JP2023069546A - 近接センサ、及びそれを備える配線器具 - Google Patents

近接センサ、及びそれを備える配線器具 Download PDF

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Abstract

【課題】感度の低下を抑制した近接センサ及び配線器具を提供する。【解決手段】近接センサは、発光部及び受光部を有する検知部と、導光部材30とを備える。導光部材30は、検知部と対向する第1面に、発光部と対向する第1領域31、及び、受光部と対向する第2領域32を有し、第1面と反対側の第2面に第3領域33を有する。導光部材30は、第1領域31から入射した光を第3領域33に導光して第3領域33から外部に出射させ、第3領域33から入射した検知対象による反射光を第2領域32に導光して第2領域32から受光部に出射させる。導光部材30には、発光部及び受光部が配列する配列方向において検知部の両側に位置する第1端部301及び第2端部302の少なくとも一方に、配列方向に沿って突出する第1突出部41、及び、検知部に向かって突出する第2突出部42の少なくとも一方が設けられている。【選択図】図3

Description

本開示は、近接センサ、及びそれを備える配線器具に関する。より詳細には、本開示は、検知対象の接近を検知する近接センサ、及びそれを備える配線器具に関する。
特許文献1は、発光部、受光部、及び窓部材を備える近接センサを開示する。窓部材は、発光部及び受光部の前方に設けられている。発光部が発した検知光は窓部材から外部へ出射する。被検知物からの検知光の反射光は窓部材を通って受光部へ入射する。
特開2017-68999号公報
上記特許文献1の近接センサにおいて、発光部から出射した光の一部が窓部材の外周面で全反射すると、外周面で全反射された光が受光部に入射してクロストークが発生する可能性がある。このようなクロストークが発生すると、近接センサの感度が低下する可能性がある。
本開示の目的は、感度の低下を抑制した近接センサ、及びそれを備える配線器具を提供することにある。
本開示の一態様の近接センサは、検知部と、導光部材と、を備える。前記検知部は、光を出射する発光部、及び、入射した光に応じた電気信号を出力する受光部を有する。前記導光部材は、前記検知部と対向する第1面に、前記発光部と対向する第1領域、及び、前記受光部と対向する第2領域を有し、前記第1面と反対側の第2面に第3領域を有する。前記第1領域及び前記第2領域は前記発光部及び前記受光部が並ぶ配列方向に沿って設けられる。前記導光部材は、前記第1領域から入射した光を前記第3領域に導光して前記第3領域から外部に出射させ、前記第3領域から入射した検知対象による反射光を前記第2領域に導光して前記第2領域から前記受光部に出射させる。前記導光部材には、前記配列方向において前記検知部の両側に位置する第1端部及び第2端部の少なくとも一方に、前記配列方向に沿って突出する第1突出部、及び、前記検知部に向かって突出する第2突出部の少なくとも一方が設けられている。
本開示の一態様の配線器具は、前記近接センサと、前記検知部の検知結果に基づいて機器を制御する制御部と、を備える。
本開示によれば、感度の低下を抑制することができる。
図1は、本開示の一実施形態に係る近接センサを備える配線器具の分解斜視図である。 図2は、同上の配線器具のブロック図である。 図3は、同上の近接センサが備える導光部材の下面図である。 図4は、同上の導光部材の背面図である。 図5は、同上の導光部材の外観斜視図である。 図6は、同上の配線器具の断面図である。 図7は、図6のA部を拡大した図である。 図8は、同上の配線器具の外観斜視図である。 図9は、同上の配線器具の正面図である。 図10は、同上の配線器具の背面図である。 図11は、同上の配線器具が備える外カバーの背面図である。 図12は、変形例1の近接センサが備える導光部材の下面図である。 図13は、変形例2の近接センサが備える導光部材の外観斜視図である。 図14は、変形例2の近接センサが備える導光部材の断面図である。
(実施形態)
(1)概要
以下の実施形態において説明する各図は、模式的な図であり、各図中の各構成要素の大きさ及び厚さそれぞれの比が、必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。
本実施形態の近接センサ10は、例えば、人体、物体などの検知対象を検知するために用いられる。以下では、近接センサ10の検知対象が人体である場合を例に説明するが、近接センサ10の検知対象は人体に限定されず、物体などでもよい。
近接センサ10は、図1に示すように、検知部20と、導光部材30と、を備える。
検知部20は、図2に示すように、光を出射する発光部21と、入射した光に応じた電気信号を出力する受光部22と、を有する。
導光部材30は、図1及び図3~図7に示すように、検知部20と対向する第1面30Aに、発光部21と対向する第1領域31、及び、受光部22と対向する第2領域32を有する。導光部材30は、第1面30Aと反対側の第2面30Bに第3領域33を有する。第1領域31及び第2領域32は、発光部21及び受光部22が並ぶ配列方向DR1(図7参照)に沿って設けられている。導光部材30は、第1領域31から入射した光を第3領域33に導光して第3領域33から外部に出射させる。導光部材30は、第3領域33から入射した検知対象B1(図6参照)による反射光を第2領域32に導光して第2領域32から受光部22に出射させる。図6のC1は、発光部21から出射した光が導光部材30を介して空間A1に出射して検知対象B1に当たり、検知対象B1による反射光が導光部材30を通って受光部22に入射する光路の一例を示している。
導光部材30には、配列方向DR1において検知部20の両側に位置する第1端部301及び第2端部302の少なくとも一方に、第1突出部41及び第2突出部42の少なくとも一方が設けられている。第1突出部41は、第1端部301及び第2端部302の少なくとも一方から、配列方向DR1に沿って突出する。第2突出部42は、第1端部301及び第2端部302の少なくとも一方から、検知部20に向かって突出する。
ここにおいて、第1領域31が発光部21と「対向する」とは、第1領域31が発光部21と直接対向することに限定されず、第1領域31は、透光性を有する1以上の透光部材を介して、発光部21と対向してもよい。同様に、第2領域32が受光部22と「対向する」とは、第2領域32が受光部22と直接対向することに限定されず、第2領域32が、透光性を有する1以上の透光部材を介して受光部22と対向してもよい。また、検知対象B1は、第3領域33が対向する空間A1において、近接センサ10の検知範囲内に存在する人体の一部(例えば手)などである。なお、検知対象B1は人体の一部に限定されず、移動可能な物体でもよい。第3領域33は、検知対象B1が存在する空間B1と直接対向することに限定されず、透光性を有する1以上の透光部材を介して空間A1と対向してもよい。また、第2突出部42が検知部20に向かって突出するとは、導光部材30と検知部20とが並ぶ方向において、検知部20に近づく向きに突出することを言う。
図1及び図3~図7に示す形態では、第1端部301及び第2端部302の各々に第1突出部41及び第2突出部42を含む導光部40が設けられている。ここで、導光部40は、導光部材30の内部を第1面30Aに向かって進行するノイズ光を第4領域34に導光して第4領域34から外部に出射させる機能を有しており、第4領域34は、第1端部301及び第2端部302の両方に設けられた導光部40の表面の少なくとも一部を含む。ノイズ光は、第1領域31から導光部材30の内部に入射した発光部21の出射光のうち、導光部材30の第2面30B又は側面などで反射し、第1面30Aに向かって進行する光(例えば図7において光路C3,C4を通る光)含む。また、ノイズ光は、第3領域33から導光部材30の内部に入射して第1面30Aに向かって進行する光であって、検知対象B1による反射光以外の光(例えば図7において光路C2を通る光)を含む。以下の実施形態では、導光部40が、第1端部301に設けられた第1の導光部40A、及び、第2端部302に設けられた第2の導光部40Bを含んでいるが、導光部40は、第1端部301及び第2端部302の一方のみに設けられてもよい。言い換えると、以下の実施形態では、導光部材30には、第1端部301及び第2端部302のそれぞれに、第1突出部41及び第2突出部42の少なくとも一方が設けられているが、第1端部301及び第2端部302の一方のみに第1突出部41及び第2突出部42の少なくとも一方が設けられていてもよい。
また、以下では、近接センサ10が、施設の壁などに設置される配線器具1に適用される場合を例に説明を行う。
配線器具1は、近接センサ10と、検知部20の検知結果に基づいて機器3を制御する制御部50(図2参照)と、を備える。
ここにおいて、機器3の「制御」は、機器3に電力を供給する給電状態と機器3への電力供給を停止する給電停止状態とを切り替える制御でもよいし、有線通信又は無線通信により制御信号を機器3に送信することで機器3の動作状態を制御してもよい。
本実施形態の近接センサ10によれば、発光部21から出射された光の一部が、第1領域31から導光部材30の内部に入射した後、導光部材30の内面で反射された場合、導光部材30の内面で反射された光の一部は第1突出部41又は第2突出部42に導かれて、第1突出部41又は第2突出部42から外部に出射する。また、第3領域33から導光部材30の内部に入射した光のうち、検知対象B1による反射光以外の光の一部は、第1突出部41又は第2突出部42に導かれて、第1突出部41又は第2突出部42から外部に出射する。したがって、導光部材30の内部を第1面30Aに向かって進行するノイズ光のうち、第2領域を通って受光部22に入射する光を減らすことができ、クロストーク或いは外部から入射するノイズ光による誤検知を抑制することで、近接センサ10の感度の低下を抑制できる、という利点がある。
(2)詳細
以下、本実施形態に係る近接センサ10、及び近接センサ10を備える配線器具1について図面を参照して詳しく説明する。以下の説明において、図1においてX軸方向を左右方向、Y軸方向を前後方向(奥行き方向)、Z軸方向を上下方向と規定する。さらに、X軸方向の正の向きを右側、Y軸方向の正の向きを前側、Z軸方向の正の向きを上側と規定する。ただし、これらの方向は一例であり、近接センサ及び配線器具の使用時の方向を限定する趣旨ではない。また、図面中の各方向を示す矢印は説明のために表記しているに過ぎず、実体を伴わない。
(2.1)構成
まず、配線器具1の内部回路について図2を参照して説明する。図2は、本実施形態の配線器具1の概略的なブロック図である。
配線器具1は、上述のように、近接センサ10(図1参照)と、制御部50と、を備える。また、配線器具1は、一対の第1端子T11,T12と、一対の第2端子T21,T22と、スイッチ51と、表示部52と、明るさセンサ53と、温度センサ54と、電源部55と、を更に備える。
一対の第1端子T11,T12には電線を介して商用交流電源のような電源2が接続される。
一対の第2端子T21,T22には電線を介して照明器具などの機器3が接続される。
電源部55は、第1端子T11,T12を介して入力される交流電圧を降圧した後、整流、平滑して所定電圧値の直流電圧に変換する。電源部55は、検知部20、制御部50、表示部52、明るさセンサ53、及び温度センサ54等の内部回路に対して、動作に必要な電圧を供給する。
スイッチ51は、例えばMOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)又は三端子サイリスタなどの半導体スイッチを含み、制御部50によってオン又はオフに制御される。スイッチ51は、第2端子T22と第1端子T12との間に電気的に接続されている。また第1端子T11と第2端子T21とは内部の導電部材を介して電気的に接続されている。これにより、スイッチ51の両端間に電源2と機器3とが直列に接続されており、スイッチ51のオン/オフによって機器3に電力が供給される給電状態と機器3への電力供給が遮断される給電停止状態とが切り替えられる。
検知部20は、発光部21と、受光部22と、検知回路23と、を備える。
発光部21は、例えば、赤外領域の光を発光する赤外発光ダイオードを有する。発光部21は、例えば、赤外光を常時発光するように構成されてもよいし、所定の時間間隔で赤外光を発光するように構成されてもよい。発光部21が出射した光は、導光部材30及び透光カバー60(図1参照)を介して空間A1に出射される。
受光部22は、例えば、赤外領域の光に感度を有するフォトダイオードを有する。導光部材30の第2領域32から出射した光が受光部22に入射すると、受光部22は、入射した光を電気信号に変換して検知回路23に出力する。受光部22は、受光した光の光量に応じた電圧レベルの電気信号を検知回路23に出力する。
検知回路23は、受光部22から入力される電気信号に基づいて、検知対象B1(例えば人体の一部など)の存否を検知する。検知回路23は、受光部22が出力した電気信号の電圧レベルが所定の閾値を上回ると、検知対象B1が存在することを示す検知信号を制御部50に出力する。一方、受光部22が出力した電気信号の電圧レベルが所定の閾値以下であれば、検知部20は、検知対象B1が存在しないことを示す検知信号を制御部50に出力する。
表示部52は、2個の発光ダイオード521(図1参照)を含む。制御部50は、照明器具である機器3の消灯時に、2個の発光ダイオード521を点灯させることによって、透光カバー60の突出部61を発光させる。これにより、周囲が暗い場合でも、突出部61が明るく光るので、ユーザは突出部61の位置(つまり配線器具1の位置)を把握することができる。
明るさセンサ53は、近赤外領域の光に感度を有している。明るさセンサ53は、例えばフォトダイオード等を有し、空間A1の明るさを検知して、検知結果を制御部50に出力する。
温度センサ54は、配線器具1の周囲の温度を検知する。温度センサ54は、例えばサーミスタなどの感温素子を有している。温度センサ54は、例えば検知部20の温度を検知して、検知結果を制御部50に出力する。
制御部50は、1以上のプロセッサ及びメモリを有するコンピュータシステムを主構成とする。コンピュータシステムのメモリに記録されたプログラムを、コンピュータシステムのプロセッサが実行することにより、制御部50の機能が実現される。プログラムは、メモリに記録されていてもよいし、インターネット等の電気通信回線を通して提供されてもよく、メモリカード等の非一時的記録媒体に記録されて提供されてもよい。
制御部50は、検知部20の検知結果に基づいてスイッチ51のオン/オフを制御する。また、制御部50は、スイッチ51のオン時(つまり照明器具の点灯時)には発光ダイオード521を消灯させ、スイッチ51のオフ時(つまり照明器具の消灯時)には発光ダイオード521を点灯させる。
また、制御部50は、明るさセンサ53及び温度センサ54の検出結果に応じて、検知回路23の閾値を調整する機能を有している。ここにおいて、検知回路23の閾値は、第1閾値と、第1閾値よりも高い第2閾値との2段階に切替可能である。
制御部50は、検知部20の検知結果と、明るさセンサ53の検知結果とに基づいて機器3を制御する。具体的には、制御部50は、明るさセンサ53が検出した明るさが所定の第1基準値よりも暗い場合、検知回路23の閾値を第1閾値に設定する。また、制御部50は、明るさセンサ53が検出した明るさが第1基準値と同じか又は第1基準値よりも明るい場合、検知回路23の閾値を第2閾値に設定する。周囲の明るさが第1基準値と同じか又は第1基準値よりも明るい場合、検知回路23の閾値が第1閾値よりも高い第2閾値に設定されるので、外部の光(例えば太陽光等)による検知回路23の誤検知を抑制できる。
また、制御部50は、検知部20の検知結果と、温度センサ54の検知結果とに基づいて機器3を制御する。具体的には、制御部50は、温度センサ54が検出した温度が所定の第2基準値よりも低い場合、検知回路23の閾値を第1閾値に設定する。また、制御部50は、温度センサ54が検出した温度が第2基準値と同じか又は第2基準値以上である場合、検知回路23の閾値を第2閾値に設定する。検知回路23の出力は温度上昇によって増加する傾向があるが、温度センサ54が検出した温度が第2基準値以上である場合は、検知回路23の閾値が第1閾値よりも高い第2閾値に設定されるので、検知回路23の誤検知を抑制できる。
次に、配線器具1の構造について図1~図11を参照して説明する。
配線器具1は、ボディ71及びカバー72を有するケース70と、前面パネル90と、を更に備えている。配線器具1は、例えば、合成樹脂製の取付枠100を用いて、施設の壁200(図6参照)などに取り付けられる。
取付枠100は、例えば、日本工業規格で規格化されているワイドハンドル形スイッチ専用取付枠である。取付枠100の中央には矩形の窓孔101が設けられており、この窓孔101内に配線器具1のケース70が嵌め込まれる。取付枠100は、窓孔101の左右両側に一対の側壁102を有している。一対の側壁102の各々には、全部で8個の嵌合孔103が長手方向(上下方向)に間隔を開けて設けられている。また、窓孔101の上下両側には、取付片104がそれぞれ設けられている。各取付片104の中央には、壁200に埋め込まれたスイッチボックスに取付枠100を固定するためのねじが挿入される長孔105が設けられている。各取付片104には、長孔105に対して窓孔101と反対側に、2つの丸孔106が左右方向において間隔を開けて設けられている。また、各取付片104には、2つの丸孔106の中間に、取付枠100の前面を覆う矩形のプレート枠を取り付けるためのねじ穴107が設けられている。なお、プレート枠には、前面パネル90が露出させる矩形の窓孔が設けられている。
この取付枠100は、長孔105に通したねじで、壁200に埋め込まれたスイッチボックスに固定するか、あるいは、挟み金具を用いて石膏ボードなどの壁に固定される。また、取付枠100は、丸孔106に通したタッピングねじで木製の壁などに固定される。また、取付枠100の前面にプレート枠を配置し、プレート枠の孔に通したねじをねじ穴107にネジ込むことによって、取付枠100にプレート枠が固定される。図1ではプレート枠の図示を省略している。
ケース70は、ボディ71とカバー72とを結合することによって矩形箱形に形成される。
ボディ71は、ケース70の後部を構成する。ボディ71は、例えば合成樹脂により、前面に開口を有する矩形の箱形に形成されている。ボディ71の後面の左側及び右側には、それぞれ電線が挿入される電線挿入孔75が2個ずつ設けられている(図10参照)。ボディ71の後面の左側及び右側に設けられた各一対の電線挿入孔75のうち、片側の2個の電線挿入孔75には、第1端子T11,T12にそれぞれ接続される2本の電線が挿入され、残りの2個の電線挿入孔75には、第2端子T21,T22にそれぞれ接続される2本の電線が挿入される。
カバー72は、ケース70の前部を構成する。カバー72は、例えば合成樹脂により、後面に開口を有する矩形の箱形に形成されている。また、カバー72の前面の中央には、導光部材30の第3領域33を露出させるための角孔状の窓孔76が設けられている。また、カバー72の左右の側壁には、取付枠100の左右の側壁102において上下方向の中央に設けられた2つの嵌合孔103にそれぞれ嵌め込まれる2つの突起77が設けられている。
カバー72の上側壁及び下側壁には、それぞれ、左右方向の両端部から後方に突出する一対の突出片74が設けられている。一方、ボディ71の上側壁及び下側壁には、それぞれ、一対の突起73が設けられている。ボディ71とカバー72とを前後方向において突き合わせ、ボディ71の突起73を、カバー72の突出片74の孔に嵌め合わせることで、ボディ71とカバー72とが結合されてケース70が組み立てられる。
ケース70の内部には、第1基板81、第2基板82、及び導光部材30などの部品が収容されている。第2基板82は、第1基板81の後側に位置するように、ケース70の内部に収容されている。
第1基板81には、検知部20、制御部50、表示部52、明るさセンサ53、及び温度センサ54等の部品が実装されている。検知部20は、カバー72の窓孔76に対応する位置に実装されている。ここで、検知部20が備える発光部21及び受光部22は、左右方向である配列方向DR1に沿って並んでいる。第1基板81には、検知部20の右側に長孔83が設けられ、検知部20の左側には丸孔84が設けられている。また、表示部52は、例えば緑色発光の2個の発光ダイオード521を含み、2個の発光ダイオード521は検知部20の上側及び下側に1つずつ配置されている。
第2基板82には、第1端子T11,T12、第2端子T21,T22、及び電源部55等の部品が実装されている。第1端子T11,T12及び第2端子T21,T22は、ボディ71の後面に設けられた2対の電線挿入孔75に対応する位置に配置されている。
導光部材30は、検知部20及び2個の発光ダイオード521の前側に位置するように、ケース70の内部に収容されている。
導光部材30は、図3及び図5に示すように、直方体状の主部300と、主部300の右側の第1端部301及び左側の第2端部302にそれぞれ設けられた2個の導光部40(第1の導光部40A及び第2の導光部40B)と、を備えている。導光部材30の第1端部301及び第2端部302は、配列方向DR1において検知部20の両側に位置する。導光部40は、第1端部301及び第2端部302の少なくとも一方に設けられ、導光部材30の内部を第1面30Aに向かって進行するノイズ光を第4領域34に導光して第4領域34から外部に出射させる。
主部300の後面である第1面30Aには、検知部20の発光部21と対向する領域に、発光部21からの光が入射する第1領域31が設けられている。
主部300の第1面30Aには、検知部20の受光部22と対向する領域に第2領域32が設けられており、導光部材30の内部から第2領域32を通って外部に出射した光が受光部22に入射する。第1面30Aにおいて第1領域31と第2領域32とは配列方向DR1に沿って設けられている。ここで、第2領域32には、第2領域を通過する光を受光部22に集光する集光部321が設けられている。集光部321は、受光部22に向かって突出する凸レンズ状の集光レンズを含んでいる。なお、集光部321は、凸レンズ状の集光レンズを含むものに限定されず、フレネルレンズ形状のレンズでもよい。
また、主部300の後面には、配列方向DR1と直交する方向(上下方向)において、第1領域31及び第2領域32を挟んで両側に、2つの光入射面35が設けられている。2つの光入射面35は、第1基板81に実装された2個の発光ダイオード521にそれぞれ対向している。2個の発光ダイオード521の各々から出射された光は光入射面35を通って導光部材30の内部に入り、導光部材30の内部を通って第3領域33に導かれ、第3領域33から外部へ出射される。第3領域33から出射した発光ダイオード521の光は、透光カバー60を通って空間A1に出射されるので、空間A1に存在するユーザは、透光カバー60を通って出射する発光ダイオード521の光を確認することができる。
主部300の前面は矩形状に形成されており、主部300の前面が第3領域33となる。主部300の前端は、カバー72の窓孔76から前方に露出する。主部300の前面の第3領域33は透光カバー60の後面と対向しており、導光部材30は、透光カバー60を介して空間A1と対向する。
第1端部301に設けられた導光部40(第1の導光部40A)は、第1端部301から配列方向DR1に沿って右向きに突出する第1突出部41と、第1突出部41の後部から検知部20に向かって(つまり後方に)突出する第2突出部42と、を含んでいる。また、第1端部301に設けられた導光部40は、第2突出部42から配列方向DR1において検知部20と反対向き(つまり右向き)に突出する第3突出部43を更に含んでいる。また、第1端部301に設けられた導光部40の下面には、下向きに突出する直方体状の嵌合突起45が設けられている。
第2端部302に設けられた導光部40(第2の導光部40B)は、第2端部302から配列方向DR1に沿って左向きに突出する第1突出部41と、第1突出部41の後部から検知部20に向かって(つまり後方に)突出する第2突出部42と、を含んでいる。また、第2端部302に設けられた導光部40は、第2突出部42から配列方向DR1において検知部20と反対向き(つまり左向き)に突出する第3突出部43を更に含んでいる。また、第2端部302に設けられた導光部40の下面(つまり、第2突出部42及び第3突出部43の下面)には、下向きに突出する円柱状の嵌合突起46が設けられている。
上述のように導光部40は、第1端部301及び第2端部302の両方から配列方向DR1に沿って突出する第1突出部41を含んでいるが、第1端部301及び第2端部302の一方のみに第1突出部41が設けられていてもよい。つまり、導光部40は、第1端部301及び第2端部302の少なくとも一方から配列方向DR1に沿って突出する第1突出部41を含んでいればよく、第4領域34は、第1突出部41の表面の少なくとも一部の領域を含む。
また、導光部40は、第1端部301及び第2端部302の両方から検知部20に向かって突出する第2突出部42を含んでいるが、第1端部301及び第2端部302の一方のみに第2突出部42が設けられていてもよい。つまり、導光部40は、第1端部301及び第2端部302の少なくとも一方から検知部20に向かって突出する第2突出部42を含んでいればよく、第4領域34は、第2突出部42の表面の少なくとも一部の領域を含む。言い換えると、導光部材30には、第1端部301及び第2端部302の少なくとも一方に第2突出部42のみが設けられていてもよい。
また、本実施形態では、第1端部301及び第2端部302のそれぞれに第1突出部41と第2突出部42とが設けられており、第1突出部41と第2突出部42とは連なって設けられているので、ノイズ光を第1突出部41から第2突出部42へと逃がして第2突出部42の表面から外部へ出射させることができる。なお、本実施形態では、第1端部301及び第2端部302のそれぞれに第1突出部41と第2突出部42とが設けられているが、第1端部301及び第2端部302の少なくとも一方に、第1突出部41と第2突出部42とが設けられていてもよい。
また、導光部40は、第2突出部42から配列方向DR1において検知部20と反対向きに突出する第3突出部43を更に含んでいる。言い換えると、導光部材30には、第1端部301及び第2端部302のそれぞれに、第2突出部42と、第3突出部43とが設けられており、ノイズ光を第2突出部42から第3突出部43へと逃がして第3突出部43の表面から外部へ出射させることができる。
ここで、第1基板81の長孔83に嵌合突起45を挿入し、第1基板81の丸孔84に嵌合突起46を挿入した状態で、接着又は圧着などの適宜の方法で、導光部材30が第1基板81の前面に固定される。導光部材30が第1基板81の前面に固定された状態では、検知部20の発光部21が第1領域31に対向し、検知部20の受光部22が第2領域32に対向する。また、2個の発光ダイオード521に、導光部材30の2つの光入射面35がそれぞれ対向する。
発光部21からの光は第1領域31から導光部材30の内部に入射し、第3領域33から外部に出射する。また、第3領域33から外部に出射した光が、空間A1に存在する検知対象B1によって反射されて第3領域33から導光部材30の内部に入射すると、導光部材30の内部に入射した光は第2領域32に導かれ、第2領域32から外部に出射して受光部22に入射する。
ケース70は取付枠100の窓孔101に後側から挿入され、カバー72の左右の側壁にある2個の突起77を、左右の側壁102に設けられた2個の嵌合孔103に嵌め込むことによって、ケース70が取付枠100に取り付けられる。ケース70が取付枠100に取り付けられた状態では、カバー72の前部が取付枠100の窓孔101から前方に突出している。
前面パネル90は、図1及び図9に示すように、合成樹脂により前面が矩形状に形成されている。前面パネル90の前面の中央には、カバー72の窓孔76に対応する位置に角孔状の窓孔92が設けられている。図11に示すように、前面パネル90の後面には、左右両側部からそれぞれ後方に突出する2個のフック91が設けられている。左右のフック91をカバー72の左右に設けられた凹部78にそれぞれ引っかけることによって、前面パネル90がカバー72の前側に取り付けられる。
前面パネル90の裏面には、透光カバー60(図1参照)と、遮光部65(図1参照)とが取り付けられている。本実施形態では、近接センサ10が、導光部材30の第3領域33と対向して配置された、光透過性を有する透光カバー60を、更に備えている。透光カバー60が導光部材30の前側に配置されているので、透光カバー60で導光部材30を保護することができる。
透光カバー60は、ポリカーボネート樹脂又はアクリル樹脂などの透光性を有する合成樹脂により形成されている。透光カバー60は、前側から見た形状が矩形状に形成されている。透光カバー60の前面の中央には、前面パネル90の窓孔92に挿入される台状の突出部61が設けられている。言い換えると、透光カバー60は、導光部材30と反対向きに突出する突出部61を有している。
ここで、透光カバー60には、透光カバー60を透過する光を拡散させる光拡散部611が設けられている。光拡散部611は、例えば突出部61の表面に形成された微細な凹凸形状を有し、光拡散部611によって透光カバー60を透過する光を拡散させることができる。図7の角度θ1は、光拡散部611が設けられていない場合に透光カバー60から出射される光の広がり角であり、図7中の角度θ2は、光拡散部611が設けられている場合に透光カバー60から出射される光の広がり角である。光拡散部611が設けられていない場合は、透光カバー60から出射される光の広がり角が狭くなるので、配線器具1の近くに手をかざした場合でも手の位置が突出部61の正面から外れていると、検知部20が手を検知しにくくなる。それに対して、本実施形態では突出部61に光拡散部611が設けられているので、透光カバー60から出射される光の広がり角を広げることができ、検知対象である人体(例えば手など)を検知しやすくなるという利点がある。
また、透光カバー60には、突出部61の左右両側に、上下方向に沿って延びる長孔62がそれぞれ設けられている。
また、配線器具1は、透光カバー60に対して導光部材30と反対側に配置される遮光部65を更に有している。遮光部65は、前面パネル90に比べて透光性が低い合成樹脂により矩形板状に形成されており、例えば、可視光が透過しにくい黒色に形成されている。遮光部65は、前面パネル90の裏面と透光カバー60との間に配置される。遮光部65の中央には、透光カバー60の突出部61を通すための四角形の貫通孔66が設けられている。つまり、突出部61は、遮光部65に設けられた貫通孔66に挿入されている。また、遮光部65には、透光カバー60に設けられた2つの長孔62にそれぞれ対応する位置に2つの貫通孔67が設けられている。
前面パネル90の裏面には、図6及び図11に示すように、窓孔92の左右両側に2つの突起93が設けられており、2つの突起93を用いて透光カバー60と遮光部65とが前面パネル90の裏側に取り付けられる。2つの突起93の各々に貫通孔67及び長孔62が挿入されるようにして、前面パネル90の裏面に遮光部65と透光カバー60とを重ねて配置する。ここで、遮光部65は、前面パネル90の裏面と透光カバー60との間に配置される。そして、透光カバー60の裏面から突出する2つの突起93の先端に圧力又は熱を加えて潰すことによって、透光カバー60及び遮光部65を前面パネル90の裏面に固定する。透光カバー60及び遮光部65が前面パネル90に取り付けられた状態では、透光カバー60の突出部61の前面は、前面パネル90の窓孔92から前方に露出している。
(2.2)動作説明
本実施形態の配線器具1の動作を以下に説明する。
本実施形態の配線器具1は機器3を操作するために使用される。
配線器具1が備える近接センサ10の発光部21は常時又は定期的に光を出射しており、発光部21の出射光は導光部材30と透光カバー60とを介して空間A1に照射される。
照明器具である機器3への電力供給が停止している給電停止状態で、ユーザが前面パネル90の窓孔92から露出する透光カバー60の突出部61に手を近づけると、ユーザの手で反射した反射光が透光カバー60と導光部材30とを介して受光部22に入射する。検知回路23は、受光部22から出力される電圧信号の信号レベルが閾値を上回ると、検知対象B1が存在することを示す検知信号を制御部50に出力する。このとき、制御部50は、検知回路23から入力される検知信号に基づいてスイッチ51をオンにして、機器3に電力を供給する給電状態に切り替え、照明器具である機器3を点灯させる。制御部50は、給電停止状態から給電状態に切り変えると、表示部52が備える発光ダイオード521を消灯させる。
また、照明器具である機器3へ電力を供給している給電状態で、ユーザが透光カバー60の突出部61に手を近づけると、ユーザの手で反射した反射光が透光カバー60と導光部材30とを介して受光部22に入射する。検知回路23は、受光部22から出力される電圧信号の信号レベルが閾値を上回ると、検知対象B1が存在することを示す検知信号を制御部50に出力する。このとき、制御部50は、検知回路23から入力される検知信号に基づいてスイッチ51をオフにして、機器3への電力供給を遮断する給電停止状態に切り替え、照明器具である機器3を消灯させる。制御部50は、給電状態から給電停止状態に切り変えると、表示部52が備える発光ダイオード521を点灯させる。
本実施形態では、透光カバー60の突出部61に光拡散部611を設けることで、透光カバー60から空間B1に出射する光の広がり角を広げているので、検体対象B1を検知可能な範囲を広げることができ、使い勝手が向上する。
また、導光部材30の第1領域31に正のパワーを有するレンズを設けることで、第1領域31を通過する光を平行光に近づけることができ、導光部材30の第2面30Bで内側に反射される光を低減して、クロストークの発生を抑制できる。また、導光部材30の第2面30Bで内側に反射される光を低減することによって、第3領域33から前方に出射する光を増やしているので、光拡散部611によって光の広がり角を広げた場合でも、透光カバー60から出射する光のパワーを高めることができ、検知部20の検知感度が向上するという利点がある。
また、導光部材30の第2領域32に集光部321が設けられているので、受光部22に入射する光のパワーを高めることができ、検知部20の検知感度が向上するという利点がある。
また、前面パネル90と透光カバー60との間には遮光部65が配置されており、透光カバー60の突出部61は遮光部65の貫通孔66に通されて前方に突出している。これにより、前面パネル90を透過して遮光部65に入射した不要なノイズ光を遮光部65が減衰させることによって、透光カバー60を介して導光部材30に入射する可能性を低減でき、検知部20の誤検知を抑制できる。
(3)変形例
上記実施形態は、本開示の様々な実施形態の一つに過ぎない。上記実施形態は、本開示の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。
以下、上記の実施形態の変形例を列挙する。以下に説明する変形例は、適宜組み合わせて適用可能である。
本開示における配線器具1は、制御部50等にコンピュータシステムを含んでいる。コンピュータシステムは、ハードウェアとしてのプロセッサ及びメモリを主構成とする。コンピュータシステムのメモリに記録されたプログラムをプロセッサが実行することによって、本開示における制御部50としての機能が実現される。プログラムは、コンピュータシステムのメモリに予め記録されてもよく、電気通信回線を通じて提供されてもよく、コンピュータシステムで読み取り可能なメモリカード、光学ディスク、ハードディスクドライブ等の非一時的記録媒体に記録されて提供されてもよい。コンピュータシステムのプロセッサは、半導体集積回路(IC)又は大規模集積回路(LSI)を含む1ないし複数の電子回路で構成される。ここでいうIC又はLSI等の集積回路は、集積の度合いによって呼び方が異なっており、システムLSI、VLSI(Very Large Scale Integration)、又はULSI(Ultra Large Scale Integration)と呼ばれる集積回路を含む。さらに、LSIの製造後にプログラムされる、FPGA(Field-Programmable Gate Array)、又はLSI内部の接合関係の再構成若しくはLSI内部の回路区画の再構成が可能な論理デバイスについても、プロセッサとして採用することができる。複数の電子回路は、1つのチップに集約されていてもよいし、複数のチップに分散して設けられていてもよい。複数のチップは、1つの装置に集約されていてもよいし、複数の装置に分散して設けられていてもよい。ここでいうコンピュータシステムは、1以上のプロセッサ及び1以上のメモリを有するマイクロコントローラを含む。したがって、マイクロコントローラについても、半導体集積回路又は大規模集積回路を含む1ないし複数の電子回路で構成される。
上記の実施形態では、導光部材30の第1端部301及び第2端部302に、それぞれ第1突出部41が設けられ、さらに第1突出部41から検知部20に向かった第2突出部42が設けられているが、第1突出部41は必須の構成ではない。すなわち、導光部材30には、第1端部301及び第2端部302の少なくとも一方から検知部20に向かって突出する第2突出部42のみが設けられていてもよい。
図12は変形例1の導光部材30を示し、変形例1では導光部材30の主部300の後面において、第1領域31及び第2領域32の外側からそれぞれ検知部20に向かって突出する第2突出部42と、第2突出部42から検知部20と反対向きに突出する第3突出部43とが設けられている。ここで、配列方向DR1において、第1領域31及び第2領域32の外側に位置する主部300の部位は、第2突出部42に光を導くガイド部47となる。この変形例1においてもノイズ光を第2突出部42及び第3突出部43に逃がすことによって、近接センサ10の誤検知を抑制できる。なお、図12に示す変形例1では、第1端部301及び第2端部302の両方に第2突出部42と第3突出部43とが設けられているが、第1端部301及び第2端部302の少なくとも一方に、第2突出部42と第3突出部43とが設けられていてもよい。なお、変形例1の導光部材30において、第3突出部43は必須の構成ではなく、導光部材30に第2突出部42のみが設けられていてもよい。
また、上述の実施形態及び変形例1において、第1領域31に正のパワーを有するレンズが設けられていることが好ましい。図13及び図14は変形例2の導光部材30を示し、変形例2の導光部材30では第1領域31に正のパワーを有するレンズ311が設けられている。レンズ311は、例えば、表面が発光部21に向かって突出する凸曲面に形成された凸レンズである。つまり、レンズ311は、発光部21に向かって突出する凸曲面を有している。図14のC5は発光部21から出射した光の光路を示し、図14のC6は受光部22に入射する光の光路を示している。レンズ311は正のパワーを有しているので、発光部21から出射されて、第1領域31から導光部材30の内部に入射した光の広がりを絞って、平行光に近づけることができ、導光部材30の側壁等に当たって受光部22に入射する光を低減でき、クロストークの発生を抑制できる。
ここで、発光部21の光軸AX1は、レンズ311の凸曲面において曲率が最小となる位置P1からずれている。発光部21の光軸AX1は、例えば発光部21から出射される光束の回転対称軸である。本実施形態では、曲率が最小となる位置P1に対して第2領域32に近い位置に光軸AX1が向くように、レンズ311及び発光部21が配置されている。これにより、発光部21からの光は、レンズ311の凸曲面において、位置P1よりも曲率が大きい部位に向けて照射されることになり、凸曲面で屈折されることによって、発光部21から出射される光の大部分が前方方向に平行になるように導光される。したがって、発光部21から出射される光のうち、導光部材30の内面で反射されてノイズ光となる光を低減することができ、クロストークの発生を抑制できる。なお、図14に示す例では、位置P1に対して第2領域32に近い位置に光軸AX1が向くように、レンズ311及び発光部21が配置されているが、位置P1に対して第2領域32から遠い位置に光軸AX1が向くように、レンズ311及び発光部21が配置されてもよい。
レンズ311は図13及び図14に示すような形状のものに限定されず、適宜変更が可能である。
また、導光部材30には、第1端部301及び第2端部302の少なくとも一方から配列方向DR1に沿って突出する第1突出部41のみが設けられていてもよい。
上記の実施形態において、測定データなどの2値の比較において、「以上」としているところは「より大きい」であってもよい。つまり、2値の比較において、2値が等しい場合を含むか否かは、基準値等の設定次第で任意に変更できるので、「以上」か「より大きい」かに技術上の差異はない。同様に、「未満」としているところは「以下」であってもよい。
(まとめ)
以上説明したように、第1の態様の近接センサ(10)は、検知部(20)と、導光部材(30)と、を備える。検知部(20)は、光を出射する発光部(21)、及び、入射した光に応じた電気信号を出力する受光部(22)を有する。導光部材(30)は、検知部(20)と対向する第1面(30A)に、発光部(21)と対向する第1領域(31)、及び、受光部(22)と対向する第2領域(32)を有し、第1面(30A)と反対側の第2面(30B)に第3領域(33)を有する。第1領域(31)及び第2領域(32)は発光部(21)及び受光部(22)が並ぶ配列方向(DR1)に沿って設けられる。導光部材(30)は、第1領域(31)から入射した光を第3領域(33)に導光して第3領域(33)から外部に出射させ、第3領域(33)から入射した検知対象(B1)による反射光を第2領域(32)に導光して第2領域(32)から受光部(22)に出射させる。導光部材(30)には、配列方向(DR1)において検知部(20)の両側に位置する第1端部(301)及び第2端部(302)の少なくとも一方に、配列方向(DR1)に沿って突出する第1突出部(41)、及び、検知部(20)に向かって突出する第2突出部(42)の少なくとも一方が設けられている。
この態様によれば、感度の低下を抑制することができる。
第2の態様の近接センサ(10)では、第1の態様において、導光部材(30)には、第1端部(301)及び第2端部(302)の少なくとも一方に、第1突出部(41)と第2突出部(42)とが設けられている。
この態様によれば、ノイズ光を第1突出部(41)及び第2突出部(42)に逃がすことによって、受光部(22)に入射するノイズ光を低減でき、それによって感度の低下を抑制することができる。
第3の態様の近接センサ(10)では、第2の態様において、第1突出部(41)と第2突出部(42)とは連なって設けられている。
この態様によれば、感度の低下を抑制することができる。
第4の態様の近接センサ(10)では、第1~3のいずれかの態様において、導光部材(30)には、第1端部(301)及び第2端部(302)の少なくとも一方に、第2突出部(42)と、第2突出部(42)から配列方向(DR1)において検知部(20)と反対向きに突出する第3突出部(43)とが、少なくとも設けられている。
この態様によれば、ノイズ光を第3突出部(43)に逃がすことによって、受光部(22)に入射するノイズ光を低減でき、それによって感度の低下を抑制することができる。
第5の態様の近接センサ(10)では、第1~第4のいずれかの態様において、導光部材(30)には、第1端部(301)及び第2端部(302)のそれぞれに、第1突出部(41)、及び、第2突出部(42)の少なくとも一方が設けられている。
この態様によれば、第1端部(301)及び第2端部(302)にそれぞれに、第1突出部(41)及び第2突出部(42)の少なくとも一方が設けられているので、受光部(22)に入射するノイズ光を低減でき、それによって感度の低下を抑制することができる。
第6の態様の近接センサ(10)では、第1~第5のいずれかの態様において、第1領域(31)に、正のパワーを有するレンズ(3111)が設けられている。
この態様によれば、第1領域(31)を通過する光の広がりを狭めることで平行光に近づけることができ、導光部材(30)の第2面(30B)で反射されてノイズ光となる光を低減でき、それによって感度の低下を抑制することができる。
第7の態様の近接センサ(10)では、第6の態様において、レンズ(3111)は、発光部(21)に向かって突出する凸曲面を有している。発光部(21)の光軸(AX1)は、凸曲面において曲率が最小となる位置(P1)からずれている。
この態様によれば、発光部(21)からの光は、レンズ(311)の凸曲面において、曲率が最小となる位置(P1)よりも曲率が大きい部位に向けて照射されることになり、凸曲面で屈折されることによって、発光部(21)から出射される光の大部分が前方方向に平行になるように導光される。したがって、発光部(21)から出射される光のうち、導光部材(30)の内面で反射されてノイズ光となる光を低減することができ、クロストークの発生を抑制できる。
第8の態様の近接センサ(10)は、第1~第7のいずれかの態様において、導光部材(30)の第3領域(33)と対向して配置された、光透過性を有する透光カバー(60)を、更に備える。
この態様によれば、透光カバー(60)で導光部材(30)を保護することができる。
第9の態様の近接センサ(10)では、第8の態様において、透光カバー(60)に、透光カバー(60)を透過する光を拡散させる光拡散部(611)が設けられている。
この態様によれば、光拡散部(611)が透光カバー(60)を透過する光を拡散させるので、検知対象(B1)を検知可能な範囲を広げることができる。
第10の態様の配線器具(1)は、第1~第9のいずれかの態様の近接センサ(10)と、検知部(20)の検知結果に基づいて機器(3)を制御する制御部(50)と、を備える。
この態様によれば、感度の低下を抑制した近接センサ(10)を備える配線器具(1)を提供することができる。
第11の態様の配線器具(1)は、第10の態様において、近赤外領域の光に感度を有する明るさセンサ(53)を更に備える。制御部(50)は、検知部(20)の検知結果と、明るさセンサ(53)の検知結果とに基づいて機器(3)を制御する。
この態様によれば、明るさセンサ(53)の検知結果を機器(3)の制御に利用することができる。
第12の態様の配線器具(1)は、第10の態様において、温度を検知する温度センサ(54)を更に備える。制御部(50)は、検知部(20)の検知結果と、温度センサ(54)の検知結果とに基づいて機器(3)を制御する。
この態様によれば、温度センサ(54)の検知結果を機器(3)の制御に利用することができる。
第2~第9の態様に係る構成については、近接センサ(10)に必須の構成ではなく、適宜省略可能である。第11~第12の態様に係る構成については、配線器具(1)に必須の構成ではなく、適宜省略可能である。
1 配線器具
3 機器
10 近接センサ
20 検知部
21 発光部
22 受光部
30 導光部材
30A 第1面
30B 第2面
31 第1領域
32 第2領域
33 第3領域
34 第4領域
41 第1突出部
42 第2突出部
43 第3突出部
50 制御部
53 明るさセンサ
54 温度センサ
60 透光カバー
301 第1端部
302 第2端部
611 光拡散部

Claims (12)

  1. 光を出射する発光部、及び、入射した光に応じた電気信号を出力する受光部を有する検知部と、
    前記検知部と対向する第1面に、前記発光部と対向する第1領域、及び、前記受光部と対向する第2領域を有し、前記第1面と反対側の第2面に第3領域を有し、前記第1領域及び前記第2領域は前記発光部及び前記受光部が並ぶ配列方向に沿って設けられた導光部材と、を備え、
    前記導光部材は、前記第1領域から入射した光を前記第3領域に導光して前記第3領域から外部に出射させ、前記第3領域から入射した検知対象による反射光を前記第2領域に導光して前記第2領域から前記受光部に出射させ、
    前記導光部材には、前記配列方向において前記検知部の両側に位置する第1端部及び第2端部の少なくとも一方に、前記配列方向に沿って突出する第1突出部、及び、前記検知部に向かって突出する第2突出部の少なくとも一方が設けられている、
    が設けられている、
    近接センサ。
  2. 前記導光部材には、前記第1端部及び前記第2端部の少なくとも一方に、前記第1突出部と前記第2突出部とが設けられている、
    請求項1に記載の近接センサ。
  3. 前記第1突出部と前記第2突出部とは連なって設けられている、
    請求項2に記載の近接センサ。
  4. 前記導光部材には、前記第1端部及び前記第2端部の少なくとも一方に、前記第2突出部と、前記第2突出部から前記配列方向において前記検知部と反対向きに突出する第3突出部とが、少なくとも設けられている、
    請求項1~3のいずれか1項に記載の近接センサ。
  5. 前記導光部材には、前記第1端部及び前記第2端部のそれぞれに、前記第1突出部、及び、前記第2突出部の少なくとも一方が設けられている、
    請求項1~4のいずれか1項に記載の近接センサ。
  6. 前記第1領域に、正のパワーを有するレンズが設けられている、
    請求項1~5のいずれか1項に記載の近接センサ。
  7. 前記レンズは、前記発光部に向かって突出する凸曲面を有し、
    前記発光部の光軸は、前記凸曲面において曲率が最小となる位置からずれている、
    請求項6に記載の近接センサ。
  8. 前記導光部材の前記第3領域と対向して配置された、光透過性を有する透光カバーを、更に備える、
    請求項1~7のいずれか1項に記載の近接センサ。
  9. 前記透光カバーに、前記透光カバーを透過する光を拡散させる光拡散部が設けられている、
    請求項8に記載の近接センサ。
  10. 請求項1~9のいずれか1項に記載の近接センサと、
    前記検知部の検知結果に基づいて機器を制御する制御部と、を備える、
    配線器具。
  11. 近赤外領域の光に感度を有する明るさセンサを更に備え、
    前記制御部は、前記検知部の検知結果と、前記明るさセンサの検知結果とに基づいて前記機器を制御する、
    請求項10に記載の配線器具。
  12. 温度を検知する温度センサを更に備え、
    前記制御部は、前記検知部の検知結果と、前記温度センサの検知結果とに基づいて前記機器を制御する、
    請求項10に記載の配線器具。
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