CN104246954A - 触摸式开关装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种触摸式开关装置，该触摸式开关装置具有：触摸板(10)，其在表面具有多个开关操作部(11～17)；薄膜传感器(20)，其被配置在上述触摸板中与上述开关操作部的相反侧，并且具有与上述多个开关操作部分别对置配置的电极(21～27)；以及调整板(30)，其在上述触摸板与上述薄膜传感器之间由介电常数与上述触摸板的介电常数不同的材质形成，对上述开关操作部的上述接触操作基于上述电极的电位变化而被检测。在与上述多个开关操作部分别相对应的位置，上述调整板具有不同的板厚。

Description

触摸式开关装置

关联申请的相互参照

本公开是基于2012年7月13日申请的日本申请号2012－157874号的公开，在此引用其记载内容。

技术领域

本公开涉及通过对触摸板进行操作来操作开关的接通断开的触摸式开关装置。

背景技术

专利文献1、2等所记载的触摸式开关装置是层叠触摸板和薄膜传感器而成的结构(参照专利文献1、2)。在触摸板的表面形成有由操作者的指尖等接触操作的多个开关操作部。薄膜传感器被配置在触摸板的背面侧，并具有与多个开关操作部分别对置配置的电极。而且，基于通过电极上使指尖接触开关操作部而产生的静电电容变化，来检测接触操作的有无。

另外，对应于触摸板的设计面(表面)的凹凸，开关操作部的深度位置不同。这样，触摸板的板厚尺寸对应于设计面的凹凸而不同。其结果，电极上板厚尺寸小的部位的静电电容与电极上板厚尺寸大的部位的静电电容相比变得较小。这样，与静电电容大的开关操作部相比，接触操作静电电容小的开关操作部时的操作灵敏度成为高灵敏度。

另外，根据电极面积的不同，操作灵敏度也不同。因此，若欲使多个开关操作部彼此操作灵敏度相等，则需要根据电极面积的不同来改变并调整触摸板的板厚尺寸。但是，若像这样调整板厚尺寸，则不能使触摸板的设计面形状成为所希望的形状。换言之，若鉴于操作灵敏度的调整来设定触摸板的板厚尺寸，则设计面形状的设计自由度下降。另一方面，若鉴于设计面形状来设计上述板厚尺寸，则难于将操作灵敏度设计成所希望的灵敏度。

专利文献1：日本特开2010－86385号公报

专利文献2:日本特开昭61－64031号公报

发明内容

本公开的目的在于提供一种触摸式开关装置，在实施触摸板的设计面形状的设计或者操作灵敏度的设计时，提高他们的设计自由度。

在本公开的第一方式中，触摸式开关装置具有：触摸板，其在表面具有被接触操作的多个开关操作部；薄膜传感器，其被配置在上述触摸板中与上述开关操作部相反的背面侧，并具有与上述多个开关操作部分别对置配置的电极；以及调整板，其在上述触摸板与上述薄膜传感器之间，由介电常数与上述触摸板的介电常数不同的材质形成，对上述开关操作部的上述接触操作基于上述电极的电位变化而被检测得到。在与上述多个开关操作部分别对应的位置，上述调整板具有不同的板厚。

根据上述触摸式开关装置，根据是否位于多个开关操作部中的任意一个的背面侧来调整调整板的板厚尺寸，由此能够调整每个开关操作部的静电电容从而能够调整操作灵敏度。换言之，像这样调整后的结果，调整板的板厚尺寸根据是否位于多个开关操作部中的任意一个的背面侧而被设定成不同的尺寸。而且，如果根据调整板的板厚尺寸来调整触摸板的板厚尺寸，则能够使触摸板表面侧的形状(即设计面形状)为所希望的形状，并且还能够调整静电电容来调整至所希望的灵敏度。综上所述，在实施触摸板的设计面形状的设计或者操作灵敏度的设计时，通过调整调整板以及触摸板的板厚尺寸，能够提高他们的设计自由度。

附图说明

关于本公开的上述目的和其他目的、特征、优点，通过一边参照添加的附图一边进行的下述详细的记述，得以更加明确。这些附图是：

图1是第1实施方式所涉及的触摸式开关装置的主视图。

图2是图1的II－II截面图。

图3是图1的III－III截面图。

图4是图2所示的薄膜传感器的主视图。

图5是表示第2实施方式的截面图。

图6是表示第3实施方式的截面图。

图7是表示用于比较的装置，表示本发明人他们研究过的触摸式开关装置的结构的截面图。

具体实施方式

以下，关于本公开所涉及的触摸式开关装置的各实施方式，参照附图进行说明。其中，在以下的各实施方式彼此中，图中的赋予了相同标记的部分的结构相互相同或者均等，引用其说明。

(第1实施方式)

图1所示的触摸式开关装置是搭载于车辆的装置，具体而言被安装于车厢内的仪表板。触摸式开关装置具备树脂制的触摸板10。触摸板10在车厢内露出并构成设计面，具有由操作者的指尖接触操作的多个开关操作部11、12L、12R、13、14、15、16、17。例如，若操作者用指尖触摸开关操作部11，则空调装置启动，空调装置的运转状态被显示于液晶显示部50。

如图2及图3所示，触摸式开关装置具备薄膜传感器20。薄膜传感器20是从操作者处观察被配置于触摸板10的背侧，层叠3层薄膜F1、F2、F3而成的构造。另外，在触摸板10与薄膜传感器20之间配置有调整板30，薄膜传感器20借助双面带等粘合材料40被粘合于调整板30。

图4是构成薄膜传感器20的薄膜F1的主视图。薄膜F1在与开关操作部11～17对置的位置，具有电极21、22L、22R、23、24、25、26、27和与这些电极21～27连接的布线20a、20b、20c、20d、20e、20f、20g、20h。薄膜F1～F3是具有电绝缘性的树脂薄膜。通过用薄膜F2、F3夹入具有上述的电极21～27和布线20a～20h的薄膜F1的背面和表面，来形成薄膜传感器20。

其中，布线20a～20h与图1所示的微型计算机(微机60)连接，从电极21～27输出的检测信号通过布线20a～20h向微机60输入。

触摸板10和调整板30是树脂制的板形状。但是，在两板10、30中采用不同介电常数的材质的树脂。作为树脂的具体例子，举出丙烯酸、聚碳酸酯、尼龙(注册商标)、ABS等。在本实施方式中，以触摸板10的介电常数比调整板30的介电常数高的方式来选定材质。

触摸板10和调整板30通过对触摸板10的树脂材料和调整板30的树脂材料进行双色成型，一体地树脂成形即可。或者，也可以由粘合剂粘合单独树脂成型的触摸板10和调整板30。

若将指尖置于开关操作部11～17，则伴随着电极21～27与指尖之间的静电电容发生变化，电极21～27的电位发生变化。表示该电位变化的信号相当于上述检测信号。微机60(判定单元)根据基于检测信号的电位是否在阈值以上来判定有无开关操作部11～17的操作。该判定所使用的阈值相对于所有的电极21～27被设定为共同的值。

这里，在未将指尖置于开关操作部11～17的状态下，电极21～27上的静电电容C用以下的公式表示。

C＝ε1·ε2·S/L

其中，公式中的ε1是触摸板10的介电常数，ε2是调整板30的介电常数，如上述所述，ε1＞ε2。另外，S表示电极21～27的面积，L表示从电极21～27至开关操作部11～17的距离(参照图3)。L是两板10、30、粘合材料40以及薄膜F2的厚度尺寸的合计，但因为粘合材料40以及薄膜F2的厚度尺寸能够小到忽视程度，所以由两板10、30的厚度尺寸支配。

因此，如果调整图3中的标记a1、a2、a3、a4所例示的触摸板10的厚度尺寸和标记b1、b2、b3、b4所例示的调整板30的厚度尺寸之间的比例，则能够不改变距离L地改变静电电容C。例如，在使距离L相同的条件下，调整板30越厚，介电常数ε1大的触摸板10变得越薄，静电电容C变得越小。其结果是，检测信号(电位)成为阈值以上从而易于判定为具有操作。即，在操作开关操作部11～17时，其操作灵敏度变高。

另外，关于如开关操作部15、12L、12R那样在设计上比其他开关操作部距离L长的部位，按照使触摸板10的厚度尺寸a4相对于距离L的比例较大，并且使调整板30的厚度尺寸b4相对于距离L的比例较小的方式来设定。由此，能够在距离L较长部位的开关操作部15、12L、12R和距离L较短部位的开关操作部11、13、14，将静电电容C调整为相同，进而能够调整成操作灵敏度相同。

总之，将触摸板10和调整板30的板厚尺寸设定成根据开关操作部11～17(触摸板10上的部位)而不同的尺寸，由此调整每个开关操作部11～17的静电电容，进而调整操作灵敏度。可以按每个开关操作部11～17来将操作灵敏度调整成不同，也可以调整成相同。

这里，将触摸板10上的开关操作部11～17以外的部位且与布线20a～20h对置的部位称为布线对置部10ab、10cd、10ef、10gh、10g、10h。而且，按照布线对置部10ab～10h中的静电电容C比开关操作部11～17中的静电电容C大的方式，来设定触摸板10的板厚尺寸a1～a4和调整板30的板厚尺寸b1～b4。具体而言，调整板30的板厚尺寸b1～b4中在布线对置部10g、10h的尺寸b1、b3被设定成比在与该布线对置部10g、10h相邻的开关操作部14、15的尺寸b2、b4大。

综上所述，根据本实施方式，通过调整调整板30和触摸板10的板厚尺寸，能够使触摸板10的表面侧的形状(即设计面形状)为所希望的形状，并且还能够按每个开关操作部11～17来调整静电电容从而调整成所希望的操作灵敏度。因此，在实施触摸板10的设计面形状的设计或者操作灵敏度的设计时，能够提高他们的设计自由度。

并且，根据本实施方式，也能够发挥以下的(a)(b)所涉及的效果。

(a)这里，若将指尖置于布线对置部10g、10h，则有可能从电极24～25输出的检测信号发生变化，而被误判定为有接触操作。因此本发明人他们如图7所示，研究了在布线对置部10g、10h的背面侧在触摸板10与粘合材料40之间设置空气层CL。根据此，能够抑制在将指尖置于布线对置部10g、10h时产生的静电电容变化，从而防止上述误判定。但是，根据该结构，触摸板10与薄膜传感器20之间的粘合面积小了空气层CL对应的量，导致粘合力下降。

在鉴于该点的本实施方式中，按照使布线对置部10ab～10h中的静电电容C变得比开关操作部11～17中的静电电容C大的方式，来设定触摸板10的板厚尺寸a1～a4以及调整板30的板厚尺寸b1～b4。因此，即使不设置空气层CL或者使空气层CL的面积较小，也能够实现抑制在将指尖置于布线对置部10g、10h时产生的静电电容变化。因此，能够充分地确保薄膜传感器20相对于触摸板10和调整板30的粘合力，并且能够防止上述误判定。

(b)具备根据电极的电位是否为阈值以上来判定有无开关操作部11～17的操作的微机60(判定单元)，按每一个开关操作部11～17来设定调整板30的板厚尺寸，以使相对于多个电极21～27各自的接触操作有无的判定阈值为相同的值。

这里，如果调整上述判定阈值则能够调整操作灵敏度。但是，需要进行按每个开关操作部11～17来调整判定阈值以使成为所希望的操作灵敏度的作业，该作业繁杂。在鉴于该点的本实施方式中，调整调整板30的板厚尺寸来使与开关操作部11～17各自相关的判定阈值为相同的值，所以能够不需要上述作业。

(第2实施方式)

在上述第1实施方式中，在同一开关操作部14的范围内，触摸板10的板厚尺寸a2以及调整板30的板厚尺寸b2被均匀地设定。相对于此，在图5所示的本实施方式中，按照位于开关操作部14的端部分14b的部位的静电电容比位于同一开关操作部14的中央部分14a的部位的静电电容小的方式，来设定触摸板10的板厚尺寸a5、a6以及调整板30的板厚尺寸b5、b6。

具体而言，将与端部分14b相对应的触摸板10的板厚尺寸a6设定得比与中央部分14a相对应的触摸板10的板厚尺寸a5大，并且将与端部分14b相对应的调整板30的板厚尺寸b6设定得比与中央部分14a相对应的调整板30的板厚尺寸b5更小。由此，端部分14b的操作灵敏度与中央部分14a的操作灵敏度相比变高。

这里，在操作者将指尖置于端部分14b的情况下，存在难于检测该操作的情况。尤其是，在位于图5中左侧的开关操作部14中，因触摸板10的表面呈凹状，所以有可能端部分14b变得难于被检测到。

鉴于该点，在本实施方式中，提高端部分14b的操作灵敏度，所以能够容易地消除上述担忧。即，开关操作部14的端部分14b的灵敏度变高，所以即使在将手指置于端部分14b的情况下，也能够提高检测为有接触操作的准确性。

(第3实施方式)

在图6所示的本实施方式中，使用LED、灯泡等光源74、75来对开关操作部14、15进行透过照明。光源74、75被安装于配置在薄膜传感器20背侧的基板70，在电极24、25采用具有透光性的电极。另外，在薄膜F1、F2、F3、40、粘合材料40以及两板10、30，也采用具有透光性的材质。由此，从光源74、75射出的光透过薄膜传感器20、粘合材料40以及两板10、30，从而开关操作部14、15被透过照明(参照箭头L1、L2)。

此外，为了使触摸板10中开关操作部14、15以外的部分(非透过照明部)不透过照明，在调整板30的背面中与非透过照明部相对应的部分，涂敷遮光涂料。

并且，在包括布线对置部10ab、10cd、10ef、10gh、10g、10h的非透过照明部中，为了提高遮光性，对调整板30使用与触摸板10相比透过性低的材质。

即，为了防止开关操作部11～17的误检测，在非透过照明部调整板30的板厚尺寸被设定得较大。因此，在非透过照明部，与开关操作部11～17相比，透过性变低。因此，能够提高在非透过照明部的遮光性。这样，根据本实施方式，提高调整触摸板10以及调整板30的板厚尺寸，能够调整透过性，进而能够调整触摸板10的视觉效果。

(第4实施方式)

在本实施方式中，多个开关操作部11～17、18、19(参照图1中的点划线)之中，设定两板10、30的板厚尺寸，以使越是操作面积小的开关操作部，位于该开关操作部的部位的静电电容越小。具体而言，与开关操作部16相比，开关操作部18、19中的静电电容被设定得较小。

由此，操作面积小的开关操作部18、19的操作灵敏度与操作面积大的开关操作部17的操作灵敏度相比变高。因此，在操作者将指尖置于操作面积小的开关操作部18、19的情况下，能够降低该操作未被检测出的可能性。

(其他实施方式)

本公开并不限定于上述实施方式的记载内容，也可以如以下那样进行变更来实施。另外，也可以分别任意地组合各实施方式的特征结构。

·在上述各实施方式中，按照触摸板10的介电常数比调整板30的介电常数高的方式来选定材质，但是与此相反，也可以按照调整板30的介电常数比触摸板10的介电常数高的方式来选定材质。

·在上述各实施方式中，将开关操作部11～17的操作有无判定所使用的阈值设定为相对于所有的电极21～27共同的值，但是也可以设定成按每个开关操作部11～17而不同的值。

·在上述各实施方式中，调整板30的背面构成为平坦形状、没有阶梯差的形状。换言之，基于粘合材料40的薄膜传感器20与调整板30的粘合面平坦。相对于此，调整板30的背面也可以是具有阶梯差的形状，是在上述粘合面产生阶梯差的结构。

·在上述各实施方式中，抛弃了在调整板30的背面侧形成空气层的情况。相对于此，尤其在欲使静电电容较大的位置，如图2中的点划线CL所示，也可以在调整板30的背面侧的一部分形成空气层。

·在上述各实施方式中，假设由用户的指尖接触操作开关操作部11～17，但也可以是通过触控笔等操作体来接触操作开关操作部11～17的触摸式开关装置。

本公开遵照实施例进行了记述，但是应理解本公开并不限定于该实施例、结构。本公开也包括各种各样的变形例、均等范围内的变形。除此之外，各种各样的组合、方式，并且在其中仅包括一个要素或更多或更少的其他组合、方式也包含于本公开的范畴、思想范围。

Claims (5)

1.一种触摸式开关装置，具有：

触摸板(10)，其在表面具有被接触操作的多个开关操作部(11～17)；

薄膜传感器(20)，其被配置在所述触摸板中与所述开关操作部相反的背面侧，并且具有与所述多个开关操作部分别对置配置电极(21～27)；以及

调整板(30)，其在所述触摸板与所述薄膜传感器之间，由介电常数与所述触摸板的介电常数不同的材质形成，

对所述开关操作部的所述接触操作基于所述电极的电位变化而被检测得到，

在与所述多个开关操作部分别对应的位置，所述调整板具有不同的板厚。

2.根据权利要求1所述的触摸式开关装置，其中，

所述薄膜传感器具有与所述电极连接的布线，

按照由所述触摸板和所述调整板形成的静电电容中与所述布线对置的位置的静电电容比与所述电极对置的位置的静电电容大的方式，来设定所述调整板的板厚尺寸。

3.根据权利要求1或者2所述的触摸式开关装置，其中，

还具备判定单元(60)，所述判定单元检测所述电极的电位是否在阈值以上，来判定有无所述开关操作部的操作，

按照相对于多个所述电极各自的所述阈值为相同值的方式，对每个开关操作部设定所述调整板的板厚尺寸。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的触摸式开关装置，其中，

按照由所述触摸板和所述调整板形成的静电电容中与所述开关操作部的端部部分对置的位置的静电电容比与所述开关操作部的中央部分对置的位置的所述静电电容小的方式，来设定所述调整板的板厚尺寸。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的触摸式开关装置，其中，

按照越是操作面积小的开关操作部，由所述触摸板和所述调整板形成的静电电容越小的方式，来设定所述调整板的板厚尺寸。