JPH1064386A

JPH1064386A - 静電容量型タッチスイッチ

Info

Publication number: JPH1064386A
Application number: JP22266296A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Nakazono; 昌弘中園; Yuji Nakagawa; 裕司中川
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1996-08-23
Filing date: 1996-08-23
Publication date: 1998-03-06
Anticipated expiration: 2016-08-23
Also published as: JP3479824B2

Abstract

(57)【要約】【課題】タッチ操作の範囲を広くできるようにして操作
性を向上させ、簡単な構造として、耐久性に優れ、か
つ、薄型化、低価格化が図れるようにした静電容量型タ
ッチスイッチを提供する。【解決手段】一対になった二組の櫛歯電極１１ａ，１１
ｂを隣接配置した絶縁基板の上面に、絶縁板を積層し
て、２つのタッチ検知面１３ａ，１３ｂを形成し、各組
の櫛歯電極１１ａ，１１ｂ間の静電容量の変化によっ
て、各々のタッチ検知面１３ａ，１３ｂに対する指の接
近あるいは接触を判定するタッチ判定部１と、タッチ判
定部１からのタッチ検出信号の有無に基づいて、３種類
の制御信号を出力する制御判定部２とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電極間の静電容量
の変化によって、指や手の接近や接触を検知して、制御
負荷を制御する静電容量型タッチスイッチの改良に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来から電気機器には、オン、オフ制御
とレベル制御とが操作できるものがあり、例えば、この
電気機器が照明機器であれば、オン、オフ制御用のスイ
ッチを操作することによって、点灯と消灯を制御し、レ
ベル制御用のスイッチを操作することによって、調光制
御やオフディレイ時間の調整等を行っている。

【０００３】このような、オン、オフ制御とレベル制御
ができるスイッチの構成を、図９に示す。図９（ａ）
は、レベル制御用のスライド式ボリュームスイッチ１０
０と、オン、オフ制御用の接点式スイッチ１０１とで構
成されている例であり、同図（ｂ）は、レベルアップ用
のプッシュ式スイッチ１０２ａと、レベルダウン用のプ
ッシュ式スイッチ１０２ｂと、オン、オフ用のプッシュ
式スイッチ１０３で構成されている例である。

【０００４】また、これ以外に、レベル制御用に回転式
（ダイヤル式）のボリュームスイッチを使用したり、ス
イッチの表面にタッチディスプレイを使用し、画面上の
所定箇所にタッチすることによって、オン、オフ制御と
レベル制御とを行うものがある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
スイッチは、操作性、耐久性、構造上の点で、以下のよ
うな問題があった。操作性の点では、従来のスイッチ
は、操作性、視認性を向上させるために、操作面積をあ
る程度広くしている。そのため、オン、オフ制御とレベ
ル制御を行うスイッチを並存させ、各スイッチの操作面
積を広くすれば、スイッチ全体の面積が広くなってしま
い、すべてのスイッチを壁などの限られた範囲内に設け
られない場合があった。また、限られた範囲内で、いず
れかのスイッチの面積を広くすれば、他のスイッチの面
積が狭くなり、操作性が著しく低下するという問題があ
った。

【０００６】耐久性の点では、スライド式や回転式など
のボリュームスイッチ、接点式スイッチなどの稼働する
タイプのスイッチは、ほこりや湿度等によって電極の接
触不良が生じる場合があり、耐久年数が比較的短くなっ
ていた。構造上の点では、タッチディスプレイを用いる
ものは、タッチパネル、液晶ディスプレイ、バックライ
トなどの表示、操作装置が必要となり、スイッチの構造
が複雑になって、薄型化、低価格化が困難になってい
た。

【０００７】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであり、タッチ操作の範囲を広くできるようにし
て操作性を向上させ、簡単な構造として、耐久性に優
れ、かつ、薄型化、低価格化が図れるようにした静電容
量型タッチスイッチを提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】以上のような目的を達成
するため、本発明の静電容量型タッチスイッチは、一対
になった二組の櫛歯電極を隣接配置した絶縁基板の上面
に、絶縁板を積層して、２つのタッチ検知面を形成し、
請求項１では、各組の櫛歯電極間の静電容量の変化によ
って、各々のタッチ検知面に対する指の接近あるいは接
触を判定するタッチ判定部と、タッチ判定部からのタッ
チ検出信号の有無に基づいて、３種類の制御信号を出力
する制御判定部とを備える。

【０００９】タッチ判定部は、絶縁板に指を接近あるい
は接触させると、電極間の静電容量が減少するので、こ
の変化から各タッチ検知面に対するタッチ操作を判定す
る。制御判定部は、どちらか一方のタッチ検知面を操作
したときと、他方のタッチ検知面を操作したときと、双
方のタッチ検知面を操作したときとで、３種類の制御信
号を出力するようにすればよい。また、操作順序や回
数、操作パターンによって３種類の制御信号を出力する
こともできる。

【００１０】請求項２では、請求項１の制御判定部は、
タッチ判定部のタッチ検出信号によって、いずれか一方
のタッチ検知面に対して、指の接近あるい接触がなされ
たと判断したときには、更に所定の監視時間の間、タッ
チ判定部から出力されるタッチ検知信号を監視し、その
所定の監視時間の間に、タッチ判定部が他方のタッチ検
知面に対するタッチ検出信号を出力しなかったときに
は、上記一方のタッチ検知面に対してのみ、指の接近あ
るい接触がなされたと判断して、そのタッチ検知面に対
して予め設定されている制御信号を出力させる一方、所
定の監視時間の間に、タッチ判定部が他方のタッチ検知
面に対するタッチ検出信号を出力したときには、双方の
タッチ検知面に対して、指の接近あるい接触がなされた
と判断して、予め設定された制御信号を出力する。

【００１１】いずれか一方のタッチ検知面が操作された
後、所定時間内に他方のタッチ検知面が操作がされた場
合でも、実際の操作に対応させ、双方のタッチ検知面が
操作がされたものとする。つまり、タッチ操作が多少ず
れても、双方のタッチ検知面への操作と認識する。請求
項３では、請求項２において、制御判定部は、いずれか
一方のタッチ検知面に対するタッチ検出信号が出力され
た後、所定の監視時間内に、他方のタッチ検知面に対す
るタッチ検出信号が出力された場合、その状態が所定時
間継続した場合にはじめて、双方のタッチ検知面に対し
て、指の接近あるい接触がなされたと判断する。

【００１２】これによって、一方のタッチ検知面を操作
した後、誤って、他方のタッチ検知面に触れてしまった
ような場合でも、双方のタッチ検知面が操作がされたと
判断することがない。請求項４では、請求項１の制御判
定部は、タッチ判定部からいずれか一方のタッチ検知面
に対するタッチ検出信号が、所定時間継続して出力され
たときには、上記一方のタッチ検知面に対して、指の接
近あるい接触がなされたと判断して、このタッチ検知面
に応じて予め設定されている制御信号を出力する一方、
タッチ判定部からいずれか一方のタッチ検知面に対する
タッチ検出信号が出力された後、上記所定時間のうちに
解除されるか、あるいはタッチ判定部から双方のタッチ
検知面に対するタッチ検出信号が出力された後、所定時
間のうちに解除されたときには、双方のタッチ検知面に
対して、指の接近あるい接触がなされたと判断して、予
め設定された制御信号を出力する。

【００１３】いずれか一方のタッチ検知面に対する操作
が、連続的に指を接触させる場合であり、双方のタッチ
検知面に対する操作が、ワンタッチで済むような場合に
適用される。これによって、双方のタッチ検知面に対し
て操作しようとしたときに、タッチする位置がずれて、
一方のみを操作した場合でも、その操作時間が比較的短
ければ、双方のタッチ検知面に対し操作したと判断す
る。換言すれば、操作時間が比較的短ければ、操作する
タッチ検知面を意識せずに任意の領域に操作しても、双
方のタッチ検知面を操作したときの制御信号が出力でき
る。

【００１４】請求項５では、請求項１〜４の制御判定部
は、タッチ判定部からのタッチ検知信号に基づいて、い
ずれか一方のタッチ検知面についてのみ、指の接近ある
いは接触がなされたと判断したときには、そのタッチ検
知面に対して予め設定されている制御負荷に対する第
１、第２の制御信号を出力する一方、双方のタッチ検知
面に対して、指の接近あるい接触がなされたと判断した
ときには、制御負荷に対して第３の制御信号を出力す
る。これによって、制御負荷に対し、３種類の異なった
制御信号を出力することができ、それぞれに従った制御
動作をさせることが可能になる。

【００１５】請求項６では、請求項５において、制御判
定部が出力する第１，第２の制御信号が、制御負荷に対
して出力をアップ，ダウンさせるレベルアップ，レベル
ダウン制御信号であり、第３の制御信号が、制御負荷に
対するオン、オフ制御信号である。これによって、２つ
のタッチ検知面を操作して、制御負荷のレベル制御と、
オン、オフ制御が実施できる。

【００１６】請求項７では、請求項１〜６において、タ
ッチ判定部は、二組の各々の櫛歯電極によって形成され
たタッチ検知面の静電容量が所定レベルより低下した状
態が予め設定した時間継続したときに、タッチ検知信号
を出力し、そのタッチ検知面の静電容量が上記所定レベ
ルに戻り、このレベルより上昇した状態が予め設定した
時間継続したときに、タッチ検知信号を解除する。これ
によって、このスイッチの誤操作によって、制御負荷が
誤動作することを防ぐことが出来る。

【００１７】請求項８では、請求項１〜７において、タ
ッチ判定部は、二組の各々の櫛歯電極の静電容量の変化
に応じて、パルス周期を変化させる発振回路と、この発
振回路から出力される発振パルスの周期に応じて電圧レ
ベルを変化させるＦＶ変換回路とを備える。ＦＶ変換回
路が出力する電圧レベルによって、櫛歯電極の静電容量
の変化を判断し、タッチ判定を行う。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態の一
例を図面とともに説明する。図１は、静電容量型タッチ
スイッチの内部構成の一例を示したブロック図であり、
図２は、このタッチスイッチの構造の一例を示す断面図
である。本発明の静電容量型タッチスイッチは、照明機
器の調光やオフディレイ時間、換気扇やドアの作動時間
などのレベル制御及びオン、オフ制御用に好適である
が、これには限定されず、空調機器、ＡＶ機器、家電機
器、ＯＡ機器などの電気機器の駆動制御、例えば、ＣＤ
・ビデオなどの再生／停止及び送り／戻しの制御用など
にも使用される。

【００１９】図２に示すように、このタッチスイッチ
は、絶縁基板１０の上に、後述するように、二組の一対
になった櫛歯電極１１（電極層）を隣接配置し、この櫛
歯電極１１を絶縁被膜１２で覆い、更にその上面に絶縁
板１３を積層した基本構造をなして、この絶縁板１３上
に、一対の櫛歯電極１１の各組に対応した２つのタッチ
検知面を形成している。

【００２０】なお、絶縁基板１０はガラスエポシキ樹脂
などで製されたプリント配線基板、櫛歯電極１１は銅、
絶縁被膜１２はソルダーレジスト、絶縁板１３はアクリ
ルやポリカーボネートなどのプラスチック材料などで製
されている。このように、タッチ検知面に絶縁板１３を
備えることで、電極１１の損傷を防ぐとともに、更にこ
の絶縁板１３を厚く形成することで、強度を増すことが
できる。

【００２１】図１に示した１１ａ，１１ｂが、それぞれ
の組の櫛歯電極（電極Ａ，電極Ｂ）を示しており、各組
に対応して、タッチ検知面１３ａ，１３ｂを形成してい
る。各タッチ検知面１３ａ，１３ｂに、指ｆが接近ある
いは接触すると、タッチ判定部１が、各組の櫛歯電極１
１ａ，１１ｂ間の静電容量の変化によって、タッチ判定
を行い、タッチ検出信号を出力する。

【００２２】制御判定部２では、このタッチ検出信号の
有無に基づいて、制御負荷４のオン、オフ制御、あるい
は、レベル制御を判定して、オン、オフ制御信号あるい
はレベル制御信号を出力する。これらの信号を負荷制御
部３が受けて、照明機器などの負荷４を駆動制御する。
なお、図中の５は電源であり、このタッチスイッチの各
部への電源供給と、制御負荷４への駆動電源の供給を行
っている。

【００２３】次に、図３（ａ）に櫛歯電極１１の構成
を、図３（ｂ）にこのタッチスイッチの外観を示す。図
３（ａ）に示すように、一対の櫛歯電極１１ａ，１１ｂ
の各組（電極Ａ，電極Ｂ）は、隣接して設けられ、二組
の電極１１ａ，１１ｂによって、絶縁板１３上に２つの
タッチ検知面１３ａ，１３ｂを形成している。なお、１
４はタッチスイッチを壁などに取り付けるための外枠で
ある。

【００２４】この例では、二組の電極１１ａ，１１ｂは
スイッチの上下に隣合うように設けられているが、これ
には限定されず、左右や対角状に配置してもよく、ま
た、電極１１ａ，１１ｂを設ける面は、平面に限定され
ず、曲面にすることもできる。即ち、電極１１ａ，１１
ｂを薄型のシート状絶縁フィルム上に形成すれば、タッ
チスイッチを、所望の場所への張り付け可能な可撓性を
有したスイッチとして構成できる。

【００２５】タッチ検知面１３ａ，１３ｂは、レベルア
ップ（上昇），レベルダウン（下降）表示や、制御負荷
４の名称、絵文字などを表示することができる。そこ
で、同図（ｂ）には、電極Ａ（１１ａ）によって形成さ
れたタッチ検知面１３ａにレベルアップ表示（三角
印）、電極Ｂ（１１ｂ）によって形成されたタッチ検知
面１３ｂにレベルダウン表示（逆三角印）を表示してい
る例を示す。

【００２６】レベルアップ表示付近に、指ｆを接近ある
いは接触すれば、タッチ判定部１が、この領域にタッチ
操作があったことを示すタッチ検出信号を出力し、制御
判定部２において、レベルアップ制御の判断をし、負荷
制御部３にレベルアップ制御信号を出力する。これを受
けた負荷制御部３は、制御負荷４に対しレベルアップ制
御を行う。

【００２７】一方のレベルダウン表示付近に、指ｆを接
近あるいは接触したときも同様に、タッチ判定部１が、
この領域にタッチ操作があったことを示すタッチ検出信
号を出力し、制御判定部２において、レベルダウン制御
の判断をし、負荷制御部３にレベルダウン制御信号を出
力する。これを受けた負荷制御部３は、制御負荷４に対
しレベルダウン制御を行う。

【００２８】本発明では、２つのタッチ検知面１３ａ，
１３ｂを操作すれば、制御判定部２から、上記したよう
な２種類の制御信号以外にもう１種類、計３種類の制御
信号を出力できるところに特徴がある。例えば、２つの
タッチ検知面１３ａ，１３ｂを同時に操作すれば、上記
レベルアップ制御信号（第１の制御信号）、レベルダウ
ン制御信号（第２の制御信号）以外に、第３の制御信号
として、オン、オフ制御信号を出力できる。

【００２９】このときのタッチ操作を容易にするため、
２つのタッチ検知面１３ａ，１３ｂが隣接する部分（本
例ではスイッチの中央部分の領域）をオン、オフ制御領
域１３ｚとして、これ以外の領域を、レベルアップ制御
領域１３ｘ、レベルダウン制御領域１３ｙとすればよ
い。もちろん、オン、オフ制御領域１３ｚを特別に設け
る必要はなく、双方のタッチ検知面１３ａ，１３ｂを操
作すれば、オン、オフ制御信号は出力できる。

【００３０】タッチ判定部１は、オン、オフ制御領域１
３ｚが操作されたときには、双方のタッチ検知面１３
ａ，１３ｂが操作がされたことを示すタッチ検出信号
を、制御判定部２に出力し、制御判定部２がこれを判断
して、オン、オフ制御信号を出力する。これを受けた負
荷制御部３は、制御負荷４がオン状態であればオフ制
御、オフ状態であればオン制御を行う。

【００３１】なお、オン、オフ制御によって、オン状態
にされたときの制御負荷４の駆動レベルには、レベル制
御されたものを含む、前回、オン状態にされたときのレ
ベルや、予め定められた所定のレベル等がある。次に、
制御判定部２の動作について、図４とともに説明する。
ここでは、制御判定部２は、タッチ検知面１３ａ，１３
ｂのどちらか一方が操作されたか、双方が操作されたか
を判断する動作を中心に示している。

【００３２】図４（ａ）は制御判定部２が双方のタッチ
検知面１３ａ，１３ｂが操作されたと判断する場合、同
図（ｂ）は制御判定部２がいずれか一方のタッチ検知面
１３ａあるいは１３ｂが操作されたと判断する場合であ
る。制御判定部２では、（ａ）に示すように、タッチ判
定部１からタッチ検知面のいずれか一方（図では、電極
Ａに対するタッチ検知面１３ａ）のタッチ検出信号が出
力された後、所定の監視時間Ｔｗ１内に、時間ΔＴａｂ
で他方のタッチ検知面（図では、電極Ｂに対するタッチ
検知面１３ｂ）からタッチ検出信号が出力されると（Ｔ
ｗ１＞ΔＴａｂ）、双方のタッチ検知面１３ａ，１３ｂ
が操作されたと判断する。

【００３３】ここでは、更に、双方のタッチ検出信号の
出力が所定時間Ｔｗ２の間、継続したときに、はじめ
て、双方のタッチ検知面１３ａ，１３ｂに対して、タッ
チ操作があったと判断し、予め設定されたオン、オフ制
御信号を出力し、負荷制御部３によって制御負荷４のオ
ン制御を行った例を示している。もちろん、双方のタッ
チ検知面１３ａ，１３ｂを同時に操作（ΔＴａｂ＝０）
した後、双方のタッチ検出信号の出力が所定時間Ｔｗ２
の間継続したときも、双方のタッチ検知面１３ａ，１３
ｂが操作されたと判断する。

【００３４】なお、ここでは、所定の監視時間Ｔｗ１
を、一方のタッチ検知面１３ａ（１３ｂ）の操作から他
方のタッチ検知面１３ｂ（１３ａ）の操作までの監視時
間としているが、所定時間Ｔｗ２と同様に、双方のタッ
チ検知面１３ａ，１３ｂに対するタッチ判定に変化があ
るかを監視する時間として、Ｔｗ１とＴｗ２を同じ時間
幅としてもよい。

【００３５】また、オン、オフ制御信号の出力と制御負
荷４のオン、オフ動作は、必ずしも一致している必要は
ない。更に、オン、オフ制御信号は、図示したようなＨ
ＩＧＨレベル出力とＬＯＷレベル出力によって現される
ものには限定されず、各制御負荷４に合わせた形態、例
えば、パルス信号の有無によって、制御負荷４をオン、
オフ制御できるようにしてもよい。

【００３６】一方、（ｂ）に示す場合、制御判定部２で
は、タッチ判定部１からタッチ検知面のいずれか一方
（図では、電極Ａに対するタッチ検知面１３ａ）のタッ
チ検知信号が出力された後、所定の監視時間Ｔｗ１の間
に、他方のタッチ検知面（図では、電極Ｂに対するタッ
チ検知面１３ｂ）のタッチ検知信号が出力されなかった
ときには、一方のタッチ検知面（１３ａ）に対するタッ
チ操作と判断する。

【００３７】ここでは、制御判定部２が、いずれか一方
のタッチ検知面（１３ａ）のタッチ操作と判断した場合
に、この面に対して予め設定されたレベルアップ制御信
号を出力し、負荷制御部３によって制御負荷４のレベル
アップ制御を行った例を示している。また、ここでは、
タッチ操作が終了した後（タッチ検出信号が変化したと
き）も、監視時間Ｔｗ３を設けて、この時間Ｔｗの経過
後に、レベルアップ制御を停止するようにしている。

【００３８】したがって、レベルアップ制御は、タッチ
操作から所定時間Ｔｗ１後に、開始され、タッチ操作の
終了から時間Ｔｗ後に、停止されてレベルを一定に保つ
ようにしている。なお、タッチ操作時間中にレベルが最
大値（ＭＡＸ）に達したときには、最大値のままレベル
を一定に保つ。また、このレベル変化は、図示したよう
な連続した値で変化するものには限定されず、段階的な
レベル変化や、パルス信号周期の変化など、各制御負荷
４に対するレベル制御信号の形態にあった変化とするこ
とができる。更に、レベル変化の速度も一定には限られ
ず、タッチ操作の継続時間が長くなるにつれて速度が上
昇するような、可変速度とすることもできる。

【００３９】以上のようにして、制御判定部２が動作す
るとすれば、タッチ検知面１３ａ，１３ｂに対するタッ
チ操作が、双方の面に対して行われたか、どちらか一方
に対して行われたかによって、オン、オフ制御とレベル
制御とを判定する場合、オン、オフ制御には、ΔＴａｂ
あるいはΔＴａｂ＋Ｔｗ２の時間を要し、一方のレベル
制御の開始にはＴｗ１の時間を要することになる。この
ようにすれば、誤ったタッチ操作を無視することが出来
るとともに、双方のタッチ検知面１３ａ，１３ｂへのタ
ッチ操作が多少ずれたとしても、オン、オフ制御が確実
にできる。

【００４０】次に、制御判定部２の別の動作について、
図５とともに説明する。図５（ａ）は制御判定部２がオ
ン、オフ制御と判定する場合、同図（ｂ）は制御判定部
２がレベル制御と判定する場合であるここでは、制御判
定部２は、どちらのタッチ検知面１３ａ，１３ｂが操作
されたかよりも、主に、タッチ操作されている時間を判
定基準としている。

【００４１】（ａ）に示すように、制御判定部２は、タ
ッチ判定部１から、いずれか一方あるいは双方のタッチ
検知面（図では、一方のタッチ検知面１３ａのみ）に対
するタッチ検出信号が出力され、かつ、その出力時間ｔ
１が所定時間Ｔｔ未満であったとき、すなわち、所定時
間Ｔｔのうちに、タッチ検出信号の出力が解除されたと
きは（ｔ１＜Ｔｔ）、双方のタッチ検知面１３ａ，１３
ｂに対して操作がされたものとして、予め設定されたオ
ン、オフ制御信号を負荷制御部３に出力する。ここで
は、負荷制御部３が制御負荷４を、タッチ操作の開始か
ら所定時間Ｔｔ後に、オン制御している例を示してい
る。

【００４２】一方、（ｂ）に示すように、制御判定部２
は、タッチ判定部１から、いずれか一方のタッチ検知面
（図では、タッチ検知面１３ａ）に対するタッチ検出信
号が出力され、かつ、その出力時間ｔ２が所定時間Ｔｔ
以上、継続したときは（ｔ２≧Ｔｔ）、タッチ検知面１
３ａ，１３ｂに対して予め設定されたレベル制御信号を
負荷制御部３に出力する。

【００４３】ここでは、負荷制御部３が、タッチ操作か
ら所定時間Ｔｔ後に、制御負荷４のレベルアップ制御を
開始している例を示しており、タッチ操作が終了すれ
ば、レベルアップ制御を停止させ、レベルを一定に保っ
ている。ちなみに、制御判定部２は、タッチ判定部１か
ら、双方のタッチ検知面１３ａ，１３ｂに対するタッチ
検出信号が出力され、かつ、その出力時間が所定時間Ｔ
ｔ以上であったときは、負荷制御部３に制御信号は出力
せず、制御負荷４の駆動制御は行わない。

【００４４】また、図４において説明したときの判定も
同時に行うときには、オン、オフ制御のためのタッチ操
作時間ｔ１は、ΔＴａｂ＋Ｔｗ２（最長Ｔｗ１＋Ｔｗ
２）以上である必要はなく、Ｔｗ１以上であればよい
（Ｔｗ１＜ｔ１＜Ｔｔ）。必ずしも、双方のタッチ検知
面１３ａ，１３ｂへの操作する必要はなく、どちらか一
方を操作してもよいからである。一方、レベル制御のた
めのタッチ操作時間ｔ２は、Ｔｗ１以上であり、更に、
Ｔｔ以上であればよい（Ｔｗ１＜Ｔｔ＜ｔ２）。

【００４５】以上、図４，５において使用した各所定時
間Ｔｔ，Ｔｗ１，Ｔｗ２など（最長Ｔｗ１＋Ｔｗ２）
は、操作者に操作が遅れている感覚を抱かせない時間に
設定し、制御がスムーズになされるようにする必要があ
る。次に、タッチ判定部１の構成及び動作について説明
する。図６は、タッチ判定部１の構成の一例を示したブ
ロック図である。

【００４６】タッチ判定部１は、一対の櫛歯電極１１
ａ，１１ｂの各々に対して、ＣＲ発振回路２０ａ，２０
ｂを付加しており、それぞれのＣＲ発振回路２０ａ，２
０ｂに、ＦＶ変換回路２１ａ，２１ｂを備え、更にこれ
らをタッチ検出信号出力回路２２を接続した構成となっ
ている。各櫛歯電極１１ａ，１１ｂのそれぞれに対応し
たタッチ検知面１３ａ，１３ｂに、指ｆが接近あるいは
接触すると、櫛歯電極１１ａ，１１ｂの周りの電界分布
が変化し、一対の電極１１ａ，１１ｂ間の静電容量が減
少する。この静電容量の変化は、ＣＲ発振回路２０ａ，
２０ｂのパルス周期（発振周期）の変化となって現れ
る。パルス信号はＦＶ変換回路２１ａ，２１ｂによって
電圧レベルに変換され、タッチ検出信号出力回路２２に
出力される。

【００４７】タッチ検出信号出力回路２２では、入力さ
れた電圧レベルを所定の閾値電圧レベルと比較して、櫛
歯電極１１ａ，１１ｂ間の静電容量を、後述する所定レ
ベル（閾値容量Ｃｔｈ）と比較したこととする。そし
て、櫛歯電極１１ａ，１１ｂ間の静電容量が低下して、
所定の閾値Ｃｔｈ以下になり、この状態が予め設定した
時間継続したときに、指ｆが接近あるいは接触したと判
定して、それぞれのタッチ検知面１３ａ，１３ｂが操作
されたことを示すタッチ検出信号を制御判定部２に出力
するとともに、この静電容量が上昇し、所定の閾値Ｃｔ
ｈを超え、この状態が予め設定した時間継続したとき
に、指ｆが離れたと判定して、制御判定部２へのタッチ
検出信号の出力を解除する。

【００４８】このようにすれば、タッチ操作以外の接近
や接触があったときに、タッチ操作がされたと判定する
場合がなく、また、タッチ操作中に極めて短い時間、指
がタッチ検出面１３ａ，１３ｂから離れた場合でも、タ
ッチ操作が終了したと判定することが無い。よって、制
御負荷４の駆動状態が乱れることがない。図７には、上
記タッチ判定部１の動作を示している。

【００４９】指ｆを絶縁板１３（タッチ検知面１３ａ，
１３ｂ）に接近させず、また直接触れないときには、各
櫛歯電極１１ａ，１１ｂ間の静電容量は変化せず、各Ｃ
Ｒ発振回路２０ａ，２０ｂの発振周期は、電源投入ある
いはリセット時から、一定に保たれている。ところがこ
の状態で、指ｆを絶縁板１３に接近させ、あるいは直接
触れたときには、電極１１ａ，１１ｂ間の電気力線の一
部が指ｆを通過し接地されることになるので、櫛歯電極
１１ａ，１１ｂで構成される平面状コンデンサの容量が
減少し、ＣＲ発振回路２０ａ，２０ｂの時定数が減少し
て、発振周期は小さくなる。

【００５０】タッチ検出信号出力回路２２は、常時、Ｃ
Ｒ発振回路２０ａ，２０ｂの発振周期の変化を、ＦＶ変
換回路２１ａ，２１ｂが発振パルスの周期に応じて出力
する電圧レベルの変化によって、所定の閾値Ｃｔｈと比
較しているので、発振周期がこの閾値Ｃｔｈ以下になれ
ば、すぐにはタッチ操作がされたと判断せず、一定時間
Ｔｃの間待ってから、タッチ検出信号を出力（ＨＩＧＨ
レベル出力）する。

【００５１】また逆に、発振周期の変化が所定の閾値Ｃ
ｔｈを超えたとしても、すぐには指ｆが絶縁板１３から
離れたとは判断せず、一定時間Ｔｃの間待ってから、タ
ッチ検出信号の出力を解除（ＬＯＷレベル出力）するよ
うにしている。このようにすることで、このタッチスイ
ッチの誤操作を防いでいる。なお、ここでは、タッチ検
出信号を出力するまでと、出力を解除するまでの一定時
間Ｔｃを、同じ時間長としているが、それぞれ異なった
時間長としてもよい。また、この一定時間Ｔｃは、制御
判断部２における所定時間Ｔｔ，Ｔｗ１，Ｔｗ２などを
加えても、操作者に操作が遅れている感覚を抱かせない
時間に設定する必要がある。

【００５２】次に、このタッチスイッチの別の構成につ
いて説明する。この構成を図８にブロック図で示すが、
ここに示した構成は、図１に示した構成に加えて、絶縁
板１３上、あるいは、絶縁板１３の近辺に、レベル表示
部３０を備えている。このレベル表示部３０は、ＬＥＤ
インジケータなどで構成され、制御判定部２からレベル
制御信号（レベルアップ制御信号、レベルダウン制御信
号）が出力されると、この出力に従って、複数あるＬＥ
Ｄのうち、レベルに従った個数のＬＥＤの点灯すること
等によって、レベル表示を行う。これによれば、現在の
レベルが一目で分かり、レベル制御の操作がしやすくな
る。

【００５３】更に、別の構成として、絶縁基板１０、櫛
歯電極１１、絶縁被膜１２、絶縁板１３を透明な材料で
製し、絶縁基板１０の下方に、絶縁基板１０に積層し一
体化が可能なＥＬ（エレクトロルミネッセンス）発光
層、面発光ＬＥＤ、冷陰極管を用いたバックライトなど
の発光部を備えて、照光式のタッチスイッチとすること
もできる。

【００５４】これによれば、制御負荷４のオン、オフ制
御やレベル制御にしたがって、発光部を発光させ、スイ
ッチ表面全体を発光できるので、タッチ操作が迅速かつ
確実にできるようになる。

【００５５】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明の静電容
量型タッチスイッチによれば、以下の効果を奏する。請
求項１によれば、二組の櫛歯電極で２つのタッチ検知面
を形成して、これらの検知面を操作することによって、
３種類の制御信号を出力することができる。３種類の制
御信号を出力するために、スイッチ表面を２分割するだ
けでよく、各検知面の面積を広くすることが出来るの
で、操作性が向上する。また、スイッチの操作はタッチ
するだけでよい構造なので、従来の稼働式のスイッチに
比べ、耐久性に優れる。更に、薄型化できる構造なの
で、低価格化を実現でき、設置が容易になる。

【００５６】請求項２によれば、２つのタッチ検知面の
うち、一方のみをタッチ操作したか、双方をタッチ操作
したかの判断を、最初の一方のタッチ検知面の操作から
所定の監視時間内に、他方のタッチ検知面が操作された
かによって行っているので、実際の操作に即したタッチ
検出ができる。したがって、誤ったタッチ操作や、タッ
チ操作以外の接近や接触によって、制御機器が誤動作す
ることがなく、また、タッチ操作が多少ずれたとして
も、双方のタッチ検知面への操作と認識される。

【００５７】請求項３によれば、一方のタッチ検知面の
操作がされた後、所定の監視時間内に、他方のタッチ検
知面が操作され、この状態が所定時間継続した場合に、
双方のタッチ検知面が操作されたと判断するので、一方
のタッチ検知面を操作した後、誤って、他方のタッチ検
知面に触れてしまったような場合に、双方のタッチ検知
面に対して操作がされたものと判断することがない。

【００５８】請求項４によれば、２つのタッチ検知面う
ち、一方のみを、所定時間以上、タッチ操作すれば、そ
れぞれのタッチ検知面に対応した制御信号を出力するこ
とができ、一方あるいは双方のタッチ検知面に対するタ
ッチ操作が、所定時間未満であれば、上記とは別の制御
信号を出力することができる。したがって、操作時間に
よって変化する制御と、ワンタッチによる制御とができ
るスイッチを簡単に構成できる。更に、ワンタッチ操作
による制御は、タッチする面を意識する必要がなくな
り、操作性が向上する。

【００５９】請求項５によれば、２つのタッチ検知面の
うち、一方のタッチ検知面の操作と判断したときには、
制御負荷に対して、各タッチ検知面に対応した第１、第
２の制御信号を出力でき、双方のタッチ検知面の操作と
判断したときには、制御負荷に対して第３の制御信号を
出力できる。したがって、簡単な操作で、制御負荷に対
し、３種類の異なった制御信号を出力することができ、
それぞれに従った制御動作をさせることが可能になる。

【００６０】請求項６によれば、一方のタッチ検知面を
操作すれば、制御負荷に対して出力をアップ，ダウンさ
せるレベルアップ，レベルダウン制御信号を出力するこ
とができ、双方のタッチ検知面を操作すれば、制御負荷
に対するオン、オフ制御信号を出力することが出来る。
したがって、制御負荷には照明機器が好適であり、この
スイッチを操作することによって、照明機器の調光制御
と点灯、消灯制御が実施できる。

【００６１】請求項７によれば、タッチ検知面へ、指が
接近あるいは接触、または、指が離れたことの判定は、
予め設定した時間、同じ状態が継続したときに行ってい
るので、短時間の誤ったタッチ操作を無視することがで
き、確実にタッチ操作を判定して、制御負荷を制御する
ことができる。請求項８によれば、二組の各々の櫛歯電
極の静電容量の変化を、電圧レベルの変化によって判断
できるので、簡単な構成でタッチ操作の判定ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る静電容量型タッチスイッチの内部
構成の一例を示すブロック図である。

【図２】本発明に係る静電容量型タッチスイッチの構造
を示す断面図である。

【図３】（ａ）は電極パターン図、（ｂ）は静電容量型
タッチスイッチの外観の一例を示す図である。

【図４】本発明に係る静電容量型タッチスイッチの基本
動作を説明する図である。

【図５】本発明に係る静電容量型タッチスイッチの基本
動作を説明する別の図である。

【図６】タッチ判定部の内部構成の一例を示すブロック
図である。

【図７】タッチ判定部の基本動作を説明する図である。

【図８】本発明に係る静電容量型タッチスイッチの内部
構成の別の例を示すブロック図である。

【図９】従来の使用されているスイッチの外観図であ
る。

【符号の説明】

１・・・タッチ判定部２・・・制御判定部３・・・負荷制御部１０・・・絶縁基板１１，１１ａ，１１ｂ・・・櫛歯電極１２・・・絶縁被膜１３・・・絶縁板１３ａ，１３ｂ・・・タッチ検知面２０ａ，２０ｂ・・・ＣＲ発振回路２１ａ，２１ｂ・・・ＦＶ変換回路

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【手続補正書】

【提出日】平成８年１０月１１日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図７

【補正方法】変更

【補正内容】

【図７】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一対になった二組の櫛歯電極を隣接配置し
た絶縁基板の上面に、絶縁板を積層して、２つのタッチ
検知面を形成した静電容量型タッチスイッチであって、上記各組の櫛歯電極間の静電容量の変化によって、上記
各々のタッチ検知面に対する指の接近あるいは接触を判
定するタッチ判定部と、上記タッチ判定部からのタッチ検出信号の有無に基づい
て、３種類の制御信号を出力する制御判定部とを備えた
ことを特徴とする静電容量型タッチスイッチ。
【請求項２】請求項１において、上記制御判定部は、上記タッチ判定部のタッチ検出信号
によって、いずれか一方のタッチ検知面に対して、指の
接近あるい接触がなされたと判断したときには、更に所
定の監視時間の間、上記タッチ判定部から出力されるタ
ッチ検知信号を監視し、その所定の監視時間の間に、上記タッチ判定部が他方の
タッチ検知面に対するタッチ検出信号を出力しなかった
ときには、上記一方のタッチ検知面に対してのみ、指の
接近あるい接触がなされたと判断して、そのタッチ検知
面に対して予め設定されている制御信号を出力させる一
方、上記所定の監視時間の間に、上記タッチ判定部が他
方のタッチ検知面に対するタッチ検出信号を出力したと
きには、双方のタッチ検知面に対して、指の接近あるい
接触がなされたと判断して、予め設定された制御信号を
出力する構成としている静電容量型タッチスイッチ。
【請求項３】請求項２において、上記制御判定部は、いずれか一方のタッチ検知面に対す
るタッチ検出信号が出力された後、上記所定の監視時間
内に、他方のタッチ検知面に対するタッチ検出信号が出
力された場合、その状態が所定時間継続した場合にはじ
めて、双方のタッチ検知面に対して、指の接近あるい接
触がなされたと判断する静電容量型タッチスイッチ。
【請求項４】請求項１において、上記制御判定部は、上記タッチ判定部からいずれか一方
のタッチ検知面に対するタッチ検出信号が、所定時間継
続して出力されたときには、上記一方のタッチ検知面に
対して、指の接近あるい接触がなされたと判断して、こ
のタッチ検知面に応じて予め設定されている制御信号を
出力する一方、上記タッチ判定部からいずれか一方のタッチ検知面に対
するタッチ検出信号が出力された後、上記所定時間のう
ちに解除されるか、あるいは上記タッチ判定部から双方
のタッチ検知面に対するタッチ検出信号が出力された
後、所定時間のうちに解除されたときには、双方のタッ
チ検知面に対して、指の接近あるい接触がなされたと判
断して、予め設定された制御信号を出力する構成として
いる静電容量型タッチスイッチ。
【請求項５】請求項１〜４のいずれかにおいて、上記制御判定部は、上記タッチ判定部からのタッチ検知
信号に基づいて、いずれか一方のタッチ検知面について
のみ、指の接近あるいは接触がなされたと判断したとき
には、そのタッチ検知面に対して予め設定されている制
御負荷に対する第１、第２の制御信号を出力する一方、
双方のタッチ検知面に対して、指の接近あるい接触がな
されたと判断したときには、制御負荷に対して第３の制
御信号を出力する構成としている静電容量型タッチスイ
ッチ。
【請求項６】請求項５において、上記制御判定部が出力する第１，第２の制御信号が、制
御負荷に対して出力をアップ，ダウンさせるレベルアッ
プ，レベルダウン制御信号であり、第３の制御信号が、
制御負荷に対するオン、オフ制御信号である静電容量型
タッチスイッチ。
【請求項７】請求項１〜６において、上記タッチ判定部は、上記二組の各々の櫛歯電極によっ
て形成されたタッチ検知面の静電容量が所定レベルより
低下した状態が予め設定した時間継続したときに、タッ
チ検知信号を出力し、そのタッチ検知面の静電容量が上
記所定レベルに戻り、このレベルより上昇した状態が予
め設定した時間継続したときに、タッチ検知信号を解除
する構成としている静電容量型タッチスイッチ。
【請求項８】請求項１〜７において、上記タッチ判定部は、上記二組の各々の櫛歯電極の静電
容量の変化に応じて、パルス周期を変化させる発振回路
と、この発振回路から出力される発振パルスの周期に応
じて電圧レベルを変化させるＦＶ変換回路とを備えた構
成とされている静電容量型タッチスイッチ。