(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【背景技術】
【0002】
従来、スイッチパターンに導電体(例えば指等)が接近することで、スイッチパターンと大地(アース)間の静電容量が変化することを利用してスイッチのオンオフを検出する静電容量式タッチスイッチが利用されている。またこの種の静電容量式タッチスイッチの中には、その裏面側から照光する照光手段を設置した照光型の静電容量式タッチスイッチも利用されている。
【0003】
静電容量式タッチスイッチは、例えば特許文献1に示すように、上面に光源(5)を実装した光源実装基板(基板)(4)と、光源(5)から出射された光を上方に導く透明板(2)と、スイッチパターン(電極部)(C)を形成したスイッチ回路基板(電極板)(1)と、抜き打ち文字が形成されたフィルム(6)とを、この順番で積層配置して構成されている。そしてフィルム(6)上を指で触れれば、スイッチ回路基板(1)に形成したスイッチパターン(C)と大地間の静電容量が変化し、その変化が光源実装基板(4)上に設置した制御部(検出回路)によって検出され、スイッチオン信号を発信すると同時に、光源(5)を点灯する構成となっている。
【0004】
一方、光源(5)を点灯すると、光源(5)からの光が透明板(2)、スイッチ回路基板(1)を透過して、フィルム(6)を照光し、フィルム(6)に形成した前記抜き文字部分からその上方に向けて光が放射される。
【0005】
ところで、上記特許文献1では、1枚のスイッチ回路基板(1)上に1つのスイッチパターン(C)を設置して1つのタッチスイッチとした例を示しているが、上記構造のタッチスイッチを、同一スイッチ回路基板(1)上に複数形成し、任意のタッチスイッチに操作者の指が触れることで、触れたタッチスイッチのみをオンすると共にそのタッチスイッチのみを点灯する構成の静電容量式タッチスイッチも一般に使用されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかし、複数のタッチスイッチが接近して配置されているような場合は、操作者は、自分の意図したタッチスイッチに触れたつもりが、誤って隣のタッチスイッチを操作してしまうことがあった。
【0008】
本発明は上述の点に鑑みてなされたものでありその目的は、操作者が操作しようとするタッチスイッチを、間違えることなく確実に操作することができる静電容量式タッチスイッチを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明に係る静電容量式タッチスイッチは、透明基板
に複数の透明なスイッチパターンを形成したスイッチ回路基板と、前記スイッチ回路基板の下側に設置され、前記
各スイッチパターンに対向する位置に
それぞれ光源を実装した光源実装基板と、前記スイッチパターンに導電体が接近した際の接近距離に応じて変化する静電容量を検出し、前記導電体が前記スイッチパターンに所定の接近距離まで接近したことを検出した際はこのスイッチパターンに対応する前記光源を点滅又は徐々に点灯し、前記導電体が前記スイッチパターンにさらに接近したことを検出した際はこのスイッチパターンに対応する前記光源を点灯する制御部と、を具備
し、前記光源実装基板には、複数のバックライト用光源をそれぞれ前記各光源と一対ずつ組になるように実装すると共に、前記スイッチ回路基板には、前記バックライト用光源をオンオフするバックライト用スイッチパターンを設け、前記各スイッチパターンは、一組毎の前記光源と前記バックライト用光源に対向する位置に設置されることを特徴としている。
導電体が接近した際に、接近したスイッチパターンが、その下に配置した光源によって点滅又は徐々に点灯されるので、操作(タッチ)しようとしているタッチスイッチが、操作を意図しているタッチスイッチであるか否かを、タッチする前に容易に気づくことができる。従って、例え複数のタッチスイッチが隣接している場合でも、操作者の意図したタッチスイッチを確実に操作することができる。
特に本発明の場合、タッチスイッチに接近した際に、そのタッチスイッチは、点滅又は徐々に点灯するので、単に点灯させる場合に比べて目に与える注意を引く刺激が強く、より効果的にタッチしようとしているタッチスイッチを操作者に認識させることができる。
【0010】
また本発明は
、タッチスイッチを操作する前に、予め、各タッチスイッチを照明することができ、操作者は各タッチスイッチの位置を、より容易に把握することができる。バックライト用光源の色彩と、前記光源の色彩とを異ならせておけば、両者の違いをより確実に認識でき、操作者にとってより好適である。
【0011】
また本発明は、前記制御部が、前記導電体が前記スイッチパターンに接近することでこのスイッチパターンに対応する光源を点灯した際に、
当該光源と組になっている前記バックライト用光源が点灯していた場合は、
当該バックライト用光源を
個別に消灯させることを特徴としている。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、操作者が操作しようとするタッチスイッチを、間違えることなく確実に操作することができる。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明の1実施形態に係る静電容量式タッチスイッチ1の分解概略断面図である。同図に示すように静電容量式タッチスイッチ1は、上面に光源13とバックライト用光源15を実装した光源実装基板10と、光源実装基板10上に載置されるケース20と、ケース20上に両面接着シート30を介して載置されるスイッチ回路基板40と、スイッチ回路基板40上に両面接着シート70を介して載置される意匠板80と、スイッチ回路基板40及び光源実装基板10に電気的に接続される制御部100とを具備して構成されている。なお以下の説明において、「上」とは光源実装基板10からスイッチ回路基板40を見る方向をいい、「下」とはその反対方向をいうものとする。また本発明において、「透明」には、半透明(光は通すが、完全な透明ではない状態)を含むものとする。
【0015】
光源実装基板10は、不透光性(透光性であっても良い)の材質からなる硬質の基板11上に、複数の光源13と、複数のバックライト用光源15とを一対ずつ複数組設置して構成されている。これら光源13及びバックライト用光源15としてこの実施形態では、発光ダイオード(LED)を用いている。この実施形態では、光源13から照射される光の色彩と、バックライト用光源15から照射される光の色彩を異ならせている。また光源13から照射される光の方が、バックライト用光源15から照射される光よりも、明るくなるように構成している。また基板11上には、図示しない他の各種回路パターンも形成されている。
【0016】
ケース20は、不透光性(透光性であっても良い)の材質からなる合成樹脂の成形品であり、所定の厚みを有し、且つ前記光源13とバックライト用光源15に対向する位置に、上下に貫通する貫通孔21を設けて構成されている。なお図では、下記するバックライト用スイッチパターン45に対向する位置にも貫通孔21を設けているが、この貫通孔21は省略しても良い。
【0017】
両面接着シート30は、前記ケース20の上面とほぼ同一の形状を有し、各貫通孔21に対向する位置には略同一形状の貫通孔31が設けられている。
【0018】
スイッチ回路基板40は、基板(透明基板)41の下面の所定位置に、複数(
図1では3つ)のスイッチパターン43と、1つのバックライト用スイッチパターン45とを形成して構成されている。基板41は、可撓性を有する透明な合成樹脂フィルムである。各スイッチパターン43及びバックライト用スイッチパターン45は、透明導電インクを印刷(スクリーン印刷等)し乾燥することによって形成される。各スイッチパターン43及びバックライト用スイッチパターン45には、配線パターンが接続され、制御部100に電気的に接続されている。配線パターンは、通常の不透明な導電インクを使用して形成されるが、透明な導電インクを使用して形成しても良い。不透明な配線パターンとしては、例えば、銀パターンや銅パターン等がある。スイッチパターン43及びバックライト用スイッチパターン45の表面には、それぞれこれらスイッチパターン43及びバックライト用スイッチパターン45を被覆する透明なレジスト層47,49が形成されており、スイッチパターン43及びバックライト用スイッチパターン45を保護している。レジスト層47,49は、透明なレジストインクを印刷すること等によって形成されているが、レジスト膜を貼り付けることによって形成しても良い。スイッチパターン43及びバックライト用スイッチパターン45以外の配線パターン上にも、レジスト層を形成することが好ましい。
【0019】
両面接着シート70は、透明なシートの上下面に透明な接着層を形成して構成されている。
【0020】
意匠板80は、可撓性を有する透明な合成樹脂製の基板(フレキシブル基板)85の下面に、所望の形状の光遮蔽層81を形成して構成されている。基板85は下が透けて見える透明であっても良いが、光が透過する程度に白色等の色彩塗料を塗布する等した半透明であっても良い。また基板85の材質自体が半透明であっても良い。意匠板80の光遮蔽層81を設けていない部分が、光を透過する光透過部83になる。光遮蔽層81は、この例では黒色であるが、他の各種色彩であっても良い。この例では、透明(又は半透明)な基板85を用いたが、その代わりに、下からの光は透過するが、上からの光は反射するハーフミラーとなっている基板を用いても良い。
【0021】
そしてこの静電容量式タッチスイッチ1を組み立てるには、意匠板80の下面に両面接着シート70を貼り付け、その下面にスイッチ回路基板40を貼り付ける。次に、スイッチ回路基板40の下面に両面接着シート30を貼り付け、その下面にケース20を貼り付ける。そしてケース20の下面に光源実装基板10を、図示しない両面接着シート(前記両面接着シート30と同様のシート)で貼り付ける。各部材間の接着には、両面接着シートの代わりに、接着剤を用いたり、他の機械的固定手段を用いたりしても良い。なお上記組立手順はその一例であり、他の各種異なる組立手順を用いて組み立てても良いことはいうまでもない。
【0022】
図2は以上のようにして構成された静電容量式タッチスイッチ1の概略断面図である。同図に示すように、各スイッチパターン43は、一組毎の光源13とバックライト用光源15に対向する位置に設置されている。また各スイッチパターン43と光源13とバックライト用光源15とその上を覆う意匠板80の部分等によってそれぞれ各スイッチS1が構成され、バックライト用スイッチパターン45とその上を覆う意匠板80の部分等によってバックライト用スイッチS2が構成される。
【0023】
図1に戻って、制御部100は、前記スイッチ回路基板40の各スイッチパターン43及びバックライト用スイッチパターン45から引き出された配線パターンにそれぞれ接続(電気的に接続、以下同様)されている。制御部100は、スイッチ回路基板40上に形成しても良いし、光源実装基板10上に形成しても良いし、両基板上に一部ずつ形成しても良いし、別の基板上に形成しても良い。制御部100は、前記各スイッチパターン43に接続され、各スイッチパターン43それぞれの静電容量(大地に対する静電容量、以下同様)に対応する検出値を検出してその変化を判定し、さらに制御信号を出力する静電容量検出判定制御部110と、前記静電容量検出判定制御部110によって判定された各スイッチパターン43の検出値に応じた制御信号によって前記各光源13の点灯や点滅や消灯等を行わせるスイッチ用光源駆動部120と、前記バックライト用スイッチパターン45の静電容量に対応する検出値を検出してその変化を判定し、さらに制御信号を出力する静電容量検出判定制御部130と、前記静電容量検出判定制御部130によって判定されたバックライト用スイッチパターン45の検出値に応じた制御信号によって前記バックライト用光源15の点灯や消灯を行わせるバックライト用光源駆動部140と、を具備して構成されている。
【0024】
静電容量検出判定制御部110は、各スイッチパターン43と大地(接地)との間の静電容量に応じた検出値をそれぞれ別々に検出(測定)する静電容量検出回路と、前記検出した検出値を第1基準値と比較する第1比較器と、前記検出した検出値を第2基準値と比較する第2比較器と、これら第1,第2比較器による比較結果に基づいてスイッチ用光源駆動部120に制御信号を出力する出力制御回路とを具備している。スイッチ用光源駆動部120は、静電容量検出判定制御部110からの制御信号に応じた光源駆動電力を、光源13に供給する回路である。前記第1基準値は、スイッチパターン43に指(導電体(大地)、以下同様)が所定の位置(意匠板80から所定距離離れた位置)まで接近した際の検出値であり、前記第2基準値は、スイッチパターン43に指が前記所定の位置よりもさらに接近した所定の位置(意匠板80に触れた位置)まで達した際の検出値である。また静電容量検出判定制御部110は、前記第2比較器が第2基準値を超えたことを検出した際は、その信号を、スイッチ信号(スイッチオン信号)としてスイッチ制御回路と、静電容量検出判定制御部130にも出力する。
【0025】
具体的には、指が意匠板80上の何れかのスイッチパターン43に対向する位置に接近していない場合は、そのスイッチパターン43の静電容量に応じた検出値が第1基準値を超えないので、スイッチ用光源駆動部120からそのスイッチパターン43に対応する光源13に光源駆動電力は供給されず、そのスイッチS1(
図2参照)は照明されない。また指が意匠板80上の何れかのスイッチパターン43に対向する位置に所定の接近距離まで接近した場合は、そのスイッチパターン43の静電容量に応じた検出値が第1基準値を超えるので、スイッチ用光源駆動部120からそのスイッチパターン43に対応する光源13に光源駆動電力が供給され、そのスイッチS1は点滅(又は徐々に点灯)する。また指が意匠板80上の何れかのスイッチパターン43に対向する位置に接触した場合は、スイッチパターン43の静電容量に応じた検出値が第2基準値を超えるので、スイッチ用光源駆動部120からそのスイッチパターン43に対応する光源13に光源駆動電力が供給され、そのスイッチS1は点灯する。即ち、第1基準値を超えるが第2基準値を超えないときは、光源13を点滅(又は徐々に点灯)させる光源駆動電力を供給し、また第2基準値を超えたときは、光源13を点灯させる光源駆動電力を供給する。
【0026】
静電容量検出判定制御部130は、バックライト用スイッチパターン45と大地との間の静電容量に応じた検出値を検出(測定)する静電容量検出回路と、前記検出した検出値を判定用基準値と比較する比較器と、比較器による比較結果に基づいてバックライト用光源駆動部140に制御信号を出力する出力制御回路とを具備している。バックライト用光源駆動部140は、静電容量検出判定制御部130からの制御信号に応じた光源駆動電力を、同時に全てのバックライト用光源15に供給する回路である。前記判定用基準値は、バックライト用スイッチ45に指が所定の位置(意匠板80に触れた位置)まで達した際の検出値であり、前記第2基準値に相当する。
【0027】
具体的には、指が意匠板80上のバックライト用スイッチパターン45に対向する位置に接近していない場合は、バックライト用スイッチパターン45の静電容量に応じた検出値が判定用基準値を超えないので、バックライト用光源駆動部140から各バックライト用光源15に光源駆動電力は供給されず、バックライト用光源15は消灯する。一方指が意匠板80上のバックライト用スイッチパターン45に対向する位置に接触した場合は、バックライト用スイッチパターン45の静電容量に応じた検出値が判定用基準値を超えるので、バックライト用光源駆動部140から全ての光源15に対して光源駆動電力が供給され、全てのスイッチS1は光源15によって照明される。さらに、静電容量検出判定制御部110からスイッチ信号を入力した際は、点灯させていた全ての光源15を消灯する制御を行う。
【0028】
図3は、静電容量式タッチスイッチ1の動作の一例を示す動作フロー図である。同図において、指がバックライト用スイッチS2上の意匠板80に触れると、バックライト用スイッチS2がオンになり(ステップST1)、全てのバックライト用光源15が点灯し、各スイッチS1がバックライトによって照明される(ステップST2)。一方、バックライト用スイッチS2がオフしているときは、バックライト用光源15は消灯のまま、ステップST3に移行する。
【0029】
次に、指が所望のスイッチS1上の意匠板80に所定の離間距離まで接近すると(ステップST3)、そのスイッチ用光源13が点滅(又は徐々に点灯)し、そのスイッチS1が点滅照明(又は徐々に点灯するように照明)される(ステップST4)。
【0030】
そして次に、指が前記所望のスイッチS1上の意匠板80に接触すると(ステップST5)、そのスイッチ用光源13が点灯し、そのスイッチS1が照明される(ステップST6)。
【0031】
このとき、バックライトが点灯している場合は、全てのバックライト用光源15を消灯することで、全てのスイッチS1のバックライトによる照明を止める(ステップST7)。これによって、オン(タッチ)としたスイッチS1のみが、明るく照明されることとなる。
【0032】
一方、上記ステップST3,ST4において、指が所望のスイッチS1上の意匠板80に所定の離間距離まで接近してスイッチS1が点滅照明(又は徐々に点灯するように照明)の状態となったが、その後、指がそのスイッチS1にさらには接近せず、且つスイッチS1が点滅する位置よりも離れた場合は、ステップST8に移行し、スイッチ用光源13を消灯し、そのスイッチS1の照明を止める。
【0033】
なお、上記例では、第2基準値として、スイッチS1上の意匠板80に指が触れたときの検出値を用いたが、指が意匠板80に触れる前(直前)の位置での検出値を第2基準値とすれば、スイッチS1に指が触れない状態でこれをオンするように構成することができる。
【0034】
以上説明したように、上記静電容量式タッチスイッチ1によれば、指が接近した際に、接近したスイッチS1(スイッチパターン43)が、その下に配置した光源13によって点滅又は徐々に点灯されるので、操作(タッチ)しようとしているスイッチS1(スイッチパターン43)が、操作を意図しているスイッチS1(スイッチパターン43)であるか否かを、タッチする前に容易に気づくことができる。従って、例え複数のスイッチS1(スイッチパターン43)が隣接している場合でも、操作者の意図したスイッチS1(スイッチパターン43)を確実に操作することができる。
【0035】
特に、指がスイッチS1(スイッチパターン43)に接近した際に、そのスイッチS1(スイッチパターン43)は、点滅又は徐々に点灯するので、単に点灯させる場合に比べて目に与える注意を引く刺激が強く、より効果的にタッチしようとしているスイッチS1(スイッチパターン43)を操作者に認識させることができる。
【0036】
また上記静電容量式タッチスイッチ1においては、光源実装基板10にバックライト用光源15を実装すると共に、スイッチ回路基板40に前記バックライト用光源15をオンオフするバックライト用スイッチパターン45を設けたので、スイッチS1を操作する前に、予め、各スイッチS1(スイッチパターン43)を照明することができ、操作者は各スイッチS1(スイッチパターン43)の位置を、より容易に把握することができる。またバックライト用光源15の色彩と、光源13の色彩とを異ならせたので、両者の違いをより確実に認識でき、操作者にとってより好適である。
【0037】
また上記静電容量式タッチスイッチ1においては、指がスイッチS1(スイッチパターン43)に接近することでこのスイッチS1(スイッチパターン43)に対応する光源13を点灯する際に、バックライト用光源15が点灯していた場合は、このバックライト用光源15を消灯する構成としたので、操作したいスイッチS1を選択する前は、複数のスイッチS1(スイッチパターン43)のバックライトを点灯しておくことで、その選択をし易くし、操作したいスイッチS1を選択した後は、バックライトを消灯することで、操作したスイッチS1のみを明るく点灯でき、確実にそのスイッチS1を選択したことを明示できる。
【0038】
以上本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。なお直接明細書及び図面に記載がない何れの形状や構造や材質であっても、本願発明の作用・効果を奏する以上、本願発明の技術的思想の範囲内である。例えば、光源やバックライト用光源は、発光ダイオードに限定されず、光を発光するものであれば他の各種光源であっても良い。また、光源実装基板とスイッチ回路基板は、硬質基板で構成してもよいし、フレキシブル回路基板で構成しても良い。両基板をフレキシブル回路基板で構成した場合は、1枚のフレキシブル回路基板に両基板を形成し、両基板間を連結する連結部の部分を折り返すことで上下に配置することもできる。また上記実施形態では各スイッチにそれぞれ対応して設けたバックライト用光源を同時にオンオフする構成としたが、それぞれのスイッチ毎にバックライト用光源を個別にオンオフする構成としても良い。またバックライト用光源は、各スイッチ毎に設置するのではなく、複数のスイッチに対して1つ設置するように構成しても良い。またバックライト用光源をオンオフするバックライト用スイッチは、必ずしも光源をオンオフするタッチスイッチと同一の基板(スイッチ回路基板)上に設ける必要はなく、別個の基板に設けても良い。またバックライト用スイッチは、必ずしも静電容量式のタッチスイッチである必要はなく、タクトスイッチのような機械式のスイッチを使用しても良い。またバックライト用スイッチは、本発明に係る静電容量式タッチスイッチを搭載する機器の電源スイッチを兼ねても良い。また本発明においては、必ずしもバックライト用光源を設置しなくても良い。また何れかのスイッチを点灯した際に、バックライトを消灯しないように構成しても良い。またスイッチやバックライト用スイッチに接近させるのは、指以外の各種導電体であっても良い。また意匠板に指が触れない接近した状態で光源又はバックライト用光源が点灯するように構成しても良い。また上記例では、意匠板を設置したが、意匠板は省略しても良く、またレジスト層等の別の部材に代えても良い。
【0039】
また、上記記載及び各図で示した実施形態は、その目的及び構成等に矛盾がない限り、互いの記載内容を組み合わせることが可能である。また、上記記載及び各図の記載内容は、その一部であっても、それぞれ独立した実施形態になり得るものであり、本発明の実施形態は上記記載及び各図を組み合わせた一つの実施形態に限定されるものではない。