JP4561311B2 - タッチキー - Google Patents

Description

本発明は、特に電磁調理器のフラットパネル部に設けたタッチキーに関するものである。

従来、この種のタッチキーは、例えば図６に示すものが提案されている。図６はタッチキーのブロック図で、パネル部３１はガラス等の表面の平らな電気絶縁物である。電極部３２、３３はパネル部３１の対向する位置に設け、電極部３２、３３とパネル部３１でコンデンサを形成している。発振部３４は高周波電圧を発生し、この高周波電圧を電極部３２に印加する。対向する電極部３３に指３９で触れたとき、高周波電圧を電極部３２、パネル部３１、電極部３３、指３９（人のインピーダンス）を介して大地（アース）にバイパスし、電極部３２に現れる電圧が指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直流電圧に変換し、電極部３３にタッチしないときには高い直流電圧を、電極部３３にタッチしたときには低下した直流電圧を判定部３６に出力する。判定部３６は入力された電圧の差を演算し、電圧差が所定値以上あるとき、電極部３３にタッチした、即ち、タッチキーに触れたと判定するものである。

図７に検知部３５の出力電圧を示す。時刻Ｔ０までは電極部３３にタッチせず、時刻Ｔ０で電極部３にタッチしたときの検知部１５の出力電圧を示す。タッチしないときの電圧Ｖ３とタッチしたときの電圧Ｖ４の差を判定部３６で求め、その差ΔＶが所定値以上あるとき、電極部３３にタッチしたと判定するものである。

このようにパネル面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ので、非常に使いやすいものになっている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−２２４４５９号公報

しかしながらこのような構成のものでは、電磁誘導で加熱中の鍋をパネル部に設けた所定の位置からはずれ、タッチキーの電極近くに置いた場合、あるいは、一方の手で加熱中の鍋を触りながら、他方の手でタッチキーにタッチした場合、検知部の出力に大きな交流電圧が乗り誤動作をさせることがあるという課題があった。

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、電磁誘導で加熱中の鍋がパネル部に設けた所定の位置からはずれ、タッチキーの電極近くに置いた場合、あるいは、加熱中の鍋を触りながらタッチキーにタッチした場合の誤動作を防止することを目的とする。

上記従来の課題を解決するために、本発明のタッチキーは電気絶縁物よりなるパネル部と、前記パネル部に設けた電極部と、所定の周波数の電圧を出力して前記電極部に印加する発振部と、前記電極部の出力電圧を検知する検知部と、前記検知部の出力電圧を検知し補正する補正部と、前記補正部の出力電圧を常時受け付け、前記補正部の出力電圧の電圧差を演算し、前記補正部の出力電圧の電圧差が所定値以上ある時にはタッチキーに触れたと判定する判定部を備え、前記補正部は、前記検知部の出力電圧の交流電圧の最大値と最小値を検知し、前記交流電圧の最大値と最小値の１／２を前記判定部に入力することにより、検知部の出力電圧の交流電圧を検知し、検知電圧を補正するので、交流電圧の影響を無くして電磁誘導で加熱中の鍋がパネル部に設けた所定の位置からはずれ、タッチキーの電極近くに置いた場合、あるいは、加熱中の鍋を触りながらタッチキーにタッチした場合の誤動作を防止することができるものである。

本発明のタッチキーは交流電圧の影響を無くして安定に動作させて、電磁誘導で加熱中の鍋がパネル部に設けた所定の位置からはずれ、タッチキーの電極近くに置いた場合、あるいは、加熱中の鍋を触りながらタッチキーにタッチした場合の誤動作を防止することができる。

第１の発明は、電気絶縁物よりなるパネル部と、前記パネル部に設けた電極部と、所定の周波数の電圧を出力して前記電極部に印加する発振部と、前記電極部の出力電圧を検知する検知部と、前記検知部の出力電圧を検知し補正する補正部と、前記補正部の出力電圧を常時受け付け、前記補正部の出力電圧の電圧差を演算し、前記補正部の出力電圧の電圧差が所定値以上ある時にはタッチキーに触れたと判定する判定部を備え、前記補正部は、前記検知部の出力電圧の交流電圧の最大値と最小値を検知し、前記交流電圧の最大値と最小値の１／２を前記判定部に入力する構成にしたことにより、交流電圧の影響を無くして安定に動作させるので、電磁誘導で加熱中の鍋がタッチキーに近づいても、あるいは鍋に触れながらタッチキーに触れても含まれる交流電圧は補正により影響を無くして、その差で判定し、誤動作がない。

第２の発明は、電気絶縁物よりなるパネル部と、前記パネル部に設けた電極部と、所定の周波数の電圧を出力して前記電極部に印加する発振部と、前記電極部の出力電圧を検知する検知部と、前記検知部の出力電圧を検知し補正する補正部と、前記補正部の出力電圧を常時受け付け、前記補正部の出力電圧の電圧差を演算し、前記補正部の出力電圧の電圧
差が所定値以上ある時にはタッチキーに触れたと判定する判定部を備え、前記補正部は、交流電圧の最大値または最小値を検知して前記判定部に入力するように構成したことにより、交流電圧の影響を無くして安定に動作させるので、電磁誘導で加熱中の鍋がタッチキーに近づいても、鍋に触れながらタッチキーに触れても含まれる交流電圧の最大値（または最小値）の補正で影響をなくして、その差で判定し、誤動作がない。

第３の発明は、電気絶縁物よりなるパネル部と、前記パネル部に設けた電極部と、所定の周波数の電圧を出力して前記電極部に印加する発振部と、前記電極部の出力電圧を検知する検知部と、前記検知部の出力電圧を検知し補正する補正部と、前記補正部の出力電圧を常時受け付け、前記補正部の出力電圧の電圧差を演算し、前記補正部の出力電圧の電圧差が所定値以上ある時にはタッチキーに触れたと判定する判定部を備え、前記補正部は、交流電圧を検知している間は、前記検知部の出力電圧を前記判定部に入力するのを停止し、交流電圧を検知していないときには、前記検知部の出力電圧を前記判定部に入力するよう構成し、前記判定部は入力された前記検知部の出力電圧を記憶し、前記記憶した検知部の出力電圧と後で入力された前記検知部の出力電圧との差を演算するよう構成したことにより、交流電圧を含まない検知電圧で判定する、したがって交流電圧の影響を無くして安定に動作させるので、電磁誘導で加熱中の鍋がタッチキーに近づいても、あるいは、鍋に触れながらタッチキーに触れても交流電圧を含むので、その間は判定しないので判定中は影響を受けないので誤動作がない。

第４の発明は、電気絶縁物よりなるパネル部と、前記パネル部に設けた電極部と、所定の周波数の電圧を出力して前記電極部に印加する発振部と、前記電極部の出力電圧を検知する検知部と、前記検知部の出力電圧を検知し補正する補正部と、前記補正部の出力電圧を常時受け付け、前記補正部の出力電圧の電圧差を演算し、前記補正部の出力電圧の電圧差が所定値以上ある時にはタッチキーに触れたと判定する判定部を備え、前記補正部は、検知した交流電圧の大きさが所定値以上あるとき、表示器またはブザー等で構成する報知部に出力し、前記報知部を動作させて報知するように構成したことにより、電磁誘導で加熱中の鍋がタッチキーに近づくにつれ、交流電圧の大きさは大きくなるが、この電圧が誤動作レベルに近くなったところで表示器あるいはブザーで報知することにより、鍋ずれを使用者に知らせて、注意または鍋ずれの修正を喚起できる。

以下、本発明の実施の形態及び参考の形態について図面を用いて説明する。なお、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（参考の形態１）
本発明の第１の参考の形態について図１、図２を用いて説明する。図１は本発明のタッチキーのブロック図、図２は電磁誘導で加熱中の鍋１０に発生している電圧波形である。従来例と同じものは説明を省略する。

加熱コイル１１は高周波の電流を流し高周波の磁束を発生させて、プレート１上に置かれた鍋１０を電磁誘導で加熱する。加熱用コイル１１は、加熱制御部１２で制御され、設定温度に応じて加熱コイル１１に高周波電流を流したり遮断したりして鍋１０の温度を一定に制御する。また、加熱制御部１２には、商用交流電源１４を電源部１３で両波整流された電圧が印加され、これを電源にして前述の加熱コイル１１に高周波電流を供給する。加熱コイル１１に流れる高周波電流により、鍋１０に渦電流が誘導され、この渦電流により鍋１０が加熱され鍋１０の中の調理物を電磁誘導で加熱するものである。鍋１０に発生している電圧を図２に示す。図２でｅ１は鍋１０を加熱する周波数の高周波電圧で約２０ｋＨｚ前後である。この高周波電圧ｅ１のエンベロープは商用交流電圧を両波整流した１２０Ｈｚまたは１００Ｈｚである。鍋１０が加熱コイル１１の真上にあれば、検知部５の出力電圧は、鍋１０とタッチキーの電極部３との距離があるため、鍋１０に誘起した電圧ｅ１に影響されず、発振部４から入力した電圧を検知部５で検知し、整流した直流電圧が得られる。鍋１０が加熱コイル１１の真上から離れ、タッチキーの電極３に接近すると、あるいは人が一方の手で加熱中の鍋１０に触りながら他方の手でタッチキーの電極３にタッチすると、検知部５の出力電圧は鍋１０に誘起した電圧のエンベロープ分ｅ２が現れる。この電圧ｅ２が小さいと問題はないが、大きくなると判定部７でタッチキーにタッチしてもタッチしたとみなされないので誤動作となる。そこで、このとき検知部５の出力電圧を補正部６に入力し、補正部６はこのエンベロープ電圧である交流電圧を検出し、交流電圧の影響を無くして判定部７に出力する。したがって、判定部７では交流電圧の影響を無くした一定レベルの直流電圧を検知し、この直流電圧にレベル差がある場合、この差を演算し、差電圧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。

（実施の形態１）
本発明の第１の実施の形態を図３を用いて説明する。加熱中の鍋１０がタッチキーの電極３に接近した位置にあるとき、補正部６は検知部５の交流出力電圧の最大値Ｖｐ１と最小値Ｖｐ２を検出し、（Ｖｐ１＋Ｖｐ２）／２をもとめ、この電圧を判定部７へ出力する。図３は検知部５の出力電圧を示す。加熱中の鍋１０がタッチキーの電極３に接近した位置にあり、時刻Ｔ０まではタッチせず、時刻Ｔ０以降はタッチした場合を示す。判定部７ではタッチしないときの電圧（Ｖｐ１＋Ｖｐ２）／２とタッチしたときの電圧（Ｖｐ３＋Ｖｐ４）／２の差を求め、この差の電圧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。

なお、この差電圧は正でも負でもよい。これは、通常は検知部の出力電圧はタッチすれば低下するが、誘導加熱中の鍋１０を触りながらタッチキーに触れれば、上昇し、この場合タッチしないときの電圧からタッチしたときの電圧を引けば負になり、この場合も含むからである。

（実施の形態２）
本発明の第２の実施の形態を図３を用いて説明する。検知部５の出力の交流電圧の最大値Ｖｐ１、または最小値Ｖｐ２を補正部６が検知し判定部７へ出力する。タッチすることにより交流電圧の大きさが変われば、この最大値Ｖｐ３、または最小値Ｖｐ４を判定部７へ出力する。判定部７はＶｐ１−Ｖｐ３またはＶｐ２−Ｖｐ４を演算し、この差の電圧が所定値以上ある時にはタッチしたと判定するものである。

なお、交流電圧の最大値、最小値に限らず、位相を固定しその位相の電圧を検知し、その電圧を判定部７へ出力してもよい。

（実施の形態３）
本発明の第３の実施の形態を図４を用いて説明する。検知部５の出力に交流電圧が現れている期間ｔ１の間、補正部６は判定部７に出力するのを停止する。再び交流電圧がなくなったとき補正部６は判定部７に出力する。判定部７は常時入力された電圧の差を演算しているが、この場合、前回入力された電圧Ｖ１を記憶しておき、時間ｔ１をおいて入力された電圧Ｖ２の差を演算し、その差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。これは、例えば時間ｔ２の間片方の手は加熱中の鍋に触れ、もう一方の手でタッチキーにタッチした場合等である。

（実施の形態４）
本発明の第４の実施の形態を図１を用いて説明する。本実施の形態では、鍋１０が加熱コイル１１の真上よりずれて、タッチキーの電極部３の近くに置くにつれて検知部５の出力の交流電圧が大きくなる。補正部６はこの交流電圧の大きさを検知して、タッチキーが誤動作する前に表示器あるいはブザー等で構成した報知部８を動作させて、鍋１０が所定の位置からずれていることを知らせ、タッチキーが誤動作することを防止するものである。

なお、交流電圧が大きくなったことを検知した補正部６は、判定部７の動作を停止させてタッチキーの動作を停止させてもよい。

（参考の形態２）
本発明の第２の参考の形態を図１を用いて説明する。本参考の形態では、補正部６は、交流分を除去し、直流成分のみにするフィルタで構成する。前述のように補正部６に入力される交流分は、商用交流電源を両波整流した１００Ｈｚまたは１２０Ｈｚであり、この周波数の電圧を通過させずに信号グランドにバイパスし、直流成分のみ判定部７へ出力するフィルタ回路で構成するようにしたものである。したがって、交流成分は除去されるので、影響をうけなくなる。

（参考の形態３）
本発明の第３の参考の形態を図５を用いて説明する。本参考の形態では、検知部５の出力電圧Ｖが直流電圧から交流電圧に変化したとき（Ｔ０）にタッチしたと判定し、交流電圧が発生している期間ｔ２の間タッチしていると判定するものである。これは鍋１０が所定の位置にあり加熱中のとき、タッチキーの検知部５の出力電圧はタッチキーの電極部３にタッチしないときは直流であるが、鍋１０を触りながら電極部３にタッチしたときには、交流電圧が発生することを利用したものである。

なお、このやりかたは、使用環境によっては人が強電界にさらされてタッチキーを操作する場合（使用者を介して強電界による交流成分がタッチキーに伝導される場合）のタッチの判定にも適用できる。

以上述べたように、本タッチキーを電磁調理器に用いることにより、誤動作が無く安全で使いやすい電磁調理器を提供することができるものである。

以上のように、本発明にかかるタッチキーは、誘導電流で加熱中の鍋がタッチキーの電極に接近しておかれても、あるいは誘導電流で加熱中の鍋に触りながらタッチキーに触れても、誤動作のない操作が可能となるので、電磁調理器への適用だけでなく、誘導加熱を応用する機器等のタッチスイッチを使用する用途にも適用できる。

本発明の実施の形態１〜４及び参考の形態１〜３におけるタッチキーのブロック図 加熱中の鍋に発生した誘起電圧波形図 本発明の実施の形態１、２を説明する検知部出力電圧波形図 本発明の実施の形態３を説明する検知部出力電圧波形図 本発明の参考の形態３を説明する検知部出力電圧波形図 従来例のタッチキーのブロック図 従来例の検知部の出力電圧波形図

符号の説明

１ パネル部
２、３ 電極部
４ 発振部
５ 検知部
６ 補正部
７ 判定部
８ 報知部
１０ 鍋

Claims (4)

1. 電気絶縁物よりなるパネル部と、前記パネル部に設けた電極部と、所定の周波数の電圧を出力して前記電極部に印加する発振部と、前記電極部の出力電圧を検知する検知部と、前記検知部の出力電圧を検知し補正する補正部と、前記補正部の出力電圧を常時受け付け、前記補正部の出力電圧の電圧差を演算し、前記補正部の出力電圧の電圧差が所定値以上ある時にはタッチキーに触れたと判定する判定部を備え、前記補正部は、前記検知部の出力電圧の交流電圧の最大値と最小値を検知し、前記交流電圧の最大値と最小値の１／２を前記判定部に入力するように構成したタッチキー。
2. 電気絶縁物よりなるパネル部と、前記パネル部に設けた電極部と、所定の周波数の電圧を出力して前記電極部に印加する発振部と、前記電極部の出力電圧を検知する検知部と、前記検知部の出力電圧を検知し補正する補正部と、前記補正部の出力電圧を常時受け付け、前記補正部の出力電圧の電圧差を演算し、前記補正部の出力電圧の電圧差が所定値以上ある時にはタッチキーに触れたと判定する判定部を備え、前記補正部は、交流電圧の最大値または最小値を検知して前記判定部に入力するように構成したタッチキー。
3. 電気絶縁物よりなるパネル部と、前記パネル部に設けた電極部と、所定の周波数の電圧を出力して前記電極部に印加する発振部と、前記電極部の出力電圧を検知する検知部と、前記検知部の出力電圧を検知し補正する補正部と、前記補正部の出力電圧を常時受け付け、前記補正部の出力電圧の電圧差を演算し、前記補正部の出力電圧の電圧差が所定値以上ある時にはタッチキーに触れたと判定する判定部を備え、前記補正部は、交流電圧を検知している間は、前記検知部の出力電圧を前記判定部に入力するのを停止し、交流電圧を検知していないときには、前記検知部の出力電圧を前記判定部に入力するよう構成し、前記判定部は入力された前記検知部の出力電圧を記憶し、前記記憶した検知部の出力電圧と後に入力された前記検知部の出力電圧との差を演算するように構成したタッチキー。
4. 電気絶縁物よりなるパネル部と、前記パネル部に設けた電極部と、所定の周波数の電圧を出力して前記電極部に印加する発振部と、前記電極部の出力電圧を検知する検知部と、前記検知部の出力電圧を検知し補正する補正部と、前記補正部の出力電圧を常時受け付け、前記補正部の出力電圧の電圧差を演算し、前記補正部の出力電圧の電圧差が所定値以上あ
   る時にはタッチキーに触れたと判定する判定部を備え、前記補正部は、検知した交流電圧の大きさが所定値以上あるとき、表示器またはブザー等で構成する報知部に出力し、前記報知部を動作させて報知するように構成したタッチキー。

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