JP2012221939A

JP2012221939A - 静電容量型スイッチ装置

Info

Publication number: JP2012221939A
Application number: JP2011097616A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Iizuka; 良雄飯塚; Toshiyuki Takei; 敏之武井
Original assignee: SANKO NAME CO Ltd
Current assignee: SANKO NAME CO Ltd
Priority date: 2011-04-08
Filing date: 2011-04-08
Publication date: 2012-11-12

Abstract

【課題】静電容量型スイッチ部の入力検出時以外はパワーダウンモードに移行することにより、消費電力を抑える。
【解決手段】静電容量型スイッチ部２ａの下にオン・オフスイッチ部７ａを設けるか、ＩＴＯ膜またはポリマ等の透明電極に用いたＰＥＴフィルムを第１電極とし、その下部にＩＴＯ膜またはポリマ等の透明な第２電極を設け、その第１電極と第２電極でオン・オフスイッチ部を構成し、該スイッチ部７ａのオン信号により割り込み信号を発生し、該割り込み信号を受けてＣＰＵがパワーダウンモードから起動復帰する。起動復帰したＣＰＵは、静電容量スイッチ部２ａの検出動作の開始と同時にタイマーを起動し、予め定めた時間内に入力が検出されない場合はパワーダウンモードに移行する。
【選択図】図１

Description

発明の詳細な説明

本発明は、電子機器の操作パネルに使用される静電容量方式を採用した静電容量型スイッチ装置に関するものである。

機器を操作するための操作ボタンは、機械的なスイッチから平面型のメンブレンスイッチ等が多用されてきたが、デザイン面からＬＥＤの光で直接操作ボタンを光らせることが可能な、透明電極を使用した静電方式のスイッチが使われ始めている。

また、携帯端末等では液晶画面上に静電方式のタッチパネルが搭載され、抵抗膜方式では実用化されなかったマルチタッチ入力が実用化されている。

デザイン面が優先される電子機器の操作パネルは、従来のオン・オフスイッチから、高級感が感じられる静電型スイッチが主流になりつつある。しかし、従来のオン・オフスイッチと異なり、常に検出回路が動作状態にあり携帯端末の操作パネルでは電力消費が問題となり、従来の電源スイッチと兼用しなければならず、デザイン上問題となっていた。また、デザインを優先すると常時検出回路が動作しているため、無駄な電力消費を無くすことができなかった。

また、近年では電力消費を抑えるためスイッチの検出周期を遅らせて電力消費を軽減させる方法も実用化されているが、検出周期が長いため速いタッチの場合には検出ができない等の問題が指摘されている。

従って、本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、静電容量スイッチ装置において入力の無い場合は、検出回路をパワーダウンモードに移行し電力消費を抑え、検出時は検出周期を遅らせることなく常に最適な周期でスイッチ入力を検出することができる静電容量スイッチ装置を実現することを目的としている。

本発明の静電容量スイッチ装置は、静電容量型スイッチ部の下にオン・オフ型のスイッチ部を設けるか、ＩＴＯ膜またはポリマ等の透明電極を用いたＰＥＴフィルムを第１電極とし、その下部にＩＴＯ膜またはポリマ等の透明な第２電極を設け、その第１電極と第２電極でオン・オフスイッチ部を構成し、該スイッチ部のオン信号により駆動回路部を起動し、静電容量スイッチ部の検出動作の開始と同時にタイマーを起動し、予め定めた時間内に入力が検出されない場合はパワーダウンモードに移行することを特徴とした静電容量型スイッチ装置。

本発明によれば、静電容量スイッチ装置はオン・オフスイッチまたは、第１電極と第２電極から構成されるオン・オフスイッチのオン信号による割り込み信号をＣＰＵに与えることによりパワーダウンモードから起動復帰する。起動復帰したＣＯＵは静電容量型スイッチ部の第１電極の入力検出動作を予め定めた周期と回数で開始する。同時にタイマーをスタートする。予め定めた時間内に静電容量スイッチ部の入力が検出されない場合はタイマーのタイムアウト信号により再びパワーダウンモードに移行する。

このように静電容量型スイッチ部の他にオン・オフスイッチを設けることで、パワーダウンモードからの起動復帰が可能となり、静電容量型スイッチ部の入力検出時以外はパワーダウンモードに移行することにより無駄な電力消費を抑えることができる。また、静電容量スイッチ部の入力検出以外はパワーダウンモードにあるため、ノイズによる誤検出を軽減する効果も期待できる。

本発明の静電容量スイッチの第１の構成図である。本発明の静電容量スイッチの第２の構成図である。従来の静電容量スイッチの構成図である。本発明の静電容量スイッチ部１３ａと駆動回路部２０のブロック図である。本発明の静電容量スイッチ部１３ｂと駆動回路部２０のブロック図である。本発明の静電容量スイッチ部１３ｂと駆動回路部２０の他のブロック図である。本発明の静電容量スイッチ部１３ｃと駆動回路部２０のブロック図である。本発明のフローチャート

発明の実施の形態を実施例に基づき図面を参照して説明する。
図３は従来の静電容量型スイッチ装置で、成型品、アクリルまたはガラス等の誘電体の裏面に印刷あるいはアルミ蒸着等で化粧をしたパネル１ｃと、ポリマの印刷またはＩＴＯ膜を蒸着した第１電極２ｃ及びその電極を引き出す銀ペーストの配線を印刷した第１電極シート５ｃと、スイッチ操作のオン・オフにより電極エリアを照光するＬＥＤ３ｃを具備するＬＥＤシート６ｃから構成される。

パネルおよび各シートは透明な両面テープや印刷糊等で接着される。また、ＬＥＤ等のように高さ調整が必要な部品はＰＥＴフィルム等の第１スペーサ４ｃで調整する。

図１は本発明の一実施例で、図３の実施例の下にオン・オフスイッチ７ａとそのオン・オフスイッチ７ａの配線を印刷したスイッチシート８ａで、オン・オフスイッチ７ａの高さ調整およびスイッチ動作を補助する柔らかな第２スペーサ９ａを設けた構成である。

図２は、本発明の他の実施例で図１の構成を簡略化したもので、図１のオン・オフスイッチ７ａの替わりに静電容量電極とオン・オフスイッチを兼用する第１電極２ｂと第２電極１０ｂ間でオン・オフスイッチを構成したもので、第３電極シート１２ｂに印刷された第１電極２ｂと第２電極１０ｂを対面になるよう曲げることにより、オン・オフスイッチを簡単に構成することができる。また、第３スペーサ１１ｂによりオン・オフのストロークを調整することができる。

図４は、図１の構成による静電容量型スイッチパネル部１３ａと駆動回路部２０が、コネクタ３３を通して接続された図である。

駆動回路部２０は電源のオンによるリセット後、初期化モードに移行する。メモリ等の初期化終了後、セットアップモードに移行し、Ｉ／Ｏ２５を通して抵抗アレー２７と接続された第１電極２ｂを予め定められた周期と回数でスキャンを始め、無入力時の静電容量の時定数をＦｌａｓｈＲＡＭ２３に記憶する。一般に複数回スキャンすることで、その平均値を計算したものを記憶する。

ＦｌａｓｈｕＲＡＭ２３のデータ更新が終了すると入力待ちとなり、第１電極２ａを予め定められた周期と回数でスキャンを開始し、入力が検知された場合は入力情報処理を規定回数に達するまで行い、その入力情報を情報処理した後ＯＵＴ２５を通して外部回路に出力するとともにタイマー２４をリセットする。

タイマー２４のリセット後、第１電極２ｂを予め定めた周期と回数でＩ／Ｏ２６を通してスキャンを開始し再度タイマー２４をスタートさせる。タイマー２４に設定された予め定めた時間が経過しても入力が検知されない場合は、パワーダウンモードに移行する。

図５、図６は、本発明の図１、図２の構成による一実施例で、静電容量型スイッチパネル部１３ｂと駆動回路部２０のブロック図が、コネクタ３３を通して接続されたもので、この図５、図６の動作を図８のフローチャートで説明する。

電源がオンされると駆動回路２０はリセット後、初期化モードに移行する。メモリ等の初期化終了後、セットアップモードに移行し、Ｉ／Ｏ２５を通して抵抗アレー２７と接続された第１電極２ｂを予め定められた周期と回数でスキャンを始め、無入力時の静電容量の時定数をＦｌａｓｈＲＡＭ２３に記憶する。

ＦｌａｓｈｕＲＡＭ２３のデータ更新が終了すると、入力検知モードに移行し電子スイッチ素子３２をオープンにする。この電子スイッチ素子のオープンは静電容量検出に第２電極１０ｂの影響を少なくするためである。

次にタイマー２４をスタートさせ、第１電極２ｂを予め定められた周期と回数でスキャンを開始し、入力が検知された場合は入力情報処理を規定回数に達するまで行い、その入力情報処理された情報をＯＵＴ２５を通して出力するとともにタイマー２４をリセットする。

タイマー２４のリセット後、再度タイマー２４をスタートさせ、第１電極２ｂを予め定めた周期と回数でＩ／Ｏ２６を通してスキャンを開始する。予め定めた時間が経過しても入力が検知されない場合は、電子スイッチ素子３２をクローズに切り替え後、パワーダウンモードに移行する。

パワーダウンモードに移行したＣＰＵ２１は、第１電極２ｂと第２電極１０ｂがオンすることで、抵抗アレー２８と抵抗３０で分圧された電圧が電子スイッチ素子３２を通してインバータ３１に入力される。インバータ３１の出力が割り込み検出回路ＩＮＴ２７に入力されることでＣＰＵ２１への割り込みが発生する。

割り込み信号を受けたＣＰＵ２１は起動復帰すると、入力検知モードに移行しＩ／Ｏ２５を通して電子スイッチ素子３２をオープンにする。このオープンにより第２電極１０ｂは浮遊状態となり、第１電極２ｂへの影響を小さくすることができる。それでも、この第２電極１０ｃの影響が大きい場合は図６に示すように、第２電極１０ｃを各々コネクタ３３に引き出し、電子スイッチ素子３２を各引き出し線に接続することで、影響をさらに小さくすることもできる。

その後、ＣＰＵ２１はタイマー２４をスタートさせるとともに、予め定めた周期と回数で入力検知のスキャンを開始し、予め定めた時間内に入力が検知されない場合は、電子スイッチ素子３２をクローズに切り替えた後、再びパワーダウンモードに移行する。

以上、本発明を実施例により説明したが、被検知物体の検出方法として、その発振周波数を測定する方法、ＲＣ充放電回路を構成してその充電時間あるいは放電時間を計測する方法等も本発明の主旨の範囲内であり、これらを本発明から排除するものではない。

１パネル
２第１電極
３ＬＥＤ
４第１スペーサ
５第１電極シート
６ＬＥＤシート
７オン・オフスイッチ
８スイッチシート
９第２スペーサ
１０第２電極
１１第３スペーサ
１２第３電極シート
１３静電容量型スイッチパネル部
２０駆動回路部
２１ＣＰＵ
２２ＲＡＭ
２３ＦｌａｓｈＲＡＭ
２４タイマー
２５ＯＵＴ
２６Ｉ／Ｏ
２７ＩＮＴ
２８抵抗アレー１
２９抵抗アレー２
３０分圧抵抗
３１インバータ素子
３２スイッチ素子
３３コネクタ

Claims

パネルに成型品、アクリルまたはガラスを使用し、ＩＴＯ膜またはポリマ等の透明電極を用いたＰＥＴフィルムとその下部に照光用ＬＥＤを具備した静電容量型スイッチ部と、該静電容量型スイッチ部の容量変化を検出するための検出手段を具備した静電容量型スイッチ装置において、該静電容量型スイッチ部の下部にオン・オフのスイッチ部を設けたことを特徴とした静電容量型スイッチ装置。
上記、請求項１の静電容量型スイッチ装置において、パネル操作によるオン・オフ型スイッチのオンによりパワーダウンモードから起動復帰する手段と、起動復帰後タイマーをスタートさせ、予め定めた時間内に静電容量スイッチ部の入力検出ができない場合は、パワーダウンモードに移行することを特徴とした静電容量型スイッチ装置。
パネルに成型品、アクリルまたはガラスを使用し、ＩＴＯ膜またはポリマ等の透明電極に用いたＰＥＴフィルムを第１電極とし、該第１電極の容量変化を検出するための検出手段を具備した静電容量型スイッチ部において、その第１電極の下部にＩＴＯ膜またはポリマ等の透明な第２電極を設け、その第１電極と第２電極でオン・オフスイッチを構成し、第１電極と第２電極の下部に照光用ＬＥＤを具備したことを特徴とした静電容量型スイッチ装置。
上記、請求項３の静電容量型スイッチ装置において、パネル操作による第１電極と第２電極のスイッチオンによりパワーダウンモードから起動復帰する手段と、起動復帰後第２電極を浮遊状態に移行させるとともに、タイマーをスタートさせ、予め定めた時間内に静電容量スイッチ部の入力検出ができない場合は、パワーダウンモードに移行することを特徴とした静電容量型スイッチ装置。