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QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
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Diese Anmeldung basiert auf der japanischen Patentanmeldung Nr.
2020-157769 , eingereicht beim japanischen Patentamt am 18. September 2020, wobei deren gesamter Gehalt hier durch Bezugnahme aufgenommen ist.
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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen berührungslosen Schalter, der eine berührungslose Betätigungseingabe ermöglicht.
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HINTERGRUNDTECHNIK
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Unter dem Gesichtspunkt der Hygiene bzw. der Verhinderung der Ausbreitung von Infektionskrankheiten werden ein berührungsloser Schalter geforscht, der eine Betätigungseingabe ermöglicht, ohne dass der Benutzer irgendein Bauteil berührt (siehe z. B.
JP 2020-64632 A ).
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Das in
JP 2020-64632 A offenbarte Eingabegerät umfasst bspw. eine Lichtquelle, eine Lichtleiterplatte, einen Sensor und ein zweites Bild. Die Lichtleiterplatte leitet das Licht von der Lichtquelle und bildet ein erstes Bild im Raum ab. Der Sensor erfasst ein Objekt in einem Raum, der die Abbildungsposition des ersten Bildes umfasst, oder in einem Raum, der in einem bestimmten Abstand von der Abbildungsposition des ersten Bildes entfernt ist. Das zweite Bild wird auf einer Fläche angezeigt, die sich von einer Fläche, auf der das erste Bild angezeigt wird, unterscheidet. Dann ändert ein Controller das anzuzeigende erste Bild in Abhängigkeit von der Eingabeoperation des Benutzers für das erste Bild. Weiterhin ist eine Lichtleiterplatte oder eine Anzeigevorrichtung zur Anzeige des zweiten Bildes vorgesehen, und der Controller ändert das anzuzeigende zweite Bild in Abhängigkeit von der Eingabeoperation.
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ÜBERSICHT DER ERFINDUNG
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Die in
JP 2020-64632 A offenbarte Eingabevorrichtung ist derart ausgebildet, dass dieses die Dreidimensionalität des Bildes leicht erhält. Um die Verwendbarkeit zu verbessern, ist es jedoch wünschenswert, dass die Position, an der eine Betätigungseingabe angenommen wird, zusätzlich verdeutlicht wird.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen berührungslosen Schalter bereitzustellen, der eine Position, an der eine Betätigungseingabe angenommen wird, verdeutlichen kann, und die Erkennungsempfindlichkeit der Betätigungseingabe verbessern kann.
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In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein berührungsloser Schalter bereitgestellt. Dieser berührungslose Schalter weist auf: eine erste Lichtquelle, eine dreidimensionale Anzeige, an der ein Muster, das an der Rückseite angeordnet ist und eine Position zeigt, an der eine Betätigungseingabe angenommen wird, von der Vorderseite aus sichtbar ist und ein dreidimensionales Bild, das die Position zeigt, durch von der ersten Lichtquelle emittiertes Licht angezeigt werden kann, eine zweite Lichtquelle, die ein Beleuchtungslicht emittiert, dessen Leuchtfarbe geändert werden kann, eine Lichtleiterplatte, die an der Rückseite der dreidimensionalen Anzeige angeordnet ist und ein Beleuchtungslicht, das von der zweiten Lichtquelle emittiert wird, auf die dreidimensionale Anzeige lenkt, eine Lichtabschirmung, die zwischen der dreidimensionalen Anzeige und der Lichtleiterplatte angeordnet ist, einen Lichtabschirmungsbereich, der ein Sensorlicht und das Beleuchtungslicht abschirmt, und einen Durchdringungsbereich aufweist, den das Sensorlicht und das Beleuchtungslicht durchdringen, wobei in dem Durchdringungsbereich ein vom Beleuchtungslicht angezeigtes Muster gebildet wird, das die Position zeigt, an der die Betätigungseingabe angenommen wird, einen Erkennungsabschnitt, der an der Rückseite der Lichtleiterplatte angeordnet ist, ein lichtemittierendes Element, das das Sensorlicht zu einer Richtung parallel zur hinteren Fläche der Lichtleiterplatte emittiert, und ein lichtempfangendes Element aufweist, das bei der Erkennung des Sensorlichts, das von einem an der Position befindlichen bestimmten Objekt an der die Betätigungseingabe angenommen wird, reflektiert oder gestreut wird, ein Erkennungssignal ausgibt, das zeigt, dass die Erkennung vorgenommen wird, einen Steuerungsabschnitt, der beim Empfang des Erkennungssignals von dem Erkennungsabschnitt ein Signal ausgibt, das zeigt, dass die Betätigungseingabe vorgenommen wird, sowie den Leuchtzustand der ersten Lichtquelle ändert und die Leuchtfarbe des Beleuchtungslichts der zweiten Lichtquelle ändert, ein erstes reflektierendes Element, das das Sensorlicht, das vom lichtemittierenden Element des Erkennungsabschnitts emittiert wird, derart reflektiert, dass dieses die Lichtleiterplatte, den Durchdringungsbereich und die dreidimensionale Anzeige durchdringt und zu der Position verläuft, an der die Betätigungseingabe angenommen wird, und eine Reflexionsfläche aufweist, die in Bezug auf das lichtemittierende Element konvex gebildet wird, sowie ein zweites reflektierendes Element, das das Sensorlicht, das von dem an der Position befindlichen bestimmten Objekt, an der die Betätigungseingabe angenommen wird, reflektiert oder gestreut wird und die dreidimensionale Anzeige, den Durchdringungsbereich und die Lichtleiterplatte durchdringt, zum Erkennungsabschnitt hin reflektiert, und eine Reflexionsfläche aufweist, die in Bezug auf das lichtempfangende Element konkav oder flächenförmig gebildet wird.
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Durch diese Ausbildung kann dieser berührungslose Schalter die Position verdeutlichen, an der die Betätigungseingabe angenommen wird. Weiterhin vergrößert das erste reflektierende Element die Reichweite des Sensorlichts und das zweite reflektierende Element lenkt ein reflektiertes oder gestreutes Sensorlicht zum lichtempfangenden Element des Erkennungsabschnitts ohne Verbreitung, so dass dieser berührungslose Schalter die Betätigung durch den Benutzer mit hoher Empfindlichkeit erkennen kann.
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Figurenliste
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Es zeigt:
- 1 einen schematischen Aufbau eines berührungslosen Schalters gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- 2 eine seitliche Schnittansicht des berührungslosen Schalters gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- 3 eine schematische Vorderansicht einer Maskenfolie;
- 4: einen schematischen Aufbau eines berührungslosen Schalters nach einem abgewandelten Beispiel;
- 5 einen schematischen Aufbau eines berührungslosen Schalters nach einem anderen abgewandelten Beispiel;
- 6 eine andere Form einer Maskenfolie nach dem in 5 gezeigten abgewandelten Beispiel;
- 7A und 7B schematische seitliche Schnittansichten eines berührungslosen Schalters nach einem anderen abgewandelten Beispiel.
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AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG
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Ein berührungsloser Schalter nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Dieser berührungslose Schalter kann ein dreidimensionales Bild anzeigen, das eine Position zeigt, an der die Betätigungseingabe angenommen wird, auf einer dem Benutzer zugewandten Seite (im Folgenden der Einfachheit halber ggf. als Vorderseite bezeichnet), und ein vorgegebenes Muster anzeigen, das eine Position, an der die Betätigungseingabe angenommen wird, durch Beleuchtungslicht zeigt, das durch eine Lichtleiterplatte geleitet wird. Dieser berührungslose Schalter erkennt die Betätigungseingabe durch den Benutzer, indem dieser ein Sensorlicht von einem Lichtsensor, der auf der Seite, die der dem Benutzer zugewandten Seite abgewandt ist (im Folgenden der Einfachheit halber ggf. als Rückseite bezeichnet), an der Lichtleiterplatte zum Leiten des Beleuchtungslichts angeordnet ist, zur Vorderseite durchdringen lässt, und indem dieser das vom Finger des Benutzers usw. reflektierte oder gestreute Sensorlicht erkennt. Dieser berührungslose Schalter macht ferner das vorgegebene Muster leicht sichtbar und verdeutlicht die Position, an der die Betätigungseingabe angenommen wird, indem zwischen einer dreidimensionalen Anzeige zur Anzeige des dreidimensionalen Bildes und der Lichtleiterplatte eine Lichtabschirmung vorgesehen ist, die das Sensorlicht und das Beleuchtungslicht abschirmt, abgesehen von einem Durchdringungsbereich, in dem das vorgegebene Muster vorgesehen ist.
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In der nachstehend erläuterten Ausführungsform wird davon ausgegangen, dass der berührungslose Schalter mit dem Finger des Benutzers betätigt wird. D. h., es wird davon ausgegangen, dass die Betätigungseingabe durch die Erkennung von Sensorlicht angenommen wird, das vom Finger des Benutzers, der an der Position liegt, an der die Betätigungseingabe angenommen wird, reflektiert oder gestreut wird. Der Finger des Benutzers ist ein Beispiel für ein bestimmtes Objekt, das die Betätigungseingabe für den berührungslosen Schalter vornimmt. Das bestimmte Objekt zur Durchführung der Betätigungseingabe ist jedoch nicht auf den Finger des Benutzers beschränkt, und kann jeder andere Teil des Benutzers sein, wie z. B. die Hand des Benutzers oder jedes vom Benutzer getragene oder besessene Objekt, das das Sensorlicht reflektieren oder streuen kann.
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1 ist ein schematischer Aufbau eines berührungslosen Schalters gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 2 ist eine seitliche Schnittansicht des berührungslosen Schalters gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der berührungslose Schalter 1 weist eine dreidimensionale Anzeige 11, eine Maskenfolie 12, eine Lichtleiterplatte 13, einen Lichtsensor 14, eine erste Lichtquelle 15, eine zweite Lichtquelle 16 und einen Steuerungsabschnitt 17 auf. Jedes dieser Teile ist in einem Gehäuse 18 aufgenommen. Unter jedem dieser Teile sind die dreidimensionale Anzeige 11, die Maskenfolie 12, die Lichtleiterplatte 13 und der Lichtsensor 14 von der Vorderseite zur Rückseite nacheinander angeordnet. Die erste Lichtquelle 15 ist derart angeordnet, dass diese einer Einfallsfläche 11 a gegenüberliegt, die an der Seitenfläche der dreidimensionalen Anzeige 11 gebildet ist. Ebenfalls ist die zweite Lichtquelle 16 derart angeordnet, dass diese einer Einfallsfläche 13a gegenüberliegt, die an der Seitenfläche der Lichtleiterplatte 13 gebildet ist. Dann steuert der Steuerungsabschnitt 17 die erste Lichtquelle 15 und die zweite Lichtquelle 16 in Abhängigkeit vom Erkennungsergebnis durch den Lichtsensor 14. Die einzelnen Teile des berührungslosen Schalters 1 werden im Folgenden detailliert erläutert.
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Die dreidimensionale Anzeige 11 zeigt ein dreidimensionales Bild 21 in der Luft an der Vorderseite der dreidimensionalen Anzeige 11 und in der Nähe einer Position, an der die Betätigungseingabe angenommen wird, durch Licht, das von der ersten Lichtquelle 15 emittiert wird und von der Einfallsfläche 11a einfällt. Das dreidimensionale Bild 21 zeigt die Position, an der die Betätigungseingabe angenommen wird. Weiterhin ist die dreidimensionale Anzeige 11 derart ausgebildet, dass das Muster 22, das an der Rückseite angeordnet ist und die Position zeigt, an der die Betätigungseingabe angenommen wird, von der Vorderseite aus sichtbar ist. Dafür ist die dreidimensionale Anzeige 11 als Lichtleiterplatte ausgebildet, die durch Formen eines für sichtbares Licht durchsichtigen Materials, z. B. eines optischen Harzes wie Polymethylmethacrylat (PMMA), Polycarbonat oder Cycloolefinpolymer, plattenförmig gebildet ist. Auf der Rückseite der dreidimensionalen Anzeige 11 sind mehrere Prismen (nicht dargestellt) vorgesehen, die als dreieckigprismatische Rillen gebildet und an unterschiedlichen Positionen für einen einzelnen Punkt des in der Luft angezeigten dreidimensionalen Bildes 21 angeordnet sind. Eine Fläche jedes Prismas wird als Reflexionsfläche gebildet, die der ersten Lichtquelle 15 gegenüberliegt und das von der Einfallsfläche 11a einfallende und sich in der dreidimensionalen Anzeige 11 ausbreitende Licht total zur Vorderseite hin reflektiert. Für den einzelnen Punkt des in der Luft angezeigten dreidimensionalen Bildes 21 ist jedes der mehreren Prismen, die dem Punkt entsprechen, derart angeordnet, dass dieses das von der Einfallsfläche 11a einfallende und sich in der dreidimensionalen Anzeige 11 ausbreitende Licht zu dem Punkt hin reflektiert. Daher wird das Licht von den mehreren Prismen, die an zueinander unterschiedlichen Positionen angeordnet sind, auf den einzelnen Punkt des in der Luft angezeigten dreidimensionalen Bildes 21 fokussiert. Vom Benutzer aus, der sich auf der Vorderseite befindet, scheint es daher derart, als ob Licht von dem Punkt der einzelnen Punkte des in der Luft angezeigten dreidimensionalen Bildes emittiert wird. Daher wird, vom Benutzer aus gesehen, das in der Luft angezeigte dreidimensionale Bild 21 betrachtet.
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Während die erste Lichtquelle 15 leuchtet, wird das dreidimensionale Bild von der dreidimensionalen Anzeige 11 angezeigt. Demgegenüber zeigt die dreidimensionale Anzeige 11 das dreidimensionale Bild nicht mehr an, wenn die erste Lichtquelle 15 ausgeschaltet wird. Folglich wird, wie unten detailliert erläutert, umgeschaltet, ob das dreidimensionale Bild angezeigt wird oder nicht, indem die Ein-/Ausschaltung der ersten Lichtquelle 15 durch den Steuerungsabschnitt 17 auf der Basis des Erkennungsergebnis durch den Lichtsensor 14 umgeschaltet wird. Daher kann der Benutzer den Betätigungszustand des berührungslosen Schalters 1 daran erkennen, ob das dreidimensionale Bild angezeigt ist oder nicht.
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Die Maskenfolie 12 ist ein Beispiel für eine Lichtabschirmung und ist ein folienartiges Element, das zwischen der dreidimensionalen Anzeige 11 und der Lichtleiterplatte 13 angeordnet ist, das Muster 22, das eine Position zeigt, an der die Betätigungseingabe angenommen wird, durch Beleuchtungslicht der zweiten Lichtquelle 16 anzeigt, sowie ein Beleuchtungslicht, das von der Rückseite zur Vorderseite verläuft, und ein Sensorlicht des Lichtsensors 14 an den Teilen abgesehen vom Muster 22 abschirmt.
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3 ist eine schematische Vorderansicht der Maskenfolie 12. Die Maskenfolie 12 besteht aus einem undurchsichtigen Teil, das das Sensorlicht des Lichtsensors 14 und das Licht der zweiten Lichtquelle 16 abschirmt. In der Nähe der Position, an der die Betätigungseingabe angenommen wird, ist das Muster 22 vorgesehen, so dass sich das Muster 22 mit dem Fuß einer vertikalen Linie überschneidet, die von einem bestimmten Punkt des dreidimensionalen Bildes 21 (z. B. dem Schwerpunkt des dreidimensionalen Bildes 21) zur Maskenfolie 12 abfällt. Das Muster 22 wird z. B. durch Auftragen eines Materials, das das Beleuchtungslicht nicht durchdringen lässt, z. B. Tinte oder Farbe, auf die vordere Fläche der Lichtleiterplatte 13 in einem Durchdringungsbereich 12a gebildet, der durch Ausschneiden der Maskenfolie 12 entsteht, damit das Sensorlicht des Lichtsensors 14 und das Beleuchtungslicht der zweiten Lichtquelle 16 durchdringen. Hiermit kann der Benutzer durch Leuchten der zweiten Lichtquelle 16 das Muster 22 sehen. Als Material zur Bildung des Musters 22 ist ein Material bevorzugt, das das Beleuchtungslicht der zweiten Lichtquelle 16 nicht durchdringen lässt, jedoch das Sensorlicht des Lichtsensors 14 durchdringen lässt, z. B. eine infrarotdurchlässige Tinte, wenn das Sensorlicht Infrarotlicht ist. Alternativ kann die Umgebung des Musters 22 im Durchdringungsbereich 12a mit einem Material bedeckt sein, das das Beleuchtungslicht der zweiten Lichtquelle 16 abschirmt, jedoch das Sensorlicht des Lichtsensors 14 durchdringen lässt, und das Muster 22 selbst kann auch derart gebildet sein, dass dieses sowohl das Beleuchtungslicht als auch das Sensorlicht durchdringen lässt. Dadurch wird verhindert, dass das Sensorlicht durch das Muster 22 selbst abgeschirmt wird, und somit verhindert, dass der Lichtsensor 14 in der Erkennung des Fingers des Benutzers scheitert, obwohl der Benutzer den Finger an eine Position, an der die Betätigungseingabe angenommen wird, oder in deren Nähe bewegt. Weiterhin ist die Umgebung des Durchdringungsbereichs 12a als Lichtabschirmungsbereich 12b gebildet, der Beleuchtungslicht und Sensorlicht abschirmt. Dadurch werden das Beleuchtungslicht und ein Streulicht von der Rückseite der Maskenfolie 12 zur Vorderseite abgesehen von der Umgebung des Musters 22 abgeschirmt, so dass der Benutzer das Muster 22 und das dreidimensionale Bild leicht sehen kann und als Folge die Position, an der die Betätigungseingabe angenommen wird, leicht erfassen kann.
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Die Lichtleiterplatte 13 ist ein Teil, das durch Formen eines für sichtbares Licht durchsichtigen Materials, z. B. eines optischen Harzes wie Polymethylmethacrylat (PMMA), Polycarbonat oder Cycloolefinpolymer, plattenförmig gebildet ist, und an der Rückseite der Maskenfolie 12 angeordnet.
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An einer der Seitenflächen der Lichtleiterplatte 13 wird eine der zweiten Lichtquelle 16 gegenüberliegende Einfallsfläche 13a gebildet. Außerdem sind auf der hinteren Fläche der Lichtleiterplatte 13 mehrere Prismen zur Totalreflexion des sich in der Lichtleiterplatte 13 ausbreitenden Lichts zur Vorderseite hin gebildet. Das einzelne Prisma ist z. B. als dreieckigprismatische Rille gebildet. Daher breitet sich das von der zweiten Lichtquelle 16 emittierte und von der Einfallsfläche 13a in die Lichtleiterplatte 13 einfallende Beleuchtungslicht aus, während dieses zwischen der vorderen Fläche und der hinteren Fläche der Lichtleiterplatte 13 total reflektiert wird, und wird danach von einem der an der Rückseite der Lichtleiterplatte 13 vorgesehenen Prismen total reflektiert und fällt von der vorderen Fläche aus. Von dem ausfallenden Licht beleuchtet das Beleuchtungslicht, das den Durchdringungsbereich 12a der Maskenfolie 12 durchdringt, das Muster 22 von der Rückseite her und durchdringt weiter die dreidimensionale Anzeige 11. Daher kann der Benutzer durch Leuchten der zweiten Lichtquelle 16 das Muster 22 sehen.
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Der Lichtsensor 14 ist ein Beispiel für einen Erkennungsabschnitt und ist näher an der Rückseite als die Lichtleiterplatte 13 angeordnet, um die Betätigungseingabe des Benutzers zu erkennen. Dafür weist der Lichtsensor 14 ein lichtemittierendes Element (nicht dargestellt), das ein Sensorlicht emittiert, und ein lichtempfangendes Element (nicht dargestellt) auf, das das durch den Finger des Benutzers reflektierte oder gestreute Sensorlicht erkennt und ein Erkennungssignal ausgibt, das die Erkennung des Sensorlichts zeigt. Das Sensorlicht ist bevorzugt Licht, das der Benutzer nicht sehen kann, und somit das lichtemittierende Element kann z. B. eine Infrarot-Leuchtdiode sein, die Infrarotlicht als Sensorlicht emittiert. Das lichtempfangende Element kann ferner ein lichtempfangendes Element mit Empfindlichkeit für das Sensorlicht sein, z. B. eine Fotodiode mit Empfindlichkeit für Infrarotlicht.
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In der vorliegenden Ausführungsform ist der Lichtsensor 14 an einer Seitenfläche des Gehäuses 18 angebracht, so dass das vom lichtemittierenden Element emittierte Sensorlicht in einer Richtung im Wesentlichen parallel zur hinteren Fläche der Lichtleiterplatte 13 verläuft, wie durch eine Linie 201 in 2 dargestellt. Die Richtung, in der das Sensorlicht verläuft, kann die Richtung der höchsten Intensität in der Intensitätsverteilung des vom lichtemittierenden Element des Lichtsensors 14 emittierten Sensorlichts sein. Durch diese Anordnung des Lichtsensors 14 ist es möglich, den berührungslosen Schalter 1 zu verflachen. Das vom lichtemittierenden Element emittierte Sensorlicht wird ferner von einer an der Bodenfläche des Gehäuses 18 vorgesehenen Spiegelfolie 181 spiegelnd reflektiert, durchdringt die Lichtleiterplatte 13 und danach den Durchdringungsbereich 12a der Maskenfolie 12 und die dreidimensionale Anzeige 11 und verläuft zu einer Position, an der die Betätigungseingabe angenommen wird und die sich an der Vorderseite der dreidimensionalen Anzeige 11 befindet. Die Spiegelfolie 181 ist ein Beispiel für ein reflektierendes Element. Wenn der Benutzer einen Finger der Position nähert, an der die Betätigungseingabe angenommen wird, durchdringt ein Teil des Sensorlichts, das durch den Finger des Benutzers reflektiert oder gestreut wird, wieder die dreidimensionale Anzeige 11, den Durchdringungsbereich 12a der Maskenfolie 12 und die Lichtleiterplatte 13, und wird dann von der Spiegelfolie 181 spiegelnd reflektiert und kehrt zum Lichtsensor 14 zurück. Wenn das lichtempfangende Element des Lichtsensors 14 das zurückgekehrte Sensorlicht erkennt, gibt dieses ein Erkennungssignal an den Steuerungsabschnitt 17 aus. Hierdurch wird die Betätigungseingabe durch den Benutzer erkannt. In diesem Beispiel stimmen der Weg des vom lichtemittierenden Element emittierten Sensorlichts und der Weg des vom lichtempfangenden Element erkannten Sensorlichts im Wesentlichen miteinander überein, so dass die Position, an der die Betätigungseingabe angenommen wird, auf dem Weg des Sensorlichts in der Luft näher an der Vorderseite als die dreidimensionale Anzeige 11 festgelegt werden kann.
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Die erste Lichtquelle 15 weist ein lichtemittierendes Element auf, wie z. B. eine Leuchtdiode, die Licht mit einer bestimmten Leuchtfarbe emittiert, und ist derart angeordnet, dass die lichtemittierende Fläche des lichtemittierenden Elements der Einfallsfläche 11a der dreidimensionalen Anzeige 11 gegenüberliegt. Das von der ersten Lichtquelle 15 emittierte Licht fällt von der Einfallsfläche 11a in die dreidimensionale Anzeige 11 ein, breitet sich in der dreidimensionalen Anzeige 11 aus und fällt von der Vorderseite der dreidimensionalen Anzeige 11 durch Reflexion von jedem der mehreren Prismen aus, die an der Rückseite der dreidimensionalen Anzeige 11 vorgesehen sind, um ein dreidimensionales Bild 21 in der Nähe der Position zu bilden, an der die Betätigungseingabe angenommen wird.
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Die erste Lichtquelle 15 wird in Abhängigkeit vom Steuersignal vom Steuerungsabschnitt 17 ein- oder ausgeschaltet. D. h., wenn das dreidimensionale Bild 21 in die Luft projiziert wird, wird die erste Lichtquelle 15 eingeschaltet. Demgegenüber wird das dreidimensionale Bild 21 unsichtbar, wenn die erste Lichtquelle 15 ausgeschaltet wird.
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Die zweite Lichtquelle 16 emittiert ein Beleuchtungslicht, das das Muster 22 beleuchtet. Dafür weist die zweite Lichtquelle 16 zwei oder mehr lichtemittierende Elemente (z. B. ein erstes lichtemittierendes Element, das blaues Licht emittiert, und ein zweites lichtemittierendes Element, das rotes Licht emittiert) auf, deren Leuchtfarben sich voneinander unterscheiden. D. h., die zweite Lichtquelle 16 kann die Leuchtfarbe des Beleuchtungslichts ändern. Jedes lichtemittierende Element kann z. B. eine Leuchtdiode sein. Das Beleuchtungslicht, das von jedem der lichtemittierenden Elemente der zweiten Lichtquelle 16 emittiert wird, fällt von der Einfallsfläche 13a in die Lichtleiterplatte 13 ein, breitet sich in der Lichtleiterplatte 13 aus und fällt von der Vorderseite der Lichtleiterplatte 13 durch Reflexion von den mehreren Prismen aus, die an der Rückseite der Lichtleiterplatte 13 vorgesehen sind, um das auf der Maskenfolie 12 vorgesehene Muster 22 zu beleuchten.
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Jedes lichtemittierende Element, das die zweite Lichtquelle 16 aufweist, wird derart gesteuert, dass in Abhängigkeit vom Steuersignal vom Steuerungsabschnitt 17 eines der lichtemittierenden Elemente eingeschaltet wird und die anderen lichtemittierenden Elemente ausgeschaltet werden. D. h., die Farbe des Beleuchtungslichts, das das Muster 22 beleuchtet, ändert sich in Abhängigkeit vom lichtemittierenden Element, das Licht emittiert, unter jedem lichtemittierenden Element, das die zweite Lichtquelle 16 aufweist. Folglich schaltet der Steuerungsabschnitt 17 bei jeder Annahme der Betätigungseingabe durch den Benutzer das lichtemittierende Element um, das zur Lichtemission gebracht werden soll, wodurch der Benutzer den Betätigungszustand des berührungslosen Schalters 1 leicht erkennen kann.
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Wenn der Steuerungsabschnitt 17 ein Erkennungssignal vom Lichtsensor 14 empfängt, gibt der Steuerungsabschnitt 17 ein Signal aus, das zeigt, dass die Betätigungseingabe vorgenommen wurde, und ändert den Leuchtzustand der ersten Lichtquelle 15 und ändert die Farbe des von der zweiten Lichtquelle 16 emittierten Beleuchtungslichts. Dafür weist der Steuerungsabschnitt 17 z. B. einen oder mehrere Mikroprozessoren, einen Halbleiterspeicher und eine Schnittstelle zur Verbindung mit anderen Geräten auf.
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Wenn die Betätigungseingabe durch den Benutzer nicht angenommen wird, schaltet der Steuerungsabschnitt 17 die erste Lichtquelle 15 ein und schaltet eines der lichtemittierenden Elemente (z. B. das erste lichtemittierende Element, das blaues Licht emittiert) unter jedem der lichtemittierenden Elemente ein, die die zweite Lichtquelle 16 aufweist, und schaltet die anderen lichtemittierenden Elemente aus. Hierdurch wird das dreidimensionale Bild 21 in der Luft in der Nähe der Position angezeigt, an der die Betätigungseingabe angenommen wird, und das Muster 22, das mit dem Beleuchtungslicht mit der Leuchtfarbe des ersten lichtemittierenden Elements beleuchtet ist, wird angezeigt.
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Danach, wenn der Steuerungsabschnitt 17 ein Erkennungssignal vom Lichtsensor 14 empfängt, gibt der Steuerungsabschnitt 17 über eine Schnittstelle ein Signal an andere Geräte aus, das zeigt, dass der Betätigungszustand in einen ersten Zustand (z. B. einen Ein-Zustand) gelangt ist. Der Steuerungsabschnitt 17 schaltet dann die erste Lichtquelle 15 aus. Hierdurch wird das dreidimensionale Bild 21 nicht mehr angezeigt. Außerdem schaltet der Steuerungsabschnitt 17 das erste lichtemittierende Element aus und schaltet das andere lichtemittierende Element (z. B. ein zweites lichtemittierendes Element, das rotes Licht emittiert) unter jedem der lichtemittierenden Elemente der zweiten Lichtquelle 16 ein. Hierdurch ändert sich die Farbe des Beleuchtungslichts, das das Muster 22 beleuchtet (z. B. ändert sich die Farbe des Beleuchtungslichts von der Leuchtfarbe des ersten lichtemittierenden Elements zur Leuchtfarbe des zweiten lichtemittierenden Elements). Daher kann der Benutzer leicht erkennen, dass die Betätigungseingabe angenommen wurde und sich der Betätigungszustand geändert hat.
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Danach, wenn der Steuerungsabschnitt 17 das Erkennungssignal wieder empfängt, nachdem dieser das Erkennungssignal vom Lichtsensor 14 einmal nicht mehr empfängt, gibt der Steuerungsabschnitt 17 über die Schnittstelle ein Signal an andere Geräte aus, das zeigt, dass der Betätigungszustand in einen zweiten Betätigungszustand (z. B. einen AusZustand) gelangt ist. Der Steuerungsabschnitt 17 schaltet dann die erste Lichtquelle 15 wieder ein. Hierdurch wird das dreidimensionale Bild 21 wieder angezeigt. Außerdem schaltet der Steuerungsabschnitt 17 das zweite lichtemittierende Element aus und schaltet das erste lichtemittierende Element unter jedem der lichtemittierenden Elemente der zweiten Lichtquelle 16 ein. Hierdurch ändert sich die Farbe des Beleuchtungslichts, das das Muster 22 beleuchtet, von der Leuchtfarbe des zweiten lichtemittierenden Elements zur Leuchtfarbe des ersten lichtemittierenden Elements. Daher kann der Benutzer leicht erkennen, dass die Betätigungseingabe wieder angenommen und der Betätigungszustand wiederhergestellt wurde.
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Wie oben erläutert, kann dieser berührungslose Schalter die Betätigungseingabe erkennen, indem der Benutzer den Finger in eine Position bewegt, an der die Betätigungseingabe in der Luft angenommen wird, so dass der Benutzer ein Gerät, in dem der berührungslose Schalter montiert ist, berührungslos betätigen kann. Dieser berührungslose Schalter ändert ferner das Vorhandensein der Anzeige des dreidimensionalen Bildes und die Beleuchtungsfarbe des Musters, das die Position zeigt, an der die Betätigungseingabe angenommen wird, bei jeder Annahme der Betätigungseingabe, so dass der Benutzer leicht beurteilen kann, ob die Betätigungseingabe angenommen wurde oder nicht. Weiterhin ist in diesem berührungslosen Schalter die Maskenfolie näher an der Vorderseite als die Lichtleiterplatte angeordnet, mit der das die Position zeigende Muster beleuchtet ist, an der die Betätigungseingabe angenommen wird, und Beleuchtungslicht und Streulicht, die von der Rückseite zur Vorderseite verlaufen, werden abgesehen von der Umgebung des Musters abgeschirmt. Daher ermöglicht dieser berührungslose Schalter, dass das Muster unabhängig vom Betätigungszustand für den Benutzer leicht sichtbar ist. Als Folge kann dieser berührungslose Schalter die Position verdeutlichen, an der die Betätigungseingabe angenommen wird.
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Nach einem abgewandelten Beispiel kann der berührungslose Schalter derart ausgebildet werden, dass dieser die Funktionen von voneinander unabhängigen mehreren Schaltern realisiert.
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4 ist ein schematischer Aufbau eines berührungslosen Schalters nach diesem abgewandelten Beispiel. Der berührungslose Schalter 2 nach diesem abgewandelten Beispiel unterscheidet sich im Vergleich mit dem in 1 und 2 gezeigten berührungslosen Schalter 1 darin, dass drei Schalter realisiert werden und für jeden Schalter ein Muster und ein dreidimensionales Bild angezeigt werden. Daher werden im Folgenden dieser Unterschied und die relevanten Teile des berührungslosen Schalters 2 erläutert. Außerdem entfallen in 4 die Darstellungen von Bestandteilen, die nicht mit dem Unterschied im Zusammenhang stehen.
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In diesem abgewandelten Beispiel weist der berührungslose Schalter 2 drei Schalter auf. Dafür ist die dreidimensionale Anzeige 11 derart ausgebildet, dass durch Licht der ersten Lichtquelle 15 drei dreidimensionale Bilder 21-1 bis 21-3 in der Luft gebildet werden. Jedes der dreidimensionalen Bilder 21-1 bis 21-3 wird in der Nähe einer Position angezeigt, an der die Betätigungseingabe für einen entsprechenden Schalter unter den drei Schaltern angenommen wird. Um die drei dreidimensionalen Bilder 21-1 bis 21-3 zu bilden, kann die dreidimensionale Anzeige 11, so wie bei der obigen Ausführungsform, als Lichtleiterplatte ausgebildet sein und mehrere Prismen auf der hinteren Fläche aufweisen, die das von der ersten Lichtquelle 15 emittierte und in die dreidimensionale Anzeige 11 einfallende Licht total reflektieren, so dass das Licht von der Vorderseite ausfällt. Dann werden für jedes der dreidimensionalen Bilder 21-1 bis 21-3 mehrere Prismen gebildet, die einzelnen Punkten der dreidimensionalen Bilder entsprechen und an voneinander unterschiedlichen Positionen angeordnet sind, um Licht von der ersten Lichtquelle 15, das in die dreidimensionale Anzeige 11 einfällt, auf die Punkte zu richten, wodurch jedes dreidimensionale Bild angezeigt wird.
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In diesem abgewandelten Beispiel weist ferner die erste Lichtquelle 15 ein lichtemittierendes Element für jedes der dreidimensionalen Bilder 21-1 bis 21-3 auf, wobei jedes lichtemittierende Element derart angeordnet ist, dass dieses einer voneinander unterschiedlichen Seitenfläche der dreidimensionalen Anzeige 11 gegenüberliegt. Die einzelne Seitenfläche der dreidimensionalen Anzeige 11 ist jeweils als Einfallsfläche ausgebildet. Dann werden für jedes der dreidimensionalen Bilder 21-1 bis 21-3 Prismen, die jedem Punkt des dreidimensionalen Bildes entsprechen, derart angeordnet, dass das dem dreidimensionalen Bild entsprechende lichtemittierende Element und die Reflexionsfläche einander gegenüberliegen. Hierdurch kann der Steuerungsabschnitt 17 ändern, ob das dreidimensionale Bild unabhängig für jeden Schalter angezeigt wird oder nicht, indem für jeden Schalter die Ein-/Ausschaltung des entsprechenden lichtemittierenden Elements in Abhängigkeit vom Betätigungszustand des Schalters gesteuert wird.
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Auf der Maskenfolie 12 werden für die einzelnen Schalter Muster 22-1 bis 22-3 gebildet, die die Position zeigen, an der die Betätigungseingabe angenommen wird. Jedes der Muster 22-1 bis 22-3 ist an einer Position angeordnet, die sich mit dem Fuß einer vertikalen Linie überschneidet, die von einem bestimmten Punkt des entsprechenden dreidimensionalen Bildes (z. B. dem Schwerpunkt) zur Vorderseite der Maskenfolie 12 abfällt. Die Muster 22-1 bis 22-3 können das gleiche Muster sein oder sich voneinander unterscheiden. Jedes der Muster 22-1 bis 22-3 wird ferner für den Benutzer sichtbar, indem dieses von der Rückseite her mit dem Beleuchtungslicht beleuchtet wird, das von der zweiten Lichtquelle 16 emittiert wird und sich durch die Lichtleiterplatte 13 ausbreitet. In diesem abgewandelten Beispiel weist die zweite Lichtquelle 16 für jedes der Muster 22-1 bis 22-3 ein lichtemittierendes Element mit einer anderen Leuchtfarbe auf, und das lichtemittierende Element jedes Musters ist derart angeordnet, dass dieses voneinander unterschiedlichen Seitenflächen der Lichtleiterplatte 13 gegenüberliegt. Jede der einzelnen Seitenflächen ist als Einfallsfläche ausgebildet. Dann werden für jedes der Muster 22-1 bis 22-3 den Mustern entsprechende Prismen derart angeordnet, dass das dem Muster entsprechende lichtemittierende Element und die Reflexionsfläche einander gegenüberliegen. Hierdurch ist es möglich, dass der Steuerungsabschnitt 17 die Farbe des Beleuchtungslichts, mit dem das Muster beleuchtet wird, unabhängig für jeden Schalter ändert, indem für jeden Schalter die Ein-/Ausschaltung des entsprechenden lichtemittierenden Elements in Abhängigkeit vom Betätigungszustand des Schalters gesteuert wird.
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Weiterhin sind in dem berührungslosen Schalter 2 nach diesem abgewandelten Beispiel Lichtsensoren 14-1 bis 14-3 für jeden Schalter vorgesehen. Jeder der Lichtsensoren 14-1 bis 14-3 weist ein lichtemittierendes Element und ein lichtempfangendes Element auf, so wie der Lichtsensor 14 gemäß der obigen Ausführungsform. Das von jedem lichtemittierenden Element der Lichtsensoren 14-1 bis 14-3 emittierte Sensorlicht wird von der Spiegelfolie 181 reflektiert, durchdringt die Lichtleiterplatte 13, den Durchdringungsbereich des entsprechenden Musters, das auf der Maskenfolie 12 vorgesehen ist, und die dreidimensionale Anzeige 11 und verläuft zur Position, an der die Betätigungseingabe des entsprechenden Schalters angenommen wird. Für jeden Schalter durchdringt das Sensorlicht, das vom Finger des Benutzers reflektiert oder gestreut wird, der sich an der Position befindet, an der die Betätigungseingabe des Schalters angenommen wird, die dreidimensionale Anzeige 11, den entsprechenden Durchdringungsbereich der Maskenfolie 12 und die Lichtleiterplatte 13, wird von der Spiegelfolie 181 reflektiert und vom lichtempfangenden Element des entsprechenden Lichtsensors empfangen. Hierdurch wird die Betätigungseingabe für jeden Schalter angenommen.
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Der Steuerungsabschnitt 17 steuert für jeden Schalter das dem Schalter entsprechende lichtemittierende Element der ersten Lichtquelle 15 und der zweiten Lichtquelle 16 bei jeder Erkennung der Betätigungseingabe für den Schalter, so wie in der obigen Ausführungsform, um das Vorhandensein der Anzeige des dreidimensionalen Bildes und das Beleuchtungslicht des Musters zu ändern, und um ein Signal, das den Betätigungszustand des Schalters zeigt, an andere Geräte auszugeben.
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Nach diesem abgewandelten Beispiel kann der berührungslose Schalter mehrere Schalter realisieren und das Vorhandensein der Anzeige des dreidimensionalen Bildes und die Beleuchtungsfarbe des Musters in Abhängigkeit von der für jeden Schalter angenommenen Betätigungseingabe ändern, so dass der Benutzer den betätigten Schalter leicht erfassen kann.
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Nach einem anderen abgewandelten Beispiel können das lichtemittierende Element und das lichtempfangende Element des Lichtsensors an unterschiedlichen Positionen angeordnet sein.
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5 ist ein schematischer Aufbau eines berührungslosen Schalters nach diesem abgewandelten Beispiel. Der berührungslose Schalter 3 nach diesem abgewandelten Beispiel unterscheidet sich im Vergleich mit dem in 1 und 2 gezeigten berührungslosen Schalter 1 durch die Ausbildung des Lichtsensors. Daher werden im Folgenden dieser Unterschied und die relevanten Teile des berührungslosen Schalters 3 erläutert. Außerdem entfallen in 5 die Darstellungen von Bestandteilen, die nicht mit dem Unterschied im Zusammenhang stehen.
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In diesem abgewandelten Beispiel sind das lichtemittierende Element 141 und das lichtempfangende Element 142, die der Lichtsensor 14 aufweist, jeweils an zueinander unterschiedlichen Positionen angeordnet. Bspw. sind das lichtemittierende Element 141 und das lichtempfangende Element 142 derart angeordnet, dass eine Position, an der die Betätigungseingabe angenommen wird, ein dreidimensionales Bild 21, das von der dreidimensionalen Anzeige 11 angezeigt wird, und ein Muster 22, das auf der Maskenfolie 12 vorgesehen ist, zwischen dem lichtemittierenden Element 141 und dem lichtempfangenden Element 142 in einer Richtung entlang der Einfallsfläche 13a der Lichtleiterplatte 13 positioniert sind.
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Im Gehäuse 18 sind zwei Spiegelfolien 181, 182 gebildet. Die Spiegelfolie 181 ist derart gebildet, dass diese an einer Position entlang der Normalenrichtung der Einfallsfläche 13a vom lichtemittierenden Element 141 das vom lichtemittierenden Element 141 emittierte Sensorlicht zur Position hin, an der die Betätigungseingabe auf der Vorderseite des berührungslosen Schalters 3 angenommen wird, spiegelnd reflektiert. D. h., die Reflexionsfläche der Spiegelfolie 181 ist zur Anzeigeposition des dreidimensionalen Bildes 21 und zum lichtempfangenden Element 142 mehr geneigt als in der Richtung, in der die Reflexionsfläche dem lichtemittierenden Element 141 direkt gegenüberliegt. Demgegenüber ist die Spiegelfolie 182 derart gebildet, dass diese an einer Position entlang der Normalenrichtung der Einfallsfläche 13a vom lichtempfangenden Element 142 das Sensorlicht, das vom Finger des Benutzers reflektiert oder gestreut wird und die dreidimensionale Anzeige 11, den Durchdringungsbereich der Maskenfolie 12 und die Lichtleiterplatte 13 durchdringt, zum lichtempfangenden Element 142 hin spiegelnd reflektiert. D. h., die Reflexionsfläche der Spiegelfolie 182 ist zur Anzeigeposition des dreidimensionalen Bildes 21 und zum lichtemittierenden Element 141 mehr geneigt als in der Richtung, die dem lichtempfangenden Element 142 direkt gegenüberliegt. Daher entspricht in diesem abgewandelten Beispiel die Position, an der die Betätigungseingabe angenommen wird, einer Position, an der die Richtung, in die das von der Spiegelfolie 181 reflektierte Sensorlicht verläuft, angezeigt durch den Pfeil 501, und die Richtung, in die das vom Finger des Benutzers reflektierte oder gestreute Sensorlicht an der Spiegelfolie 182 reflektiert wird und hiermit in einer Position verläuft, an der das Licht vom lichtempfangenden Element 142 empfangen werden kann, angezeigt durch den Pfeil 502, sich kreuzen. Als Folge ist die Position P, an der die Betätigungseingabe angenommen wird, stärker eingeschränkt als in der obigen Ausführungsform. Daher wird verhindert, dass sich der Benutzer dem berührungslosen Schalter 3 nähert, obwohl er keine Absicht hat, den berührungslosen Schalter 3 zu betätigen, und somit die Betätigung des berührungslosen Schalters 3 fälschlicherweise erfasst wird. In diesem abgewandelten Beispiel ist es bevorzugt, dass die Position P, an der die Betätigungseingabe angenommen wird, derart festgelegt wird, dass der Abstand zwischen der Position P, an der die Betätigungseingabe angenommen wird, und der dreidimensionalen Anzeige 11 größer ist als der Abstand von der dreidimensionalen Anzeige 11 zu der Position, an der das dreidimensionale Bild 21 angezeigt wird, um zu verhindern, dass der Benutzer fälschlicherweise den berührungslosen Schalter 3 berührt. Der Abstand von der dreidimensionalen Anzeige 11 zu der Position P, an der die Betätigungseingabe angenommen wird, wird durch den Abstand zwischen dem lichtemittierenden Element 141 und dem lichtempfangenden Element 142 des Lichtsensors 14 und den Winkel festgelegt, den die Reflexionsflächen der Spiegelfolie 181, 182 in Bezug auf die Bodenfläche des Gehäuses 18 einnehmen. Hierbei kann der Abstand zwischen dem lichtemittierenden Element 141 und dem lichtempfangenden Element 142 des Lichtsensors 14 und der Winkel, den die Reflexionsflächen der Spiegelfolie 181, 182 in Bezug auf die Bodenfläche des Gehäuses 18 einnehmen, derart festgelegt werden, dass die Position, an der die Betätigungseingabe angenommen wird, wie oben beschrieben eingestellt wird.
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6 ist eine andere Form der Spiegelfolie in dem in 5 gezeigten abgewandelten Beispiel. In diesem abgewandelten Beispiel ist die Spiegelfolie 181, die das Sensorlicht vom lichtemittierenden Element 141 des Lichtsensors 14 zur Position reflektiert, an der die Betätigungseingabe angenommen wird, derart gebildet, dass seine Reflexionsfläche in Bezug auf das lichtemittierende Element 141 konvex ist. Im Gegensatz dazu ist die Spiegelfolie 182, die das Sensorlicht, das von der Position, an der die Betätigungseingabe angenommen wird, in den berührungslosen Schalter 3 einfällt, zum lichtempfangenden Element 142 des Lichtsensors 14 hin reflektiert, derart gebildet, dass seine Reflexionsfläche in Bezug auf das lichtempfangende Element 142 konkav ist. Insbesondere ist es bevorzugt, dass die Spiegelfolie 182 derart gebildet ist, dass die Brennweite der Reflexionsfläche auf seiner konkaven Fläche so ist, dass die Mitte des Bereichs, in dem die Betätigungseingabe angenommen wird, und das lichtempfangende Element 142 in einer abbildenden Beziehung stehen. Hierdurch diffundiert das von der Spiegelfolie 181 reflektierte Sensorlicht, so dass der Bereich, in dem die Betätigungseingabe angenommen wird, vergrößert wird. Demgegenüber wird das Sensorlicht, das vom Finger des Benutzers, der sich in dem Bereich befindet, in dem die Betätigungseingabe angenommen wird, reflektiert oder gestreut wird, und das in den berührungslosen Schalter 3 einfällt, durch die Spiegelfolie 182 fokussiert, so dass das lichtempfangende Element 142 das Sensorlicht mit höherer Empfindlichkeit erkennen kann. Daher kann der berührungslose Schalter 3 nach diesem abgewandelten Beispiel die Betätigung durch den Benutzer mit hoher Empfindlichkeit erkennen. Die Reflexionsfläche der Spiegelfolie 182, die das in den berührungslosen Schalter 3 einfallende Sensorlicht auf das lichtempfangende Element 142 lenkt, kann auch flächenförmig gebildet sein.
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In der obigen Ausführungsform oder jedem abgewandelten Beispiel kann anstatt der Spiegelfolie zur Reflexion des Sensorlichts auch ein Prisma angeordnet sein.
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7A und 7B sind schematische seitliche Schnittansichten eines berührungslosen Schalters nach diesem abgewandelten Beispiel. Wie in 7A gezeigt, ist nach diesem abgewandelten Beispiel ein Prisma 19, dessen Querschnitt fächerförmig gebildet ist, auf der Bodenfläche des Gehäuses 18 angeordnet. In diesem Beispiel ist das Prisma 19 derart angeordnet, dass eine Fläche des Prismas 19, die Einfallsfläche 19a, dem lichtemittierenden Element des Lichtsensors 14 direkt gegenüberliegt und die andere Fläche des Prismas 19, die Ausfallsfläche 19b, parallel zur Lichtleiterplatte 13 liegt. Das vom lichtemittierenden Element des Lichtsensors 14 emittierte Sensorlicht fällt von der Einfallsfläche 19a in das Prisma 19 ein, wird von der als gekrümmte Fläche gebildeten Reflexionsfläche 19c des Prismas 19 total reflektiert, fällt dann von der Ausfallsfläche 19b aus und verläuft auf die Vorderseite des berührungslosen Schalters. Die Reflexionsfläche 19c kann an einer Fläche, die orthogonal zur Bodenfläche des Gehäuses 18 und entlang der Richtung direkt gegenüber dem lichtemittierenden Element des Lichtsensors 14 steht, in Bezug auf den Lichtsensor 14 konkav gebildet sein, und kann in einer Richtung parallel zur Bodenfläche des Gehäuses 18 geradlinig gebildet sein, oder kann in Bezug auf den Lichtsensor 14 konvex oder konkav gebildet sein. Umgekehrt fällt das Sensorlicht, das von der Position, an der die Betätigungseingabe angenommen wird, in den berührungslosen Schalter einfällt, von der Ausfallsfläche 19b in das Prisma 19 ein, wird von der Reflexionsfläche 19c total reflektiert, fällt danach von der Einfallsfläche 19a aus und verläuft in das lichtempfangende Element des Lichtsensors 14.
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Das in 7B dargestellte Beispiel unterscheidet sich von dem in 7A dargestellten Beispiel dadurch, dass die Einfallsfläche 19a zur Bodenfläche des Gehäuses 18 hin geneigt ist. In diesem Beispiel wird das Sensorlicht, das vom lichtemittierenden Element des Lichtsensors 14 emittiert wird, von der Einfallsfläche 19a gebrochen, fällt in das Prisma 19 ein, wird von der Reflexionsfläche 19c des Prismas 19 total reflektiert, fällt danach von der Ausfallsfläche 19b aus und verläuft auf die Vorderseite des berührungslosen Schalters. Umgekehrt fällt das Sensorlicht, das von der Position, an der die Betätigungseingabe angenommen wird, in den berührungslosen Schalter einfällt, von der Ausfallsfläche 19b in das Prisma 19 ein, wird von der Reflexionsfläche 19c total reflektiert, fällt danach aus, während dieses von der Einfallsfläche 19a gebrochen wird, und verläuft in das lichtempfangende Element des Lichtsensors 14.
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In den in 7A und 7B gezeigten Beispielen wird der Verlust des Sensorlichts unterdrückt, da die Richtung des Sensorlichts durch Totalreflexion geschwenkt wird. Daher kann der berührungslose Schalter die Betätigung durch den Benutzer mit hoher Empfindlichkeit erkennen.
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Mindestens eine der Einfallsfläche 19a und der Ausfallsfläche 19b des Prismas 19 kann auch als Linsenfläche mit einer positiven Brechkraft gebildet sein. Hierbei kann die Linsenfläche auch als Fresnel-Linsenfläche oder als diffraktive Linse gebildet sein. Hierdurch ist es möglich, das vom lichtemittierenden Element des Lichtsensors 14 emittierte Sensorlicht in die Nähe der Position zu fokussieren, an der die Betätigungseingabe angenommen wird, oder das vom Finger des Benutzers, der sich an der Position befindet, an der die Betätigungseingabe angenommen wird, reflektierte oder gestreute Sensorlicht in der Nähe des lichtempfangenden Elements des Lichtsensors 14 zu fokussieren. Daher kann der berührungslose Schalter die Betätigung durch den Benutzer mit höherer Empfindlichkeit erkennen.
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Wie oben beschrieben, kann der Fachmann im Umfang der vorliegenden Erfindung verschiedene Änderungen entsprechend der ausgeführten Form vornehmen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2020157769 [0001]
- JP 2020064632 A [0003, 0004, 0005]
