JP2010257046A - Proximity detector - Google Patents
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Abstract
Translated fromJapaneseDescription
Translated fromJapaneseこの発明は、タッチパネルに配置されている複数の検知電極の静電容量を検出して、ユーザがタッチパネルに接触している位置又は近接している位置を特定する近接検知装置に関するものである。 The present invention relates to a proximity detection device that detects capacitances of a plurality of detection electrodes arranged on a touch panel and identifies a position where a user is in contact with or close to the touch panel.
ユーザの意思を直接的に入力する手段として、ユーザがパネルや情報表示面に配置されている操作キーに触れると、その接触位置を検出するタッチセンサが有効なことが良く知られている。従来、実用に供されている代表的なタッチセンサとして、下記（ａ）〜（ｃ）に示すものがある。 As a means for directly inputting a user's intention, it is well known that a touch sensor that detects a contact position when a user touches an operation key arranged on a panel or an information display surface is effective. Conventionally, typical touch sensors that have been put to practical use include those shown in the following (a) to (c).
（ａ）２枚の導電シートが直接接触しないように重ね合わされている電気抵抗変化検出型タッチセンサ。ユーザが導電シートの任意の位置を押下すると、押下された位置で２枚の導電シートが導通するので、タッチセンサはその導通箇所の座標を検出する。
（ｂ）情報表示面に近い空間に光線ビームが張られているビーム遮断型タッチセンサ。ユーザが情報表示面に触れようとして指を近づけると、ユーザが触れようとしている位置に張られたビームが遮断されるので、タッチセンサはその遮断箇所の座標を検出する。
（ｃ）透明、不透明又は半透明の電極の静電容量を検出する静電センサ。ユーザの指又は誘電体が電極に接触又は近接すると静電容量が変化するので、タッチセンサは容量変化した電極の座標を検出する。(A) An electrical resistance change detection type touch sensor in which two conductive sheets are superposed so as not to be in direct contact with each other. When the user presses an arbitrary position on the conductive sheet, the two conductive sheets are brought into conduction at the pressed position, so that the touch sensor detects the coordinates of the conduction portion.
(B) A beam blocking touch sensor in which a light beam is stretched in a space near the information display surface. When the user approaches his / her finger to touch the information display surface, the beam stretched at the position where the user is going to touch is blocked, and the touch sensor detects the coordinates of the blocking location.
(C) An electrostatic sensor that detects the capacitance of a transparent, opaque, or translucent electrode. When the user's finger or dielectric touches or approaches the electrode, the capacitance changes, so the touch sensor detects the coordinates of the electrode whose capacitance has changed.
上記（ａ）の電気抵抗変化検出型タッチセンサは、ユーザが導電シートに接触しない限り、座標を検出することができず、導電シートに対するユーザの近接及びその近接座標を検出することができないという欠点がある。
上記（ｂ）のビーム遮断型タッチセンサは、ユーザが情報表示面に触れなくても、情報表示面に対するユーザの近接及びその近接座標を検出することができる。しかし、ユーザが指示する位置の座標を確定する時点がフィードバックされないため、入力時点の不確定性による不安が大きくなることがあるという欠点がある。The electrical resistance change detection type touch sensor (a) cannot detect coordinates unless the user touches the conductive sheet, and cannot detect the proximity of the user to the conductive sheet and its proximity coordinates. There is.
The beam blocking touch sensor (b) can detect the proximity of the user to the information display surface and its proximity coordinates without the user touching the information display surface. However, since the time when the coordinates of the position designated by the user are determined is not fed back, there is a drawback that anxiety due to uncertainty at the input time may increase.
上記（ａ）及び（ｂ）に対し、上記（ｃ）の静電センサは、電極に対するユーザの接触及び近接の両方を検出することが可能であり、電気抵抗変化検出型タッチセンサ及びビーム遮断型タッチセンサの欠点を解消することができる。
しかしながら、静電センサは温度変化、環境変動（周辺機器の影響等）等により、電極から出力される静電容量値が変動するため、絶対的な静電容量値を用いて指の近接及び接触を検出することは困難であった。
そこで、例えば特許文献１に、ユーザの指及び誘電体が電極に触れていない状態での静電容量値を基準容量（ベースライン値）とし、指等による入力を検出する際には電極から出力された静電容量値とベースライン値の差分値を用いて、指の近接及び接触状態を検知する方法（感度キャリブレーション）が開示されている。In contrast to the above (a) and (b), the electrostatic sensor of (c) can detect both the contact and proximity of the user to the electrode, and the electrical resistance change detection type touch sensor and the beam blocking type. The drawbacks of touch sensors can be eliminated.
However, the capacitance value output from the electrode fluctuates due to temperature changes, environmental fluctuations (such as the influence of peripheral devices), etc., so the proximity and contact of the finger using absolute capacitance values. It was difficult to detect.
Therefore, for example, in
従来の近接検知装置は以上のように構成されているので、指が近接した状態で感度キャリブレーションを行った場合には、指が近接した状態での静電容量値がベースライン値となってしまい、実際より大きい値でキャリブレーションされてしまう。この結果、入力検出時の静電容量値とベースライン値の差分が小さくなり、場合によっては指の接触を検出できないといった課題があった。 Since the conventional proximity detection device is configured as described above, when sensitivity calibration is performed with the finger in proximity, the capacitance value in the state in which the finger is in proximity becomes the baseline value. Therefore, calibration is performed with a value larger than the actual value. As a result, there is a problem that the difference between the capacitance value and the baseline value at the time of input detection becomes small, and in some cases, finger contact cannot be detected.
接触のみを検出する装置であれば、指が電極に直接接触した場合と空気層を介して近接した場合とでは非誘電率の差異による大きな静電容量変化が生じるため、ベースライン値が多少高くなっても指の接触検出が可能になることもある。しかし、指の接触のみでなく、指の近接も検出する装置では、指が空気層を介して電極に接近した場合と、接近状態から更に電極に近づいて近接した場合とを判別する必要があり、指が接近した状態で感度キャリブレーションが行われた場合にはその影響がベースライン値に大きく反映されてしまい、結果的に指の近接検知ができないといった課題があった。 In the case of a device that only detects contact, the baseline value is slightly higher because a large capacitance change occurs due to the difference in non-dielectric constant between when the finger is in direct contact with the electrode and when it is close to the air layer. In some cases, finger contact detection may be possible. However, in a device that detects not only finger contact but also finger proximity, it is necessary to distinguish between when the finger approaches the electrode through the air layer and when the finger approaches the electrode further from the approaching state. When sensitivity calibration is performed with the finger approaching, the influence is greatly reflected in the baseline value, resulting in a problem that proximity detection of the finger cannot be performed.
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、指の近接及び接触を検出可能な手段を設けて、電極に指が近接していない状態でキャリブレーションを行うことにより、指の近接時に誤ったキャリブレーションが行われることを防いで、安定した指の接触検知を行うことを目的とする。 The present invention was made to solve the above-described problems.By providing a means capable of detecting the proximity and contact of a finger and performing calibration in a state where the finger is not in proximity to the electrode, An object of the present invention is to perform stable finger contact detection by preventing erroneous calibration when a finger is approaching.
また、指が近接していない状態の電極間の静電容量分布に基づいて、電極に指が接近していない状態においてのみキャリブレーションを行うことにより、指の接近時に誤ったキャリブレーションが行われることを防いで、安定した指の近接及び接触検知を行うことを目的とする。 In addition, based on the capacitance distribution between the electrodes when the finger is not in proximity, calibration is performed only when the finger is not approaching the electrode, so that erroneous calibration is performed when the finger is approaching The object is to perform stable finger proximity and contact detection.
この発明に係る近接検知装置は、検知対象物との距離に応じて静電容量が変化する複数の検知電極と、検知電極と検知対象物間の静電容量値を検出する静電容量検出部と、静電容量検出部が検出した静電容量値とベースライン値とを用いて、検知対象物の検知電極への近接又は接触状態を判別する近接・接触検出部と、近接・接触検出部が用いるベースライン値を格納しておくベースライン格納部と、静電容量検出部が検出した静電容量値に基づいて、ベースライン格納部に格納されているベースライン値を更新するベースライン更新部とを備え、ベースライン更新部は、近接・接触検出部で検知対象物が近接又は接触状態にないと判別された場合にベースライン値の更新可否を判定し、更新可のときにベースライン格納部のベースライン値を更新するようにしたものである。 A proximity detection device according to the present invention includes a plurality of detection electrodes whose capacitance changes according to a distance from a detection target, and a capacitance detection unit that detects a capacitance value between the detection electrode and the detection target And a proximity / contact detection unit that determines the proximity or contact state of the detection object to the detection electrode using the capacitance value and the baseline value detected by the capacitance detection unit, and the proximity / contact detection unit A baseline storage unit that stores a baseline value used by the baseline, and a baseline update that updates the baseline value stored in the baseline storage unit based on the capacitance value detected by the capacitance detection unit The baseline update unit determines whether or not the baseline value can be updated when the proximity / contact detection unit determines that the object to be detected is not in the proximity or contact state. Baseline value for storage In which was set to update.
また、この発明に係る近接検知装置は、ベースライン更新部が、ベースライン値の更新可否を、複数の検知電極の静電容量値分布の情報又はその分布の時間推移情報を用いて判定するようにしたものである。 In the proximity detection device according to the present invention, the baseline update unit determines whether or not the baseline value can be updated using the information on the capacitance value distribution of the plurality of detection electrodes or the time transition information of the distribution. It is a thing.
この発明によれば、検知対象物が検知電極へ近接又は接触状態にない場合にベースライン値の更新を行うか否か判定するようにしたので、検知対象物の近接時の誤ったキャリブレーションを防ぐことができ、指等の検知対象物の安定した接触検知が可能となる。 According to the present invention, since it is determined whether or not to update the baseline value when the detection object is not in proximity to or in contact with the detection electrode, erroneous calibration at the time of proximity of the detection object is performed. Therefore, stable contact detection of a detection object such as a finger is possible.
また、この発明によれば、検知電極の静電容量値分布に基づいてベースライン値の更新を行うか否か判断するようにしたので、検知対象物が接近していない状態においてのみベースライン値の更新を行うことにより検知対象物の接近時の誤ったキャリブレーションを防ぐことができ、指等の検知対象物の安定した近接及び接触検知が可能となる。 Further, according to the present invention, since it is determined whether or not the baseline value is updated based on the capacitance value distribution of the detection electrode, the baseline value is obtained only when the detection object is not approaching. By performing the update, it is possible to prevent erroneous calibration when the detection object approaches, and stable detection and contact detection of the detection object such as a finger can be performed.
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る近接検知装置の構成を示すブロック図である。近接検知装置は、検知電極２ａ〜２ｅの静電容量を出力するタッチパネル１と、検知電極２ａ〜２ｅと検知対象物の間の静電容量値を検出する静電容量検出部３と、ベースライン値を用いて検知対象物の近接及び接触を検出する近接・接触検出部４と、近接・接触検出部４で用いるベースライン値を更新する、即ち感度キャリブレーションを行うベースライン更新部５と、更新したベースライン値を格納し、近接・接触検出部４へ出力するベースライン格納部６と、これら各部の動作を制御する制御部７とを備える。
1 is a block diagram showing a configuration of a proximity detection apparatus according to
タッチパネル１には検知電極２ａ〜２ｅが配置されており、これらの検知電極２ａ〜２ｅは検知対象物であるユーザの指８（又は誘電体）の接近、近接、接触によって静電容量が変化する。なお、図１では指８がタッチパネル１に近接している状態を示す。また、指８とタッチパネル１との距離が近い順に、接触、近接、接近と称し、それぞれの状態を接触状態、近接状態（図１に示す）、接近状態と称す。
静電容量検出部３は、制御部７から検出指示信号を受けると、検知電極２ａ〜２ｅの各静電容量を順次検出し、検出した静電容量値を近接・接触検出部４とベースライン更新部５に出力する。 Upon receiving the detection instruction signal from the
一般的に、指（バーチャルグランド電極）と検知電極の間に生じる静電容量値は、（真空の誘電率）×（指と検知電極間の物質の誘電率）×（検知電極と指の重なり面積）／（指と検知電極の間の距離）で決まる。ここで、指と検知電極間の物質の誘電率は、（真空の誘電率）×（物質の比誘電率）であり、このうち真空の誘電率は固定であるから、物質の比誘電率が大きいほど指と検知電極間に生じる静電容量値は大きくなる。ここで、図１に示すように透明タイプの静電タッチパネル又は静電センサの場合、検知電極にＩＴＯ（酸化インジウムスズ）等の透明電極を用いるが、通常はこの電極上面に保護用のガラス、アクリル等を重ねて被覆し、ガラス又はアクリル面への指の接触を検知する。図２に、ガラス、アクリル等、指と検知電極間の物質の比誘電率の一覧を示す。図２に示すように、ガラス及びアクリルの比誘電率に比べて空気の比誘電率は小さいので、ガラス又はアクリル面と指の間に空気層がある状態（近接状態及び接近状態）と、ガラス又はアクリル面に指が接触した状態（接触状態）とでは接触状態の方が検出される静電容量値は大きくなる。近接検知装置はこの変化を利用して検知電極に対する指の接触検知を行う。また、前述したように、指と検知電極との距離が小さいほど静電容量値は大きくなるので、その微小な変化を高精度で検出できれば、近接状態及び接近状態における指と検知電極間の大まかな距離（近接度合い及び接近度合い）が推定できることになる。通常、静電容量値の単位にはＦ（ファラド）が用いられるが、指と検知電極間の静電容量値の検出方法には、充放電時間の変異を計測する方法、正弦波及び矩形波等の電圧変化を計測する方法等、様々な方法があるので、本実施の形態で説明する際の静電容量値の単位は、正規化された尺度として表す。 In general, the capacitance generated between the finger (virtual ground electrode) and the sensing electrode is (dielectric constant of vacuum) x (dielectric constant of the substance between the finger and sensing electrode) x (overlap of sensing electrode and finger) Area) / (distance between finger and detection electrode). Here, the dielectric constant of the substance between the finger and the sensing electrode is (vacuum dielectric constant) × (relative dielectric constant of the substance). Among these, the dielectric constant of the vacuum is fixed, so the dielectric constant of the substance is The larger the value, the larger the capacitance value generated between the finger and the detection electrode. Here, as shown in FIG. 1, in the case of a transparent type electrostatic touch panel or an electrostatic sensor, a transparent electrode such as ITO (indium tin oxide) is used as a detection electrode. Usually, a protective glass, Acrylic or the like is overlaid and covered to detect finger contact with the glass or acrylic surface. FIG. 2 shows a list of relative dielectric constants of substances between the finger and the detection electrode, such as glass and acrylic. As shown in FIG. 2, since the relative permittivity of air is smaller than the relative permittivity of glass and acrylic, there is an air layer between the glass or acrylic surface and the finger (close state and close state), and glass. Alternatively, the capacitance value detected in the contact state becomes larger when the finger is in contact with the acrylic surface (contact state). The proximity detection device uses this change to detect contact of the finger with the detection electrode. In addition, as described above, the capacitance value increases as the distance between the finger and the detection electrode becomes smaller. A large distance (proximity and proximity) can be estimated. Usually, F (Farad) is used as the unit of the capacitance value, but as a method for detecting the capacitance value between the finger and the detection electrode, a method of measuring a variation in charge / discharge time, a sine wave and a rectangular wave Since there are various methods such as a method of measuring a voltage change such as, the unit of the capacitance value in the description in this embodiment is expressed as a normalized scale.
図３は、図１に示す近接状態において、静電容量検出部３が検出した検知電極２ａ〜２ｅの静電容量値（黒棒）、及びベースライン格納部６に格納されているベースライン値（斜線棒）を示すグラフである。指８が検知電極２ｃに近接した状態のため、静電容量値は、検知電極２ｃをピークとして、指８と検知電極２ａ〜２ｅ間の距離に応じた静電容量分布となっている。 3 shows the capacitance values (black bars) of the
近接・接触検出部４は、制御部７から検出指示信号を受けると、静電容量検出部３から出力された静電容量値とベースライン格納部６から出力されたベースライン値とを基に、検知電極２ａ〜２ｅへの指８の近接状態及び接触状態を検出して、近接情報及び接触情報を出力する。
図４は、近接・接触検出部４による近接及び接触状態の検出処理を説明するグラフであり、図３に示す静電容量値とベースライン値との差分値を示す。近接・接触検出部４には、近接状態を判断するための近接基準容量値２０と、接触状態を判断するための接触基準容量値２１とが予め設定されている。図１に示すように検知電極２ｃに指８が近接した状態であるため、検知電極２ｃの静電容量値とベースライン値との差分値のみが近接基準容量値２０を超えている。この場合、近接・接触検出部４は、指８が検知電極２ｃに近接状態であることを示す近接情報を出力する。When the proximity /
FIG. 4 is a graph for explaining the proximity and contact state detection processing by the proximity /
ベースライン更新部５は、制御部７から指示信号を受けると、静電容量検出部３から入力された静電容量値を用いて検知電極２ａ〜２ｅそれぞれのベースライン値を求め、ベースライン格納部６に出力する。ベースライン格納部６は、制御部７から格納指示信号を受けるとベースライン更新部５から出力されたベースライン値を格納し、制御部７から出力指示信号を受けると近接・接触検出部４又はベースライン更新部５に格納しているベースライン値を出力する。 When receiving the instruction signal from the
次に、近接検知装置の動作を説明する。図５は、実施の形態１に係る近接検知装置の動作を示すフローチャートである。
先ず、図１に示す近接状態における近接検知装置の動作を説明する。ステップＳＴ１において、制御部７が静電容量検出部３に指示し、静電容量検出部３が検知電極２ａ〜２ｅの静電容量値を順次検出する。静電容量検出部３は、検出した静電容量値を近接・接触検出部４及びベースライン更新部５に出力する。ここで、静電容量検出部３によって検出された静電容量値が、図３に示す黒棒である。指８が検知電極２ｃに近接しているので、検知電極２ｃの静電容量値が大きい値となっている。Next, the operation of the proximity detector will be described. FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the proximity detection apparatus according to the first embodiment.
First, the operation of the proximity detector in the proximity state shown in FIG. 1 will be described. In step ST1, the
続くステップＳＴ２において、制御部７が近接・接触検出部４に指示し、近接・接触検出部４が静電容量値を基に、近接状態及び接触状態を検出する。具体的には、近接・接触検出部４が、各検知電極２ａ〜２ｅが出力した静電容量値からベースライン格納部６に格納されている検知電極２ａ〜２ｅ毎のベースライン値を減じた差分値を求め、その差分値と近接基準容量値を比較することにより近接状態を検出すると共に、その差分値と接触基準容量値を比較することにより接触状態を検出する。
図１の例では、ベースライン格納部６が図３に斜線棒で示すベースライン値を格納しており、静電容量検出部３が同じく図３に黒棒で示す静電容量値を検出している。このため、近接・接触検出部４が求める差分値は図４に示す黒棒となり、近接基準容量値２０を超えた検知電極２ｃについて近接状態と判断される。In subsequent step ST2, the
In the example of FIG. 1, the
続くステップＳＴ３において、制御部７は、近接・接触検出部４の判断結果に基づいて指８が近接している状態か否かを判別し、近接状態であれば処理をステップＳＴ４へ進め、そうでなければステップＳＴ７へ進める。ここでは、検知電極２ｃが近接状態であることを示す判断結果に基づいて、処理がステップＳＴ４へ進む。 In subsequent step ST3, the
続くステップＳＴ４において、制御部７は、近接・接触検出部４の判断結果に基づいて指８が接触している状態か否かを判別し、接触状態であれば処理をステップＳＴ５へ進め、そうでなければステップＳＴ６へ進める。ここでは、いずれの検知電極２ａ〜２ｅも接触状態ではないことを示す判断結果に基づいて、処理がステップＳＴ６へ進む。 In subsequent step ST4, the
続くステップＳＴ６において、制御部７が近接・接触検出部４に指示し、近接・接触検出部４から近接情報を出力する。近接情報は、指８が近接状態になっている検知電極の識別番号、及びその近接度合いを表す尺度を含む。この近接度合いの尺度とは、例えば図４に示す検知電極２ｃの差分値と近接基準容量値２０との差である。 In subsequent step ST6, the
制御部７は処理を再びステップＳＴ１に戻し、次のタイミングにおける検知電極２ａ〜２ｅの静電容量値の検出を開始する。 The
次に、図６に示す、いずれの検知電極２ａ〜２ｅにも指８が近づいていない状態における近接検知装置の動作を説明する。図６は、実施の形態１に係る近接検知装置の構成を示すブロック図であり、指８（不図示）がタッチパネル１に接近していない状態を示す。
ステップＳＴ１において、制御部７が静電容量検出部３に指示し、静電容量検出部３が検知電極２ａ〜２ｅの静電容量値を順次検出する。図７は、図６に示す指８が接近していない状態において、静電容量検出部３が検出した検知電極２ａ〜２ｅの静電容量値、及びベースライン格納部６に格納されているベースライン値を示すグラフである。いずれの検知電極２ａ〜２ｅにも指８が接近、近接、接触していないので、静電容量値は小さい値となっている。静電容量検出部３は、検出した静電容量値を近接・接触検出部４及びベースライン更新部５に出力する。Next, the operation of the proximity detection device in a state where the
In step ST1, the
続くステップＳＴ２において、制御部７が近接・接触検出部４に指示し、近接・接触検出部４が静電容量値を基に、近接状態又は接触状態を検出する。図８は、図６に示す指８が接近していない状態において、近接・接触検出部４による近接及び接触状態の検出処理を説明するグラフであり、図７に示すベースライン値と静電容量値との差分値を示す。いずれの検知電極２ａ〜２ｅの差分値も近接基準容量値２０及び接触基準容量値２１より小さい値となっており、近接及び接触のない状態と判断される。 In subsequent step ST2, the
続くステップＳＴ３において、制御部７は、近接・接触検出部４の判断結果に基づいて指８が近接していない状態と判断して処理をステップＳＴ７へ進める。 In subsequent step ST3, the
続くステップＳＴ７において、制御部７がベースライン更新部５に指示し、ベースライン更新部５がキャリブレーションを行うか否かを判断する。指８が検知電極２ａ〜２ｅに接近していない状態では、差分値分布（静電容量値分布の情報）はランダムな分布になるが、近接状態とまではならないが接近はしている接近状態では、その影響が指８と検知電極２ａ〜２ｅの距離に応じた分布に表れる。ベースライン更新部５は、このような差分値分布の特徴を利用して指８が接近状態かどうかを判定し、接近状態になければキャリブレーションを行い（ステップＳＴ７“Ｙｅｓ”）、接近状態であればキャリブレーションを行わない（ステップＳＴ７“Ｎｏ”）。ここでは、差分値分布を判別する尺度の一例として下記式（１）に示す尖度（Ｋｕｒｔｏｓｉｓ）Ｘｋを用いることとし、ベースライン更新部５はこの尖度Ｘｋが一定以内の場合に接近状態と判定する。なお、差分値分布は、ユーザの指８の大きさ、検知電極２ａ〜２ｅの大きさ、検知電極２ａ〜２ｅ間のピッチ、レイアウト方式等によって異なる可能性があるので、このような条件に応じて尖度Ｘｋを設定する。この例では、指８が接近した場合の尖度Ｘｋの範囲を、−１．０＜Ｘｋ＜３とする。下記式（１）によれば図８の差分値分布における尖度Ｘｋは−３．３３となり、上記範囲内にないため、ベースライン更新部５は指８が接近していないと判定して、キャリブレーションを行う（ステップＳＴ７“Ｙｅｓ”）。
続くステップＳＴ８において、制御部７がベースライン更新部５に指示し、ベースライン更新部５が新たなベースライン値を求める。ここでは単純に、静電容量検出部３から出力された最新の、接近状態にないと判定した静電容量値を新たなベースライン値とする。その他、新たなベースライン値の求め方として、過去の一定数のサンプルまで遡った平均値を算出する方法等を用いてもよい。 In subsequent step ST8, the
続くステップＳＴ９において、制御部７がベースライン格納部６に指示し、ベースライン格納部６が、ステップＳＴ８においてベースライン更新部５で更新された新たなベースライン値を格納する。図９は、ベースライン格納部６が格納する新たなベースライン値を示す図である。 In subsequent step ST9, the
なお、ステップＳＴ７にてベースライン更新部５が接近状態と判定した場合（ステップＳＴ７“Ｎｏ”）には、制御部７が処理をステップＳＴ１に戻し、次のタイミングにおける検知電極２ａ〜２ｅの静電容量値の検出を開始する。 When the
次に、図１０に示す接近状態における近接検知装置の動作を説明する。図１０は、実施の形態１に係る近接検知装置の構成を示すブロック図であり、指８がタッチパネル１に接近している状態を示す。
ステップＳＴ１において、制御部７が静電容量検出部３に指示し、静電容量検出部３が検知電極２ａ〜２ｅの静電容量値を順次検出する。図１１は、図１０に示す接近状態において、静電容量検出部３が検出した検知電極２ａ〜２ｅの静電容量値、及びベースライン格納部６に格納されているベースライン値を示すグラフである。指８が検知電極２ｃに接近しているので、検知電極２ｃの静電容量値が大きい値となっている。静電容量検出部３は、検出した静電容量値を近接・接触検出部４及びベースライン更新部５に出力する。Next, the operation of the proximity detector in the approaching state shown in FIG. 10 will be described. FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration of the proximity detection device according to the first embodiment, and illustrates a state in which the
In step ST1, the
続くステップＳＴ２において、制御部７が近接・接触検出部４に指示し、近接・接触検出部４が静電容量値を基に、近接状態又は接触状態を検出する。図１２は、図１０に示す接近状態において、近接・接触検出部４による近接及び接触状態の検出処理を説明するグラフであり、図１１に示すベースライン値と静電容量値との差分値を示す。いずれの検知電極２ａ〜２ｅにも指８が近接及び接触していないので、差分値は近接基準容量値２０及び接触基準容量値２１よりも小さい値となっており近接及び接触のない状態と判断される。ただし、指８が接近しているため、一定の値の差分値が得られている。 In subsequent step ST2, the
続くステップＳＴ３において、制御部７は、近接・接触検出部４の判断結果に基づいて指８が近接していない状態と判断して処理をステップＳＴ７へ進める。 In subsequent step ST3, the
続くステップＳＴ７において、制御部７がベースライン更新部５に指示し、ベースライン更新部５がキャリブレーションを行うか否かを判断する。図１２の差分値分布における尖度Ｘｋは−０．３６となり、指８が接近した場合の尖度範囲内であるため、ベースライン更新部５は指８が接近していると判定して、キャリブレーションを行わない（ステップＳＴ７“Ｎｏ”）。そのため、制御部７は、ベースライン格納部６が格納しているベースライン値（図１１に示す斜線棒）を、図１１に示すように指８の接近の影響を受けている静電容量値に更新することなしに、処理をステップＳＴ１に戻す。 In subsequent step ST7, the
以上のように、実施の形態１によれば、指８との距離に応じて静電容量が変化する複数の検知電極２ａ〜２ｅと、検知電極２ａ〜２ｅと指８の間の静電容量値を検出する静電容量検出部３と、静電容量検出部３が検出した静電容量値とベースライン値とを用いて、指８の検知電極２ａ〜２ｅへの近接又は接触状態を判別する近接・接触検出部４と、近接・接触検出部４が用いるベースライン値を格納しておくベースライン格納部６と、静電容量検出部３が検出した静電容量値に基づいて、ベースライン格納部６に格納されているベースライン値を更新するベースライン更新部５とを備え、ベースライン更新部５が、近接・接触検出部４で指８が近接又は接触状態にないと判別された場合にベースライン値の更新可否を判定するように構成した。このため、近接・接触検出部４によって指８が近接又は接触状態にあると判別された場合にはベースライン更新部５が感度キャリブレーションを行わず、指８の近接時の誤ったキャリブレーションによるベースライン値の更新がなされないので、指８の接触状態の高精度な検出が可能になる。 As described above, according to the first embodiment, the plurality of
また、ベースライン更新部５を、近接・接触検出部４によって指８が近接又は接触状態にないと判別された場合に、更に、差分値分布に基づいて指８の接近の有無を判別してベースライン値更新可否を判定するように構成した。そのため、指８の接近時の誤ったキャリブレーションによるベースライン値の更新がされないので、指８の近接状態の高精度な検出が可能になる。 Further, when the proximity /
なお、上記実施の形態１では、近接・接触検出部４が、近接情報又は接触情報として、近接基準容量値２０又は接触基準容量値２１を超えた検知電極の情報を出力する構成としたが、この他にも例えば、最大出力の検知電極の情報又は各検知電極間に生じる静電容量を補間処理によって求めた座標情報（即ち仮想的なピーク情報）を出力する構成にしてもよい。 In the first embodiment, the proximity /
また、ベースライン更新部５で指の接近有無を判定する際に尖度Ｘｋを用いる構成としたが、これに限定されるものではなく、指の接近を判定できる情報であれば、別の尺度を用いてもよい。また、上記実施の形態１では、指の接近有無を判定するための尖度範囲を予め規定していたが、ベースライン更新部５にユーザの指の情報を登録しておき、ユーザの指の大きさに応じた尖度範囲に変更して接近有無を判定するようにしてもよい。また、この判定の際にベースライン更新部５は全ての検知電極の差分値を使用したが、指の接近判定に必要な数の検知電極に絞って使用してもよい。また、この判定の際にベースライン更新部５は１つの時点のサンプル（即ち、近接及び接触がない状態における検知電極２ａ〜２ｅの１時点の差分値分布の情報）を使用したが、時間方向の複数のサンプル（即ち、近接及び接触がない状態における検知電極２ａ〜２ｅの複数時点の差分値分布の時間推移情報）を使用してもよい。 Also, the kurtosis Xk is used when the
また、上記実施の形態１では、１次元に配置された検知電極２ａ〜２ｅの静電容量値を用いる構成を例に近接検知装置を説明したが、２次元に配置された検知電極の静電容量値を用いる構成であってもよい。図１３は、実施の形態１に係る近接検知装置の他の構成例を示すブロック図である。この構成の場合には、ベースライン更新部５で指の接近有無を判定する際に、２次元的な差分値分布等を利用することができる。 In the first embodiment, the proximity detection device has been described by taking the configuration using the capacitance values of the
また、上記実施の形態１では、近接検知装置が接触状態だけでなく近接状態も検出する構成としたが、接触状態のみを検出して接触情報のみを出力する構成にしてもよい。図１４は、実施の形態１に係る近接検知装置の他の動作例を示すフローチャートである。近接検知装置が接触状態のみを検出する構成の場合には、図１４のステップＳＴ２において近接・接触検出部４が指の接触状態のみ検出することとし、続くステップＳＴ４において制御部７で指が接触していない状態（近接状態）と判断した場合（ステップＳＴ４“Ｎｏ”）に、ステップＳＴ７においてベースライン更新部５が指の接近有無を判定するように構成すればよい。 In the first embodiment, the proximity detection device detects not only the contact state but also the proximity state. However, only the contact state may be detected and only the contact information may be output. FIG. 14 is a flowchart illustrating another operation example of the proximity detection apparatus according to the first embodiment. In the case where the proximity detection device is configured to detect only the contact state, the proximity /
１ タッチパネル、２ａ〜２ｅ 検知電極、３ 静電容量検出部、４ 近接・接触検出部、５ ベースライン更新部、６ ベースライン格納部、７ 制御部、８ 指、２０ 近接基準容量値、２１ 接触基準容量値。 DESCRIPTION OF
Claims (3)
Translated fromJapanese前記検知電極と検知対象物間の静電容量値を検出する静電容量検出部と、
前記静電容量検出部が検出した静電容量値とベースライン値とを用いて、検知対象物の前記検知電極への近接又は接触状態を判別する近接・接触検出部と、
前記近接・接触検出部が用いるベースライン値を格納しておくベースライン格納部と、
前記静電容量検出部が検出した静電容量値に基づいて、前記ベースライン格納部に格納されているベースライン値を更新するベースライン更新部とを備え、
前記ベースライン更新部は、前記近接・接触検出部で検知対象物が近接又は接触状態にないと判別された場合にベースライン値の更新可否を判定し、更新可のときに前記ベースライン格納部のベースライン値を更新することを特徴とする近接検知装置。A plurality of detection electrodes whose capacitance changes according to the distance to the detection object;
A capacitance detector for detecting a capacitance value between the detection electrode and the detection object;
A proximity / contact detection unit that determines the proximity or contact state of the detection object to the detection electrode using the capacitance value and the baseline value detected by the capacitance detection unit;
A baseline storage unit for storing a baseline value used by the proximity / contact detection unit;
A baseline update unit that updates a baseline value stored in the baseline storage unit based on the capacitance value detected by the capacitance detection unit;
The baseline update unit determines whether or not the baseline value can be updated when the proximity / contact detection unit determines that the detection target is not in proximity or in a contact state, and when the update is possible, the baseline storage unit A proximity detection device that updates the baseline value of the.
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