操作开关的制作方法

文档序号:11180198阅读:511来源:国知局
操作开关的制造方法与工艺

本发明涉及操作开关。



背景技术:

以往,用户为了进行设备的接通断开等操作而使用了操作开关。作为操作开关,已知有使用了静电电容式的传感器的操作开关。该传感器检测随着用户的手的接近或者接触而形成的静电电容的变化,由此能够检测手的接近或者接触。

在专利文献1公开了使用静电电容式的传感器的触摸开关。该触摸开关在传感器检测出的静电电容的变化率较小的情况下,判定与传感器接触的对象物是手指,而在传感器检测出的静电电容的变化率较大的情况下,判定与传感器接触的对象物是水滴。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2009-229248号公报



技术实现要素:

发明要解决的问题

但是,以往的操作开关有可能尽管用户将手指接近或者接触传感器,却判定与传感器接触的对象物是水滴等。因此,以往的操作开关有可能违反用户的意图而进行动作。

本发明提供能够抑制违反用户的意图的动作的操作开关。

用于解决问题的手段

本发明的一个方式的操作开关具有:静电电容传感器,生成与对象物的接近或者接触对应的检测信号;控制部,按照所述检测信号判定对象物是否是人体。当在第1时刻所述检测信号大于第1阈值、第1期间中的所述检测信号的大小的变化的比例大于第1比例、而且在所述第1期间之后的第2期间内所述检测信号不低于第2阈值的情况下,所述控制部判定所述对象物不是人体。

发明效果

本发明的一个方式的操作开关能够抑制违反用户的意图进行动作。

附图说明

图1是第1实施方式的操作开关的框图。

图2a是第1实施方式的操作开关所使用的传感器的俯视图。

图2b是沿图2a的iib-iib线的第1实施方式的操作开关所使用的传感器的剖面图。

图3是示意地表示第1实施方式的操作开关的使用例的示意图。

图4a是用于说明以往的操作开关的控制方法的说明图(表示传感器上的手指的运动的图)。

图4b是用于说明以往的操作开关的控制方法的说明图(表示图4a中的检测信号的图)。

图5a是用于说明以往的操作开关的控制方法的说明图(表示水滴附着于传感器的情况的图)。

图5b是用于说明以往的操作开关的控制方法的说明图(表示图5a中的检测信号的图)。

图6是用于说明以往的操作开关的控制方法的问题的说明图(表示用手指的指肚接触传感器时的图)。

图7是用于说明以往的操作开关的控制方法的问题的说明图(表示手指的动作速度较快时的图)。

图8是示意地表示操作第1实施方式的操作开关时的手指的运动的一例的示意图。

图9是用于说明第1实施方式的操作开关的控制方法的说明图。

图10是用于说明第1实施方式的变形例1的操作开关的控制方法的说明图。

图11是用于说明第1实施方式的变形例2的操作开关的控制方法的说明图。

图12是示意地表示传感器产生结霜或蒸汽附着于传感器时的状态的示意图。

图13是示意地表示传感器产生结霜或蒸汽附着于传感器时的检测信号的一例的图。

图14是用于说明第2实施方式的操作开关的控制方法的说明图。

图15是表示检测信号的波形突发地紊乱时的检测信号的一例的图。

图16是用于说明第3实施方式的操作开关的控制方法的说明图。

图17是表示在水滴附着于传感器的状态下用户操作传感器时的检测信号的一例的图。

图18是用于说明第4实施方式的操作开关的控制方法的说明图。

图19是表示在传感器结霜或蒸汽附着于传感器的状态下用户操作传感器时的检测信号的一例的图。

图20是用于说明第4实施方式的变形例的操作开关的控制方法的说明图。

标号说明

1操作开关;10传感器;11基板;12传感器电极;20控制部

具体实施方式

下面,说明本发明的实施方式。另外,下面说明的实施方式均用于示出本发明的一个具体示例。因此,在下面的实施方式中示出的数值、形状、材料、构成要素、构成要素的配置位置及连接方式、工序(步骤)、工序的顺序等仅是一例,其主旨不是限定本发明。因此,关于下面的实施方式的构成要素中、没有在表示本发明的最上位概念的独立权利要求中记载的构成要素,作为任意的构成要素进行说明。

各个附图是示意图,不一定是严格图示的图。因此,例如各个附图中的比例尺等不一定一致。并且,在各个附图中,对实质上相同的结构标注相同的标号,并省略或者简化重复的说明。

(第1实施方式)

使用图1说明第1实施方式的操作开关的结构。图1是表示第1实施方式的操作开关1的结构的框图。

如图1所示,操作开关1具有传感器10、和根据从传感器10输出的检测信号生成操作信号的控制部20。操作开关1根据在控制部20生成的操作信号控制设备2。操作开关1例如进行设备2的接通断开控制等。

传感器10是通过检测静电电容来检测人体等检测对象的接近或者接触的静电电容式的传感器。传感器10例如检测在检测对象和传感器电极之间产生的静电电容的变化,由此检测检测对象的接近或者接触。控制部20根据与在传感器10检测的静电电容相应地生成的检测信号,生成操作信号。

如图2a及图2b所示,静电电容式的传感器10具有基板11和在基板11形成的传感器电极12。图2a是第1实施方式的操作开关1所使用的传感器10的俯视图,图2b是沿图2a的iib-iib线的该传感器10的剖面图。

基板11是由树脂材料形成的树脂基板或者对金属进行了绝缘覆膜的金属基底基板等。另外,基板11例如俯视观察时的形状呈矩形状,但不限于此。

传感器电极12例如由铜或者银等金属材料构成,以规定的图案形成于基板11的一个面上。具体而言,传感器电极12是俯视观察时的形状呈圆形的β电极,形成于基板11的中央。另外,传感器电极12的俯视观察时的形状不限于圆形,也可以是矩形等。并且,虽然没有图示,传感器电极12为了检测因检测对象接近或者接触而形成的静电电容的变化而与控制部20的电路电连接。

如图3所示,操作开关1例如设置于洗面台的镜子3。图3是示意地表示第1实施方式的操作开关1的使用例的示意图。

传感器10例如设置于镜子3的背面或镜子3的镜框。传感器10通过传感器电极12检测静电电容,由此检测作为检测对象的人的手指接近或者接触传感器10。控制部20接收在传感器10生成的检测信号,根据该检测信号生成用于操作操作对象的设备2(参照图1)的操作信号,并输出给设备2。由此,用户能够进行设备2的接通断开等操作。

另外,在图3中没有图示,通过操作开关1操作的操作对象的设备2例如是设置于洗面台的照明装置(未图示)。在这种情况下,例如如图3所示,在用户为操作照明装置而将手指接近传感器10(例如传感器电极12)时,传感器10生成表示检测出用户的手指的检测信号。控制部20接收在传感器10生成的检测信号,根据该检测信号生成用于操作照明装置的点亮及熄灭的操作信号,并输出给照明装置。由此,用户能够对照明装置进行接通断开控制等操作。

下面,使用图4a~图9说明本实施方式的操作开关1的控制部20的控制方法,也包括完成本发明的经过。图4a~图5b是用于说明能够防止因水滴的附着而引起的误操作的以往的操作开关1x的控制方法的图。图4a表示传感器上的手指的运动。图4b表示图4a中的检测信号。图5a表示水滴附着于传感器的情况。图5b表示图5a中的检测信号。并且,图6及图7是用于说明以往的操作开关1x的控制方法的问题的图,图6表示用手指的指肚接触传感器的情况,图7表示手指的动作速度较快的情况。图8是示意地表示操作第1实施方式的操作开关1时的手指的运动的一例的示意图。图9是用于说明第1实施方式的操作开关1的控制方法的图。

在用户为了操作操作开关1x而将手指uf接触传感器10的情况下,如图4a所示,在手指uf按压传感器10的动作的过程中,手指uf和传感器10的接触面积逐渐增大。在这种情况下,如图4b所示,随着手指uf的接触面积的增加,与在传感器10检测出的静电电容相应地生成的检测信号也逐渐增加。

另一方面,在水滴附着于传感器10的情况下,如图5a所示,水滴dw在附着于传感器10时马上润湿扩散。因此,在水滴dw附着于传感器10的情况下,在传感器10检测出的静电电容在水滴dw附着后马上增大。因此,如图5b所示,传感器10的检测信号的倾斜(即,检测信号的上升率)增大。另外,在图5b中,检测信号在暂且上升后逐渐减小是由于随着水滴dw流动等,水滴dw从传感器10上逐渐消失。

在以往的操作开关1x的控制方法中,在传感器10的检测信号的倾斜较小的情况下,判定与传感器10接近或者接触的对象物是手指uf,在传感器10的检测信号的上升率较大的情况下,判定对象物是水滴。因此,防止因水滴的附着而引起的操作开关1x的误操作。

但是,在这种以往的操作开关1x的控制方法中,如图6所示,在用户用手指uf的指肚接触传感器10的情况下,手指uf和传感器10的接触面积从最初开始增大。在这种情况下,在传感器10检测的静电电容也马上增大,因而与图5b一样,在传感器10生成的检测信号的倾斜增大。

并且,如图7所示,在手指uf按压传感器10的动作速度较快的情况下,与图5b一样,传感器10的检测信号的倾斜增大。

这样,在用户用手指uf的指肚接触传感器10的情况下、以及/或者在手指uf对传感器10的动作速度较快的情况下,在传感器10检测的检测信号的倾斜与水滴附着于传感器10时的倾斜一样大。因此,仅仅根据检测信号的倾斜,不能区分是手指uf接触了传感器10还是水滴附着于传感器10。因此,尽管用户想要操作操作开关1x,但是操作开关1x判定是水滴接触了传感器10。其结果是,不能准确检测用户的操作。

但是,如图8所示,无论是用户用手指uf的指肚接触传感器10的情况下、还是手指uf对传感器10的动作速度较快的情况下,用户都能在大约1秒以内或者0.5秒以内使手指uf离开传感器10。

在本实施方式的操作开关1中,根据如下所述的检测判定算法,判定手指uf是否接近或者接触传感器10。

具体而言,如图9所示,当与在传感器10检测的静电电容相应地生成的检测信号s在第1时刻t1超过第1阈值sth1的情况下,在截止到第1时刻t1的规定的第1期间t1中的检测信号s的变化的比例(例如检测信号s的曲线的倾斜)大于第1倾斜阈值αth1、而且在从第1时刻t1起规定的第2期间t2内检测信号s不低于第2阈值sth2的情况下,操作开关1的控制部20判定手指uf没有接近或者接触(即,判定在传感器10检测的对象物不是人体)。在本实施方式中,第1阈值sth1和第2阈值sth2相同。第1倾斜阈值是本发明中的“第1比例”的一例。

例如,在水滴附着于传感器10的情况下,在传感器10生成的检测信号s成为如图9的单点划线所示的曲线dw。在这种情况下,当水滴在时刻t0附着于传感器10时马上润湿扩散,因而在截止到时刻t1的规定的第1期间t1中的检测信号s的变化的比例大于第1倾斜阈值αth1,但是在从时刻t1起规定的第2期间t2内检测信号s不低于第2阈值sth2。因此,在这种情况下,控制部20判定手指uf没有接近或者接触传感器10(即,判定在传感器10检测的对象物不是人体),不生成用于操作操作对象的设备的操作信号。

另一方面,当与在传感器10检测的静电电容相应地生成的检测信号s在时刻t1超过第1阈值sth1的情况下,在截止到时刻t1的第1期间t1中的检测信号的变化的比例大于第1倾斜阈值αth1、而且在从时刻t1起的第2期间t2内检测信号s在第2时刻t2低于第2阈值sth2的情况下,判定手指uf接近或者接触。

例如,用户为了操作操作对象的设备(例如照明装置),在如图8所示用户用手指uf的指肚接触传感器10的情况下,传感器10的检测信号s成为如图9的实线所示的曲线uf1。在这种情况下,在时刻t0用户的手指uf开始接近传感器电极12,但由于手指uf和传感器10的接触面积从最初开始较大,因而在截止到时刻t1的规定的第1期间t1中的检测信号s的变化的比例与附着了水滴时一样大于第1倾斜阈值αth1,但约1秒钟用户的手指uf从传感器10离开,因而在从时刻t1起规定的第2期间t2内,检测信号s低于第2阈值sth2。因此,在这种情况下,控制部20判定手指uf接近或者接触传感器10,生成用于操作操作对象的设备的操作信号并输出给设备。因此,用户能够对操作对象的设备进行预期的操作。例如,用户能够进行照明装置的接通断开控制。

另外,如图7所示,在手指uf按压传感器10的动作速度较快的情况下,传感器10的检测信号s也成为如图9的实线所示的曲线uf1。因此,在这种情况下,也判定为手指uf接近或者接触传感器10。

并且,在用户操作操作对象的设备时,在用户用手指uf的指尖接触传感器10的情况下或者按压传感器10的动作速度不快的情况下,在传感器10生成的检测信号s成为虚线所示的曲线uf2。在这种情况下,检测信号s在第1时刻t1’超过第1阈值sth1,然后在第2时刻t2’低于第2阈值sth2。在检测信号s的变化的比例小于第1倾斜阈值αth1的情况下,在超过第1阈值sth1的第1时刻t1’,控制部20判定手指uf接近或者接触传感器10,生成用于操作操作对象的设备的操作信号并输出给设备。

另外,在本实施方式中,第1期间t1是指从检测信号s开始变化的时刻t0到检测信号s超过第1阈值sth1的时刻的期间。第2期间t2例如约1秒钟。另外,第2期间t2只要是考虑了在用户操作操作开关1时从手指接近或者接触传感器10到离开的时间的规定期间即可,不限于1秒钟,也可以是大约2、3秒钟。

并且,在本实施方式中,在手指的接近或者接触的判定中使用的静电电容(或者检测信号s)的值是指相对于基准值的、由传感器10检测的静电电容的检测值的相对值。并且,作为一例,基准值是对被判定为手指没有接近或者接触的规定的期间的静电电容的值进行平均得到的值,但不限于此。

根据以上所述的本实施方式的操作开关1,当与在传感器10检测的静电电容相应地生成的检测信号s在第1时刻t1超过第1阈值sth1的情况下,在截止到第1时刻t1的规定的第1期间t1中的检测信号s的变化的比例大于第1倾斜阈值αth1、而且在从第1时刻起规定的第2期间t2内检测信号s不低于第2阈值sth2的情况下,控制部20判定手指uf没有接近或者接触(即,判定在传感器10检测的对象物不是人体)。

由此,无论手指uf与传感器10的接近方式或者手指uf的动作速度怎样,都能够抑制因水滴附着等而引起的操作开关1的误操作,抑制操作开关对用户意外的操作进行反应。因此,能够实现准确检测用户的操作的操作开关。

(第1实施方式的变形例1)

下面,使用图10说明第1实施方式的变形例1的操作开关。图10是用于说明第1实施方式的变形例1的操作开关的控制方法的说明图。

如图10所示,在本变形例的操作开关中,与第1实施方式一样,当与在传感器10检测的静电电容相应地生成的检测信号s在第1时刻t1超过第1阈值sth1的情况下,在截止到第1时刻t1的规定的第1期间t1中的检测信号s的变化的比例大于第1倾斜阈值αth1、而且在从第1时刻t1起规定的第2期间t2内检测信号s不低于第2阈值sth2的情况下,控制部20判定手指没有接近或者接触。

本变形例的操作开关与第1实施方式的操作开关1的不同之处在于检测信号s的阈值。具体而言,在第1实施方式的操作开关1中,第1阈值sth1和第2阈值sth2相同,而在本变形例的操作开关中,如图10所示,第1阈值sth1和第2阈值sth2不同。更具体地讲,在本变形例中,第1阈值sth1大于第2阈值sth2。

因此,如图10所示,从第1时刻t1到第2时刻t2的时间相对于第1实施方式延长。其结果是,能够更可靠地判别在传感器10生成的检测信号s是基于用户的手指的信号还是水滴。

因此,根据本变形例的操作开关,能够比第1实施方式更可靠地防止因水滴附着等而引起的操作开关的误操作,能够进一步抑制操作开关对用户意外的操作进行反应。因此,能够实现更准确地检测用户的操作的操作开关。

(第1实施方式的变形例2)

下面,使用图11说明第1实施方式的变形例2的操作开关。图11是用于说明第1实施方式的变形例2的操作开关的控制方法的说明图。

如图11所示,在本变形例的操作开关中,与第1实施方式一样,当与在传感器10检测的静电电容相应地生成的检测信号s在第1时刻t1超过第1阈值sth1的情况下,在截止到第1时刻t1的规定的第1期间t1中的检测信号s的变化的比例大于第1倾斜阈值αth1、而且在从第1时刻t1起规定的第2期间t2内检测信号s不低于第2阈值sth2的情况下,控制部20判定手指没有接近或者接触。

本变形例的操作开关与第1实施方式的操作开关1的不同之处在于检测信号s的阈值。具体而言,在第1实施方式的操作开关1中,第1阈值sth1和第2阈值sth2相同,而在本变形例的操作开关中,与变形例1一样,第1阈值sth1和第2阈值sth2不同。但是,与变形例1不同的是,如图11所示,在本变形例中,第1阈值sth1小于第2阈值sth2。

因此,如图11所示,从第1时刻t1到第2时刻t2的时间相对于第1实施方式缩短。具体而言,在传感器10生成的检测信号s当在第1时刻t1超过第1阈值sth1后,在从第1时刻t1起的第2期间t2内的第2时刻t2低于第2阈值sth2。其结果是,能够改善操作开关的反应性。

因此,根据本变形例的操作开关,能够防止因水滴附着等而引起的操作开关的误操作,抑制在用户意外的操作中进行反应,并且能够实现反应性良好的操作开关。

(第2实施方式)

下面,说明第2实施方式的操作开关。

关于本实施方式的操作开关和第1实施方式的操作开关1,控制部20的控制方法不同。

在第1实施方式的操作开关1的控制方法中,虽然能够抑制水滴附着时的操作开关1的误操作,但是难以抑制传感器10产生结霜或蒸汽附着于传感器10时的误操作。

如图12所示,例如在传感器10产生结霜或蒸汽附着于传感器10时,传感器10上的水滴量逐渐增加。此时,在传感器10生成的检测信号s成为如图13的双点划线所示的曲线v。即,在这种情况下,如图13所示,检测信号s的倾斜较小。

此时,在曲线v中的检测信号s的倾斜小于第1倾斜阈值αth1时,有可能导致判定是用户的手指的操作。即,操作开关对用户意外的操作进行反应,操作开关1有可能进行误操作。

因此,在本实施方式的操作开关中,根据如下所述的检测判定算法,判定手指是否接近或者接触传感器10,抑制传感器10产生结霜或蒸汽附着于传感器10时的误操作。

下面,使用图14说明本实施方式的操作开关的控制部20的控制方法。图14是用于说明第2实施方式的操作开关的控制方法的图。

在本实施方式的操作开关中,如图14所示,在截止到第1时刻t1的规定的第1期间t1中的检测信号s的变化的比例小于比第1倾斜阈值αth1小的倾斜即第2倾斜阈值αth2的情况下,控制部20判定手指没有接近或者接触,在第1期间t1中的检测信号s的变化的比例小于第1阈值sth1、而且大于第2倾斜阈值αth2的情况下,控制部20判定手指接近或者接触。第2倾斜阈值是本发明中的“第2比例”的一例。

例如,在传感器10产生结霜或蒸汽附着于传感器10的情况下,在传感器10生成的检测信号s成为如图14的双点划线所示的曲线v。在这种情况下,截止到第1时刻t1的规定的第1期间t1中的检测信号s的变化的比例(例如检测信号s的曲线的倾斜)小于比第1倾斜阈值αth1小的倾斜即第2倾斜阈值αth2。在这种情况下,控制部20判定手指没有接近或者接触传感器10,不生成用于操作操作对象的设备的操作信号。

另一方面,用户为了操作操作对象的设备,在用户用手指uf的指尖接触传感器10的情况下或者按压传感器10的动作速度不快的情况下,在传感器10生成的检测信号s成为图14的虚线所示的曲线uf2。在这种情况下,检测信号s在第1时刻t1’超过第1阈值sth1,然后在第2时刻t2低于第2阈值sth2。在检测信号s的变化的比例小于第1倾斜阈值αth1、而且大于第2倾斜阈值αth2的情况下,在超过第1阈值sth1的第1时刻t1’,控制部20判定手指接近或者接触传感器10,生成用于操作操作对象的设备的操作信号并输出给设备。由此,用户能够对操作对象的设备进行预期的操作。

另外,在如图8所示那样用户用手指uf的指肚接触传感器10的情况下,通过进行与第1实施方式一样的控制,控制部20能够判定手指uf接近或者接触传感器10。

根据以上所述的本实施方式的操作开关,在截止到第1时刻t1的规定的第1期间t1中的检测信号s1的变化的比例小于第2倾斜阈值αth2的情况下,判定手指没有接近或者接触,在第1期间t1中的检测信号s的变化的比例小于第1倾斜阈值αth1、而且大于第2倾斜阈值αth2的情况下,判定手指接近或者接触。即,即使是第1期间t1中的检测信号s的变化的比例(例如检测信号s的曲线的倾斜)小于第1倾斜阈值αth1的情况下,如果该检测信号s还小于第2倾斜阈值αth2,就判定手指没有接近或者接触。

由此,能够抑制传感器10产生结霜或蒸汽附着于传感器10时的误操作,抑制操作开关对用户意外的操作进行反应。因此,能够实现更准确地检测用户的操作的操作开关。

另外,在本实施方式中,使用第1倾斜阈值αth1及第2倾斜阈值αth2这两个倾斜阈值判定用户的手指有无接近或者接触,但不限于此。例如,也可以使用三个以上的倾斜阈值判定用户的手指有无接近或者接触。

(第3实施方式)

下面,说明第3实施方式的操作开关。

关于本实施方式的操作开关和第1实施方式的操作开关1,控制部20的控制方法不同。

根据第1实施方式的操作开关1的控制方法,能够抑制水滴附着时的操作开关1的误操作。

但是,根据水滴的附着量和水滴流动的路径,如图15所示,检测信号s的波形有时紊乱并变化,例如在期间t2以内的时刻t2’有时瞬间低于第2阈值sth2。例如,多个水滴附着于传感器10和传感器10的周边区域,在这些水滴以彼此不同的速度和不同的路径流动的情况下,存在于传感器10上的水滴的量与时间一起变化,因而存在检测信号s瞬间低于第2阈值sth2的情况。在这种情况下,在第1实施方式的操作开关1的控制方法中,有可能导致判定为手指的接近或者接触。

因此,本实施方式的操作开关在第1实施方式的操作开关的控制方法中还附加了如下所述的检测判定算法,由此判定手指是否接近或者接触传感器10。

下面,使用图16说明本实施方式的操作开关的控制部20的控制方法。图16是用于说明第3实施方式的操作开关的控制方法的图。

在本实施方式的操作开关中,如图16所示,在截止到第1时刻t1的规定的第1期间t1中的检测信号s的变化的比例大于第1倾斜阈值αth1、而且在从第1时刻t1起的第2期间t2内检测信号s低于第2阈值sth2的情况下,并且检测信号s低于第2阈值sth2的状态的持续时间不足规定的第3期间t3的情况下,控制部20判定手指没有接近或者接触,在检测信号s为第3期间t3以上的情况下,判定手指接近或者接触。第3期间t3例如约0.1秒钟,但不限于此。

例如,如图16的双点划线所示的曲线v那样,即使是检测信号s的波形紊乱并在第2期间t2以内的时刻t2’瞬间低于第2阈值sth2的情况下,当检测信号s在从超过第1阈值sth1起的第2期间t2内低于第2阈值sth2的状态的持续时间不足规定的第3期间t3的情况下,控制部20判定手指没有接近或者接触传感器10,不生成用于操作操作对象的设备的操作信号。

另一方面,当检测信号s在从超过第1阈值sth1起的第2期间t2内低于第2阈值sth2的状态的持续时间为规定的第3期间t3以上的情况下,与第1实施方式一样,当在从第1时刻t1起的第2期间t2内检测信号s在第2时刻t2低于第2阈值sth2的情况下,判定手指接近或者接触,生成用于操作操作对象的设备的操作信号并输出给设备。由此,用户能够对操作对象的设备进行预期的操作。

根据以上所述的本实施方式的操作开关,在第1期间t1中的检测信号s的变化的比例大于第1倾斜阈值αth1、而且在第2期间t2内检测信号s低于第2阈值sth2的情况下,并且检测信号s低于第2阈值sth2的状态的持续时间不足规定的第3期间t3的情况下,判定手指没有接近或者接触,在检测信号s为第3期间t3以上的情况下,判定手指接近或者接触。

由此,在多个水滴附着于传感器10和传感器10的周边区域的情况下,即使是检测信号s紊乱同时变化并在期间t2内瞬间低于第2阈值sth2时,也能够抑制手指接近或者接触的误操作,抑制操作开关对用户意外的操作进行反应。由此,能够实现更准确地检测用户的操作的操作开关。

另外,在本实施方式中,第1阈值sth1和第2阈值sth2相同,但也可以如第1实施方式的变形例1、2那样,第1阈值sth1和第2阈值sth2不同。即,也可以将第1实施方式的变形例1、2适用于本实施方式。

(第4实施方式)

下面,说明第4实施方式的操作开关。

关于本实施方式的操作开关和第1实施方式的操作开关1,控制部20的控制方法不同。

根据第1实施方式的操作开关1的控制方法,能够抑制水滴附着时的操作开关1的误操作。

但是,当在水滴附着于传感器10的状态持续的状态下用户操作传感器10的情况下等,如图17所示,即使是用户在时刻tuf将手指接近或者接触传感器10时,检测信号s也在比第1阈值sth1和第2阈值sth2大的范围内变化。因此,在第1实施方式的操作开关1的控制方法中,不判定为手指接近或者接触。即,在检测信号s超过第1阈值sth1、而且由于水滴的附着等而暂且判定不是手指的接近或者接触的情况下,在检测信号s恢复到原来的值(或者不足第1阈值sth1)以前,即使是用户将手指接近或者接触传感器10而使得静电电容暂时正常变化时,检测信号s也在比第1阈值sth1和第2阈值sth2大的范围内变化,因而不判定是用户的手指的操作。

因此,在本实施方式的操作开关中,根据如下所述的检测判定算法判定手指是否接近或者接触传感器10。

下面,使用图18说明本实施方式的操作开关的控制部20的控制方法。图18是用于说明第4实施方式的操作开关的控制方法的图。

在本实施方式的操作开关中,控制部20在检测信号s为第1阈值sth1以上的情况下、而且在规定的时刻判定手指没有接近或者接触的情况下,将基准值更新为规定的时刻的时间点的检测信号s的值。

其中,在手指的接近或者接触的判定中使用的静电电容(或者检测信号s)的值与第1实施方式一样,是相对于基准值的、由传感器10检测的静电电容的检测值的相对值。并且,作为一例,基准值是对被判定为手指没有接近或者接触的规定的期间的静电电容的值进行平均得到的值。

例如,在水滴附着于传感器10的情况下,在传感器10生成的检测信号s成为如图18的单点划线所示的曲线dw。此时,本实施方式的控制部20在检测信号s超过第1阈值sth1的情况下、而且在从时刻t1到时刻t3的规定的第2期间t2检测信号s不低于第2阈值sth2的情况下,在时刻t3暂且确定手指没有接近或者接触,将基准值更新为时刻t3的时间点的检测信号s的值。此时,在更新基准值的同时,将第1阈值sth1和第2阈值sth2的值也更新与基准值的更新幅度相同的量。

另外,在更新基准值和第1阈值sth1及第2阈值sth2后,能够以与第1实施方式一样的控制方法进行用户的手指的接近或者接触的判定。

根据以上所述的本实施方式的操作开关,在检测信号s是第1阈值sth1以上、而且在规定的时刻判定手指没有接近或者接触的情况下,将基准值更新为规定的时刻的时间点的检测信号s的值。

由此,即使是水滴附着于传感器10的状态持续的情况下等,也能够准确地检测用户的操作。

另外,在本实施方式中,第1阈值sth1和第2阈值sth2相同,但也可以如第1实施方式的变形例1、2那样,第1阈值sth1和第2阈值sth2不同。并且,基准值和第1阈值sth1及第2阈值sth2的更新也可以进行多次。基准值能够在控制部20等随时计算,也能够追随在传感器10检测的静电电容进行适当变更。

(第4实施方式的变形例)

下面,说明第4实施方式的变形例的操作开关。

在第4实施方式中说明了水滴附着于传感器10的状态持续时的控制方法,而在本变形例中说明在传感器10产生结霜或蒸汽附着于传感器10、水滴附着于传感器10的状态持续时的控制方法。

在传感器10产生结霜或蒸汽附着于传感器10的情况下,通过使用第2实施方式的操作开关1的控制方法,能够抑制在传感器10产生结霜或蒸汽附着于传感器10时的误操作,能够准确地检测用户的操作。即,通过使用第1倾斜阈值αth1和第2倾斜阈值αth2这多个倾斜阈值判定用户的手指有无接近或者接触,判定是否是用户的操作。

另外,通过将第1实施方式的控制方法也适用于第2实施方式的控制方法,无论手指与传感器10的接近方式或者手指的动作速度怎样,都能够抑制操作开关1的误操作。在这种情况下,与第1实施方式一样,根据在检测信号s超过第1阈值sth1后是否低于第2阈值th2,能够判定是否是用户的操作。

但是,当在传感器10产生结霜或蒸汽附着于传感器10、水滴附着于传感器10的状态持续的状态下用户操作传感器10的情况下等,如图19所示,即使是用户在时刻tuf将手指接近或者接触传感器10时,检测信号s也在比第1阈值sth1和第2阈值sth2大的范围内变化。因此,在第1及第2实施方式的操作开关1的控制方法中,不判定为手指接近或者接触。即,在检测信号s超过第1阈值sth1、而且由于水滴的附着等而暂且判定不是手指的接近或者接触的情况下,在检测信号s恢复到原来的值(或者不足第1阈值sth1)以前,即使是用户将手指接近或者接触传感器10而使得静电电容暂时正常变化时,检测信号s也在比第1阈值sth1和第2阈值sth2大的范围内变化,因而不判定是用户的手指的操作。

因此,在本变形例的操作开关中,根据如下所述的检测判定算法判定手指是否接近或者接触传感器10。

下面,使用图20说明本变形例的操作开关的控制部20的控制方法。图20是用于说明第4实施方式的变形例的操作开关的控制方法的图。

本变形例的操作开关的控制方法与第4实施方式的操作开关的控制方法一样。具体而言,如图20所示,控制部20在检测信号s为第1阈值sth以上的情况下、而且在规定的时刻判定手指没有接近或者接触的情况下,将基准值更新为规定的时刻的时间点的检测信号s的值。

例如,在传感器10产生结霜或蒸汽附着于传感器10的情况下,在传感器10生成的检测信号s成为如图20的双点划线所示的曲线v。此时,本变形例的控制部20当在时刻t4检测信号s达到第1阈值sth1的情况下(即检测信号s=第1阈值sth1),暂且确定在时刻t4手指没有接近或者接触,将基准值更新为时刻t4的时间点的检测信号s的值。此时,在更新基准值的同时,将第1阈值sth1和第2阈值sth2的值也更新与基准值的更新幅度相同的量。

另外,当在时刻t5检测信号s再次达到更新后的第1阈值sth1的情况下,再次确定在时刻t5手指没有接近或者接触,将基准值更新为时刻t5的时间点的检测信号s的值。此时,在更新基准值的同时,将第1阈值sth1和第2阈值sth2的值也更新与基准值的更新幅度相同的量。

另外,在更新基准值和第1阈值sth1及第2阈值sth2后,能够以与第1或者第2实施方式一样的控制方法进行用户的手指的接近或者接触的判定。

根据以上所述的本变形例的操作开关,在检测信号s是第1阈值sth1以上、而且在规定的时刻判定手指没有接近或者接触的情况下,将基准值更新为规定的时刻的时间点的检测信号s的值。

由此,即使是传感器10产生结霜或蒸汽附着于传感器10、水滴附着于传感器10的状态持续的情况下等,也能够准确地检测用户的操作。

另外,在本实施方式中,第1阈值sth1和第2阈值sth2相同,但也可以如第1实施方式的变形例1、2那样,第1阈值sth1和第2阈值sth2不同。并且,基准值和第1阈值sth1及第2阈值sth2的更新不限于两次,也可以进行一次或者三次以上。

(变形例等)

以上根据第1~第4实施方式说明了本发明的操作开关,但本发明不限于第1~第4实施方式的内容。

例如,在第1~第4实施方式中,作于成为传感器10的误操作的主要原因的检测对象,举出了水滴或者结霜和蒸汽等,但不限于此。并且,在第1~第4实施方式中将传感器10的检测对象设为用户的手指,但不限于此。作为传感器10的检测对象,只要是在与传感器电极12之间静电电容变化的物体,则可以是任何物体。

另外,本领域的技术人员对上述的各实施方式进行各种变形得到的方式、或者通过在不脱离本发明的主旨的范围内将第1~第4实施方式的构成要素及功能进行任意组合而实现的方式,也包含在本发明中。

具体而言,操作开关的控制部20既可以进行将第1~第4实施方式及各变形例的控制方法全部组合的控制,也可以进行将第1~第4实施方式及变形例中的几种控制方法组合的控制。

(实施方式的概要)

一实施方式的操作开关具有:静电电容式的传感器,通过传感器电极检测静电电容,由此检测人体的接近或者接触;以及控制部,根据与在所述传感器检测的静电电容相应地生成的检测信号生成操作信号。在所述检测信号在第1时刻超过第1阈值的情况下,当在截止到所述第1时刻的规定的第1期间中的所述检测信号的变化的比例大于第1倾斜阈值、而且在从所述第1时刻起规定的第2期间内所述检测信号不低于第2阈值的情况下,所述控制部判定所述人体没有接近或者接触。

例如,也可以是,在所述第1期间中的所述检测信号的变化的比例小于比所述第1倾斜阈值小的倾斜即第2倾斜阈值的情况下,所述控制部判定所述人体没有接近或者接触。也可以是,在所述第1期间中的所述检测信号的变化的比例小于所述第1倾斜阈值、而且大于所述第2倾斜阈值的情况下,所述控制部判定所述人体接近或者接触。

例如,也可以是,在所述第1期间中的所述检测信号的变化的比例大于所述第1倾斜阈值、而且在所述第2期间内所述检测信号低于所述第2阈值的情况下,并且所述检测信号低于所述第2阈值的状态的持续时间不足规定的第3期间的情况下,所述控制部判定所述人体没有接近或者接触,在所述检测信号为所述第3期间以上的情况下,所述控制部判定所述人体接近或者接触。

例如,也可以是,所述第1阈值和所述第2阈值相同。

例如,也可以是,所述第1阈值大于所述第2阈值。

例如,也可以是,所述第1阈值小于所述第2阈值。

例如,也可以是,在所述人体的接近或者接触的判定中使用的静电电容的值是相对于基准值的、由所述传感器检测的静电电容的检测值的相对值,所述基准值是对被判定为所述人体没有接近或者接触的规定的期间的静电电容的值进行平均得到的值。

例如,也可以是,在所述检测信号是所述第1阈值以上、而且在规定的时刻判定所述人体没有接近或者接触的情况下,所述控制部将所述基准值更新为所述规定的时刻的时间点的所述检测信号的值。

控制部例如包括半导体装置、半导体集成电路(ic)、lsi(largescaleintegration:大规模集成电路)、或者组合了它们的电子电路。lsi或者ic既可以集成为一个芯片,也可以组合多个芯片。例如,也可以将各个功能单元集成为一个芯片。lsi和ic根据集成的程度,可以称为例如系统lsi、vlsi(verylargescaleintegration:极大规模集成电路)、或者ulsi(ultralargescaleintegration:特大规模集成电路)。控制部也可以包括比较检测值和固定值的比较器,还可以包括测定时刻的定时器或者计时器。

一实施方式的操作开关具有:静电电容传感器,生成与对象物的接近或者接触对应的检测信号;控制部,按照所述检测信号判定对象物是否是人体。当在第1时刻所述检测信号大于第1阈值、第1期间中的所述检测信号的大小的变化的比例大于第1比例、而且在所述第1期间之后的第2期间内所述检测信号不低于第2阈值的情况下,所述控制部判定所述对象物不是人体。例如,也可以是,当在所述第1时刻所述检测信号大于所述第1阈值、所述第1期间中的所述检测信号的大小的所述变化的比例大于所述第1比例、而且在所述第2期间中所述检测信号低于第2阈值的情况下,所述控制部判定所述对象物是人体。

例如,也可以是,当在所述第1时刻所述检测信号大于第1阈值、所述第1期间中的所述检测信号的大小的所述变化的比例大于所述第1比例、而且在所述第2期间内的规定期间中所述检测信号低于所述第2阈值的情况下,所述控制部判定所述对象物是人体。

例如,也可以是,在所述第1期间中的所述检测信号的大小的所述变化的比例小于比所述第1比例小的第2比例的情况下,所述控制部判定所述对象物不是人体,当在所述第1时刻所述检测信号大于所述第1阈值、而且所述第1期间中的所述检测信号的大小的所述变化的比例小于所述第1比例、且大于所述第2比例的情况下,所述控制部判定所述对象物是人体。

例如,也可以是,所述第1时刻是所述第1期间的终点。

例如,也可以是,所述第2期间是继所述第1期间之后的期间。

例如,也可以是,所述第1阈值和所述第2阈值相同。

例如,也可以是,所述第1阈值大于所述第2阈值。

例如,也可以是,所述第1阈值小于所述第2阈值。

例如,也可以是,所述检测信号的大小是相对于基准值的相对值,所述基准值是根据在所述人体没有接近或者接触所述静电电容传感器的期间中的所述检测信号设定的。

例如,也可以是,当在所述第1时刻所述检测信号大于所述第1阈值、而且判定所述对象物不是人体的情况下,所述控制部更新所述基准值。

产业上的可利用性

本发明能够用于对人体或者物体等检测对象的运动的感测等,因而能够用作用户进行设备的操作用的操作开关等。

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