JP6044423B2 - Capacitive switch - Google Patents

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  • Switches That Are Operated By Magnetic Or Electric Fields (AREA)

Description

本発明は、操作体（例えばユーザの指先）で接触操作することにより生じる静電容量変化に応じてオンオフ作動する、静電容量式スイッチに関する。   The present invention relates to a capacitance type switch that is turned on and off according to a capacitance change caused by a contact operation with an operating body (for example, a user's fingertip).

特許文献１には、ユーザの指先により接触操作される操作面を形成する操作プレートと、操作プレートの裏側に配置される電極板とを備えた静電容量式スイッチが開示されている。この静電容量式スイッチは、電極板と指先との間で生じる静電容量の変化に応じてオンオフ作動するものである。   Patent Document 1 discloses a capacitance type switch including an operation plate that forms an operation surface that is touched by a user's fingertip, and an electrode plate that is disposed on the back side of the operation plate. This capacitance type switch is turned on and off according to the change in capacitance generated between the electrode plate and the fingertip.

特開２００８−３０５７６６号公報JP 2008-305766 A

この種の静電容量式スイッチでは、電極板を操作面に近づけて配置すれば、操作面に指先を接触させている時の静電容量と非接触時の静電容量との違いが大きくなる。そのため、指先を僅かに接触させるだけでもスイッチがオン作動するようにスイッチ感度を向上させることができる。しかしながら、操作面に近づけて電極板を配置しなければならない、といった配置レイアウトの制約が生じるので、このような制約を軽減しつつ感度を向上させることが望まれている。   In this type of capacitance type switch, if the electrode plate is arranged close to the operation surface, the difference between the capacitance when the fingertip is in contact with the operation surface and the capacitance when not in contact is increased. . Therefore, it is possible to improve the switch sensitivity so that the switch is turned on even by slightly touching the fingertip. However, since there is a layout restriction that the electrode plate must be placed close to the operation surface, it is desired to improve sensitivity while reducing such restrictions.

また、上述の如く電極板を操作面に近づけて感度を向上させようとすると、操作プレートのうち操作面の近傍部分に指が触れるだけでオン作動するといった、誤作動の懸念が生じる。特に、操作プレートに複数の操作面が密集して配置されている場合には、所望の操作面に指先を接触させた場合に、その隣の操作面に対向する電極板についても静電容量変化が大きく生じてしまい、誤ってオン作動することが懸念される。   Also, if the sensitivity is improved by bringing the electrode plate closer to the operation surface as described above, there is a risk of malfunction such that the operation is performed simply by touching a portion of the operation plate near the operation surface with a finger. In particular, when a plurality of operation surfaces are densely arranged on the operation plate, when the fingertip is brought into contact with the desired operation surface, the capacitance change also occurs for the electrode plate facing the adjacent operation surface. There is a concern that a large ON may occur and the ON operation is erroneously performed.

本発明は、上記問題を鑑みてなされたもので、その目的は、感度の向上と誤作動の抑制を図った静電容量式スイッチを提供することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a capacitance type switch that improves sensitivity and suppresses malfunction.

開示されたひとつの発明は上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。なお、特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、開示された発明の技術的範囲を限定するものではない。   One disclosed invention employs the following technical means to achieve the above object. In addition, the code | symbol in the parenthesis described in the claim shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later as one aspect, Comprising: The technical scope of the disclosed invention is limited Not what you want.

上記目的を達成する発明は以下の点を特徴とする。すなわち、操作体（Ｆ）により接触操作される操作面（１１ａ、１１ｂ）を形成する操作プレート（１０）と、操作プレートに対して操作面の反対側に配置される電極板（２０）と、を備え、操作体と電極板との間で生じる静電容量の変化に応じてオンオフ作動する静電容量式スイッチであることを前提とする。そして、操作プレートは、板状の基板（１３）と、基板の表面に配置されて操作面を形成する、基板に比べて誘電率の高い高誘電率材（１４、１４１、１４２）と、を備えて構成され、高誘電率材は、基板の板厚方向の全体に亘って設けられ、かつ、基板の平坦面からユーザの側に盛り上がった形状であることを特徴とする。 The invention for achieving the above object is characterized by the following points. That is, an operation plate (10) that forms an operation surface (11a, 11b) that is operated by contact with the operation body (F), an electrode plate (20) that is disposed on the opposite side of the operation surface with respect to the operation plate, It is assumed that the switch is a capacitance type switch that is turned on and off in response to a change in capacitance generated between the operating body and the electrode plate. The operation plate includes a plate-shaped substrate (13) and a high dielectric constant material (14, 141, 142) that is disposed on the surface of the substrate and forms an operation surface, and has a higher dielectric constant than the substrate. The high dielectric constant material is provided over the entire plate thickness direction of the substrate and has a shape that rises from the flat surface of the substrate to the user side .

この発明によれば、電極板のうち操作面の反対側（電極板の裏面）から出る電気力線が、高誘電率材に引き寄せられ、操作面に向けて誘導されるようになる。よって、操作面を貫く電気力線が増大するので、感度の向上を図ることができる。   According to this invention, electric lines of force that emerge from the opposite side of the operation surface (the back surface of the electrode plate) of the electrode plate are attracted to the high dielectric constant material and guided toward the operation surface. Therefore, since the lines of electric force penetrating the operation surface increase, the sensitivity can be improved.

また、以下に詳述する理由により、本発明によれば誤作動の抑制を図ることもできる。すなわち、例えば図３に示すように、本発明に反して高誘電率材を配置しない場合であっても、電極板２０の裏面２０ｒから出る電気力線の一部は、空気よりも誘電率の高い操作プレート１０に引き寄せられて表面２０ｆ側に誘導される。しかしながら、このように裏面２０ｒから表側に誘導される電気力線は、操作面１１ａに比べて大きな範囲に広がる。つまり、電気力線の操作面への指向性が弱い。そのため、操作面に操作体を接触させていなくても、その近傍部分に操作体を接触させただけで、電極板による静電容量が大きく変化することとなり、誤作動の懸念が生じる。   Further, for the reason described in detail below, according to the present invention, it is possible to suppress malfunction. That is, for example, as shown in FIG. 3, even if the high dielectric constant material is not disposed contrary to the present invention, a part of the electric lines of force that emerge from the back surface 20r of the electrode plate 20 have a dielectric constant higher than that of air. It is attracted to the high operation plate 10 and guided to the surface 20f side. However, the electric lines of force induced from the back surface 20r to the front side in this way spread over a larger range than the operation surface 11a. That is, the directivity of the electric lines of force to the operation surface is weak. For this reason, even if the operating body is not in contact with the operating surface, the capacitance due to the electrode plate changes greatly only by bringing the operating body into contact with the vicinity of the operating surface, which may cause malfunction.

これに対し本発明によれば、電極板２０の裏面２０ｒから出る電気力線は、例えば図４に示すように、高誘電率材１４に引き寄せられて表面２０ｆ側に誘導される。そのため、電気力線が操作面１１ａへ向かう指向性が強くなるので、上述した誤作動の懸念を抑制できる。また、このように指向性が強くなるので、操作面１１ａへの接触に対する感度も向上する。   On the other hand, according to the present invention, the electric lines of force emerging from the back surface 20r of the electrode plate 20 are attracted to the high dielectric constant material 14 and guided to the front surface 20f side, for example, as shown in FIG. For this reason, the directivity of the electric lines of force toward the operation surface 11a is increased, so that the above-described fear of malfunction can be suppressed. In addition, since the directivity becomes strong in this way, the sensitivity to contact with the operation surface 11a is also improved.

本発明の第１実施形態に係る静電容量式スイッチの全体図であって、図２のＩ−Ｉ断面図。FIG. 3 is an overall view of the capacitive switch according to the first embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view taken along the line II in FIG. 2. 図１のII矢視図。The II arrow line view of FIG. 本発明とは異なり高誘電率材を配置しない場合の比較例を示す図。The figure which shows the comparative example when not arrange | positioning a high dielectric constant material unlike this invention. 第１実施形態の構造において、電極板から出る電気力線の分布を示す図。The figure which shows distribution of the electric force line | wire which comes out of an electrode plate in the structure of 1st Embodiment. 本発明の第２実施形態において、電極板を裏面側から見た平面図。The top view which looked at the electrode plate from the back surface side in 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３実施形態に係る静電容量式スイッチの断面図。Sectional drawing of the electrostatic capacitance type switch which concerns on 3rd Embodiment of this invention.

以下、本発明の各実施形態について図面を参照しつつ説明する。尚、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する場合がある。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the overlapping description may be abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol to the corresponding component in each embodiment.

（第１実施形態）
図１に示す操作プレート１０は、板状の基板１３および高誘電率材１４を備えて構成されている。基板１３は、透光性を有する樹脂で形成された板形状である。操作プレート１０を形成する樹脂材料の具体例としては、ＰＣ（ポリカーボネート）、アクリル、ＡＢＳ（アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン）等が挙げられる。基板１３の表面、つまり基板１３のうちユーザ側の面は、ユーザに視認される意匠面１１である。 (First embodiment)
The operation plate 10 shown in FIG. 1 includes a plate-like substrate 13 and a high dielectric constant material 14. The board | substrate 13 is the plate shape formed with resin which has translucency. Specific examples of the resin material forming the operation plate 10 include PC (polycarbonate), acrylic, ABS (acrylonitrile-butadiene-styrene) and the like. The surface of the substrate 13, that is, the surface on the user side of the substrate 13 is a design surface 11 that is visually recognized by the user.

高誘電率材１４は、基板１３の操作面側の面（意匠面１１）のうちの特定範囲に塗布（ポッティング）されており、平坦形状の意匠面１１からユーザの側に盛り上がっている。高誘電率材１４は、基板１３に比べて誘電率の高い、透光性を有した材料で形成されている。具体的には、樹脂よりも高誘電率の物質（例えばガラスフィラー、カーボンフィラー等）を樹脂（例えばポリカーボネート、アクリル、ＡＢＳ等）に混入させて高誘電率材１４を形成する。   The high dielectric constant material 14 is applied (potted) to a specific range of the surface (design surface 11) on the operation surface side of the substrate 13, and rises from the flat design surface 11 to the user side. The high dielectric constant material 14 is formed of a translucent material having a higher dielectric constant than that of the substrate 13. Specifically, a material having a dielectric constant higher than that of the resin (for example, glass filler, carbon filler, etc.) is mixed into the resin (for example, polycarbonate, acrylic, ABS, etc.) to form the high dielectric constant material 14.

高誘電率材１４の表面は、操作面１１ａ、１１ｂとして機能する。操作面１１ａ、１１ｂは、ユーザの指先Ｆ（操作体）で接触操作されるものである。操作面１１ａ、１１ｂには、操作対象を表した文字や記号等が印刷されている。なお、操作対象を表した文字や記号等は、意匠面１１のうち高誘電率材１４が配置されて部分に印刷されている。   The surface of the high dielectric constant material 14 functions as the operation surfaces 11a and 11b. The operation surfaces 11a and 11b are touched by the user's fingertip F (operation body). On the operation surfaces 11a and 11b, characters, symbols and the like representing the operation target are printed. Note that characters, symbols, and the like representing the operation target are printed on a portion of the design surface 11 where the high dielectric constant material 14 is disposed.

意匠面１１には、３つ以上の操作面が限られた範囲に密集して配置されているが、図１では２つの操作面１１ａ、１１ｂを図示している。なお、図１の例では、２つの操作面１１ａ、１１ｂが並ぶ方向（図１の左右方向）において、２つの操作面１１ａ、１１ｂの間隔は、操作面１１ａ、１１ｂの長さよりも小さい。   Although three or more operation surfaces are densely arranged on the design surface 11 in a limited range, FIG. 1 shows two operation surfaces 11a and 11b. In the example of FIG. 1, the distance between the two operation surfaces 11a and 11b is smaller than the length of the operation surfaces 11a and 11b in the direction in which the two operation surfaces 11a and 11b are arranged (the left-right direction in FIG. 1).

操作プレート１０に対して意匠面１１の反対側には、電極板２０が配置されている。電極板２０は、透光性を有する樹脂で形成されたシート形状である。電極板２０を形成する樹脂材料の具体例としては、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）やＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ（ポリエチレンジオキシチオフェン−ポリスチレンスルホン酸）等の導電性高分子が挙げられる。電極板２０の形状および大きさは、操作面１１ａ、１１ｂと同一である。   An electrode plate 20 is disposed on the opposite side of the design surface 11 with respect to the operation plate 10. The electrode plate 20 has a sheet shape formed of a resin having translucency. Specific examples of the resin material forming the electrode plate 20 include conductive polymers such as ITO (indium tin oxide) and PEDOT-PSS (polyethylenedioxythiophene-polystyrenesulfonic acid). The shape and size of the electrode plate 20 are the same as those of the operation surfaces 11a and 11b.

電極板２０は、フィルム材２１の裏面、つまりフィルム材２１のうち操作プレート１０に対して反対側の面に、蒸着等の工法で塗布されている。フィルム材２１は可撓性および透光性を有する樹脂材料で形成されており、その樹脂材料の具体例としては、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）が挙げられる。フィルム材２１の表面は、接着材３０により操作プレート１０の裏面１２に貼り付けられている。要するに、電極板２０はフィルム材２１（保持部材）により保持された状態で、操作プレート１０の裏面１２に取り付けられている。   The electrode plate 20 is applied to the back surface of the film material 21, that is, the surface of the film material 21 opposite to the operation plate 10 by a method such as vapor deposition. The film material 21 is formed of a resin material having flexibility and translucency, and a specific example of the resin material is PET (polyethylene terephthalate). The surface of the film material 21 is attached to the back surface 12 of the operation plate 10 with an adhesive 30. In short, the electrode plate 20 is attached to the back surface 12 of the operation plate 10 while being held by the film material 21 (holding member).

フィルム材２１には、図示しない配線が設けられており、配線の一端は電極板２０に接続されている。配線の他端は、回路基板４０に設けられたコネクタ４３に接続されている。これにより、電極板２０から出力される検出信号は、回路基板４０に実装されたマイクロコンピュータ（マイコン４２）に入力される。この検出信号は、指先Ｆと電極板２０との間で生じる静電容量の変化に応じた、電圧変化の信号である。なお、電極板２０は、複数の操作面１１ａ、１１ｂの各々に対して配置されており、各々の電極板２０から出力される検出信号がマイコン４２に入力される。   The film material 21 is provided with a wiring (not shown), and one end of the wiring is connected to the electrode plate 20. The other end of the wiring is connected to a connector 43 provided on the circuit board 40. Thereby, the detection signal output from the electrode plate 20 is input to the microcomputer (microcomputer 42) mounted on the circuit board 40. This detection signal is a voltage change signal corresponding to a change in capacitance generated between the fingertip F and the electrode plate 20. In addition, the electrode plate 20 is arrange | positioned with respect to each of several operation surface 11a, 11b, and the detection signal output from each electrode plate 20 is input into the microcomputer 42. FIG.

マイコン４２は、検出信号に変化に基づき、操作面１１ａ、１１ｂに指先Ｆが接触したか否かを判定し、接触していると判定した場合には、操作対象に対してオン信号を出力し、操作対象が所望の作動をするように操作する。操作対象の具体例としては、車両に搭載された空調装置の起動、風量設定、温度設定、車両に搭載されたオーディオ装置の音量設定、選曲、車両に搭載されたナビゲート装置の目的地設定等が挙げられる。   Based on the change in the detection signal, the microcomputer 42 determines whether or not the fingertip F is in contact with the operation surfaces 11a and 11b. If it is determined that the fingertip F is in contact, the microcomputer 42 outputs an on signal to the operation target. The operation target is operated so as to perform a desired operation. Specific examples of the operation target include activation of an air conditioner mounted on the vehicle, air volume setting, temperature setting, volume setting of an audio device mounted on the vehicle, music selection, destination setting of a navigation device mounted on the vehicle, etc. Is mentioned.

また、上記判定の具体例としては、検出信号が基準電圧に対して所定値以上変化した場合に、接触していると判定することが挙げられる。換言すれば、自己容量検出方式の原理にしたがって、先述した静電容量が所定量以上増大した場合に、接触していると判定する。   As a specific example of the determination, it is determined that the contact is made when the detection signal changes by a predetermined value or more with respect to the reference voltage. In other words, according to the principle of the self-capacitance detection method, it is determined that the contact is made when the above-described capacitance increases by a predetermined amount or more.

より詳細に説明すると、操作面１１ａ、１１ｂに指先Ｆを接触させていない時には、電極板２０の周辺にある回路基板４０のグランドパターン等と電極板２０との間に寄生容量が発生している。そして、導体である人体が仮想グランドに接地されているため、操作面１１ａ、１１ｂに指先Ｆを近づけると、電極板２０と指先Ｆとの間に静電容量が発生する。これによる静電容量の増加量を測定する事により、指先Ｆの接近（接触操作）を感知する。   More specifically, when the fingertips F are not in contact with the operation surfaces 11a and 11b, parasitic capacitance is generated between the electrode plate 20 and the ground pattern of the circuit board 40 around the electrode plate 20. . And since the human body which is a conductor is earth | grounded by the virtual ground, if the fingertip F is brought close to the operation surfaces 11a and 11b, an electrostatic capacitance will generate | occur | produce between the electrode plate 20 and the fingertip F. FIG. By measuring the increase in capacitance due to this, the approach (contact operation) of the fingertip F is sensed.

電極板２０に対して意匠面１１の反対側には、発光ダイオード等の光源４３が配置されている。光源４３は回路基板４０の表側に実装されている。光源４３は、各々の電極板２０に対向して配置されている。光源４３から出射した光は、図示しない導光部材により、対応する電極板２０に導かれ、その電極板２０、フィルム材２１、接着材３０および操作プレート１０を透過する。そして、複数の操作面１１ａ、１１ｂのうち対応する操作面を透過することで、その操作面を透過照明する。なお、意匠面１１のうち操作面１１ａ、１１ｂ以外の部分には、遮光性を有する塗料が印刷されている。   A light source 43 such as a light emitting diode is arranged on the opposite side of the design surface 11 with respect to the electrode plate 20. The light source 43 is mounted on the front side of the circuit board 40. The light source 43 is disposed to face each electrode plate 20. Light emitted from the light source 43 is guided to the corresponding electrode plate 20 by a light guide member (not shown), and passes through the electrode plate 20, the film material 21, the adhesive material 30, and the operation plate 10. And the operation surface which permeate | transmits the corresponding operation surface among several operation surfaces 11a and 11b is permeate | transmitted illumination. In addition, the paint which has light-shielding property is printed in parts other than operation surface 11a, 11b among the design surfaces 11. FIG.

図１のII矢視図である図２では、接着材３０およびフィルム材２１の図示を省略している。該図２に示すように、電極板２０は矩形であり、高誘電率材１４は円形である。そして、高誘電率材１４は、意匠面１１のうち電極板２０の投影範囲１３ａの一部を覆うように配置されている。「投影範囲１３ａ」とは、電極板２０の裏面２０ｒから、該裏面２０ｒに対して垂直な方向に操作プレート１０を見た場合において、意匠面１１のうち電極板２０と重なる範囲のことである。   In FIG. 2, which is a view taken in the direction of arrow II in FIG. 1, illustration of the adhesive material 30 and the film material 21 is omitted. As shown in FIG. 2, the electrode plate 20 is rectangular, and the high dielectric constant material 14 is circular. The high dielectric constant material 14 is arranged so as to cover a part of the projection range 13 a of the electrode plate 20 in the design surface 11. The “projection range 13a” is a range that overlaps the electrode plate 20 in the design surface 11 when the operation plate 10 is viewed from the back surface 20r of the electrode plate 20 in a direction perpendicular to the back surface 20r. .

次に、高誘電率材１４を配置することによる作用効果について、図３および図４を用いて説明する。なお、図３中の点線は、本発明に反して高誘電率材を廃止した場合の電気力線分布を示し、図４中の点線は、本実施形態の場合における電気力線分布を示す。両図に示すように、電極板２０から出る電気力線は、表面２０ｆと裏面２０ｒの両方から出る。表面２０ｆから出る電気力線は、フィルム材２１、接着材３０、および操作プレート１０を介して、電極として機能する指先Ｆに通じる。一方、裏面２０ｒから出る電気力線の一部は、空気中に出てから指先Ｆに向かう経路となる。   Next, the function and effect obtained by arranging the high dielectric constant material 14 will be described with reference to FIGS. The dotted line in FIG. 3 shows the electric force line distribution when the high dielectric constant material is abolished against the present invention, and the dotted line in FIG. 4 shows the electric force line distribution in the case of this embodiment. As shown in both figures, the electric lines of force exiting from the electrode plate 20 exit from both the front surface 20f and the back surface 20r. The electric lines of force that emerge from the surface 20 f lead to the fingertip F that functions as an electrode through the film material 21, the adhesive 30, and the operation plate 10. On the other hand, a part of the lines of electric force coming out from the back surface 20r becomes a route toward the fingertip F after coming out into the air.

そして、空気は誘電率が極めて低いので、図４に示す如く意匠面１１に高誘電率材１４が配置されていると、空気中の電気力線は高誘電率材１４に強く引き寄せられることとなる。そのため、裏面２０ｒから出た電気力線がＵターンして指先Ｆへ向かうにあたり、高誘電率材を廃止した図３の場合に比べて図４の場合にはＵターンすることが促進される。よって、裏面２０ｒから出た電気力線の、対応する操作面１１ａに接触する指先Ｆへ向かう指向性が強くなるとともに、その指先Ｆに通じる電気力線の本数が増大する。   Since air has a very low dielectric constant, when the high dielectric constant material 14 is arranged on the design surface 11 as shown in FIG. 4, the electric lines of force in the air are strongly attracted to the high dielectric constant material 14. Become. Therefore, in the case of FIG. 4, the U-turn is promoted when the electric lines of force coming out from the back surface 20 r make a U-turn toward the fingertip F in comparison with FIG. 3 in which the high dielectric constant material is eliminated. Therefore, the directivity of the electric force lines coming out from the back surface 20r toward the fingertip F contacting the corresponding operation surface 11a is increased, and the number of electric force lines leading to the fingertip F is increased.

以上により、本実施形態によれば、意匠面１１のうち電極板２０の投影範囲１３ａに高誘電率材１４を配置することにより、裏面２０ｒから出た電気力線の、対応する操作面１１ａへの指向性が強くなる。そのため、隣の操作面１１ｂに接触させている指先との間で電極板２０の検出信号が変化することを抑制できる。よって、ユーザの意図しない隣の操作面に対応する操作対象がオン作動するといった誤作動を抑制できる。   As described above, according to the present embodiment, by disposing the high dielectric constant material 14 in the projected range 13a of the electrode plate 20 in the design surface 11, the electric lines of force that emerge from the back surface 20r are directed to the corresponding operation surface 11a. The directivity of becomes stronger. Therefore, it can suppress that the detection signal of the electrode plate 20 changes between the fingertips which are contacting the adjacent operation surface 11b. Therefore, it is possible to suppress a malfunction such that an operation target corresponding to an adjacent operation surface not intended by the user is turned on.

しかも、上述の如く指向性が強くなることに起因して、対応する操作面１１ａに接触する指先Ｆに通じる電気力線の本数が増大するので、操作面１１ａに指先Ｆを接触した場合に生じる電極板２０の検出信号の変化を大きくできる。よって、操作面１１ａに軽く触れただけで、つまり、指先Ｆの操作面１１ａへの接触面積が小さい状態であっても、検出信号が基準電圧に対して所定値以上変化するようになる。よって、スイッチの感度を向上できる。   Moreover, since the number of electric lines of force leading to the fingertip F in contact with the corresponding operation surface 11a is increased due to the strong directivity as described above, this occurs when the fingertip F is in contact with the operation surface 11a. The change in the detection signal of the electrode plate 20 can be increased. Therefore, even if the operation surface 11a is lightly touched, that is, even when the contact area of the fingertip F with the operation surface 11a is small, the detection signal changes by a predetermined value or more with respect to the reference voltage. Therefore, the sensitivity of the switch can be improved.

さらに本実施形態では、高誘電率材１４は、意匠面１１のうち電極板２０の各々に対応する部分に塗布されており、平坦形状の意匠面１１からユーザの側に盛り上がった形状である。そのため、高誘電率材１４に指先Ｆを接触させているユーザは、その接触部位が操作面１１ａ、１１ｂであることを触覚で認識でき、ブラインド操作が可能になる。   Further, in the present embodiment, the high dielectric constant material 14 is applied to a portion of the design surface 11 corresponding to each of the electrode plates 20 and has a shape raised from the flat design surface 11 to the user side. Therefore, the user who is making the fingertip F contact the high dielectric constant material 14 can recognize by touch that the contact portions are the operation surfaces 11a and 11b, and can perform a blind operation.

（第２実施形態）
図２に示す上記第１実施形態では、高誘電率材１４は、意匠面１１のうち電極板２０の投影範囲１３ａの一部を覆うように配置されている。これに対し、図５に示す本実施形態では、図中の左側に示す高誘電率材１４１は、意匠面１１のうち電極板２０の投影範囲１３ａの全面を覆うように配置されている。 (Second Embodiment)
In the first embodiment shown in FIG. 2, the high dielectric constant material 14 is arranged so as to cover a part of the projected range 13 a of the electrode plate 20 in the design surface 11. On the other hand, in the present embodiment shown in FIG. 5, the high dielectric constant material 141 shown on the left side in the drawing is arranged so as to cover the entire projection range 13 a of the electrode plate 20 in the design surface 11.

このように、意匠面１１のうち電極板２０の投影範囲１３ａの全面を覆うように高誘電率材１４を配置するので、投影範囲１３ａの一部を覆うように配置された場合に比べて、先述した指向性向上および電気力線の本数増大の作用を大きくできる。よって、誤作動抑制および感度向上の効果が促進される。   Thus, since the high dielectric constant material 14 is arranged so as to cover the entire projection range 13a of the electrode plate 20 in the design surface 11, compared to the case where it is arranged so as to cover a part of the projection range 13a, The above-described effects of improving directivity and increasing the number of lines of electric force can be increased. Therefore, the effects of suppressing malfunction and improving sensitivity are promoted.

なお、この高誘電率材１４１が円形であるのに対し、図中の右側に示す高誘電率材１４２は矩形である。このように、高誘電率材１４、１４１、１４２は、少なくとも投影範囲１３ａの一部を覆うように配置されていれば、円形に限られるものではない。   The high dielectric constant material 141 is circular, whereas the high dielectric constant material 142 shown on the right side in the drawing is rectangular. As described above, the high dielectric constant materials 14, 141, and 142 are not limited to a circle as long as they are arranged so as to cover at least a part of the projection range 13 a.

（第３実施形態）
図６に示す本実施形態では、図１に示す第１実施形態の構造に、以下に説明する第２高誘電率材１５、１６および低誘電率材１７をさらに追加したものである。 (Third embodiment)
In this embodiment shown in FIG. 6, second high dielectric constant materials 15 and 16 and a low dielectric constant material 17 described below are further added to the structure of the first embodiment shown in FIG.

本実施形態に係る操作プレート１０は、板状の基板１３、高誘電率材１４、第２高誘電率材１５、１６および低誘電率材１７を備えて構成されている。第２高誘電率材１５、１６は、基板１３に比べて誘電率の高い、透光性を有した材質で形成されている。第２高誘電率材１５、１６には高誘電率材１４と同じ樹脂材料が用いられている。低誘電率材１７は、基板１３に比べて誘電率の低い材質で形成されている。   The operation plate 10 according to the present embodiment includes a plate-like substrate 13, a high dielectric constant material 14, second high dielectric constant materials 15 and 16, and a low dielectric constant material 17. The second high dielectric constant materials 15 and 16 are made of a light-transmitting material having a higher dielectric constant than that of the substrate 13. The same resin material as that of the high dielectric constant material 14 is used for the second high dielectric constant materials 15 and 16. The low dielectric constant material 17 is formed of a material having a lower dielectric constant than that of the substrate 13.

また、第２高誘電率材１５、１６、低誘電率材１７および基板１３は、多色成形により樹脂で一体に形成されている。多色成形とは、異材質（材料）どうしを組み合わせて一体に成形する工法である。詳細には、金型内のうち基板１３となる部分へ溶融樹脂を射出し、金型内で成形させ、その後、基板１３が残った状態の同一の金型内へ、第２高誘電率材１４、１５および低誘電率材１７の溶融樹脂を射出する。これにより、異なる材質である第２高誘電率材１４、１５、低誘電率材１７および基板１３が一体に樹脂成形される。   The second high dielectric constant materials 15 and 16, the low dielectric constant material 17 and the substrate 13 are integrally formed of resin by multicolor molding. Multicolor molding is a method of molding different materials (materials) in one piece. Specifically, the molten resin is injected into a portion of the mold that becomes the substrate 13, molded in the mold, and then into the same mold where the substrate 13 remains, the second high dielectric constant material 14 and 15 and a molten resin of the low dielectric constant material 17 are injected. Thereby, the second high dielectric constant materials 14 and 15, the low dielectric constant material 17 and the substrate 13 which are different materials are integrally molded with resin.

第２高誘電率材１５、１６は、操作プレート１０のうち電極板２０の投影範囲１３ａの全面を覆うように配置されている。なお、図６の例では、第２高誘電率材１５、１６は、電極板２０と同一の形状および大きさである。   The second high dielectric constant materials 15 and 16 are arranged so as to cover the entire projection range 13 a of the electrode plate 20 in the operation plate 10. In the example of FIG. 6, the second high dielectric constant materials 15 and 16 have the same shape and size as the electrode plate 20.

図示される一方の第２高誘電率材１５は、基板１３の板厚方向の全体に亘って配置されている。図示される他方の第２高誘電率材１６は、意匠面１１には露出しないように配置されている。したがって、一方の第３高誘電率材１５に対応する操作面１１ａは、第３高誘電率材１６の表面により形成され、他方の第３高誘電率材１６に対応する操作面１１ｂは、基板１３の表面により形成されている。なお、低誘電率材１７は、操作プレート１０のうち隣り合う第３高誘電率材１５、１６の間に配置され、かつ、基板１３の板厚方向の全体に亘って配置されている。   One second high dielectric constant material 15 shown in the figure is disposed over the entire thickness of the substrate 13. The other second high dielectric constant material 16 shown is arranged so as not to be exposed on the design surface 11. Therefore, the operation surface 11a corresponding to one third high dielectric constant material 15 is formed by the surface of the third high dielectric constant material 16, and the operation surface 11b corresponding to the other third high dielectric constant material 16 is the substrate. 13 surfaces. The low dielectric constant material 17 is disposed between the third high dielectric constant materials 15 and 16 adjacent to each other in the operation plate 10 and is disposed over the entire board 13 in the thickness direction.

以上に説明した本実施形態によれば、第２高誘電率材１５、１６と基板１３との多色成形により操作プレート１０を一体に形成し、第２高誘電率材１５、１６を、電極板２０の投影範囲１３ａに配置する。そのため、電極板２０から出た電気力線は、第２高誘電率材１５、１６に引き寄せられて指先Ｆに通じるようになるので、電極板２０と指先Ｆとを結ぶ電気力線の本数を増大させることができ、スイッチ感度を高めることができる。また、電極板２０から出た電気力線のうち、その電極板２０に対応する操作面１１ａの隣に位置する操作面１１ｂへ向かう電気力線が、その電極板２０の投影範囲１３ａに配置されている第２高誘電率材１５へ引き寄せられるようになる。よって、電極板２０の裏面２０ｒから出た電気力線の、対応する操作面１１ａに接触する指先Ｆへ向かう指向性が強くなるので、誤作動抑制の効果が促進される。   According to the present embodiment described above, the operation plate 10 is integrally formed by multicolor molding of the second high dielectric constant materials 15 and 16 and the substrate 13, and the second high dielectric constant materials 15 and 16 are connected to the electrodes. It arrange | positions in the projection range 13a of the board 20. FIG. For this reason, the lines of electric force generated from the electrode plate 20 are attracted to the second high dielectric constant materials 15 and 16 and lead to the fingertips F. Therefore, the number of electric lines of force connecting the electrode plates 20 and the fingertips F is determined. The switch sensitivity can be increased. In addition, among the electric force lines coming out of the electrode plate 20, electric force lines toward the operation surface 11 b located next to the operation surface 11 a corresponding to the electrode plate 20 are arranged in the projection range 13 a of the electrode plate 20. The second high dielectric constant material 15 is attracted. Therefore, since the directivity of the electric lines of force coming out from the back surface 20r of the electrode plate 20 toward the fingertip F that contacts the corresponding operation surface 11a is increased, the effect of suppressing malfunction is promoted.

さらに本実施形態では、第２高誘電率材１５、１６に加えて低誘電率材１７も多色成形し、隣り合う第２高誘電率材１５、１６の間に低誘電率材１７を配置する。そのため、電極板２０から出た電気力線が所望の操作面１１ａに向かうように指向性を強くすることを促進できる。   Furthermore, in this embodiment, in addition to the second high dielectric constant materials 15 and 16, the low dielectric constant material 17 is also multi-color molded, and the low dielectric constant material 17 is disposed between the adjacent second high dielectric constant materials 15 and 16. To do. For this reason, it is possible to promote increasing the directivity so that the lines of electric force emitted from the electrode plate 20 are directed to the desired operation surface 11a.

さらに本実施形態では、一方の第２高誘電率材１５は、基板１３の板厚方向の全体に亘って配置されている。そのため、板厚方向の一部に配置されている場合に比べて、電極板２０から出た電気力線が所望の操作面１１ａに向かうように指向性を強くすることを促進できる。   Furthermore, in the present embodiment, one second high dielectric constant material 15 is arranged over the entire thickness of the substrate 13. Therefore, compared with the case where it arrange | positions in a part of plate | board thickness direction, strengthening directivity can be accelerated | stimulated so that the electric force line which came out of the electrode plate 20 may go to the desired operation surface 11a.

さらに本実施形態では、他方の第２高誘電率材１６は、操作プレート１０のうち操作面を形成する側の面（意匠面１１）には露出しないように配置されている。そのため、第２高誘電率材１６と基板１３との境界線が意匠面１１に露出しなくなるので、意匠面１１の見栄えを向上できる。   Further, in the present embodiment, the other second high dielectric constant material 16 is arranged so as not to be exposed on the surface (design surface 11) on the operation plate 10 side on which the operation surface is formed. Therefore, since the boundary line between the second high dielectric constant material 16 and the substrate 13 is not exposed to the design surface 11, the appearance of the design surface 11 can be improved.

（他の実施形態）
本発明は上記実施形態の記載内容に限定されず、以下のように変更して実施してもよい。また、各実施形態の特徴的構成をそれぞれ任意に組み合わせるようにしてもよい。 (Other embodiments)
The present invention is not limited to the description of the above embodiment, and may be modified as follows. Moreover, you may make it combine the characteristic structure of each embodiment arbitrarily, respectively.

・図１に示す高誘電率材１４は、基板１３の平坦面からユーザの側に盛り上がった形状であるが、基板１３に凹部を形成し、その凹部に高誘電率材１４を埋め込んでもよい。或いは、盛り上がっていることをユーザが認識できない程度に高誘電率材１４を薄膜状に設け、高誘電率材１４が実質的に意匠面１１と同一の平坦面を形成するようにしてもよい。   The high dielectric constant material 14 shown in FIG. 1 has a shape raised from the flat surface of the substrate 13 to the user side, but a concave portion may be formed in the substrate 13 and the high dielectric constant material 14 may be embedded in the concave portion. Alternatively, the high dielectric constant material 14 may be provided in a thin film so that the user cannot recognize that it is raised, and the high dielectric constant material 14 may form a flat surface substantially the same as the design surface 11.

・上記各実施形態では、意匠プレート１０が肉厚均一の平板形状であるため、操作面１１ａ、１１ｂと電極板２０との距離を均一に保つことができている。これに対し、意匠プレート１０が肉厚不均一であったり、凹凸を有する形状であったりする場合の如く、操作面１１ａ、１１ｂと電極板２０との距離を均一に保つことができない場合でも、本発明は適用可能である。そして、このような場合には、高誘電率材１４、１４１、１４２、または第２高誘電率材１５、１６の形状および大きさを調節することで、所望の静電容量変化になるように調整することができる。   In each of the above embodiments, the design plate 10 has a flat plate shape with a uniform thickness, so that the distance between the operation surfaces 11 a and 11 b and the electrode plate 20 can be kept uniform. On the other hand, even when the design plate 10 has a non-uniform thickness or a shape having irregularities, even when the distance between the operation surfaces 11a and 11b and the electrode plate 20 cannot be kept uniform, The present invention is applicable. In such a case, by adjusting the shape and size of the high dielectric constant materials 14, 141, 142 or the second high dielectric constant materials 15, 16, the desired capacitance change can be achieved. Can be adjusted.

・上記各実施形態では、導電性を有する樹脂で電極板２０を形成しているが、金属で電極板２０を形成してもよい。また、透過照明を廃止して、透光性を有しない材料で電極板２０を形成してもよい。また、透過照明を廃止した場合、高誘電率材１４、１４１、１４２および基板１３を、透光性を有しない材料で形成してもよい。   In each of the above embodiments, the electrode plate 20 is formed of a conductive resin, but the electrode plate 20 may be formed of a metal. Alternatively, the transmission plate may be eliminated and the electrode plate 20 may be formed of a material that does not have translucency. Further, when the transmission illumination is abolished, the high dielectric constant materials 14, 141, 142 and the substrate 13 may be formed of a material that does not have translucency.

・上記各実施形態では、電極板２０の形状および大きさが操作面１１ａ、１１ｂと異なっているが、同一であっても良い。この場合、操作面１１ａ、１１ｂの投影範囲の全面を覆いつつ、その投影範囲よりも大きい形状に電極板２０を形成してもよいし、投影範囲の一部を覆う形状に電極板２０を形成してもよい。   In each of the above embodiments, the shape and size of the electrode plate 20 are different from those of the operation surfaces 11a and 11b, but may be the same. In this case, the electrode plate 20 may be formed in a shape larger than the projection range while covering the entire projection range of the operation surfaces 11a and 11b, or the electrode plate 20 may be formed in a shape covering a part of the projection range. May be.

・図６に示す静電容量式スイッチでは、低誘電率材１７を廃止してもよい。また、複数の第２高誘電率材１５、１６の両方を基板１３の板厚方向の全体に亘って配置しても良いし、これらの両方を意匠面１１には露出しないように配置しても良い。   In the capacitive switch shown in FIG. 6, the low dielectric constant material 17 may be eliminated. Further, both of the plurality of second high dielectric constant materials 15 and 16 may be arranged over the entire thickness direction of the substrate 13, or both of them may be arranged so as not to be exposed on the design surface 11. Also good.

・図１２に示す低誘電率材１７は、基板１３の板厚方向の全体に亘って配置されているが、意匠面１１を形成する側の面には露出しないように低誘電率材１７を配置してもよい。   The low dielectric constant material 17 shown in FIG. 12 is arranged over the entire board 13 in the thickness direction, but the low dielectric constant material 17 is not exposed on the surface on which the design surface 11 is formed. You may arrange.

・図６に示す第２高誘電率材１５、１６および低誘電率材１７は、基板１３の裏面１２に露出して接着材３０またはフィルム材２１に接触している。これに対し、第２高誘電率材１５、１６および低誘電率材１７を、基板１３の裏面１２に露出しないように配置してもよい。   The second high dielectric constant materials 15 and 16 and the low dielectric constant material 17 shown in FIG. 6 are exposed on the back surface 12 of the substrate 13 and are in contact with the adhesive 30 or the film material 21. On the other hand, the second high dielectric constant materials 15 and 16 and the low dielectric constant material 17 may be arranged so as not to be exposed on the back surface 12 of the substrate 13.

・上記各実施形態では、電極板２０をフィルム材２１に塗布し、そのフィルム材２１を操作プレート１０に貼り付けている。換言すれば、フィルム材２１を介して電極板２０を操作プレート１０に取り付けている。これに対し、電極板２０を操作プレート１０に直接取り付けるように構成してもよい。例えば、基板１３の裏面１２に電極板２０を蒸着してもよいし、電極板２０を基板１３に接着材で貼り付けてもよいし、基板１１と電極板２０とを樹脂で一体に多色成形して操作プレート１０を形成してもよい。   In each of the above embodiments, the electrode plate 20 is applied to the film material 21 and the film material 21 is attached to the operation plate 10. In other words, the electrode plate 20 is attached to the operation plate 10 via the film material 21. On the other hand, the electrode plate 20 may be configured to be directly attached to the operation plate 10. For example, the electrode plate 20 may be vapor-deposited on the back surface 12 of the substrate 13, the electrode plate 20 may be attached to the substrate 13 with an adhesive, or the substrate 11 and the electrode plate 20 may be integrated with resin in multiple colors. The operation plate 10 may be formed by molding.

・上記各実施形態では、ユーザの指先Ｆを操作面１１ａ、１１ｂに接触させて操作することを想定しており、指先Ｆを操作体としている。これに対し、例えばペン形状の操作部材をユーザが持ち、その操作部材を操作面１１ａ、１１ｂに接触させて操作することを想定し、人体以外の操作部材を操作体としてもよい。   In each of the above embodiments, it is assumed that the user's fingertip F is operated by being brought into contact with the operation surfaces 11a and 11b, and the fingertip F is used as the operating body. On the other hand, for example, assuming that the user has a pen-shaped operation member and makes the operation member come into contact with the operation surfaces 11a and 11b, the operation member other than the human body may be used as the operation body.

・上記各実施形態では、操作面１１ａ、１１ｂが複数設けられた静電容量式スイッチに本発明を適用しているが、操作面が１つ設けられた静電容量式スイッチに本発明を適用してもよい。   In each of the above embodiments, the present invention is applied to a capacitive switch provided with a plurality of operation surfaces 11a and 11b. However, the present invention is applied to a capacitive switch provided with one operation surface. May be.

１０…操作プレート、１１ａ、１１ｂ…操作面、１４、１４１、１４２…高誘電率材、１５、１６…第２高誘電率材、１７…低誘電率材、２０…電極板、Ｆ…ユーザの指先（操作体）。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Operation plate, 11a, 11b ... Operation surface, 14, 141, 142 ... High dielectric constant material, 15, 16 ... 2nd high dielectric constant material, 17 ... Low dielectric constant material, 20 ... Electrode plate, F ... User's Fingertip (operation body).

Claims (2)

操作体（Ｆ）により接触操作される操作面（１１ａ、１１ｂ）を形成する操作プレート（１０）と、前記操作プレートに対して前記操作面の反対側に配置される電極板（２０）と、を備え、前記操作体と前記電極板との間で生じる静電容量の変化に応じてオンオフ作動する静電容量式スイッチにおいて、
前記操作プレートは、
板状の基板（１３）と、
前記基板の表面に配置されて前記操作面を形成する、前記基板に比べて誘電率の高い高誘電率材（１４、１４１、１４２）と、
を備えて構成され、
前記高誘電率材は、前記基板の板厚方向の全体に亘って設けられ、かつ、前記基板の平坦面からユーザの側に盛り上がった形状であることを特徴とする静電容量式スイッチ。 An operation plate (10) for forming an operation surface (11a, 11b) to be contacted and operated by the operation body (F), an electrode plate (20) disposed on the opposite side of the operation surface with respect to the operation plate, In a capacitive switch that operates on and off in accordance with a change in capacitance generated between the operating body and the electrode plate,
The operation plate is
A plate-like substrate (13);
A high dielectric constant material (14, 141, 142) that is disposed on a surface of the substrate to form the operation surface and has a higher dielectric constant than the substrate;
It is configured to include a,
The high-permittivity material is provided over the entire thickness direction of the substrate, and has a shape raised from the flat surface of the substrate to the user side . 前記高誘電率材（１４、１４１）は、前記基板の操作面側の面のうち、前記電極板の投影範囲（１３ａ）の全面を覆うように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の静電容量式スイッチ。 The high dielectric constant material (14, 141) is disposed so as to cover the entire projection range (13a) of the electrode plate among surfaces on the operation surface side of the substrate. Capacitance switch described in 1 .
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