JPH065224U - タッチスイッチ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 発振回路部、スイッチ出力回路部、検出回路
部等を含むタッチスイッチ用の回路系において、これの
適所に基準出力回路部を備えることで高度の信頼性が得
られるタッチスイッチ装置を提供する。 【構成】 発振回路部１０と、人体がタッチスイッチ６
２に接触したときスイッチ出力を発生させるためのスイ
ッチ出力回路部６０と、スイッチ出力と比較すべき基準
出力を発生させるための基準出力回路部４０と、人体の
タッチスイッチ接触を示す検出信号を出力するための検
出回路部７０とを備えている。 【効果】 人体がタッチスイッチ６２に接触したか否か
を検出するとき、人体の抵抗分によるスイッチ出力の低
下、人体の容量分によるスイッチ出力の位相のずれを検
出要素とし、これと基準出力との差を大きくして検出レ
ベルを高くするから、タッチスイッチの誤作動が起りが
たく、信頼性が高まる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は人体の接触を検出するためのタッチスイッチ装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】

周知のとおり、メカニカルスイッチ、圧力スイッチなどは、接点の接触、非接 触により開閉される。 この種のスイッチは、たとえば、多湿な環境、水回り場所において、接点の腐 食、濡れに起因した接触不良、誤作動などが起こりがちであり、その対策のため に防水構造を要することが少なくない。

【０００３】 これに代わるものとして、接点をもたないタッチスイッチがすでに提供されて いる。 タッチスイッチに関する先行技術ないし公知技術は、特公昭５２−２２１１２ 号公報、その他多くの文献にみられる。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

従来にみられるタッチスイッチの多くは、回路系とタッチスイッチとを直接接 続するもので、主として、人体のハム（雑音）をとらえる方式である。 この方式のタッチスイッチは、ハム（雑音）が使用状況によって変りやすく不 安定であるために、入力インピーダンスを高くしたり増巾度を大きくとる必要を 生じ、しかも、ノイズの影響を受けやすいために、誤動作したり回路系の破壊も 惹き起す。

【０００５】 ちなみに、既述の特許公報に開示されたタッチスイッチでは、周波数の安定性 を高めるために装置が複雑かつ高価となる欠点、これに用いられるトランジスタ が周囲温度に影響されて発振周波数が変化する欠点などを改善しているが、この 公知例の場合、人体がタッチスイッチに接触した際の出力レベルを高めてより確 実なスイッチ動作を期するための工夫がみられない。

【０００６】 本考案はかかる技術的課題に鑑み、発振回路部、スイッチ出力回路部、検出回 路部などを含むタッチスイッチ用の回路系において、これの適所に基準出力回路 部を備えることにより、高度の信頼性が得られるタッチスイッチ装置を提供しよ うとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

本考案に係るタッチスイッチ装置は所期の目的を達成するために、発振器を含 む発振回路部を備えていること、および、タッチスイッチと抵抗とコンデンサと を含み、人体がタッチスイッチに接触したときに人体の抵抗分により出力が変化 して、人体の容量分により位相のずれたスイッチ出力を発生させるためのスイッ チ出力回路部を備えていること、および、人体がタッチスイッチに接触していな いときのスイッチ出力回路部の抵抗分、容量分と同一の値をもつ抵抗、コンデン サを含み、スイッチ出力と比較すべき基準出力を発生させるための基準出力回路 部を備えていること、および、スイッチ出力回路部からのスイッチ出力と基準出 力回路部からの基準出力とを比較するためのコンパレータを含み、スイッチ出力 と基準出力との差が一定値を越えたときに、人体がタッチスイッチに接触したこ とを示す検出信号を出力するための検出回路部を備えていることを特徴とする。

【０００８】

【作用】

基準出力回路部は、人体のタッチスイッチへの接触、非接触にかかわらず、一 定の基準出力を保持する。 これに対し、スイッチ出力回路部は、人体がタッチスイッチに接触していない とき、そのスイッチ出力が基準出力と等しくなり、人体がタッチスイッチに接触 したとき、人体の抵抗分により出力が低下し、人体の容量分により出力の位相が ずれるために、そのスイッチ出力が基準出力よりも低下する。

【０００９】 したがって、発振回路部を介して各回路部を稼働させた状態において、人体が タッチスイッチに接触していないとき、スイッチ出力と基準出力とが等しくなる ために、当該両出力を受けてこれらを比較演算する検出回路部は、人体がタッチ スイッチに接触したとの検出信号を出さず、かつ、人体がタッチスイッチに接触 したとき、スイッチ出力と基準出力とが等しくならないために、前記検出回路部 は、人体がタッチスイッチに接触したとの検出信号を出す。

【００１０】 このような出力差を検出出力とするとき、二つの要素（スイッチ出力の変化、 位相のずれ）を利用するために、出力レベルをきわめて大きくなり、ゆえに、人 体のタッチスイッチへの接触を確実にとらえることができ、ノイズ等による誤動 作もなくなる。しかも、検出出力レベレを高くすることができるので、回路系の インピーダンスを低く抑えても、充分機能し回路系を破壊することがない。

【００１１】

【実施例】

本考案に係るタッチスイッチ装置を、図１に示された一実施例に基づいて説明 する。

【００１２】 図１において、発振回路部１０は発振器１１と増幅器１２とを含んでいる。 図１において、抵抗２０はスイッチ出力回路部６０のインピーダンス整合用の ものであり、抵抗３０は抵抗２０と同じ抵抗値を有する。 図１において、基準出力回路部４０は、抵抗４１とコンデンサ４２とを含み、 抵抗４１がグラウンド４４に接地され、コンデンサ４２がグラウンド（回路系共 通電位線）４３に接地されている。 この基準出力回路部４０は、人体がスイッチ出力回路部６０のタッチスイッチ ６２に非接触ときのスイッチ出力回路部と等価である。 図１において、絶縁トランス５０は、一次側がグラウンド５２に接地され、二 次側にアース５１を有する。 この絶縁トランス５０は、人体および回路保護を目的として、タッチスイッチ ６２を含むスイッチ出力回路部６０と電源を含む発振回路部１０とを隔離する。 図１において、スイッチ出力回路部６０は、同軸ケーブルまたはシールドケー ブル６１、抵抗６３₁ とコンデンサ６３₂ とを有するタッチ用回路６３を含み、 かつ、抵抗６３₁ 用のアース６３₄ 、コンデンサ６３₂ 用のアース６３₅ をも含 んでいる。 スイッチ出力回路部６０におけるタッチスイッチ６２側の配線は、一定容量の ケーブルからなるのが望ましい。 図１において、検出回路部７０は、差動増幅器７１、整流器７２、コンパレー タ７３を含んでいる。

【００１３】 本考案に係るタッチスイッチ装置は、図１を参照して、これは以下のように動 作する。

【００１４】 発振のとき、発振回路部１０からの出力が抵抗２０、３０を介して基準出力回 路部４０、スイッチ出力回路部６０に伝達され、検出、発信に際して、基準出力 Ｓおよびスイッチ出力Ｃが、検出回路部７０の差動増幅器７１に入力され、当該 検出回路部７０において両出力の差Ｄ₁ が整流器７２により直流の検出出力Ｄ₂ となってコンパレータ７３へ入力される。

【００１５】 コンパレータ７３は、これに基準となる動作レベルＡが設定されており、この Ａと入力された検出レベルＤ₂ とを比較し、Ｄ₂ ＞Ａのとき、すなわち、タッチ スイッチ６２に入力があったとき、図示しない制御部に検出信号を発信して、そ の制御部を作動させる。

【００１６】 基準出力回路部４０の場合、絶縁トランス５０とタッチスイッチ６２との間 が、一定長さの同軸ケーブル（シールドケーブル）６１により接続されるので、 スイッチ出力回路部６０の配線の状況にかかわりなく、外部環境に起因して変動 することのない一定の抵抗分、容量分が生ずる。 基準出力回路部４０の抵抗および容量は、これらと同一の値をもつ抵抗分、容 量分のものが併列に設けられる。 したがって、タッチスイッチ６２に入力がないとき、前記設定により、検出回 路部７０ヘ入力される基準出力Ｓ、スイッチ出力Ｃは同一レベルとなり、両出力 の差すなわち検出出力Ｄ₂ がゼロであるから、検出信号は発信されない。

【００１７】 タッチスイッチ入力があるとき、すなわち、人体がタッチスイッチ６２に接触 したとき、スイッチ出力回路部６０においては、タッチスイッチ６２と各アース ６３₄ 、６３₅ との間に、人体がもつ抵抗分、容量分と等価なタッチ用回路６３ が生ずる。 この際の抵抗分により、スイッチ出力回路部６０のスイッチ出力が低下し、こ の際の容量分により、該スイッチ出力の位相にずれが生じる。

【００１８】 前記抵抗分によるスイッチ出力の低下を示した図２（ａ）において、斜線部 分Ｄ₁ は、１サイクル分における基準出力Ｓとスイッチ出力Ｃとの差である。 図２（ｂ）は、前記スイッチ出力の低下に、さらに９０°の位相のずれが生じ た状態を示す。 この位相のずれにより、両出力Ｓ、Ｃの差Ｄ₁ は、位相が同期しているときよ りも大きくなる。 図２（ｃ）を参照して明らかなように、当該Ｄ₁ は位相のずれが１８０°のと きに最大となる。 したがって、人体がタッチスイッチ６２に接触したとき、これら基準出力Ｓ、 スイッチ出力Ｃに基づくＤ₂ ＞Ａが検出回路部７０において検出され、検出回路 部７０から所定の検出信号が発信される。

【００１９】 このように、基準出力Ｓとスイッチ出力Ｃとの差が大きいほど、すなわち、検 出出力Ｄ₁ のレベルが高いほど、タッチスイッチ作動を確実にとらえることがで き、誤動作が起りがたい。 また、検出レベルＤ₂ が高出力であるために動作レベルを高く設定することが でき、仮に外部ノイズ等をひろったとしても、誤動作が起り難くなる。

【００２０】

【考案の効果】 本考案に係るタッチスイッチ装置は、人体がタッチスイッチに接触したか否か を検出するとき、人体の抵抗分によるスイッチ出力の低下、人体の容量分による スイッチ出力の位相のずれを検出要素とし、これと基準出力との差を大きくして 検出レベルを高くするから、タッチスイッチの誤作動が起りがたく、信頼性が高 まる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係るタッチスイッチ装置の一実施例を
示した回路図である。

【図２】本考案タッチスイッチ装置における各スイッチ
出力と基準出力との比較図である。

【図３】本考案タッチスイッチ装置のコンパレータに入
力される検出レベルの説明図である。

【符号の説明】

１０ 発振回路部 １１ 発振器 ４０ 基準出力回路部 ４１ 抵抗 ４２ コンデンサ（容量） ６０ スイッチ出力回路部 ６２ タッチスイッチ ６３₁ 抵抗 ６３₂ コンデンサ（容量） ７０ 検出回路部 ７３ コンパレータ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 発振器を含む発振回路部を備えているこ
   と、および、タッチスイッチと抵抗とコンデンサとを含
   み、人体がタッチスイッチに接触したときに人体の抵抗
   分により出力が変化して、人体の容量分により位相のず
   れたスイッチ出力を発生させるためのスイッチ出力回路
   部を備えていること、および、人体がタッチスイッチに
   接触していないときのスイッチ出力回路部の抵抗分、容
   量分と同一の値をもつ抵抗、コンデンサを含み、スイッ
   チ出力と比較すべき基準出力を発生させるための基準出
   力回路部を備えていること、および、スイッチ出力回路
   部からのスイッチ出力と基準出力回路部からの基準出力
   とを比較するためのコンパレータを含み、スイッチ出力
   と基準出力との差が一定値を越えたときに、人体がタッ
   チスイッチに接触したことを示す検出信号を出力するた
   めの検出回路部を備えていることを特徴とするタッチス
   イッチ装置。