タッチ式センサ
【課題】簡単な構造で、操作面を目視することなく操作者の意思に沿った操作を的確且つ迅速に行うことができるタッチ式センサを提供する。
【解決手段】複数の電極と、前記電極が接触されたことを検知して電極毎に検知信号を出力する検知手段と、前記検知信号に応じてどの電極が接触されているか接触されていないかを判定する接触判定手段を備えたタッチ式センサ１において、操作ボタン３ａを有するスイッチと、前記操作ボタン３ａの操作による前記スイッチからの入力信号に応じて、前記被制御装置の制御機能を決定する制御モード判定手段と、を備え、前記スイッチからの入力信号があったときに、前記接触判定手段による前記電極への接触判定を許可する制御部を設けるように構成する。
【解決手段】複数の電極と、前記電極が接触されたことを検知して電極毎に検知信号を出力する検知手段と、前記検知信号に応じてどの電極が接触されているか接触されていないかを判定する接触判定手段を備えたタッチ式センサ１において、操作ボタン３ａを有するスイッチと、前記操作ボタン３ａの操作による前記スイッチからの入力信号に応じて、前記被制御装置の制御機能を決定する制御モード判定手段と、を備え、前記スイッチからの入力信号があったときに、前記接触判定手段による前記電極への接触判定を許可する制御部を設けるように構成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電極の静電容量の変化によって人が電極に接触したことを検出するタッチ式センサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば車両のエアコンやオーディオ等の各種機器を静電容量式のタッチ式センサによって制御するようにした構成が例えば特許文献1において提案されている。この構成によれば、操作者の指の移動軌跡をタッチ式センサによって読み取り、その移動軌跡がどの操作パターンにマッチングするかを判定し、操作パターンにマッチングする操作内容に基づいて各種機器を制御することが行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１３１７６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１において提案されている構成においては、タッチ式センサを起動するための電源キー３と、各種動作モードを選択するためのレリーズキーが別々設けられている。そのため、スイッチの配置面を大きく取る必要があるとともに、目視しない状態では、どのスイッチが起動スイッチかがわからないため、操作部分にそれぞれ目印となる別個の凹凸を設けて、その形状で操作キーの役割を判断する必要がある。また、２つの異なる操作キーを操作しなければならないため、操作キーが何の機能を持つのかを操作者が記憶しておく必要があった。そのため、装置が大型化するとともに、操作も煩雑なものとなって操作者の負担が増加し、汎用として容易に設置することができないという問題があった。
【０００５】
特に、車両のステアリングホイールにタッチ式センサを設ける場合には、設置面積が狭いため、大きな操作部を設けてしまうと、それが運転者のステアリング操作の邪魔になってしまう。又、運転をしながらの操作となるため、運転者が指を大きく動かすことが困難であり、単純な操作動作に限定されることから複数の操作キーを設けない単純な操作システムが望まれている。
【０００６】
一方、運転者には車両の運転をしながらのスイッチ操作が必要となるため、タッチ式センサの操作面を目視することなく運転者の意思に沿った操作が簡単に把握できる操作システムが望まれる。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、簡単な構造で、操作面を目視することなく操作者の意思に沿った操作を的確且つ迅速に行うことができるタッチ式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】
【０００８】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、
複数の電極と、
前記電極が接触されたことを検知して電極毎に検知信号を出力する検知手段と、
前記検知信号に応じてどの電極が接触されているか接触されていないかを判定する接触判定手段を備えたタッチ式センサにおいて、
操作ボタンを有するスイッチと、
前記操作ボタンの操作による前記スイッチからの入力信号に応じて、前記被制御装置の制御機能を決定する制御モード判定手段と、を備え、
前記スイッチからの入力信号があったときに、前記接触判定手段による前記電極への接触判定を許可する許可手段を設けたことを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１に記載の発明において、
少なくとも２つの前記電極を前記操作ボタンの外周に沿って円弧状に配置したことを特徴とする。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、
前記電極と前記スイッチを背面側に配置し、前記操作ボタンが露出するように設けられたケースと、
該ケースの表面に、前記電極の外周縁よりも内側の範囲で、前記電極の操作位置を示す凹状のガイド部を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１記載の発明によれば、操作ボタンによるスイッチへの操作がない限り、電極への接触が検知可能な状態とはならないため、操作者の意図的でない電極への接触は検知されず、タッチ式センサへの不用意な接触による誤作動を防ぐことができる。また、被制御装置の制御機能を選択するスイッチの入力信号により、電極への接触検知を許可するようにしているので、別途、起動スイッチを設ける必要が無いため、構成を簡素化することができ、狭いスペースに効率的に配置することができる。また、被制御装置の制御機能を選択するスイッチであるため、操作時には必ず最初に操作をするようになるため、スイッチを目視しなくても、単一の操作で、連続して操作をすることができるので、操作動作を覚える必要がなく、簡単に操作を行うことができる。
【００１２】
請求項２記載の発明によれば、請求項２記載の発明によれば、タッチ式センサとスイッチを設けることにより、メニュー選択が容易となり、又、そのスイッチの操作ボタンの周囲に複数の電極を円弧状に配置しているので、スイッチに近接した状態で複数の電極を配置することができ、操作ボタンの操作に連続して電極への操作が容易となる。
【００１３】
例えば、タッチ式センサを車両のステアリングハンドルに設置した場合に、運転者はステアリングハンドルを握りながらタッチ式センサを操作することとなるため、運転者の操作指となる親指の関節を中心としたコンパクトな設置範囲にスイッチとタッチ式センサを配置することができる。このため、運転者は、スイッチの操作及びタッチ式センサの操作をステアリングハンドルから手を離すことなく親指一本でスムーズに行うことができる。
【００１４】
請求項３の発明によれば、タッチ式センサの操作位置を示すガイド部を電極よりも狭い範囲としたため、ガイド部内における電極への接触を確実に検知することができる。又、操作者は、操作部を目視することなく、ガイド部に案内されてタッチ式センサの電極部を確実に操作することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係るタッチ式センサが設置されたステアリングホイールの正面図である。
【図２】本発明に係るタッチ式センサの正面図である。
【図３】本発明に係るタッチ式センサの背面図である。
【図４】本発明に係るタッチ式センサの回路構成図である。
【図５】（ａ），（ｂ）は本発明に係るタッチ式センサの電極への非接触時と接触時の出力変化を示す図である。
【図６】本発明に係るタッチ式センサの動作の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１７】
図１は本発明に係るタッチ式センサが設置されたステアリングホイールの正面図、図２は同タッチ式センサの正面図、図３は同タッチ式センサの背面図であり、本実施の形態では、タッチ式センサ１は図１に示すように車両のステアリングホイール５０にケース２を介して取り付けられている。
【００１８】
上記ケース２の背面側には、図３に示すように機械的なプッシュスイッチであるモード選択スイッチ３と２つの電極Ａ，Ｂが配置されており、図２に示すようにモード選択スイッチ３の円形の操作ボタン３ａは、ケース２の表面に露出している。そして、図２に示すようにケース２の表面には、前記電極Ａ，Ｂに連なるタッチ操作部４，５が前記操作ボタン３ａの外周に沿って円弧状に配置されている。ここで、モード選択スイッチ３はオーディオ、エアコン、ナビゲーションシステム等の被制御装置の制御モード（オーディオモード、エアコンモード、ナビゲーションモード等）を選択するスイッチであり、オーディオモードでは選曲や音量の調整、エアコンモードでは温度や風量の調整、ナビゲーションモードではメニューの選択等がタッチ式センサ１の操作によってなされる。又、２つの電極Ａ，Ｂはその静電容量が互いに異なっている。
【００１９】
なお、図１及び図２に示すように、ケース２の表面に露出する前記タッチ操作部４，５の外周縁よりも内側に沿った範囲は、該タッチ操作部４，５の配置位置を示すように表面部よりも凹状としたガイド部として形成されている。本実施形態では、２つの湾曲した長方形の凹溝状のガイド溝４ａ，５ａとして形成しており、電極Ａ，Ｂの境界部分は、表面部と同じ高さとして、タッチ操作部４からタッチ操作部５に移動するとき、その凹凸が変化することにより、操作ストロークがわかるようになっている。そのため、タッチ操作部４，５のガイド溝４ａ，５ａは、２つとする必要はなく、モード選択スイッチ３の操作ボタン３ａに沿って湾曲した円弧状の１つの溝形状としてもよい。この場合には、電極Ａ，Ｂの境界部分に凹凸を設け、操作ストロークがわかるようにすればよい。
【００２０】
本実施形態では、操作ボタン３ａは、表面部より低くなるように構成しており、すり鉢状に凹んだ凹部の中央に配置されている。これによって、前記タッチ操作部４，５を操作するときに操作ボタン３ａが邪魔にならず、誤って操作ボタン３ａを押してしまうことがない。
【００２１】
また、図２及び３に示すように電極Ａ，Ｂは、薄板状の銅板で形成されており、ケース２の表面部の裏側に固着されている。この電極Ａ，Ｂは、タッチ操作部４，５のガイド溝４ａ，５ａは、電極Ａ，Ｂの幅よりも広い幅としている。言い換えれば、ガイド溝４ａ，５ａは、電極Ａ，Ｂの内側となるように形成されている。これによって、ガイド溝４ａ，５ａの範囲内を触れたときには、必ず電極Ａ，Ｂによって接触を検知することができる。
【００２２】
次に、本発明に係るタッチ式センサ１の回路構成を図４に基づいて以下に説明する。
【００２３】
図４は本発明に係るタッチ式センサの回路構成図であり、本発明に係るタッチ式センサ１は、互いに異なる静電容量を有する２つの前記電極Ａ，Ｂと、周期的な方形波から成る作動信号を出力してこれを抵抗Ｒ３，Ｒ５を介して電極Ａ，Ｂにそれぞれ入力する発振器としての機能を有するマイコン（マイクロコンピュータ）６と、直流電源電圧ＶＣＣを分割するように直列に接続された抵抗Ｒ１，Ｒ２と、各電極Ａ，Ｂの出力電圧と抵抗Ｒ１とＲ２との間のａ点の電位（基準電圧）Ｖａとを比較して電極の出力電圧の方が基準電圧Ｖａよりもが高ければＯＦＦして所定の電圧を出力し、電極の出力電圧の方が基準電圧Ｖａよりも低ければＯＮして所定の出力電圧を出力しないコンパレータ７，８と、これらのコンパレータ７，８の出力をそれぞれ積分する積分回路９，１０等を備えている。
【００２４】
なお、本実施形態では、電極Ａ，Ｂが有する静電容量がそれぞれ異なるように設定しているが、電極Ａ，Ｂからの出力は、それぞれマイコンへの別々の入力ポートに接続する構成としているため、入力ポートを判別することによって、どの電極からの入力信号であるかを判定してもよい。その場合には、電極Ａ，Ｂは同じ静電容量を有する同じ電極で構成することができる。
【００２５】
上記マイコン６は制御部を構成するものであって、このマイコン６は、電極Ａ，Ｂが接触されたことを検知し、その電極Ａ，Ｂへの接触状態に応じて被制御装置を制御するための制御信号を出力する。そのため、このマイコン６には、前記検知信号に応じてどの電極が接触されているか接触されていないかを判定する接触判定手段６ａと、該接触判定手段６ａによって電極Ａ，Ｂへの接触が検知されたときに、電極Ａ，Ｂのどちらの検知信号であるかを判定し、電極Ａ，Ｂの接触順序や接触時間により、操作入力モード（本実施形態では、アップ操作又はダウン操作）を決定する操作入力判定手段６ｃと、前記モード選択スイッチ３の操作に応じて被制御装置の操作入力モードを決定する制御モード判定手段６ｄと、操作入力判定手段６ｃによって決定される操作入力モードと、制御モード判定手段６ｄによって決定される被制御装置（オーディオ、エアコン、ナビゲーションシステム等）の制御機能に対する操作入力モードが記憶された記億部６ｂが内蔵されている。
【００２６】
なお、マイコン６には前記モード選択スイッチ３が接続されており、マイコン６には、このモード選択スイッチ３からの入力信号があったときに接触判定手段６ａに電極Ａ，Ｂへの接触検知を許可する許可手段６ｅが設けられている。そのため、モード選択スイッチ３からの入力信号は、制御モード判定手段６ｄと許可手段６ｅに入力され、許可手段６ｅからの許可信号に応じて、接触判定手段６ａが電極Ａ，Ｂへの接触検知が許可されるようになっている。すなわち、モード選択スイッチ３は、接触検知起動スイッチの役割を果たすように構成されている。又、各コンパレータ７，８の出力部は、抵抗Ｒ４，Ｒ６を介してマイコン６と抵抗Ｒ３，Ｒ５の間の接続点ｂ，ｃとそれぞれ接続されている。即ち、各コンパレータ７，８の出力は、マイコン６と接続され、マイコン６の方形波出力をプルアップ電源としている。
【００２７】
なお、許可手段６ｅの機能を接触判定手段６ｃに持たせてもよく、接触判定手段６ｃがモード選択スイッチ３からの入力信号をトリガーとして接触検知を開始する構成としてもよい。また、マイコン自体をスリープ状態にしておき、モード選択スイッチ３からの入力信号によって、マイコンが起動するようにしてもよい。この場合には、モード選択スイッチ３は、マイコンの起動スイッチとしての役割を果たすことになる。
【００２８】
次に、本発明に係るタッチ式センサ１の検出原理を図５（ａ），（ｂ）に基づいて以下に説明する。
【００２９】
図５（ａ），（ｂ）は、本発明に係るタッチ式センサ１の電極Ａ，Ｂへの非接触時と接触時の出力変化を示す図であり、電極Ａ，Ｂは、その静電容量によって作動電圧を歪ませる。このため、各電極Ａ，Ｂからの出力信号は、マイコン６から入力される方形波を歪ませた鋸刃状に近い波形（図５には完全な三角波として図示）の電圧信号となる。
【００３０】
コンパレータ７，８は、電極Ａ，Ｂの出力（出力信号）がａ点の電圧（基準電圧）Ｖａよりも高いときだけ電圧を出力する。積分回路９，１０は、コンパレータ７，８の出力を積分するため、その出力は時間の経過と共に略直線的に上昇し、その勾配はコンパレータ７，８の出力のデューティ比（ＯＮしている時間の害ｌ合）に比例する。
【００３１】
而して、マイコン６は、積分回路９，１０が積分を開始してから１ｍｓｅｃ後の積分回路９，１０の出力電圧をデジタル変換して検出値ｖｍとして記憶部６ｂに記憶する。従って、コンパレータ７，８と積分回路９，１０及びマイコン６は、電極Ａ，Ｂの出力信号とａ点の基準電圧Ｖａ
との差に応じた検出値Ｖｍを生成する検出回路として機能する。
【００３２】
電極Ａ，Ｂに操作者の指が接触していないときには、図５（ａ）に示すように電極Ａ，Ｂの出力信号の振幅が比較的大きいため、電極Ａ，Ｂの出力信号（出力電圧）が基準電圧Ｖａ以上となる時間が比較的長くなる。このため、コンパレータ７，８の出力電圧のデューティ比が比較的大きく、積分回路９，１０の出力電圧の上昇勾配が比較的大きく、１ｍｓｅｃの後の電圧が比較的高くなるため、マイコン６が取得する検出値Ｖｍが比較的大きくなる。
【００３３】
すると、マイコン６の判定手段６ａは、検出値Ｖｍをマイコン６内の記億部６ｂに記億されている閾値Ｓｏと比較し、検出値Ｖｍが閾値Ｓｏ以上となっていれば電極Ａ，Ｂに操作者の指が接触していないものと判定し、ＯＦＦ信号を外部出力する。
【００３４】
他方、電極Ａ，Ｂに操作者の指が接触すると、電極Ａ，Ｂの静電容量が増加するため、電極Ａ，Ｂに操作者の指が接触していない図５（ａ）に示す場合と比べて、図５（ｂ）に示すように電極Ａ，Ｂの出力信号の振幅が小さくなる。このため、電極Ａ，Ｂの出力信号が基準電圧Ｖａ以上となる時間が短くなり、コンパレータ７，８の出力電圧のデューティ比が低下し、積分回路９，１０の出力電圧の上昇勾配が小さくなり、１ｍｓｅｃ後の電圧が低くなるため、マイコン６が取得する検知値Ｖｍが小さくなる。
【００３５】
すると、マイコン６の接触判定手段６ａは、検出値Ｖｍをマイコン６内の記憶部６ｂに記憶されている閾値Ｓｏと比較し、検出値Ｖｍが閾値Ｓｏ以下となったときに電極Ａ，Ｂに操作者の指が接触していないものと判定し、ＯＮ信号を外部出力する。
【００３６】
次に、本発明に係るタッチ式センサ１の動作の流れを図６に基づいて以下に説明する。
【００３７】
図６はタッチ式センサの動作の流れを示すフローチャートであり、図１に示すステアリングホイール５０に設置されたタッチ式センサ１においては、マイコン６に設けられた接触判定手段６ａによって接触が検知されると、操作入力判定手段６ｃが、最初に接触が検知された電極Ａ（Ｂ）をスタート電極とし、該スタート電極Ａ（Ｂ）への接触が検知されず、且つ、他の電極Ｂ（Ａ）への接触が検知されると前記スタート電極をリセットするとともに、次に接触が検知された電極Ｂ（Ａ）を新たにスタート電極とし、該スタート電極と最初に接触が検知された電極Ａ（Ｂ）の位置関係を判定して被制御装置の操作入力モードを決定する。
【００３８】
又、マイコン６は、電極Ａ（Ｂ）の接触を検知して、スタート電極にとしてから所定時間内に他の電極Ｂ（Ａ）への接触が検知されない場合には、全ての電極Ａ，Ｂにおける接触検知を無効とし、その後にモード選択スイッチ３が押されて、電極Ａ（Ｂ）への接触が再度検知されたときに、その電極Ａ（Ｂ)をスタート電極とするようにしている。
【００３９】
即ち、図６に示すように、タッチ式センサ１の動作がスタートすると（ステップＳ１）、初期化が実行され（ステップＳ２）、まず、モード選択スイッチ３が運転者によってＯＮされたか否かが判定される（ステップＳ３）。すなわち、モード選択スイッチ３が押されない限り、電極Ａ，Ｂへの接触検知がされないようになっている。これにより、ステアリングホイール５０を操作しているときに、誤ってタッチ式センサ１の電極Ａ，Ｂに接触してしまった場合であっても、被制御装置の設定が変更されるような誤作動を防止することができる。なお、その後、さらにモード選択スイッチ３を押すことによって、オーディオモード、エアコンモード等の選択判定がなされ、例えばエアコンモードが選択された場合には、さらに風量、温度、内外気切替等をモード選択スイッチ３によって選択する。
【００４０】
モード選択スイッチ３が運転者によって押されてＯＮした場合（ステップＳ３での判定結果がＹｅｓである場合）には、アクティブフラグ（モード選択スイッチのＯＮ／ＯＦＦを示すフラグ）をＯＮモードに変更し（ステップＳ４）、タッチ式センサ１の電極Ａ，Ｂへの運転者による接触の検知を開始する（ステップＳ５）。
【００４１】
他方、モード選択スイッチ３が運転者によって押されないために該モード検出スイッチ３がＯＦＦで或る場合（ステップＳ３での判定結果がＮｏである場合）には、アクティブフラグがＯＮモードであるか否かが判定され（ステップＳ６）、既にモード選択スイッチ３が押されており、アクティブフラグが既にＯＮモードに設定されている場合(ステップＳ６での判定結果がＹｅｓである場合)、タッチ式センサの電極への運転者による接触の検知を開始する（ステップＳ５）。これに対して、アクティブフラグがＯＦＦモードに設定されている場合（ステップＳ６での判定結果がＮｏである場合）には、運転者によってモード選択スイッチ３が１度も押されていないために処理はステップＳ２に戻る。すなわち、モード選択スイッチ３が押されていない状態では、タッチ式センサへの接触がマイコン６によって検知されることはない。
【００４２】
タッチ式センサ１の電極Ａ，Ｂへの運転者による接触の検知において、電極Ａ，Ｂの何れか一方（例えば電極Ａ）に運転者の指が接触したか否かが判定され（ステップＳ７）、接触が検知された場合（ステップＳ７での判定結果がＹｅｓとなり）、次にスタート電極が設定済みであるか否かが判定される（ステップＳ８）。スタート電極が既に設定されている場合（ステップＳ８での判定結果がＹｅｓ）には、逆側の電極（例えば電極Ｂ）が運転者によって接触（ＯＮ）されたか否かが判定される（ステップＳ９）。この場合、例えば電極Ａの接触が検知された後に逆側の電極Ｂの接触が検知されない場合、４００ｍｓｅｃが経過すると電極Ａをスタート電極とする設定が解除（リセット）され、電極Ａ又はＢの接触が再度検知された場合に、その検知された電極Ａ又はＢがスタート電極として設定される。又、スタート電極が未だ設定されていない場合（ステップＳ８での判定結果がＮｏである場合）には、その接触が検知された電極（例えば電極Ｂ）がスタート電極として設定される（ステップＳ１０）。
【００４３】
最初に接触が検知された電極（電極Ａ）と逆側の電極（電極Ｂ）の接触が検知された場合（ステップＳ９での判定結果がＹｅｓである場合）には、同じ側の電極Ａ（Ｂ）が接触（ＯＮ）状態にあるか否か、つまり、例えば一方の電極ＡがＯＮした後にＯＦＦし、他方の電極ＢがＯＮしたが電極ＡもＯＮしているか否か、或いは電極Ａ，Ｂが同時に接触（ＯＮ）されている（同時押しされているか否か）が判定される（ステップＳ１１）。両電極Ａ，Ｂが同時に接触（ＯＮ）状態にある場合（ステップＳ１１での判定結果がＹｅｓである場合）には、運転者による操作の方向が確定しないために出力はＯＦＦとなり、スタート電極の設定はキャンセルされる。
【００４４】
同じ側の電極Ａ（Ｂ）が接触（ＯＮ）状態にない場合（ステップＳ１１での判定結果がＮｏである場合）には、電極Ａがスタート電極で電極Ｂの接触(ＯＮ)を検知した場合には（運転者の指が電極Ａから電極Ｂへと移動していれば）アップ（例えば、エアコンの風量や温度アップ、モード選択では、一方向、例えば上方向へのカーソルの移動）と判定し、逆に電極Ｂがスタート電極で電極Ａの接触(ＯＮ)を検知した場合には（運転者の指が電極Ｂから電極Ａへと移動していれば）ダウン（例えば、エアコンの風量や温度ダウン、モード選択では、他方向、例えば下方向へのカーソルの移動）と判定する（ステップＳ１２）。そして、その後、スタート電極の設定をリセットし（ステップＳ１３）、処理はステップＳ２に戻る。この場合、例えば運転者が指を電極Ａ→電極Ｂと移動させた後、指を離して再び電極Ａ→電極Ｂと移動させる操作を繰り返した場合には、指を離していたＯＦＦ時間が７０ｍｓｅｃ未満の場合には、指の移動は電極Ａ→電極Ｂ、電極Ｂ→電極Ａと判定され、ＯＦＦ時間が７０ｍｓｅｃ以上の場合には、指の移動は電極Ａ→電極Ｂ、電極Ａ→電極Ｂと判定される。尚、２番目の電極がＯＮした後、その○Ｎ状態が維持された場合には、判定した操作方向に連続してアップ又はダウンへと移動するようにしても良い。この場合、徐々にスクロールの速度を高めるようにしても良い。
【００４５】
他方、モード選択スイッチ３が押されても電極Ａ，Ｂへの接触が検知されない場合（ステップＳ７での判定結果がＮｏである場合）には、スタート電極の設定済みであるか否かが判定され（ステップＳ１４）、スタート電極が設定されている場合（ステップＳ１４での判定結果がＹｅｓである場合）にはタイマ作動中であるか否かが判定される（ステップＳ１５）。これに対して、スタート電極が設定されていない場合（ステップＳ１４での判定結果がＮｏである場合）には、処理はステップＳ３に戻る。
【００４６】
スタート電極が設定されていてタイマが作動中である場合（ステップＳ１５での判定結果がＹｅｓである場合）には７０ｍｓｅｃ以上の時間が経過したか否かが判定され（ステップＳ１６）、タイマが作動中でない場合（ステップＳ１５での判定結果がＮｏである場合）にはタイマがスタートされ（ステップＳ１７）、７０ｍｓｅｃ以上の時間が経過したか否かが判定される（ステップＳ１６）。
【００４７】
７０ｍｓｅｃ以上の時間が経過すると（ステップＳ１６での判定結果がＹｅｓであると）、スタート電極の設定がリセットされ（ステップＳ１８）、７０ｍｓｅｃ以上の時間が経過するまでは（ステップＳ１６での判定結果がＮｏである間は）、処理はステップＳ３に戻る。
【００４８】
そして、７０ｍｓｅｃ以上の時間が経過してスタート電極の設定がリセットされると（ステップＳ１８）、４００ｍｓｅｃ以上の時間が経過したか否かが判定され（ステップＳ１９）、４００ｍｓｅｃ以上の時間が経過すると（ステップＳ１９での判定結果がＹｅｓであるとき）、アクティブフラグがリセットされ（ステップＳ２０）、４００ｍｓｅｃ以上の時間が経過するまでは（ステップＳ１９での判定結果がＮｏである間は）、処理はステップＳ３に戻る。
【００４９】
而して、以上のように動作する本実施の係るタッチ式センサ１によれば、スタート電極を随時変更していくことによって、注視する電極Ａ（Ｂ）を特定することができ、運転者の指の移動方向を判定してオーディオやエアコン等の車載機器の制御モードを決定することによって、操作面を目視することなく運転者の意思に沿った操作を的確且つ迅速に行うことができる。そして、操作パターンを記憶する制御回路が不要である他、操作パターンを運転者が記憶しておく必要がないため、構造が単純化するとともに、運転者の負担が軽減されるという効果が得られる。
【００５０】
又、本実施の形態に係るタッチ式センサ１によれば、モード選択スイッチ３による被制御機器の制御機能選択機能と、タッチ式センサの電極Ａ，Ｂによる選択された制御機能に対する選択機能とが明確に分離しているため、メニュー選択が容易となり、その後の調整や選択もタッチ式センサのガイド部に沿って操作すればよいため、操作部を目視することなく、容易に操作ボタン３ａとタッチ操作部４，５（電極Ａ，Ｂ）の操作を判別することができる。
【００５１】
また、モード選択スイッチ３が押されないかぎり、タッチ式センサの電極Ａ，Ｂに接触したとしても、接触が検知されないように構成しているので、電極への不用意な接触による誤作動を確実に防止することができる。さらに、接触検知を開始する起動スイッチを別に設ける必要が無いため、少ない配置スペースで誤作動を防止できる効率な配置構成とすることができる。
【００５２】
また、検知そのモード選択スイッチ３の操作ボタン３ａの周囲に複数のタッチ操作部４，５（電極Ａ，Ｂ）を円弧状に配置したため、操作ボタン３ａの操作に連続してタッチ操作部４，５（電極Ａ，Ｂ）への操作が容易となる。特に運転者はステアリングハンドル５０に設けた場合には、ステアリングハンドル５０を握って操作しながら、さらにタッチ式センサ１を操作することとなるため、運転者の操作指となる親指の関節を中心としたタッチ式センサ１の配置とすることで、運転者が、ステアリングハンドル５０から出を離すことなく、プッシュ式のモード選択スイッチ３及びタッチ式センサ１の操作をスムーズに行うことができる。
【００５３】
更に、本実施の形態に係るタッチ式センサ１においては、電極Ａ，Ｂに接触した後、電極Ａ，Ｂのいずれにも、所定時間以上接触がないときには、運転者の意図的でない接触であると判断して操作をキャンセルするようにしたため、タッチ式センサ１の不用意な誤作動を防ぐことができる。なお、電極Ａ，Ｂのいずれかの電極に所定時間以上、接触し続けた場合にも、意図的でない接触であると判断し、操作をキャンセルするようにしてもよい。
【００５４】
又、本実施の形態では、タッチ式センサ１の操作位置を示すガイド部をタッチ操作部４，５（電極Ａ，Ｂ）よりも狭い範囲としたため、ガイド部内におけるタッチ操作部４，５（電極Ａ，Ｂ）への接触を確実に検知することができるようにしている。そして、運転者は、操作部を目視することなく、ガイド部に案内されてタッチ式センサ１のタッチ操作部４，５（電極Ａ，Ｂ）を確実に操作することができる。
【００５５】
本実施形態では、湾曲した長方形のガイド部を２つ分離して形成したが、１つの長い湾曲したガイド部として、電極Ａ，Ｂの境界部に感触でわかるような凹凸形状を形成してもよい。操作ボタンに沿って円弧状に形成され、各電極への移動がわかるようになっていれば、形状は長方形でなくても、他の形状であってもよい。
【００５６】
尚、以上は本発明に係るタッチ式センサ１を車両のステアリングハンドル５０に設置した形態について説明したが、本発明に係るタッチ式センサ１は、他の任意の部位に設置することができることは勿論である。
【符号の説明】
【００５７】
１ タッチ式センサ
２ ケース
３ モード選択スイッチ
３ａ モード選択スイッチの操作ボタン
４，５ タッチ操作部
６ マイコン（制御部〉
６ａ マイコンの接触判定手段
６ｂ マイコンの記憶部
６ｃ マイコンの操作入力判定手段
６ｄ マイコンの制御モード判定手段
６ｅ マイコンの許可手段
７，
８ コンパレータ
９，１０ 積分回路
５０ ステアリングホイール
Ａ，Ｂ 電極
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電極の静電容量の変化によって人が電極に接触したことを検出するタッチ式センサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば車両のエアコンやオーディオ等の各種機器を静電容量式のタッチ式センサによって制御するようにした構成が例えば特許文献1において提案されている。この構成によれば、操作者の指の移動軌跡をタッチ式センサによって読み取り、その移動軌跡がどの操作パターンにマッチングするかを判定し、操作パターンにマッチングする操作内容に基づいて各種機器を制御することが行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１３１７６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１において提案されている構成においては、タッチ式センサを起動するための電源キー３と、各種動作モードを選択するためのレリーズキーが別々設けられている。そのため、スイッチの配置面を大きく取る必要があるとともに、目視しない状態では、どのスイッチが起動スイッチかがわからないため、操作部分にそれぞれ目印となる別個の凹凸を設けて、その形状で操作キーの役割を判断する必要がある。また、２つの異なる操作キーを操作しなければならないため、操作キーが何の機能を持つのかを操作者が記憶しておく必要があった。そのため、装置が大型化するとともに、操作も煩雑なものとなって操作者の負担が増加し、汎用として容易に設置することができないという問題があった。
【０００５】
特に、車両のステアリングホイールにタッチ式センサを設ける場合には、設置面積が狭いため、大きな操作部を設けてしまうと、それが運転者のステアリング操作の邪魔になってしまう。又、運転をしながらの操作となるため、運転者が指を大きく動かすことが困難であり、単純な操作動作に限定されることから複数の操作キーを設けない単純な操作システムが望まれている。
【０００６】
一方、運転者には車両の運転をしながらのスイッチ操作が必要となるため、タッチ式センサの操作面を目視することなく運転者の意思に沿った操作が簡単に把握できる操作システムが望まれる。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、簡単な構造で、操作面を目視することなく操作者の意思に沿った操作を的確且つ迅速に行うことができるタッチ式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】
【０００８】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、
複数の電極と、
前記電極が接触されたことを検知して電極毎に検知信号を出力する検知手段と、
前記検知信号に応じてどの電極が接触されているか接触されていないかを判定する接触判定手段を備えたタッチ式センサにおいて、
操作ボタンを有するスイッチと、
前記操作ボタンの操作による前記スイッチからの入力信号に応じて、前記被制御装置の制御機能を決定する制御モード判定手段と、を備え、
前記スイッチからの入力信号があったときに、前記接触判定手段による前記電極への接触判定を許可する許可手段を設けたことを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１に記載の発明において、
少なくとも２つの前記電極を前記操作ボタンの外周に沿って円弧状に配置したことを特徴とする。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、
前記電極と前記スイッチを背面側に配置し、前記操作ボタンが露出するように設けられたケースと、
該ケースの表面に、前記電極の外周縁よりも内側の範囲で、前記電極の操作位置を示す凹状のガイド部を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１記載の発明によれば、操作ボタンによるスイッチへの操作がない限り、電極への接触が検知可能な状態とはならないため、操作者の意図的でない電極への接触は検知されず、タッチ式センサへの不用意な接触による誤作動を防ぐことができる。また、被制御装置の制御機能を選択するスイッチの入力信号により、電極への接触検知を許可するようにしているので、別途、起動スイッチを設ける必要が無いため、構成を簡素化することができ、狭いスペースに効率的に配置することができる。また、被制御装置の制御機能を選択するスイッチであるため、操作時には必ず最初に操作をするようになるため、スイッチを目視しなくても、単一の操作で、連続して操作をすることができるので、操作動作を覚える必要がなく、簡単に操作を行うことができる。
【００１２】
請求項２記載の発明によれば、請求項２記載の発明によれば、タッチ式センサとスイッチを設けることにより、メニュー選択が容易となり、又、そのスイッチの操作ボタンの周囲に複数の電極を円弧状に配置しているので、スイッチに近接した状態で複数の電極を配置することができ、操作ボタンの操作に連続して電極への操作が容易となる。
【００１３】
例えば、タッチ式センサを車両のステアリングハンドルに設置した場合に、運転者はステアリングハンドルを握りながらタッチ式センサを操作することとなるため、運転者の操作指となる親指の関節を中心としたコンパクトな設置範囲にスイッチとタッチ式センサを配置することができる。このため、運転者は、スイッチの操作及びタッチ式センサの操作をステアリングハンドルから手を離すことなく親指一本でスムーズに行うことができる。
【００１４】
請求項３の発明によれば、タッチ式センサの操作位置を示すガイド部を電極よりも狭い範囲としたため、ガイド部内における電極への接触を確実に検知することができる。又、操作者は、操作部を目視することなく、ガイド部に案内されてタッチ式センサの電極部を確実に操作することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係るタッチ式センサが設置されたステアリングホイールの正面図である。
【図２】本発明に係るタッチ式センサの正面図である。
【図３】本発明に係るタッチ式センサの背面図である。
【図４】本発明に係るタッチ式センサの回路構成図である。
【図５】（ａ），（ｂ）は本発明に係るタッチ式センサの電極への非接触時と接触時の出力変化を示す図である。
【図６】本発明に係るタッチ式センサの動作の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１７】
図１は本発明に係るタッチ式センサが設置されたステアリングホイールの正面図、図２は同タッチ式センサの正面図、図３は同タッチ式センサの背面図であり、本実施の形態では、タッチ式センサ１は図１に示すように車両のステアリングホイール５０にケース２を介して取り付けられている。
【００１８】
上記ケース２の背面側には、図３に示すように機械的なプッシュスイッチであるモード選択スイッチ３と２つの電極Ａ，Ｂが配置されており、図２に示すようにモード選択スイッチ３の円形の操作ボタン３ａは、ケース２の表面に露出している。そして、図２に示すようにケース２の表面には、前記電極Ａ，Ｂに連なるタッチ操作部４，５が前記操作ボタン３ａの外周に沿って円弧状に配置されている。ここで、モード選択スイッチ３はオーディオ、エアコン、ナビゲーションシステム等の被制御装置の制御モード（オーディオモード、エアコンモード、ナビゲーションモード等）を選択するスイッチであり、オーディオモードでは選曲や音量の調整、エアコンモードでは温度や風量の調整、ナビゲーションモードではメニューの選択等がタッチ式センサ１の操作によってなされる。又、２つの電極Ａ，Ｂはその静電容量が互いに異なっている。
【００１９】
なお、図１及び図２に示すように、ケース２の表面に露出する前記タッチ操作部４，５の外周縁よりも内側に沿った範囲は、該タッチ操作部４，５の配置位置を示すように表面部よりも凹状としたガイド部として形成されている。本実施形態では、２つの湾曲した長方形の凹溝状のガイド溝４ａ，５ａとして形成しており、電極Ａ，Ｂの境界部分は、表面部と同じ高さとして、タッチ操作部４からタッチ操作部５に移動するとき、その凹凸が変化することにより、操作ストロークがわかるようになっている。そのため、タッチ操作部４，５のガイド溝４ａ，５ａは、２つとする必要はなく、モード選択スイッチ３の操作ボタン３ａに沿って湾曲した円弧状の１つの溝形状としてもよい。この場合には、電極Ａ，Ｂの境界部分に凹凸を設け、操作ストロークがわかるようにすればよい。
【００２０】
本実施形態では、操作ボタン３ａは、表面部より低くなるように構成しており、すり鉢状に凹んだ凹部の中央に配置されている。これによって、前記タッチ操作部４，５を操作するときに操作ボタン３ａが邪魔にならず、誤って操作ボタン３ａを押してしまうことがない。
【００２１】
また、図２及び３に示すように電極Ａ，Ｂは、薄板状の銅板で形成されており、ケース２の表面部の裏側に固着されている。この電極Ａ，Ｂは、タッチ操作部４，５のガイド溝４ａ，５ａは、電極Ａ，Ｂの幅よりも広い幅としている。言い換えれば、ガイド溝４ａ，５ａは、電極Ａ，Ｂの内側となるように形成されている。これによって、ガイド溝４ａ，５ａの範囲内を触れたときには、必ず電極Ａ，Ｂによって接触を検知することができる。
【００２２】
次に、本発明に係るタッチ式センサ１の回路構成を図４に基づいて以下に説明する。
【００２３】
図４は本発明に係るタッチ式センサの回路構成図であり、本発明に係るタッチ式センサ１は、互いに異なる静電容量を有する２つの前記電極Ａ，Ｂと、周期的な方形波から成る作動信号を出力してこれを抵抗Ｒ３，Ｒ５を介して電極Ａ，Ｂにそれぞれ入力する発振器としての機能を有するマイコン（マイクロコンピュータ）６と、直流電源電圧ＶＣＣを分割するように直列に接続された抵抗Ｒ１，Ｒ２と、各電極Ａ，Ｂの出力電圧と抵抗Ｒ１とＲ２との間のａ点の電位（基準電圧）Ｖａとを比較して電極の出力電圧の方が基準電圧Ｖａよりもが高ければＯＦＦして所定の電圧を出力し、電極の出力電圧の方が基準電圧Ｖａよりも低ければＯＮして所定の出力電圧を出力しないコンパレータ７，８と、これらのコンパレータ７，８の出力をそれぞれ積分する積分回路９，１０等を備えている。
【００２４】
なお、本実施形態では、電極Ａ，Ｂが有する静電容量がそれぞれ異なるように設定しているが、電極Ａ，Ｂからの出力は、それぞれマイコンへの別々の入力ポートに接続する構成としているため、入力ポートを判別することによって、どの電極からの入力信号であるかを判定してもよい。その場合には、電極Ａ，Ｂは同じ静電容量を有する同じ電極で構成することができる。
【００２５】
上記マイコン６は制御部を構成するものであって、このマイコン６は、電極Ａ，Ｂが接触されたことを検知し、その電極Ａ，Ｂへの接触状態に応じて被制御装置を制御するための制御信号を出力する。そのため、このマイコン６には、前記検知信号に応じてどの電極が接触されているか接触されていないかを判定する接触判定手段６ａと、該接触判定手段６ａによって電極Ａ，Ｂへの接触が検知されたときに、電極Ａ，Ｂのどちらの検知信号であるかを判定し、電極Ａ，Ｂの接触順序や接触時間により、操作入力モード（本実施形態では、アップ操作又はダウン操作）を決定する操作入力判定手段６ｃと、前記モード選択スイッチ３の操作に応じて被制御装置の操作入力モードを決定する制御モード判定手段６ｄと、操作入力判定手段６ｃによって決定される操作入力モードと、制御モード判定手段６ｄによって決定される被制御装置（オーディオ、エアコン、ナビゲーションシステム等）の制御機能に対する操作入力モードが記憶された記億部６ｂが内蔵されている。
【００２６】
なお、マイコン６には前記モード選択スイッチ３が接続されており、マイコン６には、このモード選択スイッチ３からの入力信号があったときに接触判定手段６ａに電極Ａ，Ｂへの接触検知を許可する許可手段６ｅが設けられている。そのため、モード選択スイッチ３からの入力信号は、制御モード判定手段６ｄと許可手段６ｅに入力され、許可手段６ｅからの許可信号に応じて、接触判定手段６ａが電極Ａ，Ｂへの接触検知が許可されるようになっている。すなわち、モード選択スイッチ３は、接触検知起動スイッチの役割を果たすように構成されている。又、各コンパレータ７，８の出力部は、抵抗Ｒ４，Ｒ６を介してマイコン６と抵抗Ｒ３，Ｒ５の間の接続点ｂ，ｃとそれぞれ接続されている。即ち、各コンパレータ７，８の出力は、マイコン６と接続され、マイコン６の方形波出力をプルアップ電源としている。
【００２７】
なお、許可手段６ｅの機能を接触判定手段６ｃに持たせてもよく、接触判定手段６ｃがモード選択スイッチ３からの入力信号をトリガーとして接触検知を開始する構成としてもよい。また、マイコン自体をスリープ状態にしておき、モード選択スイッチ３からの入力信号によって、マイコンが起動するようにしてもよい。この場合には、モード選択スイッチ３は、マイコンの起動スイッチとしての役割を果たすことになる。
【００２８】
次に、本発明に係るタッチ式センサ１の検出原理を図５（ａ），（ｂ）に基づいて以下に説明する。
【００２９】
図５（ａ），（ｂ）は、本発明に係るタッチ式センサ１の電極Ａ，Ｂへの非接触時と接触時の出力変化を示す図であり、電極Ａ，Ｂは、その静電容量によって作動電圧を歪ませる。このため、各電極Ａ，Ｂからの出力信号は、マイコン６から入力される方形波を歪ませた鋸刃状に近い波形（図５には完全な三角波として図示）の電圧信号となる。
【００３０】
コンパレータ７，８は、電極Ａ，Ｂの出力（出力信号）がａ点の電圧（基準電圧）Ｖａよりも高いときだけ電圧を出力する。積分回路９，１０は、コンパレータ７，８の出力を積分するため、その出力は時間の経過と共に略直線的に上昇し、その勾配はコンパレータ７，８の出力のデューティ比（ＯＮしている時間の害ｌ合）に比例する。
【００３１】
而して、マイコン６は、積分回路９，１０が積分を開始してから１ｍｓｅｃ後の積分回路９，１０の出力電圧をデジタル変換して検出値ｖｍとして記憶部６ｂに記憶する。従って、コンパレータ７，８と積分回路９，１０及びマイコン６は、電極Ａ，Ｂの出力信号とａ点の基準電圧Ｖａ
との差に応じた検出値Ｖｍを生成する検出回路として機能する。
【００３２】
電極Ａ，Ｂに操作者の指が接触していないときには、図５（ａ）に示すように電極Ａ，Ｂの出力信号の振幅が比較的大きいため、電極Ａ，Ｂの出力信号（出力電圧）が基準電圧Ｖａ以上となる時間が比較的長くなる。このため、コンパレータ７，８の出力電圧のデューティ比が比較的大きく、積分回路９，１０の出力電圧の上昇勾配が比較的大きく、１ｍｓｅｃの後の電圧が比較的高くなるため、マイコン６が取得する検出値Ｖｍが比較的大きくなる。
【００３３】
すると、マイコン６の判定手段６ａは、検出値Ｖｍをマイコン６内の記億部６ｂに記億されている閾値Ｓｏと比較し、検出値Ｖｍが閾値Ｓｏ以上となっていれば電極Ａ，Ｂに操作者の指が接触していないものと判定し、ＯＦＦ信号を外部出力する。
【００３４】
他方、電極Ａ，Ｂに操作者の指が接触すると、電極Ａ，Ｂの静電容量が増加するため、電極Ａ，Ｂに操作者の指が接触していない図５（ａ）に示す場合と比べて、図５（ｂ）に示すように電極Ａ，Ｂの出力信号の振幅が小さくなる。このため、電極Ａ，Ｂの出力信号が基準電圧Ｖａ以上となる時間が短くなり、コンパレータ７，８の出力電圧のデューティ比が低下し、積分回路９，１０の出力電圧の上昇勾配が小さくなり、１ｍｓｅｃ後の電圧が低くなるため、マイコン６が取得する検知値Ｖｍが小さくなる。
【００３５】
すると、マイコン６の接触判定手段６ａは、検出値Ｖｍをマイコン６内の記憶部６ｂに記憶されている閾値Ｓｏと比較し、検出値Ｖｍが閾値Ｓｏ以下となったときに電極Ａ，Ｂに操作者の指が接触していないものと判定し、ＯＮ信号を外部出力する。
【００３６】
次に、本発明に係るタッチ式センサ１の動作の流れを図６に基づいて以下に説明する。
【００３７】
図６はタッチ式センサの動作の流れを示すフローチャートであり、図１に示すステアリングホイール５０に設置されたタッチ式センサ１においては、マイコン６に設けられた接触判定手段６ａによって接触が検知されると、操作入力判定手段６ｃが、最初に接触が検知された電極Ａ（Ｂ）をスタート電極とし、該スタート電極Ａ（Ｂ）への接触が検知されず、且つ、他の電極Ｂ（Ａ）への接触が検知されると前記スタート電極をリセットするとともに、次に接触が検知された電極Ｂ（Ａ）を新たにスタート電極とし、該スタート電極と最初に接触が検知された電極Ａ（Ｂ）の位置関係を判定して被制御装置の操作入力モードを決定する。
【００３８】
又、マイコン６は、電極Ａ（Ｂ）の接触を検知して、スタート電極にとしてから所定時間内に他の電極Ｂ（Ａ）への接触が検知されない場合には、全ての電極Ａ，Ｂにおける接触検知を無効とし、その後にモード選択スイッチ３が押されて、電極Ａ（Ｂ）への接触が再度検知されたときに、その電極Ａ（Ｂ)をスタート電極とするようにしている。
【００３９】
即ち、図６に示すように、タッチ式センサ１の動作がスタートすると（ステップＳ１）、初期化が実行され（ステップＳ２）、まず、モード選択スイッチ３が運転者によってＯＮされたか否かが判定される（ステップＳ３）。すなわち、モード選択スイッチ３が押されない限り、電極Ａ，Ｂへの接触検知がされないようになっている。これにより、ステアリングホイール５０を操作しているときに、誤ってタッチ式センサ１の電極Ａ，Ｂに接触してしまった場合であっても、被制御装置の設定が変更されるような誤作動を防止することができる。なお、その後、さらにモード選択スイッチ３を押すことによって、オーディオモード、エアコンモード等の選択判定がなされ、例えばエアコンモードが選択された場合には、さらに風量、温度、内外気切替等をモード選択スイッチ３によって選択する。
【００４０】
モード選択スイッチ３が運転者によって押されてＯＮした場合（ステップＳ３での判定結果がＹｅｓである場合）には、アクティブフラグ（モード選択スイッチのＯＮ／ＯＦＦを示すフラグ）をＯＮモードに変更し（ステップＳ４）、タッチ式センサ１の電極Ａ，Ｂへの運転者による接触の検知を開始する（ステップＳ５）。
【００４１】
他方、モード選択スイッチ３が運転者によって押されないために該モード検出スイッチ３がＯＦＦで或る場合（ステップＳ３での判定結果がＮｏである場合）には、アクティブフラグがＯＮモードであるか否かが判定され（ステップＳ６）、既にモード選択スイッチ３が押されており、アクティブフラグが既にＯＮモードに設定されている場合(ステップＳ６での判定結果がＹｅｓである場合)、タッチ式センサの電極への運転者による接触の検知を開始する（ステップＳ５）。これに対して、アクティブフラグがＯＦＦモードに設定されている場合（ステップＳ６での判定結果がＮｏである場合）には、運転者によってモード選択スイッチ３が１度も押されていないために処理はステップＳ２に戻る。すなわち、モード選択スイッチ３が押されていない状態では、タッチ式センサへの接触がマイコン６によって検知されることはない。
【００４２】
タッチ式センサ１の電極Ａ，Ｂへの運転者による接触の検知において、電極Ａ，Ｂの何れか一方（例えば電極Ａ）に運転者の指が接触したか否かが判定され（ステップＳ７）、接触が検知された場合（ステップＳ７での判定結果がＹｅｓとなり）、次にスタート電極が設定済みであるか否かが判定される（ステップＳ８）。スタート電極が既に設定されている場合（ステップＳ８での判定結果がＹｅｓ）には、逆側の電極（例えば電極Ｂ）が運転者によって接触（ＯＮ）されたか否かが判定される（ステップＳ９）。この場合、例えば電極Ａの接触が検知された後に逆側の電極Ｂの接触が検知されない場合、４００ｍｓｅｃが経過すると電極Ａをスタート電極とする設定が解除（リセット）され、電極Ａ又はＢの接触が再度検知された場合に、その検知された電極Ａ又はＢがスタート電極として設定される。又、スタート電極が未だ設定されていない場合（ステップＳ８での判定結果がＮｏである場合）には、その接触が検知された電極（例えば電極Ｂ）がスタート電極として設定される（ステップＳ１０）。
【００４３】
最初に接触が検知された電極（電極Ａ）と逆側の電極（電極Ｂ）の接触が検知された場合（ステップＳ９での判定結果がＹｅｓである場合）には、同じ側の電極Ａ（Ｂ）が接触（ＯＮ）状態にあるか否か、つまり、例えば一方の電極ＡがＯＮした後にＯＦＦし、他方の電極ＢがＯＮしたが電極ＡもＯＮしているか否か、或いは電極Ａ，Ｂが同時に接触（ＯＮ）されている（同時押しされているか否か）が判定される（ステップＳ１１）。両電極Ａ，Ｂが同時に接触（ＯＮ）状態にある場合（ステップＳ１１での判定結果がＹｅｓである場合）には、運転者による操作の方向が確定しないために出力はＯＦＦとなり、スタート電極の設定はキャンセルされる。
【００４４】
同じ側の電極Ａ（Ｂ）が接触（ＯＮ）状態にない場合（ステップＳ１１での判定結果がＮｏである場合）には、電極Ａがスタート電極で電極Ｂの接触(ＯＮ)を検知した場合には（運転者の指が電極Ａから電極Ｂへと移動していれば）アップ（例えば、エアコンの風量や温度アップ、モード選択では、一方向、例えば上方向へのカーソルの移動）と判定し、逆に電極Ｂがスタート電極で電極Ａの接触(ＯＮ)を検知した場合には（運転者の指が電極Ｂから電極Ａへと移動していれば）ダウン（例えば、エアコンの風量や温度ダウン、モード選択では、他方向、例えば下方向へのカーソルの移動）と判定する（ステップＳ１２）。そして、その後、スタート電極の設定をリセットし（ステップＳ１３）、処理はステップＳ２に戻る。この場合、例えば運転者が指を電極Ａ→電極Ｂと移動させた後、指を離して再び電極Ａ→電極Ｂと移動させる操作を繰り返した場合には、指を離していたＯＦＦ時間が７０ｍｓｅｃ未満の場合には、指の移動は電極Ａ→電極Ｂ、電極Ｂ→電極Ａと判定され、ＯＦＦ時間が７０ｍｓｅｃ以上の場合には、指の移動は電極Ａ→電極Ｂ、電極Ａ→電極Ｂと判定される。尚、２番目の電極がＯＮした後、その○Ｎ状態が維持された場合には、判定した操作方向に連続してアップ又はダウンへと移動するようにしても良い。この場合、徐々にスクロールの速度を高めるようにしても良い。
【００４５】
他方、モード選択スイッチ３が押されても電極Ａ，Ｂへの接触が検知されない場合（ステップＳ７での判定結果がＮｏである場合）には、スタート電極の設定済みであるか否かが判定され（ステップＳ１４）、スタート電極が設定されている場合（ステップＳ１４での判定結果がＹｅｓである場合）にはタイマ作動中であるか否かが判定される（ステップＳ１５）。これに対して、スタート電極が設定されていない場合（ステップＳ１４での判定結果がＮｏである場合）には、処理はステップＳ３に戻る。
【００４６】
スタート電極が設定されていてタイマが作動中である場合（ステップＳ１５での判定結果がＹｅｓである場合）には７０ｍｓｅｃ以上の時間が経過したか否かが判定され（ステップＳ１６）、タイマが作動中でない場合（ステップＳ１５での判定結果がＮｏである場合）にはタイマがスタートされ（ステップＳ１７）、７０ｍｓｅｃ以上の時間が経過したか否かが判定される（ステップＳ１６）。
【００４７】
７０ｍｓｅｃ以上の時間が経過すると（ステップＳ１６での判定結果がＹｅｓであると）、スタート電極の設定がリセットされ（ステップＳ１８）、７０ｍｓｅｃ以上の時間が経過するまでは（ステップＳ１６での判定結果がＮｏである間は）、処理はステップＳ３に戻る。
【００４８】
そして、７０ｍｓｅｃ以上の時間が経過してスタート電極の設定がリセットされると（ステップＳ１８）、４００ｍｓｅｃ以上の時間が経過したか否かが判定され（ステップＳ１９）、４００ｍｓｅｃ以上の時間が経過すると（ステップＳ１９での判定結果がＹｅｓであるとき）、アクティブフラグがリセットされ（ステップＳ２０）、４００ｍｓｅｃ以上の時間が経過するまでは（ステップＳ１９での判定結果がＮｏである間は）、処理はステップＳ３に戻る。
【００４９】
而して、以上のように動作する本実施の係るタッチ式センサ１によれば、スタート電極を随時変更していくことによって、注視する電極Ａ（Ｂ）を特定することができ、運転者の指の移動方向を判定してオーディオやエアコン等の車載機器の制御モードを決定することによって、操作面を目視することなく運転者の意思に沿った操作を的確且つ迅速に行うことができる。そして、操作パターンを記憶する制御回路が不要である他、操作パターンを運転者が記憶しておく必要がないため、構造が単純化するとともに、運転者の負担が軽減されるという効果が得られる。
【００５０】
又、本実施の形態に係るタッチ式センサ１によれば、モード選択スイッチ３による被制御機器の制御機能選択機能と、タッチ式センサの電極Ａ，Ｂによる選択された制御機能に対する選択機能とが明確に分離しているため、メニュー選択が容易となり、その後の調整や選択もタッチ式センサのガイド部に沿って操作すればよいため、操作部を目視することなく、容易に操作ボタン３ａとタッチ操作部４，５（電極Ａ，Ｂ）の操作を判別することができる。
【００５１】
また、モード選択スイッチ３が押されないかぎり、タッチ式センサの電極Ａ，Ｂに接触したとしても、接触が検知されないように構成しているので、電極への不用意な接触による誤作動を確実に防止することができる。さらに、接触検知を開始する起動スイッチを別に設ける必要が無いため、少ない配置スペースで誤作動を防止できる効率な配置構成とすることができる。
【００５２】
また、検知そのモード選択スイッチ３の操作ボタン３ａの周囲に複数のタッチ操作部４，５（電極Ａ，Ｂ）を円弧状に配置したため、操作ボタン３ａの操作に連続してタッチ操作部４，５（電極Ａ，Ｂ）への操作が容易となる。特に運転者はステアリングハンドル５０に設けた場合には、ステアリングハンドル５０を握って操作しながら、さらにタッチ式センサ１を操作することとなるため、運転者の操作指となる親指の関節を中心としたタッチ式センサ１の配置とすることで、運転者が、ステアリングハンドル５０から出を離すことなく、プッシュ式のモード選択スイッチ３及びタッチ式センサ１の操作をスムーズに行うことができる。
【００５３】
更に、本実施の形態に係るタッチ式センサ１においては、電極Ａ，Ｂに接触した後、電極Ａ，Ｂのいずれにも、所定時間以上接触がないときには、運転者の意図的でない接触であると判断して操作をキャンセルするようにしたため、タッチ式センサ１の不用意な誤作動を防ぐことができる。なお、電極Ａ，Ｂのいずれかの電極に所定時間以上、接触し続けた場合にも、意図的でない接触であると判断し、操作をキャンセルするようにしてもよい。
【００５４】
又、本実施の形態では、タッチ式センサ１の操作位置を示すガイド部をタッチ操作部４，５（電極Ａ，Ｂ）よりも狭い範囲としたため、ガイド部内におけるタッチ操作部４，５（電極Ａ，Ｂ）への接触を確実に検知することができるようにしている。そして、運転者は、操作部を目視することなく、ガイド部に案内されてタッチ式センサ１のタッチ操作部４，５（電極Ａ，Ｂ）を確実に操作することができる。
【００５５】
本実施形態では、湾曲した長方形のガイド部を２つ分離して形成したが、１つの長い湾曲したガイド部として、電極Ａ，Ｂの境界部に感触でわかるような凹凸形状を形成してもよい。操作ボタンに沿って円弧状に形成され、各電極への移動がわかるようになっていれば、形状は長方形でなくても、他の形状であってもよい。
【００５６】
尚、以上は本発明に係るタッチ式センサ１を車両のステアリングハンドル５０に設置した形態について説明したが、本発明に係るタッチ式センサ１は、他の任意の部位に設置することができることは勿論である。
【符号の説明】
【００５７】
１ タッチ式センサ
２ ケース
３ モード選択スイッチ
３ａ モード選択スイッチの操作ボタン
４，５ タッチ操作部
６ マイコン（制御部〉
６ａ マイコンの接触判定手段
６ｂ マイコンの記憶部
６ｃ マイコンの操作入力判定手段
６ｄ マイコンの制御モード判定手段
６ｅ マイコンの許可手段
７，
８ コンパレータ
９，１０ 積分回路
５０ ステアリングホイール
Ａ，Ｂ 電極
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電極と、
前記電極が接触されたことを検知して電極毎に検知信号を出力する検知手段と、
前記検知信号に応じてどの電極が接触されているか接触されていないかを判定する接触判定手段を備えたタッチ式センサにおいて、
操作ボタンを有するスイッチと、
前記操作ボタンの操作による前記スイッチからの入力信号に応じて、前記被制御装置の制御機能を決定する制御モード判定手段と、を備え、
前記スイッチからの入力信号があったときに、前記接触判定手段による前記電極への接触判定を許可する許可手段を設けたことを特徴とするタッチ式センサ。
【請求項２】
少なくとも２つの前記電極を前記操作ボタンの外周に沿って円弧状に配置したことを特徴とする請求項１記載のタッチ式センサ。
【請求項３】
前記電極と前記スイッチを背面側に配置し、前記操作ボタンが露出するように設けられたケースと、
該ケースの表面に、前記電極の外周縁よりも内側の範囲で、前記電極の操作位置を示す凹状のガイド部を設けたことを特徴とする請求項１又は２記載のタッチ式センサ。
【請求項１】
複数の電極と、
前記電極が接触されたことを検知して電極毎に検知信号を出力する検知手段と、
前記検知信号に応じてどの電極が接触されているか接触されていないかを判定する接触判定手段を備えたタッチ式センサにおいて、
操作ボタンを有するスイッチと、
前記操作ボタンの操作による前記スイッチからの入力信号に応じて、前記被制御装置の制御機能を決定する制御モード判定手段と、を備え、
前記スイッチからの入力信号があったときに、前記接触判定手段による前記電極への接触判定を許可する許可手段を設けたことを特徴とするタッチ式センサ。
【請求項２】
少なくとも２つの前記電極を前記操作ボタンの外周に沿って円弧状に配置したことを特徴とする請求項１記載のタッチ式センサ。
【請求項３】
前記電極と前記スイッチを背面側に配置し、前記操作ボタンが露出するように設けられたケースと、
該ケースの表面に、前記電極の外周縁よりも内側の範囲で、前記電極の操作位置を示す凹状のガイド部を設けたことを特徴とする請求項１又は２記載のタッチ式センサ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−１１２１９７（Ｐ２０１３−１１２１９７Ａ）
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２６０７６３（Ｐ２０１１−２６０７６３）
【出願日】平成２３年１１月２９日（２０１１．１１．２９）
【出願人】（０００１３８４６２）株式会社ユーシン (241)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２９日（２０１１．１１．２９）
【出願人】（０００１３８４６２）株式会社ユーシン (241)
【Ｆターム（参考）】
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