JPH0412571B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 この発明は指等の接触に応じてスイツチングを
行なうタツチスイツチに関し、特にスイツチとし
て作動している間、スイツチ部自体を発光させて
動作状態を視覚により確認できるようにしたタツ
チスイツチに関する。

(ロ) 従来技術 従来のタツチスイツチには、タツチ操作に対応
して電気信号の変化を取り出すものに、異種の金
属薄板を接合し２層構造にしてタツチ面を形成
し、そのタツチ面を押圧することによるタツチ面
の歪みによつて生じる電圧の変化を取り出す圧電
素子等を利用した圧力スイツチを用いたもの、ガ
ラスやプラスチツク表面に透明電極を２層構造に
して全面を覆うように被着することによりマトリ
ツクス電極を形成し、その透明電極からなるタツ
チ面の一部に触れることによつてその電極部分を
通電状態にし、その電流の変化によつてリレーの
磁性に変化を与え、リレーの接点を作動させるよ
うにしたもの、またガラス表面に導電性薄膜を蒸
着し、このタツチ面に触れることにより、裏面に
設けた透明電極間の静電容量を変化させるように
したものがある。これら構成に各特徴を有するタ
ツチスイツチについて、スイツチング動作に対応
してタツチ操作部を発光させるようにすると、こ
れらによつて作動させる機器の動作状態が視覚上
直接に確認できるので都合がよい。

しかしながら、圧力センサを用いたものはタツ
チ板が金属であるため、発光素子を設けてもタツ
チ板を透過しないので、スイツチ自体を発光させ
ることはできない。リレーの磁性に変化を与える
ものは、タツチ板裏面全面に透明電極が配置され
ているので、タツチ板裏面にスイツチング動作に
応じて発光する発光素子を設け、スイツチ操作部
を発光させることはできるが、透明電極の透過性
が良くないため実用性に適する程に発光しない。
また、静電容量を変化させるものは、発光素子の
発光透過性の点については問題とならないが、タ
ツチ電極とスイツチング回路とを接続するリード
電極がタツチ板の表面側から側面に沿つて迂回し
タツチ板の裏面側へ導かれてコの字状に配設され
ているので、単にスイツチ部全体を発光させるだ
けでなく、スイツチ部を複数の発光区画に分けて
指を触れた区画だけを発光させるようにスイツチ
部を構成（後述の第１０図参照）しようとする
と、リード電極の配設や発光素子への配線等が非
常に複雑になるといつた問題があり、また、リー
ド電極がタツチ板の側面から出つ張るため、複数
のタツチスイツチをパネルに嵌め込んで装着し、
それぞれのタツチスイツチを独立して作動させる
ように構成（後述の第１１図参照）しようとする
と、パネルの加工が面倒になるなどといつた問題
があり、スイツチ部の構成や使用形態に自由度が
少ない。

(ハ) 発明が解決しようとする問題点 この発明は、上記従来のタツチスイツチがその
構造上発光素子を設置してスイツチ動作に対応し
て発光させるのに不適であつたり、発光させるこ
とができてもスイツチ部の構成やタツチスイツチ
の使用形態に制約がある欠点を解消するためにな
されたものである。

(ニ) 問題点を解決するための手段 この発明に係るタツチスイツチは、透明板の表
面に網目状にタツチ電極が形成された接触作動板
を第１層とし、透明板に光透過性材料によつて文
字、図形等の図案が描かれた図案板並びに同じく
透明板に前記図案板における図案に対応して適宜
の位置に発光素子を埋設するとともに裏面全体に
鏡面が形成された発光板を第２層とし、さらに平
面板の裏面側にスイツチング回路の配線用回路並
びにこの回路に電気的に接続するスイツチング回
路が形成された回路板を第３層としてこれらを順
次積層するとともに、前記第１層をなす接触作動
板、第２層をなす図案板及び発光板、並びに第３
層をなす回路板のそれぞれに、同一位置において
小孔を穿設し、それらの小孔にリード用金属ピン
を貫通埋設し、このリード用金属ピンによつて前
記第１層をなす接触作動板のタツチ電極と第３層
をなす回路板の配線用回路とを電気的に接続して
なることを特徴とする。

(ホ) 作用 この発明に係るタツチスイツチは、上記のよう
に積層構造とされ、その上面の接触作動板のタツ
チ電極と下面の回路板の回路層とが、積層構造部
に貫通埋設されたリード用金属ピンで接続されて
おり、タツチ電極に人体が触れると、回路層に接
続したスイツチング回路が、人体による接触容量
成分若しくはタツチ電極間に形成される人体によ
る接触抵抗成分を検出して作動し制御対象をスイ
ツチングする。このとき制御対象のスイツチング
に対応して、発光板に埋設した発光素子に通電す
るようにしておくことにより、発光素子が発光す
る。発光板の発光素子が発光することにより、そ
の光は発光板裏面にアルミ蒸着によつて形成した
鏡面での反射光とともに図案板を経て接触作動板
の網目状タツチ電極間を透過する。したがつて、
スイツチング作動に対応して図案板に任意に印刷
して描いた図柄を接触作動板に浮かび上がらせて
スイツチ自体を発光させることができる。

(ヘ) 実施例 第１図はこの発明の実施例であるタツチスイツ
チの各構成部分とこれらが積層されてタツチスイ
ツチとして構成された状態を示す斜視図である。
タツチスイツチ１本体はガラス板からなる接触作
動板２と、プラスチツク板からなる図案板５及び
発光板６と、ガラス板からなる回路板１１と、ス
イツチング回路素子を収納した電気回路部品収納
箱１４とが積層されて構成される。

接触作動板２は第２図に示すように、まずガラ
ス基板に裏面側に広がりを有する穿設孔４が設け
られ（同図ａ）、次にガラス基板上にレジスト層
を印刷によつて成層し（同図ｂ）、マスキング、
光硬化、エツチング等の工程を経て網目状アルミ
蒸着層としてのタツチ電極３が形成されている
（同図Ｃ）。このとき穿設孔４近傍のタツチ電極の
一部はそのアルミ層が、穿設孔４の内部に蒸着に
よつて入り込んだ状態になつている。タツチ電極
３が網目状に形成された接触作動板２の表面側か
らみた外観を第６図に示す。

図案板５及び発光板６は透明なプラスチツク板
からなり、図案板５の表面には光を透過する印刷
インキによつて文字、図形等を描いた印刷層８が
形成されている。また図案板５の裏面には、発光
素子１０を図案板の図案に対応する適宜の位置に
埋設した発光板６が接着されている。この発光板
６の裏面には鏡面となるアルミ蒸着層９が形成さ
れている。これら両板に対して先端を引きちぎつ
た形状に切断したリード用アルミピン７が貫通埋
設されている。リード用金属ピンとしては他に銅
やハンダ用合金属等を使用できるが、後述するよ
うに外力によりひしやぐ程度の硬度のものがよ
い。発光板６裏面の鏡面を形成するアルミ蒸着層
とこのリード用アルミピン７は互いに接触しない
ように、ピンの脇部でアルミ蒸着層がはがされて
いる。発光板６に埋設された発光素子１０の、各
板が積層された際の埋設状態を第７図に示す。

回路板１１は第４図に示すように、ガラス基板
に接触作動板２と同様の工程を経て表面側に広が
りを有する穿設孔１２が設けられ、裏面側におい
てスイツチング回路の配線用回路層１５が形成さ
れている。回路層１５が形成されるとき、接触作
動板２と同様に穿設孔１２の内部にアルミ蒸着層
としての回路層１５が蒸着によつてはいり込んだ
状態になつている。

電気回路部品収納箱１４は、スイツチング回路
を構成するICやトランジスタ素子１６を収納し、
第４図に示すようにそれらの接続ピンを回路板１
１の回路層１５に接続する。また収納箱１４には
図示しないスイツチング対象との接続を図る外部
リードピン１７が設けられているが、これと内部
収納素子との接続の詳細は省略する。

本実施例では収納箱を設け、スイツチング回路
構成素子を収納しているが、ハイブリツドICを
構成して、回路板１１裏面に配線用回路層とスイ
ツチング回路素子を一体的に形成するようにして
もよい。

上記のように各形成される各板は、第５図に示
すようにタツチスイツチ本体１の第１層をなす接
触作動板２と第３層をなす回路板１１との穿設孔
４，１２に、第２層をなす図案板５と発光板６に
埋設したリード用アルミピン７の両端を挿入装着
して積層される。これらリード用アルミピン７の
埋設位置と穿設孔４，１２の位置は、当然ながら
あらかじめ位置合せを行なつておくものである。
この際各穿設孔内部側にはタツチ電極３並びにス
イツチング回路の配線用回路層１５を形成するア
ルミ蒸着層がはいり込んでおり、リード用アルミ
ピン７を挿入したときにピン先端部周囲にアルミ
蒸着層が接着する。これら各板を積層して後、圧
着することにより、リード用アルミピン７はひし
やげてアルミ蒸着層との接着が確実なものとな
る。したがつてこのリード用アルミピン７によつ
てタツチスイツチ本体１表面のタツチ電極３と裏
面の回路層１５とが電気的に接続されることにな
り、タツチ電極３に流す微弱電流をタツチ電極に
人体が触れることにより変化し、この変化をリー
ド用アルミピン７によつて接続される回路層１５
に接続した電気部品収納箱１４内に構成したスイ
ツチング回路が検出して作動し、収納箱１４の外
部リードピン１７に接続される制御対象をスイツ
チングする。また図示はしていないが、制御対象
側の電源部から発光板６に埋設した発光素子１０
に電力供給線が接続されており、制御対象がスイ
ツチングされることにより通電し発光するように
構成されている。発光板６の裏面に鏡面となるア
ルミ蒸着層９が形成されているので、単に発光素
子を発光させる場合に比べ、この鏡面での反射光
も合わさり発光度は高い。

上記のように構成されるタツチスイツチの使用
について説明する。たとえば第８図ａ，ｂ，ｃに
示すようにスイツチ操作パネル２０にタツチスイ
ツチ本体１をその装着孔に順次はめ込んで操作盤
を構成するようにする。各タツチスイツチをたと
えば数種の室内灯の明減用スイツチに対応させて
各配線をしスイツチ操作パネル２０を室内壁に埋
設設置する。同図ｃはまん中のスイツチがスイツ
チング作動をしていることを示し、図案板に描い
た図柄が浮かび上がつて発光している状態を示
す。スイツチ操作パネル２０自体をタツチスイツ
チ本体１と同様の積層構造にしておけば、夜間は
パネル側を発光させることにより、スイツチ位置
を容易に確認することができる。このように従来
設置されているスイツチを本発明に係るタツチス
イツチと容易に置き換えることができる。

また各構成したタツチスイツチを配列して操作
パネルを作成するのみならず、第９図に示すよう
に操作パネル全面を接続作動板２とし、図案板
５、発光板６、回路板１１、電気回路部品収納箱
１４を、上記と同様にリード用アルミピン７を埋
設して積層しスイツチ部として一体的に構成する
こともできる。このように構成するときはスイツ
チング対象は１つとなるが、図案板５全面を利用
した図案を印刷するとともに、発光板６に図案に
応じて各種色合いを持たせて発光素子１０を埋設
しておくことにより、操作パネルとしての接触作
動板２全面に額縁絵の如くにして図柄を浮かび上
がらせることができる。したがつて、応接間など
の照明器具のスイツチとして利用すれば、単なる
スイツチとして機能するのみならず、室内の装飾
性を高める機能も果たすことができる。このよう
な機能も発揮しうるタツチスイツチとして構成し
うる点に、積層構造をとる各板の役割並びにタツ
チ電極とスイツチング回路部との接続が自在に埋
設できる立設リードピンで行なうことが本発明を
特徴づけるポイントとして作用するものである。
このように操作パネル全面をスイツチ部として一
体的に構成する場合、第１０図に示すようにタツ
チ電極３を図中長円形として分離独立するように
構成し、各分離部に対応するスイツチング回路を
設け、埋設するリード用アルミピンで接続するよ
うに構成すれば、第８図に示すように構成したス
イツチ操作パネルと全く同じ形になる。一体的に
構成できるので制作過程の手数が省略できる利点
がある。

また、第１１図に示すように多数のタツチスイ
ツチ１本体に抵抗素子またはコンデンサを内蔵し
その電流変化や電気容量の変化に連続的な差をも
たせて、指頭が接触した際の各変化値を検出し
て、接触したものが発光するように鍵盤パネル３
０に装着し、そのスイツチングによつて発音回路
が作動するように構成すれば発光型鍵盤も製作す
ることができ、更には同様にして発光型音量調節
器、検波器なども製作することができる。

尚、接触作動板２に形成される網目状のタツチ
電極３はアンテナとしても作用するので、電波等
を利用したリモートコントロール装置を設けて、
人体を接触させずに遠隔からスイツチングを行な
わせることもできる。

(ト) 効果 この発明に係るタツチスイツチは上記のように
構成され、作動するので、タツチスイツチとして
人体のもつ静電圧という直流低電圧によつて作動
し、高電圧部をセンサー部から分離できるという
効果のみならず次のような特有の効果を有する。

(i) スイツチング作動に応じて、スイツチ部自体
を発光させることができ、しかもそのスイツチ
ング対象を示すものや、装飾性を高めるような
図案を接触面にかび上がらせて、スイツチング
対象の作動継続状態を視認することができる。

(ii) 発光させるについて、透明なガラス板、プラ
スチツク板を用いて積層し、積層板の表面と裏
面に形成されたタツチ電極とスイツチング回路
とがその上下の積層方向に埋設されたスペーサ
をとらない最短距離をとるリードピンによつて
接続されるとともに、プラスチツク板に対して
必要な位置に自由に発光素子を埋設でき、図案
板に印刷されるデザインに対してその輪郭線下
や輪郭線の包囲面下に各種色合いの発光素子を
埋設できるので、使用する場所や用途に応じて
かなり自由に図案のデザインが行なえる。

(iii) 網目状に形成されたタツチ電極部をアンテナ
として利用することにより、タツチスイツチと
してのスイツチングを遠隔的に行なうことも容
易にできる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例であるタツチスイツ
チの各構成部分とこれらが積層されてタツチスイ
ツチとして構成された状態を示す斜視図である。
第２図ａ，ｂ，ｃは接触タツチスイツチの第１層
をなす作動板にタツチ電極が形成される工程を示
す図である。第３図はタツチスイツチの第２層を
なす図案板と発光板との構成を示す部分断面図で
あり、第４図は第３層をなす回路板裏面にスイツ
チング回路素子を収納した電気回路部品収納箱を
接続した状態を示す部分断面図であり、第５図は
各層を積層して構成したタツチスイツチの部分断
面図である。第６図は接触作動板の表面に形成さ
れたタツチ電極を示す部分平面図である。第７図
は発光板に埋設された発光素子の埋設状態を示す
説明図である。第８図ａ，ｂ，ｃは実施例のタツ
チスイツチをスイツチ操作パネルに装備する工程
を示す斜視図である。第９図、第１０図は変形実
施例の構成を示す斜視図である。第１１図は実施
例のタツチスイツチを用いて構成した発光型鍵盤
を示す斜視図である。 １……タツチスイツチ本体、２……接触作動
板、３……タツチ電極、４，１２……穿設孔、５
……図案板、６……発光板、７……リード用アル
ミピン、８……図案印刷層、９……アルミ蒸着
層、１０……発光素子、１１……回路板、１４…
…電気回路部品収納箱（スイツチング回路形成
層）、１５……配線用回路層、１６……スイツチ
ング回路素子。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 透明板の表面に網目状にタツチ電極が形成さ
   れた接触作動板を第１層とし、透明板に光透過性
   材料によつて文字、図形等の図案が描かれた図案
   板並びに同じく透明板に前記図案板における図案
   に対応して適宜の位置に発光素子を埋設するとと
   もに裏面全体に鏡面が形成された発光板を第２層
   とし、さらに平面板の裏面側にスイツチング回路
   の配線用回路並びにこの回路に電気的に接続する
   スイツチング回路が形成された回路板を第３層と
   してこれらを順次積層するとともに、前記第１層
   をなす接触作動板、第２層をなす図案板及び発光
   板、並びに第３層をなす回路板のそれぞれに、同
   一位置において小孔を穿設し、それらの小孔にリ
   ード用金属ピンを貫通埋設し、このリード用金属
   ピンによつて前記第１層をなす接触作動板のタツ
   チ電極と第３層をなす回路板の配線用回路とを電
   気的に接続してなるタツチスイツチ。