JP2008141329A - Capacitance type touch switch device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、入力方式に静電容量方式を採用した静電容量型タッチスイッチ装置に関するものである。 The present invention relates to a capacitive touch switch device that employs a capacitive method as an input method.
図1に示した従来型の静電容量型タッチスイッチ装置は、パネルスイッチ1と制御基板2から構成される。パネルスイッチは、図2及び図3で示すようにPETフィルム9に銀ペーストを印刷した電極シートを、アクリルやガラス等からなる誘電体7に接着剤8(両面テープ等)で貼り付けたもので構成される。
図4で示すパネルスイッチに指10(導通部材)が近づくと、誘電体を電極と指で挟んだ平行板コンデンサが形成され静電容量が増加する。また、逆にパネルスイッチから指が離れると、誘電体を電極と指で挟んだ平行板コンデンサとして形成された静電容量が減少する。
図1に示す制御基板2は、この静電容量の変化をC/V(容量を電圧)変換回路で電圧に変換し、演算処理装置(CPU)に設けられているアナログデジタルコンバータ(ADC)で、デジタルデータに置き換え、演算処理装置の動作を決める制御プログラムよりスイッチのON/OFF状態を判断しているのが、静電容量型タッチスイッチの一般的な動作原理である。
しかし図5で示すように、パネルスイッチ表面に水がかかり水滴が出来ると、水も導通性があるため上記した指(導通部材)が近づいた状態となると同様に、静電容量の増加が発生し、誤動作の原因となる。
When the finger 10 (conducting member) approaches the panel switch shown in FIG. 4, a parallel plate capacitor in which a dielectric is sandwiched between the electrode and the finger is formed, and the capacitance increases. Conversely, when the finger is separated from the panel switch, the capacitance formed as a parallel plate capacitor with the dielectric sandwiched between the electrode and the finger decreases.
The control board 2 shown in FIG. 1 converts this change in capacitance into a voltage by a C / V (capacitance is voltage) conversion circuit, and an analog / digital converter (ADC) provided in an arithmetic processing unit (CPU). The general operation principle of the capacitive touch switch is to determine the ON / OFF state of the switch based on a control program that determines the operation of the arithmetic processing unit by replacing it with digital data.
However, as shown in FIG. 5, when water is applied to the surface of the panel switch and water droplets are formed, the water is also conductive, so that when the finger (conductive member) approaches, the capacitance increases. This may cause malfunction.
図2は従来の静電容量型タッチスイッチ装置の電極シートである。スイッチ電極4とコネクタ接続端子を介して制御部に繋げるための配線パターン4及びGNDパターン5から成り立ち、PETフィルム等に銀ベーストで上記のパターンを印刷し作成される。該電極シートは図3のパネルスイッチの断面図のように誘電体7(ガラス板、樹脂等)に接着剤8、又は両面テープ等で貼り付けを行いパネルスイッチ(操作板)として使用する。スイッチ電極4を指で触ることで静電容量が変化をするのでCPUに格納した閾値と比較し満足すれば、スイッチとしてのON、OFFの操作に利用することが出来る。図6のようにパネルスイッチのスイッチ電極4に、スイッチ電極より小さい水滴12が付いた場合は、指で触った場合より、静電容量の変化が小さいため、指で触った場合の正規の操作と区別することが出来るが、水滴13のようにスイッチ電極4より(水滴が)大きい場合には、静電容量の変化も大きくなるため、指で触った動作と区別することが出来ない。又、水滴14のように複数のスイッチ電極に、(水滴が)付いた場合はそれぞれのスイッチ電極は、静電容量の変化が小さいため正規の操作と区別出来るが、この状態で、指で片方のスイッチ電極を触った場合には、水には導通性があるため水が付いている複数のスイッチ電極の静電容量が大きく変化し、複数のスイッチが同時に入る(ONになる)というような誤動作の可能性がある。
FIG. 2 shows an electrode sheet of a conventional capacitive touch switch device. The
従って従来の方式では、パネルスイッチの表面に水滴が付いた場合に、静電容量変化が発生し、指がパネルスイッチに触った状態と同程度の静電容量変化が発生した場合、パネルスイッチ上の各電極がスイッチとして機能し、ONの情報がスイッチ搭載機器に伝わり、スイッチによっては、例えば調理機器ならば点火スイッチに勝手に火が点いたり、洗濯機の場合であれば、洗濯機の動作中に停止スイッチならば途中で止まってしまう等の人間が意図しない誤動作が生じる。 Therefore, in the conventional method, when water droplets are attached to the surface of the panel switch, a capacitance change occurs, and when a capacitance change similar to the state in which a finger touches the panel switch occurs, Each of the electrodes functions as a switch, and ON information is transmitted to the switch-equipped device. Depending on the switch, for example, if it is a cooking device, the ignition switch is ignited arbitrarily, or if it is a washing machine, the operation of the washing machine If it is a stop switch, malfunctions unintended by humans such as stopping on the way will occur.
その為、パネルスイッチに水がかかり誤動作を防止する対策として、パネルスイッチ表面の水滴が素早く流れるようにパネルスイッチの表面に傾斜を付け、更にパネルスイッチの電極部分の表面のみに突起部を設け、撥水処理を施しているのが現状である。しかし、パネルスイッチの表面に傾斜を付けた場合でも、パネルスイッチの電極部分の上を水滴が流れる瞬間静電容量変化が発生し、パネルスイッチの電極上でパネルスイッチがONとなり水滴が通過して電極上から水滴がなくなると、OFF状態となり、誤動作を防止できない。また、パネルスイッチの電極部分の表面に、突起部を設け、パネルスイッチに配置された面積の小さい電極には有効であるが、面積が大きな電極では水がかかった場合に、突起部でも水滴が出来てしまいパネルスイッチの静電容量が変化し、誤動作を防止できない。また、不要な傾斜や突起部を設けるなどで、パネルスイッチ形状が限定され汎用性に乏しく使いにくいという課題があった。 Therefore, as a measure to prevent malfunction due to water on the panel switch, the surface of the panel switch is inclined so that water droplets on the surface of the panel switch can flow quickly. At present, water repellent treatment is applied. However, even when the surface of the panel switch is tilted, an instantaneous capacitance change occurs when water drops flow over the electrode part of the panel switch, and the panel switch is turned on and the water drops pass on the panel switch electrode. When there is no water droplet on the electrode, it is turned off, and malfunction cannot be prevented. In addition, a projection is provided on the surface of the electrode part of the panel switch, and it is effective for electrodes with a small area arranged on the panel switch. As a result, the capacitance of the panel switch changes, preventing malfunction. In addition, there is a problem that the panel switch shape is limited due to provision of unnecessary slopes and protrusions, and the versatility is poor and difficult to use.
本発明では、CPUを設けた制御基板と、該制御基板に接続されたフィルムと、該フィルムにON、OFFのスイッチ動作に必要なスイッチ電極と、前記フィルムを誘電体に貼り付け、前記スイッチ電極の周辺に導電性の有る物質が付着したときの容量変化を、前記CPUに送信し、前記CPUに格納されている閾値と比較を行い、通常のスイッチON、OFFか、または誤動作かを判断するために設けられているスイッチ電極を配したパターンを印刷した電極フィルムを設けた静電容量型タッチスイッチ装置を提案するものである。 In the present invention, a control board provided with a CPU, a film connected to the control board, a switch electrode necessary for ON / OFF switch operation on the film, and the film attached to a dielectric, the switch electrode The change in capacity when a conductive substance adheres to the periphery of the CPU is transmitted to the CPU and compared with a threshold value stored in the CPU to determine whether the normal switch is ON, OFF, or malfunctioning. Therefore, the present invention proposes a capacitive touch switch device provided with an electrode film on which a pattern in which switch electrodes are provided is printed.
パネルスイッチ部の電極シートの電極パターンの変更のみで構成されるため、パネルスイッチに傾斜を付けたり、又パネルスイッチのスイッチ電極に相当する部分に突起を設けたりする必要が無いためデザインの自由度が増したり、特別な構造や回路を追加して部品コストを上げることなく、水等による誤動作の低減をすることが出来る。 Since it is configured only by changing the electrode pattern of the electrode sheet of the panel switch section, it is not necessary to incline the panel switch or to provide a protrusion on the part corresponding to the switch electrode of the panel switch, so the degree of freedom in design It is possible to reduce malfunction due to water or the like without increasing the cost of parts by adding a special structure or circuit.
本発明の詳細を、添付図面を参照して説明を行う。図8は電極シートの例である。スイッチ電極18は通常の指で触れる操作を行った場合に、静電容量の変化を図7の制御基板16のCPUに予め格納されている閾値と比較し、満足していればON、OFFの判断をする電極であると見なす。スイッチ電極18の周囲には、別個にスイッチ電極19を設けている。
The details of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 8 shows an example of an electrode sheet. When the
該スイッチ電極19は水等の誘電体の静電容量の変化を見るための電極である。この構成によりスイッチ電極18とスイッチ電極19の静電容量の変化を組み合わせて、指で触れた操作と水等による誘電体による誤動作との判断を行う。つまりスイッチ電極18の静電容量の変化が閾値を満足させ、スイッチ電極19の静電容量の変化が認められない場合は、指による操作であると判断できる。水滴20のようなスイッチ電極18より大きい場合には、スイッチ電極18の静電容量の変化は閾値を満足するが、スイッチ電極19の静電容量の変化も微量であっても認められるため、水等の導電体が付いているとの判断をすることが出来る。
The
水滴21のような複数のスイッチ電極18にまたがって付いている場合は、各スイッチ電極に付いている面積は小さいためこの状態では静電容量の変化は小さく閾値を満足させることは無いが、指で触れた場合は、水等は導電性であるため複数のスイッチ電極18の静電容量が同時に大きく変化する。この場合でもスイッチ電極19の静電容量は水滴21にて変化するため、導電性の物質がついているとの判断をすることが出来る。このようにスイッチ電極19の静電容量の変化を見ることにより、モニターが付いている製品などでは、使用者にパネルスイッチ(操作盤)の水を拭き取るようなどの注意を促すことが可能である。
In the case where the
1 パネルスイッチ
2 制御基板
3 コネクタ接続端子
4 スイッチ電極
5 GND
6 配線パターン
7 誘電体
8 接着剤
9 PETフィルム
10 指
11 水滴
12 水滴
13 水滴
14 水滴
15 パネルスイッチ
16 制御基板
17 コネクタ接続端子
18 スイッチ電極
19 スイッチ電極
20 水滴
21 水滴
1 Panel switch 2 Control board 3
6 Wiring Pattern 7 Dielectric 8 Adhesive 9 PET
14
Claims (1)
A control board provided with a CPU, a film connected to the control board, a switch electrode necessary for ON / OFF switch operation on the film, and the film is attached to a dielectric, and conductive around the switch electrode. It is provided to send a change in capacity when a substance with a property adheres to the CPU and compare it with a threshold value stored in the CPU to judge whether the switch is normal ON, OFF, or malfunction. An electrostatic capacitance type touch switch device comprising an electrode film on which a pattern in which switch electrodes are arranged is printed.
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