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1. WO2020110627 - PROXIMITY DETECTOR HAVING OBLIQUE DETECTION ELECTRODE GROUP

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明 細 書

発明の名称 [規則37.2に基づきISAが決定した発明の名称] 斜交検出電極群を有する近接検出装置

技術分野

0001  

背景技術

0002   0003   0004  

先行技術文献

特許文献

0005  

発明の概要

発明が解決しようとする課題

0006  

課題を解決するための手段

0007  

発明の効果

0008  

図面の簡単な説明

0009  

発明を実施するための形態

0010   0011   0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061   0062   0063   0064   0065   0066   0067   0068   0069   0070   0071   0072   0073   0074  

符号の説明

0075  

請求の範囲

1   2   3   4   5   6   7   8   9  

図面

1   2   3   4   5  

明 細 書

発明の名称 : [規則37.2に基づきISAが決定した発明の名称] 斜交検出電極群を有する近接検出装置

技術分野

[0001]
 本発明は、近接検出装置に関する。

背景技術

[0002]
 従来、一般的な検出装置は、格子状に配置された複数本のX軸電極および複数本のY軸電極を検出面に有する。このような検出装置では、複数本のX軸電極を一括駆動して各X軸電極の静電容量を一括して自己容量として検出した後、複数本のY軸電極を一括駆動して各Y軸電極の静電容量を一括して自己容量として検出する方法を採用することにより、検出面に近接する検出対象物を高速に検出することができる。しかしながら、この方法では、検出面に近接する検出対象物が複数である場合、いわゆる「ゴースト」が発生することにより、誤った近接位置を検出してしまう虞がある。
[0003]
 そこで、このような誤検出を防止する方法として、例えば、複数本のX軸電極を順次1本ずつ駆動し、1本のX軸電極を駆動する毎に、複数本のY軸電極の各々の静電容量を一括して(または順次)自己容量として検出する方法が考えられる。この方法により、検出面に近接する検出対象物が複数である場合であっても、複数の検出対象物の各々の近接位置を、正しく判定することができる。しかしながら、この方法では、X軸電極の本数分(または、X軸電極の本数×Y軸電極の本数分)の検出シーケンスを順次実行する必要があるため、検出対象物を高速に検出することができなくなる虞がある。
[0004]
 また、例えば、下記特許文献1には、各区画内において、互いに異なる4つの方向(縦方向、横方向、左下から右上へ伸びる方向、右下から左上へ延びる方向)に直線状に伸びる4つの電極を交わるように配置し、これら4つの電極に略均等に静電容量の変化が生じることをもって、当該区画に対して指等が近接したことを検出する技術が開示されている。

先行技術文献

特許文献

[0005]
特許文献1 : 国際公開第2016/021356号

発明の概要

発明が解決しようとする課題

[0006]
 しかしながら、上記特許文献1の技術では、検出対象物の近接位置を高精度に検出することができる一方で、1つの検出対象物の近接を検出する場合であっても、4つの電極の各々を順次駆動する必要があるため、検出対象物を高速に検出することができなくなる虞がある。

課題を解決するための手段

[0007]
 一実施形態の近接検出装置は、複数本の検出電極を有する第1の検出電極群と、第1の検出電極群と直交する複数本の検出電極を有する第2の検出電極群と、第1の検出電極群および第2の検出電極群の各々と斜交する複数本の検出電極を有する斜交検出電極群と、第1の検出電極群、第2の検出電極群、および斜交検出電極群の各々について、検出対象物の近接状態に応じた静電容量を検出可能な検出手段と、第1の検出電極群および第2の検出電極群の各々の静電容量に基づいて、1つの検出対象物の近接状態を判定する第1の検出モードと、第1の検出電極群、第2の検出電極群、および斜交検出電極群の各々の静電容量に基づいて、複数の検出対象物の各々の近接状態を判定する第2の検出モードと、を切り替えて実行する制御手段とを備える。

発明の効果

[0008]
 一実施形態によれば、高速且つ高精度に、検出対象物の近接状態を検出することができる。

図面の簡単な説明

[0009]
[図1] 一実施形態に係る近接検出装置の構成を示す図
[図2] 一実施形態に係る近接検出装置における動作モードの状態遷移図
[図3] 一実施形態に係る近接検出装置による動作手順の第1例を示すフローチャート
[図4] 一実施形態に係る近接検出装置による動作手順の第2例を示すフローチャート
[図5] 一実施形態に係る近接検出装置による効果を説明するための図

発明を実施するための形態

[0010]
 〔一実施形態〕
 以下、図面を参照して、一実施形態について説明する。
[0011]
 (近接検出装置100の構成)
 図1は、一実施形態に係る近接検出装置100の構成を示す図である。図1に示す近接検出装置100は、検出部110、検出回路120、および制御回路150を備える。
[0012]
 検出部110は、概ね正方形状の検出面111に対する検出対象物(例えば、指等)の近接状態を検出可能な装置である。なお、本実施形態において「検出対象物の近接状態を検出する」とは、主に、検出対象物の近接位置(検出面上の位置)を検出することであるが、これに限らず、検出対象物の近接距離(検出面からの距離)等を検出することを含んでもよい。
[0013]
 図1に示すように、検出部110は、検出面111に対して重ねて設けられた、第1の検出電極群X、第2の検出電極群Y、第3の検出電極群A、および第4の検出電極群Bを備える。
[0014]
 第1の検出電極群Xは、X軸方向に互いに平行に並べて設けられた複数の検出電極X1~X5を有する。各検出電極X1~X5は、Y軸方向に延在する形状をなしている。
[0015]
 第2の検出電極群Yは、Y軸方向に互いに平行に並べて設けられ、且つ、第1の検出電極群Xと直交する、複数の検出電極Y1~Y5を有する。各検出電極Y1~Y5は、X軸方向に延在する形状をなしている。
[0016]
 第3の検出電極群Aは、「斜交検出電極群」の一例である。第3の検出電極群Aは、A軸(X軸およびY軸の各々と45度角で斜交する軸)方向に互いに平行に並べて設けられ、且つ、第1の検出電極群Xおよび第2の検出電極群Yの各々と45度角で斜交する、複数の検出電極A1~A9を有する。各検出電極A1~A9は、A軸方向と直交するB軸方向に延在する形状をなしている。
[0017]
 第4の検出電極群Bは、「斜交検出電極群」の他の一例である。第4の検出電極群Bは、B軸(X軸およびY軸の各々と45度角で斜交し、且つA軸と直交する軸)方向に互いに平行に並べて設けられ、且つ、第1の検出電極群Xおよび第2の検出電極群Yの各々と45度角で斜交し、且つ、第3の検出電極群Aと直交する、複数の検出電極B1~B9を有する。各検出電極B1~B9は、B軸方向と直交するA軸方向に直線状に延在する帯状をなしている。
[0018]
 なお、図1は模式的な図となっており、実際には特許文献1に示されている様に各検出電極群は検出面111の鉛直方向への検出感度が確保されるようにできるだけ重ならない形状で実現される。
[0019]
 各検出電極X1~X5,Y1~Y5,A1~A9,B1~B9は、検出回路120に接続されている。各検出電極X1~X5,Y1~Y5,A1~A9,B1~B9は、検出回路120から交流電圧が印加されることによって駆動され、検出対象物の近接状態に応じて静電容量が変化すると、当該静電容量の変化に応じて電流値が変化する。各検出電極X1~X5,Y1~Y5,A1~A9,B1~B9の静電容量(すなわち、近接状態に応じた電流値)は、検出回路120によって検出される。各検出電極X1~X5,Y1~Y5,A1~A9,B1~B9としては、例えば、ITO(Indium Tin Oxide)、IZO(Indium Zinc Oxide)、金属膜(例えば、銀、銅、アルミとモリブデンとの複合素材)等、薄膜状の導体を用いることができる。
[0020]
 検出回路120は、「検出手段」の一例である。検出回路120は、各検出電極X1~X5,Y1~Y5,A1~A9,B1~B9の静電容量を検出することにより、検出面111に対する検出対象物の近接を検出する。検出回路120は、各検出電極X1~X5,Y1~Y5,A1~A9,B1~B9と電気的に接続されている。検出回路120は、各検出電極X1~X5,Y1~Y5,A1~A9,B1~B9を、交流電圧を印加することによって駆動し、各検出電極X1~X5,Y1~Y5,A1~A9,B1~B9の静電容量を検出する。そして、検出回路120は、検出された各検出電極X1~X5,Y1~Y5,A1~A9,B1~B9の静電容量(すなわち、近接状態に応じた電流値)を、制御回路150へ出力する。なお、検出回路120は、各検出電極X1~X5,Y1~Y5,A1~A9,B1~B9に対し、自己容量方式により、検出電極と検出対象物との間の静電容量を検出する。
[0021]
 制御回路150は、「制御手段」の一例である。制御回路150は、近接検出装置100の各種動作を制御する。例えば、制御回路150は、検出回路120によって検出された、各検出電極X1~X5,Y1~Y5,A1~A9,B1~B9の静電容量の変化に基づいて、検出面111に対する検出対象物の近接状態を判定する。例えば、制御回路150は、ある検出電極における静電容量の変化量が、所定の閾値thを超えた場合、その検出電極上の位置を検出対象物の近接位置として判定する。また、例えば、検出回路120は、各検出電極X1~X5,Y1~Y5,A1~A9,B1~B9の静電容量の変化量に応じて、検出面111に対する検出対象物の近接距離を判定してもよい。そして、制御回路150は、検出対象物の近接状態を示すデータを、ホスト装置200へ出力する。また、例えば、制御回路150は、図2を参照して後述する動作モードの切り替えを行う。
[0022]
 ホスト装置200は、制御回路150から出力されたデータに基づいて、検出対象物の近接状態(近接位置、近接距離等)に応じた各種アプリケーション処理(例えば、入力処理、選択処理、移動処理、切替処理、拡大処理、縮小処理、ゼスチャ検出処理等)を行う。
[0023]
 (近接検出装置100の動作モード)
 図2は、一実施形態に係る近接検出装置100における動作モードの状態遷移図である。図2に示すように、近接検出装置100は、動作モードとして、「アイドルモード」、「シングルポイント検出モード」、および「マルチポイント検出モード」を有する。
[0024]
 「アイドルモード」は、「第3の検出モード」の一例である。「アイドルモード」は、待機状態における動作モードである。「アイドルモード」では、検出回路120は、第1の検出電極群Xのみ、静電容量を検出する。この際、検出回路120は、一定の時間間隔を有する検出サイクルで、第1の検出電極群Xの静電容量を検出する。そして、「アイドルモード」では、制御回路150は、第1の検出電極群Xの静電容量に基づいて、検出面111に対する検出対象物の近接の有無を判定する。「アイドルモード」では、第1の検出電極群Xのみを用いて、検出電極X1~X5のいずれかにおいて、検出対象物が近接したことを検出すれば十分であり、したがって、検出対象物の正確な近接位置までは判定しない。「アイドルモード」では、第1の検出電極群Xのみ静電容量の検出を行うため、「シングルポイント検出モード」および「マルチポイント検出モード」と比較して、静電容量の検出にかかる時間を短くすることができるうえ、静電容量の検出にかかる消費電力を抑制することができる。
[0025]
 「シングルポイント検出モード」は、「第1の検出モード」の一例である。「シングルポイント検出モード」では、制御回路150は、第1の検出電極群Xおよび第2の検出電極群Yの各々の静電容量に基づいて、検出面111に対する一つの検出対象物の近接状態を判定する。例えば、「シングルポイント検出モード」では、検出回路120は、第1の検出電極群Xおよび第2の検出電極群Yの各々の静電容量を検出する。具体的には、まず、検出回路120は、第1の検出電極群Xを駆動し、検出電極X1~X5の各々の静電容量を検出する。次に、検出回路120は、第2の検出電極群Yを駆動し、検出電極Y1~Y5の各々の静電容量を検出する。
[0026]
 そして、制御回路150は、検出電極X1~X5の各々の静電容量に基づいて、これらの静電容量の変化量のピークとなるX軸方向の位置を、検出対象物の近接位置のX座標として判定する。また、制御回路150は、検出電極Y1~Y5の各々の静電容量に基づいて、これらの静電容量の変化量のピークとなるY軸方向の位置を、検出対象物の近接位置のY座標として判定する。これにより、検出回路120は、検出面111に対する一つの検出対象物の近接位置を示す、X座標およびY座標を判定する。「シングルポイント検出モード」では、第3の検出電極群Aおよび第4の検出電極群Bを用いないため、「マルチポイント検出モード」と比較して、静電容量の検出にかかる時間を短くすることができるうえ、静電容量の検出にかかる消費電力を抑制することができる。
[0027]
 「マルチポイント検出モード」は、「第2の検出モード」の一例である。「マルチポイント検出モード」では、制御回路150は、第1の検出電極群X、第2の検出電極群Y、第3の検出電極群A、および第4の検出電極群Bの各々の静電容量に基づいて、検出面111に対する複数の検出対象物の近接状態を判定する。例えば、「マルチポイント検出モード」では、検出回路120は、第1の検出電極群X、第2の検出電極群Y、第3の検出電極群A、および第4の検出電極群Bの各々の静電容量を検出する。具体的には、まず、検出回路120は、第1の検出電極群Xを駆動し、検出電極X1~X5の各々の静電容量を検出する。次に、検出回路120は、第2の検出電極群Yを駆動し、検出電極Y1~Y5の各々の静電容量を検出する。次に、検出回路120は、第3の検出電極群Aを駆動し、検出電極A1~A9の各々の静電容量を検出する。次に、検出回路120は、第4の検出電極群Bを駆動し、検出電極B1~B9の各々の静電容量を検出する。
[0028]
 そして、制御回路150は、各検出電極X1~X5,Y1~Y5,A1~A9,B1~B9の静電容量に基づいて、検出面111に対する複数の検出対象物の近接状態を判定する。具体的には、まず、制御回路150は、検出電極X1~X5の各々の静電容量に基づいて、これらの静電容量の変化量のピークとなるX軸方向の位置を、検出対象物の近接位置のX座標として特定する。次に、制御回路150は、検出電極Y1~Y5の各々の静電容量に基づいて、これらの静電容量の変化量のピークとなるY軸方向の位置を、検出対象物の近接位置のY座標として特定する。これにより、制御回路150は、特定されたX座標とY座標との組み合わせからなる複数の位置を、近接位置の候補として特定することができる。そして、制御回路150は、近接位置の候補のうち、各検出電極A1~A9の静電容量の変化量のピークと重なり、且つ、各検出電極B1~B9の静電容量の変化量のピークと重なる複数の位置を、実際の検出対象物の近接位置として判定することができる。
[0029]
 互いに直交する第1の検出電極群Xおよび第2の検出電極群Yを用いる「シングルポイント検出モード」では、第1の検出電極群Xが有する各検出電極X1~X5の静電容量の一括検出と、第2の検出電極群Yが有する各検出電極Y1~Y5の一括検出とを行うことが可能である。しかしながら、「シングルポイント検出モード」では、複数の検出対象物が近接した場合、いわゆる「ゴースト」が発生することにより、誤った近接位置を検出してしまう虞がある。そこで、一実施形態に係る近接検出装置100は、複数の検出対象物が近接した場合、「マルチポイント検出モード」に切り替わり、第1の検出電極群Xおよび第2の検出電極群Yに加えて、第3の検出電極群Aおよび第4の検出電極群Bを用いることにより、このような誤検出が生じないようにすることができ、したがって、複数の検出対象物の各々の近接位置を高精度に検出することができる。
[0030]
 図2に示すように、近接検出装置100は、制御回路150によって検出対象物の近接が有ると判定されるまで、「アイドルモード」で動作する。
[0031]
 そして、近接検出装置100は、「アイドルモード」で動作中、検出回路120によって検出対象物の近接が検出されると、制御回路150によって「シングルポイント検出モード」に切り替えられる。
[0032]
 また、制御回路150は、「シングルポイント検出モード」で動作中、検出回路120によって複数の検出対象物の近接が検出されると、制御回路150によって「マルチポイント検出モード」に切り替えられる。
[0033]
 また、制御回路150は、「シングルポイント検出モード」または「マルチポイント検出モード」で動作中、検出回路120によって検出対象物の近接が検出されなくなると、制御回路150によって「アイドルモード」に切り替えられる。
[0034]
 (近接検出装置100による動作手順の第1例)
 図3は、一実施形態に係る近接検出装置100による動作手順の第1例を示すフローチャートである。
[0035]
 まず、近接検出装置100は、「アイドルモード」での動作を開始し(ステップS301)する。この「アイドルモード」では、検出回路120により、第1の検出電極群X(検出電極X1~X5)の静電容量を検出する(ステップS302)。そして、制御回路150により、ステップS302で検出された第1の検出電極群Xの静電容量に基づいて、検出面111に対する検出対象物の近接の有無を判定する(ステップS303)。
[0036]
 ステップS303において、検出対象物の近接が無いと判定された場合(ステップS303:No)、近接検出装置100は、ステップS302へ動作を戻す。一方、ステップS303において、検出対象物の近接が有ると判定された場合(ステップS303:Yes)、制御回路150が、近接検出装置100を「アイドルモード」から「シングルポイント検出モード」に切り替える(ステップS304)。
[0037]
 「シングルポイント検出モード」では、検出回路120により、第1の検出電極群X(検出電極X1~X5)の静電容量を検出する(ステップS305)。また、検出回路120により、第2の検出電極群Y(検出電極Y1~Y5)の静電容量を検出する(ステップS306)。そして、制御回路150により、ステップS305で検出された第1の検出電極群Xの静電容量と、ステップS306で検出された第2の検出電極群Yの静電容量とに基づいて、検出面111に対して複数の検出対象物が近接したか否かを判定する(ステップS307)。
[0038]
 ステップS307において、複数の検出対象物が近接していないと判定された場合(ステップS307:No)、制御回路150により、ステップS305で検出された第1の検出電極群Xの静電容量と、ステップS306で検出された第2の検出電極群Yの静電容量とに基づいて、検出面111に対する一つの検出対象物の近接状態を判定する処理(一点検出処理)を行う(ステップS308)。そして、制御回路150が、ステップS308で判定された一つの検出対象物の近接状態を示すデータをホスト装置200へ出力し(ステップS315)、近接検出装置100は、図3に示す一連の処理を終了する。
[0039]
 一方、ステップS307において、複数の検出対象物が近接したと判定された場合(ステップS307:Yes)、制御回路150が、近接検出装置100を「シングルポイント検出モード」から「マルチポイント検出モード」に切り替える(ステップS309)。
[0040]
 「マルチポイント検出モード」では、検出回路120により、第1の検出電極群X(検出電極X1~X5)の静電容量を検出する(ステップS310)。また、検出回路120により、第2の検出電極群Y(検出電極Y1~Y5)の静電容量を検出する(ステップS311)。また、検出回路120により、第3の検出電極群A(検出電極A1~A9)の静電容量を検出する(ステップS312)。また、検出回路120により、第4の検出電極群B(検出電極B1~B9)の静電容量を検出する(ステップS313)。
[0041]
 そして、制御回路150により、ステップS310で検出された第1の検出電極群Xの静電容量と、ステップS311で検出された第2の検出電極群Yの静電容量と、ステップS312で検出された第3の検出電極群Aの静電容量と、ステップS313で検出された第4の検出電極群Bの静電容量とに基づいて、検出面111に対する複数の検出対象物の各々の近接状態を判定する処理(多点検出処理)を行う(ステップS314)。
[0042]
 そして、制御回路150が、ステップS314で判定された複数の検出対象物の各々の近接状態を示すデータをホスト装置200へ出力し(ステップS315)、近接検出装置100は、図3に示す一連の処理を終了する。
[0043]
 (近接検出装置100による動作手順の第2例)
 図4は、一実施形態に係る近接検出装置100による動作手順の第2例を示すフローチャートである。
[0044]
 まず、近接検出装置100は、「アイドルモード」での動作を開始し(ステップS401)する。この「アイドルモード」では、検出回路120により、第1の検出電極群X(検出電極X1~X5)の静電容量を検出する(ステップS402)。そして、制御回路150により、ステップS402で検出された第1の検出電極群Xの静電容量に基づいて、検出面111に対する検出対象物の近接の有無を判定する(ステップS403)。
[0045]
 ステップS403において、検出対象物の近接が無いと判定された場合(ステップS403:No)、近接検出装置100は、ステップS402へ動作を戻す。一方、ステップS403において、検出対象物の近接が有ると判定された場合(ステップS403:Yes)、制御回路150が、近接検出装置100を「アイドルモード」から「シングルポイント検出モード」に切り替える(ステップS404)。
[0046]
 「シングルポイント検出モード」では、検出回路120により、第2の検出電極群Y(検出電極Y1~Y5)の静電容量を検出する(ステップS405)。そして、制御回路150により、ステップS402(すなわち、「アイドルモード」)で検出された第1の検出電極群Xの静電容量と、ステップS405(すなわち、「シングルポイント検出モード」)で検出された第2の検出電極群Yの静電容量とに基づいて、検出面111に対して複数の検出対象物が近接したか否かを判定する(ステップS406)。
[0047]
 ステップS406において、複数の検出対象物が近接していないと判定された場合(ステップS406:No)、制御回路150により、ステップS402(すなわち、「アイドルモード」)で検出された第1の検出電極群Xの静電容量と、ステップS405(すなわち、「シングルポイント検出モード」)で検出された第2の検出電極群Yの静電容量とに基づいて、検出面111に対する一つの検出対象物の近接状態を判定する処理(一点検出処理)を行う(ステップS407)。そして、制御回路150が、ステップS407で判定された一つの検出対象物の近接状態を示すデータをホスト装置200へ出力し(ステップS412)、近接検出装置100は、図4に示す一連の処理を終了する。
[0048]
 一方、ステップS406において、複数の検出対象物が近接したと判定された場合(ステップS406:Yes)、制御回路150が、近接検出装置100を「シングルポイント検出モード」から「マルチポイント検出モード」に切り替える(ステップS408)。
[0049]
 「マルチポイント検出モード」では、検出回路120により、第3の検出電極群A(検出電極A1~A9)の静電容量を検出する(ステップS409)。また、検出回路120により、第4の検出電極群B(検出電極B1~B9)の静電容量を検出する(ステップS410)。
[0050]
 そして、制御回路150により、ステップS402(すなわち、「アイドルモード」)で検出された第1の検出電極群Xの静電容量と、ステップS405(すなわち、「シングルポイント検出モード」)で検出された第2の検出電極群Yの静電容量と、ステップS409(すなわち、「マルチポイント検出モード」)で検出された第3の検出電極群Aの静電容量と、ステップS410(すなわち、「マルチポイント検出モード」)で検出された第4の検出電極群Bの静電容量とに基づいて、検出面111に対する複数の検出対象物の各々の近接状態を判定する処理(多点検出処理)を行う(ステップS411)。
[0051]
 そして、制御回路150が、ステップS411で判定された複数の検出対象物の各々の近接状態を示すデータをホスト装置200へ出力し(ステップS412)、近接検出装置100は、図4に示す一連の処理を終了する。なお、一連の動作は必要に応じてアイドルモードに動作を戻して繰り返しても良い。
[0052]
 (比較例)
 図5を参照して、一実施形態に係る近接検出装置100と従来技術との比較例を説明する。図5は、一実施形態に係る近接検出装置100と従来技術との比較例を説明するための図である。図5では、一実施形態に係る近接検出装置100および従来技術の各々について、複数の検出対象物の近接状態を検出する処理の順序を示すタイムチャートを表している。
[0053]
 なお、本比較例では、従来技術として、格子状に配置された複数本のX軸電極(近接検出装置100の「検出電極X1~X5」に相当)および複数本のY軸電極(近接検出装置100の「検出電極Y1~Y5」に相当)を有する検出装置であって、「アイドルモード」および「マルチポイント検出モード」に切り替え可能であり、「アイドルモード」においては自己容量方式によって検出対象物の静電容量を検出し、「マルチポイント検出モード」においては相互容量方式によって検出対象物を検出する検出装置を用いている。
[0054]
 図5に示すように、近接検出装置100および従来技術のいずれも、「アイドルモード」においては、複数本のX軸電極により、検出対象物が近接したことを自己容量方式によって検出する。この際、近接検出装置100および従来技術のいずれも、複数本のX軸電極を駆動しない一定の時間間隔を有する検出サイクルで、検出対象物の検出を行うことにより、低消費電力化を図っている。
[0055]
 図5に示すように、従来技術は、「アイドルモード」において検出対象物の近接を検出すると、「マルチポイント検出モード」に切り替わる。そして、従来技術は、この「マルチポイント検出モード」では、複数本のX軸電極および複数本のY軸電極により、検出対象物の近接状態を相互容量方式によって検出する。具体的には、従来技術は、複数本のX軸電極を1本ずつ順次駆動し、いずれか1本のX軸電極を駆動する毎に、複数本のY軸電極を一括して駆動する。したがって、図5に示すように、従来技術は、n本のX軸電極を有する場合は、n回の検出シーケンスを順次行う必要がある。したがって、従来技術は、X軸電極の本数が多くなるにつれて、「マルチポイント検出モード」の処理時間が増加することとなる。なお、従来技術は、1つの検出対象物を検出する場合、および、複数の検出対象物を検出する場合のいずれであっても、n回の検出シーケンスを順次行う必要がある。
[0056]
 一方、図5に示すように、近接検出装置100(第1例)は、「アイドルモード」において検出対象物の近接を検出すると、「シングルポイント検出モード」に切り替わる。そして、近接検出装置100(第1例)は、この「シングルポイント検出モード」では、複数本のX軸電極および複数本のY軸電極により、検出対象物の近接状態を自己容量方式によって検出する。具体的には、近接検出装置100(第1例)は、複数本のX軸電極を一括して駆動して、各X軸電極の静電容量を一括して検出した後、複数本のY軸電極を一括して駆動して、各Y軸電極の静電容量を一括して検出する。これにより、近接検出装置100(第1例)は、1つの検出対象物の近接状態を判定することができる。すなわち、近接検出装置100(第1例)は、検出対象物が1つである場合には、「シングルポイント検出モード」において2回の検出シーケンスを行うことで、1つの検出対象物の近接状態を判定することができる。よって、近接検出装置100(第1例)は、n回の検出シーケンスを必ず行う必要がある従来技術と比較して、より短時間で、1つの検出対象物の近接状態を判定することができる。
[0057]
 また、近接検出装置100(第1例)は、「シングルポイント検出モード」において、複数の検出対象物が検出された場合には、「マルチポイント検出モード」に切り替わる。そして、近接検出装置100(第1例)は、この「マルチポイント検出モード」では、複数本のX軸電極、複数本のY軸電極、複数本のA軸電極、および複数本のY軸電極により、検出対象物の近接状態を自己容量方式によって検出する。具体的には、近接検出装置100(第1例)は、複数本のX軸電極を一括して駆動して、各X軸電極の静電容量を一括して検出した後、複数本のY軸電極を一括して駆動して、各Y軸電極の静電容量を一括して検出する。続いて、近接検出装置100(第1例)は、複数本のA軸電極を一括して駆動して、各A軸電極の静電容量を一括して検出した後、複数本のB軸電極を一括して駆動して、各B軸電極の静電容量を一括して検出する。これにより、近接検出装置100(第1例)は、複数の検出対象物の各々の近接状態を判定することができる。すなわち、近接検出装置100(第1例)は、検出対象物が複数である場合には、「マルチポイント検出モード」において4回の検出シーケンスを行うことで、複数の検出対象物の各々の近接状態を判定することができる。よって、近接検出装置100(第1例)は、n回の検出シーケンスを必ず行う必要がある従来技術と比較して、より短時間で、複数の検出対象物の各々の近接状態を判定することができる。
[0058]
 また、図5に示すように、近接検出装置100(第2例)は、「アイドルモード」において検出対象物の近接を検出すると、「シングルポイント検出モード」に切り替わる。そして、近接検出装置100(第2例)は、この「シングルポイント検出モード」では、複数本のY軸電極のみ静電容量を一括して検出し、「アイドルモード」で検出された各X軸電極の静電容量と、「シングルポイント検出モード」で検出された各Y軸電極の静電容量とに基づいて、1つの検出対象物の近接状態を判定することができる。すなわち、近接検出装置100(第2例)は、検出対象物が1つである場合には、「シングルポイント検出モード」において1回の検出シーケンスを行うことで、1つの検出対象物の近接状態を判定することができる。よって、近接検出装置100(第2例)は、n回の検出シーケンスを必ず行う必要がある従来技術と比較して、さらに短時間で、1つの検出対象物の近接状態を判定することができる。
[0059]
 また、近接検出装置100(第2例)は、「シングルポイント検出モード」において、複数の検出対象物が検出された場合には、「マルチポイント検出モード」に切り替わる。そして、近接検出装置100(第2例)は、この「マルチポイント検出モード」では、複数本のA軸電極の静電容量を一括した後、複数本のB軸電極の静電容量を一括して検出する。そして、近接検出装置100(第2例)は、「アイドルモード」で検出された各X軸電極の静電容量と、「シングルポイント検出モード」で検出された各Y軸電極の静電容量と、「マルチポイント検出モード」で検出された各A軸電極および各B軸電極の静電容量とに基づいて、複数の検出対象物の各々の近接状態を判定することができる。すなわち、近接検出装置100(第2例)は、検出対象物が複数である場合には、「マルチポイント検出モード」において2回の検出シーケンスを行うことで、複数の検出対象物の各々の近接状態を判定することができる。よって、近接検出装置100(第2例)は、n回の検出シーケンスを必ず行う必要がある従来技術と比較して、さらに短時間で、複数の検出対象物の各々の近接状態を判定することができる。
[0060]
 以上説明したように、一実施形態に係る近接検出装置100は、複数本の検出電極X1~X5を有する第1の検出電極群Xと、第1の検出電極群Xと直交する複数本の検出電極Y1~Y5を有する第2の検出電極群Yと、第1の検出電極群Xおよび第2の検出電極群Yの各々と斜交する複数本の検出電極A1~A9,B1~B9を有する検出電極群A,Bと、検出電極群X,Y,A,Bの各々について、検出対象物の近接状態に応じた静電容量を検出可能な検出回路120と、第1の検出電極群Xおよび第2の検出電極群Yの各々の静電容量に基づいて、1つの検出対象物の近接状態を判定する「シングルポイント検出モード」(第1の検出モード)と、検出電極群X,Y,A,Bの各々の静電容量に基づいて、複数の検出対象物の各々の近接状態を判定する「マルチポイント検出モード」(第2の検出モード)と、を切り替えて実行する制御回路150とを備える。
[0061]
 これにより、一実施形態に係る近接検出装置100は、検出対象物が1つの場合には、検出電極群X,Yのみを用いた検出を行うため、1つの検出対象物の近接状態を、高速且つ低消費電力で検出することができる。また、一実施形態に係る近接検出装置100は、検出対象物が複数の場合には、検出電極群X,Yに加えて、検出電極群A,Bを用いた検出を行うため、複数の検出対象物の各々の近接状態を、高精度に検出することができる。したがって、一実施形態に係る近接検出装置100によれば、高速且つ高精度に、検出対象物の近接状態を検出することができる。
[0062]
 また、一実施形態に係る近接検出装置100において、制御回路150は、「シングルポイント検出モード」において、第1の検出電極群Xによって複数の検出対象物が検出されるまでは、当該「シングルポイント検出モード」を維持し、「シングルポイント検出モード」において、第1の検出電極群Xによって複数の検出対象物が検出されると、「マルチポイント検出モード」に切り替える。
[0063]
 これにより、一実施形態に係る近接検出装置100は、複数の検出対象物が検出面に近接するまでは、高速且つ低消費電力な「シングルポイント検出モード」で動作することができ、複数の検出対象物が検出面に近接したときのみ、高精度な「マルチポイント検出モード」で動作することができる。したがって、一実施形態に係る近接検出装置100によれば、高速且つ高精度に、検出対象物の近接状態を検出することができる。
[0064]
 また、一実施形態に係る近接検出装置100において、制御回路150は、「マルチポイント検出モード」において、「シングルポイント検出モード」で検出された第1の検出電極群Xおよび第2の検出電極群Yの各々の静電容量と、当該「マルチポイント検出モード」で検出された検出電極群A,Bの静電容量とに基づいて、複数の検出対象物の各々の近接状態を判定する。
[0065]
 これにより、一実施形態に係る近接検出装置100は、「マルチポイント検出モード」において、第1の検出電極群Xおよび第2の検出電極群Yによる検出動作を省略することができる。したがって、一実施形態に係る近接検出装置100によれば、より高速に、検出対象物の近接状態を検出することができる。
[0066]
 また、一実施形態に係る近接検出装置100は、第1の検出電極群Xの静電容量に基づいて、検出対象物の近接の有無を判定する「アイドルモード」(第3の検出モード)をさらに有し、制御回路150は、「アイドルモード」において、検出対象物の近接が有ると判定されるまでは、当該「アイドルモード」を維持し、「アイドルモード」において、検出対象物の近接が有ると判定されると、「シングルポイント検出モード」に切り替える。
[0067]
 これにより、一実施形態に係る近接検出装置100は、検出対象物が検出面に近接するまでの待機中においては、検出対象物の近接の有無を判定するだけでよいため、例えば、第1の検出電極群Xによる検出間隔を拡大することができ、したがって、低消費電力化を実現することができる。
[0068]
 また、一実施形態に係る近接検出装置100において、制御回路150は、「シングルポイント検出モード」において、「アイドルモード」で検出された第1の検出電極群Xの静電容量と、当該「シングルポイント検出モード」で検出された第2の検出電極群Yの静電容量とに基づいて、1つの検出対象物の近接状態を判定する。
[0069]
 これにより、一実施形態に係る近接検出装置100は、「シングルポイント検出モード」において、第1の検出電極群Xによる検出動作を省略することができる。したがって、一実施形態に係る近接検出装置100によれば、より高速に、検出対象物の近接状態を検出することができる。
[0070]
 また、一実施形態に係る近接検出装置100において、検出回路120は、検出電極群X,Y,A,Bの各々について、自己容量方式によって、静電容量を検出する。
[0071]
 これにより、一実施形態に係る近接検出装置100は、各検出電極の電極構成を比較的簡単な構成とすることができ、且つ、複数の検出電極の一括駆動および一括検出が可能となるため、より高速に、検出対象物の近接状態を検出することができる。
[0072]
 以上、本発明の一実施形態について詳述したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形または変更が可能である。
[0073]
 例えば、上記実施形態では、「斜交検出電極群」の一例として2つの検出電極群A,Bを用いているが、これに限らず、「斜交検出電極群」として1つまたは3つ以上の検出電極群を用いてもよい。
[0074]
 本国際出願は、2018年11月27日に出願した日本国特許出願第2018-221574号に基づく優先権を主張するものであり、当該出願の全内容を本国際出願に援用する。

符号の説明

[0075]
 100 近接検出装置
 110 検出部
 111 検出面
 120 検出回路(検出手段)
 150 制御回路(制御手段)
 X 第1の検出電極群
 X1~X5 検出電極
 Y 第2の検出電極群
 Y1~Y5 検出電極
 A 第3の検出電極群(斜交検出電極群)
 A1~A9 検出電極
 B 第4の検出電極群(斜交検出電極群)
 B1~B9 検出電極

請求の範囲

[請求項1]
 複数本の検出電極を有する第1の検出電極群と、
 前記第1の検出電極群と直交する複数本の検出電極を有する第2の検出電極群と、
 前記第1の検出電極群および第2の検出電極群の各々と斜交する複数本の検出電極を有する斜交検出電極群と、
 前記第1の検出電極群、前記第2の検出電極群、および前記斜交検出電極群の各々について、検出対象物の近接状態に応じた静電容量を検出可能な検出手段と、
 前記第1の検出電極群および前記第2の検出電極群の各々の前記静電容量に基づいて、1つの前記検出対象物の近接状態を判定する第1の検出モードと、前記第1の検出電極群、前記第2の検出電極群、および前記斜交検出電極群の各々の前記静電容量に基づいて、複数の前記検出対象物の各々の近接状態を判定する第2の検出モードと、を切り替えて実行する制御手段と
 を備えることを特徴とする近接検出装置。
[請求項2]
 前記制御手段は、
 前記第1の検出モードにおいて、前記第1の検出電極群および前記第2の検出電極群の少なくともいずれか一方によって複数の前記検出対象物が検出されるまでは、当該第1の検出モードを維持し、
 前記第1の検出モードにおいて、前記第1の検出電極群および前記第2の検出電極群の少なくともいずれか一方によって複数の検出対象物が検出されると、前記第2の検出モードに切り替える
 ことを特徴とする請求項1に記載の近接検出装置。
[請求項3]
 前記制御手段は、
 前記第2の検出モードにおいて、
 前記第1の検出モードで検出された前記第1の検出電極群および前記第2の検出電極群の各々の前記静電容量と、当該第2の検出モードで検出された前記斜交検出電極群の前記静電容量とに基づいて、複数の前記検出対象物の各々の近接状態を判定する
 ことを特徴とする請求項2に記載の近接検出装置。
[請求項4]
 前記第1の検出電極群または前記第2の検出電極群のいずれか一方の前記静電容量に基づいて、前記検出対象物の近接の有無を判定する第3の検出モードをさらに有し、
 制御手段は、
 前記第3の検出モードにおいて、前記検出対象物の近接が有ると判定されるまでは、当該第3の検出モードを維持し、
 前記第3の検出モードにおいて、前記検出対象物の近接が有ると判定されると、前記第1の検出モードに切り替える
 ことを特徴とする請求項2または3に記載の近接検出装置。
[請求項5]
 前記制御手段は、
 前記第1の検出モードにおいて、
 前記第3の検出モードで検出された前記第1の検出電極群または前記第2の検出電極群のいずれか一方の前記静電容量と、当該第1の検出モードで検出された前記第1の検出電極群または前記第2の検出電極群のいずれか他方の前記静電容量とに基づいて、1つの前記検出対象物の近接状態を判定する
 ことを特徴とする請求項4に記載の近接検出装置。
[請求項6]
 前記検出手段は、
 前記第1の検出電極群、前記第2の検出電極群、および前記斜交検出電極群の各々について、自己容量方式によって、前記静電容量を検出する
 ことを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の近接検出装置。
[請求項7]
 前記検出対象物は、手または指である
 ことを特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載の近接検出装置。
[請求項8]
 前記第1の検出モードは、前記手または前記指を1つの前記検出対象物として、前記第1の検出電極群および前記第2の検出電極群への近接状態を判定するシングルポイント検出モードである
 ことを特徴とする請求項7に記載の近接検出装置。
[請求項9]
 前記第2の検出モードは、複数本の指を複数の前記検出対象物とするマルチポイント検出モードである
 ことを特徴とする請求項8に記載の近接検出装置。

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]

[ 図 4]

[ 図 5]