JP2008041484A - Switch device with touch detection function - Google Patents

Switch device with touch detection function Download PDF

Info

Publication number
JP2008041484A
JP2008041484A JP2006215682A JP2006215682A JP2008041484A JP 2008041484 A JP2008041484 A JP 2008041484A JP 2006215682 A JP2006215682 A JP 2006215682A JP 2006215682 A JP2006215682 A JP 2006215682A JP 2008041484 A JP2008041484 A JP 2008041484A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
touch detection
operation button
electrode
printed wiring
finger
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2006215682A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Seiya Murase
誠也 村瀬
Masayuki Kurihara
正幸 栗原
Katsuhide Kumagai
勝秀 熊谷
Kazuki Yamaguchi
一樹 山口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokai Rika Co Ltd
Original Assignee
Tokai Rika Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokai Rika Co Ltd filed Critical Tokai Rika Co Ltd
Priority to JP2006215682A priority Critical patent/JP2008041484A/en
Publication of JP2008041484A publication Critical patent/JP2008041484A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a touch detector capable of providing stable capacitance in touch of a finger to a touch detecting electrode, and of surely detecting a touch operation to an operation member. <P>SOLUTION: The thin-film-shaped touch detecting electrode 4 is formed on a surface of an operation button 3, a coupling electrode 5 is embedded in the operation button 3 to be faced and capacitively coupled to the touch detecting electrode 4, and a printed wiring board 6 having a wiring part 8 electrically connected to the coupling electrode 5 is arranged. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

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。   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.

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。   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。
そこで、このような問題に対処するため、発明者ら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。
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.
Therefore, in order to deal with such a problem, the inventors 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、発明者らは例えば図5に示す構成のもの(比較例)を考えた。図5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。操作部材を構成する操作ボタン101は合成樹脂により下面側が開口した逆U字状をなすように形成されていて、その操作面部101aの下面には、タッチ検出用電極102が設けられている。また、この操作ボタン101の周辺には、操作ボタン101の移動のための空間を挟んでボディ103が配置されている。   As a switch device with a touch detection function for realizing this, the inventors considered a configuration (comparative example) shown in FIG. 5, for example. FIG. 5 is a longitudinal sectional view of the switch device with a touch detection function. The operation button 101 constituting the operation member is formed of a synthetic resin so as to have an inverted U shape with an opening on the lower surface side, and a touch detection electrode 102 is provided on the lower surface of the operation surface portion 101a. A body 103 is arranged around the operation button 101 with a space for movement of the operation button 101 interposed therebetween.

操作ボタン101の下方には、プリント配線板104が配置されており、このプリント配線板104には、プリント配線がなされている。また、プリント配線板104の部品装着面(上面)の中央付近には、操作ボタン101の照明用のLED105が装着されている。
上記タッチ検出用電極102は、弾性変形可能なフレキシブルプリント配線板(以下、FPCと称す)106を介してプリント配線板104の図示しない配線部に電気的に接続されている。このFPC106は、プラスチックシート間に銅製の配線部(いずれも図示せず)を挟み込んだような構造となっていて、操作ボタン101の操作面部101aに配置される一端側の上面部をタッチ検出用電極102としている。
A printed wiring board 104 is disposed below the operation button 101, and printed wiring is provided on the printed wiring board 104. In addition, an LED 105 for illumination of the operation button 101 is mounted near the center of the component mounting surface (upper surface) of the printed wiring board 104.
The touch detection electrode 102 is electrically connected to a wiring portion (not shown) of the printed wiring board 104 via a flexible printed wiring board (hereinafter referred to as FPC) 106 that can be elastically deformed. The FPC 106 has a structure in which a copper wiring portion (not shown) is sandwiched between plastic sheets, and the upper surface portion on one end side disposed on the operation surface portion 101a of the operation button 101 is used for touch detection. The electrode 102 is used.

FPC106は、操作ボタン101の一方の側面部101bの内面、プリント配線板104の図5中左側の部品装着面及び下面に沿うように屈曲して配置され、操作ボタン101の内部に内ケース101cが圧入されることで固定されている。そして、FPC106の他端側は、プリント配線板104の下面に装着されたコネクタ107を介して配線部に接続され、コネクタ107の手前部分において、固定部材108によってプリント配線板104に固定されている。   The FPC 106 is arranged to bend along the inner surface of one side surface portion 101 b of the operation button 101, the component mounting surface on the left side of the printed wiring board 104 in FIG. 5 and the lower surface, and an inner case 101 c is disposed inside the operation button 101. It is fixed by press-fitting. The other end side of the FPC 106 is connected to the wiring portion via a connector 107 mounted on the lower surface of the printed wiring board 104, and is fixed to the printed wiring board 104 by a fixing member 108 at the front portion of the connector 107. .

プリント配線板104において、操作ボタン101の他方の側面部101dの下方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109が配設されている。この場合、操作ボタン101の側面部101bとプリント配線板104の部品装着面との間には、操作ボタン101の側面部101bの下方向への移動を許容する隙間が設定されている。
なお、図示した構成では、操作ボタン101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101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109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 wiring board 104, a switch 109 as a switch element is disposed at a position corresponding to the lower side of the other side surface portion 101d of the operation button 101. In this case, a gap is set between the side surface portion 101b of the operation button 101 and the component mounting surface of the printed wiring board 104 that allows the operation button 101 to move downward.
In the illustrated configuration, only one operation button 101 is provided, but actually, a plurality of units including the operation buttons 101 are provided corresponding to a plurality of selection units of the display device. Each switch 109 is connected to a control device (not shown) composed of, for example, a microcomputer.

上記構成において、使用者の手指が操作ボタン101の上面の操作面部101a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102とによってコンデンサが形成され、これがFPC106及びコネクタ107を介してプリント配線板104の配線部に接続され、プリント配線板104の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101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101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101が下方へ押圧操作され、この操作ボタン101の側面部101dによりスイッチ109が押圧操作されると、スイッチ109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109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 operation surface portion 101a on the upper surface of the operation button 101, the finger becomes the ground side and a capacitor is formed by the finger and the touch detection electrode 102, which connects the FPC 106 and the connector 107. And the signal level of the detection circuit of the printed wiring board 104 changes. The control device detects the contact of the finger with the operation button 101 based on the change in the signal level, and puts the selection unit corresponding to the operation button 101 in the display state on the screen of the display device (not shown). When the operation button 101 is pressed downward and the switch 109 is pressed by the side surface portion 101d of the operation button 101, the switch 109 operates to output a selection signal to be given to the control device. Sets the selection portion corresponding to the switch 109 to a fixed display state and determines the selection of the selection portion.

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、使用者が操作ボタン101に手指を接触させた場合,その接触状況(手指の大きさ、接触箇所、接触圧力など)に応じて操作ボタン101に対する接触面積が変わるので、手指とタッチ検出用電極102とで構成されるコンデンサの静電容量も変わるようになり、静電容量がばらつく不安定な状態になって、確実なタッチ検出を行なうことができなくなる虞がある。   However, in the switch device with a touch detection function having the above-described configuration, when the user touches the operation button 101 with a finger, the operation button 101 depends on the contact state (the size of the finger, the contact location, the contact pressure, etc.). Since the contact area with respect to the electrode changes, the capacitance of the capacitor composed of the fingers and the touch detection electrode 102 also changes, and the capacitance varies, and the touch detection is performed reliably. There is a risk that it will not be possible.

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、タッチ検出用電極に対する手指の接触時に安定した静電容量を得ることができて、操作部材へのタッチ操作を確実に検出することができる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 an object of the present invention is to reliably detect a touch operation on an operation member by obtaining a stable capacitance when a finger touches a touch detection electrode. Another object is to provide a switch device with a 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、操作部材と、この操作部材が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たタッチ検出用電極と、このタッチ検出用電極に対向して静電結合するように前記操作部材に設けられた結合用電極と、この結合用電極に電気的に接続された配線部を有するプリント配線板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 according to the present invention detects an operation member, a switch element that operates based on the operation of the operation member, and a finger touching the operation member. A touch detection electrode formed in a thin film on the surface of the operation member, a coupling electrode provided on the operation member so as to be electrostatically coupled to the touch detection electrode, and the coupling electrode And a printed wiring board having a wiring portion electrically connected to the wiring board.

本発明によれば、使用者の手指が操作部材に接触すると、タッチ検出用電極が手指を介してグランドに接続されて、そのタッチ検出用電極と結合用電極とにより安定した静電容量を有するコンデンサが構成され、プリント配線板の配線部側では、その安定した静電容量を検出することができ、操作部材へのタッチ操作を確実に検出することができる。   According to the present invention, when the user's finger contacts the operation member, the touch detection electrode is connected to the ground via the finger, and the touch detection electrode and the coupling electrode have a stable capacitance. A capacitor is configured, and the stable electrostatic capacity can be detected on the wiring portion side of the printed wiring board, and a touch operation on the operation member can be reliably detected.

以下、本発明の第1の実施例について図1乃至図3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放する矩形容器状に形成され、上部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。
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a switch device with a touch detection function. In FIG. 1, a button housing hole 2 is formed in a plastic body 1, and the button housing hole 2 has an upper portion made smaller than other parts, and a step 2a is formed between the two. Is formed. An operation button 3 as an operation member is stored in the button storage hole 2 of the body 1. The operation button 3 is formed of a light-transmitting plastic and is formed in a rectangular container shape whose lower surface is opened, and the upper part is made smaller than other parts, and a step part 3c is formed between the small part 3a and the large part 3b. Is formed.

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は、薄膜状が故に透光性を有するが、予めITO(インジウム+スズ酸化膜)を用いた透明導電膜として形成してもよい。そして、操作ボタン3の大形部3bには、金属例えば銅製の結合用電極5が埋設されている。この結合用電極5は、操作ボタン3のプラスチックによる成形時に同時に埋設されたもので、図2に示すように、大形部3bの三辺部に位置する略コ字状をなし、一辺部に大形部3bの下端より下方に突出する接続片5aが形成されている。この結合用電極5は、タッチ検出用電極4と所定の間隙を存して対向するようになっていて、後述するように、タッチ検出用電極4と静電結合してコンデンサC1(図3参照)を構成するようになっている。   On the entire surface except the lower surface of the operation button 3, a thin film-like touch detection electrode 4 is formed by sputtering or plating with a conductive material. In this case, the touch detection electrode 4 has translucency because of its thin film shape, but may be formed in advance as a transparent conductive film using ITO (indium + tin oxide film). In the large portion 3 b of the operation button 3, a coupling electrode 5 made of metal such as copper is embedded. The coupling electrode 5 is embedded at the same time as the operation button 3 is molded with plastic. As shown in FIG. 2, the coupling electrode 5 has a substantially U-shape located on the three sides of the large portion 3b. A connecting piece 5a protruding downward from the lower end of the large portion 3b is formed. The coupling electrode 5 is opposed to the touch detection electrode 4 with a predetermined gap. As will be described later, the coupling electrode 5 is electrostatically coupled to the touch detection electrode 4 and is connected to a capacitor C1 (see FIG. 3). ).

図1に示すように、操作ボタン3の下方には、プリント配線板6が配設されており、このプリント配線板6には、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の部品装着面には、配線部8が設けられており、この配線部8に可撓性を有する接続線9の一端部が半田付けにより接続され、この接続線9の他端部は前記9結合用電極5の接続片5aに半田付けにより接続されている。   As shown in FIG. 1, a printed wiring board 6 is disposed below the operation button 3, and printed wiring is provided on the printed wiring board 6. Further, an LED 7 for illumination of the operation button 3 is mounted near the center of the component mounting surface (upper surface) of the printed wiring board 6. Furthermore, a wiring part 8 is provided on the component mounting surface of the printed wiring board 6, and one end of a flexible connection line 9 is connected to the wiring part 8 by soldering. The other end is connected to the connection piece 5a of the 9 coupling electrode 5 by soldering.

図1に示すように、プリント配線板6には、透明ゴム例えばシリコンゴム製のカバー10が装着されており、これにより部品装着面が覆われている。このカバー10には、円錐状(杯を伏せた状態)の可撓部11が一体に形成されており、その上部の受圧部11a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、可撓部11の受圧部11aの下面に可動接点12a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12b、12bが設けられ、以て、スイッチ要素たるスイッチ12が構成されている。   As shown in FIG. 1, a cover 10 made of transparent rubber such as silicon rubber is attached to the printed wiring board 6, thereby covering the component mounting surface. This cover 10 is integrally formed with a flexible portion 11 having a conical shape (a state in which the cup is turned down), and a pressure receiving portion 11 a on the upper side thereof comes into contact with a pressing portion 3 d on the lower surface of the operation button 3 from below. It is designed to bias upward. Thereby, the operation button 3 is urged upward, the step portion 3 c abuts on the step portion 2 a of the body 1, and the upper portion of the small portion 3 a is held in a state of slightly protruding from the upper surface of the body 1. A movable contact 12a is provided on the lower surface of the pressure receiving portion 11a of the flexible portion 11, and fixed contacts 12b and 12b are provided on the component mounting surface of the printed wiring board 6 so as to face the movable contact 12a. 12 is configured.

なお、図示した構成では、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12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 illustrated configuration, only one operation button 3 is provided, but actually, a plurality of units including the operation buttons 3 are provided corresponding to a plurality of selection units of a display device (not illustrated). Each switch 12 is connected to a control device (not shown) composed of, for example, a microcomputer.

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3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 touch detection circuit 13 of the switch device with a touch detection function will be described with reference to FIG. The touch detection circuit 13 is a general capacitance detection circuit, and an oscillation unit 14 (one terminal is connected to the ground) that outputs a high-frequency signal, a load resistor 15, and detection and smoothing of the high-frequency signal. A detection unit 16 and an operational amplifier 17 are provided.

発振部14の出力端子(他方の端子)には、負荷抵抗15、配線部8及び接続線9を介して結合用電極5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 coupling electrode 5 is connected to the output terminal (the other terminal) of the oscillating unit 14 via the load resistor 15, the wiring unit 8, and the connection line 9. The detection unit 16 includes a diode and a capacitor, and a high frequency signal from the oscillation unit 14 is input via the load resistor 15. The output of the detection unit 16 is input to the control device as an amplified and offset signal Vout through the operational amplifier 17. The oscillation unit 14, the load resistor 15, the detection unit 16, and the operational amplifier 17 are configured as a packaged capacitance detection IC 18.

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C2が形成され、タッチ検出用電極4と結合用電極5とで平行板状の固定のコンデンサC1が形成されて、これらは直列接続された状態になる。この場合、コンデンサC1とC2の合成コンデンサC3の静電容量は、次のように表わすことができる。
Next, the operation of this embodiment will be described.
When the user's finger approaches the upper surface of the small portion 3 a of the operation button 3, the user's finger is connected to the ground. Therefore, a variable capacitor can be used between the user's finger and the touch detection electrode 4. C2 is formed, and the touch detection electrode 4 and the coupling electrode 5 form a parallel plate-shaped fixed capacitor C1, which are connected in series. In this case, the capacitance of the combined capacitor C3 of the capacitors C1 and C2 can be expressed as follows.

C3=(C1×C2)/(C1+C2)[F]
上記構成において、使用者の手指が操作ボタン3の上面即ちタッチ検出用電極4に接触すると、タッチ検出用電極4は、手指を介してグランドに接続されるようになり、コンデンサC2の静電容量は大きくなる。これに対して、平行平板のコンデンサC1の静電容量は、タッチ検出用電極4及び結合用電極5の大きさや電極間距離などを調整することで、コンデンサC2の静電容量よりも小さな一定の静電容量とすることができ、上記式より合成コンデンサC3の静電容量は、コンデンサC1と略同じとみなすことができる(C3≒C1)。
C3 = (C1 × C2) / (C1 + C2) [F]
In the above configuration, when the user's finger contacts the upper surface of the operation button 3, that is, the touch detection electrode 4, the touch detection electrode 4 is connected to the ground via the finger, and the capacitance of the capacitor C2 Will grow. On the other hand, the capacitance of the parallel plate capacitor C1 is constant smaller than the capacitance of the capacitor C2 by adjusting the size of the touch detection electrode 4 and the coupling electrode 5 and the distance between the electrodes. From the above equation, the capacitance of the composite capacitor C3 can be regarded as substantially the same as that of the capacitor C1 (C3≈C1).

これにより、プリント配線板6の配線部8は、接続線9、合成コンデンサC3(C3≒C1)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の抵抗値と合成コンデンサC3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。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, the wiring portion 8 of the printed wiring board 6 is connected to the ground via the connection line 9, the composite capacitor C3 (C3≈C1), and fingers. Therefore, the high-frequency signal output from the oscillating unit 14 is divided by the resistance value of the load resistor 15 and the impedance of the composite capacitor C3 and input to the detection unit 16. As a result, since the level of the high-frequency signal input to the detection unit 16 is smaller than in a state where the finger is not touching the touch detection electrode 4, the signal Vout output via the detection unit 16 and the operational amplifier 17 is reduced. The level is also reduced. The control device detects the touch of the finger on the operation button 3 based on the change in the level of the signal Vout, and puts the selection unit corresponding to the operation button 3 in a temporary display state on the screen of the display device (not shown).

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12が押圧操作されると、スイッチ12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 operation button 3 is pressed downward by the user and the switch 12 is pressed by the pressing portion 3d of the operation button 3, the switch 12 operates (turns on) and the on signal is used as a selection signal to the control device. The control device changes the selection unit corresponding to the operation button 3 to a fixed display state, and determines the selection of the selection unit.

以上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を形成し、操作ボタン3にそのタッチ検出用電極4と対向して静電結合する結合用電極5を埋設して、この結合用電極5をプリント配線板6の配線部8に電気的に接続するようにした。従って、使用者が手指で操作ボタン3の上面即ちタッチ検出用電極4に接触すると、タッチ検出用電極4が手指を介してグランドに接続されることにより、その手指とタッチ検出用電極4とでコンデンサC2が形成されるとともにタッチ検出用電極4と結合用電極5とでコンデンサC1が構成されるようになり、その合成コンデンサC3の静電容量はコンデンサC1のそれと略等しくなるものであり、このコンデンサC1は手指のタッチ検出用電極4に対する接触状況(手指の大きさ、接触箇所、接触圧力など)に関係なく安定した静電容量になるので、タッチ検出回路13は操作ボタン3への手指によるタッチ操作を確実に検出することができる。   As described above, according to the present embodiment, the thin-film touch detection electrode 4 is formed on the surface of the operation button 3, and the coupling electrode is electrostatically coupled to the operation button 3 so as to face the touch detection electrode 4. 5 is embedded so that the coupling electrode 5 is electrically connected to the wiring portion 8 of the printed wiring board 6. Therefore, when the user touches the upper surface of the operation button 3, that is, the touch detection electrode 4 with a finger, the touch detection electrode 4 is connected to the ground via the finger, so that the finger and the touch detection electrode 4 are connected. The capacitor C1 is formed by the touch detection electrode 4 and the coupling electrode 5 as the capacitor C2 is formed, and the capacitance of the combined capacitor C3 is substantially equal to that of the capacitor C1. Since the capacitor C1 has a stable capacitance regardless of the contact state of the finger with respect to the touch detection electrode 4 (the size of the finger, the contact location, the contact pressure, etc.), the touch detection circuit 13 is controlled by the finger to the operation button 3. A touch operation can be reliably detected.

更に、前述したように、タッチ検出用電極4に結合用電極5を静電結合させ、この結合用電極5をプリント配線板6の配線部8に接続線9により電気的に接続するようにしたので、薄膜状のタッチ検出用電極4に対する接続線の接続は不要であり、それだけ配線が容易になる。
そして、操作ボタン3及びタッチ検出用電極4に透光性をもたせるとともに、結合用電極5を上下両面が開放する略コ字状にしたので、LED7による照明効果を充分に得ることができる。
Further, as described above, the coupling electrode 5 is electrostatically coupled to the touch detection electrode 4, and the coupling electrode 5 is electrically connected to the wiring portion 8 of the printed wiring board 6 by the connection line 9. Therefore, connection of the connection line to the thin film-like touch detection electrode 4 is not necessary, and wiring is facilitated accordingly.
Since the operation button 3 and the touch detection electrode 4 have translucency, and the coupling electrode 5 has a substantially U shape in which the upper and lower surfaces are open, the illumination effect of the LED 7 can be sufficiently obtained.

図4は本発明の第2の実施例であり、上記実施例(特に図1)と同一部分には同一符号を付して示す。
操作部材たる操作ボタン19は、操作ボタン3と同様に、ボディ1のボタン収納孔部2に収納されている。操作ボタン19は、透光性を有するプラスチックで下面が開放する矩形容器状に形成され、上部は他の部位より小になされてこれらの小形部19aと大形部19bとの間に段部19cが形成されている。操作ボタン19の下面を除く表面には、操作ボタン3と同様に、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。そして、操作ボタン19の下面の押圧部19dは、カバー10の可撓部11の受圧部11aに上方から当接するようになっている。これにより、操作ボタン19は可撓部11により上方に付勢されて、その段部19cがボディ1の段部2aに当接し、小形部19a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。
FIG. 4 shows a second embodiment of the present invention, in which the same parts as those in the above-described embodiment (particularly FIG. 1) are denoted by the same reference numerals.
As with the operation button 3, the operation button 19 as an operation member is stored in the button storage hole 2 of the body 1. The operation button 19 is formed of a light-transmitting plastic and is formed in a rectangular container shape whose lower surface is opened, and the upper part is made smaller than other parts, and a step portion 19c is formed between the small portion 19a and the large portion 19b. Is formed. On the surface excluding the lower surface of the operation button 19, as in the case of the operation button 3, a thin-film touch detection electrode 4 is formed over the entire surface by sputtering or plating with a conductive material. The pressing portion 19 d on the lower surface of the operation button 19 comes into contact with the pressure receiving portion 11 a of the flexible portion 11 of the cover 10 from above. As a result, the operation button 19 is urged upward by the flexible portion 11, the step portion 19 c comes into contact with the step portion 2 a of the body 1, and the upper portion of the small portion 19 a slightly protrudes from the upper surface of the body 1. Retained.

その操作ボタン19の小形部19aの上部内面及び一側部内面並びに大形部19bの一側部内面には、結合用電極20が配置されており、これは、操作ボタン19に内ケース21を圧入することにより該操作ボタン19内に保持されている。この場合、結合用電極20は、タッチ検出用電極4の一部と所定の間隙を存して対向するようになっていて、タッチ検出用電極4と静電結合してコンデンサ(説明の便宜上図3中C1参照)を構成するようになっている。なお、結合用電極20の小形部19a内に位置する電極部20aには、透光用の透孔20bが形成され、内ケース21の上部にも、透孔20bと対向して透孔21aが形成されている。   A coupling electrode 20 is arranged on the inner surface of the upper portion and one side portion of the small portion 19a of the operation button 19 and the inner surface of one side portion of the large portion 19b. The operation button 19 is held by press-fitting. In this case, the coupling electrode 20 faces a part of the touch detection electrode 4 with a predetermined gap, and is electrostatically coupled to the touch detection electrode 4 to provide a capacitor (for convenience of explanation). 3 (see C1). The electrode portion 20a located in the small portion 19a of the coupling electrode 20 is formed with a light transmitting through hole 20b. The upper portion of the inner case 21 has a through hole 21a facing the through hole 20b. Is formed.

上記結合用電極20は、弾性変形可能なフレキシブルプリント配線板(以下、FPCと称す)22を介してプリント配線板6の配線部8に後述するように電気的に接続されている。このFPC22は、プラスチックシート間に銅製の配線部(いずれも図示せず)を挟み込んだような構造となっていて、操作ボタン19内に位置する一端部側を結合用電極20としている。そして、FPC22の他端部側は、プリント配線板6の下面に装着されたコネクタ23を介して配線部8に接続され、コネクタ23の手前部分において、固定部材24によってプリント配線板6に固定されている。
しかして、この第2の実施例では、結合用電極20が前記実施例の結合用電極5の作用をなすものであり、従って、この第2の実施例によっても前記第1の実施例と同様の作用効果を得ることができる。
The coupling electrode 20 is electrically connected to the wiring portion 8 of the printed wiring board 6 through an elastically deformable flexible printed wiring board (hereinafter referred to as FPC) 22 as described later. The FPC 22 has a structure in which a copper wiring portion (not shown) is sandwiched between plastic sheets, and one end portion located in the operation button 19 is used as a coupling electrode 20. The other end portion side of the FPC 22 is connected to the wiring portion 8 via a connector 23 attached to the lower surface of the printed wiring board 6, and is fixed to the printed wiring board 6 by a fixing member 24 at a front portion of the connector 23. ing.
Thus, in this second embodiment, the coupling electrode 20 functions as the coupling electrode 5 of the above-described embodiment. Therefore, the second embodiment is the same as the first embodiment. The effect of this can be obtained.

なお、上記第2の実施例では、FPC22により結合用電極20を形成するようにしたが、代わりに、例えば、導電部材製の弾性変形可能なフィルムで形成してもよく、または、表面に薄膜状の導電部材を施した弾性変形可能な絶縁フィルムで形成してもよい。
上記第2の実施例では、操作ボタン19の表面の全体に薄膜状のタッチ検出用電極4を設けるようにしたが、例えば、結合用電極20に対向する部分にのみタッチ検出用電極を設けるようにしてもよく、或いは、逆に、結合用電極20の代わりにタッチ検出用電極4の全体にわたって対向する結合用電極を設けるようにしてもよい。
In the second embodiment, the coupling electrode 20 is formed by the FPC 22, but instead, for example, it may be formed of an elastically deformable film made of a conductive member, or a thin film on the surface. You may form by the elastically deformable insulating film which gave the shape-shaped electrically-conductive member.
In the second embodiment, the thin touch detection electrode 4 is provided on the entire surface of the operation button 19. However, for example, the touch detection electrode is provided only on the portion facing the coupling electrode 20. Alternatively, conversely, instead of the coupling electrode 20, a coupling electrode facing the entire touch detection electrode 4 may be provided.

その他、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12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。
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。
In addition, 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 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 switch 12. However, for example, the display unit simply has a plurality of display units corresponding to a plurality of operation buttons. A display device may be provided.
Moreover, in the said Example, although LED7 was provided, this should just be provided as needed.

本発明の第1の実施例を示すタッチ検出機能付きスイッチ装置の縦断面図1 is a longitudinal sectional view of a switch device with a touch detection function according to a first embodiment of the present invention. 結合用電極の斜視図Perspective view of coupling electrode タッチ検出回路の等価回路を示す図The figure which shows the equivalent circuit of the touch detection circuit 本発明の第2の実施例を示す図1相当図FIG. 1 equivalent view showing a second embodiment of the present invention. 比較例を示す図1相当図FIG. 1 equivalent diagram showing a comparative example

符号の説明Explanation of symbols

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は結合用電極、6はプリント配線板、8は配線部、12はスイッチ(スイッチ要素)、13はタッチ検出回路、19は操作ボタン(操作部材)、20は結合用電極、21は内ケース、22はフレキシブルプリント配線板を示す。   In the drawing, 3 is an operation button (operation member), 4 is a touch detection electrode, 5 is a coupling electrode, 6 is a printed wiring board, 8 is a wiring portion, 12 is a switch (switch element), 13 is a touch detection circuit, Reference numeral 19 denotes an operation button (operation member), 20 denotes a coupling electrode, 21 denotes an inner case, and 22 denotes a flexible printed wiring board.

Claims (1)

操作部材と、
この操作部材が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たタッチ検出用電極と、
このタッチ検出用電極に対向して静電結合するように前記操作部材に設けられた結合用電極と、
この結合用電極に電気的に接続された配線部を有するプリント配線板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;
A switch element that operates based on the operation of the operation member;
A touch detection electrode formed in a thin film on the surface of the operation member in order to detect contact with a finger;
A coupling electrode provided on the operation member so as to be electrostatically coupled to the touch detection electrode;
A switch device with a touch detection function, comprising: a printed wiring board having a wiring portion electrically connected to the coupling electrode.

JP2006215682A 2006-08-08 2006-08-08 Switch device with touch detection function Pending JP2008041484A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006215682A JP2008041484A (en) 2006-08-08 2006-08-08 Switch device with touch detection function

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006215682A JP2008041484A (en) 2006-08-08 2006-08-08 Switch device with touch detection function

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2008041484A true JP2008041484A (en) 2008-02-21

Family

ID=39176263

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006215682A Pending JP2008041484A (en) 2006-08-08 2006-08-08 Switch device with touch detection function

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2008041484A (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011146297A (en) * 2010-01-15 2011-07-28 Alps Electric Co Ltd Switch mechanism and input device
JP2013073711A (en) * 2011-09-27 2013-04-22 Panasonic Corp Rotary operation switch and proximity sensing device using the same
JP2013164962A (en) * 2012-02-10 2013-08-22 Hosiden Corp Component module
JP2015181087A (en) * 2014-03-07 2015-10-15 アルプス電気株式会社 Electrostatic capacitance-type input device
JP2017076549A (en) * 2015-10-15 2017-04-20 アルプス電気株式会社 Input device and manufacturing method of input device
WO2023223632A1 (en) * 2022-05-18 2023-11-23 アルプスアルパイン株式会社 Input device and assembly method

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55146648A (en) * 1979-04-27 1980-11-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd Magnetic recording and reproducing device
JPS5767241A (en) * 1980-10-15 1982-04-23 Hitachi Ltd Input switch
JPH04118826A (en) * 1990-09-06 1992-04-20 Mitsubishi Denki Shomei Kk Touch switch

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55146648A (en) * 1979-04-27 1980-11-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd Magnetic recording and reproducing device
JPS5767241A (en) * 1980-10-15 1982-04-23 Hitachi Ltd Input switch
JPH04118826A (en) * 1990-09-06 1992-04-20 Mitsubishi Denki Shomei Kk Touch switch

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011146297A (en) * 2010-01-15 2011-07-28 Alps Electric Co Ltd Switch mechanism and input device
JP2013073711A (en) * 2011-09-27 2013-04-22 Panasonic Corp Rotary operation switch and proximity sensing device using the same
JP2013164962A (en) * 2012-02-10 2013-08-22 Hosiden Corp Component module
JP2015181087A (en) * 2014-03-07 2015-10-15 アルプス電気株式会社 Electrostatic capacitance-type input device
US9971460B2 (en) 2014-03-07 2018-05-15 Alps Electric Co., Ltd. Electrostatic capacitance-type input device
JP2017076549A (en) * 2015-10-15 2017-04-20 アルプス電気株式会社 Input device and manufacturing method of input device
WO2023223632A1 (en) * 2022-05-18 2023-11-23 アルプスアルパイン株式会社 Input device and assembly method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102199442B1 (en) Electrical device having multi-functional human interface
US8730199B2 (en) Capacitive control panel
US8816993B2 (en) Stylus and touch input system
CN114741007A (en) Input device with force sensor
JP2008282724A (en) Switch device
US20150286311A1 (en) Passive touch pen
JP2011248439A (en) Capacitance type input device
JP2008041484A (en) Switch device with touch detection function
US10289210B1 (en) Enabling touch on a tactile keyboard
WO2016192641A1 (en) Key device manipulation and control method, key device and terminal
JP2007173068A (en) Switching device
JP2009301854A (en) Switch device
EP3936983A1 (en) System for detecting a clicked state and an unclicked state of a button for capacitive touch device
JP2005084982A (en) Electrostatic capacitance type touch panel device
US20160070384A1 (en) Touch panel
US11372495B2 (en) Touch sensing device and electronic device capable of identifying positions of multiple touches
CN107735757B (en) Electrostatic capacitance type input device
JP2008289058A (en) Switching equipment
US9836138B2 (en) Touch pen
JP4594229B2 (en) Switch device with touch detection function
JP2008059912A (en) Switching device with touch detection function
JP2008078022A (en) Switch device with touch detection function
JP5357106B2 (en) Switch device with touch detection function
JP2011165384A (en) Switch device with touch detection function
JP2008108557A (en) Switch device with touch detection function

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20090123

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20101208

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20101214

A02 Decision of refusal

Effective date: 20110426

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02