CN105376915A - 一种非接触式开关 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种非接触式开关，包括：开关面板；接近传感器，布置于开关面板背侧，包括发射器和接收器，发射器适于发射脉冲信号，接收器适于接收脉冲信号经反射后的反射信号；以及与接近传感器连接的控制单元，包括定时器、判断逻辑和信号产生逻辑，判断逻辑适于根据反射信号确定该开关的感应区域内是否存在遮挡物；定时器适于自判断逻辑确定开关的感应区域内存在遮挡物起开始计时，直至该判断逻辑确定遮挡物移出开关感应区域停止计时；信号产生逻辑适于根据定时器的计时产生控制信号。

Description

一种非接触式开关

技术领域

本发明涉及开关技术领域，尤其涉及一种非接触式开关。

背景技术

不管在传统家居还是智能家居领域，开关都是其中一个重要的组成部分。现有的开关主要包括触摸式、声控式和热释红外式三种。其中，触摸式开关通过接触式的按压实现开关操作，较不便利，在湿手接触开关时可能有触电隐患，且易造成开关及墙面脏污，甚至存在传播病菌的问题。声控式开关通过声音来实现开关操作，但其对声音没有辨别能力，任何声音响动均可造成开关动作，极易产生误操作。热释红外式开关通过感应发热物体的移动来实现开关操作，实际情况中，若发热物体不移动，开关也将自动关闭；此外，当其他发热物体进入开关感应范围时，也会引发开关误操作。

此外，目前的开关大多只能实现单一的开关功能操作，已远不能满足人们对多功能集成操作的追求。

因此，迫切需要一种新型的开关，令现有技术所存在的问题得到完整而有效的改善。

发明内容

为此，本发明提供一种非接触式开关，以力图解决或者至少缓解上面存在的至少一个问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种非接触式开关，包括：开关面板；接近传感器，布置于开关面板背侧，包括发射器和接收器，发射器适于发射脉冲信号，接收器适于接收该脉冲信号经反射后的反射信号；以及与接近传感器连接的控制单元，包括定时器、判断逻辑和信号产生逻辑，判断逻辑适于根据反射信号确定该开关的感应区域内是否存在遮挡物；定时器适于自判断逻辑确定开关的感应区域内存在遮挡物起开始计时，直至判断逻辑确定该遮挡物移出开关感应区域停止计时；信号产生逻辑适于根据定时器的计时产生控制信号，该控制信号包括开关信号。

可选地，在根据本发明的非接触式开关中，判断逻辑适于比较当前接收的反射信号和前一次接收的反射信号强度，若当前接收的反射信号与前一次接收的反射信号强度差值大于第一光强阈值，则确定该开关的感应区域内存在遮挡物；判断逻辑还适于确定开关的感应区域内存在遮挡物后，若后继接收到的反射信号强度减小至第二光强阈值，则确定该遮挡物移出开关的感应区域。

可选地，在根据本发明的非接触式开关中，信号产生逻辑适于当定时器的计时大于第一时间阈值并小于第二时间阈值时，产生开关信号。

可选地，在根据本发明的非接触式开关中，控制信号还包括亮度调节信号，信号产生逻辑还适于当定时器的计时大于第二时间阈值时，产生亮度调节信号。

可选地，在根据本发明的非接触式开关中，控制单元还包括缓存器，该缓存器适于存储信号产生逻辑前一次产生的控制信号。

可选地，在根据本发明的非接触式开关中，开关信号包括开信号和关信号，当缓存器存储的前一次控制信号为开信号时，信号产生逻辑产生关信号；当缓存器存储的前一次控制信号为关信号时，信号产生逻辑产生开信号。

可选地，在根据本发明的非接触式开关中，亮度调节信号包括调亮信号和调暗信号，当缓存器存储的前一次控制信号为调亮信号时，信号产生逻辑产生调暗信号；当缓存器存储的前一次控制信号为调暗信号时，信号产生逻辑产生调亮信号。

可选地，在根据本发明的非接触式开关中，定时器还适于自判断逻辑确定遮挡物移出开关感应区域起再次开始计时，当缓存器存储的前一次控制信号为开信号时，信号产生逻辑还适于等待该定时器再次计时到达预定延长时间值时，产生关信号。

可选地，在根据本发明的非接触式开关中，还包括开关电路，适于根据开或关信号执行开或关操作。

可选地，在根据本发明的非接触式开关中，还包括亮度调节电路，适于根据调亮信号或调暗信号执行调亮或调暗操作。

可选地，在根据本发明的非接触式开关中，当控制信号为调亮信号时，亮度调节电路适于将亮度逐渐调高，直至判断逻辑确定遮挡物移出开关的感应区域时停止；当控制信号为调暗信号时，亮度调节电路适于将亮度逐渐调暗，直至判断逻辑确定遮挡物移出开关的感应区域时停止。

可选地，在根据本发明的非接触式开关中，第一时间阈值为1秒，所述第二时间阈值为3秒。

可选地，在根据本发明的非接触式开关中，预定延长时间值为3秒。

可选地，在根据本发明的非接触式开关中，该开关的感应区域为接近传感器前方距离5～10cm区域。

根据本发明的非接触式开关方案，通过检测遮挡物的存在以及遮挡物存在的时间来产生相应的控制信号，使用户可以在不与开关相接触的情况下实现延时开关、亮度调节等功能，满足人们对多功能集成操作需要的同时，有效地避免了湿手接触开关的安全隐患，防止开关脏污，提升了用户体验。此外，通过对感应区域范围、以及不同控制信号产生逻辑的设置，有效地避免了误操作。

附图说明

为了实现上述以及相关目的，本文结合下面的描述和附图来描述某些说明性方面，这些方面指示了可以实践本文所公开的原理的各种方式，并且所有方面及其等效方面旨在落入所要求保护的主题的范围内。通过结合附图阅读下面的详细描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。遍及本公开，相同的附图标记通常指代相同的部件或元素。

图1示出了根据本发明的一个示例性实施方式的家居系统100的示意图；以及

图2示出了根据本发明的一个示例性实施方式的非接触式开关200的结构框图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

图1示出了根据本发明一个示例性实施方式的家居系统100的示意图。如图1所示，家居系统100可以包括受控设备110和控制该受控设备110的非接触式开关200，受控设备110与开关200之间可以通过有线连接方式或无线通信方式进行通信。本发明对以上各设备之间的连接、通信方式不作限制。其中受控设备可以是照明设备、音响设备、电器设备等其他需要开关控制的设备，根据本发明的开关200可以通过检测其感应区域内是否出现遮挡物的非接触式控制方式，精确、简便地实现对受控设备110的操作控制。

下面以非接触式开关200控制照明设备为例描述该控制原理。

图2示出了根据本发明的一个示例性实施方式的非接触式开关200的结构框图。如图2所示，该非接触式开关200通常安装于墙面上，可以包括开关面板210、接近传感器220和控制单元230，其中开关面板210为开关200中凸出于墙面的部分，开关面板的正前方区域为该开关200的感应区域。感应区域距离选取过远或过近，均易导致用户误操作，因此基于提高开关感应精确度的考虑，感应区域可以设置为接近传感器220前方距离5～10cm区域。

接近传感器220布置于该开关面板210背侧，通常紧贴开关面板210以保证感应区域的最大化，该接近传感器220可以包括发射器221和接收器222，该发射器221适于发射脉冲信号，例如红外脉冲信号，接收器222适于接收该脉冲信号经反射后的反射信号，并将该反射信号发送至控制单元230。

控制单元230与接近传感器210连接，包括判断逻辑231、定时器232和信号产生逻辑233，根据本发明的一个实施方式，控制单元230还可以包括缓存器234，缓存器234适于存储接近传感器210接收的反射信号。

判断逻辑231适于根据接近传感器220接收的反射信号确定该开关200的感应区域内是否存在遮挡物。可以理解地，当开关200的感应区域内出现物体遮挡时，由于遮挡物反射了发射器221发射的脉冲信号，此时接收器222接收到的反射信号光强度将显著增大。由此，根据本发明的一个实施方式，判断逻辑231可以比较当前接收的反射信号和前一次接收的反射信号强度，若当前接收的反射信号与前一次接收的反射信号强度差值大于第一光强阈值，则确定该开关200的感应区域内存在遮挡物，而后，若后继接收到的反射信号强度减小至第二光强阈值，则判断逻辑231确定该遮挡物移出开关200的感应区域，其中第一光强阈值和第二光强阈值的取值可以根据接近传感器220通过实际实验获得，本发明对此不做限制。

与判断逻辑231相连的定时器232适于自判断逻辑231确定开关200的感应区域内存在遮挡物起开始计时，直至判断逻辑231确定该遮挡物移出开关200的感应区域停止计时。

信号产生逻辑233与定时器232相连，适于根据该定时器232的计时产生控制信号，该控制信号包括开关信号。具体地，当定时器232的计时大于第一时间阈值并小于第二时间阈值时，信号产生逻辑233产生开关信号，该开关信号可以指示该开关200控制的照明设备开启或关闭，因此实现了对照明设备的非接触式控制，避免了湿手接触开关的安全隐患，防止开关的脏污，同时操作便利，提高了用户体验。此外，当定时器232的计时小于第一时间阈值时，信号产生逻辑233不产生任何控制信号，将该遮挡动作默认为误操作。

为了满足用户的多样化需求，根据本发明的另一个实施方式，控制信号还可以包括亮度调节信号，当定时器232的计时大于第二时间阈值时，信号产生逻辑233还适于产生亮度调节信号，该亮度调节信号可以指示照明设备亮度的明暗调节。其中，第一时间阈值通常设置为1秒，第二时间阈值通常设置为3秒，避免用户在无意遮挡引起的误操作，同时也防止需要遮挡的时间过长降低用户体验。

显然地，通过设置信号产生逻辑233的运算逻辑，还可以产生指示例如音量调节操作、速度调节操作等的控制信号，本发明对此不做限制。

根据本发明的另一个实施方式，缓存器234还适于存储信号产生逻辑233前一次产生的控制信号。信号产生逻辑233可以根据缓存器234存储的前一次控制信号进行运算(例如取反运算)后产生当次需要的控制信号。

例如，开关信号包括开信号和关信号，当缓存器234存储的前一次控制信号为开信号时，信号产生逻辑233产生关信号；当缓存器234存储的前一次控制信号为关信号时，信号产生逻辑233产生开信号。

又例如，亮度调节信号包括调亮信号和调暗信号，当缓存器234存储的前一次控制信号为调亮信号时，信号产生逻辑233产生调暗信号；当缓存器234存储的前一次控制信号为调暗信号时，信号产生逻辑233产生调亮信号。

其中，根据本发明的另一个实施方式，定时器232还适于自判断逻辑231确定该遮挡物移出开关的感应区域起再次开始计时，当缓存器234存储的前一次控制信号为开信号时，信号产生逻辑233适于等待定时器232再次计时到达预定延长时间值时，产生关信号，该预定延长时间值通常设置为3秒。这样，避免照明设备过快关闭导致用户操作不便，进一步提高用户体验。

根据本发明的还有一个实施方式，该开关200还可以包括执行单元240(未示出)，执行单元240与控制单元230连接，适于接收控制信号，并执行控制信号指示的操作。例如，对控制照明设备的开关而言，可以包括开关电路，该开关电路可以根据开或关信号执行开或关操作，还可以包括亮度调节电路，该亮度调节电路适于根据调亮信号或调暗信号执行调亮或调暗操作。

具体地，当控制信号为调亮信号时，该亮度调节电路适于将亮度逐渐调高，直至判断逻辑231确定遮挡物移出开关200的感应区域时停止；当控制信号为调暗信号时，亮度调节电路适于将亮度逐渐调暗，直至判断逻辑231确定遮挡物移出开关200的感应区域时停止，因此实现了亮度的简便调节。此外，该执行单元240也可以布置于开关200控制的受控设备110中，开关200产生控制信号即可，本发明对此不做限制。

应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

本发明还包括：A11、如A10所述的非接触式开关，当控制信号为调亮信号时，所述亮度调节电路适于将亮度逐渐调高，直至所述判断逻辑确定所述遮挡物移出所述开关的感应区域时停止；当控制信号为调暗信号时，所述亮度调节电路适于将亮度逐渐调暗，直至所述判断逻辑确定所述遮挡物移出所述开关的感应区域时停止。A12、如A1-10中任一项所述的非接触式开关，所述第一时间阈值为1秒，所述第二时间阈值为3秒。A13、如A1-12中任一项所述的非接触式开关，所述预定延长时间值为3秒。A14、如A1-13中任一项所述的非接触式开关，所述开关的感应区域为所述接近传感器前方距离5～10cm区域。

本领域那些技术人员应当理解在本文所公开的示例中的设备的模块或单元或组件可以布置在如该实施例中所描述的设备中，或者可替换地可以定位在与该示例中的设备不同的一个或多个设备中。前述示例中的模块可以组合为一个模块或者此外可以分成多个子模块。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

此外，所述实施例中的一些在此被描述成可以由计算机系统的处理器或者由执行所述功能的其它装置实施的方法或方法元素的组合。因此，具有用于实施所述方法或方法元素的必要指令的处理器形成用于实施该方法或方法元素的装置。此外，装置实施例的在此所述的元素是如下装置的例子：该装置用于实施由为了实施该发明的目的的元素所执行的功能。

如在此所使用的那样，除非另行规定，使用序数词“第一”、“第二”、“第三”等等来描述普通对象仅仅表示涉及类似对象的不同实例，并且并不意图暗示这样被描述的对象必须具有时间上、空间上、排序方面或者以任意其它方式的给定顺序。

尽管根据有限数量的实施例描述了本发明，但是受益于上面的描述，本技术领域内的技术人员明白，在由此描述的本发明的范围内，可以设想其它实施例。此外，应当注意，本说明书中使用的语言主要是为了可读性和教导的目的而选择的，而不是为了解释或者限定本发明的主题而选择的。因此，在不偏离所附权利要求书的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。对于本发明的范围，对本发明所做的公开是说明性的，而非限制性的，本发明的范围由所附权利要求书限定。

Claims (10)

1.一种非接触式开关，包括：

开关面板；

接近传感器，布置于所述开关面板背侧，包括发射器和接收器，所述发射器适于发射脉冲信号，所述接收器适于接收所述脉冲信号经反射后的反射信号；以及

与所述接近传感器连接的控制单元，包括定时器、判断逻辑和信号产生逻辑，所述判断逻辑适于根据所述反射信号确定该开关的感应区域内是否存在遮挡物；所述定时器适于自所述判断逻辑确定所述开关的感应区域内存在遮挡物起开始计时，直至所述判断逻辑确定所述遮挡物移出开关感应区域停止计时；所述信号产生逻辑适于根据所述定时器的计时产生控制信号，所述控制信号包括开关信号。

2.如权利要求1所述的非接触式开关，所述判断逻辑适于比较当前接收的反射信号和前一次接收的反射信号强度，若当前接收的反射信号与前一次接收的反射信号强度差值大于第一光强阈值，则确定所述开关的感应区域内存在遮挡物；

所述判断逻辑还适于确定所述开关的感应区域内存在遮挡物后，若后继接收到的反射信号强度减小至第二光强阈值，则确定所述遮挡物移出所述开关的感应区域。

3.如权利要求2所述的非接触式开关，所述信号产生逻辑适于当所述定时器的计时大于第一时间阈值并小于第二时间阈值时，产生开关信号。

4.如权利要求3所述的非接触式开关，所述控制信号还包括亮度调节信号，所述信号产生逻辑还适于当所述定时器的计时大于第二时间阈值时，产生亮度调节信号。

5.如权利要求3或4所述的非接触式开关，所述控制单元还包括缓存器，所述缓存器适于存储所述信号产生逻辑前一次产生的控制信号。

6.如权利要求5所述的非接触式开关，所述开关信号包括开信号和关信号，当所述缓存器存储的前一次控制信号为开信号时，所述信号产生逻辑产生关信号；当所述缓存器存储的前一次控制信号为关信号时，所述信号产生逻辑产生开信号。

7.如权利要求5所述的非接触式开关，所述亮度调节信号包括调亮信号和调暗信号，当所述缓存器存储的前一次控制信号为调亮信号时，所述信号产生逻辑产生调暗信号；当所述缓存器存储的前一次控制信号为调暗信号时，所述信号产生逻辑产生调亮信号。

8.如权利要求6所述的非接触式开关，所述定时器还适于自所述判断逻辑确定所述遮挡物移出开关感应区域起再次开始计时，当所述缓存器存储的前一次控制信号为开信号时，所述信号产生逻辑还适于等待所述定时器再次计时到达预定延长时间值时，产生关信号。

9.如权利要求8所述的非接触式开关，还包括开关电路，适于根据开或关信号执行开或关操作。

10.如权利要求7-9中任一项所述的非接触式开关，还包括亮度调节电路，适于根据调亮信号或调暗信号执行调亮或调暗操作。