專利名稱：觸摸開關裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及檢測由使用者的手指進行觸摸操作的觸摸開關裝置。
背景技術：
在現有技術中，已知有以下一種觸摸開關裝置(例如，參照專利文獻1:日本特開2008 - 192336號公報):將電極板(electrode sheet)粘貼到玻璃(電介質)背面，并將電極板的中繼連接器連接到控制基板的連接器上，從而構成觸摸開關裝置，所述電極板通過使開關電極和中繼連接器、以及將開關電極和中繼連接器導通的布線圖形成于聚酯薄膜(PET film)而構成。在專利文獻I中記載的觸摸開關裝置中，通過利用控制基板檢測出由開關電極形成的電容的容量變化，來檢測出使用者的手指(電介質)是否觸碰到玻璃表面的開關操作部。如專利文獻I中記載的觸摸開關裝置，設定成將電極板的中繼連接器連接在控制基板上的構成時，在中繼連接器和控制基板之間一旦發生連接不良，導致在控制基板一側無法檢測出使用者的觸摸操作。其結果，會出現無法對安裝有觸摸開關裝置的產品(烹調器具等)進行操作的問題。因此，雖然說可以考慮追加檢測出電極板和控制基板之間的連接狀況的功能，但是理想的是應該盡量避免由于追加功能而導致裝置結構變復雜的情況。

發明內容
本發明是鑒于上述背景而完成的，目的在于提供一種通過簡單的構成就能高精度地檢測出電極板和控制基板之間的連接狀況的觸摸開關裝置。本發明是為了達到上述目的而完成的一種觸摸開關裝置，其特征在于具備:電極板，由開關電極、第一連接部、電極布線和連接檢測布線形成，所述第一連接部具有第一電極端子和夾著該第一電極端子設置的一對第一連接檢測端子，所述電極布線將所述開關電極和所述第一電極端子之間導通，所述連接檢測布線通過包圍所述開關電極和所述電極布線的線路將所述一對第一連接檢測端子之間導通；電介質面板，其背面安裝所述電極板，在該電介質面板表面的與所述開關電極相對的位置部分設定成讓使用者操作的觸摸操作部；和，控制基板，具有第二連接部、開關操作檢測部和連接狀況檢測部，所述第二連接部具有與所述第一連接部的所述第一電極端子連接的第二電極端子和與所述第一連接檢測端子連接的一對第二連接檢測端子，所述開關操作檢測部通過經由所述第二電極端子檢測由所述開關電極形成的電容的容量的變化，檢測是否對所述觸摸操作部進行了操作，所述連接狀況檢測部基于所述一對第二連接檢測端子間的電阻值，檢測所述第一連接部和所述第二連接部的連接狀況(第一發明)。根據第一發明，在所述電極板的所述第一連接部，所述一對第一連接檢測端子夾著所述第一電極端子而形成，所述一對第一連接檢測端子之間通過以包圍所述開關電極和所述電極布線而配置的所述連接檢測布線導通。通過以這種方式構成所述電極板，能夠以不與所述開關電極、所述第一電極端子和所述電極布線發生交叉的形式配置所述一對第一連接檢測端子以及所述連接檢測布線。因此，能夠將所述電極板制成單層的簡單構造。而且，根據所述電極板的構成，能夠抑制在將所述開關電極、所述第一電極端子及所述電極布線與所述一對第一連接檢測端子及所述連接檢測布線配置在附近的場合下形成的多余浮地電容，能夠防止所述開關操作檢測部針對是否操作了所述觸摸操作部的誤檢測。另外，根據第一發明，如果所述一對第二連接檢測端子之間的電阻值是規定值以下的數值，則可以判斷所述一對第二連接檢測端子和所述一對第一連接檢測端子之間的連接為良好。并且，在該情況下，能夠期望夾在所述一對第二連接檢測端子之間的所述第二電極端子和夾在所述一對第一連接檢測端子之間的所述第一電極端子之間的連接也是良好的。因此，所述連接狀況檢測部基于所述一對第二連接檢測端子之間的電阻值，能夠高精度地檢測出所述電極板的所述第一連接部與所述控制基板的所述第二連接部之間的連接狀況。另外，在所述第一發明中，所述觸摸開關裝置的特征在于所述一對第二連接檢測端子的電位設定成比地電位高(第二發明)。根據第二發明，通過將所述第二連接檢測端子的電位設定得比地電位高，與所述第二連接檢測端子連接的所述電極板的所述第一連接檢測端子以及與所述第一連接檢測端子導通的所述連接檢測布線的電位也比地電位高。所以，在所述開關電極和所述連接檢測布線之間形成的電容所儲存的電荷減少，因此，增大因是否對所述開關操作部進行觸摸操作而在所述開關電極上形成的電容的容量變化，能夠提高所述開關操作檢測部針對是否對所述開關操作部進行了操作的檢測精度。


圖1是表示觸摸開關裝置的構成圖。圖2是表示觸摸開關裝置的電路圖。圖3是表示開關操作檢測電路的工作示意圖。符號說明1:觸摸開關裝置；10:電極板；lla lie:開關電極；12:中繼連接器(第一連接部)；13a 13e:第一電極端子；14a, 14b:第一連接檢測端子；15:連接檢測布線；16a 16e:電極布線；20:玻璃板(電介質面板);21a 21e:觸摸操作部；30:組裝盒；40:控制基板；41a 41e:LED ；42:連接器(第二連接部)；43a 43e:第二電極端子；44a，44b:第二連接檢測端子；55:開關操作檢測部；56:連接狀況檢測電路
具體實施例方式結合圖1 圖3說明本發明的實施方式。參照圖1，本實施方式的觸摸開關裝置I通過以下方式構成:將電極板(electrode sheet) 10緊貼安裝在玻璃板20 (相當于本發明的電介質面板)的背面，將容納在組裝盒(assy case) 30內的控制基板40安裝在電極板10下部，并使控制基板40的連接器42(相當于本發明的第二連接部)和電極板10的中繼連接器12(相當于本發明的第一連接部)連接。電極板10 為 FPC 基板(FPC:Flexible printed circuits),形成有開關電極Ila lie和中繼連接器12。另外，在玻璃板20上設置描畫有觸摸標志的觸摸操作部21a 21e。電極板10和玻璃板20按以下方式定位:開關電極Ila和觸摸操作部21a相對、開關電極Ilb和觸摸操作部21b相對、開關電極Ilc和觸摸操作部21c相對、開關電極Ild和觸摸操作部21d相對、以及開關電極lie和觸摸操作部21e相對。因此，觸摸操作部21a 21e通過靜電容量型的觸摸開關形成，利用控制基板40檢測出使用者是否對觸摸操作部21a 21e進行了觸摸操作(使用者的手指是否觸摸了觸摸操作部21a 21e)。在控制基板40上實裝有五個LED41a 41e，并按以下方式對電極板10、組裝盒(assy case) 30以及控制基板40進行定位并固定:使LED41a位于開關電極Ila的中央部位附近的正下方；使LED41b位于開關電極Ilb的中央部位附近的正下方；使LED41C位于開關電極Ilc的中央部位附近的正下方；使1^041(1位于開關電極Ild的中央部位附近的正下方；使LED41e位于開關電極Ile的中央部位附近的正下方。因此,通過使LED41a 41e亮燈，能夠讓觸摸操作部21a 21e發光。另外，通過將電極板10的中繼連接器12插入到實裝在控制基板40上的連接器42 (基板一 FPC連接器)上，中繼連接器12的各連接端子和連接器42的與所述各連接端子對應的各連接端子導通 。接著，參照圖2，電極板10上除了形成有開關電極Ila lie和中繼連接器12之夕卜，還形成有連接檢測布線15和電極布線16a 16e。中繼連接器12形成為:五個第一電極端子13a 13e和夾著第一電極端子13a 13e設置的一對第一連接檢測端子14a、14b平行地配置。第一電極端子13a通過電極布線16a與開關電極I Ia導通。同樣，第一電極端子13b通過電極布線16b與開關電極Ilb導通,第一電極端子13c通過電極布線16c與開關電極Ilc導通，第一電極端子13d通過電極布線16d與開關電極Ild導通，第一電極端子13e通過電極布線16e與開關電極Ile導通。連接檢測布線15形成為以下的布線圖:通過包圍開關電極Ila Ile和電極布線16a 16e的線路，將一對第一連接檢測端子14a、14b之間導通。在這種情況下，由于連接檢測布線15不必跨越過開關電極Ila Ile及電極布線16a 16e設置，能夠將電極板10制成單層構造。通過將電極板10制成單層構造，能夠抑制將開關電極Ila lie、電極布線16a 16e、第一電極端子13a 13e、連接檢測布線15以及第一連接檢測端子14a、14b配置在附近的場合所形成的多余浮地電容。控制基板40除了具有連接器42之外，還具有開關操作檢測電路55 (相當于本發明的開關操作檢測部)、連接狀況檢測電路56 (相當于本發明的連接狀況檢測部)和CPU57。開關操作檢測電路55檢測由開關電極Ila lie形成的各電容的容量，從而檢測出使用者是否對各觸摸操作部21a 21e(參照圖1)進行了觸摸操作。連接狀況檢測電路56檢測出電極板10的中繼連接器12與連接器42的連接狀況。
連接器42構成為:五個第二電極端子43a 43e和夾著第二電極端子43a 43e設置的一對第二連接檢測端子44a、44b平行地配置。連接器42的第二電極端子43a 43e及第二連接檢測端子44a、44b的間距與電極板10的中繼連接器12的第一電極端子13a 13e及第一連接檢測端子14a、14b的間距相同。通過將中繼連接器12插入到連接器42中，中繼連接器12的第一電極端子13a 13e及第一連接檢測端子14a、14b和與連接器42對應的第二電極端子43a 43e及第二連接檢測端子44a、44b導通。第二連接檢測端子44a經由電阻50與Vcc (直流高電位)的電位部連接，第二連接檢測端子44b經由電阻51與地電位部連接。并且，在中繼連接器12和連接器42連接正常時，一對第二連接檢測端子44a、44b之間經由電極板10的連接檢測布線15導通，第二連接檢測端子44a、44b之間的電阻值幾乎為零。因此，在中繼連接器12和連接器42連接正常時，第二連接檢測端子44b的電壓(相對接地電壓的電壓)Vs即為下式(I)中的Vok。其中，Rl:電阻50的電阻值；R2:電阻51的電阻值。于此對應，在中繼連接器12與連接器42脫開時，由于第二連接檢測端子44a，44b之間成為絕緣狀態，第二連接檢測端子44b的電壓Vs幾乎為零。此外，在中繼連接器12被斜向插入于連接器42上時，與中繼連接器12和連接器42脫開的情形相同，中繼連接器12和連接器42之間的連接變得不充分時，第二連接檢測端子44a、44b之間的電阻值變高。`所以，第二連接檢測端子44b的電壓Vs即為下式(2)的Vng(〈Vok)。
R 2Vng二---XVcc.….(2)
R1 + R2 + Rl其中，Rl:電阻50的電阻值；R2:電阻51的電阻值；Rc:第二連接檢測端子44a、44b之間的電阻值。因此，連接狀況檢測電路56將第二連接檢測端子44b的電壓Vs與閾值Vth (設定成比Vok低的電壓)進行比較。并且，在Vs超過Vth(Vth〈Vs)時，連接狀況檢測電路56向CPU57輸出表示中繼連接器12和連接器42間的連接為正常的信號。在Vs是Vth (Vs ( Vth)以下的數值時，連接狀況檢測電路56向CPU57輸出表示中繼連接器12和連接器42之間的連接為異常的信號。在連接狀況檢測電路56向CPU57輸入連接異常的信號時，CPU57通過亮燈、蜂鳴(未圖示)來發出警報，讓使用者認識到觸摸開關裝置I的不良。這里，當夾著第二電極端子43a 43e設置的第二連接檢測端子44a、44b之間是導通時，能夠判定出:中繼連接部12的第一連接檢測端子14a和連接器42的第二連接檢測端子44a是正常連接的；以及中繼連接器12的第一連接檢測端子14b和連接器42的第二連接檢測端子44b是正常連接的。并且，在這種情況下，能夠期望被夾在第一連接檢測端子14a、14b之間設置的第一電極端子13a 13e與被夾在第二連接檢測端子44a、44b之間設置的第二電極端子43a 43e之間也是正常連接的。因此，在第二連接檢測端子44b的電壓Vs超過閾值Vth時，連接狀況檢測電路56能夠高精度地檢測出在電極板10上中繼連接器12和控制基板40的連接器42是正常連接的。另外，在觸摸開關裝置I例如被用作加熱烹調器具的加熱停止開關的情況下，在加熱烹調中中繼連接器12和連接器42之間的連接發生異常時，使用者無法操作加熱停止開關來停止加熱烹調。因此，也可以設置成:在由連接狀況檢測電路56檢測出中繼連接器12和連接器42之間連接發生異常時，強制停止加熱烹調。接著，參照圖3，以檢測出使用者對觸摸操作部21a進行觸摸操作的情形為例，來說明開關操作檢測電路55的工作。另外，檢測使用者對觸摸操作部21b 21e進行觸摸操作的情形時的工作也相同。開關操作檢測電路55檢測開關電極Ila和地電位部之間形成的電容(浮地電容)的容量。作為電容具有電容71、電容72和電容73等。在電極板10及控制基板40上的與開關電極Ila導通的導通部60 (電極布線16a等)和地電位部之間形成電容71 ;在開關電極Ila和安裝有觸摸開關裝置的金屬殼體之間形成電容72 ;當使用者的手指F觸摸到觸摸操作部21a時在開關電極Ila和手指F之間形成電容73。在圖3所示的例子中，在使用者的手指F沒有觸碰到觸摸操作部21a時，由開關電極Ila形成的電容的總容量是電容71的容量Cl與電容72的容量C2的總和(C1+C2)。于此對應，當使用者的手指F觸碰到觸摸操作部21a時，由于由開關電極Ila和使用者的手指F形成電容73，由開關電極Ila形成的電容的總容量增加到電容71的容量Cl、電容72的容量C2以及電容73的容量C3的總和(C1+C2+C3)。因此，開關操作檢測電路55基于由開關電極Ila形成的電容的總容量變化，檢測出是否對觸摸操作部21a進行了觸摸操作。具體而言，開關操作檢測電路55進行以下處理等來檢測出是否對觸摸操作部21a進行了觸摸操作。該處理是指:對開關電極Ila施加電壓，根據對由開關電極I Ia形成的電容充電時流過電容的電荷量的差異，檢測電容的總容
量變化。開關操作檢測電路55將表示是否對觸摸操作部21a進行了觸摸操作的信號發送給CPU57。CPU57通過接收該信號來識別是否對觸摸操作部21a進行了觸摸操作。這里，將地電位部布線在開關電極Ila附近，在電容71、電容72容量增大時，由于使用者的手指觸碰到觸摸操作部21a時由開關電極Ila形成的電容的總容量的變化變小，導致難以檢測到是否有觸摸操作。所以，如圖2所示，通過將連接檢測布線15的電壓設定成比地電位部高的Vokjg夠減少流過容量Cl的電容71及容量C2的電容72上的電荷量，提高檢測是否有觸摸操作的檢測精度。另外，在本實施方式中是通過將電極板10的中繼連接器12插入到控制基板40的連接器42內，來連接電極板10和控制基板40。但是，不使用連接器42、而是將中繼連接器12直接連接到控制基板40上來連接電極板10和控制基板40的方法也同樣適用于本發明。
權利要求
1.一種觸摸開關裝置，其特征在于具備: 電極板，由開關電極、第一連接部、電極布線和連接檢測布線形成，所述第一連接部具有第一電極端子和夾著該第一電極端子設置的一對第一連接檢測端子，所述電極布線將所述開關電極和所述第一電極端子之間導通，所述連接檢測布線通過包圍所述開關電極和所述電極布線的線路將所述一對第一連接檢測端子之間導通； 電介質面板，其背面安裝所述電極板，在該電介質面板表面的與所述開關電極相對的位置部分設定成讓使用者操作的觸摸操作部；和， 控制基板，具有第二連接部、開關操作檢測部和連接狀況檢測部，所述第二連接部具有與所述第一連接部的所述第一電極端子連接的第二電極端子和與所述第一連接檢測端子連接的一對第二連接檢測端子，所述開關操作檢測部通過經由所述第二電極端子檢測由所述開關電極形成的電容的容量的變化，檢測是否對所述觸摸操作部進行了操作，所述連接狀況檢測部基于所述一對第二連接檢測端子間的電阻值，檢測所述第一連接部和所述第二連接部的連接狀況。
2.根據權利要求1所述的觸摸開關裝置，其特征在于，所述一對第二連接檢測端子的電位設定成比地電位高。
全文摘要
本發明提供一種觸摸開關裝置(1)，其具備電極板(10)和控制基板(40)。電極板(10)由中繼連接器(12)和連接檢測布線(15)構成，中繼連接器(12)具有夾著第一電極端子(13a)～(13e)設置的第一連接檢測端子(14a)、(14b)，連接檢測布線(15)由包圍開關電極(11a)～(11e)及電極布線(16a)～(16e)的線路形成。控制基板(40)具有與中繼連接器(12)連接的連接器(42)和基于第二連接檢測端子(44a)、(44b)之間的電阻值檢測出中繼連接器(12)與連接器(42)的連接狀況的連接狀況檢測電路(56)。該觸摸開關裝置能通過簡單的構成高精度地檢測電極板和控制基板間的連接不良。
文檔編號H03K17/975GK103152027SQ20121051953
公開日2013年6月12日 申請日期2012年12月6日 優先權日2011年12月6日
發明者水野達彥 申請人:林內株式會社