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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft einen Druckknopfschalter mit einem Betätigungsmechanismus.
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Stand der Technik
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Druckknopfschalter werden in verschiedenen Maschinen wie z. B. Aufzügen verwendet. So hat der Anmelder der vorliegenden Anmeldung in Patentschrift 1 einen Druckknopfschalter für die Betätigung eines Aufzugs vorgeschlagen. Der in Patentschrift 1 beschriebene Druckknopfschalter wird durch direktes Drücken betätigt.
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Literaturverzeichnis
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Patentliteratur
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[Patentdokument 1] Japanische Offenlegungsschrift Nr.
2016-4767 -
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Technisches Problem
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In letzter Zeit steigt jedoch die Nachfrage nach berührungslos bedienbaren Druckknopfschaltern, um die Bequemlichkeit zu erhöhen und die öffentliche Gesundheit zu schützen usw. Dennoch ist, wie in Patentdokument 1 beschrieben, die Nachfrage nach einem Druckknopfschalter, der einen Vorgang durch direktes Drücken ausführt, immer noch hoch.
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Die Erfindung wurde in Anbetracht dieser Tatsache gemacht, und ein Ziel ist es, einen Druckknopfschalter bereitzustellen, der nicht nur durch eine Druckbetätigung, sondern auch berührungslos betätigt werden kann.
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Lösung des Problems
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Um das obige Problem zu lösen, enthält ein erfindungsgemäßer Druckknopfschalter einen Druckknopf, der drückbar ist; einen beweglichen Kontakt, der mit dem Druckknopf verbunden ist; und einen festen Kontakt, der durch Betätigung des beweglichen Kontakts mit dem beweglichen Kontakt in Kontakt kommt oder sich von diesem löst. Der Druckknopfschalter enthält: ein Lichtemissionselement, das Licht emittiert; und ein Lichtempfangselement, das Licht erfasst. Das Lichtempfangselement ist so angeordnet, dass es Licht, emittiert von dem Lichtemissionselement und reflektiert von einem Objekt innerhalb eines vorgeschriebenen Bereichs, erfasst.
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Darüber hinaus enthält der Druckknopfschalter ein Lichtabschirmelement, das das Lichtemissionselement abdeckt. An dem Lichtabschirmelement ist ein Lichtdurchlassteil ausgebildet, das es dem Licht ermöglicht, emittiert von dem Lichtemissionselement, durchzugehen.
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Darüber hinaus enthält der Druckknopf ein Lichtabschirmelement, das das Lichtempfangselement abdeckt. An dem Lichtabschirmelement ist ein Lichtdurchlassteil ausgebildet, das es dem Licht ermöglicht, emittiert von dem Lichtemissionselement, durchzugehen.
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Darüber hinaus enthält der Druckknopfschalter eine Linse für Lichtemission, die den Strahlungsbereich des Lichts, emittiert von dem Lichtemissionselement, begrenzt.
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Außerdem enthält der Druckknopfschalter eine Linse für Lichtempfang, die den Bereich des Lichts, empfangen durch das Lichtempfangselement, begrenzt.
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Darüber hinaus enthält der Druckknopfschalter ein Lichtabschirmelement, das das Lichtemissionselement und das Lichtempfangselement abdeckt. In dem Lichtabschirmelement ist ein Lichtdurchlassteil ausgebildet, das es dem Licht, emittiert von dem Lichtemissionselement und dem zu empfangenden Licht von dem Lichtempfangselement ermöglicht durchzugehen. Das Lichtabschirmelement enthält: eine Linse für Lichtemission, die einen Strahlungsbereich des Lichts, emittiert von dem Lichtemissionselement, begrenzt; und eine Linse für Lichtempfang, die einen Bereich des Lichts, empfangen von dem Lichtempfangselement, begrenzt.
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Darüber hinaus enthält der Druckknopfschalter: ein Beleuchtungselement, das den Druckknopf mit sichtbarem Licht von einer Innenseite her beleuchtet.
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Der erfindungsgemäße Druckknopfschalter enthält einen Druckknopf, der drückbar ist, und ein Lichtempfangselement, das das Licht, emittiert von dem Lichtemissionselement und reflektiert, erfasst.
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Wirkungen der Erfindung
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Der erfindungsgemäße Druckknopfschalter enthält den Druckknopf, der drückbar ist, das Lichtemissionselement und das Lichtempfangselement. Das Lichtempfangselement erfasst das Licht, emittiert von dem Lichtemissionselement und reflektiert von einem Objekt innerhalb des vorgegebenen Bereichs. Dementsprechend erreicht der erfindungsgemäße Druckknopfschalter zusätzlich zu einer Druckbetätigung hervorragende Wirkungen, wie z.B. das Ermöglichen einer kontaktlosen Betätigung durch Erfassen von Licht, das von einem Objekt innerhalb des vorgegebenen Bereichs reflektiert wird.
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Figurenliste
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- 1 ist eine schematische Darstellung eines Aufzugs, in dem ein erfindungsgemäßer Druckknopfschalter eingesetzt wird.
- 2 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die ein Beispiel für das Aussehen des erfindungsgemäßen Druckknopfschalters zeigt.
- 3 ist eine schematische Vorderansicht, die ein Beispiel für eine interne Konfiguration des erfindungsgemäßen Druckknopfschalters zeigt.
- 4 ist eine schematische Querschnittsansicht, die ein Beispiel für einen mechanischen Kontaktmechanismus zeigt, der in dem erfindungsgemäßen Druckknopf enthalten ist.
- 5 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die ein Beispiel für einen kontaktlosen Erfassungsmechanismus in einem erfindungsgemäßen Druckknopfschalter zeigt.
- 6 ist eine schematische Querschnittsansicht, die ein Beispiel für den kontaktlosen Erfassungsmechanismus in einem erfindungsgemäßen Druckknopfschalter zeigt.
- 7 ist ein funktionelles Blockdiagramm, das schematisch eine Steuerkonfiguration des kontaktlosen Erfassungsmechanismus, enthalten in dem erfindungsgemäßen Druckknopfschalter, zeigt.
- 8 ist eine schematische Querschnittsansicht, die ein Beispiel für eine Betätigung des mechanischen Kontaktmechanismus in einem erfindungsgemäßen Druckknopfschalter zeigt.
- 9 ist eine schematische Querschnittsansicht, die ein Beispiel für eine Betätigung des mechanischen Kontaktmechanismus in einem erfindungsgemäßen Druckknopfschalter zeigt.
- 10 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel für einen Lichtweg in Bezug auf den kontaktlosen Erfassungsmechanismus in dem erfindungsgemäßen Druckknopfschalter zeigt.
- 11 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel für einen Lichtweg in Bezug auf den kontaktlosen Erfassungsmechanismus in dem erfindungsgemäßen Druckknopfschalter zeigt.
- 12 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine Beziehung zwischen einem Abstand von einer Druckknopfoberfläche und einer Lichtempfangsmenge in Bezug auf den kontaktlosen Erfassungsmechanismus, der in dem erfindungsgemäßen Druckknopfschalter enthalten ist, zeigt.
- 13 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für einen Lichtemissionsprozess des kontaktlosen Erkennungsmechanismus, der in einem erfindungsgemäßen Druckknopfschalter enthalten ist, zeigt.
- 14 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für einen Lichtempfangsprozess des kontaktlosen Erfassungsmechanismus in dem erfindungsgemäßen Druckknopfschalter zeigt.
- 15 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die ein Beispiel für einen kontaktlosen Erfassungsmechanismus zeigt, der in dem erfindungsgemäßen Druckknopf enthalten ist.
- 16 ist eine schematische Querschnittsansicht, die ein Beispiel für den kontaktlosen Erfassungsmechanismus, der in einem erfindungsgemäßen Druckknopfschalter enthalten ist, zeigt.
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BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Im Folgenden werden die Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
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<Anwendungsbeispiel>
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Ein erfindungsgemäßer Druckknopfschalter wird z. B. als Schalter zur Betätigung eines Aufzugs verwendet. Im Folgenden wird ein Druckknopfschalter 1, wie er in den Zeichnungen dargestellt ist, unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. 1 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel für einen Aufzug zeigt, in dem der erfindungsgemäße Druckknopfschalter 1 eingesetzt wird. 1 zeigt mehrere Druckknopfschalter 1, die in einem Bedienfeld in einer Kabine angeordnet sind, die als Aufzug angehoben oder abgesenkt wird. Der erfindungsgemäße Druckknopfschalter 1 wird bei verschiedenen Druckknopfschaltern 1 eingesetzt, z. B. bei einem Druckknopfschalter 1, auf dem eine Zahl, die das Zielstockwerk angibt, beschriftet ist, einem Druckknopfschalter 1, auf dem ein Symbol, das für einen Vorgang zum Öffnen oder Schließen der Tür verwendet wird, beschriftet ist, usw. Es ist anzumerken, dass der in der Erfindung beschriebene Druckknopfschalter 1 nicht nur auf den Druckknopfschalter 1 anwendbar ist, der in dem Bedienfeld innerhalb der Kabine des Aufzugs angebracht ist, sondern auch auf verschiedene Druckknopfschalter 1 anwendbar ist, wie z. B. einen Druckknopfschalter 1 zum Rufen der Kabine in einem Bedienfeld an der Stelle, an der der Aufzug angehoben und abgesenkt wird.
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<Erste Ausführungsform>
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<Konfigurationsbeispiel>
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2 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die ein Beispiel für das Aussehen des erfindungsgemäßen Druckknopfschalters 1 zeigt. Der Druckknopfschalter 1 enthält einen Druckknopf 10 und ein Gehäuse 11, in dem der Druckknopf 10 angeordnet ist. Im Rahmen der Erfindung wird die Richtung, in der der Druckknopf 10 in Bezug auf das Gehäuse angeordnet ist, als Vorderseite und die Richtung, in der der Druckknopf 10 eingedrückt wird, als Rückseite bezeichnet. Diese Richtungen sind jedoch nur zur Vereinfachung der Beschreibung definiert, und die Richtung, in der der Druckknopfschalter 1 der Erfindung angeordnet ist, ist nicht darauf beschränkt. Der Druckknopf 10 ist im Wesentlichen scheibenförmig ausgebildet. Der in 2 gezeigte Druckknopfschalter 1 ist der Druckknopf 10, der in einem Türöffnungs-/-schließvorgang verwendet wird, und ist mit einem Kennzeichenteil 100 ausgebildet, das die Form eines Türöffnungssymbols usw. nachahmt, das das Öffnen einer Tür anzeigt. Das Kennzeichenteil 100 wird beispielsweise unter Verwendung eines halbtransparenten Harz usw. hergestellt und lässt sichtbares Licht, das von der Innenseite des Druckknopfschalters 1 emittiert wird, hindurch. Unterhalb des Türöffnungssymbols in 2, wie durch eine gestrichelte Linie in der Zeichnung angedeutet, ist ein Lichtdurchlassteil 101 ausgebildet, das von der Innenseite des Druckknopfschalters 1 übertragenes Licht, wie z. B. Infrarotlicht, hindurchdurchlässt. Das Gehäuse 11 weist die Form eines im Wesentlichen rechteckigen Parallelepipeds auf, und der Druckknopf 10 ist auf der Vorderseite angeordnet.
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3 ist eine schematische Vorderansicht, die ein Beispiel für die innere Konfiguration des erfindungsgemäßen Druckknopfschalters 1 zeigt. 3 zeigt einen Zustand, in dem der Druckknopf 10 entfernt ist, um die innere Konfiguration des Druckknopfschalters 1 von der Vorderseite aus zu verstehen. Der Druckknopfschalter 1 beherbergt verschiedene Mechanismen und Bauteile, wie z. B. einen mechanischen Kontaktmechanismus 12, einen kontaktlosen Erfassungsmechanismus 13 und ein Beleuchtungselement 14, im Inneren des Gehäuses 11.
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Der mechanische Kontaktmechanismus 12 ist ein Mechanismus, der durch Drücken des Druckknopfs 10 ein Signal ausgibt. Der kontaktlose Erfassungsmechanismus 13 ist ein Mechanismus, der ein Objekt, wie z. B. einen menschlichen Finger, berührungslos erfasst und ein Signal ausgibt.
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Das Beleuchtungselement 14 ist ein Element, z. B. eine Leuchtdiode (LED), die sichtbares Licht, z. B. weißes Licht, emittiert und den Druckknopf 10 von innen beleuchtet. Das von dem Beleuchtungselement 14 emittierte Licht wird durch das Kennzeichenteil 100 des Druckknopfes 10 nach außen abgestrahlt. Durch Bestrahlung des Druckknopfes 10 mit dem Licht, emittiert von dem Beleuchtungselement 14 von innen kann der Bediener, der den Aufzug bedient, den Druckknopf 10, bei dem das Kennzeichenteil 100 Licht abstrahlt, visuell erkennen.
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Der mechanische Kontaktmechanismus 12 wird weiter beschrieben. 4 ist eine schematische Querschnittsansicht, die ein Beispiel für den mechanischen Kontaktmechanismus 12 in dem erfindungsgemäßen Druckknopfschalter 1 schematisch darstellt. 4 zeigt schematisch einen Querschnitt des mechanischen Kontaktmechanismus 12, so dass die Oberseite in der Figur die Vorderseite des Druckknopfschalters 1 ist. Der mechanische Kontaktmechanismus 12 ist ein Mechanismus, der durch Drücken des Druckknopfs 10 ein Signal ausgibt, und enthält verschiedene Bauteile wie einen beweglichen Kontakt 120, einen festen Kontakt 121, ein Vorspannelement 122 usw. Der bewegliche Kontakt 12 ist ein Kontakt, der an dem hinteren Teil des Druckknopfs 10 angebracht und mit dem Druckknopf 10 verbunden ist. Der feste Kontakt 121 ist ein in dem Gehäuse 11 befestigter Kontakt. Das Vorspannelement 122 ist eine Druckfeder usw., die den Druckknopf 10 nach vorne drückt.
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Der kontaktlose Erfassungsmechanismus 13 wird weiter beschrieben. 5 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die ein Beispiel für den kontaktlosen Erfassungsmechanismus 13, enthalten in dem erfindungsgemäßen Druckknopf 1, zeigt. 6 ist eine schematische Querschnittsansicht, die ein Beispiel für den kontaktlosen Erfassungsmechanismus 13, enthalten in dem erfindungsgemäßen Druckknopf 1, zeigt. 6 ist eine Figur, die den Querschnitt des kontaktlosen Erfassungsmechanismus 13, enthalten in dem erfindungsgemäßen Druckknopf 1, zeigt, wobei die Oberseite in der Abbildung die Vorderseite des Druckknopfschalters 1 ist. Der kontaktlose Erfassungsmechanismus 13 enthält verschiedene Bauteile, wie z.B. ein Lichtemissionselement 130, das Licht emittiert, ein Lichtempfangselement 131, das Licht erfasst, ein Lichtabschirmelement 132, das das Lichtemissionselement 130 und das Lichtempfangselement 131 abdeckt, usw., und ein Steuerteil 133 (siehe 7, usw.), das den kontaktlosen Erfassungsmechanismus 13 steuert.
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Das Lichtemissionselement 130 wird unter Verwendung eines optischen Elements, wie z. B. eine LED, gebildet, das Licht emittiert. Das Lichtempfangselement 131 wird unter Verwendung eines optischen Elements wie eine Fotodiode (PD) oder einen Fototransistor (PT) gebildet.
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Das Lichtabschirmelement 132 wird in einer Form eines parallelepipedischen Kastens mit einer offenen Rückfläche ausgebildet. Das Lichtabschirmelement 132 ist in dem Gehäuse 11 so angeordnet, dass es das Lichtemissionselement 130 und das Lichtempfangselement 131 abdeckt. Durch Abdecken des Lichtemissionselements 130 und des Lichtempfangselement 131 begrenzt das Lichtabschirmelement 132 die Emissionsrichtung des Lichts, emittiert von dem Lichtemissionselement 130 und verhindert, dass das Lichtempfangselement 131 anderes Licht als das als Ziel dienende Licht erfasst. Insbesondere verhindert das Lichtabschirmelement 132, dass das Licht, emittiert von dem im Inneren des Gehäuses 11 angeordneten Beleuchtungselement 14 emittierte Licht von dem Lichtempfangselement 131 erfasst wird. Die Vorderseite des Lichtabschirmelements 132 dient als Lichtdurchlassteil 1320, das es Licht einer vorgeschriebenen Wellenlänge selektiv ermöglicht, wie z. B. Infrarotlicht, durchzugehen, und ermöglicht es Licht, wie z. B. Infrarotlicht, das von dem Lichtemissionselement 130 emittiert wird, und Licht, wie z. B. Infrarotlicht, das von dem Lichtempfangselement 131 empfangen werden soll, hindurchzugehen. Am hinteren Teil des Lichtabschirmelements 132, der auf der vorderen Oberfläche des Lichtabschirmelements 132 ausgebildet ist, werden eine Linse 1321 für die Lichtemission, die den Strahlungsbereich des Lichts, emittiert von dem Lichtemissionselement 130 begrenzt, und eine Linse 1322 für Lichtempfang, die den Bereich des von dem Lichtempfangselement 131 empfangenen Lichts begrenzt, unter Verwendung optischer Materialien, wie beispielsweise einer konvexen Linse, ausgebildet.
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7 ist ein funktionelles Blockdiagramm, das schematisch eine Steuerkonfiguration des kontaktlosen Erkennungsmechanismus 13, enthalten in dem erfindungsgemäßen Druckknopfschalter 1, zeigt. Der kontaktlose Erfassungsmechanismus 13 des Druckknopfschalters 1 enthält das Steuerteil 133 unter Verwendung einer integrierten Schaltung (IC), wie z. B. eines IC, eines Large Scale IC (LSI), eines Very Large Scale IC (VLSI), und steuert den gesamten Mechanismus einschließlich des Lichtemissionselements 130 und des Lichtempfangselements 131 unter Verwendung des Steuerteils 133. Das Steuerteil 133 veranlasst das Lichtemissionselement 130, Licht in einem vorgeschriebenen Lichtemissionsmuster basierend auf einem Lichtemissionssignals zu emittieren, indem es das Lichtemissionssignal des Lichtemissionsmusters an das Lichtemissionselement 130 ausgibt. Darüber hinaus erfasst das Steuerteil 133 die Erfassung von Licht durch das Lichtempfangselement 131. Wenn festgestellt wird, dass das Lichtempfangselement 131 das reflektierte Licht des von dem Lichtemissionselement 130 emittierten Lichts erfasst, gibt das Steuerteil 133 ein EIN-Signal an eine Steuerschaltung eines Aufzugskörpers aus. Das Steuerteil 133 kann in dem Gehäuse 11 untergebracht sein und kann auch außerhalb des Gehäuses 11 angeordnet sein.
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<Betätigung>
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Als nächstes wird die Betätigung des erfindungsgemäßen Druckknopfschalters 1 beschrieben. Zunächst wird der mechanische Kontaktmechanismus 12 beschrieben. 8 und 9 sind schematische Querschnittsansichten, die ein Beispiel für eine Betätigung des mechanischen Kontaktmechanismus 12 in dem erfindungsgemäßen Druckknopfschalter zeigen. 8 zeigt einen Zustand, in dem der Druckknopf 10 des Druckknopfschalters 1 nicht gedrückt ist, und 9 zeigt einen Zustand, in dem der Druckknopf 10 des Druckknopfschalters 1 gedrückt ist. Wie in 8 gezeigt, ist in dem Fall, in dem der Druckknopf 10 nicht gedrückt wird, der bewegliche Kontakt 120, der an dem hinteren Teil (dem unteren Teil in 8 und 9) der Druckknopf 10 angebracht ist, von dem festen Kontakt 121 gelöst, und der Stromkreis befindet sich in einem offenen Zustand. Wie in 9 gezeigt, bewegt sich der bewegliche Kontakt 120, der mit dem Druckknopf 10 verbunden ist, nach hinten und kommt in Kontakt mit dem festen Kontakt 121, und der Stromkreis ist geschlossen. Wenn der Stromkreis geschlossen ist, gibt der mechanische Kontaktmechanismus 12 ein EIN-Signal an den Steuerkreis des Aufzugskörpers aus. Wenn der Bediener den Druck loslässt, spannt das Vorspannelement 122 den Druckknopf 10 nach vorne, der bewegliche Kontakt 120 wird mit der Vorwärtsbewegung des Druckknopfes 10 verbunden und vom festen Kontakt 121 gelöst, und der Stromkreis wird geöffnet.
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10 und 11 sind schematische Ansichten, die ein Beispiel eines Lichtweges in Bezug auf den kontaktlosen Erfassungsmechanismus 13, der in dem erfindungsgemäßen Druckknopfschalter 1 enthalten ist, schematisch darstellen. 10 veranschaulicht einen Modus des kontaktlosen Erfassungsmechanismus 13, der unter Verwendung von 6 als eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Druckknopfschalters 1 beschrieben wird. Zum Vergleich zeigt 11 eine weitere Ausführungsform ohne die Linse 1321 zur Lichtemission und die Linse 1322 zum Lichtempfang. Wie in 10 gezeigt, bricht die Linse 1321 für die Lichtemission, enthalten in dem kontaktlosen Erfassungsmechanismus 13, das von dem Lichtemissionselement 130 emittierte Licht und begrenzt den Licht-Strahlungsbereich. Darüber hinaus begrenzt die Linse 1322 für Lichtempfang den Bereich des Lichts, emittiert von dem Lichtempfangselement 131. In 10 und 11 sind der Strahlungsbereich des Lichts, emittiert von dem Lichtemissionselement 130 und der Bereich des Lichts, empfangen von dem Lichtempfangselement 131 durch durchgezogene Linien dargestellt, und ein Bereich, in dem sich der Strahlungsbereich und der Lichtempfangsbereich überschneiden, ist als ein Erfassungsbereich durch eine Punktierung dargestellt. Wenn sich ein Objekt wie ein menschlicher Finger innerhalb des Erfassungsbereichs befindet, in dem sich der Strahlungsbereich und der Lichtempfangsbereich überschneiden, kann das Lichtempfangselement 131 das reflektierte Licht des von dem Lichtemissionselement 130 emittierte Licht erfassen. Im Vergleich zu der in 11 gezeigten anderen Ausführungsform begrenzt der Druckknopfschalter 1 der in 10 gezeigten ersten Ausführungsform den Erfassungsbereich des Objekts, indem er den Strahlungsbereich und den Lichtempfangsbereich mit der Linse 1321 für Lichtemission und der Linse 1322 für Lichtempfang begrenzt. Insbesondere ist bei dem Druckknopfschalter 1 der ersten in 10 dargestellten Ausführungsform die Umgebung der Vorderfläche des an dem Druckknopf 10 ausgebildeten Lichtdurchlassteils 101 von dem Erfassungsbereich ausgeschlossen. Darüber hinaus ist ein vorgeschriebener Abstand oder weiter entfernt von dem Druckknopf 10 von dem Erfassungsbereich ausgeschlossen. Darüber hinaus ist der Erfassungsbereich auch in den Richtungen von oben nach unten und von links nach rechts, die orthogonal zur Richtung der vorderen Oberfläche verlaufen, schmaler als bei der anderen in 11 gezeigten Ausführungsform. Durch Ausschluss der Umgebung der Vorderfläche, einschließlich der Oberfläche des Druckknopfes 10, aus dem Erfassungsbereich ist es beispielsweise möglich, eine fehlerhafte Erfassung in Bezug auf die Betätigung durch eine Person, wie z. B. eine sehbehinderte Person, die die Position des Druckknopfes 10 durch taktile Wahrnehmung erkennt, zu vermeiden. Indem man den vorgeschriebenen Abstand oder einen größeren Abstand zu dem Druckknopf 10 aus dem Erfassungsbereich ausschließt, kann man eine fehlerhafte Erkennung vermeiden, die auf ein sich nicht näherndes Objekt reagiert. Durch Verkleinerung des Erfassungsbereichs in den Richtungen von oben nach unten und von links nach rechts kann eine fehlerhafte Erkennung vermieden werden, z. B. die Reaktion auf einen Finger, der sich einem anderen Druckknopf 10 nähert.
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12 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine Beziehung zwischen einem Abstand von der Oberfläche des Druckknopfes 10 und der Lichtempfangsmenge in Bezug auf den kontaktlosen Erfassungsmechanismus 13 in dem erfindungsgemäßen Druckknopfschalter 1 zeigt. In 12 stellt die durchgezogene Linie einen Graphen dar, der sich auf die erste Ausführungsform bezieht, die die Linse 1321 für Lichtemission und die Linse 1322 für Lichtempfang, wie in 10 gezeigt, usw., und die gestrichelte Linie stellt als Vergleich einen Graphen dar, der sich auf die andere Ausführungsform ohne die Linse 1321 für Lichtemission und die Linse 1322 für Lichtempfang, wie in 11 gezeigt, bezieht. In 12 ist der Abstand von der Oberfläche des Druckknopfes 10 als die horizontale Achse und die Lichtempfangsmenge, die von dem Lichtempfangselement als reflektiertes Licht erfasst wird, als die vertikale Achse eingestellt, und die Beziehung dazwischen ist dargestellt. Die Lichtempfangsmenge nimmt mit zunehmendem Abstand von der Oberfläche des Druckknopfes 10 allmählich zu, erreicht bei einem vorgegebenen Abstand einen Spitzenwert und nimmt dann allmählich ab. Wie durch die Punkt-Ketten-Linie in 12 gezeigt, wird durch geeignete Einstellung eines Schwellenwerts ein Entfernungsbereich, in dem die Lichtempfangsmenge den Schwellenwert übersteigt, als der Erfassungsbereich bei der tatsächlichen Installation eingestellt. Durch Bereitstellen der Linse 1321 für Lichtemission und der Linse 1322 für Lichtempfang wird der Spitzenwert der Lichtempfangsmenge verengt und erhöht, und die Erfassungsgenauigkeit sowie die Erfassungsempfindlichkeit können erleichtert werden.
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Obwohl der erfindungsgemäße Druckknopfschalter 1 in der Konfiguration mit der Linse 1321 für die Lichtemission und der Linse 1322 für den Lichtempfang mit konvexen Linsen verschiedene Effekte erzielt, wie z. B. die Begrenzung des Erfassungsbereichs, ist auch eine Konfiguration ohne die konvexen Linsen möglich.
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Im Folgenden wird die Steuerung des kontaktlosen Erkennungsmechanismus 13, enthalten in dem erfindungsgemäßen Druckknopfschalter 1 beschrieben. 13 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für einen Lichtemissionsprozess des kontaktlosen Erkennungsmechanismus 13, enthalten in dem erfindungsgemäßen Druckknopfschalter 1, zeigt. Der kontaktlose Erfassungsmechanismus 13 stellt eine Startbedingung, wie z. B. einen Stromstart, Eingeben eines Startsignals von der Steuerschaltung des Aufzugskörpers usw., als einen Auslöser und startet den Lichtemissionsprozess. Der kontaktlose Erfassungsmechanismus 13 gibt an das Lichtemissionselement 130 das Lichtemissionssignal basierend auf dem vorgeschriebenen lichtemittierenden Muster aus, das im Voraus von dem Steuerteil 133 eingestellt wurde (S101), und das Lichtemissionselement 130 emittiert Licht in dem lichtemittierenden Muster basierend auf dem eingegebenen lichtemittierenden Signal (S102). Die Ausgabe des Lichtemissionssignals basierend auf dem Lichtemissionsmusters von dem Steuerteil 133 ist beispielsweise eine Ausgabe eines Impulsmusters, das entsprechend eingestellt werden kann, wie z. B. das wiederholte Emittieren von Licht mit einer vorgeschriebenen Zeit in einem vorgeschriebenen Intervall für eine vorgeschriebene Anzahl von Malen. Die Lichtemission des Lichtemissionselements 130 aufgrund des Lichtsignals in dem vorgeschriebenen lichtemittierenden Muster, das im Voraus festgelegt wurde, wird wiederholt ausgeführt.
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14 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel eines Lichtempfangsprozesses des kontaktlosen Erfassungsmechanismus 13, enthalten in dem erfindungsgemäßen Druckknopfschalter 1, zeigt. Der kontaktlose Erfassungsmechanismus 13 stellt eine Startbedingung, wie z. B. einen Stromstart, Eingeben eines Startsignals von einer Steuerschaltung des Aufzugskörpers usw., als einen Auslöser ein und startet den Lichtempfangsprozess. Das Steuerteil 133 stellt das Lichtempfangselement 131 in einen Lichtempfangs-Leerlaufzustand (S201) ein. Wenn das Lichtempfangselement 131 einen Lichtempfang erfasst (S202), vergleicht das Steuerteil 133 ein Lichtempfangsmuster, erfasst von dem Lichtempfangselement 131 mit dem vorgeschriebenen Lichtemissionsmuster, das im Voraus eingestellt wird und von dem Lichtemissionselement 130 emittiert wurde (S203). Durch Vergleichen des Lichtemissionsmusters und des Lichtempfangsmusters in Schritt S203 wird festgestellt, ob es sich bei dem erfassten Licht um das reflektierte Licht des Lichts, emittiert von dem Lichtemissionselement 130 handelt. Insbesondere durch Einstellen eines unterschiedlichen Lichtemissionsmusters für jeden Druckknopfschalter 1 kann eine fehlerhafte Erfassung des reflektierten Lichts des Lichts, emittiert von einem anderen Druckknopfschalter 1, verhindert werden.
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Basierend auf dem Vergleich in Schritt S203 bestimmt das Steuerteil 133, ob Lichterfassung durch das Lichtempfangselement 131 eine Erfassung des reflektierten Lichts des Lichts, emittiert von dem Lichtemissionselement 130 (S204), ist. In dem Fall, in dem das Lichtemissionsmuster und das Lichtempfangsmuster miteinander übereinstimmen, bestimmt das Steuerteil 133 als ein Ergebnis des Vergleichs von Schritt S203 in Schritt S204, dass das reflektierte Licht erfasst wird, und in dem Fall, in dem das Lichtemissionsmuster und das Lichtempfangsmuster nicht miteinander übereinstimmen, bestimmt das Steuerteil 133, dass das erfasste Licht nicht das reflektierte Licht ist. Wenn in Schritt S204 bestimmt wird, dass das reflektierte Licht erkannt wird (S204: JA), gibt das Steuerteil 133 das EIN-Signal aus (S205). In Schritt S205 gibt der kontaktlose Erfassungsmechanismus 13 unter Verwendung des Steuerteils 133 das EIN-Signal an die Steuerschaltung des Aufzugskörpers aus. Nachdem die Ausgabe des EIN-Signals in Schritt S205 beendet ist, kehrt der kontaktlose Erfassungsmechanismus 13 in den Lichtempfangs-Leerlaufzustand zurück.
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Wenn in Schritt S204 (S204: NEIN) bestimmt wird, dass das Lichtemissionsmuster und das Lichtempfangsmuster nicht übereinstimmen, kehrt der kontaktlose Erkennungsmechanismus 13 in den Lichtempfangs-Leerlaufzustand zurück.
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Wenn das Steuerteil 133 den kontaktlosen Erfassungsmechanismus 13 des Druckknopfschalters 1 steuert und der kontaktlose Erfassungsmechanismus 13 bestimmt, dass das Lichtempfangselement 131 das reflektierte Licht des Lichts, emittiert von dem Lichtemissionselement 130, erfasst, gibt der kontaktlose Erfassungsmechanismus 13 das EIN-Signal an die Steuerschaltung des Aufzugskörpers aus.
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<Zweite Ausführungsform>
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Die zweite Ausführungsform ist ein Modus mit einer anderen Konfiguration des kontaktlosen Erkennungsmechanismus 13 in der ersten Ausführungsform. In der zweiten Ausführungsform werden für die gleiche Konfiguration wie in der ersten Ausführungsform die gleichen Bezugszeichen wie die in der ersten Ausführungsform verwendet, und die detaillierte Beschreibung entfällt. In der zweiten Ausführungsform sind die Konfiguration mit Ausnahme des kontaktlosen Erfassungsmechanismus 13 und die Steuerung, ausgeübt durch das Steuerteil 133 die gleichen wie in der ersten Ausführungsform. Daher entfallen die entsprechenden Beschreibungen.
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15 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die ein Beispiel für den kontaktlosen Erfassungsmechanismus 13, enthalten in dem erfindungsgemäßen Druckknopfschalter 1 zeigt. 16 ist eine schematische Querschnittsansicht, die ein Beispiel für den kontaktlosen Erfassungsmechanismus 13, enthalten in dem erfindungsgemäßen Druckknopfschalter 1, zeigt. 16 ist eine Figur, die den Querschnitt des kontaktlosen Erfassungsmechanismus 13, der in dem erfindungsgemäßen Druckknopfschalter 1 enthalten ist, zeigt, wobei die Oberseite in der Figur die Vorderseite des Druckknopfschalters 1 ist. Auf der Vorderseite des Lichtabschirmelements 132 ist das Lichtdurchlassteil 1320, durch das das Licht, emittiert von dem Lichtemissionselement 130 durchgehen kann, als eine Öffnung mit einer im Wesentlichen rechteckigen Form bereitgestellt, und zusätzlich ist das Lichtdurchlassteil 1320, durch das das Licht, empfangen von dem Lichtempfangselement 131 durchgehen kann, als eine Öffnung mit einer im Wesentlichen rechteckigen Form bereitgestellt. Das heißt, das Lichtabschirmelement 132 gemäß der zweiten Ausführungsform ist ein Modus, bei dem anstelle von Anordnen der gesamten Vorderfläche als das Lichtdurchlassteil 1320 Öffnungen bereitgestellt sind, die als die Lichtdurchlassteile 1320 dienen. Durch geeignete Gestaltung der Größen und der Positionen der Lichtdurchlassteile 1320 begrenzt der kontaktlose Detektionsmechanismus 13 gemäß der zweiten Ausführungsform den Strahlungsbereich des Lichts, emittiert von dem Lichtemissionselement 130 und begrenzt ferner den Bereich des Lichts, empfangen von dem Lichtempfangselement 131. Es ist anzumerken, dass das Lichtdurchlassteil 1320 nicht nur einfach als eine Öffnung konfiguriert ist, sondern auch so angeordnet sein kann, dass es einen Filter aufnehmen kann, der selektiv Licht, wie z. B. Infrarotlicht, durchlässt, und dass es auch so angeordnet sein kann, dass es eine Linse, wie z. B. eine Fresnel-Linse, aufnehmen kann, die in einer im Wesentlichen planaren Form ausgebildet ist.
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Wie in der ersten und zweiten Ausführungsform gezeigt und beschrieben, enthält der erfindungsgemäße Druckknopfschalter 1 den mechanischen Kontaktmechanismus 12, verwendend den Druckknopf 10, der drückbar ist und den kontaktlosen Erfassungsmechanismus 13, verwendend das Lichtemissionselement 130 und das Lichtempfangselement 131. Das Lichtempfangselement 131 erfasst das Licht, emittiert von dem Lichtemissionselement 130 und reflektiert von einem Objekt, wie z.B. einem menschlichen Finger. Dementsprechend erzielt der erfindungsgemäße Druckknopfschalter 1 zusätzlich zu einer Druckbetätigung des Druckknopfs 10 hervorragende Effekte, wie z. B. die Ermöglichung einer kontaktlosen Betätigung durch Erfassen des Lichts, reflektiert von einem Objekt. Das Erfassen durch den kontaktlosen Erkennungsmechanismus 13 erleichtert nicht nur die Bequemlichkeit, sondern erzielt auch verschiedene Effekte, wie z. B. die Verbesserung der Hygiene durch die Vermeidung von direktem Kontakt sowie Unterdrückung eines Fehlers durch die Verringerung der Anzahl von mechanischen Vorgängen.
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Außerdem begrenzt der erfindungsgemäße Druckknopfschalter 1 den Strahlungsbereich des Lichts, emittiert von dem Lichtemissionselement 130 und auch den Bereich des Lichts, empfangen von dem Lichtempfangselement 131 durch Konfiguration des Anbringens der Linse 1321 für Lichtemission und der Linse 1322 für Lichtempfang, Ausbilden des Lichtdurchlassteils 1320 als eine Öffnung usw. Der erfindungsgemäße Druckknopfschalter 1 begrenzt den Erfassungsbereich des Objekts durch Begrenzen des Strahlungsbereichs und des Lichtempfangsbereichs. Insbesondere ist die Umgebung der Vorderseite des Druckknopfs 10 von dem Erfassungsbereich ausgeschlossen, und der vorgeschriebene Abstand oder weiter weg von dem Druckknopf 10 ist von dem Erfassungsbereich ausgeschlossen. Darüber hinaus ist der Erfassungsbereich in den Richtungen oben-unten und links-rechts orthogonal zur Richtung der Vorderseite reduziert. Durch den Ausschluss der Umgebung der Vorderseite, einschließlich der Oberfläche des Druckknopfes 10, aus dem Erfassungsbereich ist es beispielsweise möglich, eine fehlerhafte Erfassung in Bezug auf die Betätigung durch eine Person, wie z. B. eine sehbehinderte Person, die die Position des Druckknopfes 10 durch taktile Wahrnehmung erkennt, zu vermeiden. Indem der vorgeschriebene Abstand oder ein größerer Abstand zu dem Druckknopf 10 aus dem Erfassungsbereich ausgeschlossen wird, kann eine fehlerhafte Erkennung, die auf ein sich nicht näherndes Objekt anspricht, vermieden werden. Der erfindungsgemäße Druckknopfschalter 1 erzielt einen hervorragenden Effekt, indem er eine fehlerhafte Erkennung, wie z.B. das Ansprechen auf einen sich einem anderen Druckknopf 10 nähernden Finger, vermeidet, durch Reduzieren des Erfassungsbereichs in der Ober-Unter- und Links-Rechts-Richtung.
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Darüber hinaus enthält der erfindungsgemäße Druckknopfschalter 1 das Lichtabschirmelement 132, das das Lichtemissionselement 130 und das Lichtempfangselement 131 abdeckt. Da das Licht durch das Lichtabschirmelement 132 abgeschirmt wird, wird die Emissionsrichtung des Lichts, emittiert von dem Lichtemissionselement 130 begrenzt, und das Lichtempfangselement 131 wird daran gehindert, anderes Licht als das Licht, das als Ziel dient, zu erfassen. Insbesondere verhindert das Lichtabschirmelement 132, dass das Licht, emittiert von dem im Inneren des Gehäuses 11 angeordneten Beleuchtungselement 14 von dem Lichtempfangselement 131 erfasst wird. Dementsprechend erzielt der erfindungsgemäße Druckknopfschalter 1 einen ausgezeichneten Effekt, wie z.B. die Möglichkeit, die Lichtemission dem Druckknopf 10 durch Verwenden des Beleuchtungselements 14 zu bewirken und gleichzeitig eine kontaktlose Erfassung unter Verwendung von Licht zu realisieren.
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Darüber hinaus veranlasst der erfindungsgemäße Druckknopfschalter 1 das Lichtemissionselement 130, Licht in dem vorgeschriebenen Lichtemissionsmuster zu emittieren, vergleicht das Lichtempfangsmuster des Lichts, erfasst von dem Lichtempfangselement 131, mit dem Lichtemissionsmuster und bestimmt in dem Fall, in dem das Lichtemissionsmuster und das Lichtempfangsmuster übereinstimmen, dass das Licht, erfasst von dem Lichtempfangselement 131 das reflektierte Licht des Lichts, emittiert von dem Lichtemissionselement 130, ist. Dementsprechend ist der erfindungsgemäße Druckknopfschalter 1 in der Lage, eine fehlerhafte Erfassung von anderem als dem reflektierten Licht zu verhindern, und erzielt insbesondere einen ausgezeichneten Effekt, wie z.B. die Möglichkeit, eine fehlerhafte Erfassung des reflektierten Lichts des Lichts, emittiert von einem anderen Druckknopfschalter 1, zu verhindern, durch Einstellen ein anderen Lichtemissionsmusters für jeden Druckknopfschalter 1.
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Die Erfindung ist nicht auf die jeweiligen oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt und kann in verschiedenen anderen Formen entwickelt werden. Daher sind die oben genannten Ausführungsformen lediglich Beispiele in jeder Hinsicht und sollten nicht in einer restriktiven Weise ausgelegt werden. Der technische Umfang der Erfindung wird in Übereinstimmung mit den Ansprüchen beschrieben und ist nicht auf den Text der Beschreibung beschränkt. Darüber hinaus fallen alle Modifikationen und Änderungen, die in einen Bereich fallen, der dem Bereich der Ansprüche entspricht, in den Bereich der Erfindung.
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In den Ausführungsbeispielen wird beispielsweise ein Modus gezeigt, der als Schalter für die Betätigung eines Aufzugs verwendet wird. Die Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Der Druckknopfschalter 1 kann außer als Schalter für die Betätigung eines Aufzugs auch als verschiedene Druckknöpfe verwendet werden, wie z. B. als ein Schalter für die Betätigung eines Industrieroboters.
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Darüber hinaus wird in den Ausführungsbeispielen beispielsweise ein Modus gezeigt, bei dem ein Lichtabschirmelement 132 sowohl das Lichtemissionselement 130 als auch das Lichtempfangselement 131 abdeckt. Die Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Es ist möglich, verschiedene Modi zu entwickeln, wie z.B. das Abdecken des Lichtemissionselements 130 und des Lichtempfangselements 131 durch die Verwendung von jeweils unterschiedlichen Lichtabschirmelementen 132 usw.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Druckknopfschalter;
- 10
- Druckknopf;
- 101
- Durchsichtiges Teil;
- 11
- Gehäuse;
- 12
- Mechanischer Kontaktmechanismus;
- 120
- Beweglicher Kontakt;
- 121
- Fester Kontakt;
- 122
- Vorspannelement;
- 13
- Kontaktloser Erkennungsmechanismus;
- 130
- Lichtemissionselement;
- 131
- Lichtempfangselement;
- 132
- Lichtabschirmelement;
- 1320
- Lichtdurchlassteil;
- 1321
- Linse für Lichtemission;
- 1322
- Objektiv für Lichtempfang;
- 133
- Steuerteil;
- 14
- Beleuchtungselement.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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