(57)【要約】【目的】入力方式が静電容量型タッチスイッチ装置において、パネル表面に水がかかり水滴が出来た場合の誤動作の低減を特別な構造や回路を用いることなく実現する静電容量型タッチスイッチの動作方法を提案することにある。【構成】スイッチ電極をＰＥＴフィルムに印刷したパネルスイッチを作り、アクリル板又はガラス板に接着剤で貼り付けたタッチスイッチであり、上記タッチスイッチに対し制御部で容量変化を検出する回路からの信号よりスイッチのＯＮ／ＯＦＦを判定する制御プログラムの判断処理においてＯＮの時間を計測するタイマと、その値を記録するワークメモリと、ＯＮ時間の長短と複数のスイッチのＯＮ状態をあわせて判断する事で無効なＯＮを判定する事で誤動作を低減して、有効なＯＮ情報のみを外部へと出力する外部インターフェースを搭載した制御基板からなる静電容量型タッチスイッチ装置。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルムにスイッチ電極とＧＮＤ電極を印刷した電極シートを作成し、この電極シートを絶縁性の板に貼り付けたパネルスイッチと、経過時間におけるスイッチ動作のＯＮ、ＯＦＦのパターンデータを記憶部に記憶した演算処理装置と、該演算処理装置を動作させるために必要な制御プログラムを内蔵し、静電容量変化のデータの記憶を行うワークメモリ部と、演算処理装置が起動してからの経過時間を測定するタイマと、パネルスイッチの静電容量変化を検出し、パネルスイッチの静電容量変化を演算処理装置に伝達する回路を内蔵した静電容量変化測定部を設けた制御基板から構成された静電容量型タッチスイッチであり、静電容量の変化でスイッチ動作をＯＮと判定した時点では、この情報をワークメモリに保留し、上記演算処理装置に格納したスイッチ動作のＯＮ、ＯＦＦのパターンデータとの比較を行うことを特徴とする静電容量型タッチスイッチ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力方式に静電容量方式を採用した静電容量型タッチスイッチに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図１に示した従来型の静電容量型タッチスイッチは、パネルスイッチと制御基板から構成される。パネルスイッチは、図２で示すＰＥＴフィルムに銀ペーストを印刷した電極シートを図２で示すアクリルやガラス等からなる誘電体に接着剤（両面テープ等）で貼り付けたもので構成される。
図３で示すパネルスイッチに指（導通部材）が近づくと、誘電体を電極と指で挟んだ平行板コンデンサが形成され静電容量が増加する。また、逆にパネルスイッチから指が離れると、誘電体を電極と指で挟んだ平行板コンデンサとして形成された静電容量が減少する。図１に示す制御基板は、この静電容量の変化をＣ／Ｖ（容量を電圧）変換回路で電圧に変換し、演算処理装置（ＣＰＵ）に設けられているアナログデジタルコンバータ（ＡＤＣ）で、デジタルデータに置き換え、演算処理装置の動作を決める制御プログラムよりスイッチのＯＮ／ＯＦＦ状態を判断しているのが、静電容量型タッチスイッチの一般的な動作原理である。
しかし図３で示すように、パネルスイッチ表面に水がかかり水滴が出来ると、水も導通性があるため上記した指が近づいた状態と同様に、静電容量の増加が発生し、誤動作の原因となる。
【０００３】
【特許文献１】特許第２８８７３３６号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従って従来の方式では、パネルスイッチの表面に水滴が付くと、静電容量変化が発生し、指がパネルスイッチに触った状態と同程度の静電容量変化が発生した場合、パネルスイッチ上の各電極がスイッチとして機能し、ＯＮの情報がスイッチ搭載機器に伝わり、スイッチによっては、例えば調理機器ならば点火スイッチにより勝手に火がついたり、洗濯機では、動作中に停止スイッチなら途中で止まってしまうといった人間が意図しない誤動作が生じる。
その為、パネルスイッチに水がかかり誤動作を防止する対策として、パネルスイッチ表面の水滴が素早く流れるようにパネルスイッチの表面に傾斜を付け、更にパネルスイッチの電極部分の表面のみに突起部を設け、撥水処理を施しているのが現状である。しかし、パネルスイッチの表面に傾斜を付けた場合でも、パネルスイッチの電極部分の上を水滴が流れる瞬間静電容量変化が発生し、パネルスイッチの電極上でパネルスイッチがＯＮとなり水滴が通過して電極上から水滴がなくなると、ＯＦＦ状態となり、誤動作を防止できない。また、パネルスイッチの電極部分の表面に、突起部を設け、パネルスイッチに配置された面積の小さい電極には有効であるが、面積が大きな電極では水がかかった場合に、突起部でも水滴が出来てしまいパネルスイッチの静電容量が変化し、誤動作を防止できない。また、不要な傾斜や突起部を設けるなどで、パネルスイッチ形状が限定され汎用性に乏しく使いにくい。
そこで本発明は、上記問題点の解決を目的とするものであり、スイッチの大きさや形状を限定しないで屋外や台所、風呂場等の水回りで使用し水がかかり、水滴が出来た場合の誤動作を低減し、部品コストをかけずに制御プログラムにて誤動作を低減させる静電容量型タッチスイッチを提供する事にある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために本発明では、フィルムにスイッチ電極とＧＮＤ電極を印刷した電極シートを作成し、この電極シートを絶縁性の板に貼り付けたパネルスイッチと、経過時間におけるスイッチ動作のＯＮ、ＯＦＦのパターンデータを記憶部に記憶した演算処理装置と、該演算処理装置を動作させるために必要な制御プログラムを内蔵し、静電容量変化のデータの記憶を行うワークメモリ部と、演算処理装置が起動してからの経過時間を測定するタイマと、パネルスイッチの静電容量変化を検出し、パネルスイッチの静電容量変化を演算処理装置に伝達する回路を内蔵した静電容量変化測定部を設けた制御基板から構成された静電容量型タッチスイッチであり、静電容量の変化でスイッチ動作をＯＮと判定した時点では、この情報をワークメモリに保留し、上記演算処理装置に格納したスイッチ動作のＯＮ、ＯＦＦのパターンデータとの比較を行う静電容量型タッチスイッチ装置を提案するものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば静電容量型タッチスイッチの水滴による誤動作低減に於いて、パネルスイッチに傾斜を付けたり、また、パネルスイッチの電極表面に突起を設け、撥水処理したりした場合も含めて、パネルスイッチに水がかかり水滴が出来た場合の誤動作低減を、制御プログラムにて行うことで、特別な構造や回路を追加して部品コストを上げることが無く、実現できる静電容量型タッチスイッチを提供できるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明は、ＰＥＴフィルムにスイッチ電極とＧＮＤ電極を印刷した電極シートを作成し、その電極シートをガラス板または、アクリル板（誘電体）に、接着剤又は粘着剤で貼り付け構成するパネルスイッチと制御基板から構成された静電容量型タッチスイッチであり、制御基板内で図４に示す演算処理装置１にバス７を介して演算処理装置１の動作を行うために読み出される制御プログラム２、プログラム動作でデータ記録等に一時的に使われるワークメモリ４、静電容量変化を検出するブロック６、パネルスイッチのＯＮ／ＯＦＦ情報を必要とする外部機器へ出力する外部インターフェース３、演算処理装置１が起動してからの経過時間をカウントするタイマ５が接続された構成とする。
【０００８】
静電容量変化を検出するブロック６は、図２にも示すパネル周辺に銀電極でパターンを這わしＧＮＤ電極として、ノイズ低減と信号レベルの安定化をはかった内に人の指が隠れるくらいの大きさでＰＥＴフィルムに銀ペーストで印刷したスイッチ電極と指（導通部材）の間で静電容量変化が発生するものに対して図１にも示す静電容量変化を演算処理装置に伝えるＣ／Ｖ変換回路と、スイッチ電極を順番に接続するためのスイッチ電極切り換え回路で構成されたものでスイッチ毎に静電容量変化を検出して演算処理装置に伝えるものである。
【０００９】
静電容量変化から演算処理装置がＯＮ／ＯＦＦを判定した後、ＯＮの経過時間をタイマにより計測し、その時間の長さからＯＮの有効／無効を演算処理装置が実行する制御プログラムによって判断し、さらには複数接続されているスイッチ電極を回路的につながれている順番に切り替えて検出した静電容量変化でスイッチのＯＮ／ＯＦＦを判定した複数のスイッチ電極の同時ＯＮで無効を判断し、有効な場合に外部インターフェースよりＯＮ情報を出力する。
【実施例】
【００１０】
以下本発明を具体化した実施例について説明する。
まず始めに垂直な面にあるパネルスイッチの場合に水滴がつきスイッチ電極上を流れて通過した場合に静電容量変化を起こしてＯＮとなる時間は、水滴の流れる速度を自由落下の速度と同等と考えた場合に、移動距離X・重力加速度ｇ・時間ｔとした場合X＝ｇ×ｔ×ｔ÷２の式からスイッチの幅が仮に２ｃｍとしてX＝０．０２ｍとし重力加速度ｇ＝９．８ｍ／秒／秒を式にあてはめてｔを逆算するとｔ＝√（X×２÷ｇ）から約６４ｍｓｅｃで通過することになる。次に水平な面にあるパネルスイッチの場合には水滴が流れることが無いので、スイッチ電極上にある水滴は拭き取ったりして無くなるまで静電容量変化が継続することでＯＮとなり続ける事になる。さらにこの時水滴の大きさや量により隣接するスイッチ電極も静電容量変化が起こり同時にＯＮとなり続ける場合も発生する。
【００１１】
そこでパネルスイッチを指で押した場合の入力速度として、１秒間に最高１０回、最低２回とする性能のスイッチを提供する場合には、ＯＮ時間が１０回で１００ｍｓｅｃ、２回で５００ｍｓｅｃとなる事から、指のＯＮと水滴によるＯＮとを判別するためには短いＯＮとしては１００ｍｓｅｃ以下の短い時間のＯＮを無効なＯＮとし、５００ｍｓｅｃ以上の長いＯＮを無効なＯＮとすることでパネルスイッチを指で押した状態と押さない状態を判断出来る。
【００１２】
次に制御プログラムでの判定方法をフローチャートに従って説明する。
制御プログラムにはあらかじめスイッチ動作のＯＮ、ＯＦＦのパターンデータとしてスイッチのＯＮからＯＦＦの時間やＯＮの継続時間等のデータが格納されている。
静電容量変化より個別のスイッチ電極に対してＯＮ／ＯＦＦの判断後、ＳＴＥＰ１でスイッチのＯＮ／ＯＦＦ判断結果の変化を判断し、前回ＯＦＦから今回ＯＮとなった場合は、ＳＴＥＰ２でＯＮ開始時刻としてタイマ値を読み出し、ワークメモリに記録しＳＴＥＰ１へと戻る。
【００１３】
ＳＴＥＰ１でＯＦＦからＯＮでない場合にＳＴＥＰ３でスイッチのＯＮ／ＯＦＦ判断結果の変化を判断し、前回ＯＮから今回ＯＦＦとなった場合は、ＳＴＥＰ４で現在のタイマ値を読み出し、ＳＴＥＰ２で記録したタイマ値を減算することでＯＮであった時間を算出する。さらにＳＴＥＰ５でＳＴＥＰ４での算出時間が１００ｍｓｅｃ以下の場合ＳＴＥＰ６でＯＮと判断したものを無効としＳＴＥＰ１へ戻る。またＳＴＥＰ５でＳＴＥＰ４での算出時間が１００ｍｓｅｃ以下で無い場合はＯＮの判断が有効として外部インターフェースよりＯＮ／ＯＦＦ情報を出力しＳＴＥＰ１へ戻る。
【００１４】
ＳＴＥＰ３でスイッチのＯＮ／ＯＦＦ判断がＯＮからＯＦＦでない場合は、ＳＴＥＰ８でスイッチのＯＮ／ＯＦＦ判断結果の変化を判断し、ＯＮのままの場合は、ＳＴＥＰ９で現在のタイマ値を読み出し、ＳＴＥＰ２で記録したタイマ値を減算することでＯＮが続いている時間を算出する。さらにＳＴＥＰ１０でＳＴＥＰ９での算出時間が５００ｍｓｅｃ以上の場合ＳＴＥＰ１１で現状の継続するＯＮ状態をＯＦＦと判断されるまで無効としＳＴＥＰ１へ戻る。
【００１５】
ＳＴＥＰ１０でＳＴＥＰ９での算出時間が５００ｍｓｅｃ未満の場合は、ＳＴＥＰ１２の判断となり他のスイッチ電極でＯＮ状態のものが無ければＳＴＥＰ１へ戻り、他のスイッチ電極でＯＮ状態のものがある場合はＳＴＥＰ１３で全てのスイッチ電極でＯＮの判断を無効とし、全てのスイッチ電極が同時にＯＦＦと判断されるまで以降のスイッチ電極毎のＯＮ判断も無効とする。全てのスイッチ電極がＯＦＦとなった場合にＳＴＥＰ１へ戻る。
【００１６】
以上により、静電容量型タッチスイッチの制御プログラムの処理において各スイッチ電極のＯＮ時間の長短と複数のスイッチ電極のＯＮを判断する事で不必要なＯＮを排除することで誤動作の低減を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】静電容量型タッチスイッチの構造図
【図２】パネル構造図
【図３】静電容量変化メカニズム
【図４】処理フロー
【図５】処理フロー
【符号の説明】
【００１８】
１演算処理装置（ＣＰＵ）
２制御プログラム
３外部インターフェース
４ワークメモリ
５タイマ
６容量変化検出部
７バス
【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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