JP4821186B2 - 電磁調理器 - Google Patents

Description

本発明は、パネル部に設けたタッチキーを用いた電磁調理器に関するものである。

従来、この種のタッチキーは、タッチしたときとタッチしないときの出力直流電圧を演算し、この演算結果を、比較部で所定電圧発生部の出力電圧と比較し、演算結果が所定電圧発生部の発生所定電圧値以上あるときタッチしたと判定するものである（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−２２４４５９号公報

しかしながら、前記従来の構成では、タッチキーを電磁調理器に組み込む場合、パネル部と金属製筐体部との距離が変化したり、パネル部の取り付け時にパネル部と金属製筐体部との距離がばらついたりすると、検知感度が変わってしまう。すなわち、パネル部と金属製筐体部の距離が小さいとき、パネル部の電極部に印加された高周波電圧は電極部と金属製筐体部との浮遊容量が大きいため、この浮遊容量を通じてバイパスされ、パネル部を指でタッチしても所定電圧以上の電圧降下が得られず検知感度が低下する。また逆に距離が大きいとき、浮遊容量が小さいため、バイパス量が小さくなり検知感度は上がる。検知感度が過度に上がりすぎると、パネル部の所定位置から外れた場所をタッチしても、タッチしたと判定してしまうという課題があった。また電源電圧の変動、タッチキーの周囲温度の変動、あるいは電極部への電圧変動などがあってもタッチキーの感度は変動し、前記の課題が発生した。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、感度変動なく安定確実に動作するタッチキーとこれを用いた電磁調理器を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の電磁調理器は、タッチキーは、金属製筐体部と、前記筐体の上面に取り付けられた電気絶縁物よりなるパネル部と、前記パネル部上で操作するタッチキーとを備え、前記タッチキーは、前記パネル部に設けた電極部と、前記電極部に所定の周波数の出力電圧を印加する発振部と、前記電極部の出力電圧を整流して直流電圧に変換して出力する検知部と、前記検知部の出力電圧が前記パネル部にタッチしないときの直流電圧から低下したときこの変化電圧の大きさを検出する変化分検出部と、基準電圧を出力する基準電圧設定部と、前記変化分検出部の検出した変化電圧の大きさと前記基準電圧設定部の出力電圧を比較する比較部と、前記比較部に入力された前記変化電圧の大きさが前記基準電圧より大きい場合に前記パネル部へのタッチが有ったと判定する判定部とを備え、前記基準電圧設定部は、前記検知部の出力電圧が大きくなればなるほど前記基準電圧を大きくするものである。

これによって、パネル部に設けた電極部と金属製筐体部との間隔が変動しても、感度が高い場合には基準電圧を高くして、より大きな電圧変化がないとタッチしたと判定せず、また感度が低い場合には基準電圧を低くしてより小さな電圧変化でもタッチしたと判定することができる。したがって、感度変動なく安定確実に動作するものである。

本発明の電磁調理器は、パネル部に設けた電極部と金属製筐体部との間隔が変動しても、パネル部上で操作するタッチキーが感度変動なく安定確実に動作するものである。

第１の発明は、金属製筐体部と、前記筐体の上面に取り付けられた電気絶縁物よりなるパネル部と、前記パネル部上で操作するタッチキーとを備え、前記タッチキーは、前記パネル部に設けた電極部と、前記電極部に所定の周波数の出力電圧を印加する発振部と、前記電極部の出力電圧を整流して直流電圧に変換して出力する検知部と、前記検知部の出力電圧が前記パネル部にタッチしないときの直流電圧から低下したときこの変化電圧の大きさを検出する変化分検出部と、基準電圧を出力する基準電圧設定部と、前記変化分検出部の検出した変化電圧の大きさと前記基準電圧設定部の出力電圧を比較する比較部と、前記比較部に入力された前記変化電圧の大きさが前記基準電圧より大きい場合に前記パネル部へのタッチが有ったと判定する判定部とを備え、前記基準電圧設定部は、前記検知部の出力電圧が大きくなればなるほど前記基準電圧を大きくする電磁調理器とするものである。

検知部の出力電圧の大きさが大きくなればなるほど基準電圧の大きさを大きくするよう基準電圧設定部を構成したことにより、パネル部に設けた電極部と金属製筐体部との間隔が変動しても、タッチキーは、感度変動なく安定確実に動作するものである。

以下、本発明の実施の形態及び参考の形態について図面を用いて説明する。なお、この実施の形態及び参考の形態によって本発明が限定されるものではない。

（参考の形態１）
図１は、本発明の参考の形態１におけるタッチキーを示している。

図に示すように、パネル部１はガラスなどの表面の平らな電気絶縁物から構成されている。パネル部１の裏面には電極部２が設けてあり、パネル部１の電極部２に対向する表面部を指９でタッチするよう構成する。発振部３は高周波電圧を発生し、この高周波電圧を電極部２に印加する。パネル部１の表面部の電極部２に対向する位置を指９で触れたとき、高周波電圧は電極部２、パネル部１、指９を通じてバイパスし、電極部２に現れる電圧は指９でタッチしないときの電圧より低下する。検知部４は、入力された高周波電圧を整流して直流電圧に変換し、パネル部１にタッチしないときには高い直流電圧を、パネル部１にタッチしたときには低下した直流電圧を得る。変化分検出部５は、検知部４の出力直流電圧の差を演算する。この差の値を比較部６に入力し、入力条件に応じて変化する基準電圧を出力する基準電圧設定部７の基準電圧と比較し、差の値が所定値以上あるとき判定部８でタッチしたと判定するものである。

さらに詳述すると、変化分検出部５で、タッチしていないときの電圧Ｖ１とタッチしたときの電圧Ｖ２の変化分ΔＶを検出する。このとき変化分ΔＶは、ΔＶ＝Ｖ１−Ｖ２であってもΔＶ＝Ｖ１／Ｖ２であってもよい。変化分ΔＶを比較部６へ入力する。比較部６では基準電圧設定部７から基準電圧Ｖｋが入力されている。比較部６で、変化分ΔＶが基準電圧Ｖｋに対して大きいか、あるいは小さいか比較する。ΔＶ＞Ｖｋのとき、判定部８でタッチしたと判定し、タッチしたときの動作を機器に行わせるものである。基準電圧Ｖｋを発生する基準電圧設定部７は、電圧変化分ΔＶに影響を及ぼす各種入力条件を受け付け、この入力条件の変動に応じて基準電圧Ｖｋの大きさを変化させ、電圧変化分ΔＶの変化に対して比較する基準電圧Ｖｋも変化させて、変化したΔＶとＶｋを比較し、入力条件変動に対しても安定した確実なタッチ検知を行うものである。

このように、本参考の形態では、検知感度を変える各種要因に応じて基準電圧を変化させるため、感度が高い場合には基準電圧を高くして、より大きな電圧変化がないとタッチしたと判定せず、また感度が低い場合には基準電圧を低くしてより小さな電圧変化でもタッチしたと判定することができる。したがって、感度変動なく安定確実に動作するものである。

（実施の形態１）
次に、本発明の実施の形態１におけるタッチキーについて、図１に基づき説明する。

本実施の形態では、基準電圧設定部７で発生する基準電圧Ｖｋを、電極部２からの電圧を検知する検知部４の出力電圧の大きさで変えるように構成しているものである。他の構成は、参考の形態１と同じである。

検知部４の出力電圧は（タッチしないときの電圧Ｖ１、またはタッチしたときの電圧Ｖ２）、電極部２を有するパネル部１と、家電機器に組み込んだ場合の金属製筐体部との距離が大きく浮遊容量が小さいときは大きく、距離が小さく浮遊容量が大きいときは小さくなる。

また、浮遊容量が小さく検知部４の出力電圧Ｖ１が大きいときは、変化分検出部５の出力電圧ΔＶは大きくなる。したがって、このとき基準電圧設定部７の出力電圧Ｖｋの値は大きく設定し、パネル部１の指定場所以外のところをタッチしても誤動作しないようにしている。逆に検知部４の出力電圧Ｖ１が小さいときは、基準電圧設定部７の出力電圧Ｖｋを小さくし、変化分検出部５の出力電圧ΔＶが小さくとも検知できるようにしている。

また、検知部４の出力電圧Ｖ１は、浮遊容量だけでなく、電源電圧の大きさ、あるいは周囲温度、発振部３の出力電圧が変わっても変動する。検知部４の出力電圧Ｖ１が大きいほど、感度は高くなる（ΔＶが大きくなる）から、基準電圧設定部７の発生基準電圧Ｖｋを検知部４の出力電圧Ｖ１の大きさに応じて変えるように構成しておけば、常に一定感度のタッチキーが得られ、安定確実動作のタッチキーが実現できる。

このように、本実施の形態では、基準電圧設定部は、検知部の出力電圧の大きさによって基準電圧の大きさを変えるよう構成したため、パネル部に設けた電極部と金属製筐体部との間隔が変動しても、あるいは電源電圧の大きさが変動しても、周囲温度が変動しても、
発振部の出力電圧の大きさ、周波数が変動しても、感度変動なく安定確実に動作するものである。

（参考の形態２）
次に、本発明の実施の形態２におけるタッチキーについて、図２に基づき説明する。参考の形態１と同一要素については同一符号を付してその説明を省略する。

本参考の形態では、発振部３、検知部４、変化分検出部５などへ供給する電源電圧の大きさを検知する電源電圧検知部１１を設け、電源電圧検知部１１の出力に応じて基準電圧設定部７は基準電圧Ｖｋを変える構成としたものである。すなわち、電源電圧が高いときには、感度が高くなるので基準電圧Ｖｋを高くし、低いときには基準電圧Ｖｋを低く設定する。

このように、本参考の形態では、基準電圧設定部は電源電圧検知部の出力に応じて基準電圧の大きさを変えるよう構成したことにより、電源電圧が変動しても感度変動なく安定確実に動作するものである。

（参考の形態３）
次に、本発明の参考の形態３におけるタッチキーについて、図２に基づき説明する。参考の形態１と同一要素については同一符号を付してその説明を省略する。

本参考の形態では、タッチキーを構成する各電子回路部、発振部３、検知部４、変化分検出部５などの周囲温度を検知する温度検知部１２を設け、この温度検知部１２の出力に応じて、基準電圧設定部７は基準電圧Ｖｋを変える構成としたものである。すなわち、周囲温度が高いときには、感度が高くなるので基準電圧Ｖｋを高くし、低いときには基準電圧Ｖｋを低く設定し、周囲温度にかかわらず感度が一定の安定確実に動作するタッチキーを実現するものである。

このように、本参考の形態では、基準電圧設定部は温度検知部の出力に応じて基準電圧の大きさを変えるよう構成したことにより、周囲温度が変動しても感度変動なく安定確実に動作するものである。

（参考の形態４）
次に、本発明の参考の形態４におけるタッチキーについて、図２に基づき説明する。参考の形態１と同一要素については同一符号を付してその説明を省略する。

本参考の形態では、発振部３の出力電圧の大きさを検知する発振電圧検知部１３を設けて、発振電圧検知部１３の出力に応じて、基準電圧設定部７は基準電圧Ｖｋを変える構成としたものである。すなわち、発振電圧が大きいときには、感度が高くなるので基準電圧Ｖｋを高くし、小さいときには基準電圧Ｖｋを低く設定し、発振電圧の大きさにかかわらず感度が一定の安定確実に動作するタッチキーを実現するものである。

このように、本参考の形態では、基準電圧設定部は発振電圧検知部の出力に応じて基準電圧の大きさを変えるよう構成したことにより、発振部の出力電圧の大きさが変動しても感度変動なく安定確実に動作するものである。

（参考の形態５）
次に、本発明の参考の形態５におけるタッチキーについて、図２に基づき説明する。参考の形態１と同一要素については同一符号を付してその説明を省略する。

本参考の形態では、発振部３の出力電圧の周波数を検知する発振周波数検知部１４を設けて、発振周波数検知部１４の出力に応じて、基準電圧設定部７は基準電圧Ｖｋを変える構成としたものである。すなわち、発振周波数が変わると、感度が変動するので基準電圧Ｖｋを発振周波数の変動に応じて高くあるいは低く基準電圧Ｖｋを設定し、発振周波数の変動にかかわらず感度が一定の安定確実に動作するタッチキーを実現するものである。

このように、本参考の形態では、基準電圧設定部は発振周波数検知部の出力に応じて基準電圧の大きさを変えるよう構成したことにより、発振部の出力電圧の周波数が変動しても感度変動なく安定確実に動作するものである。

（参考の形態６）
次に、本発明の参考の形態６におけるタッチキーについて説明する。実施の形態１、参考の形態２〜５と同一要素については同一符号を付してその説明を省略する。

本参考の形態では、各実施の形態１、参考の形態２〜５における発振部３、検知部４、変動分検出部５、比較部６、基準電圧設定部７、判定部８の少なくとも一部（全部であってもよい）をマイクロコンピュータ（以下マイコン）にて構成したものである。

このように、本参考の形態では、各部の少なくとも一部をマイコン化することにより、簡単な構成で小型にでき信頼性の高い実装しやすいタッチキーを実現できる。また、変化分検出部５では、現在のデータと前のデータとを比較して変動分を演算する必要があり、マイコンに内蔵することにより簡単に実現できる。さらに比較部６、判定部８などもマイコンで構成することにより、プログラムで実現でき簡単に達成できるものである。

（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２における電磁調理器について、図３に基づき説明する。参考の形態１と同一要素については同一符号を付してその説明を省略する。

本実施の形態では、各参考の形態及び実施の形態で示したタッチキーを家電機器の一例として、電磁調理器２０に用いた場合について説明する。電磁調理器２０の金属製筐体部１９の中にタッチキーを構成する電子回路部１７を組み込んだ基板１６を内蔵している。また電極部２に高周波電圧を印加するとともに、パネル部１にタッチしないときあるいはタッチしたときの電極部２の出力電圧を取り出す接触子１８を基板１６に取付けている。

実施の形態１で示したタッチキーの構成により、電磁調理器２０のパネル部１と金属製筐体部１９との間の距離、すなわちパネル部１に設けた電極部２と金属製筐体部１９との浮遊容量の影響を補正することができ、パネル部１の取り付け位置が変動してもタッチ検知感度に影響なく、また調理中に加熱による熱がタッチキーの電子回路部１７に加わっても、その影響も補正でき、安定確実動作のタッチキーを有する電磁調理器が実現できる。

このように、本実施の形態では、タッチキーを有する電磁調理器を実現することにより、パネル部上で調理する調理物を見ながらキー操作ができるので、非常に使いやすい便利な電磁調理器が実現できる。なお、家電機器としては、電磁調理器や加熱調理器に限られるものではない。

以上のように、本発明にかかるタッチキーとこれを用いた家電機器は、感度変動なく安定確実に動作するものであるので、電磁調理器などの加熱調理器への適用だけでなく、広く各種の機器への用途にも適用できる。

本発明の参考の形態１、実施の形態１におけるタッチキーのブロック図 本発明の参考の形態２〜５におけるタッチキーのブロック図 本発明の実施の形態２における家電機器を示す断面図

符号の説明

１ パネル部
２ 電極部
３ 発振部
４ 検知部
５ 変化分検出部
６ 比較部
７ 基準電圧設定部
８ 判定部
９ 指
１１ 電源電圧検知部
１２ 温度検知部
１３ 発振電圧検知部
１４ 発振周波数検知部
１９ 金属製筐体部
２０ 電磁調理器

Claims (1)

1. 金属製筐体部と、前記金属製筐体部の上面に取り付けられた電気絶縁物よりなるパネル部と、前記パネル部上で操作するタッチキーとを備え、前記タッチキーは、前記パネル部に設けた電極部と、前記電極部に所定の周波数の出力電圧を印加する発振部と、前記電極部の出力電圧を整流して直流電圧に変換して出力する検知部と、前記検知部の出力電圧が前記パネル部にタッチしないときの直流電圧から低下したときこの変化電圧の大きさを検出する変化分検出部と、基準電圧を出力する基準電圧設定部と、前記変化分検出部の検出した変化電圧の大きさと前記基準電圧設定部の出力電圧を比較する比較部と、前記比較部に入力された前記変化電圧の大きさが前記基準電圧より大きい場合に前記パネル部へのタッチが有ったと判定する判定部とを備え、前記基準電圧設定部は、前記検知部の出力電圧が大きくなればなるほど前記基準電圧を大きくする電磁調理器。

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