JP6126048B2 - タッチ式入力装置 - Google Patents

Description

本発明は、タッチ操作を検出するタッチ式入力装置に関する。

従来、タッチパネルをタッチ操作することで、ディスプレイに表示されたマウスポインタ等の操作を行うタッチ式入力装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。このタッチ式入力装置では、ユーザがタッチパネルの操作面に触れることで、例えばディスプレイに表示された複数の機能項目の中から一つを選択して、所望の画面を表示させたり付帯機器を作動させたりすることが可能になっている。また、近年では、タッチ操作として、単に操作面に接触する操作だけでなく、例えばタッチパネルの操作面をある一方向へなぞったり払ったりするなぞり操作（フリック操作）を検出するようにしたタッチ式入力装置が提案されている。なお、こうしたなぞり操作は、例えばディスプレイに表示する画面をそのなぞり方向へスクロールするといった特定の機能と対応付けられる。

さて、こうしたタッチ式入力装置としては、複数の駆動電極と複数のセンサ電極とを格子状に配置してなるセンサパターンに形成されるコンデンサの静電容量に基づいてタッチ操作を検出する投影型静電容量方式のものがある。このうち、駆動電極とセンサ電極との交点部分に形成されたコンデンサ毎の静電容量の変化を検出する相互容量方式では、同時に複数のタッチ位置を検出することが可能になるといった利点がある。

ところで、タッチパネルの操作面には、例えば水滴や硬貨等の導電性の異物が接触（付着）することがあり、この異物の接触と指等によるタッチ操作とは区別して検出する必要がある。ここで、相互容量方式のタッチ式入力装置において、操作面に指が接触した場合には、該指が接触した範囲のコンデンサの静電容量が、操作面上に物体が何も接触していない状態での基準値（ゼロ）に対して一方の極性（例えば、プラス）側に変化する。これに対し、操作面に異物が接触した場合には、当該異物の接触した範囲のコンデンサの静電容量が他方の極性（例えば、マイナス）側に変化するとともに、当該異物の周辺のコンデンサの静電容量が一方の極性側に変化する。この点を踏まえ、各コンデンサの静電容量を示す変化量分布を演算し、そのピーク値が所定のマイナスの閾値以下の場合に、操作面に異物が接触したと判定するようにしたタッチ式入力装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２０１０−９３２１号公報 特許第４９９４４８９号公報

ところが、上記のように操作面に導電性の異物が接触したままでは、各コンデンサの静電容量の変化量分布が基準値に対して変化した状態となっているため、タッチ操作を適切に検出することが困難になる。また、異物に限らず、温度等の周囲環境や経年劣化によって静電容量（寄生容量）の変化量分布が基準値に対して変化した状態となることがあるため、タッチ操作を適切に検出することが困難になる。

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、静電容量の変化量分布が基準値に対して変化した状態となってもタッチ操作を検出することができるタッチ式入力装置を提供することにある。

以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について説明する。
上記課題を解決するタッチ式入力装置は、複数の駆動電極と複数のセンサ電極とをこれらの間の絶縁を保ちつつ格子状に重ねたセンサパターンを有するタッチパネルと、前記各駆動電極に駆動信号を印加するとともに、前記駆動電極と前記センサ電極との交点部分に形成されたコンデンサ毎の静電容量変化に基づいて前記タッチパネルの操作面に対するタッチ操作を検出するコントローラと、を備えたタッチ式入力装置において、前記コントローラは、予め設定された前記コンデンサ毎の初期基準値に対する静電容量の変化量を示す素データ群に基づいて導電性の異物の有無を判定し、異物の有無によって変更される前記コンデンサ毎の制御基準値に対する静電容量の変化量を示す制御データ群に基づいてタッチ操作の有無を判定するものであり、前記コンデンサ毎の制御基準値は、前記素データ群に基づいて前記操作面に導電性の異物が有ると判定された場合には、このときの素データ群に応じた素データ基準値にそれぞれ設定され、前記素データ群に基づいて前記操作面に導電性の異物が無いと判定された場合には、前記初期基準値にそれぞれ設定され、タッチ操作の有無を適切に判定するために前記制御基準値を起動時に更新し、前記制御データ群の変動幅がタッチ操作の判定閾値よりも小さい所定範囲内にある状態が所定時間継続した場合、或いは、前記タッチパネルの操作面内で分割された複数の検出エリアのうち、前記タッチ操作が行われた検出エリアが所定時間変化しない場合には前記制御基準値を温度変化に対応する基準値に更新することをその要旨としている。

上記構成によれば、制御基準値は、素データ群に基づいて操作面に異物が有ると判定されると、この状態での素データ群に応じた素データ基準値に設定される。そのため、制御データ群は、操作面に異物が接触した状態を基準にしたコンデンサの静電容量の変化量を示すことになる。したがって、コントローラは、操作面に導電性の異物が接触したままの状態でも、該操作面に指等が接触したときのコンデンサの静電容量の変化を的確に把握でき、タッチ操作を適切に検出することができる。また、制御基準値を起動時に更新することで、温度等の周囲環境や経年劣化による静電容量（寄生容量）の変化に対応した基準値を取得して、静電容量の変化量を検出するための基準値が変化してもタッチ操作を検出することができる。ここで、起動時に誤った制御基準値を取得する可能性があるため、制御基準値に異常があると判定した場合には制御基準値を更新することで、タッチ操作を的確に検出することができる。また、制御基準値に対する静電容量の変化量を示す制御データ群の変動幅が所定範囲内にあるとともに、所定時間継続される場合には、ユーザが操作していたり、外来ノイズを検出していた時に誤った制御基準値を取得したり、操作面に異物
が接触している状態であったりする。このため、このような静電容量の変化を検出した場合に制御基準値に異常があると判定して、制御基準値を更新することで、タッチ操作を的確に検出することができるようになる。さらに、操作面を分割した検出エリアのうちタッチ操作がある検出エリアが所定時間変化しない場合には、ユーザが当該検出エリアを操作していたり、外来ノイズを検出していた時に誤った制御基準値を取得したり、当該検出エリアに異物が接触している状態であったりする。このため、このような検出エリアを検出した場合に制御基準値に異常があると判定して、制御基準値を更新することで、タッチ操作を的確に検出することができるようになる。

上記タッチ式入力装置について、前記コントローラは、前記素データ群に基づいて前記操作面に導電性の異物が有ると判定された場合には、さらに前記制御データ群に基づいて導電性の異物の有無を判定するものであり、前記コンデンサ毎の制御基準値は、前記制御データ群に基づいて前記操作面に導電性の異物が有ると判定された場合には、このときの制御データ群に応じた制御データ基準値にそれぞれ設定され、前記制御データ群に基づいて前記操作面に導電性の異物が無いと判定された場合には、前記素データ基準値にそれぞれ設定されることが好ましい。

上記構成によれば、制御データ群に基づいて異物の有無を判定するため、操作面に異物が接触した状態から時間を空けてさらに別の異物が接触したか否かを判定することができる。そして、制御基準値は、制御データ群に基づいて操作面に異物が有ると判定されると、この状態での制御データ群に応じた制御データ基準値に設定される。これにより、制御データ群は、複数の異物が操作面に接触した状態を基準にしたコンデンサ毎の静電容量の変化量を示すことになる。そのため、コントローラは、時間を空けて操作面に複数の異物が接触した場合でも、該操作面に指等が接触したときのコンデンサの静電容量の変化を的確に把握でき、タッチ操作を適切に検出することができる。

本発明によれば、静電容量の変化量分布が基準値に対して変化した状態となってもタッチ操作を検出することができる。

タッチ式入力装置の第１の実施形態における車両に搭載した状態を示す図。 同タッチ式入力装置のタッチパネルの操作面及びその近傍を示す平面図。 同タッチ式入力装置のタッチパネルの図２の３−３断面図。 同タッチ式入力装置の概略構成を示すブロック図。 同タッチ式入力装置の状態遷移を示す図。 同タッチ式入力装置の基準値更新条件成立判定処理を示すフローチャート。 同タッチ式入力装置における基準値の更新条件を示す図。 同タッチ式入力装置のタッチ操作の検出処理を示すフローチャート。 （ａ）は同タッチ式入力装置の操作面に導電性の異物が接触した状態のタッチパネルを示す模式図、（ｂ）は（ａ）の状態での素データ群を示す図、（ｃ）は（ａ）の状態での制御データ群を示す図。 （ａ）は同タッチ式入力装置の操作面に接触した導電性の異物に指が接触した状態のタッチパネルを示す模式図、（ｂ）は（ａ）の状態での素データ群を示す図、（ｃ）は（ａ）の状態での制御データ群を示す図。 タッチ式入力装置の第２の実施形態における基準値更新条件成立判定処理を示すフローチャート。 同タッチ式入力装置の制御基準値の更新条件を示す図。

（第１の実施形態）
以下、図１〜図１０を参照して、タッチ式入力装置の第１の実施形態について説明する。

図１に示すように、ダッシュボード１の中央部（センタークラスタ）にはディスプレイ２が設けられている。センターコンソール４には、シフトレバー５が設けられており、その手前側には、タッチ式入力装置１０のタッチパネル１１がその操作面１１ａを露出させる態様で埋設されている。すなわち、本実施形態のタッチ式入力装置１０は車両に搭載されている。そして、ユーザは、指やスタイラス等の導電体を用いてタッチパネル１１をタッチ操作することにより、ディスプレイ２に表示された所望の機能項目の選択及び決定を行い、エアコンディショナやカーナビゲーション等の車載機器に所望の動作を実行させることが可能となっている。なお、タッチ操作には、単に操作面１１ａに接触する操作だけでなく、例えばタッチパネル１１の操作面１１ａをある一方向へなぞったり払ったりするなぞり操作（フリック操作）も含まれる。

図２及び図３に示すように、タッチパネル１１には、複数の駆動電極１２と複数のセンサ電極１３とをこれらの間の絶縁を保ちつつ格子状に重ねたセンサパターン１４が設けられている。なお、図２では、説明の便宜上、駆動電極１２を７本、センサ電極１３を５本だけ示している。

具体的には、タッチパネル１１は、駆動電極１２が配置される駆動基板１５と、駆動基板１５上に設けられるとともにセンサ電極１３が配置されるセンサ基板１６と、センサ基板１６上に設けられるカバー１７とを備えている。駆動基板１５、センサ基板１６及びカバー１７は、それぞれ絶縁性材料からなる。そして、カバー１７の上面の一部がタッチパネル１１の操作面１１ａを構成している。

駆動電極１２及びセンサ電極１３は、それぞれ導電性材料からなり、帯状に形成されている。そして、駆動電極１２は、駆動基板１５における操作面１１ａと対向する範囲内で互いに平行になるように一方向（Ｘ方向）に沿って配置されている。一方、センサ電極１３は、センサ基板１６における操作面１１ａと対向する範囲内で互いに平行になるように上記一方向と直交する方向（Ｙ方向）に沿って配置されている。これにより、駆動電極１２及びセンサ電極１３によって格子状のセンサパターン１４が操作面１１ａ内に形成されるとともに、図３において二点鎖線で示すように、駆動電極１２とセンサ電極１３との交点部分にはコンデンサＣが形成されている。なお、本実施形態では、駆動電極１２及びセンサ電極１３は、それぞれ接着剤１８により駆動基板１５及びセンサ基板１６に固定されている。

図４に示すように、タッチ式入力装置１０は、上記タッチパネル１１と、そのセンサパターン１４に駆動信号（パルス信号）を印加してタッチ操作を検出するコントローラ２１とを備えている。なお、本実施形態のコントローラ２１は、上記交点部分に形成されたコンデンサＣ毎の静電容量が変化することにより生じる充放電電流に基づいてタッチ位置を検出する相互容量方式を採用している。

具体的には、コントローラ２１は、各駆動電極１２に接続される駆動部２２と、各センサ電極１３に接続される検出部２３と、駆動部２２及び検出部２３の動作を制御する制御部２４とを有している。駆動部２２は、制御部２４からの制御信号に基づいて、駆動信号を生成するとともに、駆動電極１２を少なくとも１本ずつ選択して生成した駆動信号を印加する。検出部２３は、制御部２４からの制御信号に基づいて、センサ電極１３を少なくとも１本ずつ選択し、駆動電極１２に印加された駆動信号に応じて該センサ電極１３に流れる充放電電流を出力信号として受信する。また、検出部２３は、センサ電極１３のそれぞれから出力される出力信号に基づいてコンデンサＣ毎の静電容量を検出し、これらコンデンサＣ毎の静電容量を示す検出信号を制御部２４に出力する。そして、制御部２４は、検出信号に基づいてタッチ操作及びその座標を検出し、その検出結果をディスプレイ２に出力する。

ここで、制御部２４は、例えば水滴や硬貨等の導電性の異物が操作面１１ａに接触したままの状態でも、タッチ操作を検出可能に構成されている。なお、本実施形態では、指等が接触した場合に静電容量が変化する極性をプラスとし、導電性の異物が接触した場合に静電容量が変化する極性をマイナスとする。

詳述すると、制御部２４にはメモリ２４ａが設けられている。メモリ２４ａには、センサパターン１４の交点部分に形成されるコンデンサＣ毎に予め設定された初期基準値が記憶されている。なお、本実施形態では、初期基準値は、操作面１１ａ上に物体が何も接触していない状態での静電容量の値（ゼロ）に設定されている。また、メモリ２４ａには、コンデンサＣ毎に異物の有無によって変更される制御基準値が記憶されている。

制御部２４は、検出部２３から検出信号が入力されると、初期基準値に対するコンデンサＣ毎の静電容量の変化量を示す素データ群に基づいて導電性の異物の有無、すなわち操作面１１ａに異物が接触したか否かを判定する。具体的には、素データ群の少なくとも１つのデータ（初期基準値に対する各コンデンサＣのうちの少なくとも１つの静電容量）の変化量が所定のマイナスの値に設定された異物判定閾値以下となった場合に異物が有ると判定する。また、制御部２４は、素データ群に基づいて異物が有ると判定された場合には、制御基準値に対するコンデンサＣ毎の静電容量の変化量を示す制御データ群に基づいて導電性の異物の有無、すなわち操作面１１ａに別の異物が接触したか否かを判定する。具体的には、制御データ群の少なくとも１つが異物判定閾値以下となった場合に異物が有ると判定する。そして、制御部２４は、制御データ群に基づいてタッチ操作の有無を判定する。具体的には、制御データ群の少なくとも１つが所定のプラスの値に設定されたタッチ判定閾値以上となった場合に、タッチ操作が有った、すなわちタッチ操作が行われたと判定する。

コンデンサＣ毎の制御基準値は、素データ群に基づいて操作面１１ａに異物が有ると判定された場合には、このときの素データ群の対応する交点のデータ（コンデンサＣの静電容量）と同一の値（以下、素データ基準値）にそれぞれ設定される。つまり、制御基準値が素データ基準値に設定されると、制御データは、操作面１１ａに異物が接触した状態をゼロ点にしたコンデンサＣ毎の静電容量を示すことになる。一方、コンデンサＣ毎の制御基準値は、素データ群に基づいて操作面１１ａに異物が無いと判定された場合には、初期基準値にそれぞれ設定される。また、コンデンサＣ毎の制御基準値は、制御データ群に基づいて操作面１１ａに異物が有ると判定された場合には、このときの制御データ群の対応する交点のデータ（コンデンサＣの静電容量）と同一の値（以下、制御データ基準値）にそれぞれ設定される。つまり、制御基準値が制御データ基準値とされると、制御データは、操作面１１ａに別の異物が接触した状態をゼロ点にしたコンデンサＣ毎の静電容量を示すことになる。一方、コンデンサＣ毎の制御基準値は、制御データ群に基づいて操作面１１ａに異物が無いと判定された場合には、素データ基準値にそれぞれ設定される。

次に、図５を参照して、タッチ式入力装置１０の状態遷移について説明する。
図５に示すように、タッチ式入力装置１０のコントローラ２１は、電源がＯＮされて起動されると、まず初期設定を行う初期設定状態（ステップＳ１００）に移行する。初期設定では、静電検出ＩＣの設定、及び寄生容量値の補正が行われる。コントローラ２１の制御部２４は、寄生容量値の補正として制御基準値を取得する。制御部２４は、基準値の取得が完了すると、タッチ操作の検出を待つ検出待機状態（ステップＳ１０１）となる。

制御部２４は、タッチ操作がない（タッチＯＦＦ）状態（ステップＳ１０２）においては、温度変化によって基準値が変化するので、制御基準値を温度変化に対応する基準値に更新する。制御部２４は、素データ群に基づいて異物が有ると判定された場合には、ノイズ検出・異物検出中状態（ステップＳ１０３）に移行する。制御部２４は、ノイズ検出・異物検出中状態において、制御基準値に対するコンデンサＣ毎の静電容量の変化量を示す制御データ群に基づいて導電性の異物の有無、すなわち操作面１１ａに別の異物が接触したか否かを判定する。制御部２４は、ノイズ検出・異物検出中状態において、素データ群に基づいて異物がないと判定された場合には、タッチ操作がない（タッチＯＦＦ）状態に移行する（ステップＳ１０２）。

制御部２４は、タッチＯＦＦ状態（ステップＳ１０２）において、制御データ群に基づいてタッチ操作が有ると判定すると、指の検出ありとしてタッチ操作がある（タッチＯＮ）状態（ステップＳ１０４）に移行する。制御部２４は、タッチＯＮ状態において、タッチ操作の座標位置を演算し、その検出結果をディスプレイ２に出力する。

制御部２４は、ノイズ検出・異物検出中状態（ステップＳ１０３）において、異物がありながら、制御データ群に基づいてタッチ操作が有ると判定すると、指の検出ありとしてタッチ操作があるタッチＯＮ状態（ステップＳ１０４）に移行する。

制御部２４は、タッチＯＦＦ状態（ステップＳ１０２）と、ノイズ検出・異物検出中状態（ステップＳ１０３）と、タッチＯＮ状態（ステップＳ１０４）との各状態において、基準値の更新条件が成立すると、初期設定状態（ステップＳ１００）に移行する。ここで、基準値の更新条件とは、基準値に異常があると判定した場合であって、本実施形態では、制御データ群の変動幅が所定範囲内にあるとともに、所定時間継続される場合である。

次に、図６を参照して、制御部２４による基準値更新条件成立判定処理を説明する。制御部２４は、タッチＯＦＦ状態（ステップＳ１０２）と、ノイズ検出・異物検出中状態（ステップＳ１０３）と、タッチＯＮ状態（ステップＳ１０４）との各状態において、基準値の更新が必要であるか否かを判定している。

図６に示されるように、制御部２４は、検出部２３から検出信号が入力されると（ステップＳ２１）、検出値の変動幅が所定範囲Ｗ内であるか否かを判定する（ステップＳ２２）。すなわち、制御部２４は、素データ群又は制御データ群のいずれかのデータ値の変動幅が所定範囲Ｗ内であるか否かを判定する。この所定範囲Ｗの変動幅は、指を検出するときのタッチ判定閾値よりも小さく、例えばタッチ判定閾値の１／１０以下である。これは、ユーザのタッチ操作や外来ノイズ、操作面１１ａに異物がある状態で操作面１１ａに変化がない場合に、上記のような所定範囲Ｗの変動幅のデータ値が検出される。

その結果、制御部２４は、検出値の変動幅が所定範囲Ｗよりも大きいと判定した場合には（ステップＳ２２：ＮＯ）、所定時間Ｔ継続するか否かを判定する必要がないので、タイマーをリセットして（ステップＳ２６）、ステップＳ２５に移行する。

また、制御部２４は、検出値の変動幅が所定範囲Ｗ内であると判定した場合には（ステップＳ２２：ＹＥＳ）、所定時間Ｔ継続するか否かを判定するためにタイマーをカウントアップする（ステップＳ２３）。所定時間Ｔは、通常のタッチ操作で継続しないであろう時間であって、例えば２０秒である。そして、制御部２４は、検出値の変動幅が所定範囲Ｗ内の状態で所定時間Ｔ継続したか否かを判定する（ステップＳ２４）。

その結果、制御部２４は、検出値の変動幅が所定範囲Ｗ内の状態で所定時間Ｔ継続しないと判定した場合には（ステップＳ２４：ＮＯ）、ユーザのタッチ操作や外来ノイズを検出しているので、基準値の更新を行わず、各状態において通常処理を行う（ステップＳ２５）。

また、制御部２４は、検出値の変動幅が所定範囲Ｗ内の状態で所定時間Ｔ継続したと判定した場合には（ステップＳ２４：ＹＥＳ）、基準値に異常があるので、基準値の更新を行うべく、初期設定状態（ステップＳ１００）に移行して基準値取得処理を行う（ステップＳ２７）。なお、基準値取得処理は、入力された検出信号に基づいて制御基準値を設定する処理である。本実施形態の基準値更新条件成立判定処理では、各交点において、異常を判定するので、高精度に判定することができる。

次に、図７を参照して、タッチ式入力装置１０において基準値に異常がある状態でのタッチ操作の検出について説明する。ここで、センサパターン１４の各交点のコンデンサＣをそれぞれセンサとして制御基準値に対するコンデンサＣ毎の静電容量の変化量を各センサの検出値とする。

図７に示されるように、例えばセンサＡのように、センサ検出値である静電容量値が所定範囲Ｗ内の変動幅となって、所定時間Ｔ継続して検出される場合には、制御部２４によって制御基準値に異常があると判定される。一方、例えばセンサＢのように、静電容量値の変動幅が所定範囲Ｗ内に収まらない場合には、制御部２４によってユーザのタッチ操作や外来ノイズを検出していると判定される。

次に、図８を参照して、制御部によるタッチ操作の検出処理を説明する。なお、制御部２４は、所定のサンプリング周期（検出周期）で検出処理を実行し、タッチ操作を検出する。

図８に示すように、制御部２４は、検出部２３から検出信号が入力されると（ステップＳ１）、素データ群に基づいて導電性の異物の有無を判定する（ステップＳ２）。その結果、制御部２４は、操作面１１ａに異物が有ると判定すると（ステップＳ３：ＹＥＳ）、制御基準値が初期基準値以外の値に設定されていることを示すフラグがセットされているか否かを判定する（ステップＳ４）。制御部２４は、このフラグがセットされていない場合には（ステップＳ４：ＮＯ）、制御基準値を素データ基準値に設定し（ステップＳ５）、フラグをセットする（ステップＳ６）。

続いて、制御部２４は、制御データ群に基づいて導電性の異物の有無を判定する（ステップＳ７）。なお、制御部２４は、フラグがセットされている場合には（ステップＳ４：ＹＥＳ）には、ステップＳ５，Ｓ６の処理を実行せずに、ステップＳ７に移行して制御データ群に基づく異物判定を行う。その結果、制御部２４は、操作面１１ａ上に別の異物が有ると判定すると（ステップＳ８：ＹＥＳ）、制御基準値を制御データ基準値に設定とする（ステップＳ９）。そして、制御部２４は、制御データ群に基づいてタッチ操作の有無を検出する（ステップＳ１０）。なお、制御部２４は、制御データ群に基づく異物判定（ステップＳ７）の結果、操作面１１ａ上に異物が無いと判定した場合には（ステップＳ８：ＮＯ）、ステップＳ９の処理を実行せずに、ステップＳ１０に移行して制御データ群に基づくタッチ操作の検出を行う。

一方、制御部２４は、素データ群に基づく異物判定（ステップＳ２）の結果、操作面１１ａ上に異物が無いと判定すると（ステップＳ３：ＮＯ）、制御基準値を初期基準値に設定し直して（ステップＳ１１）、フラグをクリアする（ステップＳ１２）。その後、制御部２４は、ステップＳ１０に移行して制御データ群に基づくタッチ操作の検出を行う。

次に、図９〜図１０を参照して、タッチ式入力装置１０における操作面１１ａに異物が接触した状態でのタッチ操作の検出について説明する。
図９（ａ）に示すように、タッチパネル１１の操作面１１ａに異物が接触すると、図９（ｂ）に示すように、異物の接触した範囲の素データ群の各データ値（各コンデンサＣの静電容量）はマイナス側に変化するとともに、当該異物周辺の素データ群の値はプラス側に変化する。また、図９（ｃ）において二点鎖線で示すように、制御基準値が初期基準値に設定されている状態では、制御データ群の各データは、素データ群の各データと同様に変化する。なお、図面では、説明の便宜上、素データ群及び制御データ群のうち、異物を通る一方向（Ｘ方向）に沿った各データのみをそれぞれ点で示している。そして、図９に示す状態では、素データ群の少なくとも１つの値が異物判定閾値以下となるため、操作面１１ａに異物が無いと判定され、制御基準値がこのときの素データ群と同一の素データ基準値に設定されることで、図９（ｃ）において太線で示すように、制御データ群の各データはゼロとなる。そして、異物以外の位置にタッチ操作が行われると、制御データ群のうちの指が接触した範囲のデータがプラスに変化することで、適切にタッチ操作が検出される。

また、図９に示す状態から操作面１１ａに別の異物（図示略）が接触すると、制御データ群は、図９（ｃ）において二点鎖線で示すように変化する。すると、制御データ群に基づいて操作面１１ａに別の異物が有ると判定されるため、制御基準値がこのときの制御データ群と同一の制御データ基準値に設定されることで、同図において太線で示すように、制御データ群の各データはゼロとなる。これにより、異物以外の位置にタッチ操作が行われると、制御データ群のうちの指が接触した範囲のデータがプラスに変化することで、適切にタッチ操作が検出される。

続いて、図９に示す状態から図１０（ａ）に示すように、操作面１１ａに接触した異物に指が接触すると、図１０（ｂ）に示すように、素データ群のうちの指及び異物の接触する範囲全体のデータがプラス側に変化する。換言すると、素データ群は、大きな指が操作面１１ａに接触したときと略同じ態様で変化する。このとき、図１０（ｃ）において二点鎖線で示すように、制御データ群の各データは、素データ基準値を基準にしたコンデンサＣの静電容量、すなわち素データ基準値からの静電容量の変化を示す。そして、図１０に示す状態では、素データ群の各データは、異物判定閾値以下とならないため、該素データ群に基づいて操作面１１ａに異物が無いと判定され、制御基準値が初期基準値に設定し直される。これにより、図１０（ｃ）において太線で示すように、制御データ群は、初期基準値を基準にしたコンデンサＣの静電容量の変化量を示すことになる。すなわち、制御データ群は、素データ群と同一のデータ群となる。

このように、本実施形態のタッチ式入力装置１０は、異物の有無によって制御基準値を変更することで異物があったとしてもタッチ操作を検出できるようにしているので、基準値は重要である。そこで、タッチ式入力装置１０は、起動時に基準値を更新することで、温度変化や経年劣化等による静電容量（寄生容量）の変化に合わせるようにしている。しかしながら、この更新時にユーザが操作していたり、外来ノイズが存在していたり、操作面１１ａに異物が存在すると、誤った基準値を取得することとなる。そこで、検出データ値の変動に異常がある場合には、基準値を再度更新することで、正しい基準値として、タッチ操作を的確に検出することができるようになる。

以上説明したように、本実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）制御基準値は、素データ群に基づいて操作面１１ａに異物が有ると判定されると、この状態での素データ群に応じた素データ基準値に設定される。そのため、制御データ群は、操作面１１ａに異物が接触した状態を基準にしたコンデンサＣの静電容量の変化量を示すことになる。したがって、コントローラ２１は、操作面１１ａに導電性の異物が接触したままの状態でも、操作面１１ａに指等が接触したときのコンデンサＣの静電容量の変化を的確に把握でき、タッチ操作を適切に検出することができる。また、制御基準値を起動時に更新することで、温度等の周囲環境や経年劣化による静電容量（寄生容量）の変化に対応した基準値を取得して、静電容量の変化量を検出するための基準値が変化してもタッチ操作を検出することができる。ここで、起動時に誤った制御基準値を取得する可能性があるため、制御基準値に異常があると判定した場合には制御基準値を更新することで、タッチ操作を的確に検出することができる。

（２）制御基準値に対する静電容量の変化量を示す制御データ群の変動幅が所定範囲Ｗ内にあるとともに、所定時間Ｔ継続される場合には、ユーザが操作していたり、外来ノイズを検出していた時に誤った制御基準値を取得したり、操作面１１ａに異物が接触している状態であったりする。このため、このような静電容量の変化を検出した場合に制御基準値に異常があると判定して、制御基準値を更新することで、タッチ操作を的確に検出することができるようになる。

（３）制御データ群に基づいて異物の有無を判定するため、操作面１１ａに異物が接触した状態から時間を空けてさらに別の異物が接触したか否かを判定することができる。そして、制御基準値は、制御データ群に基づいて操作面１１ａに異物が有ると判定されると、この状態での制御データ群に応じた制御データ基準値に設定される。これにより、制御データ群は、複数の異物が操作面１１ａに接触した状態を基準にしたコンデンサ毎の静電容量の変化量を示すことになる。そのため、コントローラ２１は、時間を空けて操作面１１ａに複数の異物が接触した場合でも、操作面１１ａに指等が接触したときのコンデンサの静電容量の変化を的確に把握でき、タッチ操作を適切に検出することができる。

（第２の実施形態）
以下、図１１及び図１２を参照して、タッチ式入力装置の第２の実施形態について説明する。この実施形態のタッチ式入力装置は、基準値の更新成立条件が上記第１の実施形態と異なっている。以下、第１の実施形態との相違点を中心に説明する。

制御部２４は、タッチＯＦＦ状態（ステップＳ１０２）と、ノイズ検出・異物検出中状態（ステップＳ１０３）と、タッチＯＮ状態（ステップＳ１０４）との各状態において、基準値の更新条件が成立すると、初期設定状態（ステップＳ１００）に移行する。ここで、基準値の更新条件とは、基準値に異常があると判定した場合であって、本実施形態では、制御データ群に基づいてタッチ操作がある検出エリア（センサエリア）が所定時間Ｔ変化しない場合に、基準値に異常があると判定して、基準値更新条件成立判定処理を行う。

次に、図１１を参照して、制御部２４による基準値更新条件成立判定処理を説明する。
図１１に示されるように、制御部２４は、検出部２３から検出信号が入力されると（ステップＳ２１）、検出値の符号に変化があるか否かを判定する（ステップＳ３２）。すなわち、制御部２４は、制御データ群のデータ値の符号が変化したか否かを判定する。これは、データ値を検出しながら、符号の変化が継続してないということは、誤った基準値に設定されているおそれがある。なお、データ値の符号の変化は、指を検出したときと同じ方向でも逆方向でもよい。

その結果、制御部２４は、制御データ群のデータ値の符号が変化したと判定した場合には（ステップＳ３２：ＮＯ）、所定時間Ｔ継続するか否かを判定する必要がないので、タイマーをリセットして（ステップＳ２６）、ステップＳ２５に移行する。

また、制御部２４は、制御データ群のデータ値の符号が変化しないと判定した場合には（ステップＳ３２：ＹＥＳ）、所定時間Ｔ継続するか否かを判定するためにタイマーをカウントアップする（ステップＳ２３）。そして、制御部２４は、制御データ群のデータ値の符号の変化がない状態で所定時間Ｔ継続したか否かを判定する（ステップＳ２４）。

その結果、制御部２４は、制御データ群のデータ値の符号の変化がない状態で所定時間Ｔ継続しないと判定した場合には（ステップＳ２４：ＮＯ）、ユーザのタッチ操作や外来ノイズを検出しているので、基準値の更新を行わず、各状態において通常処理を行う（ステップＳ２５）。

また、制御部２４は、制御データ群のデータ値の符号の変化がない状態で所定時間Ｔ継続したと判定した場合には（ステップＳ２４：ＹＥＳ）、基準値に異常があるので、基準値の更新を行うべく、初期設定状態（ステップＳ１００）に移行して基準値取得処理を行う（ステップＳ２７）。なお、基準値取得処理は、入力された検出信号に基づいて制御基準値を設定する処理である。本実施形態の基準値更新条件成立判定処理では、センサエリア毎に判定するので、各交点のセンサを判定するよりも演算処理量を抑制して判定することができる。

次に、図１２を参照して、タッチ式入力装置１０において基準値に異常がある状態でのタッチ操作の検出について説明する。ここで、タッチパネル１１の操作面１１ａを格子状に区画した検出エリア（センサエリア）においてタッチ操作が検出されているエリアをドットやハッチで示している。

図１２に示されるように、例えばセンサエリア３ｂのように、データ値の符号の変化がなく、所定時間Ｔ継続して検出される場合には、制御部２４によって制御基準値に異常があると判定される。一方、例えばセンサエリア２ｃのように、データ値の符号の変化がある場合には、制御部２４によって制御基準値に異常がないと判定される。

以上説明したように、本実施形態によれば、第１の実施形態の（１）及び（３）の効果に加え、以下の効果を奏することができる。
（４）操作面１１ａを分割した検出エリア（センサエリア）のうちタッチ操作があるセンサエリアが所定時間Ｔ変化しない場合には、ユーザがセンサエリアを操作していたり、外来ノイズを検出していた時に誤った制御基準値を取得したり、センサエリアに異物が接触している状態であったりする。このため、このようなセンサエリアを検出した場合に制御基準値に異常があると判定して、制御基準値を更新することで、タッチ操作を的確に検出することができるようになる。

なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもができる。
・上記実施形態では、タッチＯＦＦ状態（ステップＳ１０２）と、ノイズ検出・異物検出中状態（ステップＳ１０３）と、タッチＯＮ状態（ステップＳ１０４）との各状態において、基準値の更新条件が成立すると、初期設定状態（ステップＳ１００）に移行する。しかしながら、これらの状態のうち少なくとも１つの状態において、基準値の更新条件が成立すると、初期設定状態（ステップＳ１００）に移行するようにしてもよい。

・上記実施形態において、制御部２４が制御データ群に基づく異物判定を行わない構成としてもよい。つまり、図８に示すフローチャートにおけるステップＳ７〜Ｓ９を実行しなくてもよい。なお、この場合において、素データ群に基づいて異物が有ると判定される度に、コンデンサＣ毎の制御基準値を、この判定したときの素データ群に応じた素データ基準値に設定してもよい。

・上記実施形態では、制御部２４は、素データ群に基づいてその少なくとも１つのデータが異物判定閾値以下となった場合に異物が接触したと判定した。しかし、これに限らず、例えば素データ群の少なくとも１つのデータが異物判定閾値以下になるとともに、他の少なくとも１つのデータがプラス側に設定された閾値以上となった場合等、他の条件で素データ群に基づく異物判定を行ってもよい。同様に、他の条件で制御データ群に基づく異物判定を行ってもよい。また、タッチ操作の検出も、制御データ群の少なくとも１つがタッチ判定閾値以上となる以外の条件で行ってもよい。

・上記実施形態では、素データ基準値を、操作面１１ａに異物が接触したと判定されたときの素データ群の各データと同一の値としたが、このときの素データに応じた値であれば完全に同一でなくてもよい。同様に、制御データ基準値は、操作面１１ａに異物が接触したと判定されたときの制御データ群の各データと完全に同一の値でなくてもよい。また、初期基準値は、操作面１１ａ上に物体が何も接触していない状態での静電容量の値と完全に同一の値でなくてもよい。

１…ダッシュボード、２…ディスプレイ、４…センターコンソール、５…シフトレバー、１０…タッチ式入力装置、１１…タッチパネル、１１ａ…操作面、１２…駆動電極、１３…センサ電極、１４…センサパターン、１５…駆動基板、１６…センサ基板、１７…カバー、２１…コントローラ、２２…駆動部、２３…検出部、２４…制御部、２４ａ…メモリ、Ｃ…コンデンサ、Ｔ…所定時間、Ｗ…所定範囲。

Claims (2)

1. 複数の駆動電極と複数のセンサ電極とをこれらの間の絶縁を保ちつつ格子状に重ねたセンサパターンを有するタッチパネルと、
   前記各駆動電極に駆動信号を印加するとともに、前記駆動電極と前記センサ電極との交点部分に形成されたコンデンサ毎の静電容量変化に基づいて前記タッチパネルの操作面に対するタッチ操作を検出するコントローラと、を備えたタッチ式入力装置において、
   前記コントローラは、
   予め設定された前記コンデンサ毎の初期基準値に対する静電容量の変化量を示す素データ群に基づいて導電性の異物の有無を判定し、
   異物の有無によって変更される前記コンデンサ毎の制御基準値に対する静電容量の変化量を示す制御データ群に基づいてタッチ操作の有無を判定するものであり、
   前記コンデンサ毎の制御基準値は、
   前記素データ群に基づいて前記操作面に導電性の異物が有ると判定された場合には、このときの素データ群に応じた素データ基準値にそれぞれ設定され、
   前記素データ群に基づいて前記操作面に導電性の異物が無いと判定された場合には、前記初期基準値にそれぞれ設定され、
   タッチ操作の有無を適切に判定するために前記制御基準値を起動時に更新し、
   前記制御データ群の変動幅がタッチ操作の判定閾値よりも小さい所定範囲内にある状態が所定時間継続した場合、或いは、前記タッチパネルの操作面内で分割された複数の検出エリアのうち、前記タッチ操作が行われた検出エリアが所定時間変化しない場合には前記制御基準値を温度変化に対応する基準値に更新する
   ことを特徴とするタッチ式入力装置。
2. 請求項１に記載のタッチ式入力装置において、
   前記コントローラは、前記素データ群に基づいて前記操作面に導電性の異物が有ると判定された場合には、さらに前記制御データ群に基づいて導電性の異物の有無を判定するものであり、
   前記コンデンサ毎の制御基準値は、
   前記制御データ群に基づいて前記操作面に導電性の異物が有ると判定された場合には、このときの制御データ群に応じた制御データ基準値にそれぞれ設定され、
   前記制御データ群に基づいて前記操作面に導電性の異物が無いと判定された場合には、前記素データ基準値にそれぞれ設定される
   ことを特徴とするタッチ式入力装置。

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