JP4537293B2 - タッチ検出機能付きスイッチ装置 - Google Patents

Description

本発明は、スイッチ操作部材に手指が接触した際にこれを検出するためのタッチ検出用電極を有するタッチ検出機能付きスイッチ装置に関する。

例えば複数のスイッチ操作部材として複数の操作ボタンを有するスイッチ装置と、その操作ボタンと対応する数の選択部を画面に表示する表示装置とを備え、使用者が選択した操作ボタンを手指にて押圧操作すると、操作ボタンの下側に配設されたスイッチ要素が押圧操作されることに基づき、その操作ボタンに対応する、画面上の選択部が決定されるというものが考えられている。

なお、本発明が解決しようとする課題に対応するような公知文献は発見できなかった。

ところで、上記したようなものにおいては、使用者は、スイッチ装置の操作ボタンを見て選択して、操作する必要がある。このため、使用者は、スイッチ装置の操作ボタンと、表示装置の画面の両方を見る必要があり、操作性が悪いという問題がある。
そこで、このようなことに対処するため、発明者らは次のようなものを考えた。それは、スイッチ装置の操作ボタンに手指が接触した際に、これを検出して、その操作ボタンに対応する選択部の表示状態を変化させるような構成とするものである。このような構成のものによれば、表示画面をみれば、手指が接触している操作ボタンの位置がわかるため、スイッチ装置の操作ボタンを見ずに、表示画面のみを見て操作する、いわゆるブラインド操作が可能となる。

これを実現させるためのスイッチ装置として、発明者らは例えば図４及び図５に示す構成のもの（比較例）を考えた。これら図４及び図５において、スイッチ操作部材を構成する操作ボタン１は合成樹脂により下面側が開口した逆Ｕ字状をなすように形成されていて、内面に、銅メッキによりタッチ検出用電極２が設けられている。操作ボタン１の下方には、矩形板状をなすプリント配線板３が配置されている。このプリント配線板３には、プリント配線がなされている。上記タッチ検出用電極２は、接続線４によりプリント配線板３の配線部５に電気的に接続されている。接続線４の両端部は、タッチ検出用電極２と配線部５にそれぞれはんだ６により接続されている。

プリント配線板３において、操作ボタン１の一端部１ａの下方に対応する部位に位置させて、スイッチ要素としてタクトスイッチ７が配設されている。なお、操作ボタン１の他端部１ｂとプリント配線板３の上面との間には、操作ボタン１の他端部１ｂの下方向への移動を許容する隙間８（図５参照）が設定されている。
なお、図示した構成では、操作ボタン１が１個のみであるが、複数の選択部と対応させる場合には、操作ボタン１を含むユニットを複数個用意する。そして、各配線部５及びタクトスイッチ７は、例えばマイクロコンピュータからなる制御装置（図示せず）に接続される。

上記構成において、使用者の手指が操作ボタン１の上面の操作面１ｃに接触すると、タッチ検出用電極２を介して制御装置がこれを検出し、図示しない表示装置の画面においてそれに対応する選択部の表示状態を変える。そして、その操作ボタン１が下方へ押圧操作され、この操作ボタン１の一端部１ａによりタクトスイッチ７が押圧操作されると、制御装置は、例えば表示装置の画面上の選択部の表示状態を決定状態に変化させる。

上記した構成のものでは、使用者の手指が操作ボタン１に接触した場合にこれを検出することができる。しかしながら上記した構成のものでは、次のような問題がある。すなわち、操作ボタン１に設けられたタッチ検出用電極２とプリント配線板３の配線部５とを接続線４により接続する必要があるため、製作性が悪い。また、操作ボタン１の操作の際に、接続線４の両端部と、タッチ検出用電極２及び配線部５との間の接続部分に負荷が掛かりやすく、接続信頼性が低下しやすいという問題もある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、製作性を向上できると共に、電気的な接続の信頼性の向上も図ることができるタッチ検出機能付きスイッチ装置を提供するにある。

上記した目的を達成するために、本発明のタッチ検出機能付きスイッチ装置は、対向する２つの側壁とこれら両側壁を上部で連結した上部壁を有して下面側が開口した逆Ｕ字状をなすように形成されたスイッチ操作部材と、このスイッチ操作部材の前記上部壁及び一方の側壁に沿って前記スイッチ操作部材に組み付けられてコ字形に形成され、前記上部壁に対応する部位に配置され前記スイッチ操作部材に手指が接触した際にこれを検出するためのタッチ検出用電極、及びこの電極と電気的に接続された配線部、並びに前記上部壁に対向する下部に水平部を有した弾性変形可能なフレキシブル配線板と、前記スイッチ操作部材の前記２つの側壁のうち前記フレキシブル配線板が組み付けられていない側の他方の側壁の下端部の下方に位置させて前記フレキシブル配線板上に配設され、前記スイッチ操作部材が押圧操作されることに伴い当該スイッチ操作部材の前記他方の側壁により押圧操作されるスイッチ要素とを備え、前記スイッチ操作部材の前記他方の側壁により前記スイッチ要素が押圧操作される際に前記フレキシブル配線板の前記水平部が弾性変形することを特徴とする。

本発明によれば、タッチ検出用電極と配線部は、フレキシブル配線板において予め電気的に接続されているから、組み立てる際にそれらの間を接続する必要がない。このため、製作性を向上できると共に、タッチ検出用電極と配線部との間の電気的な接続の信頼性も向上できる。

以下、本発明の一実施例について図１ないし図３を参照して説明する。
まず、図３には、フレキシブル配線板１１が示されている。このフレキシブル配線板１１は、左右一対のアーム部１２，１２と、これらアーム部１２，１２間に位置してこれらより長く突出した長尺部１３と、これら一対のアーム部１２，１２及び長尺部１３の基端部を連結するように設けられた連結部１４とを有していて、組み立て前の状態では漢字の「山」状に形成されている。このフレキシブル配線板１１は、フレキシブルフラットケーブル等と同様に製作されたもので、プラスチックシート間に銅製の導電部を挟み込んだような構造となっていて、弾性変形可能な構成となっている。導電部としては、上記長尺部１３の先端部に配置された矩形状をなすタッチ検出用電極１６と、このタッチ検出用電極１６に電気的に接続された配線部１７とを有している。配線部１７としては、タッチ検出用電極１６に接続されて長尺部１３に沿って設けられた第１の直線部１７ａと、上記連結部１４に沿って設けられると共に第１の直線部１７ａの一端部と電気的に接続された第２の直線部１７ｂとを有している。

次に、タッチ検出機能付きスイッチ装置が示された図１及び図２において、スイッチ操作部材を構成する操作ボタン２０は、合成樹脂により製作されたもので、左右の側壁２０ａ，２０ｂと、これら両側壁２０ａ，２０ｂを上部で連結した上部壁２０ｃとを有していて、下面側が開口した逆Ｕ字状をなすように形成されている。この操作ボタン２０には、上部壁２０ｃから右側壁２０ｂにかけて、収容穴２１が形成されている。この収容穴２１は、正面から見てＬ字形をなしていて、正面側及び右側壁２０ｂの下面側は開口している。

上記フレキシブル配線板１１の長尺部１３が、上記収容穴２１に開口部から挿入することによって操作ボタン２０に組み付けられている。この場合、その長尺部１３は、図３に一点鎖線で示す折り曲げ部Ａ１，Ａ２にて折り曲げることによって、「コ」字形に形成されている。フレキシブル配線板１１を操作ボタン２０に組み付けた状態で、フレキシブル配線板１１の両アーム部１２，１２が操作ボタン２０から側方へ突出している。フレキシブル配線板１１における連結部１４の下面は、矩形状の支持板２２により支持されていて、長尺部１３の下部の水平部１３ａが支持板２２より右側（図２（ａ）において右側）へ突出している。連結部１４の上面には、操作ボタン２０の左側壁２０ａの下端部の下方に位置させて、スイッチ要素を構成するタクトスイッチ２３が配設されている。

なお、図示した構成では、操作ボタン２０が１個のみであるが、複数の選択部と対応させる場合には、操作ボタン２０を含むユニットを複数個用意する。そして、各フレキシブル配線板１１の配線部１７及びタクトスイッチ２３は、例えばマイクロコンピュータからなる制御装置（図示せず）に接続される。

上記構成において、使用者の手指が操作ボタン２０の上部壁２０ｃにおける上面の操作面に接触すると、タッチ検出用電極１６の静電容量が変化する。制御装置は、この変化を検出することに基づき、手指が操作ボタン２０に接触したことを検出し、図示しない表示装置の画面においてそれに対応する選択部の表示状態を変える。そして、その操作ボタン２０が下方へ押圧操作されると、フレキシブル配線板１１の長尺部１３における水平部１３ａの弾性変形を伴って操作ボタン２０が下方へ変位し（図２（ａ）の二点鎖線参照）、この操作ボタン２０の左側壁２０ａによりタクトスイッチ２３が押圧操作される。すると、制御装置は、例えば表示装置の画面上の選択部の表示状態を決定状態に変化させる。

上記した実施例においては、タッチ検出用電極１６と配線部１７は、フレキシブル配線板１１において予め電気的に接続されているから、組み立てる際にそれらの間を接続する必要がない。このため、タッチ検出用電極とプリント配線板の配線部とを接続線により接続する必要があったものとは違い、製作性を向上できると共に、タッチ検出用電極１６と配線部１７との間の電気的な接続の信頼性も向上できる。

本発明は、上記した実施例にのみ限定されるものではなく、次のように変形または拡張できる。
操作ボタン２０における収容穴２１の開口部を、適宜な部材により閉鎖する構成としても良い。
操作ボタンを２部材から構成し、これら２部材によりフレキシブル配線板１１の長尺部１３を挟み込むことによって、操作ボタンとフレキシブル配線板１１とを組み付ける構成とすることもできる。

スイッチ要素としては、タクトスイッチ２３以外のものでも良い。

本発明の一実施例を示すタッチ検出機能付きスイッチ装置の斜視図 同スイッチ装置を示すもので、（ａ）は破断正面図、（ｂ）は右側面図、（ｃ）は平面図 フレキシブル配線板の斜視図 比較例を示すタッチ検出機能付きスイッチ装置の斜視図 同スイッチ装置を示すもので、（ａ）は正面図、（ｂ）は右側面図

符号の説明

図面中、１１はフレキシブル配線板、１２はアーム部、１３は長尺部、１３ａは水平部、１４は連結部、１６はタッチ検出用電極、１７は配線部、２０は操作ボタン（スイッチ操作部材）、２０ａ，２０ｂは側壁、２０ｃは上部壁、２２は支持板、２３はタクトスイッチ（スイッチ要素）を示す。

Claims (1)

1. 対向する２つの側壁とこれら両側壁を上部で連結した上部壁を有して下面側が開口した逆Ｕ字状をなすように形成されたスイッチ操作部材と、
   このスイッチ操作部材の前記上部壁及び一方の側壁に沿って前記スイッチ操作部材に組み付けられてコ字形に形成され、前記上部壁に対応する部位に配置され前記スイッチ操作部材に手指が接触した際にこれを検出するためのタッチ検出用電極、及びこの電極と電気的に接続された配線部、並びに前記上部壁に対向する下部に水平部を有した弾性変形可能なフレキシブル配線板と、
   前記スイッチ操作部材の前記２つの側壁のうち前記フレキシブル配線板が組み付けられていない側の他方の側壁の下端部の下方に位置させて前記フレキシブル配線板上に配設され、前記スイッチ操作部材が押圧操作されることに伴い当該スイッチ操作部材の前記他方の側壁により押圧操作されるスイッチ要素とを備え、
   前記スイッチ操作部材の前記他方の側壁により前記スイッチ要素が押圧操作される際に前記フレキシブル配線板の前記水平部が弾性変形することを特徴とするタッチ検出機能付きスイッチ装置。

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