JP5146657B2 - タッチスイッチ検出装置及びそれを用いた給水装置 - Google Patents
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Description
このタッチスイッチ検出装置によれば、対象物がタッチ検出電極に接近するときに、静電容量の違いや接近速度の違いにより検出出力の変化率が異なるので、その対象物が人の指であるか水滴であるかを判断でき、それぞれに応じた最適な検知閾値を設定できる。その結果、タッチスイッチ検出装置の操作が人の操作によるものか、水滴の付着などによるものかを的確に判断することができる。
また、このタッチスイッチ検出装置によれば、濡れた指で操作しようとした場合に、水が先に付着してしまい、その後に人の指が触れたときに検出出力が高くなる現象を的確に捉えることができる。これは、広がった水滴の上に指が触れた状態になっているため、見かけ上の指の接触面積が大きくなるためであり、そのときの検出出力が高くなる。このタッチスイッチ検出装置は、この現象を的確に捉えることができる。したがって、濡れた指でタッチ検出電極を押した場合や水滴が付いたタッチ検出電極を乾いた指で押した場合と、タッチ検出電極に水滴が付いた場合と、をより正確に判定することができる。
このタッチスイッチ検出装置によれば、水滴に対し使用者は静電容量が大きく、検出出力が高くなるため、タッチスイッチ検出装置の操作が人の操作によるものか否かをより的確に判断することができる。
この給水装置によれば、水滴がかかっても誤動作することなく、より正確な操作判断をして吐水動作を行うことができる。
この給水装置によれば、吐水開始前の状態と、吐水中で水のかかりやすい状態と、のそれぞれに応じてタッチスイッチ検出装置の判断基準を変更でき、水の影響を考慮したより正確な操作判断を行うことができる。
この給水装置によれば、電磁弁が開放状態の場合には、タッチ検出電極に水がかかりやすく、また止水するときに濡れた手で操作されることが多いため、そのタッチ検出電極の操作に関する水滴の影響を考慮してより正確な操作判断を行うことができる。
図1は、本発明の実施の形態にかかるタッチスイッチ検出装置のブロック図を表す。
本発明の実施の形態にかかるタッチスイッチ検出装置100は、タッチ検出電極200と、検出部300と、操作判定部400と、を備えている。タッチ検出電極200は、後述するように、例えば給水装置などが有するパネルの直下などに設けられる。なお、使用者がこのパネルに触れることは、タッチ検出電極200に触れることと等価である。検出部300は、発振部310と、電圧変換部320と、を有している。また、操作判定部400は、接触判定部410と、対象物判断部430と、を有している。
また、図3は、本実施形態にかかるタッチスイッチ検出装置を用いた給水装置の模式図を表す。
本実施形態にかかるタッチスイッチ検出装置100は、例えば給水装置などに用いられる。図2および図3に表した給水装置500は、タッチスイッチ検出装置100と、制御部510と、電磁弁520と、吐水口530と、を備えている。
図4に表したグラフ図の縦軸は電圧値(100mV/div)を表し、横軸は時間(50ms/div)を表している。
図5に表したグラフ図の縦軸および横軸は、図4に表したグラフ図と同様に、それぞれ電圧値(100mV/div)および時間(50ms/div)を表している。なお、図5に表したグラフ図は、指に付いた水滴がタッチ検出電極200に落ちることなく、指に付いたままの状態で、使用者がタッチ検出電極を押した場合の電圧値の波形を表している。
なお、図6に表したグラフ図の縦軸および横軸は、図4に表したグラフ図と同様に、それぞれ電圧値(100mV/div)および時間(50ms/div)を表している。
図7は、タッチ検出電極を乾いた指で押した場合を例示する模式図である。なお、図7(a)は、タッチ検出電極に乾いた指で触れた状態を表す模式図であり、図7(b)は、検出部から出力された電圧値を表す模式図である。
また本具体例においては、指に付いていた水滴がタッチ検出電極に落ちない場合を例に挙げて説明する。
操作判定部400は、まず対象物判断部430の動作により、タッチ検出電極200に接触した対象物を判断する(ステップS102)。この対象物判断部430の動作については、図12に関して後述する。
対象物判断部430は、まず検出部300から出力された検出出力(電圧値)を読み込む(ステップS202)。続いて、読み込んだ電圧値に基づいて電圧値の変化率(上昇率)を演算する(ステップS204)。変化率が「0」であれば(ステップS206:NO)、再度検出部300から出力された検出出力(電圧値)を読み込む(ステップS202)。一方、変化率が「0」でなければ(ステップS206:YES)、対象物判断部430は、ステップS204で演算した変化率の絶対値が所定の対象物判断値A1の絶対値以下であるか否かを判定する(ステップS208)。
|A1|<|A2|<・・・<|An−1|<|An| 式(1)
|V1|<|V2|<・・・<|Vn−1|<|Vn| 式(2)
接触判定部410は、まず検出部300から出力された検出出力(電圧値)を読み込む(ステップS302)。続いて、読み込んだ電圧値の絶対値が所定検知閾値の絶対値以上であるか否かを判定する(ステップS304)。ここで、所定検知閾値とは、図11に表したステップS110、ステップS112、ステップS114、あるいはステップS116によって設定された所定検知閾値である。
図14は、本具体例の操作判定部の動作の具体例を説明するためのタイムチャートである。なお、図14(a)は、タッチ検出電極を乾いた指で押した場合の電圧値を例示する模式図であり、図14(b)は、タッチ検出電極を濡れた指で押した場合の電圧値を例示する模式図であり、図14(c)は、タッチ検出電極に水滴が付いた場合の電圧値を例示する模式図である。
|B1|<|B2|<・・・<|Bn−1|<|Bn| 式(3)
|A1|<|B1| 式(4)
|A2|<|B2| 式(5)
|An−1|<|Bn−1| 式(6)
|An|<|Bn| 式(7)
これは、乾いた指よりも濡れた指でタッチ検出電極200を押した場合の方が、電圧値の上昇率の絶対値が大きいためである。
|Va1|<|Va2|<・・・<|Van−1|<|Van| 式(8)
|Vb1|<|Vb2|<・・・<|Vbn−1|<|Vbn| 式(9)
|Va1|<|Vb1| 式(10)
|Va2|<|Vb2| 式(11)
|Van−1|<|Vbn−1| 式(12)
|Van|<|Vbn| 式(13)
図16は、タッチ検出電極を指で押して電磁弁を開放させた場合の電圧値を例示する模式図である。なお、図16(a)は、タッチ検出電極を乾いた指で押して電磁弁を開放させた後に、濡れた指で押して電磁弁を閉止させた場合の電圧値を例示する模式図であり、図16(b)は、タッチ検出電極を乾いた指で押して電磁弁を開放させた後に、タッチ検出電極に水滴が付いた場合の電圧値を例示する模式図である。
また、前述した各実施の形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
Claims (5)
- 対象物の接近又は接触による静電容量の変化を検出するタッチ検出電極と、
前記静電容量の変化を反映した検出出力を出力する検出部と、
前記検出出力に基づいて使用者の操作の有無を判定する操作判定部と、
を備え、
前記操作判定部は、
検出開始時における前記検出出力の変化率が対象物判断値以下であるか否かで前記対象物を仮判断する対象物判断部と、
前記検出出力が検知閾値以上であるか否かで前記使用者の接触を判定する接触判定部と、
を有し、
前記操作判定部は、前記対象物判断部が前記対象物を前記使用者であると仮判断した場合には前記使用者であると仮判断したときの前記検出出力を前記検知閾値と設定し、前記対象物判断部が前記対象物を水滴であると仮判断した場合には前記使用者であると仮判断したときの前記検出出力よりも大きい値を前記検知閾値と設定し、前記検出出力が前記検知閾値以上であるか否かで前記使用者の操作の有無を判定することを特徴とするタッチスイッチ検出装置。 - 前記検出出力が前記検知閾値以上である場合に、前記操作判定部は前記使用者の操作が有ったと判定することを特徴とする請求項1記載のタッチスイッチ検出装置。
- 請求項1または2に記載のタッチスイッチ検出装置と、
給水流路を開閉する電磁弁と、
前記給水流路を介して供給された水を吐出する吐水口と、
前記操作判定部の判定に基づいて、前記電磁弁の動作を制御する制御部と、
を備えたことを特徴とする給水装置。 - 前記電磁弁の開閉状態に応じて、前記対象物判断値の値と、前記検知閾値の値と、の少なくともいずれかを変更することを特徴とする請求項3記載の給水装置。
- 前記操作判定部は、前記電磁弁が開状態の場合は、前記電磁弁が閉状態の場合よりも大きい値を有する前記対象物判断値および前記検知閾値を設定することを特徴とする請求項4記載の給水装置。
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