静電容量式入力装置および車載機器制御装置
【課題】車両に搭載された車載機器やこの車載機器の操作入力部への人体による操作入力を正確かつ確実に受け付ける。
【解決手段】静電容量式入力装置は、車両１のインストルメントパネル２に配置された車載機器の操作入力部に配置された静電容量センサ部１０と、この静電容量センサ部１０からの出力に基づいて検知範囲Ｚ内に手や指があるか否かを判定する回路部２０とを備える。静電容量センサ部１０は、センサ電極１１、シールド電極１２および補助電極１３を備える。センサ電極１１のみで検出された第１の静電容量値Ｃ１とセンサ電極１１および補助電極１３で検出された第２の静電容量値Ｃ２とを用いて指向性を設定し、センサ電極１１上の検知範囲Ｚを形成して手や指を検知して操作入力を受け付ける。
【解決手段】静電容量式入力装置は、車両１のインストルメントパネル２に配置された車載機器の操作入力部に配置された静電容量センサ部１０と、この静電容量センサ部１０からの出力に基づいて検知範囲Ｚ内に手や指があるか否かを判定する回路部２０とを備える。静電容量センサ部１０は、センサ電極１１、シールド電極１２および補助電極１３を備える。センサ電極１１のみで検出された第１の静電容量値Ｃ１とセンサ電極１１および補助電極１３で検出された第２の静電容量値Ｃ２とを用いて指向性を設定し、センサ電極１１上の検知範囲Ｚを形成して手や指を検知して操作入力を受け付ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動車等の車両に搭載された車載機器やこの車載機器の操作入力部への人体による操作入力を受け付ける静電容量式入力装置および車載機器制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車載機器などの操作入力部に対して応力を加えずに操作入力を行うものとして、例えば静電容量式スイッチ、自動車用電装品、車両用計器および車内照明装置（例えば、特許文献１（第４−９頁、第１−１２図）参照）が知られている。この静電容量式スイッチは、透明保護パネルへの検知対象物の近接を検知する透明電極と、この透明電極によって検知された静電容量を検知信号とする静電容量検出回路からなる。
【０００３】
そして、この静電容量式スイッチは、透明保護パネルへの検知対象物の近接を操作入力の信号として受け付け、車載機器の制御部に出力するとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−８０８０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した特許文献１に開示されている静電容量式スイッチでは、透明保護パネルの内側に配置された透明電極によって、広範囲にわたって検知対象物の近接を検知する。このため、操作入力部が複雑な構成であったり微細であったりした場合は、その操作入力を誤検出してしまい、正確な入力情報の受け付けができない場合がある。
【０００６】
この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、車両に搭載された車載機器やこの車載機器の操作入力部への人体による操作入力を正確かつ確実に受け付けることができる静電容量式入力装置および車載機器制御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】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、この発明にかかる静電容量式入力装置は、車両に搭載された車載機器および該車載機器の操作入力部の少なくとも一方に配置されたセンサ電極と、前記センサ電極の近傍に設けられた補助電極と、少なくとも前記センサ電極が接続され、接続された電極からの静電容量に基づく静電容量値を検出する検出回路と、前記補助電極を前記検出回路に接続しない第１の接続状態と、前記補助電極を前記検出回路に接続する第２の接続状態とを選択的に切り替え可能な切替スイッチと、前記第１の接続状態における前記検出回路からの第１の静電容量値と、前記第２の接続状態における前記検出回路からの第２の静電容量値とを比較した比較値、および前記第１または第２の静電容量値に基づき、人体が前記センサ電極上の検知範囲内にあるか否かを判定し、その判定結果に基づいて前記車載機器に対する人体による操作入力を受け付ける操作入力受付手段とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
前記切替スイッチは、例えば前記第１の接続状態のときに、前記補助電極を開放、接地または所定の電位に接続可能に構成されている。
【０００９】
前記補助電極に前記センサ電極と同等の電位を与えるシールド駆動回路をさらに備え、前記切替スイッチは、例えば前記第１の接続状態のときに、前記補助電極を前記シールド駆動回路に接続可能に構成されている。
【００１０】
また、本発明にかかる静電容量式入力装置は、車両に搭載された車載機器および該車載機器の少なくとも一方に配置されたセンサ電極と、前記センサ電極の近傍に設けられた補助電極と、前記センサ電極からの静電容量に基づく静電容量値を検出する検出回路と、前記補助電極に前記センサ電極と同等の電位を与えるシールド駆動回路と、前記補助電極を前記シールド駆動回路に接続する第１の接続状態と、前記補助電極を開放、接地または所定の電位に接続する第２の接続状態とを選択的に切り替え可能な切替スイッチと、前記第１の接続状態における前記検出回路からの第１の静電容量値と、前記第２の接続状態における前記検出回路からの第２の静電容量値とを比較した比較値、および前記第１または第２の静電容量値に基づき、人体が前記センサ電極上の検知範囲内にあるか否かを判定し、その判定結果に基づいて前記車載機器に対する人体による操作入力を受け付ける操作入力受付手段とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
さらに、本発明にかかる静電容量式入力装置は、車両に搭載された車載機器および該車載機器の操作入力部の少なくとも一方に配置されたセンサ電極と、前記センサ電極の近傍に設けられた補助電極と、接続された電極からの静電容量に基づく静電容量値を検出する検出回路と、前記センサ電極を前記検出回路に接続する第１の接続状態と、前記センサ電極を前記検出回路に接続しない第２の接続状態とを選択的に切り替え可能な第１切替スイッチと、前記センサ電極が前記第１の接続状態のときに前記補助電極を前記検出回路に接続せず、前記第１切替スイッチが前記第２の接続状態のときに前記補助電極を前記検出回路に接続するように切り替え可能な第２切替スイッチと、前記第１の接続状態の場合における前記検出回路からの第１の静電容量値と、前記第２の接続状態の場合における前記検出回路からの第２の静電容量値とを比較した比較値、および前記第１または第２の静電容量値に基づき、人体が前記センサ電極上の検知範囲内にあるか否かを判定し、その判定結果に基づいて前記車載機器に対する人体による操作入力を受け付ける操作入力受付手段とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
前記第１切替スイッチは、例えば前記第２の接続状態のときに前記センサ電極を開放、接地または所定の電位に接続可能に構成され、前記第２切替スイッチは、例えば前記第１の接続状態のときに前記補助電極を開放、接地または所定の電位に接続可能に構成されている。
【００１３】
前記補助電極に前記センサ電極と同等の電位を与える、または前記センサ電極に前記補助電極と同等の電位を与えるシールド駆動回路をさらに備え、前記第１切替スイッチは、例えば前記第２の接続状態のときに前記センサ電極を前記シールド駆動回路に接続可能に構成され、前記第２切替スイッチは、例えば前記第１の接続状態のときに前記補助電極を前記シールド駆動回路に接続可能に構成されている。
【００１４】
前記補助電極に前記センサ電極と同等の電位を与えるシールド駆動回路をさらに備え、前記第１切替スイッチは、例えば前記第２の接続状態のときに前記補助電極を開放、接地または所定の電位に接続可能に構成され、前記第２切替スイッチは、例えば前記第１の接続状態のときに前記補助電極を前記シールド駆動回路に接続可能に構成されている。
【００１５】
前記センサ電極に前記補助電極と同等の電位を与えるシールド駆動回路をさらに備え、前記第１切替スイッチは、例えば前記第２の接続状態のときに前記補助電極を前記シールド駆動回路に接続可能に構成され、前記第２切替スイッチは、例えば前記第１の接続状態のときに前記補助電極を開放、接地または所定の電位に接続可能に構成されている。
【００１６】
前記補助電極は、例えば前記センサ電極を囲むように配置されている。
【００１７】
前記センサ電極および前記補助電極は、例えば透光保護カバー部材に設けられた透明電極からなり、前記車載機器の操作入力部は、例えば車両内の所定位置に前記透光保護カバー部材を介して可視状態および不可視状態を変更自在となるように表示手段を備えて設けられ、前記表示手段は、例えば前記操作入力受付手段によって人体が前記センサ電極上の検知範囲内にあると判定された場合に、前記操作入力部を可視状態に表示する。
【００１８】
本発明にかかる車載機器制御装置は、上記発明にかかる静電容量式入力装置と、前記静電容量式入力装置からの情報に応じて、前記車載機器の動作を制御する動作制御手段とを備えた車載機器制御装置であって、前記動作制御手段は、前記操作入力受付手段によって前記車載機器に対する人体による操作入力が受け付けられた場合に、該操作入力に対応する前記車載機器の動作を実行することを特徴とする。
【００１９】
なお、前記車載機器は、例えば車両に搭載された天井部照明装置、カップホルダ動作装置、アッシュトレイ動作装置、ウィンドウ開閉装置、およびドア開閉装置の少なくとも一つである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、車両に搭載された車載機器やこの車載機器の操作入力部への人体による操作入力を正確かつ確実に受け付けることができる静電容量式入力装置および車載機器制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態にかかる静電容量式入力装置の全体構成の例を示す説明図である。
【図２】同静電容量式入力装置の静電容量センサ部および回路部の全体構成の例を示す説明図である。
【図３】同静電容量式入力装置の検知動作時における動作概念を説明するための説明図である。
【図４】同静電容量式入力装置の検知動作時における検知対象物と電気力線との関係を説明するための説明図である。
【図５】同静電容量式入力装置の検知動作時における動作概念を説明するための説明図である。
【図６】同静電容量式入力装置による操作入力受付処理手順の例を示すフローチャートである。
【図７】同静電容量式入力装置の静電容量センサ部および回路部の全体構成の他の例を示す説明図である。
【図８】本発明の他の実施形態にかかる静電容量式入力装置の静電容量センサ部および回路部の全体構成の例を示す説明図である。
【図９】同静電容量式入力装置による操作入力受付処理手順の例を示すフローチャートである。
【図１０】同静電容量式入力装置の静電容量センサ部および回路部の全体構成の他の例を示す説明図である。
【図１１】本発明のさらに他の実施形態にかかる静電容量式入力装置の静電容量センサ部および回路部の全体構成の例を示す説明図である。
【図１２】同静電容量式入力装置の検知動作時における動作概念を説明するための説明図である。
【図１３】同静電容量式入力装置の第１検知動作時における検知対象物と電気力線との関係を説明するための説明図である。
【図１４】同静電容量式入力装置の第１検知動作時における検知対象物と電気力線との関係を説明するための説明図である。
【図１５】同静電容量式入力装置の第１検知動作時における検知対象物と電気力線との関係を説明するための説明図である。
【図１６】同静電容量式入力装置の第２検知動作時における検知対象物と電気力線との関係を説明するための説明図である。
【図１７】同静電容量式入力装置の第２検知動作時における検知対象物と電気力線との関係を説明するための説明図である。
【図１８】同静電容量式入力装置の第２検知動作時における検知対象物と電気力線との関係を説明するための説明図である。
【図１９】本発明のさらに他の実施形態にかかる静電容量式入力装置の静電容量センサ部および回路部の全体構成の例を示す説明図である。
【図２０】同静電容量式入力装置の静電容量センサ部および回路部の全体構成の他の例を示す説明図である。
【図２１】本発明の一実施形態にかかる静電容量式入力装置を備えた車載機器制御装置を有する車載機器を説明するための説明図である。
【図２２】本発明の一実施形態にかかる静電容量式入力装置を備えた車載機器制御装置を有する他の車載機器を説明するための説明図である。
【図２３】本発明の一実施形態にかかる静電容量式入力装置を備えた車載機器制御装置を有する他の車載機器を説明するための説明図である。
【図２４】本発明の一実施形態にかかる静電容量式入力装置を備えた車載機器制御装置を有する他の車載機器を説明するための説明図である。
【図２５】本発明の一実施形態にかかる静電容量式入力装置を備えた車載機器制御装置を有する他の車載機器を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に、添付の図面を参照して、この発明にかかる静電容量式入力装置および車載機器制御装置の好適な実施の形態について説明する。
【００２３】
図１は、本発明の一実施形態にかかる静電容量式入力装置の全体構成の例を示す説明図、図２は同静電容量式入力装置の静電容量センサ部および回路部の全体構成の例を示す説明図である。図１に示すように、本実施形態にかかる静電容量式入力装置は、例えば車両の前方のインストルメントパネル２に配置された車載機器（図示せず）の操作入力部である操作ボタンＢ１，Ｂ２，Ｂ３に配置され、これら操作ボタンＢ１〜Ｂ３への人体（乗員）による操作入力を手や指などを検知することで検知可能な静電容量センサ部１０を備える。
【００２４】
また、静電容量式入力装置は、この静電容量センサ部１０からの出力に基づいて、手や指などがセンサ電極上の検知範囲内にあるか否かを判定して、車載機器に対する操作入力を受け付ける回路部２０を備えて構成されている。回路部２０によって受け付けられた操作入力に関する情報（以下、「入力情報」と呼ぶ。）は、例えば車両１に搭載された車載機器の動作を制御する図示しない車載機器制御装置に対して出力される。
【００２５】
図２に示すように、静電容量センサ部１０は、検知面側の検知領域に検知範囲Ｚが存するように構成され、矩形平板状に形成されたセンサ電極１１と、このセンサ電極１１の裏面側に形成されたシールド電極１２と、センサ電極１１と同一平面上に形成されセンサ電極１１を囲うようなロの字状に形成された補助電極１３とをそれぞれ備えて構成されている。
【００２６】
センサ電極１１および補助電極１３は、それぞれ互いに絶縁された状態で配置されている。また、シールド電極１２は、裏面側のセンサ感度を減少させるために、センサ電極１１よりも大きいことが好ましい。
【００２７】
センサ電極１１は、検知面側の検知領域の検知範囲Ｚ内にある手や指を検知する。シールド電極１２は、センサ電極１１の裏面側にてこれらが検知されないようにシールドする。補助電極１３は、センサ電極１１の検知面側における等静電容量線（面）を可変せしめ、静電容量センサ部１０に指向性を持たせるためのものである。なお、シールド電極１２は、上述した態様とともに併せて例えば補助電極１３の外周側に設けられていてもよい。
【００２８】
回路部２０は、静電容量センサ部１０と接続され、例えばセンサ電極１１に直接接続されたＣ−Ｖ変換回路２１と、Ａ／Ｄ変換器２２と、ＣＰＵ２３とを備えて構成されている。ここでは、さらにシールド駆動回路１２を備え、補助電極１３の接続をＣ−Ｖ変換回路２１とシールド駆動回路２４とに切り替える切替スイッチＳＷが設けられている。
【００２９】
Ｃ−Ｖ変換回路２１は、センサ電極１１によって、またはセンサ電極１１および補助電極１３によって、それぞれ検知された静電容量（Ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）を電圧（Ｖｏｌｔａｇｅ）に変換する。Ａ／Ｄ変換器２２は、Ｃ−Ｖ変換回路２１からの電圧を示すアナログ信号をディジタル信号に変換する。
【００３０】
ＣＰＵ２３は、静電容量式入力装置全体の制御を司るとともに切替スイッチＳＷを制御したり、検知領域の検知範囲Ｚ内における検知対象物（手や指など）の検出（有無）を判定したり、この判定結果に基づいて車載機器に対する操作入力を受け付けたりする。シールド駆動回路２４は、例えばシールド電極１２や補助電極１３をセンサ電極１１と同等の電位に駆動する。
【００３１】
なお、回路部２０は、ＣＰＵ２３の一時記憶領域として利用されるＲＡＭやデータ格納用のＲＯＭ等の記憶手段（図示せず）を備えて構成される。また、静電容量センサ部１０は、例えば図示しない基板上に形成されている。この基板としては、例えばフレキシブルプリント基板、リジッド基板およびリジッドフレキシブル基板のいずれの基板も採用することができる。
【００３２】
さらに、回路部２０は、静電容量センサ部１０が形成された基板の同一面側または裏面側に実装されて一体的に設けられていてもよい。この場合、回路部２０は、静電容量センサ部１０の数と対応するように複数設けられてもよい。
【００３３】
センサ電極１１、シールド電極１２および補助電極１３は、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミド（ＰＡ）、ガラスエポキシ樹脂、またはセラミック等の絶縁体からなる基板上にパターン形成された銅、銅合金またはアルミニウムや鉄等の金属部材（導電材）や電線などで構成することができる。
【００３４】
なお、静電容量センサ部１０の配置態様によっては、乗員に対して目立たないように配置する必要が生じる場合がある。このような場合は、上記基板を透明性を有するパネルやフィルムにて形成し、各電極１１〜１３を透明電極とすればよい。透明電極は、例えば錫ドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）や導電性ポリマーによって構成することができる。導電性ポリマーとしては、例えばＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ（ポリエチレンジオキシチオフェン／ポリスチレンスルフォニック酸）や、ＰＥＤＯＴ／ＴｓＯ（ポリエチレンジオキシチオフェン／トルエンスルフォネート）などを用いることができる。
【００３５】
次に、このように構成された静電容量式入力装置の検知動作について説明する。まず、ＣＰＵ２３の制御により、切替スイッチＳＷがシールド駆動回路２４側に接続された場合の動作（動作１）について説明する。この動作１の場合、静電容量センサ部１０のセンサ電極１１、シールド電極１２および補助電極１３と回路部２０との接続状態は、図２に示すようになる。
【００３６】
すなわち、Ｃ−Ｖ変換回路２１にはセンサ電極１１のみが接続され、シールド電極１２および補助電極１３はシールド駆動回路２４に接続されるので、センサ電極１１のみによって検知対象物Ａ，Ｂとの静電容量ＣがＣ−Ｖ変換回路２１によって検出される。このとき、センサ電極１１の裏面側は、シールド駆動回路２４に接続されたシールド電極１２によって覆われた状態である。このため、センサ電極１１の裏面側のセンサ感度はほぼないに等しくなり、これは後述する動作２の場合も同様である。
【００３７】
また、両検知対象物Ａ，Ｂはセンサ電極１１からほぼ等しい距離に存する。しかし、シールド駆動回路２４に接続された補助電極１３の影響によって、上述した等静電容量線（面）Ｍが図３に示すような状態となり、検知対象物Ｂに対するセンサ感度が検知対象物Ａに対するセンサ感度よりも低下する。
【００３８】
この場合、図４（ａ）に示すように、センサ電極１１の中心部上付近に存する検知対象物Ａに対するセンサ電極１１からの電気力線Ｐ１は、補助電極１３からの電気力線Ｐ２（シールド）の影響が小さいといえる。だが、図４（ｂ）に示すように、センサ電極１１に対して外側に存する検知対象物Ｂに対するセンサ電極１１からの電気力線Ｐ１は、補助電極１３からの電気力線Ｐ２（シールド）の影響を受けやすいといえる。
【００３９】
このため、動作１においては、両検知対象物Ａ，Ｂはセンサ電極１１から同一距離に存するが、Ｃ−Ｖ変換回路２１によって検出される静電容量値は検知対象物Ａの方が検知対象物Ｂに比べて大きくなる。なお、このような動作１のときに検出された第１の静電容量値Ｃ１をＣＰＵ２３によって記憶手段に記憶しておく。
【００４０】
この動作１の場合、補助電極１３をシールド駆動回路２４に接続することによって、センサ電極１１の中心部のセンサ感度に対して、センサ電極１１の電極端（補助電極１３側の端部）のセンサ感度を下げることができる。これにより、静電容量センサ部１０に僅かな指向性を持たせることが可能となる。
【００４１】
ただし、この動作１においては、センサ電極１１の電極端のセンサ感度が僅かに低下する程度である。したがって、例えば図４（ｂ）に示す検知対象物Ｂよりはセンサ電極１１に近い位置に存する検知対象物Ｃ（図３参照）の静電容量値は、検知対象物Ａの静電容量値とほぼ等しくなってしまう。この際、等静電容量線（面）Ｍが図３に示すような状態となってしまう。このため、検知対象物Ａ，Ｃの違いを判別することができず、より強い指向性を持たせることができない状態であるといわざるを得ない。
【００４２】
次に、ＣＰＵ２３の制御により、切替スイッチＳＷがＣ−Ｖ変換回路２１側に接続された場合の動作（動作２）について説明する。この動作２の場合、第１および第２静電容量センサ部１０，２０のセンサ電極１１、シールド電極１２および補助電極１３の回路部２０との接続状態は、図５に示すようになる。
【００４３】
すなわち、Ｃ−Ｖ変換回路２１にセンサ電極１１および補助電極１３が接続されるので、これらセンサ電極１１および補助電極１３によって検知対象物Ａ，Ｂとの静電容量がＣ−Ｖ変換回路２１によって検出される。このとき、上述したようにセンサ電極１１の裏面側のセンサ感度はほぼないに等しいが、センサ電極１１の検知面側（表面側）における等静電容量線（面）Ｍは図５に示す状態となり、検知面側の１８０°の範囲で指向性がない状態といえる。
【００４４】
このため、動作２においては、センサ電極１１からほぼ等しい距離に存する両検知対象物Ａ，Ｂについては、ほぼ同等の静電容量値が検出される。そして、このような動作２のときに検出された第２の静電容量値Ｃ２を、第１の静電容量値Ｃ１と同様にＣＰＵ２３によって記憶手段に記憶しておく。
【００４５】
このように、上述した動作１および動作２により、センサ電極１１による検知面側の等静電容量線（面）Ｍを可変せしめることができる。こうして、センサ電極１１の検知面側において僅かに指向性がある場合に検出された第１の静電容量値Ｃ１と、センサ電極１１の検知面側において指向性がない場合に検出された第２の静電容量値Ｃ２とを取得する。
【００４６】
その後、本例の静電容量式入力装置においては、次のような動作が行われる。まず、ＣＰＵ２３によって記憶手段に記憶しておいた第１の静電容量値Ｃ１と第２の静電容量値Ｃ２とを比較する。例えば、上述した動作２の場合においては両検知対象物Ａ，Ｂから検出された静電容量値はともにほぼ同等の値であるため、検知対象物Ａ，Ｂはセンサ電極１１からほぼ等しい距離にあることが判明する。
【００４７】
次に、動作１の場合では検知対象物Ａに対して検知対象物Ｂの静電容量値が小さくなるため、検知対象物Ｂは検知対象物Ａよりもセンサ電極１１に対して外側に存することが判明する。これらを踏まえて、ＣＰＵ２３においては、第１の静電容量値Ｃ１に対する第２の静電容量値Ｃ２の値を比較することにより、検知対象物がセンサ電極１１の中心部に対してどの程度外側に存するのか（すなわち、検知対象物が少なくともセンサ電極１１の検知面と対向する領域を含む所定の範囲内（以下、「検知範囲内」と略記することがあるとする。）にあるか否か）を判定することができる。
【００４８】
上述したように構成され動作する静電容量式入力装置によれば、図１に示すように、例えば静電容量センサ部１０によって、インストルメントパネル２に配置された車載機器の操作ボタンＢ１〜Ｂ３の表面上に形成された検知範囲Ｚ内に乗員の手や指などがあるか否かを判定することができる。この検知範囲Ｚは、設定された指向性によりその範囲が決定する。このため、例えば操作ボタンＢ１〜Ｂ３が小さく密集して配置されているとしても、各操作ボタンＢ１〜Ｂ３の表面上にて手や指などがあるか否かを正確に判定可能なように、検知範囲Ｚをセンサ電極１１上の領域に設定する。
【００４９】
そして、判定結果に基づいて、例えば手や指などを検知した場合はその操作ボタンＢ１〜Ｂ３に割り当てられている機能を実行するための操作入力があったとして、車載機器制御装置に対してその操作入力を示す入力情報を出力する。車載機器制御装置は、入力情報が示す操作入力により実行される動作を車載機器に行わせるように制御する。このようにすれば、乗員による操作入力を正確かつ確実に受け付けることができるとともに、受け付けた操作入力を示す入力情報を用いて車載機器の動作を制御することが可能となる。
【００５０】
なお、手や指を検知した場合に操作入力があったとするのみならず、この場合に操作ボタンＢ１〜Ｂ３に対する操作入力があると仮定してこの操作入力を受け付ける準備（例えば、操作ボタンＢ１〜Ｂ３のうち該当する操作ボタンを強調表示する等）を行い、実際に乗員の手や指が操作ボタンＢ１〜Ｂ３を押下したりこれらに触れた際の静電容量に基づく静電容量値を検出したりしたときに、はじめて操作入力を受け付けるようにしてもよい。ここで、操作入力受付処理について説明する。
【００５１】
図６は、上記静電容量式入力装置による操作入力受付処理手順の例を示すフローチャートである。なお、以降において、既に説明した部分と重複する箇所には同一の符号を付して説明を省略することがあるとし、本発明に特に関連のない部分については明記しないことがあるとする。
【００５２】
ここでは、静電容量式入力装置は、例えば車両１のイグニッションスイッチを、操作入力受付処理を開始するか否かの判断とするためのトリガとして作用させ、これが電気的にＯＮであるか否かを判断して、これが電気的にＯＮとなったら操作入力受付処理を開始する。
【００５３】
具体的には、静電容量式入力装置は、イグニッションスイッチがＯＦＦからアクセサリー、ＯＮあるいはスタートの各状態に切り替えられて電気的にＯＮとなったか否かを判断する。なお、ここでは、静電容量式入力装置に既に電源が供給されて電気的にＯＮとなり、操作入力受付処理が開始されていることとする。
【００５４】
すなわち、図６に示すように、まず、静電容量式入力装置は、処理が開始されたら、回路部２０のＣＰＵ２３の制御によって、切替スイッチＳＷによる補助電極１３の接続状態を上述した第１および第２の接続状態に切り替える。こうして、静電容量センサ部１０において静電容量値（第１および第２の静電容量値Ｃ１，Ｃ２）を検出し（ステップＳ１０２）、これらを比較して比較値を算出する（ステップＳ１０３）。
【００５５】
そして、第１の静電容量値Ｃ１または第２の静電容量値Ｃ２に基づいて、検知対象物（手や指など）がセンサ電極１１上に近接しているか否かを判定する（ステップＳ１０４）。これとともに、算出した比較値が、例えばあらかじめ設定された所定のしきい値以上（あるいは所定のしきい値以下や所定のしきい値未満等）であるか否かを判定する（ステップＳ１０５）。
【００５６】
手や指などが近接していると判定され（ステップＳ１０４のＹ）、かつ比較値が所定のしきい値以上であると判定された場合（ステップＳ１０５のＹ）は、手や指などを検知と判定して（ステップＳ１０６）、操作入力を受け付ける入力受付を行う（ステップＳ１０７）。なお、このステップＳ１０７にて入力受付が行われたら、操作入力を示す入力情報を車載機器制御装置に対して出力する。
【００５７】
一方、手や指などが近接していないと判定された場合（ステップＳ１０４のＮ）や、比較値が所定のしきい値以上でないと判定された場合（ステップＳ１０５のＮ）は、手や指などを非検知と判定する（ステップＳ１０８）。そして、ステップＳ１０７の入力受付の後やステップＳ１０８にて非検知と判定した後は、上述したようなイグニッションスイッチに基づき、静電容量式入力装置が電気的にＯＦＦとなった状態であるか否かを判断して、処理が終了されるか否かを判断する（ステップＳ１０９）。
【００５８】
処理が終了されると判断された場合（ステップＳ１０９のＹ）は、本フローチャートによる一連の操作入力受付処理を終了する。処理が終了されないと判断された場合（ステップＳ１０９のＮ）は、上記ステップＳ１０２に移行して、静電容量センサ部１０の第１および第２の静電容量値Ｃ１，Ｃ２を検出し、以降の処理を繰り返す。
【００５９】
ここで、具体的には、例えばステップＳ１０４においては、第１の静電容量値Ｃ１が所定のしきい値Ｔｈ１よりも大きい場合は、手や指などがセンサ電極１１に近接したと判定可能に設定しておく。また、このとき、例えばステップＳ１０５においては、比較値α＝（ａ×Ｃ１）−（ｂ×Ｃ２）あるいは比較値β＝ｄ×Ｃ１／Ｃ２などの計算式によって算出した比較値αや比較値βが、あらかじめ設定された所定のしきい値としての任意のしきい値Ｔｈ２よりも小さい場合は、検知範囲Ｚ外であると判定可能に設定しておく。
【００６０】
そして、手や指などが近接している場合であって（ステップＳ１０４のＹ）、かつ比較値がしきい値Ｔｈ２以上の場合にのみ（ステップＳ１０５のＹ）、手や指などが検知と判定される（ステップＳ１０６）ように構成することができる。このように、本例の静電容量式入力装置によれば、車両１のインストルメントパネル２に配置された車載機器の操作ボタンＢ１〜Ｂ３の表面上の（センサ電極１１上の）検知範囲Ｚ内への手や指などの近接を正確かつ確実に検知して操作入力を受け付けることができる。そして、受け付けた入力情報を車載機器制御装置で用いれば、操作入力に対応する車載機器の動作を正確に実行させることが可能となる。
【００６１】
なお、上述した比較値α，βにおける係数ａ，ｂ，ｃや比較値α，βの計算式およびしきい値Ｔｈ１，Ｔｈ２の値などは、次のようであってもよい。すなわち、これらは静電容量センサ部１０のセンサ形状、設置周辺環境、検知対象物の特性などの要因によって変化するものである。このため、これらの各要因が決まった時点でプロファイルを取りながら逐次設定すればよい。
【００６２】
また、上述した例では、第１の静電容量値Ｃ１を第２の静電容量値Ｃ２で除算した値を用いて比較することで、手や指などの近接を判定した。その他にも、例えば第１の静電容量値Ｃ１を第１の静電容量値Ｃ１と第２の静電容量値Ｃ２との和の値で除算した値を用いて比較したり、その他の計算方法を用いたりして近接を判定するようにしてもよい。
【００６３】
このように、本例の静電容量式入力装置によれば、例えばしきい値Ｔｈ２が大きい場合は静電容量センサ部１０のセンサ感度の指向性の強度が高く、小さい場合は低いとすることができる。したがって、指向性を任意に調節してインストルメントパネル２に配置された車載機器の操作ボタンＢ１〜Ｂ３の表面上などに検知範囲Ｚを任意に設定することができ、所望の指向性をもたせた検知範囲Ｚにある手や指などのみを確実かつ正確に検知することができるようになる。
【００６４】
なお、上述した回路部２０のＣ−Ｖ変換回路２１は、例えば抵抗とコンデンサにより出力パルスのデューティー比が変化する周知のタイマーＩＣを利用するものであるが、これに限定されるものではない。
【００６５】
すなわち、例えば正弦波を印加して静電容量値による電圧変化あるいは電流値から直接インピーダンスを測定する方式、測定する静電容量値を含めて発振回路を構成して発振周波数を測定する方式、ＲＣ充放電回路を構成して充放電時間を測定する方式、既知の電圧で充電した電荷を既知の容量に移動してその電圧を測定する方式、または未知の容量に既知電圧で充電し、その電荷を既知容量に移動させることを複数回行い、既知容量が所定電圧に充電されるまでの回数を測定する方式などがあり、検出した静電容量値にしきい値を設け、または静電容量の波形を解析して該当する静電容量波形になったときにトリガとするなどの処理を行ってもよい。
【００６６】
また、回路部２０のＣ−Ｖ変換回路２１が静電容量を電圧に変換することを前提としたが、電気的にあるいはソフトウェアとして扱いやすいデータに変換できればよく、例えば静電容量をパルス幅に変換したり、直接ディジタル値に変換したりしてもよい。
【００６７】
さらに、上述した静電容量式入力装置では、静電容量センサ部１０のセンサ電極１１とシールド電極１２および補助電極１３とを車両１のインストルメントパネル２に配置された車載機器の操作ボタンＢ１〜Ｂ３にそれぞれ配置した。そして、センサ電極１１のみの第１の静電容量値Ｃ１と、センサ電極１１および補助電極１３の第２の静電容量値Ｃ２とを比較して手や指などの検出を判定する例を挙げて説明したが、例えば次のようなものであってもよい。
【００６８】
図７は、上記静電容量式入力装置の静電容量センサ部および回路部の全体構成の他の例を示す説明図である。この例の静電容量式入力装置は、センサ電極１１の他にダミーのセンサ電極（ダミー電極）１９を配置した構成を有し、回路部２０のＣ−Ｖ変換回路２１が差動動作するものとして構成されている。
【００６９】
具体的には、図７に示すように、例えば差動増幅回路のプラス側入力端にセンサ電極１１を接続し、マイナス側入力端にダミー電極１９を接続して静電容量Ｃａの値から静電容量Ｃｂの値を減算する。そして、その出力値をコンパレータなどでしきい値と比較して手や指４９などを検出するようにしたものである。
【００７０】
このようなＣ−Ｖ変換回路２１の動作としては、例えばスイッチＳ１がオープン（ＯＦＦ）で、スイッチＳ２が接地（ＧＮＤ）され、スイッチＳ３がクローズ（ＯＮ）となっているときに、スイッチＳ３をオープン（ＯＦＦ）にし、スイッチＳ２をＶｒに切り替え、スイッチＳ１をオペアンプの反転入力に接続する。すると、静電容量ＣａとＣｆにＣａＶｒが充電され、静電容量ＣｂとＣｆにＣｂＶｒが充電される。
【００７１】
次に、スイッチＳ１をオープン（ＯＦＦ）およびスイッチＳ２を接地（ＧＮＤ）した後に、スイッチＳ１を接地（ＧＮＤ）したときの出力電圧Ｖを測定する。このときの電圧は、Ｖ／Ｖｒ＝｛（Ｃｆ＋Ｃａ）／Ｃｆ｝−｛（Ｃｆ＋Ｃｂ）／Ｃｆ｝となり、静電容量Ｃａと静電容量Ｃｂの割合に応じた電圧が出力される。
【００７２】
このように、Ｃ−Ｖ変換回路２１を差動動作する構成（差動回路）とすることにより、回路の温度特性を相殺したり、コモンモードノイズを低減したりすることができる。そして、このとき、例えば差動増幅回路のマイナス側入力端にはダミー電極１９を接続するが、このダミー電極１９が手や指４９などと静電容量結合するとセンサ自体の感度が低くなる。
【００７３】
このため、センサ電極１１に対してダミー電極１９の面積を十分に小さく形成するか、ダミー電極１９と手や指４９などとの間に同電位である他のシールド電極４７を設けて、手や指４９などとの静電容量結合を小さくする必要がある。
【００７４】
なお、上述したシールド駆動回路２４は、Ｃ−Ｖ変換回路２１が静電容量Ｃに応じてデューティー比が変化するものである場合は、センサ電極１１の出力波形は測定される静電容量によって変化する。このため、オペアンプなどによるボルテージフォロワやＦＥＴによるソースフォロワなどで１倍の増幅回路を構成し、センサ電極１１の電圧を入力してその出力をシールド電極１２などに接続するように構成してもよい。
【００７５】
また、シールド駆動回路２４は、Ｃ−Ｖ変換回路２１が差動動作するものである場合は、センサ電極１１の出力波形は電圧がＶｒとＧＮＤの矩形波で周波数はスイッチの切替周波数になる。このため、静電容量値によって変動しないので、図７に示したオペアンプの非反転入力をシールド電極１２などに接続するように構成してもよい。ただし、駆動電流が必要な場合は、高出力電流のオペアンプなどを介したり、ＶｒとＧＮＤの矩形波を別途生成するようにすればよい。
【００７６】
さらに、上述した実施形態では、センサ電極１１をＣ−Ｖ変換回路２１に接続し、シールド電極１２をシールド駆動回路２４に接続して、補助電極１３を切替スイッチＳＷを介してシールド電極２４またはＣ−Ｖ変換回路２１に接続するように構成した。その他にも、例えばＣ−Ｖ変換回路２１が差動動作するものである場合は、図７に示したマイナス側入力端にセンサ電極１１を接続し、シールド電極１２をシールド駆動回路２４に、また補助電極１３をプラス側入力端にそれぞれ接続するように構成してもよい。
【００７７】
この場合、上述した動作２のときは補助電極１３がセンサ電極１１と接続され指向性がほとんどない状態となる。しかし、上述した動作１のときは補助電極１３と手や指４９などとの静電容量結合分の値はセンサ電極１１の静電容量値から差し引かれるので、結果的に緩い指向性を持つこととなる。そして、上述した場合と同様に動作１および動作２のときの検出値を比較すれば同様の効果を得ることが可能となる。
【００７８】
さらにまた、上述した実施形態では、切替スイッチＳＷにより補助電極１３について、動作１のときはシールド駆動回路２４に接続し、動作２のときはＣ−Ｖ変換回路２１に接続可能と構成し、動作１と動作２のときで等静電容量線（面）Ｍを可変させるように構成した。
【００７９】
その他にも、補助電極１３について、例えば動作１のときはシールド駆動回路２４に接続し、動作２のときは開放、接地または所定の電位に接続可能に構成したり、また例えば、動作１のときは開放、接地または所定の電位に接続し、動作２のときはＣ−Ｖ変換回路２１に接続可能に構成しても同様の効果を得ることが可能である。このように、補助電極１３は、切替スイッチＳＷによって開放に接続されたり、接地や他の電位（例えば、接地と同等の電位や、パルス、充電電圧、正弦波などを含む）に接続されたりしてもよい。
【００８０】
なお、切替スイッチＳＷは、電気的な接続を切り替えられる構造であればよく、例えばＦＥＴやフォトＭＯＳリレーなどの電子回路スイッチでも、接点切替器などの機械的なスイッチでも採用することができる。また、センサ電極１１の形状は、上述したものの他に、円形、楕円形、長方形、多角形などの各種形状を採用することができ、例えばセンサ電極１１の裏面側も検知範囲Ｚにする場合には、シールド電極１２を設置しなければよい。
【００８１】
そして、補助電極１３は、センサ電極１１の周囲全体を囲む状態で配置したが、検知範囲Ｚを設定できるものであれば、一部を囲むような状態であったり、隣接する一部に配置されたりしてもよい。また、例えばセンサ電極１１を囲む状態であるときは、センサ電極１１と同心（中心を同一）状態に配置されるとよい。
【００８２】
次に、本発明の他の実施形態にかかる静電容量式入力装置の静電容量センサ部および回路部について、図８〜図１０を参照して説明する。上述した実施形態にかかる静電容量式入力装置においては、回路部２０のＣ−Ｖ変換回路２１からの出力は、センサ電極１１および補助電極１３により検知された静電容量を示す第２の静電容量値Ｃ２か、センサ電極１１のみにより検知された静電容量を示す第１の静電容量値Ｃ１のいずれかとなる。
【００８３】
このため、センサ電極１１（を含む静電容量センサ部１０）の設置場所の周囲の構造等により検出される静電容量値が異なる場合がある。このような場合、これら第１および第２の静電容量値Ｃ１，Ｃ２を比較した比較結果がセンサ電極１１が設置される場所の周囲の構造等に依存して変化してしまうことがある。このような状況を回避するために、回路部２０の内部構成を、さらに例えば次のようにしてもよい。
【００８４】
図８は、本発明の他の実施形態にかかる静電容量式入力装置の静電容量センサ部１０および回路部２０の全体構成の例を示す説明図、図９は同静電容量式入力装置による操作入力受付処理手順の例を示すフローチャート、図１０は同静電容量式入力装置の静電容量センサ部１０および回路部２０の全体構成の他の例を示す説明図である。なお、以降において、既に説明した部分と重複する箇所には同一の符号を付して説明を省略し、本発明と特に関連のない部分については明記しないことがあるとする。
【００８５】
図８に示すように、本例の回路部２０は、上述したＣ−Ｖ変換回路２１、シールド駆動回路２４の他に、例えばＣＰＵなどからなる判定回路２５と、手や指４９などが接近していないときの静電容量値（初期容量）を記憶する初期容量記憶装置２６と、切替スイッチＳＷの切り替え動作を制御するスイッチ制御回路２７と、バッファ２８とを備えて構成されている。
【００８６】
このように構成された回路部２０を有する静電容量式入力装置の検知動作の概要としては、例えば静電容量センサ部１０を同様に車両１のインストルメントパネル２に配置された車載機器の操作ボタンＢ１〜Ｂ３に設置する。その後、手や指４９などが静電容量センサ部１０に接近していないときの動作１と動作２における静電容量値（初期容量）を、スイッチ制御回路２７の制御により切替スイッチＳＷを切り替えてそれぞれ検出する。
【００８７】
そして、初期容量記憶装置２６にてこれらの値を記憶しておき、判定回路２５にて上述した実際の動作１，２のときの第１および第２の静電容量値Ｃ１，Ｃ２から初期容量記憶装置２６に記憶されたこれらの初期容量を差し引いて比較する。こうして得られた比較結果に基づいて、手や指４９などがセンサ電極１１上の検知範囲Ｚ内に存するか否かを判定する。
【００８８】
具体的には、上記初期容量は、スイッチ制御回路２７の制御により、切替スイッチＳＷがシールド駆動回路２４側に接続された場合の上記動作１のときのものを第１の初期容量として初期容量記憶装置２６に記憶される。また、切替スイッチＳＷがＣ−Ｖ変換回路２１側に接続された場合の上記動作２のときのものを第２の初期容量として初期容量記憶装置２６に記憶される。
【００８９】
そして、実際の動作１のときは、判定回路２５によって、検出された第１の静電容量値Ｃ１から初期容量記憶装置２６に記憶しておいた第１の初期容量を差し引いて第１の検出値（検出値１）とする。また、実際の動作２のときは、検出された第２の静電容量値Ｃ２から初期容量記憶装置２６に記憶しておいた第２の初期容量を差し引いて第２の検出値（検出値２）とする。
【００９０】
すなわち、図９に示すように、まず、静電容量式入力装置１００は、図６を用いて説明したように処理が開始されたら、静電容量センサ部１０からの出力に基づいて上述したような第１の検出値と第２の検出値とを算出し（ステップＳ２０２）、これらを比較して比較値を算出する（ステップＳ２０３）。
【００９１】
その後、第１または第２の検出値に基づいて、手や指４９などが近接しているか否かを判定する（ステップＳ２０４）。これとともに、第１の検出値と第２の検出値の比較値が、例えばあらかじめ設定された所定のしきい値以上（あるいは所定のしきい値以下や所定のしきい値未満等）であるか否かを判定する（ステップＳ２０５）。
【００９２】
つまり、ここでは検出値１，２と、その比較結果とにより検知範囲Ｚ内に手や指４９などがあるか否かを判定する。なお、センサ電極１１および補助電極１３がＣ−Ｖ変換回路２１に接続されている上記動作２のときの検出値２は、センサ感度に指向性がない状態での検出値であり、手や指４９などの静電容量センサ部１０への接近に依存した出力となる。
【００９３】
手や指４９などが近接していると判定され（ステップＳ２０４のＹ）、かつ比較値が所定のしきい値以上であると判定された場合（ステップＳ２０５のＹ）は、手や指４９などを検知と判定して（ステップＳ２０６）、上述したような操作入力を受け付ける入力受付を行う（ステップＳ２０７）。
【００９４】
手や指４９などが近接していると判定されるが（ステップＳ２０４のＹ）、比較値が所定のしきい値以上でないと判定された場合（ステップＳ２０５のＮ）は、手や指４９などを非検知と判定する（ステップＳ２０８）。そして、例えば指向性を持たせたときの検知範囲Ｚ内に手や指４９が存在しないことを示すディセーブル信号である非検知信号Ａ（例えば、ハイインピーダンスや所定の電位等）を、判定出力として出力する。
【００９５】
また、例えば第１または第２の検出値（あるいは第１または第２の静電容量値Ｃ１，Ｃ２）に基づき、手や指４９などは近接しているか否かを判定し（ステップＳ２０４）、手や指４９などは近接していないと判定された場合（ステップＳ２０４のＮ）は、上記ステップＳ２０８に移行してこれらを非検知と判定する。そして、例えば手や指４９などがセンサ電極１１上の検知範囲Ｚ内にないことを示すディセーブル信号である非検知信号Ｂ（非検知信号Ａとは異なる信号）を判定出力として出力する。
【００９６】
手や指４９などの検知を判定して入力受付を行った後、または非検知を判定した後（ステップＳ２０７またはステップＳ２０８の後）は、上述したように処理が終了されるか否かを判断する（ステップＳ２０９）。
【００９７】
処理が終了されると判断された場合（ステップＳ２０９のＹ）は、本フローチャートによる一連の操作入力受付処理を終了する。処理が終了されないと判断された場合（ステップＳ２０９のＮ）は、上記ステップＳ２０２に移行して、第１および第２の検出値を算出し、以降の処理を繰り返す。
【００９８】
このように、判定回路２５の出力を判定結果によって、例えばイネーブル信号、ディセーブル信号とすることで、手や指４９などがセンサ電極１１上の検知範囲Ｚ内にあるときはイネーブル信号がバッファ２８に入力され、このバッファ２８から検出値１が出力される。また、手や指４９などがセンサ電極１１上の検知範囲Ｚ内にないときはディセーブル信号として判定出力が接地電圧や基準電圧などの所定の電圧に固定されるか、ハイインピーダンスの出力となる。
【００９９】
なお、手や指４９などがセンサ電極１１上の検知範囲Ｚ内にあるときは、検出値１の他に、検出値２や、第１あるいは第２の静電容量値Ｃ１，Ｃ２が出力されてもよい。これら検出値１、検出値２、第１および第２の静電容量値Ｃ１，Ｃ２は、例えば手や指４９などのセンサ電極１１までの距離に応じた値を示すものである。
【０１００】
このように、上記構成の回路部２０によれば、手や指４９などが検知範囲Ｚ内にあるときはその距離に応じた検出値が出力され、検知範囲Ｚ内にないときは所定の電圧等の出力となる。したがって、検知範囲Ｚ内に手や指４９などがあるか否か、またあるとすればどのくらいの距離であるかを判別することが可能となる。すなわち、静電容量センサ部１０のセンサ感度の指向性の強度をより高くしたり、指向性をより詳細に設定したりすることが可能となる。
【０１０１】
また、静電容量センサ部１０が設置される場所の周囲の構造等に依存することを回避する方法の他の例として、次のように基準電圧を調整することでこれらを保持することも可能となる。すなわち、図１０に示すように、この例の回路部２０は、Ｃ−Ｖ変換回路２１およびシールド駆動回路２４の他に、基準電圧調整回路４０および減算回路３１を備えて構成されている。
【０１０２】
基準電圧調整回路４０は、上述したような第１および第２の初期容量の初期容量測定時に、Ｃ−Ｖ変換回路２１の出力が基準電位になるように調整するものである。この基準電圧調整回路４０は、ここではコンパレータ４１、制御回路４２、レジスタ４３、Ｄ／Ａ変換器４４、および調整部４５を備えて構成されている。
【０１０３】
基準電圧調整回路４０は、例えばＣ−Ｖ変換回路２１の出力をコンパレータ４１のプラス側入力端から入力し、基準電圧（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｖｏｌｔａｇｅ：ＲＶ）をマイナス側入力端から入力して両者を比較する。そして、この比較結果に基づく制御回路４２の制御によりレジスタ４３の設定値を変化させる。
【０１０４】
さらに、レジスタ４３の出力をＤ／Ａ変換器４４にてディジタル信号からアナログ信号に変換した後、調整部４５にて電圧調整を行い、この調整部４５からの出力によってＣ−Ｖ変換回路２１の入力を調整する。このようにして、手や指４９などが静電容量センサ部１０に近接していないときの動作１において、Ｃ−Ｖ変換回路２１からの出力が基準電位に最も近くなったところでレジスタ４３の設定値を固定して第１の初期容量の出力を基準電圧とし、そのときの設定値（設定値１）を記憶する。
【０１０５】
これとともに、手や指４９などが静電容量センサ部１０に近接していないときの動作２において、Ｃ−Ｖ変換回路２１からの出力が基準電位に最も近くなったところでレジスタ４３の設定値を固定して第２の初期容量出力を基準電位とし、そのときの設定値（設定値２）を記憶する。
【０１０６】
そして、実際の動作１のときは、レジスタ４３の設定値１を固定したときのＣ−Ｖ変換回路２１の出力を、例えば減算回路３１のプラス側入力端に入力するとともに、基準電圧ＲＶをマイナス側入力端に入力して、出力を基準電圧ＲＶで減算して検出値１とする。また、実際の動作２のときは、レジスタ４３を設定値２に固定したときのＣ−Ｖ変換回路２１の出力を、例えば減算回路３１のプラス側入力端に入力するとともに、基準電圧ＲＶをマイナス側入力端に入力して、出力を基準電圧ＲＶで減算して検出値２とする。
【０１０７】
こうして得られたこれら検出値１と検出値２を比較することにより、同様にセンサ電極１１上の検知範囲Ｚ内に手や指４９などがあるか否か、またあるとすればどのくらいの距離であるかを判別する。なお、Ｃ−Ｖ変換回路２１への入力の調整は、例えば入力に接続した固定コンデンサ等からなる調整部４５にＤ／Ａ変換器４４の電圧を加えることで、入力する静電容量を増減させることにより実現することができる。
【０１０８】
図１１は、本発明のさらに他の実施形態にかかる静電容量式入力装置の静電容量センサ部および回路部の全体構成の例を示す説明図、図１２は同静電容量式入力装置の検知動作時における動作概念を説明するための説明図、図１３〜図１５は同静電容量式入力装置の第１検知動作時（動作３）における検知対象物と電気力線との関係を説明するための説明図である。
【０１０９】
また、図１６〜図１８は、同静電容量式入力装置の第２検知動作時（動作４）における検知対象物と電気力線との関係を説明するための説明図である。なお、上述した実施形態にて既に説明した部分と重複する説明は割愛することがあるとする。
【０１１０】
図１１に示すように、本実施形態にかかる静電容量式入力装置は、上述した実施形態にかかる静電容量式入力装置と同様の構成であるとともに、静電容量センサ部１０と、回路部２０とを備えて構成されている。静電容量センサ部１０は、センサ電極１１と、シールド電極１２と、上記補助電極１３と同様にセンサ電極１１を囲うようなロの字状に形成された補助電極１３Ａとを備えて構成されている。
【０１１１】
センサ電極１１は、主に検知面側の検知領域の検知範囲Ｚ内に存する手や指４９などを検知するために設けられている。シールド電極１２は上述した作用を有する。補助電極１３Ａは、主にセンサ電極１１の検知面側の等静電側における等静電容量線（面）を可変せしめるために設けられている。
【０１１２】
回路部２０は、センサ電極１１または補助電極１３Ａに接続されるＣ−Ｖ変換回路２１と、Ａ／Ｄ変換器２２と、ＣＰＵ２３と、シールド電極１２に直接接続されるとともにセンサ電極１１または補助電極１３Ａに接続されるシールド駆動回路２４とを備えて構成されている。
【０１１３】
また、回路部２０は、センサ電極１１からの入力をＣ−Ｖ変換回路２１またはシールド駆動回路２４に切り替える第１切替スイッチＳＷ１と、補助電極１３Ａからの入力をシールド駆動回路２４またはＣ−Ｖ変換回路２１に切り替える第２切替スイッチＳＷ２とを備えて構成されている。なお、これら第１および第２切替スイッチＳＷ１，ＳＷ２は、それぞれＡ側およびＢ側（図１１など参照）に切り替え可能に構成されている。
【０１１４】
Ｃ−Ｖ変換回路２１は、センサ電極１１によって、または補助電極１３Ａによって、それぞれ検知された静電容量を電圧に変換する。Ａ／Ｄ変換器２２は上記と同様に動作する。ＣＰＵ２３は、静電容量式入力装置全体の制御を司るとともに、例えば第１および第２切替スイッチＳＷ１，ＳＷ２のオルタネイト接続（Ａ側あるいはＢ側への二者択一的な接続）の動作を制御したり、検知領域における検知対象物（体幹部４８や頭部４９）の検出（体幹部４８や頭部４９の近接や有無）を判定したりする。シールド駆動回路２４は、シールド電極１２と、補助電極１３Ａまたはセンサ電極１１とを、例えばセンサ電極１１と同等の電位に駆動する。
【０１１５】
静電容量センサ部１０や、回路部２０の構造や構成、および各電極１１〜１３Ａの構造や構成は、上述した実施形態にて既に説明したものと同様であるため、ここでは説明を省略する。なお、第１切替スイッチＳＷ１は、例えばセンサ電極１１がＣ−Ｖ変換回路２１に接続されていないときにセンサ電極１１を開放、接地または所定の電位に接続可能に構成され、第２切替スイッチＳＷ２は、センサ電極１１がＣ−Ｖ変換回路２１に接続されているときに補助電極１３Ａを開放、接地または所定の電位に接続可能に構成されていてもよい。
【０１１６】
また、シールド駆動回路２４は、補助電極１３Ａにセンサ電極１１と同等の電位を与える、またはセンサ電極１１に補助電極１３Ａと同等の電位を与えるように構成されている。第１切替スイッチＳＷ１は、センサ電極１１がＣ−Ｖ変換回路２１に接続されていないときにセンサ電極１１をシールド駆動回路２４に接続可能に構成され、第２切替スイッチＳＷ２は、センサ電極１１がＣ−Ｖ変換回路２１に接続されているときに補助電極１３Ａをシールド駆動回路２４に接続可能に構成されていてもよい。
【０１１７】
さらに、シールド駆動回路２４は、補助電極１３Ａにセンサ電極１１と同等の電位を与えるように構成されていてもよく、この場合第１切替スイッチＳＷ１は、センサ電極１１がＣ−Ｖ変換回路２１に接続されていないときに補助電極１３Ａを開放、接地または所定の電位に接続可能に構成されていてもよい。そして、第２切替スイッチＳＷ２は、センサ電極１１がＣ−Ｖ変換回路２１に接続されているときに補助電極１３Ａをシールド駆動回路２４に接続可能に構成されていてもよい。
【０１１８】
また、シールド駆動回路２４は、センサ電極１１に補助電極１３Ａと同等の電位を与えるように構成され、この場合第１切替スイッチＳＷ１は、センサ電極１１がＣ−Ｖ変換回路２１に接続されていないときに補助電極１３Ａをシールド駆動回路２４に接続可能に構成されていてもよい。そして、第２切替スイッチＳＷ２は、センサ電極１１がＣ−Ｖ変換回路２１に接続されているときに補助電極１３Ａを開放、接地または所定の電位に接続可能に構成されていてもよい。
【０１１９】
次に、このように構成された静電容量式入力装置の検知動作について説明する。まず、ＣＰＵ２３の制御により、第１および第２切替スイッチＳＷ１，ＳＷ２がともにＡ側に切り替えられ、センサ電極１１がＣ−Ｖ変換回路２１に接続される。これとともに、シールド電極１２および補助電極１３Ａがシールド駆動回路２４に接続された場合の動作（動作３）について説明する。
【０１２０】
この動作３の場合、センサ電極１１やシールド電極１２および補助電極１３Ａの回路部２０との接続状態は、図１２に示すようなものとなる。すなわち、上述したように、Ｃ−Ｖ変換回路２１にはセンサ電極１１のみが接続され、シールド電極１２および補助電極１３Ａはシールド駆動回路２４に接続される。これにより、センサ電極１１のみによって検知対象物Ｘ，Ｙ，Ｗとの静電容量ＣがＣ−Ｖ変換回路２１によって検出される。
【０１２１】
なお、静電容量センサ部１０のセンサ電極１１の裏面側は、シールド電極１２によって覆われた状態である。このため、センサ電極１１の裏面側のセンサ感度は、センサ電極１１の検知面（表面）から回り込んだ電気力線のみを検出することになるので、検知面側と比較するとかなり小さい。ここでは、検知対象物Ｘを検知範囲Ｚ内に存する検知対象物として、また検知対象物Ｙ，Ｗを検知範囲Ｚ外に存する検知対象物として説明する。
【０１２２】
図１３に示すように、検知対象物Ｘに対するセンサ電極１１からの電気力線Ｐ１は、補助電極１３Ａからの電気力線Ｐ２（シールド）の影響が小さい。
【０１２３】
一方、図１４に示すように、検知対象物Ｘとほぼ等しい距離にある検知対象物Ｙに対するセンサ電極１１からの電気力線Ｐ１は、補助電極１３Ａからの電気力線Ｐ２（シールド）の影響を受けて、検知対象物Ｘに対する場合と比較して減少する。このため、検知対象物Ｙは、検知対象物Ｘと比較して、センサ電極１１との静電容量結合が弱いこととなる。
【０１２４】
これにより、動作３のときの検知対象物Ｘ，Ｙの識別（すなわち、検知範囲Ｚ内であるか検知範囲Ｚ外であるかの区別）は容易に行うことが可能となる。しかし、図１５に示すように、検知対象物Ｙよりもセンサ電極１１に近い検知対象物Ｗでは、センサ電極１１からの電気力線Ｐ１が図１３における検知対象物Ｘに対するものと同じであるため、Ｃ−Ｖ変換回路２１からの出力は同じとなる。
【０１２５】
つまり、検知対象物Ｘと検知対象物Ｗは、図１２における等電位面（線）Ｍ上にあることになり、動作３での検出値（静電容量値）は同じである。このため、検知対象物Ｗが検知範囲Ｚ内に存するか検知範囲Ｚ外に存するかの識別は、この動作３のみでは困難となる。なお、この実施形態においても上述した実施形態と同様に、動作３だけでは判定しないで、動作３のときのＣ−Ｖ変換回路２１にて検出された第１の静電容量値としての静電容量値Ｃ１をＣＰＵ２３によって記憶手段に記憶しておく。
【０１２６】
次に、ＣＰＵ２３の制御により、第１および第２切替スイッチＳＷ１，ＳＷ２がともにＢ側に切り替えられ、補助電極１３ＡがＣ−Ｖ変換回路２１に接続される。これとともに、シールド電極１２およびセンサ電極１１がシールド駆動回路２４に接続された場合の動作（動作４）について説明する。
【０１２７】
なお、動作４の場合の静電容量式入力装置におけるセンサ電極１１やシールド電極１２および補助電極１３Ａの回路部２０との接続状態を示す図１２に対応する構成は、図１２における各切替スイッチＳＷ１，ＳＷ２をＢ側に切り替えたものである。このため、ここでは図示および説明を省略する。
【０１２８】
この動作４の場合、Ｃ−Ｖ変換回路２１には補助電極１３Ａのみが接続され、シールド電極１２およびセンサ電極１１はシールド駆動回路２４に接続される。これにより、補助電極１３Ａのみによって検知対象物Ｘ，Ｙ，Ｗとの静電容量ＣがＣ−Ｖ変換回路２１によって検出される。なお、検知対象物Ｘ，Ｙ，Ｗの各静電容量センサ部１０，２０に対する配置位置などの諸条件は、動作３のときと同様であるとする。
【０１２９】
そして、この動作４の場合、図１６に示すように、検知対象物Ｘに対するセンサ電極１１からの電気力線Ｐ２（シールド）は、補助電極１３Ａからの電気力線Ｐ１に対して影響が大きい。このため、検知対象物Ｘは、補助電極１３Ａとの静電容量結合が弱いこととなり、Ｃ−Ｖ変換回路２１によって検出される静電容量値は動作３における検知対象物Ｘに対する場合と比較して小さくなる。
【０１３０】
一方、図１７に示すように、検知対象物Ｙに対するセンサ電極１１からの電気力線Ｐ２（シールド）は、検知対象物Ｘに対する場合と比較して減少し、補助電極１３Ａからの電気力線Ｐ１は、検知対象物Ｘに対する場合と比較して増加する。このため、動作４の場合においては、検知対象物Ｙは、補助電極１３Ａとの静電容量結合が強いこととなり、Ｃ−Ｖ変換回路２１によって検出される静電容量値は動作３における検知対象物Ｙに対する場合と比較して大きくなる。
【０１３１】
また、図１８に示すように、検知対象物Ｗに対する補助電極１３Ａからの電気力線Ｐ１は、図１６における検知対象物Ｘに対する補助電極１３Ａからの電気力線Ｐ１と比較して多く、しかもセンサ電極１１からの電気力線Ｐ２（シールド）の影響も小さい。このため、動作４においては、検知対象物ＷにおけるＣ−Ｖ変換回路２１からの出力は検知対象物Ｘにおけるものよりも大きい。そして、このような動作４のときにＣ−Ｖ変換回路２１にて検出された第２の静電容量値としての静電容量値Ｃ２をＣＰＵ２３によって記憶手段に記憶しておく。
【０１３２】
このようにして第１および第２の静電容量値Ｃ１，Ｃ２を検出したら、次に、ＣＰＵ２３にて記憶手段に記憶しておいたこれらの静電容量値Ｃ１，Ｃ２を比較する。例えば、上述した検知対象物Ｘでは、動作３での第１の静電容量値Ｃ１が動作４での第２の静電容量値Ｃ２と比較して大きくなるが、検知対象物Ｙでは、動作３での第１の静電容量値Ｃ１が動作４での第２の静電容量値Ｃ２と比較して小さくなる。このため、検知対象物Ｗでは、動作３での第１の静電容量値Ｃ１と動作４での第２の静電容量値Ｃ２が同程度となる。
【０１３３】
このように、ＣＰＵ２３においては、静電容量値Ｃ１に対する静電容量値Ｃ２の値を比較することによって、検知対象物がセンサ電極１１の中心部に対してどの程度外に存するのかを判定することが可能となる。このとき、静電容量値Ｃ１とＣ２の比較値が、例えばあらかじめ設定された所定のしきい値以上（あるいは所定のしきい値以下や所定のしきい値未満等）となれば、センサ電極１１上の検知範囲Ｚ内であると判定可能なように設定しておけば、任意に指向性を持たせることが可能となる。
【０１３４】
なお、図１２から図１８に示す説明図では、検知対象物Ｘでは動作３での検出値が動作４での検出値より大きくなり、検知対象物Ｙでは動作３での検出値が動作４での検出値より小さくなる。また、検知対象物Ｗでは動作３での検出値と動作４での検出値が同程度となる例を挙げて説明した。しかし、センサ電極１１および補助電極１３Ａの配置形状や配置面積などの諸条件が変わると、検知対象物Ｘ，Ｙ，Ｗにおける動作３と動作４の上下関係は変わることとなる。
【０１３５】
ただし、動作３における第１の静電容量値Ｃ１に対する動作４における第２の静電容量値Ｃ２の割合（Ｃ２／Ｃ１）は、常に検知対象物Ｘ＜検知対象物Ｙ（または検知対象物Ｗ）であるため、区別することが可能である。したがって、条件ごとに動作３と動作４の比較式を変えれば、検知対象物Ｘ，Ｙ，Ｗを判別することが可能となる。なお、比較式や比較値、各種係数や所定のしきい値（Ｔｈ１，Ｔｈ２）などは、上述した実施形態にて説明したものと同様であるため、ここでは説明を省略する。
【０１３６】
また、条件によっては数式で表現できない場合があるが、検知対象物（手や指４９など）のセンサ電極１１上の位置における静電容量値Ｃ１，Ｃ２の値をあらかじめ測定してプロファイルしておき、各プロファイルと実際の検出値とを比較するようにすればよい。
【０１３７】
このように、この静電容量式入力装置によれば、例えば所定のしきい値Ｔｈ２が大きい場合には静電容量センサ部１０のセンサ感度の指向性の強度が高く、小さい場合は指向性の強度が低いとすることができる。これにより、センサ感度の指向性を任意に設定してセンサ電極１１上の検知範囲Ｚを任意に定めることができ、簡単な構成で確実に検知対象物（手や指４９など）を検知することができるようになる。
【０１３８】
そして、判定結果に基づいて、例えば手や指４９などを検知した場合はその操作入力があったとして、車載機器制御装置に対してその操作入力を示す入力情報を出力する。このようにすれば、乗員による操作入力を正確かつ確実に受け付けることができるとともに、受け付けた操作入力を示す入力情報を車載機器制御装置などに出力することが可能となる。
【０１３９】
なお、回路部２０のＣ−Ｖ変換回路２１の各種構成や作用は、上述した実施形態にて説明したものと同様であるため、ここでは説明を省略する。また、本実施形態にかかる静電容量式入力装置では、センサ電極１１とシールド電極１２および補助電極１３Ａとを配置して、センサ電極１１の静電容量値Ｃ１と補助電極１３Ａの静電容量値Ｃ２とを比較して検知対象物の検出を判定するものを例に挙げて説明した。その他にも、上述した実施形態にて図７を用いて説明したように、ダミー電極１９を配置し、Ｃ−Ｖ変換回路２１が差動動作するように構成してもよい。これについても上述したものと各種構成や作用は同様であるため、ここでは説明を省略する。
【０１４０】
また、シールド駆動回路２４の変形例や、第１および第２切替スイッチＳＷ１，ＳＷ２の変形例などについても、各種構成や作用は上述した実施形態にて説明したものと同様であるため、ここでは説明を省略する。
【０１４１】
なお、本実施形態にかかる静電容量式入力装置では、補助電極１３Ａがセンサ電極１１の周囲全体を囲むような状態で配置されている。このため、静電容量センサ部１０はセンサ電極１１の検知面の全方向に同様な指向性を持つ（すなわち、検知範囲Ｚがセンサ電極１１に対するどの方向でも同様）が、指向性を持たせたくない方向が存在する場合は、例えば次のようにすればよい。
【０１４２】
すなわち、指向性を持たせたくない方向に補助電極１３Ａを配置せずに、補助電極１３Ａの形状を、例えばコの字状やＣ字型、Ｌ字型や半円形などにして、補助電極１３Ａのない方向の指向性を低減させることも可能である。
【０１４３】
また、上述した回路部２０のＣ−Ｖ変換回路２１からの出力は、第１の静電容量値Ｃ１か第２の静電容量値Ｃ２かのいずれかとなるため、センサ電極１１（を含む静電容量センサ部１０）の設置場所の周囲の構造等により検出される静電容量値が異なる場合がある。
【０１４４】
すると、これら第１および第２の静電容量値Ｃ１，Ｃ２を比較した比較結果が、センサ電極１１が設置される場所の周囲の構造等に依存して変化してしまうことがある。このような状況を回避するために、回路部２０の構成を、さらに例えば次のようにしてもよい。
【０１４５】
図１９は、本発明のさらに他の実施形態にかかる静電容量式入力装置の静電容量センサ部および回路部の全体構成の例を示す説明図、図２０は同静電容量式入力装置の静電容量センサ部および回路部の全体構成の他の例を示す説明図である。なお、上述した実施形態において、既に説明した部分と重複する箇所には同一の符号を付して説明を割愛する。
【０１４６】
図１９に示すように、回路部２０は、Ｃ−Ｖ変換回路２１、シールド駆動回路２４、判定回路２５、上述した初期容量を記憶する初期容量記憶装置２６、各切替スイッチＳＷ１，ＳＷ２の切り替え動作を制御するスイッチ制御回路２７、およびバッファ２８を備えて構成されている。
【０１４７】
このような回路部２０を有する静電容量式入力装置の検知動作の概要としては、例えば静電容量センサ部１０を所定の設置場所に設置した後、手や指４９などが静電容量センサ部１０に接近していないときの静電容量値（初期容量）をスイッチ制御回路２７の制御により各切替スイッチＳＷ１，ＳＷ２を切り替えてそれぞれ検出し、初期容量記憶装置２６にてこれらの値を記憶しておく。
【０１４８】
そして、判定回路２５にて上述した実際の動作３，４のときの第１および第２の静電容量値Ｃ１，Ｃ２から初期容量記憶装置２６に記憶された各初期容量を差し引いて比較し、比較結果に基づいて手や指４９などがセンサ電極１１上の検知範囲Ｚ内に存するか否かを判定する。
【０１４９】
具体的には、上記初期容量は、スイッチ制御回路２７の制御により、各切替スイッチＳＷ１，ＳＷ２がＡ側に接続された場合の上記動作３のときのものを第１の初期容量とし、各切替スイッチＳＷ１，ＳＷ２がＢ側に接続された場合の上記動作４のときのものを第２の初期容量として初期容量記憶装置２６に記憶される。
【０１５０】
そして、実際の動作３のときは、判定回路２５によって、検出された第１の静電容量値Ｃ１から初期容量記憶装置２６に記憶しておいた第１の初期容量を差し引いて第１の検出値（検出値１）とし、動作４のときは、検出された第２の静電容量値Ｃ２から初期容量記憶装置２６に記憶しておいた第２の初期容量を差し引いて第２の検出値（検出値２）とする。
【０１５１】
その後、判定回路２５にてこれら検出値１と検出値２とを比較して、その比較結果により検知範囲Ｚ内に手や指４９などがあるか否かを判定する。例えば、上記動作３のときの検出値１は、手や指４９などの静電容量センサ部１０への接近に依存した出力となる。その後の動作や作用および効果等は、上述した実施形態にて説明したものと同様であるため、ここでは説明を省略する。
【０１５２】
また、上述した第１および第２の初期容量は、例えば初期容量測定時の電圧をＡ／Ｄ変換器等でディジタル変換して、レジスタやメモリ等に保持するようにしてもよいが、次のように基準電圧を調整することでこれらを保持することも可能となる。すなわち、図２０に示すように、回路部２０は、Ｃ−Ｖ変換回路２１、シールド駆動回路２４、基準電圧調整回路４０、および減算回路３１を備えて構成されている。
【０１５３】
基準電圧調整回路４０は、上述したような第１および第２の初期容量の初期容量測定時に、Ｃ−Ｖ変換回路２１の出力が基準電位になるように調整するためのものであり、ここでは、コンパレータ４１、制御回路４２、レジスタ４３、Ｄ／Ａ変換器４４、および調整部４５を備えて構成されている。これらの構成や作用等も、上述した実施形態にて説明したものと同様であるため、ここでは説明を省略する。
【０１５４】
基準電圧調整回路４０によって、第１および第２の初期容量の出力を基準電圧とし、このように基準電圧にされたＣ−Ｖ変換回路２１の出力を、例えば減算回路３１のプラス側入力端に入力し、基準電圧ＲＶをマイナス側入力端に入力して、出力を基準電圧ＲＶで減算して第１および第２の初期容量を差し引き、同様に検知範囲Ｚ内に手や指４９などがあるか否か、またあるとすればどのくらいの距離であるかを判別することができる。
【０１５５】
以上述べたように、上述した実施形態にかかる静電容量式入力装置によれば、静電容量センサ部１０によって、センサ電極１１上の検知範囲Ｚ内に乗員の手や指４９などがあるか否かを判定することができる。そして、判定結果に基づいて、手や指４９などを検知した場合はその操作入力があったとして、例えば車載機器制御装置に対してその操作入力を示す入力情報を出力することができる。
【０１５６】
車載機器制御装置は、静電容量式入力装置によって得られた入力情報が示す操作入力により実行される動作などを車載機器に行わせるように制御することができる。このようにすれば、乗員による操作入力を正確かつ確実に受け付けることができるとともに、受け付けた操作入力を示す入力情報を用いて車載機器の動作などを制御することが可能となる。
【０１５７】
次に、本発明の一実施形態にかかる静電容量式入力装置を備えた車載機器制御装置が適用された場合の車載機器の実施例について説明する。図２１〜図２５は、本発明の一実施形態にかかる静電容量式入力装置を備えた車載機器制御装置を有する車載機器を説明するための説明図である。
【０１５８】
図２１に示すように、ここでは静電容量式入力装置の静電容量センサ部１０は、車両１の天井部１０１に設けられた照明装置９１に、照明装置９１の下方に検知範囲Ｚを形成するように表面に貼着あるいは天井部１０１内に内蔵されて配置されている。車載機器制御装置は、例えば照明装置９１の点灯／消灯の動作を制御可能に構成される。
【０１５９】
このように構成された車載機器制御装置は、例えば次のように動作する。すなわち、車両１の乗員などが照明装置９１に手などをかざした場合に、この手が静電容量式入力装置の静電容量センサ部１０の検知範囲Ｚ内にて検知される。これにより、操作入力が受け付けられて、入力情報が静電容量式入力装置から車載機器制御装置に出力され、車載機器制御装置によって、この入力情報に基づく照明装置９１の上記動作が制御される。
【０１６０】
このようにすれば、乗員などが車両１の天井部１０１に配置されたサンバイザ１０２を動かしたり、フロントガラス１０３を拭いたりしても検知範囲Ｚ内にて検知されない限り照明装置９１を動作させることはない。このため、照明装置９１の操作スイッチなどを操作しなくても正確に動作させることができ、利便性を向上させることができる。
【０１６１】
次に、図２２に示すように、ここでは静電容量式入力装置の静電容量センサ部１０は、車両１のフロントガラス１０３下方のインストルメントパネル２に組み込まれたカップホルダ９２やアッシュトレイ９３の表面に沿って、これらの表面前方に検知範囲Ｚ（図示せず）を形成するように内蔵あるいは表面に貼着されて配置されている。車載機器制御装置は、例えばこれらカップホルダ９２やアッシュトレイ９３の開閉動作を制御可能に構成される。
【０１６２】
このように構成された車載機器制御装置は、例えば次のように動作する。すなわち、車両１の乗員などがカップホルダ９２やアッシュトレイ９３の表面前方に手などをかざした場合に、この手が静電容量式入力装置の静電容量センサ部１０の検知範囲Ｚ内にて検知される。これにより、操作入力が受け付けられて、入力情報が静電容量式入力装置から車載機器制御装置に出力され、車載機器制御装置によって、この入力情報に基づくカップホルダ９２やアッシュトレイ９３の上記動作が制御される。
【０１６３】
具体的には、例えばこれらが全閉状態である場合に手などを検知したら、カップホルダ９２やアッシュトレイ９３を全開となるように駆動し、これらが全開状態である場合に手などを検知したら、全閉となるように駆動する。なお、カップホルダ９２については、別途設けられたカップの有無を検出するセンサ等からの情報により、カップホルダ９２にカップが置かれていなかった場合にのみ全閉駆動を行うようにすればよい。これらの駆動機構については公知技術であるため、ここでの説明は省略する。
【０１６４】
このようにすれば、乗員などがカップホルダ９２やアッシュトレイ９３の表面前方に手などを意図的にかざした場合にこれらを開閉させることができる。このため、手でこれらを押し引きしたり、別途設けられた操作スイッチなどを操作しなくても正確に動作させることができるようになり、利便性を向上させることができる。なお、アッシュトレイ９３については、シフトレバー１０４を握る手などを検知しないように検知範囲Ｚを設定すればよい。また、センサ電極１１および補助電極１３は、ロの字状に形成され、インストルメントパネル２におけるカップホルダ９２やアッシュトレイ９３の表面を内側に囲むように配置されてもよい。
【０１６５】
また、図２３（ａ）に示すように、ここでは静電容量式入力装置の静電容量センサ部１０は、車両のサイドドア３の複数の操作部９４のそれぞれの表面上に検知範囲Ｚ（図示せず）を形成するように、図２３（ｂ）に示すように、サイドドア３に内蔵配置されている。車載機器制御装置は、例えばサイドドア３に取り付けられたウィンドウガラス４の上下昇降動作を制御可能に構成される。
【０１６６】
このように構成された車載機器制御装置は、例えば次のように動作する。すなわち、車両の乗員などが操作部９４に指４９（図示せず）を近づけた場合に、この指４９が静電容量式入力装置の静電容量センサ部１０の検知範囲Ｚ内にて検知される。そして、この状態あるいは操作部９４に実際に接触することにより、各々の操作部９４に割り当てられた操作入力（例えば、ウィンドウガラス４の上昇や下降を示す操作入力）が受け付けられて、入力情報が静電容量式入力装置から車載機器制御装置に出力され、車載機器制御装置によって、この入力情報に基づくウィンドウガラス４の上記動作が制御される。
【０１６７】
なお、図２３（ｃ）に示すように、操作部９４を断面凹状に形成し、静電容量センサ部１０をこの形状に沿ってサイドドア３内に内蔵配置すれば、検知範囲Ｚの距離や幅、大きさなどを任意に調整することができる。また、静電容量センサ部１０の近傍に広角性の静電容量センサ部（図示せず）を配置して、指４９による操作入力の受け付けに先立って近接を検知すれば、静電容量センサ部１０の検知タイミングを調整することもできる。
【０１６８】
このようにすれば、従来のウィンドウガラス４の操作部のように、サイドドア３の内側のアームレスト上に操作部を配置する必要がなく、省スペース化を促進することができるとともにウィンドウガラス４を正確に動作させることができるので、車室内空間の有効利用を図り利便性を向上させることができる。
【０１６９】
さらに、図２４（ａ）に示すように、ここでは静電容量式入力装置の静電容量センサ部１０は、車両のサイドドア３の外側に取り付けられたドアハンドル６内に、図中矢印ＡやＢで示すようなドアハンドル６の異なる表面上に、図２４（ｂ）で示すようにそれぞれ検知範囲Ｚを形成するように配置されている。車載機器制御装置は、サイドドア３のロック／アンロック動作を制御可能に構成される。
【０１７０】
なお、例えば図２４（ａ）の図中矢印Ａで示す方向に形成された検知範囲Ｚをロック操作入力を検知する範囲とし、図中矢印Ｂで示す方向に形成された検知範囲Ｚをアンロック操作入力を検知する範囲とする。このアンロック操作入力を検知する検知範囲Ｚは、例えば図２４（ｃ）に示すように、上記矢印Ｂで示す方向とは反対方向にこの検知範囲Ｚを形成するように、ドアハンドル６内に内蔵配置された静電容量センサ部１０によるものでもよい。
【０１７１】
このように構成された車載機器制御装置は、例えば次のように動作する。すなわち、図２４（ｂ）に示すように車両の乗員などがドアハンドル６を握りしめたり、図２４（ｃ）に示すようにドアハンドル６の最外側表面に接触しようとした場合に、指４９が静電容量式入力装置の静電容量センサ部１０のアンロック操作入力の検知範囲Ｚ内にて検知される。また、図２４（ａ）に示すように、ドアハンドル６の取付端上部表面に接触しようとした場合に、指４９が静電容量センサ部１０のロック操作入力の検知範囲Ｚ内にて検知される。
【０１７２】
そして、ロック／アンロックの操作入力が受け付けられて、入力情報が静電容量式入力装置から車載機器制御装置に出力され、車載機器制御装置によって、この入力情報に基づくサイドドア３の上記動作が行われる。なお、車載機器制御装置は、静電容量式入力装置からの入力情報に加えて、例えば公知のスマートエントリーシステムによるユーザキーの認証情報などを用いて、サイドドア３のロック／アンロック動作を制御するようにしてもよい。
【０１７３】
このようにすれば、乗員などがドアハンドル６の所定位置に意図的に接触しようとした場合にサイドドア３のロック／アンロックの操作入力を、車両のキー等を用いなくてもこの簡単な操作入力により正確かつ確実に行うことができ、乗員を含む車両の利用者の利便性を向上させることができる。
【０１７４】
また、図２５に示すように、ここでは静電容量式入力装置の静電容量センサ部１０は、車両１のインストルメントパネル２に配置された車載機器の機器操作部７の表面上に検知範囲Ｚを形成するように、透明電極により構成されて配置されている。車載機器制御装置は、機器操作部７への手７０による操作入力に基づく車載機器の動作の制御や、例えば機器操作部７を視認可能に表示する制御を行うように構成される。また、機器操作部７も透光性の部材により構成され、この機器操作部７は接触圧や静電容量を検出するタイプのスイッチにより形成されている。
【０１７５】
このように構成された車載機器制御装置は、例えば次にように動作する。すなわち、図２５（ａ）に示すように、静電容量式入力装置の静電容量センサ部１０は、透明電極により構成されているため、通常時は車載機器と一体的となり目立たないように配置される。そして、図２５（ｂ）に示すように、乗員などが手７０を車載機器の機器操作部７上にかざした場合に、この手７０が静電容量式入力装置の静電容量センサ部１０の検知範囲Ｚ内にて検知される。
【０１７６】
これにより、車載機器制御装置は、まず、機器操作部７の裏面側に配置されている発光手段としてのＬＥＤ８を点灯させて、機器操作部７を視認可能に表示する。静電容量センサ部１０は透明電極により構成されているため、機器操作部７がインストルメントパネル２の表面上に浮かび上がるように表示される。
【０１７７】
そして、乗員は指４９（図示せず）などを用いて表示された機器操作部７へ操作入力を行うことにより、各機器操作部７に割り当てられた操作入力が受け付けられて、入力情報が静電容量式入力装置から車載機器制御装置に出力され、車載機器制御装置によって、この入力情報に基づく車載機器の上記動作が制御される。
【０１７８】
このようにすれば、車両１の乗員などが車載機器の機器操作部７へ手７０をかざす前には、機器操作部７が見えない状態となっているため、インストルメントパネル２のデザイン性を損なうことがない。また、必要時には手７０を機器操作部７へかざすだけで機器操作部７を操作可能に表示することができるので、確実に機器操作部７を操作することが可能となる。
【０１７９】
さらに、静電容量センサ部１０を機器操作部７ごとにそれぞれ配置すれば、各静電容量センサ部１０への操作入力を検知して、機器操作部７への操作入力とすることもできるので、複雑な構造の機器操作部７を必要とせず、安価に構成することも可能となる。また、センサ電極１１および補助電極１３は、ロの字状に形成され、インストルメントパネル２における各機器操作部７を内側に囲むように配置されてもよい。
【０１８０】
以上述べたように、上述した実施形態にかかる静電容量式入力装置によれば、静電容量センサ部１０によって、所望の指向性をもたせた検知範囲Ｚ内に手や指などがあるか否かを正確かつ確実に判定することができる。また、上述した車載機器制御装置によれば、この判定結果に基づいて、手や指などを検知した場合は操作入力があったとして、入力情報が示す操作入力により実行される動作を車載機器に行わせることができる。このように、操作入力を正確かつ確実に受け付けることができるとともに、受け付けた操作入力を示す入力情報を用いて車載機器の動作を制御することが可能となる。
【符号の説明】
【０１８１】
１ 車両
２ インストルメントパネル
３ サイドドア
４ ウィンドウガラス
６ ドアハンドル
７ 機器操作部
１０ 静電容量センサ部
１１ センサ電極
１２ シールド電極
１３ 補助電極
１３Ａ 補助電極
１９ ダミー電極
２０ 回路部
２１ Ｃ−Ｖ変換回路
２２ Ａ／Ｄ変換器
２３ ＣＰＵ
２４ シールド駆動回路
２５ 判定回路
２６ 初期容量記憶装置
２７ スイッチ制御回路
２８ バッファ
３１ 減算回路
４０ 基準電圧調整回路
４１ コンパレータ
４２ 制御回路
４３ レジスタ
４４ Ｄ／Ａ変換器
４５ 調整部
４９ 指
７０ 手
９１ 照明装置
９２ カップホルダ
９３ アッシュトレイ
９４ 操作部
１０１ 天井部
１０２ サンバイザ
１０３ フロントガラス
１０４ シフトレバー
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動車等の車両に搭載された車載機器やこの車載機器の操作入力部への人体による操作入力を受け付ける静電容量式入力装置および車載機器制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車載機器などの操作入力部に対して応力を加えずに操作入力を行うものとして、例えば静電容量式スイッチ、自動車用電装品、車両用計器および車内照明装置（例えば、特許文献１（第４−９頁、第１−１２図）参照）が知られている。この静電容量式スイッチは、透明保護パネルへの検知対象物の近接を検知する透明電極と、この透明電極によって検知された静電容量を検知信号とする静電容量検出回路からなる。
【０００３】
そして、この静電容量式スイッチは、透明保護パネルへの検知対象物の近接を操作入力の信号として受け付け、車載機器の制御部に出力するとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−８０８０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した特許文献１に開示されている静電容量式スイッチでは、透明保護パネルの内側に配置された透明電極によって、広範囲にわたって検知対象物の近接を検知する。このため、操作入力部が複雑な構成であったり微細であったりした場合は、その操作入力を誤検出してしまい、正確な入力情報の受け付けができない場合がある。
【０００６】
この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、車両に搭載された車載機器やこの車載機器の操作入力部への人体による操作入力を正確かつ確実に受け付けることができる静電容量式入力装置および車載機器制御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】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、この発明にかかる静電容量式入力装置は、車両に搭載された車載機器および該車載機器の操作入力部の少なくとも一方に配置されたセンサ電極と、前記センサ電極の近傍に設けられた補助電極と、少なくとも前記センサ電極が接続され、接続された電極からの静電容量に基づく静電容量値を検出する検出回路と、前記補助電極を前記検出回路に接続しない第１の接続状態と、前記補助電極を前記検出回路に接続する第２の接続状態とを選択的に切り替え可能な切替スイッチと、前記第１の接続状態における前記検出回路からの第１の静電容量値と、前記第２の接続状態における前記検出回路からの第２の静電容量値とを比較した比較値、および前記第１または第２の静電容量値に基づき、人体が前記センサ電極上の検知範囲内にあるか否かを判定し、その判定結果に基づいて前記車載機器に対する人体による操作入力を受け付ける操作入力受付手段とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
前記切替スイッチは、例えば前記第１の接続状態のときに、前記補助電極を開放、接地または所定の電位に接続可能に構成されている。
【０００９】
前記補助電極に前記センサ電極と同等の電位を与えるシールド駆動回路をさらに備え、前記切替スイッチは、例えば前記第１の接続状態のときに、前記補助電極を前記シールド駆動回路に接続可能に構成されている。
【００１０】
また、本発明にかかる静電容量式入力装置は、車両に搭載された車載機器および該車載機器の少なくとも一方に配置されたセンサ電極と、前記センサ電極の近傍に設けられた補助電極と、前記センサ電極からの静電容量に基づく静電容量値を検出する検出回路と、前記補助電極に前記センサ電極と同等の電位を与えるシールド駆動回路と、前記補助電極を前記シールド駆動回路に接続する第１の接続状態と、前記補助電極を開放、接地または所定の電位に接続する第２の接続状態とを選択的に切り替え可能な切替スイッチと、前記第１の接続状態における前記検出回路からの第１の静電容量値と、前記第２の接続状態における前記検出回路からの第２の静電容量値とを比較した比較値、および前記第１または第２の静電容量値に基づき、人体が前記センサ電極上の検知範囲内にあるか否かを判定し、その判定結果に基づいて前記車載機器に対する人体による操作入力を受け付ける操作入力受付手段とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
さらに、本発明にかかる静電容量式入力装置は、車両に搭載された車載機器および該車載機器の操作入力部の少なくとも一方に配置されたセンサ電極と、前記センサ電極の近傍に設けられた補助電極と、接続された電極からの静電容量に基づく静電容量値を検出する検出回路と、前記センサ電極を前記検出回路に接続する第１の接続状態と、前記センサ電極を前記検出回路に接続しない第２の接続状態とを選択的に切り替え可能な第１切替スイッチと、前記センサ電極が前記第１の接続状態のときに前記補助電極を前記検出回路に接続せず、前記第１切替スイッチが前記第２の接続状態のときに前記補助電極を前記検出回路に接続するように切り替え可能な第２切替スイッチと、前記第１の接続状態の場合における前記検出回路からの第１の静電容量値と、前記第２の接続状態の場合における前記検出回路からの第２の静電容量値とを比較した比較値、および前記第１または第２の静電容量値に基づき、人体が前記センサ電極上の検知範囲内にあるか否かを判定し、その判定結果に基づいて前記車載機器に対する人体による操作入力を受け付ける操作入力受付手段とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
前記第１切替スイッチは、例えば前記第２の接続状態のときに前記センサ電極を開放、接地または所定の電位に接続可能に構成され、前記第２切替スイッチは、例えば前記第１の接続状態のときに前記補助電極を開放、接地または所定の電位に接続可能に構成されている。
【００１３】
前記補助電極に前記センサ電極と同等の電位を与える、または前記センサ電極に前記補助電極と同等の電位を与えるシールド駆動回路をさらに備え、前記第１切替スイッチは、例えば前記第２の接続状態のときに前記センサ電極を前記シールド駆動回路に接続可能に構成され、前記第２切替スイッチは、例えば前記第１の接続状態のときに前記補助電極を前記シールド駆動回路に接続可能に構成されている。
【００１４】
前記補助電極に前記センサ電極と同等の電位を与えるシールド駆動回路をさらに備え、前記第１切替スイッチは、例えば前記第２の接続状態のときに前記補助電極を開放、接地または所定の電位に接続可能に構成され、前記第２切替スイッチは、例えば前記第１の接続状態のときに前記補助電極を前記シールド駆動回路に接続可能に構成されている。
【００１５】
前記センサ電極に前記補助電極と同等の電位を与えるシールド駆動回路をさらに備え、前記第１切替スイッチは、例えば前記第２の接続状態のときに前記補助電極を前記シールド駆動回路に接続可能に構成され、前記第２切替スイッチは、例えば前記第１の接続状態のときに前記補助電極を開放、接地または所定の電位に接続可能に構成されている。
【００１６】
前記補助電極は、例えば前記センサ電極を囲むように配置されている。
【００１７】
前記センサ電極および前記補助電極は、例えば透光保護カバー部材に設けられた透明電極からなり、前記車載機器の操作入力部は、例えば車両内の所定位置に前記透光保護カバー部材を介して可視状態および不可視状態を変更自在となるように表示手段を備えて設けられ、前記表示手段は、例えば前記操作入力受付手段によって人体が前記センサ電極上の検知範囲内にあると判定された場合に、前記操作入力部を可視状態に表示する。
【００１８】
本発明にかかる車載機器制御装置は、上記発明にかかる静電容量式入力装置と、前記静電容量式入力装置からの情報に応じて、前記車載機器の動作を制御する動作制御手段とを備えた車載機器制御装置であって、前記動作制御手段は、前記操作入力受付手段によって前記車載機器に対する人体による操作入力が受け付けられた場合に、該操作入力に対応する前記車載機器の動作を実行することを特徴とする。
【００１９】
なお、前記車載機器は、例えば車両に搭載された天井部照明装置、カップホルダ動作装置、アッシュトレイ動作装置、ウィンドウ開閉装置、およびドア開閉装置の少なくとも一つである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、車両に搭載された車載機器やこの車載機器の操作入力部への人体による操作入力を正確かつ確実に受け付けることができる静電容量式入力装置および車載機器制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態にかかる静電容量式入力装置の全体構成の例を示す説明図である。
【図２】同静電容量式入力装置の静電容量センサ部および回路部の全体構成の例を示す説明図である。
【図３】同静電容量式入力装置の検知動作時における動作概念を説明するための説明図である。
【図４】同静電容量式入力装置の検知動作時における検知対象物と電気力線との関係を説明するための説明図である。
【図５】同静電容量式入力装置の検知動作時における動作概念を説明するための説明図である。
【図６】同静電容量式入力装置による操作入力受付処理手順の例を示すフローチャートである。
【図７】同静電容量式入力装置の静電容量センサ部および回路部の全体構成の他の例を示す説明図である。
【図８】本発明の他の実施形態にかかる静電容量式入力装置の静電容量センサ部および回路部の全体構成の例を示す説明図である。
【図９】同静電容量式入力装置による操作入力受付処理手順の例を示すフローチャートである。
【図１０】同静電容量式入力装置の静電容量センサ部および回路部の全体構成の他の例を示す説明図である。
【図１１】本発明のさらに他の実施形態にかかる静電容量式入力装置の静電容量センサ部および回路部の全体構成の例を示す説明図である。
【図１２】同静電容量式入力装置の検知動作時における動作概念を説明するための説明図である。
【図１３】同静電容量式入力装置の第１検知動作時における検知対象物と電気力線との関係を説明するための説明図である。
【図１４】同静電容量式入力装置の第１検知動作時における検知対象物と電気力線との関係を説明するための説明図である。
【図１５】同静電容量式入力装置の第１検知動作時における検知対象物と電気力線との関係を説明するための説明図である。
【図１６】同静電容量式入力装置の第２検知動作時における検知対象物と電気力線との関係を説明するための説明図である。
【図１７】同静電容量式入力装置の第２検知動作時における検知対象物と電気力線との関係を説明するための説明図である。
【図１８】同静電容量式入力装置の第２検知動作時における検知対象物と電気力線との関係を説明するための説明図である。
【図１９】本発明のさらに他の実施形態にかかる静電容量式入力装置の静電容量センサ部および回路部の全体構成の例を示す説明図である。
【図２０】同静電容量式入力装置の静電容量センサ部および回路部の全体構成の他の例を示す説明図である。
【図２１】本発明の一実施形態にかかる静電容量式入力装置を備えた車載機器制御装置を有する車載機器を説明するための説明図である。
【図２２】本発明の一実施形態にかかる静電容量式入力装置を備えた車載機器制御装置を有する他の車載機器を説明するための説明図である。
【図２３】本発明の一実施形態にかかる静電容量式入力装置を備えた車載機器制御装置を有する他の車載機器を説明するための説明図である。
【図２４】本発明の一実施形態にかかる静電容量式入力装置を備えた車載機器制御装置を有する他の車載機器を説明するための説明図である。
【図２５】本発明の一実施形態にかかる静電容量式入力装置を備えた車載機器制御装置を有する他の車載機器を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に、添付の図面を参照して、この発明にかかる静電容量式入力装置および車載機器制御装置の好適な実施の形態について説明する。
【００２３】
図１は、本発明の一実施形態にかかる静電容量式入力装置の全体構成の例を示す説明図、図２は同静電容量式入力装置の静電容量センサ部および回路部の全体構成の例を示す説明図である。図１に示すように、本実施形態にかかる静電容量式入力装置は、例えば車両の前方のインストルメントパネル２に配置された車載機器（図示せず）の操作入力部である操作ボタンＢ１，Ｂ２，Ｂ３に配置され、これら操作ボタンＢ１〜Ｂ３への人体（乗員）による操作入力を手や指などを検知することで検知可能な静電容量センサ部１０を備える。
【００２４】
また、静電容量式入力装置は、この静電容量センサ部１０からの出力に基づいて、手や指などがセンサ電極上の検知範囲内にあるか否かを判定して、車載機器に対する操作入力を受け付ける回路部２０を備えて構成されている。回路部２０によって受け付けられた操作入力に関する情報（以下、「入力情報」と呼ぶ。）は、例えば車両１に搭載された車載機器の動作を制御する図示しない車載機器制御装置に対して出力される。
【００２５】
図２に示すように、静電容量センサ部１０は、検知面側の検知領域に検知範囲Ｚが存するように構成され、矩形平板状に形成されたセンサ電極１１と、このセンサ電極１１の裏面側に形成されたシールド電極１２と、センサ電極１１と同一平面上に形成されセンサ電極１１を囲うようなロの字状に形成された補助電極１３とをそれぞれ備えて構成されている。
【００２６】
センサ電極１１および補助電極１３は、それぞれ互いに絶縁された状態で配置されている。また、シールド電極１２は、裏面側のセンサ感度を減少させるために、センサ電極１１よりも大きいことが好ましい。
【００２７】
センサ電極１１は、検知面側の検知領域の検知範囲Ｚ内にある手や指を検知する。シールド電極１２は、センサ電極１１の裏面側にてこれらが検知されないようにシールドする。補助電極１３は、センサ電極１１の検知面側における等静電容量線（面）を可変せしめ、静電容量センサ部１０に指向性を持たせるためのものである。なお、シールド電極１２は、上述した態様とともに併せて例えば補助電極１３の外周側に設けられていてもよい。
【００２８】
回路部２０は、静電容量センサ部１０と接続され、例えばセンサ電極１１に直接接続されたＣ−Ｖ変換回路２１と、Ａ／Ｄ変換器２２と、ＣＰＵ２３とを備えて構成されている。ここでは、さらにシールド駆動回路１２を備え、補助電極１３の接続をＣ−Ｖ変換回路２１とシールド駆動回路２４とに切り替える切替スイッチＳＷが設けられている。
【００２９】
Ｃ−Ｖ変換回路２１は、センサ電極１１によって、またはセンサ電極１１および補助電極１３によって、それぞれ検知された静電容量（Ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）を電圧（Ｖｏｌｔａｇｅ）に変換する。Ａ／Ｄ変換器２２は、Ｃ−Ｖ変換回路２１からの電圧を示すアナログ信号をディジタル信号に変換する。
【００３０】
ＣＰＵ２３は、静電容量式入力装置全体の制御を司るとともに切替スイッチＳＷを制御したり、検知領域の検知範囲Ｚ内における検知対象物（手や指など）の検出（有無）を判定したり、この判定結果に基づいて車載機器に対する操作入力を受け付けたりする。シールド駆動回路２４は、例えばシールド電極１２や補助電極１３をセンサ電極１１と同等の電位に駆動する。
【００３１】
なお、回路部２０は、ＣＰＵ２３の一時記憶領域として利用されるＲＡＭやデータ格納用のＲＯＭ等の記憶手段（図示せず）を備えて構成される。また、静電容量センサ部１０は、例えば図示しない基板上に形成されている。この基板としては、例えばフレキシブルプリント基板、リジッド基板およびリジッドフレキシブル基板のいずれの基板も採用することができる。
【００３２】
さらに、回路部２０は、静電容量センサ部１０が形成された基板の同一面側または裏面側に実装されて一体的に設けられていてもよい。この場合、回路部２０は、静電容量センサ部１０の数と対応するように複数設けられてもよい。
【００３３】
センサ電極１１、シールド電極１２および補助電極１３は、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミド（ＰＡ）、ガラスエポキシ樹脂、またはセラミック等の絶縁体からなる基板上にパターン形成された銅、銅合金またはアルミニウムや鉄等の金属部材（導電材）や電線などで構成することができる。
【００３４】
なお、静電容量センサ部１０の配置態様によっては、乗員に対して目立たないように配置する必要が生じる場合がある。このような場合は、上記基板を透明性を有するパネルやフィルムにて形成し、各電極１１〜１３を透明電極とすればよい。透明電極は、例えば錫ドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）や導電性ポリマーによって構成することができる。導電性ポリマーとしては、例えばＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ（ポリエチレンジオキシチオフェン／ポリスチレンスルフォニック酸）や、ＰＥＤＯＴ／ＴｓＯ（ポリエチレンジオキシチオフェン／トルエンスルフォネート）などを用いることができる。
【００３５】
次に、このように構成された静電容量式入力装置の検知動作について説明する。まず、ＣＰＵ２３の制御により、切替スイッチＳＷがシールド駆動回路２４側に接続された場合の動作（動作１）について説明する。この動作１の場合、静電容量センサ部１０のセンサ電極１１、シールド電極１２および補助電極１３と回路部２０との接続状態は、図２に示すようになる。
【００３６】
すなわち、Ｃ−Ｖ変換回路２１にはセンサ電極１１のみが接続され、シールド電極１２および補助電極１３はシールド駆動回路２４に接続されるので、センサ電極１１のみによって検知対象物Ａ，Ｂとの静電容量ＣがＣ−Ｖ変換回路２１によって検出される。このとき、センサ電極１１の裏面側は、シールド駆動回路２４に接続されたシールド電極１２によって覆われた状態である。このため、センサ電極１１の裏面側のセンサ感度はほぼないに等しくなり、これは後述する動作２の場合も同様である。
【００３７】
また、両検知対象物Ａ，Ｂはセンサ電極１１からほぼ等しい距離に存する。しかし、シールド駆動回路２４に接続された補助電極１３の影響によって、上述した等静電容量線（面）Ｍが図３に示すような状態となり、検知対象物Ｂに対するセンサ感度が検知対象物Ａに対するセンサ感度よりも低下する。
【００３８】
この場合、図４（ａ）に示すように、センサ電極１１の中心部上付近に存する検知対象物Ａに対するセンサ電極１１からの電気力線Ｐ１は、補助電極１３からの電気力線Ｐ２（シールド）の影響が小さいといえる。だが、図４（ｂ）に示すように、センサ電極１１に対して外側に存する検知対象物Ｂに対するセンサ電極１１からの電気力線Ｐ１は、補助電極１３からの電気力線Ｐ２（シールド）の影響を受けやすいといえる。
【００３９】
このため、動作１においては、両検知対象物Ａ，Ｂはセンサ電極１１から同一距離に存するが、Ｃ−Ｖ変換回路２１によって検出される静電容量値は検知対象物Ａの方が検知対象物Ｂに比べて大きくなる。なお、このような動作１のときに検出された第１の静電容量値Ｃ１をＣＰＵ２３によって記憶手段に記憶しておく。
【００４０】
この動作１の場合、補助電極１３をシールド駆動回路２４に接続することによって、センサ電極１１の中心部のセンサ感度に対して、センサ電極１１の電極端（補助電極１３側の端部）のセンサ感度を下げることができる。これにより、静電容量センサ部１０に僅かな指向性を持たせることが可能となる。
【００４１】
ただし、この動作１においては、センサ電極１１の電極端のセンサ感度が僅かに低下する程度である。したがって、例えば図４（ｂ）に示す検知対象物Ｂよりはセンサ電極１１に近い位置に存する検知対象物Ｃ（図３参照）の静電容量値は、検知対象物Ａの静電容量値とほぼ等しくなってしまう。この際、等静電容量線（面）Ｍが図３に示すような状態となってしまう。このため、検知対象物Ａ，Ｃの違いを判別することができず、より強い指向性を持たせることができない状態であるといわざるを得ない。
【００４２】
次に、ＣＰＵ２３の制御により、切替スイッチＳＷがＣ−Ｖ変換回路２１側に接続された場合の動作（動作２）について説明する。この動作２の場合、第１および第２静電容量センサ部１０，２０のセンサ電極１１、シールド電極１２および補助電極１３の回路部２０との接続状態は、図５に示すようになる。
【００４３】
すなわち、Ｃ−Ｖ変換回路２１にセンサ電極１１および補助電極１３が接続されるので、これらセンサ電極１１および補助電極１３によって検知対象物Ａ，Ｂとの静電容量がＣ−Ｖ変換回路２１によって検出される。このとき、上述したようにセンサ電極１１の裏面側のセンサ感度はほぼないに等しいが、センサ電極１１の検知面側（表面側）における等静電容量線（面）Ｍは図５に示す状態となり、検知面側の１８０°の範囲で指向性がない状態といえる。
【００４４】
このため、動作２においては、センサ電極１１からほぼ等しい距離に存する両検知対象物Ａ，Ｂについては、ほぼ同等の静電容量値が検出される。そして、このような動作２のときに検出された第２の静電容量値Ｃ２を、第１の静電容量値Ｃ１と同様にＣＰＵ２３によって記憶手段に記憶しておく。
【００４５】
このように、上述した動作１および動作２により、センサ電極１１による検知面側の等静電容量線（面）Ｍを可変せしめることができる。こうして、センサ電極１１の検知面側において僅かに指向性がある場合に検出された第１の静電容量値Ｃ１と、センサ電極１１の検知面側において指向性がない場合に検出された第２の静電容量値Ｃ２とを取得する。
【００４６】
その後、本例の静電容量式入力装置においては、次のような動作が行われる。まず、ＣＰＵ２３によって記憶手段に記憶しておいた第１の静電容量値Ｃ１と第２の静電容量値Ｃ２とを比較する。例えば、上述した動作２の場合においては両検知対象物Ａ，Ｂから検出された静電容量値はともにほぼ同等の値であるため、検知対象物Ａ，Ｂはセンサ電極１１からほぼ等しい距離にあることが判明する。
【００４７】
次に、動作１の場合では検知対象物Ａに対して検知対象物Ｂの静電容量値が小さくなるため、検知対象物Ｂは検知対象物Ａよりもセンサ電極１１に対して外側に存することが判明する。これらを踏まえて、ＣＰＵ２３においては、第１の静電容量値Ｃ１に対する第２の静電容量値Ｃ２の値を比較することにより、検知対象物がセンサ電極１１の中心部に対してどの程度外側に存するのか（すなわち、検知対象物が少なくともセンサ電極１１の検知面と対向する領域を含む所定の範囲内（以下、「検知範囲内」と略記することがあるとする。）にあるか否か）を判定することができる。
【００４８】
上述したように構成され動作する静電容量式入力装置によれば、図１に示すように、例えば静電容量センサ部１０によって、インストルメントパネル２に配置された車載機器の操作ボタンＢ１〜Ｂ３の表面上に形成された検知範囲Ｚ内に乗員の手や指などがあるか否かを判定することができる。この検知範囲Ｚは、設定された指向性によりその範囲が決定する。このため、例えば操作ボタンＢ１〜Ｂ３が小さく密集して配置されているとしても、各操作ボタンＢ１〜Ｂ３の表面上にて手や指などがあるか否かを正確に判定可能なように、検知範囲Ｚをセンサ電極１１上の領域に設定する。
【００４９】
そして、判定結果に基づいて、例えば手や指などを検知した場合はその操作ボタンＢ１〜Ｂ３に割り当てられている機能を実行するための操作入力があったとして、車載機器制御装置に対してその操作入力を示す入力情報を出力する。車載機器制御装置は、入力情報が示す操作入力により実行される動作を車載機器に行わせるように制御する。このようにすれば、乗員による操作入力を正確かつ確実に受け付けることができるとともに、受け付けた操作入力を示す入力情報を用いて車載機器の動作を制御することが可能となる。
【００５０】
なお、手や指を検知した場合に操作入力があったとするのみならず、この場合に操作ボタンＢ１〜Ｂ３に対する操作入力があると仮定してこの操作入力を受け付ける準備（例えば、操作ボタンＢ１〜Ｂ３のうち該当する操作ボタンを強調表示する等）を行い、実際に乗員の手や指が操作ボタンＢ１〜Ｂ３を押下したりこれらに触れた際の静電容量に基づく静電容量値を検出したりしたときに、はじめて操作入力を受け付けるようにしてもよい。ここで、操作入力受付処理について説明する。
【００５１】
図６は、上記静電容量式入力装置による操作入力受付処理手順の例を示すフローチャートである。なお、以降において、既に説明した部分と重複する箇所には同一の符号を付して説明を省略することがあるとし、本発明に特に関連のない部分については明記しないことがあるとする。
【００５２】
ここでは、静電容量式入力装置は、例えば車両１のイグニッションスイッチを、操作入力受付処理を開始するか否かの判断とするためのトリガとして作用させ、これが電気的にＯＮであるか否かを判断して、これが電気的にＯＮとなったら操作入力受付処理を開始する。
【００５３】
具体的には、静電容量式入力装置は、イグニッションスイッチがＯＦＦからアクセサリー、ＯＮあるいはスタートの各状態に切り替えられて電気的にＯＮとなったか否かを判断する。なお、ここでは、静電容量式入力装置に既に電源が供給されて電気的にＯＮとなり、操作入力受付処理が開始されていることとする。
【００５４】
すなわち、図６に示すように、まず、静電容量式入力装置は、処理が開始されたら、回路部２０のＣＰＵ２３の制御によって、切替スイッチＳＷによる補助電極１３の接続状態を上述した第１および第２の接続状態に切り替える。こうして、静電容量センサ部１０において静電容量値（第１および第２の静電容量値Ｃ１，Ｃ２）を検出し（ステップＳ１０２）、これらを比較して比較値を算出する（ステップＳ１０３）。
【００５５】
そして、第１の静電容量値Ｃ１または第２の静電容量値Ｃ２に基づいて、検知対象物（手や指など）がセンサ電極１１上に近接しているか否かを判定する（ステップＳ１０４）。これとともに、算出した比較値が、例えばあらかじめ設定された所定のしきい値以上（あるいは所定のしきい値以下や所定のしきい値未満等）であるか否かを判定する（ステップＳ１０５）。
【００５６】
手や指などが近接していると判定され（ステップＳ１０４のＹ）、かつ比較値が所定のしきい値以上であると判定された場合（ステップＳ１０５のＹ）は、手や指などを検知と判定して（ステップＳ１０６）、操作入力を受け付ける入力受付を行う（ステップＳ１０７）。なお、このステップＳ１０７にて入力受付が行われたら、操作入力を示す入力情報を車載機器制御装置に対して出力する。
【００５７】
一方、手や指などが近接していないと判定された場合（ステップＳ１０４のＮ）や、比較値が所定のしきい値以上でないと判定された場合（ステップＳ１０５のＮ）は、手や指などを非検知と判定する（ステップＳ１０８）。そして、ステップＳ１０７の入力受付の後やステップＳ１０８にて非検知と判定した後は、上述したようなイグニッションスイッチに基づき、静電容量式入力装置が電気的にＯＦＦとなった状態であるか否かを判断して、処理が終了されるか否かを判断する（ステップＳ１０９）。
【００５８】
処理が終了されると判断された場合（ステップＳ１０９のＹ）は、本フローチャートによる一連の操作入力受付処理を終了する。処理が終了されないと判断された場合（ステップＳ１０９のＮ）は、上記ステップＳ１０２に移行して、静電容量センサ部１０の第１および第２の静電容量値Ｃ１，Ｃ２を検出し、以降の処理を繰り返す。
【００５９】
ここで、具体的には、例えばステップＳ１０４においては、第１の静電容量値Ｃ１が所定のしきい値Ｔｈ１よりも大きい場合は、手や指などがセンサ電極１１に近接したと判定可能に設定しておく。また、このとき、例えばステップＳ１０５においては、比較値α＝（ａ×Ｃ１）−（ｂ×Ｃ２）あるいは比較値β＝ｄ×Ｃ１／Ｃ２などの計算式によって算出した比較値αや比較値βが、あらかじめ設定された所定のしきい値としての任意のしきい値Ｔｈ２よりも小さい場合は、検知範囲Ｚ外であると判定可能に設定しておく。
【００６０】
そして、手や指などが近接している場合であって（ステップＳ１０４のＹ）、かつ比較値がしきい値Ｔｈ２以上の場合にのみ（ステップＳ１０５のＹ）、手や指などが検知と判定される（ステップＳ１０６）ように構成することができる。このように、本例の静電容量式入力装置によれば、車両１のインストルメントパネル２に配置された車載機器の操作ボタンＢ１〜Ｂ３の表面上の（センサ電極１１上の）検知範囲Ｚ内への手や指などの近接を正確かつ確実に検知して操作入力を受け付けることができる。そして、受け付けた入力情報を車載機器制御装置で用いれば、操作入力に対応する車載機器の動作を正確に実行させることが可能となる。
【００６１】
なお、上述した比較値α，βにおける係数ａ，ｂ，ｃや比較値α，βの計算式およびしきい値Ｔｈ１，Ｔｈ２の値などは、次のようであってもよい。すなわち、これらは静電容量センサ部１０のセンサ形状、設置周辺環境、検知対象物の特性などの要因によって変化するものである。このため、これらの各要因が決まった時点でプロファイルを取りながら逐次設定すればよい。
【００６２】
また、上述した例では、第１の静電容量値Ｃ１を第２の静電容量値Ｃ２で除算した値を用いて比較することで、手や指などの近接を判定した。その他にも、例えば第１の静電容量値Ｃ１を第１の静電容量値Ｃ１と第２の静電容量値Ｃ２との和の値で除算した値を用いて比較したり、その他の計算方法を用いたりして近接を判定するようにしてもよい。
【００６３】
このように、本例の静電容量式入力装置によれば、例えばしきい値Ｔｈ２が大きい場合は静電容量センサ部１０のセンサ感度の指向性の強度が高く、小さい場合は低いとすることができる。したがって、指向性を任意に調節してインストルメントパネル２に配置された車載機器の操作ボタンＢ１〜Ｂ３の表面上などに検知範囲Ｚを任意に設定することができ、所望の指向性をもたせた検知範囲Ｚにある手や指などのみを確実かつ正確に検知することができるようになる。
【００６４】
なお、上述した回路部２０のＣ−Ｖ変換回路２１は、例えば抵抗とコンデンサにより出力パルスのデューティー比が変化する周知のタイマーＩＣを利用するものであるが、これに限定されるものではない。
【００６５】
すなわち、例えば正弦波を印加して静電容量値による電圧変化あるいは電流値から直接インピーダンスを測定する方式、測定する静電容量値を含めて発振回路を構成して発振周波数を測定する方式、ＲＣ充放電回路を構成して充放電時間を測定する方式、既知の電圧で充電した電荷を既知の容量に移動してその電圧を測定する方式、または未知の容量に既知電圧で充電し、その電荷を既知容量に移動させることを複数回行い、既知容量が所定電圧に充電されるまでの回数を測定する方式などがあり、検出した静電容量値にしきい値を設け、または静電容量の波形を解析して該当する静電容量波形になったときにトリガとするなどの処理を行ってもよい。
【００６６】
また、回路部２０のＣ−Ｖ変換回路２１が静電容量を電圧に変換することを前提としたが、電気的にあるいはソフトウェアとして扱いやすいデータに変換できればよく、例えば静電容量をパルス幅に変換したり、直接ディジタル値に変換したりしてもよい。
【００６７】
さらに、上述した静電容量式入力装置では、静電容量センサ部１０のセンサ電極１１とシールド電極１２および補助電極１３とを車両１のインストルメントパネル２に配置された車載機器の操作ボタンＢ１〜Ｂ３にそれぞれ配置した。そして、センサ電極１１のみの第１の静電容量値Ｃ１と、センサ電極１１および補助電極１３の第２の静電容量値Ｃ２とを比較して手や指などの検出を判定する例を挙げて説明したが、例えば次のようなものであってもよい。
【００６８】
図７は、上記静電容量式入力装置の静電容量センサ部および回路部の全体構成の他の例を示す説明図である。この例の静電容量式入力装置は、センサ電極１１の他にダミーのセンサ電極（ダミー電極）１９を配置した構成を有し、回路部２０のＣ−Ｖ変換回路２１が差動動作するものとして構成されている。
【００６９】
具体的には、図７に示すように、例えば差動増幅回路のプラス側入力端にセンサ電極１１を接続し、マイナス側入力端にダミー電極１９を接続して静電容量Ｃａの値から静電容量Ｃｂの値を減算する。そして、その出力値をコンパレータなどでしきい値と比較して手や指４９などを検出するようにしたものである。
【００７０】
このようなＣ−Ｖ変換回路２１の動作としては、例えばスイッチＳ１がオープン（ＯＦＦ）で、スイッチＳ２が接地（ＧＮＤ）され、スイッチＳ３がクローズ（ＯＮ）となっているときに、スイッチＳ３をオープン（ＯＦＦ）にし、スイッチＳ２をＶｒに切り替え、スイッチＳ１をオペアンプの反転入力に接続する。すると、静電容量ＣａとＣｆにＣａＶｒが充電され、静電容量ＣｂとＣｆにＣｂＶｒが充電される。
【００７１】
次に、スイッチＳ１をオープン（ＯＦＦ）およびスイッチＳ２を接地（ＧＮＤ）した後に、スイッチＳ１を接地（ＧＮＤ）したときの出力電圧Ｖを測定する。このときの電圧は、Ｖ／Ｖｒ＝｛（Ｃｆ＋Ｃａ）／Ｃｆ｝−｛（Ｃｆ＋Ｃｂ）／Ｃｆ｝となり、静電容量Ｃａと静電容量Ｃｂの割合に応じた電圧が出力される。
【００７２】
このように、Ｃ−Ｖ変換回路２１を差動動作する構成（差動回路）とすることにより、回路の温度特性を相殺したり、コモンモードノイズを低減したりすることができる。そして、このとき、例えば差動増幅回路のマイナス側入力端にはダミー電極１９を接続するが、このダミー電極１９が手や指４９などと静電容量結合するとセンサ自体の感度が低くなる。
【００７３】
このため、センサ電極１１に対してダミー電極１９の面積を十分に小さく形成するか、ダミー電極１９と手や指４９などとの間に同電位である他のシールド電極４７を設けて、手や指４９などとの静電容量結合を小さくする必要がある。
【００７４】
なお、上述したシールド駆動回路２４は、Ｃ−Ｖ変換回路２１が静電容量Ｃに応じてデューティー比が変化するものである場合は、センサ電極１１の出力波形は測定される静電容量によって変化する。このため、オペアンプなどによるボルテージフォロワやＦＥＴによるソースフォロワなどで１倍の増幅回路を構成し、センサ電極１１の電圧を入力してその出力をシールド電極１２などに接続するように構成してもよい。
【００７５】
また、シールド駆動回路２４は、Ｃ−Ｖ変換回路２１が差動動作するものである場合は、センサ電極１１の出力波形は電圧がＶｒとＧＮＤの矩形波で周波数はスイッチの切替周波数になる。このため、静電容量値によって変動しないので、図７に示したオペアンプの非反転入力をシールド電極１２などに接続するように構成してもよい。ただし、駆動電流が必要な場合は、高出力電流のオペアンプなどを介したり、ＶｒとＧＮＤの矩形波を別途生成するようにすればよい。
【００７６】
さらに、上述した実施形態では、センサ電極１１をＣ−Ｖ変換回路２１に接続し、シールド電極１２をシールド駆動回路２４に接続して、補助電極１３を切替スイッチＳＷを介してシールド電極２４またはＣ−Ｖ変換回路２１に接続するように構成した。その他にも、例えばＣ−Ｖ変換回路２１が差動動作するものである場合は、図７に示したマイナス側入力端にセンサ電極１１を接続し、シールド電極１２をシールド駆動回路２４に、また補助電極１３をプラス側入力端にそれぞれ接続するように構成してもよい。
【００７７】
この場合、上述した動作２のときは補助電極１３がセンサ電極１１と接続され指向性がほとんどない状態となる。しかし、上述した動作１のときは補助電極１３と手や指４９などとの静電容量結合分の値はセンサ電極１１の静電容量値から差し引かれるので、結果的に緩い指向性を持つこととなる。そして、上述した場合と同様に動作１および動作２のときの検出値を比較すれば同様の効果を得ることが可能となる。
【００７８】
さらにまた、上述した実施形態では、切替スイッチＳＷにより補助電極１３について、動作１のときはシールド駆動回路２４に接続し、動作２のときはＣ−Ｖ変換回路２１に接続可能と構成し、動作１と動作２のときで等静電容量線（面）Ｍを可変させるように構成した。
【００７９】
その他にも、補助電極１３について、例えば動作１のときはシールド駆動回路２４に接続し、動作２のときは開放、接地または所定の電位に接続可能に構成したり、また例えば、動作１のときは開放、接地または所定の電位に接続し、動作２のときはＣ−Ｖ変換回路２１に接続可能に構成しても同様の効果を得ることが可能である。このように、補助電極１３は、切替スイッチＳＷによって開放に接続されたり、接地や他の電位（例えば、接地と同等の電位や、パルス、充電電圧、正弦波などを含む）に接続されたりしてもよい。
【００８０】
なお、切替スイッチＳＷは、電気的な接続を切り替えられる構造であればよく、例えばＦＥＴやフォトＭＯＳリレーなどの電子回路スイッチでも、接点切替器などの機械的なスイッチでも採用することができる。また、センサ電極１１の形状は、上述したものの他に、円形、楕円形、長方形、多角形などの各種形状を採用することができ、例えばセンサ電極１１の裏面側も検知範囲Ｚにする場合には、シールド電極１２を設置しなければよい。
【００８１】
そして、補助電極１３は、センサ電極１１の周囲全体を囲む状態で配置したが、検知範囲Ｚを設定できるものであれば、一部を囲むような状態であったり、隣接する一部に配置されたりしてもよい。また、例えばセンサ電極１１を囲む状態であるときは、センサ電極１１と同心（中心を同一）状態に配置されるとよい。
【００８２】
次に、本発明の他の実施形態にかかる静電容量式入力装置の静電容量センサ部および回路部について、図８〜図１０を参照して説明する。上述した実施形態にかかる静電容量式入力装置においては、回路部２０のＣ−Ｖ変換回路２１からの出力は、センサ電極１１および補助電極１３により検知された静電容量を示す第２の静電容量値Ｃ２か、センサ電極１１のみにより検知された静電容量を示す第１の静電容量値Ｃ１のいずれかとなる。
【００８３】
このため、センサ電極１１（を含む静電容量センサ部１０）の設置場所の周囲の構造等により検出される静電容量値が異なる場合がある。このような場合、これら第１および第２の静電容量値Ｃ１，Ｃ２を比較した比較結果がセンサ電極１１が設置される場所の周囲の構造等に依存して変化してしまうことがある。このような状況を回避するために、回路部２０の内部構成を、さらに例えば次のようにしてもよい。
【００８４】
図８は、本発明の他の実施形態にかかる静電容量式入力装置の静電容量センサ部１０および回路部２０の全体構成の例を示す説明図、図９は同静電容量式入力装置による操作入力受付処理手順の例を示すフローチャート、図１０は同静電容量式入力装置の静電容量センサ部１０および回路部２０の全体構成の他の例を示す説明図である。なお、以降において、既に説明した部分と重複する箇所には同一の符号を付して説明を省略し、本発明と特に関連のない部分については明記しないことがあるとする。
【００８５】
図８に示すように、本例の回路部２０は、上述したＣ−Ｖ変換回路２１、シールド駆動回路２４の他に、例えばＣＰＵなどからなる判定回路２５と、手や指４９などが接近していないときの静電容量値（初期容量）を記憶する初期容量記憶装置２６と、切替スイッチＳＷの切り替え動作を制御するスイッチ制御回路２７と、バッファ２８とを備えて構成されている。
【００８６】
このように構成された回路部２０を有する静電容量式入力装置の検知動作の概要としては、例えば静電容量センサ部１０を同様に車両１のインストルメントパネル２に配置された車載機器の操作ボタンＢ１〜Ｂ３に設置する。その後、手や指４９などが静電容量センサ部１０に接近していないときの動作１と動作２における静電容量値（初期容量）を、スイッチ制御回路２７の制御により切替スイッチＳＷを切り替えてそれぞれ検出する。
【００８７】
そして、初期容量記憶装置２６にてこれらの値を記憶しておき、判定回路２５にて上述した実際の動作１，２のときの第１および第２の静電容量値Ｃ１，Ｃ２から初期容量記憶装置２６に記憶されたこれらの初期容量を差し引いて比較する。こうして得られた比較結果に基づいて、手や指４９などがセンサ電極１１上の検知範囲Ｚ内に存するか否かを判定する。
【００８８】
具体的には、上記初期容量は、スイッチ制御回路２７の制御により、切替スイッチＳＷがシールド駆動回路２４側に接続された場合の上記動作１のときのものを第１の初期容量として初期容量記憶装置２６に記憶される。また、切替スイッチＳＷがＣ−Ｖ変換回路２１側に接続された場合の上記動作２のときのものを第２の初期容量として初期容量記憶装置２６に記憶される。
【００８９】
そして、実際の動作１のときは、判定回路２５によって、検出された第１の静電容量値Ｃ１から初期容量記憶装置２６に記憶しておいた第１の初期容量を差し引いて第１の検出値（検出値１）とする。また、実際の動作２のときは、検出された第２の静電容量値Ｃ２から初期容量記憶装置２６に記憶しておいた第２の初期容量を差し引いて第２の検出値（検出値２）とする。
【００９０】
すなわち、図９に示すように、まず、静電容量式入力装置１００は、図６を用いて説明したように処理が開始されたら、静電容量センサ部１０からの出力に基づいて上述したような第１の検出値と第２の検出値とを算出し（ステップＳ２０２）、これらを比較して比較値を算出する（ステップＳ２０３）。
【００９１】
その後、第１または第２の検出値に基づいて、手や指４９などが近接しているか否かを判定する（ステップＳ２０４）。これとともに、第１の検出値と第２の検出値の比較値が、例えばあらかじめ設定された所定のしきい値以上（あるいは所定のしきい値以下や所定のしきい値未満等）であるか否かを判定する（ステップＳ２０５）。
【００９２】
つまり、ここでは検出値１，２と、その比較結果とにより検知範囲Ｚ内に手や指４９などがあるか否かを判定する。なお、センサ電極１１および補助電極１３がＣ−Ｖ変換回路２１に接続されている上記動作２のときの検出値２は、センサ感度に指向性がない状態での検出値であり、手や指４９などの静電容量センサ部１０への接近に依存した出力となる。
【００９３】
手や指４９などが近接していると判定され（ステップＳ２０４のＹ）、かつ比較値が所定のしきい値以上であると判定された場合（ステップＳ２０５のＹ）は、手や指４９などを検知と判定して（ステップＳ２０６）、上述したような操作入力を受け付ける入力受付を行う（ステップＳ２０７）。
【００９４】
手や指４９などが近接していると判定されるが（ステップＳ２０４のＹ）、比較値が所定のしきい値以上でないと判定された場合（ステップＳ２０５のＮ）は、手や指４９などを非検知と判定する（ステップＳ２０８）。そして、例えば指向性を持たせたときの検知範囲Ｚ内に手や指４９が存在しないことを示すディセーブル信号である非検知信号Ａ（例えば、ハイインピーダンスや所定の電位等）を、判定出力として出力する。
【００９５】
また、例えば第１または第２の検出値（あるいは第１または第２の静電容量値Ｃ１，Ｃ２）に基づき、手や指４９などは近接しているか否かを判定し（ステップＳ２０４）、手や指４９などは近接していないと判定された場合（ステップＳ２０４のＮ）は、上記ステップＳ２０８に移行してこれらを非検知と判定する。そして、例えば手や指４９などがセンサ電極１１上の検知範囲Ｚ内にないことを示すディセーブル信号である非検知信号Ｂ（非検知信号Ａとは異なる信号）を判定出力として出力する。
【００９６】
手や指４９などの検知を判定して入力受付を行った後、または非検知を判定した後（ステップＳ２０７またはステップＳ２０８の後）は、上述したように処理が終了されるか否かを判断する（ステップＳ２０９）。
【００９７】
処理が終了されると判断された場合（ステップＳ２０９のＹ）は、本フローチャートによる一連の操作入力受付処理を終了する。処理が終了されないと判断された場合（ステップＳ２０９のＮ）は、上記ステップＳ２０２に移行して、第１および第２の検出値を算出し、以降の処理を繰り返す。
【００９８】
このように、判定回路２５の出力を判定結果によって、例えばイネーブル信号、ディセーブル信号とすることで、手や指４９などがセンサ電極１１上の検知範囲Ｚ内にあるときはイネーブル信号がバッファ２８に入力され、このバッファ２８から検出値１が出力される。また、手や指４９などがセンサ電極１１上の検知範囲Ｚ内にないときはディセーブル信号として判定出力が接地電圧や基準電圧などの所定の電圧に固定されるか、ハイインピーダンスの出力となる。
【００９９】
なお、手や指４９などがセンサ電極１１上の検知範囲Ｚ内にあるときは、検出値１の他に、検出値２や、第１あるいは第２の静電容量値Ｃ１，Ｃ２が出力されてもよい。これら検出値１、検出値２、第１および第２の静電容量値Ｃ１，Ｃ２は、例えば手や指４９などのセンサ電極１１までの距離に応じた値を示すものである。
【０１００】
このように、上記構成の回路部２０によれば、手や指４９などが検知範囲Ｚ内にあるときはその距離に応じた検出値が出力され、検知範囲Ｚ内にないときは所定の電圧等の出力となる。したがって、検知範囲Ｚ内に手や指４９などがあるか否か、またあるとすればどのくらいの距離であるかを判別することが可能となる。すなわち、静電容量センサ部１０のセンサ感度の指向性の強度をより高くしたり、指向性をより詳細に設定したりすることが可能となる。
【０１０１】
また、静電容量センサ部１０が設置される場所の周囲の構造等に依存することを回避する方法の他の例として、次のように基準電圧を調整することでこれらを保持することも可能となる。すなわち、図１０に示すように、この例の回路部２０は、Ｃ−Ｖ変換回路２１およびシールド駆動回路２４の他に、基準電圧調整回路４０および減算回路３１を備えて構成されている。
【０１０２】
基準電圧調整回路４０は、上述したような第１および第２の初期容量の初期容量測定時に、Ｃ−Ｖ変換回路２１の出力が基準電位になるように調整するものである。この基準電圧調整回路４０は、ここではコンパレータ４１、制御回路４２、レジスタ４３、Ｄ／Ａ変換器４４、および調整部４５を備えて構成されている。
【０１０３】
基準電圧調整回路４０は、例えばＣ−Ｖ変換回路２１の出力をコンパレータ４１のプラス側入力端から入力し、基準電圧（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｖｏｌｔａｇｅ：ＲＶ）をマイナス側入力端から入力して両者を比較する。そして、この比較結果に基づく制御回路４２の制御によりレジスタ４３の設定値を変化させる。
【０１０４】
さらに、レジスタ４３の出力をＤ／Ａ変換器４４にてディジタル信号からアナログ信号に変換した後、調整部４５にて電圧調整を行い、この調整部４５からの出力によってＣ−Ｖ変換回路２１の入力を調整する。このようにして、手や指４９などが静電容量センサ部１０に近接していないときの動作１において、Ｃ−Ｖ変換回路２１からの出力が基準電位に最も近くなったところでレジスタ４３の設定値を固定して第１の初期容量の出力を基準電圧とし、そのときの設定値（設定値１）を記憶する。
【０１０５】
これとともに、手や指４９などが静電容量センサ部１０に近接していないときの動作２において、Ｃ−Ｖ変換回路２１からの出力が基準電位に最も近くなったところでレジスタ４３の設定値を固定して第２の初期容量出力を基準電位とし、そのときの設定値（設定値２）を記憶する。
【０１０６】
そして、実際の動作１のときは、レジスタ４３の設定値１を固定したときのＣ−Ｖ変換回路２１の出力を、例えば減算回路３１のプラス側入力端に入力するとともに、基準電圧ＲＶをマイナス側入力端に入力して、出力を基準電圧ＲＶで減算して検出値１とする。また、実際の動作２のときは、レジスタ４３を設定値２に固定したときのＣ−Ｖ変換回路２１の出力を、例えば減算回路３１のプラス側入力端に入力するとともに、基準電圧ＲＶをマイナス側入力端に入力して、出力を基準電圧ＲＶで減算して検出値２とする。
【０１０７】
こうして得られたこれら検出値１と検出値２を比較することにより、同様にセンサ電極１１上の検知範囲Ｚ内に手や指４９などがあるか否か、またあるとすればどのくらいの距離であるかを判別する。なお、Ｃ−Ｖ変換回路２１への入力の調整は、例えば入力に接続した固定コンデンサ等からなる調整部４５にＤ／Ａ変換器４４の電圧を加えることで、入力する静電容量を増減させることにより実現することができる。
【０１０８】
図１１は、本発明のさらに他の実施形態にかかる静電容量式入力装置の静電容量センサ部および回路部の全体構成の例を示す説明図、図１２は同静電容量式入力装置の検知動作時における動作概念を説明するための説明図、図１３〜図１５は同静電容量式入力装置の第１検知動作時（動作３）における検知対象物と電気力線との関係を説明するための説明図である。
【０１０９】
また、図１６〜図１８は、同静電容量式入力装置の第２検知動作時（動作４）における検知対象物と電気力線との関係を説明するための説明図である。なお、上述した実施形態にて既に説明した部分と重複する説明は割愛することがあるとする。
【０１１０】
図１１に示すように、本実施形態にかかる静電容量式入力装置は、上述した実施形態にかかる静電容量式入力装置と同様の構成であるとともに、静電容量センサ部１０と、回路部２０とを備えて構成されている。静電容量センサ部１０は、センサ電極１１と、シールド電極１２と、上記補助電極１３と同様にセンサ電極１１を囲うようなロの字状に形成された補助電極１３Ａとを備えて構成されている。
【０１１１】
センサ電極１１は、主に検知面側の検知領域の検知範囲Ｚ内に存する手や指４９などを検知するために設けられている。シールド電極１２は上述した作用を有する。補助電極１３Ａは、主にセンサ電極１１の検知面側の等静電側における等静電容量線（面）を可変せしめるために設けられている。
【０１１２】
回路部２０は、センサ電極１１または補助電極１３Ａに接続されるＣ−Ｖ変換回路２１と、Ａ／Ｄ変換器２２と、ＣＰＵ２３と、シールド電極１２に直接接続されるとともにセンサ電極１１または補助電極１３Ａに接続されるシールド駆動回路２４とを備えて構成されている。
【０１１３】
また、回路部２０は、センサ電極１１からの入力をＣ−Ｖ変換回路２１またはシールド駆動回路２４に切り替える第１切替スイッチＳＷ１と、補助電極１３Ａからの入力をシールド駆動回路２４またはＣ−Ｖ変換回路２１に切り替える第２切替スイッチＳＷ２とを備えて構成されている。なお、これら第１および第２切替スイッチＳＷ１，ＳＷ２は、それぞれＡ側およびＢ側（図１１など参照）に切り替え可能に構成されている。
【０１１４】
Ｃ−Ｖ変換回路２１は、センサ電極１１によって、または補助電極１３Ａによって、それぞれ検知された静電容量を電圧に変換する。Ａ／Ｄ変換器２２は上記と同様に動作する。ＣＰＵ２３は、静電容量式入力装置全体の制御を司るとともに、例えば第１および第２切替スイッチＳＷ１，ＳＷ２のオルタネイト接続（Ａ側あるいはＢ側への二者択一的な接続）の動作を制御したり、検知領域における検知対象物（体幹部４８や頭部４９）の検出（体幹部４８や頭部４９の近接や有無）を判定したりする。シールド駆動回路２４は、シールド電極１２と、補助電極１３Ａまたはセンサ電極１１とを、例えばセンサ電極１１と同等の電位に駆動する。
【０１１５】
静電容量センサ部１０や、回路部２０の構造や構成、および各電極１１〜１３Ａの構造や構成は、上述した実施形態にて既に説明したものと同様であるため、ここでは説明を省略する。なお、第１切替スイッチＳＷ１は、例えばセンサ電極１１がＣ−Ｖ変換回路２１に接続されていないときにセンサ電極１１を開放、接地または所定の電位に接続可能に構成され、第２切替スイッチＳＷ２は、センサ電極１１がＣ−Ｖ変換回路２１に接続されているときに補助電極１３Ａを開放、接地または所定の電位に接続可能に構成されていてもよい。
【０１１６】
また、シールド駆動回路２４は、補助電極１３Ａにセンサ電極１１と同等の電位を与える、またはセンサ電極１１に補助電極１３Ａと同等の電位を与えるように構成されている。第１切替スイッチＳＷ１は、センサ電極１１がＣ−Ｖ変換回路２１に接続されていないときにセンサ電極１１をシールド駆動回路２４に接続可能に構成され、第２切替スイッチＳＷ２は、センサ電極１１がＣ−Ｖ変換回路２１に接続されているときに補助電極１３Ａをシールド駆動回路２４に接続可能に構成されていてもよい。
【０１１７】
さらに、シールド駆動回路２４は、補助電極１３Ａにセンサ電極１１と同等の電位を与えるように構成されていてもよく、この場合第１切替スイッチＳＷ１は、センサ電極１１がＣ−Ｖ変換回路２１に接続されていないときに補助電極１３Ａを開放、接地または所定の電位に接続可能に構成されていてもよい。そして、第２切替スイッチＳＷ２は、センサ電極１１がＣ−Ｖ変換回路２１に接続されているときに補助電極１３Ａをシールド駆動回路２４に接続可能に構成されていてもよい。
【０１１８】
また、シールド駆動回路２４は、センサ電極１１に補助電極１３Ａと同等の電位を与えるように構成され、この場合第１切替スイッチＳＷ１は、センサ電極１１がＣ−Ｖ変換回路２１に接続されていないときに補助電極１３Ａをシールド駆動回路２４に接続可能に構成されていてもよい。そして、第２切替スイッチＳＷ２は、センサ電極１１がＣ−Ｖ変換回路２１に接続されているときに補助電極１３Ａを開放、接地または所定の電位に接続可能に構成されていてもよい。
【０１１９】
次に、このように構成された静電容量式入力装置の検知動作について説明する。まず、ＣＰＵ２３の制御により、第１および第２切替スイッチＳＷ１，ＳＷ２がともにＡ側に切り替えられ、センサ電極１１がＣ−Ｖ変換回路２１に接続される。これとともに、シールド電極１２および補助電極１３Ａがシールド駆動回路２４に接続された場合の動作（動作３）について説明する。
【０１２０】
この動作３の場合、センサ電極１１やシールド電極１２および補助電極１３Ａの回路部２０との接続状態は、図１２に示すようなものとなる。すなわち、上述したように、Ｃ−Ｖ変換回路２１にはセンサ電極１１のみが接続され、シールド電極１２および補助電極１３Ａはシールド駆動回路２４に接続される。これにより、センサ電極１１のみによって検知対象物Ｘ，Ｙ，Ｗとの静電容量ＣがＣ−Ｖ変換回路２１によって検出される。
【０１２１】
なお、静電容量センサ部１０のセンサ電極１１の裏面側は、シールド電極１２によって覆われた状態である。このため、センサ電極１１の裏面側のセンサ感度は、センサ電極１１の検知面（表面）から回り込んだ電気力線のみを検出することになるので、検知面側と比較するとかなり小さい。ここでは、検知対象物Ｘを検知範囲Ｚ内に存する検知対象物として、また検知対象物Ｙ，Ｗを検知範囲Ｚ外に存する検知対象物として説明する。
【０１２２】
図１３に示すように、検知対象物Ｘに対するセンサ電極１１からの電気力線Ｐ１は、補助電極１３Ａからの電気力線Ｐ２（シールド）の影響が小さい。
【０１２３】
一方、図１４に示すように、検知対象物Ｘとほぼ等しい距離にある検知対象物Ｙに対するセンサ電極１１からの電気力線Ｐ１は、補助電極１３Ａからの電気力線Ｐ２（シールド）の影響を受けて、検知対象物Ｘに対する場合と比較して減少する。このため、検知対象物Ｙは、検知対象物Ｘと比較して、センサ電極１１との静電容量結合が弱いこととなる。
【０１２４】
これにより、動作３のときの検知対象物Ｘ，Ｙの識別（すなわち、検知範囲Ｚ内であるか検知範囲Ｚ外であるかの区別）は容易に行うことが可能となる。しかし、図１５に示すように、検知対象物Ｙよりもセンサ電極１１に近い検知対象物Ｗでは、センサ電極１１からの電気力線Ｐ１が図１３における検知対象物Ｘに対するものと同じであるため、Ｃ−Ｖ変換回路２１からの出力は同じとなる。
【０１２５】
つまり、検知対象物Ｘと検知対象物Ｗは、図１２における等電位面（線）Ｍ上にあることになり、動作３での検出値（静電容量値）は同じである。このため、検知対象物Ｗが検知範囲Ｚ内に存するか検知範囲Ｚ外に存するかの識別は、この動作３のみでは困難となる。なお、この実施形態においても上述した実施形態と同様に、動作３だけでは判定しないで、動作３のときのＣ−Ｖ変換回路２１にて検出された第１の静電容量値としての静電容量値Ｃ１をＣＰＵ２３によって記憶手段に記憶しておく。
【０１２６】
次に、ＣＰＵ２３の制御により、第１および第２切替スイッチＳＷ１，ＳＷ２がともにＢ側に切り替えられ、補助電極１３ＡがＣ−Ｖ変換回路２１に接続される。これとともに、シールド電極１２およびセンサ電極１１がシールド駆動回路２４に接続された場合の動作（動作４）について説明する。
【０１２７】
なお、動作４の場合の静電容量式入力装置におけるセンサ電極１１やシールド電極１２および補助電極１３Ａの回路部２０との接続状態を示す図１２に対応する構成は、図１２における各切替スイッチＳＷ１，ＳＷ２をＢ側に切り替えたものである。このため、ここでは図示および説明を省略する。
【０１２８】
この動作４の場合、Ｃ−Ｖ変換回路２１には補助電極１３Ａのみが接続され、シールド電極１２およびセンサ電極１１はシールド駆動回路２４に接続される。これにより、補助電極１３Ａのみによって検知対象物Ｘ，Ｙ，Ｗとの静電容量ＣがＣ−Ｖ変換回路２１によって検出される。なお、検知対象物Ｘ，Ｙ，Ｗの各静電容量センサ部１０，２０に対する配置位置などの諸条件は、動作３のときと同様であるとする。
【０１２９】
そして、この動作４の場合、図１６に示すように、検知対象物Ｘに対するセンサ電極１１からの電気力線Ｐ２（シールド）は、補助電極１３Ａからの電気力線Ｐ１に対して影響が大きい。このため、検知対象物Ｘは、補助電極１３Ａとの静電容量結合が弱いこととなり、Ｃ−Ｖ変換回路２１によって検出される静電容量値は動作３における検知対象物Ｘに対する場合と比較して小さくなる。
【０１３０】
一方、図１７に示すように、検知対象物Ｙに対するセンサ電極１１からの電気力線Ｐ２（シールド）は、検知対象物Ｘに対する場合と比較して減少し、補助電極１３Ａからの電気力線Ｐ１は、検知対象物Ｘに対する場合と比較して増加する。このため、動作４の場合においては、検知対象物Ｙは、補助電極１３Ａとの静電容量結合が強いこととなり、Ｃ−Ｖ変換回路２１によって検出される静電容量値は動作３における検知対象物Ｙに対する場合と比較して大きくなる。
【０１３１】
また、図１８に示すように、検知対象物Ｗに対する補助電極１３Ａからの電気力線Ｐ１は、図１６における検知対象物Ｘに対する補助電極１３Ａからの電気力線Ｐ１と比較して多く、しかもセンサ電極１１からの電気力線Ｐ２（シールド）の影響も小さい。このため、動作４においては、検知対象物ＷにおけるＣ−Ｖ変換回路２１からの出力は検知対象物Ｘにおけるものよりも大きい。そして、このような動作４のときにＣ−Ｖ変換回路２１にて検出された第２の静電容量値としての静電容量値Ｃ２をＣＰＵ２３によって記憶手段に記憶しておく。
【０１３２】
このようにして第１および第２の静電容量値Ｃ１，Ｃ２を検出したら、次に、ＣＰＵ２３にて記憶手段に記憶しておいたこれらの静電容量値Ｃ１，Ｃ２を比較する。例えば、上述した検知対象物Ｘでは、動作３での第１の静電容量値Ｃ１が動作４での第２の静電容量値Ｃ２と比較して大きくなるが、検知対象物Ｙでは、動作３での第１の静電容量値Ｃ１が動作４での第２の静電容量値Ｃ２と比較して小さくなる。このため、検知対象物Ｗでは、動作３での第１の静電容量値Ｃ１と動作４での第２の静電容量値Ｃ２が同程度となる。
【０１３３】
このように、ＣＰＵ２３においては、静電容量値Ｃ１に対する静電容量値Ｃ２の値を比較することによって、検知対象物がセンサ電極１１の中心部に対してどの程度外に存するのかを判定することが可能となる。このとき、静電容量値Ｃ１とＣ２の比較値が、例えばあらかじめ設定された所定のしきい値以上（あるいは所定のしきい値以下や所定のしきい値未満等）となれば、センサ電極１１上の検知範囲Ｚ内であると判定可能なように設定しておけば、任意に指向性を持たせることが可能となる。
【０１３４】
なお、図１２から図１８に示す説明図では、検知対象物Ｘでは動作３での検出値が動作４での検出値より大きくなり、検知対象物Ｙでは動作３での検出値が動作４での検出値より小さくなる。また、検知対象物Ｗでは動作３での検出値と動作４での検出値が同程度となる例を挙げて説明した。しかし、センサ電極１１および補助電極１３Ａの配置形状や配置面積などの諸条件が変わると、検知対象物Ｘ，Ｙ，Ｗにおける動作３と動作４の上下関係は変わることとなる。
【０１３５】
ただし、動作３における第１の静電容量値Ｃ１に対する動作４における第２の静電容量値Ｃ２の割合（Ｃ２／Ｃ１）は、常に検知対象物Ｘ＜検知対象物Ｙ（または検知対象物Ｗ）であるため、区別することが可能である。したがって、条件ごとに動作３と動作４の比較式を変えれば、検知対象物Ｘ，Ｙ，Ｗを判別することが可能となる。なお、比較式や比較値、各種係数や所定のしきい値（Ｔｈ１，Ｔｈ２）などは、上述した実施形態にて説明したものと同様であるため、ここでは説明を省略する。
【０１３６】
また、条件によっては数式で表現できない場合があるが、検知対象物（手や指４９など）のセンサ電極１１上の位置における静電容量値Ｃ１，Ｃ２の値をあらかじめ測定してプロファイルしておき、各プロファイルと実際の検出値とを比較するようにすればよい。
【０１３７】
このように、この静電容量式入力装置によれば、例えば所定のしきい値Ｔｈ２が大きい場合には静電容量センサ部１０のセンサ感度の指向性の強度が高く、小さい場合は指向性の強度が低いとすることができる。これにより、センサ感度の指向性を任意に設定してセンサ電極１１上の検知範囲Ｚを任意に定めることができ、簡単な構成で確実に検知対象物（手や指４９など）を検知することができるようになる。
【０１３８】
そして、判定結果に基づいて、例えば手や指４９などを検知した場合はその操作入力があったとして、車載機器制御装置に対してその操作入力を示す入力情報を出力する。このようにすれば、乗員による操作入力を正確かつ確実に受け付けることができるとともに、受け付けた操作入力を示す入力情報を車載機器制御装置などに出力することが可能となる。
【０１３９】
なお、回路部２０のＣ−Ｖ変換回路２１の各種構成や作用は、上述した実施形態にて説明したものと同様であるため、ここでは説明を省略する。また、本実施形態にかかる静電容量式入力装置では、センサ電極１１とシールド電極１２および補助電極１３Ａとを配置して、センサ電極１１の静電容量値Ｃ１と補助電極１３Ａの静電容量値Ｃ２とを比較して検知対象物の検出を判定するものを例に挙げて説明した。その他にも、上述した実施形態にて図７を用いて説明したように、ダミー電極１９を配置し、Ｃ−Ｖ変換回路２１が差動動作するように構成してもよい。これについても上述したものと各種構成や作用は同様であるため、ここでは説明を省略する。
【０１４０】
また、シールド駆動回路２４の変形例や、第１および第２切替スイッチＳＷ１，ＳＷ２の変形例などについても、各種構成や作用は上述した実施形態にて説明したものと同様であるため、ここでは説明を省略する。
【０１４１】
なお、本実施形態にかかる静電容量式入力装置では、補助電極１３Ａがセンサ電極１１の周囲全体を囲むような状態で配置されている。このため、静電容量センサ部１０はセンサ電極１１の検知面の全方向に同様な指向性を持つ（すなわち、検知範囲Ｚがセンサ電極１１に対するどの方向でも同様）が、指向性を持たせたくない方向が存在する場合は、例えば次のようにすればよい。
【０１４２】
すなわち、指向性を持たせたくない方向に補助電極１３Ａを配置せずに、補助電極１３Ａの形状を、例えばコの字状やＣ字型、Ｌ字型や半円形などにして、補助電極１３Ａのない方向の指向性を低減させることも可能である。
【０１４３】
また、上述した回路部２０のＣ−Ｖ変換回路２１からの出力は、第１の静電容量値Ｃ１か第２の静電容量値Ｃ２かのいずれかとなるため、センサ電極１１（を含む静電容量センサ部１０）の設置場所の周囲の構造等により検出される静電容量値が異なる場合がある。
【０１４４】
すると、これら第１および第２の静電容量値Ｃ１，Ｃ２を比較した比較結果が、センサ電極１１が設置される場所の周囲の構造等に依存して変化してしまうことがある。このような状況を回避するために、回路部２０の構成を、さらに例えば次のようにしてもよい。
【０１４５】
図１９は、本発明のさらに他の実施形態にかかる静電容量式入力装置の静電容量センサ部および回路部の全体構成の例を示す説明図、図２０は同静電容量式入力装置の静電容量センサ部および回路部の全体構成の他の例を示す説明図である。なお、上述した実施形態において、既に説明した部分と重複する箇所には同一の符号を付して説明を割愛する。
【０１４６】
図１９に示すように、回路部２０は、Ｃ−Ｖ変換回路２１、シールド駆動回路２４、判定回路２５、上述した初期容量を記憶する初期容量記憶装置２６、各切替スイッチＳＷ１，ＳＷ２の切り替え動作を制御するスイッチ制御回路２７、およびバッファ２８を備えて構成されている。
【０１４７】
このような回路部２０を有する静電容量式入力装置の検知動作の概要としては、例えば静電容量センサ部１０を所定の設置場所に設置した後、手や指４９などが静電容量センサ部１０に接近していないときの静電容量値（初期容量）をスイッチ制御回路２７の制御により各切替スイッチＳＷ１，ＳＷ２を切り替えてそれぞれ検出し、初期容量記憶装置２６にてこれらの値を記憶しておく。
【０１４８】
そして、判定回路２５にて上述した実際の動作３，４のときの第１および第２の静電容量値Ｃ１，Ｃ２から初期容量記憶装置２６に記憶された各初期容量を差し引いて比較し、比較結果に基づいて手や指４９などがセンサ電極１１上の検知範囲Ｚ内に存するか否かを判定する。
【０１４９】
具体的には、上記初期容量は、スイッチ制御回路２７の制御により、各切替スイッチＳＷ１，ＳＷ２がＡ側に接続された場合の上記動作３のときのものを第１の初期容量とし、各切替スイッチＳＷ１，ＳＷ２がＢ側に接続された場合の上記動作４のときのものを第２の初期容量として初期容量記憶装置２６に記憶される。
【０１５０】
そして、実際の動作３のときは、判定回路２５によって、検出された第１の静電容量値Ｃ１から初期容量記憶装置２６に記憶しておいた第１の初期容量を差し引いて第１の検出値（検出値１）とし、動作４のときは、検出された第２の静電容量値Ｃ２から初期容量記憶装置２６に記憶しておいた第２の初期容量を差し引いて第２の検出値（検出値２）とする。
【０１５１】
その後、判定回路２５にてこれら検出値１と検出値２とを比較して、その比較結果により検知範囲Ｚ内に手や指４９などがあるか否かを判定する。例えば、上記動作３のときの検出値１は、手や指４９などの静電容量センサ部１０への接近に依存した出力となる。その後の動作や作用および効果等は、上述した実施形態にて説明したものと同様であるため、ここでは説明を省略する。
【０１５２】
また、上述した第１および第２の初期容量は、例えば初期容量測定時の電圧をＡ／Ｄ変換器等でディジタル変換して、レジスタやメモリ等に保持するようにしてもよいが、次のように基準電圧を調整することでこれらを保持することも可能となる。すなわち、図２０に示すように、回路部２０は、Ｃ−Ｖ変換回路２１、シールド駆動回路２４、基準電圧調整回路４０、および減算回路３１を備えて構成されている。
【０１５３】
基準電圧調整回路４０は、上述したような第１および第２の初期容量の初期容量測定時に、Ｃ−Ｖ変換回路２１の出力が基準電位になるように調整するためのものであり、ここでは、コンパレータ４１、制御回路４２、レジスタ４３、Ｄ／Ａ変換器４４、および調整部４５を備えて構成されている。これらの構成や作用等も、上述した実施形態にて説明したものと同様であるため、ここでは説明を省略する。
【０１５４】
基準電圧調整回路４０によって、第１および第２の初期容量の出力を基準電圧とし、このように基準電圧にされたＣ−Ｖ変換回路２１の出力を、例えば減算回路３１のプラス側入力端に入力し、基準電圧ＲＶをマイナス側入力端に入力して、出力を基準電圧ＲＶで減算して第１および第２の初期容量を差し引き、同様に検知範囲Ｚ内に手や指４９などがあるか否か、またあるとすればどのくらいの距離であるかを判別することができる。
【０１５５】
以上述べたように、上述した実施形態にかかる静電容量式入力装置によれば、静電容量センサ部１０によって、センサ電極１１上の検知範囲Ｚ内に乗員の手や指４９などがあるか否かを判定することができる。そして、判定結果に基づいて、手や指４９などを検知した場合はその操作入力があったとして、例えば車載機器制御装置に対してその操作入力を示す入力情報を出力することができる。
【０１５６】
車載機器制御装置は、静電容量式入力装置によって得られた入力情報が示す操作入力により実行される動作などを車載機器に行わせるように制御することができる。このようにすれば、乗員による操作入力を正確かつ確実に受け付けることができるとともに、受け付けた操作入力を示す入力情報を用いて車載機器の動作などを制御することが可能となる。
【０１５７】
次に、本発明の一実施形態にかかる静電容量式入力装置を備えた車載機器制御装置が適用された場合の車載機器の実施例について説明する。図２１〜図２５は、本発明の一実施形態にかかる静電容量式入力装置を備えた車載機器制御装置を有する車載機器を説明するための説明図である。
【０１５８】
図２１に示すように、ここでは静電容量式入力装置の静電容量センサ部１０は、車両１の天井部１０１に設けられた照明装置９１に、照明装置９１の下方に検知範囲Ｚを形成するように表面に貼着あるいは天井部１０１内に内蔵されて配置されている。車載機器制御装置は、例えば照明装置９１の点灯／消灯の動作を制御可能に構成される。
【０１５９】
このように構成された車載機器制御装置は、例えば次のように動作する。すなわち、車両１の乗員などが照明装置９１に手などをかざした場合に、この手が静電容量式入力装置の静電容量センサ部１０の検知範囲Ｚ内にて検知される。これにより、操作入力が受け付けられて、入力情報が静電容量式入力装置から車載機器制御装置に出力され、車載機器制御装置によって、この入力情報に基づく照明装置９１の上記動作が制御される。
【０１６０】
このようにすれば、乗員などが車両１の天井部１０１に配置されたサンバイザ１０２を動かしたり、フロントガラス１０３を拭いたりしても検知範囲Ｚ内にて検知されない限り照明装置９１を動作させることはない。このため、照明装置９１の操作スイッチなどを操作しなくても正確に動作させることができ、利便性を向上させることができる。
【０１６１】
次に、図２２に示すように、ここでは静電容量式入力装置の静電容量センサ部１０は、車両１のフロントガラス１０３下方のインストルメントパネル２に組み込まれたカップホルダ９２やアッシュトレイ９３の表面に沿って、これらの表面前方に検知範囲Ｚ（図示せず）を形成するように内蔵あるいは表面に貼着されて配置されている。車載機器制御装置は、例えばこれらカップホルダ９２やアッシュトレイ９３の開閉動作を制御可能に構成される。
【０１６２】
このように構成された車載機器制御装置は、例えば次のように動作する。すなわち、車両１の乗員などがカップホルダ９２やアッシュトレイ９３の表面前方に手などをかざした場合に、この手が静電容量式入力装置の静電容量センサ部１０の検知範囲Ｚ内にて検知される。これにより、操作入力が受け付けられて、入力情報が静電容量式入力装置から車載機器制御装置に出力され、車載機器制御装置によって、この入力情報に基づくカップホルダ９２やアッシュトレイ９３の上記動作が制御される。
【０１６３】
具体的には、例えばこれらが全閉状態である場合に手などを検知したら、カップホルダ９２やアッシュトレイ９３を全開となるように駆動し、これらが全開状態である場合に手などを検知したら、全閉となるように駆動する。なお、カップホルダ９２については、別途設けられたカップの有無を検出するセンサ等からの情報により、カップホルダ９２にカップが置かれていなかった場合にのみ全閉駆動を行うようにすればよい。これらの駆動機構については公知技術であるため、ここでの説明は省略する。
【０１６４】
このようにすれば、乗員などがカップホルダ９２やアッシュトレイ９３の表面前方に手などを意図的にかざした場合にこれらを開閉させることができる。このため、手でこれらを押し引きしたり、別途設けられた操作スイッチなどを操作しなくても正確に動作させることができるようになり、利便性を向上させることができる。なお、アッシュトレイ９３については、シフトレバー１０４を握る手などを検知しないように検知範囲Ｚを設定すればよい。また、センサ電極１１および補助電極１３は、ロの字状に形成され、インストルメントパネル２におけるカップホルダ９２やアッシュトレイ９３の表面を内側に囲むように配置されてもよい。
【０１６５】
また、図２３（ａ）に示すように、ここでは静電容量式入力装置の静電容量センサ部１０は、車両のサイドドア３の複数の操作部９４のそれぞれの表面上に検知範囲Ｚ（図示せず）を形成するように、図２３（ｂ）に示すように、サイドドア３に内蔵配置されている。車載機器制御装置は、例えばサイドドア３に取り付けられたウィンドウガラス４の上下昇降動作を制御可能に構成される。
【０１６６】
このように構成された車載機器制御装置は、例えば次のように動作する。すなわち、車両の乗員などが操作部９４に指４９（図示せず）を近づけた場合に、この指４９が静電容量式入力装置の静電容量センサ部１０の検知範囲Ｚ内にて検知される。そして、この状態あるいは操作部９４に実際に接触することにより、各々の操作部９４に割り当てられた操作入力（例えば、ウィンドウガラス４の上昇や下降を示す操作入力）が受け付けられて、入力情報が静電容量式入力装置から車載機器制御装置に出力され、車載機器制御装置によって、この入力情報に基づくウィンドウガラス４の上記動作が制御される。
【０１６７】
なお、図２３（ｃ）に示すように、操作部９４を断面凹状に形成し、静電容量センサ部１０をこの形状に沿ってサイドドア３内に内蔵配置すれば、検知範囲Ｚの距離や幅、大きさなどを任意に調整することができる。また、静電容量センサ部１０の近傍に広角性の静電容量センサ部（図示せず）を配置して、指４９による操作入力の受け付けに先立って近接を検知すれば、静電容量センサ部１０の検知タイミングを調整することもできる。
【０１６８】
このようにすれば、従来のウィンドウガラス４の操作部のように、サイドドア３の内側のアームレスト上に操作部を配置する必要がなく、省スペース化を促進することができるとともにウィンドウガラス４を正確に動作させることができるので、車室内空間の有効利用を図り利便性を向上させることができる。
【０１６９】
さらに、図２４（ａ）に示すように、ここでは静電容量式入力装置の静電容量センサ部１０は、車両のサイドドア３の外側に取り付けられたドアハンドル６内に、図中矢印ＡやＢで示すようなドアハンドル６の異なる表面上に、図２４（ｂ）で示すようにそれぞれ検知範囲Ｚを形成するように配置されている。車載機器制御装置は、サイドドア３のロック／アンロック動作を制御可能に構成される。
【０１７０】
なお、例えば図２４（ａ）の図中矢印Ａで示す方向に形成された検知範囲Ｚをロック操作入力を検知する範囲とし、図中矢印Ｂで示す方向に形成された検知範囲Ｚをアンロック操作入力を検知する範囲とする。このアンロック操作入力を検知する検知範囲Ｚは、例えば図２４（ｃ）に示すように、上記矢印Ｂで示す方向とは反対方向にこの検知範囲Ｚを形成するように、ドアハンドル６内に内蔵配置された静電容量センサ部１０によるものでもよい。
【０１７１】
このように構成された車載機器制御装置は、例えば次のように動作する。すなわち、図２４（ｂ）に示すように車両の乗員などがドアハンドル６を握りしめたり、図２４（ｃ）に示すようにドアハンドル６の最外側表面に接触しようとした場合に、指４９が静電容量式入力装置の静電容量センサ部１０のアンロック操作入力の検知範囲Ｚ内にて検知される。また、図２４（ａ）に示すように、ドアハンドル６の取付端上部表面に接触しようとした場合に、指４９が静電容量センサ部１０のロック操作入力の検知範囲Ｚ内にて検知される。
【０１７２】
そして、ロック／アンロックの操作入力が受け付けられて、入力情報が静電容量式入力装置から車載機器制御装置に出力され、車載機器制御装置によって、この入力情報に基づくサイドドア３の上記動作が行われる。なお、車載機器制御装置は、静電容量式入力装置からの入力情報に加えて、例えば公知のスマートエントリーシステムによるユーザキーの認証情報などを用いて、サイドドア３のロック／アンロック動作を制御するようにしてもよい。
【０１７３】
このようにすれば、乗員などがドアハンドル６の所定位置に意図的に接触しようとした場合にサイドドア３のロック／アンロックの操作入力を、車両のキー等を用いなくてもこの簡単な操作入力により正確かつ確実に行うことができ、乗員を含む車両の利用者の利便性を向上させることができる。
【０１７４】
また、図２５に示すように、ここでは静電容量式入力装置の静電容量センサ部１０は、車両１のインストルメントパネル２に配置された車載機器の機器操作部７の表面上に検知範囲Ｚを形成するように、透明電極により構成されて配置されている。車載機器制御装置は、機器操作部７への手７０による操作入力に基づく車載機器の動作の制御や、例えば機器操作部７を視認可能に表示する制御を行うように構成される。また、機器操作部７も透光性の部材により構成され、この機器操作部７は接触圧や静電容量を検出するタイプのスイッチにより形成されている。
【０１７５】
このように構成された車載機器制御装置は、例えば次にように動作する。すなわち、図２５（ａ）に示すように、静電容量式入力装置の静電容量センサ部１０は、透明電極により構成されているため、通常時は車載機器と一体的となり目立たないように配置される。そして、図２５（ｂ）に示すように、乗員などが手７０を車載機器の機器操作部７上にかざした場合に、この手７０が静電容量式入力装置の静電容量センサ部１０の検知範囲Ｚ内にて検知される。
【０１７６】
これにより、車載機器制御装置は、まず、機器操作部７の裏面側に配置されている発光手段としてのＬＥＤ８を点灯させて、機器操作部７を視認可能に表示する。静電容量センサ部１０は透明電極により構成されているため、機器操作部７がインストルメントパネル２の表面上に浮かび上がるように表示される。
【０１７７】
そして、乗員は指４９（図示せず）などを用いて表示された機器操作部７へ操作入力を行うことにより、各機器操作部７に割り当てられた操作入力が受け付けられて、入力情報が静電容量式入力装置から車載機器制御装置に出力され、車載機器制御装置によって、この入力情報に基づく車載機器の上記動作が制御される。
【０１７８】
このようにすれば、車両１の乗員などが車載機器の機器操作部７へ手７０をかざす前には、機器操作部７が見えない状態となっているため、インストルメントパネル２のデザイン性を損なうことがない。また、必要時には手７０を機器操作部７へかざすだけで機器操作部７を操作可能に表示することができるので、確実に機器操作部７を操作することが可能となる。
【０１７９】
さらに、静電容量センサ部１０を機器操作部７ごとにそれぞれ配置すれば、各静電容量センサ部１０への操作入力を検知して、機器操作部７への操作入力とすることもできるので、複雑な構造の機器操作部７を必要とせず、安価に構成することも可能となる。また、センサ電極１１および補助電極１３は、ロの字状に形成され、インストルメントパネル２における各機器操作部７を内側に囲むように配置されてもよい。
【０１８０】
以上述べたように、上述した実施形態にかかる静電容量式入力装置によれば、静電容量センサ部１０によって、所望の指向性をもたせた検知範囲Ｚ内に手や指などがあるか否かを正確かつ確実に判定することができる。また、上述した車載機器制御装置によれば、この判定結果に基づいて、手や指などを検知した場合は操作入力があったとして、入力情報が示す操作入力により実行される動作を車載機器に行わせることができる。このように、操作入力を正確かつ確実に受け付けることができるとともに、受け付けた操作入力を示す入力情報を用いて車載機器の動作を制御することが可能となる。
【符号の説明】
【０１８１】
１ 車両
２ インストルメントパネル
３ サイドドア
４ ウィンドウガラス
６ ドアハンドル
７ 機器操作部
１０ 静電容量センサ部
１１ センサ電極
１２ シールド電極
１３ 補助電極
１３Ａ 補助電極
１９ ダミー電極
２０ 回路部
２１ Ｃ−Ｖ変換回路
２２ Ａ／Ｄ変換器
２３ ＣＰＵ
２４ シールド駆動回路
２５ 判定回路
２６ 初期容量記憶装置
２７ スイッチ制御回路
２８ バッファ
３１ 減算回路
４０ 基準電圧調整回路
４１ コンパレータ
４２ 制御回路
４３ レジスタ
４４ Ｄ／Ａ変換器
４５ 調整部
４９ 指
７０ 手
９１ 照明装置
９２ カップホルダ
９３ アッシュトレイ
９４ 操作部
１０１ 天井部
１０２ サンバイザ
１０３ フロントガラス
１０４ シフトレバー
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載された車載機器および該車載機器の操作入力部の少なくとも一方に配置されたセンサ電極と、
前記センサ電極の近傍に設けられた補助電極と、
少なくとも前記センサ電極が接続され、接続された電極からの静電容量に基づく静電容量値を検出する検出回路と、
前記補助電極を前記検出回路に接続しない第１の接続状態と、前記補助電極を前記検出回路に接続する第２の接続状態とを選択的に切り替え可能な切替スイッチと、
前記第１の接続状態における前記検出回路からの第１の静電容量値と、前記第２の接続状態における前記検出回路からの第２の静電容量値とを比較した比較値、および前記第１または第２の静電容量値に基づき、人体が前記センサ電極上の検知範囲内にあるか否かを判定し、その判定結果に基づいて前記車載機器に対する人体による操作入力を受け付ける操作入力受付手段とを備えた
ことを特徴とする静電容量式入力装置。
【請求項２】
前記切替スイッチは、前記第１の接続状態のときに、前記補助電極を開放、接地または所定の電位に接続可能に構成されている
ことを特徴とする請求項１記載の静電容量式入力装置。
【請求項３】
前記補助電極に前記センサ電極と同等の電位を与えるシールド駆動回路をさらに備え、
前記切替スイッチは、前記第１の接続状態のときに、前記補助電極を前記シールド駆動回路に接続可能に構成されている
ことを特徴とする請求項１記載の静電容量式入力装置。
【請求項４】
車両に搭載された車載機器および該車載機器の操作入力部の少なくとも一方に配置されたセンサ電極と、
前記センサ電極の近傍に設けられた補助電極と、
前記センサ電極からの静電容量に基づく静電容量値を検出する検出回路と、
前記補助電極に前記センサ電極と同等の電位を与えるシールド駆動回路と、
前記補助電極を前記シールド駆動回路に接続する第１の接続状態と、前記補助電極を開放、接地または所定の電位に接続する第２の接続状態とを選択的に切り替え可能な切替スイッチと、
前記第１の接続状態における前記検出回路からの第１の静電容量値と、前記第２の接続状態における前記検出回路からの第２の静電容量値とを比較した比較値、および前記第１または第２の静電容量値に基づき、人体が前記センサ電極上の検知範囲内にあるか否かを判定し、その判定結果に基づいて前記車載機器に対する人体による操作入力を受け付ける操作入力受付手段とを備えた
ことを特徴とする静電容量式入力装置。
【請求項５】
車両に搭載された車載機器および該車載機器の操作入力部の少なくとも一方に配置されたセンサ電極と、
前記センサ電極の近傍に設けられた補助電極と、
接続された電極からの静電容量に基づく静電容量値を検出する検出回路と、
前記センサ電極を前記検出回路に接続する第１の接続状態と、前記センサ電極を前記検出回路に接続しない第２の接続状態とを選択的に切り替え可能な第１切替スイッチと、
前記センサ電極が前記第１の接続状態のときに前記補助電極を前記検出回路に接続せず、前記第１切替スイッチが前記第２の接続状態のときに前記補助電極を前記検出回路に接続するように切り替え可能な第２切替スイッチと、
前記第１の接続状態の場合における前記検出回路からの第１の静電容量値と、前記第２の接続状態の場合における前記検出回路からの第２の静電容量値とを比較した比較値、および前記第１または第２の静電容量値に基づき、人体が前記センサ電極上の検知範囲内にあるか否かを判定し、その判定結果に基づいて前記車載機器に対する人体による操作入力を受け付ける操作入力受付手段とを備えた
ことを特徴とする静電容量式入力装置。
【請求項６】
前記第１切替スイッチは、前記第２の接続状態のときに前記センサ電極を開放、接地または所定の電位に接続可能に構成され、
前記第２切替スイッチは、前記第１の接続状態のときに前記補助電極を開放、接地または所定の電位に接続可能に構成されている
ことを特徴とする請求項５記載の静電容量式入力装置。
【請求項７】
前記補助電極に前記センサ電極と同等の電位を与える、または前記センサ電極に前記補助電極と同等の電位を与えるシールド駆動回路をさらに備え、
前記第１切替スイッチは、前記第２の接続状態のときに前記センサ電極を前記シールド駆動回路に接続可能に構成され、
前記第２切替スイッチは、前記第１の接続状態のときに前記補助電極を前記シールド駆動回路に接続可能に構成されている
ことを特徴とする請求項５記載の静電容量式入力装置。
【請求項８】
前記補助電極に前記センサ電極と同等の電位を与えるシールド駆動回路をさらに備え、
前記第１切替スイッチは、前記第２の接続状態のときに前記補助電極を開放、接地または所定の電位に接続可能に構成され、
前記第２切替スイッチは、前記第１の接続状態のときに前記補助電極を前記シールド駆動回路に接続可能に構成されている
ことを特徴とする請求項５記載の静電容量式入力装置。
【請求項９】
前記センサ電極に前記補助電極と同等の電位を与えるシールド駆動回路をさらに備え、
前記第１切替スイッチは、前記第２の接続状態のときに前記補助電極を前記シールド駆動回路に接続可能に構成され、
前記第２切替スイッチは、前記第１の接続状態のときに前記補助電極を開放、接地または所定の電位に接続可能に構成されている
ことを特徴とする請求項５記載の静電容量式入力装置。
【請求項１０】
前記補助電極は、前記センサ電極を囲むように配置されている
ことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項記載の静電容量式入力装置。
【請求項１１】
前記センサ電極および前記補助電極は、透光保護カバー部材に設けられた透明電極からなり、
前記車載機器の操作入力部は、車両内の所定位置に前記透光保護カバー部材を介して可視状態および不可視状態を変更自在となるように表示手段を備えて設けられ、
前記表示手段は、前記操作入力受付手段によって人体が前記センサ電極上の検知範囲内にあると判定された場合に、前記操作入力部を可視状態に表示する
ことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項記載の静電容量式入力装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１項記載の静電容量式入力装置と、
前記静電容量式入力装置からの情報に応じて、前記車載機器の動作を制御する動作制御手段とを備えた車載機器制御装置であって、
前記動作制御手段は、前記操作入力受付手段によって前記車載機器に対する人体による操作入力が受け付けられた場合に、該操作入力に対応する前記車載機器の動作を実行する
ことを特徴とする車載機器制御装置。
【請求項１３】
前記車載機器は、車両に搭載された天井部照明装置、カップホルダ動作装置、アッシュトレイ動作装置、ウィンドウ開閉装置、およびドア開閉装置の少なくとも一つである
ことを特徴とする請求項１２記載の車載機器制御装置。
【請求項１】
車両に搭載された車載機器および該車載機器の操作入力部の少なくとも一方に配置されたセンサ電極と、
前記センサ電極の近傍に設けられた補助電極と、
少なくとも前記センサ電極が接続され、接続された電極からの静電容量に基づく静電容量値を検出する検出回路と、
前記補助電極を前記検出回路に接続しない第１の接続状態と、前記補助電極を前記検出回路に接続する第２の接続状態とを選択的に切り替え可能な切替スイッチと、
前記第１の接続状態における前記検出回路からの第１の静電容量値と、前記第２の接続状態における前記検出回路からの第２の静電容量値とを比較した比較値、および前記第１または第２の静電容量値に基づき、人体が前記センサ電極上の検知範囲内にあるか否かを判定し、その判定結果に基づいて前記車載機器に対する人体による操作入力を受け付ける操作入力受付手段とを備えた
ことを特徴とする静電容量式入力装置。
【請求項２】
前記切替スイッチは、前記第１の接続状態のときに、前記補助電極を開放、接地または所定の電位に接続可能に構成されている
ことを特徴とする請求項１記載の静電容量式入力装置。
【請求項３】
前記補助電極に前記センサ電極と同等の電位を与えるシールド駆動回路をさらに備え、
前記切替スイッチは、前記第１の接続状態のときに、前記補助電極を前記シールド駆動回路に接続可能に構成されている
ことを特徴とする請求項１記載の静電容量式入力装置。
【請求項４】
車両に搭載された車載機器および該車載機器の操作入力部の少なくとも一方に配置されたセンサ電極と、
前記センサ電極の近傍に設けられた補助電極と、
前記センサ電極からの静電容量に基づく静電容量値を検出する検出回路と、
前記補助電極に前記センサ電極と同等の電位を与えるシールド駆動回路と、
前記補助電極を前記シールド駆動回路に接続する第１の接続状態と、前記補助電極を開放、接地または所定の電位に接続する第２の接続状態とを選択的に切り替え可能な切替スイッチと、
前記第１の接続状態における前記検出回路からの第１の静電容量値と、前記第２の接続状態における前記検出回路からの第２の静電容量値とを比較した比較値、および前記第１または第２の静電容量値に基づき、人体が前記センサ電極上の検知範囲内にあるか否かを判定し、その判定結果に基づいて前記車載機器に対する人体による操作入力を受け付ける操作入力受付手段とを備えた
ことを特徴とする静電容量式入力装置。
【請求項５】
車両に搭載された車載機器および該車載機器の操作入力部の少なくとも一方に配置されたセンサ電極と、
前記センサ電極の近傍に設けられた補助電極と、
接続された電極からの静電容量に基づく静電容量値を検出する検出回路と、
前記センサ電極を前記検出回路に接続する第１の接続状態と、前記センサ電極を前記検出回路に接続しない第２の接続状態とを選択的に切り替え可能な第１切替スイッチと、
前記センサ電極が前記第１の接続状態のときに前記補助電極を前記検出回路に接続せず、前記第１切替スイッチが前記第２の接続状態のときに前記補助電極を前記検出回路に接続するように切り替え可能な第２切替スイッチと、
前記第１の接続状態の場合における前記検出回路からの第１の静電容量値と、前記第２の接続状態の場合における前記検出回路からの第２の静電容量値とを比較した比較値、および前記第１または第２の静電容量値に基づき、人体が前記センサ電極上の検知範囲内にあるか否かを判定し、その判定結果に基づいて前記車載機器に対する人体による操作入力を受け付ける操作入力受付手段とを備えた
ことを特徴とする静電容量式入力装置。
【請求項６】
前記第１切替スイッチは、前記第２の接続状態のときに前記センサ電極を開放、接地または所定の電位に接続可能に構成され、
前記第２切替スイッチは、前記第１の接続状態のときに前記補助電極を開放、接地または所定の電位に接続可能に構成されている
ことを特徴とする請求項５記載の静電容量式入力装置。
【請求項７】
前記補助電極に前記センサ電極と同等の電位を与える、または前記センサ電極に前記補助電極と同等の電位を与えるシールド駆動回路をさらに備え、
前記第１切替スイッチは、前記第２の接続状態のときに前記センサ電極を前記シールド駆動回路に接続可能に構成され、
前記第２切替スイッチは、前記第１の接続状態のときに前記補助電極を前記シールド駆動回路に接続可能に構成されている
ことを特徴とする請求項５記載の静電容量式入力装置。
【請求項８】
前記補助電極に前記センサ電極と同等の電位を与えるシールド駆動回路をさらに備え、
前記第１切替スイッチは、前記第２の接続状態のときに前記補助電極を開放、接地または所定の電位に接続可能に構成され、
前記第２切替スイッチは、前記第１の接続状態のときに前記補助電極を前記シールド駆動回路に接続可能に構成されている
ことを特徴とする請求項５記載の静電容量式入力装置。
【請求項９】
前記センサ電極に前記補助電極と同等の電位を与えるシールド駆動回路をさらに備え、
前記第１切替スイッチは、前記第２の接続状態のときに前記補助電極を前記シールド駆動回路に接続可能に構成され、
前記第２切替スイッチは、前記第１の接続状態のときに前記補助電極を開放、接地または所定の電位に接続可能に構成されている
ことを特徴とする請求項５記載の静電容量式入力装置。
【請求項１０】
前記補助電極は、前記センサ電極を囲むように配置されている
ことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項記載の静電容量式入力装置。
【請求項１１】
前記センサ電極および前記補助電極は、透光保護カバー部材に設けられた透明電極からなり、
前記車載機器の操作入力部は、車両内の所定位置に前記透光保護カバー部材を介して可視状態および不可視状態を変更自在となるように表示手段を備えて設けられ、
前記表示手段は、前記操作入力受付手段によって人体が前記センサ電極上の検知範囲内にあると判定された場合に、前記操作入力部を可視状態に表示する
ことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項記載の静電容量式入力装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１項記載の静電容量式入力装置と、
前記静電容量式入力装置からの情報に応じて、前記車載機器の動作を制御する動作制御手段とを備えた車載機器制御装置であって、
前記動作制御手段は、前記操作入力受付手段によって前記車載機器に対する人体による操作入力が受け付けられた場合に、該操作入力に対応する前記車載機器の動作を実行する
ことを特徴とする車載機器制御装置。
【請求項１３】
前記車載機器は、車両に搭載された天井部照明装置、カップホルダ動作装置、アッシュトレイ動作装置、ウィンドウ開閉装置、およびドア開閉装置の少なくとも一つである
ことを特徴とする請求項１２記載の車載機器制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【公開番号】特開２０１０−２３５０３５（Ｐ２０１０−２３５０３５Ａ）
【公開日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−８７２５５（Ｐ２００９−８７２５５）
【出願日】平成２１年３月３１日（２００９．３．３１）
【出願人】（０００００５１８６）株式会社フジクラ (4,463)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月３１日（２００９．３．３１）
【出願人】（０００００５１８６）株式会社フジクラ (4,463)
【Ｆターム（参考）】
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