JPS6051815B2 - 小型電子装置の入力回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は小型電子装置の入力回路に関するものである
。

小型電子装置に於けるスイッチ類は装置のコストを増
大させるのみならず防水構造、デザイン的にも好ましく
ない影響を与える。

そこで第１図に示す如く、装置の風防ガラス表面に半
透明又は透明のネサ膜電極１を設け、これをスイッチ電
極とすれば上記欠点が改善される。

第２図ａは最も一般的な電極構造を示す図で風防ガラス
２の上にネサ膜電極１が蒸着されて居りこのネサ膜電極
１上に保護膜３（例えば５１０２）が形成されるが、ネ
サ膜電極１の一部は保護膜３が覆つておらず、ここを直
接人体が触れる事によりスイッチ入力を行う事が出来る
ようになつている。対向する共通電極はケース等を介し
て人体に接触させておく。この場合の入力回路は第３図
の如く極めて単純に構成する事が出来る。インバータ４
の入力端は絶縁ゲート型電界効果トランジスタ（以下Ｍ
ＯＳＴと略す）のゲートで受ける構成としておけば、そ
の入力抵抗は極めて大きく、その影響は無視して良い。
人体の有する電気的抵抗は普通数百にΩ〜数ＭΩと考
えて良く、従つて分割用抵抗５とこの値より十分に大き
くしておけば、スイッチが人体により短絡された時、イ
ンバータ４の入力端電位が大巾に変化し、出力の論理状
態が変化する。

これによりスイッチの入力状態を検出出来る。しカルこ
の方法には大きな欠点がある。即ちネサ膜電極１の数が
増加したり、都合により複数の電極の間隔が狭くなつた
場合、希望するネサ膜電極以外の電極に指先が触れてし
まう恐れがある。従来の接触型入力機構では、指先が少
しでも電極に接触するとスイッチを押したものと判定さ
れてしまうため、希望しない電極に誤つて触れた場合に
誤操作となり、実用的に問題が多かつた。またネサ膜電
極１がむき出しとなつているため、固いものにぶつけた
りした時にキズが付き易く、断線する恐れもあつた。ま
た汗などによる腐蝕にも問題があつた。本発明は上記の
欠点を解消し、簡単な構成でありながら確実な入力回路
を提供することを目的とするものである。 上述の目的
を達成するため本発明は、指先に触れるネサ膜電極の部
分をも保護膜で覆い、ネサ膜電極と人体との間に形成さ
れる容量を使つてスイツチ入力を検出することにある。

以下、本発明の実施例を図面を用いて詳述する。

第４図は本発明の一実施例で、ネサ膜電極１はデータタ
イプフリップフロップ９（以下Ｄ−ＦＦと略す）のデー
タ入力端に接続されると共に、抵抗８を介してＤ−ＦＦ
９の反転クロック入力端に接続される。

該反転クロック入力端にはクロックφが印加されるが、
このクロックφのデューティサイクルが５０％であると
第５図の如くあるレベルＡに於ける電位は容量７が形成
された時期により高電位側（以下゜゜Ｈ゛とする）に寄
つたり低電位側（以下゜゜Ｌ゛とする）に寄つたりする
ため入力の検出が難しい。そこで本発明に於ては第６図
に示す如く、クロックφのデューティサイクルの比較的
小さな（又は逆に比較的大きな）クロックφを印加する
。容量７が形成されていない場合にはあるレベルＡには
クロックφと同様の波形が若干遅れて現れており、クロ
ックφの立下る直前の値ぱ゛Ｈ゛であるためＤ−ＦＦ９
は常に高電位を読み込んで居り、従つてＤ−ＦＦ９の出
力ぱ゛Ｈ゛である。時間Ｔの間、容量７が形成されてい
るとするとレベルＡの波形は抵抗８と容量７の影響によ
りなまるが、デューティサイクルが５０％でないから必
−ずどちらかの電位に偏位する。

第６図の場合は“゜Ｌ゛に偏位し、従つてＤ−ＦＦ９の
出力は若干の遅れを有して゜“Ｌ゛となる。容量７の形
成は指先をスイッチ電極上の保護膜上に押しつける事に
より行われるが、第７図に示．す如く近接する電極上１
５に若干かぶさつてもこれらの電極に形成される容量は
小さく、誤動作しにくい。

第８図は本発明の他の実施例で、ネサ膜電極１は抵抗要
素１０を介しでＨ゛に接続されると共！にＮチャネルＭ
ＯＳＴｌｌを介しでＬ゛に接続される。

抵抗要素１０の値はＭＯＳＴｌｌのオン抵抗より充分大
きくとる。

この結果、第９図に示す如くレベルＡに於ては電圧の立
上りと立ち下りとで時・定数に差が生じるため、クロッ
クφにデューティサイクルが５０％の波形を使用しても
十分な偏位を得る事が出来る。第４図の場合と異り、Ｄ
−ＦＦへの読込みはクロックφの立上りで行う。この例
の場合にはＭＯＳＴｌｌがオンの時間には抵抗要素１０
を通して電流が流れ、消費電力に影響を与える。第１０
図は上記の点を改善した実施例で、抵抗要素１０と直列
にＰチャネルＭＯＳＴｌ２を挿入し、ＭＯＳＴｌｌがオ
ンの時はＭＯＳＴｌ２がオフとなる事により前記した無
駄な電流が流れるのを防いでいる。

なお抵抗要素１０はＰチャネルＭＯＳＴのチャネルのオ
ン抵抗を利用した場合をノ示している。ＭＯＳＴのオン
抵抗はチャネル長を大とし、チャネル巾を小とする事に
より大きく設定出来る。従つてＭＯＳＴｌ２のオン抵抗
が大となるように設計すれば抵抗要素１０はＭＯＳＴｌ
２のチャネル抵抗て置換られるから別個に設ける必要は
なくなる。即ち第１１図にＭＯＳＴｌ２のオン抵抗はＭ
ＯＳＴｌｌのそれよりも十分に大きくなるように設計す
れば、上記１−７た本発明の目的を達成する事が出来る
。

なお本発明の対象となるタッチスイッチは応々にして操
作する意志がない時にも誤つて触れる場合があるが、あ
る程度強く押さないとスイッチ電極と人体との間に十分
な容量が形成されないため従来の接触型に比して有利で
ある。

万一誤操作する可能性が強い場合はりユーズ等に連動す
るロックスイッチを設け、入力回路力釦ツク状態にある
場合は前記スイッチ電極に印加されるクロックφの電位
を固定化するなとして誤操作を防止してもよい。これは
単にゲート手段を講ずれば良い。また上記発明の説明中
に於て、スイッチ電極に於ける状態が一旦Ｄ−ＦＦによ
つて読み込まれるように説明したが、直接に他のゲート
手段により処理されても良い事はもちろんてある。更に
抵抗要素は比較的大きな値とするため、集積回路内に内
蔵する場合でも外付部品とする場合でも個数が多くなる
と種々の不都合が生ずる恐れがある場合には第１２図の
如く入力回路に対しスイッチ電極の接続をスキャンする
事により問題を解決する事が出来る。

この時の各部の駆動波形の一例を第１３図に示す。入力
回路以後の処理もスキャン信号Ｔｌ，Ｔ２・・・・・・
を利用して各スイッチ電極との対応を付ける事が出来る
。以上述べた如く、本発明によれば電極を全面絶縁膜で
覆うことによつて電極と人体との間に形成される容量が
一定以上の大きさになつた時だけスイッチの入力を検出
するように構成されているので、近接する電極との間に
多少の容量が形成されてもその容量値の判別により要求
するスイッチのみ作動させることもできるので、誤動作
の起りにくいタッチスイッチの入力回路を構成すること
がてきる。

また、複数の電極を全面絶縁膜で覆つたので絶縁膜に穴
を明ける工程も必要なく、且つキズがつきにくく、腐食
も起きにくい構造が容易に得られる。その上、デザイン
的にもコスト的にも優れた実用的な小型電子装置を提供
することができ、その効果は大なるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は小型電子装置の一具体例を示す説明図、第２図
ａは従来のタッチスイッチの例を示す要部断面図、第２
図ｂは本発明の対象となるスイッチ構造を示す要部断面
図、第３図は従来の入力回路を示す部分回路図、第４図
は本発明の実施例を示す部分回路図、第５図，第６図は
第４図の実施例に基づく動作を説明する波形図、第７図
は本実施例の操作状態を示す説明図、第８図は本発明の
他の実施例を示す部分回路図、第９図は第８図に示す実
施例の動作を説明する波形図、第１０図，第１１図は本
発明の他の実施例を示す部分回路図、第１２図は本発明
の更に他の実施例を示す部分回路図、第１３図は第１２
図の実施例に於ける波形図である。 １・・・ネサ膜電極（ネサ膜）、２・・・風防ガラス、
３・・・保護膜、７・・・容量、８，１０・・・抵抗要
素、９・・・データタイプフリップフロップ、１１，１
２・・電界効果トランジスタ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 風防上面に形成したネサ膜電極を絶縁膜で保護した
   構造の入力装置を有する小型電子装置に於いて、前記風
   防上面には複数の前記ネサ膜電極が形成されており、該
   複数のネサ膜電極の全面を共通の絶縁膜にて被うととも
   に、前記ネサ膜電極に抵抗要素を介して信号を印加し、
   前記ネサ膜電極と人体表面との間に形成される容量と前
   記抵抗要素とによる信号の遅れと検出することによつて
   入力状態を判定する手段を設けたことを特徴とする小型
   電子装置の入力回路。