タッチキーとこれを用いた電磁調理器
【課題】パネル部と金属製筐体との間の距離が変化しても、あるいはばらついても検知感度に変動のない安定したタッチキーを提供することを目的とする。
【解決手段】パネル部１と、パネル部１の裏面に設けた第１の電極部２と、第１の電極部２の対面側に第２の電極部３を有し、かつ第２の電極部３と反対面に第３の電極部４を有する電極基板部５と、第１と第２の電極部２、３とを電気的に接続する接続部６と、第２の電極部３に所定の周波数の電圧を印加する発振部７と、第２の電極部３の出力電圧を検知する検知部８とを有し、第３の電極部４をアース電位に接続した。これによって、第２の電極部３と電極基板部５、第３の電極部４で構成される容量値は一定で検知感度に変動のない安定したものとなる。
【解決手段】パネル部１と、パネル部１の裏面に設けた第１の電極部２と、第１の電極部２の対面側に第２の電極部３を有し、かつ第２の電極部３と反対面に第３の電極部４を有する電極基板部５と、第１と第２の電極部２、３とを電気的に接続する接続部６と、第２の電極部３に所定の周波数の電圧を印加する発振部７と、第２の電極部３の出力電圧を検知する検知部８とを有し、第３の電極部４をアース電位に接続した。これによって、第２の電極部３と電極基板部５、第３の電極部４で構成される容量値は一定で検知感度に変動のない安定したものとなる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種の機器、特に、フラットパネルを有する機器のフラットパネル部に設けるタッチキーとこれを用いた電磁調理器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のタッチキーとしては、例えば、図９に示すようなものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図９は、その構成を示しており、電気絶縁物のパネル部３０の裏面に電極部３１を設け、パネル部３０の電極部３１に対向する表面部を指３２でタッチするよう構成する。発振部３３は高周波電圧を発生し、この高周波電圧を、接触子３４を介して電極部３１に印加する。パネル部３０の表面部の電極部３１に対向する位置を指３２で触れたとき、高周波電圧は電極部３１、パネル部３０、指３２を通じてバイパスし、電極部３１に現れる電圧は指３２でタッチしないときの電圧より低下する。検知部３５は、入力された高周波電圧を整流して直流電圧に変換し、電極部３１にタッチしないときには高い直流電圧を、電極部３１にタッチしたときには低下した直流電圧を得る。さらに、検知部３５はこの直流電圧の差を演算し、差の値が所定値以上あるときタッチしたと判定するものである。
【０００４】
図１０に検知部３５の電圧検知動作を示す。電圧Ｖ１はタッチしないときに得られた直流電圧、時刻ｔ１でパネル部１の電極部２の対向する位置をタッチしたとき直流電圧Ｖ２が得られ、検知部３５はＶ１−Ｖ２を演算し、この演算結果ΔＶを得る。このΔＶが所定値以上あるときタッチしたと判定するものである。
【０００５】
図１１には、このタッチキーを電磁調理器に組み込んだ例を示す。電磁調理器の金属製筐体３６を台３７に組み込んでいる。電極部３１に設けた補助電極部３１ａに接触子３４が接触する。接触子３４は、発振部３３、検知部３５などを搭載したプリント基板部３８に取付けられている。また、接触子３４は一部曲げるなどの構造を持たせ、バネ製を有し、補助電極部３１ａに押し当てている。そして、図１２に示すように、パネル部３０の裏面から見た電極部３１の面積が大きく、補助電極部３１ａの面積は小さく設定し、電極部３１の上をタッチすれば大きな電圧差が得られ、補助電極部３１ａの上をタッチすれば小さな電圧差が得られるよう構成し、電極部３１の上をタッチしたときのみタッチしたと判定するものである。このようにパネル部３０にタッチキーを設けることにより、調理物を見ながら操作できるようになっている。
【特許文献１】特開２００３−２２４４５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記従来の構成では、パネル部３０と金属製筐体３６との距離ｄが変化したとき検知感度が変わってしまう。すなわち、距離ｄが小さいとき、電極部３１に印加された高周波電圧は金属製筐体３６にもバイパスされ、パネル部３０を指でタッチしても所定電圧の電圧降下が得られず検知感度が低下する。また、逆に距離ｄが大きいとき、検知感度は上がりパネル部３０の所定位置から外れた場所をタッチしても、タッチしたと判定してしまうという課題があった。
【０００７】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、パネル部と金属製筐体との間の距離が変化しても、あるいはばらついても検知感度に変動のない安定したタッチキーとこれを用いた電磁調理器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記従来の課題を解決するために、本発明のタッチキーとこれを用いた電磁調理器は、電気絶縁物よりなるパネル部と、前記パネル部の裏面に設けた第１の電極部と、前記第１の電極部の対面側に第２の電極部を有し、かつ前記第２の電極部と反対面に第３の電極部を有する電極基板部と、前記第１の電極部と前記第２の電極部とを電気的に接続する接続部と、前記第２の電極部に所定の周波数の電圧を印加する発振部と、前記第２の電極部の出力電圧を検知する検知部とを有し、前記第３の電極部をアース電位に接続したものである。
【０００９】
これによって、第１あるいは第２の電極部に印加される高周波電圧は、第２の電極部と電極基板部、第３の電極部で構成される容量値のみに影響されることとなり、第２の電極部と電極基板部、第３の電極部で構成される容量値は一定で、パネル部と金属製筐体との距離が変化しても、あるいはばらついても高周波電圧は影響されず、検知電圧は一定で検知感度に変動のない安定したものとなる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のタッチキーとこれを用いた電磁調理器は、パネル部と金属製筐体との間の距離が変化しても、あるいはばらついても検知感度に変動のない安定したものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
第１の発明は、電気絶縁物よりなるパネル部と、前記パネル部の裏面に設けた第１の電極部と、前記第１の電極部の対面側に第２の電極部を有し、かつ前記第２の電極部と反対面に第３の電極部を有する電極基板部と、前記第１の電極部と前記第２の電極部とを電気的に接続する接続部と、前記第２の電極部に所定の周波数の電圧を印加する発振部と、前記第２の電極部の出力電圧を検知する検知部とを有し、前記第３の電極部をアース電位に接続したタッチキーとすることにより、第１あるいは第２の電極部に印加される高周波電圧は、第２の電極部と電極基板部、第３の電極部で構成される容量値のみに影響されることとなり、第２の電極部と電極基板部、第３の電極部で構成される容量値は一定で、パネル部と金属製筐体との距離が変化しても、あるいはばらついても高周波電圧は影響されず、検知電圧は一定で検知感度に変動のない安定したものとなる。
【００１２】
第２の発明は、特に、第１の発明において、第２の電極部は、電極基板部を挟んで第３の電極部に対向する面積を第３の電極部に対向しない面積より大きく設定したことにより、第２の電極部に印加した高周波電圧が金属製筐体から受ける影響は小さくでき安定したタッチキーを実現できる。
【００１３】
第３の発明は、特に、第１または第２の発明において、接続部は電気的に導通する弾性体で構成したことにより、電極基板部をパネル部に押し付け、第１の電極部と第２の電極部の導通を確実にし、パネル部と金属製筐体との距離が変化しても感度の変化のない安定したタッチキーを実現できる。
【００１４】
第４の発明は、特に、第１〜第３のいずれか１つの発明において、接続部は導電性ゴムで構成したことにより、第１の電極部と第２の電極部の導通を確実にし、パネル部と金属製筐体との距離が変化しても感度の変化のない安定したタッチキーを実現できる。
【００１５】
第５の発明は、特に、第１〜第３のいずれか１つの発明において、接続部は金属製バネで構成したことにより、第１の電極部と第２の電極部の導通を確実にし、パネル部と金属製筐体との距離が変化しても感度の変化のない安定したタッチキーを実現できる。
【００１６】
第６の発明は、特に、第１〜第５のいずれか１つの発明において、金属製筐体と、この筐体に設けたバネとを備え、前記バネを第３の電極部に接触させ電極基板部をパネル部に押し付ける構成としたことにより、第３の電極部を確実にアース電位にし、かつ電極基板部をパネル部に押し付けることができ、パネル部と金属製筐体との距離が変化しても感度の変化のない安定したタッチキーを実現できる。
【００１７】
第７の発明は、特に、第１〜第６のいずれか１つの発明におけるタッチキーを用いた電磁調理器とすることにより、調理物を見ながらパネル部表面で操作できる確実動作のタッチキー付き電磁調理器を実現できる。
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１９】
（実施の形態１）
図１、図２は、本発明の実施の形態１におけるタッチキーを示すものである。
【００２０】
図に示すように、本実施の形態におけるタッチキーは、ガラスなどの表面の平らな電気絶縁物よりなるパネル部１と、パネル部１の裏面に設けた第１の電極部２と、第１の電極部２の対面側に第２の電極部３を有し、かつ第２の電極部３と反対面に第３の電極部４を有する電極基板部５と、第１の電極部２と第２の電極部３とを電気的に接続する導電性の接続部６と、第２の電極部３に所定の周波数の電圧を印加する発振部７と、第２の電極部３の出力電圧を検知する検知部８とを有し、第３の電極部４をアース電位に接続しアース電位に保持するものである。
【００２１】
そして、第２の電極部３に発振部７で発生させた高周波電圧を、接続部６を介して第１の電極部２に印加する。ここで、パネル部１の第１の電極部２に対向する表面部位置を指９で触れたとき、高周波電圧は第１の電極部２、パネル部１、指９を通じてバイパスし、第１の電極部２に現れる電圧は指９でタッチしないときの電圧より低下する。検知部８は、入力された高周波電圧を整流して直流電圧に変換し、第１の電極部２にタッチしないときには高い直流電圧を、第１の電極部２にタッチしたときには低下した直流電圧を得る。さらに、検知部８はこの直流電圧の差を演算し、差の値が所定値以上あるときタッチしたと判定するものである（背景技術と同じ）。
【００２２】
図２は、このタッチキーを有する電磁調理器の金属製筐体１１を台１２に組み込んだ構成例を示す。電極基板部５には第２の電極部３とつながったパターン１４を有し、このパターン１４にコネクタ１５が接続されている。このコネクタ１５よりリード線１６を介して発振部７や検知部８を搭載した電子回路搭載基板１０に接続されている。また、電極基板部５の第３の電極部４は、アース電位に設定された金属製筐体１１と金属製筐体１１に設けたバネ１３を介して接続され、アース電位に設定されている。したがって、第１の電極部２あるいは第２の電極部３に印加される高周波電圧は、第１の電極部２あるいは第２の電極部３と金属製筐体１１とで構成される浮遊容量による影響は受けず、第２の電極部３と電極基板部５、第３の電極部４で構成される容量値のみに影響される。この第２の電極部３と電極基板部５、第３の電極部４で構成される容量値は一定で、パネル部１と金属製筐体１１との距離ｄが変化しても高周波電圧は影響されず、検知電圧は一定で検知感度に変動のない安定したものとなる。
【００２３】
このようにタッチキーを構成することで、電磁調理器などのパネル部１と金属製筐体１１との間の距離が狭いところにも実装することができる。図３は、電極基板部５にタッチキーが３個搭載されている構成例を示している。
【００２４】
第２の電極部３ａ、３ｂ、３ｃはパターン１４でコネクタ１５に接続されている。この第２の電極部３ａ、３ｂ、３ｃの電極基板部５を挟んで対向する位置に第３の電極部４が設けられている。金属製筐体１１との浮遊容量の影響を小さくするためには、第２の電極部３ａ、３ｂ、３ｃのそれぞれの面積に対し、第３の電極部４の面積を大きく設定し、かつ高周波電流をアースに取られ感度を落とさないようにするために、第２の電極部３ａ、３ｂ、３ｃの面積を小さく設定している。
【００２５】
以上のように、本実施の形態では、第２の電極部３と第３の電極部４を有する電極基板部５を設け、第３の電極部４をアースすることにより、安定確実に動作し、狭い場所にも組み込むことができるタッチキーを提供することができるものである。なお、第３の電極部４は、前記したように大きい方が金属製筐体１１との浮遊容量の影響を受けにくく安定に動作するが、小さくして、場合によっては第２の電極部３の面積よりも小さくしてもよい。このとき、金属製筐体１１との浮遊容量の影響が出てくるが、第３の電極部４の存在で浮遊容量の影響を軽減することができる。
【００２６】
（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２におけるタッチキーを示すものである。実施の形態１と同一要素については同一符号を付してその説明を省略する。
【００２７】
図に示すように、本実施の形態におけるタッチキーの第２の電極部３は、第３の電極部４の真上になく、ずらせて配置し、電極基板部５を挟んで第３の電極部４に対向する面積Ｓ２を、第３の電極部４に対向しない面積Ｓ１より大きく設定したものである。その他の構成は実施の形態１と同じである。
【００２８】
このように、本実施の形態では、第２の電極部３と第３の電極部４の関係において、面積Ｓ２を面積Ｓ１より大きく設定したことにより、第２の電極部３に印加した高周波電圧が金属製筐体１１から受ける影響は小さくでき安定したタッチキーを実現できる。すなわち、金属製筐体１１との浮遊容量の影響を大きく軽減でき、第２の電極部３、第３の電極部４、あるいは電極基板部５などの設計余裕度を広げ、かつ安定動作のタッチキーが提供できるものである。
【００２９】
（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３におけるタッチキーについて説明する。
【００３０】
実施の形態１における第１の電極部２と第２の電極部３とを電気的に接続する接続部６は、第２の電極部３に印加された高周波電圧を確実に第１の電極部２に伝えなければならないため、電気的に導通するものでなければならない。しかしながら、伝えるのは高周波電圧であるため、直流抵抗は有していても使用周波数に対して低いインピーダンスであればよい。
【００３１】
そこで、本実施の形態における接続部６は、導電性であり、しかも弾性体で構成しているものである。その他の構成は実施の形態１と同じである。
【００３２】
このように、本実施の形態では、接続部６で電極基板部５をパネル部１に押し付け、第１の電極部２と第２の電極部３の導通を確実にし、パネル部１と金属製筐体１１との距離が変化しても感度の変化のない安定したタッチキーを実現できる。
【００３３】
（実施の形態４）
次に、本発明の実施の形態４におけるタッチキーについて説明する。
【００３４】
本実施の形態における接続部６は、導電性ゴムで構成しているものである。具体的には、図５に示すように、接続部６に用いた導電ゴムを電極基板部５の第２の電極部３に接着し、他端の第１の電極部２に接触する部分を押し付けられると曲がりやすく、例えば、先細で複数の山形状に加工することにより、第１の電極部２との接続を弾力によってより確実にしている。
【００３５】
このように、本実施の形態では、接続部６を導電性ゴムで構成していることにより、第１の電極部２と第２の電極部３の導通を確実にし、パネル部１と金属製筐体１１との距離が変化しても感度の変化のない安定したタッチキーを実現できる。
【００３６】
（実施の形態５）
次に、本発明の実施の形態５におけるタッチキーについて説明する。
【００３７】
本実施の形態における接続部６は、図６、図７に示すように、金属製バネ６ａで構成しているものである。具体的には、金属製バネ６ａの基板部四隅を第２の電極部３にハンダ付け１７している。
【００３８】
このように、本実施の形態では、接続部６を金属製バネ６ａで構成していることにより、第１の電極部２と第２の電極部３の導通を確実にし、パネル部１と金属製筐体１１との距離が変化しても感度の変化のない安定したタッチキーを実現できる。特に、パネル部１の表面で調理する際に高温が加わっても何ら問題がなく、信頼性の高いタッチキーを提供できる。
【００３９】
（実施の形態６）
次に、本発明の実施の形態６におけるタッチキーについて説明する。
【００４０】
本実施の形態においては、実施の形態１で示した通り、金属製筐体１１と、この筐体１１に設けたバネ１３とを備え、バネ１３を第３の電極部４に接触させ電極基板部５をパネル部１に押し付ける構成としているものである。バネ１３は金属製筐体１１から直接きり起こし形成しているが、当然、他のバネ材でバネ１３を形成し用いてもよい。さらに、バネ１３を金属製筐体１１と同一の部材で構成し、これを第３の電極部４に接触させ、第３の電極部４の電位をアース電位に設定しているが、電気的に非道通の素材でバネ１３を構成すれば、第３の電極部４を別の配線などによりアース電位に設定すればよい。
【００４１】
このように、本実施の形態では、バネ１３を備えることにより、第３の電極部４を確実にアース電位にし、かつ電極基板部５をパネル部１に押し付けることができ、パネル部１と金属製筐体１１との距離が変化しても感度の変化のない安定したタッチキーを実現できる。
【００４２】
（実施の形態７）
図８は、本発明の実施の形態７における、タッチキーを用いた電磁調理器を示すものである。
【００４３】
本実施の形態においては、電磁調理器１８のプレート１９上に、第１の電極部２の対向位置を示す部位であるタッチキー２０、２１を設け、調理物を見ながらタッチキー２０、２１を操作できるようにしている。プレート１９には右と左に鍋などを置く表示部２２、２３があり、この表示部２２、２３の下部に加熱コイルがあり、加熱コイルから発生する高周波磁界により表示部２２、２３上の鍋などに誘導電流を流し加熱するものである。さらに、プレート１９上には鍋などを直接加熱することができるヒータ２４を設けている。
【００４４】
この電磁調理器１８は、調理台２５に組み込み使用するもので、電磁調理器１８の正面にはロースター２６、表示部２７、スイッチ２８などがある。また、前述のタッチキー２０、２１は操作のしやすさから電磁調理器１８の前面正面部上に設けてある。
【００４５】
このように、本実施の形態では、各実施の形態１〜６におけるタッチキーを用いた電磁調理器とすることにより、調理物を見ながらパネル部表面で操作できる確実動作のタッチキー付き電磁調理器を実現できる。なお、タッチキーは小型で薄く構成できるため電磁調理器用に非常に有用である。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
以上のように、本発明にかかるタッチキーとこれを用いた電磁調理器は、パネル部と金属製筐体との間の距離が変化しても、あるいはばらついても検知感度に変動のない安定したものとなる。特に、タッチキーは電磁調理器への適用だけでなく、電子レンジなど家電機器あるいは各種の機器への用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の実施の形態１〜４、６におけるタッチキーのブロック図
【図２】同タッチキーを筐体に組み込んだ状態の断面図
【図３】同タッチキーの構成例を示す平面図
【図４】本発明の実施の形態２におけるタッチキーの電極基板部を示す平面図
【図５】本発明の実施の形態４におけるタッチキーの接続部を示す斜視図
【図６】本発明の実施の形態５におけるタッチキーの接続部を示す断面図
【図７】同タッチキーの接続部の平面図
【図８】本発明の実施の形態７における電磁調理器を示す斜視図
【図９】従来例のタッチキーのブロック図
【図１０】同タッチキーの検知電圧波形図
【図１１】同タッチキーを筐体に組み込んだ状態の断面図
【図１２】同タッチキーの電極部の平面図
【符号の説明】
【００４８】
１ パネル部
２ 第１の電極部
３、３ａ、３ｂ、３ｃ 第２の電極部
４ 第３の電極部
５ 電極基板部
６ 接続部
７ 発振部
８ 検知部
１１ 金属製筺体
１３ バネ
１８ 電磁調理器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種の機器、特に、フラットパネルを有する機器のフラットパネル部に設けるタッチキーとこれを用いた電磁調理器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のタッチキーとしては、例えば、図９に示すようなものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図９は、その構成を示しており、電気絶縁物のパネル部３０の裏面に電極部３１を設け、パネル部３０の電極部３１に対向する表面部を指３２でタッチするよう構成する。発振部３３は高周波電圧を発生し、この高周波電圧を、接触子３４を介して電極部３１に印加する。パネル部３０の表面部の電極部３１に対向する位置を指３２で触れたとき、高周波電圧は電極部３１、パネル部３０、指３２を通じてバイパスし、電極部３１に現れる電圧は指３２でタッチしないときの電圧より低下する。検知部３５は、入力された高周波電圧を整流して直流電圧に変換し、電極部３１にタッチしないときには高い直流電圧を、電極部３１にタッチしたときには低下した直流電圧を得る。さらに、検知部３５はこの直流電圧の差を演算し、差の値が所定値以上あるときタッチしたと判定するものである。
【０００４】
図１０に検知部３５の電圧検知動作を示す。電圧Ｖ１はタッチしないときに得られた直流電圧、時刻ｔ１でパネル部１の電極部２の対向する位置をタッチしたとき直流電圧Ｖ２が得られ、検知部３５はＶ１−Ｖ２を演算し、この演算結果ΔＶを得る。このΔＶが所定値以上あるときタッチしたと判定するものである。
【０００５】
図１１には、このタッチキーを電磁調理器に組み込んだ例を示す。電磁調理器の金属製筐体３６を台３７に組み込んでいる。電極部３１に設けた補助電極部３１ａに接触子３４が接触する。接触子３４は、発振部３３、検知部３５などを搭載したプリント基板部３８に取付けられている。また、接触子３４は一部曲げるなどの構造を持たせ、バネ製を有し、補助電極部３１ａに押し当てている。そして、図１２に示すように、パネル部３０の裏面から見た電極部３１の面積が大きく、補助電極部３１ａの面積は小さく設定し、電極部３１の上をタッチすれば大きな電圧差が得られ、補助電極部３１ａの上をタッチすれば小さな電圧差が得られるよう構成し、電極部３１の上をタッチしたときのみタッチしたと判定するものである。このようにパネル部３０にタッチキーを設けることにより、調理物を見ながら操作できるようになっている。
【特許文献１】特開２００３−２２４４５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記従来の構成では、パネル部３０と金属製筐体３６との距離ｄが変化したとき検知感度が変わってしまう。すなわち、距離ｄが小さいとき、電極部３１に印加された高周波電圧は金属製筐体３６にもバイパスされ、パネル部３０を指でタッチしても所定電圧の電圧降下が得られず検知感度が低下する。また、逆に距離ｄが大きいとき、検知感度は上がりパネル部３０の所定位置から外れた場所をタッチしても、タッチしたと判定してしまうという課題があった。
【０００７】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、パネル部と金属製筐体との間の距離が変化しても、あるいはばらついても検知感度に変動のない安定したタッチキーとこれを用いた電磁調理器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記従来の課題を解決するために、本発明のタッチキーとこれを用いた電磁調理器は、電気絶縁物よりなるパネル部と、前記パネル部の裏面に設けた第１の電極部と、前記第１の電極部の対面側に第２の電極部を有し、かつ前記第２の電極部と反対面に第３の電極部を有する電極基板部と、前記第１の電極部と前記第２の電極部とを電気的に接続する接続部と、前記第２の電極部に所定の周波数の電圧を印加する発振部と、前記第２の電極部の出力電圧を検知する検知部とを有し、前記第３の電極部をアース電位に接続したものである。
【０００９】
これによって、第１あるいは第２の電極部に印加される高周波電圧は、第２の電極部と電極基板部、第３の電極部で構成される容量値のみに影響されることとなり、第２の電極部と電極基板部、第３の電極部で構成される容量値は一定で、パネル部と金属製筐体との距離が変化しても、あるいはばらついても高周波電圧は影響されず、検知電圧は一定で検知感度に変動のない安定したものとなる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のタッチキーとこれを用いた電磁調理器は、パネル部と金属製筐体との間の距離が変化しても、あるいはばらついても検知感度に変動のない安定したものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
第１の発明は、電気絶縁物よりなるパネル部と、前記パネル部の裏面に設けた第１の電極部と、前記第１の電極部の対面側に第２の電極部を有し、かつ前記第２の電極部と反対面に第３の電極部を有する電極基板部と、前記第１の電極部と前記第２の電極部とを電気的に接続する接続部と、前記第２の電極部に所定の周波数の電圧を印加する発振部と、前記第２の電極部の出力電圧を検知する検知部とを有し、前記第３の電極部をアース電位に接続したタッチキーとすることにより、第１あるいは第２の電極部に印加される高周波電圧は、第２の電極部と電極基板部、第３の電極部で構成される容量値のみに影響されることとなり、第２の電極部と電極基板部、第３の電極部で構成される容量値は一定で、パネル部と金属製筐体との距離が変化しても、あるいはばらついても高周波電圧は影響されず、検知電圧は一定で検知感度に変動のない安定したものとなる。
【００１２】
第２の発明は、特に、第１の発明において、第２の電極部は、電極基板部を挟んで第３の電極部に対向する面積を第３の電極部に対向しない面積より大きく設定したことにより、第２の電極部に印加した高周波電圧が金属製筐体から受ける影響は小さくでき安定したタッチキーを実現できる。
【００１３】
第３の発明は、特に、第１または第２の発明において、接続部は電気的に導通する弾性体で構成したことにより、電極基板部をパネル部に押し付け、第１の電極部と第２の電極部の導通を確実にし、パネル部と金属製筐体との距離が変化しても感度の変化のない安定したタッチキーを実現できる。
【００１４】
第４の発明は、特に、第１〜第３のいずれか１つの発明において、接続部は導電性ゴムで構成したことにより、第１の電極部と第２の電極部の導通を確実にし、パネル部と金属製筐体との距離が変化しても感度の変化のない安定したタッチキーを実現できる。
【００１５】
第５の発明は、特に、第１〜第３のいずれか１つの発明において、接続部は金属製バネで構成したことにより、第１の電極部と第２の電極部の導通を確実にし、パネル部と金属製筐体との距離が変化しても感度の変化のない安定したタッチキーを実現できる。
【００１６】
第６の発明は、特に、第１〜第５のいずれか１つの発明において、金属製筐体と、この筐体に設けたバネとを備え、前記バネを第３の電極部に接触させ電極基板部をパネル部に押し付ける構成としたことにより、第３の電極部を確実にアース電位にし、かつ電極基板部をパネル部に押し付けることができ、パネル部と金属製筐体との距離が変化しても感度の変化のない安定したタッチキーを実現できる。
【００１７】
第７の発明は、特に、第１〜第６のいずれか１つの発明におけるタッチキーを用いた電磁調理器とすることにより、調理物を見ながらパネル部表面で操作できる確実動作のタッチキー付き電磁調理器を実現できる。
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１９】
（実施の形態１）
図１、図２は、本発明の実施の形態１におけるタッチキーを示すものである。
【００２０】
図に示すように、本実施の形態におけるタッチキーは、ガラスなどの表面の平らな電気絶縁物よりなるパネル部１と、パネル部１の裏面に設けた第１の電極部２と、第１の電極部２の対面側に第２の電極部３を有し、かつ第２の電極部３と反対面に第３の電極部４を有する電極基板部５と、第１の電極部２と第２の電極部３とを電気的に接続する導電性の接続部６と、第２の電極部３に所定の周波数の電圧を印加する発振部７と、第２の電極部３の出力電圧を検知する検知部８とを有し、第３の電極部４をアース電位に接続しアース電位に保持するものである。
【００２１】
そして、第２の電極部３に発振部７で発生させた高周波電圧を、接続部６を介して第１の電極部２に印加する。ここで、パネル部１の第１の電極部２に対向する表面部位置を指９で触れたとき、高周波電圧は第１の電極部２、パネル部１、指９を通じてバイパスし、第１の電極部２に現れる電圧は指９でタッチしないときの電圧より低下する。検知部８は、入力された高周波電圧を整流して直流電圧に変換し、第１の電極部２にタッチしないときには高い直流電圧を、第１の電極部２にタッチしたときには低下した直流電圧を得る。さらに、検知部８はこの直流電圧の差を演算し、差の値が所定値以上あるときタッチしたと判定するものである（背景技術と同じ）。
【００２２】
図２は、このタッチキーを有する電磁調理器の金属製筐体１１を台１２に組み込んだ構成例を示す。電極基板部５には第２の電極部３とつながったパターン１４を有し、このパターン１４にコネクタ１５が接続されている。このコネクタ１５よりリード線１６を介して発振部７や検知部８を搭載した電子回路搭載基板１０に接続されている。また、電極基板部５の第３の電極部４は、アース電位に設定された金属製筐体１１と金属製筐体１１に設けたバネ１３を介して接続され、アース電位に設定されている。したがって、第１の電極部２あるいは第２の電極部３に印加される高周波電圧は、第１の電極部２あるいは第２の電極部３と金属製筐体１１とで構成される浮遊容量による影響は受けず、第２の電極部３と電極基板部５、第３の電極部４で構成される容量値のみに影響される。この第２の電極部３と電極基板部５、第３の電極部４で構成される容量値は一定で、パネル部１と金属製筐体１１との距離ｄが変化しても高周波電圧は影響されず、検知電圧は一定で検知感度に変動のない安定したものとなる。
【００２３】
このようにタッチキーを構成することで、電磁調理器などのパネル部１と金属製筐体１１との間の距離が狭いところにも実装することができる。図３は、電極基板部５にタッチキーが３個搭載されている構成例を示している。
【００２４】
第２の電極部３ａ、３ｂ、３ｃはパターン１４でコネクタ１５に接続されている。この第２の電極部３ａ、３ｂ、３ｃの電極基板部５を挟んで対向する位置に第３の電極部４が設けられている。金属製筐体１１との浮遊容量の影響を小さくするためには、第２の電極部３ａ、３ｂ、３ｃのそれぞれの面積に対し、第３の電極部４の面積を大きく設定し、かつ高周波電流をアースに取られ感度を落とさないようにするために、第２の電極部３ａ、３ｂ、３ｃの面積を小さく設定している。
【００２５】
以上のように、本実施の形態では、第２の電極部３と第３の電極部４を有する電極基板部５を設け、第３の電極部４をアースすることにより、安定確実に動作し、狭い場所にも組み込むことができるタッチキーを提供することができるものである。なお、第３の電極部４は、前記したように大きい方が金属製筐体１１との浮遊容量の影響を受けにくく安定に動作するが、小さくして、場合によっては第２の電極部３の面積よりも小さくしてもよい。このとき、金属製筐体１１との浮遊容量の影響が出てくるが、第３の電極部４の存在で浮遊容量の影響を軽減することができる。
【００２６】
（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２におけるタッチキーを示すものである。実施の形態１と同一要素については同一符号を付してその説明を省略する。
【００２７】
図に示すように、本実施の形態におけるタッチキーの第２の電極部３は、第３の電極部４の真上になく、ずらせて配置し、電極基板部５を挟んで第３の電極部４に対向する面積Ｓ２を、第３の電極部４に対向しない面積Ｓ１より大きく設定したものである。その他の構成は実施の形態１と同じである。
【００２８】
このように、本実施の形態では、第２の電極部３と第３の電極部４の関係において、面積Ｓ２を面積Ｓ１より大きく設定したことにより、第２の電極部３に印加した高周波電圧が金属製筐体１１から受ける影響は小さくでき安定したタッチキーを実現できる。すなわち、金属製筐体１１との浮遊容量の影響を大きく軽減でき、第２の電極部３、第３の電極部４、あるいは電極基板部５などの設計余裕度を広げ、かつ安定動作のタッチキーが提供できるものである。
【００２９】
（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３におけるタッチキーについて説明する。
【００３０】
実施の形態１における第１の電極部２と第２の電極部３とを電気的に接続する接続部６は、第２の電極部３に印加された高周波電圧を確実に第１の電極部２に伝えなければならないため、電気的に導通するものでなければならない。しかしながら、伝えるのは高周波電圧であるため、直流抵抗は有していても使用周波数に対して低いインピーダンスであればよい。
【００３１】
そこで、本実施の形態における接続部６は、導電性であり、しかも弾性体で構成しているものである。その他の構成は実施の形態１と同じである。
【００３２】
このように、本実施の形態では、接続部６で電極基板部５をパネル部１に押し付け、第１の電極部２と第２の電極部３の導通を確実にし、パネル部１と金属製筐体１１との距離が変化しても感度の変化のない安定したタッチキーを実現できる。
【００３３】
（実施の形態４）
次に、本発明の実施の形態４におけるタッチキーについて説明する。
【００３４】
本実施の形態における接続部６は、導電性ゴムで構成しているものである。具体的には、図５に示すように、接続部６に用いた導電ゴムを電極基板部５の第２の電極部３に接着し、他端の第１の電極部２に接触する部分を押し付けられると曲がりやすく、例えば、先細で複数の山形状に加工することにより、第１の電極部２との接続を弾力によってより確実にしている。
【００３５】
このように、本実施の形態では、接続部６を導電性ゴムで構成していることにより、第１の電極部２と第２の電極部３の導通を確実にし、パネル部１と金属製筐体１１との距離が変化しても感度の変化のない安定したタッチキーを実現できる。
【００３６】
（実施の形態５）
次に、本発明の実施の形態５におけるタッチキーについて説明する。
【００３７】
本実施の形態における接続部６は、図６、図７に示すように、金属製バネ６ａで構成しているものである。具体的には、金属製バネ６ａの基板部四隅を第２の電極部３にハンダ付け１７している。
【００３８】
このように、本実施の形態では、接続部６を金属製バネ６ａで構成していることにより、第１の電極部２と第２の電極部３の導通を確実にし、パネル部１と金属製筐体１１との距離が変化しても感度の変化のない安定したタッチキーを実現できる。特に、パネル部１の表面で調理する際に高温が加わっても何ら問題がなく、信頼性の高いタッチキーを提供できる。
【００３９】
（実施の形態６）
次に、本発明の実施の形態６におけるタッチキーについて説明する。
【００４０】
本実施の形態においては、実施の形態１で示した通り、金属製筐体１１と、この筐体１１に設けたバネ１３とを備え、バネ１３を第３の電極部４に接触させ電極基板部５をパネル部１に押し付ける構成としているものである。バネ１３は金属製筐体１１から直接きり起こし形成しているが、当然、他のバネ材でバネ１３を形成し用いてもよい。さらに、バネ１３を金属製筐体１１と同一の部材で構成し、これを第３の電極部４に接触させ、第３の電極部４の電位をアース電位に設定しているが、電気的に非道通の素材でバネ１３を構成すれば、第３の電極部４を別の配線などによりアース電位に設定すればよい。
【００４１】
このように、本実施の形態では、バネ１３を備えることにより、第３の電極部４を確実にアース電位にし、かつ電極基板部５をパネル部１に押し付けることができ、パネル部１と金属製筐体１１との距離が変化しても感度の変化のない安定したタッチキーを実現できる。
【００４２】
（実施の形態７）
図８は、本発明の実施の形態７における、タッチキーを用いた電磁調理器を示すものである。
【００４３】
本実施の形態においては、電磁調理器１８のプレート１９上に、第１の電極部２の対向位置を示す部位であるタッチキー２０、２１を設け、調理物を見ながらタッチキー２０、２１を操作できるようにしている。プレート１９には右と左に鍋などを置く表示部２２、２３があり、この表示部２２、２３の下部に加熱コイルがあり、加熱コイルから発生する高周波磁界により表示部２２、２３上の鍋などに誘導電流を流し加熱するものである。さらに、プレート１９上には鍋などを直接加熱することができるヒータ２４を設けている。
【００４４】
この電磁調理器１８は、調理台２５に組み込み使用するもので、電磁調理器１８の正面にはロースター２６、表示部２７、スイッチ２８などがある。また、前述のタッチキー２０、２１は操作のしやすさから電磁調理器１８の前面正面部上に設けてある。
【００４５】
このように、本実施の形態では、各実施の形態１〜６におけるタッチキーを用いた電磁調理器とすることにより、調理物を見ながらパネル部表面で操作できる確実動作のタッチキー付き電磁調理器を実現できる。なお、タッチキーは小型で薄く構成できるため電磁調理器用に非常に有用である。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
以上のように、本発明にかかるタッチキーとこれを用いた電磁調理器は、パネル部と金属製筐体との間の距離が変化しても、あるいはばらついても検知感度に変動のない安定したものとなる。特に、タッチキーは電磁調理器への適用だけでなく、電子レンジなど家電機器あるいは各種の機器への用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の実施の形態１〜４、６におけるタッチキーのブロック図
【図２】同タッチキーを筐体に組み込んだ状態の断面図
【図３】同タッチキーの構成例を示す平面図
【図４】本発明の実施の形態２におけるタッチキーの電極基板部を示す平面図
【図５】本発明の実施の形態４におけるタッチキーの接続部を示す斜視図
【図６】本発明の実施の形態５におけるタッチキーの接続部を示す断面図
【図７】同タッチキーの接続部の平面図
【図８】本発明の実施の形態７における電磁調理器を示す斜視図
【図９】従来例のタッチキーのブロック図
【図１０】同タッチキーの検知電圧波形図
【図１１】同タッチキーを筐体に組み込んだ状態の断面図
【図１２】同タッチキーの電極部の平面図
【符号の説明】
【００４８】
１ パネル部
２ 第１の電極部
３、３ａ、３ｂ、３ｃ 第２の電極部
４ 第３の電極部
５ 電極基板部
６ 接続部
７ 発振部
８ 検知部
１１ 金属製筺体
１３ バネ
１８ 電磁調理器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気絶縁物よりなるパネル部と、前記パネル部の裏面に設けた第１の電極部と、前記第１の電極部の対面側に第２の電極部を有し、かつ前記第２の電極部と反対面に第３の電極部を有する電極基板部と、前記第１の電極部と前記第２の電極部とを電気的に接続する接続部と、前記第２の電極部に所定の周波数の電圧を印加する発振部と、前記第２の電極部の出力電圧を検知する検知部とを有し、前記第３の電極部をアース電位に接続したタッチキー。
【請求項２】
第２の電極部は、電極基板部を挟んで第３の電極部に対向する面積を第３の電極部に対向しない面積より大きく設定した請求項１に記載のタッチキー。
【請求項３】
接続部は電気的に導通する弾性体で構成した請求項１または２に記載のタッチキー。
【請求項４】
接続部は導電性ゴムで構成した請求項１〜３のいずれか１項に記載のタッチキー。
【請求項５】
接続部は金属製バネで構成した請求項１〜３のいずれか１項に記載のタッチキー。
【請求項６】
金属製筐体と、この筐体に設けたバネとを備え、前記バネを第３の電極部に接触させ電極基板部をパネル部に押し付ける構成とした請求項１〜５のいずれか１項に記載のタッチキー。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載のタッチキーを用いた電磁調理器。
【請求項１】
電気絶縁物よりなるパネル部と、前記パネル部の裏面に設けた第１の電極部と、前記第１の電極部の対面側に第２の電極部を有し、かつ前記第２の電極部と反対面に第３の電極部を有する電極基板部と、前記第１の電極部と前記第２の電極部とを電気的に接続する接続部と、前記第２の電極部に所定の周波数の電圧を印加する発振部と、前記第２の電極部の出力電圧を検知する検知部とを有し、前記第３の電極部をアース電位に接続したタッチキー。
【請求項２】
第２の電極部は、電極基板部を挟んで第３の電極部に対向する面積を第３の電極部に対向しない面積より大きく設定した請求項１に記載のタッチキー。
【請求項３】
接続部は電気的に導通する弾性体で構成した請求項１または２に記載のタッチキー。
【請求項４】
接続部は導電性ゴムで構成した請求項１〜３のいずれか１項に記載のタッチキー。
【請求項５】
接続部は金属製バネで構成した請求項１〜３のいずれか１項に記載のタッチキー。
【請求項６】
金属製筐体と、この筐体に設けたバネとを備え、前記バネを第３の電極部に接触させ電極基板部をパネル部に押し付ける構成とした請求項１〜５のいずれか１項に記載のタッチキー。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載のタッチキーを用いた電磁調理器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００６−３１８７３５（Ｐ２００６−３１８７３５Ａ）
【公開日】平成１８年１１月２４日（２００６．１１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１３９５３９（Ｐ２００５−１３９５３９）
【出願日】平成１７年５月１２日（２００５．５．１２）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１１月２４日（２００６．１１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年５月１２日（２００５．５．１２）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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