操作入力装置
【課題】 パネル面の接触による入力を静電容量の変化によって検出する方法において、操作体を問わず（厚手の手袋をした場合でも）入力の検出を可能にする。
【解決手段】 指等で誘電体シートに接触し、押下すると、スイッチ部１３の誘電体シートが凹み、センサ１３５の電極との距離が近づくことにより、静電容量が変化し、ＲＣ発振回路を構成する発振回路部１３６ｇは、この静電容量の変化に応じた発振信号を出力するので、操作入力時に周波数・電圧変換部１３６ｃから出力される電圧Ｖが変化する。制御部１７では、制御部内の操作入力判定部１７１で周波数・電圧変換部１３６ｃの変換電圧Ｖをもとにスイッチ部１３がオン操作されたか否かを判定し、判定結果に従いオン操作の有無の検出信号を生成する。オン操作の判定は、入力された電圧Ｖと、予めオン操作を判定するための閾値（非接触時の電圧に基づく）と比較し、電圧Ｖが閾値を越えるか否かにより判定する。
【解決手段】 指等で誘電体シートに接触し、押下すると、スイッチ部１３の誘電体シートが凹み、センサ１３５の電極との距離が近づくことにより、静電容量が変化し、ＲＣ発振回路を構成する発振回路部１３６ｇは、この静電容量の変化に応じた発振信号を出力するので、操作入力時に周波数・電圧変換部１３６ｃから出力される電圧Ｖが変化する。制御部１７では、制御部内の操作入力判定部１７１で周波数・電圧変換部１３６ｃの変換電圧Ｖをもとにスイッチ部１３がオン操作されたか否かを判定し、判定結果に従いオン操作の有無の検出信号を生成する。オン操作の判定は、入力された電圧Ｖと、予めオン操作を判定するための閾値（非接触時の電圧に基づく）と比較し、電圧Ｖが閾値を越えるか否かにより判定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報処理機能を備えた装置や機器に起動、停止、動作条件等の指示を与える操作入力装置に関し、より詳しくは、誘電体面への操作体の接触（例えば、指によるパネル面の押下）有無によって静電容量結合でセンサ電極に発生する出力信号の変化から操作入力を検出する操作入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
情報処理機能を備えた装置や機器には、ユーザーインターフェースとして例えば、ＬＣＤ（液晶表示装置）を持つ操作パネルを備え、ＬＣＤの画面の操作案内に従い画面に表示されたボタンへの接触（押下）によって検出回路が働き、起動、停止、動作条件等の指示を与えることができ、メカニカルな作動部を持たない操作入力装置が実用化され、通称タッチパネルと言われている。
こうした操作入力装置として、近年では、操作者が触れるガラスやアクリルなどのパネルの内側に電極を貼り付け、指などの接触により、その電極部分に生じる静電容量の変化を検出する静電容量変化型の装置が提案されている。このような構成の操作入力装置は、操作パネルの表面をフラット化して、製品のデザイン性や防水性構造を実現しやすい。
ただ、例えば、厚手の手袋や義指などをした場合には、静電容量の変化が少ないため、接触を検出できないので、特許文献１に示すように、タッチパネル操作用手袋として、タッチパネルに触れる部分を導電体とし、どのような状況でも確実に入力が行えるようにしたものが提案されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記のタッチパネル操作用手袋を用いる方法では、入力を行うたびに当該手袋を装着する手間が掛かり、煩わしい。
本発明は、上記従来技術の問題に鑑みてなされたもので、その目的は、操作入力の有無を静電容量の変化によって検出する方法において、パネルの所定位置を接触する操作が可能であれば、操作体を問うことなく、つまり、指はもちろん厚手の手袋をした場合にも検出できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、操作入力を行う装置であり、操作体の接触により弾性変形するシート状の誘電体と、前記誘電体の操作体が接触する面の反対側のシート面に対向して配置したセンサ電極と、静電容量結合によって前記センサ電極に発生する出力信号を検出する信号検出手段と、操作体の非接触時に前記信号検出手段によって検出された信号に基づいて操作入力の有無を判定するための閾値を決める閾値決定手段と、前記信号検出手段によって検出される信号の大きさを前記閾値と比較し、閾値を越えるか否かにより操作入力の有無を判定する操作有無判定手段とを有したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によって、操作体を問わずに（例えば、厚手の手袋をした場合でも）接触操作によって、求められる大きさの出力信号を発生させ、確実に操作体の接触を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明の実施形態に係る操作入力装置の概略構成を示す外観図である。
【図２】操作入力装置（図１）におけるスイッチ部の概略構成を示す断面図である。
【図３】操作入力装置（図１、２）におけるスイッチ部への操作入力の有無の検出に係る処理システムの概略構成を示すブロック図である。
【図４】図３の処理システムが実行する操作入力検出の処理フローを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、本発明に係る操作入力装置の実施形態について、添付した図面を参照して説明する。
図１は、この実施形態に係る操作入力装置の概略構成を示す外観図である。
図１において、操作入力装置１０は、装置を構成する要素として、液晶表示部１２、スイッチ部１３、ブザー１５、電源スイッチ１６を有し、これらをアクリルパネル部１１に組込んで、図示していないが情報処理機能を備えた装置や機器等（以下、単に「機器」という）の本体に取り付けられる。
図１に示す操作入力装置１０は、機器を利用するユーザーに機器の状態（ステータス）を知らせるための情報を報知する手段及びユーザーが起動、停止、動作条件等の指示を機器に与えるための手段を備え、ユーザーインターフェースとしての機能を提供する。機器のステータスの報知は、液晶表示部１２、ブザー１５を通じて行われ、ユーザーの指示は、スイッチ部１３、電源スイッチ１６を通じて行われる。なお、液晶表示部１２は、機器のステータスを表示するとともに、表示したステータスにおいて、ユーザーが機器に求める動作を指示するためにどのように操作をすればよいかを案内する。この案内に従いスイッチ部１３の操作入力を行うことにより、ユーザーの求める指示が機器に伝えられる。
【０００８】
「スイッチ部の基本構成」
図２は、この実施形態の操作入力装置（図１）におけるスイッチ部の概略構成を示す断面図である。
図２において、スイッチ部１３は、構成要素として、オペレータの指等の操作体によって押下される表面（押下操作の方向を示す同図中の矢印Ｆを付した面）から順に、操作体が直接接触する誘電体シート１３１と、誘電体シート１３１が押下され変形した（凹んだ）時のスペースを確保するスペーサー１３２と、スペーサー１３２の土台となるアクリルパネル１３３と、操作入力用の画面が表示可能な表示部１３４と、静電容量結合によって発生する出力信号を検出するセンサ電極を持つセンサ１３５と、センサ１３５に発生した信号を検出する静電容量検出回路基板１３６を有する。
【０００９】
誘電体シート１３１は、ＯＨＰフィルムのように比較的柔らかく比較的可視光の透過率の高い物質にチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）やチタン酸バリウム（ＢＴＯ）等の強誘電体の薄膜を形成したものを適用する。なお、強誘電体の薄膜を形成する方法は、スパッタリング法や真空蒸着法を利用することができる。また、高透過率、高誘電率、柔軟性のある物質を用いることによって、その物質のみで誘電体シートを構成してもよい。
スペーサー１３２は、弾性体で可視光の透過率が高く、柔軟性のある物質がよい。
誘電体シート１３１とスペーサー１３２のいずれについても、可視光の透過率が高い物質を用いるのは、次の表示部１３４が表示する画面をスイッチ部１３の表面（矢印Ｆを付した面）側から見るときの視認性を確保するためである。
【００１０】
また、表示部１３４は、液晶を用いるほか、電子ペーパーや有機ＥＬ（Electronic Luminescent）などのバックライトを必要としない表示デバイスを使用する。こうしたバックライトが不要な表示デバイスを用いることによって、図２に示した各要素を重ね合わせパネル状の部品としてスイッチ部１３を構成するときに、全体の厚みを薄くすることができ、省スペース化を可能にする。なお、電子ペーパーや有機ＥＬによる可変表示手段は、既存の技術を適用することによって実施できる。
また、この表示部１３４は、表示プログラムを変更することにより画面の表示を可変できるものを採用し、ユーザーの操作入力によって行われる指示内容に応じた画面を表示する（特に、センサ１３５を複数設ける後述の例において多様な入力方法に対応することが可能になる）。
【００１１】
図２のスイッチ部１３は、オペレータの指等の操作体によって同図中に示される矢印Ｆの方向からスイッチ部１３の表面を押下する操作を行うことによって、誘電体シート１３１が変形した（凹んだ）時に、誘電体シート１３１とセンサ１３５の電極との間の距離が小さくなって静電容量が大きくなるために、センサ電極に発生する出力信号が変化し、出力信号から操作入力の有無を検出できる（詳細は後述）。
この検出原理によれば、センサ電極に生じる出力信号は、誘電体シート１３１においてセンサ電極のある部分の局部の変形に対応して変化する。
【００１２】
よって、共通の誘電体シート１３１に対して複数のセンサ電極を設けても、同時に複数個所を押下しなければ、操作によって誘電体シート１３１が変形することによって生じる出力の変化が複数のセンサのどれで起きたかを検知することで、操作箇所を特定して操作の有無が検出できる。この実施形態では、複数のセンサを持つスイッチ部を有した操作入力装置についても実施形態の１つとする。
複数センサの設け方については、センサが１つだけの形態で実施する例を示した図２のスイッチ部１３の構成には示していないが、各センサは、図２のセンサ１３５と同様に誘電体シート１３１のシート面に対向し、かつセンサ同士が所定間隔をもって離れて配置するように設ける。このような配置にすることで、１つのセンサ位置に対応する誘電体シート１３１の押下によって他の位置に設けたセンサ出力の受ける影響を小さくでき、誤検出を防ぐことができる。また、複数センサの出力を個々に識別して検出できるように、センサ出力の検出回路を構成することが必要になる、なお、センサ出力に基づいて操作入力を検出する回路及び処理プロセスについては、下記「操作入力検出処理」及び「操作入力検出の制御フロー」に詳述する。
【００１３】
「操作入力検出処理」
上記で構成を示したスイッチ部１３への操作入力によってセンサ１３５の出力信号に生じる変化から、スイッチ部がオン操作されたか否かを検出する操作入力の有無の検出処理について詳細に説明する。
図３は、スイッチ部への操作入力の有無の検出に係る処理システムの概略構成を示すブロック図である。なお、図３に示す処理システムは、操作入力装置１０（図１，２、参照）のスイッチ部１３の操作入力の有無の検出動作を中心に、関連する要素によって構成するシステムを示しており、図１，２と共通の要素については同一の参照番号を付している。
図３の処理システムは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１７２等よりなる制御部１７と、制御部１７の制御下で作動するスイッチ部１３、液晶表示部１２、操作入力の有無の検出に係る処理を含め制御部１７が制御に用いるプログラム（ソフトウェア）、データ等を格納するＲＯＭ（Read Only Memory）１９、実行中の処理に係るデータ（液晶表示部１２等で用いる表示データ、操作入力の有無の検出に用いる閾値）等を記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）１８等の各構成要素を有する。
【００１４】
なお、制御部１７（後述する操作入力判定部１７１を含む）の有する制御機能をソフトウェアで実現する場合は、ＣＰＵ１７２と、ＲＡＭ１８、ＲＯＭ１９等で構成するコンピュータを当該制御部１７として機能させるためのプログラムにより実現することができる。ＣＰＵ１７２は、処理の実行時にＲＯＭ１９に記録（記憶）しておいた制御・処理プログラム等をワークメモリとしてのＲＡＭ１８に読込み、このプログラムを駆動することによって、ＣＰＵ（コンピュータ）１７２をこの処理の実行手段として機能させることができる。なお、プログラム等を記録する媒体としては、ＲＯＭに限らず、ＨＤＤ、ＣＤ（Compact Disk）−ＲＯＭ、ＭＯ（Magnet Optical Disk）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体を用いることができる。また、この操作入力装置１０を搭載する機器（不図示）がインターネット等のネットワークに接続されている場合、プログラムをネットワーク経由でダウンロードさせることにより取得するようにしても良い。
【００１５】
図３に示すスイッチ部１３は、図２に示した表示部１３４、センサ１３５のほか、センサ１３５からの出力信号を検出する静電容量検出回路基板１３６（図２、参照）内に設けた切替回路部１３６ｓ、発振回路部１３６ｇ及び周波数を電圧に変換する周波数・電圧変換部１３６ｃを有する。なお、この実施形態におけるスイッチ部１３は、センサ１３５として、上述の複数センサを搭載したものである。
切替回路部１３６ｓは、制御部１７からの信号により発振回路部１３６ｇと複数個設けたセンサ１３５の接続を時分割で１個ずつ切り替えることにより、各センサを順にスキャンする回路である。この時分割切り替え動作において、切り替えタイミングと各センサとを１対１で関係付けておくことによって、複数センサの出力を個々に識別して検出することができる。
【００１６】
発振回路部１３６ｇは、切替回路部１３６ｓによってスキャンされるセンサ１３５によって検知された誘電体シート１３１とセンサ電極との間に生じる静電容量と結合して、静電容量に応じた周波数の信号を発振する回路であり、ここではＲＣ発振回路を構成し、誘電体シート１３１の変形で生じる静電容量Ｃの変化に応じた発振信号を出力する。
周波数・電圧変換部１３６ｃは、発振回路部１３６ｇによって発生された発振信号を受け、発振周波数に応じた電圧信号に変換し、変換した検知電圧を制御部１７に出力する。
この実施形態では、周波数・電圧変換部１３６ｃが、発振回路部１３６ｇで発振する信号の発振周波数が高いほど低い電圧を、発振周波数が低いほど高い電圧を発生するように、即ち、発振周波数と変換後の電圧とが反比例する関係となる変換特性を持つように、回路を構成する。
【００１７】
スイッチ部１３への操作入力が行われたときの動作は、次のとおりである。
ユーザーが操作入力の動作として、指等で誘電体シート１３１に接触し、押下すると、誘電体シート１３１が凹む（弾性変形する）。この動作によって、誘電体シート１３１とセンサ１３５の電極との距離が近づくことにより、センサ１３５の電極における等価的な静電容量が変化する。
センサ１３５の電極における等価的な静電容量をＣとすると静電容量Ｃは、「Ｃ＝ε＊Ｓ／ｄ」の等価式で表現できる。なお、この式において、ε：強誘電体の比誘電率（近似値）、Ｓ：誘電体シートの面積、ｄ：誘電体シートとセンサの距離、である。
この操作入力の際、指等で誘電体シート１３１を強く押下することによって、変形量は大きくなって、誘電体シート１３１とセンサ１３５の距離ｄは小さくなるので、静電容量Ｃは増加し発振周波数を低くする結果となって、周波数・電圧変換部１３６ｃから出力される電圧Ｖは大きくなる。
【００１８】
上記のようにして、操作入力時に誘電体シート１３１の押下に応じて周波数・電圧変換部１３６ｃから出力される電圧Ｖが変化する。
スイッチ部１３のセンサ１３５で検知され、周波数・電圧変換部１３６ｃで変換された電圧Ｖは、スイッチ部１３から制御部１７に出力され、制御部１７では、制御部内の操作入力判定部１７１でこの電圧Ｖをもとにスイッチ部１３がオン操作されたか否かを判定し、判定結果に従いオン操作の有無（ＯＮ／ＯＦＦ）の検出信号を生成する。
オン操作の判定は、誘電体シート１３１とセンサ１３５の距離に反比例する値として入力された電圧Ｖと、予めオン操作を判定するための基準として定めた閾値と比較し、電圧Ｖが閾値を越えるか否かによりオン操作されたか否かを判定する。
【００１９】
また、閾値の決定方法としては、次の方法をとる。即ち、例えば、電源オン時もしくは初期化時における、操作入力が行われる前のタイミングで、指等によって誘電体シート１３１が押下されていない時（非接触時）に、スイッチ部１３のセンサ１３５で検知され、周波数・電圧変換部１３６ｃで変換された電圧Ｖを検出し、検出された値に所定のマージンを考慮して得られる値を閾値として決定する。
なお、複数センサを搭載したスイッチ部にこの方法を適用する場合、複数あるセンサごとに無接触時の電圧Ｖを検出し、それぞれの閾値を決定する。この方法を採用することによって、誘電体シート１３１の歪み、誘電率ムラを補正することができる。また、誘電体シート１３１の歪み、誘電率ムラをある程度許容できるので、誘電体シートのコストを低減できる。
このようにして、例えば、電源オン時もしくは初期化時においてセンサごとに決定された閾値（電圧値）は、制御部１７を介してＲＡＭ１８にセンサ１３５の個数分各センサに対応付けて記憶され、記憶された電圧値を各センサの出力に対するオン操作を判定するための閾値Ｖｈとして用いる。
上記では、オン操作の判定に用いる閾値を決定する処理を電源オン時もしくは初期化時に行う例を示したが、この閾値は環境（例えば温度）変化のような要因で経時に値が変化することが想定される場合があり、この場合には、例えば、前回閾値を決定してから所定の時間が経過した後に、再決定処理を行うようにするとよい。
【００２０】
「操作入力検出の制御フロー」
次に、制御部１７がスイッチ部１３への操作入力を検出し、入力を受付ける際に実行する処理の流れについて、図４の制御フローを参照して説明する。
図４に示すこの実施形態の制御フローは、操作入力装置１０の電源スイッチ１６が押され、機器への電源が投入（オン）されたときに起動される。
電源オンによってこの制御フローが開始されると、初期化手順として、操作入力の有無の判定に用いる閾値Ｖｈを決定する処理を行う。下記の初期化手順を行う間、スイッチ部１３への操作入力が行われないようにすることが前提となり、例えば、操作入力を待たせるメッセージを液晶表示部１２の画面に表示する方法やブザー１５を鳴らす方法の一方又は両方によって、操作入力（スイッチ部１３の押下）の禁止を報知し、必要な条件を整えるようにする。
【００２１】
この初期化手順としては、先ず、切替回路部１３６ｓを作動させて、センサ１３５における所定のセンサ電極と発振回路部１３６ｇが静電容量結合するように、発振回路部１３６ｇをセンサ電極に接続する（ステップＳ１０１）。なお、この実施形態では、センサ１３５として複数のセンサ（電極）を搭載しており、複数あるセンサごとにそれぞれの閾値Ｖｈを決定するので、所定の順番に従い時間割りで各センサ（電極）への接続を切り替えながら、決定した閾値ＶｈをＲＡＭ１８に記録し（後述するステップＳ１０３）、操作入力が実際に行われたときに操作入力の有無を判定するときに用いる。従って、この初期化手順（ステップＳ１０１〜Ｓ１０３）は、センサ（電極）の数だけ行う。
【００２２】
次に、発振回路部１３６ｇは、切替回路部１３６ｓによって切り替えられ、接続されたセンサ電極に静電容量結合し、操作入力のない、即ち無接触時の静電容量値に従った周波数で発振を行い、発振した信号を周波数・電圧変換部１３６ｃに出力する（ステップＳ１０２）。
次に、周波数・電圧変換部１３６ｃは、前ステップで発振回路部１３６ｇが発振した信号の入力を受け、入力信号の発振周波数を電圧に変換し、得られた電圧値を制御部１７に送る。また、制御部１７は、無接触時に検知した静電容量に対応する電圧値としてスイッチ部１３の周波数・電圧変換部１３６ｃから送られてくる電圧値をもとに閾値Ｖｈを決定し、決定した閾値ＶｈをＲＡＭ１８に記録する（ステップＳ１０３）。このとき、ＲＡＭ１８には、決定した閾値Ｖｈをセンサ１３５の個数分、各センサに対応付けて記憶する。
以上で初期化手順を終え、実際に行われる操作入力に対する処理に移行する。
【００２３】
初期化後、実際に行われる操作入力に対しては、切替回路部１３６ｓを作動させて、センサ１３５として搭載されている複数のセンサ（電極）を１つずつ所定の順番に従い時間割りでスキャンし、各センサに発振回路部１３６ｇを静電容量結合するように、接続を切り替える（ステップＳ１０４）。
発振回路部１３６ｇは、前ステップの切り替えによって、接続されたセンサ（電極）の静電容量値に従った周波数で発振を行い、発振した信号を周波数・電圧変換部１３６ｃに出力する（ステップＳ１０５）。
次に、周波数・電圧変換部１３６ｃは、前ステップで発振回路部１３６ｇが発振した信号の入力を受け、入力信号の発振周波数を電圧に変換し、得られた電圧値を制御部１７に送る（ステップＳ１０６）。
【００２４】
次に、制御部１７は、今回接続されたセンサ（電極）によって検知された静電容量に対応する電圧値として、スイッチ部１３の周波数・電圧変換部１３６ｃから送られてくる電圧値をもとに操作入力の有無を検出する処理を行う。即ち、制御部１７の操作入力判定部１７１は、今回検知されたセンサ（電極）の静電容量に対応する電圧値として送られてきた電圧値と先のステップＳ１０３で当該センサ（電極）の閾値として決定した値Ｖｈとを比較し、今回の電圧値が閾値Ｖｈより大きいか否かを判断する（ステップＳ１０７）。
ここで、今回の電圧値が閾値Ｖｈより大きいと判断した場合には（ステップＳ１０７-YES）、操作入力が有ったと判定し、この結果を受けて、制御部１７は、当該センサが構成するスイッチのオン操作を認識して、この受付処理を実行する（ステップＳ１０８）。なお、この受付処理は、制御部１７がユーザーに対して、例えば、液晶表示部１２の画面を通じて示した案内、メニューに対して、「はい／いいえ」もしくは選択の指示で応答する操作入力として認識する処理である。
また、制御部１７は、ユーザーに対しこの操作入力が有効に行われたことを知らせるために、ブザー１５を作動させて、この報知を行う（ステップＳ１０９）。
【００２５】
他方、今回の電圧値が閾値Ｖｈを越えないと判断した場合には（ステップＳ１０７-NO）、操作入力が無かったと判定し、ステップＳ１０８及びＳ１０９の処理を飛ばして、ステップＳ１１０に進める。
なお、上記で説明したステップＳ１０４〜Ｓ１０９の処理手順は、スイッチ部１３が有する複数のセンサ（電極）のうち切替回路部１３６ｓが接続した１つのセンサの処理であり、複数のセンサに対しては、時間割りでセンサへの接続を切り替えながら、センサごとに操作入力の有無を検出するステップＳ１０４〜Ｓ１０９の処理を電源がオフされるまで続ける。従って、ステップＳ１０４以降の終了までの手順は、操作入力を禁止する期間を除いて、継続的に繰り返される。
【００２６】
ただ、この実施形態では、上記以外にも、継続的に行う操作入力の有無の検出を中断する場合がある。それは、操作入力の有無を検出する精度の低下を防ぐために、電源オン時に決定した閾値Ｖｈを再決定する処理ステップを設けたことによる。
この処理ステップを設けた理由は、閾値Ｖｈが環境（例えば温度）変化のような要因で経時に値が変動することが想定されるからで、この実施形態では、検出精度に影響する閾値Ｖｈの変動が生じないと想定される時間を予め閾値有効期限として定め、この閾値有効期限を越えた場合には、閾値Ｖｈを再決定する制御を行うようにする。
処理のフローとしては、操作入力の有無の判定を行った後（ステップＳ１０９／ステップＳ１０７-NO）、操作入力の有無を判定する当該処理システムのシャットダウンが指示されているか否かを確認し（ステップＳ１１０）、シャットダウンが指示されている場合には（ステップＳ１１０-YES）、この制御フローを終了する。
他方、シャットダウンが指示されていない場合には（ステップＳ１１０-NO）、前回閾値を決定する処理を行ってからの経過時間が予め定められた閾値有効期限内であるか否かを確認する（ステップＳ１１１）。
ここで、前回閾値を決定する処理を行ってからの経過時間が予め定められた閾値有効期限を越えている場合には（ステップＳ１１１-NO）、ステップＳ１０１に戻して、閾値Ｖｈを再決定する。
また、前回閾値を決定する処理を行ってからの経過時間が予め定められた閾値有効期限を越えていない場合には（ステップＳ１１１-YES）、閾値Ｖｈを再決定することなく、これまでの閾値Ｖｈの使用を継続したまま、ステップＳ１０４に戻して、操作入力の有無を判定する処理フローを続ける。
【符号の説明】
【００２７】
１０・・操作入力装置、１２・・液晶表示部、１３・・スイッチ部、１３１・・誘電体シート、１３２・・スペーサー、１３３・・アクリルパネル、１３４・・表示部、１３５・・センサ、１３６・・静電容量検出回路基板、１３６ｇ・・発振回路部、１３６ｃ・・周波数・電圧変換部、１３６ｓ・・切替回路部、１５・・ブザー、１６・・電源スイッチ、１７・・制御部、１７１・・操作入力判定部、１７２・・ＣＰＵ、１８・・ＲＡＭ、１９・・ＲＯＭ。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２８】
【特許文献１】特開２００８−８１８９６号公報
【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報処理機能を備えた装置や機器に起動、停止、動作条件等の指示を与える操作入力装置に関し、より詳しくは、誘電体面への操作体の接触（例えば、指によるパネル面の押下）有無によって静電容量結合でセンサ電極に発生する出力信号の変化から操作入力を検出する操作入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
情報処理機能を備えた装置や機器には、ユーザーインターフェースとして例えば、ＬＣＤ（液晶表示装置）を持つ操作パネルを備え、ＬＣＤの画面の操作案内に従い画面に表示されたボタンへの接触（押下）によって検出回路が働き、起動、停止、動作条件等の指示を与えることができ、メカニカルな作動部を持たない操作入力装置が実用化され、通称タッチパネルと言われている。
こうした操作入力装置として、近年では、操作者が触れるガラスやアクリルなどのパネルの内側に電極を貼り付け、指などの接触により、その電極部分に生じる静電容量の変化を検出する静電容量変化型の装置が提案されている。このような構成の操作入力装置は、操作パネルの表面をフラット化して、製品のデザイン性や防水性構造を実現しやすい。
ただ、例えば、厚手の手袋や義指などをした場合には、静電容量の変化が少ないため、接触を検出できないので、特許文献１に示すように、タッチパネル操作用手袋として、タッチパネルに触れる部分を導電体とし、どのような状況でも確実に入力が行えるようにしたものが提案されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記のタッチパネル操作用手袋を用いる方法では、入力を行うたびに当該手袋を装着する手間が掛かり、煩わしい。
本発明は、上記従来技術の問題に鑑みてなされたもので、その目的は、操作入力の有無を静電容量の変化によって検出する方法において、パネルの所定位置を接触する操作が可能であれば、操作体を問うことなく、つまり、指はもちろん厚手の手袋をした場合にも検出できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、操作入力を行う装置であり、操作体の接触により弾性変形するシート状の誘電体と、前記誘電体の操作体が接触する面の反対側のシート面に対向して配置したセンサ電極と、静電容量結合によって前記センサ電極に発生する出力信号を検出する信号検出手段と、操作体の非接触時に前記信号検出手段によって検出された信号に基づいて操作入力の有無を判定するための閾値を決める閾値決定手段と、前記信号検出手段によって検出される信号の大きさを前記閾値と比較し、閾値を越えるか否かにより操作入力の有無を判定する操作有無判定手段とを有したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によって、操作体を問わずに（例えば、厚手の手袋をした場合でも）接触操作によって、求められる大きさの出力信号を発生させ、確実に操作体の接触を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明の実施形態に係る操作入力装置の概略構成を示す外観図である。
【図２】操作入力装置（図１）におけるスイッチ部の概略構成を示す断面図である。
【図３】操作入力装置（図１、２）におけるスイッチ部への操作入力の有無の検出に係る処理システムの概略構成を示すブロック図である。
【図４】図３の処理システムが実行する操作入力検出の処理フローを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、本発明に係る操作入力装置の実施形態について、添付した図面を参照して説明する。
図１は、この実施形態に係る操作入力装置の概略構成を示す外観図である。
図１において、操作入力装置１０は、装置を構成する要素として、液晶表示部１２、スイッチ部１３、ブザー１５、電源スイッチ１６を有し、これらをアクリルパネル部１１に組込んで、図示していないが情報処理機能を備えた装置や機器等（以下、単に「機器」という）の本体に取り付けられる。
図１に示す操作入力装置１０は、機器を利用するユーザーに機器の状態（ステータス）を知らせるための情報を報知する手段及びユーザーが起動、停止、動作条件等の指示を機器に与えるための手段を備え、ユーザーインターフェースとしての機能を提供する。機器のステータスの報知は、液晶表示部１２、ブザー１５を通じて行われ、ユーザーの指示は、スイッチ部１３、電源スイッチ１６を通じて行われる。なお、液晶表示部１２は、機器のステータスを表示するとともに、表示したステータスにおいて、ユーザーが機器に求める動作を指示するためにどのように操作をすればよいかを案内する。この案内に従いスイッチ部１３の操作入力を行うことにより、ユーザーの求める指示が機器に伝えられる。
【０００８】
「スイッチ部の基本構成」
図２は、この実施形態の操作入力装置（図１）におけるスイッチ部の概略構成を示す断面図である。
図２において、スイッチ部１３は、構成要素として、オペレータの指等の操作体によって押下される表面（押下操作の方向を示す同図中の矢印Ｆを付した面）から順に、操作体が直接接触する誘電体シート１３１と、誘電体シート１３１が押下され変形した（凹んだ）時のスペースを確保するスペーサー１３２と、スペーサー１３２の土台となるアクリルパネル１３３と、操作入力用の画面が表示可能な表示部１３４と、静電容量結合によって発生する出力信号を検出するセンサ電極を持つセンサ１３５と、センサ１３５に発生した信号を検出する静電容量検出回路基板１３６を有する。
【０００９】
誘電体シート１３１は、ＯＨＰフィルムのように比較的柔らかく比較的可視光の透過率の高い物質にチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）やチタン酸バリウム（ＢＴＯ）等の強誘電体の薄膜を形成したものを適用する。なお、強誘電体の薄膜を形成する方法は、スパッタリング法や真空蒸着法を利用することができる。また、高透過率、高誘電率、柔軟性のある物質を用いることによって、その物質のみで誘電体シートを構成してもよい。
スペーサー１３２は、弾性体で可視光の透過率が高く、柔軟性のある物質がよい。
誘電体シート１３１とスペーサー１３２のいずれについても、可視光の透過率が高い物質を用いるのは、次の表示部１３４が表示する画面をスイッチ部１３の表面（矢印Ｆを付した面）側から見るときの視認性を確保するためである。
【００１０】
また、表示部１３４は、液晶を用いるほか、電子ペーパーや有機ＥＬ（Electronic Luminescent）などのバックライトを必要としない表示デバイスを使用する。こうしたバックライトが不要な表示デバイスを用いることによって、図２に示した各要素を重ね合わせパネル状の部品としてスイッチ部１３を構成するときに、全体の厚みを薄くすることができ、省スペース化を可能にする。なお、電子ペーパーや有機ＥＬによる可変表示手段は、既存の技術を適用することによって実施できる。
また、この表示部１３４は、表示プログラムを変更することにより画面の表示を可変できるものを採用し、ユーザーの操作入力によって行われる指示内容に応じた画面を表示する（特に、センサ１３５を複数設ける後述の例において多様な入力方法に対応することが可能になる）。
【００１１】
図２のスイッチ部１３は、オペレータの指等の操作体によって同図中に示される矢印Ｆの方向からスイッチ部１３の表面を押下する操作を行うことによって、誘電体シート１３１が変形した（凹んだ）時に、誘電体シート１３１とセンサ１３５の電極との間の距離が小さくなって静電容量が大きくなるために、センサ電極に発生する出力信号が変化し、出力信号から操作入力の有無を検出できる（詳細は後述）。
この検出原理によれば、センサ電極に生じる出力信号は、誘電体シート１３１においてセンサ電極のある部分の局部の変形に対応して変化する。
【００１２】
よって、共通の誘電体シート１３１に対して複数のセンサ電極を設けても、同時に複数個所を押下しなければ、操作によって誘電体シート１３１が変形することによって生じる出力の変化が複数のセンサのどれで起きたかを検知することで、操作箇所を特定して操作の有無が検出できる。この実施形態では、複数のセンサを持つスイッチ部を有した操作入力装置についても実施形態の１つとする。
複数センサの設け方については、センサが１つだけの形態で実施する例を示した図２のスイッチ部１３の構成には示していないが、各センサは、図２のセンサ１３５と同様に誘電体シート１３１のシート面に対向し、かつセンサ同士が所定間隔をもって離れて配置するように設ける。このような配置にすることで、１つのセンサ位置に対応する誘電体シート１３１の押下によって他の位置に設けたセンサ出力の受ける影響を小さくでき、誤検出を防ぐことができる。また、複数センサの出力を個々に識別して検出できるように、センサ出力の検出回路を構成することが必要になる、なお、センサ出力に基づいて操作入力を検出する回路及び処理プロセスについては、下記「操作入力検出処理」及び「操作入力検出の制御フロー」に詳述する。
【００１３】
「操作入力検出処理」
上記で構成を示したスイッチ部１３への操作入力によってセンサ１３５の出力信号に生じる変化から、スイッチ部がオン操作されたか否かを検出する操作入力の有無の検出処理について詳細に説明する。
図３は、スイッチ部への操作入力の有無の検出に係る処理システムの概略構成を示すブロック図である。なお、図３に示す処理システムは、操作入力装置１０（図１，２、参照）のスイッチ部１３の操作入力の有無の検出動作を中心に、関連する要素によって構成するシステムを示しており、図１，２と共通の要素については同一の参照番号を付している。
図３の処理システムは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１７２等よりなる制御部１７と、制御部１７の制御下で作動するスイッチ部１３、液晶表示部１２、操作入力の有無の検出に係る処理を含め制御部１７が制御に用いるプログラム（ソフトウェア）、データ等を格納するＲＯＭ（Read Only Memory）１９、実行中の処理に係るデータ（液晶表示部１２等で用いる表示データ、操作入力の有無の検出に用いる閾値）等を記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）１８等の各構成要素を有する。
【００１４】
なお、制御部１７（後述する操作入力判定部１７１を含む）の有する制御機能をソフトウェアで実現する場合は、ＣＰＵ１７２と、ＲＡＭ１８、ＲＯＭ１９等で構成するコンピュータを当該制御部１７として機能させるためのプログラムにより実現することができる。ＣＰＵ１７２は、処理の実行時にＲＯＭ１９に記録（記憶）しておいた制御・処理プログラム等をワークメモリとしてのＲＡＭ１８に読込み、このプログラムを駆動することによって、ＣＰＵ（コンピュータ）１７２をこの処理の実行手段として機能させることができる。なお、プログラム等を記録する媒体としては、ＲＯＭに限らず、ＨＤＤ、ＣＤ（Compact Disk）−ＲＯＭ、ＭＯ（Magnet Optical Disk）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体を用いることができる。また、この操作入力装置１０を搭載する機器（不図示）がインターネット等のネットワークに接続されている場合、プログラムをネットワーク経由でダウンロードさせることにより取得するようにしても良い。
【００１５】
図３に示すスイッチ部１３は、図２に示した表示部１３４、センサ１３５のほか、センサ１３５からの出力信号を検出する静電容量検出回路基板１３６（図２、参照）内に設けた切替回路部１３６ｓ、発振回路部１３６ｇ及び周波数を電圧に変換する周波数・電圧変換部１３６ｃを有する。なお、この実施形態におけるスイッチ部１３は、センサ１３５として、上述の複数センサを搭載したものである。
切替回路部１３６ｓは、制御部１７からの信号により発振回路部１３６ｇと複数個設けたセンサ１３５の接続を時分割で１個ずつ切り替えることにより、各センサを順にスキャンする回路である。この時分割切り替え動作において、切り替えタイミングと各センサとを１対１で関係付けておくことによって、複数センサの出力を個々に識別して検出することができる。
【００１６】
発振回路部１３６ｇは、切替回路部１３６ｓによってスキャンされるセンサ１３５によって検知された誘電体シート１３１とセンサ電極との間に生じる静電容量と結合して、静電容量に応じた周波数の信号を発振する回路であり、ここではＲＣ発振回路を構成し、誘電体シート１３１の変形で生じる静電容量Ｃの変化に応じた発振信号を出力する。
周波数・電圧変換部１３６ｃは、発振回路部１３６ｇによって発生された発振信号を受け、発振周波数に応じた電圧信号に変換し、変換した検知電圧を制御部１７に出力する。
この実施形態では、周波数・電圧変換部１３６ｃが、発振回路部１３６ｇで発振する信号の発振周波数が高いほど低い電圧を、発振周波数が低いほど高い電圧を発生するように、即ち、発振周波数と変換後の電圧とが反比例する関係となる変換特性を持つように、回路を構成する。
【００１７】
スイッチ部１３への操作入力が行われたときの動作は、次のとおりである。
ユーザーが操作入力の動作として、指等で誘電体シート１３１に接触し、押下すると、誘電体シート１３１が凹む（弾性変形する）。この動作によって、誘電体シート１３１とセンサ１３５の電極との距離が近づくことにより、センサ１３５の電極における等価的な静電容量が変化する。
センサ１３５の電極における等価的な静電容量をＣとすると静電容量Ｃは、「Ｃ＝ε＊Ｓ／ｄ」の等価式で表現できる。なお、この式において、ε：強誘電体の比誘電率（近似値）、Ｓ：誘電体シートの面積、ｄ：誘電体シートとセンサの距離、である。
この操作入力の際、指等で誘電体シート１３１を強く押下することによって、変形量は大きくなって、誘電体シート１３１とセンサ１３５の距離ｄは小さくなるので、静電容量Ｃは増加し発振周波数を低くする結果となって、周波数・電圧変換部１３６ｃから出力される電圧Ｖは大きくなる。
【００１８】
上記のようにして、操作入力時に誘電体シート１３１の押下に応じて周波数・電圧変換部１３６ｃから出力される電圧Ｖが変化する。
スイッチ部１３のセンサ１３５で検知され、周波数・電圧変換部１３６ｃで変換された電圧Ｖは、スイッチ部１３から制御部１７に出力され、制御部１７では、制御部内の操作入力判定部１７１でこの電圧Ｖをもとにスイッチ部１３がオン操作されたか否かを判定し、判定結果に従いオン操作の有無（ＯＮ／ＯＦＦ）の検出信号を生成する。
オン操作の判定は、誘電体シート１３１とセンサ１３５の距離に反比例する値として入力された電圧Ｖと、予めオン操作を判定するための基準として定めた閾値と比較し、電圧Ｖが閾値を越えるか否かによりオン操作されたか否かを判定する。
【００１９】
また、閾値の決定方法としては、次の方法をとる。即ち、例えば、電源オン時もしくは初期化時における、操作入力が行われる前のタイミングで、指等によって誘電体シート１３１が押下されていない時（非接触時）に、スイッチ部１３のセンサ１３５で検知され、周波数・電圧変換部１３６ｃで変換された電圧Ｖを検出し、検出された値に所定のマージンを考慮して得られる値を閾値として決定する。
なお、複数センサを搭載したスイッチ部にこの方法を適用する場合、複数あるセンサごとに無接触時の電圧Ｖを検出し、それぞれの閾値を決定する。この方法を採用することによって、誘電体シート１３１の歪み、誘電率ムラを補正することができる。また、誘電体シート１３１の歪み、誘電率ムラをある程度許容できるので、誘電体シートのコストを低減できる。
このようにして、例えば、電源オン時もしくは初期化時においてセンサごとに決定された閾値（電圧値）は、制御部１７を介してＲＡＭ１８にセンサ１３５の個数分各センサに対応付けて記憶され、記憶された電圧値を各センサの出力に対するオン操作を判定するための閾値Ｖｈとして用いる。
上記では、オン操作の判定に用いる閾値を決定する処理を電源オン時もしくは初期化時に行う例を示したが、この閾値は環境（例えば温度）変化のような要因で経時に値が変化することが想定される場合があり、この場合には、例えば、前回閾値を決定してから所定の時間が経過した後に、再決定処理を行うようにするとよい。
【００２０】
「操作入力検出の制御フロー」
次に、制御部１７がスイッチ部１３への操作入力を検出し、入力を受付ける際に実行する処理の流れについて、図４の制御フローを参照して説明する。
図４に示すこの実施形態の制御フローは、操作入力装置１０の電源スイッチ１６が押され、機器への電源が投入（オン）されたときに起動される。
電源オンによってこの制御フローが開始されると、初期化手順として、操作入力の有無の判定に用いる閾値Ｖｈを決定する処理を行う。下記の初期化手順を行う間、スイッチ部１３への操作入力が行われないようにすることが前提となり、例えば、操作入力を待たせるメッセージを液晶表示部１２の画面に表示する方法やブザー１５を鳴らす方法の一方又は両方によって、操作入力（スイッチ部１３の押下）の禁止を報知し、必要な条件を整えるようにする。
【００２１】
この初期化手順としては、先ず、切替回路部１３６ｓを作動させて、センサ１３５における所定のセンサ電極と発振回路部１３６ｇが静電容量結合するように、発振回路部１３６ｇをセンサ電極に接続する（ステップＳ１０１）。なお、この実施形態では、センサ１３５として複数のセンサ（電極）を搭載しており、複数あるセンサごとにそれぞれの閾値Ｖｈを決定するので、所定の順番に従い時間割りで各センサ（電極）への接続を切り替えながら、決定した閾値ＶｈをＲＡＭ１８に記録し（後述するステップＳ１０３）、操作入力が実際に行われたときに操作入力の有無を判定するときに用いる。従って、この初期化手順（ステップＳ１０１〜Ｓ１０３）は、センサ（電極）の数だけ行う。
【００２２】
次に、発振回路部１３６ｇは、切替回路部１３６ｓによって切り替えられ、接続されたセンサ電極に静電容量結合し、操作入力のない、即ち無接触時の静電容量値に従った周波数で発振を行い、発振した信号を周波数・電圧変換部１３６ｃに出力する（ステップＳ１０２）。
次に、周波数・電圧変換部１３６ｃは、前ステップで発振回路部１３６ｇが発振した信号の入力を受け、入力信号の発振周波数を電圧に変換し、得られた電圧値を制御部１７に送る。また、制御部１７は、無接触時に検知した静電容量に対応する電圧値としてスイッチ部１３の周波数・電圧変換部１３６ｃから送られてくる電圧値をもとに閾値Ｖｈを決定し、決定した閾値ＶｈをＲＡＭ１８に記録する（ステップＳ１０３）。このとき、ＲＡＭ１８には、決定した閾値Ｖｈをセンサ１３５の個数分、各センサに対応付けて記憶する。
以上で初期化手順を終え、実際に行われる操作入力に対する処理に移行する。
【００２３】
初期化後、実際に行われる操作入力に対しては、切替回路部１３６ｓを作動させて、センサ１３５として搭載されている複数のセンサ（電極）を１つずつ所定の順番に従い時間割りでスキャンし、各センサに発振回路部１３６ｇを静電容量結合するように、接続を切り替える（ステップＳ１０４）。
発振回路部１３６ｇは、前ステップの切り替えによって、接続されたセンサ（電極）の静電容量値に従った周波数で発振を行い、発振した信号を周波数・電圧変換部１３６ｃに出力する（ステップＳ１０５）。
次に、周波数・電圧変換部１３６ｃは、前ステップで発振回路部１３６ｇが発振した信号の入力を受け、入力信号の発振周波数を電圧に変換し、得られた電圧値を制御部１７に送る（ステップＳ１０６）。
【００２４】
次に、制御部１７は、今回接続されたセンサ（電極）によって検知された静電容量に対応する電圧値として、スイッチ部１３の周波数・電圧変換部１３６ｃから送られてくる電圧値をもとに操作入力の有無を検出する処理を行う。即ち、制御部１７の操作入力判定部１７１は、今回検知されたセンサ（電極）の静電容量に対応する電圧値として送られてきた電圧値と先のステップＳ１０３で当該センサ（電極）の閾値として決定した値Ｖｈとを比較し、今回の電圧値が閾値Ｖｈより大きいか否かを判断する（ステップＳ１０７）。
ここで、今回の電圧値が閾値Ｖｈより大きいと判断した場合には（ステップＳ１０７-YES）、操作入力が有ったと判定し、この結果を受けて、制御部１７は、当該センサが構成するスイッチのオン操作を認識して、この受付処理を実行する（ステップＳ１０８）。なお、この受付処理は、制御部１７がユーザーに対して、例えば、液晶表示部１２の画面を通じて示した案内、メニューに対して、「はい／いいえ」もしくは選択の指示で応答する操作入力として認識する処理である。
また、制御部１７は、ユーザーに対しこの操作入力が有効に行われたことを知らせるために、ブザー１５を作動させて、この報知を行う（ステップＳ１０９）。
【００２５】
他方、今回の電圧値が閾値Ｖｈを越えないと判断した場合には（ステップＳ１０７-NO）、操作入力が無かったと判定し、ステップＳ１０８及びＳ１０９の処理を飛ばして、ステップＳ１１０に進める。
なお、上記で説明したステップＳ１０４〜Ｓ１０９の処理手順は、スイッチ部１３が有する複数のセンサ（電極）のうち切替回路部１３６ｓが接続した１つのセンサの処理であり、複数のセンサに対しては、時間割りでセンサへの接続を切り替えながら、センサごとに操作入力の有無を検出するステップＳ１０４〜Ｓ１０９の処理を電源がオフされるまで続ける。従って、ステップＳ１０４以降の終了までの手順は、操作入力を禁止する期間を除いて、継続的に繰り返される。
【００２６】
ただ、この実施形態では、上記以外にも、継続的に行う操作入力の有無の検出を中断する場合がある。それは、操作入力の有無を検出する精度の低下を防ぐために、電源オン時に決定した閾値Ｖｈを再決定する処理ステップを設けたことによる。
この処理ステップを設けた理由は、閾値Ｖｈが環境（例えば温度）変化のような要因で経時に値が変動することが想定されるからで、この実施形態では、検出精度に影響する閾値Ｖｈの変動が生じないと想定される時間を予め閾値有効期限として定め、この閾値有効期限を越えた場合には、閾値Ｖｈを再決定する制御を行うようにする。
処理のフローとしては、操作入力の有無の判定を行った後（ステップＳ１０９／ステップＳ１０７-NO）、操作入力の有無を判定する当該処理システムのシャットダウンが指示されているか否かを確認し（ステップＳ１１０）、シャットダウンが指示されている場合には（ステップＳ１１０-YES）、この制御フローを終了する。
他方、シャットダウンが指示されていない場合には（ステップＳ１１０-NO）、前回閾値を決定する処理を行ってからの経過時間が予め定められた閾値有効期限内であるか否かを確認する（ステップＳ１１１）。
ここで、前回閾値を決定する処理を行ってからの経過時間が予め定められた閾値有効期限を越えている場合には（ステップＳ１１１-NO）、ステップＳ１０１に戻して、閾値Ｖｈを再決定する。
また、前回閾値を決定する処理を行ってからの経過時間が予め定められた閾値有効期限を越えていない場合には（ステップＳ１１１-YES）、閾値Ｖｈを再決定することなく、これまでの閾値Ｖｈの使用を継続したまま、ステップＳ１０４に戻して、操作入力の有無を判定する処理フローを続ける。
【符号の説明】
【００２７】
１０・・操作入力装置、１２・・液晶表示部、１３・・スイッチ部、１３１・・誘電体シート、１３２・・スペーサー、１３３・・アクリルパネル、１３４・・表示部、１３５・・センサ、１３６・・静電容量検出回路基板、１３６ｇ・・発振回路部、１３６ｃ・・周波数・電圧変換部、１３６ｓ・・切替回路部、１５・・ブザー、１６・・電源スイッチ、１７・・制御部、１７１・・操作入力判定部、１７２・・ＣＰＵ、１８・・ＲＡＭ、１９・・ＲＯＭ。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２８】
【特許文献１】特開２００８−８１８９６号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作体の接触により弾性変形するシート状の誘電体と、
前記誘電体の操作体が接触する面の反対側のシート面に対向して配置したセンサ電極と、
静電容量結合によって前記センサ電極に発生する出力信号を検出する信号検出手段と、
操作体の非接触時に前記信号検出手段によって検出された信号に基づいて操作入力の有無を判定するための閾値を決める閾値決定手段と、
前記信号検出手段によって検出される信号の大きさを前記閾値と比較し、閾値を越えるか否かにより操作入力の有無を判定する操作有無判定手段と
を有したことを特徴とする操作入力装置。
【請求項２】
請求項１に記載された操作入力装置において、
前記センサ電極が、電極同士が所定間隔をもって配置した複数個の電極よりなり、
前記閾値決定手段は、複数個のセンサ電極それぞれの閾値を決める手段であり、
前記操作有無判定手段は、複数個のセンサ電極ごとに各センサ電極に対して決められた閾値によって操作入力の有無を判定する手段である
ことを特徴とする操作入力装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載された操作入力装置において、
前記シート状の誘電体は可視光の透過率が高い材料を使用し、
前記シート状の誘電体と前記センサ電極を載せた基板との間に入力用画面を表示する扁平な表示部を設け、これらを１つに重ね合わせパネルを構成するようにした
ことを特徴とする操作入力装置。
【請求項４】
請求項３に記載された操作入力装置において、
前記表示部が電子ペーパーであることを特徴とする操作入力装置。
【請求項５】
請求項３に記載された操作入力装置において、
前記表示部が有機ＥＬであることを特徴とする操作入力装置。
【請求項１】
操作体の接触により弾性変形するシート状の誘電体と、
前記誘電体の操作体が接触する面の反対側のシート面に対向して配置したセンサ電極と、
静電容量結合によって前記センサ電極に発生する出力信号を検出する信号検出手段と、
操作体の非接触時に前記信号検出手段によって検出された信号に基づいて操作入力の有無を判定するための閾値を決める閾値決定手段と、
前記信号検出手段によって検出される信号の大きさを前記閾値と比較し、閾値を越えるか否かにより操作入力の有無を判定する操作有無判定手段と
を有したことを特徴とする操作入力装置。
【請求項２】
請求項１に記載された操作入力装置において、
前記センサ電極が、電極同士が所定間隔をもって配置した複数個の電極よりなり、
前記閾値決定手段は、複数個のセンサ電極それぞれの閾値を決める手段であり、
前記操作有無判定手段は、複数個のセンサ電極ごとに各センサ電極に対して決められた閾値によって操作入力の有無を判定する手段である
ことを特徴とする操作入力装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載された操作入力装置において、
前記シート状の誘電体は可視光の透過率が高い材料を使用し、
前記シート状の誘電体と前記センサ電極を載せた基板との間に入力用画面を表示する扁平な表示部を設け、これらを１つに重ね合わせパネルを構成するようにした
ことを特徴とする操作入力装置。
【請求項４】
請求項３に記載された操作入力装置において、
前記表示部が電子ペーパーであることを特徴とする操作入力装置。
【請求項５】
請求項３に記載された操作入力装置において、
前記表示部が有機ＥＬであることを特徴とする操作入力装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１０−２８７１４８（Ｐ２０１０−２８７１４８Ａ）
【公開日】平成２２年１２月２４日（２０１０．１２．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１４１９７８（Ｐ２００９−１４１９７８）
【出願日】平成２１年６月１５日（２００９．６．１５）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１２月２４日（２０１０．１２．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月１５日（２００９．６．１５）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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