(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
柔軟性のあるフィルムと、フィルム面上に縦、横に複数配置されている個別スイッチを設けたスイッチ部と、個別スイッチと引き出し線を介して接続する切換器と、切換器に引き出し線を介して接続される、コンデンサと抵抗で周波数を生成する周波数生成部と、周波数生成部で生成された周波数を読み取るインプットキャプチャと、インプットキャプチャで読み取った周波数を格納するメモリ部と、電源切断後も前記メモリ部に格納したデータが消えないフラッシュメモリと、個別スイッチのＯＮおよびＯＦＦの状態を他の装置へ転送する為のシリアル通信部を有し、スイッチのＯＮ、ＯＦＦを判断するために静電容量を用いた静電容量方式のスイッチであって、フィルムの外縁と、個別スイッチを設けたスイッチ部の間には、切換器と個別スイッチを接続する引出線が配置されており、前記フィルム上に設けられている縦、横に複数配置されている個別スイッチを設けたスイッチ部には、個別スイッチの端部を、フィルム折り曲げのための折曲線とし、複数設けられている個別スイッチのうち、折曲線を境に引出線を配置した面を内側面とし、この内側面には、縦に並列に設けたスイッチの間に、縦一列のスイッチが入るための空白部を設け、引き出し線を配置していない面を外側面とし、外側面には縦一列のスイッチを設け、折曲線を基準にして折り曲げることで、前記内側面に設けた空白部に、前記外側面に設けた縦一列のスイッチが、収まることを特徴とする静電容量方式のスイッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スイッチが導電性のパターンで形成されており、スイッチは切換器を通じコンデンサと抵抗で生成された周波数を、ＣＰＵに接続されたインプットキャプチャで読み取り、指が導電性のパターンで形成されたスイッチに、触れた時または触れていない時に、インプットキャプチャで読み取られた周波数の変化量により、予め定めた変化量値を超えた場合をスイッチのＯＮとし、変化しない場合をＯＦＦとしたスイッチのＯＮまたはＯＦＦの状態を検出できる静電容量方式のスイッチのパターンに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
静電容量方式のスイッチは、導電性のパターンで形成され、指が導電性のパターンで形成されたスイッチに触れた場合をスイッチのｏｎとし、スイッチに触れていない場合をＯＦＦとする。スイッチの制御は、コンデンサと抵抗とで作られる周波数の変化量で行う。導電性のパターンで形成されたスイッチと、切換器を通じコンデンサと抵抗で作られる周波数（以下、周波数生成部とする。）を読み取るインプットキャプチャと接続するためには、引き出し線が必要である。静電容量方式の制御基板は、銅を貼り付けた基板（以下、銅基板１とする。）を使用する。銅基板１にスイッチおよび配線パターンを形成する場合は、スイッチおよび配線パターン、切換器、インプットキャプチャを銅基板１の同一面に配置し、配置後エッチング処理により銅を溶かし必要なパターンを残すことで、スイッチは切換器を通じ、インプットキャプチャに直接配線することができる。
【０００３】
図１に示すように、銅基板１の表面に縦３列、横４行にスイッチ２を配置し、各スイッチ２の番号を１番から１２番とする。スイッチ番号１〜４、６，７、９〜１２の１０個のスイッチは、個別スイッチ２の外側より配線パターン４を出すことができ、切換器５を通じ周波数生成部とインプットキャプチャ（共に図示せず）へ接続することができる。銅基板１は表面、裏面とも銅が貼り付けられており、表面と裏面をつなげて電気を通すには、銅基板１に表面、裏面を貫通する穴を設け、穴の内側に電気を通すための銅のメッキを施したスルーホール３を設けることにより行う。
【０００４】
表面のスイッチ番号５および番号８のスイッチの中心部より、電気を通すことができるスルーホール３を設け、裏面の配線パターン４とつなぐことで、前記スイッチより配線パターンへ電気を通すことができる。表面に設けた切換器は表面の配線パターンをつなぐことで、電気を通すことができ、スイッチ番号５および番号８のスイッチの電気容量は、配線パターン４とスルーホール３を設け、切替器５を通じ、周波数生成部とインプットキャプチャ（共に図示せず。）へ伝えることができる。銅基板１は表面と裏面とは、スルーホール３を設けることでつなぐことができるため、各スイッチ２の間の隙間を無くし、スイッチ番号１〜番号１２のスイッチの形状は同じ形状（同じ電気容量のスイッチ）にできることが知られている。
【０００５】
スイッチおよび配線パターンをフィルム上に形成する場合は、フィルム６の表面に導電性物質を印刷することで行う。個別スイッチの配線パターンの引き出し方について別の例を、図２を参照して説明する。フィルム６の同一面に縦３列、横４行にスイッチを配置し、各スイッチの番号を１番から１２番とする。スイッチ番号１〜４、６，７、９〜１２の１０個のスイッチは、各スイッチの外側より配線パターン４を出すことができ、各スイッチとコネクタの端子８とを配線パターン４でつなげる。スイッチ番号５および番号８とコネクタの端子８をつなげる配線パターン４は、スイッチ番号５および番号８を囲んだスイッチ（スイッチ番号１〜４、番号６、番号７、番号９〜１２）の１０個のスイッチの間を通し外側へ出す必要がある。ここで、番号５のスイッチは、番号１のスイッチと番号４のスイッチの間を通しコネクタの端子８とを配線パターン４でつなげる。
【０００６】
番号８のスイッチは、番号７のスイッチと番号１０のスイッチの間を通しコネクタの端子８とを配線パターン４でつなげる。番号５のスイッチよりの配線パターン４は、番号１のスイッチと番号４のスイッチの間を通すため、番号１のスイッチと番号４のスイッチの縦寸法を小さくし、配線パターン４を通す隙間を設けコネクタの端子８につなげることができる。また、番号８のスイッチよりの配線パターン４は、番号７のスイッチと番号１０のスイッチの間を通すため、番号７のスイッチと番号１０のスイッチの縦寸法を小さくし、配線パターン４を通す隙間を設けコネクタの端子８につなげることができる。この配線パターン４によりフィルム６の同一面に縦３列、横４行のスイッチを、配置できることが知られている。
【特許文献１】特開２００５−０８４９８２号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記したように静電容量方式のスイッチに用いられた銅基板１は、表面と裏面とをスルーホールを設けることでスイッチと配線パターンをつなげ、同一面上に同じ形状のスイッチを形成することができる。しかし、曲面を持たせた場所に銅基板１を使用した場合、前記、スルーホールを形成するには、基板の厚さが必要である。また、基板の材質も銅のため、曲面に合わせてスイッチを曲げて使用することはできない。そのため、曲面を持たせた製品には銅基板１を使用することはできないのが現状である。
【０００８】
曲面を持たせた場所には、導電性パターンを配置でき曲げることができるフィルム上にスイッチを形成したものが必要となる。スイッチに指が触れた時、スイッチと指との間に電気容量（以下容量とする。）が発生する。同じ形状のスイッチに指が触れた場合、スイッチと指との間に発生する容量は同じになる。形状が同じスイッチでは、指が触れていない時の容量も同じになる。スイッチに指が触れたときをＯＮとし、触れていない時をＯＦＦとし、スイッチと指との容量はスイッチの形状が同じなためＯＮおよびＯＦＦを決める閾値は同じにすることができる。
【０００９】
しかし、図３に示したように、スイッチとスイッチの間に配回された配線パターン４上に指９が触れたとき、指９と配線パターン４との間で容量１０が発生する。そのため、前記スイッチとスイッチの間に指が触れた時の容量の変化も考慮しなければならない。また、図３に示したように配線パターン４を通すために、スイッチの形状をかえなければならず、配置したスイッチの形状が異なることで、電気的な容量が違うため、ｏｎおよびｏｆｆを判断する閾値を統一できないという課題があった。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は前記縦、横に配置したスイッチで、前記スイッチ間を通す配線パターンを無くすことで、各スイッチの隙間を無くせ、スイッチの形状を同じにできことで、スイッチと指との容量は同じになり、スイッチのＯＮおよびＯＦＦを判断する閾値を統一することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明は図４に示すように、フィルム６上の同じ面に配置されたスイッチの番号を１番から１２番とし、１番、４番、７番、１０番のスイッチと３番、６番、９番、１２番のスイッチの間に２番，５番、８番、１１番のスイッチを配置するための空白部２４を設け、３番、６番、９番、１２番のスイッチの右端部に折曲線１１を設ける。この折曲線１１の右側に前記した空白部２４に配置される２番、５番、８番、１１番のスイッチを設ける。また、１番、４番、７番、１０番の左側に銅基板１に配置した前記コネクタと電気的につなげるためのコネクタの端子８を設け、コネクタの端子８と個別スイッチとの接続は、つなぐための空間がフィルム６上に設けられ、配線パターン４を設けコネクタの端子８と個別スイッチとをつなぐことができる。
【００１２】
本発明は図４で示したフィルム６上に設けた折曲線１１を図５で示すように、折曲線１１の右側に設けた２番、５番、８番、１１番のスイッチが、前記折曲線１１を折り曲げることにより、１番、４番、７番、１０番のスイッチと３番、６番、９番、１２番のスイッチの間に設けた空白部２４に配置でき、前記スイッチ間の配線パターン４を６番および９番のスイッチの裏側に設けることで、個別スイッチ間の隙間をなくせ、個別スイッチの形状を同じにすることができる。
【実施例１】
【００１３】
本発明の静電容量方式スイッチを、図６を用いて構成を説明する。本願の静電容量方式スイッチは、指９を接触させるための導電性パターンで構成されたスイッチ部（以下パネルスイッチ１６とする。）を有する。パネルスイッチ１６は、引出線２３を介して切換器５に接続し、切換器５はパネルスイッチ１６の接続したいスイッチのみを、コンデンサ（Ｃ１）と抵抗（Ｒ１）と周波数を生成させるための周波数生成部１７で生成された周波数を読み取り、制御を行う周波数制御部（以下インプットキャプチャ１８とする）に接続し、切換器５の選択およびインプットキャプチャ１８の制御を行うＣＰＵ１２、パネルスイッチ１６を制御するためのプログラムが格納されているメモリ部（以下ＲＯＭ１３する。）、パネルスイッチ１６の制御プログラムを動作させるためのバッファおよび、インプットキャプチャ１８で読み取られた周波数を格納し、たえず読み取られた周波数を更新して読み書きができるメモリ部（以下ＲＡＭ４とする。）、パネルスイッチ１６をＯＮ又は、ＯＦＦ状態にするための周波数の設定値を格納でき、また、パネルスイッチ１６の中心に指９が触れた時の周波数、パネルスイッチ１６に指９が触れていない時の周波数の設定値を格納でき、電源を切っても周波数の設定値として格納したデータが消えないメモリ部（以下ＥＥＰＲＯＭ１５とする。）、図示しない接続された機器へ、パネルスイッチ１６の入力状態（スイッチの状態がＯＮまたはＯＦＦ）のデータの送信および送信制御のためのコマンドをシリアル方式で受信できるシリアル通信部（以下ＳＩＯ１９とする。）、パネルスイッチ１６を動作させるため、外部から供給する電源部（以下電源部２０）より構成されている。
【００１４】
次にインプットキャプチャ１８の制御方法を説明する。インプットキャプチャ１８は、固定された周期の周波数が電源部２０に電源投入と共に絶えず発生する。周波数生成部１７で生成された周波数を、インプットキャプチャ１８内の固定の周波数でサンプリングし、周波数生成部１７の周波数の１周期に対し、インプットキャプチャ１８で固定された周期の周波数データがいくつ入るかの機能を有している。インプットキャプチャ１８で発生する固定の周波数は、周波数生成部１７で発生する周波数より早い周波数で発生されている。図６の周波数生成部１７で生成された周波数がＬＨｚとして、インプットキャプチャ１８で発生する固定の周波数をＮＨｚとした場合、周波数生成部１７より発生する周波数は、インプットキャプチャ１９より発生する周波数のＬ／Ｎ個のデータとしてＣＰＵ１２が読み取ることができる。
【００１５】
パネルスイッチ１６に、指９が触れていない時、指９の容量は発生しなく、周波数生成部１７で生成される周波数は、コンデンサ（Ｃ１）と抵抗（Ｒ１）とで生成され、周波数値としてはｆ＝１．４４／（Ｃ１＊Ｒ１）で求められる。
【００１６】
指９がパネルスイッチ１６に触れたとき、指９の容量であるコンデンサ（Ｃ３）が切換器５を通じ、コンデンサ（Ｃ１）と抵抗（Ｒ１）に接続される。周波数値としてはコンデンサ（Ｃ１）に対し、指９の容量であるコンデンサ（Ｃ３）が並列に接続するため周波数としてはｆ＝１．４４／（（Ｃ１＋Ｃ３）＊Ｒ１）となり周波数は遅くなる。インプットキャプチャ１８で発生する固定の周波数は、予め指９が触れる前と同じ周波数ＮＨｚを発生しているため、周波数生成部１７より発生された周波数ＭＨｚがコンデンサ（Ｃ３）分遅くなり、インプットキャプチャ１８より発生する固定の周波数のＭ／Ｎ個のデータとしてＣＰＵ１２は読み取ることができる。
【００１７】
インプットキャプチャ１８で読まれる値として、指９がパネルスイッチ１６に触れていない時の周波数はＬ／Ｎで、指９がパネルスイッチ１６に触れた時の周波数は、Ｍ／Ｎとなり数値の比較としては、（Ｌ／Ｎ）＜（Ｍ／Ｎ）で（Ｍ／Ｎ）−（Ｌ／Ｎ）の数値分がパネルスイッチ１６に指９が触れた時の値となる。ここで指９がパネルスイッチ１６に触れ、スイッチがＯＮになる時の定義は、前記の式で示した（パネルスイッチ１６に指９が触れた時のインプットキャプチャ１８の値）−（パネルスイッチ１６に指９に触れていない時のインプットキャプチャ１８の値）で表される。パネルスイッチ１６に指９が触れて、スイッチがＯＮになるための条件の値は、初期値としてＥＥＰＲＯＭ１５に予め格納しておく。スイッチがＯＮになるための条件の値は、切換器５に接続された縦、横に配置されたパネルスイッチ１６ごとに値を決め、各パネルスイッチ１６のＯＮになるための条件値としてＥＥＰＲＯＭ１５に予め格納しておく。また、指９がパネルスイッチ１６に触れていないときをＯＦＦとし、パネルスイッチ１６がＯＦＦとなる条件値としてＥＥＰＲＯＭ１５に予め格納しておく。縦、横に配置した各パネルスイッチ１６の状態をＳＩＯ１９を通じ、図示しない接続された機器へ送信する。
【００１８】
本発明を縦３列、横４行のパネルスイッチを配置し、図７を用いて説明する。図７のパネルスイッチ１６の配置は、各のパネルスイッチの番号をスイッチの１番〜１２番に対し英文字のＡ〜Ｌが割付け、スイッチの状態がＯＮの時、各々の番号のスイッチに対し、大文字のＡ〜Ｌの文字（図７：ＯＮ状態の割付２１）がＳＩＯ１９を通じ図示しない接続された機器へ送信する。また、スイッチの状態がＯＦＦの時、各々の番号のスイッチに対し、小文字のａ〜ｌの文字（図７：ＯＦＦ状態の割付２２）がＳＩＯ１９を通じ図示しない接続された機器へ送信する。
【００１９】
縦３列、横４行に配置されたパネルスイッチ１６に指９が触れた時、インプットインプットキャプチャ１８で読みとられた値が、ＯＮになる規定値以上の値であればＯＮの状態として割り当てたスイッチの大文字をＳＩＯ１９を通じて図示しない接続された機器へ送信する。次に指９が触れたスイッチより指９を離した時、パネルスイッチ１６に触れていないため、インプットキャプチャ１８で読みとられた値がＯＦＦの状態として割り当てたスイッチの小文字をＳＩＯ１９を通じ図示しない接続された機器へ送信する。ここで縦４列、横３行のパネルスイッチ１６に対してＯＮ状態およびＯＦＦ状態を制御するスイッチとして使用できる。
【００２０】
図８を用いて指９とスイッチとの容量について説明する。図８は前記図４および図５で示したように、フィルム６に２番，５番、８番、１１番のスイッチを配置するための空白部２４と、３番、６番、９番、１２番のスイッチの右端部に折曲線１１と、この折曲線の右側に前記した空白部２４に配置される２番、５番、８番、１１番のスイッチを設け、折曲線１１を個別スイッチが内側になるように折り曲げて２番、５番、８番、１１番のスイッチが１番、４番、７番、１０番のスイッチと３番、６番、９番、１２番の間の前記空白部２４に隙間なく配置できるように作られたものである。
【００２１】
フィルム６上に設けられた折曲線１１を前記の方向へ折り曲げたとき、パネルスイッチの５番および８番のスイッチとつないでいる配線パターン４はパネルスイッチ１６の６番および９番のスイッチの裏側を通る。ここで、パネルスイッチ１６の６番のスイッチに指９が触れた場合、６番のスイッチと指９との間には容量１０が発生する。しかし、６番のスイッチの裏側に設けられた５番のスイッチとつないでいる配線パターン４と指６との間には、６番のスイッチが間に挟まることで容量が遮断され容量１０は発生しない。
【００２２】
また、パネルスイッチ１６の９番のスイッチに指９が触れた場合、９番のスイッチと指９との間には容量１０が発生する。しかし、９番のスイッチの裏側に設けられた８番のスイッチとつないでいる配線パターンと指６との間には、９番のスイッチが間に挟まることで容量が遮断され容量１０は発生しない。そのため、個別スイッチに指が触れてもスイッチとつないでいる配線パターン４との容量１０は発生しないため、同じ形状にできた個別スイッチに指９が触れた場合、全て同じ容量１０を得ることができ、また指が触れていない場合でも同じ容量を得ることができることで、パネルスイッチ１６の個別スイッチのＯＮおよびＯＦＦとなる閾値を同じにすることができる。
【００２３】
尚、本発明では縦３列、横４行のパネルスイッチで説明したが、これに限定されるものではなく、例えば縦５列、横５行のパネルで本願を実現するためには、内側に位置する個別スイッチが無くなるまで、空白部とこの空白部に配置される個別スイッチを設け、その時々でフィルムの端部に設けられる折曲線を折っていくことにより、実現することが可能なものである。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】銅基板１での配線パターン図
【図２】縦３列、横４列のフィルムでの配線パターン図
【図３】配線パターンと指との容量図
【図４】配線パターン図
【図５】折曲図
【図６】静電容量方式スイッチの構成図
【図７】パネルスイッチの割付図
【図８】配線パターンと指との容量図
【符号の説明】
【００２５】
１    銅基板
２    スイッチ
３    スルーホール
４    配線パターン
５    切換器
６    フィルム
７    コネクタ
８    コネクタの端子
９    指
１０  容量
１１  折曲線
１２  ＣＰＵ
１３  ＲＯＭ
１４  ＲＡＭ
１５  ＥＥＰＲＯＭ
１６  パネルスイッチ
１７  周波数生成部
１８  インプットキャプチャ
１９  ＳＩＯ
２１  ＯＮ状態の割付
２２  ＯＦＦ状態の割付
２３  引出線
２４  空白部
【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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