JP2008257955A - スイッチ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
複数の検知エリアを有したスイッチ装置において、使用者の意図に反して複数の検知エリアを同時に検知した場合、機器が予期せぬ動作をしてしまい、不快感を与えることがあった。
【解決手段】
送信波を発生する発振回路と、送信波を複数の検知エリアに放射する送信アンテナと、検知エリアからの反射波を受信する受信アンテナと、送信波の放射方向を変える制御信号を送信する電波走査制御回路と、送信波と反射波をミキシングして被検知物のドップラー信号を生成する検波回路とを備える高周波センサと、ドップラー信号に基づいて被検知物の動作状態を判断し外部機器に出力信号を送信する制御判断回路とを備えたスイッチ装置において、制御判断回路は、反射波から生成されるドップラー信号を識別し、複数の検知エリアに被検知物が有ると判断した場合、外部機器への出力信号の送信を禁止することを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電波を用いたスイッチ装置に関し、誤検知の発生を回避して信頼性を向上させたスイッチ装置に関する。

従来、複数のスイッチなどが併設された装置において、複数のスイッチが周期的に反応した場合などに、二重押しを防止する方法として、先に押されたスイッチを有効とする先順有効方式や、あらかじめそれぞれのスイッチに優先順位が割り振られており、優先順位の高いものを有効と判断する、優先順位方式などがある。
また、電卓などの速い動作でボタンを押す装置の場合などでは、例えば「１」、「０」と押す場合に、「１」のボタンを押している途中に次の「０」を押すことがよくあり、先順有効方式や、優先順位方式などで二重押しを防止してしまうと、電卓という装置の特性から意味を無くしてしまうため、マイクロコンピュータなどの記憶装置を用いて、あらかじめ最初に押されたボタンを記憶しておき、次に押されたボタンが先に押されたボタンと異なる（上記例では、先に押されたボタンが「１」、後に押されたボタンが「０」で異なる）場合、先に押された「１」のボタンがＯＦＦした時点で、次に押された「０」のボタンを有効にするなどの方法が取られている。（例えば、特許文献１参照）
特開２００５−１４９２２３号公報（第５頁、第９図）

しかし、上述のような二重押し防止では、複数の電磁波等の非接触センサを用いたスイッチ装置の場合、手の平で動作させようと動かしたところ、先に動く肘を検知してしまい、その後に本来の動作対象である手の平を検知するといった状況が発生してしまい、たまたま手の平を検知するセンサの優先順位が高ければよいが、先順優先方式や、電卓方式では、本来動作させたくない肘での検知による機器動作をしてしまい、誤検知による使用者への不快感を与えてしまうことになる。

従来技術のこのような課題に鑑み、本発明の目的は、使用者の走査方法によらず、使用者の意図しない機器動作を無くし、使用者に対して不快感を与えないスイッチ装置を提供することにある。

上記目的を達成するために請求項１記載の発明によれば、
所望の周波数の送信波を発生する発振回路と、
前記送信波を複数の検知エリアに放射する送信アンテナと、
前記検知エリアに存在する被検知物からの反射波を受信信号として受信する受信アンテナと、
前記送信波の放射方向を変えるための制御信号を前記送信アンテナに送信する電波走査制御回路と、
前記送信波と前記反射波をミキシングして前記被検知物のドップラー信号を生成する検波回路とを備える高周波センサと、
前記ドップラー信号に基づいて前記被検知物の動作状態を判断し外部機器に対して出力信号を送信する制御判断回路とを備えたスイッチ装置において、
前記制御判断回路は、前記検知エリアからの反射波によって生成される前記ドップラー信号を識別し、前記複数の検知エリアに被検知物が有ると判断した場合に、前記外部機器への出力信号の送信を禁止することを特徴とする、スイッチ装置。

また、請求項２記載の発明によれば、
所望の周波数の送信波を発生する発振回路と、
前記送信波を複数の検知エリアに放射し、前記検知エリアに存在する被検知物からの反射波を受信信号として受信する送受信アンテナと、
前記送信波の放射方向を変えるための制御信号を前記送送信アンテナに送信する電波走査制御回路と、
前記送信波と前記反射波をミキシングして前記被検知物のドップラー信号を生成する検波回路とを備える高周波センサと、
前記ドップラー信号に基づいて前記被検知物の動作状態を判断し外部機器に対して出力信号を送信する制御判断回路とを備えたスイッチ装置において、
前記制御判断回路は、前記検知エリアからの反射波によって生成される前記ドップラー信号を識別し、前記複数の検知エリアに被検知物が有ると判断した場合に、前記外部機器への出力信号の送信を禁止することを特徴とする、スイッチ装置。

また、請求項３記載の発明によれば、
所望の周波数の送信波を発生する発振回路と、
前記送信波を複数の検知エリアに放射する送信アンテナと、
前記検知エリアに存在する被検知物からの反射波を受信信号として受信する受信アンテナと、
前記送信波の放射方向を変えるための制御信号を前記送信アンテナに送信する電波走査制御回路と、
前記送信波と前記反射波をミキシングして前記被検知物のドップラー信号を生成する検波回路とを備える高周波センサと、
前記ドップラー信号に基づいて前記被検知物の状態を判断し外部機器に対して出力信号を送信する制御判断回路とを備えたスイッチ装置において、
前記電波走査制御回路は、前記送信波の放射方向を複数の検知エリアに周期的に変える制御信号を出力し、前記制御判断回路は、一周期以内に複数の異なる検知エリアに被検知物が有ると判断した場合に、前記外部機器への出力信号を禁止することを特徴とする、スイッチ装置。

また、請求項４記載の発明によれば、
所望の周波数の送信波を発生する発振回路と、
前記送信波を複数の検知エリアに放射し、前記検知エリアに存在する被検知物からの反射波を受信信号として受信する送受信アンテナと、
前記送信波の放射方向を変えるための制御信号を前記送信アンテナに送信する電波走査制御回路と、
前記送信波と前記反射波をミキシングして前記被検知物のドップラー信号を生成する検波回路とを備える高周波センサと、
前記ドップラー信号に基づいて前記被検知物の状態を判断し外部機器に対して出力信号を送信する制御判断回路とを備えたスイッチ装置において、
前記電波走査制御回路は、前記送信波の放射方向を複数の検知エリアに周期的に変える制御信号を出力し、前記制御判断回路は、一周期以内に複数の異なる検知エリアに被検知物が有ると判断した場合に、前記外部機器への出力信号を禁止することを特徴とする、スイッチ装置。

また、請求項５記載の発明によれば、
所望の周波数の送信波を発生する発振回路と、
前記送信波を複数の検知エリアに放射する送信アンテナと、
前記検知エリアに存在する被検知物からの反射波を受信信号として受信する受信アンテナと、
前記送信波の放射方向を変えるための制御信号を前記送信アンテナに送信する電波走査制御回路と、
前記送信波と前記反射波をミキシングして前記被検知物のドップラー信号を生成する検波回路とを備える高周波センサと、
前記ドップラー信号に基づいて前記被検知物の状態を判断し外部機器に対して出力信号を送信する制御判断回路とを備えたスイッチ装置において、
外部機器にどのような動作をさせるかを決定する動作決定モードと、
外部機器が動作中である動作モードを備え、
動作決定モード中においては、前記制御判断回路は、前記検知エリアからの反射波によって生成される前記ドップラー信号を識別し、前記複数の検知エリアに被検知物が有ると判断した場合に、前記外部機器への出力信号の送信を禁止し、
動作モード中においては、前記制御判断回路は、他の検知エリアに被検知物があると判断した場合には、他の検知エリアから得られた情報に基づいて前記外部機器への出力信号を出力することを特徴とするスイッチ装置。

また、請求項６記載の発明によれば、
所望の周波数の送信波を発生する発振回路と、
前記送信波を複数の検知エリアに放射し、前記検知エリアに存在する被検知物からの反射波を受信信号として受信する送受信アンテナと、
前記送信波の放射方向を変えるための制御信号を前記送信アンテナに送信する電波走査制御回路と、
前記送信波と前記反射波をミキシングして前記被検知物のドップラー信号を生成する検波回路とを備える高周波センサと、
前記ドップラー信号に基づいて前記被検知物の状態を判断し外部機器に対して出力信号を送信する制御判断回路とを備えたスイッチ装置において、
外部機器にどのような動作をさせるかを決定する動作決定モードと、
外部機器が動作中である動作モードを備え、
動作決定モード中においては、前記制御判断回路は、前記検知エリアからの反射波によって生成される前記ドップラー信号を識別し、前記複数の検知エリアに被検知物が有ると判断した場合に、前記外部機器への出力信号の送信を禁止し、
動作モード中においては、前記制御判断回路は、他の検知エリアに被検知物があると判断した場合には、他の検知エリアから得られた情報に基づいて前記外部機器への出力信号を出力することを特徴とするスイッチ装置。

本発明によれば、使用者の動作方法によらず、使用者の意図しない動作を無くし、使用者に対して不快感を与えないスイッチ装置を提供することにある。

以下に、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。

図１は、本発明の要旨であるスイッチ装置の構成図を示す。

スイッチ装置は、発振回路１２と、電波走査制御回路１３と、送信受アンテナ１４、検波回路１５、制御判断回路１６から構成される。
発振回路１２は、所望の周波数の送信波を発生させ、電波走査制御回路１３により、送受信アンテナ１４を選択し、所望の検知エリアに向けて送信波が送信される。送受信アンテナ１４より送信された送信波は検知対象物体に反射し、反射波として送受信アンテナ１４に受信される。送受信アンテナ１４から受信された受信波は、再び電波走査制御回路１３を通り、検波回路１５にて送信波と合成され、ドップラー信号となって制御判断回路１６に入力される。制御判断回路１６は、ドップラー信号により検知対象物体の状態を判断し接続される外部機器１８へ出力信号１７として出力する。
ここで、電波走査制御回路１３は、発振回路１２にて発生させた送信波を、所望の検知エリアに送受信アンテナ１４を切替えるものであるため、電子スイッチ的なＩＣであっても、トランジスタやＦＥＴなどの半導体装置を用いて、所望の送信アンテナのみをＯＮさせる方式であってもよい。
さらに、送受信アンテナ１４は、送受別体のアンテナであっても構わない。
制御判断回路１６からの出力信号１７により、例えば検知対象物体の存在有無や、その存在方向（検知エリアの方向）などの情報に基づいて、外部機器１８は動作することとなる。

図２、図３にて、本発明の一実施形態にかかるスイッチ装置の制御判断回路の詳細な動作について説明する。

電波操作制御回路１３は送受信アンテナ１４を切り替え、図２に示すような複数の検知エリア２１〜２４に対して送信波を送信する。それぞれの検知エリア２１〜２４において検知対象物体からの反射波があった場合には、検波回路１５にてドップラー信号として制御判断回路１６に入力される。制御判断回路１６はマイクロコンピュータおよび周辺回路で構成され、前記ドップラー信号により検知エリア内の検知対象物体の存在有無を判断する。このとき、検知対象物体の判断方法としては、ドップラー信号が閾値を超えることで判断してもよいし、一定時間以上、閾値を超えることで判断するなど、複数の条件を組み合わせて判断することで、より精度良く存在有無の判断を行うことが出来る。
このとき、制御判断回路１６は図３のフローチャートに示すように、検知対象物体を検知しＳ３１、その検知エリアが複数であった場合Ｓ３２には、例えば手の平で機器を動作させようとしたにもかかわらず、肘も検知してしまうように、複数の検知エリアに検知対象物体が有ると判断し、本来使用者が意図しない機器を動作させてしまう可能性があるため、制御判断回路１６は外部機器１８への出力信号１７を禁止する。
また、外部機器１８への出力信号１７を禁止するとは、検知対象物体を検知したことをキャンセル、すなわち検知したことを無効にすればよく、外部機器１８の現在の動作状態を保持させる出力信号１７であってもよい。

上記実施例では、電波走査制御回路１３により送受信アンテナ１４を切り替えて、複数の検知エリアに対して送信波を送信することを前提に述べたが、図４のタイミングチャートに示すように電波走査制御回路１３は、複数の検知エリア（（１）〜（４））に対して順次一定周期にて送受信アンテナ１４を切り替えることでもよく、さらにはいずれかの検知エリアに検知対象物体を検知したら、送信波の走査周期を一定周期ではなく、例えば検知している検知エリアを長めに走査するなど、走査方法或いは走査タイミングを可変することでもよい。
また、複数の検知エリアに検知対象物体が有ると判断するとは、同時に複数の検知エリアを検知することでもよいし、ある一定時間内に複数の検知エリアを検知することにより、複数の検知エリアを検知したと判断してもよい。

制御判断回路１６は、通常であれば人体等の対象物体の存在有無を検知して、検知エリアに応じた出力信号１７を外部機器１８に対して出力するが、例えば、特定の検知エリアのみドップラー信号が本来の検知対象物体である人体の周波数とはかけ離れた周波数信号が一定時間以上出力されたり、明らかに高周波センサ前方に手を掲げられたような緩やかなドップラー信号が一定時間以上出力されることや、高周波センサ前方に物が置かれたような、ドップラー信号の基準電圧がずれたり、本来の検知信号とは異なる信号が出力されることを検知して、制御判断回路１６は外部機器１８へ出力信号１７を禁止したり、異常状態であることを報知することでもよい。

本発明の別の実施形態にかかるスイッチ装置の制御判断回路の詳細な動作について説明する。
電波走査制御回路は、図４のタームチャートに示すような一定周期のタイミングで、図２に示すような検知エリア方向に送信波を送信する。すなわち、送信波は図２、図４のそれぞれ（１）、（２）、（３）、（４）、（１）、（２）・・・のように送信波が走査される。
このとき、（１）、（２）、（３）、（４）、（１）と送信波が走査されたときに、（２）の検知エリアに検知対象物体が有ると判断した場合、この（２）を基準として、一周期以内、すなわち（３）、（４）、（１）、（２）と送信波が次に（２）を送信するまでの間に、いずれかの検知エリアに検知対象物体があると判断した場合、例えば（２）を検知した基準とすると、次に（３）、（４）と送信波を走査する（４）の送信波で検知対象物体が有ると判断した場合には、本来使用者が意図しない動作をする恐れがあるため、制御判断回路は、外部機器への出力信号を禁止する。
逆に、（１）、（２）、（３）、（４）、（１）と送信波が走査され、（２）で検知エリアに検知対象物体が有ると判断した場合、この（２）を基準として、順次（３）、（４）、（１）、（２）、（３）、（４）と送信波を送信する２回目の（４）の検知エリアにて検知対象物体が有ると判断した場合、最初に検知した（２）を基準として、次に検知する（４）は一周期以上経過してからの検知のため、制御判断回路は（４）の検知エリアに対応した外部機器動作を行うための、出力信号を出力する。

本発明の別の実施形態にかかるスイッチ装置の制御判断回路の詳細な動作について図５を用いて説明する。
電波走査制御回路１３は、順次一定周期にて送受信アンテナ１４を切り替え、複数の検知エリアに対して送信波を送信する。それぞれの検知エリアにおいて検知対象物体からの反射波があった場合には、ドップラー信号として制御判断回路１６に入力される。ここで、ある検知エリアにて前記ドップラー信号により検知対象物体の存在が有ると判断した場合、制御判断回路１６は外部機器１８に対して対応した出力信号１７を出力し、外部機器１８はそれに応じた動作を行う。
その後、前記検知対象物体の存在が有ると判断した検知エリアに対応し、外部機器１８が動作している状態で、前記制御判断回路１６が他の検知エリアにて検知対象物体の存在が有ると判断した場合には、後者の検知エリアに対応した外部機器１８への出力信号１７を出力する。

このように、外部機器１８への検知動作を確定後、他の検知エリアを検知した場合には、後者の検知エリアに対応した外部機器１８への出力信号１７を出力することにより、緊急性が高い場合などに、使用者の意図する動作をさせることが可能となる。
また、使用者が意図しない場合であったとしても、外部機器１８の動作中に他の動作に切り替わる為、使用者に対してスイッチ装置がうまくセンシングしていないと気付かせることが出来る。

本発明の要旨であるスイッチ装置の構成図。 本発明のスイッチ装置における高周波センサによる検知エリア範囲。 本発明の一実施形態にかかる制御判断回路のフローチャート図。 本発明のスイッチ装置における電波走査制御回路のタイムチャート。 本発明の一実施形態にかかる制御判断回路のフローチャート図。

符号の説明

１１・・・高周波センサ
１２・・・発振回路
１３・・・電波走査制御回路
１４・・・送受信アンテナ
１５・・・検波回路
１６・・・制御判断回路
１７・・・出力信号
１８・・・外部機器
２１、２２、２３、２４・・・高周波センサの検知エリア範囲
４１・・・送信状態
４２・・・非送信状態

Claims (6)

1. 所望の周波数の送信波を発生する発振回路と、
   前記送信波を複数の検知エリアに放射する送信アンテナと、
   前記検知エリアに存在する被検知物からの反射波を受信信号として受信する受信アンテナと、
   前記送信波の放射方向を変えるための制御信号を前記送信アンテナに送信する電波走査制御回路と、
   前記送信波と前記反射波をミキシングして前記被検知物のドップラー信号を生成する検波回路とを備える高周波センサと、
   前記ドップラー信号に基づいて前記被検知物の動作状態を判断し外部機器に対して出力信号を送信する制御判断回路とを備えたスイッチ装置において、
   前記制御判断回路は、前記検知エリアからの反射波によって生成される前記ドップラー信号を識別し、前記複数の検知エリアに被検知物が有ると判断した場合に、前記外部機器への出力信号の送信を禁止することを特徴とする、スイッチ装置。
2. 所望の周波数の送信波を発生する発振回路と、
   前記送信波を複数の検知エリアに放射し、前記検知エリアに存在する被検知物からの反射波を受信信号として受信する送受信アンテナと、
   前記送信波の放射方向を変えるための制御信号を前記送送信アンテナに送信する電波走査制御回路と、
   前記送信波と前記反射波をミキシングして前記被検知物のドップラー信号を生成する検波回路とを備える高周波センサと、
   前記ドップラー信号に基づいて前記被検知物の動作状態を判断し外部機器に対して出力信号を送信する制御判断回路とを備えたスイッチ装置において、
   前記制御判断回路は、前記検知エリアからの反射波によって生成される前記ドップラー信号を識別し、前記複数の検知エリアに被検知物が有ると判断した場合に、前記外部機器への出力信号の送信を禁止することを特徴とする、スイッチ装置。
3. 所望の周波数の送信波を発生する発振回路と、
   前記送信波を複数の検知エリアに放射する送信アンテナと、
   前記検知エリアに存在する被検知物からの反射波を受信信号として受信する受信アンテナと、
   前記送信波の放射方向を変えるための制御信号を前記送信アンテナに送信する電波走査制御回路と、
   前記送信波と前記反射波をミキシングして前記被検知物のドップラー信号を生成する検波回路とを備える高周波センサと、
   前記ドップラー信号に基づいて前記被検知物の状態を判断し外部機器に対して出力信号を送信する制御判断回路とを備えたスイッチ装置において、
   前記電波走査制御回路は、前記送信波の放射方向を複数の検知エリアに周期的に変える制御信号を出力し、前記制御判断回路は、一周期以内に複数の異なる検知エリアに被検知物が有ると判断した場合に、前記外部機器への出力信号を禁止することを特徴とする、スイッチ装置。
4. 所望の周波数の送信波を発生する発振回路と、
   前記送信波を複数の検知エリアに放射し、前記検知エリアに存在する被検知物からの反射波を受信信号として受信する送受信アンテナと、
   前記送信波の放射方向を変えるための制御信号を前記送信アンテナに送信する電波走査制御回路と、
   前記送信波と前記反射波をミキシングして前記被検知物のドップラー信号を生成する検波回路とを備える高周波センサと、
   前記ドップラー信号に基づいて前記被検知物の状態を判断し外部機器に対して出力信号を送信する制御判断回路とを備えたスイッチ装置において、
   前記電波走査制御回路は、前記送信波の放射方向を複数の検知エリアに周期的に変える制御信号を出力し、前記制御判断回路は、一周期以内に複数の異なる検知エリアに被検知物が有ると判断した場合に、前記外部機器への出力信号を禁止することを特徴とする、スイッチ装置。
5. 所望の周波数の送信波を発生する発振回路と、
   前記送信波を複数の検知エリアに放射する送信アンテナと、
   前記検知エリアに存在する被検知物からの反射波を受信信号として受信する受信アンテナと、
   前記送信波の放射方向を変えるための制御信号を前記送信アンテナに送信する電波走査制御回路と、
   前記送信波と前記反射波をミキシングして前記被検知物のドップラー信号を生成する検波回路とを備える高周波センサと、
   前記ドップラー信号に基づいて前記被検知物の状態を判断し外部機器に対して出力信号を送信する制御判断回路とを備えたスイッチ装置において、
   外部機器にどのような動作をさせるかを決定する動作決定モードと、
   外部機器が動作中である動作モードを備え、
   動作決定モード中においては、前記制御判断回路は、前記検知エリアからの反射波によって生成される前記ドップラー信号を識別し、前記複数の検知エリアに被検知物が有ると判断した場合に、前記外部機器への出力信号の送信を禁止し、
   動作モード中においては、前記制御判断回路は、他の検知エリアに被検知物があると判断した場合には、他の検知エリアから得られた情報に基づいて前記外部機器への出力信号を出力することを特徴とするスイッチ装置。
6. 所望の周波数の送信波を発生する発振回路と、
   前記送信波を複数の検知エリアに放射し、前記検知エリアに存在する被検知物からの反射波を受信信号として受信する送受信アンテナと、
   前記送信波の放射方向を変えるための制御信号を前記送信アンテナに送信する電波走査制御回路と、
   前記送信波と前記反射波をミキシングして前記被検知物のドップラー信号を生成する検波回路とを備える高周波センサと、
   前記ドップラー信号に基づいて前記被検知物の状態を判断し外部機器に対して出力信号を送信する制御判断回路とを備えたスイッチ装置において、
   外部機器にどのような動作をさせるかを決定する動作決定モードと、
   外部機器が動作中である動作モードを備え、
   動作決定モード中においては、前記制御判断回路は、前記検知エリアからの反射波によって生成される前記ドップラー信号を識別し、前記複数の検知エリアに被検知物が有ると判断した場合に、前記外部機器への出力信号の送信を禁止し、
   動作モード中においては、前記制御判断回路は、他の検知エリアに被検知物があると判断した場合には、他の検知エリアから得られた情報に基づいて前記外部機器への出力信号を出力することを特徴とするスイッチ装置。

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