JP2008059912A - Switching device with touch detection function - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、操作部材に手指が接触した際にこれを検出するためのタッチ検出用電極を有するタッチ検出機能付きスイッチ装置に関する。 The present invention relates to a switch device with a touch detection function having a touch detection electrode for detecting when a finger touches an operation member.
例えば、複数の選択部を画面に表示する表示装置の選択用のスイッチ装置としては、上記複数の選択部に対応して複数の操作部材としての操作ボタンを備え、使用者が選択した操作ボタンを手指にて押圧操作すると、操作ボタンの下側に配設されたスイッチ要素が動作して対応する選択部を表示状態にして選択決定するようにした構成が考えられている。
なお、本発明が解決しようとする課題に対応するような公知文献は発見できなかった。
For example, a switch device for selecting a display device that displays a plurality of selection units on a screen includes operation buttons as a plurality of operation members corresponding to the plurality of selection units, and an operation button selected by a user. A configuration is considered in which when a pressing operation is performed with a finger, a switch element disposed below the operation button operates to select and determine a corresponding selection unit in a display state.
In addition, a publicly known document corresponding to the problem to be solved by the present invention could not be found.
ところで、上記したようなものにおいては、使用者は、スイッチ装置の操作ボタンを見て選択してから操作する必要がある。このため、使用者は、スイッチ装置の操作ボタンと表示装置の画面との両方を見る必要があり、操作性がよくないという問題がある。 By the way, in the above-mentioned thing, the user needs to operate after seeing and selecting the operation button of the switch device. For this reason, the user needs to see both the operation button of the switch device and the screen of the display device, and there is a problem that the operability is not good.
そこで、このような問題に対処するため、発明者は次のようなものを考えた。それは、スイッチ装置の操作ボタンに手指が接触した際に、これを検出して、その操作ボタンに対応する選択部の表示状態を変化させるような構成とするものである。このような構成のものによれば、表示画面を見れば、手指が接触している操作ボタンの位置がわかるため、スイッチ装置の操作ボタンを見ずに、表示画面のみを見て操作することが可能となる。 In order to deal with such a problem, the inventor considered the following. That is, when a finger touches the operation button of the switch device, this is detected, and the display state of the selection unit corresponding to the operation button is changed. According to such a configuration, since the position of the operation button in contact with the finger can be known by looking at the display screen, it is possible to operate by looking only at the display screen without looking at the operation button of the switch device. It becomes possible.
これを実現させるためのタッチ検出機能付きスイッチ装置として、発明者は例えば図3に示す構成のもの(比較例)を考えた。図3は、このタッチ検出機能付きスイッチ装置の縦断面図である。ボディ101には、操作部材を構成する操作ボタン102が移動可能に収納されている。操作ボタン102は、プラスチックにより下面側が開口した矩形容器状をなすように形成されていて、その表面には、薄膜状のタッチ検出用電極103が設けられている。また、タッチ検出用電極103の表面には、絶縁被膜104が設けられている。
As a switch device with a touch detection function for realizing this, the inventor considered, for example, a configuration (comparative example) shown in FIG. FIG. 3 is a longitudinal sectional view of the switch device with a touch detection function. An
操作ボタン102の下方には、プリント配線板105が配置されており、このプリント配線板105には、プリント配線がなされている。更に、プリント配線板105の部品装着面(上面)には、配線部106が設けられ、この配線部106に接続線107の一端部が半田付け(或いは、かしめ)によりに接続され、接続線107の他端部は前記タッチ検出用電極103の側面の下部に半田付け(或いは、かしめ)により接続されている。
A printed
そして、プリント配線板105において、操作ボタン102の下端に対応する部位に位置させて、スイッチ要素としてのスイッチ108が配設されている。図示した構成では、操作ボタン102が1個のみであるが、実際には、表示装置の複数の選択部と対応して操作ボタン102を含むユニットが複数個設けられている。そして、各スイッチ108は、例えばマイクロコンピュータからなる制御装置(図示せず)に接続される。
In the printed
上記構成において、使用者の手指が操作ボタン102の上面(絶縁被膜104)に接触すると、手指がグランド側となってその手指とタッチ検出用電極103とによってコンデンサが形成され、これが接続線107を介してプリント配線板105の配線部106に接続され、プリント配線板105のタッチ検出回路の信号レベルが変化する。制御装置は、この信号レベルの変化により操作ボタン102への手指の接触を検出し、図示しない表示装置の画面において、その操作ボタン102に対応する選択部を表示状態にする。そして、その操作ボタン102が下方へ押圧操作され、この操作ボタン102の下端によりスイッチ108が押圧操作されると、スイッチ108が動作して選択信号を出力して制御装置に与え、制御装置はスイッチ108に対応する選択部を固定的な表示状態にしてその選択部の選択を決定する。
In the above configuration, when the user's finger comes into contact with the upper surface (insulating coating 104) of the
しかしながら、上記した構成のタッチ検出機能付きスイッチ装置では、薄膜状のタッチ検出用電極103に接続線107を半田付け(或いは、かしめ)によりに接続する作業は、困難で、作業性が悪く、また、接続不良が生じやすく電気的接続の信頼性も劣る。
However, in the switch device with a touch detection function configured as described above, the operation of connecting the
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、操作部材のタッチ検出用電極のプリント配線板に対する電気的接続が容易で、作業性に優れ、しかも、電気的接続の信頼性も高いタッチ検出機能付きスイッチ装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and its purpose is to facilitate electrical connection of the touch detection electrode of the operation member to the printed wiring board, excellent workability, and reliability of electrical connection. Another object is to provide a switch device with a high touch detection function.
上記した目的を達成するために、本発明のタッチ検出機能付きスイッチ装置は、ボディに移動可能に設けられた操作部材と、この操作部材が押圧操作されることに基づいて動作するスイッチ要素と、手指が接触したことを検出するために前記操作部材の表面に薄膜状に形成され、少なくとも一部が該操作部材の手指が接触する側の面とは反対側の面まで導出されて接続部が形成されたタッチ検出用電極と、前記操作部材に対応して配設され、配線部を有するプリント配線板と、このプリント配線板に設けられ、前記タッチ検出用電極の接続部に接して該タッチ検出用電極を前記配線部に電気的に接続する接触子とを備えていることを特徴とする。 In order to achieve the above-described object, the switch device with a touch detection function of the present invention includes an operation member movably provided on the body, a switch element that operates based on a pressing operation of the operation member, A thin film is formed on the surface of the operation member to detect that the finger is in contact, and at least a part of the operation member is led out to a surface opposite to the surface on which the finger contacts. The formed touch detection electrode, a printed wiring board disposed corresponding to the operation member and having a wiring portion, and the touch detection electrode provided on the printed wiring board and in contact with the connection portion of the touch detection electrode And a contact for electrically connecting the detection electrode to the wiring portion.
本発明によれば、ボディに操作部材及びプリント配線板を組み込むだけで接触子が自動的に操作部材のタッチ検出用電極とプリント配線板の配線部とを電気的に接続するので、作業性に優れ、接続不良も生じず電気的接続の信頼性が高い。 According to the present invention, since the contactor automatically electrically connects the touch detection electrode of the operation member and the wiring portion of the printed wiring board simply by incorporating the operation member and the printed wiring board into the body, the workability is improved. Excellent, no poor connection, and high electrical connection reliability.
以下、本発明の一実施例について図1及び図2を参照して説明する。
図1は、タッチ検出機能付きスイッチ装置の縦断面図である。この図1において、プラスチック製のボディ1は、一方の面たる下面が開口した矩形容器状をなし、これには、ボタン収納孔部2が形成されており、このボタン収納孔部2は、上部が他の部位より小になされて両者の間に段部2aが形成されている。そして、ボディ1のボタン収納孔部2には、操作部材としての操作ボタン3が所定方向(図1において上下方向)に移動可能に収納されている。操作ボタン3は、透光性を有するプラスチックで下面が開口する矩形容器状に形成され、は他の部位より小になされてこれらの小形部3aと大形部3bとの間に段部3cが形成されている。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a switch device with a touch detection function. In FIG. 1, a plastic body 1 has a rectangular container shape with an open bottom surface, which is formed with a
操作ボタン3の下面を除く表面には、全体にわたって導電性材料によるスパッタリング或いはメッキ塗装により薄膜状のタッチ検出用電極4が形成されている。この場合、タッチ検出用電極4の少なくとも一部は、操作ボタン3の大形部3bの下面(操作ボタン3の手指の接触する側の面とは反対側の面)まで導出されて接続部4aが形成されている。また、タッチ検出用電極4の上面(操作ボタン3の手指の接触する側の面)の中央部には、透光用の透孔4bが形成されている。そして、このタッチ検出要件極4の表面には、絶縁材料の塗装により絶縁被膜5が設けられており、これには、前記タッチ検出用電極4の透孔4bと対応して投光用の透孔5aが形成されている。なお、絶縁被膜5は、タッチ検出用電極4の接続部4a部分には設けられていない。
On the entire surface except the lower surface of the
図1に示すように、操作ボタン3の下方には、操作ボタン3の下面に対応してプリント配線板6が配置されており、これは、ボディ1の下面の開口部1aに嵌め込み装着されている。このプリント配線板6には、所定のプリント配線がなされている。また、プリント配線板6の部品装着面(上面)の中央付近には、操作ボタン3の照明用のLED7が装着されている。更に、プリント配線板6には、絶縁材例えばゴム製の中空円錐状(杯を伏せた状態)をなす可撓体8が固定されており、その上部の受圧部8aが操作ボタン3の下面の押圧部3dに下方から当接して上方に付勢するようになっている。これにより、操作ボタン3は上方に付勢されて、その段部3cがボディ1の段部2aに当接し、小形部3aの上部がボディ1の上面より若干突出した状態に保持される。そして、可撓体8の受圧部8aの下面に可動接点9aが設けられ、これと対向してプリント配線板6の部品装着面に固定接点9b、9bが設けられ、以て、スイッチ要素たるスイッチ9が構成されている。
As shown in FIG. 1, a printed
しかして、図1に示すように、プリント配線板6の部品装着面には、導電材例えば銅製の配線部10が設けられているとともに、接触子11が設けられている。この接触子11は、導電材例えば板ばね製で略逆V字状に形成されている。そして、この接触子11において、一端部はプリント配線板6に固定され、他端部は自由端部で配線部10に摺接し、中間部は前記操作ボタン3の下端の接続部4aに下方から弾性的に圧接するようになっている。これにより、接触子11は、タッチ検出用電極4を配線部10に電気的に接続するようになっている。
As shown in FIG. 1, a conductive material, for example, a
上記した構成では、操作ボタン3が1個のみであるが、実際には、図示しない表示装置の複数の選択部と対応して操作ボタン3を含むユニットが複数個設けられている。そして、各スイッチ9は、例えばマイクロコンピュータからなる制御装置(図示せず)に接続される。なお、ボディ1の下面の開口部1aには、これを閉塞するカバー12が嵌め込み装着されている。
In the configuration described above, only one
次に、このタッチ検出機能付きスイッチ装置のタッチ検出回路13について、図2を参照して説明する。このタッチ検出回路13は、一般的な静電容量検出回路であり、高周波信号を出力する発振部14(一方の端子がグランドに接続されている。)、負荷抵抗15、高周波信号の検波及び平滑を行なう検波部16及びオペアンプ17を備えて構成されている。
Next, the
発振部14の出力端子(他方の端子)には、負荷抵抗15、配線部10及び接触子11を介してタッチ検出用電極4が接続されている。検波部16は、ダイオード及びコンデンサなどからなり、発振部14からの高周波信号が負荷抵抗15を介して入力されている。また、検波部16の出力は、オペアンプ17を介して増幅及びオフセットされた信号Voutとして制御装置に入力されている。なお、発振部14、負荷抵抗15、検波部16及びオペアンプ17は、パッケージ化された静電容量検出IC18として構成されている。
The
次に、本実施例の作用につき説明する。
使用者の手指が操作ボタン3の小形部3aの上面に接近すると、使用者の手指はグランドに接続された状態になっているので、使用者の手指とタッチ検出用電極4とで可変のコンデンサCが形成される。このような状態において、使用者の手指が操作ボタン3の上面即ち絶縁被膜5に接触すると、コンデンサCの静電容量の変化はほとんどなくなる。これにより、プリント配線板6の配線部10は、接触子11、コンデンサC及び手指を介してグランドに接続されることになる。従って、発振部14から出力された高周波信号は、負荷抵抗15の抵抗値とコンデンサCのインピーダンスとで分圧されて検波部16に入力される。
Next, the operation of this embodiment will be described.
When the user's finger approaches the upper surface of the
その結果、タッチ検出用電極4に手指が触れていない状態と比べて、検波部16に入力される高周波信号のレベルが小さくなるため、検波部16及びオペアンプ17を介して出力される信号Voutのレベルも小さくなる。制御装置は、この信号Voutのレベルの変化により操作ボタン3への手指の接触を検出し、図示しない表示装置の画面において、その操作ボタン3に対応する選択部を暫定的な表示状態にする。
As a result, since the level of the high-frequency signal input to the
その後、使用者によって操作ボタン3が下方へ押圧操作され、操作ボタン3の押圧部3dによりスイッチ9が押圧操作されると、スイッチ9は動作(オン)してオン信号を選択信号として制御装置に与えるようになり、制御装置は、操作ボタン3に対応する選択部を固定的な表示状態に変化させ、その選択部の選択を決定する。
Thereafter, when the
このように本実施例によれば、操作ボタン3の表面に薄膜状のタッチ検出用電極4を形成するとともに下面に接続部4aを形成し、プリント配線板6に接触子11を設けて、この接触子11を接続部4aに圧接させることにより、操作ボタン3のタッチ検出用電極4をプリント配線板6の配線部10に電気的に接続するようにした。従って、ボディ1に操作ボタン3及びプリント配線板6を組み込むだけで、接触子11により自動的に操作ボタン3のタッチ検出用電極4をプリント配線板6の配線部10に電気的に接続することができ、電気的接続が容易で、作業性に優れたものとなり、また、接続不良も生じることがなくて、電気的接続の信頼性も高い。
As described above, according to the present embodiment, the touch-
なお、本発明は、上記しかつ図面に示す実施例に限定されず、次のような変形、拡張が可能である。
上記実施例では、複数の選択部を有する表示装置を設け、スイッチ9の動作によりその選択部の選択を決定するようにしたが、例えば、単に複数の操作ボタンに対応する複数の表示部を有する表示装置を設けるようにしてもよい。
The present invention is not limited to the embodiments described above and shown in the drawings, and the following modifications and expansions are possible.
In the above-described embodiment, a display device having a plurality of selection units is provided, and the selection of the selection unit is determined by the operation of the
上記実施例では、板ばね製の接触子11を設けるようにしたが、代わりにコイルばね製の接触子を設けるようにしてもよい。
また、上記実施例では、LED7を設けるようにしたが、これは必要に応じて設ければよい。
更に、上記実施例では、操作ボタン3に絶縁被膜5を設けるようにしたが、これは必要に応じて設ければよい。
Although the
Moreover, in the said Example, although LED7 was provided, this should just be provided as needed.
Furthermore, in the said Example, although the insulating
図面中、3は操作ボタン(操作部材)、4はタッチ検出用電極、5は絶縁被膜、6はプリント配線板、9はスイッチ(スイッチ要素)、10は配線部、11は接触子、13はタッチ検出回路を示す。 In the drawing, 3 is an operation button (operation member), 4 is a touch detection electrode, 5 is an insulating coating, 6 is a printed wiring board, 9 is a switch (switch element), 10 is a wiring portion, 11 is a contact, and 13 is a contact. 2 shows a touch detection circuit.
Claims (1)
この操作部材が押圧操作されることに基づいて動作するスイッチ要素と、
手指が接触したことを検出するために前記操作部材の表面に薄膜状に形成され、少なくとも一部が該操作部材の手指が接触する側の面とは反対側の面まで導出されて接続部が形成されたタッチ検出用電極と、
前記操作部材に対応して配設され、配線部を有するプリント配線板と、
このプリント配線板に設けられ、前記タッチ検出用電極の接続部に接して該タッチ検出用電極を前記配線部に電気的に接続する接触子とを備えていることを特徴とするタッチ検出機能付きスイッチ装置。
An operation member movably provided on the body;
A switch element that operates based on a pressing operation of the operating member;
A thin film is formed on the surface of the operation member to detect that the finger is in contact, and at least a part of the operation member is led out to a surface opposite to the surface on which the finger contacts. A formed touch detection electrode;
A printed wiring board disposed corresponding to the operation member and having a wiring portion;
Provided with this printed wiring board, comprising a contact for contacting the touch detection electrode connecting portion and electrically connecting the touch detection electrode to the wiring portion. Switch device.
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