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公開番号2025066501
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-23
出願番号2023176158
出願日2023-10-11
発明の名称タッチセンサ、空調または照明機器
出願人ローム株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H01H 36/00 20060101AFI20250416BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】絶縁電源で駆動される自己容量検出型のタッチセンサの操作性を良好にする。
【解決手段】使用者が1操作でタッチすべきタッチエリアTを、一部の領域の電極パターンS111と、残余の領域のGNDパターンS112とに区画する。そうすると、使用者5のタッチ操作時には、GNDパターンS112が使用者5と容量Csgで結合されることで、タッチセンサS側の寄生容量CpのGND電位GND2を、使用者側の静電容量CmのGND電位GND1に一致させることができる。これによって、センサ値を安定させ、充分な感度でタッチ操作を検出できるようになり、良好な操作性を得ることができる。
【選択図】図7
特許請求の範囲【請求項１】
絶縁電源で駆動される自己容量検出型のタッチセンサにおいて、
前記タッチセンサは、所期の機能を実現させるために、使用者が１操作でタッチすべきタッチエリアを備え、前記タッチエリアは、
前記タッチエリアの一部の領域を区画して形成される電極パターンと、
前記タッチエリアを区画した残余の領域で、かつ前記電極パターンから離隔して形成され、前記電極パターンと電気的に絶縁されるＧＮＤパターンとを備え、
前記使用者の前記タッチエリアへのタッチ操作時には、前記ＧＮＤパターンが使用者と容量結合されることで、使用者側の静電容量と、タッチセンサ側の寄生容量とのＧＮＤ電位を一致させる、
タッチセンサ。
続きを表示（約 320 文字）【請求項２】
前記電極パターンは、Ｃ字またはＵ字状に形成される、請求項１記載のタッチセンサ。
【請求項３】
前記電極パターンは、櫛状に形成される、請求項１記載のタッチセンサ。
【請求項４】
空調または照明機器の操作パネルに用いられる、請求項１～３の何れか１項に記載のタッチセンサ。
【請求項５】
壁面スイッチとして用いられる、請求項４記載のタッチセンサ。
【請求項６】
請求項５記載のタッチセンサを用いる、空調または照明機器。
【請求項７】
前記絶縁電源は、上位コントローラに設けられ、前記操作パネルには、非絶縁電源を備える、請求項６記載の空調または照明機器。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、タッチセンサ、空調または照明機器に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
タッチセンサは、スマートフォンなどに代表されるタッチパネルだけでなく、家電機器、設備機器などでも用いられるようになっている。そのような機器用途などでは、従来のメンブレンスイッチなどに比べて、汚れたり、破損したりすることが少なく、耐久性の向上、デザイン性の向上などの目的でタッチセンサが使用されている。
【０００３】
ところで、前記のタッチパネル用途では、使用者がパネルの何処を触ったか、また複数個所を同時に触っていることを検出する必要があり、相互容量式のタッチセンサが用いられている。一方、前記の機器用途などでは、従来から、自己容量検出型のタッチセンサが用いられている。自己容量検出型のタッチセンサは、たとえば特許文献１で示される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１９－２１１８９８号公報
【０００５】
［概要］
自己容量検出型のタッチセンサでは、所定のタッチエリアに形成された電極パターンに人体が１操作で接触（ワンタッチ）すると、電極パターンが人体を通してＧＮＤに接続されて両者の間に静電容量（Ｃｍとする）が生じることで人体の接触を検出している。詳しくは、自己容量検出型のタッチセンサでは、電極パターンは背面のシールド等も兼ねたＧＮＤ電極との間に寄生容量（Ｃｐとする）を形成しており、人体が接触すると、静電容量Ｃｍが並列に接続され、その容量変化から接触を検出している。
【０００６】
ここで、前記の設備機器として、たとえば、空調機器、照明機器では、タッチセンサは壁面の操作パネルなどに設けられ、操作する使用者は比較的良好にＧＮＤに接続されている。これに対して、機器側、すなわちタッチセンサのＧＮＤ電極は、電源のＧＮＤに接続される。その場合、電源側のＧＮＤが取れていないと（中性線に接続されていないと）、タッチセンサのＧＮＤ電位は、人体のＧＮＤ電位とずれを生じることになる。具体的には、タッチセンサの電源が、絶縁電源、つまり商用電源側との間に絶縁トランスを有する電源である場合に、そのようなＧＮＤ電位のずれが生じ易い。ＧＮＤ電位がずれると、前記の人体による静電容量Ｃｍの増加が検出されず、結果として、タッチセンサのセンサ値が安定しなかったり、充分な感度が取り難くなり、操作性が悪い、つまり、触れても反応しないような状態になる。
【０００７】
本開示の目的は、絶縁電源で駆動される自己容量検出型のタッチセンサにおいて、良好な操作性を得ることができるタッチセンサ、およびそれを用いる空調または照明機器を提供することにある。
【０００８】
上述した課題を解決するために、本開示のタッチセンサは、絶縁電源で駆動される自己容量検出型のタッチセンサにおいて、タッチセンサは、所期の機能を実現させるために、使用者が１操作でタッチすべきタッチエリアを備え、タッチエリアは、タッチエリアの一部の領域を区画して形成される電極パターンと、タッチエリアを区画した残余の領域で、かつ電極パターンから離隔して形成され、電極パターンと電気的に絶縁されるＧＮＤパターンとを備え、使用者のタッチエリアへのタッチ操作時には、ＧＮＤパターンが使用者と容量結合されることで、使用者側の静電容量と、タッチセンサ側の寄生容量とのＧＮＤ電位を一致させる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
図１は、実施形態に係るタッチセンサを用いる空調機器の電気的構成を示すブロック図である。
図２は、参考例のタッチセンサの断面構造を模式的に示す図である。
図３は、図２のタッチセンサの等価回路図である。
図４は、参考例のタッチセンサの電極パターンの一例を示す正面図である。
図５は、参考例のタッチセンサの電極パターンの他の例を示す正面図である。
図６は、参考例のタッチセンサ出力の一例を示す波形図である。
図７は、実施形態に係るタッチセンサの断面構造を模式的に示す図である。
図８は、図７のタッチセンサの等価回路図である。
図９は、実施形態に係るタッチセンサの電極パターンの一例を示す正面図である。
図１０は、実施形態に係るタッチセンサの電極パターンの他の例を示す正面図である。
図１１は、実施形態に係るタッチセンサ出力の一例を示す波形図である。
図１２は、比較例のタッチセンサ出力の一例を示す波形図である。
【００１０】
[詳細な説明]
次に、図面を参照して、本実施形態について説明する。以下に説明する図面の記載において、同一または類似の部分には同一または類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な構造、寸法などは、以下の説明を参酌して適宜に判断されるべきものである。
（【００１１】以降は省略されています）

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