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技術 検出処理装置および操作検出装置

出願人 株式会社デンソーテン
発明者 小笹隆幸大西康司上林輝彦松本武生藤本知之山本大輔
出願日 2016年4月8日 (2年6ヶ月経過) 出願番号 2016-078457
公開日 2017年10月12日 (1年0ヶ月経過) 公開番号 2017-188048
状態 未査定
技術分野 位置入力装置
主要キーワード TD後 ADサンプリング パルス出力処理 操作検出装置 ダミー処理 占有要求 検出処理装置 完了タイミング
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2017年10月12日)のものです。
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図面 (14)

課題

ユーザ操作に対する検出精度を向上させることができる検出処理装置および操作検出装置を提供する。

解決手段

検出処理装置10は、パルス出力部20と、AD変換部21と、制御部23とを備える。制御部23は、パルス出力部20およびAD変換部21を制御して、パルス電圧検出電極に出力している状態でAD変換部21によって変換されたデジタル値を取得し、取得したデジタル値に基づいてユーザ操作を検出する。さらに、制御部23は、パルス電圧を検出電極へ出力しない状態でAD変換部21へAD変換処理を要求し、AD変換処理の完了通知をAD変換部21から取得したタイミングに基づいて、パルス電圧の出力処理とデジタル値の取得処理との間のタイミング調整を行う。

概要

背景

従来、ユーザーインタフェースとしてタッチパネルタッチキーなどの操作検出装置を備える情報処理装置が増加している。かかる操作検出装置は、ユーザのタッチ操作を検出するものであり、例えば、抵抗膜方式赤外線方式静電容量方式がある。

静電容量方式の操作検出装置は、例えば、静電容量を有する電極を有し、かかる電極の静電容量が無操作状態と比べて増加したことを検出した場合に、ユーザのタッチ操作が行われたと判定する(例えば、特許文献1参照)。

概要

ユーザ操作に対する検出精度を向上させることができる検出処理装置および操作検出装置を提供する。検出処理装置10は、パルス出力部20と、AD変換部21と、制御部23とを備える。制御部23は、パルス出力部20およびAD変換部21を制御して、パルス電圧検出電極に出力している状態でAD変換部21によって変換されたデジタル値を取得し、取得したデジタル値に基づいてユーザ操作を検出する。さらに、制御部23は、パルス電圧を検出電極へ出力しない状態でAD変換部21へAD変換処理を要求し、AD変換処理の完了通知をAD変換部21から取得したタイミングに基づいて、パルス電圧の出力処理とデジタル値の取得処理との間のタイミング調整を行う。A

目的

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ユーザ操作に対する検出精度を向上させることができる検出処理装置および操作検出装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
0件

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請求項1

検出電極パルス電圧を出力するパルス出力部と、前記検出電極の電圧デジタル値へ変換するAD変換部と、前記パルス出力部および前記AD変換部を制御して、前記パルス電圧を前記検出電極に出力している状態で前記AD変換部によって変換された前記デジタル値を取得し、当該デジタル値に基づいてユーザ操作を検出する制御部と、を備え、前記制御部は、前記パルス電圧を前記検出電極へ出力しない状態で前記AD変換部へAD変換処理を要求し、前記AD変換処理の完了通知を前記AD変換部から取得したタイミングに基づいて、前記パルス電圧の出力処理と前記デジタル値の取得処理との間のタイミング調整を行うことを特徴とする検出処理装置

請求項2

前記制御部は、前記タイミング調整が終了した後、複数のパルス電圧を連続して前記パルス出力部から前記検出電極へ出力させるパルス制御部と、前記各パルス電圧が前記検出電極に出力される毎に前記AD変換部によって変換された前記デジタル値を順次取得するAD制御部と、前記AD制御部によって順次取得される前記デジタル値を加算し、当該加算結果に基づいて前記ユーザ操作の検出を行う検出部と、を備えることを特徴とする請求項1に記載の検出処理装置。

請求項3

前記制御部は、第1カウンタと、第2カウンタと、前記完了通知のタイミングに基づいて、前記第1カウンタと前記第2カウンタとをリセットすることによって前記タイミング調整を行う調整部と、を備え、前記パルス制御部は、前記第1カウンタのカウント値に基づいて前記複数のパルス電圧を連続して前記パルス出力部から出力させ、前記AD制御部は、前記第2カウンタのカウント値に基づいて前記AD変換部によって変換された前記デジタル値を順次取得することを特徴とする請求項2に記載の検出処理装置。

請求項4

前記パルス制御部は、前記複数のパルス電圧を前記パルス出力部から出力させる毎に、前記パルス電圧を前記検出電極へ出力しない状態で前記AD変換部へAD変換処理を要求し、前記調整部は、前記完了通知のタイミングに基づいて、前記タイミング調整を実行することを特徴とする請求項3に記載の検出処理装置。

請求項5

前記AD変換部は、第3カウンタと、前記AD変換処理の要求があった場合、前記第3カウンタのカウント値が所定値になった場合に、前記AD変換処理を開始する変換部と、を備え、前記調整部は、前記完了通知のタイミングに基づいて、前記第3カウンタをリセットすることを特徴とする請求項3または4に記載の検出処理装置。

請求項6

前記パルス制御部は、前記タイミング調整が終了した後、前記複数のパルス電圧を予め設定された間隔で連続して前記パルス出力部から前記検出電極へ出力させ、前記AD制御部は、前記タイミング調整が終了した後、前記予め設定された間隔で前記AD変換部へAD変換処理を要求することを特徴とする請求項2〜5のいずれか一つに記載の検出処理装置。

請求項7

前記パルス制御部は、前記複数のパルス電圧を前記検出電極の電荷が残存している状態で連続して前記パルス出力部から前記検出電極へ出力させることを特徴とする請求項2〜6のいずれか一つに記載の検出処理装置。

請求項8

前記検出電極を有する操作部と、請求項1〜7のいずれか一つに記載の検出処理装置と、を備えることを特徴とする操作検出装置

技術分野

0001

本発明は、検出処理装置および操作検出装置に関する。

背景技術

0002

従来、ユーザーインタフェースとしてタッチパネルタッチキーなどの操作検出装置を備える情報処理装置が増加している。かかる操作検出装置は、ユーザのタッチ操作を検出するものであり、例えば、抵抗膜方式赤外線方式静電容量方式がある。

0003

静電容量方式の操作検出装置は、例えば、静電容量を有する電極を有し、かかる電極の静電容量が無操作状態と比べて増加したことを検出した場合に、ユーザのタッチ操作が行われたと判定する(例えば、特許文献1参照)。

先行技術

0004

特開2015−11558号公報

発明が解決しようとする課題

0005

静電容量方式の操作検出装置として、パルス電圧を電極に出力した状態で電極の電圧をAD(アナログ−デジタル)変換部によってAD変換することにより電極の電圧値デジタル値として取得し、かかる取得結果に基づいて電極の静電容量の増加を検出する操作検出装置がある。

0006

しかしながら、例えば、パルス電圧の出力処理とデジタル値の取得処理とを個々に実行するような場合、パルス電圧の出力処理とデジタル値の取得処理とのタイミングがずれてしまい、ユーザのタッチ操作の検出精度が低下するおそれがある。

0007

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ユーザ操作に対する検出精度を向上させることができる検出処理装置および操作検出装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0008

上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明の検出処理装置は、パルス出力部と、AD変換部と、制御部とを備える。前記パルス出力部は、検出電極にパルス電圧を出力する。前記AD変換部は、前記検出電極の電圧をデジタル値へ変換する。前記制御部は、前記パルス出力部および前記AD変換部を制御して、前記パルス電圧を前記検出電極に出力している状態で前記AD変換部によって変換された前記デジタル値を取得し、当該デジタル値に基づいてユーザ操作を検出する。また、前記制御部は、前記パルス電圧を前記検出電極へ出力しない状態で前記AD変換部へAD変換処理を要求し、前記AD変換処理の完了通知を前記AD変換部から取得したタイミングに基づいて、前記パルス電圧の出力処理と前記デジタル値の取得処理との間のタイミング調整を行う。

発明の効果

0009

本発明によれば、ユーザ操作に対する検出精度を向上させることができる検出処理装置および操作検出装置を提供することができる。

図面の簡単な説明

0010

図1Aは、実施形態にかかる操作検出装置を有する電子装置の構成例を示す図である。
図1Bは、実施形態にかかる検出処理装置の制御部が行う処理の説明図である。
図2は、実施形態にかかる検出処理装置の具体的構成例を示す図である。
図3は、カウンタカウンタ値と、AD取得開始要求と、ADサンプリング実行タイミングとの関係を示す図である。
図4は、パルス電圧と電極電圧との関係を示す図である。
図5は、検出部による検出処理の説明図である。
図6は、制御部における処理タイミングについての説明図である。
図7は、制御部における他の処理タイミングについての説明図である。
図8は、パルス出力部からパルス電圧の出力を停止してから再開するまでの処理の他の例を示す図(その1)である。
図9は、パルス出力部からパルス電圧の出力を停止してから再開するまでの処理の他の例を示す図(その2)である。
図10は、制御装置の検出処理の流れを示すフローチャートである。
図11は、ダミー処理の流れを示すフローチャートである。
図12は、主処理の流れを示すフローチャートである。

実施例

0011

以下に、本発明にかかる検出処理装置および操作検出装置の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、かかる実施形態によりこの発明が限定されるものではない。

0012

〔1.電子装置〕
まず、実施形態にかかる操作検出装置を有する電子装置について説明する。図1Aは、実施形態にかかる操作検出装置を有する電子装置の構成例を示す図である。

0013

図1Aに示す電子装置100は、操作検出装置1と、制御装置2と、表示装置3とを備え、制御装置2は、操作検出装置1によって検出されたユーザのタッチ操作に応じた表示画面を表示装置3へ表示する。かかる電子装置100は、例えば、カーナビゲーションなどの車載装置である。

0014

操作検出装置1は、検出処理装置10と、タッチキー11(操作部の一例)と、抵抗12とを備える。検出処理装置10は、パルス出力部20と、AD(アナログ−デジタル)変換部21と、通信部22と、制御部23とを備える。

0015

タッチキー11は、静電容量式のタッチキーであり、例えば、2つの電極が間隔を空けてパネルに配置された検出電極14と、かかる検出電極14上に配置された絶縁部材(図示せず)とを備える。検出電極14は、2つの電極間に静電容量(以下、静電容量Ctと記載する)を有し、かかる静電容量Ctは、上記絶縁部材を介した検出電極14上へのユーザのタッチ操作によって変化する。

0016

パルス出力部20は、制御部23からの制御信号に基づき、検出電極14にパルス電圧Vpを出力する。AD変換部21は、制御部23からのAD取得開始要求に基づき、検出電極14の電圧(以下、電極電圧Vtと記載する)をサンプリングし、かかる電極電圧Vtをデジタル値(以下、AD値と記載する場合がある)へ変換する。

0017

制御部23は、パルス出力部20およびAD変換部21を制御し、パルス電圧Vpを検出電極14に出力している状態でAD変換部21によって変換されたAD値を取得し、かかるAD値に基づいてユーザのタッチ操作を検出する。制御部23は、タッチキー11へタッチ操作があったことを検出した場合に、かかる検出結果を通信部22から制御装置2へ通知する。

0018

パルス出力部20から出力されるパルス電圧Vpは抵抗12を介して検出電極14に出力されるため、電極電圧Vtは、抵抗12と検出電極14の静電容量Ctとに基づく時定数立ち上がりが遅くなる。そして、上述したように、タッチキー11に対するユーザのタッチ操作によって検出電極14の静電容量Ctが上昇する。

0019

そのため、タッチキー11に対するユーザのタッチ操作がある場合、かかるタッチ操作がない場合に比べ、電極電圧Vtの立ち上がりが遅くなる。そこで、制御部23は、AD変換部21によって変換されたAD値が低くなった場合に、タッチ操作があったことを検出するようにしている。

0020

かかる制御部23は、パルス出力処理とAD取得処理とを個別に動作することができるように構成されているが、AD変換部21が他の処理で使用されている場合がある。そのため、例えば、パルス電圧Vpをパルス出力部20から出力させるタイミングに対してAD変換部21からAD値を取得するタイミングがずれて、タッチキー11の静電容量Ctの変化を精度よく検出することができないおそれがある。

0021

そこで、制御部23は、パルス電圧Vpを検出電極14へ出力しない状態でAD変換部21からAD値を取得する処理(以下、ダミー処理と記載する場合がある)を行い、かかるダミー処理の完了タイミングに基づいて、パルス電圧Vpの出力処理とAD値の取得処理との間のタイミング調整を行うようにしている。

0022

図1Bは、制御部23が行う処理の説明図である。かかる処理において、制御部23は、まず、AD変換部21を占有するためにダミー処理を行い、その後、パルス電圧Vpの出力処理とAD値の取得処理を行う。これにより、AD変換部21を占有した後に、パルス電圧Vpの出力処理とAD値の取得処理を行うことができ、タッチ操作の検出を精度よく行うことができる。

0023

図1Bに示すように、制御部23は、ダミー処理において、まず、時刻t1において、パルス電圧Vpを検出電極14へ出力しない状態でAD変換部21に対してAD変換処理を要求するAD取得開始要求を行う。AD変換部21に対してAD変換処理が完了すると、時刻t2において、AD変換部21からAD値を含むAD処理完了通知(AD変換処理の完了通知の一例)を制御部23へ送信し、制御部23は、AD処理完了通知を受信する。制御部23は、ダミー処理において、AD変換部21から通知されるAD値は無視する。

0024

そして、制御部23は、時刻t2においてAD処理完了通知を受信した場合、パルス電圧Vpの出力処理とAD値の取得処理との間のタイミング調整を行う。例えば、制御部23は、AD処理完了通知を受信した時刻t2(または、時刻t2から所定時間後)からパルス電圧Vpの出力処理とAD値の取得処理とを開始する。

0025

制御部23は、パルス電圧Vpの出力処理として、時刻t2から所定時間T1後の時刻t3において、パルス出力部20から検出電極14へパルス電圧Vpの出力を開始する。また、制御部23は、AD値の取得処理として、時刻t3から所定時間T2(時刻t2から所定時間T11)後の時刻t4において、AD変換部21に対してAD取得開始要求を行う。

0026

AD変換部21は、AD取得開始要求を受信すると、時刻t5において、サンプリング処理(以下、ADサンプルまたはADサンプリングと記載する場合がある)を実行し、その後、時刻t6において、AD値を含むAD処理完了通知を制御部23へ送信する。

0027

AD変換部21が他の処理で占有されている場合にパルス電圧Vpの出力処理とAD値の取得処理を開始した場合、パルス電圧Vpの出力タイミングとAD値の取得タイミングとがずれてしまい、タッチ操作の検出を精度よく行うことができないおそれがある。一方で、制御部23は、ダミー処理によってAD変換部21を占有した後に、パルス電圧Vpの出力処理とAD値の取得処理を開始することから、タッチ操作の検出を精度よく行うことができる。

0028

なお、制御部23の上述した処理は、制御装置2からの制御によって行うこともできる。例えば、制御部23は、制御装置2とパルス出力部20およびAD変換部21との間のやり取りを介在するように動作し、制御装置2が上述した処理を実行する。この場合、検出処理装置10と制御装置2とで検出処理装置が構成され、検出処理装置10の制御部と制御装置2の制御部とが検出処理装置の制御部になる。

0029

〔2.検出処理装置〕
次に、上述した検出処理装置10の具体的構成について説明する。図2は、検出処理装置10の具体的構成例を示す図である。なお、図1および図2に示す検出処理装置10では、説明を分かり易くするために、一つのタッチキー11へのタッチ操作を検出する例を説明するが、検出処理装置10は、複数のタッチキー11に対して同様の処理を行うことができる。

0030

図2に示すように、検出処理装置10は、図1Aに示す構成と同様に、パルス出力部20と、AD変換部21と、通信部22と、制御部23とを備える。かかる検出処理装置10は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、入出力ポート、および、A/D変換器などを有する集積回路によって構成される。かかる集積回路は、例えば、CPU内蔵のASIC(Application Specific IntegratedCircuit)である。

0031

CPUがROMに記憶されているプログラム読み出し、RAMを作業領域としてプログラムを実行することによって、検出処理装置10は、パルス出力部20、AD変換部21、通信部22および制御部23として機能する。なお、検出処理装置10は、例えば、FPGA(Field Programmable Gate Array)等の集積回路によって実現することもできる。

0032

パルス出力部20は、出力ポートであり、タッチキー11の検出電極14へパルス電圧Vpを出力することができる。なお、タッチキー11が複数ある場合には、複数の出力ポートをパルス出力部20とすることで、各タッチキー11の検出電極14へパルス電圧Vpを出力することができる。

0033

AD変換部21は、AD変換のチャンネルを複数有するADコンバータである。タッチキー11が複数ある場合、AD変換部21は、それぞれのタッチキー11の検出電極14の電圧をそれぞれ異なるチャンネルによってAD変換を行ってデジタル値として出力することができる。

0034

また、AD変換部21は、例えば、電源電圧VBやセンサ(図示せず)などにも接続されており、検出電極14に接続されたチャンネルとは異なるチャンネルで、かかる電源電圧やセンサの検出値をデジタル値にAD変換することができる。

0035

AD変換部21は、AD制御部41から占有要求を含むAD取得開始要求があった場合に、かかる占有要求が解除されるまで、占有要求元に対するAD取得開始要求を優先して受け付け、占有要求元以外からのAD取得開始要求を待たせることができる。

0036

AD変換部21は、カウンタ30と、変換部31とを有している。カウンタ30は、所定時間TC毎にカウンタ値を1つずつインクリメントしていく。変換部31は、AD変換のチャンネルを複数有しており、制御部23からAD取得開始要求があった場合に、カウンタ30のカウンタ値に基づいて、かかるAD取得開始要求に対応するチャンネルでAD変換の対象となる電圧をサンプリングしてAD値へ変換する。

0037

図3は、カウンタ30のカウンタ値と、AD取得開始要求と、ADサンプリングの実行タイミングとの関係を示す図である。図3に示すように、変換部31は、AD制御部41からAD取得開始要求があった場合、カウンタ30のカウンタ値が所定値CA1(図3に示す例では「15」)になったタイミングでAD変換の対象となる電圧をサンプリングするADサンプリングを実行する。

0038

したがって、カウンタ30のカウンタ値が所定値CA1の1つ前の値(例えば、「14」)のときにAD取得開始要求があると、カウンタ値が1つだけインクリメントされたときにADサンプリングが実行されるため、AD取得開始要求から最短時間でADサンプリングが実行される。

0039

一方、カウンタ30のカウンタ値が所定値CA1のときにAD取得開始要求があると、カウンタ30のカウンタ値が次に所定値CA1になるときにADサンプリングが実行されるため、AD取得開始要求から最長時間でADサンプリングが実行されることになる。

0040

しかしながら、制御部23からAD取得開始要求があった後、カウンタ30のカウンタ値が所定値になった場合に、ADサンプリングを実行することから、AD処理完了通知されるタイミングをカウンタ30のカウンタ値に応じたタイミングにすることができる。

0041

そのため、後述するように、検出処理において繰り返されるADサンプリングのタイミングを検出処理間で同じにすることができ、検出処理間で検出精度のばらつきが生じることを抑制することができる。

0042

図2に戻って検出処理装置10の説明を続ける。通信部22は、制御装置2と操作検出装置1の制御部23との間の通信を行う。制御部23は、例えば、タッチキー11へタッチ操作があったことを検出した場合に、かかる検出結果を通信部22から制御装置2へ通知する。

0043

制御部23は、パルス制御部40と、AD制御部41と、第1カウンタ42と、第2カウンタ43と、タイミング調整部44と、検出部45と、処理部46とを備える。

0044

パルス制御部40は、第1カウンタ42のカウント値に従ったタイミングで、パルス出力部20を制御し、パルス出力部20からタッチキー11の検出電極14に対してパルス電圧Vpを出力する。例えば、パルス制御部40は、第1カウンタ42のカウント値に基づいて、複数のパルス電圧Vpを予め設定された間隔で連続してパルス出力部20から検出電極14へ出力させることができる。

0045

AD制御部41は、AD変換部21に対してAD取得開始要求を行い、AD変換部21からAD値を含むAD処理完了通知を受信する。かかるAD制御部41は、例えば、ダミー処理におけるAD取得開始要求を行った後、第2カウンタ43のカウント値に従ったタイミングで、AD変換部21に対してAD取得開始要求を行うことができる。

0046

例えば、AD制御部41は、ダミー処理におけるAD取得開始要求を行った後、予め設定された間隔で連続してAD変換部21に対してAD取得開始要求を行い、AD変換部21によって変換されたAD値を順次取得することができる。

0047

なお、AD制御部41は、ダミー処理におけるAD取得開始要求を行う際に、AD変換部21を占有する要求を含むAD取得開始要求を行うことができる。かかる要求により、AD変換部21は、AD制御部41によって占有され、かかる占有が解除されるまで、処理部46によるAD取得開始要求を待たせることができる。

0048

なお、AD変換部21は、占有の状態の解除を、例えば、AD制御部41から占有を解除する要求があった場合に行ったり、AD制御部41からのAD取得開始要求が所定時間以上なくなった場合に行ったりすることができる。

0049

第1カウンタ42は、所定時間TA毎にカウンタ値を1つずつインクリメントしていき、また、第2カウンタ43は、所定時間TB毎にカウンタ値を1つずつインクリメントしていく。ここでは、所定時間TAと所定時間TBとは異なるが、所定時間TAと所定時間TBとは同じであってもよい。

0050

タイミング調整部44は、第1カウンタ42、第2カウンタ43およびカウンタ30をリセットして、第1カウンタ42のカウンタ値と第2カウンタ43のカウンタ値とカウンタ30のカウンタ値をそれぞれ初期化する。かかるタイミング調整部44は、例えば、ダミー処理においてAD処理完了通知を受信したタイミングまたはこのタイミングから所定時間TD後に第1カウンタ42、第2カウンタ43およびカウンタ30をリセットすることができる。

0051

検出部45は、AD制御部41によって取得されたAD値に基づいて、ユーザのタッチキー11へのタッチ操作の検出を行う。例えば、検出部45は、検出処理毎にAD制御部41によって順次取得されるAD値を加算し、当該加算結果(検出処理毎のAD値の総和)に基づいてタッチ操作の検出を行うことができる。

0052

検出部45は、例えば、AD値の加算結果が閾値Cth以下である場合に、ユーザのタッチキー11へのタッチ操作があると判定し、AD値の加算結果が閾値Cthを超える場合に、ユーザのタッチキー11へのタッチ操作がないと判定することができる。

0053

処理部46は、AD変換部21によってデジタル化された電源電圧VBの値やセンサの検出結果などに応じた処理を行うことができる。例えば、処理部46は、所定周期でAD変換部21に対して取得要求を行い、AD変換部21によって電子装置100の電源電圧VBの値をデジタル値へ変換させ、かかるデジタル値をAD変換部21から取得して電源電圧VBの異常を検出することができる。

0054

ここで、図4を参照して、パルス出力部20から出力されるパルス電圧Vpと、AD変換部21で検出される電極電圧Vtとの関係について説明する。図4は、パルス電圧Vpと電極電圧Vtとの関係を示す図である。なお、図4に示す例では、タッチ操作がない場合の電極電圧Vtを「Vt1」とし、タッチ操作がある場合の電極電圧Vtを「Vt2」としている。

0055

図4に示すように、パルス出力部20からパルス電圧Vpが出力された場合、タッチ操作がある場合の電極電圧Vt2は、タッチ操作がない場合の電極電圧Vt1より、電圧の立ち上がり遅い。そこで、検出部45は、パルス出力部20からパルス電圧Vpを出力させている状態でAD変換部21により電極電圧Vtをサンプリングさせ、かかるAD変換部21から出力されるAD値の大きさに基づいて、タッチキー11へのユーザのタッチ操作があるか否かを検出する。

0056

タッチ操作の有無によるAD値の差が小さいと、タッチ操作の検出精度が下がることから、検出部45は、1つのパルス電圧Vpによる電極電圧Vt2のAD値ではなく、複数のパルス電圧Vpによる電極電圧Vt2のAD値の加算値に基づいてタッチ操作の検出を行うようにしている。これにより、タッチ操作の検出精度を向上させることができる。

0057

図5は、検出部45による検出処理の説明図である。図5に示すように、検出処理期間毎に、ダミー処理の後、パルス制御部40によってパルス出力部20からn回(nは2以上の整数)連続して出力させ、かかるn個のパルス電圧Vpによって電極電圧Vtをn回変化させる。

0058

AD制御部41は、各検出処理期間において、ダミー処理の後、AD変換部21へのAD取得開始要求を繰り返しn回ほど行ってn個のAD値を取得し、取得したn個のAD値を加算し、n個のAD値の総和を求める。図5に示す例では、1回目のAD値を「AD1」とし、2回目のAD値を「AD2」とし、n回目のAD値を「ADn」としている。

0059

そして、検出部45は、パルス出力部20から所定数のパルス電圧Vpが出力された後、AD値の加算値(以下、AD加算値と記載する)が閾値Cth以下である場合にユーザのタッチ操作があったと判定する。一方、検出部45は、AD加算値が閾値Cthを超える場合にユーザのタッチ操作がないと判定する。

0060

制御部23は、タッチ操作を検出する上述の一例の処理を繰り返し行う。すなわち、検出処理期間毎に、制御部23は、ダミー処理を行った後、AD取得処理およびパルス出力処理を行って、検出処理期間毎に、AD加算値に基づいてタッチ操作の有無を判定する。このように、制御部23は、AD加算値によってタッチ操作の検出を行うことから、タッチ操作の検出精度を向上させることができる。

0061

ここで、ダミー処理、AD取得処理およびパルス出力処理における各タイミングについて説明する。図6は、制御部23における処理タイミングについての説明図である。操作検出処理を開始すると、AD制御部41は、図6に示す時刻t0において、ダミー処理におけるAD取得開始要求をAD変換部21へ送信する。

0062

AD変換部21は、AD取得開始要求を受信した場合、処理部46によって占有されていなければ、カウンタ30のカウンタ値が所定値CA1になった場合に、電極電圧VtをサンプリングしてAD値へ変換する。そして、カウンタ30のカウンタ値が所定値CA2になった場合に、変換したAD値を含むAD処理完了通知をAD制御部41へ送信する。

0063

一方、AD変換部21は、AD取得開始要求を受信した場合、処理部46によって占有されていれば、かかる占有状態が解除された後であってカウンタ30のカウンタ値が所定値CA1になった場合に、電極電圧VtをサンプリングしてAD値へ変換する。そして、カウンタ30のカウンタ値が所定値CA2になった場合に、変換したAD値を含むAD処理完了通知をAD制御部41へ送信する。

0064

タイミング調整部44は、時刻t10でAD変換部21がAD処理完了通知を受信した場合、第1カウンタ42、第2カウンタ43およびカウンタ30をリセットする。これにより、第1カウンタ42、第2カウンタ43およびカウンタ30のそれぞれのカウンタ値が初期化され、パルス出力処理とAD取得処理との間のタイミング調整が行われる。

0065

パルス制御部40は、時刻t10から所定時間T1後の時刻t11において、パルス出力部20から検出電極14へパルス電圧Vpの出力を開始する。パルス制御部40は、例えば、第1カウンタ42のカウンタ値が所定値Cp1になる時刻t11に、パルス出力部20から検出電極14へのパルス電圧Vpの出力を開始させる。

0066

AD制御部41は、パルス制御部40によってパルス電圧Vpが出力された時刻t11から所定時間T2(時刻t10から所定時間T11)後の時刻t12に、AD取得処理におけるAD取得開始要求をAD変換部21へ送信する。例えば、AD制御部41は、第2カウンタ43のカウンタ値が所定値Ct1になるタイミングをAD取得開始要求の送信タイミングとすることができる。

0067

AD変換部21は、AD取得開始要求を受信した後、カウンタ30のカウンタ値が所定値CA1になる時刻t13で、電極電圧Vtをサンプリングしその後AD変換を行う。AD変換部21は、カウンタ30のカウンタ値が所定値CA2になるタイミングで、AD値を含むAD処理完了通知をAD制御部41へ送信する。

0068

AD制御部41は、AD処理完了通知を受信してAD値を取得し、AD値を記憶する。また、パルス制御部40は、時刻t11から所定時間T21経過後に、パルス出力部20から検出電極14へのパルス電圧Vpの出力を停止する。例えば、パルス制御部40は、第2カウンタ43のカウンタ値が所定値Cp2(>Cp1)になったタイミングをパルス電圧Vpの出力停止タイミングとすることができる。

0069

パルス制御部40は、時刻t14から所定時間T22経過した時刻t21のタイミングで、パルス出力部20から検出電極14への2つ目のパルス電圧Vpの出力を開始させる。例えば、パルス制御部40は、第1カウンタ42のカウンタ値が所定値Cp3(>Cp2)になったタイミングをパルス電圧Vpの出力タイミングとすることができる。

0070

AD制御部41は、2つ目のパルス電圧Vpの出力が開始された後の時刻t22において、AD取得開始要求をAD変換部21へ送信する。時刻t22は、AD制御部41が前回AD取得開始要求を行った時刻t12から所定時間T12経過したタイミングである。AD制御部41は、例えば、第2カウンタ43のカウンタ値が所定値Cd2(>Cd1)になったタイミングをAD取得開始要求の送信タイミングとすることができる。

0071

AD変換部21は、時刻t22においてAD取得開始要求を受信した後、カウンタ30のカウンタ値が所定値CA1になる時刻t23で、電極電圧Vtをサンプリングし、その後AD変換を行う。AD変換部21は、カウンタ30のカウンタ値が所定値CA2になるタイミングで、AD値を含むAD処理完了通知をAD制御部41へ送信する。AD制御部41は、AD処理完了通知を受信してAD値を取得し、AD値を記憶する。

0072

また、パルス制御部40は、AD制御部41によってAD処理完了通知が受信された後に、パルス出力部20から検出電極14へのパルス電圧Vpの出力を停止する。以降、AD制御部41およびパルス制御部40は、時刻t21〜t24の処理と同様に、時刻t31〜t34での処理を行う。

0073

これにより、パルス制御部40は、ダミー処理によるタイミング調整が終了した後、複数のパルス電圧Vpを予め設定された間隔(例えば、所定時間T23)で連続してパルス出力部20から検出電極14へ出力させることができる。また、AD制御部41は、ダミー処理によるタイミング調整が終了した後、予め設定された間隔(例えば、所定時間T22)でAD変換部21へAD取得開始要求を送信することができる。

0074

このように、制御部23は、第1カウンタ42のカウント値に基づいてパルス出力処理を、第2カウンタ43のカウント値に基づいてAD取得処理を行い、AD変換部21の変換部31は、カウンタ30のカウント値に基づいて、AD変換処理を行う。

0075

そのため、検出処理内における「AD1」〜「ADn」の取得タイミング(時刻t13、t23、33、・・・)はパルス電圧Vpの出力タイミングに対して互いに同じにならない場合がある。すなわち、時刻12と時刻t13との間の時間T31、時刻22と時刻t23との間の時間T32、時刻32と時刻t33との間の時間T33、・・・は、互いに同じにならない場合がある。

0076

しかしながら、制御部23は、ダミー処理におけるAD変換部21からのAD処理完了通知の受信タイミングに基づいて、第1カウンタ42、第2カウンタ43およびカウンタ30のそれぞれのカウント値を初期化する。

0077

そのため、ダミー処理において、パルス出力処理とAD取得処理とAD変換部21との間のタイミング調整が行われ、検出処理同士で、複数のAD値の取得タイミングを同じにすることができる。例えば、1回目の検出処理における時間t13、t23、t33、・・・と、2回目以降の各検出処理における時間t13、t23、t33、・・・とを同じタイミングにすることができる。したがって、検出処理間で検出精度を一定にすることができ、ユーザのタッチ操作の検出精度を向上させることができる。

0078

また、図6に示す例では、パルス制御部40は、第1カウンタ42のカウンタ値のみで処理を行い、AD制御部41は、第2カウンタ43のカウンタ値のみで処理を行ったがかかる例に限定されない。例えば、パルス制御部40は、第1カウンタ42のカウンタ値に加え、時刻t14、t24、t34からの経過時間に基づいて処理を行い、AD制御部41は、第2カウンタ43のカウンタ値に加え、t11、t21、t31からの経過時間に基づいて処理を行うことができる。

0079

図7は、制御部23における他の処理タイミングについての説明図である。なお、図7に示す時刻t0〜t11の処理は図6に示す時刻t0〜t11の処理と同じであるため、時刻t11以降の処理について説明する。なお、以下において、時刻t14、t24、t34は、AD制御部41によってAD処理完了通知が受信されたタイミングである。

0080

図7に示す処理では、AD制御部41は、パルス制御部40によってパルス電圧Vpの出力が開始された時刻t11(t21、t31、・・・)から所定時間T2後に、AD取得処理におけるAD取得開始要求をAD変換部21へ送信する。例えば、AD制御部41は、第1カウンタ42のカウンタ値が時刻t11(t21、t31、・・・)のカウンタ値から所定値Ct10だけ増加したタイミングをAD取得開始要求の送信タイミングとすることができる。

0081

また、パルス制御部40は、AD処理完了通知を受信した時刻t14(t24、・・・)から所定時間T3経過した時刻t21(t31、・・・)のタイミングで、パルス出力部20から検出電極14への次のパルス電圧Vpの出力を開始させる。例えば、パルス制御部40は、第1カウンタ42のカウンタ値が時刻t14(t24、・・・)のカウンタ値から所定値Cp10だけ増加したタイミングをパルス電圧Vpの出力タイミングとすることができる。

0082

このような処理を行うことで、AD処理完了通知を受信したタイミングに基づいてパルス電圧Vpの出力を開始することができるため、パルス電圧Vpの間隔を短縮することができ、ユーザのタッチ操作に対する反応速度を向上させることができる。

0083

また、上述したパルス制御部40は、パルス出力部20からのパルス電圧Vpの出力を停止した後、検出電極14の2つの電極間に電荷が実質的にゼロになった後に、パルス出力部20からのパルス電圧Vpの出力を開始するが、かかる例に限定されない。図8および図9は、パルス出力部20からパルス電圧Vpの出力を停止してから再開するまでの処理の他の例を示す図である。

0084

図8に示すように、パルス制御部40は、パルス出力部20からのパルス電圧Vpの出力を停止した後、検出電極14の2つの電極間に電荷が残存している状態で、パルス出力部20からのパルス電圧Vpの出力を開始することができる。これにより、検出処理の期間を短縮することができ、ユーザのタッチ操作に対する反応速度を向上させることができる。

0085

この場合、パルス制御部40は、図9に示すように、1つの検出処理が終了すると、検出電極14の2つの電極間に電荷が実質的にゼロになった後に、次の検出処理を実行する。これにより、ユーザのタッチ操作に対する反応速度を向上させつつ、各検出処理の間で、複数のAD値の取得タイミングを同じにすることができる。

0086

なお、上述したパルス制御部40、AD制御部41、第1および第2カウンタ42、43、タイミング調整部44、検出部45の少なくとも一部の機能(処理)を制御装置2の制御部に持たせることができる。

0087

例えば、制御装置2の制御部は、検出処理装置10の制御部23に対してダミー処理を要求し、制御部23は、ダミー処理におけるAD取得開始要求をAD変換部21へ送信する。制御部23はAD処理完了通知を受信すると、AD処理完了通知を受信した旨の通知を制御装置2の制御部へ行う。制御装置2の制御部は、かかる通知を受け取った場合に、第1カウンタ42、第2カウンタ43およびカウンタ30のリセットの要求を制御部23に対して行い、制御部23は、制御装置2の制御部からの要求に基づいて、これらのカウンタ42、43、30をリセットする。このように、制御装置2の制御部は操作検出装置の一部として機能することもできる。

0088

〔3.検出処理装置の検出処理フロー〕
図10は、検出処理装置10の検出処理の流れを示すフローチャートである。かかる処理は、例えば、検出処理装置10の制御部23によって繰り返し行われる。

0089

図10に示すように、検出処理装置10の制御部23は、ダミー処理を実行し(ステップS1)、その後、主処理を実行する(ステップS2)。以下、まず、ダミー処理について説明する。図11は、ダミー処理の流れを示すフローチャートである。

0090

図11に示すように、制御部23は、ダミー処理を開始すると、例えば所定時間T0が経過した後に、パルス出力部20からパルス電圧Vpを検出電極14へ出力させていない状態でAD変換部21に対してAD取得開始要求を送信する(ステップS10)。

0091

その後、制御部23は、AD変換部21からAD処理完了通知を受信したか否かを判定する(ステップS11)。制御部23は、かかる処理をAD処理完了通知を受信するまで繰り返し行う。AD処理完了通知を受信したと判定した場合(ステップS11;Yes)、制御部23は、第1カウンタ42、第2カウンタ43およびカウンタ30をリセットし(ステップS12)、図11に示す処理を終了する。

0092

次に、主処理について説明する。図12は、主処理の流れを示すフローチャートである。図12に示すように、主処理を開始すると、制御部23は、第1カウンタ42のカウンタ値に基づいて所定時間が経過したと判定すると、パルス出力部20から検出電極14へのパルス電圧Vpの出力を開始させる(ステップS20)。

0093

ステップS20の処理が終了した後、制御部23は、第2カウンタ43のカウンタ値に基づいて所定時間が経過したと判定すると、AD取得開始要求をAD変換部21へ送信する(ステップS21)。その後、制御部23は、AD変換部21からAD処理完了通知を受信したか否かを判定する(ステップS22)。制御部23は、かかる処理をAD処理完了通知を受信するまで繰り返し行う。

0094

AD処理完了通知を受信したと判定した場合(ステップS22;Yes)、制御部23は、AD処理完了通知に含まれるAD値を取得する(ステップS23)。また、第1カウンタ42のカウンタ値に基づいて所定時間が経過したと判定すると、パルス出力部20から検出電極14へのパルス電圧Vpの出力を停止する(ステップS24)。

0095

その後、制御部23は、n個のAD値を取得したか否かを判定する(ステップS25)。n個のAD値を取得していないと判定した場合(ステップS25;No)、制御部23は、処理をステップS20へ移行する。一方、n個のAD値を取得したと判定した場合(ステップS25;Yes)、制御部23は、n個のAD値の総和を算出する(ステップS26)。なお、制御部23は、AD値を取得する毎にAD値を加算することでn個のAD値の総和を求めることもできる。

0096

制御部23は、AD値の総和(加算値)が閾値Cth以下であるか否かを判定する(ステップS27)。制御部23は、AD値の総和が閾値Cth以下であると判定した場合(ステップS27;Yes)、ユーザのタッチ操作があったと判定する(ステップS28)。一方、AD値の総和が閾値Cth以下ではないと判定した場合(ステップS27;No)、ユーザのタッチ操作がないと判定する(ステップS29)。制御部23は、ステップS28、S29の処理を終了すると、図12に示す処理を終了する。

0097

〔4.その他〕
上述した例では、操作部の一例として、操作検出装置1においてタッチキー11を有する例を説明したが、複数の検出電極14がマトリクス状に配置されたタッチパネルを操作部とすることもできる。

0098

また、上述した例では、タイミング調整部44は、第1カウンタ42、第2カウンタ43およびカウンタ30をリセットする例を説明したが、AD変換部21がカウンタ30を有しない構成であってもよい。この場合、AD変換部21がAD取得開始要求を受け付けてから所定時間後にAD処理完了通知を送信することで、第1カウンタ42および第2カウンタ43のみをリセットすることでタイミング調整を行うことができる。

0099

〔5.効果等〕
実施形態にかかる検出処理装置10は、パルス出力部20と、AD変換部21と、制御部23とを備える。パルス出力部20は、検出電極14にパルス電圧Vpを出力する。AD変換部21は、検出電極14の電圧である電極電圧VtをAD値(デジタル値の一例)へ変換する。制御部23は、パルス出力部20およびAD変換部21を制御して、パルス電圧Vpを検出電極に出力している状態でAD変換部21によって変換されたAD値を取得し、このAD値に基づいてユーザのタッチ操作(ユーザ操作の一例)を検出する。さらに、制御部23は、パルス電圧Vpを検出電極14へ出力しない状態でAD変換部21へAD取得開始要求(AD変換処理の要求の一例)を行い、AD処理完了通知(AD変換処理の完了通知の一例)をAD変換部21から取得したタイミングに基づいて、パルス電圧Vpの出力処理とAD値の取得処理との間のタイミング調整を行う。これにより、AD変換部21を占有した後に、パルス電圧Vpの出力処理とAD値の取得処理を開始することができることから、タッチ操作の検出を精度よく行うことができる。

0100

また、制御部23は、パルス制御部40と、AD制御部41と、検出部45とを備える。パルス制御部40は、上記タイミング調整が終了した後、複数のパルス電圧Vpを連続してパルス出力部20から検出電極14へ出力させる。AD制御部41は、各パルス電圧Vpが検出電極14に出力される毎にAD変換部21によって変換されたAD値を順次取得する。検出部45は、AD制御部41によって順次取得されるAD値を加算し、当該加算結果に基づいてユーザのタッチ操作の検出を行う。これにより、タッチ操作の有無によるAD値の変化が小さい場合であっても、タッチ操作の検出を精度よく行うことができる。

0101

また、制御部23は、第1カウンタ42と、第2カウンタ43と、タイミング調整部44(調整部の一例)とを備える。タイミング調整部44は、AD処理完了通知のタイミングに基づいて、第1カウンタ42と第2カウンタ43とをリセットすることによって上記タイミング調整を行う。パルス制御部40は、第1カウンタ42のカウント値に基づいて複数のパルス電圧Vpを連続してパルス出力部20から出力させる。AD制御部41は、第2カウンタ43のカウント値に基づいてAD変換部21によって変換されたAD値を順次取得する。これにより、第1カウンタ42のカウント値と第2カウンタ43のカウント値のスタート位置を合せることができ、パルス電圧Vpの出力処理とAD値の取得処理とのタイミング調整を容易に行うことができる。

0102

また、パルス制御部40は、複数のパルス電圧Vpをパルス出力部20から出力させる毎に、パルス電圧Vpを検出電極14へ出力しない状態でAD変換部21へAD取得開始要求を送信するダミー処理を行う。タイミング調整部44は、AD処理完了通知のタイミングに基づいて、上記タイミング調整を実行する。これにより、タッチ操作の検出処理間で検出精度を一定にすることができ、ユーザのタッチ操作の検出精度を向上させることができる。

0103

また、AD変換部21は、カウンタ30(第3カウンタの一例)と、変換部31とを備える。変換部31は、AD取得開始要求(AD変換処理の要求の一例)があった場合、カウンタ30のカウント値が所定値になった場合に、AD変換処理を開始する。タイミング調整部44は、AD処理完了通知のタイミングに基づいて、カウンタ30をリセットする。これにより、タッチ操作の検出処理間で検出精度を一定にすることができ、ユーザのタッチ操作の検出精度を向上させることができる。

0104

また、パルス制御部40は、上記タイミング調整が終了した後、複数のパルス電圧Vpを予め設定された間隔(例えば、図6に示す所定時間T23)で連続してパルス出力部20から検出電極14へ出力させる。また、AD制御部41は、上記タイミング調整が終了した後、予め設定された間隔(例えば、図6に示す所定時間T22)でAD変換部21へAD取得開始要求を送信する。これにより、例えば、パルス電圧Vp毎のAD値の取得タイミングを調整する必要が無く、タッチキー操作の検出処理における処理時間を短縮することができ、ユーザのタッチ操作に対する反応速度を向上させることができる。

0105

また、パルス制御部40は、検出電極14の電荷が残存している状態で複数のパルス電圧Vpを連続してパルス出力部20から検出電極14へ出力させる。これにより、検出処理の期間を短縮することができ、ユーザのタッチ操作に対する反応速度を向上させることができる。

0106

また、実施形態にかかる操作検出装置1は、検出電極14を有するタッチキー11(操作部の一例)と、検出処理装置10とを備える。これにより、タッチ操作の検出を精度よく行うことができる操作検出装置1を提供することができる。

0107

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

0108

1操作検出装置
2制御装置
3表示装置
10検出処理装置
11タッチキー
12抵抗
14検出電極
20パルス出力部
22通信部
23 制御部
30カウンタ(第3カウンタの一例)
31 変換部
40パルス制御部
41 AD制御部
42 第1カウンタ
43 第2カウンタ
44タイミング調整部(調整部の一例)
45 検出部
46 処理部
100 電子装置

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