ 2 X have capacity.
  • the storage unit 170 stores programs executed by each processing unit of the detection device 100, and the like.
  • the storage unit 170 may not be provided in the detection device 100 .
  • the detecting device 100 may use a storage unit provided in a device capable of communicating with the detecting device 100 as the storage unit 170 .
  • FIG. 8 is a flowchart showing the detection method according to this embodiment. The detection method shown in FIG. 8 is performed by the detection device 100 .
  • the detecting device 100 updates the storage unit 170 (S11). Specifically, the detection device 100 secures a memory area for storing the latest sensor value C output from the capacitance switch 1 as the sensor value C1. More specifically, the detecting device 100 updates C 1 to C M ⁇ 1 among the sensor values C 1 to C M stored in the M memory areas to the sensor values C 2 to C M . Note that the oldest sensor value CM before update is deleted.
  • the acquisition unit 110 acquires the sensor value C output from the capacitance switch 1 and stores it in the storage unit 170 as the sensor value C1 (S12).
  • the determination unit 120 determines whether or not the acquired sensor value C1 exceeds the threshold Th1 (S13). If the sensor value C1 does not exceed the threshold Th1 (No in S13), the detection device 100 updates the memory again (S11). The sensor values are stored as sensor data 171 in the storage unit 170 until the sensor value C1 exceeds the threshold Th1.
  • FIG. 9 is a diagram showing an example of sensor data 171 stored in the storage unit 170. As shown in FIG. FIG. 9 shows four graphs, each corresponding to one sensor data 171 . It should be noted that the four graphs show changes over time in sensor values when the user clicks after pressing four different target values.
  • the plot of each graph is the sensor value output from the capacitance switch 1, that is, the sensor value acquired by the acquisition unit 110.
  • sensor values are repeatedly output with a period of 33 ms.
  • the threshold value Th1 is set to 1000, and the sensor value located in the vicinity of about 1.0 seconds is the latest sensor value C1 exceeding the threshold value Th1.
  • the first calculator 130 calculates the target sensor value C As X , a first difference value ⁇ 1 X is calculated (S14).
  • FIG. 10 is a diagram for explaining the process of calculating the first difference value ⁇ 1X and the second difference value ⁇ 2X .
  • the first calculator 130 calculates the following equation (1) with each of the M ⁇ 1 sensor values C 1 to C M ⁇ 1 as the target sensor value C X . is used to calculate the first difference value ⁇ 1X .
  • the calculated first difference value ⁇ 1 X is stored in storage unit 170 as first difference value data 172 .
  • the second calculation unit 140 calculates a second difference value ⁇ 2X using the multiple sensor values stored in the storage unit 170 as the target sensor values CX (S15). Specifically, the second calculation unit 140 uses each of the M ⁇ 2 sensor values C 1 to C M ⁇ 2 as the target sensor value C X and calculates the second difference value ⁇ 2 using the following equation (2). Calculate X.
  • the calculated second difference value ⁇ 2 X is stored in the storage unit 170 as the second difference value data 173 .
  • FIG. 11 is a diagram for explaining the process of selecting the sensor value CRet to be output.
  • two of the second difference values ⁇ 2 1 and ⁇ 2 2 exceed the threshold Th2.
  • the comparison unit 150 determines the suffix Xmax of the second difference value ⁇ 2-2 corresponding to the oldest sensor value among the two second difference values ⁇ 2-1 and ⁇ 2-2 exceeding the threshold Th2.
  • the output unit 160 outputs the determination result (click ON signal) indicating that a click operation has been performed, and the selected sensor value C Ret (S18). .
  • [Effects, etc.] 12 to 15 show the results of verification of the detection accuracy by the detection method according to the present embodiment by the user actually performing a click operation at a frequency of once every two seconds.
  • 12 to 15 are diagrams showing time-series data of sensor values and output sensor values when clicks are repeatedly performed with pressing forces of four different target values.
  • the output sensor value C Ret is represented by square plots. As shown in the plots of C Ret in each figure, it can be seen that detection can be performed with roughly the target amount of depression regardless of the strength of the amount of depression immediately before clicking.
  • FIG. 16 shows the case where the user's click operation is performed at twice the speed (once per second).
  • FIG. 16 is a diagram showing time-series data of sensor values and output sensor values when clicking is repeatedly performed at twice the speed shown in FIG. 13 .
  • FIG. 16 also shows a case where the sensor value C Ret ( ⁇ 1) is selected based on the comparison result between the first difference value ⁇ 1 X and the threshold without calculating the second difference value ⁇ 2 X.
  • the method for selecting the sensor value C Ret ( ⁇ 1) is the same as the method for selecting the sensor value C Ret ( ⁇ 2 ) except that the first difference value ⁇ 1X is used instead of the second difference value ⁇ 2X.
  • the threshold used for comparison a value suitable for comparison of the first difference value ⁇ 1X is used.
  • the comparison result of the second difference value ⁇ 2X when used, the number of times a value close to the target value is detected is greater than when the comparison result of the first difference value ⁇ 1X is used. That is, according to the detection method according to the present embodiment, it can be seen that the detection accuracy of the sensor value immediately before the click operation is high.
  • the detection method periodically and repeatedly acquires sensor values output from the capacitance switch 1, and uses the acquired sensor values as the time-series sensor data 171 in the storage unit 170.
  • a determination step of determining whether the acquired sensor value exceeds the threshold Th1, a sensor value determined to exceed the threshold Th1, and a plurality of sensors in the past in order from the sensor value values are the target sensor values CX , and the difference between the target sensor value CX and the sensor value CX+1 immediately before the target sensor value CX is calculated as the first difference value ⁇ 1X of the target sensor value CX.
  • the sensor value immediately before the click operation can be output with high accuracy. Since not only the presence or absence of the click operation but also the sensor value immediately before the click operation is output, application to various devices becomes possible and versatility is enhanced. The precision of the output sensor value is also good, so it can be applied to delicate operation inputs.
  • the sensor value CX +1 immediately before the target sensor value CX corresponding to the second difference value ⁇ 2X exceeding the threshold Th2 is selected based on the comparison result.
  • the comparison step when there are a plurality of second difference values ⁇ 2X exceeding the threshold Th2 based on the comparison result, the target sensor value CX corresponding to each of the plurality of second difference values ⁇ 2X Among them, the sensor value C Xmax+1 immediately before the most past sensor value C Xmax is selected.
  • the determination result of the determination step is further output.
  • the detecting device 100 periodically and repeatedly acquires the sensor values output from the capacitance switch 1, and stores the acquired sensor values in the storage unit 170 as time-series sensor data 171.
  • the calculation unit 130 the sensor value determined to exceed the threshold Th1, and each of the plurality of past sensor values in order from the sensor value as the target sensor value CX , the first difference value ⁇ 1 of the target sensor value CX a second calculator 140 that calculates a difference between X and a first difference value ⁇ 1X +1 of the sensor value CX+ 1 immediately before the target sensor value CX as a second difference value ⁇ 2X of the target sensor value CX;
  • a comparison unit 150 that compares the calculated second difference value ⁇ 2 X with the threshold value Th2 , selects one sensor value C Ret from the sensor data 171 based on the comparison result, and outputs the selected sensor value C Ret . and an output unit 160 that performs the processing.
  • the detection system 2 includes the detection device 100 and the capacitance switch 1 .
  • the first difference value ⁇ 1 X and the second difference value ⁇ 2 X are calculated when the sensor value C1 exceeds the threshold Th1, but the present invention is not limited to this.
  • the first difference value ⁇ 1 X and the second difference value ⁇ 2 X may be obtained each time a sensor value is obtained.
  • the sensor value C Ret selected by the comparison unit 150 may not be the sensor value C Xmax+1 . That is, the comparison unit 150 selects the sensor value from the most past sensor value, not the sensor value immediately before the most past sensor value, among the target sensor values corresponding to each of the plurality of second difference values exceeding the threshold Th2. A previous sensor value may be selected.
  • the comparison unit 150 may output the sensor value C Xmax+2 , the sensor value C Xmax+3 , or the like as the sensor value C Ret .
  • the sensor value C Xmax+1 and the sensor value C Xmax+2 or C Xmax+3 may become almost the same value. Therefore, even if the sensor value C Xmax+2 or C Xmax+3 is selected and output instead of the sensor value C Xmax+ 1 , it can be treated with substantially the same accuracy as the sensor value immediately before the click operation.
  • the output unit 160 does not have to output a determination result indicating that a click operation has been performed.
  • the device that receives the input of the sensor value C Ret may determine that the click operation has been performed when the sensor value C Ret is output and acquired.
  • the processing executed by a specific processing unit may be executed by another processing unit.
  • the order of multiple processes may be changed, or multiple processes may be executed in parallel.
  • the distribution of the constituent elements of the detection system 2 to a plurality of devices is an example.
  • a component included in one device may be included in another device.
  • the detection system 2 may also be implemented as a single device.
  • processing described in the above embodiments may be implemented by centralized processing using a single device (system), or may be implemented by distributed processing using a plurality of devices. good.
  • the number of processors executing the above program may be singular or plural. That is, centralized processing may be performed, or distributed processing may be performed.
  • all or part of the components such as the control unit may be configured with dedicated hardware, or implemented by executing a software program suitable for each component. good too.
  • Each component may be implemented by a program execution unit such as a CPU (Central Processing Unit) or processor reading and executing a software program recorded in a recording medium such as a HDD (Hard Disk Drive) or semiconductor memory. good.
  • a program execution unit such as a CPU (Central Processing Unit) or processor reading and executing a software program recorded in a recording medium such as a HDD (Hard Disk Drive) or semiconductor memory. good.
  • components such as the control unit may be configured with one or more electronic circuits.
  • Each of the one or more electronic circuits may be a general-purpose circuit or a dedicated circuit.
  • One or more electronic circuits may include, for example, a semiconductor device, an IC (Integrated Circuit), or an LSI (Large Scale Integration).
  • An IC or LSI may be integrated on one chip or may be integrated on a plurality of chips. Although they are called ICs or LSIs here, they may be called system LSIs, VLSIs (Very Large Scale Integration), or ULSIs (Ultra Large Scale Integration) depending on the degree of integration.
  • An FPGA Field Programmable Gate Array
  • general or specific aspects of the present disclosure may be implemented as a system, apparatus, method, integrated circuit, or computer program.
  • the computer program may be implemented by a computer-readable non-temporary recording medium such as an optical disc, HDD, or semiconductor memory.
  • any combination of systems, devices, methods, integrated circuits, computer programs and recording media may be implemented.
  • the present disclosure can be used as a highly versatile detection method, detection device, detection system, and the like, and can be used, for example, for various input devices and user interface devices.
  • Capacitance switch 2 Detection system 10 Mounting base 20 Cover film 30 Push plate 40 Movable contacts 51, 52 Movable electrodes 61, 62 Conductive rubbers 71, 72 Insulating sheets 81, 82 Fixed electrodes 91, 92 Conductive contacts 100 Detecting device 110 Acquisition Unit 120 Judgment unit 130 First calculation unit 140 Second calculation unit 150 Comparison unit 160 Output unit 170 Storage unit 171 Sensor data 172 First difference value data 173 Second difference value data Ca First capacitance Cb Second capacitance

Abstract

検出方法は、静電容量センサから出力されるセンサ値を周期的に繰り返し取得する取得ステップ（Ｓ１２）と、取得されたセンサ値が閾値Ｔｈ１を超えたか否かを判定する判定ステップ（Ｓ１３）と、対象センサ値ＣＸと当該対象センサ値の直前のセンサ値ＣＸ＋１との差分を、対象センサ値ＣＸの第１差分値Δ１Ｘとして算出する第１算出ステップ（Ｓ１４）と、対象センサ値ＣＸの第１差分値Δ１Ｘと、当該対象センサ値ＣＸの直前のセンサ値ＣＸ＋１の第１差分値Δ１Ｘ＋１との差分を、対象センサ値ＣＸの第２差分値Δ２Ｘとして算出する第２算出ステップ（Ｓ１５）と、算出された第２差分値Δ２Ｘと閾値Ｔｈ２とを比較し、比較結果に基づいて一のセンサ値ＣＲｅｔを選択する比較ステップ（Ｓ１６）と、選択されたセンサ値ＣＲｅｔを出力する出力ステップと、を含む。

Description

検出方法、検出装置及び検出システム
　本開示は、検出方法、検出装置及び検出システムに関する。
　特許文献１には、圧力センサで検出した押圧力に基づいて映像信号を出力する入力装置が開示されている。特許文献１に記載の入力装置では、検出された押圧力が閾値を超えた場合、表示させる情報を切り替えている。
特開２０１１－１９７７５０号公報
　しかしながら、上記従来の入力装置では、押圧力が閾値を超えたか否かの２値に基づく制御しかできない。このため、使用態様が限定されて、汎用性が低いという問題がある。
　そこで、本開示は、汎用性が高い検出方法、検出装置及び検出システムを提供する。
　本開示の一態様に係る検出方法は、静電容量センサから出力されるセンサ値を周期的に繰り返し取得し、取得したセンサ値を時系列のセンサデータとしてメモリに記憶させる取得ステップと、取得されたセンサ値が第１閾値を超えたか否かを判定する判定ステップと、前記第１閾値を超えたと判定されたセンサ値、及び、当該センサ値から順に過去の複数のセンサ値をそれぞれ対象センサ値として、対象センサ値と当該対象センサ値の直前のセンサ値との差分を、対象センサ値の第１差分値として算出する第１算出ステップと、前記第１閾値を超えたと判定されたセンサ値、及び、当該センサ値から順に過去の複数のセンサ値の各々を対象センサ値として、対象センサ値の第１差分値と、当該対象センサ値の直前のセンサ値の第１差分値との差分を、対象センサ値の第２差分値として算出する第２算出ステップと、算出された第２差分値と第２閾値とを比較し、比較結果に基づいて前記センサデータから一のセンサ値を選択する比較ステップと、選択されたセンサ値を出力する出力ステップと、を含む。
　本開示の一態様に係る検出装置は、静電容量センサから出力されるセンサ値を周期的に繰り返し取得し、取得したセンサ値を時系列のセンサデータとしてメモリに記憶させる取得部と、取得されたセンサ値が第１閾値を超えたか否かを判定する判定部と、前記第１閾値を超えたと判定されたセンサ値、及び、当該センサ値から順に過去の複数のセンサ値をそれぞれ対象センサ値として、対象センサ値と当該対象センサ値の直前のセンサ値との差分を、対象センサ値の第１差分値として算出する第１算出部と、前記第１閾値を超えたと判定されたセンサ値、及び、当該センサ値から順に過去の複数のセンサ値の各々を対象センサ値として、対象センサ値の第１差分値と、当該対象センサ値の直前のセンサ値の第１差分値との差分を、対象センサ値の第２差分値として算出する第２算出部と、算出された第２差分値と第２閾値とを比較し、比較結果に基づいて前記センサデータから一のセンサ値を選択する比較部と、選択されたセンサ値を出力する出力部と、を備える。
　本開示の一態様に係る検出システムは、上記一態様に係る検出装置と、前記静電容量センサと、を備える。
　本開示によれば、汎用性が高い検出方法などを提供することができる。
図１は、実施の形態に係る検出システムの構成、及び、静電容量スイッチの概略断面を示す図である。 図２は、押し込み時の静電容量スイッチの概略断面図である。 図３は、クリック時の静電容量スイッチの概略断面図である。 図４は、無負荷又は押し込み時の静電容量スイッチの等価回路図である。 図５は、クリック時の静電容量スイッチの等価回路図である。 図６は、ユーザによる押し込む力と静電容量スイッチが出力するセンサ値との関係を示すグラフである。 図７は、実施の形態に係る検出装置の機能構成を示すブロック図である。 図８は、実施の形態に係る検出方法を示すフローチャートである。 図９は、静電容量スイッチの使用時のセンサ値の時間変化の一例を示す図である。 図１０は、第１差分値及び第２差分値を算出する処理を説明するための図である。 図１１は、出力するセンサ値を選択する処理を説明するための図である。 図１２は、第１目標値の押圧力からのクリックを繰り返し行った場合のセンサ値の時系列データと、出力されたセンサ値と、を示す図である。 図１３は、第２目標値の押圧力からのクリックを繰り返し行った場合のセンサ値の時系列データと、出力されたセンサ値と、を示す図である。 図１４は、第３目標値の押圧力からのクリックを繰り返し行った場合のセンサ値の時系列データと、出力されたセンサ値と、を示す図である。 図１５は、第４目標値の押圧力からのクリックを繰り返し行った場合のセンサ値の時系列データと、出力されたセンサ値と、を示す図である。 図１６は、図１３に示す場合の２倍の速度で第２目標値の押圧力からのクリックを繰り返し行った場合のセンサ値の時系列データと、出力されたセンサ値と、を示す図である。
　（本開示の概要）
　以下では、実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。
　なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的又は具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本開示を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
　また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。したがって、例えば、各図において縮尺などは必ずしも一致しない。また、各図において、実質的に同一の構成については同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。
　（実施の形態）
　［１．概要］
　まず、本実施の形態に係る検出方法、検出装置及び検出システムの概要について説明する。図１は、本実施の形態に係る検出システム２の構成、及び、静電容量スイッチ１の概略断面を示す図である。
　図１に示される検出システム２は、静電容量スイッチ１に対するユーザの操作入力を検出するシステムである。検出システム２は、静電容量スイッチ１と、検出装置１００と、を備える。
　静電容量スイッチ１は、静電容量センサの一例であり、ユーザ操作によって容量値が変化する静電容量を含んでいる。静電容量スイッチ１から出力されるセンサ値は、静電容量スイッチ１の容量値に対応している。静電容量スイッチ１は、ユーザからの操作入力を受け付ける入力装置であり、例えばタクタイルスイッチとタッチセンサとの両方の機能を有する。静電容量スイッチ１の具体的な構成については、後で説明する。
　検出装置１００は、静電容量スイッチ１から出力されるセンサ値に基づいて、静電容量スイッチ１に対するユーザの操作入力を検出する。例えば、ユーザは、静電容量スイッチ１に対して、押し込み操作、及び、クリック操作が可能である。検出装置１００は、センサ値に基づいて、押し込み操作による押し込み量の算出、及び、クリック操作の有無の判定などを行う。
　検出装置１００は、例えば、マイクロコントローラである。マイクロコントローラは、プログラムが格納された不揮発性メモリ、プログラムを実行するための一時的な記憶領域である揮発性メモリ、入出力ポート、プログラムを実行するプロセッサなどを含んでいる。検出装置１００が実行する機能の少なくとも一部は、ソフトウェアで実現されてもよく、ハードウェアで実現されてもよい。
　検出システム２は、一例として、ユーザによるカメラの操作に利用される。例えば、静電容量スイッチ１に対する押し込み量と、カメラのピント調整機能と、が対応付けられている。また、静電容量スイッチ１に対するクリック操作と、カメラのシャッター機能（すなわち、撮影操作）と、が対応付けられている。これにより、ユーザは、押し込み量を調整しながらピントを被写体に合わせて撮影を行うという操作を行うことができる。
　なお、検出システム２の適用例は、カメラに限定されない。例えば、検出システム２は、ゲーム機のコントローラ、タッチパネルディスプレイ、各種表示装置及び各種操作端末などの多岐に亘って適用可能である。
　［２．静電容量スイッチ］
　続いて、静電容量スイッチ１の具体的な構成について説明する。
　図１に示すように、静電容量スイッチ１は、取付台１０と、カバーフィルム２０と、プッシュ板３０と、可動接点４０と、可動電極５１及び５２と、導電ゴム６１及び６２と、絶縁シート７１及び７２と、固定電極８１及び８２と、導通接点９１及び９２と、を備える。
　取付台１０は、静電容量スイッチ１の本体筐体であり、中央が凹んだトレイ状に構成されている。中央の凹部を覆うようにカバーフィルム２０が取付台１０に固定されている。カバーフィルム２０の中央の下面には、プッシュ板３０が配置されている。
　なお、本明細書において、「下」及び「上」とは、カバーフィルム２０と取付台１０との位置関係によって定まる方向であり、カバーフィルム２０に対して取付台１０が位置する方向を「下（下方）」とし、その反対方向を「上（上方）」する。すなわち、静電容量スイッチ１の実際の使用時の姿勢によっては、「下（下方）」が鉛直下方にならない場合もある。
　プッシュ板３０の下面は、可動接点４０に接触している。プッシュ板３０は、ユーザからの押圧力に応じて可動接点４０を下方に押し込むことができる。可動接点４０は、メタルドームとも呼ばれ、上方に突出した形状を有する。可動接点４０の両端には、可動電極５１及び５２が接続されている。
　可動電極５１は、導電ゴム６１及び絶縁シート７１を間に挟んで固定電極８１に対向している。可動電極５１と固定電極８１とが第１容量Ｃａ（図４を参照）を構成している。可動電極５２は、導電ゴム６２及び絶縁シート７２を間に挟んで固定電極８２に対向している。可動電極５２と固定電極８２とが第２容量Ｃｂ（図４を参照）を構成している。
　固定電極８１及び８２並びに導通接点９１及び９２は、取付台１０に固定されている。固定電極８１は、図１に示されるように、検出装置１００に接続される。なお、検出装置１００は、取付台１０の内部に配置されていてもよく、取付台１０の外側面に取り付けられていてもよい。固定電極８２及び導通接点９２はいずれも、グランドに接続（すなわち、接地）されている。導通接点９１は、開放されている。
　なお、静電容量スイッチ１の構成は、図１に示される例に限定されない。例えば、静電容量スイッチ１は、カバーフィルム２０を備えなくてもよく、導通接点９１を備えなくてもよい。
　ユーザは、カバーフィルム２０の上面に触れてプッシュ板３０を押し込むことで、静電容量スイッチ１を操作することができる。以下では、ユーザに操作された場合の静電容量スイッチ１の機械的な状態遷移について、図２及び図３を用いて説明する。
　図２は、押し込み時の静電容量スイッチ１の概略断面図である。図３は、クリック時の静電容量スイッチ１の概略断面図である。なお、図１は、ユーザからの押圧を受けていない、すなわち、無負荷の状態の静電容量スイッチ１を表している。
　図２に示すように、押し込みの押圧力が上方からかかることによって、カバーフィルム２０が変形し、プッシュ板３０が下方へ移動する。プッシュ板３０の下方への移動により可動接点４０並びに可動電極５１及び５２も下方に移動する。導電ゴム６１及び６２は可撓性を有するので、可動電極５１及び５２が下方へ移動する力によって、導電ゴム６１及び６２が変形する。これにより、可動電極５１及び５２の各々と、固定電極８１及び８２との距離が変化する。導電ゴム６１及び６２の各々の下面には複数の突起が設けられており、当該突起が大きく変形しやすいので、距離の変化を大きくすることができる。
　さらに、押し込みを強くすると、図３に示すように、可動接点４０が反転する。反転した可動接点４０は、導通接点９１及び９２に接触する。可動接点４０と導通接点９１及び９２とが接触するまで押し込むことがクリック操作である。
　押し込み操作とクリック操作とでは、静電容量スイッチ１が出力するセンサ値が大きく異なる。以下では、静電容量スイッチ１の等価回路とともに、出力されるセンサ値について説明する。
　図４は、押し込み時の静電容量スイッチ１の等価回路図である。図４に示すように、静電容量スイッチ１は、可動電極５１と固定電極８１とを含む第１容量Ｃａと、可動電極５２と固定電極８２とを含む第２容量Ｃｂと、を含んでいる。第１容量Ｃａ及び第２容量Ｃｂはいずれも、電極間距離が変化することで、容量値が変化する可変容量である。可動電極５１及び５２は、可動接点４０を介して電気的に接続されている。このため、固定電極８１と固定電極８２との間には、第１容量Ｃａと第２容量Ｃｂとの直列接続が形成されている。
　検出装置１００に出力されるセンサ値Ｃは、固定電極８１とグランドとの間の容量値、すなわち、第１容量Ｃａと第２容量Ｃｂとの直列接続の容量値に相当する。このためセンサ値Ｃは、ＣＡ×ＣＢ／（ＣＡ＋ＣＢ）で表される。なお、容量値ＣＡは、第１容量Ｃａの容量値である。容量値ＣＢは、第２容量Ｃｂの容量値である。
　図５は、クリック時の静電容量スイッチ１の等価回路図である。クリック時には、可動接点４０が導通接点９２に接触するため、可動接点４０がグランドに接続される。このため、第２容量Ｃｂの両端がグランドに接続されるので、固定電極８１とグランドとの間の容量値は、第１容量Ｃａの容量値ＣＡのみになる。したがって、クリックの前後で、センサ値Ｃは、ＣＡ×ＣＢ／（ＣＡ＋ＣＢ）からＣＡに大きく変化することになる。
　図６は、ユーザによる押し込む力と静電容量スイッチ１が出力するセンサ値との関係を示すグラフである。図６に示すように、押し込む力が強くなるにつれて、第１容量Ｃａ及び第２容量Ｃｂのいずれにおいても、導電ゴム６１及び６２が変形することによって電極間距離が小さくなるため、センサ値（＝容量値）が増加する。押し込む力を大きくすることで、導電ゴム６１及び６２が十分に変形しきった後、センサ値が略一定で保たれる。押し込む力を大きくすることで、可動接点４０が反転して導通接点９２に接触することにより、容量値がＣＡ×ＣＢ／（ＣＡ＋ＣＢ）からＣＡに大きく変化する。このため、ＣＡ×ＣＢ／（ＣＡ＋ＣＢ）とＣＡとの間に閾値を設定することにより、クリック操作を容易に検出することができる。
　なお、導通接点９１は、クリック時に導通接点９２と導通し、グランドに接続される。このため、導通接点９１の電位を検出することで、クリックの有無の判定を行ってもよい。
　［検出装置］
　次に、検出装置１００の構成について、図７を用いて説明する。図７は、本実施の形態に係る検出装置１００の機能構成を示すブロック図である。
　図７に示すように、検出装置１００は、取得部１１０と、判定部１２０と、第１算出部１３０と、第２算出部１４０と、比較部１５０と、出力部１６０と、記憶部１７０と、を備える。
　取得部１１０は、静電容量スイッチ１から出力されるセンサ値ＣＸを周期的に繰り返し取得する。取得部１１０は、取得したセンサ値ＣＸを時系列のセンサデータ１７１として記憶部１７０に記憶させる。なお、Ｘは、センサ値Ｃの取得順序を表す添え字である。本実施の形態では、センサ値Ｃ１が最新のセンサ値を表している。Ｘの値が大きくなる程、過去のセンサ値となる。
　判定部１２０は、取得部１１０によって取得されたセンサ値ＣＸが閾値Ｔｈ１を超えたか否かを判定する。閾値Ｔｈ１は、第１閾値の一例であり、例えばＣＡ×ＣＢ／（ＣＡ＋ＣＢ）とＣＡとの間に設定されている。
　第１算出部１３０は、閾値Ｔｈ１を超えたと判定されたセンサ値、及び、当該センサ値から順に過去の複数のセンサ値をそれぞれ対象センサ値ＣＸとして、対象センサ値ＣＸと当該対象センサ値ＣＸの直前のセンサ値ＣＸ＋１との差分を、対象センサ値ＣＸの第１差分値Δ１Ｘとして算出する。第１算出部１３０は、対象センサ値ＣＸ毎の第１差分値Δ１Ｘを第１差分値データ１７２として記憶部１７０に記憶させる。具体的な第１差分値Δ１Ｘの算出処理については後で説明する。
　第２算出部１４０は、閾値Ｔｈ１を超えたと判定されたセンサ値、及び、当該センサ値から順に過去の複数のセンサ値の各々を対象センサ値ＣＸとして、対象センサ値ＣＸの第１差分値Δ１Ｘと、当該対象センサ値ＣＸの直前のセンサ値ＣＸ＋１の第１差分値Δ１Ｘ＋１との差分を、対象センサ値ＣＸの第２差分値Δ２Ｘとして算出する。第２算出部１４０は、対象センサ値ＣＸ毎の第２差分値Δ２Ｘを第２差分値データ１７３として記憶部１７０に記憶させる。具体的な第２差分値Δ２Ｘの算出処理については後で説明する。
　比較部１５０は、算出された第２差分値Δ２Ｘと閾値Ｔｈ２とを比較する。閾値Ｔｈ２は、第２閾値の一例である。比較部１５０は、比較結果に基づいてセンサデータ１７１から一のセンサ値ＣＲｅｔを選択する。比較部１５０によって選択されるセンサ値ＣＲｅｔは、クリック操作が行われる直前の押し込み量を表す値である。具体的な選択処理については後で説明する。
　出力部１６０は、比較部１５０によって選択されたセンサ値ＣＲｅｔを出力する。また、出力部１６０は、判定部１２０による判定結果をさらに出力する。具体的には、出力部１６０は、クリック操作がされたことを表す信号を判定結果として出力し、かつ、クリック操作が行われる直前の押し込み量に相当するセンサ値を出力する。
　記憶部１７０は、センサデータ１７１を記憶するためのメモリである。記憶部１７０は、さらに、第１差分値データ１７２及び第２差分値データ１７３を記憶する。記憶部１７０は、Ｍ個（Ｍは３以上の自然数）のセンサ値ＣＸ、Ｍ－１個の第１差分値Δ１Ｘ、及び、Ｍ－２個の第２差分値Δ２Ｘを記憶できるメモリ容量を有する。また、記憶部１７０には、検出装置１００の各処理部が実行するプログラムなどが記憶されている。
　なお、記憶部１７０は、検出装置１００に備えられていなくてもよい。検出装置１００は、検出装置１００と通信可能な装置に備えられる記憶部を、記憶部１７０として利用してもよい。
　［動作］
　続いて、本実施の形態に係る検出装置１００の動作、すなわち、本実施の形態に係る検出方法について、具体的なデータとともに説明する。
　図８は、本実施の形態に係る検出方法を示すフローチャートである。図８に示す検出方法は、検出装置１００によって実行される。
　図８に示されるように、まず、検出装置１００は、記憶部１７０の更新を行う（Ｓ１１）。具体的には、検出装置１００は、静電容量スイッチ１から出力される最新のセンサ値Ｃをセンサ値Ｃ１として記憶するためのメモリ領域を確保する。より具体的には、検出装置１００は、Ｍ個のメモリ領域に記憶されているセンサ値Ｃ１～ＣＭのうちＣ１～ＣＭ－１を、センサ値Ｃ２～ＣＭに更新する。なお、更新前の最も古いセンサ値ＣＭは削除される。
　次に、取得部１１０は、静電容量スイッチ１から出力されるセンサ値Ｃを取得し、センサ値Ｃ１として記憶部１７０に記憶する（Ｓ１２）。
　次に、判定部１２０は、取得されたセンサ値Ｃ１が閾値Ｔｈ１を超えたか否かを判定する（Ｓ１３）。センサ値Ｃ１が閾値Ｔｈ１を超えていない場合（Ｓ１３でＮｏ）、検出装置１００は、再びメモリの更新を行う（Ｓ１１）。センサ値Ｃ１が閾値Ｔｈ１を超えるまで、センサ値がセンサデータ１７１として記憶部１７０に記憶される。
　図９は、記憶部１７０に記憶されるセンサデータ１７１の一例を示す図である。図９では、４つのグラフが示されており、それぞれが１つのセンサデータ１７１に対応している。なお、４つのグラフはそれぞれ、ユーザが４種類の異なる目標値まで押し込んだ後、クリック操作を行った場合のセンサ値の時間変化である。各グラフのプロットは、静電容量スイッチ１から出力されるセンサ値、すなわち、取得部１１０によって取得されるセンサ値である。ここでは、３３ｍｓの周期でセンサ値が繰り返し出力されている。
　図９では、閾値Ｔｈ１＝１０００に設定されており、約１．０秒の近傍に位置するセンサ値が、閾値Ｔｈ１を超えた最新のセンサ値Ｃ１である。図８に示すように、センサ値Ｃ１が閾値Ｔｈ１を超えたと判定された場合（Ｓ１３でＹｅｓ）、第１算出部１３０は、記憶部１７０に記憶された複数のセンサ値を対象センサ値ＣＸとして、第１差分値Δ１Ｘの算出を行う（Ｓ１４）。
　図１０は、第１差分値Δ１Ｘ及び第２差分値Δ２Ｘを算出する処理を説明するための図である。具体的には、図１０に示すように、第１算出部１３０は、Ｍ－１個のセンサ値Ｃ１～ＣＭ－１の各々を対象センサ値ＣＸとして、以下の式（１）を用いて第１差分値Δ１Ｘを算出する。
　（１）　Δ１Ｘ＝ＣＸ－ＣＸ＋１　　　（Ｘ＝１～Ｍ－１）
　算出した第１差分値Δ１Ｘは、第１差分値データ１７２として記憶部１７０に記憶される。
　次に、図８に示すように、第２算出部１４０は、記憶部１７０に記憶された複数のセンサ値を対象センサ値ＣＸとして、第２差分値Δ２Ｘの算出を行う（Ｓ１５）。具体的には、第２算出部１４０は、Ｍ－２個のセンサ値Ｃ１～ＣＭ－２の各々を対象センサ値ＣＸとして、以下の式（２）を用いて第２差分値Δ２Ｘを算出する。
　（２）　Δ２Ｘ＝Δ１Ｘ－Δ１Ｘ＋１　　　（Ｘ＝１～Ｍ－２）
　算出した第２差分値Δ２Ｘは、第２差分値データ１７３として記憶部１７０に記憶される。
　次に、図８に示すように、比較部１５０は、第２差分値Δ２Ｘと閾値Ｔｈ２との比較を行う（Ｓ１６）。具体的には、比較部１５０は、第２差分値Δ２Ｘが閾値Ｔｈ２を超えているか否かを判定する。そして、比較部１５０は、比較結果に基づいて、出力されるセンサ値ＣＲｅｔを選択する（Ｓ１７）。具体的には、比較部１５０は、閾値Ｔｈ２を超えた第２差分値Δ２Ｘに対応する対象センサ値ＣＸの直前のセンサ値ＣＸ＋１を、センサ値ＣＲｅｔとして選択する。Ｘ＝１からＸ＝Ｍ－２まで順に繰り返すことにより、閾値Ｔｈ２を超えた第２差分値Δ２Ｘが複数存在する場合には、最も過去のセンサ値の直前のセンサ値がセンサ値ＣＲｅｔとして選択される。
　図１１は、出力するセンサ値ＣＲｅｔを選択する処理を説明するための図である。図１１では、第２差分値Δ２１及びΔ２２の２つが閾値Ｔｈ２を超えている。比較部１５０は、閾値Ｔｈ２を超えた２つの第２差分値Δ２１及びΔ２２のうち、最も過去のセンサ値に対応する第２差分値Δ２２の添字Ｘｍａｘを判別する。ここでは、Ｘｍａｘ＝２であるので、比較部１５０は、センサ値ＣＸｍａｘの直前のセンサ値ＣＸｍａｘ＋１、すなわち、センサ値Ｃ３を、出力されるセンサ値ＣＲｅｔとして選択する。
　次に、図８に示されるように、出力部１６０は、クリック操作が行われた旨を表す判定結果（クリックＯＮの信号）と、選択されたセンサ値ＣＲｅｔと、を出力する（Ｓ１８）。
　［効果など］
　本実施の形態に係る検出方法による検出精度について、ユーザが実際に２秒に１回の頻度でクリック操作を行うことで検証した結果を図１２～図１５に示す。図１２～図１５はそれぞれ、４つの異なる目標値の押圧力からのクリックを繰り返し行った場合のセンサ値の時系列データと、出力されたセンサ値と、を示す図である。各図において、出力されるセンサ値ＣＲｅｔを四角のプロットで表している。各図のＣＲｅｔのプロットに示されるとおり、クリック直前の押し込み量の強弱によらず、おおよそ狙った押し込み量での検出が行えていることが分かる。
　また、ユーザのクリック操作を２倍の速度（１秒に１回）で行った場合を、図１６に示す。図１６は、図１３に示す場合の２倍の速度でクリックを繰り返し行った場合のセンサ値の時系列データと、出力されたセンサ値と、を示す図である。
　図１６には、比較例として、第２差分値Δ２Ｘを算出せずに、第１差分値Δ１Ｘと閾値との比較結果に基づいて、センサ値ＣＲｅｔ（Δ１）を選択した場合も示している。センサ値ＣＲｅｔ（Δ１）の選択方法は、第２差分値Δ２Ｘの代わりに第１差分値Δ１Ｘを用いた点を除いて、センサ値ＣＲｅｔ（Δ２）の選択方法と同じである。なお、比較に用いる閾値は、第１差分値Δ１Ｘの比較に適した値を利用している。
　図１６に示されるように、第１差分値Δ１Ｘの比較結果を用いた場合、センサ値ＣＲｅｔ（Δ１）は、本来選択されるべき目標値（＝４００）からのずれが大きかった。すなわち、第１差分値Δ１Ｘの比較結果を用いた場合、クリック操作の直前のセンサ値の検出精度が低い。
　これに対して、第２差分値Δ２Ｘの比較結果を用いた場合、第１差分値Δ１Ｘの比較結果を用いた場合に比べて、目標値に近い値が検出された回数が多い。つまり、本実施の形態に係る検出方法によれば、クリック操作の直前のセンサ値の検出精度が高いことが分かる。
　以上のように、本開示の一態様に係る検出方法は、静電容量スイッチ１から出力されるセンサ値を周期的に繰り返し取得し、取得したセンサ値を時系列のセンサデータ１７１として記憶部１７０に記憶させる取得ステップと、取得されたセンサ値が閾値Ｔｈ１を超えたか否かを判定する判定ステップと、閾値Ｔｈ１を超えたと判定されたセンサ値、及び、当該センサ値から順に過去の複数のセンサ値をそれぞれ対象センサ値ＣＸとして、対象センサ値ＣＸと当該対象センサ値ＣＸの直前のセンサ値ＣＸ＋１との差分を、対象センサ値ＣＸの第１差分値Δ１Ｘとして算出する第１算出ステップと、閾値Ｔｈ１を超えたと判定されたセンサ値、及び、当該センサ値から順に過去の複数のセンサ値の各々を対象センサ値ＣＸとして、対象センサ値ＣＸの第１差分値Δ１Ｘと、当該対象センサ値ＣＸの直前のセンサ値ＣＸ＋１の第１差分値Δ１Ｘ＋１との差分を、対象センサ値ＣＸの第２差分値Δ２Ｘとして算出する第２算出ステップと、算出された第２差分値Δ２Ｘと閾値Ｔｈ２とを比較し、比較結果に基づいて前記センサデータから一のセンサ値ＣＲｅｔを選択する比較ステップと、選択されたセンサ値ＣＲｅｔを出力する出力ステップと、を含む。
　これにより、クリック操作の直前のセンサ値を精度良く出力することができる。クリック操作の有無だけではなく、クリック操作の直前のセンサ値が出力されるので、様々な機器への応用が可能になり、汎用性が高くなる。出力されるセンサ値の精度も良いので、繊細な操作入力への応用も可能になる。
　また、例えば、比較ステップでは、比較結果に基づいて閾値Ｔｈ２を超えた第２差分値Δ２Ｘに対応する対象センサ値ＣＸの直前のセンサ値ＣＸ＋１を選択する。
　これにより、出力されるセンサ値の精度をより高めることができる。
　また、例えば、比較ステップでは、比較結果に基づいて閾値Ｔｈ２を超えた第２差分値Δ２Ｘが複数存在する場合に、当該複数の第２差分値Δ２Ｘの各々に対応する対象センサ値ＣＸのうち、最も過去のセンサ値ＣＸｍａｘの直前のセンサ値ＣＸｍａｘ＋１を選択する。
　これにより、出力されるセンサ値の精度をより高めることができる。
　また、例えば、出力ステップでは、判定ステップによる判定結果をさらに出力する。
　これにより、クリック操作の有無に相当する判定結果も出力することができる。
　また、本実施の形態に係る検出装置１００は、静電容量スイッチ１から出力されるセンサ値を周期的に繰り返し取得し、取得したセンサ値を時系列のセンサデータ１７１として記憶部１７０に記憶させる取得部１１０と、取得されたセンサ値が閾値Ｔｈ１を超えたか否かを判定する判定部１２０と、閾値Ｔｈ１を超えたと判定されたセンサ値、及び、当該センサ値から順に過去の複数のセンサ値をそれぞれ対象センサ値ＣＸとして、対象センサ値ＣＸと当該対象センサ値ＣＸの直前のセンサ値ＣＸ＋１との差分を、対象センサ値ＣＸの第１差分値Δ１Ｘとして算出する第１算出部１３０と、閾値Ｔｈ１を超えたと判定されたセンサ値、及び、当該センサ値から順に過去の複数のセンサ値の各々を対象センサ値ＣＸとして、対象センサ値ＣＸの第１差分値Δ１Ｘと、当該対象センサ値ＣＸの直前のセンサ値ＣＸ＋１の第１差分値Δ１Ｘ＋１との差分を、対象センサ値ＣＸの第２差分値Δ２Ｘとして算出する第２算出部１４０と、算出された第２差分値Δ２Ｘと閾値Ｔｈ２とを比較し、比較結果に基づいてセンサデータ１７１から一のセンサ値ＣＲｅｔを選択する比較部１５０と、選択されたセンサ値ＣＲｅｔを出力する出力部１６０と、を備える。
　これにより、上述した検出方法と同様に、クリック操作の直前のセンサ値を精度良く出力することができる。クリック操作の有無だけではなく、クリック操作の直前のセンサ値が出力されるので、様々な機器への応用が可能になり、汎用性が高くなる。出力されるセンサ値の精度も良いので、繊細な操作入力への応用も可能になる。
　また、本実施の形態に係る検出システム２は、検出装置１００と、静電容量スイッチ１と、を備える。
　これにより、上述した検出装置１００と同様の効果を得ることができる。
　（他の実施の形態）
　以上、１つ又は複数の態様に係る検出方法、検出装置及び検出システムについて、実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、これらの実施の形態に限定されるものではない。本開示の主旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したもの、及び、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本開示の範囲内に含まれる。
　例えば、図８に示す例では、センサ値Ｃ１が閾値Ｔｈ１を超えた場合に、第１差分値Δ１Ｘ及び第２差分値Δ２Ｘの算出を行ったが、これに限らない。例えば、第１差分値Δ１Ｘ及び第２差分値Δ２Ｘは、センサ値が取得される度に行ってもよい。
　また、比較部１５０によって選択されるセンサ値ＣＲｅｔは、センサ値ＣＸｍａｘ＋１でなくてもよい。つまり、比較部１５０は、閾値Ｔｈ２を超えた複数の第２差分値の各々に対応する対象センサ値のうち、最も過去のセンサ値の直前のセンサ値ではなく、最も過去のセンサ値より２個以上前のセンサ値を選択してもよい。例えば、比較部１５０は、センサ値ＣＸｍａｘ＋２又はセンサ値ＣＸｍａｘ＋３などをセンサ値ＣＲｅｔとして出力してもよい。例えば、ユーザが十分にゆっくりとセンサ値の押し込みを行った後にクリック操作を行った場合には、センサ値ＣＸｍａｘ＋１とセンサ値ＣＸｍａｘ＋２又はＣＸｍａｘ＋３とがほとんど同じ値になる場合がある。このため、センサ値ＣＸｍａｘ＋１の代わりに、センサ値ＣＸｍａｘ＋２又はＣＸｍａｘ＋３が選択されて出力されたとしても、実質的に同等の精度でクリック操作の直前のセンサ値として扱うことができる。
　また、例えば、出力部１６０は、クリック操作がされたことを示す判定結果を出力しなくてもよい。例えば、センサ値ＣＲｅｔの入力を受ける機器が、センサ値ＣＲｅｔが出力されて取得したことをもって、クリック操作がされたと判定してもよい。
　また、上記実施の形態において、特定の処理部が実行する処理を別の処理部が実行してもよい。また、複数の処理の順序が変更されてもよく、あるいは、複数の処理が並行して実行されてもよい。また、検出システム２が備える構成要素の複数の装置への振り分けは、一例である。例えば、一の装置が備える構成要素を他の装置が備えてもよい。また、検出システム２は、単一の装置として実現されてもよい。
　例えば、上記実施の形態において説明した処理は、単一の装置（システム）を用いて集中処理することによって実現してもよく、又は、複数の装置を用いて分散処理することによって実現してもよい。また、上記プログラムを実行するプロセッサは、単数であってもよく、複数であってもよい。すなわち、集中処理を行ってもよく、又は分散処理を行ってもよい。
　また、上記実施の形態において、制御部などの構成要素の全部又は一部は、専用のハードウェアで構成されてもよく、あるいは、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）又はプロセッサなどのプログラム実行部が、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）又は半導体メモリなどの記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。
　また、制御部などの構成要素は、１つ又は複数の電子回路で構成されてもよい。１つ又は複数の電子回路は、それぞれ、汎用的な回路でもよいし、専用の回路でもよい。
　１つ又は複数の電子回路には、例えば、半導体装置、ＩＣ（Integrated Circuit）又はＬＳＩ（Large Scale Integration）などが含まれてもよい。ＩＣ又はＬＳＩは、１つのチップに集積されてもよく、複数のチップに集積されてもよい。ここでは、ＩＣ又はＬＳＩと呼んでいるが、集積の度合いによって呼び方が変わり、システムＬＳＩ、ＶＬＳＩ（Very Large Scale Integration）、又は、ＵＬＳＩ（Ultra Large Scale Integration）と呼ばれるかもしれない。また、ＬＳＩの製造後にプログラムされるＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）も同じ目的で使うことができる。
　また、本開示の全般的又は具体的な態様は、システム、装置、方法、集積回路又はコンピュータプログラムで実現されてもよい。あるいは、当該コンピュータプログラムが記憶された光学ディスク、ＨＤＤ若しくは半導体メモリなどのコンピュータ読み取り可能な非一時的記録媒体で実現されてもよい。また、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラム及び記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
　また、上記の各実施の形態は、請求の範囲又はその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。
　本開示は、汎用性の高い検出方法、検出装置及び検出システムなどとして利用でき、例えば、各種入力装置及びユーザインタフェース装置などに利用することができる。
１　静電容量スイッチ
２　検出システム
１０　取付台
２０　カバーフィルム
３０　プッシュ板
４０　可動接点
５１、５２　可動電極
６１、６２　導電ゴム
７１、７２　絶縁シート
８１、８２　固定電極
９１、９２　導通接点
１００　検出装置
１１０　取得部
１２０　判定部
１３０　第１算出部
１４０　第２算出部
１５０　比較部
１６０　出力部
１７０　記憶部
１７１　センサデータ
１７２　第１差分値データ
１７３　第２差分値データ
Ｃａ　第１容量
Ｃｂ　第２容量

Claims (6)

  1. 　静電容量センサから出力されるセンサ値を周期的に繰り返し取得し、取得したセンサ値を時系列のセンサデータとしてメモリに記憶させる取得ステップと、
    　取得されたセンサ値が第１閾値を超えたか否かを判定する判定ステップと、
    　前記第１閾値を超えたと判定されたセンサ値、及び、当該センサ値から順に過去の複数のセンサ値をそれぞれ対象センサ値として、対象センサ値と当該対象センサ値の直前のセンサ値との差分を、対象センサ値の第１差分値として算出する第１算出ステップと、
    　前記第１閾値を超えたと判定されたセンサ値、及び、当該センサ値から順に過去の複数のセンサ値の各々を対象センサ値として、対象センサ値の第１差分値と、当該対象センサ値の直前のセンサ値の第１差分値との差分を、対象センサ値の第２差分値として算出する第２算出ステップと、
    　算出された第２差分値と第２閾値とを比較し、比較結果に基づいて前記センサデータから一のセンサ値を選択する比較ステップと、
    　選択されたセンサ値を出力する出力ステップと、を含む、
    　検出方法。
  2. 　前記比較ステップでは、前記比較結果に基づいて前記第２閾値を超えた第２差分値に対応する対象センサ値の直前のセンサ値を選択する、
    　請求項１に記載の検出方法。
  3. 　前記比較ステップでは、前記比較結果に基づいて前記第２閾値を超えた第２差分値が複数存在する場合に、当該複数の第２差分値の各々に対応する対象センサ値のうち、最も過去のセンサ値の直前のセンサ値を選択する、
    　請求項１又は２に記載の検出方法。
  4. 　前記出力ステップでは、前記判定ステップによる判定結果をさらに出力する、
    　請求項１～３のいずれか１項に記載の検出方法。
  5. 　静電容量センサから出力されるセンサ値を周期的に繰り返し取得し、取得したセンサ値を時系列のセンサデータとしてメモリに記憶させる取得部と、
    　取得されたセンサ値が第１閾値を超えたか否かを判定する判定部と、
    　前記第１閾値を超えたと判定されたセンサ値、及び、当該センサ値から順に過去の複数のセンサ値をそれぞれ対象センサ値として、対象センサ値と当該対象センサ値の直前のセンサ値との差分を、対象センサ値の第１差分値として算出する第１算出部と、
    　前記第１閾値を超えたと判定されたセンサ値、及び、当該センサ値から順に過去の複数のセンサ値の各々を対象センサ値として、対象センサ値の第１差分値と、当該対象センサ値の直前のセンサ値の第１差分値との差分を、対象センサ値の第２差分値として算出する第２算出部と、
    　算出された第２差分値と第２閾値とを比較し、比較結果に基づいて前記センサデータから一のセンサ値を選択する比較部と、
    　選択されたセンサ値を出力する出力部と、を備える、
    　検出装置。
  6. 　請求項５に記載の検出装置と、
    　前記静電容量センサと、を備える、
    　検出システム。
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