静電容量結合方式タッチスイッチ装置
【課題】操作者の手が近づいた時に入力が行え、特に操作者とスイッチ電極間の距離が遠い時に入力できる静電容量結合方式を利用したタッチスイッチ装置を提供する。
【解決手段】ＣＰＵ１が、第１の切換器５，６と第２の切換器８を制御し、複数のスイッチ電極間を接続して、一つの仮のスイッチ電極と成し、操作者の手と仮のスイッチ電極間の静電容量の変化を、周波数生成部９で周波数に変換し、周波数をインプットキャプチャ１０でデジタルデータとし、デジタルデータが閾値以上では、第１の切換器５，６と第２の切換器８を制御して、複数のスイッチ電極間を分離し、複数のスイッチ電極のデジタルデータを順次計測し、ＣＰＵ１がスイッチ電極のオン／オフを判断する。
【解決手段】ＣＰＵ１が、第１の切換器５，６と第２の切換器８を制御し、複数のスイッチ電極間を接続して、一つの仮のスイッチ電極と成し、操作者の手と仮のスイッチ電極間の静電容量の変化を、周波数生成部９で周波数に変換し、周波数をインプットキャプチャ１０でデジタルデータとし、デジタルデータが閾値以上では、第１の切換器５，６と第２の切換器８を制御して、複数のスイッチ電極間を分離し、複数のスイッチ電極のデジタルデータを順次計測し、ＣＰＵ１がスイッチ電極のオン／オフを判断する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力方式に静電容量結合方式を利用した入力装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年では、不特定多数の人が利用するエレベータ、自販機、発券機などのスイッチでは、病気感染の可能性があり、スイッチに接触しないで入力を要望する操作者がいる一方、確実にスイッチに接触して操作を行いたいという操作者もいる。
【０００３】
従来、非接触型入力裝置、接触型入力装置として、静電容量結合方式を利用したタッチスイッチを設けた入力装置が知られ、静電容量結合方式を利用したタッチスイッチは、スイッチ電極をスイッチと規定し、指または手がそのスイッチ電極に近づいたことを検出するものであり、スイッチのオン／オフを検出するデジタル入力装置である。
【０００４】
非接触型、接触型のタッチスイッチ装置として、近接する物体（例えば、操作者の手または指）とタッチスイッチ装置との距離が遠いときには、タッチスイッチ裝置に設けられている複数のスイッチ電極を共通に接続し、複数の電極によって静電容量を高感度に検出する。また、物体（例えば、操作者の手または指）とタッチスイッチ装置の距離が近いときには、タッチスイッチ裝置に設けられている複数のスイッチ電極をそれぞれ電気的に分離した接続状態に接続し、操作者が選択可能なスイッチ数を増加させるようにして、スイッチ電極の面積を制御し、検知感度を調整するような提案がなされている（特開２００７−１８８１１号公報 参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２００７−１８８１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この特許文献では、操作者の手とスイッチ装置との距離が遠いときに、タッチスイッチ裝置に設けられている複数のスイッチ電極を接続し、仮の１つのスイッチ電極として、静電容量を計測し、操作者の手が近づき、第１の閾値を超えたときには、仮の１つのスイッチ電極を分離して、複数のスイッチ電極にして、各スイッチ電極の静電容量を計測し、計測した各スイッチ電極の静電容量と第２の閾値とを比較し、超えたときにはスイッチのオフ、さらに、計測した各スイッチ電極の静電容量を第３の閾値とを比較し、超えたときにはスイッチをオンにしていた。しかしながら、操作者の手とスイッチ装置との距離が遠い状態で、かつ、第1の閾値を超えたときの状態では、手が近づいたことは認識するが、更に近づいて第２、第３の閾値の判断ができるようになるまでは、個々のスイッチのＯＮ，ＯＦＦができなかった。
分離した複数のスイッチ電極の計測した静電容量は小さく、第２の閾値を越えなければ、さらに、第３の閾値と比較できず、スイッチのオンが行えなかった。
本発明は、上述した従来の問題点を考慮してなされたものであり、操作者の手が近づいたときに入力が行え、特に、操作者の手とスイッチ電極間の距離が遠いときに入力できる静電容量結合方式を利用したタッチスイッチ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】
ＰＥＴフィルム上またはポリイミドフィルム上に銀ペーストの導電体を印刷した均一な抵抗体からなるスイッチ電極、またはＩＴＯフィルム（酸化インジウムスズ）をエッチング処理して形成した抵抗体からなる複数のスイッチ電極を有する静電容量結合方式タッチスイッチ装置において、前記複数のスイッチ電極間の接続を切換える第１の切換器と、複数のスイッチ電極を切換える第２の切換器と、第２の切換器を介して複数のスイッチ電極と接続するコンデンサと抵抗とで周波数を生成する周波数生成部と、該周波数生成部で生成された周波数を読み取るインプットキャプチャと、該インプットキャプチャで読み取った周波数をデジタルデータとして格納するメモリ部と、マイクロプロセッサであるＣＰＵおよび制御するプログラムを格納したＲＯＭとからなり、前記ＣＰＵが、前記第１の切換器と前記第２の切換器を制御し、複数のスイッチ電極間を接続して、一つの仮のスイッチ電極と成し、操作者の手と仮のスイッチ電極間の静電容量の変化を、前記周波数生成部で周波数に変換し、前記周波数をインプットキャプチャでデジタルデータとし、該デジタルデータが閾値以上では、前記第１の切換器と前記第２の切換器を制御して、複数のスイッチ電極間を分離し、複数のスイッチ電極のデジタルデータを順次計測し、前記ＣＰＵが該順次計測したデジタルデータの大小の判定によって、前記スイッチ電極のオン／オフを判断することを特徴とする静電容量結合方式タッチスイッチ装置を提案するものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、マイクロプロセッサであるＣＰＵとソフトウェアにより、複数のアナログスイッチと複数のスイッチ電極との接続の組み合わせを制御し、操作者の手がスイッチ電極に近づいたときの入力が行え、特に、操作者の手とスイッチ電極間の距離が遠いときのスイッチ入力を可能にする入力装置を提供する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】静電容量結合方式２スイッチの構成図
【図２】簡易構成図Ａ
【図３】簡易構成図Ｂ
【図４】フローチャート
【図５】静電容量結合方式４スイッチの構成図
【図６】簡易構成図Ｄ
【図７】簡易構成図Ｅ
【図８】フローチャート
【図９】フローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面に従って、本発明に係る入力装置の実施の形態について説明する。
本発明で、２個のスイッチ電極を用いた場合の例とした構成を図１に示す。本発明の静電容量方式を用いた入力装置は、接触、非接触で手の位置を検出するためのスイッチ電極２個（以下スイッチ電極５およびスイッチ電極６とする。）有し、スイッチ電極５とスイッチ電極６の隙間をあけ並べて配置し、スイッチ電極５とスイッチ電極６を選択するため切換器、例えば、アナログスイッチＡＳＷ２１、２２、３１及びアナログスイッチを制御する選択器８、コンデンサｃと抵抗ｒ（図示せず。）とで形成された周波数を生成する周波数発生器９、周波数発生器９で得られた周波数をこの周波数より速い既知のクロック（図示せず）で個数を計りデジタルデータに変換するインプットキャプチャ１０、インプットキャプチャ１０で生成されたデジタルデータを格納するｒａｍ３、ｅｅｐｒｏｍ４及びプログラムが格納されたｒｏｍ２、制御を行うマイクロプロセッサであるｃｐｕ１、スイッチのオン／オフの状態を他の装置（図示せず）へ転送する送信部７を装備している。また、ＲＡＭ３には、デジタルデータを保存するＢＡＳＥ１１、ＢＡＳＥ１２、ＢＡＳＥ２１、ｃａｐ１１、ｃａｐ１２、ｃａｐ２１を配置している（図示せず）。
スイッチ電極５および６は、ＰＥＴフィルム上またはポリイミドフィルムの領域に銀ペースト等の導電体を印刷した均一な抵抗体、またはＩＴＯフィルム（酸化インジウムスズ）をエッチング処理して形成した均一な抵抗体である。スイッチ電極５および６の面積は、同じ大きさが好ましいが、違う大きさでもかまわない。
また、操作者の手の状況に応じた回路構成からのデジタルデータの選択を行う。図２、図３には、図１のアナログスイッチを制御した２つの回路構成を示している。
【００１１】
まず、簡易構成Ｂについて、図１、図３を用いて述べる。簡易構成Ｂは、本装置に、操作者の手が近づいているかを判断するために、個々のスイッチ電極を接続したときのデジタルデータを計測する。
【００１２】
この構成Ｂは、アナログスイッチＡＳＷ３１をオンにする。そして、アナログスイッチＡＳＷ２１をオン、ａｓｗ２２をオフにして、スイッチ電極５とスイッチ電極６を接続した状態で、一つのスイッチ電極としてデジタルデータを計測する。これにより、手と１つの電極の個々で形成する静電容量を同じとした場合に対して、接続して一つの電極として面積を大きくすることにより、同じ静電容量を検出するときには、手と電極間の距離を長くすることができる。操作者の手の導電体がスイッチ電極５、６に近づくにつれ、手とスイッチ電極５、６の間の静電容量が増加し、発振周波数が変化する。一般にコンデンサＣと抵抗Ｒとで形成された周波数発生器９の発振周波数は、コンデンサの静電容量Ｃと抵抗の電気抵抗値Ｒを用いて表され式ｆ＝１．４４／（Ｃ＊Ｒ）に比例する。手がスイッチ電極５、６に近づくと、手とスイッチ電極５、６で挟んだ平行板コンデンサが形成される。このコンデンサの容量は、手がスイッチ電極５、６に近づくほど大きくなる。このため、発振周波数は手がスイッチ電極５、６に近づくほど周波数は遅くなる。電源を入れたときの計測開始時に、手が接触、非接触していない状態でのインプットキャプチャ１０で読まれたデジタルデータをＢＡＳＥ２１としてｒａＭ３に格納し、計測中はデジタルデータをｃａｐ２１に格納する。
【００１３】
スイッチ電極５、６の上で手を検出できる距離（高さ）を決めるには、前記のインプットキャプチャ１０で読まれたデジタルデータを元に、スイッチ電極５、６より手を検出できる距離（高さ）を予め測定し、ＥＥＰＲＯＭ４内に閾値データＴ２１として格納する。距離（高さ）の閾値データＴ２１と設定したとき、前記で読まれたｂａｓｅ２１とｃａｐ２１の差がＴ２１の値未満であれば、スイッチ電極５、６の上に手がないと判断しスイッチ電極５、６のオフの情報を送信部７から出力し、計測を続ける。
ｂａｓｅ２１とｃａｐ２１の差がＴ２１の値以上のときには、簡易構成Ａに進む。
次に、簡易構成Ａについて、図１、図２を用いて述べる。簡易構成Ａは、操作者の手が一つのスイッチ電極に近づいたと判断した場合、スイッチ電極を分離して、個々にスイッチ電極のデジタルデータを計測する。
【００１４】
この構成Ａは、アナログスイッチＡＳＷ３１をオフにする。そして、アナログスイッチＡＳＷ２１をオン、ａｓｗ２２をオフにして、スイッチ電極５のデジタルデータを計測する。操作者の手である導電体がスイッチ電極５に近づくにつれ、手とスイッチ電極５の間の静電容量が増加し、発振周波数が変化する。一般にコンデンサＣと抵抗Ｒとで形成された周波数発生器９の発振周波数は、コンデンサの静電容量Ｃと抵抗の電気抵抗値Ｒを用いて表され式ｆ＝１．４４／（Ｃ＊Ｒ）に比例する。手がスイッチ電極５に近づくと、手とスイッチ電極５で挟んだ平行板コンデンサが形成される。このコンデンサの容量は、手がスイッチ電極５に近づくほど大きくなる。このため、発振周波数は手がスイッチ電極５に近づくほど周波数は遅くなる。電源を入れたときの計測開始時に、手が接触、非接触していない状態でのインプットキャプチャ１０で読まれたデジタルデータをＢＡＳＥ１１としてｒａＭ３に格納し、計測中はデジタルデータをｃａｐ１１としてｒａｍ３に格納する。
【００１５】
同様に、構成Ａにおいて、アナログスイッチＡＳＷ３１をオフにする。そして、アナログスイッチＡＳＷ２２をオン、ａｓｗ２１をオフにして、スイッチ電極６のデジタルデータを計測する。源を入れたときの計測開始時に、手が接触、非接触していない状態でのインプットキャプチャ１０で読まれたデジタルデータをＢＡＳＥ１２としてｒａＭ３に格納し、計測中はデジタルデータをｃａｐ１２としてｒａｍ３に格納する。
【００１６】
そして、ｂａｓｅ１１とｃａｐ１１の差がｂａｓｅ１２とｃａｐ１２の差以上の時には、スイッチ電極５のオン、スイッチ電極６のオフの情報を送信部７から出力し、それ以外のときには、スイッチ電極５のオフ、スイッチ電極６のオンの情報を送信部７から出力する。
そして、簡易構成Ｂに戻る。
【００１７】
簡易構成Ａ、Ｂを用いることにより、複数のスイッチ電極に対して、操作者の手が、本装置に近づいたときに入力が行え、特に、操作者の手とスイッチ電極間の距離が遠いときのスイッチ入力が行える。
【００１８】
ここで、図４のフローチャートを用いて説明する。まず、簡易構成ａでの初期化を行う。
ＣＰＵ１は、アナログスイッチＡＳＷ３１をオフにする（Ｓ１）。そして、アナログスイッチＡＳＷ２１をオンにし、アナログスイッチＡＳＷ２２をオフにして、周波数発生器９からのインプットキャプチャ１０を介して計測したデジタルデータをＲＡＭ３内に設けたＢＡＳＥ１１に保存する（Ｓ２）。同様に、アナログスイッチＡＳＷ２１をオフにし、アナログスイッチＡＳＷ２２をオンにして、周波数発生器９からのインプットキャプチャ１０を介して計測したデジタルデータをＲＡＭ３内に設けたＢＡＳＥ１２に保存する（Ｓ３）。
次に、簡易構成ｂでの初期化を行う。ＣＰＵ１は、アナログスイッチＡＳＷ３１をオンにする（Ｓ４）。そして、アナログスイッチＡＳＷ２１をオンにし、アナログスイッチＡＳＷ２２をオフにして、周波数発生器９からのインプットキャプチャ１０を介して計測したデジタルデータをＲＡＭ３内に設けたＢＡＳＥ２１に保存する（Ｓ５）。
以上の、Ｓ１からＳ５は、初期化のプログラムである。
【００１９】
以降がメインのプログラムである。
まず、簡易構成ａでの計測を行う。ＣＰＵ１は、アナログスイッチＡＳＷ３１をオフにする（Ｓ１０）。そして、アナログスイッチＡＳＷ２１をオンにし、アナログスイッチＡＳＷ２２をオフにして、周波数発生器９からのインプットキャプチャ１０を介して計測したデジタルデータをＲＡＭ３内に設けたＣＡＰ１１に保存する（Ｓ１１）。同様に、アナログスイッチＡＳＷ２１をオフにし、アナログスイッチＡＳＷ２２をオンにして、周波数発生器９からのインプットキャプチャ１０を介して計測したデジタルデータをＲＡＭ３内に設けたＣＡＰ１２に保存する（Ｓ１２）。
次に、簡易構成ｂでの計測を行う。ＣＰＵ１は、アナログスイッチＡＳＷ３１をオンにする（Ｓ１３）。そして、アナログスイッチＡＳＷ２１をオンにし、アナログスイッチＡＷＳ２２をオフにして、周波数発生器９からのインプットキャプチャ１０を介して計測したデジタルデータをＲＡＭ３内に設けたＣＡＰ２１に保存する（Ｓ１４）。
【００２０】
そして、簡易構成ｂでの比較は、仮の一つのスイッチ電極でのオン／オフの判断を行う。Ｓ２１で、ｂａｓｅ２１とｃａｐ２１との差分がｒｏｍ４に保存している閾値ｔ２１未満ならば、操作者の手が非常に離れている状態と判断し、スイッチ電極５のオフ（ｓ２８）と、スイッチ電極６のオフ（Ｓ２９）の情報を送信部７より出力し、ｓ１０に戻る。
【００２１】
ｓ２１で閾値ｔ２１以上ならば、ｓ１９に進み、簡易構成Ａでの２つのスイッチ電極のデジタルデータの差分の大小比較を行う。ｓ１９では、ｂａｓｅ１１とｃａｐ１１との差分がｂａｓｅ１１とｃａｐ１１との差分以上ならば、スイッチ電極５のオフ（Ｓ３０）と、スイッチ電極６のオン（Ｓ３１）の情報を送信部７より出力し、ｓ１０に戻る。ｓ１９で、ｂａｓｅ１１とｃａｐ１１との差分がｂａｓｅ１１とｃａｐ１１との差分未満ならば、スイッチ電極５のオン（Ｓ３２）と、スイッチ電極６のオフ（Ｓ３３）の情報を送信部７より出力し、ｓ１０に戻る。
以上のフローチャートに沿って制御を行う。
【００２２】
本発明は、複数のスイッチ電極と複数のアナログスイッチを配置している。マイクロプロセッサであるＣＰＵおよびソフトウェアによるアナログスイッチを制御し、各スイッチ電極との接続、スイッチ電極間の接続を変更する。まず、アナログスイッチを制御して、スイッチ電極間を接続し、本装置に、操作者の手が近づいているかを判断するために静電容量を周波数生成部で周波数に変換し、前記周波数をインプットキャプチャでデジタルデータとして計測する。デジタルデータの変化が小さく、離れていると判断した場合は、全てのスイッチ電極のオフ情報を出力する。デジタルデータの変化が大きく、近づいていると判断した場合は、スイッチ電極間の接続を分離し、どのスイッチ電極に近いかを、各スイッチ電極のデジタルデータを計測し、デジタルデータの変化が一番大きいスイッチ電極をオンとし、その他のスイッチ電極をオフとするスイッチ情報を出力することができる。
尚、各スイッチ電極の面積や材質が異なる場合は、計測したデジタルデータに倍率やオフセットを用いて調整することもできる。
【実施例１】
【００２３】
本実施例の静電容量方式を用いた入力装置は、接触、非接触で手の位置を検出するための面積が同じスイッチ電極４個（以下スイッチ電極５、スイッチ電極６、スイッチ電極１０５およびスイッチ電極１０６とする）有し、スイッチ電極５とスイッチ電極６とスイッチ電極１０５とスイッチ電極１０６の隙間をあけ並べて２行２列に配置し、スイッチ電極５とスイッチ電極６とスイッチ電極１０５とスイッチ電極１０６を選択するためのアナログスイッチＡＳＷ２１、ＡＳＷ２２、ＡＳＷ２３、ＡＳＷ２４、ＡＳＷ３１、ＡＳＷ３２、ＡＳＷ３３、ＡＳＷ３４及びアナログスイッチを制御する選択器８、コンデンサｃと抵抗ｒ（図示せず。）とで形成された周波数を生成する周波数発生器９、周波数発生器９で得られた周波数の個数を計りデジタルデータに変換するインプットキャプチャ１０、インプットキャプチャ１０で生成されたデジタルデータを格納するｒａｍ３、ｅｅｐｒｏｍ４及びプログラムが格納されたｒｏｍ２、制御を行うマイクロプロセッサであるｃｐｕ１、スイッチのオン／オフの状態を他の装置、例えばパソコン（図示せず）へ転送する送信部１１を装備している。また、ＲＡＭ３には、デジタルデータを保存するＢＡＳＥ１１、ＢＡＳＥ１２、ＢＡＳＥ１３、ＢＡＳＥ１４、ＢＡＳＥ２１、ｃａｐ１１、ｃａｐ１２、ｃａｐ１３、ｃａｐ１４、ｃａｐ２１を配置している（図示せず）。
また、アナログスイッチａｓｗ２１とスイッチ電極５と接続、アナログスイッチａｓｗ２２とスイッチ電極６と接続、アナログスイッチａｓｗ２３とスイッチ電極１０５と接続、アナログスイッチａｓｗ２４とスイッチ電極１０６と接続している。ｃｐｕ１は、スイッチ電極５とスイッチ電極６との接続をアナログスイッチａｓｗ３１で制御し、スイッチ電極５とスイッチ電極１０５との接続をアナログスイッチａｓｗ３２で制御し、スイッチ電極６とスイッチ電極１０６との接続をアナログスイッチａｓｗ３３で制御し、スイッチ電極１０５とスイッチ電極１０６との接続をアナログスイッチａｓｗ３４で制御する。
また、操作者の手の状況に応じた回路構成からのデジタルデータの選択を行う。図６、図７には、図５のアナログスイッチを制御した２つの簡易構成を示している。
【００２４】
まず、簡易構成Ｅについて、図５、図７を用いて述べる。簡易構成Ｅは、本装置に、操作者の手が近づいているかを判断するために、個々のスイッチ電極を接続したときのデジタルデータを計測する。
【００２５】
この構成ｅは、アナログスイッチＡＳＷ３１〜３４をオンにする。そして、アナログスイッチＡＳＷ２１をオンし、ＡＳＷ２２〜２４をオフにして、スイッチ電極５とスイッチ電極６とスイッチ電極１０５とスイッチ電極１０６を接続した状態で、一つのスイッチ電極として手との静電容量を周波数発生９とインプットキャプチャ１０を介してデジタルデータを計測する。
ｂａｓｅ２１とｃａｐ２１の差がＴ２１の値未満のときには、簡易構成Ｄに進む。
次に、簡易構成ｄについて、図５、図６を用いて述べる。簡易構成ｄは、操作者の手が一つのスイッチ電極に近づいたと判断した場合、スイッチ電極を分離して、個々のスイッチ電極のデジタルデータを計測する。
【００２６】
ここで、図８、図９のフローチャートを用いて説明する。
まず、簡易構成ｄでの初期化を行う。ＣＰＵ１は、アナログスイッチＡＳＷ３１〜３４をオフにする（Ｓ１０１）。そして、アナログスイッチＡＳＷ２１をオンにし、その他のアナログスイッチＡＳＷ２２、２３、２４をオフにして、周波数発生器９からのインプットキャプチャ１０を介して計測したデジタルデータをＲＡＭ３内に設けたＢＡＳＥ１１に保存する。同様に、アナログスイッチＡＳＷ２２〜２４を順番にオンにし、オン以外のその他のアナログスイッチＡＳＷ２１〜２４をオフにして、周波数発生器９からのインプットキャプチャ１０を介して計測したデジタルデータをＲＡＭ３内に設けたＢＡＳＥ１２〜１４に保存する（Ｓ１０２）。
次に、簡易構成Ｅでの初期化を行う。ＣＰＵ１は、アナログスイッチＡＳＷ３１〜３４をオンにする（Ｓ１０３）。そして、アナログスイッチＡＳＷ２１をオンにし、アナログスイッチＡＳＷ２２、２３、２４をオフにして、周波数発生器９からのインプットキャプチャ１０を介して計測したデジタルデータをＲＡＭ３内に設けたＢＡＳＥ２１に保存する（Ｓ１０４）。
以上の、Ｓ１０１からＳ１０４は、初期化プログラムである。
【００２７】
以降がメインプログラムである。
まず、簡易構成Ｄでの計測を行う。ＣＰＵ１は、アナログスイッチＡＳＷ３１〜３４をオフにする（Ｓ１１０）。そして、アナログスイッチＡＳＷ２１をオンにし、その他のアナログスイッチＡＳＷ２２、２３、２４をオフにして、周波数発生器９からのインプットキャプチャ１０を介して計測したデジタルデータをＲＡＭ３内に設けたＣＡＰ１１に保存する。同様に、アナログスイッチＡＳＷ２２〜２４を順番にオンにし、オン以外のその他のアナログスイッチＡＳＷ２１〜２４をオフにして、周波数発生器９からのインプットキャプチャ１０を介して計測したデジタルデータをＲＡＭ３内に設けたＣＡＰ１２〜１４に保存する（Ｓ１１１）。
次に、簡易構成Ｅでの計測を行う。ＣＰＵ１は、アナログスイッチＡＳＷ３１〜３４をオンにする（Ｓ１１２）。そして、アナログスイッチＡＳＷ２１をオンにし、アナログスイッチＡＳＷ２２、２３、２４をオフにして、周波数発生器９からのインプットキャプチャ１０を介して計測したデジタルデータをＲＡＭ３内に設けたＣＡＰ２１に保存する。（Ｓ１１３）。
【００２８】
そして、簡易構成Ｅでの比較は、仮の一つのスイッチ電極のオン／オフの判断を行う。
Ｓ１２３では、ｂａｓｅ２１とｃａｐ２１との差分がｒｏｍ４に保存している閾値ｔ２１未満ならば、操作者の手が非常に離れている状態と判断し、スイッチ電極５、６、１０５、１０６のオフ（Ｓ１２７）の情報を送信部７より出力し、ｓ１１０に戻る。
【００２９】
ｓ１２３で閾値ｔ２１以上ならば、ｓ１５０に進み、簡易構成Ｄでの４つのスイッチ電極のデジタルデータの差分の中から一番大きなものを選択する。そして、ｂａｓｅ１１とｃａｐ１１との差分が一番大きい場合（Ｓ１５１）には、スイッチ電極５のオン、スイッチ電極６、１０５、１０６のオフの情報を送信部７より出力し（Ｓ１５４）、ｓ１１０に戻る。同様に、ｂａｓｅ１２とｃａｐ１２との差分が一番大きい場合（Ｓ１５２）には、スイッチ電極６のオン、スイッチ電極５、１０５、１０６のオフの情報を送信部７より出力し（Ｓ１５５）、ｓ１１０に戻る。同様に、ｂａｓｅ１３とｃａｐ１３との差分が一番大きい場合（Ｓ１５３）には、スイッチ電極１０５のオン、スイッチ電極５、６、１０６のオフの情報を送信部７より出力し（Ｓ１５６）、ｓ１１０に戻る。同様に、ｂａｓｅ１４とｃａｐ１４との差分が一番大きい場合には、スイッチ電極１０６のオン、スイッチ電極５、６、１０５のオフの情報を送信部７より出力し（Ｓ１５７）、ｓ１１０に戻る。
【００３０】
以上のような制御方法を用いることにより、操作者の手とスイッチ電極間の距離が遠いときの入力が可能になる。
【符号の説明】
【００３１】
１ ＣＰＵ
２ ＲＯＭ
３ ＲＡＭ
４ ＥＥＰＲＯＭ
５ スイッチ電極
６ スイッチ電極
７ 送信部
８ 選択器
９ 周波数発生器
１０ インプットキャプチャ
１１ アナログスイッチ
１２ アナログスイッチ
１３ アナログスイッチ
１４ アナログスイッチ
２１ アナログスイッチ
２２ アナログスイッチ
２３ アナログスイッチ
２４ アナログスイッチ
３１ アナログスイッチ
３２ アナログスイッチ
３３ アナログスイッチ
３４ アナログスイッチ
１０５ スイッチ電極
１０６ スイッチ電極
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力方式に静電容量結合方式を利用した入力装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年では、不特定多数の人が利用するエレベータ、自販機、発券機などのスイッチでは、病気感染の可能性があり、スイッチに接触しないで入力を要望する操作者がいる一方、確実にスイッチに接触して操作を行いたいという操作者もいる。
【０００３】
従来、非接触型入力裝置、接触型入力装置として、静電容量結合方式を利用したタッチスイッチを設けた入力装置が知られ、静電容量結合方式を利用したタッチスイッチは、スイッチ電極をスイッチと規定し、指または手がそのスイッチ電極に近づいたことを検出するものであり、スイッチのオン／オフを検出するデジタル入力装置である。
【０００４】
非接触型、接触型のタッチスイッチ装置として、近接する物体（例えば、操作者の手または指）とタッチスイッチ装置との距離が遠いときには、タッチスイッチ裝置に設けられている複数のスイッチ電極を共通に接続し、複数の電極によって静電容量を高感度に検出する。また、物体（例えば、操作者の手または指）とタッチスイッチ装置の距離が近いときには、タッチスイッチ裝置に設けられている複数のスイッチ電極をそれぞれ電気的に分離した接続状態に接続し、操作者が選択可能なスイッチ数を増加させるようにして、スイッチ電極の面積を制御し、検知感度を調整するような提案がなされている（特開２００７−１８８１１号公報 参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２００７−１８８１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この特許文献では、操作者の手とスイッチ装置との距離が遠いときに、タッチスイッチ裝置に設けられている複数のスイッチ電極を接続し、仮の１つのスイッチ電極として、静電容量を計測し、操作者の手が近づき、第１の閾値を超えたときには、仮の１つのスイッチ電極を分離して、複数のスイッチ電極にして、各スイッチ電極の静電容量を計測し、計測した各スイッチ電極の静電容量と第２の閾値とを比較し、超えたときにはスイッチのオフ、さらに、計測した各スイッチ電極の静電容量を第３の閾値とを比較し、超えたときにはスイッチをオンにしていた。しかしながら、操作者の手とスイッチ装置との距離が遠い状態で、かつ、第1の閾値を超えたときの状態では、手が近づいたことは認識するが、更に近づいて第２、第３の閾値の判断ができるようになるまでは、個々のスイッチのＯＮ，ＯＦＦができなかった。
分離した複数のスイッチ電極の計測した静電容量は小さく、第２の閾値を越えなければ、さらに、第３の閾値と比較できず、スイッチのオンが行えなかった。
本発明は、上述した従来の問題点を考慮してなされたものであり、操作者の手が近づいたときに入力が行え、特に、操作者の手とスイッチ電極間の距離が遠いときに入力できる静電容量結合方式を利用したタッチスイッチ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】
ＰＥＴフィルム上またはポリイミドフィルム上に銀ペーストの導電体を印刷した均一な抵抗体からなるスイッチ電極、またはＩＴＯフィルム（酸化インジウムスズ）をエッチング処理して形成した抵抗体からなる複数のスイッチ電極を有する静電容量結合方式タッチスイッチ装置において、前記複数のスイッチ電極間の接続を切換える第１の切換器と、複数のスイッチ電極を切換える第２の切換器と、第２の切換器を介して複数のスイッチ電極と接続するコンデンサと抵抗とで周波数を生成する周波数生成部と、該周波数生成部で生成された周波数を読み取るインプットキャプチャと、該インプットキャプチャで読み取った周波数をデジタルデータとして格納するメモリ部と、マイクロプロセッサであるＣＰＵおよび制御するプログラムを格納したＲＯＭとからなり、前記ＣＰＵが、前記第１の切換器と前記第２の切換器を制御し、複数のスイッチ電極間を接続して、一つの仮のスイッチ電極と成し、操作者の手と仮のスイッチ電極間の静電容量の変化を、前記周波数生成部で周波数に変換し、前記周波数をインプットキャプチャでデジタルデータとし、該デジタルデータが閾値以上では、前記第１の切換器と前記第２の切換器を制御して、複数のスイッチ電極間を分離し、複数のスイッチ電極のデジタルデータを順次計測し、前記ＣＰＵが該順次計測したデジタルデータの大小の判定によって、前記スイッチ電極のオン／オフを判断することを特徴とする静電容量結合方式タッチスイッチ装置を提案するものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、マイクロプロセッサであるＣＰＵとソフトウェアにより、複数のアナログスイッチと複数のスイッチ電極との接続の組み合わせを制御し、操作者の手がスイッチ電極に近づいたときの入力が行え、特に、操作者の手とスイッチ電極間の距離が遠いときのスイッチ入力を可能にする入力装置を提供する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】静電容量結合方式２スイッチの構成図
【図２】簡易構成図Ａ
【図３】簡易構成図Ｂ
【図４】フローチャート
【図５】静電容量結合方式４スイッチの構成図
【図６】簡易構成図Ｄ
【図７】簡易構成図Ｅ
【図８】フローチャート
【図９】フローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面に従って、本発明に係る入力装置の実施の形態について説明する。
本発明で、２個のスイッチ電極を用いた場合の例とした構成を図１に示す。本発明の静電容量方式を用いた入力装置は、接触、非接触で手の位置を検出するためのスイッチ電極２個（以下スイッチ電極５およびスイッチ電極６とする。）有し、スイッチ電極５とスイッチ電極６の隙間をあけ並べて配置し、スイッチ電極５とスイッチ電極６を選択するため切換器、例えば、アナログスイッチＡＳＷ２１、２２、３１及びアナログスイッチを制御する選択器８、コンデンサｃと抵抗ｒ（図示せず。）とで形成された周波数を生成する周波数発生器９、周波数発生器９で得られた周波数をこの周波数より速い既知のクロック（図示せず）で個数を計りデジタルデータに変換するインプットキャプチャ１０、インプットキャプチャ１０で生成されたデジタルデータを格納するｒａｍ３、ｅｅｐｒｏｍ４及びプログラムが格納されたｒｏｍ２、制御を行うマイクロプロセッサであるｃｐｕ１、スイッチのオン／オフの状態を他の装置（図示せず）へ転送する送信部７を装備している。また、ＲＡＭ３には、デジタルデータを保存するＢＡＳＥ１１、ＢＡＳＥ１２、ＢＡＳＥ２１、ｃａｐ１１、ｃａｐ１２、ｃａｐ２１を配置している（図示せず）。
スイッチ電極５および６は、ＰＥＴフィルム上またはポリイミドフィルムの領域に銀ペースト等の導電体を印刷した均一な抵抗体、またはＩＴＯフィルム（酸化インジウムスズ）をエッチング処理して形成した均一な抵抗体である。スイッチ電極５および６の面積は、同じ大きさが好ましいが、違う大きさでもかまわない。
また、操作者の手の状況に応じた回路構成からのデジタルデータの選択を行う。図２、図３には、図１のアナログスイッチを制御した２つの回路構成を示している。
【００１１】
まず、簡易構成Ｂについて、図１、図３を用いて述べる。簡易構成Ｂは、本装置に、操作者の手が近づいているかを判断するために、個々のスイッチ電極を接続したときのデジタルデータを計測する。
【００１２】
この構成Ｂは、アナログスイッチＡＳＷ３１をオンにする。そして、アナログスイッチＡＳＷ２１をオン、ａｓｗ２２をオフにして、スイッチ電極５とスイッチ電極６を接続した状態で、一つのスイッチ電極としてデジタルデータを計測する。これにより、手と１つの電極の個々で形成する静電容量を同じとした場合に対して、接続して一つの電極として面積を大きくすることにより、同じ静電容量を検出するときには、手と電極間の距離を長くすることができる。操作者の手の導電体がスイッチ電極５、６に近づくにつれ、手とスイッチ電極５、６の間の静電容量が増加し、発振周波数が変化する。一般にコンデンサＣと抵抗Ｒとで形成された周波数発生器９の発振周波数は、コンデンサの静電容量Ｃと抵抗の電気抵抗値Ｒを用いて表され式ｆ＝１．４４／（Ｃ＊Ｒ）に比例する。手がスイッチ電極５、６に近づくと、手とスイッチ電極５、６で挟んだ平行板コンデンサが形成される。このコンデンサの容量は、手がスイッチ電極５、６に近づくほど大きくなる。このため、発振周波数は手がスイッチ電極５、６に近づくほど周波数は遅くなる。電源を入れたときの計測開始時に、手が接触、非接触していない状態でのインプットキャプチャ１０で読まれたデジタルデータをＢＡＳＥ２１としてｒａＭ３に格納し、計測中はデジタルデータをｃａｐ２１に格納する。
【００１３】
スイッチ電極５、６の上で手を検出できる距離（高さ）を決めるには、前記のインプットキャプチャ１０で読まれたデジタルデータを元に、スイッチ電極５、６より手を検出できる距離（高さ）を予め測定し、ＥＥＰＲＯＭ４内に閾値データＴ２１として格納する。距離（高さ）の閾値データＴ２１と設定したとき、前記で読まれたｂａｓｅ２１とｃａｐ２１の差がＴ２１の値未満であれば、スイッチ電極５、６の上に手がないと判断しスイッチ電極５、６のオフの情報を送信部７から出力し、計測を続ける。
ｂａｓｅ２１とｃａｐ２１の差がＴ２１の値以上のときには、簡易構成Ａに進む。
次に、簡易構成Ａについて、図１、図２を用いて述べる。簡易構成Ａは、操作者の手が一つのスイッチ電極に近づいたと判断した場合、スイッチ電極を分離して、個々にスイッチ電極のデジタルデータを計測する。
【００１４】
この構成Ａは、アナログスイッチＡＳＷ３１をオフにする。そして、アナログスイッチＡＳＷ２１をオン、ａｓｗ２２をオフにして、スイッチ電極５のデジタルデータを計測する。操作者の手である導電体がスイッチ電極５に近づくにつれ、手とスイッチ電極５の間の静電容量が増加し、発振周波数が変化する。一般にコンデンサＣと抵抗Ｒとで形成された周波数発生器９の発振周波数は、コンデンサの静電容量Ｃと抵抗の電気抵抗値Ｒを用いて表され式ｆ＝１．４４／（Ｃ＊Ｒ）に比例する。手がスイッチ電極５に近づくと、手とスイッチ電極５で挟んだ平行板コンデンサが形成される。このコンデンサの容量は、手がスイッチ電極５に近づくほど大きくなる。このため、発振周波数は手がスイッチ電極５に近づくほど周波数は遅くなる。電源を入れたときの計測開始時に、手が接触、非接触していない状態でのインプットキャプチャ１０で読まれたデジタルデータをＢＡＳＥ１１としてｒａＭ３に格納し、計測中はデジタルデータをｃａｐ１１としてｒａｍ３に格納する。
【００１５】
同様に、構成Ａにおいて、アナログスイッチＡＳＷ３１をオフにする。そして、アナログスイッチＡＳＷ２２をオン、ａｓｗ２１をオフにして、スイッチ電極６のデジタルデータを計測する。源を入れたときの計測開始時に、手が接触、非接触していない状態でのインプットキャプチャ１０で読まれたデジタルデータをＢＡＳＥ１２としてｒａＭ３に格納し、計測中はデジタルデータをｃａｐ１２としてｒａｍ３に格納する。
【００１６】
そして、ｂａｓｅ１１とｃａｐ１１の差がｂａｓｅ１２とｃａｐ１２の差以上の時には、スイッチ電極５のオン、スイッチ電極６のオフの情報を送信部７から出力し、それ以外のときには、スイッチ電極５のオフ、スイッチ電極６のオンの情報を送信部７から出力する。
そして、簡易構成Ｂに戻る。
【００１７】
簡易構成Ａ、Ｂを用いることにより、複数のスイッチ電極に対して、操作者の手が、本装置に近づいたときに入力が行え、特に、操作者の手とスイッチ電極間の距離が遠いときのスイッチ入力が行える。
【００１８】
ここで、図４のフローチャートを用いて説明する。まず、簡易構成ａでの初期化を行う。
ＣＰＵ１は、アナログスイッチＡＳＷ３１をオフにする（Ｓ１）。そして、アナログスイッチＡＳＷ２１をオンにし、アナログスイッチＡＳＷ２２をオフにして、周波数発生器９からのインプットキャプチャ１０を介して計測したデジタルデータをＲＡＭ３内に設けたＢＡＳＥ１１に保存する（Ｓ２）。同様に、アナログスイッチＡＳＷ２１をオフにし、アナログスイッチＡＳＷ２２をオンにして、周波数発生器９からのインプットキャプチャ１０を介して計測したデジタルデータをＲＡＭ３内に設けたＢＡＳＥ１２に保存する（Ｓ３）。
次に、簡易構成ｂでの初期化を行う。ＣＰＵ１は、アナログスイッチＡＳＷ３１をオンにする（Ｓ４）。そして、アナログスイッチＡＳＷ２１をオンにし、アナログスイッチＡＳＷ２２をオフにして、周波数発生器９からのインプットキャプチャ１０を介して計測したデジタルデータをＲＡＭ３内に設けたＢＡＳＥ２１に保存する（Ｓ５）。
以上の、Ｓ１からＳ５は、初期化のプログラムである。
【００１９】
以降がメインのプログラムである。
まず、簡易構成ａでの計測を行う。ＣＰＵ１は、アナログスイッチＡＳＷ３１をオフにする（Ｓ１０）。そして、アナログスイッチＡＳＷ２１をオンにし、アナログスイッチＡＳＷ２２をオフにして、周波数発生器９からのインプットキャプチャ１０を介して計測したデジタルデータをＲＡＭ３内に設けたＣＡＰ１１に保存する（Ｓ１１）。同様に、アナログスイッチＡＳＷ２１をオフにし、アナログスイッチＡＳＷ２２をオンにして、周波数発生器９からのインプットキャプチャ１０を介して計測したデジタルデータをＲＡＭ３内に設けたＣＡＰ１２に保存する（Ｓ１２）。
次に、簡易構成ｂでの計測を行う。ＣＰＵ１は、アナログスイッチＡＳＷ３１をオンにする（Ｓ１３）。そして、アナログスイッチＡＳＷ２１をオンにし、アナログスイッチＡＷＳ２２をオフにして、周波数発生器９からのインプットキャプチャ１０を介して計測したデジタルデータをＲＡＭ３内に設けたＣＡＰ２１に保存する（Ｓ１４）。
【００２０】
そして、簡易構成ｂでの比較は、仮の一つのスイッチ電極でのオン／オフの判断を行う。Ｓ２１で、ｂａｓｅ２１とｃａｐ２１との差分がｒｏｍ４に保存している閾値ｔ２１未満ならば、操作者の手が非常に離れている状態と判断し、スイッチ電極５のオフ（ｓ２８）と、スイッチ電極６のオフ（Ｓ２９）の情報を送信部７より出力し、ｓ１０に戻る。
【００２１】
ｓ２１で閾値ｔ２１以上ならば、ｓ１９に進み、簡易構成Ａでの２つのスイッチ電極のデジタルデータの差分の大小比較を行う。ｓ１９では、ｂａｓｅ１１とｃａｐ１１との差分がｂａｓｅ１１とｃａｐ１１との差分以上ならば、スイッチ電極５のオフ（Ｓ３０）と、スイッチ電極６のオン（Ｓ３１）の情報を送信部７より出力し、ｓ１０に戻る。ｓ１９で、ｂａｓｅ１１とｃａｐ１１との差分がｂａｓｅ１１とｃａｐ１１との差分未満ならば、スイッチ電極５のオン（Ｓ３２）と、スイッチ電極６のオフ（Ｓ３３）の情報を送信部７より出力し、ｓ１０に戻る。
以上のフローチャートに沿って制御を行う。
【００２２】
本発明は、複数のスイッチ電極と複数のアナログスイッチを配置している。マイクロプロセッサであるＣＰＵおよびソフトウェアによるアナログスイッチを制御し、各スイッチ電極との接続、スイッチ電極間の接続を変更する。まず、アナログスイッチを制御して、スイッチ電極間を接続し、本装置に、操作者の手が近づいているかを判断するために静電容量を周波数生成部で周波数に変換し、前記周波数をインプットキャプチャでデジタルデータとして計測する。デジタルデータの変化が小さく、離れていると判断した場合は、全てのスイッチ電極のオフ情報を出力する。デジタルデータの変化が大きく、近づいていると判断した場合は、スイッチ電極間の接続を分離し、どのスイッチ電極に近いかを、各スイッチ電極のデジタルデータを計測し、デジタルデータの変化が一番大きいスイッチ電極をオンとし、その他のスイッチ電極をオフとするスイッチ情報を出力することができる。
尚、各スイッチ電極の面積や材質が異なる場合は、計測したデジタルデータに倍率やオフセットを用いて調整することもできる。
【実施例１】
【００２３】
本実施例の静電容量方式を用いた入力装置は、接触、非接触で手の位置を検出するための面積が同じスイッチ電極４個（以下スイッチ電極５、スイッチ電極６、スイッチ電極１０５およびスイッチ電極１０６とする）有し、スイッチ電極５とスイッチ電極６とスイッチ電極１０５とスイッチ電極１０６の隙間をあけ並べて２行２列に配置し、スイッチ電極５とスイッチ電極６とスイッチ電極１０５とスイッチ電極１０６を選択するためのアナログスイッチＡＳＷ２１、ＡＳＷ２２、ＡＳＷ２３、ＡＳＷ２４、ＡＳＷ３１、ＡＳＷ３２、ＡＳＷ３３、ＡＳＷ３４及びアナログスイッチを制御する選択器８、コンデンサｃと抵抗ｒ（図示せず。）とで形成された周波数を生成する周波数発生器９、周波数発生器９で得られた周波数の個数を計りデジタルデータに変換するインプットキャプチャ１０、インプットキャプチャ１０で生成されたデジタルデータを格納するｒａｍ３、ｅｅｐｒｏｍ４及びプログラムが格納されたｒｏｍ２、制御を行うマイクロプロセッサであるｃｐｕ１、スイッチのオン／オフの状態を他の装置、例えばパソコン（図示せず）へ転送する送信部１１を装備している。また、ＲＡＭ３には、デジタルデータを保存するＢＡＳＥ１１、ＢＡＳＥ１２、ＢＡＳＥ１３、ＢＡＳＥ１４、ＢＡＳＥ２１、ｃａｐ１１、ｃａｐ１２、ｃａｐ１３、ｃａｐ１４、ｃａｐ２１を配置している（図示せず）。
また、アナログスイッチａｓｗ２１とスイッチ電極５と接続、アナログスイッチａｓｗ２２とスイッチ電極６と接続、アナログスイッチａｓｗ２３とスイッチ電極１０５と接続、アナログスイッチａｓｗ２４とスイッチ電極１０６と接続している。ｃｐｕ１は、スイッチ電極５とスイッチ電極６との接続をアナログスイッチａｓｗ３１で制御し、スイッチ電極５とスイッチ電極１０５との接続をアナログスイッチａｓｗ３２で制御し、スイッチ電極６とスイッチ電極１０６との接続をアナログスイッチａｓｗ３３で制御し、スイッチ電極１０５とスイッチ電極１０６との接続をアナログスイッチａｓｗ３４で制御する。
また、操作者の手の状況に応じた回路構成からのデジタルデータの選択を行う。図６、図７には、図５のアナログスイッチを制御した２つの簡易構成を示している。
【００２４】
まず、簡易構成Ｅについて、図５、図７を用いて述べる。簡易構成Ｅは、本装置に、操作者の手が近づいているかを判断するために、個々のスイッチ電極を接続したときのデジタルデータを計測する。
【００２５】
この構成ｅは、アナログスイッチＡＳＷ３１〜３４をオンにする。そして、アナログスイッチＡＳＷ２１をオンし、ＡＳＷ２２〜２４をオフにして、スイッチ電極５とスイッチ電極６とスイッチ電極１０５とスイッチ電極１０６を接続した状態で、一つのスイッチ電極として手との静電容量を周波数発生９とインプットキャプチャ１０を介してデジタルデータを計測する。
ｂａｓｅ２１とｃａｐ２１の差がＴ２１の値未満のときには、簡易構成Ｄに進む。
次に、簡易構成ｄについて、図５、図６を用いて述べる。簡易構成ｄは、操作者の手が一つのスイッチ電極に近づいたと判断した場合、スイッチ電極を分離して、個々のスイッチ電極のデジタルデータを計測する。
【００２６】
ここで、図８、図９のフローチャートを用いて説明する。
まず、簡易構成ｄでの初期化を行う。ＣＰＵ１は、アナログスイッチＡＳＷ３１〜３４をオフにする（Ｓ１０１）。そして、アナログスイッチＡＳＷ２１をオンにし、その他のアナログスイッチＡＳＷ２２、２３、２４をオフにして、周波数発生器９からのインプットキャプチャ１０を介して計測したデジタルデータをＲＡＭ３内に設けたＢＡＳＥ１１に保存する。同様に、アナログスイッチＡＳＷ２２〜２４を順番にオンにし、オン以外のその他のアナログスイッチＡＳＷ２１〜２４をオフにして、周波数発生器９からのインプットキャプチャ１０を介して計測したデジタルデータをＲＡＭ３内に設けたＢＡＳＥ１２〜１４に保存する（Ｓ１０２）。
次に、簡易構成Ｅでの初期化を行う。ＣＰＵ１は、アナログスイッチＡＳＷ３１〜３４をオンにする（Ｓ１０３）。そして、アナログスイッチＡＳＷ２１をオンにし、アナログスイッチＡＳＷ２２、２３、２４をオフにして、周波数発生器９からのインプットキャプチャ１０を介して計測したデジタルデータをＲＡＭ３内に設けたＢＡＳＥ２１に保存する（Ｓ１０４）。
以上の、Ｓ１０１からＳ１０４は、初期化プログラムである。
【００２７】
以降がメインプログラムである。
まず、簡易構成Ｄでの計測を行う。ＣＰＵ１は、アナログスイッチＡＳＷ３１〜３４をオフにする（Ｓ１１０）。そして、アナログスイッチＡＳＷ２１をオンにし、その他のアナログスイッチＡＳＷ２２、２３、２４をオフにして、周波数発生器９からのインプットキャプチャ１０を介して計測したデジタルデータをＲＡＭ３内に設けたＣＡＰ１１に保存する。同様に、アナログスイッチＡＳＷ２２〜２４を順番にオンにし、オン以外のその他のアナログスイッチＡＳＷ２１〜２４をオフにして、周波数発生器９からのインプットキャプチャ１０を介して計測したデジタルデータをＲＡＭ３内に設けたＣＡＰ１２〜１４に保存する（Ｓ１１１）。
次に、簡易構成Ｅでの計測を行う。ＣＰＵ１は、アナログスイッチＡＳＷ３１〜３４をオンにする（Ｓ１１２）。そして、アナログスイッチＡＳＷ２１をオンにし、アナログスイッチＡＳＷ２２、２３、２４をオフにして、周波数発生器９からのインプットキャプチャ１０を介して計測したデジタルデータをＲＡＭ３内に設けたＣＡＰ２１に保存する。（Ｓ１１３）。
【００２８】
そして、簡易構成Ｅでの比較は、仮の一つのスイッチ電極のオン／オフの判断を行う。
Ｓ１２３では、ｂａｓｅ２１とｃａｐ２１との差分がｒｏｍ４に保存している閾値ｔ２１未満ならば、操作者の手が非常に離れている状態と判断し、スイッチ電極５、６、１０５、１０６のオフ（Ｓ１２７）の情報を送信部７より出力し、ｓ１１０に戻る。
【００２９】
ｓ１２３で閾値ｔ２１以上ならば、ｓ１５０に進み、簡易構成Ｄでの４つのスイッチ電極のデジタルデータの差分の中から一番大きなものを選択する。そして、ｂａｓｅ１１とｃａｐ１１との差分が一番大きい場合（Ｓ１５１）には、スイッチ電極５のオン、スイッチ電極６、１０５、１０６のオフの情報を送信部７より出力し（Ｓ１５４）、ｓ１１０に戻る。同様に、ｂａｓｅ１２とｃａｐ１２との差分が一番大きい場合（Ｓ１５２）には、スイッチ電極６のオン、スイッチ電極５、１０５、１０６のオフの情報を送信部７より出力し（Ｓ１５５）、ｓ１１０に戻る。同様に、ｂａｓｅ１３とｃａｐ１３との差分が一番大きい場合（Ｓ１５３）には、スイッチ電極１０５のオン、スイッチ電極５、６、１０６のオフの情報を送信部７より出力し（Ｓ１５６）、ｓ１１０に戻る。同様に、ｂａｓｅ１４とｃａｐ１４との差分が一番大きい場合には、スイッチ電極１０６のオン、スイッチ電極５、６、１０５のオフの情報を送信部７より出力し（Ｓ１５７）、ｓ１１０に戻る。
【００３０】
以上のような制御方法を用いることにより、操作者の手とスイッチ電極間の距離が遠いときの入力が可能になる。
【符号の説明】
【００３１】
１ ＣＰＵ
２ ＲＯＭ
３ ＲＡＭ
４ ＥＥＰＲＯＭ
５ スイッチ電極
６ スイッチ電極
７ 送信部
８ 選択器
９ 周波数発生器
１０ インプットキャプチャ
１１ アナログスイッチ
１２ アナログスイッチ
１３ アナログスイッチ
１４ アナログスイッチ
２１ アナログスイッチ
２２ アナログスイッチ
２３ アナログスイッチ
２４ アナログスイッチ
３１ アナログスイッチ
３２ アナログスイッチ
３３ アナログスイッチ
３４ アナログスイッチ
１０５ スイッチ電極
１０６ スイッチ電極
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＰＥＴフィルム上またはポリイミドフィルム上に銀ペーストの導電体を印刷した均一な抵抗体からなるスイッチ電極、またはＩＴＯフィルム（酸化インジウムスズ）をエッチング処理して形成した抵抗体からなる複数のスイッチ電極を有する静電容量結合方式タッチスイッチ装置において、前記複数のスイッチ電極間の接続を切換える第１の切換器と、複数のスイッチ電極を切換える第２の切換器と、第２の切換器を介して複数のスイッチ電極と接続するコンデンサと抵抗とで周波数を生成する周波数生成部と、該周波数生成部で生成された周波数を読み取るインプットキャプチャと、該インプットキャプチャで読み取った周波数をデジタルデータとして格納するメモリ部と、マイクロプロセッサであるＣＰＵおよび制御するプログラムを格納したＲＯＭとからなり、前記ＣＰＵが、前記第１の切換器と前記第２の切換器を制御し、複数のスイッチ電極間を接続して、一つの仮のスイッチ電極と成し、操作者の手と仮のスイッチ電極間の静電容量の変化を、前記周波数生成部で周波数に変換し、前記周波数をインプットキャプチャでデジタルデータとし、該デジタルデータが閾値以上では、前記第１の切換器と前記第２の切換器を制御して、複数のスイッチ電極間を分離し、複数のスイッチ電極のデジタルデータを順次計測し、前記ＣＰＵが該順次計測したデジタルデータの大小の判定によって、前記スイッチ電極のオン／オフを判断することを特徴とする静電容量結合方式タッチスイッチ装置。
【請求項１】
ＰＥＴフィルム上またはポリイミドフィルム上に銀ペーストの導電体を印刷した均一な抵抗体からなるスイッチ電極、またはＩＴＯフィルム（酸化インジウムスズ）をエッチング処理して形成した抵抗体からなる複数のスイッチ電極を有する静電容量結合方式タッチスイッチ装置において、前記複数のスイッチ電極間の接続を切換える第１の切換器と、複数のスイッチ電極を切換える第２の切換器と、第２の切換器を介して複数のスイッチ電極と接続するコンデンサと抵抗とで周波数を生成する周波数生成部と、該周波数生成部で生成された周波数を読み取るインプットキャプチャと、該インプットキャプチャで読み取った周波数をデジタルデータとして格納するメモリ部と、マイクロプロセッサであるＣＰＵおよび制御するプログラムを格納したＲＯＭとからなり、前記ＣＰＵが、前記第１の切換器と前記第２の切換器を制御し、複数のスイッチ電極間を接続して、一つの仮のスイッチ電極と成し、操作者の手と仮のスイッチ電極間の静電容量の変化を、前記周波数生成部で周波数に変換し、前記周波数をインプットキャプチャでデジタルデータとし、該デジタルデータが閾値以上では、前記第１の切換器と前記第２の切換器を制御して、複数のスイッチ電極間を分離し、複数のスイッチ電極のデジタルデータを順次計測し、前記ＣＰＵが該順次計測したデジタルデータの大小の判定によって、前記スイッチ電極のオン／オフを判断することを特徴とする静電容量結合方式タッチスイッチ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−３４０５８（Ｐ２０１２−３４０５８Ａ）
【公開日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１６９８１１（Ｐ２０１０−１６９８１１）
【出願日】平成２２年７月２８日（２０１０．７．２８）
【出願人】（０００００５５１１）ぺんてる株式会社 (899)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月２８日（２０１０．７．２８）
【出願人】（０００００５５１１）ぺんてる株式会社 (899)
【Ｆターム（参考）】
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