JPH01303493A - Ｅｌ発光型メンブレンスイッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明はメンブレンスイッチとＥＬ（エレクトロルミ
ネッセンス）発光素子などの光源を用いた押ボタンスイ
ッチに関するものである。

従来の技術 従来の押ボタンスイッヂは単にオン・オフの表示しかな
く、たとえばｌないし２．３個の押ボタンスイッヂしか
ないような簡単な制御装置においては、この種の従来の
押ボタンスイッチでも十分であるが、選択、操作すべき
押ボタンスイッヂが多数並べられているような制御装置
においては各押ボタンスイッチに所定の情報が表示され
ていることが望ましい。言い替えるとこの種押ボタンス
イッチが多数ある制御装置には上述のような従来の単な
るオン・オフ表示しかない押ボタンスイッチを使用する
と誤操作が生じたり、あるいは押ボタンスイッチの選択
に手間どるという問題がある。

一方、従来から、チャタリング除去法として、二接点型
（トランスファ接点型）スイッチの場合は、ＲＳフリッ
プフロップを用いる方法が知られている。また二接点型
（メーク接点型）スイッチの場合は、コンデンサ（Ｃ）
と抵抗（Ｒ）とを組合Ｕ′た積分回路でチャタリングを
吸収するという方法を基本としている。

しかるに本発明の対象であるメンブレンスイッチは二接
点型であり、ＲＳフリップフロップは使えない。また、
Ｃ１Ｒを用いる際、素子上の制約およびＴ　Ｔ　Ｌ・Ｉ
Ｃを駆動する上からの制約から、時定数（Ｃｘ　Ｒ）を
大きくとるのにも限界がある。

また時定数を適当に選んだとしても、それが十分に吸収
しえないチャタリングが生じた場合、誤動作をまねく危
険性がある。

発明が解決しようとする課題 この発明は従来の押しボタンスイッチにおける上述の欠
点を除き、各押ボタンスイッチに所望の情報を簡単に付
することかでき、かつＥＬ発光ユニットをバックライト
として用いることにより情報を明るく見易くすることが
でき、したがって多数の押ボタンスイッチを並べた場合
でも所望の押ボタンスイッヂを容易にかつ正確に操作で
きる押ボタンスイッチを提供することを目的とする。

さらに、この押ボタンスイッチの信号を受ける制御装置
を電子回路で構成する場合接点に生じるチャタリングあ
るいはバウンスによる過渡的な信号による誤動作を防止
する必要があるが、従来のチャタリング防止回路は複雑
であった。

したがって、この発明は押ボタンスイッチに使用できる
簡単な構成のチャタリング防止回路を提供することを目
的とする。

実施例 第１図と第２図において、この発明に用いられる押ボタ
ンスイッチはＥＬ（エレクトロルミネッセンス発光素子
）発光ユニットｌＯとメンブレンスイッチユニット２０
と透明なカバー３０とを上記記載順に互いに密着するよ
うに重畳したものである。

ＥＬ発光ユニットｌＯは適宜な不透明な平板１１上にＥ
Ｌ発光素子１２ａ、　ｌ　２ｂ、　Ｉ　２ｃを所定間隔
で併設してなる。

各ＥＬ発光素子１２ａ、　ｌ　２ｂ、　Ｉ　２ｃはそれ
ぞれ第３図に示すように公知のＥＬ発光素子と同様に、
所定面積の方形状の透明フィルムにてなる透明７（を極
１３と電ＷＩ４との間に蛍光体１５を充填して、画電極
１３と１４に所定の電界を印加することにより、全面発
光する。

メンブレンスイッチユニット２０はメンブレンスイッチ
素子２０ａ、２０ｂ、２０ｃを備え、第４図に示すよう
に、所定間隔で配置された２枚の透明フィルム２１．２
２にシート状の透明電極２３．２４を画電極が互いに対
向するように設けたものであり、両透明電極２３．２４
の両側に設けた絶縁体２５により各透明？［！４Ｍ２３
と２４とが離隔されるようになっている・ そしてたとえば透明フィルム２１を押圧すると、この透
明フィルム２　ｔ　ｈ（４ｔ’ｌＬ力的に変形して、透
明電極２３．２４が相互に接触し、押圧力を除くと透明
フィルム２１の復元力により、画電極２３と２４は図示
のように離隔するようになる。

カバー３０には各メンブレンスイッチ素子２０ａ、２０
ｂ、２０ｃが指示ずべき内容を表わす情報（この実施例
ではアルファベットＡ、１３．Ｃ）を目視可能に表示し
ている。

上記のような構成において、ＥＬ発光ユニット１０と、
メンブレンスイッチユニット２０とカバー３０とを重ね
たとき、ＥＬ発光素子１２ａとメンブレンスイッチ素子
２０ａと文字Ａとが重畳し、同様にＥＬ発光素子１２ｂ
、Ｉ２ｃ、メンブレンスイッチ素子２Ｑｂ、２０ｃ、文
字Ｂ、Ｃがそれぞれ重畳するようになっている。

なおＥＬ発光素子１２ａ、　１２ｂ、　１２ｃ、メンブ
レンスイッチ素子２０ａ、２０ｂ、２０ｃの接続端はそ
れぞれ、リード線４０を介して、端子Ｔに図示のごとく
導出される。

上記のように構成した押ボタンスイッチにおいて、たと
えばメンブレンスイッチ２０ａを介してＥＬ発光素子＋
２ａに電圧を印加する回路を設けておくと、メンブレン
スイッチ２０ａを押圧してオンすると、上記電圧がＥＬ
発光索子１２ａに印加され、このＥＬ発光素子１２ａが
発光し、その光によって文字へが照明される。

第５図は上述した押ボタンスイッチを使用して押ボタン
スイッチのオン・オフを示す制御信号を発生するととも
に、Ｅし発光ユニット１０の点滅を制御する回路を示す
。

各メンブレンスイッチ２０ａ、２０ｂ、２０ｃから生じ
たオン・オフ信号はキーエンコーダ回路５０でどのメン
ブレンスイッチであるかを示すキーコード信号に変換さ
れ、このキーコード信号はデマルチブレクザ回路６０に
印加される。デマルチブレクザ回路６０ではキーコード
信号のコード内容に対応した制御対象を示す制御信号に
変換され、この制御信号は対応する制御対象７０を駆動
ずろスイッチに印加される。

さらにデマルチブレクザ回路６０ではキーコート信号の
コード内容に対応したメンブレンスイッチを照明するＥ
Ｌ発光素子を指定する点灯信号をＡＣ制御回路８０に印
加し、ＡＣ制御回路８０から、該当するＥＬ発光素子を
点灯、点滅、消灯さ什る信号を出力する。

キーエンコーダ回路５０で得られるコード信号がヂャタ
リング除去回路９０に印加され、メンブレンスイッチ２
０ａ、２０ｂ、２０ｃで得られたオン・オフ信号に付随
するチャタリング部分が除去かれ、チャタリングが除去
されたオン・オフ信号はデマルヂプレクザ回路６０とＡ
Ｃ制御回路８０とに印加される。

Ａ　Ｃ制御回路８０はデマルチブレクザ回路６０から印
加される信号を判別して信号をＥＬ発光ユニットｌＯに
印加して、押圧されたメンブレンスイッチによりＥＬ発
光素子を点灯、点滅あるいは消灯する。

デマルチブレクザ回路６０からの制御信号は制御対象７
０に印加され、たとえばモータやランプ、ソレノイドな
どの制御対象をオン状態とする。

第６図はキーエンコーダ回路５０の詳細を示す図で、各
メンブレンスイッチ２０はマトリクス状の行線と列線と
に接続され、その行線ＬＡ、ＬＢ。

ＬＣ，ＬＤはレベルシフト回路５１の入力端子に接続さ
れ、列線Ｌ！〜Ｌ９は４人力１０出力のデコーダ５２に
接続される。

以下にキーエンコーダ回路５０の動作を説明する。

（１）メンブレンスイッチを押す前はノアゲート５３の
入力端子りはＬ（ローレベル）であるから、パルス発生
回路５４の出カイのクロックに同期して、ロバから下表
の信号が出るためデータ・セレクタ５５の出力端子二に
は、Ｄｎの信号が出力される。第２データ・セレクタ５
５の出力論理を第１表に示す。

（ｉ　ｉ）一方ハからのストローブパルス信号に同期し
てデコーダ５２の人力ホ〜ヂに１３　ＣＤ信号が出力さ
れ、そのｌ３ＣＤ信号に対応する番号のピン（Ｐｎ）が
選択的にＬとなる。デコーダ５２の入力対出力の論理を
第２表に示す。

第２表 （ｉｉｉ　）ここで第６図中メンブレンスイッチ２０ａ
を押したとする。すると、ホ＝０．へ＝Ｏ，ト＝■、ヂ
＝０９ロ＝０．バー１の瞬間に、クロックが止まる。

すなわち、Ｐ４がＬとなり、Ｄ、がセレクトされるため
二にし信号が出力される、すなわちりが！−１となり、
ヌはしに固定され、ロ、ハ、ホ〜チは上記信号に固定さ
れる。

（ｉｖ）以上からＣ５ｔ（す）信号と、Ｘ、Ｙ信号が得
られる。

第７図はデマルチプレクザ回路６０の詳細を示す。

（ｖ）出力されたＣ　ｓｔ（す）信号は、詳細後述のチ
ャタリング除去回路９０を経て、ＫｅｙＯＮ信号となる
。

（ｖｉ）Ｋｅｙ　ＯＮ信号は遅延回路６１により適当な
遅れを持たせた信号ルとなり、このルの信号により、Ｘ
、Ｙ信号がラッチ回路６２にラッチされる。

（ｖｉｉ　）クリア・キーのデコーダを経てＹ信号でデ
マルチプレクサ６３Ａ、６３ｒ３，６３Ｃ１６３Ｄのい
ずれかが選択され、Ｘ信号で、そのＩＣのピンが選択さ
れる。これが点灯信号（Ｉ、）となる。

（ｖｉｉ）デマルチプレクサ６３Δから出力される、ど
のメンブレンスイッチを押したかを示す選択信号ヲは、
スイッチを押す前は、ｌ−１であり、オアゲート６４の
メンブレンスイッチ用ＥＬ点灯信号力もト■で、ＥＬラ
ンプが点灯状態である。

（１ｘ）メンブレンスイッチ２０ａを押している間は、
ヲ＝Ｌかつ、ＫｅｎＯＮ信号＝Ｌ、従ってワ＝し故にカ
ーしで、消灯状態となる。

（Ｘ）メンブレンスイッチ２０ａを離すと、チャタリン
グ除去回路９０のＫｅｙＯＮ信号がＩ−Ｉとなるため、
アンドゲート６５の出カワにはブリンク川の自走マルチ
回路６Ｇからの信号が出力される。オアゲート６４の人
力信号ヲは■７であるから、オアゲート６４の出力力に
も、ブリンク信号が出力され、ＥＬランプがブリンクす
る。

（ｘｉ）別のメンブレンスイッチ２Ｑｂを１甲すことで
、上記オアゲート６４の人力信号ヲはＨとなるため、Ｅ
Ｌランプは点灯状態に復帰する。

次にチャタリング除去回路９０の詳細を第８図示を参照
して説明する。

第６図のデータ・セレクタ５５の出力端子二からノアゲ
ート５６を介して得られる信号Ｃ８ｔはノアゲート９１
の入力端子に接続され、ノアゲート９１の出力端子は１
氏抗Ｒ７とコンデンサＣ２にてなる遅延回路９２を介し
て、ノアゲート９３の入力端子に接続され、このノアゲ
ート９３の出力端子はオアゲート９４の１つの入力端子
に接続される。

−力信号Ｃｓｔはリトリガラブルモノステーブルマルチ
バイブレータ９５のリトリガ入力端子に印加され、この
リトリガラブルモノステーブルマルヂバイブレータ９５
の出力端子はオアゲート９４の他の入力端子に接続され
る。リトリガラブルモノステーブルマルチバイブレータ
９５の時定数設定用としてコンデンサＣ１と抵抗Ｒ１が
接続されている。

すなわち、チャタリングを含んだ生のメンブレンスイッ
チ２０からのオン・オフ信号により、リトリガラブルモ
ノステーブルマルチバイブレータ９５がトリガされ第９
図に示す信号（［（）が出力される。これと信号Ｃｓｔ
に遅延回路９２により遅延をかけたノアゲート９３から
の信号（Ａ）との論理和をオアゲート９４でとった出力
信号Ｖｏｕｔを出力する。すなわち、図に示すようにチ
ャタリングのないオン・オフ信号（ＶｏｕＬ）が得られ
る。

ここで、リトリガラブルモノステーブルマルチパイブレ
ークは立下がり動作とし、パルス幅を決める外付のｃ、
、ｎ、は０．０４７μＦ’、１００ＫΩが適当であるが
、Ｃ１は０．Ｏ１μＦ〜０，１μＦ、Ｒ１は５０にΩ〜
２００にΩ、時定数は２ｍ５ｅｃ〜２０　ｍ５ｅｃの範
囲が好ましい。また、Ｖｉｎから（Ａ）に遅延させるた
めのＣ，、Ｒ，は３３００ｐＦ、３００Ωが適当である
が、Ｃ１二ｌ０００ｐ＋’；’〜４７００ｐＦ、ｌ”（
、：２００Ω〜３００Ω、時定数：２００ｎｓｅｃ″−
１μｓｅｃの範囲が好ましい。

Ｃ１Ｒの時定数は、２つ以上のチャタリングをカバーし
うるものである必要がある。また、Ｃ１Ｒ１の時定数は
、リトリガラブルモノステーブルマルチバイブレータ９
５の遅延時間より大きい必要がある。さもなければ、オ
アゲート９３の出力（Ａ）とリトリガラブルモノステー
ブルマルチバイブレータ９５の出力（Ｂ）の論理和をと
った出力信号Ｖｏｕｔにパルス状ノイズが生じる。

上述の回路において、信号Ｃｓｔが、メンブレンスイッ
チ２０ａの押圧口！月こ第９図のようにＣ１ｌないしＣ
ｔ４のようにチャタリングか生じたとすると、最初のチ
ャタリングＣｔ、の立ち下がりリトリガラブルモノステ
ーブルマルチバイブレータ９５の出力が一定時間１（と
なり、そのｌ−１によりオアゲート９４から出力Ｈが生
じる。一方このチャタリングＣｔ＋はノアゲート９１を
介して遅延回路９２で時間ｔ。ＩＬＡＹだけ遅延してノ
アゲート９３に印加され、ノアゲート９３からは時間り
いＵＬＡＹだけ遅延し、かつＣｔ、と同時間長のパルス
Ｃｔ、’が生じ、このＣｔ、′はオアゲート９４に印加
される。

以下同様に各チャタリングパルスＣｔｔ〜Ｃｔ、に対し
てもｔＤＥＬＡＹ遅延したパルスＣｔ＊’〜Ｃｔ４′が
生じ、これらはオアゲート９４に印加される。

一方すトリガラブルモノステーブルマルヂバイブレーク
９５はチャタリングパルスＣｔ、−Ｃｔ、が断続しても
、チャタリングパルスの立ち下がりでトリガされるので
、リトリガラブルモノステーブルマルヂバイブレーク９
５の出力は最後のチャタリングパルスＣｔ、が立ち下が
ってから一定時間経過するまで、連続したパルスＣＡが
生じ、したがって、オアゲート９４の出力Ｖｏｕｔは連
続したものとなる。

なおメンブレンスイッチ２０ａの動作が安定して連続し
た信号ＣＤを出すと、ノアゲート９３の出力ら連続した
ものとなる。したがって、たとえリトリガラブルモノス
テーブルマルチバイブレータ９５の出力が時点ｔ５で立
ち下がってもオアゲート９４の出力は連続したものとな
り、チャタリングのない信号がＶｏｕｔに得られる。

メンブレンスイッチ２０ａの押し終わりにチャタリング
Ｃｅが生じても上述と同様の動作でオアゲート８４から
は最終のチャタリングパルスＣｅ。

が消滅し、かつリトリガラブルモノステーブルマルヂバ
イブレータ９５の持続時間が終了するまで連続した信号
が得られる。

第１θ図は上述のメンブレンスイッチおよび制御装置を
地図表示パネルに応用した例を示す。なお第１０図にお
いて第１図ないし第８図に示したものと同じものには同
一の符号を付してその部分の説明は省略する。

１００は地図上に事業所等を表示した表示パネルで、こ
の表示パネルＩｏｏは所定の室に人が見ることが出来る
ように壁に掛けられたり机上に設置される。

一方表示パネル１００の近傍には、第１図に示したよう
にＥＬユニット１０を付設したメンブレンスイッチユニ
ット２０が設置される。表示パネル１００の地図上所定
点には発光ダイオードにてなる表示灯１０１ａ、Ｉ　Ｏ
Ｉｂ、・・・（以下−括して１０１と記す）が設けられ
各表示灯１０！・・・に対応して事業所名やその所在地
住所がＪＩｌｉｌ１０２ａ、ｌ０２ｂ、・・・（以下−
括して１０２と記す）に記入されており、各々の裏には
、ＥＬ発光ユニットが設置されている。

一方各メンブレンスイッチユニット２０は上記表示パネ
ル１００に表示された各表示灯＋０１に対応して設けら
れ、それぞれに事業所名などの識別文字やマーク等がパ
ネルに表示されている。

いまたとえばメンブレンスイッチ２０ａが事業所Ａの表
示灯１０１ａに対応しているとすると、このメンブレン
スイッチ２０ａを押圧しないときは、このメンブレンス
イッチ２０ａに対応する信号Ｃｓｔは■（でＥＬ発光素
子１２ａも点灯している。他の、メンブレンスイッチ２
０に対応するＥＬ発光素子ＩＯも同様に点灯している。

なお各表示灯１０２は消灯している。

いま操作者が事業所Ａの所在地を知りたいときは、メン
ブレンスイッチユニット２０のうち事業所Ａの表示があ
る、メンブレンスイッチ２０ａを押す。この押圧によっ
て、メンブレンスイッチ２０ａのＫｅｙＯＮ信号がＬと
なり、ＥＬ表示素子１２ａはオフとなるとともに表示灯
１０１ａおよび１０２ａは点灯する。この表示パネルｌ
ＯＯ上の表示灯１０１ａおよびｌ０２ａの点灯によって
、操作者は事業所Ａの所在地を知る。

次に、メンブレンスイッチ２０ａの押圧を止めると、ア
ンドゲート６５の出力はＩ−ｔとＬとを交互に繰り返し
、ＥＬ発光素子１２ａはブリンクして、また表示灯１０
１ａおよび１０２ａは、点灯状態を保つ。さらに、メン
ブレンスイッチ２０ｂを押すとＫｅｙＯＮ信号がＩ−１
となってＥＬ表示索子１２ａは連続点灯となる。表示灯
１０１ａおよび１０２ａは連続消灯となる。

上記の操作に際してチャタリング除去回路９０の動作に
よってメンブレンスイッチ２０ａから生じるチャタリン
グは除去される。

第１１図は、メンブレンスイッチ２０に付属のＥＬ表示
素子１０とを点灯制御する回路を示す。

点灯信号とＫｅｙＯＮとを受けるオアゲート６４の出力
端子はダーリントン接続のトランジスタ’ｒｒＬ１とＴ
ｒ１２にて構成される増幅器２００の入力端子に接続さ
れ、その出力端子は、ホトカブラ２０１の発光ダイオー
ド２０２にも接続される。

ホトカブラ２０１のホトトランジスタ２０３はスイッチ
ング回路２０４に接続され、２０４の出力端子にはＥＬ
表示素子ｌＯが接続される。

２０５はＡ　Ｃ５００Ｔ−１ｚ−Ｉ　Ｋ　ｌ−１ｚを出
力する電源装置である。

第１＋図の回路において、点灯信号がＨのときはトラン
ジスタＴｒＬ２がオンとなってスイッチング回路２０４
はオンとなり、ＥＬ発光素子１０は点灯する。

一方、点灯信号がしてＫｅｙＯＮ信号が１−１のときは
アンドゲート６５は自走マルチ６６からのブリンク信号
をオアゲート６４を介してトランジスタＴＲ１に印加し
て、トランジスタＴＲＩ、’ｒｒで２をオン、オフして
ホトカブラ２０１をオン、オフしてＥＬ表示素子ｌＯを
点滅さ仕る。

表示パネル上の表示灯＋０２を点灯制御する回路も、オ
アゲート６４、アンドゲート６５を除けば同様である。

発明の効果 以上詳述したように、この発明のメンブレンスイッチは
表示素子を設けて該スイッチの押圧、押圧上、再押圧の
各状態に応じて表示素子をたとえば消灯、点滅、点灯状
態に変化させるようにしたので、操作者はメンブレンス
イッチの押圧状態を容易に認識できる。

またこの発明のチャタリング防止回路はメンブレンスイ
ッチのような２接点型のスイッチに適用可能であり、か
つ構成も簡単である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に用いられるメンブレンスイッチの一
例を示す断面図、第２図は第１図の分解斜視図、第３図
はＥＬ表示ユニットの一例を模式的に示す断面図、第４
図はメンブレンスイッチの一例を模式的に示す断面図、
第５図はこの発明の、メンブレンスイッチの制御回路図
、第６図、第７図は制御回路の詳細を示す回路図、第８
図はチャタリング除去回路を示す回路図、第９図は第８
図の回路動作を示す波形図、第１Ｏ図はこの発明のメン
ブレンスイッチを用いた応用例を示す図、第１１図はＥ
Ｌ表示ユニットを駆動する回路を示す回路図である。 ｔＯ・・・ＥＬ表示ユニット、２０・・・メンブレンス
イッチ、５０・・・キーエンコーダ回路、６０・・・デ
マルヂプレクサ回路、７０・・・制御対象、９０・・・
チャタリング除去回路。 特許出願人　住友化学工業株式会ｌ： 代　埋入　弁理士前出　葆はか１名

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）文字や記号、絵等が表示され、かつ透明な部分を
   有するカバーフィルムと、上記カバーフィルムに向けて
   投光するように設けられ、ＥＬランプにてなるＥＬ発光
   ユニットと、カバーフィルムとＥＬ発光ユニットとの間
   に設けられ、カバーユニットの押圧によって導通し、押
   圧をなくすと非導通となる電極を備えたメンブレンスイ
   ッチと、メンブレンスイッチの押圧、押圧止、再押圧に
   したがって、ＥＬ発光ユニットを消灯、点滅、点灯させ
   る制御装置とを備えたＥＬ発光型メンブレンスイッチ。
2. （２）チャタリングを含んだ信号で、トリガされるリト
   リガラブルモノステーブルマルチバイブレータと、上記
   信号を遅延させる遅延回路と、リトリガラブルモノステ
   ーブルマルチバイブレータからの信号と遅延回路の出力
   信号の論理和をとる論理和回路とを備えたことを特徴と
   するチャタリング除去回路。