図面 (/)

技術 静電容量式操作装置

出願人 株式会社デンソー
発明者 立石雅彦
出願日 2018年3月6日 (2年1ヶ月経過) 出願番号 2018-040103
公開日 2019年9月12日 (7ヶ月経過) 公開番号 2019-153558
状態 未査定
技術分野 磁界電界応動スイッチ 電子的スイッチII
主要キーワード 本操作装置 最小静電容量 フェイス部材 静電スイッチ 静電容量計 かさ上げ 遷移的 連続押し
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(2019年9月12日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (15)

課題

操作感が良好な静電容量式操作装置を提供する。

解決手段

静電容量式操作装置は、可撓性を有し、スイッチが設定されたフェイス部材と、スイッチに対するタッチ操作を検出するタッチ検出電極と、スイッチに対する押下操作を検出する押下検出電極と、押下検出電極が検出した静電容量に基づいて、押下操作の状態を判定する押下判定部と、を備える。押下判定部は、押下検出電極の静電容量が所定のオン押下閾値TpON以上になると押下状態になったと判定する押下オン判定部と、押下状態になった時点からの押下検出電極の静電容量の最大値Cmaxを記憶する最大値記憶部と、最大値Cmaxから所定の戻り幅ROを差し引いたオフ押下閾値TpOFFを算出するオフ押下閾値算出部と、押下検出電極の静電容量がオフ押下閾値TpOFFを下回ると非押下状態になったと判定する押下オフ判定部と、を有する。

概要

背景

従来、静電容量式操作装置が知られている。特許文献1に開示の装置は、フェイス部材電極状態判定部を備えている。電極は、フェイス部材に対するタップ操作を検出する。状態判定部は、電極の静電容量に関する2つの閾値α,βに基づいて、タップ状態と非接触状態とを識別する。

概要

操作感が良好な静電容量式操作装置を提供する。静電容量式操作装置は、可撓性を有し、スイッチが設定されたフェイス部材と、スイッチに対するタッチ操作を検出するタッチ検出電極と、スイッチに対する押下操作を検出する押下検出電極と、押下検出電極が検出した静電容量に基づいて、押下操作の状態を判定する押下判定部と、を備える。押下判定部は、押下検出電極の静電容量が所定のオン押下閾値TpON以上になると押下状態になったと判定する押下オン判定部と、押下状態になった時点からの押下検出電極の静電容量の最大値Cmaxを記憶する最大値記憶部と、最大値Cmaxから所定の戻り幅ROを差し引いたオフ押下閾値TpOFFを算出するオフ押下閾値算出部と、押下検出電極の静電容量がオフ押下閾値TpOFFを下回ると非押下状態になったと判定する押下オフ判定部と、を有する。

目的

開示されるひとつの目的は、操作感が良好な静電容量式操作装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

可撓性を有し、スイッチ(SW)が設定されたフェイス部材(10)と、前記スイッチに対するタッチ操作を検出するタッチ検出電極(ET)と、前記タッチ検出電極を挟んで前記フェイス部材とは反対側に、前記タッチ検出電極とは所定の空隙を空けて設けられ、前記スイッチに対する押下操作を検出する押下検出電極(EP)と、前記押下検出電極が検出した静電容量に基づいて、前記押下操作の状態を判定する押下判定部(24,224)と、を備え、前記押下判定部は、前記押下検出電極の静電容量が所定のオン押下閾値以上になると押下状態になったと判定する押下オン判定部(25)と、前記押下状態になった時点からの前記押下検出電極の静電容量の最大値を記憶する最大値記憶部(27)と、前記最大値から所定の戻り幅を差し引いたオフ押下閾値を算出するオフ押下閾値算出部(28)と、前記押下検出電極の静電容量が前記オフ押下閾値を下回ると非押下状態になったと判定する押下オフ判定部(26)と、を有する静電容量式操作装置

請求項2

前記押下判定部は、前記押下状態になった時点からの前記押下操作の継続時間計測する継続時間計測部(29)をさらに有し、前記オフ押下閾値算出部は、前記継続時間が所定の長押し判定時間を超えた場合に、前記オフ押下閾値を前記オン押下閾値に一致させる請求項1に記載の静電容量式操作装置。

請求項3

前記押下判定部は、前記非押下状態になった時点からの前記押下検出電極の静電容量の最小値を記憶する最小値記憶部(30)と、前記最大値と前記最小値との間に、連続押下操作用の新たな前記オン押下閾値を設定する連続押下閾値設定部(31)と、をさらに有する請求項1又は2に記載の静電容量式操作装置。

請求項4

前記押下判定部は、前記スイッチに対するタッチ操作が検出された時点の前記押下検出電極の静電容量を補正値として、前記補正値分、前記オン押下閾値をかさ上げするように変更するベース変更部(232)をさらに有する請求項1から3のいずれか1項に記載の静電容量式操作装置。

請求項5

前記スイッチは、共通の前記フェイス部材に対して複数設けられ、前記押下判定部は、所定の前記スイッチに対して前記押下操作がなされ、前記フェイス部材が撓んだ状態で、さらに他の前記スイッチに対して前記タッチ操作だけがなされた場合に、前記オン押下閾値を変更するベース変更部(232)をさらに有する請求項1から3のいずれか1項に記載の静電容量式操作装置。

請求項6

前記オフ押下閾値算出部は、前記最大値から所定の戻り幅を差し引いた値が前記オン押下閾値を下回る場合に、前記オフ押下閾値を前記オン押下閾値に一致させる請求項1から5のいずれか1項に記載の静電容量式操作装置。

技術分野

0001

この明細書による開示は、静電容量式操作装置に関する。

背景技術

0002

従来、静電容量式操作装置が知られている。特許文献1に開示の装置は、フェイス部材電極状態判定部を備えている。電極は、フェイス部材に対するタップ操作を検出する。状態判定部は、電極の静電容量に関する2つの閾値α,βに基づいて、タップ状態と非接触状態とを識別する。

先行技術

0003

特許第5332519号公報

発明が解決しようとする課題

0004

しかしながら、特許文献1の装置では、閾値α,βが予め設定された固定値である。一方、操作者又は操作環境によって、操作の強弱にばらつきが発生し得る。したがって、閾値α,βを予め設定された固定値にすると、操作感が十分良好ではない場合があった。

0005

開示されるひとつの目的は、操作感が良好な静電容量式操作装置を提供することにある。

課題を解決するための手段

0006

ここに開示された静電容量式操作装置の態様は、可撓性を有し、スイッチ(SW)が設定されたフェイス部材(10)と、
スイッチに対するタッチ操作を検出するタッチ検出電極(ET)と、
タッチ検出電極を挟んでフェイス部材とは反対側に、タッチ検出電極とは所定の空隙を空けて設けられ、スイッチに対する押下操作を検出する押下検出電極(EP)と、
押下検出電極が検出した静電容量に基づいて、押下操作の状態を判定する押下判定部(24,224)と、を備え、
押下判定部は、
押下検出電極の静電容量が所定のオン押下閾値以上になると押下状態になったと判定する押下オン判定部(25)と、
押下状態になった時点からの押下検出電極の静電容量の最大値を記憶する最大値記憶部(27)と、
最大値から所定の戻り幅を差し引いたオフ押下閾値を算出するオフ押下閾値算出部(28)と、
押下検出電極の静電容量がオフ押下閾値を下回ると非押下状態になったと判定する押下オフ判定部(26)と、を有する。

0007

このような静電容量式操作装置によると、タッチ検出電極がフェイス部材に設定されたスイッチに対するタッチ操作を検出すると共に、押下検出電極が当該スイッチに対する押下操作を検出する。タッチ操作と押下操作との2段階の操作が検出されることにより、例えば誤ってタッチしただけでスイッチが完全に入ってしまう等の誤操作を抑制することができると共に、タッチ操作を検出した時点で何らかの制御を開始することができるため、操作感を向上させることができる。

0008

さらに、押下検出電極が検出した静電容量に基づいた押下操作の状態判定において、押下状態になった時点から、押下検出電極の静電容量の最大値が記憶され、当該最大値から所定の戻り幅を差し引いたオフ押下閾値が設定される。このオフ押下閾値を下回ると非押下状態になったと判定される。すなわち、最大値から所定の戻り幅だけ操作を戻すと、非押下状態と判定されるので、判定のタイミングが早くなり、良好な操作感が得られる。そして、操作の強弱にばらつきが生じても、その時の押下の強さに対応した最大値に基づいてオフ押下閾値が設定されるので、良好な操作感を操作の強弱のばらつきに関わらず安定的に得ることができる。

0009

なお、括弧内の符号は、後述する実施形態の部分との対応関係を例示的に示すものであって、技術的範囲を限定することを意図するものではない。

図面の簡単な説明

0010

第1実施形態の静電容量式操作装置を示す正面図である。
図1のII−II線断面図である。
第1実施形態の静電容量式操作装置の概略的な構成を示すブロック図である。
第1実施形態の静電容量式操作装置におけるバックライト輝度を説明するためのタイムチャートである。
第1実施形態の静電スイッチオンオフ判定部の詳細を示すブロック図である。
第1実施形態の押下判定部による基本的な挙動を説明するための一例を示すタイムチャートである。
第1実施形態の押下判定部による連続押下操作に対する挙動を説明するための一例を示すタイムチャートである。
第1実施形態の静電容量式操作装置における状態遷移図である。
第1実施形態の静電容量式操作装置による処理のうちS101〜S210までの処理を示すフローチャートである。
第1実施形態の静電容量式操作装置による処理のうちS301〜S310までの処理を示すフローチャートである。
第1実施形態の静電容量式操作装置による処理のうちS401〜S406までの処理を示すフローチャートである。
第2実施形態の押下判定部による基本的な挙動を説明するための一例を示すタイムチャートである。
第2実施形態における図5に対応する図である。
第2実施形態における図9に対応するフローチャートである。

実施例

0011

以下、複数の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部分のみを説明している場合、当該構成の他の部分については、先行して説明した他の実施形態の構成を適用することができる。また、各実施形態の説明において明示している構成の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても複数の実施形態の構成同士を部分的に組み合せることができる。

0012

(第1実施形態)
本開示の第1実施形態よる静電容量式操作装置100は、図1〜3に示すように、例えば車両に搭載されており、車室内の空調に関する設定をするためのエアコンパネルとなっている。本実施形態の操作装置100は、フェイスプレート10上に並んだ複数のスイッチSW(SW1,SW2,SW3)を備えている。各スイッチSWには、それぞれ異なる機能が割り当てられている。各スイッチSWは、操作者がフェイスプレート10に向けて行なうタッチ操作及び押下操作を検出するようになっている。

0013

図4に示すように、各スイッチSWは、操作のない状態ではバックライト輝度が暗くなり、例えばタッチ操作を検出すると、選択状態となってバックライト輝度が中間の輝度となる。各スイッチSWは、さらに押下操作を検出すると、決定状態となって、バックライト輝度がさらに明るくなると共にスイッチSWのオン状態及びオフ状態切り替わるようになっている。したがって、車両の振動等で誤ってスイッチSWに操作者の手が触れてしまっても、それだけではスイッチSWの切り替えが発生しないようになっており、操作装置100における誤操作が生じ難くなっている。

0014

このような操作装置100は、図1〜3に示すように、フェイスプレート10、スイッチSW毎に設けられたタッチ検出電極ET(ET1,ET2,ET3)、スイッチSW毎に設けられた押下検出電極EP(EP1,EP2,EP3)、基板16、制御部20等により構成されている。

0015

フェイスプレート10は、例えば合成樹脂により、平板状に形成されており、可撓性を有して、装置100外部に露出する露出面11を形成している。フェイスプレート10の露出面11上には、各スイッチSWに個別に対応した標識13が並んで配置されている。各スイッチSWの標識13は、そのスイッチSWの機能を表す文字ないしは図柄を有している。

0016

複数のタッチ検出電極ETは、図2に示すように、各フェイスプレート10の露出面11とは反対側の裏面12に貼り付けられて形成されている。より詳細に、各タッチ検出電極ETは、スイッチSWの標識13の裏側にそれぞれ配置されていることで、各スイッチSWに個別に対応している。各タッチ検出電極ETは、操作者の例えば指との距離に基づいた静電容量の変化により生じた電圧変化を、接続線17を通じて、制御部20へ向けた電気信号として出力する。こうして各タッチ検出電極ETは、スイッチSWの標識13に対するタッチ操作を、検出可能に形成されている。

0017

複数の押下検出電極EPは、各タッチ検出電極ETに個別に対応している。各押下検出電極EPは、各タッチ検出電極ETを挟んでフェイスプレート10とは反対側に、タッチ検出電極ETとは空隙を所定間隔に空けて配置されている。これにより、1つのタッチ検出電極ETと1つ押下検出電極EPとが対をなすように互いに対向している。各押下検出電極EPは、平板状に形成された基板16により固定されることで、タッチ検出電極ETに対して一定の間隔を保持可能となっている。

0018

各押下検出電極EPは、対となるタッチ検出電極ETとの距離に応じた静電容量の変化により生じた電圧変化を、接続線18を通じて、制御部20へ向けた電気信号として出力する。こうして各押下検出電極EPは、スイッチSWの標識13に対する押下操作を、検出可能に形成されている。すなわち、操作者が例えば指でフェイスプレート10上のスイッチSWの標識13を押下すると、フェイスプレート10が当該標識13を中心に撓む。その結果、当該標識13に対応したタッチ検出電極ETが押下検出電極EP側へ押し込まれ、タッチ検出電極ETと押下検出電極EPとの距離が近くなる。こうして押下検出電極EPの静電容量が増大し、押下操作が検出可能となるのである。

0019

一方で、タッチ操作だけでは、フェイスプレート10が殆ど撓まないので、タッチ検出電極ETと押下検出電極EPとの距離は、操作のない状態に対して変化しない。したがって、タッチ検出電極ETの静電容量だけが増大することとなり、タッチ操作と押下操作とを識別することが可能となる。

0020

このような原理により、互いに並んだ各スイッチSWは、一対のタッチ検出電極ETと押下検出電極EPとを組み合わせて、操作者によるタッチ操作及び押下操作に対応したスイッチ動作をそれぞれ実現する。

0021

制御部20は、図3に示すように、例えば基板に実装された電子回路主体として構成されている。制御部20は、少なくとも1つのプロセッサ及び少なくとも1つの記憶媒体を有したマイクロコンピュータによって提供されている。プロセッサが記憶媒体に記憶されたコンピュータプログラムを実行することにより、各種処理を実現可能となっている。記憶媒体は、コンピュータによって読み取り可能なプログラムを非一時的に格納する非遷移的実体的記憶媒体となっている。プログラムは、制御部20によって実行されることによって、制御部20をこの明細書に記載される装置として機能させ、この明細書に記載される方法を実行するように制御部20を機能させる。

0022

制御部20が提供する手段及び/又は機能は、実体的なメモリに記録されたソフトウェア及びそれを実行するコンピュータ、ソフトウェアのみ、ハードウェアのみ、あるいはそれらの組合せによって提供することができる。例えば、制御部20がハードウェアである電子回路によって提供される場合、それが多数の論理回路を含むデジタル回路、又はアナログ回路によって提供することができる。

0023

制御部20は、プログラムを実行することにより発現される機能ブロックとして、静電容量計測部21及び静電スイッチオンオフ判定部22を有している。

0024

静電容量計測部21は、各スイッチSWを構成するタッチ検出電極ET及び押下検出電極EPの静電容量を計測する。本実施形態の静電容量計測部21は、静電容量に対応する値として一定時間毎カウント値を計測する。カウント値は、例えばスイッチトキャパシタ回路を用いて得ることができ、タッチ検出電極ET又は押下検出電極EPと電気的に接続されたキャパシタの放充電回数に応じて発生するパルス数カウントすることで得られる。

0025

静電スイッチオンオフ判定部22は、静電容量計測部21による計測結果を用いて、各スイッチSWのオン状態及びオフ状態を判定する。静電スイッチオンオフ判定部22は、図5に示すように、機能ブロックとして、各スイッチSWのタッチ状態及び非タッチ状態を判定するタッチ判定部23と、各スイッチSWの押下状態及び非押下状態を判定する押下判定部24とを有する。静電スイッチオンオフ判定部22は、例えば対象のスイッチSWがタッチ状態かつ押下状態となると、当該スイッチSWのオン状態とオフ状態とを切り替え、その結果を電気信号として空調装置等の外部の機器へ出力する。

0026

ここで、押下判定部24による各スイッチSWの押下判定について、より詳細に説明する。押下判定部24は、機能ブロックとして、押下オン判定部25、押下オフ判定部26、最大値記憶部27、オフ押下閾値算出部28、継続時間計測部29、最小値記憶部30、及び連続押下閾値設定部31を有している。

0027

押下オン判定部25は、対象のスイッチSWにおける押下検出電極EPの静電容量が所定のオン押下閾値TpON以上になると押下状態になったと判定する。オン押下閾値TpONは、例えば200カウントに、予め設定されている。

0028

押下オフ判定部26は、対象のスイッチSWにおける押下検出電極EPの静電容量が所定のオフ押下閾値TpOFFを下回ると非押下状態になったと判定する。オフ押下閾値TpOFFは、オフ押下閾値算出部28による算出結果に基づいて決定される。

0029

最大値記憶部27は、オフ押下閾値算出部28によるオフ押下閾値TpOFFの算出に用いられる最大値Cmaxを記憶する。より詳細に、図6に示すように、最大値記憶部27は、対象のスイッチSWについて、押下オン判定部25が押下状態になったと判定した時点(図6のt1参照)からの対応する押下検出電極EPの静電容量の最大値Cmaxを記憶する。すなわち、押下操作において、操作者がスイッチSWをより押し込むことにより、押下検出電極EPの静電容量が増加し続ければ、最大値記憶部27は、当該静電容量の増大に伴って最大値Cmaxを更新し続ける。操作者がフェイスプレート10を強く押下した状態では、押下検出電極EPの静電容量が600〜800カウント付近の値をとる。操作者が例えば指の力を緩めて当該指を戻し始めると、押下検出電極EPの静電容量は減少に転ずるため、最大値Cmaxの更新は停止される。

0030

オフ押下閾値算出部28は、最大値Cmaxから所定の戻り幅ROを差し引いたオフ押下閾値TpOFFを算出する。すなわち、オフ押下閾値TpOFFは、通常時、TpOFF=Cmax−ROの式により計算される。戻り幅ROは、最大値Cmaxとして想定されている600〜800カウントとオン押下閾値TpONの値との差よりも小さな値に、例えば200カウントに、予め設定されている。操作者が例えば指の力を緩めて当該指を戻し始めることにより、最大値Cmaxから戻り幅RO分、押下検出電極EPの静電容量が減少すると、当該静電容量がオフ押下閾値TpOFFを下回る結果、押下オフ判定部26は、対象のスイッチSWについて非押下状態になったと判定することとなる(図6のt2参照)。

0031

ただし、オフ押下閾値算出部28は、操作者が対象のスイッチSWを長押しした場合に、オフ押下閾値TpOFFをオン押下閾値TpONに一致させるようになっている。このため、継続時間計測部29は、押下オン判定部25が押下状態になったと判定した時点からの押下操作の継続時間を計測するようになっている。この継続時間が長押し判定時間TPHを超えた場合に、押下操作が長押しであると判定され、TpOFF=TpONとされる。長押し判定時間TPHは、例えば400msに予め設定されている。

0032

すなわち、押下操作が長押しである場合に、長押しの間に、車両の振動等により指が意図せず戻ってしまう可能性があり、仮にTpOFF=Cmax−ROの式によりオフ押下閾値TpOFFが設定されると、そのときに戻り幅RO分静電容量が低下してしまうことで非押下状態と判定されてしまう。そこで本実施形態では、TpOFF=TpONとすることで、長押し操作の安定性が高められている。

0033

さて、本操作装置100の各スイッチSWには、長押し操作だけでなく、図7に示すような連続押下操作がなされる可能性がある。こうした連続押下操作に対応するために、最小値記憶部30は、押下オン判定部25が押下状態になった後、さらに押下オフ判定部26が非押下状態になったと判定した時点(図7のt1参照)からの対応する押下検出電極EPの静電容量の最小値Cminを記憶する。押下操作において、操作者が例えば指の力を緩めて当該指を戻すことにより、押下検出電極EPの静電容量が減少し続ければ、最小値記憶部30は、当該静電容量の減少に伴って最小値Cminを更新し続ける。操作者が再びスイッチSWを押し込み始めると、押下検出電極EPの静電容量は再び増加に転ずるため、最小値Cminの更新は停止される。

0034

押下検出電極EPの静電容量が再び増加に転じた時点で、オン押下閾値TpONが一時的に変更される。より詳細に、連続押下閾値設定部31は、最大値記憶部27が記憶した最大値Cmaxと最小値記憶部30が記憶した最小値Cminとの間に、新たなオン押下閾値TpONcontを設定する。特に本実施形態では、新たなオン押下閾値TpONcontは、TpONcont=(Cmax+Cmin)/2の式により算出される。

0035

すなわち、連続押し操作では、操作者がフェイスプレート10の撓みが元に戻る前に次の押下操作に入ってしまう場合があり、押下検出電極EPの静電容量がオン押下閾値TpONを下回る前に、再び増加に転じる可能性がある。このとき、当該静電容量はオン押下閾値TpONを跨がないため、押下判定が正常になされない可能性がある。しかし、本実施形態では、押下検出電極EPの静電容量が再び増加に転じた時点で、オン押下閾値TpONがオン押下閾値TpONcont一時的に変更される。故に、押下オン判定部25は、押下検出電極EPの静電容量が所定のオン押下閾値TpONcont以上になると押下状態になったと判定する(図7のt2参照)ようになり、確実に連続押下操作の判定が実施される。

0036

ここで、仮に最大値Cmaxと最小値Cminの差がわずかである場合、TpONcont=(Cmax+Cmin)/2とすると、例えば車両の振動の影響による操作者の指のふらつき等により、静電容量が不安定になり、誤判定されてしまうことが懸念される。したがって本実施形態では、Cmax−Cmin<MinCapDiffの場合には、TpONcont=Cmin+MinCapDiff/2とすることで、オン押下閾値TpONが最小値Cminから所定値以上離れるようにしている。最小静電容量差分MinCapDiffは、例えば200カウントに予め設定されている。

0037

以下、第1実施形態の制御部20により実行される処理を、フローチャートに基づいて説明する。

0038

本処理では、図8の状態遷移図に示されるように、SW状態という変数が以下のように定義される。SW状態は、0,1,2の値を取る。SW状態が0の値を取る状態は、操作者が対象のスイッチSWにタッチしていない状態又は操作者が当該スイッチSWにタッチしたが押し込んでいない状態(すなわち非押下状態)を示す。SW状態が1の値を取る状態は、0の値の状態から押下オン判定部25が押下状態になったと判定した状態を示す。SW状態が2の値を取る状態、1の値の状態から操作者が例えば指を戻しはじめ、押下オフ判定部26が非押下状態になったと判定したが、スイッチSWから指が離れていない状態を示す。なお、操作装置100の起動時におけるSW状態の初期値は、0となっている。

0039

図9〜11のフローチャートの処理は、所定の周期毎に実施される。本実施形態ではその周期が100msとなっている。本処理は、各スイッチSW1,SW2,SW3に対してそれぞれ実施される。

0040

まず、図9に示すように、ステップS101〜S104では、x番目のスイッチSWに対するタッチ判定を行なう。詳細を以下に説明する。

0041

S101では、x番目のスイッチSWのタッチ検出電極ETの静電容量CTxを計測する。S101の処理後、S102へ移る。

0042

S102では、静電容量CTxがタッチ閾値Tt以上であるか否かを判定する。S102にて肯定判定が下されると、S103へ移る。S102にて否定判定が下されると、S104へ移る。

0043

S103では、x番目のスイッチSWについて、タッチ状態であると判定する。S103の処理後、S201へ移る。

0044

S104では、x番目のスイッチSWについて、SW状態を0の値とし、非タッチ状態かつ非押下状態であると判定する。S104を以って一連の処理を終了する。

0045

次に、図9に示すように、ステップS201〜S210では、x番目のスイッチSWに対する押下判定を行なう。詳細を以下に説明する。

0046

S201では、x番目のスイッチSWの押下検出電極EPの静電容量CPxを計測する。S201の処理後、S202へ移る。

0047

S202では、x番目のスイッチSWについて、現在のSW状態が2であるか否かを判定する。S202にて否定判定が下されると、S203へ移る。S203にて肯定判定が下されると、S206へ移る。

0048

S203(SW状態は0又は1である)では、静電容量CPxがオン押下閾値TpON以上であるか否かを判定する。S203にて肯定判定が下されると、S204へ移る。S203にて否定判定が下されると、S205へ移る。

0049

S204では、x番目のスイッチSWについて、押下状態であると判定する。S205の処理後、ステップS209へ移る。

0050

S205では、x番目のスイッチSWについて、非押下状態であると判定する。S206の処理後、ステップS209へ移る。

0051

S206(SW状態は2である)では、操作者は、x番目のスイッチSWを1回以上押下した後、タッチ状態を維持したまま押下する力を緩めた状態になっている。そこで、静電容量CPxがオン押下閾値TpONcont以上であるか否かを判定する。S206にて肯定判定が下されると、S207へ移る。S206にて否定判定が下されると、S208へ移る。

0052

S207では、x番目のスイッチSWについて、押下状態であると判定する。すなわち、連続押下操作がなされていると判定される。S207の処理後、ステップS209へ移る。

0053

S208では、x番目のスイッチSWについて、非押下状態であると判定する。S208の処理後、ステップS209へ移る。

0054

S209では、x番目のスイッチSWについて、押下状態であるか否かを判定する。S209にて肯定判定が下されると、S301へ移る。S209にて否定判定が下されると、S210へ移る。

0055

S210(SW状態は0又は2である)では、SW状態が0であるか否かを判定する。S210にて肯定判定が下されると、一連の処理を終了する。S210にて否定判定が下されると、S401へ移る。

0056

次に、図10に示すように、ステップS301〜S310では、SW状態が1となる状況下の押下判定を続行する。以下に詳細を説明する。

0057

S301では、SW状態が0であるか否かを判定する。S301にて肯定判定が下されると、S302へ移る。S301にて否定判定が下されると、S303へ移る。

0058

S302(SW状態は0である)では、x番目のスイッチSWについて、S204又はS207にて新たに押下状態になったと判定されているため、SW状態を1に更新する。さらに、最大値CmaxにS201にて計測された静電容量CPxを代入する。加えて、長押し継続時間に0を代入する。S302の処理後、S304へ移る。

0059

S303(SW状態は1である)では、最大値Cmax及び長押し継続時間を更新する。S303の処理後、S304へ移る。

0060

S304(SW状態は1である)では、x番目のスイッチSWについて、継続時間が長押し判定時間TPH以上であるか否かを判定する。S304にて否定判定が下されると、S305へ移る。S304にて肯定判定が下されると、S306へ移る。

0061

S305では、オフ押下閾値TpOFFに、Cmax−ROの値を代入する。S305の処理後、S307へ移る。

0062

S306では、オフ押下閾値TpOFFに、オン押下閾値TpONの値を代入する。S306の処理後、S309へ移る。

0063

S307では、オフ押下閾値TpOFFがオン押下閾値TpONを下回っているか否かを判定する。S307にて肯定判定が下されると、S308へ移る。S308にて否定判定が下されると、S309へ移る。

0064

S308では、オフ押下閾値TpOFFに、オン押下閾値TpONの値を代入する。この処理は、オフ押下閾値TpOFFがオン押下閾値TpONを下回らないようにし、操作感を維持するためのガード処理である。S308の処理後、S309へ移る。

0065

S309では、静電容量CPxがオフ押下閾値TpOFFを下回っているか否かを判定する。S309にて肯定判定が下されると、S310へ移る。S309にて否定判定が下されると、一連の処理を終了する。

0066

S310では、SW状態を2に更新し、非押下状態であると判定する。さらに、最小値Cminに静電容量CPxの値を代入する。S310の処理後、S401へ移る。すなわち、操作者がタッチ状態を維持したまま、押下する力を弱めたことになるので、連続押下を判定するための処理に入る。

0067

次に、図11に示すように、ステップS401〜S404では、x番目のスイッチSWについて連続押下判定を行なう。以下に詳細を示す。

0068

S401では、最小値Cminを更新する。S401の処理後、S402へ移る。

0069

S402では、最小値Cminがオン押下閾値TpONを下回っているか否かを判定する。S402にて肯定判定が下されると、S403へ移る。S402にて否定判定が下されると、S404へ移る。

0070

S403では、最小値Cminにオン押下閾値TpONを代入する。すなわち、最小値Cminが0に近い非常に小さな値になると、オン押下閾値TpONcontが小さな値になり、正常な連続押下判定が困難となるため、これを回避するためこの処理が実施される。S403の処理後、S404へ移る。

0071

S404では、Cmax−Cminの値が最小静電容量差分MinCapDiff以上であるか否かを判定する。S404にて肯定判定が下されると、S405へ移る。S404にて否定判定が下されると、S406へ移る。

0072

S405では、オン押下閾値TpONcontに、(Cmax+Cmin)/2の値を代入する。S405を以って一連の処理を終了する。

0073

S406では、オン押下閾値TpONcontに、MinCapDiff/2の値を代入する。S406を以って一連の処理を終了する。

0074

作用効果
以上説明した第1実施形態の作用効果を以下に改めて説明する。

0075

第1実施形態によると、タッチ検出電極ETがフェイスプレート10に設定されたスイッチSWに対するタッチ操作を検出すると共に、押下検出電極EPが当該スイッチSWに対する押下操作を検出する。タッチ操作と押下操作との2段階の操作が検出されることにより、例えば誤ってタッチしただけでスイッチSWが完全に入ってしまう等の誤操作を抑制することができると共に、タッチ操作を検出した時点で何らかの制御を開始することができるため、操作感を向上させることができる。

0076

さらに、押下検出電極EPが検出した静電容量に基づいた押下操作の状態判定において、押下状態になった時点から、押下検出電極EPの静電容量の最大値Cmaxが記憶され、当該最大値Cmaxから所定の戻り幅RPを差し引いたオフ押下閾値TpOFFが設定される。このオフ押下閾値TpOFFを下回ると非押下状態になったと判定される。すなわち、最大値Cmaxから所定の戻り幅ROだけ操作を戻すと、非押下状態と判定されるので、判定のタイミングが早くなり、良好な操作感が得られる。そして、操作の強弱にばらつきが生じても、その時の押下の強さに対応した最大値Cmaxに基づいてオフ押下閾値TpOFFが設定されるので、良好な操作感を操作の強弱のばらつきに関わらず安定的に得ることができる。

0077

また、第1実施形態によると、押下状態になった時点からの押下操作の継続時間が長押し判定時間TPHを超えた場合に、オフ押下閾値TpOFFがオン押下閾値TpONと一致するように変更される。このようにすることで、長押し時に少し指を戻しただけで非押下状態と判定されることが回避される。故に、長押し操作における安定性が高まり、操作感を向上させることができる。

0078

また、第1実施形態によると、押下状態になった後、さらに非押下状態になった時点からの押下検出電極EPの静電容量の最小値Cminが記憶され、その最小値Cminと最大値Cmaxとの間に、連続押下操作用の新たなオン押下閾値TpONcontが設定される。したがって、連続押下操作をする場合に、当初のオン押下閾値TpONを下回るまで操作の力を緩めなくても、再び押下状態となる判定をすることが可能になる。故に、連続押下操作がより確実に検出されるようになり、操作感を向上させることができる。

0079

また、第1実施形態によると、オフ押下閾値TpOFFは、最大値Cmaxから所定の戻り幅ROを差し引いた値がオン押下閾値TpONを下回る場合に、オン押下閾値TpONに一致される。このようにすることで、操作を戻すときに、操作開始時よりも判定が遅くなることが抑制されるので、操作感を向上させることができる。

0080

(第2実施形態)
第2実施形態は第1実施形態の変形例である。第2実施形態について、第1実施形態とは異なる点を中心に説明する。

0081

図1のMODEスイッチSW1を、操作者としての助手席乗員が押下すると、フェイスプレート10がMODEスイッチSW1部分を中心に撓む。これにより、MODEスイッチSW1の周辺AUTOスイッチSW2におけるタッチ検出電極ET2と押下検出電極EP2との距離が近くなる。したがって、図12に示すように、MODEスイッチSW1の押下検出電極EP1の静電容量だけでなく、AUTOスイッチSW2の押下検出電極EP2の静電容量も高くなる(図12のt1参照)。

0082

このとき、AUTOスイッチSW2のタッチ検出電極ET2を用いて、AUTOスイッチSW2の非タッチ状態が判別されているため、AUTOスイッチSW2が押下状態と判定されることはない。しかしながら、この状態下で、例えば操作者として助手席乗員とは別の運転席乗員がAUTOスイッチSW2に対してタッチ操作する(図12のt2参照)と、押下検出電極EP2の静電容量が高い状態であるため、仮にオン押下閾値TpONを例えば所定の200カウントに固定しておくと、誤って押下状態であると判定されてしまう可能性がある。

0083

図13に示すように、第2実施形態の押下判定部224は、機能ブロックとして、ベース変更部232を有している。ベース変更部232は、オン押下閾値TpONを、補正値としてのベースラインBxを用いて変更する。ベースラインBxは、対象のスイッチSWがタッチされた時点の押下検出電極EPの静電容量である。ベース変更部232は、対象のスイッチSWがタッチされた時点で、オン押下閾値TpONをベースラインBx分かさ上げする変更を行なう。この結果、操作者が、タッチ状態から、例えばTpONの初期値である200カウント分だけ、さらに対象のスイッチSWを押し込まなければ(図12のt3参照)、押下状態とは判定されなくなる。

0084

このベース変更部232による補正は、上述の例のように複数のスイッチSW1,SW2が同時に操作された場合だけでなく、例えば熱によりフェイスプレート10等が膨張し、非押下状態におけるタッチ検出電極ETと押下検出電極EPとの距離が変化してしまった場合の補正、あるいは押下検出電極EPの感度製造誤差を吸収することに対しても効果を発揮する。

0085

以下、第2実施形態の制御部20により実行される処理を、図14のフローチャートに基づいて説明する。

0086

まず、S101〜S104までの処理は、第1実施形態と同様である。S104の処理後、S201へ移り、S201の処理後、S1001へ移る。

0087

S1001では、対象のスイッチSWについて、1周期前のタッチ判定において、非タッチ状態であると判定されたか否かを判定する。S1001にて肯定判定が下されると、S1002へ移る。S1001にて否定判定が下されると、S202へ移る。

0088

S1002では、対象のスイッチSWについて、ベースラインBxに、押下検出電極EPの静電容量CPxを代入する。さらに、オン押下閾値TpONに、Bx+TpONの値を代入する。S1002の処理後、S202へ移る。

0089

S202以降の処理は、第1実施形態と同様である。なお、閾値のうち、ベースラインBx分かさ上げされるのは、オン押下閾値TpONだけである。オフ押下閾値TpOFFは、最大値Cmaxに基づいた可変な値であり、オン押下閾値TpONcontは、最大値Cmax及び最小値Cminに基づいた可変な値であるため、ベースラインBxによる補正の対象外である。

0090

以上説明した第2実施形態によると、スイッチSWに対するタッチ操作が検出された時点の押下検出電極EPの静電容量を補正値として、補正値分、オン押下閾値TpONがかさ上げされる。このようにすると、タッチ操作が検出された時点のフェイスプレート10の撓み位置を基準として、この基準位置からの相対的な電極ET,EP間の距離の変化に基づいて押下操作を検出することができるので、操作者の操作に対して違和感が少ない操作感を実現することができる。

0091

また、第2実施形態によると、所定のスイッチSW1に対して押下操作がなされ、フェイスプレート10が撓んだ状態で、さらに他のスイッチSW2に対してタッチ操作だけがなされた場合に、当該他のスイッチSW2について押下状態になったと判定されることが回避されるように、オン押下閾値TpONが補正される。このようにすると、複数のスイッチSW1,SW2を同時に操作するときに、複数のスイッチSW1,SW2に対して共通に設けられたフェイスプレート10が1つのスイッチSW1又はSW2を操作する場合とは異なる撓み方をしても、押下操作を正確に検出することができる。

0092

(他の実施形態)
以上、複数の実施形態について説明したが、本開示は、それらの実施形態に限定して解釈されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態及び組み合わせに適用することができる。

0093

具体的に変形例1としては、1つのフェイスプレート10に対して形成されるスイッチSWの数は、任意に設定可能である。たとえば、1つのフェイスプレート10に対して、1つのスイッチSWが形成されてもよく、2つ以上のスイッチSWが形成されてもよい。さらに操作装置100は、1つのフェイスプレート10を備えていてもよく、2つ以上のフェイスプレート10を備えていてもよい。タッチ操作及び押下操作の操作対象としては、平板状のフェイスプレート10に限られず、任意のフェイス部材を採用することができる。例えばスイッチ形状に合わせた凹凸を有するフェイス部材を採用することができる。

0094

変形例2としては、押下判定部24は、継続時間計測部29を有していなくてもよい。例えば、長押し操作が想定されないスイッチSWにおいて、押下状態になった時点からの押下操作の継続時間が長押し判定時間TPHを超えても、オフ押下閾値TpOFFをオン押下閾値TpONに一致させなくてもよい。

0095

変形例3としては、連続押下閾値設定部31は、(Cmax+Cmin)/2の値に限られず、最大値Cmaxと最小値Cminとの間にオン押下閾値TpONcontを設定すればよい。オン押下閾値TpONcontは、実現したい操作感に合わせて、(Cmax+Cmin)/2の値よりも最大値Cmax寄りの値又は最小値Cmin寄りの値を、設定することができる。

0096

変形例4としては、押下判定部24は、最小値記憶部30及び連続押下閾値設定部31を有していなくてもよい。例えば、連続押下操作が想定されないスイッチにおいて、連続押下操作用の新たなオン押下閾値TpONcontが設定されなくてもよい。

0097

100静電容量式操作装置、10フェイスプレート(フェイス部材)、24,224押下判定部、25押下オン判定部、26 押下オフ判定部、27最大値記憶部、28オフ押下閾値算出部、EP押下検出電極、ETタッチ検出電極、SW スイッチ

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

  • デクセリアルズ株式会社の「 センサ装置、センサモジュール及び感圧検出方法」が 公開されました。( 2020/02/06)

    【課題】FETを用いた従来の感圧検出回路は、寄生容量の影響が大きいため、感圧検出回路を含むセンサ装置を小型化することができなかった。【解決手段】センサ装置60は、感圧センサ30と、カレントミラー回路を... 詳細

  • デクセリアルズ株式会社の「 センサ装置、センサモジュール及び感圧検出方法」が 公開されました。( 2020/02/06)

    【課題】FETを用いた従来の感圧検出回路は、寄生容量の影響が大きいため、感圧検出回路を含むセンサ装置を小型化することができなかった。【解決手段】センサ装置60は、感圧センサ30に充電される電流が入力さ... 詳細

  • シャープ株式会社の「 電気機器」が 公開されました。( 2020/02/06)

    【課題】動物などが誤って操作部に触れたときの誤作動の可能性を低減させることのできる電気機器を提供する。【解決手段】電気機器の一例である空気清浄機1は、筐体10と、操作部14と、人検知センサ(検知部)1... 詳細

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

関連する公募課題一覧

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ