JP2007122891A - Touch key and electric apparatus using it - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、タッチ操作時の識別感度を高め小型化を実現可能としたタッチキーとそれを用いた電気機器に関するものである。 The present invention relates to a touch key that increases identification sensitivity during a touch operation and can be downsized, and an electric device using the touch key.
従来、この種のタッチキーとしては、ガラスなどの電気絶縁物からなるパネル部の表裏両面に電極部を設け、これら表裏両面の電極部とパネル部でコンデンサを形成したものが知られている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, as this type of touch key, an electrode portion is provided on both front and back surfaces of a panel portion made of an electrical insulator such as glass, and a capacitor is formed by the electrode portion and the panel portion on both the front and back surfaces ( For example, see Patent Document 1).
これは、発振部より発生した高周波電圧をパネル部裏面の電極部に印加するとともに、パネル部表面の電極部を指でタッチしたときに高周波電圧を各電極部、パネル部、指を通じてバイパスさせ、パネル部裏面の電極部に現れる電圧が低下することを検知部で検知し、電極部のタッチを知るものである。
しかしながら、前記従来の構成では、人がどの電極部に触れたかを識別するために、電極部間にはある程度の間隔が必要であり、操作部の小型化が困難なものであった。 However, in the conventional configuration, in order to identify which electrode unit a person has touched, a certain amount of space is required between the electrode units, and it is difficult to reduce the size of the operation unit.
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、タッチ操作時の識別感度を高めることができ操作部の小型化を実現可能としたタッチキーとそれを用いた電気機器を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-described conventional problems, and an object thereof is to provide a touch key that can increase identification sensitivity during a touch operation and can realize downsizing of an operation unit, and an electric device using the touch key. And
前記従来の課題を解決するために、本発明のタッチキーとそれを用いた電気機器は、パネル部において、表面電極部の一つが設けられた部分と、他の表面電極部が設けられた部分とを異なる誘電率の電気絶縁物で構成したものである。 In order to solve the above-described conventional problems, the touch key of the present invention and the electric device using the same are provided in the panel portion where one of the surface electrode portions and the other surface electrode portion are provided. Are made of electrical insulators having different dielectric constants.
これによって、隣接する表面電極部と裏面電極部とがそれぞれ形成する静電容量を変えることができるので、人がどの表面電極部に触れたかを識別する際の静電容量の差を大きくして、識別感度を高めることができ操作部の小型化が実現可能となる。 This makes it possible to change the capacitance formed by the adjacent front surface electrode portion and back surface electrode portion, thereby increasing the difference in capacitance when identifying which surface electrode portion a person touches. The identification sensitivity can be increased, and the operation unit can be downsized.
本発明のタッチキーとそれを用いた電気機器は、タッチ操作時の識別感度を高めることができ操作部の小型化を実現可能としたものである。 The touch key of the present invention and the electric device using the touch key can increase the identification sensitivity at the time of a touch operation and can realize downsizing of the operation unit.
第1の発明は、電気絶縁物で形成されたパネル部と、前記パネル部の表面に隣り合って設けた導電体で形成された少なくとも2つの表面電極部と、前記パネル部の裏面に前記表面電極部に対向して設けた導電体で形成された裏面電極部と、前記裏面電極部に出力端が接続され所定の周波数の出力電圧を前記出力端に出力する発振部と、前記裏面電極部に印加される出力電圧を検知し検知した電圧が低下したことにより、人が前記表面電極部にタッチしたと認識する検知部とを備え、前記パネル部は、前記表面電極部の一つが設けられた部分と、他の表面電極部が設けられた部分とを異なる誘電率の電気絶縁物で構成したタッチキーとすることにより、隣接する表面電極部と裏面電極部とがそれぞれ形成する静電容量を変えることができるので、人がどの表面電極部に触れたかを識別する際の静電容量の差を大きくして、識別感度を高めることができ操作部の小型化が実現可能となる。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a panel portion formed of an electrical insulator, at least two surface electrode portions formed of a conductor provided adjacent to the surface of the panel portion, and the surface on the back surface of the panel portion. A back electrode portion formed of a conductor provided facing the electrode portion; an oscillating portion having an output end connected to the back electrode portion and outputting an output voltage of a predetermined frequency to the output end; and the back electrode portion A detection unit that recognizes that a person has touched the surface electrode unit due to a decrease in the detected voltage detected by the output voltage applied to the panel, and the panel unit is provided with one of the surface electrode units. Capacitance formed by the adjacent front surface electrode portion and back surface electrode portion by using a touch key composed of an electrical insulator having a different dielectric constant as a part where the other surface electrode portion is provided. Can change By increasing the difference between the capacitance in identifying whether a person touches any surface electrode parts, reduction in size of the operation portion can be enhanced identification sensitivity can be realized.
第2の発明は、特に、第1の発明において、裏面電極部は、複数の表面電極部にまたがって対向するようにパネル部の裏面に設けたことにより、指でタッチする表面電極部の数が増えても、裏面電極部は一つであり発振部と検知部の数を増加させる必要がなくなり回路構成を簡素化し、低価格でかつ信頼性の高いものとすることができる。 According to a second invention, in particular, in the first invention, the back electrode portion is provided on the back surface of the panel portion so as to face the plurality of surface electrode portions, so that the number of the surface electrode portions touched with a finger is increased. Even if the number increases, the number of the back electrode portions is one, and it is not necessary to increase the number of oscillation portions and detection portions, so that the circuit configuration can be simplified, and the cost can be reduced and the reliability can be improved.
第3の発明は、特に、第1または第2の発明において、隣り合う表面電極部は、裏面電極部との間でそれぞれ形成する対向面積を互いに異なる大きさとしたことにより、パネル部の誘電率の差に加え、表面電極部と裏面電極部との間で形成する対向面積の差で、両電極部間で形成される静電容量にさらに大きな差を設けて、操作された表面電極部を識別することができ、操作部を簡単な構成とすることができ、低価格でかつ信頼性の高いものとすることができる。 According to a third aspect of the present invention, in particular, in the first or second aspect of the invention, the adjacent front surface electrode portions have different opposing areas formed between the back surface electrode portions, and thus the dielectric constant of the panel portion. In addition to the difference between the surface electrode part and the back electrode part, the difference in the opposing area formed between the two electrode parts provides a larger difference in the capacitance formed between the two electrode parts. Therefore, the operation unit can have a simple configuration, and can be inexpensive and highly reliable.
第4の発明は、特に、第1〜第3のいずれか1つの発明において、隣り合う表面電極部は、互いに同じ面積を有し、対向する裏面電極部との位置関係を相互に異ならせたことにより、両電極部間で形成される静電容量に差を設けて、操作された表面電極部を識別する構成であるので、操作部を簡単な構成とすることができ、低価格でかつ信頼性の高いものとすることができる。 In a fourth aspect of the invention, in particular, in any one of the first to third aspects of the invention, the adjacent front surface electrode portions have the same area as each other, and have different positional relationships with the opposite back surface electrode portions. Thus, since it is a configuration for identifying the operated surface electrode portion by providing a difference in the capacitance formed between the two electrode portions, the operation portion can be made simple, inexpensive and It can be highly reliable.
第5の発明は、特に、第1〜第4のいずれか1つの発明において、表面電極部の所定位置に、タッチマークとなる導電体を除去した穴を設けたことにより、人がタッチしないときには表面電極部の面積を小さくして操作感度を低くし、人がタッチするときにはこの穴の部分に触れることにより実質的な表面電極部の面積を大きくして操作感度を高めることができる。このため、人が触れるときと触れないときとの検知電圧の差を大きくして誤操作を防止することができる。 In the fifth invention, in particular, in any one of the first to fourth inventions, when a person does not touch by providing a hole in which a conductor serving as a touch mark is removed at a predetermined position of the surface electrode portion. The area of the surface electrode portion can be reduced to reduce the operation sensitivity. When a person touches, the area of the surface electrode portion can be substantially increased to increase the operation sensitivity by touching the hole portion. For this reason, it is possible to prevent erroneous operation by increasing the difference in detection voltage between when the person touches and when the person does not touch.
第6の発明は、特に、第5の発明において、穴の大きさを人が指でタッチすることのできる大きさより小さく設定したことにより、人が表面電極部に触れた際に穴を全てふさぐようにし、実質的な表面電極部の大きさを所定の電極面積にして操作感度を安定化させることができ、誤操作を防止することができる。 In the sixth aspect of the invention, in particular, in the fifth aspect of the invention, since the size of the hole is set smaller than the size that can be touched by a finger, all the holes are closed when the person touches the surface electrode portion. Thus, the operation sensitivity can be stabilized by setting the substantial size of the surface electrode portion to a predetermined electrode area, and erroneous operation can be prevented.
第7の発明は、特に、第5または第6の発明において、タッチマークとなる穴の位置を表面電極部毎に異ならせたことにより、人がタッチマークに触れた場合に隣り合う表面電極部がそれぞれ対向する裏面電極部とで形成する静電容量を、相互に異ならせることができる。これにより表面電極部が同一面積で同一の静電容量であっても、人が触れたときの静電容量が異なり、触れた表面電極部を識別可能とすることができる。 In the seventh invention, in particular, in the fifth or sixth invention, the surface electrode portions adjacent to each other when the person touches the touch mark by changing the position of the hole to be the touch mark for each surface electrode portion. Can be made different from each other. Thereby, even if the surface electrode portion has the same area and the same capacitance, the capacitance when touched by a person is different, and the touched surface electrode portion can be identified.
第8の発明は、特に、第1〜第7のいずれか1つの発明におけるタッチキーを機器のパネル操作部に形成した電気機器とすることにより、安全で使いやすい電磁調理器などの電気機器を提供することができる。 In the eighth aspect of the invention, in particular, an electric device such as an electromagnetic cooker that is safe and easy to use is provided by using the touch key in any one of the first to seventh aspects of the invention as an electric device formed on the panel operation unit of the device. Can be provided.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
(実施の形態1)
図1、図2は、本発明の実施の形態1におけるタッチキーを示すものである。
(Embodiment 1)
1 and 2 show a touch key according to Embodiment 1 of the present invention.
図に示すように、本実施の形態におけるタッチキーは、ガラス、プラスチックなどの電気絶縁物で形成されたパネル部1と、パネル部1の表面に隣り合って設けた導電体で形成された少なくとも2つの表面電極部2、3と、パネル部1の裏面に表面電極部2、3に対向して設けた導電体で形成された裏面電極部4と、裏面電極部4に出力端が接続され所定の周波数の出力電圧を出力端に出力する発振部6と、裏面電極部4に印加される出力電圧を検知し検知した電圧が低下したことにより、人が表面電極部2、3にタッチしたと認識する検知部7とを備えている。
As shown in the figure, the touch key in the present embodiment includes a
そして、パネル部1は、表面電極部2、3の一つが設けられた部分と、他の表面電極部2、3が設けられた部分とを異なる誘電率の電気絶縁物1aおよび1bで構成したものである。
And the
また、表面電極部2と表面電極部3の面積は同一であり、表面電極部2、裏面電極部4および電気絶縁物1aはコンデンサを構成し、同様に、表面電極部3、裏面電極部4および絶縁材料1bもコンデンサを構成している。また、裏面電極部4は、表面電極部2、3にまたがって対向するようにパネル部1の裏面に設けている。
Moreover, the area of the
以上のように構成されたタッチキーについて、以下その動作、作用を説明する。 The operation and action of the touch key configured as described above will be described below.
表面電極部2、3が、指5で触れられることにより、人を介して接地されることになり、表面電極部2、3と裏面電極部4により形成されたコンデンサの静電容量と人の容量成分に応じて、裏面電極部4に印加する発振部6の出力電圧が変化する。すなわち、静電容量が大きいと小さい場合よりも出力電圧の低下量が大きくなる。検知部7は、裏面電極部4において発振部6から出力された高周波電圧を検出することにより、表面電極部2、3のいずれがタッチされたかを、検知電圧の差から認識するものである。
When the front
上記のように、裏面電極部4は共通であり、表面電極部2と表面電極部3の面積は同一であるが、表面電極部2と裏面電極部4間に存在する電気絶縁物1aと、表面電極部3と裏面電極部4間に存在する電気絶縁物1bとの誘電率が異なるため、表面電極部2と裏面電極部4で形成されるコンデンサの静電容量Caと、表面電極部3と裏面電極部4で形成されるコンデンサの静電容量Cbとは異なる。したがって、表面電極部2に指5で触れた時の検知部7の検知電圧と、表面電極部3に指5で触れた時の検知部7の検知電圧とは異なるので、検知部7はどの表面電極部が指5により触れられたかを認識することができるものである。
As described above, the
なお、本実施の形態では、裏面電極部4を表面電極部2、3にまたがるようにして一体としたが、それぞれに対向するように分離してもよい。この場合には、回路構成は複雑になるが、電極部間に存在する誘電率を異ならせることによる静電容量の差を利用して隣接する表面電極部2、3の識別感度を高めることができるので、例えば、表面電極部2、3間の間隔を狭めても誤認識しにくくすることができるという作用がある。
In the present embodiment, the
以上のように、本実施の形態のタッチキーは、パネル部1は、表面電極部の一つが設けられた部分と、他の表面電極部が設けられた部分とを異なる誘電率の電気絶縁物1a、1bで構成したことにより、隣接する表面電極部2、3と裏面電極部4とがそれぞれ形成する静電容量を変えることができるので、人がどの表面電極部2、3に触れたかを識別する際の静電容量の差を大きくして、識別感度を高めることができる。したがって、隣接した表面電極部2、3間の離間距離を小さくしても相互に影響を及ぼしにくくすることができ、操作の誤検知をしにくくすることができるので、パネル部1の表面電極部2、3間の距離を小さくして小型化が実現可能となる。換言すれば、同一の領域に表面電極部2、3を設けるとするならば、表面電極部2、3の大型化が可能となり使い勝手の良いタッチキーを提供することができる。
As described above, in the touch key according to the present embodiment, the
また、裏面電極部4を、複数の表面電極部2、3にまたがって対向するようにパネル部1の裏面に設けることにより、指5でタッチする表面電極部の数が増えても、裏面電極部4は一つであり発振部6と検知部7の数を増加させる必要がなくなり、回路構成を簡素化し、低価格でかつ信頼性の高いものとすることができる。
Moreover, even if the number of front surface electrode parts touched with the
(実施の形態2)
図3、図4は、本発明の実施の形態2におけるタッチキーを示すものである。実施の形態1の構成と基本的には同一であり、同一要素については同一符号を付してその説明を省略する。
(Embodiment 2)
3 and 4 show a touch key according to
図3に示すものでは、表面電極部2の面積より表面電極部3の面積を小さくして裏面電極部4(一部破線で示す)と対向する面積を相互に変えている。静電容量は対向する電極部の面積で決定されるため、表面電極部3の方が表面電極部2より裏面電極部4と対向する面の面積が小さく、したがって静電容量が小さくなる。この対向面積の差による静電容量の違いが、表面電極部3と表面電極部2との識別を更に精度良く行うことを可能にしている。
In the example shown in FIG. 3, the area of the
また、図4に示すものでは、表面電極部2、3の面積が相互に同じであっても裏面電極部4(一部破線で示す)の表面電極部3に対向する部分の面積が、表面電極部2に対向する部分の面積よりも小さくなるようにすることにより、表面電極部3と裏面電極部4で形成されるコンデンサの静電容量は、表面電極部2と裏面電極部4で形成されるコンデンサの静電容量よりも小さくなる。したがって表面電極部2、3の面積を同一にしても、どの電極部に指5が触れたかの識別が可能となる。
In the case shown in FIG. 4, even if the
なお、本実施の形態においても、実施の形態1と同様、裏面電極部4を複数の表面電極部2、3にまたがって対向するようにパネル部1の裏面に設けていることにより、指5でタッチする表面電極部の数が増えても、裏面電極部4は一つであり発振部6と検知部7の数を増加させる必要がなくなり、回路構成を簡素化し、低価格でかつ信頼性の高いものとすることができる。
Also in the present embodiment, as in the first embodiment, the
(実施の形態3)
図5、図6は、本発明の実施の形態3におけるタッチキーを示すものである。実施の形態1の構成と基本的には同一であり、同一要素については同一符号を付してその説明を省略する。
(Embodiment 3)
5 and 6 show a touch key according to
図5に示すものでは、表面電極部2の所定位置(本実施の形態では中央)に、タッチマークとなる導電体を除去した穴2aを設け、人が操作をする場合には穴2aの部分を押す構成(例えば、使用者が自然にその部分をタッチするよう特定の色で印刷表示する)となっている。表面電極部2において、人が触れない場合には穴2aの部分だけ表面電極部2の面積を小さくして操作感度を低くし、人がタッチするときにはこの穴2aの上をタッチし、穴2aの部分に触れることにより実質的な表面電極部2の面積を大きくして操作感度を高める。これにより、人が触れるときと触れないときとの検知電圧の差を大きくして誤操作を防止する。なお、表面電極部3については図示せずに省略しているが、表面電極部2と同様な穴を設けた構成、あるいは穴なし構成のどちらでもよい。
In the case shown in FIG. 5, a hole 2a from which a conductor to be a touch mark is removed is provided at a predetermined position (in the center in the present embodiment) of the
また、図6に示すものでは、表面電極部2に穴2bを、表面電極部3に穴3bを設け、このタッチマークとなる穴2b、3bの位置は表面電極部2、3毎に異ならせたものである(本実施の形態では、穴2b、3bの位置を表面電極部2、3の中心に対して異なる方向にずらしている)。これにより、人がタッチマークに触れた場合に隣り合う表面電極部2、3がそれぞれ対向する裏面電極部4とで形成する静電容量を、相互に異ならせることができる。したがって、表面電極部2、3が同一面積で同一の静電容量であっても、人が触れたときの静電容量が異なり、触れた表面電極部2、3を識別可能とすることができる。なお、人がタッチしないとき、表面電極部2、3は穴2b、3bがあいた状態なので表面電極部2、3は所定の面積が得られないが、不注意で指が触れたり、家庭内の小動物がタッチしたりしても安全である。
Further, in the case shown in FIG. 6, the
また、図5、図6に示した穴2a、穴2b、3bの大きさを人が指でタッチすることのできる大きさより小さく設定すれば、人が表面電極部2、3に触れた際に穴を全てふさぐことができ、実質的な表面電極部2、3の大きさを所定の電極面積にして操作感度を安定化させることができ、誤操作を防止することができる。
Also, if the size of the
(実施の形態4)
図7は、本発明の実施の形態2における電気機器を示すものである。
(Embodiment 4)
FIG. 7 shows an electrical apparatus according to
本実施の形態における電気機器としては、例として電磁調理器13を示しており、これは、器体の上部にセラミック製の天板を構成するパネル部9が設けられ、パネル部9の上面に加熱コイル(図示せず)の位置を示す加熱コイル表示部8、14とともに、実施の形態1〜3のいずれかに示した構成を採用したタッチキー10、11、12を設けている。タッチキー10を設定温度の下降キー、タッチキー11を電源の入り/切りキー、タッチキー12を設定温度の上昇キーとしている。
As an electric device in the present embodiment, an
上記のような構成とすることにより、人は、上面からタッチキー10、11、12を操作することで、操作が極めて簡単になる。また、加熱コイル表示部8、14が広い範囲を占め、かつタッチキーはそれらに近接することができないので、タッチキーの配置スペースが限定されるが、実施の形態1〜3に示したタッチキーは、小型化しかつ誤動作を防止できるので、誤動作のない使いやすい電磁調理器とすることができるものである。
By adopting the above-described configuration, a person can operate the
以上のように、本発明にかかるタッチキーとそれを用いた電気機器は、タッチ操作時の識別感度を高めることができ操作部の小型化を実現可能としたものであるので、各種の機器、特に、電磁調理器などのフラットパネルを有する機器をはじめとして家庭内にとどまらず各種産業上の多くの分野などの用途にも適用できる。 As described above, the touch key and the electric device using the touch key according to the present invention can increase the identification sensitivity at the time of the touch operation and can reduce the size of the operation unit. In particular, the present invention can be applied not only to homes such as appliances having a flat panel such as an electromagnetic cooker but also to various industrial fields.
1 パネル部
1a、1b 電気絶縁物
2、3 表面電極部
2a、2b、3b 穴
4 裏面電極部
6 発振部
7 検知部
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JP2005309372A JP2007122891A (en) | 2005-10-25 | 2005-10-25 | Touch key and electric apparatus using it |
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