JP2019079362A - Information reading device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、情報読取装置に関するものである。 The present invention relates to an information reader.
QRコード(登録商標)などの情報コード及び文字情報等を含めた光学的情報を光学的に読み取る光学的情報読取装置やRFIDタグ及びICカード等を無線通信にて読み取る無線タグリーダ等の情報読取装置には、読み取りを開始する際に操作されるトリガスイッチが設けられる構成が多い。このような構成では、トリガスイッチとして機械式操作スイッチのような駆動部分を有するスイッチを採用すると、トリガスイッチの操作回数が多い運用では操作耐久寿命のためにトリガスイッチが故障してしまう場合がある。このような問題を解決するため、トリガスイッチとして静電容量方式の静電スイッチを採用することが考えられ、このようなスイッチを採用した情報読取装置として、例えば、下記特許文献1に開示される手持ち式情報読取り装置が知られている。
Optical information reader such as an optical information reader that optically reads optical information including information code such as QR code (registered trademark) and character information, and information reader such as a wireless tag reader that reads an RFID tag and an IC card by wireless communication In many cases, a trigger switch is provided which is operated when starting reading. In such a configuration, if a switch having a drive portion such as a mechanical operation switch is adopted as a trigger switch, the trigger switch may fail due to the operation durability life in operation where the number of operations of the trigger switch is large. . In order to solve such a problem, it is conceivable to adopt a capacitive electrostatic switch as a trigger switch, and an information reader using such a switch is disclosed, for example, in
ところで、上述のようにトリガスイッチとして静電容量方式の静電スイッチを採用する構成では、静電スイッチの電極の直上に位置する筐体の外面に触れるタッチ操作を行った際に、筐体の壁部を介して電極と人体との間に発生する寄生容量の大きさに基づいてON/OFF判定を行う。このため、ON/OFF判定用の閾値によっては、個人差に起因する感度差(検出される静電容量の差)のためにタッチ操作の検出精度が低下してしまう場合がある。 By the way, in the structure which adopts the electrostatic switch of an electrostatic capacitance system as a trigger switch as mentioned above, when performing touch operation which touches the outer surface of the housing located directly on the electrode of an electrostatic switch, The on / off determination is performed based on the magnitude of parasitic capacitance generated between the electrode and the human body via the wall. For this reason, depending on the threshold for ON / OFF determination, the detection accuracy of the touch operation may decrease due to the sensitivity difference (difference in the detected capacitance) caused by the individual difference.
これに対して、誰がタッチ操作しても静電スイッチが反応するようにON/OFF判定用の閾値を単に小さくすると、静電スイッチの反応エリアが広くなるため、確実にOFFするには指等を離す動作が大きくなってしまう。そうすると、ON/OFF操作を連続して繰り返す場合には、電極から大きく離すようなタッチ操作を繰り返し行う必要があり、タッチ操作する指等が疲れてしまう。また、周囲の温度変化や金属等の接近のために静電スイッチ自体の静電容量が変化してしまうと、正確にON/OFF判定できないために情報読取装置が誤動作してしまう可能性がある。 On the other hand, if the threshold for ON / OFF determination is simply reduced so that the electrostatic switch reacts even if anyone performs a touch operation, the reaction area of the electrostatic switch becomes wider. The action of releasing Then, in the case where the ON / OFF operation is continuously repeated, it is necessary to repeatedly perform a touch operation that is largely separated from the electrode, and a finger or the like who performs the touch operation becomes tired. In addition, if the electrostatic capacitance of the electrostatic switch itself changes due to ambient temperature changes or the approach of metal etc., the information reader may malfunction because the ON / OFF determination can not be made accurately. .
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、静電容量方式のスイッチを利用してタッチ操作を検出する場合でも、操作性に優れタッチ操作の検出精度を高め得る構成を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and the object of the present invention is to provide excellent operability and touch operation even when detecting a touch operation using a capacitance type switch. An object of the present invention is to provide a configuration that can improve detection accuracy.
上記目的を達成するため、特許請求の範囲の請求項1に記載の情報読取装置(10,10a)は、
読取対象の情報を読み取り可能な情報読取部(23,40)と、
前記情報読取部による読み取りを開始する際にタッチ操作されるタッチ電極(51)を有する静電容量方式のスイッチ(50)と、
前記スイッチが収容される筐体(11)と、
前記タッチ電極に関して静電容量を検出する検出部(40,60)と、
前記検出部による検出結果に基づいて、前記スイッチに対する操作に応じた前記情報読取部の制御を行なう制御部(40)と、
を備え、
前記筐体には、前記タッチ電極の少なくとも一部を直接タッチ操作可能に露出させる凹部(15)が形成されることを特徴とする。
In order to achieve the above object, an information reader (10, 10a) according to
An information reading unit (23, 40) capable of reading information to be read;
A capacitive switch (50) having a touch electrode (51) which is touch-operated when starting reading by the information reading unit;
A housing (11) in which the switch is housed;
A detection unit (40, 60) for detecting a capacitance of the touch electrode;
A control unit (40) that controls the information reading unit according to an operation on the switch based on a detection result by the detection unit;
Equipped with
The housing is characterized in that a recess (15) is formed to expose at least a part of the touch electrode so as to allow direct touch operation.
また、請求項5に記載の情報読取装置(10b)は、
読取対象の情報を読み取り可能な情報読取部(23,40)と、
前記情報読取部による読み取りを開始する際にタッチ操作されるタッチ電極(81)を有する静電容量方式のスイッチ(80)と、
前記タッチ電極が外面に設けられる筐体(11)と、
前記タッチ電極に関して静電容量を検出する検出部(40,60a)と、
前記検出部による検出結果に基づいて、前記スイッチに対する操作に応じた前記情報読取部の制御を行なう制御部(40)と、
を備え、
前記タッチ電極は、弾性変形可能であり、
前記筐体には、弾性変形した前記タッチ電極の一部(83)が接触する第2の電極(64)が設けられ、
前記検出部は、さらに、前記タッチ電極の一部と前記第2の電極との接触を検出可能に構成され、
前記制御部は、前記検出部により前記タッチ電極の一部と前記第2の電極との接触が検出されると所定の制御を行なうことを特徴とする。
なお、上記各括弧内の符号は、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る。
Moreover, the information reader (10b) according to claim 5 is
An information reading unit (23, 40) capable of reading information to be read;
A capacitive switch (80) having a touch electrode (81) that is touch-operated when starting reading by the information reading unit;
A housing (11) in which the touch electrode is provided on the outer surface;
A detection unit (40, 60a) for detecting a capacitance of the touch electrode;
A control unit (40) that controls the information reading unit according to an operation on the switch based on a detection result by the detection unit;
Equipped with
The touch electrode is elastically deformable,
The housing is provided with a second electrode (64) with which a portion (83) of the elastically deformed touch electrode is in contact;
The detection unit is further configured to be capable of detecting contact between a part of the touch electrode and the second electrode.
The control unit performs predetermined control when the detection unit detects a contact between a part of the touch electrode and the second electrode.
In addition, the code | symbol in each said bracket shows correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.
請求項1の発明では、静電容量方式のスイッチのタッチ電極に関して静電容量が検出部により検出され、この検出結果に基づいて、スイッチに対する操作に応じた情報読取部の制御が制御部により行われる。そして、筐体には、タッチ電極の少なくとも一部を直接タッチ操作可能に露出させる凹部が形成される。 In the first aspect of the invention, the electrostatic capacitance is detected by the detection unit with respect to the touch electrode of the electrostatic capacitance type switch, and based on the detection result, control of the information reading unit according to the operation on the switch is performed by the control unit. It will be. Then, a recess is formed in the housing to expose at least a part of the touch electrode so as to allow direct touch operation.
このように、凹部を利用してタッチ電極に直接触れる構成であるため、筐体壁部を介したタッチ操作がなされる従来の構成と比較して、タッチ操作時に検出される静電容量を大きくすることができる。このため、個人差に起因する感度差や周囲の温度変化、金属等の接近等によるタッチ操作の検出精度への影響を抑制することができる。さらに、タッチ操作時に検出される静電容量が大きくなることからON/OFF判定用の閾値を、検出値が閾値以下になることでON判定する場合にはより小さく、検出値が閾値以上になることでON判定する場合にはより大きく設定できるため、電極から大きく離すようなタッチ操作が必要になることもなく、操作性を向上させることができる。したがって、静電容量方式のスイッチを利用してタッチ操作を検出する場合でも、操作性に優れタッチ操作の検出精度を高め得る構成を実現することができる。 As described above, since the configuration is configured to directly touch the touch electrode using the recess, the capacitance detected at the time of the touch operation is large compared to the conventional configuration in which the touch operation is performed via the housing wall portion. can do. For this reason, it is possible to suppress the influence on the detection accuracy of the touch operation due to the sensitivity difference due to the individual difference, the ambient temperature change, the approach of metal or the like. Furthermore, since the capacitance detected at the time of touch operation is large, the threshold for ON / OFF determination is smaller when the ON is determined when the detected value is less than or equal to the threshold, and the detected value is greater than or equal to the threshold Since it can be set to a larger value in the case of ON determination, operability can be improved without the need for a touch operation that is largely separated from the electrode. Therefore, even in the case of detecting a touch operation using a capacitive type switch, it is possible to realize a configuration that has excellent operability and can improve the detection accuracy of the touch operation.
請求項2の発明では、凹部は、タッチ電極のタッチ面が凹部を構成する環状縁面に対して凹むように形成されるため、単に環状縁面に触れただけではタッチ電極にまで触れることもないため、意図しないタッチ電極への接触を防止でき、誤操作を防止することができる。
In the invention of
請求項3の発明では、凹部は、筐体に形成される環状凸部により構成されるため、単に凹部近傍に触れただけでは環状凸部に触れてもタッチ電極にまで触れることもないため、意図しないタッチ電極への接触を防止でき、誤操作を防止することができる。 In the third aspect of the invention, the recess is formed by the annular convex portion formed in the housing, and thus only touching the vicinity of the recess does not touch the touch electrode even when touching the annular convex portion. Unintended contact with the touch electrode can be prevented, and erroneous operation can be prevented.
請求項4の発明では、タッチ電極よりもインピーダンスが低い他の電極が、筐体の外面にて凹部を囲うように設けられる。このため、静電気等が外部から印加される場合でも、タッチ電極に印加されずに他の電極に印加されやすくなるので、静電気等からスイッチを保護することができる。 In the invention of claim 4, another electrode whose impedance is lower than that of the touch electrode is provided to surround the recess on the outer surface of the housing. Therefore, even when static electricity or the like is applied from the outside, the switch is easily applied to another electrode without being applied to the touch electrode, so that the switch can be protected from static electricity or the like.
請求項5の発明では、静電容量方式のスイッチのタッチ電極に関して静電容量が検出部により検出され、この検出結果に基づいて、スイッチに対する操作に応じた情報読取部の制御が制御部により行われる。そして、筐体には、弾性変形したタッチ電極の一部が接触する第2の電極が設けられ、タッチ電極の一部と第2の電極との接触が検出部により検出されると、制御部により所定の制御が行われる。 According to the fifth aspect of the present invention, the electrostatic capacitance is detected by the detection unit with respect to the touch electrode of the electrostatic capacitance type switch, and based on the detection result, control of the information reading unit according to the operation on the switch is performed by the control unit. It will be. The housing is provided with a second electrode in contact with a portion of the elastically deformed touch electrode, and the control unit detects a contact between the portion of the touch electrode and the second electrode. The predetermined control is performed by the
このように、タッチ電極に直接触れる構成であるため、筐体壁部を介したタッチ操作がなされる従来の構成と比較して、タッチ操作時に検出される静電容量を大きくすることができる。このため、個人差に起因する感度差や周囲の温度変化、金属等の接近等によるタッチ操作の検出精度への影響を抑制することができる。さらに、タッチ操作時に検出される静電容量が大きくなることから、ON/OFF判定用の閾値を、検出値が閾値以下になることでON判定する場合にはより小さく、検出値が閾値以上になることでON判定する場合にはより大きく設定できるため、電極から大きく離すようなタッチ操作が必要になることもなく、操作性を向上させることができる。したがって、静電容量方式のスイッチを利用してタッチ操作を検出する場合でも、操作性に優れタッチ操作の検出精度を高め得る構成を実現することができる。 As described above, since the touch electrodes are directly touched, the capacitance detected at the time of the touch operation can be increased as compared with the conventional configuration in which the touch operation is performed via the housing wall. For this reason, it is possible to suppress the influence on the detection accuracy of the touch operation due to the sensitivity difference due to the individual difference, the ambient temperature change, the approach of metal or the like. Furthermore, since the capacitance detected at the time of touch operation becomes large, the threshold for ON / OFF determination is smaller when the ON is determined by the detected value being equal to or less than the threshold, and the detected value is greater than the threshold Since it can be set larger when it is ON, it is possible to improve operability without the need for a touch operation that is largely separated from the electrode. Therefore, even in the case of detecting a touch operation using a capacitive type switch, it is possible to realize a configuration that has excellent operability and can improve the detection accuracy of the touch operation.
特に、タッチ電極の一部と第2の電極との接触が検出部により検出されると、制御部により所定の制御が行われるため、当該所定の制御を、静電容量の検出値が閾値以下でON判定(または、閾値以上でON判定)時になされる制御と同じ内容とすることで、静電スイッチとしての機能に加えて、タッチ電極の一部と第2の電極との接触を接点方式として利用するメカスイッチとしての機能を兼備させることができる。このように2つの方式でタッチ操作を検出することができることから、静電容量の検出回路に異常が生じる場合やメカスイッチの接点不良が発生する場合等、どちらかの方式にて異常が発生した場合でも情報読取装置が機能しなくなるような異常事態が抑制されて、検出精度をさらに高めることができる。 In particular, when a contact between a part of the touch electrode and the second electrode is detected by the detection unit, the control unit performs predetermined control, so the predetermined control is performed when the detected capacitance value is less than or equal to the threshold In addition to the function as the electrostatic switch, the contact between the part of the touch electrode and the second electrode is the contact method by setting the same contents as the control performed at the time of ON judgment (or ON judgment at the threshold or more). Function as mechanical switch to be used as Since the touch operation can be detected by two methods as described above, an abnormality occurs in either of the methods, such as when an abnormality occurs in the capacitance detection circuit or when a contact failure occurs in a mechanical switch. Even in such a case, an abnormal situation in which the information reader does not function can be suppressed, and the detection accuracy can be further enhanced.
さらに、上記所定の制御を、静電容量の検出値が閾値以下でON判定(または、閾値以上でON判定)時になされる制御と異なる内容とすることで、静電スイッチとしての機能とメカスイッチとしての機能を別々に持つこともできる。例えば、静電スイッチで機能させる制御内容として情報読取部による読み取りを開始させ、メカスイッチで機能させる制御内容として情報読取装置の電源のON/OFFを行わせることができる。 Furthermore, the function as the electrostatic switch and the mechanical switch can be performed by setting the predetermined control different from the control performed when the detected value of the electrostatic capacitance is less than or equal to the threshold value or when the ON determination (or more than the threshold value). It is also possible to have separate functions as. For example, reading by the information reading unit can be started as control content to be functioned by the electrostatic switch, and power on / off of the information reading apparatus can be performed as control content to be functioned by the mechanical switch.
[第1実施形態]
以下、本発明に係る情報読取装置を具現化した第1実施形態について、図面を参照して説明する。
図1及び図2に示す情報読取装置10は、情報コード(バーコード及び二次元コード等)や文字情報等の光学的情報を撮像して光学的に読み取る携帯型の光学的情報読取装置として構成されている。
First Embodiment
Hereinafter, a first embodiment of an information reader according to the present invention will be described with reference to the drawings.
The
この情報読取装置10は、上ケース11a及び下ケース11bが組み付けられて構成される筐体11によって外郭が形成され、この筐体11内に各種電気部品等からなる回路部20が収容されている。筐体11は、ABS樹脂等の合成樹脂からなる上ケース11a及び下ケース11bが組み付け時に外部に露出しないように筐体内部側に設けられる複数の係合箇所にて係合されることで、ネジ部材等の別部材を利用することなく構成されている。筐体11の長手方向一端側には読取口13が形成され、また長手方向他端側にはケーブル取付部14が形成されている。
In the
筐体11は、上ケース11a側から把持した状態で読取対象に読取口13を向けやすくするため、図2(B)に示すように、長手方向中間部位が上側に凸となるように滑らかに湾曲している。また、上ケース11aの読取口13近傍の外面となる上面12には、筐体11内に収容される静電容量方式のスイッチ(以下、スイッチ50ともいう)のタッチ電極51をそのタッチ面52にて露出させる略円形状の凹部15が設けられている。この凹部15は、図3に示すように、底面側ほど内径が小さくなり、タッチ電極51のタッチ面52が当該凹部15を構成する環状縁面16に対して深さh(例えば、2〜3mm程度)にて凹むように形成されている。また、筐体11は、把持した状態で凹部15内のタッチ電極51に対してタッチ操作しやすくするため、凹部15よりもケーブル取付部14側となる把持部が凹部15を含めた読取口13側となる読取部よりも幅が狭くなるように形成されている。
As shown in FIG. 2B, the
次に、情報読取装置10の電気的構成について、図面を参照して説明する。
図4に示すように、筐体11に収容される回路部20は、主に、照明光源21、受光センサ23、結像レンズ25等の光学系と、メモリ35、制御部40等のマイクロコンピュータ(以下「マイコン」という)系とを備えている。
Next, the electrical configuration of the
As shown in FIG. 4, the
光学系は、投光光学系と、受光光学系とに分かれている。投光光学系を構成する照明光源21は、照明光Lfを発光可能な照明手段として機能するもので、例えば、赤色のLEDとこのLEDの出射側に設けられるレンズとから構成されている。
The optical system is divided into a projection optical system and a light receiving optical system. The
受光光学系は、受光センサ23、結像レンズ25などによって構成されている。受光センサ23は、例えば、C−MOSやCCD等の固体撮像素子である受光素子を二次元に配列したエリアセンサとして構成されるものであり、略方形状の受光領域として受光面23aを有するように構成されている。この受光センサ23は、結像レンズ25を介して入射する入射光を受光面23aにて受光可能にプリント配線板(図示略)に実装されている。
The light receiving optical system is configured by the
結像レンズ25は、外部から読取口13を介して入射する入射光を集光して受光センサ23の受光面23aに像を結像可能な結像光学系として機能するものである。本実施形態では、照明光源21から照射された照明光Lfが情報コードCやこの情報コードCが付された読取対象Rにて反射するようになっており、この反射光Lrを結像レンズ25で集光し、受光センサ23の受光面23aにコード像を結像させている。
The
マイコン系は、増幅回路31、A/D変換回路33、メモリ35、アドレス発生回路36、同期信号発生回路38、制御部40、スイッチ50、発光部43、ブザー44、バイブレータ45、通信インタフェース48等から構成されている。
The microcomputer system includes an
光学系の受光センサ23から出力される画像信号(アナログ信号)は、増幅回路31に入力されることで所定ゲインで増幅され、その後、A/D変換回路33に入力されてアナログ信号からディジタル信号に変換される。そして、ディジタル化された画像信号、つまり画像データ(画像情報)は、ROM、RAMなどの公知の記憶媒体によって構成されたメモリ35に入力され、所定の格納領域に蓄積される。なお、同期信号発生回路38は、受光センサ23およびアドレス発生回路36に対する同期信号を発生可能に構成されており、またアドレス発生回路36は、この同期信号発生回路38から供給される同期信号に基づいて、メモリ35に格納される画像データの格納アドレスを発生可能に構成されている。
The image signal (analog signal) output from the
制御部40は、情報読取装置10全体を制御可能なマイコンで、CPU、システムバス、入出力インタフェース等からなるもので、メモリ35とともに情報処理装置を構成し得るもので情報処理機能を有する。制御部40は、メモリ35に記憶される情報コードの画像データを解析して当該情報コードに記録されたデータを公知の解読方法で解読する読取処理を行うように構成されている。なお、制御部40は、受光センサ23とともに、読取対象の情報を読み取り可能な「情報読取部」の一例に相当し得る。
The
また、制御部40は、内蔵された入出力インタフェースを介して種々の入出力装置と接続可能に構成されており、本実施形態の場合、発光部43、ブザー44、バイブレータ45、通信インタフェース48等が接続されている。これにより、例えば、発光部43の点灯、非点灯、ビープ音やアラーム音を発生可能なブザー44の鳴動のオンオフ、バイブレータ45の駆動制御、通信インタフェース48の制御等を可能にしている。
Further, the
特に、本実施形態では、図2(A)に示すように、バイブレータ45は、凹部15よりも把持部側であって、読取対象に向けられる読取口13が設けられる筐体11の一方の端部から離れたケーブル取付部14(他方の端部)の近傍に配置される。このバイブレータ45は、例えば、情報コードの読み取り成功時やタッチ電極51へのタッチ検出時に、制御部40により制御されて振動するように機能する。なお、バイブレータ45は、「振動部」の一例に相当し得る。
In particular, in the present embodiment, as shown in FIG. 2A, the
また、制御部40には、タッチ電極51に対する直接的なタッチ(接触)の有無に応じた信号を制御部40に出力するためのスイッチ50が接続されている。制御部40は、スイッチ50を利用して、タッチ電極51に関して静電容量をカウント値Nに変換して検出する検出部として機能し、カウント値Nがタッチ判定用(ON/OFF判定用)の閾値(以下、判定用閾値Nthともいう)以下となることでタッチ電極51に対するタッチが検出されると、上記読取処理を開始する。
Further, the
スイッチ50は、筐体11内に収容されて、上述したタッチ電極51とタッチ検出回路60とを備えるように構成されている。タッチ電極51は、凹部15の底面上に対してその下面にて対向し、その上面となるタッチ面52が環状縁面16に対して深さhにて凹むように筐体11に組み付けられている。なお、タッチ電極51には、少なくともタッチ面52に腐食等を防止するコーティングを施すことができる。
The
タッチ検出回路60は、制御部40からのスイッチング信号CLKを受けて、タッチ電極51の静電容量をカウント値Nに変換して取得するための回路である。このタッチ検出回路60は、図5に示すように、スイッチング素子61と、回路保護用抵抗Roと、コンデンサC1と、放電抵抗R1と、比較器62とを備えている。電源Bからの電力供給により、センサ配線上の浮遊容量Coには電荷が蓄積されている。
The
タッチ電極51の静電容量を測定する場合には、上記スイッチング信号CLKに応じたスイッチング素子61のスイッチング動作に応じて、センサラインの接続を電源B側と比較器62側とでスイッチングさせる。比較器62側に接続されると、浮遊容量Coに蓄積された電荷がコンデンサC1に移動し、比較器62の負入力電圧V−が増加する。一方、電源側に接続が切り替わると、負入力電圧V−が放電抵抗R1により徐々に減少するとともに、浮遊容量Coには再び電荷が蓄積される。
When the capacitance of the
このようなスイッチング素子61のスイッチング動作を繰り返すことにより、徐々に増加した負入力電圧V−が正入力電圧Vrefを超えると、比較器62の出力がHiからLoに切り替わり、制御部40は、スイッチング信号CLKの出力を停止する。制御部40は、比較器62の出力がHiからLoに切り替わるまでに要したスイッチング回数をカウントすることで、タッチ電極51の静電容量をカウント値Nに変換して取得することができる。
When the gradually increasing negative input voltage V− exceeds the positive input voltage Vref by repeating the switching operation of the switching
そして、タッチ電極51のタッチ面52がタッチされると、タッチした指等の静電容量Cfがタッチ電極51に直接追加されることで、センサ側の静電容量はCo+Cfとなり、蓄積される電荷量が増加する。このため、上述のようにスイッチングを繰り返すと、負入力電圧V−はタッチしていないときよりも早く正入力電圧Vrefを超えるため、スイッチング回数が少なくなりカウント値Nが小さくなる。すなわち、タッチ電極51の静電容量に応じて取得されるカウント値Nは、タッチ面52へのタッチの有無に応じて変動する。
Then, when the
特に、本実施形態では、上面12の凹部15を利用してタッチ電極51のタッチ面52が指等により直接タッチされる。このため、タッチ電極が樹脂製の筐体内に収容されるために筐体の厚みを介して指等の静電容量がタッチ電極に追加される構成と比較して、タッチ電極51に追加される静電容量が極めて大きくなる。
In particular, in the present embodiment, the
例えば、図6に例示するように、指等が触れていない状態(オープン状態)に対して、筐体11の厚み程度に相当する厚さ2mmの樹脂を介してタッチする状態では、小指にてタッチする状態(小指タッチ状態)や親指にてタッチする状態(親指タッチ状態)にかかわらず、追加される静電容量は1pF程度となる。一方、オープン状態に対して、タッチ電極51のタッチ面52に直接タッチする状態(直接タッチ状態)では、追加される静電容量は50pF程度となり、タッチ電極51に追加される静電容量が極めて大きくなることがわかる。
For example, as illustrated in FIG. 6, in a state where a finger or the like is not touched (open state), in a state in which touch is made via a 2 mm thick resin corresponding to about the thickness of the
このため、タッチ電極51の静電容量から変換されるカウント値Nは、図7からわかるように、オープン状態を基準とすると、直接タッチ状態の方が、小指タッチ状態及び親指タッチ状態よりも極めて小さくなる。そうすると、判定用閾値Nthを、個人差に起因する感度のばらつき(図7の符号S1参照)や周囲の温度変化、金属等の接近等によるばらつき(図7の符号S2参照)に影響されないように、オープン状態でのカウント値Nに対して十分小さな値に設定できるため、これらのタッチ操作の検出精度への影響を抑制することができる。
Therefore, as shown in FIG. 7, when the count value N converted from the capacitance of the
特に、本実施形態では、図3に示すように、タッチ電極51は、凹部15内にて、タッチ面52が環状縁面16に対して深さhにて凹むように筐体11に組み付けられている。このため、図8(A)に示すように、筐体11を把持する際に指Fが単に環状縁面16に添えられただけでは、その指Fがタッチ電極51にまで直接触れることもない。この場合には、タッチ電極51の静電容量から変換されるカウント値Nは、判定用閾値Nth以下になることなく、上記読取処理が開始されることもない。すなわち、意図しないタッチ電極51への接触を防止でき、誤操作を防止することができる。
In particular, in the present embodiment, as shown in FIG. 3, the
一方、ユーザが上記読取処理を開始するため、図8(B)に示すように、環状縁面16に添えた指Fを凹部15内に向けて軽く押さえることで、指Fがタッチ電極51に直接接触する。この場合には、タッチ電極51の静電容量から変換されるカウント値Nは、判定用閾値Nth以下になり、上記読取処理が開始される。すなわち、指Fのわずかな動作だけで、スイッチ50をON/OFF操作することができる。
On the other hand, in order for the user to start the reading process, as shown in FIG. 8B, the finger F attached to the
以上説明したように、本実施形態に係る情報読取装置10では、静電容量方式のスイッチ50のタッチ電極51に関して静電容量に相当するカウント値Nが検出部として機能する制御部40により検出され、この検出結果に基づいて、スイッチ50に対する操作に応じた読取処理(情報読取部の制御)が制御部40により行われる。そして、筐体11には、タッチ電極51のタッチ面52を直接タッチ操作可能に露出させる凹部15が形成される。
As described above, in the
このように、凹部15を利用してタッチ電極51に直接触れる構成であるため、筐体壁部を介したタッチ操作がなされる従来の構成と比較して、タッチ操作時に検出される静電容量を大きくすることができる。このため、図7に示すように、個人差に起因する感度差や周囲の温度変化、金属等の接近等によるタッチ操作の検出精度への影響を抑制することができる。さらに、タッチ操作時に検出される静電容量が大きくなることから判定用閾値Nth(ON/OFF判定用の閾値)をより小さく設定できるため、タッチ電極51から大きく離すようなタッチ操作が必要になることもなく、操作性を向上させることができる。したがって、静電容量方式のスイッチ50を利用してタッチ操作を検出する場合でも、操作性に優れタッチ操作の検出精度を高め得る構成を実現することができる。
As described above, since the configuration is in direct contact with the
なお、カウント値Nと異なり、タッチ操作時に検出される静電容量が大きくなるほど大きくなる検出値を用いてON/OFF判定を行う構成であっても、ON/OFF判定用の閾値をより大きく設定できるため、電極から大きく離すようなタッチ操作が必要になることもなく、操作性を向上させることができる。 Note that, unlike the count value N, even if the ON / OFF determination is performed using a detection value that increases as the capacitance detected at touch operation increases, the threshold for ON / OFF determination is set larger. Therefore, operability can be improved without the need for a touch operation that is largely separated from the electrode.
特に、凹部15は、タッチ電極51のタッチ面52が凹部15を構成する環状縁面16に対して凹むように形成されるため、図8(A)に示すように、単に環状縁面16に触れただけではタッチ電極51にまで触れることもないため、意図しないタッチ電極51への接触を防止でき、誤操作を防止することができる。
In particular, since the
本実施形態の変形例として、凹部15は、筐体11の外面に形成される環状凸部により構成されてもよい。具体的には、図9(A)(B)に例示するように、筐体11の環状縁面16に相当する位置に円環状(リング状)の凸部が環状凸部17として形成され、この環状凸部17の内側により凹部15が構成される。この構成では、タッチ電極51は、そのタッチ面52が環状凸部17の頂面(上面)に対して深さh(例えば、2〜3mm程度)にて凹むように、筐体11に組み付けられている。
As a modification of the present embodiment, the
このように構成されることで、図9(A)に示すように、筐体11を把持する際に指Fが単に凹部15近傍に触れただけでは、その指Fが環状凸部17に触れてもタッチ電極51にまで直接触れることもない。一方、ユーザが上記読取処理を開始するため、図9(B)に示すように、環状凸部17に添えた指Fを凹部15内に向けて軽く押さえることで、指Fがタッチ電極51に直接接触する。このようにしても、意図しないタッチ電極51への接触が防止されて誤操作を防止することができるだけでなく、指Fのわずかな動作だけで、スイッチ50をON/OFF操作することができる。
With this configuration, as shown in FIG. 9A, when the finger F merely touches the vicinity of the
[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態に係る情報読取装置について、図10を参照して説明する。
本第2実施形態では、タッチ電極51の周囲にガードパターンを配置する点が主に上記第1実施形態と異なる。具体的には、図10に示す情報読取装置10aのように、タッチ電極51よりもインピーダンスが低い円環状(リング状)のガードパターン70が、筐体11の上面12にて露出した状態で凹部15を囲うように設けられる。このガードパターン70は、筐体11内に収容される基板のグランド等に接続されており、凹部15近傍に印加される静電気を除電するように機能する。
Second Embodiment
Next, an information reader according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The second embodiment mainly differs from the first embodiment in that a guard pattern is arranged around the
このため、静電気等が外部から印加される場合でも、タッチ電極51に印加されずにガードパターン70に印加されやすくなるので、静電気等からスイッチ50や他の内部回路を保護することができる。なお、ガードパターン70は、タッチ電極51よりもインピーダンスが低い「他の電極」の一例に相当し得るもので、円環状(リング状)に形成されることに限らず、例えば、凹部15を囲うように四角環状に形成されてもよい。
Therefore, even when static electricity or the like is applied from the outside, it is easy to be applied to the
[第3実施形態]
次に、本発明の第3実施形態に係る情報読取装置について、図11〜図13を参照して説明する。
本第3実施形態では、弾性変形可能なタッチ電極を採用する点が主に上記第1実施形態と異なる。具体的には、図11及び図12に示す情報読取装置10bのように、静電容量方式のスイッチとして、スイッチ50に代えてスイッチ80が採用されている。このスイッチ80は、タッチ電極81及びタッチ検出回路60aを備えている。
Third Embodiment
Next, an information reader according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The third embodiment mainly differs from the first embodiment in that an elastically deformable touch electrode is adopted. Specifically, as in the
タッチ電極81は、図11(B)及び図13(A)に示すように、略半球面状(ドーム状)に形成されることで、頂部82が内側に弾性的に凹み変形可能に構成されている。このタッチ電極81は、下端部にて、回路保護用抵抗Roを介してスイッチング素子61に接続される電極63に接続されている。また、タッチ電極81の頂部82の内面には、内方に向けて突出する導電性の突起83が一体的に設けられている。
As shown in FIGS. 11B and 13A, the
また、タッチ検出回路60aは、図12に示すように、上述したタッチ検出回路60に対して接点64及び切替部65を備えるように構成されている。接点64は、突起83の下方に設けられて、頂部82の押下操作に応じたタッチ電極81の弾性変形時に突起83が接触して導通するように配置されている。切替部65は、制御部40により制御されて、接点64がGND接続される状態と、GND接続されない状態とに切り替えるように機能する。タッチ検出回路60aは、接点64がGND接続される状態では、突起83と接点64との接触に応じて、突起83と接点64との間での電流が流れるように構成されており、この電流の検出に応じて突起83と接点64との接触を検出可能に構成される。なお、接点64は、「第2の電極」の一例に相当し得る。
Further, as shown in FIG. 12, the
このように構成されるスイッチ80は、静電スイッチとしての機能に加えて、タッチ電極81の突起83と接点64との接触を接点方式として利用するメカスイッチとしての機能を兼備している。
In addition to the function as an electrostatic switch, the
このため、スイッチ80を静電スイッチとして機能させる第1モードでは、制御部40は、接点64がGND接続されないように切替部65を制御した状態で、スイッチング信号CLKに応じてスイッチング素子61をスイッチング動作させる。この第1モードでは、上記第1実施形態と同様に、タッチ電極81に触れると、タッチした指等の静電容量Cfが追加されたためにカウント値Nが小さくなって判定用閾値Nth以下となることで、タッチ電極81に対するタッチが検出されて、上記読取処理が開始される。
Therefore, in the first mode in which the
一方、スイッチ80をメカスイッチとして機能させる第2モードでは、制御部40は、所定の制御として、接点64がGND接続されるように切替部65を制御した状態で、スイッチング信号CLKを停止する。この第2モードでは、図13(B)に示すように、頂部82の押下操作に応じて突起83が接点64に接触すると、突起83と接点64との間での電流の流れが検出されることで、突起83と接点64との接触、すなわち、タッチ電極81の頂部82に対する押下操作が検出されて、上記読取処理が開始される。
On the other hand, in the second mode in which the
すなわち、タッチ電極81が押下操作された場合だけでなくタッチ電極81に触れる操作を行った場合でも、その操作を検出することができる。このため、本実施形態では、製品出荷時には第2モードに切り替えることで、読取処理開始のための操作に関して、タッチ電極81の弾性変形に伴うクリック感をユーザに与えることができる。そして、突起83と接点64との接触が所定回数繰り返されることで、経年劣化等に起因して両部材間での導通不良の可能性が高くなる状態になると、制御部40による切替部65の制御に応じて第1モードに切り替えられることで、上記導通状態が不要となり、クリック感を与えるスイッチに関して製品寿命を延ばすことができる。また、ユーザによる所定の操作や上位機器から入力される指示に従い、制御部40による切替部65の制御に応じてモード間の切り替えも行うことができる。
That is, not only when the
以上説明したように、本実施形態に係る情報読取装置10bでは、静電容量方式のスイッチ80のタッチ電極81に関して静電容量に相当するカウント値Nが検出部として機能する制御部40により検出され、この検出結果に基づいて、スイッチ80に対する操作に応じた読取処理(情報読取部の制御)が制御部40により行われる。そして、筐体11には、弾性変形したタッチ電極81が突起83にて接触する接点64が設けられ、突起83と接点64との接触が検出されても、上記読取処理が制御部40により行われる。
As described above, in the
このようにしても、上記第1実施形態と同等の効果を奏し、静電容量方式のスイッチ80を利用してタッチ操作を検出する場合でも、操作性に優れタッチ操作の検出精度を高め得る構成を実現することができる。
Even in this case, an effect equivalent to that of the first embodiment can be obtained, and even when detecting a touch operation using the
特に、タッチ電極81の突起83と接点64との接触が検出されると、上述したように所定の制御として読取処理が開始されるため、静電スイッチとしての機能に加えて、突起83と接点64との接触を接点方式として利用するメカスイッチとしての機能を兼備させることができる。このように2つの方式でタッチ操作を検出することができることから、静電容量の検出回路に異常が生じる場合やメカスイッチの接点不良が発生する場合等、どちらかの方式にて異常が発生した場合でも情報読取装置10bが機能しなくなるような異常事態が抑制されて、検出精度をさらに高めることができる。
In particular, when the contact between the
さらに、上記所定の制御を、静電容量の検出値が閾値以下でON判定(または、閾値以上でON判定)時になされる制御と異なる内容とすることで、静電スイッチとしての機能とメカスイッチとしての機能を別々に持つこともできる。例えば、静電スイッチで機能させる制御内容として上記読取処理を開始させ、メカスイッチで機能させる制御内容として情報読取装置10bの電源のON/OFFを行わせることができる。具体的には、制御部40により、電源ON状態にてタッチ電極81を押下操作することで突起83と接点64との接触が検出されると、電源OFF状態に移行するように制御され、電源OFF状態にてタッチ電極81を押下操作することで突起83と接点64との接触が検出されると、電源ON状態に移行するように制御される。
Furthermore, the function as the electrostatic switch and the mechanical switch can be performed by setting the predetermined control different from the control performed when the detected value of the electrostatic capacitance is less than or equal to the threshold value or when the ON determination (or more than the threshold value). It is also possible to have separate functions as. For example, it is possible to start the reading process as the control content to be functioned by the electrostatic switch and to turn on / off the power of the
すなわち、タッチ電極81をタッチ操作することで上記読取処理を開始させ、タッチ電極81を押下操作することで電源をON/OFFすることができる。このように、1つのタッチ電極81を利用して、トリガスイッチと電源スイッチとを兼用することができる。
That is, the reading process can be started by performing the touch operation on the
なお、タッチ電極81は、略半球面状(ドーム状)に形成されることに限らず、弾性変形時に突起83等にて電極63に接触可能な形状に形成されればよい。上述のように弾性変形可能なタッチ電極を採用する本実施形態の特徴的構成は、他の実施形態等にも適用することができる。
The
なお、本発明は上記各実施形態及び変形例等に限定されるものではなく、例えば、以下のように具体化してもよい。
(1)凹部15を利用して直接タッチ操作可能に設けられるタッチ電極51は、上ケース11aの読取口13近傍の外面となる上面12に配置されることに限らず、例えば、下ケース11bに対して凹部15とともに配置されてもよいし、筐体11の側面に対して凹部15とともに配置されてもよい。同様に、タッチ電極81は、上ケース11aの読取口13近傍の外面となる上面12に配置されることに限らず、例えば、下ケース11bに対して凹部15とともに配置されてもよいし、筐体11の側面に対して凹部15とともに配置されてもよい。
In addition, this invention is not limited to said each embodiment, modification, etc., For example, you may actualize as follows.
(1) The
(2)凹部15は、筐体11に設けられる貫通孔等を利用してタッチ電極51の少なくとも一部を直接タッチ操作可能に露出させるように構成されてもよい。また、凹部15は、内径側が多角形状に形成されてもよい。また、環状凸部17は、円環状(リング状)に形成されることに限らず、例えば、内径側及び外形側の少なくとも一方が多角形状に形成されてもよい。
(2) The
(3)本発明は、情報コードや文字情報等の光学的情報を光学的に読み取る光学的情報読取装置に適用されることに限らず、静電容量方式のスイッチを利用して検出されたタッチ操作に応じた制御を行なう他の機能を有する情報読取装置、例えば、タッチ操作が検出されると無線通信による無線タグ等の読み取りを開始する情報読取装置に適用されてもよい。 (3) The present invention is not limited to being applied to an optical information reading apparatus that optically reads optical information such as an information code and character information, but a touch detected using a capacitive switch The present invention may be applied to an information reading apparatus having another function of performing control according to an operation, for example, an information reading apparatus that starts reading a wireless tag or the like by wireless communication when a touch operation is detected.
10,10a,10b…情報読取装置
11…筐体
15…凹部
16…環状縁面
17…環状凸部
23…受光センサ(情報読取部)
40…制御部(情報読取部,検出部,制御部)
50…スイッチ
51…タッチ電極
52…タッチ面
60,60a…タッチ検出回路
64…接点(第2の電極)
70…ガードパターン(他の電極)
80…スイッチ
81…タッチ電極
83…突起(タッチ電極の一部)
N…カウント値(検出値)
DESCRIPTION OF
40: Control unit (information reading unit, detection unit, control unit)
DESCRIPTION OF
70 ... guard pattern (other electrodes)
80 ... switch 81 ...
N: Count value (detected value)
Claims (5)
前記情報読取部による読み取りを開始する際にタッチ操作されるタッチ電極を有する静電容量方式のスイッチと、
前記スイッチが収容される筐体と、
前記タッチ電極に関して静電容量を検出する検出部と、
前記検出部による検出結果に基づいて、前記スイッチに対する操作に応じた前記情報読取部の制御を行なう制御部と、
を備え、
前記筐体には、前記タッチ電極の少なくとも一部を直接タッチ操作可能に露出させる凹部が形成されることを特徴とする情報読取装置。 An information reading unit capable of reading information to be read;
A capacitive switch having a touch electrode that is touch-operated when starting reading by the information reading unit;
A housing in which the switch is housed;
A detection unit that detects a capacitance of the touch electrode;
A control unit configured to control the information reading unit according to an operation on the switch based on a detection result by the detection unit;
Equipped with
An information reading device characterized in that the housing is provided with a recess for exposing at least a part of the touch electrode so as to allow direct touch operation.
前記情報読取部による読み取りを開始する際にタッチ操作されるタッチ電極を有する静電容量方式のスイッチと、
前記タッチ電極が外面に設けられる筐体と、
前記タッチ電極に関して静電容量を検出する検出部と、
前記検出部による検出結果に基づいて、前記スイッチに対する操作に応じた前記情報読取部の制御を行なう制御部と、
を備え、
前記タッチ電極は、弾性変形可能であり、
前記筐体には、弾性変形した前記タッチ電極の一部が接触する第2の電極が設けられ、
前記検出部は、さらに、前記タッチ電極の一部と前記第2の電極との接触を検出可能に構成され、
前記制御部は、前記検出部により前記タッチ電極の一部と前記第2の電極との接触が検出されると所定の制御を行なうことを特徴とする情報読取装置。 An information reading unit capable of reading information to be read;
A capacitive switch having a touch electrode that is touch-operated when starting reading by the information reading unit;
A housing in which the touch electrode is provided on the outer surface;
A detection unit that detects a capacitance of the touch electrode;
A control unit configured to control the information reading unit according to an operation on the switch based on a detection result by the detection unit;
Equipped with
The touch electrode is elastically deformable,
The housing is provided with a second electrode in contact with a portion of the elastically deformed touch electrode,
The detection unit is further configured to be capable of detecting contact between a part of the touch electrode and the second electrode.
The information reading device, wherein the control unit performs predetermined control when the detection unit detects a contact between a part of the touch electrode and the second electrode.
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