JP2014212100A - 静電容量式スイッチ - Google Patents

Abstract

【課題】静電容量式スイッチの感度向上と誤作動抑制を図る。【解決手段】静電容量式スイッチは、ユーザの指先Ｆ（操作体）により接触操作される操作面１１ａ、１１ｂを形成する操作プレート１０と、操作プレート１０に対して操作面１１ａ、１１ｂの反対側に配置される電極板２０と、を備える。さらに静電容量式スイッチは、指先Ｆと電極板２０との間で生じる静電容量の変化に応じてオンオフ作動する。そして、操作プレート１０に比べて誘電率の高い高誘電率材２２が、電極板２０の外周部２０ａに配置されている。【選択図】図１

Description

本発明は、操作体（例えばユーザの指先）で接触操作することにより生じる静電容量変化に応じてオンオフ作動する、静電容量式スイッチに関する。

特許文献１には、ユーザの指先により接触操作される操作面を形成する操作プレートと、操作プレートの裏側に配置される電極板とを備えた静電容量式スイッチが開示されている。この静電容量式スイッチは、電極板と指先との間で生じる静電容量の変化に応じてオンオフ作動するものである。

特開２００８−３０５７６６号公報

この種の静電容量式スイッチでは、電極板を操作面に近づけて配置すれば、操作面に指先を接触させている時の静電容量と非接触時の静電容量との違いが大きくなる。そのため、指先を僅かに接触させるだけでもスイッチがオン作動するようにスイッチ感度を向上させることができる。しかしながら、操作面に近づけて電極板を配置しなければならない、といった配置レイアウトの制約が生じるので、このような制約を軽減しつつ感度を向上させることが望まれている。

また、上述の如く電極板を操作面に近づけて感度を向上させようとすると、操作プレートのうち操作面の近傍部分に指が触れるだけでオン作動するといった、誤作動の懸念が生じる。特に、操作プレートに複数の操作面が密集して配置されている場合には、所望の操作面に指先を接触させた場合に、その隣の操作面に対向する電極板についても静電容量変化が大きく生じてしまい、誤ってオン作動することが懸念される。

本発明は、上記問題を鑑みてなされたもので、その目的は、感度の向上と誤作動の抑制を図った静電容量式スイッチを提供することにある。

開示されたひとつの発明は上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。なお、特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、開示された発明の技術的範囲を限定するものではない。

上記目的を達成する発明は以下の点を特徴とする。すなわち、操作体（Ｆ）により接触操作される操作面（１１ａ、１１ｂ）を形成する操作プレート（１０）と、操作プレートに対して操作面の反対側に配置される電極板（２０、２０１、２０２、２０３、２０４）と、を備え、操作体と電極板との間で生じる静電容量の変化に応じてオンオフ作動する静電容量式スイッチであることを前提とする。そして、電極板の外周部（２０ａ）に、操作プレートに比べて誘電率の高い高誘電率材（２２、２２１、２２２、２２３、２２４）が配置されていることを特徴とする。

この発明によれば、電極板のうち操作面の反対側（電極板の裏面）から出る電気力線が、高誘電率材に引き寄せられ、操作面に向けて誘導されるようになる。よって、操作面を貫く電気力線が増大するので、感度の向上を図ることができる。

また、以下に詳述する理由により、本発明によれば誤作動の抑制を図ることもできる。すなわち、例えば図３に示すように、本発明に反して高誘電率材を配置しない場合であっても、電極板２０の裏面２０ｒから出る電気力線の一部は、空気よりも誘電率の高い操作プレート１０に引き寄せられて表面２０ｆ側に誘導される。しかしながら、このように裏面２０ｒから表側に誘導される電気力線は、操作面１１ａに比べて大きな範囲に広がる。つまり、電気力線の操作面への指向性が弱い。そのため、操作面に操作体を接触させていなくても、その近傍部分に操作体を接触させただけで、電極板による静電容量が大きく変化することとなり、誤作動の懸念が生じる。

これに対し本発明によれば、電極板２０の裏面２０ｒから出る電気力線は、例えば図４に示すように、高誘電率材２２に引き寄せられて表面２０ｆ側に誘導される。そのため、電気力線が操作面１１ａへ向かう指向性が強くなるので、上述した誤作動の懸念を抑制できる。また、このように指向性が強くなるので、操作面１１ａへの接触に対する感度も向上する。

本発明の第１実施形態に係る静電容量式スイッチの全体図であって、図２のＩ−Ｉ断面図。 図１のＩＩ矢視図。 本発明とは異なり高誘電率材を配置しない場合の比較例を示す図。 第１実施形態の構造において、電極板から出る電気力線の分布を示す図。 本発明の第２実施形態に係る電極板単体を示す平面図。 第２実施形態に係る電極板および高誘電率材を示す平面図であって、図７のＶＩ矢視図。 第２実施形態に係る静電容量式スイッチの断面図。 本発明の第３実施形態において、電極板を裏面側から見た平面図。 本発明の第４実施形態において、電極板を裏面側から見た平面図。 本発明の第５実施形態において、電極板を裏面側から見た平面図。 本発明の第６実施形態に係る静電容量式スイッチの断面図。 本発明の第７実施形態に係る静電容量式スイッチの断面図。 本発明の第８実施形態に係る静電容量式スイッチの断面図。 本発明の第９実施形態において、スイッチ感度を上げるように閾値を調整する状況の一例を示す図。 第９実施形態において、スイッチ感度を下げるように閾値を調整する状況の一例を示す図。

以下、本発明の各実施形態について図面を参照しつつ説明する。尚、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する場合がある。

（第１実施形態）
図１に示す操作プレート１０は、透光性を有する樹脂で形成された板形状である。操作プレート１０を形成する樹脂材料の具体例としては、ポリカーボネート（ＰＣ）、アクリル、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）等が挙げられる。操作プレート１０の表面、つまり操作プレート１０のうちユーザ側の面は、ユーザに視認される意匠面１１である。そして、意匠面１１のうちの特定範囲Ａ、Ｂが操作面１１ａ、１１ｂとして機能する。操作面１１ａ、１１ｂは、ユーザの指先Ｆ（操作体）で接触操作されるものである。操作面１１ａ、１１ｂには、操作対象を表した文字や記号等が印刷されている。

意匠面１１には、３つ以上の操作面が限られた範囲に密集して配置されているが、図１では２つの操作面１１ａ、１１ｂを図示している。なお、図１の例では、２つの操作面１１ａ、１１ｂが並ぶ方向（図１の左右方向）において、２つの操作面１１ａ、１１ｂの間隔は、操作面１１ａ、１１ｂの長さよりも小さい。

操作プレート１０に対して意匠面１１の反対側には、電極板２０が配置されている。電極板２０は、透光性を有する樹脂で形成されたシート形状である。電極板２０を形成する樹脂材料の具体例としては、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）やポリエチレンジオキシチオフェン−ポリスチレンスルホン酸（ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ）等の導電性高分子が挙げられる。電極板２０の形状および大きさは、操作面１１ａ、１１ｂと同一である。

電極板２０は、フィルム材２１の裏面、つまりフィルム材２１のうち操作プレート１０に対して反対側の面に、蒸着等の工法で塗布されている。フィルム材２１は可撓性および透光性を有する樹脂材料で形成されており、その樹脂材料の具体例としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）が挙げられる。フィルム材２１の表面は、接着材３０により操作プレート１０の裏面１２に貼り付けられている。要するに、電極板２０はフィルム材２１（保持部材）により保持された状態で、操作プレート１０の裏面１２に取り付けられている。

フィルム材２１には、図示しない配線が設けられており、配線の一端は電極板２０に接続されている。配線の他端は、回路基板４０に設けられたコネクタ４１に接続されている。これにより、電極板２０から出力される検出信号は、回路基板４０に実装されたマイクロコンピュータ（マイコン４２）に入力される。この検出信号は、指先Ｆと電極板２０との間で生じる静電容量の変化に応じた、電圧変化の信号である。なお、電極板２０は、複数の操作面１１ａ、１１ｂの各々に対して配置されており、各々の電極板２０から出力される検出信号がマイコン４２に入力される。

マイコン４２は、検出信号の変化に基づき、操作面１１ａ、１１ｂに指先Ｆが接触したか否かを判定し、接触していると判定した場合には、操作対象に対してオン信号を出力し、操作対象が所望の作動をするように操作する。操作対象の具体例としては、車両に搭載された空調装置の起動、風量設定、温度設定、車両に搭載されたオーディオ装置の音量設定、選曲、車両に搭載されたナビゲート装置の目的地設定等が挙げられる。

また、上記判定の具体例としては、検出信号が基準電圧に対して所定値以上変化した場合に、接触していると判定することが挙げられる。換言すれば、自己容量検出方式の原理にしたがって、先述した静電容量が所定量以上増大した場合に、接触していると判定する。

より詳細に説明すると、操作面１１ａ、１１ｂに指先Ｆを接触させていない時には、電極板２０の周辺にある回路基板４０のグランドパターン等と電極板２０との間に寄生容量が発生している。そして、導体である人体が仮想グランドに接地されているため、操作面１１ａ、１１ｂに指先Ｆを近づけると、電極板２０と指先Ｆとの間に静電容量が発生する。これによる静電容量の増加量を測定する事により、指先Ｆの接近（接触操作）を感知する。

電極板２０に対して意匠面１１の反対側には、発光ダイオード等の光源４３が配置されている。光源４３は回路基板４０の表側に実装されている。光源４３は、各々の電極板２０に対向して配置されている。光源４３から出射した光は、図示しない導光部材により、対応する電極板２０に導かれ、その電極板２０、フィルム材２１、接着材３０および操作プレート１０を透過する。そして、複数の操作面１１ａ、１１ｂのうち対応する操作面を透過することで、その操作面を透過照明する。なお、意匠面１１のうち操作面１１ａ、１１ｂ以外の部分には、遮光性を有する塗料が印刷されている。

図１のＩＩ矢視図である図２では、接着材３０およびフィルム材２１の図示を省略している。該図２に示すように、電極板２０の外周部２０ａには、操作プレート１０に比べて誘電率の高い材料で形成された高誘電率材２２が配置されている。具体的には、樹脂よりも高誘電率の物質、例えばガラスフィラー、カーボンフィラー等を、例えばポリカーボネート、アクリル、ＡＢＳ等の樹脂に混入させて高誘電率材２２を形成する。さらに高誘電率材２２は、フィルム材２１と比べても誘電率が高い。

また、「外周部２０ａ」とは、電極板２０の裏面２０ｒ、つまり電極板２０のうち意匠面１１の反対側の面のうち、電極板２０の外周端面２０ｂと隣接する所定範囲の部分のことを言う。したがって、電極板２０の外周部２０ａの形状は環状であり、本実施形態では、外周部２０ａの全体を覆うように高誘電率材２２は配置されている。但し、電極板２０の裏面２０ｒの中央部分であって、外周部２０ａ以外の部分の一部については、高誘電率材２２は配置されていない。換言すれば、本実施形態に係る高誘電率材２２は環状に形成されている。

さらに厳密に説明すると、高誘電率材２２は、電極板２０の裏面２０ｒと水平な方向（図１の左右方向）のうち外周端面２０ｂから離れる向きに延出する延出部２２ｐを有する。換言すれば、図２の如く電極板２０の板面に垂直な方向から見て、高誘電率材２２の外周端部２２ａは、電極板２０の外周端面２０ｂの外側に位置する。また、高誘電率材２２は、電極板２０の外周端面２０ｂの全体を覆う形状である。

次に、高誘電率材２２を配置することによる作用効果について、図３および図４を用いて説明する。なお、図３中の点線は、本発明に反して高誘電率材を廃止した場合の電気力線分布を示し、図４中の点線は、本実施形態の場合における電気力線分布を示す。両図に示すように、電極板２０から出る電気力線は、表面２０ｆと裏面２０ｒの両方から出る。表面２０ｆから出る電気力線は、フィルム材２１、接着材３０、および操作プレート１０を介して、電極として機能する指先Ｆに通じる。一方、裏面２０ｒから出る電気力線の一部は、空気中に出てから指先Ｆに向かう経路となる。

そして、空気は誘電率が極めて低いので、図４に示す如く電極板２０の外周部２０ａに高誘電率材２２が配置されていると、空気中の電気力線は高誘電率材２２に強く引き寄せられることとなる。そのため、裏面２０ｒから出た電気力線がＵターンして指先Ｆへ向かうにあたり、高誘電率材を廃止した図３の場合に比べて図４の場合にはＵターンすることが促進される。よって、裏面２０ｒから出た電気力線の、対応する操作面１１ａに接触する指先Ｆへ向かう指向性が強くなるとともに、その指先Ｆに通じる電気力線の本数が増大する。

以上により、本実施形態によれば、電極板２０の外周部２０ａに高誘電率材２２を配置することにより、裏面２０ｒから出た電気力線の、対応する操作面１１ａへの指向性が強くなる。そのため、隣の操作面１１ｂに接触させている指先との間で電極板２０の検出信号が変化することを抑制できる。よって、ユーザの意図しない隣の操作面に対応する操作対象がオン作動するといった誤作動を抑制できる。

しかも、上述の如く指向性が強くなることに起因して、対応する操作面１１ａに接触する指先Ｆに通じる電気力線の本数が増大するので、操作面１１ａに指先Ｆを接触した場合に生じる電極板２０の検出信号の変化を大きくできる。よって、操作面１１ａに軽く触れただけで、つまり、指先Ｆの操作面１１ａへの接触面積が小さい状態であっても、検出信号が基準電圧に対して所定値以上変化するようになる。よって、スイッチの感度を向上できる。

さらに本実施形態では、高誘電率材２２を、外周部２０ａの全体に配置して電極板２０を取り囲む形状に形成している。そのため、外周部２０ａの一部にだけ高誘電率材２２を配置した場合に比べて、先述した指向性向上および電気力線の本数増大の作用を大きくできる。よって、誤作動抑制および感度向上の効果が促進される。

さらに本実施形態では、高誘電率材２２は、電極板２０の外周端面２０ｂから離れる向きに延出する延出部２２ｐを有する。そのため、延出部２２ｐの裏面、つまり図４に示す延出部裏面２２ｂと、指先Ｆとの間に電極板２０が位置しなくなるので、延出部裏面２２ｂから出る電気力線が直線的に指先Ｆへ向かうことを促進できる。よって、高誘電率材２２に引き寄せられた電気力線の、対応する操作面１１ａへの指向性を向上できる。よって、誤作動抑制の効果が促進される。

さらに本実施形態では、延出部裏面２２ｂをフィルム材２１に接触させているので、延出部裏面２２ｂから出る電気力線は、空気中へ出ることなくフィルム材２１、接着材３０および操作プレート１０を通じて指先Ｆに達する。よって、延出部裏面２２ｂから出て指先Ｆに達する電気力線の密度を向上でき、誤作動抑制および感度向上の効果が促進される。

（第２実施形態）
本実施形態では、上記第１実施形態に係る電極板２０の形状を変形させており、それに伴い高誘電率材２２の形状も変形させている。他の構造については上記第１実施形態と同様である。図５に示す本実施形態の電極板２０１は、中央に貫通穴２０ｈが形成された形状である。したがって、電極板２０１には外周部２０ａに加えて内周部２０ｃが存在する。

図６中の網点を付した部分が高誘電率材２２１、２２１ａであり、外周部２０ａを覆う部分の高誘電率材２２１の形状および配置は、第１実施形態に係る高誘電率材２２と同じである。内周部２０ｃを覆う部分の高誘電率材（内側高誘電率材２２１ａ）は、内周部２０ｃの全体を覆うように配置されており、内周部２０ｃに沿った環状に形成されている。

さらに厳密に説明すると、図６に加えて図７にも示すように、内側高誘電率材２２１ａは、電極板２０の裏面２０ｒと水平な方向のうち、電極板２０１の内周端面２０ｄから離れる向きに延出する延出部２２ｑを有する。また、内側高誘電率材２２１ａは、電極板２０の内周端面２０ｄの全体を覆う形状である。この延出部２２ｑの裏面も、延出部裏面２２ｂと同様にしてフィルム材２１に接触している。

このように、貫通穴２０ｈが形成された電極板２０１を用いた場合において、本実施形態によれば、電極板２０１の内周部２０ｃについても高誘電率材（内側高誘電率材２２１ａ）を配置する。よって、裏面２０ｒから出た空気中の電気力線の一部が、内側高誘電率材２２１ａでも引き寄せられることとなる。そのため、先述した指向性向上および電気力線の本数増大の作用を増大でき、ひいては、誤作動抑制および感度向上の効果を促進できる。

（第３実施形態）
先述した図６に示す第２実施形態では、電極板２０１が矩形であり、電極板２０１の外周部２０ａおよび内周部２０ｃは矩形形状である。これに対し、図８に示す本実施形態では、電極板２０２が円形（厳密には楕円形）であり、電極板２０２の外周部２０ａおよび内周部２０ｃは円形である。したがって、内周部２０ｃの全体を覆うように配置された内側高誘電率材２２２ａは円形であり、外周部２０ａの全体を覆うように配置された高誘電率材２２２は円環形状である。なお、図８中の網点を付した部分が高誘電率材２２２、２２２ａである。

このように、電極板２０１の形状が円形であっても、上記第２実施形態と同様に高誘電率材２２２、２２２ａを配置することができ、第２実施形態と同様の効果を発揮させることができる。

（第４実施形態）
上記各実施形態では、複数の操作面１１ａ、１１ｂの各々に対して１つの電極板２０、２０１、２０２を配置している。これに対し、図９に示す本実施形態では、１つの操作面に対して複数の電極板２０３を配置している。そして、複数の電極板２０３は高誘電率材２２３により連結されている。なお、上記各実施形態の高誘電率材２２、２２１、２２２は、電極板２０、２０１、２０２の外周部２０ａの全体を覆うように配置されているが、本実施形態に係る高誘電率材２２３は外周部２０ａの一部を覆うように配置されている。

このように、１つの操作面に対して複数の電極板２０３を配置した場合であっても、図９に示すように高誘電率材２２２、２２２ａを配置して、指向性向上および電気力線の本数増大を図ることができる。よって、誤作動抑制および感度向上の効果を発揮させることができる。

（第５実施形態）
先述した図８に示す第３実施形態では、電極板２０２が、貫通穴２０ｈを有する円形形状であり、高誘電率材２２２は、電極板２０２の外周部２０ａの全体を覆うように配置されている。これに対し、図１０に示す本実施形態では、電極板２０４が、貫通穴を有していない円形形状であり、高誘電率材２２４は、電極板２０４の外周部２０ａの一部を覆うように配置されている。

このように、図１０に示す形状の電極板２０４であっても、図示されるように高誘電率材２２４を配置して、指向性向上および電気力線の本数増大を図ることができ、誤作動抑制および感度向上の効果を発揮させることができる。

（第６実施形態）
図１１に示す本実施形態では、図１に示す第１実施形態の構造に、以下に説明する第２高誘電率材１４をさらに追加したものである。

本実施形態に係る操作プレート１０は、板状の基板１３および第２高誘電率材１４を備えて構成されている。基板１３は、ＡＢＳ等の樹脂で形成された板形状である。第２高誘電率材１４は、基板１３に比べて誘電率の高い、透光性を有した材質で形成されている。第２高誘電率材１４には高誘電率材２２と同じ樹脂材料が用いられている。

第２高誘電率材１４は、基板１３の操作面側の面（意匠面１１）のうち電極板２０の各々に対応する部分に塗布（ポッティング）されており、平坦形状の意匠面１１からユーザの側に盛り上がっている。そして、図１に示す第１実施形態では、意匠面１１の一部を操作面１１ａ、１１ｂとして機能させているのに対し、図１１に示す本実施形態では、第２高誘電率材１４の表面を操作面１１ａ、１１ｂとして機能させている。なお、操作対象を表した文字や記号等は、意匠面１１のうち第２高誘電率材１４が配置されて部分に印刷されている。

また、第２高誘電率材１４は、意匠面１１のうち電極板２０の投影範囲１３ａの全面を覆うように配置されている。「投影範囲１３ａ」とは、電極板２０の裏面２０ｒから、該裏面２０ｒに対して垂直な方向に操作プレート１０を見た場合において、意匠面１１のうち電極板２０と重なる範囲のことである。したがって、投影範囲１３ａの形状および大きさは、電極板２０と同一である。なお、図１１の例では、第２高誘電率材１４も、電極板２０と同一の形状および大きさである。

以上により、本実施形態では、意匠面１１に第２高誘電率材１４を配置し、その第２高誘電率材１４の表面を操作面１１ａ、１１ｂとして機能させる。そのため、電極板２０から出た電気力線は、第２高誘電率材１４に引き寄せられて指先Ｆに通じるようになるので、電極板２０と指先Ｆとを結ぶ電気力線の本数を増大させることができ、スイッチ感度を高めることができる。また、電極板２０から出た電気力線のうち、その電極板２０に対応する操作面１１ａの隣に位置する操作面１１ｂへ向かう電気力線が、操作面１１ａを形成する第２高誘電率材１４へ引き寄せられるようになる。よって、電極板２０の裏面２０ｒから出た電気力線の、対応する操作面１１ａに接触する指先Ｆへ向かう指向性が強くなるので、誤作動抑制の効果が促進される。

さらに本実施形態では、意匠面１１のうち電極板２０の投影範囲１３ａの全面を覆うように第２高誘電率材１４は配置されている。そのため、投影範囲１３ａの一部を覆うように配置された場合に比べて、先述した指向性向上および電気力線の本数増大の作用を大きくできる。よって、誤作動抑制および感度向上の効果が促進される。

さらに本実施形態では、第２高誘電率材１４は、基板１３の操作面側の面（意匠面１１）のうち電極板２０の各々に対応する部分に塗布されており、平坦形状の意匠面１１からユーザの側に盛り上がった形状である。そのため、第２高誘電率材１４に指先Ｆを接触させているユーザは、その接触部位が操作面１１ａ、１１ｂであることを触覚で認識でき、ブラインド操作が可能になる。

（第７実施形態）
図１２に示す本実施形態では、図１に示す第１実施形態の構造に、以下に説明する第３高誘電率材１５、１６および低誘電率材１７をさらに追加したものである。

本実施形態に係る操作プレート１０は、板状の基板１３、第３高誘電率材１５、１６および低誘電率材１７を備えて構成されている。基板１３は、ＡＢＳ等の樹脂で形成された板形状である。第３高誘電率材１５、１６は、基板１３に比べて誘電率の高い、透光性を有した材質で形成されている。第３高誘電率材１５、１６には高誘電率材２２と同じ樹脂材料が用いられている。低誘電率材１７は、基板１３に比べて誘電率の低い材質で形成されている。

また、第３高誘電率材１５、１６、低誘電率材１７および基板１３は、多色成形により樹脂で一体に形成されている。多色成形とは、異材質（材料）どうしを組み合わせて一体に成形する工法である。詳細には、金型内のうち基板１３となる部分へ溶融樹脂を射出し、金型内で成形させ、その後、基板１３が残った状態の同一の金型内へ、第３高誘電率材１５、１６および低誘電率材１７の溶融樹脂を射出する。これにより、異なる材質である第３高誘電率材１５、１６、低誘電率材１７および基板１３が一体に樹脂成形される。

第３高誘電率材１５、１６は、操作プレート１０のうち電極板２０の投影範囲１３ａの全面を覆うように配置されている。「投影範囲１３ａ」とは、電極板２０の裏面２０ｒから、該裏面２０ｒに対して垂直な方向に操作プレート１０を見た場合において、電極板２０と重なる範囲のことである。したがって、投影範囲１３ａの形状および大きさは、電極板２０と同一である。なお、図１２の例では、第３高誘電率材１５、１６も、電極板２０と同一の形状および大きさである。

図示される一方の第３高誘電率材１５は、基板１３の板厚方向の全体に亘って配置されている。図示される他方の第３高誘電率材１６は、操作プレート１０のうち意匠面１１を形成する側の面には露出しないように配置されている。したがって、一方の第３高誘電率材１５に対応する操作面１１ａは、第３高誘電率材１６の表面により形成され、他方の第３高誘電率材１６に対応する操作面１１ｂは、基板１３の表面により形成されている。なお、低誘電率材１７は、操作プレート１０のうち隣り合う第３高誘電率材１５、１６の間に配置され、かつ、基板１３の板厚方向の全体に亘って配置されている。

以上に説明した本実施形態によれば、第３高誘電率材１５、１６と基板１３との多色成形により操作プレート１０を一体に形成し、第３高誘電率材１５、１６を、電極板２０の投影範囲１３ａに配置する。そのため、電極板２０から出た電気力線は、第３高誘電率材１５、１６に引き寄せられて指先Ｆに通じるようになるので、電極板２０と指先Ｆとを結ぶ電気力線の本数を増大させることができ、スイッチ感度を高めることができる。また、電極板２０から出た電気力線のうち、その電極板２０に対応する操作面１１ａの隣に位置する操作面１１ｂへ向かう電気力線が、その電極板２０の投影範囲１３ａに配置されている第３高誘電率材１５へ引き寄せられるようになる。よって、電極板２０の裏面２０ｒから出た電気力線の、対応する操作面１１ａに接触する指先Ｆへ向かう指向性が強くなるので、誤作動抑制の効果が促進される。

さらに本実施形態では、第３高誘電率材１５、１６に加えて低誘電率材１７も多色成形し、隣り合う第３高誘電率材１５、１６の間に低誘電率材１７を配置する。そのため、電極板２０から出た電気力線が所望の操作面１１ａに向かうように指向性を強くすることを促進できる。

さらに本実施形態では、一方の第３高誘電率材１５は、基板１３の板厚方向の全体に亘って配置されている。そのため、板厚方向の一部に配置されている場合に比べて、電極板２０から出た電気力線が所望の操作面１１ａに向かうように指向性を強くすることを促進できる。

さらに本実施形態では、他方の第３高誘電率材１６は、操作プレート１０のうち操作面を形成する側の面（意匠面１１）には露出しないように配置されている。そのため、第３高誘電率材１６と基板１３との境界線が意匠面１１に露出しなくなるので、意匠面１１の見栄えを向上できる。

（第８実施形態）
上記各実施形態では、電極板２０をフィルム材２１に塗布し、そのフィルム材２１を操作プレート１０に貼り付けている。換言すれば、フィルム材２１を介して電極板２０を操作プレート１０に取り付けている。これに対し本実施形態では、図１３に示すように、電極板２０を操作プレート１０に直接取り付けている。

詳細には、操作プレート１０に電極板２０を塗布しており、塗布した電極板２０の上から、高誘電率材２２を塗布している。これにより、電極板２０の外周部ａに高誘電率材２２を配置している。また、高誘電率材２２の延出部２２ｐの裏面は、操作プレート１０に接触している。

このように、電極板２０を操作プレート１０に直接取り付けた場合であっても、上記第１実施形態と同様に高誘電率材２２を配置することができ、第１実施形態と同様の効果を発揮させることができる。

（第９実施形態）
図１４および図１５の上段は、電極板２０から出力される検出信号の電圧値（信号強度）の、時間変化を示す。信号強度が閾値ＴＨａ、ＴＨｂ、ＴＨｃ、ＴＨｄを超えて大きくなった場合に、図中の下段に示すようにマイコン４２はオン判定する。つまり、該当する操作面１１ａ、１１ｂが接触操作されているとマイコン４２は接触判定する。図１４は、操作面１１ａ、１１ｂに指先Ｆを接触させた場合の信号強度の波形を示す。図１５は、指先Ｆを接触させずに操作面１１ａ、１１ｂに近づけた場合の信号強度の波形を示す。例えば、隣に位置する操作面を接触操作した場合にはこの波形が現れる。

なお、検出信号が基準電圧に対して所定値以上変化した場合に、オン判定することは先述した通りである。図１４および図１５中の符号Ｖｂは、操作面１１ａ、１１ｂに指先Ｆが近づいていない場合における信号強度の値（ベース値）を示す。閾値ＴＨａ、ＴＨｂ、ＴＨｃ、ＴＨｄは、ベース値Ｖｂを基準とした値である。

図１４の波形において、符号ＴＨａに示す閾値では設定が高すぎるため、接触操作しているにも拘わらず、信号強度が閾値ＴＨａを超えないのでオン判定されない。例えば、指先面積の小さいユーザや乾燥肌のユーザが接触操作した場合、信号強度が上がりにくいので上記不具合が生じやすい。この場合には閾値の設定を下げるように調整する必要があり、例えば符号ＴＨｂに示す閾値に設定を下げれば、図１４の下段に示すように正常にオン判定されるようになる。

図１５の波形において、符号ＴＨｃに示す閾値では設定が低すぎるため、接触操作していないにも拘わらず、信号強度が閾値ＴＨｃを超えてオン判定されてしまう。例えば、指先面積の大きいユーザや汗かきのユーザが操作面に指先Ｆを近づけた場合、信号強度が上がりやすいので上記不具合が生じやすい。この場合には閾値の設定を上げるように調整する必要があり、例えば符号ＴＨｄに示す閾値に設定を上げれば、図１５の下段に示すように正常にオフ判定が維持されるようになる。

上記調整の必要性を鑑み、本実施形態に係るマイコン４２は、ユーザ等の作業者が閾値を調整できる機能を有する。具体的には、予め設定されたパターンで複数の操作面１１ａ、１１ｂが操作されると、調整可能な調整モードの状態になる。上記パターンの具体例としては、複数の操作面１１ａ、１１ｂのうちの所定の組み合わせの操作面を同時に接触操作することが挙げられる。

調整モードの状態になると、複数の操作面１１ａ、１１ｂのうちの一つが閾値を上げるスイッチとして機能し、他の一つが閾値を下げるスイッチとして機能するようになる。したがって、これらのスイッチを操作して作業者は閾値を調整することができる。

このように、本実施形態によれば、閾値を調整する機能をマイコン４２が有するので、ユーザの指先の湿り具合や指先面積に応じて、スイッチの感度を調整することができる。よって、接触操作しているにも拘わらず、感度不足によりオン判定されない不具合や、接触操作していないにも拘わらず、感度過剰によりオン判定されてしまう不具合が生じる機会を低減できる。

（他の実施形態）
本発明は上記実施形態の記載内容に限定されず、以下のように変更して実施してもよい。また、各実施形態の特徴的構成をそれぞれ任意に組み合わせるようにしてもよい。

・上記各実施形態では、操作プレート１０が肉厚均一の平板形状であるため、操作面１１ａ、１１ｂと電極板２０との距離を均一に保つことができている。これに対し、操作プレート１０が肉厚不均一であったり、凹凸を有する形状であったりする場合の如く、操作面１１ａ、１１ｂと電極板２０との距離を均一に保つことができない場合でも、本発明は適用可能である。そして、このような場合には、高誘電率材２２、２２１、２２２、２２３、２２４、第２高誘電率材１４、または第３高誘電率材１５、１６の形状および大きさを調節することで、所望の静電容量変化になるように調整することができる。

・上記各実施形態では、導電性を有する樹脂で電極板２０を形成しているが、金属で電極板２０を形成してもよい。また、透過照明を廃止して、透光性を有しない材料で電極板２０を形成してもよい。また、透過照明を廃止した場合、高誘電率材２２、２２１、２２２、２２３、２２４および基板１３を、透光性を有しない材料で形成してもよい。

・上記第１実施形態では、電極板２０の形状および大きさが操作面１１ａ、１１ｂと同一であるが、異なっていても良い。この場合、操作面１１ａ、１１ｂの投影範囲の全面を覆いつつ、その投影範囲よりも大きい形状に電極板２０を形成してもよいし、投影範囲の一部を覆う形状に電極板２０を形成してもよい。

・図２、図８、図９および図１０に示す例では、高誘電率材２２は電極板２０の一部を覆う範囲に配置されているが、全面を覆う範囲に配置されていてもよい。

・上記第１実施形態では、高誘電率材２２が延出部２２ｐを有しており、高誘電率材２２の外周端部２２ａが、電極板２０の外周端面２０ｂの外側に位置している。これに対し、延出部２２ｐを有していない高誘電率材２２を用いて、外周端部２２ａを外周端面２０ｂに位置させる、または外周端面２０ｂの内側に位置させるようにしてもよい。

・本発明の実施にあたり、図１１の構造と図１２の構造を組み合わせて、高誘電率材２２、第２高誘電率材１４および第３高誘電率材１５、１６を備えるように構成してもよい。なお、図１２に示す低誘電率材１７は廃止してもよい。

・図１１に示す第２高誘電率材１４は、基板１３の平坦面からユーザの側に盛り上がった形状であるが、基板１３に凹部を形成し、その凹部に第２高誘電率材１４を埋め込んでもよい。或いは、盛り上がっていることをユーザが認識できない程度に第２高誘電率材１４を薄膜状に設け、第２高誘電率材１４が実質的に意匠面１１と同一の平坦面を形成するようにしてもよい。

・図１２に示す低誘電率材１７は、基板１３の板厚方向の全体に亘って配置されているが、操作プレート１０のうち意匠面１１を形成する側の面には露出しないように低誘電率材１７を配置してもよい。

・図１２に示す第３高誘電率材１５、１６および低誘電率材１７は、基板１３の裏面に露出して接着材３０またはフィルム材２１に接触している。これに対し、第３高誘電率材１５、１６および低誘電率材１７を、基板１３の裏面に露出しないように配置してもよい。

・図１３に示す上記第８実施形態では、操作プレート１０に電極板２０を塗布しているが、電極板２０を操作プレート１０に接着材で貼り付けてもよいし、基板１３と電極板２０とを樹脂で一体に多色成形して操作プレート１０を形成してもよい。

・上記各実施形態では、ユーザの指先Ｆを操作面１１ａ、１１ｂに接触させて操作することを想定しており、指先Ｆを操作体としている。これに対し、例えばペン形状の操作部材をユーザが持ち、その操作部材を操作面１１ａ、１１ｂに接触させて操作することを想定し、人体以外の操作部材を操作体としてもよい。

・上記各実施形態では、操作面１１ａ、１１ｂが複数設けられた静電容量式スイッチに本発明を適用しているが、操作面が１つ設けられた静電容量式スイッチに本発明を適用してもよい。

・上記各実施形態では、静電容量に対応する信号強度を電圧値で表しているが、本発明は電圧値で静電容量の大きさを表すことに限定されない。例えば、電極板２０により形成される仮想キャパシタに対して充放電を繰り返す回路を備え、放電回数をカウントし、そのカウント値で静電容量を表してもよい。

１０…操作プレート、１１ａ、１１ｂ…操作面、１４…第２高誘電率材、１５、１６…第３高誘電率材、１７…低誘電率材、２０、２０１、２０２、２０３、２０４…電極板、２０ａ…電極板の外周部、２２、２２１、２２２、２２３、２２４…高誘電率材、２２ｐ…延出部、Ｆ…ユーザの指先（操作体）。

Claims (5)

1. 操作体（Ｆ）により接触操作される操作面（１１ａ、１１ｂ）を形成する操作プレート（１０）と、前記操作プレートに対して前記操作面の反対側に配置される電極板（２０、２０１、２０２、２０３、２０４）と、を備え、前記操作体と前記電極板との間で生じる静電容量の変化に応じてオンオフ作動する静電容量式スイッチにおいて、
   前記電極板の外周部（２０ａ）に、前記操作プレートに比べて誘電率の高い高誘電率材（２２、２２１、２２２、２２３、２２４）が配置されていることを特徴とする静電容量式スイッチ。
2. 前記高誘電率材は、前記外周部の全体に配置されて前記電極板を取り囲む形状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の静電容量式スイッチ。
3. 前記高誘電率材は、前記電極板の板面と水平な方向のうち前記電極板から離れる向きに延出する延出部（２２ｐ）を有することを特徴とする請求項１または２に記載の静電容量式スイッチ。
4. 前記操作プレートは、
   板状の基板（１３）と、
   前記基板の表面に配置されて前記操作面を形成する、前記基板に比べて誘電率の高い第２高誘電率材（１４）と、
   を備えて構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の静電容量式スイッチ。
5. 前記操作プレートは、板状の基板（１３）と、前記基板に比べて誘電率の高い第３高誘電率材（１５、１６）との多色成形により樹脂で一体に形成され、
   前記第３高誘電率材は、前記電極板の投影範囲（１３ａ）に配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の静電容量式スイッチ。

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