電子機器
【課題】スイッチ部に対する誤操作を防止すること。
【解決手段】操作部１０３は、外部の物体により押圧される。基板１０１に形成された固定接点と可動接点部１０２とは、操作部１０３により押圧されてスイッチの切り替えを行う。静電センサ部１０４は、基板１０１及び可動接点部１０２に積層配置され、外部の物体が所定の距離以上、近接している部分の面積に応じて静電容量が変化する。ケース１０５は、基板１０１と、可動接点部１０２と、操作部１０３と、静電センサ部１０４とを収納するとともに、操作部１０３を押圧する外部の物体が侵入する凹部１１２を有し、凹部１１２に侵入できない大きさの外部の物体の押圧方向への移動を規制する。制御部１０８は、スイッチ部入力判定部１０７におけるスイッチの切り替えと、静電センサ部１０４における静電容量の変化との検出の結果に基づいて、所定の動作を開始させる。
【解決手段】操作部１０３は、外部の物体により押圧される。基板１０１に形成された固定接点と可動接点部１０２とは、操作部１０３により押圧されてスイッチの切り替えを行う。静電センサ部１０４は、基板１０１及び可動接点部１０２に積層配置され、外部の物体が所定の距離以上、近接している部分の面積に応じて静電容量が変化する。ケース１０５は、基板１０１と、可動接点部１０２と、操作部１０３と、静電センサ部１０４とを収納するとともに、操作部１０３を押圧する外部の物体が侵入する凹部１１２を有し、凹部１１２に侵入できない大きさの外部の物体の押圧方向への移動を規制する。制御部１０８は、スイッチ部入力判定部１０７におけるスイッチの切り替えと、静電センサ部１０４における静電容量の変化との検出の結果に基づいて、所定の動作を開始させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、人間が指で押すスイッチ部を有する電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、誤操作を防止するスイッチ装置が知られている（例えば、特許文献１）。特許文献１のスイッチ装置は、押しボタンと、押しボタンを押下操作している対象と検出電極との間に形成される静電容量によってオン・オフする静電容量センサ部と、押しボタンの押下操作によってスイッチ接点がオン状態となるメカニカルスイッチ部とを有する。
【０００３】
特許文献１によれば、静電容量センサ部とメカニカルスイッチ部が共にオン状態となった場合にのみ外部にオン信号を出力するので、人間以外の操作力によって押しボタンが押下操作された場合等の誤操作を防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１１５４４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１においては、人間以外の導電性を有する物体により押しボタンが押下操作された場合においても、静電容量センサ部がオンするので、誤操作するという問題がある。特に、特許文献１のスイッチ装置を備えた電子機器を、導電性を有する他の物体と一緒に鞄に収納等した際において、鞄の中で導電性を有する物体により誤って押しボタンが押圧された場合には静電容量センサ部がオン状態となり、誤操作するという問題がある。
【０００６】
本発明の目的は、誤操作を防止することができる電子機器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の電子機器は、外部の物体により押圧される操作部と、前記操作部により押圧されてスイッチの切り替えを行うスイッチ部と、前記スイッチ部に積層配置され、前記外部の物体が近接した面積を示す情報を出力するセンサ部と、前記操作部と前記スイッチ部と前記センサ部とを収納するとともに、前記操作部を押圧する前記外部の物体が侵入する凹部を有し、前記凹部に侵入できない大きさの前記外部の物体の押圧方向への移動を規制するケースと、前記スイッチ部における前記スイッチの切り替えを検出するとともに、前記検出の結果と前記面積を示す情報とに基づいて、前記スイッチ部が正常に押圧されたか否かを判定する制御部と、を有する構成を採る。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、凹部へ侵入できない大きさの誤った物体による押圧は、スイッチ部を押圧できないので、スイッチの切り替えがあったか否かの判断によって排除し、凹部へ侵入可能な大きさの誤った物体による押圧は、当該物体のセンサ部に近接した面積に基づいて排除するので、スイッチ部に対する誤操作を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１に係る電子機器の要部の正面図
【図２】本発明の実施の形態１に係る電子機器の動作を示すフロー図
【図３】本発明の実施の形態１における人間の指によりスイッチ部が押圧された際の電子機器の要部の正面図
【図４】本発明の実施の形態１における人間の指よりも押圧面積の大きな導電性を有する物体によりスイッチ部を押圧しようとした際の電子機器の要部の正面図
【図５】本発明の実施の形態１における人間の指よりも押圧面積の小さな導電性を有する物体によりスイッチ部が押圧された際の電子機器の要部の正面図
【図６】静電センサ部の静電容量の変化を検出する際の原理を説明する図
【図７】本発明の実施の形態２に係る電子機器の要部の正面図
【図８】本発明の実施の形態２における人間の指によりスイッチ部が押圧された際の電子機器の要部の正面図
【図９】本発明の実施の形態２における人間の指よりも押圧面積の大きな導電性を有する物体によりスイッチ部を押圧しようとした際の電子機器の要部の正面図
【図１０】本発明の実施の形態２における人間の指よりも押圧面積の小さな導電性を有する物体によりスイッチ部が押圧された際の電子機器の要部の正面図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１１】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る電子機器１００の要部の正面図である。
【００１２】
図１より、電子機器１００は、基板１０１と、可動接点部１０２と、操作部１０３と、静電センサ部１０４と、ケース１０５と、静電センサ部入力判定部１０６と、スイッチ部入力判定部１０７と、制御部１０８とから主に構成される。また、基板１０１及び可動接点部１０２は、スイッチ部を構成する。以下に、各構成について、詳細に説明する。
【００１３】
基板１０１は、ケース１０５に収納され、図示しない導電性の固定接点が設けられている。また、基板１０１は、可動接点部１０２が載置されている。また、基板１０１の図示しない固定接点は、可動接点部１０２が座屈した際に可動接点部１０２と電気的に導通する。
【００１４】
可動接点部１０２は、導電性を有する金属板材を、上に凸形状になるように湾曲させて形成したものであり、端部が基板１０１と当接した状態で基板１０１上に載置される。また、可動接点部１０２は、操作部１０３の下端部と当接しており、操作部１０３により図１の下方向に押圧されて座屈して基板１０１上の固定接点と電気的に導通する。
【００１５】
操作部１０３は、外部の物体により、撓み部１１４を介して図１の下方向へ押圧される。また、操作部１０３は、静電センサ部１０４に形成した貫通孔１１１を挿通し、押圧されていない状態において端部が可動接点部１０２と当接して、下方向への移動が規制されている。また、操作部１０３は、押圧されていない状態において、押圧方向にスライド自在に、ケース１０５に形成した凹部１１２に配置される。また、操作部１０３は、上下方向と直交する左右方向においてケース１０５の内壁面部１１３に対して所定の距離を設けて内壁面部１１３と対向する。また、操作部１０３は、撓み部１１４を介して外部より図１の下方向に押圧されることにより、可動接点部１０２を図１の下方向に押圧して可動接点部１０２を座屈させる。
【００１６】
静電センサ部１０４は、ケース１０５と可動接点部１０２との間においてスイッチ部に積層配置される。また、静電センサ部１０４は、操作部１０３が挿通する上下方向に貫通した貫通孔１１１が形成される。また、静電センサ部１０４は、外部より押圧された際に、押圧する外部の物体の押圧面積に応じた面積で撓み部１１４と接触する。また、静電センサ部１０４は、外部の物体が導電性を持つ物体（人の指など）である場合、その外部の物体の、静電センサ部１０４に所定の距離以上、近接（接触も含む）している部分の面積に応じて静電容量が変化する。ここで、押圧面積とは、スイッチ部を押圧しようとする外部の物体とケース１０５との接触面積である。
【００１７】
ケース１０５は、基板１０１と、可動接点部１０２と、操作部１０３と、静電センサ部１０４とを内部に収納する。また、ケース１０５は、可動接点部１０２の上方に形成された薄肉の撓み部１１４を有する。また、ケース１０５は、撓み部１１４の端部から下方に延設される内壁面部１１３を有するとともに、可動接点部１０２の上方において内壁面部１１３により囲まれる凹部１１２が形成される。また、ケース１０５は、操作部１０３を押圧する押圧部分が凹部１１２に侵入できない外部の物体の押圧方向への移動を規制する。即ち、ケース１０５は、凹部１１２以外の部分を、肉厚にして撓み部１１４を形成しないことにより、平面視した際に、操作部１０３を押圧する押圧部分が、凹部１１２に収まらない大きさの外部の物体の押圧方向への移動を規制する。
【００１８】
静電センサ部入力判定部１０６は、操作部１０３が押圧された場合において、押圧によって、撓み部１１４を介して近接してきた外部の物体による、静電センサ部１０４における静電容量の変化値を検出する。また、静電センサ部入力判定部１０６は、検出した静電容量の変化値と閾値とを比較する。また、静電センサ部入力判定部１０６は、比較結果を制御部１０８へ出力する。
【００１９】
スイッチ部入力判定部１０７は、基板１０１に形成した図示しない固定接点と可動接点部１０２との導通と非導通とを検出する。また、スイッチ部入力判定部１０７は、検出結果を制御部１０８へ出力する。
【００２０】
制御部１０８は、静電センサ部入力判定部１０６から入力した比較結果、及びスイッチ部入力判定部１０７から入力した検出結果に基づいて、スイッチ部への入力を受け付けるべきか否かを判断する。具体的には、制御部１０８は、スイッチ部入力判定部１０７から非導通の検出結果が入力した場合には、スイッチ部は押されていないものと判定して入力を受け付けない。また、制御部１０８は、スイッチ部入力判定部１０７から導通の検出結果が入力し、かつ静電センサ部入力判定部１０６から静電容量の変化値が閾値以上である比較結果が入力した場合には、スイッチ部が正常に押されたものとして入力を受け付ける。また、制御部１０８は、スイッチ部入力判定部１０７から導通の検出結果が入力し、かつ静電センサ部入力判定部１０６から静電容量の変化値が閾値未満である比較結果が入力した場合には、誤操作であるものと判定し、スイッチ部は押されていないものとして取り扱う。また、制御部１０８は、スイッチ部への入力を受け付けた場合、スイッチ部が押された旨を示す所定の信号を外部に出力する。この信号は、電子機器全体の動作を制御する他の制御部によって受信され、スイッチ部の押圧に対応する機能が実行される。
【００２１】
凹部１１２は、ケース１０５の撓み部１１４の下方に形成され、可動接点部１０２が配置される箇所の上方において、ケース１０５を厚さ方向に凹ませて形成される。また、凹部１１２は、押圧方向にスライド自在に操作部１０３が配置される。また、凹部１１２は、撓み部１１４が押圧方向に押圧された際に、撓み部１１４が撓むことを許容するための空間である。また、凹部１１２は、操作部１０３を押圧する外部の物体が侵入する。
【００２２】
撓み部１１４は、可動接点部１０２が配置される箇所の上方において、ケース１０５と一体に形成される。また、撓み部１１４は、ケース１０５の厚さ方向において薄肉になっている。また、撓み部１１４は、下方向に押圧された際に、凹部１１２内に撓むことにより、操作部１０３を下方向に押圧する。
【００２３】
以上で、電子機器１００の構成の説明を終える。
【００２４】
次に、電子機器１００の動作について、図２を用いて説明する。図２は、電子機器１００の動作を示すフロー図である。図２の初期状態において、電子機器１００が静電センサ部１０４の機能を停止している場合を例に説明する。
【００２５】
図２より、スイッチ部入力判定部１０７は、スイッチ部がオン状態であるか否かを判定する（ステップＳＴ２０１）すなわち、基板１０１の図示していない接点と可動接点部１０２とが接触してスイッチ部が導通すればオン状態であると判定し、導通しなければオン状態でないと判定する。
【００２６】
スイッチ部がオン状態でないと判定した場合には（ステップＳＴ２０１：Ｎｏ）、電子機器１００は、静電センサ部１０４を起動しない。
【００２７】
一方、スイッチ部がオン状態であると判定した場合には（ステップＳＴ２０１：Ｙｅｓ）、電子機器１００は、静電センサ部１０４を起動し、静電センサ部入力判定部１０６による判定を行う。静電センサ部入力判定部１０６は、静電容量の変化値が閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳＴ２０２）。このように、メカニカルスイッチがオン状態になってから（すなわち、上述したスイッチ部の導通があってから）、静電センサ部１０４を起動させることで、比較的大きな電力を消費する静電センサ部１０４による電力の消費を抑えることができる。
【００２８】
静電容量の変化値が閾値以上の場合には（ステップＳＴ２０２：Ｙｅｓ）、制御部１０８は、スイッチ部が正常に押されたものと判断し、その旨を示す所定の信号を出力する（ステップＳＴ２０３）。
【００２９】
一方、静電容量の変化値が閾値未満の場合には（ステップＳＴ２０２：Ｎｏ）、制御部１０８は、誤操作と判断し（ステップＳＴ２０４）、スイッチ部が押されていない場合と同様、所定の信号を出力しない。
【００３０】
次に、電子機器１００の動作について、さらに詳細に説明する。
【００３１】
最初に、人間の指によりスイッチ部が押圧された際の電子機器１００の動作について、図３を用いて説明する。図３は、スイッチ部が人間の指により押圧された際の状態を示す電子機器１００の要部の正面図である。
【００３２】
図３より、人間の指によりスイッチ部が押圧された場合には、撓み部１１４が凹部１１２内に撓み、人間の指が凹部１１２に侵入して操作部１０３を図３の下方向に押圧する。これに伴って、操作部１０３が可動接点部１０２を図３の下方向に押圧して可動接点部１０２が座屈し、基板１０１の図示しない固定接点と可動接点部１０２とが電気的に導通する。この際、スイッチ部入力判定部１０７は、スイッチ部の導通を検出する。
【００３３】
また、人間の指と接触するケース１０５の接触面積は充分大きいので、撓み部１１４を介して、静電センサ部１０４に近接する導電性の物体（人間の指）の面積も充分大きくなり、静電センサ部１０４は大きな静電容量の変化を示す。この際、静電センサ部入力判定部１０６は、静電容量の変化値が閾値以上であることを検出する。
【００３４】
従って、人間の指によりスイッチ部が押圧された場合には、制御部１０８は、スイッチ部が押された旨を示す所定の信号を出力する。
【００３５】
次に、人間の指よりも押圧面積の大きな導電性を有する物体によりスイッチ部が押圧された際の電子機器１００の動作について、図４を用いて説明する。図４は、人間の指よりも押圧面積の大きな導電性を有する物体４００によりスイッチ部を押圧しようとする際の電子機器１００の要部の正面図である。
【００３６】
図４より、人間の指よりも押圧面積の大きな導電性を有する物体４００によりスイッチ部を押圧しようとした場合には、物体４００は撓み部１１４の周囲に形成されるケース１０５に規制されて凹部１１２に侵入できず、撓み部１１４は図４の下方へ撓まない。この際、スイッチ部入力判定部１０７は、スイッチ部の非導通を検出する。
【００３７】
また、静電センサ部１０４は、スイッチ部が非導通であるため、起動しない。
【００３８】
従って、人間の指よりも押圧面積の大きな導電性を有する物体４００によりスイッチ部を押圧しようとした場合には、制御部１０８は、スイッチ部は押されていないものとして処理を継続する。
【００３９】
なお、静電センサ部１０４を常時オンにしている場合には、他の基準によってもスイッチ部が押されていないものと判断することができる。すなわち、この場合、静電センサ部１０４は、外部の物体４００に近接しないことから、静電容量の変化がほとんどないため、静電センサ部入力判定部１０６は、静電容量の変化値が閾値未満であることを検出する。この検出結果を利用して、静電容量の変化値が閾値未満であることを確認することでも、スイッチ部は正常に押されていないものと判断することができる。なお、判断をより正確に行うため、メカニカルスイッチの導通と、静電センサ部１０４の静電容量の変化の両方を評価しても良い。
【００４０】
次に、人間の指よりも押圧面積の小さな導電性を有する物体によりスイッチ部が押圧された際の電子機器１００の動作について、図５を用いて説明する。図５は、人間の指よりも押圧面積の小さな導電性を有する物体５００によりスイッチ部が押圧された際の電子機器１００の要部の正面図である。
【００４１】
図５より、人間の指よりも押圧面積の小さな導電性を有する物体５００によりスイッチ部が押圧された場合には、撓み部１１４が凹部１１２内に撓み、物体５００が凹部１１２に侵入して操作部１０３を図５の下方向に押圧する。これに伴って、操作部１０３が可動接点部１０２を図５の下方向に押圧して可動接点部１０２が座屈し、基板１０１の図示しない固定接点と可動接点部１０２とが電気的に導通する。この際、スイッチ部入力判定部１０７は、スイッチ部の導通を検出する。
【００４２】
また、静電センサ部１０４は、導通が検出されたことをトリガとして起動する。しかし、この場合、静電センサ部１０４に近接する外部の物体５００の面積が充分小さいので、静電センサ部１０４は小さな静電容量の変化しか示さない。この際、静電センサ部入力判定部１０６は、静電容量の変化値が閾値未満であることを検出する。
【００４３】
従って、人間の指よりも押圧面積の小さな導電性を有する物体５００によりスイッチ部が押圧された場合には、制御部１０８は、誤操作であるものと判定し、スイッチ部が押されていない場合と同様に、所定の信号を出力せずに処理を継続する。
【００４４】
以上で、電子機器１００の動作の説明を終える。
【００４５】
図６は、静電センサ部１０４の静電容量の変化を検出する際の原理を説明する図である。
【００４６】
図６より、静電容量Ｃは、（１）式により求めることができる。
Ｃ＝Ｅｏ×Ｅｓ×（Ｓ／ｄ） ・・・（１）
ここで、Ｅｏは、真空誘電率
Ｅｓは、比誘電率
ｄは、外部の物体と近接する面６０１と検出電極６０２との距離
Ｓは、面６０１における外部の物体と近接した面積
【００４７】
（１）式より、真空誘電率Ｅｏ、比誘電率Ｅｓ、及び外部の物体と近接する面６０１と検出電極６０２との距離ｄは、ほぼ変化しないので、静電容量Ｃは、静電センサ部１０４の面６０１における外部の物体と近接した面積Ｓによりほぼ決まる。従って、静電センサ部１０４の静電容量の変化を検出することにより、面６０１と近接する外部の物体が人間の指であるのか否かを推定することができる。
【００４８】
このように、本実施の形態では、人間の指よりも押圧面積の大きな外部の物体により押圧しようとした際には、ケースにより外部の物体の下方向の移動を規制し、人間の指よりも押圧面積の小さな物体により押圧された際には静電センサ部により誤操作と判断する。これにより、本実施の形態によれば、人間の指以外の物体により押圧された際に起動しないので、誤操作を防止することができる。また、本実施の形態によれば、人間の指以外の物体により誤操作された際には、スイッチ部への入力を受け付けないので、鞄に収納した際等に誤ってスイッチ部が押された場合の誤動作を防止できる。また、誤動作によって何らかの機能が起動してしまうことを防ぐことができ、省電力化を実現及び維持することができる。
【００４９】
（実施の形態２）
図７は、本発明の実施の形態２に係る電子機器７００の要部の正面図である。
【００５０】
図７より、電子機器７００は、静電センサ部７０１と、基板７０２と、可動接点部７０３と、操作部７０４と、ケース７０５と、静電センサ部入力判定部７０６と、スイッチ部入力判定部７０７と、制御部７０８とから主に構成される。また、基板７０２及び可動接点部７０３は、スイッチ部を構成する。以下に、各構成について、詳細に説明する。
【００５１】
静電センサ部７０１は、基板７０２よりも押圧方向側（図７において基板７０２の下側）においてスイッチ部に積層配置される。また、静電センサ部７０１は、外部の物体が押圧する押圧面積に応じた面積で撓み部７１３、操作部７０４、可動接点部７０３、基板７０２を介して、外部の物体に近接する。ここで、静電センサ部７０１は、外部の物体が導電性の物体であれば、その外部の物体の、所定の距離以上、静電センサ部７０１に近接している部分の面積に応じて静電容量が変化する。
【００５２】
基板７０２は、ケース７０５に収納され、図示しない導電性の固定接点が設けられている。また、基板７０２は、可動接点部７０３が載置されている。また、基板７０２の図示しない固定接点は、可動接点部７０３が座屈した際に可動接点部７０３と電気的に導通する。
【００５３】
可動接点部７０３は、導電性を有する金属板材を、上に凸形状になるように湾曲させて形成したものであり、端部が基板７０２と当接した状態で基板７０２上に載置される。また、可動接点部７０３は、操作部７０４の下端部と当接しており、操作部７０４により図７の下方向に押圧されて座屈して基板７０２上の固定接点と電気的に導通する。
【００５４】
操作部７０４は、外部の物体により、撓み部７１３を介して図７の下方向へ押圧される。また、操作部７０４は、押圧されていない状態において端部が可動接点部７０３と当接して、下方向への移動が規制されている。また、操作部７０４は、押圧されていない状態において、押圧方向にスライド自在に、ケース７０５に形成した凹部７１１に配置される。また、操作部７０４は、上下方向と直交する左右方向においてケース７０５の内壁面部７１２に対して所定の距離を設けて内壁面部７１２と対向する。また、操作部７０４は、撓み部７１３を介して外部より図７の下方向に押圧されることにより、可動接点部７０３を図７の下方向に押圧して可動接点部７０３を座屈させる。
【００５５】
ケース７０５は、静電センサ部７０１と、基板７０２と、可動接点部７０３と、操作部７０４とを内部に収納する。また、ケース７０５は、可動接点部７０３の上方に形成された薄肉の撓み部７１３を有する。また、ケース７０５は、撓み部７１３の端部から下方に延設される内壁面部７１２を有するとともに、可動接点部７０３の上方において内壁面部７１２により囲まれる凹部７１１が形成される。また、ケース７０５は、操作部７０４を押圧する押圧部分が凹部７１１に侵入できない外部の物体の押圧方向への移動を規制する。即ち、ケース７０５は、凹部７１１以外の部分を、肉厚にして撓み部７１３を形成しないことにより、平面視した際に、操作部７０４を押圧する押圧部分が、凹部７１１に収まらない大きさの外部の物体の押圧方向への移動を規制する。
【００５６】
静電センサ部入力判定部７０６は、操作部７０４が外部の物体により押圧される場合において、押圧によって、撓み部７１３、操作部７０４、可動接点部７０３、基板７０２を介して近接してきた外部の物体による、静電センサ部７０１の静電容量の変化値を検出する。また、静電センサ部入力判定部７０６は、検出した静電容量の変化値と閾値とを比較する。また、静電センサ部入力判定部７０６は、比較結果を制御部７０８へ出力する。
【００５７】
スイッチ部入力判定部７０７は、基板７０２に形成した図示しない固定接点と可動接点部７０３との導通と非導通とを検出する。また、スイッチ部入力判定部７０７は、検出結果を制御部７０８へ出力する。
【００５８】
制御部７０８は、静電センサ部入力判定部７０６から入力した比較結果、及びスイッチ部入力判定部７０７から入力した検出結果に基づいて、スイッチ部への入力を受け付けるべきか否かを判断する。具体的には、制御部７０８は、スイッチ部入力判定部７０７から非導通の検出結果が入力した場合には、スイッチ部は押されていないものと判定して入力を受け付けない。また、制御部７０８は、スイッチ部入力判定部７０７から導通の検出結果が入力し、かつ静電センサ部入力判定部７０６から静電容量の変化値が閾値以上である比較結果が入力した場合には、スイッチ部が正常に押されたものとして入力を受け付ける。また、制御部７０８は、スイッチ部入力判定部７０７から導通の検出結果が入力し、かつ静電センサ部入力判定部７０６から静電容量の変化値が閾値未満である比較結果が入力した場合には、誤操作であるものと判定し、スイッチ部は押されていないものとして取り扱う。また、制御部７０８は、スイッチ部への入力を受け付けた場合、スイッチ部が押された旨を示す所定の信号を外部に出力する。この信号は、電子機器全体の動作を制御する他の制御部によって受信され、スイッチ部の押圧に対応する機能が実行される。
【００５９】
凹部７１１は、ケース７０５の撓み部７１３の下方に形成され、可動接点部７０３が配置される箇所の上方において、ケース７０５を厚さ方向に凹ませて形成される。また、凹部７１１は、押圧方向にスライド自在に操作部７０４が配置される。また、凹部７１１は、撓み部７１３が押圧方向に押圧された際に、撓み部７１３が撓むことを許容するための空間である。また、凹部７１１は、操作部７０４を押圧する外部の物体が侵入する。
【００６０】
撓み部７１３は、可動接点部７０３が配置される箇所の上方において、ケース７０５と一体に形成される。また、撓み部７１３は、ケース７０５の厚さ方向において薄肉になっている。また、撓み部７１３は、下方向に押圧された際に、凹部７１１内に撓むことにより、操作部７０４を下方向に押圧する。
【００６１】
以上で、電子機器７００の構成の説明を終える。
【００６２】
次に、電子機器７００の動作について説明する。なお、本実施の形態における電子機器７００の静電センサ部入力判定部７０６、スイッチ部入力判定部７０７及び制御部７０８の動作は図２と同一であるので、その説明を省略する。
【００６３】
最初に、人間の指によりスイッチ部が押圧された際の電子機器７００の動作について、図８を用いて説明する。図８は、人間の指によりスイッチ部が押圧された際の電子機器７００の要部の正面図である。
【００６４】
図８より、人間の指によりスイッチ部が押圧された場合には、撓み部７１３が凹部７１１内に撓み、人間の指が凹部７１１に侵入して操作部７０４を図８の下方向に押圧する。これに伴って、操作部７０４が可動接点部７０３を図８の下方向に押圧して可動接点部７０３が座屈し、基板７０２の図示しない固定接点と可動接点部７０３とが電気的に導通する。この際、スイッチ部入力判定部７０７は、スイッチ部の導通を検出する。
【００６５】
また、人間の指と接触するケース７０５の接触面積は充分大きいので、撓み部７１３、操作部７０４、可動接点部７０３、基板７０２を介して静電センサ部７０１に近接する導電性の物体（すなわち、人間の指）の面積も充分大きくなり、静電センサ部７０１は大きな静電容量の変化を示す。この際、静電センサ部入力判定部７０６は、静電容量の変化値が閾値以上であることを検出する。
【００６６】
従って、人間の指によりスイッチ部が押圧された場合には、制御部７０８は、スイッチ部が押された旨を示す所定の信号を出力する。
【００６７】
次に、人間の指よりも押圧面積の大きな導電性を有する物体によりスイッチ部を押圧しようとした際の電子機器７００の動作について、図９を用いて説明する。図９は、人間の指よりも押圧面積の大きな導電性を有する物体９００によりスイッチ部を押圧しようとした際の電子機器７００の要部の正面図である。
【００６８】
図９より、人間の指よりも押圧面積の大きな導電性を有する物体９００によりスイッチ部を押圧しようとした場合には、物体９００は撓み部７１３の周囲に形成されるケース７０５に規制されて凹部７１１に侵入できず、撓み部７１３は図９の下方へ撓まない。この際、スイッチ部入力判定部７０７は、スイッチ部の非導通を検出する。
【００６９】
また、静電センサ部７０１は、スイッチ部が非導通であるため、起動しない。
【００７０】
従って、人間の指よりも押圧面積の大きな導電性を有する物体９００によりスイッチ部を押圧しようとした場合には、制御部７０８は、スイッチ部は押されていないものとして処理を継続する。
【００７１】
なお、静電センサ部７０１を常時オンにしている場合には、他の基準によってもスイッチ部が押されていないものと判断することができる。すなわち、この場合、静電センサ部７０１は、外部の物体９００に近接しないことから、静電容量の変化がほとんどないため、静電センサ部入力判定部７０６は、静電容量の変化値が閾値未満であることを検出する。この検出結果を利用して、静電容量の変化値が閾値未満であることを確認することでも、スイッチ部は正常に押されていないものと判断することができる。なお、判断をより正確に行うため、メカニカルスイッチの導通と、静電センサ部７０１の静電容量の変化の両方を評価しても良い。
【００７２】
次に、人間の指よりも押圧面積の小さな導電性を有する物体によりスイッチ部が押圧された際の電子機器７００の動作について、図１０を用いて説明する。図１０は、人間の指よりも押圧面積の小さな導電性を有する物体１０００によりスイッチ部が押圧された際の電子機器７００の要部の正面図である。
【００７３】
図１０より、人間の指よりも押圧面積の小さな導電性を有する物体１０００によりスイッチ部が押圧された場合には、撓み部７１３が凹部７１１内に撓み、物体１０００が凹部７１１に侵入して操作部７０４を図１０の下方向に押圧する。これに伴って、操作部７０４が可動接点部７０３を図１０の下方向に押圧して可動接点部７０３が座屈し、基板７０２の図示しない固定接点と可動接点部７０３とが電気的に導通する。この際、スイッチ部入力判定部７０７は、スイッチ部の導通を検出する。
【００７４】
また、人間の指よりも押圧面積の小さな導電性を有する物体１０００と接触するケース７０５の接触面積は充分小さいので、外部の物体と近接する静電センサ部７０１の面積も充分小さくなり、静電センサ部７０１は小さな静電容量の変化を示す。この際、静電センサ部入力判定部７０６は、静電容量の変化値が閾値未満であることを検出する。
【００７５】
従って、人間の指よりも押圧面積の小さな導電性を有する物体１０００によりスイッチ部が押圧された場合には、制御部７０８は、誤操作であるものと判定し、スイッチ部が押されていない場合と同様に、所定の信号を出力せずに処理を継続する。
【００７６】
このように、本実施の形態では、人間の指よりも押圧面積の大きな外部の物体により押圧しようとした際には、ケースにより外部の物体の下方向の移動を規制し、人間の指よりも押圧面積の小さな物体により押圧された際には静電センサ部により誤操作と判断する。これにより、本実施の形態によれば、人間の指以外の物体により押圧された際に起動しないので、誤操作を防止することができる。また、本実施の形態によれば、人間の指以外の物体により誤操作された際には起動しないので、鞄に収納した際等に誤ってスイッチ部が押された場合の誤動作を防止できる。また、誤動作によって何らかの機能が起動してしまうことによる電力消費を防ぐことができ、省電力化を実現及び維持することができる。
【００７７】
なお、上記の実施の形態１及び実施の形態２において、正常な操作と判定した際の動作の詳細については説明していなかったが、例えば、スイッチ部がテンキーなどの場合は文字や数字が入力され、スイッチ部が電源ボタンの場合には電子機器全体の電源のオンオフが切り替えられる。また、このスイッチ部を機器全体の機能の大部分を停止させるような省電力モードからの復帰用のスイッチとして利用すれば、更なる省電力化を図ることができる。この他にも、実施の形態１及び実施の形態２のスイッチ部は、人が指で押圧するスイッチであれば多様なものに適用でき、任意の動作を開始するスイッチとして利用することができる。
【００７８】
また、上記の実施の形態１及び実施の形態２において、ケースと一体に撓み部を設けたが、本発明はこれに限らず、ケースに形成した凹部を貫通孔にするとともに、ケースの上方に撓むことが可能なシートをケースと別体に設けてもよい。また、上記の実施の形態１及び実施の形態２において、可動接点部が座屈して固定接点と電気的に導通するメカスイッチであるスイッチ部を設けたが、本発明はこれに限らず、任意の構成のメカスイッチをスイッチ部として用いることができる。
【００７９】
また、上記の実施の形態１及び実施の形態２において、制御部は外部へ所定の信号を出力するものとしたが、本発明はこれに限られるものではない。制御部を、機器全体の制御を行う他の制御部と一体とし、スイッチ部が正常に押されれば、制御部の判断によってそのスイッチ部に対応する機能を実行するようにしても良い。
【００８０】
また、上記の実施の形態１及び実施の形態２において、静電センサを利用したが、本発明はこれに限られるものではない。静電容量の変化は、センサに近接した外部の物体の面積を示す情報の一種に過ぎないので、他の手段によって面積を示す情報が得られれば、他のセンサを利用することもできる。例えば、押圧された面積を出力する感圧式センサを利用しても良い。静電センサは、外部の物体が、人間の指などの導電性の物体の場合にのみ反応するが、静電センサは、非導電性の物体を確実に排除することができるという点で、人間の指以外による操作を排除することに適している。一方、ユーザが手袋を装着している場合など、非導電性の物体であると誤認される恐れがある場合には、感圧式センサを利用する方が、ユーザにとっての操作は容易となる。また、感圧式センサと静電センサとの両方を併用してもよい。
【００８１】
また、上記の実施の形態１及び実施の形態２において、人間の指による押圧があったと判断する場合の、静電容量の変化の閾値については明記していないが、これは凹部の面積を超えない範囲で、様々な値を採用することができる。例えば、凹部の面積とほぼ同じ面積に相当する静電容量の変化でなくては反応しないことにすれば、より正確に誤操作を排除でき、また、凹部の面積よりもかなり狭くてもよいとすれば正常な操作が誤操作であると誤って判定される可能性を低減できる。また、閾値は固定的なものではなく、ユーザが実際の使用形態に合わせて任意に設定できるようにしてもよい。また、誤操作であると判定されたとしても、誤操作である旨の判定から所定の期間内に、ほぼ同一の面積での押圧がある場合（これは、正常な入力を行ったつもりでも反応がないため、再度入力を行おうとしている場合に相当する）など、正常な入力が受け付けられない場合に、ユーザが行う操作が検知された場合には、誤操作である旨の判定の結果を無視して正常な入力であると判定してもよいし、近接した面積と比較する閾値を小さくする自動調整を行うようにしてもよい。なお、上記の変形は、面積の情報を知るために、静電センサ以外のセンサを使用した場合も同様である。
【００８２】
上記の各実施の形態、変形例、およびそれらの組合せも本発明に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
本発明は、例えば、人間が指で押すスイッチ部を有する電子機器に好適である。
【符号の説明】
【００８４】
１００ 電子機器
１０１ 基板
１０２ 可動接点部
１０３ 操作部
１０４ 静電センサ部
１０５ ケース
１０６ 静電センサ部入力判定部
１０７ スイッチ部入力判定部
１０８ 制御部
１１１ 貫通孔
１１２ 凹部
１１３ 内壁面部
１１４ 撓み部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、人間が指で押すスイッチ部を有する電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、誤操作を防止するスイッチ装置が知られている（例えば、特許文献１）。特許文献１のスイッチ装置は、押しボタンと、押しボタンを押下操作している対象と検出電極との間に形成される静電容量によってオン・オフする静電容量センサ部と、押しボタンの押下操作によってスイッチ接点がオン状態となるメカニカルスイッチ部とを有する。
【０００３】
特許文献１によれば、静電容量センサ部とメカニカルスイッチ部が共にオン状態となった場合にのみ外部にオン信号を出力するので、人間以外の操作力によって押しボタンが押下操作された場合等の誤操作を防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１１５４４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１においては、人間以外の導電性を有する物体により押しボタンが押下操作された場合においても、静電容量センサ部がオンするので、誤操作するという問題がある。特に、特許文献１のスイッチ装置を備えた電子機器を、導電性を有する他の物体と一緒に鞄に収納等した際において、鞄の中で導電性を有する物体により誤って押しボタンが押圧された場合には静電容量センサ部がオン状態となり、誤操作するという問題がある。
【０００６】
本発明の目的は、誤操作を防止することができる電子機器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の電子機器は、外部の物体により押圧される操作部と、前記操作部により押圧されてスイッチの切り替えを行うスイッチ部と、前記スイッチ部に積層配置され、前記外部の物体が近接した面積を示す情報を出力するセンサ部と、前記操作部と前記スイッチ部と前記センサ部とを収納するとともに、前記操作部を押圧する前記外部の物体が侵入する凹部を有し、前記凹部に侵入できない大きさの前記外部の物体の押圧方向への移動を規制するケースと、前記スイッチ部における前記スイッチの切り替えを検出するとともに、前記検出の結果と前記面積を示す情報とに基づいて、前記スイッチ部が正常に押圧されたか否かを判定する制御部と、を有する構成を採る。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、凹部へ侵入できない大きさの誤った物体による押圧は、スイッチ部を押圧できないので、スイッチの切り替えがあったか否かの判断によって排除し、凹部へ侵入可能な大きさの誤った物体による押圧は、当該物体のセンサ部に近接した面積に基づいて排除するので、スイッチ部に対する誤操作を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１に係る電子機器の要部の正面図
【図２】本発明の実施の形態１に係る電子機器の動作を示すフロー図
【図３】本発明の実施の形態１における人間の指によりスイッチ部が押圧された際の電子機器の要部の正面図
【図４】本発明の実施の形態１における人間の指よりも押圧面積の大きな導電性を有する物体によりスイッチ部を押圧しようとした際の電子機器の要部の正面図
【図５】本発明の実施の形態１における人間の指よりも押圧面積の小さな導電性を有する物体によりスイッチ部が押圧された際の電子機器の要部の正面図
【図６】静電センサ部の静電容量の変化を検出する際の原理を説明する図
【図７】本発明の実施の形態２に係る電子機器の要部の正面図
【図８】本発明の実施の形態２における人間の指によりスイッチ部が押圧された際の電子機器の要部の正面図
【図９】本発明の実施の形態２における人間の指よりも押圧面積の大きな導電性を有する物体によりスイッチ部を押圧しようとした際の電子機器の要部の正面図
【図１０】本発明の実施の形態２における人間の指よりも押圧面積の小さな導電性を有する物体によりスイッチ部が押圧された際の電子機器の要部の正面図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１１】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る電子機器１００の要部の正面図である。
【００１２】
図１より、電子機器１００は、基板１０１と、可動接点部１０２と、操作部１０３と、静電センサ部１０４と、ケース１０５と、静電センサ部入力判定部１０６と、スイッチ部入力判定部１０７と、制御部１０８とから主に構成される。また、基板１０１及び可動接点部１０２は、スイッチ部を構成する。以下に、各構成について、詳細に説明する。
【００１３】
基板１０１は、ケース１０５に収納され、図示しない導電性の固定接点が設けられている。また、基板１０１は、可動接点部１０２が載置されている。また、基板１０１の図示しない固定接点は、可動接点部１０２が座屈した際に可動接点部１０２と電気的に導通する。
【００１４】
可動接点部１０２は、導電性を有する金属板材を、上に凸形状になるように湾曲させて形成したものであり、端部が基板１０１と当接した状態で基板１０１上に載置される。また、可動接点部１０２は、操作部１０３の下端部と当接しており、操作部１０３により図１の下方向に押圧されて座屈して基板１０１上の固定接点と電気的に導通する。
【００１５】
操作部１０３は、外部の物体により、撓み部１１４を介して図１の下方向へ押圧される。また、操作部１０３は、静電センサ部１０４に形成した貫通孔１１１を挿通し、押圧されていない状態において端部が可動接点部１０２と当接して、下方向への移動が規制されている。また、操作部１０３は、押圧されていない状態において、押圧方向にスライド自在に、ケース１０５に形成した凹部１１２に配置される。また、操作部１０３は、上下方向と直交する左右方向においてケース１０５の内壁面部１１３に対して所定の距離を設けて内壁面部１１３と対向する。また、操作部１０３は、撓み部１１４を介して外部より図１の下方向に押圧されることにより、可動接点部１０２を図１の下方向に押圧して可動接点部１０２を座屈させる。
【００１６】
静電センサ部１０４は、ケース１０５と可動接点部１０２との間においてスイッチ部に積層配置される。また、静電センサ部１０４は、操作部１０３が挿通する上下方向に貫通した貫通孔１１１が形成される。また、静電センサ部１０４は、外部より押圧された際に、押圧する外部の物体の押圧面積に応じた面積で撓み部１１４と接触する。また、静電センサ部１０４は、外部の物体が導電性を持つ物体（人の指など）である場合、その外部の物体の、静電センサ部１０４に所定の距離以上、近接（接触も含む）している部分の面積に応じて静電容量が変化する。ここで、押圧面積とは、スイッチ部を押圧しようとする外部の物体とケース１０５との接触面積である。
【００１７】
ケース１０５は、基板１０１と、可動接点部１０２と、操作部１０３と、静電センサ部１０４とを内部に収納する。また、ケース１０５は、可動接点部１０２の上方に形成された薄肉の撓み部１１４を有する。また、ケース１０５は、撓み部１１４の端部から下方に延設される内壁面部１１３を有するとともに、可動接点部１０２の上方において内壁面部１１３により囲まれる凹部１１２が形成される。また、ケース１０５は、操作部１０３を押圧する押圧部分が凹部１１２に侵入できない外部の物体の押圧方向への移動を規制する。即ち、ケース１０５は、凹部１１２以外の部分を、肉厚にして撓み部１１４を形成しないことにより、平面視した際に、操作部１０３を押圧する押圧部分が、凹部１１２に収まらない大きさの外部の物体の押圧方向への移動を規制する。
【００１８】
静電センサ部入力判定部１０６は、操作部１０３が押圧された場合において、押圧によって、撓み部１１４を介して近接してきた外部の物体による、静電センサ部１０４における静電容量の変化値を検出する。また、静電センサ部入力判定部１０６は、検出した静電容量の変化値と閾値とを比較する。また、静電センサ部入力判定部１０６は、比較結果を制御部１０８へ出力する。
【００１９】
スイッチ部入力判定部１０７は、基板１０１に形成した図示しない固定接点と可動接点部１０２との導通と非導通とを検出する。また、スイッチ部入力判定部１０７は、検出結果を制御部１０８へ出力する。
【００２０】
制御部１０８は、静電センサ部入力判定部１０６から入力した比較結果、及びスイッチ部入力判定部１０７から入力した検出結果に基づいて、スイッチ部への入力を受け付けるべきか否かを判断する。具体的には、制御部１０８は、スイッチ部入力判定部１０７から非導通の検出結果が入力した場合には、スイッチ部は押されていないものと判定して入力を受け付けない。また、制御部１０８は、スイッチ部入力判定部１０７から導通の検出結果が入力し、かつ静電センサ部入力判定部１０６から静電容量の変化値が閾値以上である比較結果が入力した場合には、スイッチ部が正常に押されたものとして入力を受け付ける。また、制御部１０８は、スイッチ部入力判定部１０７から導通の検出結果が入力し、かつ静電センサ部入力判定部１０６から静電容量の変化値が閾値未満である比較結果が入力した場合には、誤操作であるものと判定し、スイッチ部は押されていないものとして取り扱う。また、制御部１０８は、スイッチ部への入力を受け付けた場合、スイッチ部が押された旨を示す所定の信号を外部に出力する。この信号は、電子機器全体の動作を制御する他の制御部によって受信され、スイッチ部の押圧に対応する機能が実行される。
【００２１】
凹部１１２は、ケース１０５の撓み部１１４の下方に形成され、可動接点部１０２が配置される箇所の上方において、ケース１０５を厚さ方向に凹ませて形成される。また、凹部１１２は、押圧方向にスライド自在に操作部１０３が配置される。また、凹部１１２は、撓み部１１４が押圧方向に押圧された際に、撓み部１１４が撓むことを許容するための空間である。また、凹部１１２は、操作部１０３を押圧する外部の物体が侵入する。
【００２２】
撓み部１１４は、可動接点部１０２が配置される箇所の上方において、ケース１０５と一体に形成される。また、撓み部１１４は、ケース１０５の厚さ方向において薄肉になっている。また、撓み部１１４は、下方向に押圧された際に、凹部１１２内に撓むことにより、操作部１０３を下方向に押圧する。
【００２３】
以上で、電子機器１００の構成の説明を終える。
【００２４】
次に、電子機器１００の動作について、図２を用いて説明する。図２は、電子機器１００の動作を示すフロー図である。図２の初期状態において、電子機器１００が静電センサ部１０４の機能を停止している場合を例に説明する。
【００２５】
図２より、スイッチ部入力判定部１０７は、スイッチ部がオン状態であるか否かを判定する（ステップＳＴ２０１）すなわち、基板１０１の図示していない接点と可動接点部１０２とが接触してスイッチ部が導通すればオン状態であると判定し、導通しなければオン状態でないと判定する。
【００２６】
スイッチ部がオン状態でないと判定した場合には（ステップＳＴ２０１：Ｎｏ）、電子機器１００は、静電センサ部１０４を起動しない。
【００２７】
一方、スイッチ部がオン状態であると判定した場合には（ステップＳＴ２０１：Ｙｅｓ）、電子機器１００は、静電センサ部１０４を起動し、静電センサ部入力判定部１０６による判定を行う。静電センサ部入力判定部１０６は、静電容量の変化値が閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳＴ２０２）。このように、メカニカルスイッチがオン状態になってから（すなわち、上述したスイッチ部の導通があってから）、静電センサ部１０４を起動させることで、比較的大きな電力を消費する静電センサ部１０４による電力の消費を抑えることができる。
【００２８】
静電容量の変化値が閾値以上の場合には（ステップＳＴ２０２：Ｙｅｓ）、制御部１０８は、スイッチ部が正常に押されたものと判断し、その旨を示す所定の信号を出力する（ステップＳＴ２０３）。
【００２９】
一方、静電容量の変化値が閾値未満の場合には（ステップＳＴ２０２：Ｎｏ）、制御部１０８は、誤操作と判断し（ステップＳＴ２０４）、スイッチ部が押されていない場合と同様、所定の信号を出力しない。
【００３０】
次に、電子機器１００の動作について、さらに詳細に説明する。
【００３１】
最初に、人間の指によりスイッチ部が押圧された際の電子機器１００の動作について、図３を用いて説明する。図３は、スイッチ部が人間の指により押圧された際の状態を示す電子機器１００の要部の正面図である。
【００３２】
図３より、人間の指によりスイッチ部が押圧された場合には、撓み部１１４が凹部１１２内に撓み、人間の指が凹部１１２に侵入して操作部１０３を図３の下方向に押圧する。これに伴って、操作部１０３が可動接点部１０２を図３の下方向に押圧して可動接点部１０２が座屈し、基板１０１の図示しない固定接点と可動接点部１０２とが電気的に導通する。この際、スイッチ部入力判定部１０７は、スイッチ部の導通を検出する。
【００３３】
また、人間の指と接触するケース１０５の接触面積は充分大きいので、撓み部１１４を介して、静電センサ部１０４に近接する導電性の物体（人間の指）の面積も充分大きくなり、静電センサ部１０４は大きな静電容量の変化を示す。この際、静電センサ部入力判定部１０６は、静電容量の変化値が閾値以上であることを検出する。
【００３４】
従って、人間の指によりスイッチ部が押圧された場合には、制御部１０８は、スイッチ部が押された旨を示す所定の信号を出力する。
【００３５】
次に、人間の指よりも押圧面積の大きな導電性を有する物体によりスイッチ部が押圧された際の電子機器１００の動作について、図４を用いて説明する。図４は、人間の指よりも押圧面積の大きな導電性を有する物体４００によりスイッチ部を押圧しようとする際の電子機器１００の要部の正面図である。
【００３６】
図４より、人間の指よりも押圧面積の大きな導電性を有する物体４００によりスイッチ部を押圧しようとした場合には、物体４００は撓み部１１４の周囲に形成されるケース１０５に規制されて凹部１１２に侵入できず、撓み部１１４は図４の下方へ撓まない。この際、スイッチ部入力判定部１０７は、スイッチ部の非導通を検出する。
【００３７】
また、静電センサ部１０４は、スイッチ部が非導通であるため、起動しない。
【００３８】
従って、人間の指よりも押圧面積の大きな導電性を有する物体４００によりスイッチ部を押圧しようとした場合には、制御部１０８は、スイッチ部は押されていないものとして処理を継続する。
【００３９】
なお、静電センサ部１０４を常時オンにしている場合には、他の基準によってもスイッチ部が押されていないものと判断することができる。すなわち、この場合、静電センサ部１０４は、外部の物体４００に近接しないことから、静電容量の変化がほとんどないため、静電センサ部入力判定部１０６は、静電容量の変化値が閾値未満であることを検出する。この検出結果を利用して、静電容量の変化値が閾値未満であることを確認することでも、スイッチ部は正常に押されていないものと判断することができる。なお、判断をより正確に行うため、メカニカルスイッチの導通と、静電センサ部１０４の静電容量の変化の両方を評価しても良い。
【００４０】
次に、人間の指よりも押圧面積の小さな導電性を有する物体によりスイッチ部が押圧された際の電子機器１００の動作について、図５を用いて説明する。図５は、人間の指よりも押圧面積の小さな導電性を有する物体５００によりスイッチ部が押圧された際の電子機器１００の要部の正面図である。
【００４１】
図５より、人間の指よりも押圧面積の小さな導電性を有する物体５００によりスイッチ部が押圧された場合には、撓み部１１４が凹部１１２内に撓み、物体５００が凹部１１２に侵入して操作部１０３を図５の下方向に押圧する。これに伴って、操作部１０３が可動接点部１０２を図５の下方向に押圧して可動接点部１０２が座屈し、基板１０１の図示しない固定接点と可動接点部１０２とが電気的に導通する。この際、スイッチ部入力判定部１０７は、スイッチ部の導通を検出する。
【００４２】
また、静電センサ部１０４は、導通が検出されたことをトリガとして起動する。しかし、この場合、静電センサ部１０４に近接する外部の物体５００の面積が充分小さいので、静電センサ部１０４は小さな静電容量の変化しか示さない。この際、静電センサ部入力判定部１０６は、静電容量の変化値が閾値未満であることを検出する。
【００４３】
従って、人間の指よりも押圧面積の小さな導電性を有する物体５００によりスイッチ部が押圧された場合には、制御部１０８は、誤操作であるものと判定し、スイッチ部が押されていない場合と同様に、所定の信号を出力せずに処理を継続する。
【００４４】
以上で、電子機器１００の動作の説明を終える。
【００４５】
図６は、静電センサ部１０４の静電容量の変化を検出する際の原理を説明する図である。
【００４６】
図６より、静電容量Ｃは、（１）式により求めることができる。
Ｃ＝Ｅｏ×Ｅｓ×（Ｓ／ｄ） ・・・（１）
ここで、Ｅｏは、真空誘電率
Ｅｓは、比誘電率
ｄは、外部の物体と近接する面６０１と検出電極６０２との距離
Ｓは、面６０１における外部の物体と近接した面積
【００４７】
（１）式より、真空誘電率Ｅｏ、比誘電率Ｅｓ、及び外部の物体と近接する面６０１と検出電極６０２との距離ｄは、ほぼ変化しないので、静電容量Ｃは、静電センサ部１０４の面６０１における外部の物体と近接した面積Ｓによりほぼ決まる。従って、静電センサ部１０４の静電容量の変化を検出することにより、面６０１と近接する外部の物体が人間の指であるのか否かを推定することができる。
【００４８】
このように、本実施の形態では、人間の指よりも押圧面積の大きな外部の物体により押圧しようとした際には、ケースにより外部の物体の下方向の移動を規制し、人間の指よりも押圧面積の小さな物体により押圧された際には静電センサ部により誤操作と判断する。これにより、本実施の形態によれば、人間の指以外の物体により押圧された際に起動しないので、誤操作を防止することができる。また、本実施の形態によれば、人間の指以外の物体により誤操作された際には、スイッチ部への入力を受け付けないので、鞄に収納した際等に誤ってスイッチ部が押された場合の誤動作を防止できる。また、誤動作によって何らかの機能が起動してしまうことを防ぐことができ、省電力化を実現及び維持することができる。
【００４９】
（実施の形態２）
図７は、本発明の実施の形態２に係る電子機器７００の要部の正面図である。
【００５０】
図７より、電子機器７００は、静電センサ部７０１と、基板７０２と、可動接点部７０３と、操作部７０４と、ケース７０５と、静電センサ部入力判定部７０６と、スイッチ部入力判定部７０７と、制御部７０８とから主に構成される。また、基板７０２及び可動接点部７０３は、スイッチ部を構成する。以下に、各構成について、詳細に説明する。
【００５１】
静電センサ部７０１は、基板７０２よりも押圧方向側（図７において基板７０２の下側）においてスイッチ部に積層配置される。また、静電センサ部７０１は、外部の物体が押圧する押圧面積に応じた面積で撓み部７１３、操作部７０４、可動接点部７０３、基板７０２を介して、外部の物体に近接する。ここで、静電センサ部７０１は、外部の物体が導電性の物体であれば、その外部の物体の、所定の距離以上、静電センサ部７０１に近接している部分の面積に応じて静電容量が変化する。
【００５２】
基板７０２は、ケース７０５に収納され、図示しない導電性の固定接点が設けられている。また、基板７０２は、可動接点部７０３が載置されている。また、基板７０２の図示しない固定接点は、可動接点部７０３が座屈した際に可動接点部７０３と電気的に導通する。
【００５３】
可動接点部７０３は、導電性を有する金属板材を、上に凸形状になるように湾曲させて形成したものであり、端部が基板７０２と当接した状態で基板７０２上に載置される。また、可動接点部７０３は、操作部７０４の下端部と当接しており、操作部７０４により図７の下方向に押圧されて座屈して基板７０２上の固定接点と電気的に導通する。
【００５４】
操作部７０４は、外部の物体により、撓み部７１３を介して図７の下方向へ押圧される。また、操作部７０４は、押圧されていない状態において端部が可動接点部７０３と当接して、下方向への移動が規制されている。また、操作部７０４は、押圧されていない状態において、押圧方向にスライド自在に、ケース７０５に形成した凹部７１１に配置される。また、操作部７０４は、上下方向と直交する左右方向においてケース７０５の内壁面部７１２に対して所定の距離を設けて内壁面部７１２と対向する。また、操作部７０４は、撓み部７１３を介して外部より図７の下方向に押圧されることにより、可動接点部７０３を図７の下方向に押圧して可動接点部７０３を座屈させる。
【００５５】
ケース７０５は、静電センサ部７０１と、基板７０２と、可動接点部７０３と、操作部７０４とを内部に収納する。また、ケース７０５は、可動接点部７０３の上方に形成された薄肉の撓み部７１３を有する。また、ケース７０５は、撓み部７１３の端部から下方に延設される内壁面部７１２を有するとともに、可動接点部７０３の上方において内壁面部７１２により囲まれる凹部７１１が形成される。また、ケース７０５は、操作部７０４を押圧する押圧部分が凹部７１１に侵入できない外部の物体の押圧方向への移動を規制する。即ち、ケース７０５は、凹部７１１以外の部分を、肉厚にして撓み部７１３を形成しないことにより、平面視した際に、操作部７０４を押圧する押圧部分が、凹部７１１に収まらない大きさの外部の物体の押圧方向への移動を規制する。
【００５６】
静電センサ部入力判定部７０６は、操作部７０４が外部の物体により押圧される場合において、押圧によって、撓み部７１３、操作部７０４、可動接点部７０３、基板７０２を介して近接してきた外部の物体による、静電センサ部７０１の静電容量の変化値を検出する。また、静電センサ部入力判定部７０６は、検出した静電容量の変化値と閾値とを比較する。また、静電センサ部入力判定部７０６は、比較結果を制御部７０８へ出力する。
【００５７】
スイッチ部入力判定部７０７は、基板７０２に形成した図示しない固定接点と可動接点部７０３との導通と非導通とを検出する。また、スイッチ部入力判定部７０７は、検出結果を制御部７０８へ出力する。
【００５８】
制御部７０８は、静電センサ部入力判定部７０６から入力した比較結果、及びスイッチ部入力判定部７０７から入力した検出結果に基づいて、スイッチ部への入力を受け付けるべきか否かを判断する。具体的には、制御部７０８は、スイッチ部入力判定部７０７から非導通の検出結果が入力した場合には、スイッチ部は押されていないものと判定して入力を受け付けない。また、制御部７０８は、スイッチ部入力判定部７０７から導通の検出結果が入力し、かつ静電センサ部入力判定部７０６から静電容量の変化値が閾値以上である比較結果が入力した場合には、スイッチ部が正常に押されたものとして入力を受け付ける。また、制御部７０８は、スイッチ部入力判定部７０７から導通の検出結果が入力し、かつ静電センサ部入力判定部７０６から静電容量の変化値が閾値未満である比較結果が入力した場合には、誤操作であるものと判定し、スイッチ部は押されていないものとして取り扱う。また、制御部７０８は、スイッチ部への入力を受け付けた場合、スイッチ部が押された旨を示す所定の信号を外部に出力する。この信号は、電子機器全体の動作を制御する他の制御部によって受信され、スイッチ部の押圧に対応する機能が実行される。
【００５９】
凹部７１１は、ケース７０５の撓み部７１３の下方に形成され、可動接点部７０３が配置される箇所の上方において、ケース７０５を厚さ方向に凹ませて形成される。また、凹部７１１は、押圧方向にスライド自在に操作部７０４が配置される。また、凹部７１１は、撓み部７１３が押圧方向に押圧された際に、撓み部７１３が撓むことを許容するための空間である。また、凹部７１１は、操作部７０４を押圧する外部の物体が侵入する。
【００６０】
撓み部７１３は、可動接点部７０３が配置される箇所の上方において、ケース７０５と一体に形成される。また、撓み部７１３は、ケース７０５の厚さ方向において薄肉になっている。また、撓み部７１３は、下方向に押圧された際に、凹部７１１内に撓むことにより、操作部７０４を下方向に押圧する。
【００６１】
以上で、電子機器７００の構成の説明を終える。
【００６２】
次に、電子機器７００の動作について説明する。なお、本実施の形態における電子機器７００の静電センサ部入力判定部７０６、スイッチ部入力判定部７０７及び制御部７０８の動作は図２と同一であるので、その説明を省略する。
【００６３】
最初に、人間の指によりスイッチ部が押圧された際の電子機器７００の動作について、図８を用いて説明する。図８は、人間の指によりスイッチ部が押圧された際の電子機器７００の要部の正面図である。
【００６４】
図８より、人間の指によりスイッチ部が押圧された場合には、撓み部７１３が凹部７１１内に撓み、人間の指が凹部７１１に侵入して操作部７０４を図８の下方向に押圧する。これに伴って、操作部７０４が可動接点部７０３を図８の下方向に押圧して可動接点部７０３が座屈し、基板７０２の図示しない固定接点と可動接点部７０３とが電気的に導通する。この際、スイッチ部入力判定部７０７は、スイッチ部の導通を検出する。
【００６５】
また、人間の指と接触するケース７０５の接触面積は充分大きいので、撓み部７１３、操作部７０４、可動接点部７０３、基板７０２を介して静電センサ部７０１に近接する導電性の物体（すなわち、人間の指）の面積も充分大きくなり、静電センサ部７０１は大きな静電容量の変化を示す。この際、静電センサ部入力判定部７０６は、静電容量の変化値が閾値以上であることを検出する。
【００６６】
従って、人間の指によりスイッチ部が押圧された場合には、制御部７０８は、スイッチ部が押された旨を示す所定の信号を出力する。
【００６７】
次に、人間の指よりも押圧面積の大きな導電性を有する物体によりスイッチ部を押圧しようとした際の電子機器７００の動作について、図９を用いて説明する。図９は、人間の指よりも押圧面積の大きな導電性を有する物体９００によりスイッチ部を押圧しようとした際の電子機器７００の要部の正面図である。
【００６８】
図９より、人間の指よりも押圧面積の大きな導電性を有する物体９００によりスイッチ部を押圧しようとした場合には、物体９００は撓み部７１３の周囲に形成されるケース７０５に規制されて凹部７１１に侵入できず、撓み部７１３は図９の下方へ撓まない。この際、スイッチ部入力判定部７０７は、スイッチ部の非導通を検出する。
【００６９】
また、静電センサ部７０１は、スイッチ部が非導通であるため、起動しない。
【００７０】
従って、人間の指よりも押圧面積の大きな導電性を有する物体９００によりスイッチ部を押圧しようとした場合には、制御部７０８は、スイッチ部は押されていないものとして処理を継続する。
【００７１】
なお、静電センサ部７０１を常時オンにしている場合には、他の基準によってもスイッチ部が押されていないものと判断することができる。すなわち、この場合、静電センサ部７０１は、外部の物体９００に近接しないことから、静電容量の変化がほとんどないため、静電センサ部入力判定部７０６は、静電容量の変化値が閾値未満であることを検出する。この検出結果を利用して、静電容量の変化値が閾値未満であることを確認することでも、スイッチ部は正常に押されていないものと判断することができる。なお、判断をより正確に行うため、メカニカルスイッチの導通と、静電センサ部７０１の静電容量の変化の両方を評価しても良い。
【００７２】
次に、人間の指よりも押圧面積の小さな導電性を有する物体によりスイッチ部が押圧された際の電子機器７００の動作について、図１０を用いて説明する。図１０は、人間の指よりも押圧面積の小さな導電性を有する物体１０００によりスイッチ部が押圧された際の電子機器７００の要部の正面図である。
【００７３】
図１０より、人間の指よりも押圧面積の小さな導電性を有する物体１０００によりスイッチ部が押圧された場合には、撓み部７１３が凹部７１１内に撓み、物体１０００が凹部７１１に侵入して操作部７０４を図１０の下方向に押圧する。これに伴って、操作部７０４が可動接点部７０３を図１０の下方向に押圧して可動接点部７０３が座屈し、基板７０２の図示しない固定接点と可動接点部７０３とが電気的に導通する。この際、スイッチ部入力判定部７０７は、スイッチ部の導通を検出する。
【００７４】
また、人間の指よりも押圧面積の小さな導電性を有する物体１０００と接触するケース７０５の接触面積は充分小さいので、外部の物体と近接する静電センサ部７０１の面積も充分小さくなり、静電センサ部７０１は小さな静電容量の変化を示す。この際、静電センサ部入力判定部７０６は、静電容量の変化値が閾値未満であることを検出する。
【００７５】
従って、人間の指よりも押圧面積の小さな導電性を有する物体１０００によりスイッチ部が押圧された場合には、制御部７０８は、誤操作であるものと判定し、スイッチ部が押されていない場合と同様に、所定の信号を出力せずに処理を継続する。
【００７６】
このように、本実施の形態では、人間の指よりも押圧面積の大きな外部の物体により押圧しようとした際には、ケースにより外部の物体の下方向の移動を規制し、人間の指よりも押圧面積の小さな物体により押圧された際には静電センサ部により誤操作と判断する。これにより、本実施の形態によれば、人間の指以外の物体により押圧された際に起動しないので、誤操作を防止することができる。また、本実施の形態によれば、人間の指以外の物体により誤操作された際には起動しないので、鞄に収納した際等に誤ってスイッチ部が押された場合の誤動作を防止できる。また、誤動作によって何らかの機能が起動してしまうことによる電力消費を防ぐことができ、省電力化を実現及び維持することができる。
【００７７】
なお、上記の実施の形態１及び実施の形態２において、正常な操作と判定した際の動作の詳細については説明していなかったが、例えば、スイッチ部がテンキーなどの場合は文字や数字が入力され、スイッチ部が電源ボタンの場合には電子機器全体の電源のオンオフが切り替えられる。また、このスイッチ部を機器全体の機能の大部分を停止させるような省電力モードからの復帰用のスイッチとして利用すれば、更なる省電力化を図ることができる。この他にも、実施の形態１及び実施の形態２のスイッチ部は、人が指で押圧するスイッチであれば多様なものに適用でき、任意の動作を開始するスイッチとして利用することができる。
【００７８】
また、上記の実施の形態１及び実施の形態２において、ケースと一体に撓み部を設けたが、本発明はこれに限らず、ケースに形成した凹部を貫通孔にするとともに、ケースの上方に撓むことが可能なシートをケースと別体に設けてもよい。また、上記の実施の形態１及び実施の形態２において、可動接点部が座屈して固定接点と電気的に導通するメカスイッチであるスイッチ部を設けたが、本発明はこれに限らず、任意の構成のメカスイッチをスイッチ部として用いることができる。
【００７９】
また、上記の実施の形態１及び実施の形態２において、制御部は外部へ所定の信号を出力するものとしたが、本発明はこれに限られるものではない。制御部を、機器全体の制御を行う他の制御部と一体とし、スイッチ部が正常に押されれば、制御部の判断によってそのスイッチ部に対応する機能を実行するようにしても良い。
【００８０】
また、上記の実施の形態１及び実施の形態２において、静電センサを利用したが、本発明はこれに限られるものではない。静電容量の変化は、センサに近接した外部の物体の面積を示す情報の一種に過ぎないので、他の手段によって面積を示す情報が得られれば、他のセンサを利用することもできる。例えば、押圧された面積を出力する感圧式センサを利用しても良い。静電センサは、外部の物体が、人間の指などの導電性の物体の場合にのみ反応するが、静電センサは、非導電性の物体を確実に排除することができるという点で、人間の指以外による操作を排除することに適している。一方、ユーザが手袋を装着している場合など、非導電性の物体であると誤認される恐れがある場合には、感圧式センサを利用する方が、ユーザにとっての操作は容易となる。また、感圧式センサと静電センサとの両方を併用してもよい。
【００８１】
また、上記の実施の形態１及び実施の形態２において、人間の指による押圧があったと判断する場合の、静電容量の変化の閾値については明記していないが、これは凹部の面積を超えない範囲で、様々な値を採用することができる。例えば、凹部の面積とほぼ同じ面積に相当する静電容量の変化でなくては反応しないことにすれば、より正確に誤操作を排除でき、また、凹部の面積よりもかなり狭くてもよいとすれば正常な操作が誤操作であると誤って判定される可能性を低減できる。また、閾値は固定的なものではなく、ユーザが実際の使用形態に合わせて任意に設定できるようにしてもよい。また、誤操作であると判定されたとしても、誤操作である旨の判定から所定の期間内に、ほぼ同一の面積での押圧がある場合（これは、正常な入力を行ったつもりでも反応がないため、再度入力を行おうとしている場合に相当する）など、正常な入力が受け付けられない場合に、ユーザが行う操作が検知された場合には、誤操作である旨の判定の結果を無視して正常な入力であると判定してもよいし、近接した面積と比較する閾値を小さくする自動調整を行うようにしてもよい。なお、上記の変形は、面積の情報を知るために、静電センサ以外のセンサを使用した場合も同様である。
【００８２】
上記の各実施の形態、変形例、およびそれらの組合せも本発明に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
本発明は、例えば、人間が指で押すスイッチ部を有する電子機器に好適である。
【符号の説明】
【００８４】
１００ 電子機器
１０１ 基板
１０２ 可動接点部
１０３ 操作部
１０４ 静電センサ部
１０５ ケース
１０６ 静電センサ部入力判定部
１０７ スイッチ部入力判定部
１０８ 制御部
１１１ 貫通孔
１１２ 凹部
１１３ 内壁面部
１１４ 撓み部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部の物体により押圧される操作部と、
前記操作部により押圧されてスイッチの切り替えを行うスイッチ部と、
前記スイッチ部に積層配置され、前記外部の物体が近接した面積を示す情報を出力するセンサ部と、
前記操作部と前記スイッチ部と前記センサ部とを収納するとともに、前記操作部を押圧する前記外部の物体が侵入する凹部を有し、前記凹部に侵入できない大きさの前記外部の物体の押圧方向への移動を規制するケースと、
前記スイッチ部における前記スイッチの切り替えを検出するとともに、前記検出の結果と前記面積を示す情報とに基づいて、前記スイッチ部が正常に押圧されたか否かを判定する制御部と、
を有する電子機器。
【請求項２】
前記制御部は、前記スイッチ部における前記スイッチの切り替えが検知され、かつ、前記面積を示す情報に示される面積が閾値以上である場合に、前記スイッチ部が正常に押圧されたと判定する請求項１記載の電子機器。
【請求項３】
前記制御部は、前記スイッチ部における前記スイッチの切り替えがあっても、前記面積を示す情報に示される面積が前記閾値未満の場合には、前記スイッチ部が正常に押圧されなかったと判定する請求項２記載の電子機器。
【請求項４】
前記センサ部は、前記スイッチの切り替えがあった後に起動し、前記スイッチの切り替えがあるまでは停止している請求項１記載の電子機器。
【請求項５】
前記センサ部は、前記ケースと前記スイッチ部との間において前記スイッチ部に積層配置される請求項１記載の電子機器。
【請求項６】
前記スイッチ部は、前記スイッチの切り替えを行う際に前記操作部の押圧により前記押圧方向に移動し、
前記センサ部は、前記スイッチ部よりも前記押圧方向側において前記スイッチ部に積層配置される請求項１記載の電子機器。
【請求項７】
前記センサ部は、導電性の物体が近接した面積に応じて静電容量が変化する静電センサであり、前記面積を示す情報は、前記静電容量の変化を示す情報である請求項１記載の電子機器。
【請求項１】
外部の物体により押圧される操作部と、
前記操作部により押圧されてスイッチの切り替えを行うスイッチ部と、
前記スイッチ部に積層配置され、前記外部の物体が近接した面積を示す情報を出力するセンサ部と、
前記操作部と前記スイッチ部と前記センサ部とを収納するとともに、前記操作部を押圧する前記外部の物体が侵入する凹部を有し、前記凹部に侵入できない大きさの前記外部の物体の押圧方向への移動を規制するケースと、
前記スイッチ部における前記スイッチの切り替えを検出するとともに、前記検出の結果と前記面積を示す情報とに基づいて、前記スイッチ部が正常に押圧されたか否かを判定する制御部と、
を有する電子機器。
【請求項２】
前記制御部は、前記スイッチ部における前記スイッチの切り替えが検知され、かつ、前記面積を示す情報に示される面積が閾値以上である場合に、前記スイッチ部が正常に押圧されたと判定する請求項１記載の電子機器。
【請求項３】
前記制御部は、前記スイッチ部における前記スイッチの切り替えがあっても、前記面積を示す情報に示される面積が前記閾値未満の場合には、前記スイッチ部が正常に押圧されなかったと判定する請求項２記載の電子機器。
【請求項４】
前記センサ部は、前記スイッチの切り替えがあった後に起動し、前記スイッチの切り替えがあるまでは停止している請求項１記載の電子機器。
【請求項５】
前記センサ部は、前記ケースと前記スイッチ部との間において前記スイッチ部に積層配置される請求項１記載の電子機器。
【請求項６】
前記スイッチ部は、前記スイッチの切り替えを行う際に前記操作部の押圧により前記押圧方向に移動し、
前記センサ部は、前記スイッチ部よりも前記押圧方向側において前記スイッチ部に積層配置される請求項１記載の電子機器。
【請求項７】
前記センサ部は、導電性の物体が近接した面積に応じて静電容量が変化する静電センサであり、前記面積を示す情報は、前記静電容量の変化を示す情報である請求項１記載の電子機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−３３３３７（Ｐ２０１２−３３３３７Ａ）
【公開日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１７０６２８（Ｐ２０１０−１７０６２８）
【出願日】平成２２年７月２９日（２０１０．７．２９）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月２９日（２０１０．７．２９）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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