JP2000100287A - 操作パネル入力装置 - Google Patents

操作パネル入力装置

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JP2000100287A
JP2000100287A JP10265900A JP26590098A JP2000100287A JP 2000100287 A JP2000100287 A JP 2000100287A JP 10265900 A JP10265900 A JP 10265900A JP 26590098 A JP26590098 A JP 26590098A JP 2000100287 A JP2000100287 A JP 2000100287A
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light emitting
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Kenji Otsuka
健二 大塚
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SMK Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐久性にすぐれ、しかも、操作パネル(3)
の美感を損なうことがない操作パネル入力装置を提供す
る。 【解決手段】 操作パネル(3)の内方に複数の操作検
出ユニットUと配置し、各操作検出ユニットUは、固有
周波数の光検出信号を、操作パネル(3)の光透過部か
ら外方へ発光する発光手段(5)と、外方から光透過部
を通して受光する光検出信号を受光可能な受光手段
(6)とで構成する。操作パネル(3)に、指などの操
作体を接近させると、発光手段(5)から発光された光
検出信号は、操作体で反射し、受光手段(6)が、この
光検出信号を受光したときに、入力操作が実行されたも
のとする。従って、可動部品を用いずに入力操作を検出
できるので、耐久性に優れ、また、操作パネル(3)に
凹凸を設けないので、美感を損なわない。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子機器類へ種々
の入力操作を行う為の操作パネル入力装置に関し、更に
詳しくは、操作パネルに触れずに入力操作が可能な操作
パネル入力装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
【0003】オーディオ、ビデオデッキ等の電子機器に
は、これらの機器を操作するための操作スイッチが集中
して取り付けられた操作パネルが備えられている。操作
者は、この操作スイッチのいずれかを指で押圧すること
によって、電子機器に対して所定の動作制御を行う。
【0004】しかしながら、操作スイッチを直接指で押
圧して操作する構造である為、可動部品を使用せざるを
得ず、その耐久性に問題があり、また、操作スイッチの
表面を指が触れることによって汚れ、操作パネルの美感
を損なうという問題があった。
【0005】このようなことから、操作パネルを直接指
で触れずに所定の操作を実行することができる非接触式
の操作パネル入力装置が、特開平6−44878号で開
示されている。
【0006】図9は、この従来の操作パネル入力装置1
00を示すもので、操作パネル101上に、発光部10
2と受光部103を一組とする操作検出ユニット110
が、多数組取り付けられている。一組の発光部102と
受光部103は、操作パネル101上に設けられた隣り
合う突起部104、104内に配置され、この突起部1
04、104間に発光部102から発光される光検出信
号の光経路が形成される。
【0007】すなわち、各組の発光部102と受光部1
03は、インターフェース部105を介して制御部10
6に接続され、発光部102は、操作パネル101の動
作中、常に、突起部104の窓孔から隣り合う突起部1
04の受光部103へ赤外線の光検出信号を発光し続
け、受光部103は、この光検出信号を受光している
間、インターフェース部105を介して制御部106へ
受光状態信号を出力し続けている。
【0008】操作者が特定の操作検出ユニットに対して
入力操作を行う場合には、その操作検出ユニット110
の突起部104、104間に、図に示すように、指10
7を入れ、上述の光経路を遮断する。光経路の遮断によ
り、当該操作検出ユニット110の受光部103から制
御部106へ出力されていた受光状態信号は途絶え、制
御部106は、その操作検出ユニット110に対する入
力操作が実行されたものとして、対応する所定の制御信
号を電子機器に対して出力する。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】この操作パネル入力装置100によれば、
指107が直接操作パネル101等に触れてその表面を
汚すことがなく、また、可動部品を用いないので、耐久
性にすぐれたものとすることができる。
【0011】しかしながら、操作パネル101の表面に
多数の突起部104、104、・・を突設されているの
で、電子機器の美感を損ない、また、この突起部104
内にそれぞれ、発光部102や受光部103を取り付け
て配線する必要があり、組み立て作業性が悪いという問
題があった。
【0012】更に、この突起部104、104間にま
で、指107を挿入しなければ、入力操作ができないの
で、操作性に欠けるという問題があった。
【0013】本発明は、このような従来の問題点を考慮
してなされたものであり、耐久性にすぐれ、しかも、操
作パネルの美感を損なうことがない操作パネル入力装置
を提供することを目的とする。
【0014】また、入力操作の操作性にすぐれた操作パ
ネル入力装置を提供することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】
【0016】請求項1の操作パネル入力装置は、少なく
とも一部が光透過部となった操作パネルと、操作パネル
の内方に配置される複数の操作検出ユニットとを備え、
各操作検出ユニットは、固有周波数の光検出信号を、操
作パネルの光透過部から外方へ発光する発光手段と、外
方から光透過部を通して受光する光検出信号を受光可能
な受光手段とからなり、発光手段は、互いに他の操作検
出ユニットの発光手段と重複しないタイミングで光検出
信号を発光し、発光手段から発光された光検出信号を、
該発光手段と同一の操作検出ユニットの受光手段が、ほ
ぼ同一のタイミングで受光したときに、該操作検出ユニ
ットに対する入力操作が実行されたものとすることを特
徴とする。
【0017】発光手段から、操作パネルの外方へ発光さ
れる光検出信号は、固有周波数の光検出信号であるた
め、受光手段は、外来光など他の光を誤って受光するこ
とがなく、指などの操作体が操作パネルに接近しない限
り、光検出信号を受光することがない。この場合には、
操作検出ユニットに対する入力操作は、実行されていな
いものとする。
【0018】特定の操作検出ユニットが取り付けられた
操作パネルの位置に、指などの操作体を接近させると、
その操作検出ユニットの発光手段から発光された光検出
信号は、操作体で反射し、発光タイミングとほぼ同一の
タイミングで、同じ操作検出ユニットの受光手段により
受光される。従って、この同一タイミングでの受光によ
って、当該操作検出ユニットに対する入力操作が実行さ
れたものとすることができる。
【0019】また、他の操作検出ユニットの発光手段か
ら発光された光検出信号を受光した場合には、前記タイ
ミングと異なるタイミングで受光するので、入力操作が
実行されたものと誤認識することがない。
【0020】操作パネルは、凹凸を設けない平面状とす
ることができ、また、入力操作のために指が触れること
もないので、美感を損なうことがない。
【0021】また、指を操作パネルに近づけるだけで、
所定の操作検出ユニットに対して入力操作を実行でき
る。
【0022】また、請求項2の操作パネル入力装置は、
発光手段は、固有の送信パターンで光検出信号を繰り返
し発光し、該発光手段と同一の操作検出ユニットの受光
手段は、ほぼ同一のタイミングで受光した光検出信号
が、該固有の送信パターンで受光されたときに、該操作
検出ユニットに対する入力操作が実行されたものとする
ことを特徴とする。
【0023】固有な送信パターンで光検出信号を受光し
たときに、入力操作が実行されたものとするので、自然
光、他の光制御信号などを受光手段が受光しても、操作
体で反射された光検出信号と誤ることがない。
【0024】また、請求項3の操作パネル入力装置は、
少なくとも一部が光透過部となった操作パネルと、操作
パネルの内方に配置される複数の操作検出ユニットとを
備え、各操作検出ユニットは、操作検出ユニット毎に割
り当てられたIDで変調した光検出信号を、操作パネル
の光透過部から外方へ発光する発光手段と、外方から光
透過部を通して受光する光検出信号を受光可能な受光手
段とからなり、発光手段は、互いに他の操作検出ユニッ
トの発光手段と重複しないタイミングで光検出信号を繰
り返して発光し、該発光手段と同一の操作検出ユニット
の受光手段が、該操作検出ユニットに割り当てられたI
Dで変調された光検出信号を受光したときに、該操作検
出ユニットに対する入力操作が実行されたものとするこ
とを特徴とする。
【0025】発光手段から、操作パネルの外方へ発光さ
れる光検出信号は、その操作検出ユニットに割り当てら
れたIDで変調した光検出信号であるため、受光手段
は、該IDで変調した光検出信号を受光することによっ
て、自然光など他の光、他の操作検出ユニットの光検出
信号と混同せず、指などの操作体で反射した光検出信号
のみを受光する。従って、この光検出信号の受光によっ
て、当該操作検出ユニットに対する入力操作が実行され
たものとすることができる。
【0026】また、請求項4の操作パネル入力装置は、
受光手段は、光透過部を通して受光する光検出信号のレ
ベルを検出する光量検出手段を備え、光検出信号を受光
した後、光検出信号のレベル変化によって、操作体の操
作パネルへの接近、若しくは離反操作を検出することを
特徴とする。
【0027】操作パネルに配置された特定の操作検出ユ
ニットと、指などの操作体の間隔によって、操作体で反
射した光検出信号のレベルが異なる。従って、このレベ
ルを検出して比較することによって、操作体の操作パネ
ルへの接近、離反を検出することができ、通常のオン、
オフ動作に加えて、異なる操作を操作検出ユニットに対
して入力できる。
【0028】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る操作パネル入
力装置1の一実施の形態を、図1乃至図4で説明する。
【0029】図1は、操作パネル入力装置1の斜視図
で、図示しない電子機器の筺体表面などに取り付けられ
るものである。本実施の形態の操作パネル入力装置は、
コンパクトディスク(CD)、ミニディスク(MD)等
6種類の電気機器の電源をオン、オフ制御するものであ
る。
【0030】合成樹脂製のケース2は、表面側(図2に
おいて上方側)に開口する凹部が形成された直方体状で
あり、凹部の開口面は、透明のアクリル板3により覆わ
れている。アクリル板3の内方には、電源を制御する6
種類の電気機器に対応させて6組の操作検出ユニットU
、U・・が配置されている(図3参照)。
【0031】各組の操作検出ユニットUは、赤外発光素
子5aを有する発光手段5と、赤外発光素子5aから発
光される赤外線検出信号を受光可能な赤外受光素子6a
を有する受光手段6とで構成されている。
【0032】図3に示すように、発光手段5は、この赤
外発光素子5aと、赤外発光素子5aに接続されたキャ
リア発生回路5bを備えている。キャリア発生回路5b
は、例えば、455KHZの固有周波数を発生し、この
固有周波数で赤外発光素子5aを駆動制御するもので、
キャリア発生回路5bから固有周波数が出力されている
間、赤外発光素子5aから455KHZの固有周波数の
赤外線検出信号が発光される。
【0033】また、キャリア発生回路5bの入力側に
は、マイコン10の制御出力端子が接続され、マイコン
10によって、各組のキャリア発生回路5bの固有周波
数が同時に出力されないように制御している。これによ
り、各操作検出ユニットUから発光される赤外線検出信
号は、図4に示すように、互いに重複しないようなタイ
ミングで、それぞれの赤外発光素子5aから発光され
る。
【0034】図2に示すように、同一組の赤外発光素子
5aと赤外受光素子6aは、隣り合うように、プリント
配線基板7上に起立した状態で実装されている。アクリ
ル板3の内方には、アクリル板3と平行に合成樹脂板8
が配置され、赤外発光素子5aと赤外受光素子6aが実
装された上方の部位は、赤外線のみを透過させる赤外フ
ィルタ8aとなっている。
【0035】従って、各組の赤外発光素子5aから発光
される赤外線検出信号は、その上方の赤外フィルタ8a
とアクリル板3を通過して外方に出力され、又、外来光
の内、赤外線検出信号を含む赤外線のみが、その近傍の
アクリル板3と赤外フィルタ8aを透過して赤外受光素
子6aに入力される。
【0036】図3に示すように、受光手段6は、この赤
外受光素子6aの他に、赤外受光素子6aに接続された
バンドパスフィルタ6bを備えている。バンドパスフィ
ルタ6bは、赤外受光素子6aで光電変換された455
HZの固有周波数の光電変換信号をマイコン10へ出
力するものであり、従って、赤外受光素子6aが、固有
周波数の赤外線検出信号を受光した場合にのみ、その光
電変換信号をマイコン10へ出力することとなる。これ
により、自然光、他のリモコン送信信号などと、赤外発
光素子5aから発光された赤外線検出信号とを、受光手
段6により識別することができる。
【0037】操作検出ユニットUの近傍に、赤外線検出
信号を反射させるような物体が存在しない場合には、赤
外発光素子5aから発光される赤外線検出信号を、赤外
受光素子6aが受光することはなく、マイコン10へバ
ンドパスフィルタ6bから光電変換信号が出力されるこ
ともない。この状態では、マイコン10は、操作検出ユ
ニットUに対する入力操作は実行されていないものと判
断し、電気機器に対して特に制御信号を出力することは
ない。
【0038】一方、特定の操作検出ユニット(例えば、
図3のU)に対して、例えば指11を近づけて入力操
作を行うと、赤外発光素子5aから発光される赤外線検
出信号は、その上方の赤外フィルタ8aとアクリル板3
を通過して外方に出力され、指11で反射され、再び、
アクリル板3と赤外フィルタ8aを透過して、同じ操作
検出ユニットUの赤外受光素子6aに入力される。マ
イコン10は、赤外受光素子6aで光電変換された光電
変換信号を、同じ操作検出ユニットUの赤外発光素子
5aが赤外線検出信号を発光したタイミングとほぼ同時
に入力すると、その操作検出ユニットUに対して入力
操作が実行されたものとして、対応する電気機器(例え
ばCD)に対して特に電源をONとする制御信号を出力
する。
【0039】このときに、他の操作検出ユニット(例え
ばU)の赤外発光素子5aにおいても、指11で反射
された赤外線検出信号を受光することがあるが、その操
作検出ユニットUの赤外発光素子5aが赤外線検出信
号を発光するタイミングと異なるタイミングで、光電変
換信号がマイコン10に入力されるので、その操作検出
ユニットUに対する入力操作とは認識しない。
【0040】尚、図2に示すように、各組の赤外発光素
子5aと赤外受光素子6aの近傍には、表示用のLED
12がプリント配線基板7に実装され、その上方の合成
樹脂板8に、入力操作を行う電気機器の機器名8bが表
示されている。
【0041】操作検出ユニットUに対して入力操作が実
行されたとマイコン10が認識すると、その近傍のLE
D12が点灯し、その入力操作の対象とする機器名8b
を内部から照光する。従って、操作者は、入力操作が操
作パネル入力装置1によって正しく認識されたかを、機
器名8bの表示によって知ることができる。
【0042】図5は、マイコン10の制御によって、各
操作検出ユニットUから発光される赤外線検出信号を、
固有の送信パターンで発光する他の実施の形態を示すタ
イミングチャートである。尚、以下に説明する他の実施
の形態において、操作パネル入力装置1の構成は、第1
実施の形態とほぼ同一であるので、同一の構成は、同一
の番号を用いてその詳細な説明を省略する。
【0043】第2実施の形態において、各操作検出ユニ
ットUの赤外発光素子5aは、固有周波数の赤外線検出
信号を、T、Tの周期を交互に繰り返す送信パター
ンで発光している。各操作検出ユニットUは、同一の送
信パターンで赤外線検出信号を発光しているが、他の操
作検出ユニットの赤外線検出信号と重ならないように、
送信パターンをずらせたタイミングで発光している。
【0044】マイコン10は、赤外受光素子6aで光電
変換された光電変換信号を、同じ操作検出ユニットU
の赤外発光素子5aが赤外線検出信号を発光したタイミ
ングとほぼ同時に、かつ、T、Tの周期を交互に繰
り返す送信パターンで入力したときに、その操作検出ユ
ニットUに対して入力操作が実行されたもの認識す
る。
【0045】従って、リモコンの送信信号などの同じ周
波数の赤外線信号を、赤外受光素子6aが受光すること
があっても、入力操作と誤認識することがない。
【0046】図6は、第3実施の形態を示すタイミング
チャートであり、マイコン10の制御によって、各操作
検出ユニットUから固有のIDで変調された赤外線検出
信号を発光するものである。
【0047】各操作検出ユニットUには、例えば、操作
検出ユニットUに(110)、Uに(10
1)、Uに(100)のように固有のIDが割り
当てられ、赤外発光素子5aは、自己の操作検出ユニッ
トUに割り当てられたIDで変調された赤外線検出信号
を、他の操作検出ユニットUの赤外線検出信号と重なら
ないように発光している。
【0048】操作検出ユニットUに指11を近づけて
入力操作を実行したとすると、指11で反射された赤外
線検出信号を、同じ操作検出ユニットUの赤外受光素
子6aが受光し、マイコン10は、バンドパスフィルタ
6bを介して入力される光電変換信号を復調し、ID
(101)を含む場合に、その操作検出ユニットU
に対して入力操作が実行されたもの認識する。この実施
の形態では、受光手段6側で同じ操作検出ユニットUの
発光タイミングを監視する必要がなく、他のリモコンの
赤外線送信信号、他の操作検出ユニットUから発光され
る赤外線検出信号を受光しても、入力操作と誤認識する
ことがない。
【0049】以上の実施の形態では、操作パネル入力装
置1の操作面は、平面状の透明アクリル板3を用いてい
るが、図7に示す操作パネル入力装置20のように、操
作パネル21を、段差、傾斜面などを形成した種々の形
状とすることができる。
【0050】押ボタンスイッチを押圧して入力操作を実
行する従来の操作パネル入力装置では、図の一点鎖線で
示すように、段差のある操作面に沿って押ボタンスイッ
チ15を取り付けるプリント配線基板16を配置する必
要があり、複数枚のプリント配線基板を、ケース17内
に配置する必要があるが、本発明によれば、複雑な操作
面であっても、1枚のプリント配線基板7によって操作
パネル入力装置20を構成できる。
【0051】この様に、操作面の形状を構造上の制約な
く形成できるので、操作面をユーザーの好みや操作性な
どを考慮して自由にデザインすることができる。
【0052】尚、図2、図7において、13は、遮光板
で、表示用のLED12若しくは赤外発光素子5aから
発光される光を、誤って直接赤外受光素子6aが受光し
ないように設けたものであるが、赤外発光素子5aや赤
外受光素子6aに指向角の狭い素子を用いて、上方のア
クリル板3の光透過部を通過する赤外線検出信号のみを
発光、受光するようにすれば、必ずしも遮光板を用いる
必要はない。
【0053】又、図1において、14は、受光手段6で
の赤外線検出信号の受光感度を調整する感度調整つまみ
であり、操作検出ユニットUに対して所定の距離内に指
11を近づけたときに、赤外線検出信号を検出できるよ
うに調整するものである。
【0054】図8は、図3の操作パネル入力装置1の構
成において、赤外受光素子6aの出力側に、光電変換信
号の出力レベルを検出する光量検出部(図示せず)を備
えた更に他の実施の形態を示すもので、マイコン10が
赤外線検出信号の受光を検出した後、光電変換信号の出
力レベルを光量検出部で監視するものである。
【0055】これによって、図のように、特定の操作検
出ユニットUに対して指11を近づけて入力操作を実行
した後、更にその指を近づけたり遠ざけたりすることに
よって、通常のオン、オフ操作に加えて、連続して変化
する操作を操作検出ユニット1に対して入力できる。
【0056】上記の実施の形態では、赤外線検出信号を
用いたが、これに限らず他の波長の光検出信号を用いて
もよい。
【0057】また、アクリル板3に沿って赤外フィルタ
8aを配置したが、赤外線以外の光も、上述のように、
マイコン10によって同じ操作検出ユニットUの発光手
段5から発光された光検出信号と識別できるので、必ず
しも設ける必要はない。
【0058】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
指を近づけるだけで、特定の操作検出ユニットに対する
入力操作を実行できるので、操作性がよい。
【0059】また、入力操作の検出に可動部品を用いな
いので、耐久性にすぐれた操作パネル入力装置とするこ
とができる。
【0060】また、操作パネルの表面形状を自由に設計
できるので、需要者の嗜好に沿った、美感に優れた操作
面とすることができる。
【0061】また、操作パネルに凹凸、孔などを設ける
必要がないので、操作パネルによる密封構造が可能とな
り、防塵、防水特性に優れた操作パネル入力装置とする
ことができる。
【0062】これに加えて、請求項2の発明によれば、
自然光、他の光制御信号などを受光手段が受光しても、
固有の操作パターンによって光検出信号と識別できるの
で、誤動作することがない。
【0063】また、請求項3の発明は、操作検出ユニッ
ト毎に割り当てられたIDによって、自然光など他の
光、他の操作検出ユニットの光検出信号と識別するの
で、混同せず、誤動作することがない。
【0064】また、請求項4の発明によれば、操作検出
ユニットに対して、オン、オフ等の入力操作に加えて、
相対的に変化する制御信号を入力することができる。
【0065】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る操作パネル入力装置1の斜視図で
ある。
【図2】図1のA−A線断面図である。
【図3】操作パネル入力装置1の構成を示すブロック図
である。
【図4】第1実施の形態に係る操作パネル入力装置1の
各操作検出ユニットUから発光される赤外線検出信号を
示すタイミングチャートである。
【図5】第2実施の形態に係る操作パネル入力装置1の
各操作検出ユニットUから発光される赤外線検出信号を
示すタイミングチャートである。
【図6】第3実施の形態に係る操作パネル入力装置1の
各操作検出ユニットUから発光される赤外線検出信号を
示すタイミングチャートである。
【図7】他の実施の形態に係る操作パネル入力装置20
を示す部分縦断面図である。
【図8】更に他の実施の形態に係る操作パネル入力装置
1を示す要部縦断面図である。
【図9】従来の操作パネル入力装置100を示す要部縦
断面図である。
【符号の説明】
1 操作パネル入力装置 3 操作パネル(アクリル板) 5 発光手段 6 受光手段 U 操作検出ユニット

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも一部が光透過部となった操作
    パネル(3)と、 操作パネル(3)の内方に配置される複数の操作検出ユ
    ニットUとを備え、 各操作検出ユニットUは、固有周波数の光検出信号を、
    操作パネル(3)の光透過部から外方へ発光する発光手
    段(5)と、外方から光透過部を通して受光する光検出
    信号を受光可能な受光手段(6)とからなり、 発光手段(5)は、互いに他の操作検出ユニットUの発
    光手段(5)と重複しないタイミングで光検出信号を発
    光し、 発光手段(5)から発光された光検出信号を、該発光手
    段(5)と同一の操作検出ユニットUの受光手段(6)
    が、ほぼ同一のタイミングで受光したときに、該操作検
    出ユニットUに対する入力操作が実行されたものとする
    ことを特徴とする操作パネル入力装置。
  2. 【請求項2】 発光手段(5)は、固有の送信パターン
    で光検出信号を繰り返し発光し、該発光手段(5)と同
    一の操作検出ユニットUの受光手段(6)は、ほぼ同一
    のタイミングで受光した光検出信号が、該固有の送信パ
    ターンで受光されたときに、該操作検出ユニットUに対
    する入力操作が実行されたものとすることを特徴とする
    請求項1記載の操作パネル入力装置。
  3. 【請求項3】 少なくとも一部が光透過部となった操作
    パネル(3)と、 操作パネル(3)の内方に配置される複数の操作検出ユ
    ニットUとを備え、 各操作検出ユニットUは、操作検出ユニットU毎に割り
    当てられたIDで変調した光検出信号を、操作パネル
    (3)の光透過部から外方へ発光する発光手段(5)
    と、外方から光透過部を通して受光する光検出信号を受
    光可能な受光手段(6)とからなり、 発光手段(5)は、互いに他の操作検出ユニットUの発
    光手段(5)と重複しないタイミングで光検出信号を繰
    り返して発光し、 該発光手段(5)と同一の操作検出ユニットUの受光手
    段(6)が、該操作検出ユニットUに割り当てられたI
    Dで変調された光検出信号を受光したときに、該操作検
    出ユニットUに対する入力操作が実行されたものとする
    ことを特徴とする操作パネル入力装置。
  4. 【請求項4】 受光手段(6)は、光透過部を通して受
    光する光検出信号のレベルを検出する光量検出手段を備
    え、光検出信号を受光した後、光検出信号のレベル変化
    によって、操作体の操作パネル(3)への接近、若しく
    は離反操作を検出することを特徴とする請求項1乃至3
    のいずれか1項記載の操作パネル入力装置。
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