触摸检测装置的制作方法

1.本发明涉及触摸检测装置。


背景技术：

2.专利文献1的触摸式输入装置，在将多个驱动电极与多个传感器电极重叠为网格状而形成传感器图案的触摸面板中，控制器检测驱动电极与传感器电极的每个交点部分的静电电容的变化，检测触摸操作。在该触摸式输入装置中，通过使交点部分的静电电容分别处于恒定范围内的状态持续恒定时间，来更新基准值。
3.专利文献1：日本特开2017
‑
111507号公报
4.然而，在接触式传感器中，在通过使静电电容处于恒定范围内的状态持续恒定时间来更新基准值的情况下，不仅基准值的更新周期变长，而且更新基准值的时刻受到限制。据此，考虑手指对接触式传感器长时间触摸的长按操作之后使用经过规定时间后的静电电容来更新基准值的方法。
5.然而，在该方法中，缩短长按操作后的经过时间，从而能够缩短用于基准值的更新的时间，但若在静电电容未充分降低的状态下设定基准值，则成为误检测的原因。


技术实现要素：

6.本发明正是鉴于上述事实而完成的，目的是提供一种能够抑制检测精度的降低的触摸检测装置。
7.用于实现上述目的第一实施方式的触摸检测装置包含：传感器部，其通过操作者与传感器电极接近而使传感器电极中的静电电容变化；检测部，其检测上述传感器电极中的静电电容值；判定部，其使用预先设定的基准值以及针对上述基准值设定的阈值，根据由上述检测部检测出的上述静电电容值是否达到上述阈值，来判定操作者是否与上述传感器部接近；以及更新部，其在由上述检测部检测的静电电容值达到上述阈值的状态下，在经过了规定的经过时间后的静电电容值成为预先设定的规定值以上的情况下，将该静电电容值设定为初始值，将由上述检测部检测的静电电容值相对于上述初始值的变化达到预先设定的变化静电电容值后的静电电容值更新为新的基准值。
8.第二实施方式的触摸检测装置在第一实施方式中，包含以下情况，即、上述更新部在经过了上述经过时间后的静电电容值小于上述规定值的情况下，以与该静电电容值是上述规定值以上的情况相比变小的方式设定上述变化静电电容值，将由上述检测部检测的静电电容值相对于上述初始值的变化达到上述变化静电电容值后的静电电容值更新为新的基准值。
9.第三实施方式的触摸检测装置在第二实施方式中，预先设定作为经过了上述经过时间后的上述静电电容值是上述规定值以上的情况下的上述变化静电电容值的第一静电电容值、以及作为经过了上述经过时间后的上述静电电容值小于上述规定值的情况下的上述变化静电电容值的第二静电电容值。
10.第四实施方式的触摸检测装置在第一～第三中任一个实施方式中，上述更新部将从经过了上述经过时间的时刻到由上述检测部检测的静电电容值开始减少的期间的静电电容值的最大值作为上述初始值。
11.第五实施方式的触摸检测装置在第一～第四中任一个实施方式中，上述变化静电电容值设为比更新前的基准值与上述阈值之差大的静电电容值。
12.在第一实施方式的触摸检测装置中，将通过操作者接近而使静电电容变化的传感器电极设置于传感器部，检测部检测传感器电极中的静电电容值。判定部使用预先设定的基准值、以及相对于基准值而设定的阈值，根据由检测部检测出出的静电电容值是否达到阈值，来判定操作者是否与传感器部接近。因此，通过更新基准值，来改变阈值。
13.更新部在由检测部检测的静电电容值达到阈值的状态下，经过规定的经过时间，从而能够进行基准值的更新。另外，更新部在经过了规定的经过时间时的静电电容值成为预先设定的规定值以上的情况下，将该静电电容值设定为初始值，将由检测部检测的静电电容值相对于初始值的变化达到预先设定的变化静电电容值后的静电电容值更新为新的基准值。
14.由此，能够相对于规定值确保变化静电电容值来设定基准值，所以能够抑制由基准值变得过高而引起的误判定，能够抑制检测精度的降低。
15.在第二实施方式的触摸检测装置中，在经过了经过时间后的静电电容值小于规定值的情况下，以与该静电电容值是规定值以上的情况相比变小的方式设定变化静电电容值。另外，更新部将由上述检测部检测的静电电容值相对于初始值的变化达到变化静电电容值后的静电电容值更新为新的基准值。
16.因此，能够抑制基准值变得过低，能够有效地抑制检测精度的降低。
17.在第三实施方式的触摸检测装置中，预先设定在经过了经过时间后的静电电容值是规定值以上时作为变化静电电容值应用的第一静电电容值、以及在经过了经过时间后的静电电容值小于规定值时作为变化静电电容值应用的第二静电电容值。因此，能够适当地更新为了抑制检测精度的降低的基准值。
18.在第四实施方式的触摸检测装置中，将从经过了经过时间的时刻到由检测部检测的静电电容值开始减少的期间的静电电容值的最大值设为初始值。由此，即使操作者对传感器部的接触方法发生变化，也能够更新为适当的基准值。
19.在第五实施方式的触摸检测装置中，将变化静电电容值设为比更新前的基准值与阈值之差大的静电电容值。由此，能够在操作者与传感器部接近时以静电电容值超过阈值的方式设定基准值，能够抑制在操作者与传感器部接近时产生误判定的情况，能够进一步有效地抑制检测精度的降低。
附图说明
20.图1是表示本实施方式的触摸检测装置的结构简图。
21.图2是表示配置有触摸检测装置的车辆的主要部位的立体图。
22.图3是表示触摸检测处理的概要的流程图。
23.图4是表示更新处理的概要的流程图。
24.图5a以及图5b是表示各个触摸操作、与触摸操作对应的静电电容的变化以及判定
信号的变化的线图。
25.图6a以及图6b是表示各个长按时的触摸操作、与触摸操作对应的静电电容的变化以及判定信号的变化的线图，图6a示出了静电电容值比图6b低的情况。
26.附图标记的说明
27.10
…
触摸检测装置，12
…
触摸操作部(传感器部)，14
…
控制器，16
…
传感器电极，26
…
检测部(检测单元)，30
…
判定部(判定单元)，32
…
更新部(更新单元)。
具体实施方式
28.以下，参照附图详细说明本发明的实施方式。
29.在图1中用结构简图示出了本实施方式的触摸检测装置10。
30.如图1所示，触摸检测装置10具备作为传感器部的触摸操作部12、以及控制器14。触摸操作部12具备传感器电极16，传感器电极16使用导电性材料而形成为片状。
31.在触摸操作部12中，通过操作者(例如操作者的指尖)与传感器电极16接近(对触摸操作部12进行触摸操作)，在传感器电极16与操作者之间产生静电电容，从而传感器电极16中的静电电容(静电电容值)cap变化。作为这样的触摸操作部12可以应用自电容方式或者互电容方式的任一种，在本实施方式中，应用了传感器电极16与未图示的驱动电极等之间的静电电容因触摸操作而变化的互电容方式。此外，以下为了简化说明，对传感器电极16的静电电容值cap因触摸操作而增加(变大)的情况进行说明。
32.触摸操作部12与控制器14电连接。控制器14检测触摸操作部12的传感器电极16中的静电电容(包含寄生电容等)以及静电电容的变化。控制器14根据传感器电极16的静电电容值cap的变化来判定操作者的手指是否接近、即是否通过操作者进行了对触摸操作部12(传感器电极16)的触摸操作。控制器14若判定为对传感器电极16进行了触摸操作，则接通触摸信号。另外，成为操作者的手指从传感器电极16离开的非触摸状态，从而控制器14进行了非触摸判定而将触摸信号直为off。
33.本实施方式的触摸检测装置10能够与设置于车辆18的各种被操作装置连接。在图2中用从车宽方向外侧并且斜前侧观察的立体图示出了设置有触摸检测装置10的车辆18的主要部位。
34.如图2所示，在车辆18中，在侧门20设置有车门外把手(以下，称为车门把手)22。车门把手22由绝缘材料形成，车门把手22可以采用抓握式、挡板式以及弹出式中的任一种(在图2中，是挡板式)。
35.在侧门20设置有锁定机构(省略图示)，锁定机构与车门把手22机械或者电连接。锁定机构通过设为锁定状态来限制侧门20的开闭，通过设为解锁状态，能够通过车门把手22的操作进行侧门20的开闭。
36.在前座侧的侧门20的车门把手22配置有触摸检测装置10的触摸操作部12(传感器电极16)。触摸操作部12在传感器电极16被绝缘材料覆盖的状态下配置于车门把手22的车辆外侧面。此外，触摸操作部12并不限于前座侧的侧门20，也可以配置于车辆后部的行李箱盖、后车门的把手。另外，触摸操作部12也可以设置于后座侧的侧门，配置触摸操作部12的后座侧的侧门并不限于铰链式，也可以是滑动式。
37.另外，如图1所示，在车辆18配置有作为被操作装置的门锁装置24。门锁装置24与
侧门20等的门锁机构电连接(省略图示)，门锁装置24针对锁定机构在锁定状态与解锁状态之间进行切换。
38.门锁装置24与触摸检测装置10的控制器14电连接。控制器14通过乘客对侧门20的车门把手22的触摸操作部12进行触摸操作，向门锁装置24输出触摸信号。每当从控制器14输入的触摸信号被置为on时，门锁装置24将锁定机构切换为锁定状态和解锁状态。此外，在门锁装置24中，从车厢内(车辆18的控制系统等)进行锁定操作，从而与控制器14的触摸信号对应的解锁被限制。
39.这里，如图1所示，在触摸检测装置10的控制器14形成有检测部26、作为存储单元的存储器28、判定部30以及更新部32。控制器14具备通过总线连接了cpu、rom、ram以及作为非易失性存储器的存储器等的微机(省略图示)。在控制器14中，cpu读出存储于rom以及存储器的程序，在ram中展开并且执行，从而实现检测部26、判定部30以及更新部32的各功能。另外，在控制器14中，通过存储器实现存储器28。
40.检测部26检测在触摸操作部12的传感器电极16产生的静电电容(静电电容值cap)，并且检测静电电容值cap的变化。
41.在存储器28存储有为了使用静电电容值cap进行触摸判定而预先设定的各种数据(静电电容值、时间等)。在存储器28存储有作为基准值(基准值的静电电容值)的基准电容值cbase、以及用于设定针对基准值(基准电容值cbase)的阈值的静电电容值(以下，称为阈值cth)的差量的静电电容值δcd。针对基准电容值cbase的阈值cth能够作为cth＝cbase δcd而得到。
42.在判定部30中，使用存储于存储器28的数据，根据静电电容值cap执行是否对触摸操作部12进行了触摸的触摸判定，输出与判定结果对应的判定信号(触摸信号)。判定部30在静电电容值cap是阈值cth(＝基准电容值cbase 静电电容值δcd)以上时(cap≥cth)，判定为进行了触摸操作(触摸信号on)。另外，判定部30在静电电容值cap低于阈值cth时(cap＜cth)，判定为是非触摸状态(触摸信号off)。
43.另外，在触摸检测装置10中，对触摸操作部12进行了持续规定的持续时间ts以上的触摸操作(长按操作)，从而基准电容值cbase被更新。若以持续时间ts以上对触摸操作部12(传感器电极16)进行了持续触摸则更新部32动作，更新存储于存储器28的基准电容值cbase。在触摸检测装置10中，若基准电容值cbase被更新，则针对基准电容值cbase设定的阈值cth被更新。
44.接下来，作为本实施方式的作用，对触摸检测装置10中的触摸检测处理以及应用于触摸检测处理的基准电容值cbase的更新处理进行说明。在图3中以流程图示出了在触摸检测装置10中通过控制器14执行的触摸检测处理，在图4中以流程图示出了基准电容值cbase的更新处理。
45.图3的流程图通过从车辆18的未图示的电源(电池)供给电力，在控制器14中执行，在最初的步骤100中，进行初始设定。
46.在触摸检测装置10中，与基准电容值cbase以及静电电容值δcd一起作为规定值的规定电容值cref、作为变化静电电容值以及第二静电电容值的变化电容值cdif1、作为变化静电电容值以及第一静电电容值的变化电容值cdif2被预先设定，被存储于存储器28。规定电容值cref设为比阈值cth(＝基准电容值cbase 静电电容值δcd)大的值(静电电容
值)，在不包含噪声等的状态下，应用通过乘客的手指对触摸操作部12进行触摸而产生的静电电容值cap的最大值等。此外，在传感器电极16中产生了寄生电容等的情况下，静电电容值cap往往超过规定电容值cref。
47.基准电容值cbase、静电电容值δcd、规定电容值cref以及变化电容值cdif1、cdif2在触摸检测装置10的制造时将触摸检测装置10搭载于车辆18时被设定，变化电容值cdif1、cdif2基于基准电容值cbase、静电电容值δcd以及规定电容值cref的各个与各个静电电容值的差来设定。
48.另外，变化电容值cdif1以及变化电容值cdif2设为比各个静电电容值δcd大的值。另外，变化电容值cdif2设为比变化电容值cdif1大的值(cdif2＞cdif1＞δcd)。
49.这样的变化电容值cdif1、cdif2能够基于基准电容值cbase、阈值cth以及规定电容值cref的各个的静电电容值(大小)、静电电容值的比例(相对比率)等来设定。另外，变化电容值cdif1与变化电容值cdif2也可以作为静电电容值的比例而设定为1：2等。
50.由此，如图5a所示，在控制器14中，通过进行初始设定，而设定基准电容值cbase、阈值cth、以及规定电容值cref。
51.对于规定电容值cref的初始值而言，将在触摸检测装置10的制造时或者向车辆18的搭载时被设定的值存储于存储器28。另外，存储于存储器28的规定电容值cref以规定的时刻被更新。在步骤100的初始设定中，规定电容值cref使用存储于存储器28的值。另外，在图5a、图5b、图6a以及图6b中，将横轴作为时间轴，在图5a、图5b、图6a以及图6b中，示出了触摸操作的时间变化。
52.如图3所示，控制器14若进行初始设定，则使触摸检测处理(触摸判定处理)开始。在触摸检测处理中，在控制器14中以规定的时间间隔从步骤102开始按顺序执行，在步骤102中，检测传感器电极16的静电电容值cap。另外，控制器14在步骤104中，判定检测出的静电电容值cap是否是阈值cth以上。
53.在作为操作者的乘客的手指没有与触摸操作部12接触，静电电容值cap没有达到阈值cth的情况下(cth＜cap)，控制器14在步骤104中进行否定判定(步骤104：否)，移至步骤106之后，返回步骤102。控制器14在步骤106中将触摸信号设为断开(off)状态。由此，如图5a所示，在乘客没有触摸触摸操作部12的期间，判定为非触摸状态，触摸信号的断开状态被继续。
54.与此相对，若乘客对触摸操作部12进行触摸操作，则静电电容值cap增加，若静电电容值cap达到阈值cth(cap≥cth)，则控制器14在步骤104中进行肯定判定(步骤104：是)，移至步骤108。在步骤108中，将触摸信号设为接通(on)。
55.之后，控制器14在步骤110中确认静电电容值cap超过阈值cth的时间、即判定为触摸状态的时间是否达到持续时间ts。乘客的手指在达到持续时间ts前从触摸操作部12离开而静电电容值cap减少，若静电电容值cap小于阈值cth，则控制器14在步骤104中进行否定判定，移至步骤106。由此，将从控制器14输出的触摸信号设为off。
56.在触摸检测装置10中，将触摸操作部12设置于车门把手22，控制器14根据对触摸操作部12的触摸操作而向门锁装置24输出触摸信号。此时，若没有对车门把手22的触摸操作部12进行触摸操作，则控制器14断开向门锁装置24输出的触摸信号。由此，若触摸信号被断开，则门锁装置24将锁定机构维持为锁定状态或者解锁状态，维持为限制了侧门20的开
闭的状态、或者能够开闭侧门20的状态。
57.另外，若对车门把手22的触摸操作部12进行了触摸操作，则控制器14将向门锁装置24输出的触摸信号设为on。由此，若锁定机构是锁定状态，则门锁装置24将锁定机构切换为解锁状态，能够开闭侧门20。另外，若锁定机构是解锁状态，则门锁装置24将锁定机构切换为锁定状态，限制侧门20的开闭。
58.另一方面，在触摸检测装置10中，若配置有触摸操作部12的车门把手22附着有污物，或触摸操作部12的传感器电极16的寄生电容等增加，则即使在非触摸状态下，静电电容值cap也产生例如静电电容值cap增加等的变化。在该情况下，在触摸检测装置10中，容易产生对触摸操作的误判定。特别是，如图5b所示，若基准电容值cbase变得过高，且阈值cth变高，则在控制器14中，无论进行了触摸操作与否，静电电容值cap也无法超过阈值cth，误判定为非触摸状态。
59.在触摸检测装置10的控制器14中，若对触摸操作部12进行触摸，则使触摸信号为on。另外，触摸操作部12被连续地长按操作(参照图6a以及图6b)，检测出触摸操作的时间达到持续时间ts。由此，控制器14在步骤110中进行肯定判定(步骤110：是)，进行基准电容值cbase的更新处理(步骤112)。
60.这里，参照图4、图6a以及图6b对触摸检测装置10的控制器14中的基准电容值cbase的更新处理进行说明。此外，在图6a中示出了经过持续时间ts后的静电电容值cap是规定电容值cref以上的情况，在图6b中示出了经过持续时间ts后的静电电容值cap小于规定电容值cref的情况。
61.如图6a以及图6b所示，进行了长按操作后，若乘客停止对触摸操作部12(车门把手22)的长按，乘客的手指从传感器电极16离开，则由检测部26检测的静电电容值cap减少。
62.执行图4的基准电容值cbase的更新处理，从而控制器14在最初的步骤120中检测静电电容值cap。另外，控制器14在步骤122中判定静电电容值cap是否开始减少。若乘客停止对触摸操作部12(车门把手22)的长按，由检测部26检测的静电电容值cap减少，则控制器14在步骤122中进行肯定判定(步骤122：是)，移至步骤124。
63.在步骤124中，控制器14将刚减少之前的静电电容值cap设定为初始值c0。即、控制器14将刚减少之前的静电电容值cap设定为更新时的静电电容值的初始值c0。
64.此外，在触摸操作部12被长按时，若与触摸操作部12接触的力(接触面积)变化则静电电容值cap也变化。据此，控制器14作为初始值c0，也可以应用经过了持续时间ts后的静电电容值cap的最大值。
65.另外，控制器14将刚减少之前的静电电容值cap(初始值c0)临时设定为基准电容值cbase。由此，能够提高阈值cth，在基准电容值cbase更新时，限制了控制器14将触摸信号设为on的情况。
66.控制器14在下一步骤126中，比较初始值c0与规定电容值cref，确认初始值c0是否是规定电容值cref以上。若初始值c0未达到规定电容值cref(cth≤c0＜cref，参照图6b)，则控制器14在步骤126中进行否定判定(步骤126：是)并移至步骤128。控制器14在步骤128中将表示变化量的静电电容值δc设定为变化电容值cdif1。
67.另外，若初始值c0成为规定电容值cref以上(c0≥cref＞cth，参照图6a)，则控制器14在步骤126中进行肯定判定(步骤126：是)并移至步骤130。控制器14在步骤130中将静
电电容值δc设定为变化电容值cdif2。
68.控制器14若基于初始值c0以及规定电容值cref将静电电容值δc设定为变化电容值cdif1或者变化电容值cdif2，则移至步骤132，检测静电电容值cap。另外，控制器14在步骤134中确认静电电容值cap是否从初始值c0仅减少静电电容值δc，即减少的静电电容值cap的变化是否达到静电电容值δc。
69.若静电电容值cap从初始值c0减少静电电容值δc(cap≤(c0
‑
δc))，则控制器14在步骤134中进行肯定判定(步骤134：是)，移至步骤136。此外，控制器14在静电电容值cap从初始值c0的减少未达到静电电容值δc的情况下(cap＞(c0
‑
δc))，在步骤134中进行否定判定(步骤134：否)，移至步骤136并继续静电电容值cap的变化的检测。
70.若移至步骤136，则控制器14检测静电电容值cap，在将检测出的静电电容值cap设定为基准电容值cbase之后(步骤138)，将设定后的基准电容值cbase存储于存储器28，从而更新基准电容值cbase(步骤140)。此外，设定为基准电容值cbase的静电电容值cap可以应用静电电容值cap的变化达到静电电容值δc后的规定时间后的静电电容值cap，也可以应用规定时间内的静电电容值cap的最低值。
71.控制器14若更新基准电容值cbase，则应用更新后的基准电容值cbase，开始触摸检测处理(参照图3)。
72.这里，如图6a所示，若刚减少之前的静电电容值cap是规定电容值cref以上，则控制器14作为静电电容值δc，应用比变化电容值cdif1高的变化电容值cdif2。由此，在控制器14中，抑制更新后的基准电容值cbase变高的情况，能够抑制无论进行了触摸操作与否都判定为非触摸状态的情况。
73.另外，如图6b所示，若刚减少前的静电电容值cap小于规定电容值cref，则控制器14作为静电电容值δc，应用比变化电容值cdif2低的变化电容值cdif1。由此，在控制器14中抑制更新后的基准电容值cbase过度地变低的情况，能抑制尽管没有进行触摸操作但判定为触摸状态的情况。
74.并且，如图6a以及图6b所示，通过应用更新后的基准电容值cbase，能够进行与触摸操作对应的触摸判定。因此，在触摸检测装置10中，能够根据对车门把手22的触摸操作部12的触摸操作，准确地进行侧门20的门锁以及门解锁。
75.这样，在触摸检测装置10中，使用基准电容值cbase以及针对基准电容值cbase设定的阈值cth，触摸操作部12的传感器电极16的静电电容值cap检测针对触摸操作部12的触摸操作。
76.另外，在触摸检测装置10中，若对触摸操作部12进行长按操作，则进行基准电容值cbase的更新。由此，在触摸检测装置10中，任意时刻的基准电容值cbase的更新成为可能。
77.此时，在触摸检测装置10中，若经过了持续时间ts时的静电电容值cap成为预先设定的规定电容值cref以上，则将变化了预先设定的静电电容值δc后的静电电容值cap设定为基准电容值cbase。由此，在触摸检测装置10中，能够相对于规定电容值cref确保静电电容值δc来设定基准电容值cbase，所以能够抑制基准电容值cbase变得过高，能够抑制检测精度的降低。并且，在触摸检测装置10中，能够抑制基准电容值cbase的更新所需的时间变长。
78.另外，在触摸检测装置10中，将经过了持续时间ts时的静电电容值cap小于规定电
integrated circuit：专用集成电路)等的为了执行特定的处理而专门设计的电路结构的处理器亦即专用电路等。另外，可以由上述各种处理器中的一个来执行，也可以由同种或者不同种类的两个以上的处理器的组合(例如多个fpga、以及cpu与fpga的组合等)来执行。另外，更具体而言，上述各种处理器的硬件的构造是组合半导体元件等电路元件而成的电路。
88.另外，在本实施方式中，虽说明了检测处理、判定处理、以及更新处理的程序预先存储(安装)于存储介质(存储器)的实施方式，但并不限于此。程序也可以以记录在cd
‑
rom(compact disk read only memory：光盘只读存储器)、dvd
‑
rom(digital versatile diskread only memory：数字多功能磁盘只读存储器)、以及usb(universal serial bus：通用串行总线)存储器等记录介质的形态来提供。另外，程序也可以设为经由网络而从外部装置下载的形态。