(57)【要約】【課題】タッチセンサの接触状態の開始及び終了を正確に検知し、接触状態の継続時間を判定するためのタッチセンサスイッチ装置の提供。【解決手段】  接触の有無を検知し、検知信号を出力するタッチセンサ１と、タッチセンサ１から出力された検知信号を微分し、微分信号を出力する微分回路２と、微分回路２から出力された微分信号の値が第１閾値以下の場合、接触状態と判定し、微分信号の値が第２閾値以上の場合、非接触状態と判定し、且つ、微分信号の値が第１閾値より高く、記第２閾値未満の場合、直前の状態の継続状態と判定する判定部４とを備える。【選択図】図１
2007150733.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
接触の有無を検知し、検知信号を出力するタッチセンサと、
上記タッチセンサから出力された検知信号を微分し、微分信号を出力する微分回路と、
上記微分回路から出力された微分信号の値が第１閾値以下の場合、接触状態と判定し、微分信号の値が第２閾値以上の場合、非接触状態と判定し、且つ、微分信号の値が上記第１閾値より高く、上記第２閾値未満の場合、直前の状態の継続状態と判定する判定部と
を備えることを特徴とするタッチセンサスイッチ装置。
【請求項２】
上記タッチセンサは、
タッチ電極と、
上記タッチ電極と大地との間の静電容量に応じて発振強度の変化する発振回路と、
上記発振回路の出力を検波平滑化し、検知信号として出力する検波平滑回路と
から構成されることを特徴とする請求項１記載のタッチセンサスイッチ装置。
【請求項３】
上記判定部は、
接触状態の継続時間を計測するタイマと、
接触状態の継続時間が、所定時間以上の場合に、長時間接触と判定し、かつ、所定時間未満の場合に、短時間接触と判定する接触時間判定部と
を備えることを特徴とする請求項１又は２記載のタッチセンサスイッチ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タッチセンサスイッチ装置に関し、より詳細には、微分回路を利用して接触の有無を判断するタッチセンサスイッチ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のタッチセンサスイッチ装置の一例が、下記の特許文献１に記載されている。この従来のタッチセンサスイッチ装置によれば、タッチ電極の静電容量が、所定の変化速度以上の速度で、所定時間以上継続して変化した場合に、接触を検知することにより、環境の変化によらず正確な接触検知を可能にしている。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１３６１１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、一つのタッチセンサで、単にＯＮ／ＯＦＦの操作だけでなく、より他種類のスイッチ操作状態を出力できるようにすることが望ましい。例えば、タッチセンサの接触状態の継続時間によって、短時間接触と長時間接触との区別を付ければ、「ＯＦＦ状態」、「短時間接触状態」及び「長時間接触状態」の三種類のスイッチ操作状態を出力することができる。
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載の技術では、タッチセンサのタッチ電極に対する接触の開始は検知しているが、接触の終了は検知していない。このため、タッチ電極に対する接触が短時間であるか、長時間であるかの区別をすることは困難である。
【０００６】
そこで、本発明は、タッチセンサの接触状態の開始及び終了を正確に検知し、接触状態の継続時間を判定するためのタッチセンサスイッチ装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するため、本発明のタッチセンサスイッチ装置は、接触の有無を検知し、検知信号を出力するタッチセンサと、タッチセンサから出力された検知信号を微分し、微分信号を出力する微分回路と、微分回路から出力された微分信号の値が第１閾値以下の場合、接触状態と判定し、上記微分信号の値が第２閾値以上の場合、非接触状態と判定し、且つ、上記微分信号の値が上記第１閾値より高く、上記第２閾値未満の場合、直前の状態の継続状態と判定する判定部とを備えることを特徴としている。
【０００８】
このように構成された本発明の第１のタッチセンサスイッチスイッチ装置によれば、微分信号の極小値及び極大値をそれぞれ第１及び第２閾値と比較するので、接触状態の開始及び終了をそれぞれ正確に検知し、さらに、接触状態の開始及び終了のいずれでもない場合に、接触状態又は非接触状態が継続していると判定するので、接触状態の継続時間の判定を可能にすることができる。
【０００９】
また、本発明において、好ましくは、タッチセンサは、タッチ電極と、タッチ電極と大地との間の静電容量に応じて発振強度の変化する発振回路と、発振回路の出力を検波平滑化し、検知信号として出力する検波平滑回路とから構成される。
これにより、検波平滑化した検知信号を微分すれば、より正確に接触状態の開始及び終了を検知することができる。
【００１０】
また、本発明において、好ましくは、判定部は、接触状態の継続時間を計測するタイマと、接触状態の継続時間が、所定時間以上の場合に、長時間接触と判定し、かつ、所定時間未満の場合に、短時間接触と判定する接触時間判定部とを備える。
これにより、タッチ電極に対する接触が短時間であるか長時間であるかの区別をすることができる。
【発明の効果】
【００１１】
このように、本発明のタッチセンサスイッチ装置によれば、タッチセンサの接触状態の開始及び終了を正確に検知し、接触状態の継続時間を判定を可能にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、添付の図面を参照して、本発明のタッチセンサスイッチ装置の実施形態を説明する。
まず、図１を参照して、本発明のタッチセンサスイッチ装置の第１実施形態について説明する。図１（ａ）は、第１実施形態のタッチセンサスイッチ装置の構成を説明するためのブロック図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示した判定部の構成を説明するためのブロック図である。
【００１３】
図１（ａ）に示すように、本実施形態のタッチセンサスイッチ装置は、接触の有無を検知し、検知信号を出力するタッチセンサ１と、タッチセンサ１から出力された検知信号を微分し、微分信号を出力する微分回路２と、微分信号を増幅する増幅回路３と、判定部４とから構成されている。
【００１４】
タッチセンサ１は、タッチ電極１１と、発振回路１２と、検波平滑回路１３とから更に構成されている。タッチ電極１１に操作者の指等が接触すると、タッチ電極１１と大地との間の静電容量が変化する。その結果、Ｒ−Ｃ発振回路の静電容量の変化に応じて、発振回路１２の発振強度が変化する。
【００１５】
ここで、図２（ａ）のグラフに、発振回路１２の出力例を図示する。タッチ電極１１が非接触状態の場合には、グラフ中に曲線Ｉで示すように、発振強度Ａ１の振動波形が出力される。これに対し、タッチ電極１１が接触状態の場合には、発振強度が低下し、グラフ中の曲線IIで示すように、より低い発振強度Ａ２の振動波形が出力される。
【００１６】
そして、検波平滑回路１３は、発振回路１２の出力を検波平滑化することにより、電圧値の検知信号として出力する。
ここで、図２（ｂ）のグラフに、検波平滑回路１３の出力例を図示する。タッチ電極１１が非接触の場合には、グラフ中の線IIIで示すように、検波平滑化した電圧値Ｖ１が出力される。これに対し、タッチ電極１１が接触状態の場合には、出力電圧値が低下し、グラフ中の線IVで示すように、より低い電圧値Ｖ２が出力される。したがって、検波平滑回路１３の出力は、出力電圧の大きさによって接触の有無を示す検知信号として出力される。
【００１７】
続いて、検波平滑経路１３の出力、即ち、タッチセンサ１からの検知信号は、微分回路２において微分される。
ここで、図３のタイミングチャートを参照して、微分回路２の出力信号波形について説明する。図３の上段の線Ｖは、タッチ電極の接触／非接触の変化を示す。また、図３の中段の曲線VIは、微分回路２の出力波形信号を示す。
【００１８】
タッチ電極１１に操作者が指等を接触させると、図２（ｂ）に示したように、検波平滑回路１３の出力電圧がＶ１からＶ２に低下する。その結果、図３に曲線VIで示すように、タッチ電極１１が非接触状態から接触状態に切り替わるタイミングで、微分回路２から出力される微分信号波形に、極小値を有する下向きのピークＰ１が現れる。したがって、この下向きのピークＰ１は、タッチ電極１１に対する接触の開始に対応している。
【００１９】
また、操作者が、タッチ電極１１から指等を離すと、今度は、検波平滑回路１３の出力電圧がＶ２からＶ１に上昇する（図２（ｂ）参照）。その結果、図３に曲線VIで示すように、タッチ電極１１が接触状態から非接触状態に切り替わるタイミングで、微分回路２から出力される微分信号波形に、極大値を有する上向きのピークＰ２が現れる。したがって、この上向きのピークＰ２は、タッチ１１に対する接触の終了に対応している。
【００２０】
続いて、微分回路２から出力された微分信号は、増幅回路３で適当な増幅率で増幅され、判定部４に入力される。判定部４は、図１（ｂ）に示すように、スイッチ判定部４１、タイマ４２及び接触時間判定部４３から構成されている。
【００２１】
スイッチ判定部４１は、微分回路２から出力され、増幅回路３で増幅された微分信号の値が第１閾値Ｖｔ１以下の場合、接触状態と判定する。また、微分信号の値が第２閾値Ｖｔ２以上の場合、非接触状態と判定する。そして、微分信号の値が第１閾値Ｖｔ１より高く、第２閾値Ｖｔ２未満の場合、直前の状態の継続状態と判定する。
なお、第１及び第２閾値の値としては、タッチセンサ１の感度や用途、或いは、増幅回路３における増幅率等に応じて、任意好適な値を設定することができる。
【００２２】
図３のタイミングチャート及び図４のフローチャートを参照して、スイッチ判定部４１の動作例について説明する。
なお、図３及び図４では、接触状態の判定を「ＯＮ」、非接触状態の判定を「ＯＦＦ」と表す。
【００２３】
まず、初期状態として、非接触状態（ＯＦＦ）を設定する（ステップＳ１）。
次に、図３のタイミングチャートの時刻Ｔ１に、微分信号の下向きのピークＰ１の電圧値が、第１閾値Ｖｔ１以下となる（ステップＳ２で「ｙｅｓ」の場合）。この場合、スイッチ判定部４１は、図３の下段の線VIIに示すように、タッチ電極に対する接触状態（スイッチ判定：ＯＮ）と判定する（ステップＳ３）。
【００２４】
その後、時刻Ｔ２までの間は、微分信号の電圧値が第１閾値Ｖｔ１より高く、第２閾値Ｖｔ２未満である（ステップＳ２及びＳ４で「ｎｏ」の場合）。この場合、スイッチ判定部４１は、直前の判定状態、即ち、接触状態が継続していると判定する（ステップＳ６）。
【００２５】
そして、図３のタイミングチャートの時刻Ｔ２に、微分信号の上向きのピークＰ２の電圧値が、第２閾値Ｖｔ２以上となる（ステップＳ４で「ｙｅｓ」の場合）。この場合、スイッチ判定部４１は、タッチ電極に対する非接触状態（スイッチ判定：ＯＦＦ）と判定する（ステップＳ５）。
【００２６】
その後、ピークＰ２の後も、スイッチ判定部４１は、非接触状態の継続状態と判定する（ステップＳ６）。
このように、微分信号を利用して、接触開始及び接触終了を判定するだけでなく、その間に直前状態を維持していると判定することにより、接触状態の継続時間の判定が可能になり、更に、以下に説明するように、タッチ電極に対する接触が短時間であるか長時間であるかの区別をすることができる。
【００２７】
そのために、判定部４は、タイマ４２によって、タッチセンサ１に対する接触状態の継続時間ΔＴを計測する。そして、接触判定部４３は、接触状態の継続時間ΔＴが、所定時間以上の場合に、長時間接触と判定し、かつ、所定時間未満の場合に、短時間接触と判定する。
なお、所定時間は、例えば１秒間等、任意好適な値を設定することができる。
【００２８】
これにより、微分回路を用いたタッチセンサスイッチ装置において、単に、接触の有無を検知するだけでなく、接触状態の継続時間により、タッチ電極に対する接触が短時間であるか長時間であるかの区別をすることができる。
【００２９】
上述した各実施形態においては、本発明を特定の条件で構成した例について説明したが、本発明は種々の変更及び組み合わせを行うことができ、これに限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明のスイッチ装置は、種々のスイッチに用いることができるが、特に、車両のセンターパネル構造体のスイッチに用いて好適である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】（ａ）は、本発明に係る実施形態のタッチセンサスイッチ装置の構成を示すブロック図であり、（ｂ）は、（ａ）に示した判定部の構成を示すブロック図である。
【図２】（ａ）は、発振回路の出力波形を示すグラフであり、（ｂ）は、検波平滑回路の出力を示すグラフである。
【図３】本発明に係る実施形態のタッチセンサスイッチ装置の動作原理を説明するためのタイミングチャートである。
【図４】本発明に係る実施形態のタッチセンサスイッチ装置の判定部の動作を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００３２】
１  タッチセンサ
２  微分回路
３  増幅回路
４  判定部
１１  タッチ電極
１２  発振回路
１３  検波平滑回路
４１  スイッチ判定部
４２  タイマ
４３  接触時間判定部
【図１】
2007150733.tif 000003
【図２】
2007150733.tif 000004
【図３】
2007150733.tif 000005
【図４】
2007150733.tif 000006