静电传感器、控制装置以及计算机可读存储介质

技术领域

本发明涉及具备具有多个检测区域的被操作体的静电传感器。本发明还涉及控制该静电传感器的动作的控制装置、以及存储有能够由该控制装置执行的计算机程序的计算机可读存储介质。

背景技术

专利文献1公开了静电传感器。在该静电传感器中，用户的手指等接近位于由电极生成的电场内的被操作体，由此形成模拟的电容器，电极与被操作体之间的静电电容增加。检测该静电电容的增加，由此辨别用户是否对被操作体进行了操作。

专利文献1：日本特开2015-210811号公报

发明内容

本发明的目的在于提高具备具有多个检测区域的被操作体的静电传感器的操作性。

用于实现上述目的第一实施方式是静电传感器，其具备：

检测装置，其检测具有多个检测区域的被操作体与具有与该多个检测区域的各个对应的区域的电极之间的静电电容；以及

控制装置，其基于上述静电电容与基准静电电容的差是否超过阈值范围，判断是否对上述多个检测区域的各个进行了操作，并且基于上述静电电容的变化来改变该基准静电电容，

上述控制装置在上述多个检测区域之间检测出不同的上述静电电容的变化的情况下，维持上述基准静电电容。

用于实现上述目的第二实施方式是控制装置，其控制具备具有多个检测区域的被操作体的静电传感器的动作，其具备：

接受部，其接受与静电电容对应的检测信息，该静电电容是上述被操作体和具有与上述多个检测区域的各个对应的区域的电极之间的静电电容；以及

处理部，其基于上述静电电容与基准静电电容的差是否超过阈值范围，判断是否对上述多个检测区域的各个进行了操作，并且基于上述静电电容的变化来改变该基准静电电容，

上述处理部在上述多个检测区域之间检测出不同的上述静电电容的变化的情况下，维持上述基准静电电容。

用于实现上述目的第三实施方式是存储有能够通过控制具备具有多个检测区域的被操作体的静电传感器的动作的控制装置的处理部执行的计算机程序的计算机可读存储介质，

通过执行该计算机程序，使上述控制装置

接受与静电电容对应的检测信息，该静电电容是上述被操作体和具有与上述多个检测区域的各个对应的区域的电极之间的静电电容，

基于上述静电电容与基准静电电容的差是否超过阈值范围，判断是否对上述多个检测区域的各个进行了操作，

基于上述静电电容的变化来改变该基准静电电容，

在上述多个检测区域之间检测出不同的上述静电电容的变化的情况下，维持上述基准静电电容。

根据第一实施方式～第三实施方式各自的结构，能够辨别伴随着基于温度、湿度等环境原因的寄生电容的变动而检测出的静电电容的变化、和因噪声而检测出的静电电容的变化。基于环境原因的寄生电容的变动通常对多个检测区域同样地造成影响，所以检测出的静电电容的变化在多个检测区域之间表示相同的趋势。另一方面，噪声很少对多个检测区域同样地造成影响，所以通常检测出的静电电容的变化在多个检测区域之间不同。在这样的情况下，通过维持基准静电电容的值，能够抑制基于由噪声引起的静电电容的变化而设定不适当的基准静电电容，由此没有正确地判断是否进行了操作的情况的产生。因此，能够提高具备具有多个检测区域的被操作体的静电传感器的操作性。

用于实现上述目的第四实施方式是静电传感器，其具备：

检测装置，其检测具有多个检测区域的被操作体与具有与该多个检测区域的各个对应的区域的电极之间的静电电容；以及

控制装置，其基于上述静电电容与基准静电电容的差是否超过阈值范围，判断是否对上述多个检测区域的各个进行了操作，并且基于上述静电电容的变化来改变该基准静电电容，

上述控制装置在判断为对上述多个检测区域的一个进行了操作的期间，在对上述多个检测区域的其它至少一个检测出伴随着上述基准静电电容的改变的静电电容的变化的情况下，对该多个检测区域的一个也同样地改变上述基准静电电容。

用于实现上述目的第五实施方式是控制装置，其控制具备具有多个检测区域的被操作体的静电传感器的动作，其具备：

接受部，其接受与静电电容对应的检测信息，该静电电容是上述被操作体和具有与上述多个检测区域的各个对应的区域的电极之间的静电电容；以及

处理部，其基于上述静电电容与基准静电电容的差是否超过阈值范围，判断是否对上述多个检测区域的各个进行了操作，并且基于上述静电电容的变化来改变该基准静电电容，

上述控制装置在判断为对上述多个检测区域的一个进行了操作的期间，在对上述多个检测区域的其它至少一个检测出伴随着上述基准静电电容的改变的静电电容的变化的情况下，对该多个检测区域的一个也同样地改变上述基准静电电容。

用于实现上述目的第六实施方式是存储有能够通过控制具备具有多个检测区域的被操作体的静电传感器的动作的控制装置的处理部执行的计算机程序的计算机可读存储介质，

通过执行该计算机程序，使上述控制装置

接受与静电电容对应的检测信息，该静电电容是上述被操作体和具有与上述多个检测区域的各个对应的区域的电极之间的静电电容，

基于上述静电电容与基准静电电容的差是否超过阈值范围，判断是否对上述多个检测区域的各个进行了操作，

在判断为对上述多个检测区域的一个进行了操作的期间，在对上述多个检测区域的其它至少一个检测出伴随着上述基准静电电容的改变的静电电容的变化的情况下，对该多个检测区域的一个也同样地改变上述基准静电电容。

伴随着基准静电电容的改变的静电电容的变化是指伴随着基于温度、湿度等环境原因的寄生电容的变动而检测出的静电电容的变化。基于环境原因的寄生电容的变动通常对多个检测区域同样地造成影响，所以检测出的静电电容的变化在多个检测区域之间表示相同的趋势。因此，用于对某检测区域补偿伴随着寄生电容的变动的静电电容变化的基准静电电容的改变，也能够同样地应用于其它检测区域。

根据第四实施方式～第六实施方式各自的结构，即使在对多个检测区域的一个进行了操作的期间产生了基于温度、湿度等环境原因的寄生电容的变动，也能够对该一个检测区域设定适当的基准静电电容。换言之，能够抑制因在对该一个检测区域的操作过程中产生的寄生电容的变动而没有设定适当的基准静电电容，从而没有正确地判断是否进行了下一个操作的情况的产生。因此，能够提高具备具有多个检测区域的被操作体的静电传感器的操作性。

附图说明

图1例示出了一实施方式的静电传感器的功能结构。

图2例示出了搭载图1的静电传感器的车辆。

图3示出了由图1的控制装置执行的处理的流程的一个例子。

图4示出了图1的静电传感器的动作的一个例子。

附图标记的说明

10：静电传感器，11：被操作体，111：第一检测区域，112：第二检测区域，121：第一电极，122：第二电极，13：检测装置，14：控制装置，141：接受部，142：处理部，20：车辆，40：被控制装置，C1，C2：静电电容，Cr1，Cr2：基准静电电容，Rth：阈值范围，S：检测信息

具体实施方式

下面参照附图详细地说明实施方式的例子。图1例示出了第一实施方式的静电传感器10的功能结构。

如图2所示，静电传感器10构成为搭载于车辆20。例如，静电传感器10可设置于车辆20的车厢内的方向盘21、中央组合仪表22。静电传感器10构成为接受车辆20的乘客的操作，基于该操作远程操作搭载于车辆20的被控制装置。作为被控制装置的例子可举出空调装置、照明装置、影像音响设备、电动车窗装置、座椅装置等。车辆20是移动体的一个例子。

如图1所示，静电传感器10具备被操作体11。被操作体11构成为接受车辆20的乘客的手指30进行的操作。

被操作体11具有第一检测区域111与第二检测区域112。第一检测区域111与第二检测区域112的各个是能够接受用于使被控制装置40的特定的功能有效的手指30的操作的区域。

静电传感器10具备第一电极121与第二电极122。第一电极121具有与被操作体11的第一检测区域111对应的区域。第二电极122具有与被操作体11的第二检测区域112对应的区域。

静电传感器10具备检测装置13。检测装置13构成为检测被操作体11与第一电极121之间的静电电容。检测装置13构成为检测被操作体11与第二电极122之间的静电电容。

具体而言，检测装置13具备充放电电路。充放电电路能够进行充电动作和放电动作。充电动作时的充放电电路将从未图示的电源供给的电流向第一电极121及第二电极122供给。放电动作时的充放电电路从各电极释放出电流。通过向各电极供给的电流，在被操作体11的周围产生电场。若手指30与该电场接近，则与特定的电极之间形成模拟的电容器。由此，该特定的电极与被操作体11之间的静电电容增加。若静电电容增加，则放电动作时从该特定的电极释放出的电流增加。

检测装置13构成为输出与检测出的各电极和被操作体11之间的静电电容对应的检测信息S。检测信息S可以是模拟数据的形态，也可以是数字数据的形态。

静电传感器10具备控制装置14。控制装置14具备接受部141、处理部142、以及输出部143。

接受部141构成为接受从检测装置13输出的检测信息S的接口。在检测信息S是模拟数据的形态的情况下，接受部141构成为包含具有A/D转换器的适当的转换电路。

如上所述，检测信息S示出了在被操作体11的哪个检测区域产生了静电电容的变化。处理部142基于检测信息S，能够判断手指30接触或者接近被操作体11的哪个检测区域。具体而言，处理部142在某检测区域中检测出的静电电容与基准静电电容的差不是阈值范围内的情况下，判断为手指30接触或者接近。

例如，处理部142构成为以在包含在某检测区域中检测出的最新的静电电容的规定的期间中取得的多个静电电容的统计值，改变基准静电电容。作为统计值的例子可举出平均值、中间值、众数等。

被操作体11具有根据温度、湿度等环境原因而变动的寄生电容。因此，即使未通过手指30对被操作体11进行操作，由检测装置13检测的静电电容也发生变化。因此，根据伴随着寄生电容的变动的静电电容的变化，各检测区域中的基准静电电容变化。例如若非操作时的静电电容因寄生电容的变动而增大，则基准静电电容也以还增大的方式进行变化。

输出部143构成为输出控制被控制装置40的动作的控制信息C的接口。处理部142构成为基于检测出手指30的接触或者接近的被操作体11上的位置，从输出部143输出控制信息C。控制信息C可以是模拟数据的形态，也可以是数字数据的形态。在控制信息C是模拟数据的形态的情况下，输出部143构成为包含具有D/A转换器的适当的转换电路。

例如，若基于检测信息S检测出手指30接触或者接近第一检测区域111，则处理部142从输出部143输出将被控制装置40的一个功能设为有效的控制信息C。若基于检测信息S检测出手指30接触或者接近第二检测区域112，则处理部142从输出部143输出将被控制装置40的其它功能或者其它被控制装置40的一个功能设为有效的控制信息C。

参照图3对由控制装置14的处理部142执行的更具体的处理的流程进行说明。

若开始处理，则处理部142基于检测信息S，判断是否在特定的检测区域检测出静电电容的变化(STEP1)。重复该判断，直到检测出静电电容的变化(STEP1中否)。

若在特定的检测区域中检测出静电电容的变化(STEP1中是)，则处理部142判断检测出的静电电容与基准静电电容的差是否超过阈值范围(STEP2)。

若判断为检测出的静电电容与基准静电电容的差超过阈值范围(STEP2中是)，则处理部142判断为通过手指30对该特定的检测区域进行了操作(STEP3)。处理部142将与该操作相关联的控制信息C从输出部143向被控制装置40输出。然后，处理部142使处理返回STEP1。

若判断为检测出的静电电容与基准静电电容的差未超过阈值范围(STEP2中否)，则处理部142判断是否在其它检测区域检测出静电电容的变化(STEP4)。

若在其它检测区域没有检测出静电电容的变化(STEP4中否)，则处理部142使处理返回STEP1。

若在其它检测区域检测出静电电容的变化(STEP4中是)，则处理部142判断在两检测区域中检测出的静电电容的变化是否不同(STEP5)。

在判断为在两检测区域中检测出的静电电容的变化不是不同的情况下(STEP5中否)，处理部142进行与该变化对应的基准静电电容的值的改变(STEP6)。然后，处理部142使处理返回STEP1。

在本说明书中使用的“变化不是不同”或者“变化一致”这样的表现未必要求比较对象的变化彼此完全一致。只要比较对象彼此的一致性在规定的阈值以内，就能够视为该比较对象彼此“一致”或者“不是不同”。

在判断为在两检测区域中检测出的静电电容的变化不同的情况下(STEP5中是)，处理部142维持基准静电电容的值(STEP7)。然后，处理部142使处理返回STEP1。

图4示出了上述那样构成的静电传感器10的动作的一个例子。实线示出了由检测装置13检测出的被操作体11与第一电极121之间的静电电容C1。在以后的说明中，简称为“第一检测区域111中的静电电容C1”。虚线示出了由检测装置13检测出的被操作体11与第二电极122之间的静电电容C2。在以后的说明中，简称为“第二检测区域112的静电电容C2”。

在图4中，下侧的单点划线表示针对由控制装置14设定的第一检测区域111的基准静电电容Cr1。上侧的单点划线表示由基准静电电容Cr1决定的阈值范围Rth的上限值。双点划线表示针对由控制装置14设定的第二检测区域112的基准静电电容Cr2。也以相同的阈值范围决定基准静电电容Cr2，但在本例中由于静电电容C2与基准静电电容Cr2的差没有超过该阈值范围，所以省略了图示。

在时刻t0，第一检测区域111的静电电容C1与基准静电电容Cr1一致。同样，第二检测区域112的静电电容C2与基准静电电容Cr2一致。在以后的说明中，将第一检测区域111作为上述的“特定的检测区域”的例子进行处理，将第二检测区域112作为“其它检测区域”的例子进行处理。

在时刻t1，检测出第一检测区域111的静电电容C1的变化(图3的STEP1中是)。因此，处理部142判断静电电容C1与基准静电电容Cr1的差是否超过阈值范围Rth(图3的STEP2)。

在本例中，该差没有超过阈值范围Rth(图3的STEP2中否)，处理部142判断是否检测出第二检测区域112的静电电容C2的变化(图3的STEP4)。

在本例中，在时刻t1也检测出静电电容C2的变化(图3的STEP4中是)，所以处理部142判断静电电容C1的变化与静电电容C2的变化是否不同(图3的STEP5)。

在本例中，静电电容C1与静电电容C2同样地增大(图3的STEP5中否)，所以处理部142使基准静电电容Cr1增大(STEP6)。也使基准静电电容Cr2同样地改变。

在时刻t2，在静电电容C1与静电电容C2中观察到相同的增大趋势，所以处理部142使基准静电电容Cr1与基准静电电容Cr2进一步增大。

在时刻t3，没有检测出静电电容C1的变化(图3的STEP1中否)，所以也不改变基准静电电容Cr1的值。关于静电电容C2也同样。

在时刻t4，检测出静电电容C1的变化(图3的STEP1中是)。然而，静电电容C1与基准静电电容Cr1的差没有超过阈值范围Rth(图3的STEP2中否)，所以处理部142判断是否检测出第二检测区域112的静电电容C2的变化(图3的STEP4)。在本例中，检测出静电电容C2的变化(图3的STEP4中是)，并且静电电容C1的变化与静电电容C2的变化不同(图3的STEP5中是)。因此，处理部142维持基准静电电容Cr1的值(图3的STEP7)。同样，也维持基准静电电容Cr2的值。

在时刻t5，检测出静电电容C1的变化(图3的STEP1中是)，与基准静电电容Cr1的差没有超过阈值范围Rth(图3的STEP2中否)。另一方面，也检测出静电电容C2的变化(图3的STEP4中是)，两变化不同(图3的STEP5中是)。因此，处理部142维持基准静电电容Cr1的值(图3的STEP7)。同样，也维持基准静电电容Cr2的值。

在时刻t6，检测出静电电容C1的变化(图3的STEP1中是)，与基准静电电容Cr1的差没有超过阈值范围Rth(图3的STEP2中否)。另一方面，也检测出静电电容C2的变化(图3的STEP4中是)，两变化一致(图3的STEP5中否)。因此，处理部142改变基准静电电容Cr1的值(图3的STEP6)。具体而言，由于静电电容C1的值降低，所以使基准静电电容Cr1的值增大而且降低。同样，也改变基准静电电容Cr2的值。

在时刻t7，检测出静电电容C1的变化(图3的STEP1中是)，与基准静电电容Cr1的差超过了阈值范围Rth(图3的STEP2中是)。因此，处理部142判断为对第一检测区域111进行了操作(图3的STEP3)。不改变基准静电电容Cr1的值。另一方面，没有检测出静电电容C2的变化，维持基准静电电容Cr2的值。

在时刻t8，检测出静电电容C1的变化(图3的STEP1中是)，与基准静电电容Cr1的差没有超过阈值范围Rth(图3的STEP2中否)。另一方面，没有检测出静电电容C2的变化(图3的STEP4中否)。因此，处理部142维持基准静电电容Cr1的值与基准静电电容Cr2的值。

在时刻t9，没有检测出静电电容C1的变化(图3的STEP1中否)，不改变基准静电电容Cr1的值。关于静电电容C2也同样。

即、控制装置14的处理部142构成为在多个检测区域之间检测出不同的静电电容的变化的情况下，不改变基准静电电容。由此，能够辨别伴随着基于温度、湿度等环境原因的寄生电容的变动而检测出的静电电容的变化、与因噪声而检测出的静电电容的变化。基于环境原因的寄生电容的变动通常对多个检测区域同样地造成影响，所以检测出的静电电容的变化在多个检测区域之间表示相同的趋势。另一方面，噪声很少对多个检测区域同样地造成影响，所以检测出的静电电容的变化通常在多个检测区域之间不同。

在图4所示的例子中，在从时刻t0到时刻t2的期间、以及在从时刻t5到时刻t6的期间产生的静电电容的变化是基于环境原因而产生的，静电电容C1的变化与静电电容C2的变化并非不同。另一方面，在从时刻t3到时刻t5的期间产生的静电电容的变化是由噪声引起的，静电电容C1的变化与静电电容C2的变化不同。在这样的情况下，维持基准静电电容的值，由此能够抑制基于由噪声引起的静电电容的变化而设定不适当的基准静电电容，由此没有正确地判断是否进行了操作的情况的产生。因此，能够提高具备具有多个检测区域的被操作体的静电传感器的操作性。

如图3所示，处理部142在判断为对特定的检测区域进行了操作时(STEP3)，能够判断在其它检测区域是否检测出静电电容的变化(STEP8)。

若在其它检测区域没有检测出静电电容的变化(STEP8中否)，处理部142使处理返回STEP1。

若在其它检测区域检测出静电电容的变化(STEP8中是)，则处理部142判断检测出的静电电容与基准静电电容的差是否超过阈值范围(STEP9)。

若检测出的静电电容与基准静电电容的差超过阈值范围(STEP9中是)，则处理部142判断为通过手指30对该其它检测区域进行了操作(STEP3)。处理部142将与该操作相关联的控制信息C从输出部143向被控制装置40输出。然后，处理部142使处理返回STEP1。

若判断为在其它检测区域检测出的静电电容与基准静电电容的差未超过阈值范围(STEP9中否)，则处理部142根据检测出的静电电容变化来改变其它检测区域的基准静电电容的值，并且也同样地改变特定的检测区域的基准静电电容的值(STEP6)。然后，处理部142使处理返回STEP1。

参照图4对上述那样构成的静电传感器10的动作的一个例子进行说明。在时刻t10，检测出静电电容C1的变化(图3的STEP1中是)，与基准静电电容Cr1的差超过了阈值范围Rth(图3的STEP2中是)。因此，处理部142判断为对第一检测区域111进行了操作(图3的STEP3)。

此时，处理部142判断是否检测出第二检测区域112的静电电容C2的变化(图3的STEP8)。在本例子中，在时刻t10也检测出静电电容C2的变化(图3的STEP8中是)，处理部142判断静电电容C2与基准静电电容Cr2的差是否超过阈值范围Rth(图3的STEP9)。

在本例子中，由于该差没有超过阈值范围Rth(图3的STEP9中否)，处理部142改变基准静电电容Cr2。具体而言，由于静电电容C2增大，所以使基准静电电容Cr2增大。也同样地改变基准静电电容Cr1(图3的STEP6)。

判断为在时刻t11也对第一检测区域进行了操作，并且在静电电容C2中观察到相同的增大趋势，所以处理部142使基准静电电容Cr1与基准静电电容Cr2进一步增大。

即、处理部142在判断为对特定的检测区域进行了操作的期间在其它检测区域检测出伴随着基准静电电容的改变的静电电容的变化的情况下，对该特定的检测区域也同样地改变基准静电电容。

伴随着基准静电电容的改变的静电电容的变化是指伴随着基于温度、湿度等环境原因的寄生电容的变动而检测出的静电电容的变化。如上所述，基于环境原因的寄生电容的变动通常对多个检测区域同样地造成影响，所以检测出的静电电容的变化在多个检测区域之间表示相同的趋势。因此，用于对其它检测区域补偿伴随着寄生电容的变动的静电电容变化的基准静电电容的改变也能够同样地适用于特定的检测区域。即、即使在对特定的检测区域进行了操作的期间产生了基于温度、湿度等环境原因的寄生电容的变动，也能够对该特定的检测区域设定适当的基准静电电容。换言之，能够抑制因在对特定的检测区域的操作过程中产生的寄生电容的变动而没有设定适当的基准静电电容，由此没有正确地判断是否进行了下一个操作的情况的产生。因此，能够提高具备具有多个检测区域的被操作体的静电传感器的操作性。

在执行包含图3的STEP8与STEP9的处理的情况下，可以省略同图中的包含STEP4、STEP5、以及STEP6的处理。在该情况下，在对特定的检测区域检测出的静电电容与基准静电电容的差未超过阈值范围情况下(STEP2中否)，处理部142使处理返回STEP1。

具有之前说明的各功能的处理部142可通过与通用存储器配合而动作的通用微处理器来实现。作为通用微处理器可例示出CPU、MP、GPU。作为通用存储器可例示出ROM、RAM。在该情况下，能够在ROM存储执行上述处理的计算机程序。ROM是存储计算机程序的存储介质的一个例子。通用微处理器指定存储于ROM上的程序的至少一部分并在RAM上展开，与RAM配合来执行上述处理。上述计算机程序也可以预装于通用存储器，也可以经由通信网络从外部服务器下载而安装于通用存储器。在该情况下，外部服务器是存储计算机程序的存储介质的一个例子。

处理部142也可以由微控制器、ASIC、FPGA等能够执行上述计算机程序的专用集成电路实现。在该情况下，将上述计算机程序预装于该专用集成电路所含的存储元件。该存储元件是存储计算机程序的存储介质的一个例子。处理部142也可以通过通用微处理器和专用集成电路的组合来实现。

上述实施方式只不过是用于便于理解本发明的例示。上述实施方式的结构只要不脱离本发明的宗旨，就能够适当地进行改变/改进。

在上述实施方式中，被操作体11具有两个检测区域。然而，检测区域的数量也可以是三个以上。各检测区域的被操作体11中的位置、形状、大小、能够接受的操作的种类能够根据控制动作的被控制装置40的功能而适当地决定。

在上述实施方式中，使单个第一电极121与被操作体11的第一检测区域111对应，使单个第二电极122与被操作体11的第二检测区域112对应。然而，也可以使多个第一电极121与第一检测区域111对应。在该情况下，能够更详细地检测手指30与第一检测区域111接触或者接近的位置。同样，也可以使多个第二电极122与第二检测区域112对应。在该情况下，能够更详细地检测手指30与第二检测区域112接触或者接近的位置。

在上述实施方式中，检测被操作体11与乘客的手指30之间的静电电容。若能够检测随着对被操作体11的操作的输入的静电电容伴的变化，则操作的输入可以在其它身体部位中进行，也可以在身体部位与被操作体11之间存在衣料、道具。

静电传感器10也可以搭载于车辆20以外的移动体。作为移动体的例子，可举出铁路、飞机、船舶等。该移动体也可以不需要驾驶员。静电传感器10也可以搭载于由用户能够携带的移动装置。移动装置还是移动体的一个例子。在将静电传感器10设置于这样的移动体的情况下，用户身体的一部分容易因移动体的移动、振动而意外地与检测区域接触或者接近。因此，具有上述那样结构的静电传感器10的有用性进一步提高。

静电传感器10不需要搭载于移动体。只要能够通过对被操作体11的操作来控制被控制装置40的动作，就能够应用于固定型的设备、住宅或施设等建筑物等任意的用途。