JPH07131322A - タッチ式切替スイッチ回路 - Google Patents

タッチ式切替スイッチ回路

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JPH07131322A
JPH07131322A JP27054293A JP27054293A JPH07131322A JP H07131322 A JPH07131322 A JP H07131322A JP 27054293 A JP27054293 A JP 27054293A JP 27054293 A JP27054293 A JP 27054293A JP H07131322 A JPH07131322 A JP H07131322A
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JP
Japan
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signal
terminal
touch
output
voltage
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Application number
JP27054293A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Uchida
博 内田
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TEC CORP
Original Assignee
TEC CORP
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】タッチ感度のバラツキを少なくして規格化を容
易にする。 【構成】タッチ端子21からの接触ノイズ電圧を分圧す
る抵抗分圧回路22,23と、基準電圧発生回路25,
26と、抵抗分圧回路からの分圧電圧と基準電圧発生回
路からの基準電圧を比較し、分圧電圧が基準電圧を越え
た時ハイレベル信号を出力するコンパレータ24と、こ
のコンパレータ出力を平滑するコンデンサ30と、この
コンデンサからの平滑信号に応動して反転動作するJ−
Kフリップフロップ31とからなり、フリップフロップ
出力をオン、オフ信号とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば照明器具等に使
用されるタッチ式切替スイッチ回路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、タッチ式切替スイッチ回路として
は図6に示すものが知られている。これはタッチ端子1
と接地間に抵抗2,3を直列接続してなる抵抗分圧回路
を接続し、その抵抗分圧回路の分圧点tにNPN型トラ
ンジスタ4のベースを接続している。トランジスタ4
は、そのコレクタをNPN型トランジスタ5のコレクタ
に接続すると共にそのエミッタをトランジスタ5のベー
スに接続し、トランジスタ5は、そのコレクタを+端子
に接続すると共にそのエミッタを抵抗6及び抵抗7と平
滑コンデンサ8との並列回路を直列に介して接地してい
る。トランジスタ4のベース、エミッタ間に抵抗9を接
続している。
【0003】平滑コンデンサ8の両端間電圧をJ−Kフ
リップフロップ10のクロック入力端子CLに入力して
いる。J−Kフリップフロップ10は、入力端子JとK
を抵抗11を介して+端子に接続し、リセット端子Rを
接地し、セット端子Sをセット信号回路12の出力端子
に接続している。セット信号回路12は電源の投入時に
J−Kフリップフロップ10のセット端子Sにセット信
号を供給し、そのフリップフロップ10の出力端子Qの
出力レベルをローレベルにセットするようになってい
る。
【0004】J−Kフリップフロップ10の出力端子Q
は抵抗13を介してNPN型トランジスタ14のベース
に接続している。トランジスタ14は、そのコレクタを
負荷接続端子15に接続し、そのエミッタを接地し、か
つベース、エミッタ間に抵抗16を接続している。
【0005】この切替スイッチ回路は、タッチ端子1に
人体が触れると人体が帯電しているため、人体からノイ
ズ状の微少電流が抵抗2,3を介して流れ、その分圧電
圧がトランジスタ4のベースに印加する。入力する微少
電流がトランジスタ4,5により増幅され、その増幅さ
れた電流が平滑コンデンサ8で平滑され、その平滑信号
がJ−Kフリップフロップ10のクロック入力端子CL
に入力する。フリップフロップ10は平滑信号の立上が
りに応動して反転動作し、出力端子Qからトランジスタ
14のベースに供給する電圧を反転する。従って、電源
の投入後、最初にタッチ端子1に人体が触れるとフリッ
プフロップ10の出力端子Qからの出力信号はハイレベ
ルとなってトランジスタ14がオン動作し、次にタッチ
端子1に人体が触れるとフリップフロップ10の出力端
子Qからの出力信号はローレベルとなってトランジスタ
14がオフ動作し、以降タッチ端子1に人体が触れる度
にフリップフロップ10が反転動作してトランジスタ1
4がオン、オフ動作を繰り返すことになる。従って負荷
接続端子15のレベルはローレベルとハイレベルを交互
に繰り返すようになる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この切替スイ
ッチ回路は人体の接触により発生するノイズの微少電流
により発生する分圧電圧をトランジスタ4,5により増
幅する構成となっているため、トランジスタ5から出力
される信号のレベルがトランジスタ4,5のhfeのバラ
ツキにより影響を受ける。トランジスタ4,5のhfe
バラツキが大きく、このため使用するトランジスタのh
feのバラツキにより切替スイッチ回路間でタッチ感度の
バラツキが生じる問題があった。これを防止するために
は使用するトランジスタとしてhfeのバラツキの少ない
ものを選定しなければならず、選定作業がかなり面倒と
なる問題があった。
【0007】そこで本発明は、タッチ感度のバラツキが
少なく、規格化が容易にできるタッチ式切替スイッチ回
路を提供する。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1対応の発明は、
タッチ端子と、このタッチ端子からの接触ノイズ電圧を
分圧する抵抗分圧回路と、基準電圧発生回路と、抵抗分
圧回路からの分圧電圧と基準電圧発生回路からの基準電
圧を比較し、分圧電圧が基準電圧を越えた時ハイレベル
信号を出力するコンパレータと、このコンパレータ出力
を平滑するコンデンサと、このコンデンサからの平滑信
号に応動して反転動作するフリップフロップとからな
り、フリップフロップ出力をオン、オフ信号とするもの
である。
【0009】
【作用】この発明においては、タッチ端子に人体が接触
すると、人体からノイズの微少電流が抵抗2,3を介し
て流れ、その分圧電圧がコンパレータに印加する。コン
パレータはこの分圧電圧と基準電圧を比較し、分圧出力
が基準電圧を越えるとハイレベル信号を出力する。コン
パレータ出力はコンデンサで平滑されてフリップフロッ
プに入力される。フリップフロップはコンデンサからの
平滑信号に応動して反転動作し、タッチ端子への接触動
作に対応したオン、オフ信号を出力する。
【0010】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。
【0011】図1に示すように、タッチ端子21と接地
間に抵抗22,23を直列接続してなる抵抗分圧回路を
接続し、その抵抗分圧回路の抵抗22,23の接続点t
をコンパレータ24の非反転入力端子(+) に接続してい
る。
【0012】また、+端子と接地間に抵抗25と可変抵
抗26とを直列に接続してなる基準電圧発生回路を接続
している。そして抵抗25と可変抵抗26との接続点p
を前記コンパレータ24の反転入力端子(-) に接続して
いる。
【0013】前記コンパレータ24は抵抗分圧回路の接
続点tからの分圧電圧と基準電圧発生回路の接続点pか
らの基準電圧を比較し、分圧電圧が基準電圧よりも高い
とハイレベル信号を出力し、分圧電圧が基準電圧以下の
ときにはローレベル信号を出力するようになっている。
【0014】前記コンパレータ24の出力端子は、抵抗
27及びダイオード28を介して抵抗29と平滑コンデ
ンサ30の並列回路の一端に接続している。この並列回
路の他端は接地されている。
【0015】前記並列回路の一端は、J−Kフリップフ
ロップ31のクロック入力端子CLに接続している。
【0016】前記J−Kフリップフロップ31は、入力
端子JとKを抵抗32を介して+端子に接続し、リセッ
ト端子Rを接地し、セット端子Sをセット信号回路33
の出力端子に接続している。
【0017】前記セット信号回路33は電源の投入時に
前記J−Kフリップフロップ31のセット端子Sにセッ
ト信号を供給し、そのフリップフロップ31の出力端子
Qの出力レベルをローレベルにセットするようになって
いる。
【0018】前記J−Kフリップフロップ31の出力端
子Qは抵抗34を介してNPN型トランジスタ35のベ
ースに接続している。
【0019】前記トランジスタ35は、そのコレクタを
負荷接続端子36に接続し、そのエミッタを接地し、か
つベース、エミッタ間に抵抗37を接続している。
【0020】このような構成の実施例においては、タッ
チ端子21に人体、例えば指先が触れると、その指先か
らノイズ状の微少電流が抵抗22,23を介して流れ、
抵抗22,23の接続点tに図2の(a) に示すような最
大aVとなるノイズ状の分圧電圧が発生する。この分圧
電圧はコンパレータ24により基準電圧発生回路からの
基準電圧shと比較される。
【0021】こうしてコンパレータ24からは分圧電圧
が基準電圧shを越えた時のみハイレベルとなる図2の
(b) に示すようなパルス状の信号が出力される。このパ
ルス状の信号は平滑コンデンサ30により平滑され、J
−Kフリップフロップ31のクロック入力端子CLに図
2の(c) に示すような矩形波状の平滑信号が入力され
る。
【0022】J−Kフリップフロップ31は平滑信号の
立上がりに応動して反転動作し、出力端子Qから図2の
(d) に示すような矩形波信号を出力する。すなわち電源
投入後の1タッチ目ではJ−Kフリップフロップ31の
出力端子Qから出力信号はハイレベルとなってトランジ
スタ35をオン動作し、負荷接続端子36のレベルをロ
ーレベルにする。
【0023】次の2タッチ目ではJ−Kフリップフロッ
プ31の出力端子Qから出力信号はローレベルとなって
トランジスタ35をオフ動作し、負荷接続端子36のレ
ベルをハイレベルにする。さらに次の3タッチ目ではJ
−Kフリップフロップ31の出力端子Qから出力信号は
再びローレベルとなってトランジスタ35をオン動作
し、負荷接続端子36のレベルをローレベルにする。
【0024】このようにしてタッチ端子21に指先が接
触する度にJ−Kフリップフロップ31の出力端子Qか
ら出力される信号はハイレベルとローレベルに交互に反
転し、負荷接続端子36のレベルをローレベルとハイレ
ベルに交互に反転してスイッチング動作を行なうことに
なる。
【0025】このようにタッチ端子21に接触したとき
に流れるノイズ状の微少電流を分圧した分圧電圧をコン
パレータ24により基準電圧と比較してタッチ端子21
への接触があったか否かを検出するようにしているの
で、トランジスタを使用した場合のようなhfeのバラツ
キによる感度のバラツキという問題は発生しない。
【0026】従って、このような切替スイッチ回路を多
数製造した場合に各切替スイッチ回路間のタッチ感度の
バラツキは小さくなる。
【0027】また、基準電圧発生回路に可変抵抗26を
設けて発生する基準電圧レベルを可変できるようにして
いるので、使用する環境に応じてタッチ感度を容易に変
更できる。例えば外来ノイズが頻繁に入力するような環
境で使用するときには、可変抵抗26により基準電圧レ
ベルを大きくしておけばタッチ感度が低下するので、外
来ノイズにより誤動作するのを防止できる。逆に外来ノ
イズがほとんど入力しないような環境で使用するときに
は、可変抵抗26により基準電圧レベルを小さくしてお
けばタッチ感度が高くなり、スイッチとしての動作感度
を向上できる。
【0028】図3は本実施例の切替スイッチ回路を例え
ば学習机等で使用される照明器具に適用した装置を示し
ている。
【0029】すなわち、直流電源41に前記トランジス
タ35を介して照明ランプ42を接続すると共に、電源
スイッチ43を介して基準電圧発生回路、コンパレータ
24、J−Kフリップフロップ31、セット信号回路3
3をそれぞれ並列に接続している。
【0030】この装置では電源スイッチ43を投入した
状態でタッチ端子21に指先を接触すれば、接触する度
にトランジスタ35がオン、オフ動作するので、照明ラ
ンプ42をタッチ端子21への指先の接触により点灯、
消灯できる。
【0031】図4はコンパレータ24を演算増幅器45
に代えた場合の応用例で、抵抗22,23の接続点tを
演算増幅器45の非反転入力端子(+) に接続している。
前記演算増幅器45の反転入力端子(-) と接地間に抵抗
46を接続すると共に反転入力端子(-) と出力端子との
間に抵抗47を接続している。
【0032】そして前記演算増幅器45の出力端子を抵
抗27及びダイオード28を介して抵抗29と平滑コン
デンサ30との並列回路の一端に接続している。
【0033】その他の構成は図1と同様である。
【0034】この切替スイッチ回路は、タッチ端子21
に例えば指先が触れると、その指先からノイズ状の微少
電流が抵抗22,23を介して流れ、抵抗22,23の
接続点tに図5の(a) に示すような最大aVとなるノイ
ズ状の分圧電圧が発生する。この分圧電圧は演算増幅器
45により増幅されて図2の(b) に示すような最大ax
Vとなる電圧信号となる。すなわち、抵抗46の抵抗値
をR46、抵抗47の抵抗値をR47とすると、(1+R47
/R46)倍に増幅される。
【0035】演算増幅器45の出力は平滑コンデンサ3
0により平滑され、J−Kフリップフロップ31のクロ
ック入力端子CLに図5の(c) に示すような平滑信号が
入力される。
【0036】J−Kフリップフロップ31は平滑信号の
立上がりに応動して反転動作し、出力端子Qから図5の
(d) に示すような矩形波信号を出力する。
【0037】従って、この切替スイッチ回路においても
タッチ端子21に指先が接触する度にJ−Kフリップフ
ロップ31の出力端子Qから出力される信号はハイレベ
ルとローレベルに交互に反転し、負荷接続端子36のレ
ベルをローレベルとハイレベルに交互に反転してスイッ
チング動作を行なうことになる。
【0038】このように演算増幅器45を使用した場合
は、抵抗46,47の抵抗値R47,R46により増幅率を
設定できるので、hfeにより増幅率が決定されるトラン
ジスタに比べてタッチ感度のバラツキを小さくできる。
従って、この場合も各切替スイッチ回路間のタッチ感度
のバラツキは小さくなる。
【0039】
【発明の効果】以上、本発明によれば、タッチ感度のバ
ラツキが少なく、規格化が容易にできるタッチ式切替ス
イッチ回路を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す回路構成図。
【図2】同実施例の各部の信号波形を示す図。
【図3】同実施例を照明器具に適用した回路構成図。
【図4】応用例を示す回路構成図。
【図5】同応用例の各部の信号波形を示す図。
【図6】従来例を示す回路構成図。
【符号の説明】
21…タッチ端子 22,23,25…抵抗 24…コンパレータ 26…可変抵抗 30…平滑コンデンサ 31…J−Kフリップフロップ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 タッチ端子と、このタッチ端子からの接
    触ノイズ電圧を分圧する抵抗分圧回路と、基準電圧発生
    回路と、前記抵抗分圧回路からの分圧電圧と前記基準電
    圧発生回路からの基準電圧を比較し、分圧電圧が基準電
    圧を越えた時ハイレベル信号を出力するコンパレータ
    と、このコンパレータ出力を平滑するコンデンサと、こ
    のコンデンサからの平滑信号に応動して反転動作するフ
    リップフロップとからなり、前記フリップフロップ出力
    をオン、オフ信号とすることを特徴とするタッチ式切替
    スイッチ回路。
JP27054293A 1993-10-28 1993-10-28 タッチ式切替スイッチ回路 Pending JPH07131322A (ja)

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