(57)【要約】【課題】電極部への異物付着などの影響で操作スイッチ以外のスイッチの反応が起こりうる静電スイッチにおいて、簡易にスイッチの反応状況をユーザにフィードバックする。【解決手段】静電スイッチ１２への操作状態に応じた電圧信号が検波回路部６により制御手段３に入力され、制御手段３はこの信号電圧に応じてＬＥＤ１の点滅や明滅、光度を変更する。これにより、ユーザは汚れなどにより操作してない静電スイッチが押下状態になっていたり、押そうとした静電スイッチの近辺も同時に反応してしまっている状況を視覚的に認識できるため、状況が把握できずに混乱するといった事態を避けることができ、パネル１８を清掃したりといった対処行動をとることができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つ以上の静電スイッチを備えた入力手段と、前記静電スイッチに各々対応して設置された少なくとも１つ以上の発光素子を備えた発光手段と、前記入力手段から前記静電スイッチへの指などの外物の近接状態に応じた押圧信号を入力する制御手段とを有し、前記制御手段が前記押圧信号により前記静電スイッチの押圧を判定した期間は前記静電スイッチに対応する前記発光素子の点灯状態を変更する入力装置。
【請求項２】
点灯状態の変更が、発光素子の平均光度または点滅パターンを変化させるものである請求項１記載の入力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力装置において、ユーザの押圧位置のズレや、異物の付着などによる静電スイッチの誤入力、複数押し、無反応などの作動状況を、ＬＥＤなどを発光させるなどして、大掛かりなデバイスを追加することなくユーザに分りやすくフィードバック報知するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶表示装置の表面に抵抗膜を塗布して押圧位置に応じて変る抵抗値から座標値を算出するタッチパネルなどの座標入力装置や、もっと簡易にガラスや樹脂パネルに電極を貼付しユーザが触った際の静電容量変化の有無を検出する静電スイッチなどが実用されるようになった。
【０００３】
こうした入力装置では可動部を有しないため、特に静電スイッチなどは密閉構造として防水構造が取り易いといったメリットや、表面がフラットに構成できるためデザイン面の自由度が高いといった理由で、給湯器のリモコン装置や調理機器などの台所回り商品までにも実用化され始めている。
【０００４】
しかし逆に、タクトスイッチのような従来の機械式スイッチのような可動部がないことから、ユーザにとってはスイッチを押した際に凹むといったクリック操作感がなく、このためユーザは所望のスイッチが確実に反応して所望の機能が選択できたのかどうかが分りにくいという課題があった。
【０００５】
このため、銀行の自動預け払い機などのタッチパネルを備えた情報入力装置では、液晶画面に表示した操作スイッチ画像をユーザが押圧した際に電子音でクリック音を出力をしたり、ユーザが所望の操作スイッチ画像を選択できたかが確認できるように押圧された操作スイッチ画像をハイライト表示や反転表示したり、視覚的に浮き上がるようなデザインの操作スイッチ画像に書き換えるようにしている（例えば、特許文献１）。
【０００６】
特許文献１では、特別な機構を備えて画面を内側から押し上げて盛り上げたり、ユーザが押圧した操作スイッチ画像がハイライトして強調表示されたりする一方、複数の操作スイッチ画像が同時に押圧されたり、操作スイッチ画像同士の中間位置が押圧された場合には、押圧操作がキャンセルされるようになっている。
【特許文献１】特開２００５−９２４７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
銀行などの自動預け払い機などのシステムでは、使用される状況が比較的限定される他、タッチパネルなどの入力装置表面の清掃など日々のメンテナンスを行われ、ユーザの操作がキャンセルされて困惑したような場合でも行員や相談員が控えているなどのバックアップ体制が整っている事が前提となっている他、費用面からも大型でカラー高精細の液晶表示装置などの大掛かりな表示装置を用いることも可能である。
【０００８】
しかしながら、給湯器や炊飯器といった家電機器のリモコン装置などでは、費用面や筐体のスペース面からも大型や高精細な液晶表示装置などを搭載することは出来ない上、水回りや台所回りの家電機器では、濡れた手や油汚れた手、炊事用手袋をはめたままの手で操作されるケースが日常茶飯事に考えられる上、頻繁なメンテナンスも期待できない。
【０００９】
通常、静電スイッチは製品表面のパネル上に形成したスイッチ個所と、このスイッチ個所とパネルを挟んで対向した内側に電極を設け、ユーザの指などでスイッチ個所をタッチすることで電極部分の等価的な静電容量Ｃが変化することを検出する原理を用いている。
【００１０】
静電容量Ｃの検出回路の一例としては、電極に接続した発振回路により静電容量Ｃに応じた周波数で発振信号を発生させ、これを検波回路（周波数―電圧変換回路）に入力することで周波数に応じた電圧信号が出力される。この電圧信号が予め設定した閾値以上に変化した場合にスイッチが押されたと判定するものである。
【００１１】
従って、このような家電機器に登載される静電スイッチでは、使用環境の問題や、ユーザのタッチの仕方のムラなどの問題により、ユーザの意図どおりのスイッチ操作が出来ないケースが発生しうる。
【００１２】
例えば、スイッチ部分表面に導電体である水や洗剤、油汚れなどの異物が付着した場合にも指でタッチしたと同様に等価的な静電容量Ｃが増加してスイッチが押されたと判定されで、異物が除かれるまで常時押したままの状態になりうる。
【００１３】
また、タッチ位置がずれたような場合には、ユーザが操作した際の静電容量の変化が小さくなって反応しなかったり、複数スイッチに跨ってタッチしてしまい隣接スイッチが同時に反応して同時押しになったり、スイッチ配置が縦方向に並んでいる場合には人差指で操作する際に掌の下部が他のスイッチに接近して下側のスイッチが同時に反応して操作がキャンセルされるといったことが起こりうる。
【００１４】
このため、スイッチ操作の結果をユーザにフィードバックできないと、ユーザはタッチした筈の所望のスイッチが機能しない原因が分らず困惑してしまう事になりうる。
【００１５】
スイッチが反応した事をユーザにフィードバックする構成としては、例えば、クリック音を出力する例がある。しかしながら、ユーザが静電スイッチを押圧できたことがクリック音により分っても、静電スイッチ表面に付着した汚れなどにより、所望と異なる他のスイッチが反応したり、同時押しになって操作がキャンセルされたような場合にはユーザは所望どうりの操作ができなかった原因を知る手段がないなどの課題を有していた。
【００１６】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、静電スイッチに併設したのＬＥＤなどの発光素子の発光状態を一時的に変化させることにより、対応する静電スイッチの反応状態をユーザにフィードバックするようにして、液晶表示装置などを備えない家電装置でも、ユーザが押圧した静電スイッチが反応し、他の静電スイッチが汚れなどの要因で反応するといった事が発生してないかなど、ユーザに操作の状況をフィードバックして伝える事を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
そこで、前記従来の課題を解決するために、本発明の静電容量式スイッチを備えた入力装置は、少なくとも１つ以上の静電スイッチを備えた入力手段と、前記静電スイッチに各々対応して設置された少なくとも１つ以上の発光素子を備えた発光手段と、前記入力手段から前記静電スイッチの接触状態に応じた押圧信号を入力する制御手段とを有し、前記制御手段が押圧信号により静電スイッチの押圧を判定した期間は該静電スイッチに対応する発光素子の点灯状態を変更するようにしている。
【００１８】
この際に、家電装置の運転状態の表示用に備えているＬＥＤなどの発光素子を流用すれば、新たなデバイスを追加する必要がなくなり更に有効なものである。
【００１９】
例えば、給湯器のリモコンなどでは、給湯器や床暖房機などの運転状態を表示するために、対応したスイッチにはＬＥＤが併設されて燃焼運転中は赤色ＬＥＤを点灯させるといった構成となっている。
【００２０】
このように、熱機器や水機器を制御する家電装置はもちろん、家電装置では制御状態を表示するＬＥＤなどの発光素子を操作スイッチに併設するケースが一般的となっている。こうしたＬＥＤを流用して、平均光度または点滅パターンを追加することで静電スイッチの反応状態を報知する発光素子として用いることができる。
【発明の効果】
【００２１】
このように、ユーザは静電スイッチに対応した発光素子の点灯状態の変化により静電スイッチの操作状況が視覚的に認識できるようになるため、静電スイッチ部分の汚れや異物の付着などにより、未操作の静電スイッチが反応したり、操作しようとしたスイッチの近傍のスイッチが反応したりといった不具合の状況を把握でき、パネルを清掃したりといった対処行動をとることができ、より確実な入力装置の操作が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
第１の発明は、少なくとも１つ以上の静電スイッチを備えた入力手段と、前記静電スイッチに各々対応して設置された少なくとも１つ以上の発光素子を備えた発光手段と、前記入力手段から前記静電スイッチへの指などの外物の近接状態に応じた押圧信号を入力する制御手段とを有し、前記制御手段が押圧信号により静電スイッチの押圧を判定した期間は該静電スイッチに対応する発光素子の点灯状態を変更するものである。
【００２３】
これにより、所望外の静電スイッチが反応したような場合でもユーザに状況をフィードバックでき、清掃などの対処行動を促すことができるようになるものである。
【００２４】
第２の発明は、第１の発明において、点灯状態の変更が、発光素子の平均光度または点滅パターンを変化させるものである。
【００２５】
これにより、例えば、制御機器の状態表示用途などに元々備えていたＬＥＤを利用して静電スイッチの状態をフィードバックでき、新たな発光素子の追加などが不要になるものである。
【００２６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて一実施形態について詳細に説明する。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。
【００２７】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態における入力装置の構成の一例として給湯器のリモコンの操作部分を示した略外観図、図２は本発明の実施の形態での制御ブロックの一例を示したブロック図である。
【００２８】
図１の給湯器のリモコン１１は、ユーザへの表示操作部として、１行の表示部分を持つライン液晶（ライン表示機）１７と、入力手段として静電スイッチ１２〜１６を備える。各静電スイッチ１２〜１６には、各スイッチの筐体内部側に発光素子としてＬＥＤを併設し、制御対象の機器状態に応じて静電スイッチ部分を発光させる。
【００２９】
例えば、本実施の形態では、静電スイッチ１２は給湯器Ａの運転と停止、静電スイッチ１３は給湯器Ｂの運転と停止を行うスイッチとして割り付けており、給湯器Ａが電源ＯＦＦの場合は消灯し、運転待機中は緑色のＬＥＤを点灯し、燃焼運転中は赤色ＬＥＤを点灯するように構成する。
【００３０】
なお、図１の静電スイッチ１２〜１６で示した丸印で囲む範囲は、指でタッチした際に静電スイッチとして機能する領域を示したものであり、この領域をタッチすることにより図２で説明する内部側に貼り付けた電極の静電容量が変化してスイッチ入力が判定される。
【００３１】
従って、従来のように機械的に摺動するスイッチが存在する事を示めしたものではないが、ユーザに静電スイッチの位置や機能を明示するマークとして表面に塗装などでスイッチ画像を描画する事で構成する。もちろん、凹凸形状などを設けても構わない。
【００３２】
図２は、図１の１点鎖線Ａ〜Ａ’の断面と、給湯器リモコン１１の各構成手段の略ブロック図を示したものである。
【００３３】
図２の制御手段３は、給湯器リモコン１１の全体制御を行い、マイコンとその周辺回路で構成する。図１で入力手段は、点線で囲んだ静電スイッチ１２、１３および電極切替部７、発振回路部５、検波回路部６から構成する。発光手段は、ＬＥＤ１、１０およびＬＥＤ切替部３、発光回路部２により構成する。
【００３４】
電極４，９は、給湯器リモコン１１の表面側ケースを形成するパネル１８の内部側に印刷または塗貼する。ＬＥＤ１、１０は、給湯器Ａ，Ｂの運転状態を示す２色のＬＥＤであり、給湯器Ａ，Ｂが不通電の場合は消灯し、通電中は緑色を点灯、さらにガスによる燃焼を行っている場合は赤を点灯させる。
【００３５】
以下、図２において静電スイッチ１２を代表して説明する。
【００３６】
発振回路部５は電極４の静電容量に応じた周波数ｆで共振させる発振回路であり、一般的に知られているＲＣ発振回路などの回路構成により構成する。電極４部はユーザがタッチする事により、等価的な静電容量Ｃが増加する。このため、発振回路部５での発振周波数ｆは、ユーザがタッチしていない場合の基本周波数（以下、ｆ０とする）からずれて周波数が下がる事になる。
【００３７】
検波回路部６は、発振回路部５での発振周波数ｆと基本周波数ｆ０とのズレ度合いに応じた出力電圧を出力する周波数―電圧変換を行う回路である。
【００３８】
本実施の形態では、検波回路部６を乗算検波回路で構成する。検波回路部６では発振回路部５の発振周波数ｆの信号と基本周波数ｆ０の信号を乗算し、基本周波数ｆ０を含む所定大尉域のフィルタを通過させて出力電圧Ｖを出力し、制御手段３に入力する。この出力電圧Ｖはユーザが触れる事により低下するため、制御手段３では所定の閾値と比較演算し、閾値を下回った場合にユーザが静電スイッチを押したと判定する。
【００３９】
なお、検波回路部６は、周波数―電圧変換を行うＩＣなどを用いて構成することも可能である。
【００４０】
他の静電スイッチ１３〜１６についても同様であり、制御手段３からの一定時間おきのスキャン切替信号により、電極切替部７が各電極から発振回路部５への接続を順次切り替えて検波回路部６からの出力信号により各静電スイッチが押下されているかどうかの判定を行う。
【００４１】
また、制御手段３は、どのＬＥＤを点灯するかの切替信号を出力することにより、ＬＥＤ切替部８により対象とするＬＥＤの発光手段２に信号を送ってＬＥＤを点灯させる。ま
た、制御手段３は、パルス信号により各ＬＥＤを点灯させ、このパルス信号のデューティ比を変更することにより、各ＬＥＤの光度を変更する構成となっている。
【００４２】
図３に発振回路部５での信号の一例を示す。図３の横軸は、時間の経過を示しており、縦軸は電圧Ｖを示す。グラフ線２２は発振回路部５での発振信号であり、この時のオフセット電圧は回路の構成により変更できる。またグラフ線２１は、グラフ線２２を検波回路部６により直流電圧に検波した際の出力電圧を示している。
【００４３】
図３では、時刻Ｔ１で静電スイッチ１２を押圧し始め、時刻Ｔ２で押圧を止めて指を離したことを示している。電極上部のスイッチ位置に触れて押圧している間は人体が擬似的な導電体となって電極部分の等価的な静電容量が増加し、これに応じてグラフ線２２に示すように△ｆだけ発振周波数が低下する。
【００４４】
従って、これにともないグラフ線２１に示すように検波回路部６からの出力電圧も低下するため、グラフ線２１に示す検波出力電圧Ｖを予め所定の閾値Ｖｔｈを決めてＶ＜Ｖｔｈの期間をスイッチの押圧している期間とすれば、静電スイッチの押圧を判定できることになるものである。
【００４５】
このように静電スイッチは、電極部の等価的な静電容量の変化を検知する原理を用いるものであるため、パネル１８の表面の付着物の影響を受ける。したがって、例えば導電体の一種である油汚れや洗剤などが付着した場合は、常時押しや隣接するスイッチとの同時押しとして検知される可能性がある。
【００４６】
本発明の実施の形態では、グラフ線２１に示す検波出力電圧Ｖに伴い、各静電スイッチに併設するＬＥＤの発光状況を変えることにより、各静電スイッチの反応状況をユーザに視覚的にフィードバックする。例えば、図３の時間Ｔ１〜Ｔ２のように静電スイッチが押圧されている期間は、ＬＥＤを通常より高光度で点灯する。
【００４７】
このことにより、万が一洗剤や油汚れにより触れてもいないのに静電スイッチが高光度に点灯していたり、所望のスイッチを押圧した際に近辺の静電スイッチのＬＥＤが同時に高光度に明るくなったりすれば、ユーザはパネル１８が汚れている事を認識して知ることができ、表面をふき取るなどの対応行動を実施することが可能となる。
【００４８】
ＬＥＤの発光状態を変更する一例としては、ＬＥＤが点灯状態である場合には所定の期間での平均輝度を変更したり、点灯色を変えたり、点滅のデューティ比や点灯と消灯の周期パターンを替えるといった方法がある。
【００４９】
具体的には、給湯器の運転準備中などのステータスを示すのに元々点滅パターンを利用している場合には、点滅周期を早くしたり消灯時間を長くするなどができ、緑と赤など複数のＬＥＤが併設されている場合には２色を点灯させるなどの方法が採れる。この他、徐々に明るくなったり暗くなったりする明滅状態を割り当てても良い。
【００５０】
また、給湯器などの機器の運転状態を表示するパターンなどに、点滅パターンを元々使用してない場合は、静電スイッチの押下状態を示すＬＥＤの発光パターンとして、新たに点滅などの発光パターンを割り当てても良い。
【００５１】
更に、ＬＥＤの平均光度を変える方法でも構わない。例えば、機器の運転状態を示すのに、ダイナミック点灯の構成を採っている場合には、給湯器の運転中状態を示す場合は点灯のデューティ比５０％程度の平均光度にしておき、静電スイッチの押下状態を示す場合はデューティ比９０％にするといったように、デューティ比を変えて点灯時間の割合を長
くして平均光度を明るくしても良い。
【００５２】
また、静電スイッチでは、従来の機械的なスイッチのように、スイッチを押したか否かだけでなく、図３のグラフ線２１の時刻Ｔ１直前の部分に示すように、タッチする直前の指が近接するにつれても出力電圧が変化する。
【００５３】
従って、グラフ線２１に示す検波出力電圧Ｖが閾値Ｖｔｈを下回って静電スイッチを押下したと判定する前段階で、静電スイッチがタッチされつつある事を予告報知として、検波出力電圧Ｖに応じてリニアに若しくは段階的にＬＥＤの光度を変える方法も可能である。
【００５４】
例えば、閾値を３段階設けて検波出力電圧が下がるに従い、ＬＥＤの点灯のデューティ比を、６０％、７０％、８０％といったように段階的に変えて、平均光度を上げていく構成が可能である。
【００５５】
この構成によれば、手が近づくほどＬＥＤの光度が変るため、例えば垂直方向に配置された上側のスイッチを押そうとする際に、誤って手の腹や甲の部分が下側のスイッチに触れそうになっている事をＬＥＤの光度の変化によりユーザに報知して気付かせ、ユーザが手の角度や位置を改めるといった予防行動を取ることができ、スイッチの押し間違いや同時押しにより所望の静電スイッチのタッチ動作がキャンセルされるといった不具合を防ぎ、より確実な操作ができうるようになるものである。
【００５６】
最後に以上の説明では、反応したスイッチをユーザにフィ−ドバックする方法としてＬＥＤなどの発光素子を用いる方法を説明した。加えて、近年では音声ＩＣなどの低価格に伴い、音声ガイダンスなどを登載した家電機器も登場し始めており、メモリに記憶する音声データの容量などに余裕があれば、音声ガイダンスにより、例えば「ＡスイッチとＢスイッチが同時に反応しています。表面をお拭き下さい」などの音声ガイダンスを流せば一層効果がある。
【００５７】
また、本実施の形態の各手段の機能の一部若しくは全部は、制御手段３に記憶したプログラムを変更することにより、本発明の実施の形態で説明した以外の手段にて実施したり、処理内容を入れ替えても構わないものである。
【００５８】
最後に、本発明の実施例は、給湯器のリモコンを例にあげて説明したが、炊飯器や電磁調理器などの他の家電機器や、映像機器やそのリモコンなどに適用した場合でも、もちろん同様に有効なものである。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
以上のように、本発明にかかる静電スイッチを用いた入力装置によれば、汚れによる誤入力などの防止が可能となるため、家電機器分野、情報機器分野、産業機器分野などの操作部を有した機器の用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の実施の形態における入力装置の一例を示す略外観図
【図２】本発明の実施の形態における入力装置の構成の一例を示すブロック図
【図３】本発明の実施の形態における発振回路部および検波回路部の信号の一例を示す図
【符号の説明】
【００６１】
１  ＬＥＤ（発光素子）
２  発光回路部（発光手段）
３  制御手段
５  発振回路部（入力手段）
６  検波回路部（入力手段）
１０  ＬＥＤ（発光素子）
１２  静電スイッチ
１３  静電スイッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
2008041536.tif 000005