照明付タッチスイッチ装置 |
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申请号 | JP2013130823 | 申请日 | 2013-06-21 | 公开(公告)号 | JP2015005448A | 公开(公告)日 | 2015-01-08 |
申请人 | トヨタ紡織株式会社; Toyota Boshoku Corp; | 发明人 | HANADA NAOYA; HAYASHI NOBUKI; | ||||
摘要 | 【課題】少ない部品点数で薄型に構成することができ、視認性・操作性、意匠性に優れた照明付タッチスイッチ装置を提供する。【解決手段】本照明付タッチスイッチ装置1は、人体の操作面8への近接又は 接触 を検知する照明付タッチスイッチ装置であって、発光素子5を具備し、一面側に検知電極4が形成された配線 基板 2と、配線基板の一面側に配設され、発光素子から導入した光を配線基板とは反対側の操作面から外部に放射するための導光板3と、検知電極と接続され、人体が操作面に近接又は接触したときに検知電極に生じる静電容量の変化を検知し、該検知の状態に対応して検知 信号 を発生する検知部6と、を備え、操作面となる導光板の表面には操作部81が表示され、該操作部は検知電極の 位置 に対応して設けられていることを特徴とする。これにより、操作性を高めることができ、極めて少ない部品数及び簡素な構造とすることができる。【選択図】図2 | ||||||
权利要求 | 人体の操作面への近接又は接触を検知する照明付タッチスイッチ装置であって、 発光素子を具備し、一面側に検知電極が形成された平板状の配線基板と、 前記配線基板の前記一面側に配設され、前記発光素子から導入した光を前記配線基板とは反対側の前記操作面から外部に放射するための導光板と、 前記検知電極と接続され、人体が前記操作面に近接又は接触したときに前記検知電極に生じる静電容量の変化を検知し、該検知の状態に対応して検知信号を発生する検知部と、 を備え、 前記操作面となる前記導光板の表面には操作部が表示され、該操作部は前記検知電極の位置に対応して設けられていることを特徴とする照明付タッチスイッチ装置。 前記操作部は光を前記導光板から外部に透過させる透過パターンにより表示され、前記透過パターンを除く前記導光板の前記操作面は遮光されている請求項1記載の照明付タッチスイッチ装置。 前記導光板は、少なくとも前記検知電極部を覆うように設けられる平板状の導光板本体と、前記導光板本体から前記配線基板側に延出して、前記発光素子が発する光を前記導光板本体に導光する延出部と、を具備する請求項1又は2に記載の照明付タッチスイッチ装置。 1つの前記導光板上に複数の前記操作部を備え、1つの配線基板上に、各前記操作部の位置に対応して複数の前記検知電極を備える請求項1乃至3のいずれかに記載の照明付タッチスイッチ装置。 前記検知部は、前記検知の状態により前記発光素子の発光を制御する請求項1乃至4のいずれかに記載の照明付タッチスイッチ装置。 前記導光板は前記配線基板側に延出する係止爪を備え、該係止爪によって前記導光板と前記配線基板とが一体に係止される請求項1乃至5のいずれかに記載の照明付タッチスイッチ装置。 |
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说明书全文 | 本発明は、照明付タッチスイッチ装置に関する。 詳しくは、少ない部品点数で薄型に構成することができ、視認性・操作性、意匠性に優れた照明付タッチスイッチ装置に関する。 従来、屋内・屋外に設置される各種装置や設備において、人の指等が近接又は接触する操作部分に1つ又は複数のスイッチエレメント(操作部、検知電極)を備えたタッチセンサ(タッチスイッチ)が広く用いられている。 それらのタッチセンサにおいては、検知電極に生じる浮遊容量又は接地との間の静電容量の変化を計測することによって、当該検知電極への人体の近接又は接触が検知されている。 しかし、特許文献1に開示されているような照明付タッチスイッチ装置は、制御基板の他に電極基板を要する等、部品点数が多く、組立てが煩雑であるという問題がある。 また、スイッチ装置を薄型にすることが困難であり、操作面の背部に実装スペースを確保しなければならないという問題がある。 更に、制御基板上の制御回路からセンサ電極までの距離が長くなるため、外来ノイズによる影響を受けやすいという問題も生じる。 本発明は、上記状況に鑑みてなされたものであり、少ない部品点数で薄型に構成することができ、視認性・操作性、意匠性に優れた照明付タッチスイッチ装置を提供することを目的とする。 前記問題点を解決するために、本第1発明の照明付タッチスイッチ装置は、人体の操作面への近接又は接触を検知する照明付タッチスイッチ装置であって、発光素子を具備し、一面側に検知電極が形成された配線基板と、前記配線基板の前記一面側に配設され、前記発光素子から導入した光を前記配線基板とは反対側の前記操作面から外部に放射するための導光板と、前記検知電極と接続され、人体が前記操作面に近接又は接触したときに前記検知電極に生じる静電容量の変化を検知し、該検知の状態に対応して検知信号を発生する検知部と、を備え、前記操作面となる前記導光板の表面には操作部が表示され、該操作部は前記検知電極の位置に対応して設けられていることを要旨とする。 本第1発明の、人体の操作面への近接又は接触を検知する照明付タッチスイッチ装置は、発光素子を具備し、一面側に検知電極が形成された配線基板と、前記配線基板の前記一面側に配設され、前記発光素子から導入した光を前記配線基板とは反対側の前記操作面から外部に放射するための導光板と、前記検知電極と接続され、人体が前記操作面に近接又は接触したときに前記検知電極に生じる静電容量の変化を検知し、該検知の状態に対応して検知信号を発生する検知部と、を備えるため、発光素子から導光板に導入された光を導光して操作面から放射ることにより、視認性を高めることができる。 また、前記操作面となる前記導光板の表面には操作部が表示され、該操作部は前記検知電極の位置に対応して設けられているため、その操作部の直下に検知電極を備えて、操作性を高めることができる。 操作部は、操作面上に任意の図形や文字等を用いて分かり易く表示することができる。 更に、1つの導光板と1つの配線基板のみの構造とすることができ、極めて少ない部品数及び簡素な構造により、組立て易く薄型の照明付タッチスイッチ装置を構成することができる。 前記操作部は光を前記導光板から外部に透過させる透過パターンにより表示され、前記透過パターンを除く前記導光板の前記操作面は遮光されている場合には、意匠性に優れた操作面とすることができる。 また、導光板の表面(操作面)に印刷、塗装等することにより遮光層を形成することができるので、操作面及び操作部を構成するための別個の部品を要しない。 前記導光板は、少なくとも前記検知電極部を覆うように設けられる平板状の導光板本体と、前記導光板本体から前記配線基板側に延出して、前記発光素子が発する光を前記導光板本体に導光する延出部と、を具備する場合には、別個の部品を使用することなく、発光素子からの光を導光板に導入し、操作面まで導光することができる。 1つの前記導光板上に複数の前記操作部を備え、1つの配線基板上に、各前記操作部の位置に対応して複数の前記検知電極を備える場合には、複数の操作が可能な照明付タッチスイッチ装置を一体に構成することができる。 前記検知部は、前記検知の状態により前記発光素子の発光を制御する場合には、人体の操作面への近接又は接触の有無や状態によって発光素子を制御し、発光のオン・オフや発光強度、発光色等を変化させることができる。 これにより、操作者に対して操作部をより明瞭に示したり、操作状態を知らせたりすることが可能になる。 前記導光板は前記配線基板側に延出する係止爪を備え、該係止爪によって前記導光板と前記配線基板とが一体に係止される場合には、照明付タッチスイッチ装置を極めて簡単に組み立てることができる。 本発明について、本発明による典型的な実施形態の非限定的な例を挙げ、言及された複数の図面を参照しつつ以下の詳細な記述にて更に説明するが、同様の参照符号は図面のいくつかの図を通して同様の部品を示す。 以下、図を参照しながら、本発明を詳しく説明する。 図1は、本実施形態に係る照明付タッチスイッチ装置(1)を適用した車室用ランプスイッチ(100)の、操作面側から見た平面図である。 ここに例示した車室用ランプスイッチ100は車室の天面に設けられ、光源を内蔵し、アウターレンズ101を介して光源の光により車室内を照明する装置であり、その光源のスイッチとして1つの照明付タッチスイッチ装置1が中央部に配置されている。 本例においては、人が操作する照明付タッチスイッチ装置1の表面(操作面8)に、3つのスイッチエレメント(操作部81)が並んで設けられており、それぞれ「ON」、「OFF」、「DOOR」という表示がされている。 図2は、上記車室用ランプスイッチ100の断面(図1のA−A断面)を示している。 図2において、操作面8は下方になる。 照明付タッチスイッチ装置1は、平板状の配線基板2と、導光板3と、図1及び2に示さない検知部6と、を備え、指先等人体の操作面8への近接又は接触を検知する。 照明付タッチスイッチ装置1の操作面8は、人体9が近接又は接触する側の導光板3の表面に設けられている。 また、操作面8上で、操作者が操作し、照明付タッチスイッチ装置1が人体の近接又は接触を検知する部位を、操作部81と呼ぶ。 1つの照明付タッチスイッチ装置1に設けられる操作部81の数、位置、形状、大きさ等は、特に限定されない。 操作面8として導光板3の露出する表面には、操作者に対してタッチすべき操作部81を示すために、文字や図形を用いて任意の態様で表示を行うことができる。 例えば、操作部81は光を導光板3内から外部に透過させる透過パターンにより表示され、その透過パターンを除く導光板3の操作面は遮光部によって遮光されているようにすることができる。 前記車室用ランプスイッチ100では、図5に示すように、「ON」、「OFF」等の各操作部を表示する文字を透過パターン82により形成し、操作面8のそれ以外の部分を遮光部83とすることができる。 このようにすれば、導光板3内の光が文字部分のみから放射されるため、操作者の視認性を高めることができる。 これに限らず、操作部81の表示は、任意の意匠とすることができる。 照明付タッチスイッチ装置1は、平板状の配線基板2と、導光板3と、検知部6と、を備える。 配線基板2の一面(導光板3側の面)上には検知電極4が形成されており、配線基板2の検知電極4が形成された面と、導光板3の操作面8と反対側の面とが、対向するように配設されている。 すなわち、配線基板2に設けられた検知電極4は、導光板3との間に挟まれる。 配線基板2上に形成された検知電極4と、導光板3とは、図2に表されている如く接するように配設(図2参照)されてもよいし、隙間を空けて配設されてもよい。 配線基板2は、導電体の配線パターンを形成できる限り、導電体や基材の材料は問わず、エポキシ樹脂製のプリント配線基板等、一般的な印刷配線基板を用いることができる。 配線基板2の一面側(導光板3側)には、導電体により検知電極4が形成されている。 1つの検知電極4が、複数の電極部分から構成されてもよい。 また、配線基板2には、操作面8の表示に用いる光源である発光素子5が具備されている。 発光素子5の種類、数、発光色等は特に限定されず、例えば、可視光のLEDを用いることができる。 導光板3は、検知電極4が形成された配線基板2の面と対向するように配設される。 導光板3は、発光素子5から導入した光を配線基板2とは反対側の操作面8から外部に放射するように設けられている。 導光板3は、発光素子5から発せられた光を、操作部81が位置する表面に導光して外部に放射することができればよく、透光性又は半透光性の樹脂等、絶縁性の素材により構成することができる。 導光板3の形状は、平坦な平板に限られない。 検知電極4によるタッチの検出が可能な範囲で、導光板3が湾曲等した形状であってもかまわない。 導光板3に発光素子5から発せられる光を導入する方法は特に問わない。 例えば、発光素子5と導光板3とを直接対向させて、発光素子5から発せられる光を導光板3に照射するようにすることができる。 配線基板2と導光板3とは、一体となるように固定することが好ましい。 照明付タッチスイッチ装置1を一体とすることができ、組立てが容易となるためである。 配線基板2と導光板3との固定方法は特に問わない。 例えば、配線基板2に孔や切り欠き等を設け、導光板3に係止爪33を設け、孔や切り欠き等と係止爪とを組み合わせて係止する方法を挙げることができる。 また、係止爪を延出部として用い、発光素子5の発する光を導入して導光板本体31内に導光してもよい。 図4は、照明付タッチスイッチ装置1の構成を表すブロック図である。 前記のとおり、照明付タッチスイッチ装置1は、発光素子5を具備し、一面側に検知電極4が形成された平板状の配線基板2と、配線基板2の前記一面側に配設され、発光素子5から導入した光を配線基板2とは反対側の操作面8から外部に放射するための導光板3と、検知電極4と接続され、人体9が操作面8に近接又は接触したときに検知電極4に生じる静電容量の変化を検知し、その検知の状態に対応して検知信号Sを発生する検知部6と、を備えて構成されている。 また、照明付タッチスイッチ装置1は、発光素子5及び検知部6を動作させるための図示されない電源に接続されている。 検知電極4には浮遊容量や、接地(大地)との間に静電容量が生じる。 検知部6は、この検知電極4に生じる浮遊容量の変化や、検知電極と接地との間の静電容量の変化を検出することによって、検知電極4(操作部81)への人のタッチを検知するように構成される。 検知部6の具体的な構成は問わないが、例えば、検知電極4に生じる静電容量又はその変化に対応する電気量を計測する計測回路61と、その計測値から人体9のタッチを判断する判断回路62から構成することができる。 検知部6を設ける場所は限定されないが、配線基板2に設けることが好ましい。 配線基板2に検知部6を構成する回路を設ければ、必要な入出力及び電源を除き、電線を用いないで、照明付タッチスイッチ装置1を1つの構造物とすることができる。 計測回路61は、接続されている検知電極4に生じる静電容量に対応する電気量を計測するための回路である。 計測回路61によって計測する電気量は特に限定されず、例えば、検知電極4の電位の他、インピーダンスや周波数の変化等を計測するようにしてもよい。 計測回路61は、得られた計測値を判断回路62に送出し、判断回路62は、その計測値から人体9のタッチの有無や近接の程度を判断するように構成することができる。 判断回路62は、一定の周期(サンプリング周期)で、検知電極4に生じている電気量を計測回路61により計測し、その計測値を入力するように構成されている。 サンプリング周期は適宜とすることができる(例えば、1ms)。 そして、判断回路62は、得られた計測値を所定の閾値と比較して、計測値がその閾値を超える(若しくは下回る)場合にタッチがあると判断することができる。 検知部6(判断回路62)は、各種装置・設備(例えば、照明、空調、AV機器、自動開閉式窓等)と電気的に接続され、人体のタッチがあると判定した場合には、その判定又は判定による動作をさせるための検知信号Sを、それら装置等に出力するように構成することができる。 例えば、前記車室用ランプスイッチ100においては、操作部81A(「ON」)へのタッチを検知した場合にはルームランプを点灯させ、操作部81B(「OFF」)へのタッチを検知した場合にはルームランプを消灯させ、操作部81C(「DOOR」)へのタッチを検知した場合には、扉の開閉信号に応じてルームランプを点灯及び消灯させるように構成することができる。 発光素子5の数や、発光・非発光の制御は、任意とすることができる。 発光素子5は常時点灯させてもよいし、周囲が暗いときは常時点灯する等としてもよい。 また、検知部6により、発光素子5の発光の制御を行うように構成してもよい。 尚、本発明においては、以上に示した実施形態に限られず、目的、用途に応じて本発明の範囲内で種々変更した態様とすることができる。 本照明付タッチスイッチ装置は、例示した車載用途のみならず、屋内外に設置される装置・機器に使用することができる。 また、例示したランプのスイッチ装置に限らず、照明、エアコン、AV機器、電動装置等、各種装置・機器の操作部として広く適用可能である。 1;照明付タッチスイッチ装置、2;配線基板、3;導光板、31;導光板本体、32;延出部、33;係止爪、4、4A、4B、4C;検知電極、5;発光素子、6;検知部、61;計測回路、62;判断回路、8;操作面、81、81A、81B、81C;操作部、82;透過パターン、83;遮光部、9;人体、100;車室用ランプスイッチ、101;アウターレンズ。 |