(57)【要約】【課題】耐久性及びデザイン性に優れ且つ誤作動を防止する接触式入力装置の提供。【解決手段】透光性を有する接触操作板１３と、接触操作板１３に対する接触を検知する接触検出手段１７と、接触操作板１３の背面側に配置され、接触操作板１３を通して固有光信号ａを発信する発光ユニット２４及び発光ユニット２４より発信され、接触操作板１３の表面側で反射された固有反射光信号ｂを検知する受光ユニット２６からなる光検出手段１８と、接触検出手段１７及び光検出手段１８によって検出された検出信号を基に入力操作を判定する入力判定手段１１とを有する。【選択図】　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
接触操作板と、該接触操作板に対する接触を検知する接触検出手段と、前記接触操作板の背面側に配置され、前記接触操作板を通して固有光信号を発信する発光ユニット及び該発光ユニットより発信され、前記接触操作板の表面側で反射された固有反射光信号を検知する受光ユニットからなる光検出手段と、前記接触検出手段及び前記光検出手段によって検出された検出信号を基に入力操作に対する判定を行う入力判定手段とを有することを特徴としてなる接触式入力装置。
【請求項２】
接触検出手段は、圧電素子を使用してなる請求項１に記載の接触式入力装置。
【請求項３】
接触操作板の背面側に配置され、前記接触操作板を介して所望の表示を行う透光性の液晶表示板を、前記接触操作板と光検出手段との間に介在させた請求項１又は２に記載の接触式入力装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主に家電製品等の機器の操作を行う為に用いられる接触式入力装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、給湯器や洗濯機等の家電機器には、これらの機器を操作するための操作入力装置を備え、この操作入力装置で入力操作を行うことによって機器に所望の動作させるようになっており、この操作入力装置として図５に示す構造の押圧式入力装置が用いられている。
【０００３】
この押圧式入力装置１は、対向する面にそれぞれ均一に抵抗層２ａ，３ａが形成された一対の抵抗板２，３をドットスペーサ４，４等によってわずかな間隙を隔てた状態に積層させたタブレットシート５を有し、このタブレットシート５を表面が露出した状態でプラスチック等からなる保護カバー６によって覆って構成されている。
【０００４】
この押圧式入力装置１では、タブレットシート５の表面側抵抗板２の所望位置を押圧して背面側抵抗板３と接触させ、表面側抵抗板２及び背面側抵抗板３の該接触位置の電位によってその接触位置を求め、該接触位置の情報から入力操作を判定するようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述のような従来の技術では、タブレットシート５が一定以上の圧力によって押圧して操作する構造であり、表面側抵抗板２の所定箇所が押圧することによって変形するので耐久性に問題があり、また、表面側抵抗板２の表面に指等を押し付けることによって入力操作面が汚れ易く、美観を損なうという問題がある。
【０００６】
また、給湯器や洗濯機等の水、湿気が多い場所で用いられる機器にこの押圧式入力装置を用いる場合には、水密性を高める為にタブレットシート５の周縁部に対して保護カバー６に設けられた露出窓６ａの周縁部を密着させる必要があるが、該保護カバー露出窓６ａの周縁部がタブレットシートの実可動部分、即ち、押圧すると可動する部分に重なると、重なった部分に荷重が掛かり、誤作動を起こすおそれがあり、十分な圧接代を設けなければならず装置全体の小型化が出来ないという問題があった。
【０００７】
更には、タブレットシートの構造上、上記露出窓６ａ内縁の厚み分の段差が生じ、表面部のフラットデザインを実現するのが困難であるというデザイン上の問題もある。
【０００８】
本発明は、このような従来の技術の状況を鑑み、耐久性及びデザイン性に優れ且つ誤作動を防止する接触式入力装置の提供を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述の如き従来の問題を解決し、所期の目的を達成するための請求項１の発明は、接触操作板と、該接触操作板に対する接触を検知する接触検出手段と、前記接触操作板の背面側に配置され、前記接触操作板を通して固有光信号を発信する発光ユニット及び該発光ユニットより発信され、前記接触操作板の表面側で反射された固有反射光信号を検知する受光ユニットからなる光検出手段と、前記接触検出手段及び前記光検出手段によって検出された検出信号を基に入力操作に対する判定を行う入力判定手段とを有することを特徴とする。
【００１０】
このように構成することによって、接触操作板に軽く触れるだけで入力操作を行うことができ、光検出手段及び接触検出手段の二つの検出手段によって検出された検出信号を基に入力操作の有無を判定するので誤作動を防止することができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、上記請求項１の構成に加えて、接触検出手段が、圧電素子を使用してなることを特徴とする。
【００１２】
このように構成することによって、接触操作板に対して指などが接触した際の圧力による極小歪みを高感度で検知することができ、且つ組み込みが容易であるので安価に設置することができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、上記請求項１又は２の構成に加えて、接触操作板の背面側に配置され、前記接触操作板を介して所望の表示を行う透光性の液晶表示板を、前記接触操作板と光検出手段との間に介在させることを特徴とする。
【００１４】
このように構成することによって、機器の操作内容や入力操作を補助する表示等を接触操作板上に投影することができ、更には場合によって表示を変更することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係る接触式入力装置の実施の形態を図について説明する。
【００１６】
図１は本発明に係る接触式入力装置の概略を示し、符号１０は洗濯機等の家電機器に取付けられる操作パネル、１１は機器制御用のコンピュータである。
【００１７】
この接触式入力装置は操作パネル１０によって入力操作を行うようになっている。
【００１８】
操作パネル１０は、図２に示すように、操作パネル１０の外形を形成する外殻ケース１２と、表面の操作部を構成する接触操作板１３と、入力操作を検出する検出手段とを備えている。
【００１９】
外殻ケース１２は、合成樹脂材等によって中空箱状に形成され、その表面側に露出窓１４が開口されている。その露出窓１４の開口周縁部には取付け凹部１５が形成され、この凹部１５に接触操作板１３が嵌め込まれ、溶着により固定されている。
【００２０】
接触操作板１３は、透光性を有する透明のアクリル板等によって構成され、その表面上には、任意の位置に複数の操作区域１６ａ，１６ｂ，…が区画され、この接触操作板１３に触れることによって入力操作が行われる。
【００２１】
入力操作を検出する検出手段としては、接触操作板１３に指などが接触したか否かを検出する接触検出手段１７と、光信号によって非接触で接触操作板１３上のどの位置（どの操作区域）に対して入力操作が行われたかを検出する光検出手段１８とを用い、この接触検出手段１７と光検出手段１８とから出力された二つの信号を基に入力判定手段たるコンピュータ１１で操作パネル１０における入力操作を判定するようになっている。
【００２２】
接触検出手段１７は、接触操作板１３の背面側に備えられ、指等の操作体１９が接触操作板１３に触れると、接触検出信号をコンピュータ１１に出力するようになっている。
【００２３】
この接触検出手段１７は、ピエゾ素子等の圧電素子（圧電センサ）２０を用い、この圧電素子２０を接触操作板１３の背面に取付け、接触操作板１３に操作体１９が接触した際の小さな圧力で接触操作板１３に生じた極小歪みを検出し、増幅回路２１を介して検出信号をコンピュータ１１に出力するようになっている。
【００２４】
外殻ケース１２内の接触操作板の背面側には、プリント配線基板２２が設置され、このプリント配線基板２２には、各操作区域１６ａ，１６ｂ，…に対応させて光検出手段１８ａ，１８ｂ…が取付けられており、接触操作板１３上の入力操作が行われた位置を検出するようになっている。
【００２５】
光検出手段１８は、それぞれの光検出手段１８ａ，１８ｂ…で固有な光信号、即ち固有光信号を発光する発光素子２３を有する発光ユニット２４と、発光ユニット２４より発信され、指などの操作体１９によって反射された固有反射光信号を検知可能な受光素子２５を有する受光ユニット２６とによって構成されている。
【００２６】
発光ユニット２４は、図３に示すように、発光ダイオードからなる発光素子２３と、発光素子２３に接続されたドライバ２７とを備え、このドライバ２７により発光素子２３が駆動制御されるようになっている。
【００２７】
この発光ユニット２４は、ドライバ２７から任意の固有周波数からなる駆動制御信号を出力することによって、発光素子２３より赤外線等からなる固有光信号が接触操作板１３を通して発信（発光）されるようになっている。
【００２８】
尚、ドライバ２７はコンピュータ１１に接続され、このコンピュータ１１によって各組のドライバの駆動制御信号が同時に出力されないように制御している。即ち、発光ユニット２４から発光される固有光信号は、図４に示すように、互いに重複しないタイミングで、それぞれ発光素子２３から発光される。
【００２９】
受光ユニット２６は、固有反射光信号を受光可能な受光素子２５と、この受光素子２５に接続された増幅回路２８とを備え、この増幅回路２８を通して受光素子２５で光電変換された固有周波数の光電変換信号をコンピュータ１１へ出力するようになっている。
【００３０】
増幅回路２８は、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）２９を用いることによって、固有周波数の光電変換信号のみをコンピュータ１１に出力するようになっている。
【００３１】
尚、操作区域１６が広めに設定されている箇所には、複数の受光素子２５，２５…を背面側に分散して配置することで、指などの操作体１９を近づけるといずれかの受光素子２５が反応し、検知できるようになっている。
【００３２】
この光検出手段１８では、特定の操作区域１６に対して入力操作を行う為に指等の操作体１９を近づけると、その操作区域１６を通して発光ユニット２４より周期的に固有光信号ａが発信されているので、固有光信号ａは接触操作板１３の表面側で指等の操作体１９で反射され、その反射された固有反射光信号ｂはその操作区域１６の背面側に設置された受光素子２５に受光される。
【００３３】
そして、受光ユニット２６は受光素子２５が固有反射光信号ｂを検出すると光電変換された光電変換信号を増幅回路２８を通してコンピュータ１１に出力する。
【００３４】
このとき、コンピュータ１１は、それぞれの光検出手段１８ａ，１８ｂ…の固有光信号を識別しているので、接触操作板１３上の特定の操作区域１６に対して入力操作が実行されたものと判定している。
【００３５】
入力判定手段たるコンピュータ１１は、コンピュータ１１に入力された接触検出手段１７からの接触検出信号及び光検出手段１８からの光検出信号の組合せによってその入力操作を判定し、機器等の制御を行うようになっている。
【００３６】
即ち、コンピュータ１１は、上述した接触検出手段１７による検出信号と、光検出手段１８による固有周波数の光電変換信号が同時に検出された場合にだけ、入力操作があったものと判定し、機器に制御信号を出力する。
【００３７】
尚、この接触操作入力装置には、図２に示すように、光検出手段１８と接触操作板１３との間に、透光性を有する液晶表示板（ＬＣＤ）３０やバックライト装置３１を介在させてもよい。
【００３８】
液晶表示板３０は、接触操作板１３の背面側に重ねるように配置し、接触操作板１３を介して内容を表示することが出来るようになっている。この液晶表示板３０をこのように配置することで、機器の制御に関する情報等を表示することができ、また、モード切替等において、操作領域内に表示される内容を変更することができる。
【００３９】
液晶表示板３０による表示は、図示しない液晶表示ドライバの制御によって表示され、操作区域１６の数や大きさ、或いはその他の表示を機器の動作状態に応じて変更できるようになっている。
【００４０】
また、この液晶表示板３０は、液晶表示板３０の背面側に重ねて配置されたバックライト装置３１によって背面側より照光を行うことができる。
【００４１】
バックライト装置３１は、バックライト用導光板３２と、反射板３３と、バックライト用導光板３２と反射板３３とを積層配置に支持する支持ホルダー３４とを備え、バックライト光源３５よりバックライト用導光板３２に光を照射することによって、液晶表示板３０の内容を背面側より照光するようになっている。
【００４２】
バックライト用導光板３２は、表面、即ち液晶表示板３０と対向する面に、拡散シート３６が貼り付けられた透明なアクリル板によって形成されている。
【００４３】
反射板３３は、導光板側表面が白色に塗装された板状材であり、これをバックライト用導光板３２の背面側に重ね合わせることによって、バックライト光源３５で発光されたバックライト光は、バックライト用導光板３２の内部で散乱しながら導光され、接触操作板１３の表面側からは、液晶表示板３０の表示の背景全体がバックライト光によって照光されたように目視される。
【００４４】
バックライト装置３１は、背景色を変えたり、点滅させたりできるようになっている。また、複数のバックライト装置３１を各操作区域１６ａ，１６ｂ…に合わせて備え、各バックライト装置間を仕切板等によって仕切ることで、各バックライト装置３１による照光を操作区域毎に変えることができる。
【００４５】
尚、反射板３３、支持ホルダー３４及びプリント配線基板２２には、各光検出手段１８の発光素子２３及び受光素子２５の位置に合わせて導光孔３７，３７…が連通して穿孔されている。このようにすることによって、発光素子２３より固有光信号を好適に発光することができ、また、受光素子２５は好適に固有反射光信号を受光することができる。
【００４６】
また、上述の実施例では、入力判定手段として操作パネルと別体に設けられたコンピュータを用いた例について説明したが、操作パネルの内部に入力判定装置を内蔵したものであってもよい。
【００４７】
【発明の効果】
上述のように、本発明に係る接触入力装置は、接触検出手段及び光検出手段によって検出された検出信号を基に入力操作を判定するようにしたことにより、軽く触れるだけで入力操作を行うことができるので耐久性に優れ、更に、接触検出手段を併用したことで、光検出手段を虫等が横切ることによって起こる誤作動を防止できる。また、各部位が積層構造となっているので、防水処理を施しても表面部をほぼフラットな状態にすることができ、デザイン上の制約も少なく、風呂場等の水、湿気が多い場所や、その他公共の場所などでも使用することができる。
【００４８】
更に、接触検出手段に圧電素子を用いることで、接触操作板に対して指等が接触した際の圧力によって生じた接触操作板の歪みを高感度で検知することができる。また、圧電素子は組み込みが簡易であるので安価に設置することができる。
【００４９】
接触操作板を介して所望の表示を行う透光性の液晶表示板を、接触操作板と光検出手段との間に介在させることによって、機器の操作内容や入力操作を補助する表示等を接触操作板上に投影することができ、更には場合によって表示を変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る接触式入力装置の概略を示す正面図である。
【図２】図１中の操作パネルを示す縦断面図である。
【図３】同上の構造を示すブロック図である。
【図４】発光ユニットより発光される固有光信号のタイミングチャートである。
【図５】従来の押圧式入力装置を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１０　操作パネル
１１　コンピュータ（入力判定手段）
１２　外殻ケース
１３　接触操作板
１４　露出窓
１５　取付け凹部
１６　操作区域
１７　接触検出手段
１８　光検出手段
１９　操作体
２０　圧電素子
２１　増幅回路
２２　プリント配線基板
２３　発光素子
２４　発光ユニット
２５　受光素子
２６　受光ユニット
２７　ドライバ
２８　増幅回路
２９　ローパスフィルタ（ＬＰＦ）
３０　液晶表示板
３１　バックライト装置
３２　バックライト用導光板
３３　反射板
３４　支持ホルダー
３５　バックライト光源
３６　拡散シート
３７　導光孔
【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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