JPS6266524A - 機器の入力装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、各種機器に用いられる静電容量方式を用いた
機器の入力装置に関するものである。

従来の技術 従来、タッチスイッチとして、静電容量方式を用いた入
力装置は、入力部に強化ガラス等の誘電体を使用するた
めに、塵埃や水滴の侵入等を防ぐ構造を容易に実現する
ことが可能であり、信頼性の向上を図るためにより利用
されるようになってきている。

以下、図面を参照しながら、従来の静電容量方式を用い
た入力装置について説明を行う。

第４図において、１は強化ガラス等の誘電体からなる平
板状パネル、２は駆動電極、２１は駆動電極２に接続さ
れた駆動信号線、３は検知電極、３１は検知電極３に接
続された検知信号線であり、４はフレキシブルプリント
基板である。駆動電極２と検知電極３は互いに略平行し
また駆動電極２゜駆動信号線２１．検知電極３．検知信
号線３１はフレキシブルプリント基板４上に複数対構成
しておす、カつ、フレキシブルプリント基板４は、平板
状パネル１の裏面に設けである。５は、交流まだはパル
ス状電圧等を発生する電源であり、駆動信号線２１を介
して駆動電極２に接続されている。

６はそれぞれの検知信号線３１を介した信号レベルと基
準電位”ＲＸＦ　　を比較し、その結果を出力するコン
パレータ等で構成された検知部である。７は、検知部６
の出力信号により、スイッチのオンオフ等の所定の制御
を行なうマイクロコンピュータ等を含んだ制御部である
。８は、駆動電極２と検知電極３の対向面の平板状パネ
ル表面に酸化スズなどの導電体を蒸着等の方法で構成さ
れたタッチ電極で、このタッチ電極８に使用者が指で触
れることになる。

第５図は、従来例の一対の駆動電極２と検知電極３の断
面図である。ここでｃｏは人体の静電容量、Ｃ１は駆動
電極２とタッチ電極８間の静電容１・、Ｃ２は検知電極
３とタッチ電極８間の静電容量、Ｃ，は平板状パネル１
を介した駆動電極２と検知電極３間の静電容量、Ｃ４は
フレキシブルプリント基板４のペース材（たとえばポリ
エステル樹脂等）を介した駆動電極２と検知電極３間の
静電容量である。

以上のように構成された入力装置の動作について説明す
る。ｔず使用者がタッチ電極８に触れない場合を考える
と、この時流れる電流は、タッチ電極８を介して直列接
続となる’１＋’２に流れる電流と、Ｃ５に流れる電流
とＣ４に流れる電流の和となり、これにより決定される
電位ｖ１　が、検知信号線３１を介して検知部６に入力
される。一方使用者がタッチ電極８に触れると、人体の
大地に対する静電容量ｃｏを介して大地に電流が流れ、
これにより決定される電位ｖ２が検知信号線３１を介し
て検知部に入力されることになり、検知部６に入力され
る基準電位”ＲＸＦをｖｌとｖｌの間に設定しておけば
タッチ電極８を介した使用者の設定を検知することが可
能になり検知部６から使用者の設定に応じた信号を制御
部子に入力することにより所定の制御を行なうものであ
る。

発明が解決しようとする問題点 上記したように、使用者のタッチ電極８へのり、チの有
無を検知するためには、検知部６における基準電位”Ｒ
ｌＦを使用者がタッチ電極８に触れる前の電位ｖ１　　
と、触れた時の電位ｖ２の間に設定するのであるが、通
常、この種の入力装置はオン・オフなどの少なくとも２
ヶ以上の複数のタッチ電極が必要となる０、し７かし、
複数対の、駆動電極２と検知電極３、及びそれらに接続
される駆動信号線２１と検知信号線３１をブレキう・ブ
ルブυント基板４に設けると、駆動電極と検知電極を一
対と１〜だ時の各電極対間または各信号線間の浮遊容量
等の影響によ粋、使用者がタッチ電極８に触れる前の電
位ｖ１　　と触れた時の電位ｖ２か各電極対によって異
なってくる。そこで、各電極対毎（二基準電位ｖｉｔｘ
ｙを設定すれば、解決すＺ・が、１〒）１芯構成、か衿
下雑になる恐れがある。したか−・千（１１−東何１１
のようｉ、ｒｊ兎動電極２及び検知電極３（７）仔１−
１債を変、ぐ−六り間隙を・調整す、ろことにより、各
夕、千電１（き（ｌこ対応−ｆ−る駆Ｕ１電極２と検知
電極３の静１．１見僅量を変化さぜ１．々、・チ電極８
に触れない時の電、位”１＋及びタッチ電極８に触れた
時の電位ｖ２　をシフトさせ、共通部分の電位ｖ１　　
と電位ｖ２の間に基準電位Ｖ□２を設定していた。この
方法では、駆動電極２及び検知電極３の面積を変えたり
、その間隙を調整して静電容量を変化させることになる
が、入カバネルの面積に限りがあり、複数の入カキ−を
平板状パネル１に設ける場合には、駆動電極２゜及び検
知電極３の面積の大きさが限定され駆動信号線２１及び
検知信号線３１の配線（パターン）の引き回わしのスペ
ースもなくなる恐れがある。

また、静電容量を変化させたことにより、隣接する電極
（駆動電極及び検知電極）への浮遊容量が増減し、設計
パターンが複雑になりまた各入カキ−に対する共通の基
準電位ｖＲＩＥＦを設定しにくくなる恐れかあ・−１た
。

本発明はこ・’７）　Ｊ：うな従来の問題点を解消し、
使用性と信頼性を高めた機器の入力装置を提供するもの
である。

問題点をＩＷ決するための手段 上記問題点を解決すＺ）ために、本発明は、駆動電極及
びそれに接続された駆動信号線からなる駆動電極部と検
知電極及びそれに接続された検知信号線からなる検知電
極部をフレキシブルプリント基板上に複数対構成し、駆
動電極部と検知電極部間のフレキシブルプリント基板に
切り欠き部を設けかつフレキシブルプリント基板を誘電
体からなる平板状パネル裏面に設け、この構成により、
機器の入力装置を構成する。

作用 上記した構成とすることにより、所定の駆動電極部と検
知電極部間の浮遊容量を調節することができ、隣接する
電極部（駆動電極部または検知電極部）にほとんど影響
を与えず、所定の駆動電極部と検知電極部の一対に対応
するタッチ電極に、使用者が触れない（ノータッチ）時
の検知部への入力電位ｖ１　　と使用者が触れた（タッ
チした）時の検知部への入力電位ｖ２　を全体にシフト
させることが可能となる。結果として、駆動電極部及び
検知電極部の面積等を同じ形状にできるため各電極部の
入力電位差（Ｌ＋　　’／２）はほぼ同じとなる。

また、隣接電極部にほとんど影響を与えずに入力電位ｖ
１及びｖｌをシフトさせることが可能であるために、複
数個の入力に対しても、はぼ共通の７１とｖｌの設定が
可能となる。

従って、複数個の入カキ−を有する入力装置においても
、設計が容易となり、かつ使用者の設定を確実に設定す
ることができ使用性と信頼性が可能となる。

実施例 以下本発明の一実施例において図面を参照しながら説明
する。第１図は本発明の一実施例における入力装置の平
板状パネルを裏面からみた平面図である。第１図におい
て１は強化ガラス等の誘電体からなる平板状パネル、２
ｂは複数個の駆動電極、２１は駆動電極２ｂ［接続され
た駆動信号線、３ｂは駆動電極２ｂからの出力を検出す
る複数個の検知電極である。３１は各検知電極に接続さ
れた検知電極線である。４ｂは、フレキシブルプリント
基板であシ、駆動電極２ｂ、検知電極３ｂ。

、駆動信号線２１．検知信号線３１はフレキシブルプリ
ント基板４ｂ上に構成され、フレキシブルプリント基板
４ｂは平板状パネル１の裏面に密着するように固着され
ている。

９は駆動電極２ｂと検知電極３ｂ間の所定部分に設けた
切り欠き部であり、切り欠き部９は、駆動電極２ｂと検
知電極３ｂの間にあるフレキシブルプリント基板４ｂの
ポリエステル等の樹脂の基材部分の一部または全部を切
り取って形成している。すなわち、切り欠き部９は、フ
レキシブル基板４ｂに凹部を形成しているか貫通孔を形
成しているかである。６は電源、６は検知部、了は制御
部、８はタッチ電極で、以上は第４図の構成と主要部を
除き同じものである。

第２図は、同実施例における切り欠き部９を有する電極
の断面図である。Ｇｏは人体の静電容量、Ｃ１は駆動電
極２ｂとタッチ電極８間の静電容量、Ｃ２は検知電極３
ｂとタッチ電極６間の静電容量、Ｃ３は平板状パネル１
を介した駆動電極２ｂと検知電極３ｂ間の静電容量、Ｃ
４は切り欠き部９またはフレキシブルプリント基板４ｂ
の基材部分を介した駆動電極２ｂと検知電極３ｂ間の静
電容量である。

第３図は、第１図、第２図における検知部６の調整後の
入力電位を示したもので、横軸上のム〜Ｄは第１図にお
ける駆動電極２ｂと検知電極３ｂの一対からなる入カキ
−に対応している。ここでｖｌ　は使用者が触れない時
の検知部６に対する入力電位、ｖｌは使用者が触れた時
の検知部６に対する入力電位、ＶＲＩＦは、各入力電位
に対する共通の基準電位である。また○印、Ｘ印は切り
欠き部９のない場合のｖｌ　ｒ　ｖｌ　ｒ・印、ム印は
切り欠き以上のように構成された入力装置の動作につい
て説明する。まず使用者がタッチ電極８に触れない場合
を考えると、この時流れる電流は、タッチ電極８を介し
て直列接続となるＣ、、Ｃ２に流れる電流と、Ｃ３に流
れる電流と０４に流れる電流の和となる。つまり、検知
部ｅの入力部から見た合成って決まる電流が、検知信号
線３１を介し、検知部６に流れ込み、検知部６の内部イ
ンピーダンスにより、検知部６の入力に電位ｖ１　　が
生じる。

一方、使用者がタッチ電極８を触れた場合を考えると、
この時検知電極３ｂに流れ込む電流は、Ｃ１に流れる電
流の大部分が人体の大地に対する静電容量ｃｏ　を介し
て大地に電流が流れ込むためＣ２を介してＣ１に流れる
電流の一部とＣ３を介して流れる電流と０４　を介して
流れる電流の総和となる。つまり、検知部６の入力部か
ら見た合成容量Ｃは、 れによって決まる電流が検知信号線を介し、検知部６に
流れ込み、検知部６の内部インピーダンスにより検知部
６の入力に電位ｖ；が生じる。

合成容量０．Ｃを比べると、タッチ電極８に触第１項目
０３．第２項目Ｃ二は変化しない。つまり、タッチ電極
８を触れない時と触れた時の検知部６の入力における電
位の差は、検知部６の内部インピーダンスは変化しない
ので、合成容量ｃ　、　ｃ’の第３項目の変化によるも
のであるといえる。ここで、複数個の駆動電極２ｂの各
面積を等しくし、複数個の検知電極３ｂの各面積も等し
くし同一の使用者がタッチ電極８に触れるとすると、合
成容量ｃ、ｃのｃｏ、Ｃ１，Ｃ２の容量は変らないので
、結局、タッチ電極８に触れない時と触れた時の電一方
、合成容量Ｃ，Ｃ内の第１項目Ｃ３と第２項目Ｃ４は、
タッチ電極８へのタッチに無関係に存在する容量であり
、常にＣ５とＣ：を介して駆動電極２ｂから検知電極３
ｂにリーク電流が流れる。

従って、検知部６の入力電位は、合成容量Ｃ，ＣのＣｓ
＋Ｃａで決定される電位によってシフトすることになり
、使用者のタッチ、ノータッチ時の検知部６の入力電位
が決まる。

一般に静電容量は、電極間の誘電体の誘電率に比例しそ
の距離に反比例する。従って、駆動電極２ｂ、検知電極
３ｂ間のフレキシブルプリント基板４の基材（ポリエス
テル等）の一部または全部を切り取った切り欠き部９を
設けることにより、駆動電極２ｂ、検知電極３ｂ間の誘
電率を低くし、まだその電極間の切り欠き部９の距離を
適当にとることにより、フレキシブルプリント基板の基
材を介した駆動電極２ｂ、検知電極３ｂ間の静電容量Ｃ
４を変化させることができる。

以上のように本実施例によれば、駆動電極２ｂと検知電
極３ｂをフレキシブルプリント基板上に複数対構成し、
所定の駆動電極２ｂと検知電極３ｂ間のフレキシブルプ
リント基板４ｂに切り欠き部９を設け、駆動電極２ｂと
検知電極３ｂ間の静電容１ｔｃ４　を調整することによ
り、検知部６への所定の入力電位をシフトし検知部６へ
入力されるすべての入力信号の入力電位のレベルを合わ
せることができ（第３図）、結果として、使用者がタッ
チ電極に触れた時の検知部６における入力電位と＼触れ
ない時の検知部６における入力電位の間に、すべての入
力電位に共通した基準電位ＶＲＸＦを設定することが可
能となり、入力電位と基準電位を比較することにより、
使用者の設定が検知できる。

また、駆動電極２ｂ及び検知電極３ｂの面積の制約もな
くなり駆動電極２ｂ及び検知電極３ｂの形状などの設計
も簡単になり、かつ、簡単な構造にて、確実に使用者の
設定を受けつけることが可能となり、その使用性と信頼
性が向上する。

なお、本実施例では、駆動電極２ｂと検知電極３ｂの形
状は、長方形としたが、その形状は略Ｅ字型、略Ｈ型で
も良く、要は駆動電極２ｂ、検知電極３ｂは互いに電気
的に絶縁され、フレキシブルプリント基板４ｂ上に構成
されておれば良い。

また、切り欠き部９は駆動電極２ｂと検知電極３ｂの間
に設けているが、駆動信号線２１と検知信号線３１の間
に切り欠き部を設けても同様の効果は得られる。要は、
フレキシブルプリント基板４ｂ上に構成された電源に接
続されている導電部と検知部６に接続されている所定の
導電部の間の静電容量を調整できれば良い。また本実施
例では、平面パネル１０表面にタッチ電極８を設けてい
るが、タッチ電極８がない場合は、使用者の指がタッチ
１　　　　　　　　電極８と同様の役目をはだすだめに
別にタッチ電極８はなくても同様の効果がでる。

発明の効果 以上のように本発明は、駆動電極及びそれに接続された
駆動信号線から成る駆動電極部と検知電極及びそれに接
続された検知信号線から成る検知電極部をフレキシブル
基板上に複数対構成し、駆動電極部と検知電極部の間の
フレキシブル基板に切り欠き部を設け、かつその７レキ
シプルプリント基板を誘電体からなる平板状パネルの裏
面に設けることにより、切り欠き部で駆動電極部と検知
電極部の静電容量を調整することが可能となり、結果と
して、使用者が平板状パネル表面の所定位置を触れない
時（ノータッチ時）の入力電位と触れた時（タッチ時）
の入力電位をほぼ合せることができるため、複数のすべ
ての入力電位に対して共通の使用者の設定を判別する基
準電位が設定できる。

その結果、すべての平板状パネルからの使用者の設定を
確実に検知できるために、使用性と信頼性を向上するこ
とができ、その効果は犬なるものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す入力装置の平板状パネ
ルの裏面から見た平面図、第２図は同平板状パネルを用
いた入力装置の断面図、第３図は同平板状パネルを用い
た入力装置の入力電位を示す図、第４図は従来の入力装
置の平板状パネルの裏面から見た平面図、第６図は従来
の入力装置の断面図である。 １・・・・・・平板状パネル、２ｂ・・・・・・駆動電
極、３ｂ・・・・・・検知電極、４ｂ・・・・・・フレ
キシブルプリント基板、６・・・・・・電源、６・・・
・・・検知部。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名１　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　１−一子禄伏ハ０ネル２ｈ−−・勘ｈｔ糧 ５一覧磯 に−１を塾卸 １′７−刷虞舒 １　　　　　　　　　　　　　’ｌｆ−Ｍｈ計謀５７・
−を知　・ 第２図 Ｃ。 第３図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）　駆動電極及びそれに接続された駆動信号線から
   成る駆動電極部と、検知電極及びそれに接続された検知
   信号線から成る検知電極部をフレキシブルプリント基板
   上に複数対構成し、前記駆動電極部と前記検知電極部の
   間のフレキシブルプリント基板に電極部間の静電容量を
   調整する切り欠き部を設け、かつ前記フレキシブルプリ
   ント基板を誘電体からなる平板状パネルの裏面に設けた
   機器の入力装置。
2. （２）　切り欠き部を駆動電極と検知電極の間のフレキ
   シブルプリント基板に設けた特許請求の範囲第１項記載
   の機器の入力装置。
3. （３）　切り欠き部を駆動信号線と検知信号線の間のフ
   レキシブルプリント基板に設けた特許請求の範囲第１項
   記載の機器の入力装置。