特許 6704754 判定装置及び判定方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6704754

(24)【登録日】2020年5月15日

(45)【発行日】2020年6月3日

(54)【発明の名称】判定装置及び判定方法

(51)【国際特許分類】

   G06F 3/041 20060101AFI20200525BHJP

   G06F 3/044 20060101ALI20200525BHJP

   G06F 3/0354 20130101ALI20200525BHJP

【ＦＩ】

   G06F3/041 520

   G06F3/044 120

   G06F3/0354 450

【請求項の数】8

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2016-37173(P2016-37173)

(22)【出願日】2016年2月29日

(65)【公開番号】特開2017-156823(P2017-156823A)

(43)【公開日】2017年9月7日

【審査請求日】2018年10月16日

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】000010098

【氏名又は名称】アルプスアルパイン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100108006

【弁理士】

【氏名又は名称】松下 昌弘

(72)【発明者】

【氏名】寒川井 伸一

【審査官】 円子 英紀

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１５−１０６１６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−０３２２３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１３０１２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−２０９２９１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０６Ｆ ３／０４１

Ｇ０６Ｆ ３／０４４

Ｇ０６Ｆ ３／０３５４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

操作体の操作面に対する接触又は近接に応じて変動する静電容量を検出するセンサ部と、
前記検出した静電容量の変動量の時間的な変化に基づいて第１のしきい値を決定する決定部と、
前記検出した静電容量の変動量と前記決定した第１のしきい値との比較の結果に基づいて前記操作体の前記操作面に対するタッチ状態を判定する判定部とを有し、
前記決定部は、前記静電容量の変動量が上昇する過程が終了した時に、前記操作体の移動に伴って時間的に変化する前記静電容量の変動量の極大値に基づいて、前記極大値よりも小さい前記第１のしきい値を決定する
判定装置。

【請求項2】

前記検出した静電容量の変動量に基づいて前記操作体を認識する認識部を有し、
前記決定部は、前記認識部が新たに前記操作体を認識する毎に前記第１のしきい値を決定する
請求項１の判定装置。

【請求項3】

前記認識部は、１又は複数の前記操作体を個別に認識し、
前記決定部は、前記認識した操作体毎に前記第１のしきい値を決定し、
前記判定部は、前記認識した操作体毎のタッチ状態を判定する
請求項２の判定装置。

【請求項4】

前記認識部は、前記検出した静電容量の変動量の前記操作面における分布に基づいて前記認識した操作体に対応する静電容量の変動量のピーク値を特定し、
前記決定部は、前記特定したピーク値の時間的な変化に基づいて前記第１のしきい値を決定し、
前記判定部は、前記特定したピーク値と前記決定した第１のしきい値との比較の結果に基づいて前記操作体のタッチ状態を判定する
請求項２又は３の判定装置。

【請求項5】

前記判定部は、前記特定したピーク値の変化速度が所定値以下である場合に、前記第１のしきい値との比較の結果にかかわらず、前記操作体のタッチ状態を否定的に判定する
請求項４の判定装置。

【請求項6】

前記判定部は、前記認識した操作体を認識してから前記特定したピーク値が第２のしきい値以上となるまでの時間が所定値以上である場合に、前記第１のしきい値との比較の結果にかかわらず、前記操作体のタッチ状態を否定的に判定する
請求項５の判定装置。

【請求項7】

前記決定部は、前記特定したピーク値が前記第２のしきい値以上となった後の前記ピーク値の時間的な変化に基づいて前記第１のしきい値を決定する
請求項６の判定装置。

【請求項8】

前記認識部は、前記検出した静電容量の変動量の前記操作面における分布に基づいて前記認識した操作体が接触又は近接する面積を特定し、
前記決定部は、前記面積が所定値以上である場合に、前記第１のしきい値との比較の結果にかかわらず、前記操作体のタッチ状態を否定的に判定する
請求項２ないし７何れかの判定装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、操作体の操作面に対するタッチ状態を判定する判定装置及び判定方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、タッチパネル又はタッチパッド等の操作面を有する電子機器において、ユーザが手袋等を装着している場合であっても好適な操作性を実現するための技術が提案されている。例えば、特許文献１には、ロック状態を解除するタイミング等において手袋装着の有無及び手袋の厚さに対応した測定値（例えば、操作面において静電容量が変化した面積）を測定し、この測定値に応じてタッチパネルの感度のレベルを設定する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】国際公開第２０１２／１６９１０６号

【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、上述した従来の技術では、上述した測定値に応じて設定される各レベルの感度が適切となるように、想定される手袋の厚さ毎の適切な感度を予め測定しておく必要が生じる。このように、従来の技術では、タッチパネルの適切な感度を予め測定しておかなければならないという不利益が生じる。

【0005】

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、手袋の厚さ等に応じた感度を予め測定することなく多様な厚さの手袋等を装着した操作に対応できる判定装置及び判定方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、操作体の操作面に対する接触又は近接に応じて変動する静電容量を検出するセンサと、前記検出した静電容量の変動量の時間的な変化に基づいて第１のしきい値を決定する決定部と、前記検出した静電容量の変動量と前記決定した第１のしきい値との比較の結果に基づいて前記操作体の前記操作面に対するタッチ状態を判定する判定部とを有し、前記決定部は、前記静電容量の変動量が上昇する過程が終了した時に、前記操作体の移動に伴って時間的に変化する前記静電容量の変動量の極大値に基づいて、前記極大値よりも小さい前記第１のしきい値を決定する判定装置である。

【0007】

この構成によれば、タッチ状態の判定に用いる第１のしきい値が、検出した静電容量の変動量の時間的な変化に基づいて決定されるから、手袋の厚さ等に応じた第１のしきい値（感度）を予め測定することなく多様な厚さの手袋等を装着した操作に対応することができる。

【0008】

また、この構成によれば、時間的に変化する静電容量の変動量の極大値に基づいて、この極大値よりも小さい第１のしきい値を決定することができる

【0009】

好適には本発明の判定装置は、前記検出した静電容量の変動量に基づいて前記操作体を認識する認識部を有し、前記決定部は、前記認識部が新たに前記操作体を認識する毎に前記第１のしきい値を決定する。

【0010】

この構成によれば、操作体を認識する毎に第１のしきい値を決定するから、操作体を認識する毎に適切な第１のしきい値を決定して適用することができる。

【0011】

好適には本発明の判定装置は、前記認識部は、１又は複数の前記操作体を個別に認識し、前記決定部は、前記認識した操作体毎に前記第１のしきい値を決定し、前記判定部は、前記認識した操作体毎のタッチ状態を判定する。

【0012】

この構成によれば、複数の操作体の各々について第１のしきい値を決定するから、操作体毎に適切な第１のしきい値を決定して適用することができる。

【0013】

好適には本発明の判定装置は、前記認識部は、前記検出した静電容量の変動量の前記操作面における分布に基づいて前記認識した操作体に対応する静電容量の変動量のピーク値を特定し、前記決定部は、前記特定したピーク値の時間的な変化に基づいて前記第１のしきい値を決定し、前記判定部は、前記特定したピーク値と前記決定した第１のしきい値との比較の結果に基づいて前記操作体のタッチ状態を判定する。

【0014】

この構成によれば、操作体に対応する静電容量の変動量のピーク値を用いて、第１のしきい値の決定及びタッチ状態の判定を行うことができる。ここで、ピーク値は、検出した静電容量の変動量の操作面における分布に基づいて特定される値であり、操作面における静電容量の変動量の空間的な極大値と言うことができる。

【0015】

好適には本発明の判定装置は、前記判定部は、前記特定したピーク値の変化速度が所定値以下である場合に、前記第１のしきい値との比較の結果にかかわらず、前記操作体のタッチ状態を否定的に判定する。

【0016】

この構成によれば、ピーク値の変化速度が比較的遅い場合、つまり、操作体の近接する速度が比較的遅い場合にタッチ状態を否定的に判定することができる。そして、操作体の速度が比較的遅い場合は、意図せずに操作体が操作面に接触又は近接してしまった場合であることが想定されるから、意図しない操作に基づくタッチ状態の肯定的な判定が抑制される。

【0017】

好適には本発明の判定装置は、前記判定部は、前記認識した操作体を認識してから前記特定したピーク値が第２のしきい値以上となるまでの時間が所定値以上である場合に、前記第１のしきい値との比較の結果にかかわらず、前記操作体のタッチ状態を否定的に判定する。

【0018】

この構成によれば、操作体が認識されてから第２のしきい値に対応する位置へと移動するまでの時間が比較的長い場合、つまり、認識されてからの操作体の速度が比較的遅い場合にタッチ状態を否定的に判定することができる。そして、認識されてからの操作体の速度が比較的遅い場合は、意図せずに操作体が操作面に接触又は近接してしまった場合であることが想定されるから、意図しない操作に基づくタッチ状態の肯定的な判定が抑制される。

【0019】

好適には本発明の判定装置は、前記決定部は、前記特定したピーク値が前記第２のしきい値以上となった後の前記ピーク値の時間的な変化に基づいて前記第１のしきい値を決定する。

【0020】

この構成によれば、第２のしきい値以上となった後に第１のしきい値を決定するから、第２のしきい値に対応する位置へと移動するまでの時間に基づいてタッチ状態が否定的に判定された場合に、第１のしきい値を決定する必要がなくなる。

【0021】

好適には本発明の判定装置は、前記認識部は、前記検出した静電容量の変動量の前記操作面における分布に基づいて前記認識した操作体が接触又は近接する面積を特定し、前記決定部は、前記面積が所定値以上である場合に、前記第１のしきい値との比較の結果にかかわらず、前記操作体のタッチ状態を否定的に判定する。

【0022】

この構成によれば、操作体の接触又は近接する面積が比較的大きい場合にタッチ状態を否定的に判定することができる。そして、操作体の接触又は近接する面積が比較的大きい場合は、意図せずに操作体が操作面に接触又は近接してしまった場合であることが想定されるから、意図しない操作に基づくタッチ状態の肯定的な判定が抑制される。

【0023】

本発明は、操作体の操作面に対する接触又は近接に応じて変動する静電容量の変動量の時間的な変化に基づいて第１のしきい値を決定する決定部と、前記静電容量の変動量と前記決定した第１のしきい値との比較の結果に基づいて前記操作体の前記操作面に対するタッチ状態を判定する判定部と、前記静電容量の変動量に基づいて前記操作体を認識する認識部とを有し、前記判定部は、前記認識した操作体を認識してから前記静電容量の変動量が第２のしきい値以上となるまでの時間が所定値以上であるか否か判定し、前記決定部は、前記判定部において前記時間が前記所定値以上でないと判定された場合において、前記静電容量の変動量が前記第２のしきい値以上となった後に前記静電容量の変動量が上昇する過程が終了した場合、前記操作体の移動に伴って時間的に変化する前記静電容量の変動量の極大値に基づいて、前記極大値よりも小さい前記第１のしきい値を決定する判定装置である。

【0024】

この構成によれば、タッチ状態の判定に用いる第１のしきい値が、検出した静電容量の変動量の時間的な変化に基づいて決定されるから、手袋の厚さ等に応じた第１のしきい値（感度）を予め測定することなく多様な厚さの手袋等を装着した操作に対応することができる。

【0025】

本発明は、操作体の操作面に対する接触又は近接に応じて変動する静電容量を検出するセンサ部と、前記検出した静電容量の変動量と第１のしきい値との比較の結果に基づいて前記操作体の前記操作面に対するタッチ状態を判定する判定部と、前記検出した静電容量の変動量に基づいて前記操作体を認識する認識部とを有し、前記判定部は、前記認識した操作体を認識してから前記検出した静電容量の変動量が第２のしきい値以上となるまでの時間が所定値以上である場合に、前記第１のしきい値との比較の結果にかかわらず、前記操作体のタッチ状態を否定的に判定する判定装置である。

【0026】

本発明は、操作体の操作面に対する接触又は近接に応じて変動する静電容量を検出する第１工程と、前記第１工程において検出した静電容量の変動量に基づいて前記操作体を認識する第２工程と、前記第２工程において前記操作体を認識してから前記静電容量の変動量が第２のしきい値以上となるまでの時間が所定値以上であるか否か判定する第３工程と、前記第３工程において前記時間が前記所定値以上でないと判定した場合において、前記静電容量の変動量が前記第２のしきい値以上となった後に前記静電容量の変動量が上昇する過程が終了したか否か判定する第４工程と、前記第４工程において前記上昇する過程が終了したと判定された場合、前記操作体の移動に伴って時間的に変化する前記静電容量の変動量の極大値に基づいて、前記極大値よりも小さい第１のしきい値を決定する第５工程と、前記検出した静電容量の変動量と前記決定した第１のしきい値との比較の結果に基づいて前記操作体の前記操作面に対するタッチ状態を判定する第６工程とを有する判定方法判定方法である。

【0027】

この構成によれば、タッチ状態の判定に用いる第１のしきい値が、検出した静電容量の変動量の時間的な変化に基づいて決定されるから、手袋の厚さ等に応じた第１のしきい値（感度）を予め測定することなく多様な厚さの手袋等を装着した操作に対応することができる。

【発明の効果】

【0028】

本発明によれば、手袋の厚さ等に応じた感度を予め測定することなく多様な厚さの手袋等を装着した操作に対応できる判定装置及び判定方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0029】

【図1】本発明の実施形態に係る判定装置の構成の一例を示す図である。

【図2】メイン処理の一例を示すフローチャートである。

【図3】タッチ状態判定処理の一例を示すフローチャートである。

【図4】操作体の移動に応じて第１のしきい値を決定しタッチ状態を判定する様子を説明するための図である。

【図5】異なる厚さの手袋を操作体が装着している場合のタッチ状態の判定を比較して説明するための図である。

【図6】異なる速度で操作体が操作面に近接する場合の静電容量の変動量の変化を比較して説明するための図である。

【図7】近接領域を例示する図である。

【図8】近接領域を例示する図である。

【発明を実施するための形態】

【0030】

以下、本発明の実施形態に係る判定装置について説明する。図１は、本実施形態の判定装置１の構成の一例を示す図である。図１に示すように、判定装置１は、センサ部１０と、処理部２０と、記憶部３０と、インターフェース部４０とを有する。判定装置１は、指などの操作体の操作面に対するタッチ状態を判定する。判定装置１は、例えば、操作面に対するタッチ操作によって情報を入力可能なタッチパッド又はタッチパネル等の入力装置の少なくとも一部を構成する。

【0031】

センサ部１０は、操作面に分布する複数の検出位置において、物体の接触及び近接（以下、単に「近接」と言うことがある。）に応じて変動する静電容量を検出し、その検出結果を検出データとして生成する。センサ部１０は、図１に示すように、物体の近接度合いに応じて静電容量が変動する容量性センサ素子（キャパシタ）１２がマトリクス状に形成されているセンサマトリクス１１と、容量性センサ素子１２の静電容量に応じた検出データを生成する検出データ生成部１３と、容量性センサ素子１２に駆動電圧を印加する駆動部１４とを有する。

【0032】

センサマトリクス１１は、図１に示すように、縦方向に延在した複数の駆動電極Ｌｘと、横方向に延在した複数の検出電極Ｌｙとを備える。複数の駆動電極Ｌｘは横方向へ平行に並び、複数の検出電極Ｌｙは縦方向へ平行に並ぶ。複数の駆動電極Ｌｘと複数の検出電極Ｌｙは、互いに絶縁されて格子状に交差している。駆動電極Ｌｘと検出電極Ｌｙとの交差部付近において容量性センサ素子１２が形成されている。なお、図１の例では電極（Ｌｘ，Ｌｙ）の形状が短冊状に描かれているが、電極の形状は他の任意の形状（ダイヤモンドパターンなど）でもよい。

【0033】

駆動部１４は、センサマトリクス１１の各容量性センサ素子１２に駆動電圧を印加する。例えば、駆動部１４は、処理部２０の制御に従って、複数の駆動電極Ｌｘから順番に一の駆動電極Ｌｘを選択し、当該選択した一の駆動電極Ｌｘの電位を周期的に変化させる。駆動電極Ｌｘの電位が所定の範囲で変化することにより、この駆動電極Ｌｘと検出電極Ｌｙとの交差部付近に形成された容量性センサ素子１２に印加される駆動電圧が所定の範囲で変化し、容量性センサ素子１２において充電や放電が生じる。

【0034】

検出データ生成部１３は、駆動部１４による駆動電圧の印加に伴って容量性センサ素子１２が充電又は放電される際に各検出電極Ｌｙにおいて伝送される電荷に応じた検出データを生成する。すなわち、検出データ生成部１３は、駆動部１４の駆動電圧の周期的な変化と同期したタイミングで、各検出電極Ｌｙにおいて伝送される電荷をサンプリングし、そのサンプリングの結果に応じた検出データを生成する。

【0035】

例えば、検出データ生成部１３は、容量性センサ素子１２の静電容量に応じた電圧を出力する静電容量−電圧変換回路（ＣＶ変換回路）と、ＣＶ変換回路の出力信号をデジタル信号に変換し、検出データとして出力するアナログ−デジタル変換回路（ＡＤ変換回路）とを有する。

【0036】

ＣＶ変換回路は、駆動部１４の駆動電圧が周期的に変化して容量性センサ素子１２が充電又は放電される毎に、処理部２０の制御に従って、検出電極Ｌｙにおいて伝送される電荷をサンプリングする。具体的には、ＣＶ変換回路は、検出電極Ｌｙにおいて正又は負の電荷が伝送される度に、この電荷又はこれに比例する電荷を参照用のキャパシタに移送し、参照用のキャパシタに発生する電圧に応じた信号を出力する。例えば、ＣＶ変換回路は、検出電極Ｌｙにおいて周期的に伝送される電荷又はこれに比例する電荷の積算値や平均値に応じた信号を出力する。ＡＤ変換回路は、処理部２０の制御に従って、ＣＶ変換回路の出力信号を所定の周期でデジタル信号に変換し、検出データとして出力する。

【0037】

なお、上述の例において示したセンサ部１０は、電極間（Ｌｘ，Ｌｙ）に生じる静電容量（相互容量）の変動によって物体の接触又は近接を検出するものであるが、この例に限らず、他の種々の方式によって物体の近接を検出してもよい。例えば、センサ部１０は、近接する物体によって電極とグランドの間に生じる静電容量（自己容量）を検出する方式でもよい。自己容量を検出する方式の場合、検出電極に駆動電圧が印加される。

【0038】

処理部２０は、判定装置１の全体的な動作を制御する回路であり、例えば、後述する記憶部３０に格納されるプログラムの命令コードに従って処理を行うコンピュータや、特定の機能を実現するロジック回路を含んで構成される。処理部２０の処理は、その全てをコンピュータとプログラムとにより実現してもよいし、その一部又は全部を専用のロジック回路で実現してもよい。

【0039】

図１の例において、処理部２０は、センサ制御部２１と、２次元データ生成部２２と、認識部２３と、決定部２４と、判定部２５とを有する。

【0040】

センサ制御部２１は、操作面の複数の検出位置（センサマトリクス１１の複数の容量性センサ素子１２）における物体の近接を周期的に検出する検出動作を行うようにセンサ部１０を制御する。具体的には、センサ制御部２１は、駆動部１４における駆動電極の選択とパルス電圧の発生、及び、検出データ生成部１３における検出電極の選択と検出データの生成が周期的に適切なタイミングで行われるように、駆動部１４及び検出データ生成部１３を制御する。

【0041】

２次元データ生成部２２は、センサ部１０による検出結果に基づいて、操作面の複数の検出位置における物体の近接度合いに基づく複数のデータを含んだ行列形式の２次元データ３１を生成し、記憶部３０に格納する。

【0042】

例えば、２次元データ生成部２２は、センサ部１０から出力される検出データを、行列形式で記憶部３０の記憶領域（現在値メモリ）に格納する。２次元データ生成部２２は、現在値メモリに格納した行列形式の検出データと、記憶部３０の別の記憶領域（ベース値メモリ）に予め格納した行列形式のベース値との差を演算し、それらの演算結果を２次元データ３１として記憶部３０に格納する。ベース値メモリには、操作面に物体が近接していない状態における検出データの基準となる値（ベース値）が記憶される。２次元データ３１は、物体が操作面に近接していない状態からの検出データの変動量（静電容量の変動量）を表す。

【0043】

認識部２３は、２次元データ生成部２２によって生成される２次元データ３１に基づいて、操作面に近接する１又は複数の操作体を個別に認識し、認識した操作体に対応する操作面上の位置の座標及び当該位置における静電容量の変動量（ピーク値）を含む座標・ピーク値データ３２を、操作体毎に生成する。例えば、認識部２３は、２次元データ３１に基づいて、操作体の近接に応じて静電容量が変動した操作面上の領域である１又は複数の近接領域を特定し、特定した近接領域毎に、領域内の複数の検出位置の各々における静電容量の変動量のうち、最も大きい変動量をピーク値として特定し、特定したピーク値に対応する検出位置の座標及び当該ピーク値を含む座標・ピーク値データ３２を生成する。ピーク値は、近接領域内の静電容量の変動量の空間的な極大値と言うこともできる。

【0044】

また、認識部２３は、センサ部１０による周期的な検出動作の複数のサイクルに渡って同一の操作体を認識する。例えば、認識部２３は、検出動作の複数のサイクルに渡って生成される同一の操作体に関する複数の座標・ピーク値データ３２に対して、同一の識別コードを割り当てる。つまり、識別コードは、複数のサイクルに渡って同一の操作体を追跡するための情報と言うこともできる。例えば、認識部２３は、検出動作の複数のサイクルに渡って生成される複数の２次元データ３１の各々における近接領域の比較に基づいて、同一の操作体を認識及び識別することができる。

【0045】

決定部２４は、認識部２３によって生成される座標・ピーク値データ３２に基づいて、操作体のタッチ状態を判定するための第１のしきい値Ｔ１を決定する。例えば、決定部２４は、座標・ピーク値データ３２に含まれるピーク値の時間的な変化に基づいて第１のしきい値Ｔ１を決定する。第１のしきい値Ｔ１を決定する動作の詳細については後述する。

【0046】

判定部２５は、座標・ピーク値データ３２に含まれるピーク値と決定部２４によって決定される第１のしきい値Ｔ１とを比較し、この比較の結果に基づいて操作体のタッチ状態を判定する。判定部２５は、操作体のタッチ状態が肯定的に判定された場合には、当該操作体に対応する位置の座標においてタッチ状態であることを示すタッチ状態データ３３を生成して記憶部３０に格納する。タッチ状態を判定する動作の詳細については後述する。

【0047】

記憶部３０は、処理部２０の処理に使用される定数データや変数データを記憶する。処理部２０がコンピュータを含む場合、記憶部３０は、そのコンピュータにおいて実行されるプログラムを記憶してもよい。記憶部３０は、例えば、ＤＲＡＭやＳＲＡＭなどの揮発性メモリ、フラッシュメモリなどの不揮発性メモリ、ハードディスクなどを含んで構成される。

【0048】

インターフェース部４０は、判定装置１と他の制御装置（例えば、判定装置１を搭載する電子機器のコントロール用ＩＣなど）との間でデータをやり取りするための回路である。処理部２０は、記憶部３０に記憶される情報を、インターフェース部４０を介して図示しない制御装置へ出力する。

【0049】

次に、上述した構成を有する判定装置１の動作について説明する。図２は、判定装置１の処理部２０によって実行されるメイン処理の一例を示すフローチャートである。このメイン処理は、センサ部１０による検出動作の１サイクル毎に実行される。

【0050】

図２に示すように、メイン処理では、まず、２次元データ生成部２２が２次元データ３１を生成する（ＳＴ１００）。上述したように、２次元データ３１は、センサ部１０による検出データに基づいて生成される。

【0051】

そして、操作面に近接する操作体が存在する場合には（ＳＴ１１０のＹｅｓ）、認識部２３が２次元データ３１に基づいて座標・ピーク値データ３２を生成し（ＳＴ１２０）、操作面に近接する操作体が存在しない場合には（ＳＴ１１０のＮｏ）、そのままメイン処理を終了する。例えば、２次元データ３１が表す複数の検出位置における静電容量の変動量が、いずれも０又は基準値以下である場合には、操作面に近接する操作体が存在しないと判定される。

【0052】

操作面に近接する操作体が存在する場合において、座標・ピーク値データ３２を生成すると、次に、図３に例示するタッチ状態判定処理を実行する（ＳＴ１３０）。このタッチ状態判定処理は、操作面に近接する操作体が複数存在する場合には、複数の操作体の各々に対して順に実行される（ＳＴ１４０のＹｅｓ）。

【0053】

また、タッチ状態判定処理は、同一の操作体に関して、この操作体が認識される間、繰り返し実行される。図３に示すように、タッチ状態判定処理では、まず、対象となる操作体に対するタッチ状態判定処理の実行が初回である場合には（ＳＴ２００のＹｅｓ）、決定部２４が、今回のピーク値を、時間的に変化するピーク値の最大値Ｐｍａｘに設定する。具体的には、決定部２４は、メイン処理のＳＴ１２０において生成された座標・ピーク値データ３２に含まれるピーク値を、最大値Ｐｍａｘとして記憶部３０に格納する。

【0054】

そして、判定部２５が、非タッチ状態であると判定し（ＳＴ２２０）、タッチ状態判定処理を終了する。このように、操作面に近接する操作体が認識されてから初めて実行される初回のタッチ状態判定処理においては、常に、ピーク値の最大値Ｐｍａｘを設定した上で非タッチ状態と判定される。

【0055】

そして、２回目以降に実行されるタッチ状態判定処理では、まず、判定部２５が、当該操作体に対して非タッチ状態属性が設定されているか否かを判定する（ＳＴ２３０）。２回目のタッチ状態判定処理では、非タッチ状態属性は設定されていないため（ＳＴ２３０のＮｏ）、続いて、決定部２４が、第１のしきい値Ｔ１が設定されているか否かを判定する（ＳＴ２４０）。２回目のタッチ状態判定処理では、第１のしきい値Ｔ１は設定されていないため（ＳＴ２４０のＮｏ）、続いて、決定部２４が、ピーク値が第２のしきい値Ｔ２以上であるか否かを判定する（ＳＴ２５０）。

【0056】

そして、ピーク値が第２のしきい値Ｔ２未満である間は（ＳＴ２５０のＮｏ）、非タッチ状態と判定される（ＳＴ２２０）。このように、第２のしきい値Ｔ２は、タッチ状態と判定され得るピーク値の下限として機能する。

【0057】

２回目以降のタッチ状態判定処理において、ピーク値が第２のしきい値Ｔ２以上となると（ＳＴ２５０のＹｅｓ）、次に、判定部２５が、操作体が認識されてから（例えば、初回のタッチ状態判定処理の実行から）ピーク値が第２のしきい値Ｔ２以上となるのに要した経過時間ｔが、基準値ｔｒ以上であるか否かを判定する（ＳＴ２６０）。

【0058】

そして、経過時間ｔが基準値ｔｒ以上であると判定された場合には（ＳＴ２６０のＹｅｓ）、判定部２５が、この操作体に対して非タッチ状態属性を設定した上で（ＳＴ２７０）、非タッチ状態と判定し（ＳＴ２２０）、タッチ状態判定処理を終了する。ここで、次回以降のタッチ状態判定処理において、非タッチ状態属性が設定された操作体は（ＳＴ２３０のＹｅｓ）、直ちに非タッチ状態と判定される（ＳＴ２２０）。つまり、ピーク値が第２のしきい値Ｔ２以上となるのに要した経過時間ｔが基準値ｔｒ以上であった操作体によるタッチ操作は、常に、非タッチ状態と判定される。

【0059】

一方、経過時間ｔが基準値ｔｒ未満であると判定された場合には（ＳＴ２６０のＮｏ）、次に、決定部２４が、ピーク値が最大値Ｐｍａｘより大きいか否かを判定する（ＳＴ２８０）。そして、ピーク値が最大値Ｐｍａｘより大きい場合（ＳＴ２８０のＹｅｓ）、つまり、操作体の操作面への近接に従ってピーク値が上昇する過程にある場合には、決定部２４が、今回のピーク値を最大値Ｐｍａｘに設定した上で（ＳＴ２９０）、判定部２５が、非タッチ状態と判定し（ＳＴ２２０）、タッチ状態判定処理を終了する。

【0060】

そして、次回以降のタッチ状態判定処理において、ピーク値が最大値Ｐｍａｘ以下となった場合（ＳＴ２８０のＮｏ）、つまり、ピーク値が上昇する過程を終了した場合には、決定部２４が、第１のしきい値Ｔ１を決定する（ＳＴ３００）。

【0061】

本実施形態において、第１のしきい値Ｔ１は、ピーク値に基づいて決定される。例えば、第１のしきい値Ｔ１は、ピーク値より小さい値が設定され、例えば、ピーク値に０．８を乗じた値が設定される。決定された第１のしきい値Ｔ１は、記憶部３０に格納される。

【0062】

第１のしきい値Ｔ１を決定すると、次に、判定部２５が、操作体が近接した操作面上の領域である近接領域の面積Ａが基準値Ａｒよりも小さいか否かを判定する（ＳＴ３２０）。そして、面積Ａが基準値Ａｒよりも小さい場合には（ＳＴ３２０のＹｅｓ）、判定部２５が、タッチ状態と判定して（ＳＴ３３０）、タッチ状態判定処理を終了する。上述したように、タッチ状態との判定に応じて、判定部２５は、座標・ピーク値データ３２に含まれる位置の座標においてタッチ状態であることを示すタッチ状態データ３３を生成して記憶部３０に格納する。一方、面積Ａが基準値Ａｒ以上である場合には（ＳＴ３２０のＹｅｓ）、判定部２５が、非タッチ状態と判定して（ＳＴ２２０）、タッチ状態判定処理を終了する。

【0063】

本実施形態において、タッチ状態判定処理は、第１のしきい値Ｔ１がいったん設定されると（ＳＴ２４０のＹｅｓ）、判定部２５が、ピーク値が第１のしきい値Ｔ１以上であるか否かを判定し、ピーク値が第１のしきい値Ｔ１以上である場合には（ＳＴ３１０のＹｅｓ）、上述した面積Ａの大きさに基づいてタッチ状態を判定し（ＳＴ３２０、ＳＴ３３０、及びＳＴ２２０）、ピーク値が第１のしきい値Ｔ１未満である場合には（ＳＴ３１０のＮｏ）、ノンタッチ状態と判定する。このように、操作体が認識される間、同一の第１のしきい値Ｔ１を用いてタッチ状態の判定が行われる。

【0064】

図４は、操作体の移動に応じて第１のしきい値Ｔ１を決定しタッチ状態を判定する様子を説明するための図である。図４の上側は、手袋Ｇを装着している操作体Ｆが操作面（センサマトリクス１１）に対して近接する様子を示しており、横軸は時間の経過を示す。図４の下側は、図４の上側の操作体Ｆの近接に応じて生じる静電容量の変動量を示している。図４の下側における１つの釣鐘状の山は、特定の時点における操作体Ｆの近接領域の静電容量の変動量に対応しており、この山の頂点が、特定の時点におけるピーク値に対応する。

【0065】

図４に示すように、操作体Ｆが操作面に近接する方向に移動するに従って、ピーク値は上昇する（Ｐ１〜Ｐ２）。そして、操作体Ｆの操作面に近接する方向への移動が止まるとピーク値の上昇が止まる（Ｐ２）。このとき、ピーク値（Ｐ２）より小さい第１のしきい値Ｔ１が決定されると共に、タッチ状態と判定される。その後、この第１のしきい値Ｔ１とピーク値との比較の結果に基づいてタッチ状態が判定される。図４の例では、第１のしきい値Ｔ１以上のピーク値（Ｐ６）であるときにはタッチ状態と判定され、第１のしきい値Ｔ１より小さいピーク値（Ｐ３〜５、７〜８）であるときには非タッチ状態と判定される。

【0066】

図５は、異なる厚さの手袋を操作体が装着している場合のタッチ状態の判定を比較して説明するための図であり、図４と同様に、操作体が近接する様子と、操作体の近接に応じて生じる静電容量の変動量を示す。また、図５の左側は、操作体Ｆが手袋Ｇ１を装着している場合に対応し、図５の右側は、操作体Ｆが手袋Ｇ１よりも薄い手袋Ｇ２を装着している場合に対応する。

【0067】

図５に示すように、操作体が同じように操作面に近接すると、薄い手袋Ｇ２を装着している場合（図５の右側）の方が、厚い手袋Ｇ１を装着している場合（図５の左側）よりも、静電容量の変動量が大きくなる。しかし、静電容量の変動量の時間的な変化の仕方は同様であるから、同様のタイミングでピーク値が上昇する過程を終了し、このときのピーク値（Ｐ３）に基づいて第１のしきい値Ｔ１が決定され、また、同様のタイミングで第１のしきい値Ｔ１以上のピーク値（Ｐ４）となり、タッチ状態と判定される。

【0068】

図６は、異なる速度で操作体が操作面に近接する場合の静電容量の変動量の変化を比較して説明するための図であり、図４及び図５と同様に、操作体が近接する様子と、操作体の近接に応じて生じる静電容量の変動量を示す。図６の左側は、操作体Ｆが、操作面に対して比較的遅い速度で移動する場合に対応し、図６の右側は、操作体Ｆが、操作面に対して比較的早い速度で移動する場合に対応する。

【0069】

図６に示すように、操作体Ｆが比較的遅い速度で移動する場合（図６の左側）、操作体Ｆが認識されてからピーク値が第２のしきい値Ｔ２以上となるのに要する時間ｔ１は長くなる。一方、操作体Ｆが比較的速い速度で移動する場合（図６の右側）、操作体Ｆが認識されてからピーク値が第２のしきい値Ｔ２以上となるのに要する時間ｔ２は短くなる。そして、上述したように、本実施形態におけるタッチ状態判定処理では、ピーク値が第２のしきい値Ｔ２以上となるのに要した経過時間ｔが基準値ｔｒ以上であった操作体によるタッチ操作は、常に、非タッチ状態と判定される。したがって、図６の左側の例のように、操作体Ｆが比較的遅い速度で操作面に近接する場合、経過時間ｔが基準値ｔｒ以上となると、操作体Ｆによるタッチ操作は、常に、非タッチ状態と判定される。そして、操作体Ｆが比較的遅い速度で操作面に近接する場合は、意図せずに操作体が操作面に近接してしまった場合であることが想定されるから、意図しない操作に基づくタッチ状態の肯定的な判定が抑制される。

【0070】

図７及び図８は、操作体が近接した操作面上の領域である近接領域を例示する。図７は、操作面の全体領域ＷＡにおいて近接領域Ａ１を有する。近接領域Ａ１は、静電容量の変動量が比較的小さい領域Ａ１１と静電容量の変動量が比較的大きい領域Ａ１２とによって構成される。図８は、操作面の全体領域ＷＡにおいて上述した近接領域Ａ１よりも面積が大きい近接領域Ａ２を有する。近接領域Ａ２は、近接領域Ａ１と同様に、静電容量の変動量が比較的小さい領域Ａ２１と静電容量の変動量が比較的大きい領域Ａ２２とによって構成される。

【0071】

図８に例示した近接領域Ａ２は、図７に例示した近接領域Ａ１と比べて、その面積が大きい。そして、上述したように、本実施形態におけるタッチ状態判定処理では、ピーク値が第１のしきい値Ｔ１以上である場合であっても、近接領域の面積Ａが基準値Ａｒ以上である場合には、非タッチ状態と判定される。例えば、図８の例のように、近接領域の面積が大きい場合、基準値Ａｒ以上であると、非タッチ状態と判定される。そして、近接領域の面積が大きい場合は、意図せずに操作体が操作面に近接してしまった場合であることが想定されるから、意図しない操作に基づくタッチ状態の肯定的な判定が抑制される。

【0072】

以上説明した本実施形態の判定装置１によれば、タッチ状態の判定に用いる第１のしきい値Ｔ１が、検出した静電容量の変動量の時間的な変化（上昇する過程を終了したときのピーク値）に基づいて決定されるから、手袋の厚さ等に応じた第１のしきい値Ｔ１（感度）を予め測定することなく多様な厚さの手袋等を装着した操作に対応することができる。

【0073】

本発明は上述した実施形態には限定されない。すなわち、当業者は、本発明の技術的範囲又はその均等の範囲内において、上述した実施形態の構成要素に関し、様々な変更、コンビネーション、サブコンビネーション、並びに代替を行ってもよい。

【0074】

例えば、ピーク値が第２のしきい値Ｔ２以上となるのに要した経過時間ｔに基づく非タッチ状態の判定は、必ずしも必要ではない。更に、タッチ状態と判定され得るピーク値の下限として機能する第２のしきい値Ｔ２自体も、必ずしも設ける必要はない。

【0075】

また、例えば、近接領域の面積Ａに基づく非タッチ状態の判定は、必ずしも必要でない。

【産業上の利用可能性】

【0076】

本発明は、例えば、タッチパネル及びタッチパッド等に適用可能である。

【符号の説明】

【0077】

１…判定装置
１０…センサ部
１１…センサマトリクス
１２…容量性センサ素子
１３…検出データ生成部
１４…駆動部
２０…処理部
２１…センサ制御部
２２…２次元データ生成部
２３…認識部
２４…決定部
２５…判定部
３０…記憶部
３１…２次元データ
３２…座標・ピーク値データ
３３…タッチ状態データ
４０…インターフェース部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】