非接触式动作识别装置以及动作识别方法

摘要

一种能够以简单的构成来实现非接触式的动作识别的非接触式动作识别装置以及动作识别方法。非接触式动作识别装置具备：配置于平面的相互绝缘的多个检测电极；对每个检测电极与操作对象之间的静电电容进行测定的测定单元；以及基于测定单元的测定结果对操作对象的动作进行识别的识别单元，非接触式动作识别装置的特征在于，测定单元以规定的时间间隔对每个检测电极的静电电容进行测定，识别单元根据测定出的静电电容来分别判断每个检测电极在动作识别期间内的电容峰值，并基于与每个检测电极的电容峰值对应的测定时间点，确定操作对象接近或者经过多个检测电极的顺序，识别操作对象的动作。

说明书

技术领域

本发明涉及非接触式动作识别装置以及在非接触式动作识别装置中使用的动作识别方法。

背景技术

以往的2D触摸板利用静电电容检测技术，能够检测平面上手指的接触面积和接触位置，从而进行手势的识别。但是，这样的触摸板以及手势识别处理无法处理三维空间中的手势。

此外，也存在能够识别出三维空间中的手势的静电电容式动作检测装置。在专利文献1中的静电电容式动作检测装置中，通过将传感器部的X轴、Y轴、Z轴的输出值分别换算成被检测体在X轴、Y轴、Z轴上的位置信息(轨迹信息)，由此来识别被检测体的手势。

专利文献1：日本专利第5607335号

发明内容

但是，通过计算被检测体在三维空间中的位置信息(轨迹信息)来识别手势时，对于各个位置信息的测定精度要求高，需要通过切换机构对检测电极进行切换来求出高度方向(Z轴方向)上的位置，因此动作检测装置的构成变得复杂。

本发明提供一种能够以简单的构成来实现动作识别的非接触式动作识别装置以及在非接触式动作识别装置中使用的动作识别方法。

本发明的非接触式动作识别装置，具备：配置于平面的相互绝缘的多个检测电极；对每个所述检测电极与操作对象之间的静电电容进行测定的测定单元；以及基于所述测定单元的测定结果对所述操作对象的动作进行识别的识别单元，所述非接触式动作识别装置的特征在于，所述测定单元以规定的时间间隔对每个所述检测电极的所述静电电容进行测定，所述识别单元根据测定出的所述静电电容来分别判断每个所述检测电极在动作识别期间内的电容峰值，并基于与每个所述检测电极的电容峰值对应的测定时间点，确定所述操作对象接近或者经过所述多个检测电极的顺序，识别所述操作对象的动作。

本发明的非接触式动作识别装置中的动作识别方法，所述非接触式动作识别装置具备：配置于平面的相互绝缘的多个检测电极；对每个所述检测电极与操作对象之间的静电电容进行测定的测定单元；以及基于所述测定单元的测定结果对所述操作对象的动作进行识别的识别单元，所述动作识别方法的特征在于，包括：所述测定单元以规定的时间间隔对每个所述检测电极的静电电容进行测定的步骤，所述识别单元根据测定出的所述静电电容来分别判断每个所述检测电极在动作识别期间内的电容峰值，并基于与每个所述检测电极的电容峰值对应的测定时间点，确定所述操作对象接近或者经过所述多个检测电极的顺序，识别所述操作对象的动作的步骤。

根据上述非接触式动作识别装置以及动作识别方法，利用各个检测电极的电容峰值的测定时间点来识别操作对象在三维空间中的动作(手势)，能够以简单的构成来实现非接触式的动作识别。

附图说明

图1是表示第一实施方式的动作识别装置的构成图。

图2是表示识别单元的构成的图。

图3是示意性地示出了从动作识别期间中提取多个候选电容峰值并确定电容峰值的例子。

图4是动作识别装置的识别处理的流程图。

图5是使用者的手进行滑动动作的一例的示意图。

图6是示意性地表示左滑动作时测定的静电电容的变化的曲线。

图7是使用者的手进行画圈动作的一例的示意图。

图8是示意性地表示画圈动作时测定的静电电容的变化的曲线。

图9是示意性地表示画圈动作时测定的静电电容的变化的另一种曲线。

图10是使用者的手进行上下动作的一例的示意图。

图11是示意性地表示上下动作时测定的静电电容的变化的曲线。

图12是表示第二实施方式的识别单元40A的图。

具体实施方式

下面，对本发明的非接触式动作识别装置以及动作识别方法的实施方式进行说明。

(第一实施方式)

图1是表示第一实施方式的动作识别装置100的图。以下，定义XYZ坐标系来进行说明。其中，为了便于说明，将－Z方向侧称为“下侧”或“下”，将+Z方向侧称为“上侧”或“上”，将－X方向侧称为“左侧”或“左”，将+X方向侧称为“右侧”或“右”，将－Y方向侧称为“后侧”或“后”，将+Y方向侧称为“前侧”或“前”。但是，上述上下、左右、前后并不表示普遍的上下、左右、前后的关系。此外，将从+Z方向侧观察XY面的状态称为俯视状态。

动作识别装置100包括布线板10、由第一检测电极20a至第四检测电极20d构成的检测电极20、测定单元30、识别单元40以及存储单元50。这里的动作是指，动作识别装置100的使用者在不接触检测电极20的情况下通过手势等向动作识别装置100输入指令。另外，在不特别区分第一至第四检测电极20a～20d的情况下，简称为检测电极20。

布线板10是俯视时为矩形形状的绝缘体制的片。另外，布线板10也可以在俯视时不是矩形形状，在不是矩形形状的情况下，只要具有图1中作为布线板10而示出的矩形形状的区域即可。

检测电极20例如由铜或铝等金属材料构成，形成于布线板10的上表面。为了能够检测+X方向(右方向)、－X方向(左方向)、+Y方向(前方向)、－Y方向(后方向)的动作，第一至第四检测电极20a～20d分别设置在布线板10的四条边的内侧。第一检测电极20a位于布线板10的+X方向侧的边的内侧，第二检测电极20b位于布线板10的－Y方向侧的边的内侧，第三检测电极20c位于布线板10的－X方向侧的边的内侧，第四检测电极20d位于布线板10的+Y方向侧的边的内侧。第一至第四检测电极20a～20d沿着布线板10的四条边顺时针地依次配置。

第一至第四检测电极20a～20d是平行地设置在布线板10上的多个电极的一例。具体而言，第一检测电极20a与第三检测电极20c彼此对置且平行。第一检测电极20a及第三检测电极20c在Y方向上的位置相同且具有相等的尺寸。第二检测电极20b与第四检测电极20d彼此对置且平行。第二检测电极20b和第四检测电极20d在X方向上的位置相同且具有相等的尺寸。第一检测电极20a及第三检测电极20c是在Y轴方向上具有长边的矩形形状的电极。第二检测电极20b和第四检测电极20d是在X轴方向上具有长边的矩形形状的电极。

在本实施方式中，测定单元30通过自电容方式对第一至第四检测电极20a～20d与使用者的手之间产生的静电电容进行测定。在动作识别装置100中，识别单元40基于以规定的时间间隔分别针对第一至第四检测电极20a～20d进行测定而得的静电电容，识别使用者的手的动作。这里，使用者的手是操作对象的一例，但操作对象并不限于使用者的手，也可以是腿、脚或使用者所持的导电物体(例如金属棒)等。

测定单元30、识别单元40以及存储单元50可以通过计算机来实现，该计算机例如包含CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)、RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)、ROM(Read Only Memory：只读存储器)、输入输出接口以及内部总线等。

换言之，测定单元30、识别单元40是由计算机执行相应的程序而实现的功能模块。此外，测定单元30也可以是利用检测电极20的静电电容变化来检测手的接近的公知的电路。

由于静电电容无法直接测定，通常对电流、电压进行测定，从而计算出静电电容。在经由第一至第四检测电极20a～20d分别测定的4个测定值小于预定的检测阈值时，测定单元30针对第一至第四检测电极20a～20d分别求出以时间序列进行多次测定而得到的测定值的平均值，然后，测定单元30将所求出的平均值设定为第一至第四检测电极20a～20d测定静电电容时的基准值。该基准值用于排除噪声等的影响。

检测阈值是在使用者的手没有接近的情况下测定的基准值的上限，用于判定使用者的手有没有接近的阈值，预先设定并保存在存储单元50中。关于第一至第四检测电极20a～20d，检测阈值既可以是公共的值，也可以针对第一至第四检测电极20a～20d而分别设定的值。

而且，测定单元30在得到第一至第四检测电极20a～20d的各测定值时，将从得到的测定值中减去基准值后所得的值而作为第一至第四检测电极20a～20d的各静电电容Ca、Cb、Cc、Cd。换言之，各静电电容Ca、Cb、Cc、Cd是检测值相对于基准值的变化量。

识别单元40基于从测定单元30得到的静电电容Ca、Cb、Cc、Cd来分别判断每个检测电极20在动作识别期间内的电容峰值，并基于与每个检测电极20的电容峰值对应的测定时间点Ta、Tb、Tc、Td，确定使用者的手接近或者经过第一至第四检测电极20a～20d的顺序，从而识别手的动作。关于识别单元40识别动作时的条件以及具体的识别方法，将在后面说明。

存储单元50存储由计算机执行的程序和数据。因此，由测定单元30得到的静电电容Ca、Cb、Cc、Cd、由识别单元40识别出的动作(种类)也被存储在存储单元50中。

图2是表示识别单元40的构成的图。如图2所示，识别单元40包括动作识别期间识别部41、峰值识别部42以及动作有效性确认部43。

在由测定单元30得到的静电电容Ca、Cb、Cc、Cd中的至少一个静电电容大于第一阈值TH1的情况下，动作识别期间识别部41识别为动作识别期间开始。动作识别期间是识别单元40进行后续的识别处理的对象期间。其中，第一阈值TH1是用于判断手接近了检测电极20且能够开始动作识别的阈值，预先设定并保存在存储单元50中。第一阈值TH1是比预先设定的上述检测阈值更大的值。

在由测定单元30得到的静电电容Ca、Cb、Cc、Cd全部小于第2阈值TH2的情况下，动作识别期间识别部41识别为动作识别期间结束。第二阈值TH2小于等于第一阈值TH1。在静电电容Ca、Cb、Cc、Cd全部小于第二阈值TH2时，表示手在一定程度上已经远离了第一至第四检测电极20a～20d。

此外，在噪声多的环境中，优选将用于判断动作识别期间结束的第二阈值TH2设为小于用于判断动作识别期间开始的第一阈值TH1，由此能够防止因噪声而提前结束动作识别期间的情况，从而更可靠地抑制误检测。

通过动作识别期间识别部41来确定识别单元40进行识别处理的对象期间，从而避免了在手等操作对象距离检测电极20较远的情况下识别单元40进行不必要的识别处理。

峰值识别部42针对每个检测电极20从动作识别期间中提取一个以上的候选电容峰值，将候选电容峰值中的最大值识别为该动作识别期间内的电容峰值。

这里，候选电容峰值是连续的2N+1个静电电容中的最大值，并且该最大值比2N+1个静电电容中的位于该最大值之前的N个静电电容以及位于该最大值之后的N个静电电容都大，其中N是预先设定的大于等于2的自然数。换言之，候选静电电容峰值是连续的奇数个静电电容中的位于中央位置的静电电容，并且该中央位置的静电电容大于所述奇数个静电电容中的其他静电电容。

另外，候选静电电容峰值也可以是连续的偶数个静电电容中的位于大致中央位置的静电电容，并且该大致中央位置的静电电容大于所述偶数个静电电容中的其他静电电容。

由于上述N是预先设定的大于等于2的自然数，在选取候选电容峰值时是通过选择5个以上的连续的静电电容中选取中央位置的峰值来进行的。由此，能够自动过滤掉一些小的波峰，从而减少峰值识别的运算量。而且，通过调整N的设定值，还能够根据需要灵活地调整波峰过滤能力和运算量的大小。

图3是示意性地示出了从动作识别期间中提取多个候选电容峰值并确定电容峰值的例子。

在图3所示的例子中，横轴表示时间T，纵轴表示针对某一个检测电极20测定的静电电容C。在图3中，对于时间T以及静电电容C的单位没有规定，这里表示任意单位(a.u.)。

在图3中，假设从T6到T20的期间(图中两个点划线之间的期间)是由动作识别期间识别部41确定出的一个动作识别期间，在该动作识别期间中一共测定出15个静电电容C6～C20分别是C6＝15，C7＝17，C8＝20，C9＝24，C10＝19，C11＝16，C12＝17，C13＝18，C14＝14，C15＝16，C16＝17，C17＝19，C18＝16，C19＝15，C20＝13。

这里，将候选电容峰值规定为上述N＝3的情况。该情况下，成为候选电容峰值的条件是：连续的7个静电电容中的最大值，并且该最大值大于7个静电电容中的位于该最大值之前的3个静电电容以及位于该最大值之后的3个静电电容。

基于图3可以看出，T6与T20之间包含了3个突起的峰值点T9，T13和T17。由于C9＞C6～C8且C9＞C5～C7，静电电容C9(＝24)成为了一个候选电容峰值。此外，由于C17＞C14～C16且C17＞C18～C20，因此静电电容C17(＝19)也成为了一个候选电容峰值。但是，由于C13＜C10，因此静电电容C13(＝18)不符合成为候选电容峰值的条件。换言之，根据上述N＝3时的候选电容峰值的条件，T13处的小的波峰在判断是否是候选电容峰值的步骤中被自动过滤掉，这样能够减少后续的峰值识别处理的运算量。

由此，峰值识别部42从图3的动作识别期间中提取了2个候选电容峰值C9(＝24)和C17(＝19)，将这2个候选电容峰值中的最大值即C9确定为该动作识别期间内的电容峰值。

返回至图2，动作有效性确认部43根据在动作识别期间中识别出电容峰值的检测电极20的数量以及动作识别期间的时间长度中的至少一方来判断该动作识别期间的有效性。通过动作有效性确认部43来确认动作识别期间中的动作的有效性，能够在根据电容峰值的检测时间点来识别动作之前去除一些噪声或明显无效的动作，从而提高识别处理的效率和准确性。关于动作有效性确认部的动作时机，将在后面的识别处理中进行说明。

在根据识别出电容峰值的检测电极20的数量来判断有效性的情况下，当在动作识别期间中识别出电容峰值的检测电极20的数量大于等于2时，动作有效性确认部43判断为该动作识别期间有效。在本实施方式中，在动作识别期间中识别出电容峰值的检测电极20的最少数量是2，若识别出电容峰值的检测电极20的数量小于2，则该动作属于噪声或明显无效的动作，识别单元40不执行后续的识别处理。

此外，在根据动作识别期间的时间长度来判断有效性的情况下，当动作识别期间的时间长度小于等于最大识别时间时，动作有效性确认部43判断为该动作识别期间有效。最大识别时间是根据操作对象的动作的最大可能时间而预先设定的。若某一个动作的动作识别期间超过了最大识别时间，则该动作属于噪声或明显无效的动作，识别单元40不执行后续的识别处理。

图4是动作识别装置100的识别处理的流程图。

首先，在由第一至第四检测电极20a～20d测定出的1个以上的测定值大于等于检测阈值的情况下，开始图4中的识别处理。

测定单元30以规定的时间间隔计算静电电容Ca～Cd(步骤S1)。电容Ca～Cd被存储在存储单元50中。

识别单元40的动作识别期间识别部41判定在为步骤S1中计算出的静电电容Ca～Cd中的任意1个是否大于第1阈值TH1(步骤S2)。

在步骤S1中计算出的静电电容Ca～Cd中的任意1个大于第1阈值TH1(S2：是)时，动作识别期间识别部41判定为动作识别期间开始(步骤S3)。

然后，测定单元30继续以规定的时间间隔计算静电电容Ca～Cd(步骤S4)。在动作识别期间识别部41判定为在步骤S4中计算出的静电电容Ca～Cd是否全部小于第二阈值TH2(步骤S5)。

在步骤S4中计算出的静电电容Ca～Cd全部小于第二阈值TH2(S5：是)时，动作识别期间识别部41判定为动作识别期间结束(步骤S6)。

接着，峰值识别部42针对每个检测电极20，分别识别出第一至第四检测电极20a～20d在该动作识别期间内的电容峰值，并将识别出的各电容峰值存储于存储单元50中(步骤S7)。其中，候选电容峰值的识别既可以在步骤S7中执行，也可以在步骤S3～S6之间执行。

然后，动作有效性确认部43判断该动作识别期间的有效性(步骤S8)。

在步骤S8中判断为有效的情况(步骤S8：是)下，识别单元40根据与每个检测电极20的电容峰值对应的测定时间点Ta、Tb、Tc、Td以及预先规定的动作识别条件，对动作识别期间中的手的动作进行识别(步骤S9)。

通过步骤S1～S9，关于动作识别的一系列的处理结束。

下面，以使用者手的滑动动作和画圈动作为例，对图4的步骤S8的处理进行详细说明。

图5是使用者的手进行滑动动作的一例的示意图。作为滑动动作的一个例子，如虚线的箭头所示，图5中示出了手在检测电极20的上方空间从第一检测电极20a朝向第三检测电极20c滑动的动作，即向左方滑动手的左滑动作。另外，虽然没有图示，滑动动作至少还包括手从第三检测电极20c朝向第一检测电极20a滑动的右滑动作，手从第四检测电极20d朝向第二检测电极20b滑动的后滑动作，手从第二检测电极20b朝向第四检测电极20d滑动的前滑动作。

图6是示意性地表示左滑动作时测定的静电电容Ca、Cb、Cc、Cd的变化的曲线。横轴表示时间T，纵轴表示针对第一至第四检测电极20a～20d分别测定的静电电容C。在图6中，对于时间T以及静电电容C的单位没有规定，这里表示任意单位(a.u.)。

在手进行从第一检测电极20a一侧朝向第三检测电极20c一侧的左滑动作时，如图6所示，第一至第四检测电极20a～20d在动作识别期间内的电容峰值所对应的测定时间点Ta～Td成为第一检测电极20a、第四检测电极20d、第二检测电极20b、第三检测电极20c的顺序。

这里，第一个检测到电容峰值的电极是位于左滑动作的起点(右侧)附近的第一检测电极20a，最后一个检测到电容峰值的电极是位于左滑动作的终点(左侧)附近的第三检测电极20c。第四检测电极20d和第二检测电极20b是左滑动作的途中经过的两个电极。

此外，用于识别左滑动作的峰值顺序不仅限于上述的顺序，上述顺序中的第四检测电极20d与第二检测电极20b的顺序是可以互换的。即，在第一至第四检测电极20a～20d在动作识别期间内的电容峰值所对应的测定时间点Ta～Td也可以成为第一检测电极20a、第二检测电极20b、第四检测电极20d、第三检测电极20c的顺序。

而且，即使在动作识别期间内没有检测出第四检测电极20d或第二检测电极20b的电容峰值，也可以进行左滑动作的识别。在没有检测出第二检测电极20b的电容峰值的情况下，若检测出的三个检测电极的电容峰值所对应的测定时间点Ta、Td、Tc成为第一检测电极20a、第四检测电极20d、第三检测电极20c的顺序，则也可以识别为左滑动作。在没有检测出第四检测电极20d的电容峰值的情况下，若检测出的三个检测电极的电容峰值所对应的测定时间点Ta、Tb、Tc成为第一检测电极20a、第二检测电极20b、第三检测电极20c的顺序，则也可以识别为左滑动作。

此外，检测电极20的数量不仅限于四个，多个检测电极20也可以由围成矩形或环形的四个以上的检测电极构成。在动作识别期间内检测出的电容峰值包含三个以上并且动作识别期间内的第一个电容峰值所对应的检测电极20与最后一个电容峰值所对应的检测电极20位于相对于矩形或环形的中心而对称的位置的情况下，识别单元40将操作对象的动作识别为从第一个电容峰值所对应的检测电极20一侧朝向所述最后一个电容峰值所对应的检测电极20一侧的滑动动作。

通过上述识别方式，不需要计算动作轨迹等的复杂处理，仅判断各个检测电极20的电容峰值所对应的测定时间点的顺序就可以识别出滑动动作，识别处理的逻辑简单，而且识别的准确度高。

图7是使用者的手进行画圈动作的一例的示意图。作为画圈动作的一个例子，如虚线的箭头所示，图7中示出了手在检测电极20的上方空间从第一检测电极20a开始的顺时针的画圈动作。另外，虽然没有图示，画圈动作还包括手从第一检测电极20a以外的其他检测电极开始的顺时针的画圈动作以及手从任意一个检测电极开始的逆时针的画圈动作。

图8是示意性地表示画圈动作时测定的静电电容Ca、Cb、Cc、Cd的变化的曲线。

在手进行从第一检测电极20a开始的顺时针的画圈动作时，如图8所示，第一检测电极20a至第四检测电极20d在动作识别期间内的电容峰值所对应的测定时间点Ta～Td成为第一检测电极20a、第二检测电极20b、第三检测电极20c、第四检测电极20d的顺序。

这里，第一个检测到电容峰值的电极是位于画圈动作的起点(左侧)附近的第一检测电极20a，最后一个检测到电容峰值的电极是位于画圈动作的终点(前侧)附近的第四检测电极20d。

虽然未图示，在手进行从第一检测电极20a开始的逆时针的画圈动作时，第一检测电极20a至第四检测电极20d在动作识别期间内的电容峰值所对应的测定时间点Ta～Td成为第一检测电极20a、第四检测电极20d、第三检测电极20c、第二检测电极20b的顺序。

此外，虽然未图示，在多个检测电极20由围成矩形或环形的四个以上的检测电极构成且按照顺时针依次排列四个以上的检测电极的情况下，在动作识别期间内检测出电容峰值的检测电极的数量为所述多个检测电极20的全部数量的四分之三以上、并且检测出电容峰值的检测电极20在平面内的位置顺时针地依次排列的情况下，识别单元40将操作对象的动作识别为顺时针的画圈动作，在动作识别期间内检测出电容峰值的检测电极的数量为所述多个检测电极20的全部数量的四分之三以上、并且检测出电容峰值的检测电极20在平面内的位置逆时针地依次排列的情况下，识别单元40将操作对象的动作识别为逆时针的画圈动作。

此外，也可以通过增加动作识别期间内的电容峰值的数量，进一步提高画圈动作的识别准确性。

例如，在手进行画圈动作时，通常画圈动作的起点和终点重合，此时手会两次经过位于画圈动作的起点附近的位置。在手进行从第一检测电极20a开始的顺时针的画圈动作时，如图9所示，在动作识别期间内识别出的电容峰值有5个，第一检测电极20a至第四检测电极20d在动作识别期间内的电容峰值所对应的测定时间点Ta～Td成为第一检测电极20a、第二检测电极20b、第三检测电极20c、第四检测电极20d、第一检测电极20a的顺序。

此外，虽然未图示，在多个检测电极20由围成矩形或环形的四个以上的检测电极构成且按照顺时针依次排列四个以上的检测电极20的情况下，在动作识别期间内检测出电容峰值的检测电极的数量为多个检测电极20的全部数量的四分之三以上、并且检测出电容峰值的检测电极在平面内的位置顺时针地依次排列、并且动作识别期间内的第一个电容峰值所对应的检测电极20与最后一个电容峰值所对应的检测电极20为同一检测电极的情况下，识别单元40将操作对象的动作识别为顺时针的画圈动作，在动作识别期间内检测出电容峰值的检测电极的数量为多个检测电极20的全部数量的四分之三以上、并且检测出电容峰值的检测电极20在平面内的位置逆时针地依次排列、并且动作识别期间内的第一个电容峰值所对应的检测电极20与最后一个电容峰值所对应的检测电极20为同一检测电极的情况下，识别单元40将操作对象的动作识别为逆时针的画圈动作。

此外，为了进一步提高画圈动作的识别准确性，还可以考虑将用于识别画圈动作的电容峰值的数量进一步提高。例如，虽然未图示，也可以考虑将用于识别画圈动作的电容峰值的数量设定为多个检测电极20的全部数量的2倍以上，此时，只有当手进行了2圈画圈动作后才识别该画圈动作，从而能够进一步防止与其他动作的混淆。

通过上述识别方式，不需要计算动作轨迹等的复杂处理，仅判断各个检测电极20的电容峰值所对应的测定时间点的顺序就可以识别出顺时针或逆时针的画圈动作，识别处理的逻辑简单，而且识别的准确度高。

另外，在图4的步骤S8中，可以仅执行滑动动作或者画圈动作的识别，也可以同时地或先后地执行滑动动作和画圈动作的识别。此外，在上述步骤S8中还可以执行上下动作的识别。

图10是使用者的手进行上下动作的一例的示意图。作为使用者的手相对于第一至第四检测电极20a～20d所在的平面的上下动作的一个例子，图10中示出了在与第一至第四检测电极20a～20d所在的平面正交的正交方向上进行上下动作的情况。另外，虽然没有图示，上下动作还可以包括在与正交方向之间存在一定角度的倾斜的倾斜上下动作，这里的一定角度的倾斜例如可以是45度以内的倾斜。

图11是示意性地表示上下动作时测定的静电电容Ca、Cb、Cc、Cd的变化的曲线。

在手进行相对于第一至第四检测电极20a～20d所在的平面的上下动作时，如图11所示，在动作识别期间内识别出电容峰值的检测电极20的数量等于4(即每个检测电极20检测出一个电容峰值)且与第一至第四检测电极20a～20d分别对应的电容峰值之间的最大时间差小于预定时间差。

这里的预定时间差可以设定为固定值，也可以根据动作的快慢而设定为不同的值。动作的快慢通常根据多个电容峰值之间的最大时间差或者特定的电容峰值之间的时间差来判断。

与图6中的滑动动作和图8中的画圈动作的情况相比，在进行上下动作时，各个检测电极20所对应的电容峰值之间的时间差小很多，通过预先设定于存储单元50中的预定时间差，能够容易地识别出手的上下动作。

此外，虽然未图示，多个检测电极20也可以由围成矩形或环形的四个以上的检测电极构成，在动作识别期间内检测出电容峰值的检测电极的数量为所述多个检测电极20的全部数量的四分之三以上、且识别出的多个电容峰值之间的最大时间差小于预定时间差的情况下，识别单元40将操作对象的动作识别为相对于四个以上的检测电极所在的平面的上下动作。

(第二实施方式)

第二实施方式是第一实施方式的变形，第二实施方式与第一实施方式的不同之处在于，识别单元还包括电容变化率计算部。动作识别装置的其他构成与第一实施方式相同，下面仅对不同点进行说明。

图12是表示第二实施方式的识别单元40A的图。识别单元40A除了包括动作识别期间识别部41、峰值识别部42以及动作有效性确认部43之外，还包括电容变化率计算部44。

首先，以图6中的一个测定时间点Tc为例，说明电容变化率计算部44计算电容变化率的方法。

图6中的测定时间点Tc是第三检测电极20c在动作识别期间内的电容峰值所对应的测定时间点，按照式(1)计算该测定时间点Tc处的与第一至第四检测电极20a～20d分别对应的电容变化率R。

R＝(C0－C1)/C0……(1)

其中，C0表示任意一个测定时间点处的一个检测电极的静电电容，C1表示该任意一个测定时间点的前一个测定时间点处的该一个检测电极的静电电容，R表示该任意一个测定时间点处的该一个检测电极所对应的电容变化率。

将该测定时间点Tc处的与第一检测电极20a对应的电容变化率(即图6中A点处的电容变化率)设为Rca，将该测定时间点Tc处的与第二检测电极20b对应的电容变化率(即图6中B点处的电容变化率)设为Rcb，将该测定时间点Tc处的与第二检测电极20c对应的电容变化率(即图6中C点处的电容变化率)设为Rcc，将该测定时间点Tc处的与第二检测电极20d对应的电容变化率(即图6中D点处的电容变化率)设为Rcd时，电容变化率计算部44将计算出的该测定时间点Tc处的与第一至第四检测电极20a～20d分别对应的电容变化率之和作为该测定时间点Tc处的累加电容变化率RC。即，RC＝Rca+Rcb+Rcc+Rcd。

使用同样的方法，电容变化率计算部44还可以分别计算出图6中的测定时间点Ta、Tb、Td处的累加电容变化率RA、RB、RD。如上所述，电容变化率计算部44计算电容变化率的处理，可以在图4的步骤S7或者步骤S9中进行。

然后，在图4的步骤S9中，识别单元40还基于动作识别期间内的多个电容峰值所对应的测定时间点Ta～Td处的累加电容变化率之和Rsum，识别手的动作。其中，Rsum＝RA+RB+RC+RD。

在峰值互相接近的一些动作的识别中，通过进一步使用多个峰值处的累计电容变化率之和，能够进一步提高动作识别的准确性。

下面，以图11中示出的上下动作为例，对使用了电容变化率的动作识别处理进行说明。这里，假设识别出电容峰值的检测电极20的数量等于4、且与第一至第四检测电极20a～20d分别对应的电容峰值之间的最大时间差小于预定时间差这两个条件已经成立，而且，假设预先设定于存储单元50的预定变化率合计值为0.16。

电容变化率计算部44分别计算图10中的多个测定时间点Ta、Tb、Tc、Td处的累加电容变化率RA、RB、RC、RD以及累加电容变化率之和Rsum。

RA＝0.0285

RB＝0.0285

RC＝0.0268

RD＝0.0180

Rsum＝RA+RB+RC+RD＝0.1018。

由于多个电容峰值所对应的多个测定时间点Ta、Tb、Tc、Td处的累加电容变化率之和Rsum(0.1018)小于预定变化率合计值(0.16)，识别单元40将手的动作识别为相对于第一至第四检测电极20a～20d所在的平面的上下动作。

此外，虽然未图示，多个检测电极20也可以由围成矩形或环形的四个以上的检测电极构成，在动作识别期间内检测出电容峰值的检测电极的数量为所述多个检测电极20的全部数量的四分之三以上、且识别出的多个电容峰值之间的最大时间差小于预定时间差、且多个电容峰值所对应的多个测定时间点处的累加电容变化率之和小于预定变化率合计值的情况下，识别单元40将操作对象的动作识别为相对于四个以上的检测电极所在的平面的上下动作。

在识别上下动作时，通过进一步判断动作识别期间内的多个电容峰值所对应的测定时间点Ta、Tb、Tc、Td处的累加电容变化率之和Rsum，能够过滤一部分动作较快的滑动动作以及与上下方向之间存在一定角度的倾斜上下动作，进一步提高上下动作的识别准确性。这是因为，与滑动动作以及倾斜上下动作相比，上下动作的累加电容变化率相对更小一些。

另外，根据与第一至第四检测电极20a～20d分别对应的电容峰值之间的最大时间差的不同，多个电容峰值所对应的多个测定时间点Ta、Tb、Tc、Td处的累加电容变化率之和也存在一定的差异，因此优选针对不同的多个电容峰值之间的最大时间差来设定不同的预定变化率合计值，从而能够提高识别的准确度。在最大时间差处于一定范围的情况下，预定变化率合计值与最大时间差成反比，最大时间差越小，则所对应的预定变化率合计值越大。而且，预定变化率合计值的设定与采样周期直接相关。例如，在采样周期为7ms的情况下，当多个电容峰值之间的最大时间差小于7ms时，将预定变化率合计值设定为0.4，当多个电容峰值之间的最大时间差大于7ms且小于28ms时，将预定变化率合计值设定为0.16。

(其他变形例)

本发明不限定于上述各实施方式。即，本领域技术人员还可以在本发明的技术范围或其等同的范围内，对上述各实施方式的构成要素进行各种变更、组合、替换。

例如，在上述各实施方式中示出了多个检测电极由围成矩形的四个检测电极构成的情况，实际上多个检测电极也可以由围成环形或其他凸多边形的四个检测电极构成。

此外，多个检测电极也可以由围成凸多边形或环形的三个检测电极构成。在该情况下，在三个检测电极分别在动作识别期间内的电容峰值所对应的测定时间点的顺序与三个检测电极按顺时针方向排列的顺序一致的情况下，识别单元将操作对象的动作识别为顺时针的画圈动作，在三个检测电极分别在动作识别期间内的电容峰值所对应的测定时间点的顺序与三个检测电极按逆时针方向排列的顺序一致的情况下，识别单元将操作对象的动作识别为逆时针的画圈动作。

此外，多个检测电极也可以由围成凸多边形的四个以上的检测电极构成，并且该凸多边形的各边分别对应一个所述检测电极。该情况下，在动作识别期间内检测出电容峰值的检测电极的数量为多个检测电极的全部数量的四分之三以上、并且检测出电容峰值的检测电极在平面内的位置顺时针地依次排列的情况下，识别单元将操作对象的动作识别为顺时针的画圈动作，在动作识别期间内检测出电容峰值的检测电极的数量为多个检测电极的全部数量的四分之三以上、并且检测出电容峰值的检测电极在平面内的位置逆时针地依次排列的情况下，识别单元将操作对象的动作识别为逆时针的画圈动作。

此外，在识别上下动作的过程中使用了与多个检测电极分别对应的电容峰值之间的最大时间差小于预定时间差这一判断条件，该判断条件不仅限于上下动作的判断，也可以用于滑动动作等其他动作的判断。例如，在判断左滑动作时，除了判断手接近或者经过多个检测电极的顺序之外，也可以判断与多个检测电极分别对应的电容峰值之间的最大时间差是否小于与滑动动作对应的预定时间差。将与滑动动作对应的预定时间差例如设定为14ms，由此能够过滤掉一些不规范的动作，例如过快的滑动动作。

另外，也可以在由测定单元测定的静电电容全部小于检测阈值时对测定静电电容时使用的基准值进行更新。具体而言，在由测定单元测定的静电电容全部小于检测阈值时，针对每个检测电极求出由测定单元多次测定的值的平均值，将针对每个检测电极的平均值作为测定单元对每个检测电极测定静电电容时的基准值。在由测定单元测定的静电电容全部小于检测阈值时，从各个检测电极得到的静电电容会根据温度、周围的环境的变化等而变动，因此通过更新基准值，能够更高精度地测定静电电容。