(57)【要約】【課題】電極部に触れたときの検知感度を高く、かつ故障、誤動作のない使いやすいタッチキーおよびタッチキーを用いた電磁調理器を提供すること。【解決手段】パネル部に設けた電極部と、所定の周波数の電圧を出力して前記電極部に印加する発振部と、前記電極部の出力電圧を整流し直流電圧に変換する整流部と、所定の電圧を発生する基準電圧発生部と、前記整流部の出力電圧から前記基準電圧発生部の出力電圧を減算する減算部と、前記減算部の出力電圧を常時受け付け、この減算部の出力電圧が変動したとき、この電圧差を演算し、この電圧差が所定値以上あるときは前記電極部に触れたと判定する判定部とを備えし、整流部の出力電圧の変化分を減することなく、判定部への入力電圧は判定部の規制入力電圧を超えることのない感度の高いかつ故障、誤動作のない信頼性の高いタッチキーおよびタッチキーを用いた電磁調理器を提供することとなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気絶縁物よりなるパネル部と、前記パネル部に設けた電極部と、所定の周波数の電圧を出力して前記電極部に印加する発振部と、前記電極部の出力電圧を整流し直流電圧に変換する整流部と、所定の電圧を発生する基準電圧発生部と、前記整流部の出力電圧から前記基準電圧発生部の出力電圧を減算する減算部と、前記減算部の出力電圧を受け付け、この減算部の出力電圧が変動したとき、この電圧差を演算し、この電圧差が所定値以上あるときは前記電極部に触れたと判定する判定部を有するタッチキー。
【請求項２】
基準電圧発生部の出力電圧は、パネル部に設けた電極部に触れたときの整流部の出力電圧で決定するよう構成した請求項１に記載のタッチキー。
【請求項３】
基準電圧発生部の出力電圧は、発振部に印加される電源電圧の大きさによって決定するよう構成した請求項１または２に記載のタッチキー。
【請求項４】
電気絶縁物よりなるパネル部と、前記パネル部に設けた電極部と、所定の周波数の電圧を出力して前記電極部に印加する発振部と、前記電極部の出力電圧を整流し直流電圧に変換する整流部と、前記整流部の出力電圧を微分する微分部と、前記微分部の出力電圧を受け付け、前記微分部の出力電圧が下降したとき、または上昇したとき、前記電極部に触れた、または前記電極部から離したと判定する判定部を有するタッチキー。
【請求項５】
前記判定部は、前記微分部の出力電圧が所定値以上あるとき、電極部に触れたと判定するよう構成した請求項４に記載のタッチキー。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載のタッチキーを用いた電磁調理器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種の機器、特に電磁調理器等のフラットパネルを有する機器のフラットパネル部に設けたタッチキーおよびタッチキーを用いた電磁調理器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のタッチキーおよびタッチキーを用いた電磁調理器は、例えば図８に示すものが提案されている。図８はタッチキーのブロック図で、１はガラス等の表面の平らな電気絶縁物のパネル部である。２、３はパネル部１の対向する位置に設けた電極部で、電極部２、３とパネル部１でコンデンサを形成している。発振部４は高周波電圧を発生し、この高周波電圧を電極部３に印加する。対向する電極部２に指９で触れたとき、高周波電圧を電極部３、パネル部１、電極部２、指９を通じてバイパスし、電極部３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。整流部５は、入力された高周波電圧を整流して直流電圧に変換し、電極部２にタッチしないときには高い直流電圧を、電極部２にタッチしたときには低下した直流電圧を分圧部１２に出力する。分圧部１２は整流部５の出力電圧の絶対値が大きいため、分圧部１２を通さずそのまま判定部１３に入力すると判定部１３を破壊したり誤動作を起こさせるため、整流部５の出力電圧を分圧し所定のレベルまで下げるものである。判定部１３は入力された電圧の差を演算し、電圧差が所定値以上あるとき、電極部２にタッチしたと判定するものである。
【０００３】
図９に発振部４の出力Ｆの電圧波形を示す。Ｖｏｓｃは発振部４の発振電圧で、時刻Ｔ０まで電極部２に触れず、時刻Ｔ０以降電極部２に触れたためＶｏｓｃの大きさは小さくなっている。図１０は整流部５の出力Ｇの電圧波形で、Ｖ７は電極部２に触れてないときの電圧で、図８の電極２に触れてないときの電圧Ｖｏｓｃを直流電圧に変換したものである。Ｖ８は図８の電極に触れているときの電圧Ｖｏｓｃを直流電圧に変換したものである。ΔＶ２はＶ７とＶ８の電圧差で、このΔＶ２が電極部２を触れたことにより生ずる電圧差である。分圧部１２は整流部５の出力電圧の絶対値が大きすぎて、判定部１３に入力できないため、整流部５の出力電圧を分圧するものである。特に判定部１３はマイクロコンピュータ（以下マイコン）で構成するため、判定部１３への入力電圧の規制は重要である。図１１に分圧部１２の出力Ｈの電圧波形を示す。Ｖ７、Ｖ８を分圧しているため、電極部２に触れることによる電圧差ΔＶ３も小さくなっている。この電圧を判定部１３に入力し、判定部１３でΔＶ３を検出し、所定電圧と比較し、所定電圧以上あるとき電極部２に触れたと判定するものである。
【０００４】
このようにパネル面にタッチキーを設けることにより、調理物を見ながら操作できるので、非常に使いやすいものになっている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−２２４４５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記従来の構成では、整流部の出力電圧を分圧しているため、電極部に触れてないときの電圧と触れたときの電圧の差も分圧されてしまい、判定部に入力される電圧差が小さくなり、判定部の検知感度が下がってしまうという課題を有していた。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記従来の課題を解決するために、本発明のタッチキーおよびタッチキーを用いた電磁調理器は、整流部の出力電圧の変化分はそのままのレベルで、整流部の出力電圧の絶対値レベルを低下したり、整流部の出力電圧が変化したときのみ信号を出す等の手段で変化分を縮小することなく判定部に入力し、感度よく電極に触れたことを検知するものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のタッチキーおよびタッチキーを用いた電磁調理器は、感度よく、かつ、信頼性の向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
請求項１に記載の発明は、電気絶縁物よりなるパネル部と、前記パネル部に設けた電極部と、所定の周波数の電圧を出力して前記電極部に印加する発振部と、前記電極部の出力電圧を整流し直流電圧に変換する整流部と、所定の電圧を発生する基準電圧発生部と、前記整流部の出力電圧から前記基準電圧発生部の出力電圧を減算する減算部と、前記減算部の出力電圧を受け付け、この減算部の出力電圧が変動したとき、この電圧差を演算し、この電圧差が所定値以上あるときは前記電極部に触れたと判定する判定部を有するタッチキーにすることにより、電極部に触れたときの電圧と触れてないときの電圧差を大きく検出することができ、感度よくかつ信頼性の高いタッチキーを提供できる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、基準電圧発生部の出力電圧は、パネル部に設けた電極部に触れたときの整流部の出力電圧で決定するよう構成することにより、整流部の出力電圧から減算する電圧は大きすぎて電極部に触れたときの電圧降下分を小さくしてしまうことはなく、かつ整流部の出力電圧を十分小さくでき、感度のよい信頼性の高いタッチキーを提供できる。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、基準電圧発生部の出力電圧は、発振部に印加される電源電圧の大きさによって決定するよう構成することにより、電源電圧が高くて発振出力が大きく整流部の出力電圧が大きいときには大きい電圧を減算し、電源電圧が低くて発振出力が小さく整流部の出力電圧が小さいときには小さい電圧を減算し、電源電圧変動による出力電圧変動を抑え感度のよい信頼性の高いタッチキーを提供できる。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、電気絶縁物よりなるパネル部と、前記パネル部に設けた電極部と、所定の周波数の電圧を出力して前記電極部に印加する発振部と、前記電極部の出力電圧を整流し直流電圧に変換する整流部と、前記整流部の出力電圧を微分する微分部と、前記微分部の出力電圧を受け付け、前記微分部の出力電圧が下降したとき、または上昇したとき、前記電極部に触れた、または前記電極部から離したと判定する判定部を有するように構成することにより、判定部に大きな電圧が入力することはなく、かつ電極部に触れたか離したかを確実に判定することができる。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、前記判定部は、前記微分部の出力電圧が所定値以上あるとき、電極部に触れたと判定するよう構成することにより、判定部に大きな電圧が入力することはなく、かつ電極部に触れたか離したかを確実に判定することができる。
【００１３】
請求項６に記載の発明は、このタッチキーを電磁調理器に用いたから、誤動作のない安定した動作が得られ、料理中のものを目で見ながらキー操作ができる電磁調理器を提供できる。
【００１４】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１５】
（実施の形態１）
図１は本発明の第１の実施の形態におけるタッチキーのブロック図、図２〜図４は図１の各ブロックの出力電圧波形である。
【００１６】
図１において、１はガラス等の表面の平らな電気絶縁物のパネル部である。２、３はパネル部１の対向する位置に設けた電極部で、電極部２、３とパネル部１でコンデンサを形成している。発振部４は高周波電圧を発生し、この高周波電圧を電極部３に印加する。対向する電極部２に指９で触れたとき、高周波電圧を電極部３、パネル部１、電極部２、指９を通じてバイパスし、電極部３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。整流部５は、入力された高周波電圧を整流して直流電圧に変換し、電極部２にタッチしないときには高い直流電圧を、電極部２にタッチしたときには低下した直流電圧を減算部６に出力する。また、基準電圧発生部７は所定の電圧を発生し、整流部５の出力電圧から基準電圧発生部７の出力電圧を減算部６で減算する。判定部１３は入力された電圧の差を演算し、電圧差が所定値以上あるとき、電極部２にタッチしたと判定するものである。そして、判定部８は、減算部６の出力電圧が変動したとき、この電圧差を演算し、この電圧差が所定値以上あるときは電極部２に触れたと判定するものである。
【００１７】
図２に発振部４の出力Ａの電圧波形を示す。Ｖｏｓｃは発振部４の発振電圧で、時刻Ｔ０まで電極部２に触れず、時刻Ｔ０以降電極部２に触れたためＶｏｓｃの大きさは小さくなっている。
【００１８】
図３に整流部５の出力Ｂの電圧波形を示す。電圧Ｖ１は電極部２に触れないときの電圧、電圧Ｖ２は電極部２に触れたときの電圧、ΔＶ１は電圧Ｖ１とＶ２の電圧差である。Ｖｋは判定部８をマイコン等で構成したときの最大許容入力レベルである。電圧Ｖｋのレベル以上のＶ１、Ｖ２をこのまま判定部８へ入力すると判定部８を破壊したり、誤動作したり等不具合が生じる。また、Ｖ１、Ｖ２をＶｋ以下になるよう発振出力Ｖｏｓｃを設定するとΔＶ１が小さくなり、検知感度が悪くなる。したがって、本発明では整流部５の出力を減算部６に入力し、基準電圧発生部７で作った所定電圧を減算部６に入力して、減算部６で整流部５の出力電圧から基準電圧発生部７からきた所定電圧を減算して変化分ΔＶ１の大きさはそのままで絶対値レベルを下げ、許容入力電圧Ｖｋ以下にする。この減算部６の出力Ｃの電圧波形を図４に示す。以上述べたように本発明は整流部の出力電圧から所定の電圧を減算することにより、電圧変化分の大きさは小さくすることなく、絶対値レベルは小さくして、感度のよい信頼性の高いタッチキーを提供できるものである。
【００１９】
（実施の形態２）
本発明の第２の実施の形態を図１、図３を用いて説明する。減算部６で整流部５から減算する基準電圧発生部７の出力電圧は、図３の整流部５の出力Ｂの電圧波形において、電極部２に触れたときの電圧Ｖ２以下でなければならない。また、基準電圧発生部７の出力電圧があまりに小さいと、電極部２に触れないときの電圧Ｖ１が下がりきらず、判定部８の規制入力電圧Ｖｋ以下にならず、判定部８を故障させたり誤動作させたりする。したがって、本発明は、この基準電圧発生部７の出力電圧を電極部２に触れたときの電圧Ｖ２で決定するものである。以上の構成で整流部出力電圧から最適な電圧を減算することができ、検知感度の高い信頼性の高いタッチキーを提供できるものである。
【００２０】
（実施の形態３）
本発明の第３の実施の形態を図１、図２、図３を用いて説明する。図３の電極部２に触れないときの電圧Ｖ１および触れたときの電圧Ｖ２は、発振部４の出力電圧Ｖｏｓｃの大きさによって変わる。また、この発振部４に印加される電源電圧の大きさが変化したとき、Ｖｏｓｃの大きさも変化して図３のＶ１、Ｖ２が変化し、ΔＶ１も変化して電極部２に触れたときの検知感度を悪くさせてしまう。本発明では、基準電圧発生部７の出力電圧を発振部４に印加する電源電圧の大きさで決定するものである。すなわち、発振部４の電源電圧が大きく整流部５の出力電圧が大きいときには基準電圧発生部７の出力電圧を大きく設定し、減算部６で整流部５の出力電圧から大きい値を減算し、発振部４の電源電圧が小さく整流部５の出力電圧が小さいときには基準電圧発生部７の出力電圧を小さく設定し、減算部６で整流部５の出力電圧から小さい値を減算し、電源電圧の変動による検知電圧の変動を減らし電極部２に触れたときの検知感度を上げ、かつ判定部も故障、誤動作のない信頼性の高いタッチキーを提供するものである。
【００２１】
（実施の形態４）
本発明の第４の実施の形態を図５、図６、図７を用いて説明する。
【００２２】
図５において、１はガラス等の表面の平らな電気絶縁物のパネル部である。２、３はパネル部１の対向する位置に設けた電極部で、電極部２、３とパネル部１でコンデンサを形成している。発振部４は高周波電圧を発生し、この高周波電圧を電極部３に印加する。対向する電極部２に指９で触れたとき、高周波電圧を電極部３、パネル部１、電極部２、指９を通じてバイパスし、電極部３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。整流部５は、入力された高周波電圧を整流して直流電圧に変換し、電極部２にタッチしないときには高い直流電圧を、電極部２にタッチしたときには低下した直流電圧を微分部１０に出力する。微分部１０は、整流部５の出力電圧を微分し、微分部１０の出力電圧を受け付け、微分部１０の出力電圧が下降したとき、または上昇したとき、電極部２に触れた、または電極部２から離したと判定するものである。
【００２３】
したがって、本実施の形態では整流部５の微分出力を判定部１１に入力するのであり、前記実施の形態のように直流バイアスを持たず、判定部１１の入力レベルについて考慮する必要がない。図６に整流部５の出力Ｄの電圧波形を示す。電圧Ｖ５が電極部２に触れてないときの電圧、電圧Ｖ６が電極部２に触れたときの電圧である。図６、図７で時刻Ｔ１で電極部２に指９で触れ整流部５の出力電圧Ｖ５がＶ６に下がったとき、微分部１０の出力Ｅに立下りの電圧Ｖ７が現れ、時刻Ｔ２で指９を電極部２から離したとき、整流部５の出力電圧はＶ６からＶ５に上昇し、微分部１０の出力Ｅに立ち上がりの電圧Ｖ８が現れる。微分出力では０Ｖから立下りあるいは立ち上がるが、そのまま判定部１１へ入力してもよいが、判定部１１をマイコン等で構成した場合０Ｖより低い電圧入力はできないので本実施の形態では電圧Ｖ９の直流電圧のバイアスをかけている。バイアス電圧Ｖ９は電極部２から指９を離したときの電圧Ｖ８が判定部１１の入力規制電圧Ｖｋを超えないように設定する。判定部１１は入力電圧が立ち下がったとき、電極部２に触れたと判定し入力電圧が立ち上がったとき電極部２から離したと判定するものである。以上の構成で検知感度の高い、かつ判定部も故障、誤動作のない信頼性の高いタッチキーを提供するものである。
【００２４】
（実施の形態５）
本発明の第５の実施の形態を図５、図７を用いて説明する。本実施の形態では、微分部１０の出力電圧Ｖ７、Ｖ８の大きさを判定部１１で検出し、Ｖ７、Ｖ８の大きさが所定電圧以下であれば無視し、所定電圧以上あるときは電極部２に触れた、あるいは離したと判定するものでノイズによる誤動作もなく、検知感度の高い、かつ判定部も故障、誤動作のない信頼性の高いタッチキーを提供するものである。
【００２５】
（実施の形態６）
本発明の第６の実施の形態は、以上実施の形態１から５で述べたタッチキーを電磁調理器に用いたものである。電磁調理器の天板上に電極部２を設け、調理物を見ながらタッチキーを操作できるもので非常に便利なものである。特に調理中に電極部に触れてキー操作する場合、電極部が汚れているあるいは指が汚れている、キー操作が軽いタッチで行われる等、検知感度を高く要求される場合があるが本発明を実施することで感度の高い、信頼性の高いタッチキーを有する電磁調理器を提供できる。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
以上のように、本発明にかかるタッチキーおよびタッチキーを用いた電磁調理器は、検知感度を高くし、かつ故障、誤動作のない信頼性の高いタッチキーおよびタッチキーを用いた電磁調理器を提供できるもので、電磁調理器への適用だけでなく、電子レンジ等家電機器あるいは各種の機器への用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施例１〜３におけるタッチキーのブロック図
【図２】発振部の出力電圧波形図
【図３】整流部の出力電圧波形図
【図４】本発明の減算部の出力電圧波形図
【図５】本発明の実施例４〜５におけるタッチキーのブロック図
【図６】整流部の出力電圧波形図
【図７】本発明の微分部の出力電圧波形図
【図８】従来例のタッチキーのブロック図
【図９】従来例の発振部の出力電圧波形図
【図１０】従来例の整流部の出力電圧波形図
【図１１】従来例の分圧部の出力電圧波形図
【符号の説明】
【００２８】
１  パネル部
２、３  電極部
４  発振部
５  整流部
６  減算部
７  基準電圧発生部
８、１１、１３  判定部
９  指
１０  微分部
１２  分圧部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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