JP2007164282A

JP2007164282A - タッチ式検出スイッチ

Info

Publication number: JP2007164282A
Application number: JP2005356687A
Authority: JP
Inventors: Katsuhide Kumagai; 勝秀熊谷
Original assignee: Tokai Rika Co Ltd
Current assignee: Tokai Rika Co Ltd
Priority date: 2005-12-09
Filing date: 2005-12-09
Publication date: 2007-06-28

Abstract

【課題】簡素な構成で信頼性を更に高めたタッチ式検出スイッチを提供することを課題とする。
【解決手段】タッチ式検出スイッチ１０は、スイッチ用のノブ１４と、ノブ１４内に設けられタッチ部１２に向けて発光するＬＥＤ１６と、ノブ１４内に設けられた光センサ１８と、を備えている。ノブ１４には、オペレータの指Ｆが触れるタッチ部１２が形成されている。光センサ１８の配置位置は、ＬＥＤ１６から発光されてタッチ部１２を透過し、タッチ部１２に触れている指Ｆで反射されてタッチ部１２を透過した反射光を受光できる位置にされている。これにより、電磁ノイズの影響を受けることがなく、震動で誤作動することもない。また、構成が簡素な光方式のタッチ式検出スイッチとしている。
【選択図】図１

Description

本発明は、特に車輌に搭載するのに最適なタッチ式検出スイッチに関する。

オペレータが指で触れることによってスイッチ操作が行われるタッチ式検出スイッチが広く使用されている。このタッチ式検出スイッチには、静電容量検出方式と感圧検出方式との２つに大別される（例えば特許文献１又は２参照）。

静電容量検出方式では、電極構造が複雑で、耐ノイズ性が良くない。また、感圧検出方式では、震動で誤作動し易い。このため、特に自動車などの車輌に搭載するには不向きである。
特開２００５−９２３２６号公報特開２００５−１９４４８７号公報

本発明は、上記事実を考慮して、簡素な構成で信頼性を更に高めたタッチ式検出スイッチを提供することを課題とする。

請求項１に記載の発明は、オペレータの指が触れるタッチ部が形成されたスイッチ用のノブと、前記ノブ内に設けられ、前記タッチ部に向けて発光する発光部と、前記発光部から発光されて前記タッチ部を透過し、前記タッチ部に触れている指で反射されて前記タッチ部を透過した反射光を受光する受光部と、前記受光部からの信号に基づいて、前記タッチ部に指が触れたことを検出する検出部と、を備えたことを特徴とする。

ノブは、通常では樹脂からなる。そして、発光部から発せられる光の透過率が高くなるように、この光の波長域に応じて樹脂の材質を決定する。

請求項１に記載の発明では、このように、静電容量検出方式でも感圧検出方式でもないので、電磁ノイズの影響を受けることがなく、震動で誤作動することもない。また、構成が簡素な光方式のタッチ式検出スイッチとしている。従って、簡素な構成で信頼性を更に高めたタッチ式検出スイッチとすることができる。

請求項２に記載の発明は、前記発光部がパルス光を発することを特徴とする。

これにより、直射日光や照明光など、光量が変動しない外乱光がノブを透過して受光部に入っても、この外乱光の影響を除去することが容易である。

請求項３に記載の発明は、前記発光部としてＬＥＤが設けられていることを特徴とする。

これにより、発光部の構成を小型で軽量にすることができる。

請求項４に記載の発明は、前記タッチ部に指が触れているときと触れていないときとにおける前記受光部の受光量差又は受光量比の変動に基づいて、前記タッチ部に指が触れたことを前記検出部が検出することを特徴とする。

これにより、周囲の外乱光の影響を更に受けないようにできる。また、発光部の光源や受光部の耐久劣化の影響を著しく小さくすることができる。

本発明は上記構成としたので、以下の効果を奏することができる。

請求項１に記載の発明によれば、簡素な構成で信頼性を更に高めたタッチ式検出スイッチとすることができる。

請求項２に記載の発明によれば、直射日光や照明光など、光量が変動しない外乱光がノブを透過して受光部に入っても、この外乱光の影響を除去することが容易である。

請求項３に記載の発明によれば、発光部の構成を小型で軽量にすることができる。

請求項４に記載の発明によれば、周囲の外乱光の影響を更に受けないようにできる。また、発光部の光源や受光部の耐久劣化の影響を著しく小さくすることができる。

以下、実施形態を挙げ、本発明の実施の形態について説明する。なお、第２実施形態以下では、既に説明した構成要素と同様のものには同じ符号を付して、その説明を省略する。

［第１実施形態］
まず、第１実施形態について説明する。図１〜図３に示すように、本実施形態に係るタッチ式検出スイッチ１０は、オペレータの指Ｆが触れるタッチ部１２が形成されたスイッチ用のノブ１４と、ノブ１４内に設けられ、タッチ部１２に向けて発光するＬＥＤ１６と、ノブ１４内に設けられた光センサ（フォトセンサ）１８と、を備えている。更に、タッチ式検出スイッチ１０は、光センサ１８の受光変動により、タッチ部１２に指Ｆが触れたことを検出する検出部２０（図２参照）を備えている。

本実施形態では、ＬＥＤ１６としては、１０〜５００ｋＨｚのパルス光を発光するものが用いられている。また、検出感度を向上させるために、ＬＥＤ１６として、タッチ部１２のみを照らすような指向性を有するＬＥＤを用いる。

光センサ１８は、例えば、フォトダイオードやフォトトランジスタである。そして、ＬＥＤ１６から発光されてタッチ部１２を透過し、タッチ部１２に触れている指Ｆで反射されてタッチ部１２を再び透過した反射光を光センサ１８が受光できるように、光センサ１８の配置位置が設定されている。

ノブの材質は、通常では樹脂である。そして、ＬＥＤ１６から発せられる光の透過率が高くなるように、ＬＥＤ１６が発する光の波長域に応じて樹脂の種類を決定する。例えば、ＬＥＤ１６が近赤外光を発する場合、ノブ１４の樹脂を、近赤外光を透過する材質の樹脂とする。このような樹脂としては、例えば、ポリカーボネイトやアクリルなどの透明又は半透明の樹脂や、この透明の樹脂に赤外光を透過する染料を塗布して不透明としたものである。

ＬＥＤ１６が可視光あるいは紫外光を発する場合、ノブの樹脂を、可視光や紫外光を透過する材質の樹脂（例えば、ポリカーボネイトやアクリルなどの透明又は半透明の樹脂）とする。

図２に示すように、検出部２０は、ＨＰＦ（ハイパスフィルタ）２２、増幅回路２４、及び、ＡＭ検波回路２６を備えている。

本実施形態では、オペレータの指がタッチ部１２に触れていないときには、光センサ１８に受光される光は、ノブ１４の壁面で反射した反射光のみである。一方、オペレータの指がタッチ部１２に触れているときには、ＬＥＤ１６から出射した光は、一部がタッチ部１２を透過し、その一部がタッチ部１２に触れている指Ｆの表面で反射され、更にその一部がタッチ部１２を透過し、光センサ１８に受光される。すなわち、この光（反射光）が、ノブ１４の壁面で反射した反射光に更に加えて受光される。従って、オペレータの指Ｆがタッチ部１２に触れているときでは、触れていないときに比べ、図３に示すように、光センサ１８で受光された光の振幅が大きくなる。

本実施形態では、光センサ１８で受光された光の振幅の変化量を用い、タッチ部１２に指Ｆが触れたことを検出部２０が検出している。すなわち、光センサ１８で受光された光の強度を示す信号は、ＨＰＦ２２、増幅回路２４で信号処理される。そして、ＡＭ検波回路２６で振幅を電圧値に変換し、この電圧値が設定値を越えると、タッチ部１２に指Ｆが触れたと判断される。

以上説明したように、本実施形態に係るタッチ式検出スイッチ１０は、静電容量検出方式でも感圧検出方式でもないので、電磁ノイズの影響を受けることがなく、震動で誤作動することもない。また、構成が簡素な光方式のタッチ式検出スイッチ１０としている。従って、簡素な構成で信頼性を更に高めたタッチ式検出スイッチ１０とすることができる。

また、ＬＥＤ１６がパルス光を発し、光センサ１８からの信号はＨＰＦ２２を通過させているので、直射日光や照明光など、光量が変動しない外乱光が除去される。従って、ノブ１４を透過してＬＥＤ１６に受光された外乱光の影響を除去することが容易である。なお、この外乱光を除去できるように、本実施形態では、ダイナミックレンジが比較的大きい光センサ１８を用いる。

更に、ノブ１４内に発光部としてＬＥＤ１６が設けられているので、これにより、タッチ式検出スイッチ１０の構成を小型で軽量にすることができる。

また、タッチ部１２に指が触れているときと触れていないときとにおける光センサ１８の受光量差の変動に基づいて、タッチ部１２に指が触れたことを検出部２０が検出している。これにより、ＬＥＤ１６の発光量（発光強度）の変動を相殺することができ、ＬＥＤ１６や光センサ１８の耐久劣化の影響を著しく小さくした高耐久性のタッチ式検出スイッチ１０とすることができる。また、周囲の外乱光の影響を更に受けないようにできる。なお、受光量差でなく受光量比の変動に基づいて、タッチ部１２に指が触れたことを検出部２０が検出してもよい。これにより、ＬＥＤ１６や光センサ１８の耐久劣化の影響を更に小さくすることができる。

本実施形態では、ＬＥＤ１６が可視光を発する場合、ノブ１４が照光用の樹脂からなっていて、ＬＥＤ１６に照光用のＬＥＤとしての機能も兼ねさせてもよい。

また、ＬＥＤ１６で発光する光はパルス光でなくても良く、ＳＩＮ波、三角波など、一定の周波数で発振する光であれば、同様の効果を得ることができる。

［第２実施形態］
次に、第２実施形態について説明する。本実施形態に係るタッチ式検出スイッチは、可視光又は紫外光を発するＬＥＤを用いる。

図４に示すように、本実施形態に係るタッチ式検出スイッチを構成するノブ３４は、２色成形によって製造されており、ＬＥＤからの光が透過する光透過部３６と、光透過部３６を保持しているノブ本体３８と、で構成されている。光透過部３６は紫外光を透過する材質の樹脂からなり、ノブ本体３８は有色の樹脂からなっている。また、光透過部３６は、ＬＥＤからの光が照射されるノブ中央部３４Ｍを少なくとも構成する形状になっている。

［第３実施形態］
次に、第３実施形態について説明する。本実施形態に係るタッチ式検出スイッチは、第２実施形態と同様、可視光又は紫外光を発するＬＥＤを用いる。

図５に示すように、本実施形態に係るタッチ式検出スイッチを構成するノブ４４は、ベース部４６と、ベース部４６の外側表面に形成された塗膜部４８と、で構成されている。

ベース部４６は、ＬＥＤからの光を透過する材質の樹脂からなる。塗膜部４８は、ＬＥＤからの光を透過しない塗料が塗布されてなる膜からなる。そして、塗膜部４８は、ＬＥＤからの光が照射される少なくともノブ中央部４４Ｍには形成されていない形状にされており、ＬＥＤからの光がノブ中央部４４Ｍからノブ外側へ透過できるようになっている。

以上、実施形態を挙げて本発明の実施の形態を説明したが、これらの実施形態は一例であり、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。また、本発明の権利範囲がこれらの実施形態に限定されないことは言うまでもない。

第１実施形態に係るタッチ式検出スイッチの原理を示す模式的な側面断面図である。第１実施形態に係るタッチ式検出スイッチを構成する検出部を示すブロック図である。第１実施形態で、オペレータが指でタッチ式検出スイッチのタッチ部に触れたときと触れていないときとで、光センサの受光強度が異なることを示すチャート図である。第２実施形態に係るタッチ式検出スイッチを構成するノブの斜視図である。第３実施形態に係るタッチ式検出スイッチを構成するノブの斜視図である。

符号の説明

１０タッチ式検出スイッチ
１２タッチ部
１４ノブ
１６ＬＥＤ（発光部、ＬＥＤ）
１８光センサ（発光部）
２０検出部
３４ノブ
４４ノブ

Claims

オペレータの指が触れるタッチ部が形成されたスイッチ用のノブと、
前記ノブ内に設けられ、前記タッチ部に向けて発光する発光部と、
前記発光部から発光されて前記タッチ部を透過し、前記タッチ部に触れている指で反射されて前記タッチ部を透過した反射光を受光する受光部と、
前記受光部からの信号に基づいて、前記タッチ部に指が触れたことを検出する検出部と、
を備えたことを特徴とするタッチ式検出スイッチ。
前記発光部がパルス光を発することを特徴とする請求項１に記載のタッチ式検出スイッチ。
前記発光部としてＬＥＤが設けられていることを特徴とする請求項２に記載のタッチ式検出スイッチ。
前記タッチ部に指が触れているときと触れていないときとにおける前記受光部の受光量差又は受光量比の変動に基づいて、前記タッチ部に指が触れたことを前記検出部が検出することを特徴とする請求項２又は３に記載のタッチ式検出スイッチ。