JP2002163962A - スイッチ - Google Patents
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Abstract
1と、操作部1により中継された赤外線を検出して検出
信号を出力するよう取り付けられた赤外線検出素子2b
と、赤外線検出素子2bからの検出信号と予め設定され
た閾値とを比較して検出信号が閾値よりも大きい場合に
比較信号を出力する比較器2えと、比較器2eからの比
較信号に基づいて負荷を開閉制御する負荷制御部5と、
を備えた構成にしている。
Description
として使用されるスイッチに関する。
チ操作する手指を検知するために、手指の接近による静
電容量を利用したものとがある。
なるコンデンサを有し、人の手指が接近又は接触したと
きに、そのコンデンサの静電容量が変化することに基づ
いて、操作者が手指でスイッチSを操作しようとしてい
ることを検知し、開閉制御するようにしている。
チにあっては、強く押圧操作することなく、ON/OF
F動作することができる。
に示すように、複数個隣接配置する、いわゆる連設スイ
ッチとして使用した場合、開閉制御しようとしている一
方のスイッチSに手指を近づけると、必然的に、開閉制
御しようとしていない他方のスイッチSにも手指を近づ
けることになるので、一方のスイッチSのみならず、そ
の一方のスイッチSに隣接配置された他方のスイッチS
をも、開閉制御させて、誤動作させてしまう恐れがあ
る。
ので、その目的とするところは、誤動作し難いスイッチ
を提供することにある。
ために、請求項1記載のスイッチは、赤外線を中継する
よう配置された操作部と、操作部により中継された赤外
線を検出して検出信号を出力するよう取り付けられた赤
外線検出素子と、赤外線検出素子からの検出信号と予め
設定された閾値とを比較して検出信号が閾値よりも大き
い場合に比較信号を出力する比較器と、比較器からの比
較信号に基づいて負荷を開閉制御する負荷制御部と、を
備えた構成にしている。
のスイッチにおいて、前記操作部は、金属膜及びその金
属膜の裏側に配置される赤外線透過シートよりなる構成
にしている。
のスイッチにおいて、前記赤外線透過シートは、前記赤
外線検出素子に赤外線を集光させるレンズを兼ねた構成
にしている。
請求項2のいずれかに記載のスイッチにおいて、前記赤
外線検出素子を前記操作部に対して斜めに取り付けた構
成にしている。
請求項4のいずれかに記載のスイッチにおいて、前記赤
外線検出素子は、正負が異なる電極を有したものであっ
て、正負の電極のいずれか一方を赤外線から遮蔽した構
成にしている。
請求項5のいずれかに記載のスイッチにおいて、環境温
度に応じて前記閾値を調整することにより、温度補償す
る構成にしている。
のスイッチにおいて、前記閾値を複数個有し、それらの
複数個の前記閾値を環境温度に応じて切替える構成にし
ている。
請求項5のいずれかに記載のスイッチにおいて、前記閾
値を複数個有し、それらの複数個の前記閾値を切替操作
可能とした構成にしている。
請求項5のいずれかに記載のスイッチにおいて、前記操
作部を前記赤外線検出素子に重合させる場合と重合させ
ない場合とに切替可能に支持した構成にしている。
載のスイッチにおいて、前記操作部を前記赤外線検出素
子と重合させた場合に前記閾値を下げるよう切替可能と
するとともに、前記操作部が前記赤外線検出素子と重合
させない場合に前記閾値を上げるよう切替可能とした構
成にしている。
記載のスイッチにおいて、前記操作部と前記赤外線検出
素子との重合状態を自己検知して前記閾値を切り替える
構成にしている。
図7に基づいて以下に説明する。このスイッチは、図2
に示すように、プレートX1、プレート枠X2、中枠X
3及び取付枠X4に取り付けられた状態で、例えば、住
宅内の廊下等の壁面に設置されて使用されるものであ
る。
所であり、金属薄膜シート1a及びその金属薄膜シート
1aの裏側に配置され得る赤外線透過シート1bよりな
る。この金属薄膜シート1aは、アルミニウム製であっ
て、手指Mの温度が伝わり易いものとなっている。な
お、金属薄膜シート1aの代わりに、金属メッキ膜や金
属蒸着膜でもよい。赤外線透過シート1bは、ポリエチ
レン製であり、手指Mから金属薄膜シートに1a伝わっ
た熱に基づいて金属薄膜シート1aから放射する赤外線
を、後述する焦電素子2bに中継するよう透過させる。
なお、赤外線が透過する材質であれば、ポリエチレンに
限るものではない。
ート1aが放射する赤外線を検出するものであって、レ
ンズ2a、焦電素子2b、増幅回路2c、フィルタ回路
2d、比較回路2e、出力回路2fを備えている。
外線透過シート1bを透過してきた赤外線を集光するも
のであって、焦電素子2bを外囲するようにして設けら
れている。このレンズ2aは、手指Mに接触される操作
部1の大きさに合わせて、集光特性が決定される。
れた基板3の表側の一方面に設けられ、操作部1との間
の距離が、レンズ2aの集光特性等により最適なものと
なるようにしている。この焦電素子2bは、操作部1か
ら放射された赤外線を、レンズ2aを介して検出して、
検出信号を出力する。この焦電素子2bは、図6及び図
7に示すように、正負の異なる電極eを交互に配置して
おり、そのうちの負電極eが遮蔽されるように、シート
状の遮蔽マスクmが表面に設けられている。なお、遮蔽
マスクmは、シート状に限るものではなく、キャップ状
でもよい。
た回路ブロック3aの一部として構成され、焦電素子2
bの出力した検出信号(電圧信号)を増幅する。フィル
タ回路2dは、増幅回路2cと同様に、基板3の両面に
設けられた回路ブロック3aの一部として構成され、増
幅回路2cにより増幅された検出信号のうち所定周波数
帯域の検出信号を出力する。比較回路2eは、フィルタ
回路2dから出力された検出信号と予め設定された閾値
である基準電圧とを比較して、検出信号が閾値よりも大
きい場合に、比較信号を出力する。出力回路2fは、比
較回路2eから出力された比較信号が入力されて、手指
Mの検知結果を出力する。
力された検知結果に基づいて、人体の手指Mが操作部1
に接触したことを判断し、後述する負荷制御回路5に負
荷機器Lを開閉制御させる出力信号を出力する。
判断回路4からの出力信号により、電灯等の負荷機器L
を開閉制御する。なお、この負荷制御回路5は、前述し
た比較回路2e及び出力回路2fと一体化した構成とし
てもよい。
の商用電源EからAC100Vが入力可能となってお
り、このスイッチ内の各部、すなわち、熱線検出部2、
検知判断回路4、負荷制御回路5へ給電する。この電源
部6は、操作部1、熱線検出部2、検知判断回路4及び
負荷制御回路5等と一体化され、スイッチ本体7を構成
している。このスイッチ本体7は、前述した取付枠X4
等に取り付けられて、住宅内の廊下等の壁面に設置され
る。
検知判断回路4を一体化して電源ブロックを構成すると
とともに、操作部1及び熱線検出部2を操作ブロックと
して、両ブロックを離れて取り付け、電源線、GND線
及び熱線検出部信号出力線により接続してもよい。この
とき、電源線、GND線及び熱線検出部信号出力線は、
必要に応じて互いの線の間がシールドされるようにす
る。
を接続し、各操作ブロックを部屋毎等、いろいろな場所
に取り付けることにより、いろいろな場所で、負荷機器
Lの開閉制御を行うことができ、利便性に優れたものと
なる。
1の金属薄膜シート1aは、人体の手指Mにより接触さ
れると、それまで周囲の環境温度と同一であったの金属
薄膜シート1aの温度が上昇し、この温度上昇に相当す
る赤外線が、赤外線透過シート1b及びレンズ2aを経
て、焦電素子2bに入射され、焦電素子2bから検出信
号が出力される。この検出信号は、増幅回路2cにより
増幅された後に、フィルタ回路2dにより、所定周波数
帯域の検出信号のみが取り出されて、図8(a)に示す
ように、フィルタ回路2dから出力される。
からの検知結果の出力により、手指Mが操作部1に接触
していると判断し、負荷機器Lを開閉制御させる出力信
号を負荷制御回路5に出力する。負荷制御回路5は、検
知判断回路4からの出力信号によって、電灯等の負荷機
器Lを開閉制御する。
作しようとした手指Mによる赤外線を操作部1が中継
し、その中継された赤外線を焦電素子2bが検出して出
力した検出信号と予め設定された閾値とを、比較回路2
eが比較して、検出信号が閾値よりも大きい場合に出力
した比較信号に基づいて負荷機器Lが開閉制御されるの
であるから、複数個が隣接配置された場合でも、操作部
1に接触したもののみが開閉制御されるようになるの
で、誤動作し難くなる。
びその金属薄膜シート1aの裏側に配置される赤外線透
過シート1bよりなるのであるから、薄型としたまま
で、補強することができる。
のいずれか一方を赤外線から遮蔽しているから、正負の
電極e間で信号出力の相殺が起きた場合である図8
(b)とは異なって、図8(a)に示すように、大きな
信号出力を得ることができる。
して赤外線を集光しているが、レンズ2aを使用しなく
てもよい。ただし、この場合は、レンズ2aを使用する
場合に比較して、操作部1全面から赤外線が入射される
よう操作部1と焦電素子2bとの間を長くする必要があ
るため、図9に示すように、焦電素子2bを操作部1に
対して斜めに取り付けるようにする。これにより、図1
0に示すように、スイッチそのものを大型化して、操作
部1と焦電素子2bとの間を長くしなくてもよくなる。
部1とは別に設けているが、図11に示すように、赤外
線透過シート1bをフレネルレンズ状とすることによ
り、赤外線透過シート1bにレンズを兼ねさせることに
より、レンズを省略することができる。
薄膜シート1a及びその金属薄膜シート1aの裏側に配
置される赤外線透過シート1bよりなるが、例えば、ブ
リキ製の薄膜よりなるものでもよい。
図12乃至図14に基づいて以下に説明する。なお、第
1実施形態と同一の部材には同一の符号を付し、第1実
施形態と異なるところのみ記す。本実施形態は、基本的
には第1実施形態と同様であるが、温度補償手段8を設
けて、環境温度に応じて、閾値を切替可能としている。
温度を測定して環境温度に応じた出力信号を出力するす
る温度センサ8a、手指Mに接触されていない定常時に
おける定常時温度を温度センサ8aの出力した出力信号
に基づいて判断する温度判断処理部8b、温度判断処理
部8bにより判断された定常時温度と予め設定された所
定温度Tとを比較して閾値を切り替える閾値切替部8c
を備えている。
て、閾値切替部8cによる動作を説明する。定常時温度
と所定温度とを比較して、同図(a)に示すように、定
常時温度が所定温度Tよりも低いときに、同図(b)に
示すように、高閾値Vth1として第1の基準電圧を採
用し、同図(c)に示すように、検知感度を低くする。
この検知感度が低い状態から、図13(a)に示すよう
に、定常時温度が所定温度Tよりも高くなって人体温度
に近くなったとき、同図(b)に示すように、低閾値V
th2として第2の基準電圧を採用し、同図(c)に示
すように、検知感度を低くする。
の効果に加えて、環境温度に応じて閾値を調整すること
により、温度補償するようにしているから、例えば、季
節や暖房の有無等により、検知誤差が発生し難くなる。
えるようにしているから、検知誤差が発生し難くなると
いう効果を確実に奏することができる。
れかを採用して閾値を切り替えるようにしているが、閾
値の候補を3つ以上とし、その3つ以上の閾値のいずれ
かを採用して閾値を切り替えるようにしてもよく、その
ときは、検知誤差が発生し難くなるという効果をさらに
奏することができる。
図15乃至図17に基づいて以下に説明する。なお、第
2実施形態と同一の部材には同一の符号を付し、第2実
施形態と異なるところのみ記す。第2実施形態では、温
度補償手段8を設けて、環境温度に応じて、閾値を切替
可能としているのに対し、本実施形態では、手動により
閾値を切替可能とした構成としている。
bと重合している状態とスイッチ本体7の内部に収納さ
れて重合しなくなる状態とが切り替わるよう、スイッチ
本体7内でスライド自在に支持されており、金属薄膜シ
ート1aがポリエチレン製の赤外線透過シート1bに金
属蒸着膜として形成されている。
前方補助ガイド9及び後方補助ガイド10とともに、操
作部1のスライドのガイドとして機能する。なお、この
レンズ2aは、後方補助ガイド10と連設されてもよ
い。また、このレンズ2aは、操作部1がスライドされ
て、焦電素子2bと重合しない状態となるときに、化粧
カバーとなる。
れ、操作部1をスライドさせるよう手動操作される。1
2は閾値切替スイッチで、操作部1がスライドされてス
イッチ本体7内に収納されたときに、その操作部1によ
り押圧されて、閾値を切り替える。
て、操作部1のスライドにともなう閾値の切替について
説明する。操作部1をスライドさせずに、焦電素子2b
と重合させた状態では、操作部1により閾値切替スイッ
チ12が押圧されていないので、同図(a)に示すよう
に、閾値切替スイッチ12がOFFとなっており、操作
部1と焦電素子2bとが重合していることを自己検知し
て、同図(b)に示すように、高閾値Vth1が採用さ
れ、同図(c)に示すように、検知感度がより低くなっ
ている。その後、操作部1をスライドさせて、操作部1
をスイッチ本体7内に収納した状態では、操作部1によ
り閾値切替スイッチ12が押圧されて、同図(a)に示
すように、閾値切替スイッチ12がONとされ、操作部
1と焦電素子2bとが重合していないことを自己検知し
て、同図(b)に示すように、低閾値Vth2が採用さ
れ、同図(c)に示すように、検知感度がより高くな
る。
の効果に加えて、操作部1を焦電素子2bに重合させる
場合に、焦電素子2bが操作部1に中継された赤外線を
間接的に検出することになるから、焦電素子2bが赤外
線の検出感度が低くなって人体の検知感度が低くなり、
操作部1を焦電素子2bに重合させる場合に、焦電素子
2bが赤外線を直接検出するから、赤外線の検出感度が
高くなって人体の検知感度が高くなる。よって、人体の
検知感度が低い場合に、手指による操作用とすることが
できるとともに、人体の検知感度が高い場合に、人体検
知用とすることができる。
て人体の検知感度が低くなっている場合に、それに合わ
せて閾値を上げるよう切替可能とするとともに、操作部
1を焦電素子2bと重合させずに人体の検知感度が高く
なっている場合に、それに合わせて閾値を下げるよう切
替可能としているから、手指による操作用とした場合及
び人体検知用とした場合のいずれでも、それぞれの用途
に適したものとすることができる。
態を自己検知して閾値を切り替えるようにしているか
ら、閾値を切り替える操作を別にしなくてもよくなる。
製の赤外線透過シート1bに金属蒸着膜として形成して
いるために、赤外線透過シート1bとレンズ2a及び後
方補助ガイド10との滑りが良くなり、操作部1をスラ
イドし易いものとなっている。
ドにより、検知感度の調整と閾値の切替とを連動させて
いるが、検知感度の調整と閾値の切替と別々にしてもよ
く、そのときは、操作部1のスライド状態に合わせて、
検知感度の調整と閾値の切替とを3段階以上で行うこと
ができる。
作しようとした手指による赤外線を操作部が中継し、そ
の中継された赤外線を赤外線検出素子が検出して出力し
た検出信号と予め設定された閾値とを、比較器が比較し
て、検出信号が閾値よりも大きい場合に出力した比較信
号に基づいて負荷が開閉制御されるのであるから、複数
個が隣接配置された場合でも、操作部に接触したものの
みが開閉制御されるようになるので、誤動作し難くな
る。
のスイッチの効果に加えて、操作部は、金属膜及びその
金属膜の裏側に配置される赤外線透過シートよりなるの
であるから、薄型としたままで、補強することができ
る。
のスイッチの効果に加えて、赤外線透過シートは、赤外
線検出素子に赤外線を集光させるレンズを兼ねているか
ら、赤外線を集光させるレンズを別に設けなくてもよく
なる。
請求項2のいずれかに記載のスイッチの効果に加えて、
操作部に対して斜めに取り付けられた操作部は、赤外線
検出素子との間の距離を長くすることができるので、赤
外線検出素子に赤外線を集光させるレンズを設けない場
合でも、赤外線検出素子と操作部との間の距離を長くす
るよう、大型化しなくてもよくなる。
請求項4のいずれかに記載のスイッチの効果に加えて、
赤外線検出素子の有する正負の電極のいずれか一方を赤
外線から遮蔽しているから、正負の電極間で信号出力の
相殺が起きず、大きな信号出力を得ることができる。
請求項5のいずれかに記載のスイッチの効果に加えて、
環境温度に応じて前記閾値を調整することにより、温度
補償するようにしているから、例えば、季節や暖房の有
無等により、検知誤差が発生し難くなる。
を環境温度に応じて切替えるようにしているから、検知
誤差が発生し難くなるという請求項6記載のスイッチの
効果を確実に奏することができる。
請求項5のいずれかに記載のスイッチの効果に加えて、
複数個の閾値を切替操作可能としているから、閾値を上
げることにより感度を低くして、手指による操作用とす
ることもできるし、閾値を下げることにより感度を上げ
て、人体検知用とすることもできる。
請求項5のいずれかに記載のスイッチの効果に加えて、
操作部を赤外線検出素子に重合させる場合に、赤外線検
出素子が操作部に中継された赤外線を間接的に検出する
ことになるから、赤外線検出素子が赤外線の検出感度が
低くなって人体の検知感度が低くなり、操作部を赤外線
検出素子に重合させる場合に、赤外線検出素子が赤外線
を直接検出するから、赤外線の検出感度が高くなって人
体の検知感度が高くなる。よって、人体の検知感度が低
い場合に、手指による操作用とすることができるととも
に、人体の検知感度が高い場合に、人体検知用とするこ
とができる。
外線検出素子と重合させて人体の検知感度が低くなって
いる場合に、それに合わせて閾値を上げるよう切替可能
とするとともに、操作部を赤外線検出素子と重合させず
に人体の検知感度が高くなっている場合に、それに合わ
せて閾値を下げるよう切替可能としているから、手指に
よる操作用とした場合及び人体検知用とした場合のいず
れでも、それぞれの用途に適したものとすることができ
る。
外線検出素子との重合状態を自己検知して閾値を切り替
えるようにしているから、閾値を切り替える操作を別に
しなくてもよくなる。
る。
る。
態を示す正面図である。
態を示す斜視図である。
きと設けないときとでの検出信号の出力値の差異を示す
検出信号出力図である。
して斜めに取り付けた状態を示す側面断面図である。
対して直交して取り付けた状態を示す側面断面図であ
る。
面図である。
出信号出力図である。
を示す側面断面図である。
出信号出力図である。
Claims (11)
- 【請求項1】 赤外線を中継するよう配置された操作部
と、操作部により中継された赤外線を検出して検出信号
を出力するよう取り付けられた赤外線検出素子と、赤外
線検出素子からの検出信号と予め設定された閾値とを比
較して検出信号が閾値よりも大きい場合に比較信号を出
力する比較器と、比較器からの比較信号に基づいて負荷
を開閉制御する負荷制御部と、を備えたことを特徴とす
るスイッチ。 - 【請求項2】 前記操作部は、金属膜及びその金属膜の
裏側に配置さる赤外線透過シートよりなる請求項1記載
のスイッチ。 - 【請求項3】 前記赤外線透過シートは、前記赤外線検
出素子に赤外線を集光させるレンズを兼ねた請求項2記
載のスイッチ。 - 【請求項4】 前記赤外線検出素子を前記操作部に対し
て斜めに取り付けた請求項1又は請求項2のいずれかに
記載のスイッチ。 - 【請求項5】 前記赤外線検出素子は、正負が異なる電
極を有したものであって、正負の電極のいずれか一方を
赤外線から遮蔽した請求項1乃至請求項4のいずれかに
記載のスイッチ。 - 【請求項6】 環境温度に応じて前記閾値を調整するこ
とにより、温度補償するようにした請求項1乃至請求項
5のいずれかに記載のスイッチ。 - 【請求項7】 前記閾値を複数個有し、それらの複数個
の前記閾値を環境温度に応じて切替えるようにした請求
項6記載のスイッチ。 - 【請求項8】 前記閾値を複数個有し、それらの複数個
の前記閾値を切替操作可能とした請求項1乃至請求項5
のいずれかに記載のスイッチ。 - 【請求項9】 前記操作部を前記赤外線検出素子に重合
させる場合と重合させない場合とに切替可能に支持した
請求項1乃至請求項5のいずれかに記載のスイッチ。 - 【請求項10】 前記操作部を前記赤外線検出素子と重
合させた場合に前記閾値を下げるよう切替可能とすると
ともに、前記操作部が前記赤外線検出素子と重合させな
い場合に前記閾値を上げるよう切替可能とした請求項9
記載のスイッチ。 - 【請求項11】 前記操作部と前記赤外線検出素子との
重合状態を自己検知して前記閾値を切り替えるようにし
た請求項10記載のスイッチ。
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---|---|---|---|
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Publications (2)
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JP3952689B2 JP3952689B2 (ja) | 2007-08-01 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009111616A (ja) * | 2007-10-29 | 2009-05-21 | Nakayo Telecommun Inc | 操作装置 |
WO2016038435A1 (ja) * | 2014-09-12 | 2016-03-17 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 配線装置及び配線システム |
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- 2000-11-27 JP JP2000360356A patent/JP3952689B2/ja not_active Expired - Fee Related
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WO2016038435A1 (ja) * | 2014-09-12 | 2016-03-17 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 配線装置及び配線システム |
JP2016058332A (ja) * | 2014-09-12 | 2016-04-21 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 配線装置及び配線システム |
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