JP3390032B2 - 可変圧力接触キー装置 - Google Patents

可変圧力接触キー装置

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JP3390032B2 JP26091292A JP26091292A JP3390032B2 JP 3390032 B2 JP3390032 B2 JP 3390032B2 JP 26091292 A JP26091292 A JP 26091292A JP 26091292 A JP26091292 A JP 26091292A JP 3390032 B2 JP3390032 B2 JP 3390032B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の背景】本発明は全般的にデータ入力用の感圧接
触パッド、更に具体的に云えば、可変静電容量接触パッ
ドの様に、パラメータのドリフトが起るコストの安い変
換器素子を用いた自己較正装置に関する。所謂接触パッ
ドが、マイクロプロセッサ又はマイクロコントローラを
基本とした制御装置を含む消費者用機器の様な広い範囲
の種々の装置にデータ入力の為に用いられている。典型
的には、この様な接触パッドは、大抵は触覚フィードバ
ックの為のスナップ形ドームで構成された物理的なスイ
ッチ接点か、又は大地に対して信号を分離する様に、信
号レベルの変化によって、不動の接触パッドに対する指
の接近又は接触を感知し、こうして接触を確認するオン
／オフ形容量性接触スイッチの何れかを含んでいる。こ
の様な容量性接触スイッチの場合、信号レベルが所定の
閾値を通過する時に、変化が確認される。
【０００２】この様な接触パッドは、機器又は計器にデ
ータを入力する為に使われる場合が多く、そう云う機器
又は計器で、データがディジタル表示装置、例えばディ
ジタル時計、ディジタル・タイマ又は調理温度のディジ
タル表示装置に表示される。この様なディジタル表示装
置並びにそのもとにある機能の値を設定する為、上下旋
回パッドを設け、一方のパッドでは、表示される値が上
向きに数が増えるが、他方のパッドでは表示される値が
下向きに変わる様に構成するのが典型的である。
【０００３】多くの場合、異なる又は可変の旋回率を用
意して、現在の読み及び目標の読みの間の数値の差が大
きい場合は表示される値が急速に変化し、表示される読
み及び目標の読みの間の差が小さい時はゆっくりと変化
する様にすることが望ましい。こう云う場合、各々の方
向に２つ又は更に多くの旋回パッドを設け、可変の旋回
率を選択することが出来る。この方式の欠点は、余分の
制御パネル面積が必要になることである。
【０００４】種々の形の可変接触パッド・データ入力装
置が提案されている。例えば、米国特許第４，１０３，
２５２号及び同第４，６９４，２７９号には、位置を感
知する容量性接触スイッチ装置を用いた装置が記載され
ている。然し、こう云う装置は、上に簡単に述べた異な
る旋回率をもたせる為に複数個の別々のパッドを用いる
装置と考えとしては殆んど変わらず、必要以上に大きな
制御パネル面積を必要とする欠点は相変わらずである。
【０００５】他の方式が米国特許第４，６７３，９１９
号に示されている。この米国特許には、接触圧力に応じ
て、カウンタを駆動するのに複数個の異なる出力パルス
周波数を発生する様にするマルチポイント形可変圧力感
知接触キー装置が記載されている。この装置では、圧力
変換器装置がポテンショメータで構成される。この方式
の欠点、特に消費者用機器の場合の欠点は、変換器の精
度及び再現性である。１つの接触パッドでマルチポイン
ト動作を希望する場合、特にそうである。例えば、容量
性接触パッドの場合、静電容量は温度、オーバーレーを
使う場合はその平坦さ及び湿度の変化と共に変わる傾向
がある。更に、製造及び組立てのばらつきにより、各々
のパッドは製造した時に若干異なる静電容量を持ち、較
正手順を必要とする惧れがある。それでも、容量性接触
パッドは、電気スイッチ接点がないことによる高い信頼
性、及び平坦な制御パネルの作り易さという望ましい特
性を持っている。
【０００６】以上要約すれば、一般的に接触キー装置、
特にマルチポイント形可変圧力接触キー装置を提供しよ
うとする試みは、抵抗形であっても容量形であっても、
使われる圧力変換器に於けるパラメータの変動の為に厄
介になる。更に高価な変換器を用いることは、特に容量
性接触パッドの利点を希望する場合、必ずしも受入れる
ことの出来る解決策ではない。マルチポイント形可変圧
力接触キー装置は、必要とする制御パネルの面積の大き
さが最小になり、ユーザの操作を一層簡単にすることが
出来るので、多くの場合に有利である。
【０００７】
【発明の要約】従って、本発明の目的は、特に消費者用
機器に使う為のコストの安い可変圧力接触キー装置を提
供することである。本発明の他の目的は、単なるオン／
オフ動作とは対照的に、マルチポイント形動作の出来る
可変圧力接触キー装置を提供することである。
【０００８】本発明の他の目的は、この様な装置に用い
る為のコストの安い可変静電容量接触パッドの特定の構
造を提供することである。本発明の他の目的は、家庭の
調理用レンジの制御パネルの様に、比較的温度の高い環
境内でも用いて動作し得る可変圧力接触パッドを提供す
ることである。簡単に云うと、本発明の全体的な考えを
述べると、パラメータのドリフトの起る圧力変換器装置
をシステム内で用いるが、このシステムはこの他に、例
えば毎秒１回と云う様に、周期的にこのシステムの較正
をやり直す手段を含む。周期的な再較正により、コスト
の安い圧力変換器装置を単純なオン／オフ動作でも、マ
ルチポイント形の動作装置でも使うことが出来る。
【０００９】一形式の圧力変換器装置は、圧力感知可変
静電容量素子の様な圧力感知素子と、この圧力感知素子
に接続されていて出力信号を発生する変換器条件づけ回
路とを含む。比較的簡単で低廉な変換器条件づけ回路を
用いることが出来る。この回路は、加えられた接触圧力
の大きさに応じた例えば１ボルトの範囲にわたって大き
さが変化する直流出力信号を発生する。
【００１０】出力信号の値を周期的に読取って較正基準
値を設定する手段を設け、出力信号の値を周期的に読取
って、この出力信号を、較正基準値に所定の変化閾値を
加えることによって決定された比較値と比較して、動作
状態を確認する手段を設ける。確認された動作状態は単
純なオン／オフ動作であってもよいし、或いは加えられ
た接触圧力の大きさに応じた複数個の考えられる動作値
の内の特定の１つであってもよい。
【００１１】マイクロプロセッサ又はマイクロコントロ
ーラを基本とした機器では、出力信号の値を読取って、
それに対して作用する手段は、典型的には、マイクロプ
ロセッサに接続されたアナログ・ディジタル変換器を有
する。このマイクロプロセッサが制御機能を実行する様
に適当にプログラムされている。何れにせよ、マイクロ
プロセッサ又はマイクロコントローラを基本とした制御
装置が存在するのであるから、余分のコストは、かかる
としても極く僅かであることが理解されよう。更に、チ
ップ自体でアナログ・ディジタル変換が出来る様にした
マイクロプロセッサ及びマイクロコントローラを利用し
得る。何れにせよ、この特定の用途では、高性能のアナ
ログ・ディジタル変換器を必要としない。
【００１２】後で詳しく説明するが、パラメータのドリ
フトを起こすコストの安い圧力変換器装置を用いたシス
テムの周期的で頻繁な再較正を何れも共に有する種々の
具体的な制御方式を用いることが出来る。全体的に云え
ば、パッドは周期的に絶えず較正し直して、基準値を維
持し、システムが変化に対して作用する。現在読取った
値が予想されるドリフト範囲より大きく（基準によって
表わされる）前の値と異なる場合、それはユーザの故意
の動作によるものであると想定し、機能を選択する。
【００１３】較正基準を設定して維持する１つの方式で
は、例えば毎秒１回と云う様に、信号の値を周期的に読
取って、較正基準値を設定する。較正と動作とは、ドリ
フト範囲の値又は閾値を比較の為に用いることによって
区別することが出来る。即ち、値を、基準にドリフト範
囲を加えた値と比較する。値が、基準にドリフト範囲を
加えた値を越えれば、値の変化は、接触スイッチの実際
の動作によるものであると想定し、適当な動作がとられ
る。他方、値と、基準値によって表わされる前の読みと
の違いが、予想されるドリフト範囲内である場合、手動
動作は何も起らなかったと想定する。この場合、現在読
取った値を用いて、基準を設定し直すことが出来る。
【００１４】この様な頻繁な再較正を用いることによ
り、そう云うことをしなければ比較的精度の低い装置で
あるものが非常に正確になり、圧力変換器装置に加えら
れた圧力の大きさに応じた複数個の考えられる動作値の
内の特定の１つを確認する為に、較正基準値に複数個の
所定の変化閾値の各々を加えることによって夫々決定さ
れた複数個の比較値に対して、値を比較するマルチポイ
ント形動作装置に用いることが出来る。
【００１５】一実施例では、本発明の接触パッドが対で
用いられる。その対の一方のパッドが単純なオン／オフ
形機能選択圧力変換器装置として作用し、その対の他方
のパッドは可変動作選択圧力変換器装置として作用す
る。この様な装置では、装置を周期的に較正して、変換
器素子の特性のドリフトを補償すると共に、少なくとも
１つの動作状態を確認する較正及び動作判定手段が設け
られる。較正及び動作判定手段は、機能出力信号の値を
周期的に読取って、機能選択圧力変換器素子の不作動状
態に対応する機能選択較正基準値を維持する様に作用す
ると共に、機能出力信号の値に基づいて、機能選択較正
基準値を周期的に設定し直すと共に、機能出力信号の値
が、予想ドリフト範囲を越える分だけ、機能選択較正基
準値と異なる時に、機能選択動作を確認することによ
り、機能選択動作を確認する様に作用する。
【００１６】較正及び動作判定手段は、確認された機能
選択動作によって表わされる様な、可変動作選択圧力変
換器素子の予測される動作の直前に、可変動作選択基準
値を動作出力信号の値として設定する為に、動作出力信
号の値を読取ることにより、可変動作選択圧力変換器素
子の不作動状態に対応する可変動作選択基準値を設定す
る様に作用する。較正及び動作判定手段は、その後、動
作出力信号の値を周期的に読取って、この動作出力信号
の値を、可変動作選択基準値に複数個の所定の変化閾値
の各々を加えることによって夫々決定された複数個の比
較値の内の少なくとも１つと比較することにより、特定
の動作値を確認する様に作用する。
【００１７】本発明の圧力感知素子が何れも圧力感知可
変静電容量素子を含み、変換器条件づけ回路によって発
生される出力信号が、対応する圧力感知素子の静電容量
に応じた値を持つことが好ましい。一実施例では、圧力
感知可変静電容量素子は、何れも、固定位置のキャパシ
タ極板と、この固定のキャパシタ極板の上にある開孔つ
き絶縁スペーサと、開孔つきスペーサの上にあって、可
変位置のキャパシタ極板を構成する可撓性の導電オーバ
ーレーとで構成される。その結果、可撓性のオーバーレ
ーに接触圧力が加えられると、キャパシタ極板の間の間
隔が減少すると共に、その間の静電容量が増加する。安
定性の為、可撓性の導電オーバーレーは回路の大地に接
続する。
【００１８】本発明の新規な特徴は特許請求の範囲に具
体的に記載してあるが、本発明の構成並びに内容は、以
下図面について詳しく説明する所から更によく理解され
よう。
【００１９】
【詳しい説明】最初に図１について説明すると、普通の
家庭用レンジの形をした代表的な機械１０が制御パネル
１２を持ち、複数個の代表的なディジタル表示装置１
４、及び本発明による複数個の容量性接触パッド１６で
構成された任意の構成を持っている。制御パネル１２に
おける特定の構成は単なる例示に過ぎず、特定の装置及
びその動作に応じて、広い範囲の種々の制御パネルの構
成を用いることが出来ることを承知されたい。
【００２０】図２は実質的に同一の１対の容量性接触パ
ッドを用いた本発明による可変圧力接触キー装置の回路
図である。具体的に云うと、図２の装置は、全体を２０
で示す圧力変換器装置を含む。この変換器装置が、具体
的には圧力感知可変静電容量素子の形をした圧力感知素
子２２と、全体を２４で示した適当な変換器条件づけ回
路とを含む。変換器条件づけ回路２４が、可変静電容量
素子２２の静電容量に応じた値を持つ出力信号を線２６
に発生する。
【００２１】変換器条件づけ回路は、好ましくはマイク
ロプロセッサ又はマイクロコントローラを基本とした制
御装置の他の素子に付設された適当な発振器又はクロッ
ク・パルス発生器（図面に示してない）から端子２８に
供給された１００ kHzのピーク間（Ｐ−Ｐ）５ボルトの
代表的な交流波形によって駆動される比較的単純なＲ／
Ｃ（抵抗／キャパシタンス）回路で構成される。圧力感
知キャパシタ素子２２は上側極板３０と下側極板３４と
を有しており、上側極板３０が回路の大地３２に接続さ
れ、下側極板３４には、例として１２０キロオームの値
を持つ抵抗３６を介して、１００ kHzの駆動信号が印加
され、抵抗３６及びキャパシタ２２が直列になってい
る。キャパシタの下側極板３４の交流電圧がダイオード
３８によって整流され、フィルタ・キャパシタ４０によ
って瀘波されて、線２６に直流出力電圧を発生する。フ
ィルタ・キャパシタ４０の適当な値は０．１マイクロフ
ァラッドである。
【００２２】一実施例では、上側及び下側のキャパシタ
極板３０，３４は５／８インチ平方であり、その間隔は
約０．０１０インチである。容量性素子２２に接触しな
い時、線２６の直流出力電圧は約１．５ボルトである。
上側のキャパシタ極板３０又はその一部分を下側の極板
３４に向って押すと、その間の静電容量が増加し、交流
駆動信号を大地に分路し、線２６の直流出力電圧が減少
する。直流出力電圧は、接触圧力に応じて、約０．５ボ
ルトまで下向きに変化する。
【００２３】出力線２６がアナログ・ディジタル（Ａ／
Ｄ）変換器４２の入力に接続され、そのディジタル出力
が適当にプログラムされたマイクロプロセッサ又はマイ
クロコントローラ４４に接続される。マイクロプロセッ
サ４４は、いろいろすることがあるが、特に１日の内の
時刻又は調理時間の様な既知の機能の値を示す代表的な
ディジタル・データ入力表示装置４６を駆動する。
【００２４】圧力感知可変静電容量素子２２′、関連す
る変換器条件づけ回路２４′及びアナログ・ディジタル
変換器４２′を含む圧力変換器装置２０′の様なこの他
の接触キーが設けられている。この他の素子は、圧力変
換器素子２０について上に述べた通りであり、対応する
素子には同じ参照数字にダッシュをつけて表わしてあ
る。
【００２５】ここで説明するパッド２つの特定の装置で
は、圧力感知素子２２はオン／オフ機能選択圧力変換器
として作用することが出来、素子２２′はマルチポイン
ト動作選択圧力変換器として作用することが出来る。圧
力感知可変静電容量素子２２，２２′にとって適当な構
造の細部が図３及び４に示されている。プリント配線板
５０が、図２の下側のキャパシタ極板３４，３４′に対
応する１対の固定位置のキャパシタ極板を支持する。極
板３４，３４′の適当な寸法は５／８インチ平方であ
る。こう云う２つのパッド３４，３４′は、他の回路に
接続する為の個別の端子５２，５２′を有する。
【００２６】固定のキャパシタ極板３４，３４′の上
に、例えば厚さが０．０１０インチの開孔つき絶縁スペ
ーサ５４が配置されている。可撓性の導電オーバーレー
５６が開孔つきスペーサ５４の上に配置され、各々の固
定のキャパシタ極板３４，３４′に対する可変位置のキ
ャパシタ極板を構成する。導電オーバーレー５６が回路
の大地５８に接続され、導電オーバーレーは図２の上側
のキャパシタ極板３０，３０′に対応する。
【００２７】グラフィック標識等を支持する為、可撓性
の導電オーバーレー５６の上にプラスチックの外観パネ
ル・オーバーレー６０を設けることが好ましい。キャパ
シタ極板の間の短絡を防止する為、キャパシタ極板の間
に薄手の絶縁層６２，６２′が配置されている。これに
より、指の圧力で上側の極板５６が変形した時、電気的
な接触が防止される。
【００２８】広い範囲にわたる種々の構成方法を用いる
ことが出来ることが理解されよう。例えば、可撓性のオ
ーバーレー５６は、単に可撓性のプラスチック外観パネ
ル６０の下側に設けたメタライズ層にして、反復的な使
用に耐える様な適当な耐久力を持たせたものにしてもよ
い。高温での動作では、プラスチックのオーバーレー層
６０を省略し、可撓性の導電オーバーレー５６を設ける
だけにしてもよい。例えば、可変位置のキャパシタ極板
を構成するオーバーレー５６は、ステンレス鋼又は導電
被覆を設けた硝子の薄板で構成することが出来る。
【００２９】ここに示した変換器素子は容量性変換器素
子であるが、この他の形式も用いることが出来ることが
理解されよう。容量性素子は、比較的作り易く、疲労が
ないと云う点で特に有利である。然し、前に述べた様
に、こう云う容量性素子は静電容量のドリフトが起る。
例えば、各々のパッドの静電容量は、温度、オーバーレ
ー層５６，６０の平坦さ及び湿度と共に変化する傾向が
ある。更に、製造上の許容公差及び組立てのばらつきも
避けられない。
【００３０】本発明の特別の特徴、特に消費者用製品の
場合のそれは、プログラムされたマイクロプロセッサ又
はマイクロコントローラを使って、進行的に各々のパッ
ドを事実上絶えず較正し、実際の接触を反映しない変換
器のパラメータの変化又はドリフトを較正によって除く
ことである。これから説明する図５、６、７、８及び９
のフローチャートは、本発明を実施する時の代表的なプ
ログラミング方式を示す。ここに示すプログラミングを
実施する為に、任意の適当なプログラミング言語を使う
ことが出来ることを承知されたい。更に、種々のプログ
ラミング方式を用いることが出来ることを承知された
い。ここに示した特定のフローチャートは例に過ぎな
い。
【００３１】特に図５及び６は併せて、ある動作、例え
ば「クロックを上向きに旋回させる」又は「クロックを
下向きに旋回させる」と云う動作を選択する為に用いた
時に、素子２２の様なシングルポイント機能選択パッド
を較正する動作を示す。図５のフローチャートは工程７
０の初期設定に入ることから始まり、これは例えばマイ
クロプロセッサ・リセット順序の一部分として、装置の
初期設定の時に入る。工程７２で、可変の基準を最大
値、例えば９９の数値に設定する。工程７４で初期設定
手順から出て行く。
【００３２】その後、図６のルーチンに周期的に、典型
的には毎秒１回、例えばタイマ割込みルーチンとして工
程７６で入る。図６のルーチンを使って、それまでに０
になっていなければ、毎秒１回デクレメントされるソフ
トウエアの「待ち」タイマを管理するのが便利である。
（「待ち」タイマを例として３と云う初期値に最初に設
定すること、並びに「待ち」タイマの目的は後で図９に
ついて説明する。）この為、判定工程７８で、可変の
「待ち」タイマの値を０と比較する。「待ち」タイマが
既に０であれば、プログラムの実行は工程８０に続く。
そうでなければ、工程８２で「待ち」タイマをデクレメ
ントし、その後プログラムの実行は工程８０に続く。
【００３３】工程８０で、線２６の出力信号の値をアナ
ログ・ディジタル変換器４２を介して読取って、変数
「値」とする。プログラムで読取って処理される変数
「値」の実際の値が必ずしも線２６の実際の直流電圧レ
ベルではないことを承知されたい。むしろ、直流電圧レ
ベルは、例えばルックアップ・テーブルにより、おそら
くは直線的にであるが、ある倍率をかけ、変数「値」の
普通の範囲に変換される。一例として、変数「値」は、
図２の線２６の電圧が１．５ボルトから０．５ボルトま
での範囲である場合、変数「値」は０から９９の範囲内
の数値を持つことがある。その関係は逆の関係である。
即ち、線２６の実際の電圧が減少することは、接触圧力
が増加することを示しており、これは変数「値」として
は、増加する値に変換される。
【００３４】何れにせよ、判定工程８４で、読取られた
「値」が、「基準」の値に、例えば５の数値を持つ定数
として設定された「較正閾値」を加えた値に対して比較
される。読取ったばかりの「値」が、「基準」の値に
「較正閾値」を加えた値未満であるか又はそれに等しい
場合、工程８６で、読取った「値」に等しいと設定する
ことにより、「基準」が設定し直され、ルーチンは工程
８８から出て行く。他方、読取った「値」が「基準」に
「較正閾値」を加えた値より大きい場合、工程９０で、
「基準」は、「基準」を「較正閾値」だけインクレメン
トした値として設定し直され、ルーチンは工程９２から
出て行く。
【００３５】図７は、機能選択動作に使われた時の素子
２２の様なシングルポイント機能選択パッドの動作のプ
ログラム工程を示す。図７のルーチンには、例えば割込
みとして１００ミリ秒毎に周期的に工程９４から入る。
判定工程９６は、動作フラグ変数「変化フラグ」がセッ
トされているかどうか（セット及びクリアは後で説明す
る図９のルーチンによって行なわれる）を質問する。
「変化フラグ」がセットされていれば、図７の機能選択
パッド動作は実効的に不作動にされ、ルーチンは直ちに
工程９８から出て行く。そうでなければ、工程１００
で、前に述べたのと同様に、「値」が読取られる。工程
１０２で、読取った「値」を設定された「基準」に所定
の「設定値」を加えた値に対して比較する。「設定値」
は、予想されるパラメータの最大のドリフト範囲、例え
ば２５と云う一定の値より大きな数値を持つ定数であ
る。
【００３６】読取った「値」が「基準」＋「設定値」の
和より大きければ、工程１０４で、フラグ変数「機能フ
ラグ」がセットされて、接触パッド２２によって表わさ
れるスイッチが、少なくとも一時的には、特定の機能を
選択する為に事実上閉じられたことを示す。更に、普通
のマルチ機能制御パネルの場合、この他の選択されてい
ない機能（図に示してない）に対応する機能フラグがク
リアされ、一度に１つの機能だけが選択される様に保証
する。これによってユーザには、動作値の選択に進む前
に、異なる機能を選択する機会が与えられる。最後に選
択された機能が左右する。ルーチンが工程１０６から出
て行く。
【００３７】他方、読取った「値」が「基準」＋「設定
値」の和未満である場合、判定工程からは単に工程１１
０から出て行く。「待ち」タイマによって設定された時
限内にこの後で特定の動作値が選択されない場合、フラ
グ変数「機能フラグ」が図９のルーチンによってクリア
されるが、これは後で説明する。図８は、マルチポイン
ト可変動作選択パッドを較正する為のプログラム工程の
フローチャートである。図８のルーチンには、図７のフ
ローチャートに従って判定された機能選択パッド２２の
動作の直後の様に、マルチポイント可変動作選択パッド
２２′の動作が予想される時、工程１１４から入る。較
正は比較的簡単であって、単に工程１１６で「値」を読
取り、次に工程１１８で変数「動作基準」の値を変数
「値」の値に等しいと設定することである。マルチポイ
ント動作選択パッド２２′の場合、変数「値」の値は、
Ａ／Ｄ変換器４２′によって決定された図２の線２６′
の電圧に基づくことが理解されよう。この後、ルーチン
は工程１２０から出て行く。
【００３８】最後に、図９のフローチャートは、パッド
２２′の様に、マルチポイント可変動作選択パッドを実
際に作用させる為のプログラム工程を示す。図９のルー
チンには、図８の較正動作の直後に、工程１２２から入
る。工程１２４の最初の動作は、変数「待ち」タイマを
例えば３秒の初期値に初期設定することである。一旦機
能が選択されたら、「待ち」タイマを所定の速度でデク
レメントして、最新のデータ入力の後に、ユーザが続い
てデータを入力するある最大時間を許す様に、「待ち」
タイマを設けるのが制御の設計で標準的な手順である。
こうして定められた時限以内に、ユーザのデータ入力が
続けられないと、この特定の機能の選択に対して、デー
タ入力はもはや許されない。初期値は、３から３０秒に
設定するのが普通である。毎秒１回、変数「待ち」タイ
マをデクレメントすることは、前に述べた様に、図６の
割込み形ルーチンによって行なうのが便利である。
【００３９】この後、図９のルーチンは工程１２６に続
き、そこで現在の「値」を前に述べた様に読取る。工程
１２８で、変数「値」を、図８の工程１１８で設定した
変数「動作基準」の値に、所定の定数「第１の閾値」を
加えたものとして決定した変数「比較値」と比較する。
読取った「値」が変数「比較値」より大きいか又はそれ
に等しい場合、工程１３０で、フラグ変数「変化フラ
グ」をセットして、前に図７について述べた様に、機能
選択パッド読取動作を中断すべきであることを示す。
（図７のルーチンには１００ms毎に引続いて入る。）フ
ラグ「変化フラグ」は、特定の機能の値の変化を開始す
ることが出来る様に、少なくとも最低の動作値が選択さ
れたことを他のルーチン（図に示してない）に示す。工
程１３２で、変数「待ち」タイマを３秒に再び初期設定
する。
【００４０】工程１３４のボックスは一連の比較を表わ
しており、この比較により、読取った「値」を、何れ
も、「動作基準」に他の所定の一定の「閾値」をそれぞ
れ加えたものとして決定された複数個の他の「比較値」
と順次比較する。簡単なソフトウエアの判定トリー又は
その他の方法により、変数「動作値」に対する適当な値
が設定される。こうして、変数「動作値」の値が、マル
チポイント動作選択パッド２２′の特定の圧力又は離散
的な段階を表わす。１つのマルチポイント可変静電容量
接触パッドからの段階の数は、典型的には、特定の用途
によるが、例えば３から９の範囲であってよい。
【００４１】線１３６で示す様に、図９のルーチンは連
続的にループ状に戻って、可変容量素子２２′に対する
圧力の変化を連続的に反映する。ある点で、ユーザの指
の圧力が解放され（又は図７のルーチンで判断して、機
能選択パッドの動作の後にまだ開始されていない）、判
定工程１２８で、その為に読取った「値」は「動作基
準」に「第１の閾値」を加えた値より小さい。この点
で、工程１３８として、フラグ変数「変化フラグ」がク
リアされ（又はユーザが機能を選択したが、動作値をま
だ選んでいない場合の様に、工程１３０によってまだセ
ットされていなければ、クリアされたままでいる）、こ
の為、特定の機能値の変化が直ちに終了する。（図７の
ルーチンも、ユーザが希望すれば、他の機能を選択する
ことが出来る様にする。）然し、ユーザには、依然とし
て、機能を選択し直さずに、動作値を選択し直す機会が
ある。この為、判定工程１４０で、変数「待ち」タイマ
の値を０と比較する。「待ち」タイマが（図６の割込み
によるルーチンによってデクレメントされて）０に達し
ていれば、図９のルーチンが工程１４２で「機能フラ
グ」をクリアし、工程１４４から出て行く。そうでなけ
ば、ルーチンは線１４６で示す様に、ループ状に工程１
２６に戻り、「値」を再び読取って、ユーザが可変容量
素子２２′を再び作動したかどうかを判定する。
【００４２】ディジタル時計又は時間表示装置４６（図
２）を設定する特定の例では、ユーザは最初に素子２２
を作動することによって動作を選択し、その後表示装置
４６に対する所望の変化率に応じて大きい又は小さい圧
力で、可変静電容量接触スイッチ素子２２′を押す。従
って、ユーザが表示装置４６が早く変化することを希望
する時、指の圧力を強くし、そうでない場合は逆にす
る。
【００４３】計数速度を制御する為に、実際には、広い
範囲の種々のソフトウエア方式を用いることが出来るこ
とが理解されよう。即ち、工程１３４は、表示装置４６
に印加されるカウント・パルスの間の間隔を変えること
とか、又は各々の間隔に対する表示の変化の大きさを変
えることとかの様に、この速度を変える種々のソフトウ
エア方式を表わしている。
【００４４】本発明の特定の実施例を図面に示して説明
したが、当業者には、種々の変更が考えられよう。従っ
て、特許請求の範囲は、本発明の範囲内に含まれるこの
様な全ての変更を包括するものであることを承知された
い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の可変圧力接触キー装置を用いた調理機
器の図である。
【図２】本発明による可変圧力接触キー装置の回路図で
ある。
【図３】１対の可変静電容量接触素子を一部分破断して
示す平面図である。
【図４】図３の４−４線で切った断面図である。
【図５】シングルポイント機能選択パッドを較正する為
の動作を示す代表的なプログラムのフローチャートであ
る。
【図６】シングルポイント機能選択パッドを較正する為
の動作を示す代表的なプログラムのフローチャートであ
る。
【図７】シングルポイント機能選択パッドを作用させる
動作を示す代表的なプログラムのフローチャートであ
る。
【図８】マルチポイント動作選択パッドを較正する動作
を示す代表的なプログラムのフローチャートである。
【図９】マルチポイント変数動作選択パッドを作用させ
る動作を示す代表的なプログラムのフローチャートであ
る。
【符号の説明】
２０ 圧力変換器装置 ３０，３４ キャパシタ極板 ４２ アナログ・ディジタル変換器 ４４ マイクロプロセッサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−234121（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−144220（ＪＰ，Ａ) 米国特許4926674（ＵＳ，Ａ) 米国特許4909063（ＵＳ，Ａ) 独国特許出願公開3839655（ＤＥ，Ａ １) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01L 25/00 G01L 1/14 H03K 17/975 H01H 13/00

Claims (23)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 当該変換器装置に加えられた接触圧力に
    応じた値を持つ出力信号を発生する圧力変換器装置と、 前記出力信号の値を周期的に読取って較正基準値を設定
    する手段と、 前記出力信号の値を周期的に読取り、該出力信号の値
    を、各々が前記較正基準値に複数の所定の変化閾値を加
    えることによって決定された複数の比較値と比較して、
    前記圧力変換器装置に加えられた接触圧力の大きさに応
    じた、複数個の考えられる動作値の内の特定の１つを確
    認する手段とを備えた可変圧力接触キー装置。
  2. 【請求項２】 前記考えられる動作値がデータ入力表示
    装置を設定する為の異なる変化率を有する請求項１記載
    の可変圧力接触キー装置。
  3. 【請求項３】 前記データ入力表示装置が機器機能の値
    を示す請求項２記載の可変圧力接触キー装置。
  4. 【請求項４】 前記圧力変換器装置が、圧力感知素子
    と、該圧力感知素子に接続されていて、出力信号を発生
    する変換器条件づけ回路とを有する請求項１記載の可変
    圧力接触キー装置。
  5. 【請求項５】 前記圧力感知素子が圧力感知可変静電容
    量素子で構成され、前記変換器条件づけ回路によって発
    生される出力信号が該素子の静電容量に応じた値を持つ
    請求項４記載の可変圧力接触キー装置。
  6. 【請求項６】 前記圧力感知可変静電容量素子が、固定
    位置のキャパシタ極板と、該固定のキャパシタ極板の上
    方にある開孔つきの絶縁スペーサと、該開孔つきスペー
    サの上方にあって、可変位置のキャパシタ極板を構成す
    る可撓性の導電オーバーレーとで構成され、この為該可
    撓性のオーバーレーに加えられた接触圧力が、前記キャ
    パシタ極板の間の間隔を短くして、その間の静電容量を
    増加する請求項５記載の可変圧力接触キー装置。
  7. 【請求項７】 前記可撓性の導電オーバーレーが回路の
    大地に接続されている請求項６記載の可変圧力接触キー
    装置。
  8. 【請求項８】 当該変換器装置に加えられた接触圧力に
    応じた値を持つ出力信号を発生する圧力変換器装置と、 前記出力信号の値を周期的に読取って較正基準値を設定
    する手段と、 前記出力信号の値を周期的に読取り、該出力信号を、前
    記較正基準値に所定の変化閾値を加えることによって決
    定された比較値と比較して動作状態を確認する手段とを
    備え、 前記出力信号の値を周期的に読取って較正基準値を設定
    する手段が、機能選択動作が検出されたことに応答し
    て、前記圧力変換器装置の予想される動作の直前に、出
    力信号の値を読取る可変圧力接触キー装置。
  9. 【請求項９】 前記周期的に出力信号の値を読取って動
    作状態を確認する為に比較する手段が、出力信号の値を
    周期的に読取って比較値と比較して、動作状態の変化を
    確認する請求項８記載の可変圧力接触キー装置。
  10. 【請求項１０】 当該変換器装置に加えられた接触圧力
    に応じた値を持つ出力信号を発生する圧力変換器装置
    と、 前記出力信号の値を周期的に読取って、不作動状態に対
    応する較正基準値を維持すると共に少なくとも１つの動
    作状態を確認する手段とを有し、 該手段は、前記出力信号の値が、較正期間の間の予想ド
    リフト範囲内にある分だけ、較正基準値と異なる時、出
    力信号の値に基づいて較正基準値を設定し直す様に作用
    し、 前記手段は、出力信号の値が、前記予想ドリフト範囲の
    外に出る分だけ、較正基準値とは異なる時、動作状態を
    確認する様に作用し、前記手段は、少なくとも１つの動作状態が確認された
    時、前記出力信号の値を、前記較正基準値に複数個の所
    定の変化閾値の各々を加えることによって夫々決定され
    た複数個の比較値と比較して、前記圧力変換器装置に加
    えられた圧力の大きさに応じた複数個の考えられる動作
    値の内の特定の１つを確認する可変圧力接触キー装置。
  11. 【請求項１１】 前記考えられる動作値がデータ入力表
    示装置を設定する為の異なる変化率を有する請求項１０
    記載の可変圧力接触キー装置。
  12. 【請求項１２】 前記データ入力表示装置が機器機能の
    値を示す請求項１１記載の可変圧力接触キー装置。
  13. 【請求項１３】 前記圧力変換器装置が、圧力感知素子
    と、該圧力感知素子に接続されていて、出力信号を発生
    する変換器条件づけ回路とを有する請求項１０記載の可
    変圧力接触キー装置。
  14. 【請求項１４】 前記圧力感知素子が圧力感知可変静電
    容量素子で構成され、前記変換器条件づけ回路によって
    発生される出力信号が該素子の静電容量に応じた値を持
    つ請求項１３記載の可変圧力接触キー装置。
  15. 【請求項１５】 前記圧力感知可変静電容量素子が、固
    定位置のキャパシタ極板と、該固定のキャパシタ極板の
    上方にある開孔つきの絶縁スペーサと、該開孔つきスペ
    ーサの上方にあって、可変位置のキャパシタ極板を構成
    する可撓性の導電オーバーレーとで構成され、この為該
    可撓性のオーバーレーに加えられた接触圧力が、前記キ
    ャパシタ極板の間の間隔を短くして、その間の静電容量
    を増加する請求項１４記載の可変圧力接触キー装置。
  16. 【請求項１６】 前記可撓性の導電オーバーレーが回路
    の大地に接続されている請求項１５記載の可変圧力接触
    キー装置。
  17. 【請求項１７】 当該機能選択圧力変換器装置に加えら
    れた接触圧力に応じた値を持つ機能出力信号を発生する
    機能選択圧力変換器装置と、 接触圧力を、当該動作選択圧力変換器装置に加えられた
    接触圧力に応じた値を持つ動作出力信号に変換する可変
    動作選択圧力変換器装置と、 当該接触キー装置を周期的に較正して、前記機能選択圧
    力変換器装置と前記可変動作選択圧力変換器装置の特性
    のドリフトを補償すると共に少なくとも１つの動作状態
    を確認する較正及び動作判定手段とを有し、 該較正及び動作判定手段は前記機能出力信号の値を周期
    的に読取って、前記機能選択圧力変換器装置の不作動状
    態に対応する機能選択較正基準値を維持すると共に、機
    能出力信号の値に基づいて機能選択較正基準値を周期的
    に設定し直すと共に機能出力信号の値が予想ドリフト範
    囲の外側に出る分だけ、機能選択較正基準値と異なる時
    に、機能選択動作を確認することによって、機能選択動
    作を確認する様に作用し、前記較正及び動作判定手段
    は、確認された機能選択動作によって表わされる様な前
    記可変動作選択圧力装置の予想された動作の直前に、動
    作出力信号の値を読取って、可変動作選択基準値を動作
    出力信号の値として設定することにより、前記可変動作
    選択圧力装置の不作動状態に対応する可変動作選択基準
    値を設定する様に作用し、前記較正及び動作判定手段
    は、その後、動作出力信号の値を周期的に読取って、該
    動作出力信号の値を、前記可変動作選択基準値に複数個
    の所定の変化閾値の各々を加えることによって夫々決定
    された複数個の比較値の内の少なくとも１つと比較する
    ことにより、特定の１つの動作値を確認する可変圧力接
    触キー装置。
  18. 【請求項１８】 前記機能選択圧力変換器装置が、機能
    選択圧力感知素子と、該機能選択圧力変換器素子に接続
    されていて機能出力信号を発生する機能選択変換器条件
    づけ回路とで構成され、前記可変動作選択圧力変換器装
    置が、可変動作選択圧力感知素子と、前記機能選択圧力
    変換器素子に接続されていて動作出力信号を発生する可
    変動作選択変換器条件づけ回路とで構成されている請求
    項１７記載の可変圧力接触キー装置。
  19. 【請求項１９】 各々の前記圧力感知素子が圧力感知可
    変静電容量素子で構成され、前記変換器条件づけ回路に
    よって発生される出力信号が夫々１つの素子の静電容量
    に応じた値を持つ請求項１８記載の可変圧力接触キー装
    置。
  20. 【請求項２０】 各々の前記圧力感知可変静電容量素子
    が、固定位置のキャパシタ極板と、該固定のキャパシタ
    極板の上方にある開孔つきの絶縁スペーサと、該開孔つ
    きスペーサの上方にあって、可変位置のキャパシタ極板
    を構成する可撓性の導電オーバーレーとで構成され、こ
    の為該可撓性のオーバーレーに加えられた接触圧力が前
    記キャパシタ極板の間の間隔を減少すると共に、その間
    の静電容量を増加する請求項１９記載の可変圧力接触キ
    ー装置。
  21. 【請求項２１】 前記可撓性の導電オーバーレーが回路
    の大地に接続されている請求項２０記載の可変圧力接触
    キー装置。
  22. 【請求項２２】 前記考えられる動作値がデータ入力表
    示装置を設定する為の異なる変化率を有する請求項１７
    記載の可変圧力接触キー装置。
  23. 【請求項２３】 前記データ入力表示装置が機器機能の
    値を表示する請求項２２記載の可変圧力接触キー装置。
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