JP2004112074A

JP2004112074A - タッチパネルとそれを用いた電磁調理器

Info

Publication number: JP2004112074A
Application number: JP2002268555A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Ito; 伊藤　眞一
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-09-13
Filing date: 2002-09-13
Publication date: 2004-04-08
Anticipated expiration: 2022-09-13
Also published as: JP3894078B2

Abstract

【課題】複数のタッチキーの各々に接触子を用いていたが、タッチキーの数よりも少ない接触子で構成することを目的とする。
【解決手段】所定の周波数の電圧を出力する発振部と、電気絶縁物よりなるパネル部と、複数のタッチキーを構成する前記パネル部の両面に設けた複数の電極部と、前記パネル部の片面に設けた複数の電極部を短絡し、この短絡した複数の電極部の一つの電極部又は短絡部のどこかに接触または接続し、前記発振部の出力電圧を前記電極部に供給するとともに、前記電極部の出力電圧を取り出す接触子または接続子と、この接触子または接続子の出力信号よりタッチしたタッチキーを複数のタッチキーの中から確定するとともにタッチしたことを検知する検知部より構成する。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種の機器、特に電磁調理器等のフラットパネルを有する機器のフラットパネルを構成するプレート部に設けたタッチキーに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のタッチパネルは、例えば図１３、図１４に示すものが提案されている。図１３は従来例のブロック図である。４はガラス等で構成したフラットパネル部で、この両面に電極部２４ａ、２４ｂ、２５ａ、２５ｂ、２６ａ、２６ｂを設けて、２４ａ、２４ｂで構成するコンデンサＣ４でタッチキーＳＷ１を、２５ａ、２５ｂで構成するコンデンサＣ５でタッチキーＳＷ２を、２６ａ、２６ｂで構成するコンデンサＣ６でタッチキーＳＷ３を構成している。２３は発振部で、この発振部２３の出力電圧をコンデンサＣ７、Ｃ８、Ｃ９を介して、電極部２４ｂ、２５ｂ、２６ｂに印加する。
【０００３】
また、検知部１（２７）、検知部２（２８）、検知部３（２９）はそれぞれタッチキーＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３を構成する電極部２４ｂ、２５ｂ、２６ｂに接続され、コンデンサＣ７とＣ４、コンデンサＣ８とＣ５、コンデンサＣ９とＣ６の分圧電圧を入力し、この電圧の大きさを検知するよう構成している。
【０００４】
さらに、検知部１（２７）、検知部２（２８）、検知部３（２９）の出力は制御部３０に入力し、制御部３０はタッチキーＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３のうちタッチしたキーに応じて他の機器を制御する信号を出力する。
【０００５】
以上の構成で、例えば電極部２５ａを指９でタッチしたとき、電極部２５ａは指９、人体を経て接地される。従って発振部の出力電圧はコンデンサＣ５でバイパスされ、電極部２５ａをタッチしたと認識するものである。図１４は従来例のタッチパネル部の断面図である。３４は発振部２３や検知部１（２７）、検知部２（２８）、検知部３（２９）、制御部３０等を搭載したプリント基板部である。また３１、３２、３３は接触子で電極部２４ｂ、２５ｂ、２６ｂに接触し、他の一端はプリント基板部３４に取り付けられ、発振部２３の出力電圧を電極部２４ｂ、２５ｂ、２６ｂに送り、電極部２４ａ、２５ａ、２６ａにタッチしたときの信号を検知部１（２７）、検知部２（２８）、検知部３（２９）に入力している。
【０００６】
【特許文献１】
特開昭５３−４６６７０号公報
【特許文献２】
特開昭６１−２９２８３２号公報
【特許文献３】
特開平１０−６４３８６号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらこのような構成のものでは、タッチキーの数だけ接触子が必要となり、構成が複雑で回路部も大きくなりコストも高くなるという課題があった。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するために、複数のタッチキーを構成する複数の電極部を短絡し、短絡部に接触子を接触させることで、接触子の数を減らすことができるものである。そのための手段として、タッチキーそれぞれの電極の大きさを変える、または大きさは同じでもパネル部を挟んで対向する電極の重なる面積を変える、あるいは電極の形状を変えることで、タッチキーそれぞれ異なった値の静電容量を持たせ、共通の接触子でどのタッチキーをタッチしたか判別できるようにするものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の発明は、所定の周波数の電圧を出力する発振部と、電気絶縁物よりなるパネル部と、複数のタッチキーを構成する前記パネル部の両面に設けた複数の電極部と、前記パネル部の片面に設けた複数の電極部を電気的に接続し、この接続部に前記発振部の出力電圧を供給するように接続し、前記接続部の出力電圧を取り出しこの出力信号より複数のタッチキーの中からタッチしたタッチキーを確定するとともにタッチしたことを検知する検知部よりなる構成としたから、接触子または接続子の数を減らし、接触部または接続部の数も減らすことができ信頼性の高いタッチパネルを構成することができるものである。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、接続部の出力信号を、タッチキーの種類による電圧レベルの違いを検知して、タッチしたタッチキーを確定する検知部より構成したから、共通の接触子または接続子で複数のタッチキーの信号を送ることができるものである。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、接続部の出力信号を、タッチキーの種類による周波数の違いとして検知して、タッチしたタッチキーを確定する検知部より構成したから、共通の接触子または接続子で複数のタッチキーの信号を送ることができるものである。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、接続部の出力信号を、タッチキーの種類によりコンデンサの充放電時定数の違いとして検知して、タッチしたタッチキーを確定する検知部より構成したから、共通の接触子または接続子で複数のタッチキーの信号を送ることができるものである。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、タッチキーの種類によってタッチキーの静電容量値が異なるよう構成したから、タッチキーの種類により出力電圧の大きさ、周波数、時定数等を異ならせることができ、共通の接触子または接続子で複数のタッチキーの信号を送ることができるものである。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、パネル部の表裏の両側、または少なくとも一方の側の電極部の面積を変えて、パネル部を挟んで対向する電極部とで構成したコンデンサの静電容量値を変え、タッチキーの種類によってタッチキーそれぞれの静電容量値を異ならせることができるものである。
【００１５】
請求項７に記載の発明は、パネル部の一方の側に設けた電極部と、他方の側に設けた電極部を対向する位置からずらせて設けることにより、タッチキーそれぞれの静電容量値を異ならせることができるものである。
【００１６】
請求項８に記載の発明は、電極部の形状を変えることにより、タッチキーそれぞれの静電容量値を異ならせることができるものである。
【００１７】
請求項９に記載の発明は、パネル部の片面に設けた複数の電極部を、導電性物質を前記パネル部に印刷したパターンにより短絡したから、配線が動いて静電容量が変化することなく、配線スペースも小さくてすみ安定に動作するタッチパネルを供給できるものである。
【００１８】
請求項１０に記載の発明は、　請求項１〜９のいづれか１項に記載のタッチパネルを電磁調理器に用いたから、フラットパネル上で容易に温度設定、電源入り、切り等ができ、使いやすい電磁調理器を提供することができるものである。
【００１９】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。なお、従来例と同じものは同じ記号を用いて説明を省略する。
【００２０】
（実施例１）
本実施例について図１、図２を用いて説明する。図１は本発明のタッチパネルの第１の実施例のブロック図である。４はガラス、プラスチック等のパネル部で、パネル部４の両面に電極部１ａ、１ｂ、２ａ、２ｂ、３ａ、３ｂの電極を設け、１ａ、１ｂでコンデンサＣ１を構成し、２ａ、２ｂでコンデンサＣ２を、３ａ、３ｂでコンデンサＣ３を構成している。コンデンサＣ１、Ｃ２、Ｃ３はタッチキーＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３を構成している。
【００２１】
また、電極部１ａ、１ｂと２ａ、２ｂと３ａ、３ｂそれぞれの電極部の大きさを変え、コンデンサＣ１、Ｃ２、Ｃ３の静電容量値を変えている。５は発振部で、発振部５より出力された交流電圧はコンデンサＣ０を経て、前記タッチキーを構成する片側電極１ｂ、２ｂ、３ｂに印加される。
【００２２】
また、このコンデンサＣ０の出力電圧は検知部７に入力され、検知部７は入力される交流電圧を直流電圧に変換し、この直流電圧のレベルを検知し、タッチキーＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３のうちのどのタッチキーにタッチしたか判定し、その出力を制御部８に出力する。制御部８はタッチキーＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３のそれぞれのタッチしたキーに応じた制御すべき機器（例えばヒータの温度制御レベルあるいはオン、オフ）に出力し、制御する。以上の構成で、図２とともにこの動作を説明する。図２の電圧波形は、検知部７での検知レベルをを示すものである。図２の（Ａ）図では大きな静電容量を持つタッチキーＳＷ１の電極１ａを指９でタッチした場合の検知レベルである。ＳＷ１を構成するコンデンサＣ１の静電容量値は大きくＣ１＞Ｃ０のため、１ａをタッチしたときコンデンサＣ０とＣ１との分圧電圧は小さくなり、検知電圧Ｖ２は小さく、タッチしてないときの検知電圧をＶ１とすれば、Ｖ１−Ｖ２＝ΔＶ１とするとΔＶ１は大きくなる。
【００２３】
さらに（Ｂ）図ではタッチしたタッチキーＳＷ２を構成するコンデンサＣ２の静電容量値は中程度であり、従ってタッチしたときの電圧Ｖ３は中程度、（Ｃ）図ではタッチしたタッチキーＳＷ３を構成するコンデンサＣ３の静電容量値は小さいため、タッチしたときの電圧Ｖ４は高くなる。Ｖ１−Ｖ３＝ΔＶ２、Ｖ１−Ｖ３＝ΔＶ４とするとΔＶ１＞ΔＶ２＞ΔＶ３となる。従って、このタッチしてないときと、タッチしたときとの電圧差を検知することにより、どのタッチキーをタッチしたか判別できるものである。
【００２４】
また、図（Ｄ）にはタッチキーＳＷ１とＳＷ２を構成する電極１ａと２ａを同時にタッチした場合を示す。このときはＣ１とＣ２が並列接続されたことになり、静電容量値は大きくなり、タッチしないときの電圧Ｖ１とタッチしたときの電圧Ｖ５との差Ｖ１−Ｖ５＝ΔＶ４は前述のΔＶ１より大きくなり、同時タッチも検知できるものである。ここでは、タッチしてないときとタッチしたときの電圧差を検知すると述べたが、タッチしたときの電圧の絶対値を検知してもよい。
【００２５】
（実施例２）
本発明の第２の実施例を図３に示す。
【００２６】
図３は静電容量の異なるタッチキーＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３を発振部１０の発振周波数を決定する要素として用いた第２の実施例を示す。この場合、静電容量値が大きなタッチキーＳＷ１にタッチすると発振周波数は低く、静電容量値が小さなタッチキーＳＷ３にタッチすると発振周波数は高くなるよう構成し、どのタッチキーにタッチしたか判別できるものである。このタッチキーによって、周波数の異なる電圧を検知部１１へ入力し、検知部１１で周波数の違いによりどのタッチキーにタッチしたか判別し、その判別出力を制御部１２へ入力し、制御部１２はタッチキーＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３に応じた制御信号を出力するものである。
【００２７】
図４にタッチキーＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３にタッチしたときの検知部１１への入力波形を示す。（Ａ）は静電容量が小さなＳＷ３にタッチしたときで、発振周波数をｆ０、（Ｂ）は静電容量が中程度のＳＷ２にタッチしたときで、発振周波数をｆ１、（Ｂ）は静電容量が大きなＳＷ１にタッチしたときで、発振周波数をｆ２とする。また、（Ｄ）はＳＷ１とＳＷ２の同時タッチで、発振周波数をｆ３とすると、ｆ０＞ｆ１＞ｆ２＞ｆ３となる。したがって、前述したようにこの周波数の違いにより、どのタッチキーにタッチしたか判別するものである。
【００２８】
（実施例３）
図５に第３の実施例を示す。
【００２９】
この場合、タッチキーＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３を構成する異なった静電容量を持つコンデンサＣ１、Ｃ２、Ｃ３でコンデンサの充電または放電時定数を変えるものである。図６にコンデンサの放電時定数の図を示す。（Ａ）は大きな静電容量値を持つＳＷ１をタッチしたとき、（Ｂ）は中程度の静電容量値を持つＳＷ２をタッチしたとき、（Ｃ）は小さな静電容量値を持つＳＷ３をタッチしたときで、タッチしてないとき、設定した所定電圧Ｖ６よりタッチしたときの所定電圧Ｖ７に達するまでの時間を（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の順にｔ１、ｔ２、ｔ３とすると、ｔ１＞ｔ２＞ｔ３となる。この時間差を検知部１４で検知して、制御部１５よりタッチキーＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３のタッチしたキーに応じた制御信号を出力するものである。
【００３０】
以上の実施例を説明した図面では、タッチキーＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３を構成する電極の大きさをパネル面の表と裏に設けた電極のともに大きさを変えた記載をしたが、図７に片面は同じ大きさで（１００ａ、１０１ａ、１０２ａ）、もう片面のみ大きさを変えて（１００ｂ、１０１ｂ、１０２ｂ）静電容量値を変えた図を示す。この図７の構成でも静電容量値Ｃ１００〜Ｃ１０２の大きさを変えることができる。これはパネル部の表面を同じ大きさの電極にして、デザインを良好な物にするものである。
【００３１】
（実施例４）
図８に本発明の第４の実施例を示す。
【００３２】
図８の（Ａ）は断面図で、パネル部４の表裏に設けた電極２０１ａ〜２０３ｂは大きさは同じで、互いに対向する位置からずらせた位置に電極を設けた実施例である。電極２０１ａと２０１ｂはパネル部４に対して互いに対向した位置にあり、この静電容量をＣ２０１とする。電極２０２ａと２０２ｂは少しずれた位置にあり、この静電容量をＣ２０２、電極２０３ａと２０３ｂはさらにずらせた位置にあり、この静電容量をＣ２０３とすると、Ｃ２０１＞Ｃ２０２＞Ｃ２０３となり、静電容量の異なるタッチキーを得ることができる。図８の（Ｂ）図はタッチパネル部の平面図で、実線で示した電極は表面電極、破線で示した電極は裏面電極である。また（Ｃ）図のように、（Ｂ）図で示した横方向のみにずらせるのではなく、縦、横方向にずらせてもよい。
【００３３】
（実施例５）
図９に本発明の第５の実施例を示す。
【００３４】
図９は電極部の平面図で、パネル部４の表に設けた電極部３０１ａ、３０２ａ、３０３ａの形状を示す。このように形状を変えて、静電容量を異ならせ、かつ形状を変えることによりデザイン的にも優れた物を得ることができる。
【００３５】
（実施例６）
図１０、図１１に第６の実施例を示す。
【００３６】
図１０は斜め上方より見た見取り図で、パネル部４の表面に電極部１００ａ、１０１ａ、１０２ａを設け、パネル部４の裏面に電極部１００ａ、１０１ａ、１０２ａに対向する位置に異なった大きさの電極部１００ｂ、１０１ｂ、１０２ｂを設けタッチキーを構成している。
【００３７】
また、裏面電極１００ｂ〜１０２ｂをパネル部４の裏面に印刷した導電性物質１６で短絡している。このように、導電性物質の印刷パターン１６で電極部１００ｂ、１０１ｂ、１０２ｂを短絡することで、省スペースで短絡線も固定でき安定した動作を得ることができるものである。１８は検知部７、制御部８等を構成する電子部品を搭載する基板である。基板１８に１本の接触子１７を設け、接触子１７は裏面電極１００ｂ〜１０２ｂのうちの１つの電極部１００ｂに接している。この断面図を図１１に示す。このように、本発明によれば、複数のタッチキーに対しても１本の接触子で構成できるものである。
【００３８】
（実施例７）
本発明のタッチパネルを電磁調理器に用いた例を図１２に示す。
【００３９】
１９はガラス等で構成したパネル部で、パネル部１９の下部に設けたコイル部（図示せず）に流す高周波電流により、鍋置き部２０、２１に置いた鍋に誘導電流を流し、加熱するものである。２２はタッチキーを構成する電極部で、２２ａは鍋置き部２０の設定温度を下げ、２２ｂは鍋置き部２０の電源入り切りで、２２ｃは鍋置き部２０の温度設定を上げるものである。同様に、２２ｄは鍋置き部２１の温度設定を下げ、２２ｅは電源を入り切り、２２ｆは温度設定を上げるものである。このように電磁調理器に本発明を用いれば、各タッチキー６個に対して、接触子が１本でよく、信頼性も高く、省スペースでコストも安くできるものである。
【００４０】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、タッチキーの信号を取り出す接触子の数は、タッチキーの数より少なくてよく、信頼性の高いかつ小型のタッチパネルを構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１におけるタッチパネルのブロック図
【図２】本発明の実施例２におけるタッチパネルの検知部の検知電圧波形図
【図３】本発明の実施例３におけるタッチパネルのブロック図
【図４】本発明の実施例３におけるタッチパネルの検知部の検知電圧波形図
【図５】本発明の実施例４におけるタッチパネルのブロック図
【図６】本発明の実施例４におけるタッチパネルの検知部の検知電圧波形図
【図７】本発明の実施例６におけるタッチパネルの断面を示す図
【図８】本発明の実施例７におけるタッチパネルの断面を示す図
【図９】本発明の実施例８におけるタッチパネルの平面図
【図１０】本発明の実施例９におけるタッチパネルの見取り図
【図１１】本発明の実施例９におけるタッチパネルの断面を示す図
【図１２】タッチパネルを電磁調理器に用いた例を示す図
【図１３】タッチパネルの従来例の断面を示す図
【図１４】同タッチパネルの裏面電極に接触子が接触している図
【符号の説明】
５、１０、１３　発振部
４、１９　パネル部
１ａ、１ｂ、２ａ、２ｂ、３ａ、３ｂ　電極部
２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、２２ｅ、２２ｆ　電極部
１７　接触子
７、１１、１４　検知部
１６　導電性物質をパネル部に印刷したパターン
３５　電磁調理器
１００ａ、１００ｂ、１０１ａ、１０１ｂ、１０２ａ、１０２ｂ　電極部
２０１ａ、２０１ｂ、２０２ａ、２０２ｂ、２０３ａ、２０３ｂ　電極部
３０１ａ、３０２ａ、３０３ａ　電極部

Claims

所定の周波数の電圧を出力する発振部と、電気絶縁物よりなるパネル部と、複数のタッチキーを構成する前記パネル部の両面に設けた複数の電極部と、前記パネル部の片面に設けた複数の電極部を電気的に接続し、この接続部に前記発振部の出力電圧を供給するように接続し、前記接続部の出力電圧を取り出しこの出力信号より複数のタッチキーの中からタッチしたタッチキーを確定するとともにタッチしたことを検知する検知部を備えるタッチパネル。
タッチキーの種類による電圧レベルの違いを検知して、タッチしたタッチキーを確定する検知部よりなる請求項１に記載のタッチパネル。
タッチキーの種類による周波数の違いを検知して、タッチしたタッチキーを確定する検知部よりなる請求項１に記載のタッチパネル。
タッチキーの種類によりコンデンサの充放電時定数を変え、この充放電時定数の違いを検知して、タッチしたタッチキーを確定する検知部よりなる請求項１に記載のタッチパネル。
タッチキーの種類により、タッチキーのそれぞれの静電容量値が異なるよう構成した請求項１〜４のいずれか１項に記載のタッチパネル。
パネル部の表裏の両側、または少なくとも一方の側の電極部の面積を変えて、パネル部を挟んで対向する電極部の静電容量値を変え、タッチキーのそれぞれの静電容量値が異なるよう構成した請求項５に記載のタッチパネル。
パネル部の一方の側に設けた電極部と、他方の側に設けた電極部を対向する位置からずらせて設けることにより、タッチキーの静電容量値を変えて、タッチキーのそれぞれの静電容量値が異なるよう構成した請求項５に記載のタッチパネル。
パネル部に設けた電極部の形状を変えることにより、タッチキーの静電容量値を変えて、タッチキーのそれぞれの静電容量値が異なるよう構成した請求項５に記載のタッチパネル。
パネル部の片面に設けた複数の電極部を、導電性物質を前記パネル部に印刷したパターンにより短絡した請求項１に記載のタッチパネル。
請求項１〜９のいづれか１項に記載のタッチパネルを用いた電磁調理器。