JP4464985B2 - El発光式タッチスイッチ - Google Patents
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Description
図6はこのようなタッチスイッチの構造を示す模式的な断面図の一例であって、符号100は透明絶縁基板を示している。そして、この透明絶縁基板100の表面(上面)に透明電極102が設けられ、さらにその上面に透明絶縁被膜101によりタッチ面が形成されている。
この発光は、透明電極103a,透明絶縁基板100,タッチ検出用の透明電極102及び透明絶縁被膜101を介して外部に到達するので、オペレータ(操作者)はこの発光を頼りに絶縁被膜101を指先で触れることができる。そして、絶縁被膜101に指先が触れることで、検出用の透明電極102と接続したタッチ判定回路(図示省略)が、インピーダンス変化や容量変化を検知し、タッチされたことを判定するとともに、さらに接続された機器(例えばエアコンやオーディオ)のオンオフ制御等が実行される。
そこで、このような課題を解決するべく、特許文献2には、タッチ検出用の電極とEL駆動用の電極を共用させて、スイッチの薄型化を可能としたEL発光式タッチスイッチが開示されている。
また、タッチ判定回路10とEL駆動回路11に加えてさらに駆動制御回路12が設けられており、この駆動制御回路12からの制御信号によりタッチ判定回路10が作動するようになっている。そして、タッチ判定回路10では、透明電極1aの電位VAと接地電位VGとの電位差の変化から透明絶縁被膜2に対する指の接触を検知するように構成されており、タッチ判定回路10においてタッチ判定されると、EL駆動回路11をオンオフ駆動させて両電極1a,1d間に交流電界を印加し、EL発光層1の発光を制御するように構成されている。
しかしながら、特許文献1に開示された技術ではスイッチの薄型化が困難であり、自動車内の操作パネル用には適していない。また、特許文献2に開示された技術では、タッチ検出電極(透明電極1a)がひとつの場合には問題ないが、自動車用機器の操作パネルのように、タッチ電極1aが同一パネル内において複数存在する場合には、有効な解決手段とはなり得ない。
図2に示すように、このEL発光式タッチスイッチSWは、絶縁基板3の上に形成されたEL発光層(又は、ELパネルという)1と、上記EL発光層1の上に形成された透明絶縁被膜2とを有して構成されている。EL発光層1は、表面電極(第1電極)1aと背面電極(第2電極)1dとの間に、表面電極1a側から順に蛍光層1bと絶縁層1cとを積層して形成されており、両電極1a,1d間に交流電界を印加することによって蛍光層1bを発光させ、表面電極1a,透明絶縁被膜2を通じてタッチスイッチSWの表面を発光させるようになっている。
なお、図1においては本発明の主旨と関連がないため、上記タッチスイッチSWの透明絶縁被膜2と絶縁基板3については記載を省略する。
また、駆動制御回路12では、タッチ判定回路10によりオペレータのタッチ操作が検知されると、タッチされたスイッチに対応した負荷機器(例えばエアコンやオーディオ)13等の作動を制御するようになっている。
さて、図1に示すように、本実施形態では表面電極1aが複数(この実施形態では2つ)設けられており、それぞれが独立して作動するようになっている。これにより複数のタッチスイッチSWが構成されている。そして、例えば一方のスイッチSWがエアコンのオンオフスイッチであって、他方のスイッチSWがオーディオのオンオフスイッチとして機能するようになっている。
ここで、EL駆動用電源14はタッチスイッチSWのEL発光層1に印加する交流電源であり、例えば車両のヘッドライトスイッチ及びスモールライトをオンにしたときに、これに連動して作動して夜間照明としてELパネル(EL発光層)が発光するようになっている。
また、各表面電極1aには、EL駆動回路11と直列に、低周波のみを通過させるローパスフィルタ(LPF)16がそれぞれ接続されており、このLPF16を通過した低周波数の電流、即ち、EL駆動用の交流電流のみが表面電極1aに供給されるようになっている。
次に、タッチ判定回路10の動作を説明する。オペレータが表面電極1aに触れると、タッチされたスイッチの背面電極1dから表面電極1aに誘導された高周波信号がEL駆動用電源14及びハイパスフィルタ18を介してタッチ判定回路10に入力される。この信号は、高周波信号源15からの高周波信号とEL駆動用電源14から低周波信号が重畳していることになるが、ハイパスフィルタ18を通過する際に、重畳した信号から高周波信号のみが取り出されてタッチ判定回路10に入力されるようになっている。
これにより、タッチ判定回路10から駆動制御回路12に対してどの表面電極1aが操作されたかを示す信号が出力され、駆動制御回路12では、タッチ判定回路10で判定された表面電極1aに応じて所望の機器の作動を制御するようになっている。
さて、本第2実施形態に係るEL発光式タッチスイッチは、図3に示すように、第1実施形態と同様、タッチ判定回路10,EL駆動回路11及び駆動制御回路12が設けられている。また、やはり第1実施形態と同様に、EL駆動用電源14及びタッチ検出用高周波信号源(高周波電源)15が設けられている。なお、これらの電源14,15の機能は第1実施形態と同じである。
また、図示するように、タッチスイッチSWの背面電極1dは各表面電極1aに対して共通(コモン)の電極として設けられており、この背面電極1dにEL駆動用電源14とタッチ検出用高周波信号電源15とが接続されている。
そして、EL発光層1の点灯時にスイッチング回路が高速でオンオフ制御を繰り返すことにより、EL発光層1は視覚的には連続点灯に見えるように制御されるようになっている。
以下、図4を用いて説明する。なお、図中上がEL駆動用電源14から出力される信号を示し、下が高周波電源15から出力される信号を示している。
一方、EL駆動回路11において、スイッチング回路がオンのときには、タッチ判定回路10に入力される信号は、EL駆動用電源14からの信号に高周波電源15からの高周波信号が重畳しているので、高周波電源15からの信号の減衰を判別できないが、スイッチング回路がオフのときには、高周波電源15の減衰を検出することができ、このときの高周波電源15の減衰状態に基づいてオペレータの操作を検出することができる(図3のルートR1参照)。
そして、このようなEL駆動用電源14からの信号のオフ時に、高周波電源15からの信号の減衰を検出すると、タッチ操作されたと判定して、所望の機器13の作動が制御されるようになっている。
次に、本発明に関連する実施形態について説明すると、図5はその要部構成を示す模式図である。この実施形態は基本的には第1実施形態と同様に構成されており、第1実施形態で設けられていたタッチ検出用の高周波信号源を省略して構成されている。また、EL駆動用電源14′からの出力信号が正弦波信号ではなく、矩形波信号である点が第1実施形態と異なっており、これ以外は第1実施形態と同様に構成されている。
したがって、本実施形態に係るEL発光式タッチスイッチによれば、第1実施形態及び第2実施形態と同様の利点があるほか、第1実施形態と比較して、タッチ検出用の高周波信号源を用いることなくオペレータのタッチ操作を判定することができるので、より簡素な構成とすることができるという利点がある。
また、上述では、車両のヘッドライト点灯時にEL発光層1を点灯させるようにしているが、オペレータのタッチを検出したスイッチを点灯させるようにしてもよい。
1a 表面電極(第1電極)
1b 蛍光層
1c 絶縁層
1d 背面電極(第2電極)
2 透明絶縁被膜
3 絶縁基板
10 タッチ判定回路(判定手段)
11 EL駆動回路(駆動手段)
12 駆動制御回路
13 負荷機器(エアコン,オーディオ等)
14,14′ EL駆動用電源
15 高周波電源(高周波信号源)
16 ローパスフィルタ(第1のフィルタ)
18 ハイパスフィルタ(第2のフィルタ)
Claims (3)
- 複数設けられた第1電極,該複数の第1電極に対向して設けられるとともに該複数の第1電極に対して単一の電極として設けられた第2電極,該第1電極及び該第2電極の間に該第1電極に対応して設けられた蛍光層及び絶縁層を積層して構成されるEL発光層と、
オペレータのタッチ操作時に該第2電極から該第1電極を介して入力される高周波成分に基づき、該複数の第1電極の中から該オペレータがタッチ操作した第1電極を判定する判定手段とをそなえる
ことを特徴とする、EL発光式タッチスイッチ。 - 該判定手段に接続され、該EL発光層を発光駆動するためのEL駆動手段と、
該第2電極と該EL駆動手段との間に接続されたEL駆動用電源と、
該EL駆動用電源と接地電位との間に直列に接続され、該EL駆動用電源よりも高周波の信号を出力する高周波信号源と、
上記各第1電極と該EL駆動用電源との間に接続され、該EL駆動用電源の出力を通過させる第1のフィルタと、
上記各第1電極と該判定手段との間に接続され、該高周波信号源からの出力を通過させる第2のフィルタとをそなえている
ことを特徴とする、請求項1記載のEL発光式タッチスイッチ。 - 該判定手段に接続され、該EL発光層を発光駆動するためのEL駆動手段と、
該第2電極と該EL駆動手段との間に接続されたEL駆動用電源と、
該第2電極と該判定手段との間に接続され、該EL駆動用電源よりも高周波の信号を出力する高周波信号源とをそなえ、
該EL駆動手段は、該第1電極と該EL駆動用電源との接続状態を繰り返しオンオフするオンオフスイッチとしての機能を有し、
該オンオフスイッチがオフの時に、該高周波信号源からの高周波信号の変化に基づき該オペレータのタッチ操作を判定する
ことを特徴とする、請求項1記載のEL発光式タッチスイッチ。
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