(57)【要約】【課題】なぞり操作におけるタッチ位置の算出時間が短いタッチセンサを提供する。【解決手段】タッチセンサ３０は、なぞり操作される８つの電極４Ａ〜４Ｈと、なぞり操作されない４つの電極４Ｉ〜４Ｌと、電極毎に静電容量の変化量に応じた電圧を生成するＣ／Ｖ変換器と、前記Ｃ／Ｖ変換器により生成された電圧に基づきタッチ位置を算出する演算回路７０とを備える。演算回路７０は、Ｃ／Ｖ変換器により生成される各電極に対する全ての電圧を取り込む通常モードと、なぞり操作される電極に対する電圧を取り込む短縮モードとを備える。演算回路７０は、取り込んだ電圧がなぞり操作される電極に対応するものである旨判断されるとき、通常モードから短縮モードへ切り替える。【選択図】図１
2013196618.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
なぞり操作される少なくとも２つの電極と、なぞり操作されない少なくとも１つの電極と、前記電極毎に静電容量の変化量に応じた電圧を生成するＣ／Ｖ変換器と、前記Ｃ／Ｖ変換器により生成された電圧に基づきタッチ位置を算出する演算回路とを備え、
前記演算回路は、前記Ｃ／Ｖ変換器により生成される各電極に対する全ての電圧を取り込む通常モードと、前記なぞり操作される電極に対する電圧を取り込む短縮モードとを備え、取り込んだ電圧がなぞり操作される電極に対するものである旨判断されるとき、前記通常モードから前記短縮モードへ切り替えるタッチセンサ。
【請求項２】
請求項１に記載のタッチセンサにおいて、
前記なぞり操作されない電極が複数設けられる場合、
前記演算回路は、前記短縮モードにおいて、前記なぞり操作されない電極に対する全ての電圧を取り込まないタッチセンサ。
【請求項３】
請求項１に記載のタッチセンサにおいて、
前記なぞり操作されない電極が複数設けられる場合、
前記演算回路は、前記短縮モードにおいて、前記なぞり操作されない電極の電圧のうちの一部を取り込むタッチセンサ。
【請求項４】
請求項１〜３のうちいずれか一項に記載のタッチセンサにおいて、
前記演算回路は、前記短縮モードにおいて、前記なぞり操作される電極に対する電圧が予め設定された基準値を下回る場合に、前記通常モードに切り替えるタッチセンサ。
【請求項５】
請求項１〜４のうちいずれか一項に記載のタッチセンサにおいて、
前記演算回路は、前記短縮モード中、定期的に通常モードに切り替わるタッチセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電容量の変化を利用して、例えば人の指の近接を検出するタッチセンサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に示されるタッチセンサが知られている。特許文献１のタッチセンサは、５枚の電極と、静電容量の変化量を電圧に変換する５つの変換器とを備えている。５枚ある電極のうちの４枚は円環状に配置され、１枚は円環状に配置された４枚の電極の中央部に配置されている。５つの変換器は、５枚の電極のそれぞれに設けられている。５枚ある電極のうちいずれかに指が近づくと、その電極の静電容量が変化する。５つの変換器は、それぞれ自身に対応する電極の静電容量の変化量に応じた電圧を生成する。５つの変換器により生成される５つの電圧の大きさによって、５つの電極のうちどの電極に指が接触したかを判断することが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１８９０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、近年、タッチセンサを利用して、各種の表示画面、例えばナビゲーションシステムの地図画面をユーザの意図する方向へスクロールさせたいという要望がある。特許文献１では、５枚の電極のうちいずれがタッチされたか否かを検出することができる。このため、円環状に配置された４枚の電極により、４方向を検出することが可能である。従って、特許文献１のタッチセンサによれば、表示画面を４方向へスクロールさせることができる。なお、中央部の電極は、方向を検出するためのものではなく、例えば地図画面上において、４枚の電極を通じて選択される目的地の設定を確定するために用いる。
【０００５】
さて、このようなタッチセンサを利用して地図画面のスクロール方向を変えるとき、多くのユーザは、今までタッチしていた電極から指を一旦離してスクロールさせたい方向の電極をタッチするのではなく、今までタッチしていた電極からスクロールさせたい方向の電極へ指をスライドさせる、いわゆるなぞり操作することが分かっている。一方、地図画面のスクロールを制御する制御部は、５つの変換器により生成される電圧を順次取り込んでからタッチされた電極がいずれであるかを判断し、タッチされた電極に対応する方向へ地図画面をスクロールさせる。従って、制御部は、ユーザがなぞり操作する場合であれ、なぞり操作しない場合であれ、５つの変換器により生成される電圧全てを取り込む。例えば、タッチされない中央部の電極における電圧までも取り込む。このため、制御部におけるタッチされた電極がいずれであるかの判断が遅くなり、ひいては、タッチされた電極に対応する方向への地図画面のスクロールの開始が遅くなる。
【０００６】
本発明は、こうした実状に鑑みてなされたものであり、その目的は、なぞり操作におけるタッチ位置の算出時間が短いタッチセンサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、請求項１の発明は、なぞり操作される少なくとも２つの電極と、なぞり操作されない少なくとも１つの電極と、前記電極毎に静電容量の変化量に応じた電圧を生成するＣ／Ｖ変換器と、前記Ｃ／Ｖ変換器により生成された電圧に基づきタッチ位置を算出する演算回路とを備え、前記演算回路は、前記Ｃ／Ｖ変換器により生成される各電極に対する全ての電圧を取り込む通常モードと、前記なぞり操作される電極に対する電圧を取り込む短縮モードとを備え、取り込んだ電圧がなぞり操作される電極に対するものである旨判断されるとき、前記通常モードから前記短縮モードへ切り替えることを要旨とする。
【０００８】
従来のタッチセンサでは、全ての電極に対する電圧を取り込んでからタッチ位置を算出していた。このため、例えば、タッチセンサがなぞり操作される場合であっても、なぞり操作されない電極に対する電圧をも取り込んでからタッチ位置を算出するため、当該タッチ位置を算出するまでに時間を要していた。この点、同構成によれば、通常モードにおいてなぞり操作される電極に対する電圧を取り込んだ場合に、短縮モードに切り替えることにより、なぞり操作されない電極に対する電圧を取り込まないようにする。これにより、なぞり操作されるときのタッチ位置の算出にかかる時間を短縮することができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のタッチセンサにおいて、前記なぞり操作されない電極が複数設けられる場合、前記演算回路は、前記短縮モードにおいて、前記なぞり操作されない電極に対する全ての電圧を取り込まないことを要旨とする。
【００１０】
なぞり操作されない電極が複数設けられる場合、そのうちの一部の電極に対する電圧を取り込むことも考えられる。このようにした場合であれ、すべての電圧を取り込む場合に比べれば、なぞり操作時のタッチ位置の算出時間は短くなる。しかし、算出時間をより短くしたい場合もある、この点、同構成によれば、演算回路は、短縮モードとされたとき、なぞり操作される電極に対する電圧のみ取り込むので、なぞり操作時における当該タッチ位置の算出にかかる時間をより短縮することができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のタッチセンサにおいて、前記なぞり操作されない電極が複数設けられる場合、前記演算回路は、前記短縮モードにおいて、前記なぞり操作されない電極の電圧のうちの一部を取り込むことを要旨とする。
【００１２】
同構成によれば、例えば、なぞり操作される指と異なる指でなぞり操作されない電極がタッチされた場合でも、当該電極のタッチを検出することができる。また、全ての電極に対する電圧を取り込む場合に比べれば、タッチ位置の算出時間を短縮することができる。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のうちいずれか一項に記載のタッチセンサにおいて、前記演算回路は、前記短縮モードにおいて、前記なぞり操作される電極に対する電圧が予め設定された基準値を下回る場合に、前記通常モードに切り替えることを要旨とする。
【００１４】
同構成によれば、なぞり操作の終了後直ちに通常モードに切り替わるので、なぞり操作が終了した直後になぞり操作されない電極がタッチされた場合でも、当該電極のタッチの検出にかかる時間を短縮することができる。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のうちいずれか一項に記載のタッチセンサにおいて、前記演算回路は、前記短縮モード中、定期的に通常モードに切り替わることを要旨とする。
【００１６】
同構成によれば、例えば、なぞり操作される指と異なる指でなぞり操作されない電極がタッチされた場合でも、当該電極のタッチの検出頻度が高められる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明では、なぞり操作におけるタッチ位置の算出時間が短いタッチセンサを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】ナビゲーションシステムの概略構成を示すブロック図。
【図２】（ａ）は電極の配置を示す正面図、（ｂ）は電極が裏面に貼付されるノブの正面図。
【図３】マイクロコンピュータのメモリに記憶されるスクロールデータとしてのエリアを示す図。
【図４】（ａ）は通常モードにおける読込部の読込タイミングを示すタイムチャート、（ｂ）は短縮モードにおける読込部の読込タイミングを示すタイムチャート。
【図５】他の実施の形態の読込部における読込タイミングの別例を示すタイムチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明にかかるタッチセンサをナビゲーションシステム具体化した一実施の形態について図１〜図５を参照して説明する。
＜システムの全体構成＞
図１に示すように、ナビゲーションシステム１は、各種の情報を表示するディスプレイ１０と、当該ディスプレイ１０の表示を制御するマイクロコンピュータ２０とを備えている。マイクロコンピュータ２０には、不揮発性のメモリ２１が設けられている。メモリ２１には、地図情報が記憶されている。マイクロコンピュータ２０は、メモリ２１に記憶されている地図情報を読み込み、ディスプレイ１０に表示する。マイクロコンピュータ２０には、図示しないオーディオを含む各種の制御対象機器、及びタッチセンサ３０が接続されている。マイクロコンピュータ２０への制御情報への入力は、タッチセンサ３０を通じて行われる。マイクロコンピュータ２０は、タッチセンサ３０からの制御情報に基づき、各種の制御対象機器を制御する。
＜タッチセンサ＞
タッチセンサ３０は、１２枚の電極４Ａ〜４Ｌと、当該１２枚の電極４Ａ〜４Ｌのそれぞれに接続される１２個の発振回路５Ａ〜５Ｌと、当該１２個の発振回路５Ａ〜５Ｌのそれぞれに接続される１２個の変換回路６Ａ〜６Ｌと、１２個の変換回路６Ａ〜６Ｌがそれぞれ接続される演算回路７０とを備えている。演算回路７０は、マイクロコンピュータ２０に接続されている。なお、発振回路５Ａ〜５Ｌ及び１２個の変換回路６Ａ〜６Ｌは、Ｃ／Ｖ変換器として機能する。
【００２０】
図２（ａ）に示すように、１２枚の電極のうち８枚の電極４Ａ〜４Ｈは、それぞれ半径２ｄ、中心角４０°の扇形から、要（中心Ｏ）が一致する半径ｄ、中心角４０°の扇側を取り除いた形状とされている。これら８枚の電極４Ａ〜４Ｈは、隣り合う電極との間に角度５°の隙間を有して円環状に配置されている。詳述すると、電極４Ａは１２時の位置、電極４Ｃは３時の位置、電極４Ｅは６時の位置、電極４Ｇは９時の位置、電極４Ｂは電極４Ａと電極４Ｃとの間、電極４Ｄは電極４Ｃと電極４Ｅとの間、電極４Ｆは電極４Ｅと電極４Ｇとの間、電極４Ｈは電極４Ｇと電極４Ａとの間とされている。これらを中心Ｏを原点とする２次元の直交座標系にあてはめると、電極４Ａは７０°〜１１０°、電極４Ｂは２５°〜６５°、電極４Ｃは３４０°（−２０°）〜２０°、電極４Ｄは２９５°〜３３５°、電極４Ｅは２５０°〜２９０°、電極４Ｆは２０５°〜２４５°、電極４Ｇは１６０°〜２００°、電極４Ｈは１１５°〜１５５°の範囲を占める。なお、図２（ｂ）に示すように、これら８枚の電極４Ａ〜４Ｈは、それらの外側の弧が半径２ｄとされた円形のスイッチノブ８０における外周と一致する態様で、当該スイッチノブ８０の裏面に貼付されている。スイッチノブ８０の表面は、ユーザの指によってタッチ可能とされている。スイッチノブ８０は、非導電性の樹脂材料により形成され、その厚さは、距離ｄ（半径２ｄの１／２）に対して無視できる程度に薄いものとされている。このため、スイッチノブ８０の表面におけるいずれの位置をタッチしたときであれ、指と各電極４Ａ〜４Ｈとの距離は、３ｄ以内となる。なお、スイッチノブ８０の表面には、半径ｄとなる円形の図柄と、当該円の外側における１時から１２時までのそれぞれの位置に外側へ向かうに従って徐々に先鋭となる１２個の二等辺三角形の図柄とがデザインされている。ここでは、１２個の二等辺三角形の図柄は、スイッチノブ８０の中心から距離３ｄ／２だけ離れた位置に設けられている。
【００２１】
図２（ａ）に示すように、１２枚の電極のうち２枚の電極４Ｉ，４Ｊは、辺の長さがｄの正方形とされている。電極４Ｉは電極４Ｂ及び電極４Ｃの右方に、電極４Ｊは電極４Ｃ及び電極４Ｄの右方に、配置されている。また、電極４Ｉ，４Ｊは、縦に整列されている。これら２枚の電極４Ｉ，４Ｊは、図２（ｂ）に示すように、辺の長さがｄの正方形とされたスイッチノブ８Ｉ，８Ｊの裏面に貼付されている。スイッチノブ８Ｉ，８Ｊの表面は、ユーザの指によってタッチ可能とされている。スイッチノブ８Ｉ，８Ｊは、非導電性の樹脂材料により形成されている。なお、スイッチノブ８Ｉの表面には「＋」のマークが，スイッチノブ８Ｊの表面には「−」のマークが、それぞれデザインされている。
【００２２】
また、図２（ａ）に示すように、１２枚の電極のうち２枚の電極４Ｋ，４Ｌは、縦辺の長さがｄ、横辺の長さが１．５ｄの長方形とされている。電極４Ｋは電極４Ｄ及び電極４Ｅの下方に、電極４Ｌは電極４Ｅ及び電極４Ｆの下方に配置されている。電極４Ｋ，４Ｌは、横に整列されている。これら２枚の電極４Ｋ，４Ｌは、図２（ｂ）に示すように、縦辺の長さがｄ、横辺の長さが１．５ｄの長方形とされたスイッチノブ８Ｋ，８Ｌの裏面に貼付されている。スイッチノブ８Ｋ，８Ｌの表面は、ユーザの指によってタッチ可能とされている。スイッチノブ８Ｋ，８Ｌは、非導電性の樹脂材料により形成されている。なお、スイッチノブ８Ｋの表面には「ＭＥＮＵ」の文字が、スイッチノブ８Ｌの表面には「前の画面に戻る」を意味する左側が開口部となるようにＵ字を倒し且つ上側のみ左矢印とされたマークが、それぞれデザインされている。
【００２３】
スイッチノブ８０，８Ｉ〜８Ｌに例えば人の指が接触する等、電極４Ａ〜４Ｌに導電体が近接すると、電極４Ａ〜４Ｌには、静電誘導により電荷が偏る分極が発生する。これにより、電極４Ａ〜４Ｌにおける静電容量が変化する。発振回路５Ａ〜５Ｌは、常時、発振信号を生成する。発振回路５Ａ〜５Ｌは、電極４Ａ〜４Ｌの静電容量が変化すると振幅を変化させた発振信号を生成する。本例の発振回路５Ａ〜５Ｌは、静電容量の変化量の大きさに反比例した大きさの振幅で発振する。発振回路５Ａ〜５Ｌから発振された発振信号は、変換回路６Ａ〜６Ｌに入力される。変換回路６Ａ〜６Ｌは、入力された電気信号の振幅の大きさに反比例した電圧Ｖ（スカラー）に変換する。すなわち、電圧Ｖは、指と電極４Ａ〜４Ｌとの距離の近さに比例する。従って、指と電極４Ａ〜４Ｌとの距離をｘ、発振回路５Ａ〜５Ｌが発振し始めるときの指と電極４Ａ〜４Ｌとの距離をｘｌ、発振回路５Ａ〜５Ｌが最高周波数で発振するときの電圧をＶｍａｘとすると、電圧Ｖの大きさは、次の（式１）で表される。
【００２４】
【数１】
2013196618.tif 000003
なお、電極４Ａ〜４Ｌにおける静電容量の変化の大きさは、電極の厚さ、電極と導電体との距離、誘電体の比誘電率によって異なる。本例では、スイッチノブ８０，８Ｉ〜８Ｌが人の指によりタッチ操作されることを想定し、電極４Ａ〜４Ｌは、人の指と電極４Ａ〜４Ｌとの距離ｘが距離３ｄより近づいたときに、静電容量が変化する比誘電率及び厚さを有している。従って、距離ｘｌ＝距離３ｄであるので、上述の（式１）は、次の（式２）に書き換えることができる。
【００２５】
【数２】
2013196618.tif 000004
なお、（式２）におけるｋは、指と電極４Ａ〜４Ｌとの近さを表す変数である。変数ｋは、１に近づくほど指と電極４Ａ〜４Ｌとが接近していることを、０に近づくほど指と電極４Ａ〜４Ｌとが離間していることを示す。
【００２６】
演算回路７０は、変換回路６Ａ〜６Ｌにより生成される電圧Ｖをこの順番で順次読み込む読込部７８を備える。図１に示すように、演算回路７０は、読込部７８によって取り込まれた電圧Ｖに基づき、スイッチノブ８０に対するタッチ位置、又はスイッチノブ８Ｉ〜８Ｌのいずれがタッチされたかを算出する。そして、演算回路７０は、算出したタッチ位置を示す電気信号をマイクロコンピュータ２０に出力する。
【００２７】
＜演算回路＞
図１に示すように、演算回路７０のメモリ７１には、変換回路６Ａ〜６Ｈから入力される電圧Ｖと比較してスイッチノブ８０へのタッチの有無を判断するための第１の基準電圧Ｖ０、及び電圧Ｖからタッチ位置Ｔを算出するための各種の算出式７２が記憶されている。ここでは、第１の基準電圧Ｖ０は０Ｖ（ボルト）とされている。すなわち、演算回路７０は、変換回路６Ａ〜６Ｈの全てから０より大きい電圧Ｖが入力された場合に、指がスイッチノブ８０にタッチされたと判断する。算出式７２としては、変換回路６Ａ〜６Ｌにより生成される電圧Ｖに基づきタッチ位置Ｔの中心Ｏからの距離Ｘｔを算出する距離算出式７３と、同じく変換回路６Ａ〜６Ｌにより生成される電圧Ｖに基づき中心Ｏから３時の方向に延びる線分と線分ＯＴとのなす角である中心角θを算出する中心角算出式７４とが記憶されている。これら距離算出式７３及び中心角算出式７４から算出される距離Ｘｔ及び中心角θから、タッチ位置Ｔを特定することができる。これら距離算出式７３及び中心角算出式７４を次の（式３）及び（式４）に示す。なお、本例では、距離算出式７３及び中心角算出式７４の導出については省略する。
【００２８】
【数３】
2013196618.tif 000005
また、メモリ７１には、変換回路６Ｉ〜６Ｌから入力される電圧Ｖと比較してスイッチノブ８Ｉ〜８Ｌのいずれかへのタッチの有無を判断するための第２の基準電圧Ｖ１が記憶されている。ここでは、第２の基準電圧Ｖ１は１Ｖ（ボルト）とされている。すなわち、演算回路７０は、変換回路６Ｉ〜６Ｌのいずれかから１Ｖ（ボルト）の大きさの電圧Ｖが入力された場合に、当該電圧を入力した変換回路６Ｉ〜６Ｌに対応する電極４Ｉ〜４Ｌ（スイッチノブ８Ｉ〜８Ｌ）が指でタッチされたと判断する。
【００２９】
演算回路７０は、判断部７６及び演算部７７を備える。判断部７６は、各変換回路６Ａ〜６Ｈから入力される電圧Ｖがメモリ２１に記憶される第１の基準電圧Ｖ０（ここでは、０Ｖ（ボルト））より大きいか、すなわち、（式２）の変数ｋが０より大きいか否かを判断する。また、判断部７６は、各変換回路６Ｉ〜６Ｌから入力される電圧Ｖがメモリ２１に記憶される第２の基準電圧Ｖ１（ここでは、１Ｖ（ボルト））であるか否か、すなわち、（式２）の変数ｋが１であるか否かを判断する。
【００３０】
演算部７７は、変換回路６Ａ〜６Ｈから電圧Ｖが入力された場合、当該電圧Ｖからメモリ７１に記憶される算出式７２を使用してスイッチノブ８０へのタッチ位置Ｔを算出する。なお、演算部７７は、変換回路６Ｉ〜６Ｌのいずれかから電圧Ｖが入力された場合、当該変換回路６Ｉ〜６Ｌに対応する電極４Ｉ〜４Ｌ（スイッチノブ８Ｉ〜８Ｌ）の位置をタッチ位置Ｔとする。
【００３１】
読込部７８は、図４（ａ）に示すように、変換回路６Ａ〜６Ｌにより生成される全ての電圧Ｖをこの順番で順次読み込む通常モードと、図４（ｂ）に示すように、変換回路６Ａ〜６Ｈにより生成される電圧Ｖのみをこの順番で順次読み込む短縮モードとを有する。これら通常モードと操作モードとを切り替えは、判断部７６が行う。すなわち、判断部７６は、読込部７８における通常モードと操作モードとの切り替え手段としても機能する。例えば、読込部７８が通常モードとされている場合において、変換回路６Ａ〜６Ｈのいずれかから入力される電圧Ｖが第１の基準電圧Ｖ０より大きいと判断されるとき、判断部７６は、読込部７８を短縮モードに切り替える。読込部７８が短縮モードとされている場合において、変換回路６Ａ〜６Ｈの全てから入力される電圧Ｖが第１の基準電圧Ｖ０以下と判断されるとき、判断部７６は、読込部７８を通常モードに切り替える。
【００３２】
＜マイクロコンピュータ＞
マイクロコンピュータ２０のメモリ２１には、ディスプレイ１０に表示する地図をタッチ位置Ｔの方向へスクロールするためのスクロールデータ２２が記憶されている。スクロールデータ２２は、電極４Ａ〜４Ｈの外周より内側における円形領域（電極４Ａ〜４Ｈを円形とみなした投影領域）を１３のエリアＥ０〜Ｅ１２に区画し、各エリアＥ０〜Ｅ１２とディスプレイ１０に表示される地図のスクロール方向とが対応付けられたものである。図３に示すように、エリアＥ０は、中心Ｏからの距離が距離ｄ以内の円形の領域である。エリアＥ１〜Ｅ１２は、中心Ｏからの距離が距離ｄよりも大きく距離２ｄ以内の環状の領域を３０°間隔に分けた領域である。ここでは、エリアＥ１は４５°〜７５°、エリアＥ２は１５°〜４５°、エリアＥ３は３４５°（−１５°）〜１５°、エリアＥ４は３１５°〜３４５°、エリアＥ５は２８５°〜３１５°、エリアＥ６は２５５°〜２８５°、エリアＥ７は２２５°〜２５５°、エリアＥ８は１９５°〜２２５°、エリアＥ９は１６５°〜１９５°、エリアＥ１０は１３５°〜１６５°、エリアＥ１１は１０５°〜１３５°、エリアＥ１２は７５°〜１０５°の範囲を占める。各エリアＥ０〜Ｅ１２と対応付けられたスクロール方向は、エリアＥ１で１時（６０°）の方向、エリアＥ２で２時（３０°）の方向、エリアＥ３で３時（０°）の方向、エリアＥ４で４時（３３０°）の方向、エリアＥ５で５時（３００°）の方向、エリアＥ６で６時（２７０°）の方向、エリアＥ７で７時（２４０°）の方向、エリアＥ８で８時（２１０°）の方向、エリアＥ９で９時（１８０°）の方向、エリアＥ１０で１０時（１５０°）の方向、エリアＥ１１で１１時（１２０°）の方向、エリアＥ１２で１２時（９０°）の方向、とされている。なお、エリアＥ０には、スクロール方向が設定されていない。
【００３３】
また、図１に示すように、メモリ２１には、図示しないオーディオの音量を変更するための音量データ２５が記憶されている。音量データ２５は、図３に示す電極４Ｉの投影領域であるエリアＥ１３と音量アップとが、電極４Ｊの投影領域であるエリアＥ１４と音量ダウンとが、対応付けられたものである。
【００３４】
また、図１に示すように、メモリ２１には、ディスプレイ１０に表示する画像を遷移させるための画面データ２６が記憶されている。画面データ２６は、図３に示す電極４Ｋの投影領域であるエリアＥ１５と図示しない各種の制御機器に対して制御情報を入力するためのＭＥＮＵ画面が、対応付けられたものである。また、画面データ２６は、電極４Ｌの投影領域であるエリアＥ１６と現在の表示画面の一つ前の表示画面が、対応付けられたものでもある。
【００３５】
図１に示すように、マイクロコンピュータ２０は、特定部２３及び制御部２４を備えている。特定部２３は、演算回路７０から入力されたタッチ位置Ｔが１７のエリアＥ０〜Ｅ１６のうちどのエリアに該当するかを特定する。なお、特定部２３は、算出したタッチ位置が隣り合うエリアの境界上である場合には、時計回り方向のエリアに該当すると特定する。すなわち、算出したタッチ位置ＴがエリアＥ１とエリアＥ２との境界上である４５°とされた場合には、時計回り方向側のエリアＥ２と特定する。
【００３６】
制御部２４は、特定部２３によって特定されたエリアＥがエリアＥ１〜Ｅ１２のうちいずれかである場合には、当該エリアＥ１〜Ｅ１２に対応付けられたスクロール方向へディスプレイ１０に表示する地図がスクロールするようにメモリ２１から地図情報を読み込む。これにより、ディスプレイ１０に表示される地図がスクロールする。また、制御部２４は、特定部２３によって特定されたエリアＥがエリアＥ１３である場合にはオーディオの音量をアップさせ、エリアＥ１４である場合にはオーディオの音量をダウンさせる。さらに、制御部２４は、特定部２３によって特定されたエリアＥがエリアＥ１５である場合にはディスプレイ１０にＭＥＮＵ画面を表示させ、エリアＥ１６である場合にはディスプレイ１０に現在の表示画面よりも一つ前の表示画面を表示させる。
【００３７】
＜タッチセンサの処理＞
読込部７８は、普段、通常モードとされている。従って、図４（ａ）に示すように、読込部７８は、変換回路６Ａ〜６Ｌにより生成される電圧Ｖの全てをこの順番で順次読み込む。これにより、電極４Ｉ〜４Ｌのいずれかがタッチされて、変換回路６Ｉ〜６Ｌにより生成された電圧Ｖが第２の基準電圧Ｖ１より大きくなった場合、演算回路７０は、電極４Ｉ〜４Ｌ（スイッチノブ８Ｉ〜８Ｌ）がタッチされたことを示すタッチ位置信号を、マイクロコンピュータ２０に送る。これにより、マイクロコンピュータ２０は、オーディオの音量をアップ／ダウンさせたり、ディスプレイに表示する画面を現在の一つ前の画面やＭＥＮＵ画面に遷移させたりすることができる。
【００３８】
電極４Ａ〜４Ｈのいずれかがタッチされて、変換回路６Ａ〜６Ｈのいずれかにより生成された電圧Ｖが第１の基準電圧Ｖ０より大きくなった場合、演算回路７０は、距離算出式７３及び中心角算出式７４を使用してタッチ位置Ｔを算出する。そして、タッチ位置Ｔを示すタッチ位置信号をマイクロコンピュータ２０に送る。これにより、マイクロコンピュータ２０は、タッチ位置Ｔの方向にディスプレイ１０に表示される地図をスクロールさせることができる。また、判断部７６は、変換回路６Ａ〜６Ｈのいずれかにより生成された電圧Ｖが第１の基準電圧Ｖ０より大きくなるので、読込部７８を短縮モードに切り替える。従って、以後、読込部７８は、図４（ｂ）に示すように、変換回路６Ａ〜６Ｈにより生成される電圧Ｖのみこの順番で順次読み込む。図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、短縮モードとされた読込部７８は、通常モードよりも、変換回路４つ分だけ、とりこむ電圧が少ない。従って、読込部７８は、変換回路４つ分の電圧を読み込む時間分はやくなぞり操作に使用する変換回路６Ａ〜６Ｈにより生成された電圧Ｖを読み込むことができる。これにより、演算回路７０が、距離算出式７３及び中心角算出式７４を使用してタッチ位置Ｔを算出するまでにかかる時間が短縮されるとともに、当該タッチ位置Ｔを示すタッチ位置信号をマイクロコンピュータ２０に送る時間も短縮される。これにより、マイクロコンピュータ２０は、ユーザが意図した方向へスムーズに地図をスクロールさせることができる。
【００３９】
なお、本例では、なぞり操作において使用される８つの電極４Ａ〜４Ｈに対して、マイクロコンピュータ２０のメモリ２１には、１３のエリアＥ０〜Ｅ１２を記憶した。すなわち、マイクロコンピュータ２０におけるタッチ位置Ｔの検出分解能は、電極の数である８よりも多い１３である。このように、マイクロコンピュータ２０におけるタッチ位置Ｔの検出分解能は、電極の数に依存しない。換言すれば、エリアの区画をもっと細かく設定すれば、検出分解能を増加させることができる。
【００４０】
以上詳述したように、本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）演算回路７０に読込部７８を設けた。読込部７８は、変換回路６Ａ〜６Ｌにより生成される全ての電圧Ｖをこの順番で順次読み込む通常モードと、変換回路６Ａ〜６Ｈにより生成される電圧Ｖのみをこの順番で順次読み込む短縮モードとを有する。また、演算回路７０に判断部７６を設けた。判断部７６は、各変換回路６Ａ〜６Ｈから入力される電圧Ｖが第１の基準電圧Ｖ０より大きいか否か、及び、各変換回路６Ｉ〜６Ｌから入力される電圧Ｖが第２の基準電圧Ｖ１であるか否かを判断する。また、判断部７６は、変換回路６Ａ〜６Ｈのいずれかから入力される電圧Ｖが第１の基準電圧Ｖ０より大きいと判断される場合、読込部７８を通常モードから短縮モードに切り替える。これにより、演算回路７０は、電極４Ａ〜４Ｈがなぞり操作されるとき、当該電極４Ａ〜４Ｈに対応する電圧のみ読み込んでタッチ位置を算出する。このため、演算回路７０は、電極４Ｉ〜４Ｌに対応する電圧を読み込む時間分だけ早くタッチ位置を算出することができる。
【００４１】
（２）判断部７６は、変換回路６Ａ〜６Ｈの全てから入力される電圧Ｖが第１の基準電圧Ｖ０以下と判断される場合、読込部７８を短縮モードから通常モードに切り替える。これにより、なぞり操作の終了後直ちに短縮モードから通常モードに切り替わるので、なぞり操作が終了した直後になぞり操作されない電極がタッチされた場合でも、当該電極のタッチの検出にかかる時間を短縮することができる。
【００４２】
（３）電極４Ａ〜４Ｈをスイッチノブ８０の裏面に、電極４Ｉ〜４Ｊをスイッチノブ８Ｉ〜８Ｊの裏面にそれぞれ貼付した。これにより、電極４Ａ〜４Ｊと指とが直接的に接触することはない。すなわち、電極４Ａ〜４Ｊに、当該電極４Ａ〜４Ｊの静電容量を変化させる導電性を有するゴミ等が付着しない。このため、電極４Ａ〜４Ｊと導電性を有するゴミ等との近接が維持されることに起因するタッチセンサの検出信頼性、ひいては、ナビゲーションシステム１の操作性低下が回避される。
【００４３】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記実施形態において、読込部７８は、短縮モードにおいて電極４Ｉ〜４Ｌに対する変換回路６Ｉ〜６Ｌの全ての電圧を取り込まないようにしたが、変換回路６Ｉ〜６Ｌのうちの一部を順次読み込むようにしてもよい。例えば、図５に示すように、まず変換回路６Ａ〜８Ｈからの電圧を取り込んだ後に変換回路６Ｉからの電圧を取り込み、次に変換回路６Ａ〜８Ｈからの電圧を取り込んだ後に変換回路６Ｊからの電圧を取り込み、その次に変換回路６Ａ〜８Ｈからの電圧を取り込んだ後に変換回路６Ｋからの電圧を読み込むというようにする。このように構成すれば、なぞり操作される指と異なる指で電極４Ｉ〜４Ｌがタッチされた場合でも、当該電極４Ｉ〜４Ｌのタッチを検出することができる。
【００４４】
・上記実施形態において、読込部７８は、定期的に短縮モードから通常モードに切り替えてもよい。例えば、短縮モードにおいて変換回路６Ａ〜８Ｈからの電圧を３回取り込んだら通常モードに切り替わるようにする。このように構成すれば、なぞり操作される指と異なる指で電極４Ｉ〜４Ｌがタッチされた場合でも、当該電極４Ｉ〜４Ｌのタッチを検出することができる。
【００４５】
・上記実施形態において、電極は、１２枚に限るものではなく、タッチ操作及びなぞり操作される電極が２枚以上、タッチ操作のみされる電極が１枚以上あればよい。
・上記実施形態において、スイッチノブ８０を省略してもよい。また、スイッチノブ８Ｉ〜８Ｊを省略してもよい。このように構成した場合であれ、上記実施形態における（１）及び（２）の効果と同様の効果を得ることができる。
【００４６】
・上記実施形態において、スイッチノブ８０及びスイッチノブ８Ｉ〜８Ｊの表面のデザインは省略してもよい。このように構成した場合であれ、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００４７】
・上記実施形態において、メモリ２１に記憶される距離算出式７３を省略してもよい。この場合、演算回路７０は、中心角算出式７４により、タッチ位置Ｔの中心角θのみ算出できる。マイクロコンピュータ２０のメモリ２１には、上記実施形態のエリアＥ０〜Ｅ１２に変えて、角度のみで区画した複数のエリアを記憶させておく。複数のエリアには、それぞれスクロール方向が対応付けられている。このように構成すれば、マイクロコンピュータ２０は、演算回路７０にて算出された中心角θがメモリ２１に記憶されている複数のエリアのうち、いずれのエリアに該当するか判断し、そのエリアに対応付けられているスクロール方向に地図をスクロールさせることができる。なお、演算回路７０が、変換回路６Ａ〜６Ｌから入力される電圧Ｖをマイクロコンピュータ２０に出力するようにすれば、マイクロコンピュータ２０は、当該入力される各電圧Ｖの大きさによって、タッチ位置ＴがエリアＥ０に該当するか否かを判断することができる。
【００４８】
・上記実施形態では、インバースｓｉｎ（ｓｉｎ−１）とインバースｃｏｓ（ｃｏｓ−１）との組み合わせにより、タッチ位置Ｔの中心角θを算出したが、他の方法により算出することもできる。例えば、インバースｔａｎ（ｔａｎ−１）と、ｓｉｎ又はｃｏｓとを組み合わせてタッチ位置Ｔの中心角θを算出する。このようにしても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００４９】
・上記実施形態では、電極４Ａ〜４Ｌは、指との距離が距離３ｄよりも近づいた場合に、静電容量が変化するようにしたが、電極の厚さを変更する等して、静電容量に変化が生じる距離を、任意に変更してもよい。例えば、静電容量に変化が生じる距離を短くすれば短くするほど、指が電極に近づく必要があるため、指が意図せず電極に近づいた場合に地図がスクロールしてしまうことが抑制される。
【００５０】
・上記実施形態では、電極４Ａ〜４Ｌへのタッチの有無を判断する基準値としての第１の基準電圧Ｖ０を０としたが、０でなくてもよい。０でない、すなわち０よりも大きい場合、指との距離が３ｄよりも近づいても、マイクロコンピュータ２０は、指と電極４Ａ〜４Ｈとが近接したと判断しない。すなわち、地図をスクロールさせるためには、指と電極４Ａ〜４Ｈとを更に近づける必要がある。従って、このように構成した場合、指が意図せず電極４Ａ〜４Ｈに近づいた場合に地図がスクロールしてしまうことが抑制される。
【００５１】
・上記実施形態では、第２の基準電圧Ｖ１を１Ｖ（ボルト）としたが、０Ｖ（ボルト）より大きく１Ｖ（ボルト）より小さくてもよい。このように構成すれば、指と電極４Ｉ〜４Ｌが接触しなくとも、マイクロコンピュータ２０は、指と電極４Ｉ〜４Ｌとの近接（タッチ）を判断するので、ユーザの使い勝手が向上する。
【００５２】
・上記実施形態において電極４Ａ〜４Ｈは、円形に配置されたが、楕円形に配置されてもよい。このように配置された場合は、中心Ｏからの各電極の距離に応じて、距離算出式７３及び中心角算出式７４の変数である電圧に重み付けを行う。このように構成すれば、電極４Ａ〜４Ｈが楕円形に配置された場合あれ、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００５３】
・上記実施形態において、電極４Ｉ〜４Ｌは、電極４Ａ〜４Ｈの右方及び下方に設けられたが、これらが設けられる位置はこれに限らず、例えば、電極４Ａ〜４Ｈの左方及び上方に設けられてもよい。
【００５４】
・上記実施形態において、電極４Ａ〜４Ｌの形状は、限定されるものではない。例えば、円形や、四角形等の多角形であってもよい。この場合であれ、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００５５】
・上記実施形態では、電極４Ａ〜４Ｈは、地図をスクロールするために使用されたが、これ以外に適用してもよい。例えば、電極４Ａ〜４Ｈのなぞり操作を通じて時計方向への回転操作を検出した場合に車載オーディオの音量をアップさせたり、反時計方向への回転操作を検出した場合に車載オーディオの音量をダウンさせたりしてもよい。このように構成した場合でも、タッチセンサ３０のタッチ操作を通じて、マイクロコンピュータ２０に様々な制御をさせることができる。また、車両以外のものに適用してもよい。
【００５６】
・上記実施形態において、演算回路７０の機能をマイクロコンピュータ２０に設けてもよい。このように構成した場合であれ、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００５７】
１…ナビゲーションシステム、４Ａ〜４Ｌ…電極、５Ａ〜５Ｌ…発振回路、６Ａ〜６Ｌ…変換回路、８Ｉ〜８Ｌ，８０スイッチノブ、１０…ディスプレイ、２０…マイクロコンピュータ、２１，７１…メモリ、２２…スクロールデータ、２３…特定部、２４…制御部、２５…音量データ、２６…画面データ、３０…タッチセンサ、７０…演算回路、７２…算出式、７３…距離算出式、７４…中心角算出式、７６…判断部、７７…演算部、７８…読込部。
【図１】
2013196618.tif 000006
【図２】
2013196618.tif 000007
【図３】
2013196618.tif 000008
【図４】
2013196618.tif 000009
【図５】
2013196618.tif 000010