JP2024128652A - Operation switch - Google Patents
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Abstract
【課題】所望される操作動作のみを精度よく検出して、接続された外部機器の意図しない動作を防止できる操作スイッチ1を提供することを目的とする。【解決手段】限定反射型のセンサユニット30を備えた操作スイッチ1であって、センサユニット30は、発光素子45及び受光素子46を前面に実装したセンサ基板40と、センサ基板40の前面に対して対向配置された光透過性を有する操作受付パネル50と、発光素子45へ向けて操作受付パネル50に突設された発光レンズ部52と、受光素子46に向けて操作受付パネル50に突設された受光レンズ部53と、センサ基板40と操作受付パネル50との間に配置された保持部材70と、検出領域E外へ向かう照射光の発光レンズ部52への入射を遮蔽する照射光絞り部79と、検出領域E外で反射した反射光の受光素子46への入射を遮蔽する反射光絞り部80とが備えられたことを特徴とする。【選択図】図5[Problem] To provide an operation switch 1 capable of detecting only a desired operation with high accuracy and preventing unintended operation of a connected external device. [Solution] The operation switch 1 is equipped with a limited reflection type sensor unit 30, and the sensor unit 30 is characterized by comprising a sensor board 40 having a light emitting element 45 and a light receiving element 46 mounted on the front surface thereof, an operation reception panel 50 having optical transparency and arranged opposite the front surface of the sensor board 40, a light emitting lens section 52 protruding from the operation reception panel 50 toward the light emitting element 45, a light receiving lens section 53 protruding from the operation reception panel 50 toward the light receiving element 46, a holding member 70 arranged between the sensor board 40 and the operation reception panel 50, an irradiation light diaphragm section 79 for blocking irradiation light directed toward outside a detection area E from entering the light emitting lens section 52, and a reflected light diaphragm section 80 for blocking reflected light reflected outside the detection area E from entering the light receiving element 46. [Selected Figure] Fig. 5
Description
この発明は、例えば限定反射型のセンサユニットで人の操作動作を検知し、検知した操作動作に応じた検知信号を出力するような操作スイッチに関する。 This invention relates to an operating switch that detects a person's operating action using, for example, a limited reflection type sensor unit and outputs a detection signal corresponding to the detected operating action.
昨今、製造設備の制御盤やエレベータなどでは、従来の押しボタンスイッチに換えて、人の操作動作を非接触で検出可能な操作スイッチが採用されている。このような操作スイッチは、照射光を照射する発光素子と、物体で反射した照射光の反射光を受光する受光素子とで、物体の有無を検出する光学センサの技術を応用している。 Recently, in place of conventional push button switches, control switches that can detect human operation without contact are being adopted in control panels for manufacturing equipment and elevators. Such control switches use optical sensor technology to detect the presence or absence of an object by using a light-emitting element that emits irradiated light and a light-receiving element that receives the reflected light of the irradiated light reflected by the object.
例えば特許文献1には、発光素子の照射光を発光レンズ部によって所望される検出領域へ向けて屈曲させ、検出領域内の物体によって反射した反射光を受光レンズ部によって偏向して受光素子に受光させる限定反射型の光学センサが開示されている。
For example,
ところで、限定反射型の光学センサにおいて、検出領域外へ向けて投光された照射光の一部が、検出領域外の物体で反射して受光素子に入射すると、光学センサに接続された機器が意図せず動作するおそれがある。 However, in limited reflection type optical sensors, if part of the irradiated light projected toward outside the detection area is reflected by an object outside the detection area and enters the light receiving element, there is a risk that the device connected to the optical sensor may operate unintentionally.
特に限定反射型の光学センサを備えた操作スイッチの場合、操作動作以外の検知によって接続された機器が意図せず動作することになるため、安全性の観点からも好ましくないという問題がある。
このため、操作スイッチに適用する限定反射型の光学センサには、所望される操作動作のみを精度よく検知することが求められていた。
In particular, in the case of an operation switch equipped with a limited reflection type optical sensor, the detection of an action other than the operation may cause the connected device to operate unintentionally, which is undesirable from the viewpoint of safety.
For this reason, limited reflection type optical sensors applied to operation switches are required to detect only the desired operation with high accuracy.
本発明は、上述の問題に鑑み、所望される操作動作のみを精度よく検出して、接続された機器の意図しない動作を防止できる操作スイッチを提供することを目的とする。 In view of the above problems, the present invention aims to provide an operation switch that can accurately detect only the desired operation and prevent unintended operation of the connected device.
この発明は、所定の検出領域内における操作動作を検知する限定反射型のセンサユニットを備えた操作スイッチであって、前記センサユニットは、照射光を発光する発光素子、及び前記操作動作によって反射した前記照射光の反射光を受光する受光素子を一方の主面に実装したセンサ基板と、該センサ基板の前記一方の主面に対して対向配置された光透過性を有する光透過性部材と、前記発光素子へ向けて前記光透過性部材に突設された発光レンズ部と、前記受光素子に向けて前記光透過性部材に突設された受光レンズ部と、前記センサ基板と前記光透過性部材との間に配置され、前記センサ基板及び前記光透過性部材を保持する保持部材と、前記発光素子と前記発光レンズ部との間に配置され、前記検出領域外へ向かう前記照射光の前記発光レンズ部への入射を遮蔽する照射光遮蔽手段と、前記受光素子と前記受光レンズ部との間に配置され、前記検出領域外で反射した前記反射光の前記受光素子への入射を遮蔽する反射光遮蔽手段とが備えられたことを特徴とする。 This invention is an operating switch equipped with a limited reflection type sensor unit that detects an operating operation within a predetermined detection area, and the sensor unit is characterized in that it is equipped with a sensor board having a light emitting element that emits irradiation light and a light receiving element that receives the reflected light of the irradiation light reflected by the operating operation mounted on one main surface, a light-transmitting member having optical transparency arranged opposite to the one main surface of the sensor board, a light-emitting lens portion protruding from the light-transmitting member toward the light-emitting element, a light-receiving lens portion protruding from the light-transmitting member toward the light-receiving element, a holding member arranged between the sensor board and the light-transmitting member and holding the sensor board and the light-transmitting member, an irradiation light shielding means arranged between the light-emitting element and the light-emitting lens portion that shields the irradiation light directed toward the outside of the detection area from entering the light-emitting lens portion, and a reflected light shielding means arranged between the light-receiving element and the light-receiving lens portion that shields the reflected light reflected outside the detection area from entering the light-receiving element.
上記操作動作とは、人を含む動物が行う動作であって、例えば装置を稼働開始させるために行う人のスイッチ操作、稼働している装置を一時停止または完全停止させるために行う人のスイッチ操作などのことをいう。 The above-mentioned operating actions are actions performed by animals, including humans, such as a person operating a switch to start a device, or a person operating a switch to temporarily suspend or completely stop a running device.
上記光透過性部材とは、操作スイッチの意匠面の一部をなすとともに、例えば人の手が近接する部材のことをいう。
上記照射光遮蔽手段及び反射光遮蔽手段は、保持部材に設けた絞り部、保持部材とは別体の絞り部、あるいは発光レンズ部及び受光レンズ部の所定範囲に塗布した遮光材などのことをいう。
The light-transmitting member refers to a member that forms a part of the design surface of the operation switch and that comes into close proximity with, for example, a person's hand.
The irradiated light shielding means and reflected light shielding means refer to an aperture portion provided on the holding member, an aperture portion separate from the holding member, or a light shielding material applied to a predetermined area of the light emitting lens portion and the light receiving lens portion.
この発明によれば、照射光遮蔽手段及び反射光遮蔽手段により、所望される操作動作のみを精度よく検出して、接続された機器の意図しない動作を防止することができる。 According to this invention, the irradiated light shielding means and the reflected light shielding means can accurately detect only the desired operation, preventing unintended operation of the connected device.
具体的には、検出領域外へ向かう照射光の発光レンズ部への入射を遮蔽する照射光遮蔽手段により、センサユニットは、発光レンズ部に入射した照射光が検出領域外へ向けて投光されることを防止して、照射光の投光範囲を狭くすることができる。 Specifically, the sensor unit uses an irradiation light shielding means that blocks the incidence of irradiation light directed outside the detection area on the light-emitting lens section, thereby preventing the irradiation light that enters the light-emitting lens section from being projected outside the detection area, thereby narrowing the projection range of the irradiation light.
さらに、検出領域外で反射した反射光の受光素子への入射を遮蔽する反射光遮蔽手段により、センサユニットは、検出領域外で反射した反射光を受光素子が受光することを防止して、受光素子の受光範囲を狭くすることができる。 Furthermore, the sensor unit has a reflected light shielding means that blocks the reflected light reflected outside the detection area from entering the light receiving element, thereby preventing the light receiving element from receiving the reflected light reflected outside the detection area, thereby narrowing the light receiving range of the light receiving element.
これにより、センサユニットは、投光範囲と受光範囲との交差領域である検出領域を操作動作の検知に適した範囲にできるとともに、検出領域外での物体の検出を防止することができる。このため、操作スイッチは、検出領域内での所望される操作動作のみを精度よく検出して、接続された機器の意図しない動作を防止することができる。 This allows the sensor unit to set the detection area, which is the intersection area between the light projection range and the light reception range, to a range suitable for detecting operation actions, while preventing the detection of objects outside the detection area. As a result, the operation switch can accurately detect only the desired operation actions within the detection area, preventing unintended operation of connected devices.
加えて、照射光遮蔽手段及び反射光遮蔽手段がセンサ基板と光透過性部材の間に配置されるため、操作スイッチは、照射光の一部及び反射光の一部をセンサユニットの内部で遮光することができる。 In addition, since the irradiated light shielding means and the reflected light shielding means are disposed between the sensor substrate and the light-transmitting member, the operation switch can shield a portion of the irradiated light and a portion of the reflected light inside the sensor unit.
このため、操作スイッチは、光透過性部材の意匠面をマスクして照射光の一部及び反射光の一部を遮光する場合に比べて、光透過性部材の見栄えの低下やデザインの自由度の低下を抑えることができる。 As a result, the operating switch can prevent deterioration in the appearance of the light-transmitting member and reduction in design freedom compared to when the design surface of the light-transmitting member is masked to block part of the emitted light and part of the reflected light.
この発明の態様として、前記照射光遮蔽手段が、前記保持部材に設けた照射光絞り部で構成され、前記反射光遮蔽手段が、前記保持部材に設けた反射光絞り部で構成されてもよい。
この構成によれば、照射光絞り部及び反射光絞り部を有する部材を保持部材とは別体で設けた場合に比べて部品点数の増加を抑えられるとともに、センサユニットをコンパクトにすることができる。
As an aspect of the present invention, the irradiation light shielding means may be constituted by an irradiation light diaphragm section provided on the holding member, and the reflected light shielding means may be constituted by a reflected light diaphragm section provided on the holding member.
According to this configuration, an increase in the number of parts can be suppressed compared to a case in which the member having the irradiation light diaphragm section and the reflected light diaphragm section is provided separately from the holding member, and the sensor unit can be made compact.
またこの発明の態様として、前記センサ基板の前記一方の主面に直交する方向を直交方向として、前記照射光絞り部の開口は、前記直交方向から見て前記反射光絞り部から離間する離間方向とは逆側に位置する縁端が、前記発光レンズ部の頂部を通って前記発光素子の発光面に直交する仮想直線の近傍に位置する直線状に形成され、前記反射光絞り部の開口は、前記直交方向から見て前記照射光絞り部から離間する離間方向とは逆側に位置する縁端が、前記受光レンズ部の頂部を通って前記受光素子の受光面に直交する仮想直線の近傍に位置する直線状に形成されてもよい。 In another aspect of the invention, the direction perpendicular to the one main surface of the sensor substrate is taken as the orthogonal direction, and the opening of the illumination light diaphragm section, when viewed from the orthogonal direction, is formed in a straight line such that the edge located on the opposite side to the direction of separation away from the reflected light diaphragm section passes through the apex of the light-emitting lens section and is located near an imaginary straight line perpendicular to the light-emitting surface of the light-emitting element, and the opening of the reflected light diaphragm section, when viewed from the orthogonal direction, is formed in a straight line such that the edge located on the opposite side to the direction of separation away from the illumination light diaphragm section passes through the apex of the light-receiving lens section and is located near an imaginary straight line perpendicular to the light-receiving surface of the light-receiving element.
上記仮想直線の近傍とは、仮想直線に一致する、あるいは仮想直線に対して僅かに離間した位置で近接することをいう。
上記照射光絞り部の開口は、離間方向とは逆側に直線状の縁端を有する略半円状、略三角形状の開口、略矩形の開口、あるいは多角形状の開口などのことをいう。
上記反射光絞り部の開口は、離間方向とは逆側に直線状の縁端を有する略半円状、略三角形状の開口、略矩形の開口、あるいは多角形状の開口などのことをいう。
The vicinity of the imaginary line means that the imaginary line coincides with the imaginary line, or that the imaginary line is close to the imaginary line at a position slightly spaced from the imaginary line.
The aperture of the illumination light diaphragm is an approximately semicircular aperture having a straight edge on the side opposite to the separation direction, an approximately triangular aperture, an approximately rectangular aperture, a polygonal aperture, or the like.
The opening of the reflected light diaphragm is an approximately semicircular opening having a straight edge on the side opposite to the separation direction, an approximately triangular opening, an approximately rectangular opening, a polygonal opening, or the like.
この構成によれば、発光素子の照射光を、照射光絞り部によって発光レンズ部における離間方向側の湾曲面に入射させることができる。このため、センサユニットは、照射光が発光レンズ部の頂部周辺に入射する場合に比べて、発光レンズ部に入射した照射光の投光方向のバラツキを抑えることができる。 With this configuration, the light emitted from the light-emitting element can be made incident on the curved surface on the separating direction side of the light-emitting lens section by the light-emitting aperture section. Therefore, the sensor unit can reduce variation in the projection direction of the light incident on the light-emitting lens section compared to when the light is incident on the periphery of the top of the light-emitting lens section.
さらに、受光レンズ部の頂部を通って受光素子の受光面に直交する仮想直線の近傍に直線状の縁端が位置するように反射光絞り部の開口を形成したことにより、センサユニットは、受光レンズ部の頂部に開口中心が対向する反射光絞り部に比べて、反射光絞り部を通過する反射光の向きのバラツキを抑えることができる。 Furthermore, by forming the opening of the reflected light diaphragm so that its linear edge is located near a virtual line that passes through the top of the light receiving lens and is perpendicular to the light receiving surface of the light receiving element, the sensor unit is able to reduce variation in the direction of the reflected light passing through the reflected light diaphragm compared to a reflected light diaphragm whose center of opening faces the top of the light receiving lens.
これにより、操作スイッチは、照射光を検出領域へ向けて確実に投光できるとともに、収束した反射光を受光素子が受光できるため、所望される操作動作のみをさらに精度よく検出することができる。 This allows the operation switch to reliably project light toward the detection area and allows the light-receiving element to receive the converged reflected light, making it possible to more accurately detect only the desired operation.
またこの発明の態様として、前記センサ基板の前記一方の主面に直交する方向を直交方向として、前記照射光絞り部の開口は、前記直交方向から見て前記反射光絞り部から離間する離間方向とは逆側に直線状の縁端を有するとともに、前記離間方向側に突出した略半円状、略三角形状、略矩形または多角形状のいずれか1つに形成され、前記反射光絞り部の開口が、前記直交方向から見て前記照射光絞り部から離間する離間方向とは逆側に直線状の縁端を有するとともに、前記離間方向側に突出した略半円状、略三角形状、略矩形または多角形状のいずれか1つに形成されてもよい。 In another aspect of the invention, the direction perpendicular to the one main surface of the sensor substrate is taken as the orthogonal direction, and the opening of the illumination light diaphragm has a linear edge on the side opposite the separation direction away from the reflected light diaphragm when viewed from the orthogonal direction, and is formed in one of an approximately semicircular, approximately triangular, approximately rectangular, or polygonal shape protruding in the separation direction, and the opening of the reflected light diaphragm has a linear edge on the side opposite the separation direction away from the illumination light diaphragm when viewed from the orthogonal direction, and is formed in one of an approximately semicircular, approximately triangular, approximately rectangular, or polygonal shape protruding in the separation direction.
この構成によれば、照射光絞り部の開口面積及び反射光絞り部の開口面積を、離間方向の長さが同じ略円形の開口に比べて大きくすることができる。
これにより、操作スイッチは、発光レンズ部に入射する照射光の光量、及び受光素子に入射する反射光の光量を確実に確保できるため、所望される操作動作のみをより精度よく検出することができる。
According to this configuration, the opening area of the illumination light diaphragm section and the opening area of the reflected light diaphragm section can be made larger than that of a substantially circular opening having the same length in the separation direction.
This allows the operating switch to reliably ensure the amount of illumination light entering the light-emitting lens portion and the amount of reflected light entering the light-receiving element, thereby enabling it to more accurately detect only the desired operating action.
またこの発明の態様として、前記照射光絞り部の開口が、前記発光素子の発光面に対して略平行な部分の厚み方向に沿って形成され、前記反射光絞り部の開口が、前記受光素子の受光面に対して略平行な部分の厚み方向に沿って形成されてもよい。
この構成によれば、照射光絞り部の開口を発光素子の発光面に対して傾斜した部分の厚み方向に沿って形成した場合に比べて、発光レンズ部に入射する反射光の光量をより安定させることができる。
As another aspect of the present invention, the opening of the illumination light diaphragm portion may be formed along the thickness direction of a portion that is approximately parallel to the light-emitting surface of the light-emitting element, and the opening of the reflected light diaphragm portion may be formed along the thickness direction of a portion that is approximately parallel to the light-receiving surface of the light-receiving element.
With this configuration, the amount of reflected light entering the light-emitting lens portion can be made more stable compared to when the opening of the irradiation light diaphragm portion is formed along the thickness direction of the portion inclined with respect to the light-emitting surface of the light-emitting element.
同様に、センサユニットは、反射光絞り部の開口を受光素子の受光面に対して傾斜した部分の厚み方向に沿って形成した場合に比べて、受光素子に入射する反射光の光量をより安定させることができる。
これにより、操作スイッチは、操作動作の検出精度をより向上することができる。
Similarly, the sensor unit can make the amount of reflected light incident on the light receiving element more stable than when the opening of the reflected light aperture portion is formed along the thickness direction of the portion inclined with respect to the light receiving surface of the light receiving element.
This allows the operation switch to further improve the detection accuracy of the operation action.
またこの発明の態様として、前記センサ基板の前記一方の主面に直交する方向を直交方向として、前記保持部材は、前記直交方向における前記センサ基板に対する前記光透過性部材の位置を位置決めする直交方向位置決め手段が備えられてもよい。 In another aspect of the invention, the holding member may be provided with an orthogonal direction positioning means for positioning the optically transparent member relative to the sensor substrate in the orthogonal direction, the direction being orthogonal to the one main surface of the sensor substrate.
上記直交方向位置決め手段は、係止によって位置決めする手段、締結によって位置決めする手段、あるいは当接によって位置決めする手段などのことをいう。
この構成によれば、保持部材にセンサ基板及び光透過性部材を組み付けることで、センサ基板に対して光透過性部材を所望する直交方向の位置に精度よく配置することができる。
The orthogonal direction positioning means refers to a means for positioning by locking, a means for positioning by fastening, a means for positioning by abutment, or the like.
According to this configuration, by assembling the sensor board and the light transmitting member to the holding member, the light transmitting member can be accurately positioned in a desired orthogonal direction relative to the sensor board.
このため、操作スイッチは、発光素子に対して照射光絞り部及び発光レンズ部を所望する直交方向の位置に精度よく配置できるとともに、受光素子に対して反射光絞り部及び受光レンズ部を所望する直交方向の位置に精度よく配置することができる。 As a result, the operation switch can accurately position the illumination light diaphragm section and the light-emitting lens section in a desired orthogonal position relative to the light-emitting element, and can accurately position the reflected light diaphragm section and the light-receiving lens section in a desired orthogonal position relative to the light-receiving element.
これにより、操作スイッチは、照射光の投光範囲及び受光素子の受光範囲のバラツキを抑えられるため、所望される操作動作を精度よく、かつ確実に検出することができる。 This allows the operation switch to reduce variation in the projection range of the irradiated light and the reception range of the light receiving element, allowing the desired operation to be detected accurately and reliably.
またこの発明の態様として、前記直交方向を回転軸として回転する方向を回転方向とし、前記保持部材は、前記回転方向における前記センサ基板に対する前記光透過性部材の位置を位置決めする回転方向位置決め手段が備えられてもよい。 In another aspect of the invention, the direction of rotation about the orthogonal direction as a rotation axis is defined as the rotation direction, and the holding member may be provided with a rotation direction positioning means for positioning the optically transparent member relative to the sensor substrate in the rotation direction.
上記回転方向位置決め手段は、嵌合によって位置決めする手段、締結によって位置決めする手段、あるいは当接によって位置決めする手段などのことをいう。
この構成によれば、保持部材にセンサ基板及び光透過性部材を組み付けることで、センサ基板に対して光透過性部材を所望する直交方向の位置及び回転方向の位置に精度よく配置することができる。
The rotational direction positioning means refers to a means for positioning by fitting, a means for positioning by fastening, a means for positioning by abutment, or the like.
According to this configuration, by assembling the sensor board and the light transmitting member to the holding member, the light transmitting member can be accurately positioned at a desired orthogonal position and rotational position relative to the sensor board.
このため、操作スイッチは、発光素子に対して照射光絞り部及び発光レンズ部を所望する直交方向の位置及び回転方向の位置に精度よく配置できるとともに、受光素子に対して反射光絞り部及び受光レンズ部を所望する直交方向の位置及び回転方向の位置に精度よく配置することができる。 As a result, the operation switch can precisely position the illumination light diaphragm section and the light-emitting lens section in the desired orthogonal and rotational positions relative to the light-emitting element, and can precisely position the reflection light diaphragm section and the light-receiving lens section in the desired orthogonal and rotational positions relative to the light-receiving element.
これにより、操作スイッチは、照射光の投光範囲及び受光素子の受光範囲のバラツキをより抑えられるため、所望される操作動作をより精度よく、かつ確実に検出することができる。 This allows the operation switch to reduce variation in the projection range of the irradiated light and the reception range of the light receiving element, making it possible to more accurately and reliably detect the desired operation.
またこの発明の態様として、前記センサ基板の前記一方の主面に平行な方向を面内方向とし、前記保持部材は、前記面内方向における前記センサ基板に対する前記光透過性部材の位置を位置決めする面内方向位置決め手段が備えられてもよい。 In another aspect of the invention, a direction parallel to the one main surface of the sensor substrate may be defined as an in-plane direction, and the holding member may be provided with an in-plane direction positioning means for positioning the optically transparent member relative to the sensor substrate in the in-plane direction.
上記面内位置決め手段は、嵌合によって位置決めする手段、締結によって位置決めする手段、あるいは当接によって位置決めする手段などのことをいう。
この構成によれば、保持部材にセンサ基板及び光透過性部材を組み付けることで、センサ基板に対して光透過性部材を所望する直交方向の位置及び面内方向の位置に精度よく配置することができる。
The in-plane positioning means refers to a means for positioning by fitting, a means for positioning by fastening, a means for positioning by abutment, or the like.
According to this configuration, by assembling the sensor board and the light transmitting member to the holding member, the light transmitting member can be accurately positioned at a desired position in the orthogonal direction and in-plane direction relative to the sensor board.
このため、操作スイッチは、発光素子に対して照射光絞り部及び発光レンズ部を所望する直交方向の位置及び面内方向の位置に精度よく配置できるとともに、受光素子に対して反射光絞り部及び受光レンズ部を所望する直交方向の位置及び面内方向の位置に精度よく配置することができる。 As a result, the operation switch can accurately position the illumination light diaphragm section and the light-emitting lens section in the desired orthogonal and in-plane positions relative to the light-emitting element, and can accurately position the reflected light diaphragm section and the light-receiving lens section in the desired orthogonal and in-plane positions relative to the light-receiving element.
これにより、操作スイッチは、照射光の投光範囲及び受光素子の受光範囲のバラツキをより抑えられるため、所望される操作動作をより精度よく、かつ確実に検出することができる。 This allows the operation switch to reduce variation in the projection range of the irradiated light and the reception range of the light receiving element, making it possible to more accurately and reliably detect the desired operation.
またこの発明の態様として、前記発光レンズ部及び前記受光レンズ部は、前記センサ基板の前記一方の主面に対して直交する直交方向から見て略円形に形成されてもよい。
この構成によれば、例えば直交方向から見て略矩形のレンズ部に比べて発光レンズ部及び受光レンズ部をコンパクトにすることができる。このため、操作スイッチは、センサユニットの大型化を抑えるとともに、センサユニットの形状の自由度を向上することができる。
As a further aspect of the present invention, the light emitting lens portion and the light receiving lens portion may be formed in a substantially circular shape when viewed from a direction perpendicular to the one main surface of the sensor substrate.
With this configuration, the light-emitting lens portion and the light-receiving lens portion can be made more compact than a lens portion that is substantially rectangular when viewed from the perpendicular direction, for example. Therefore, the operation switch prevents the sensor unit from becoming large, and improves the degree of freedom in the shape of the sensor unit.
またこの発明の態様として、前記センサ基板の前記一方の主面に直交する直交方向に沿って前記センサユニットを組付ける筐体が備えられ、前記センサ基板及び前記光透過性部材を保持した前記保持部材が、前記筐体に係止される構成であってもよい。 In another aspect of the present invention, a housing may be provided in which the sensor unit is assembled along a direction perpendicular to the one main surface of the sensor board, and the holding member holding the sensor board and the light-transmitting member may be engaged with the housing.
この構成によれば、少なくともセンサ基板及び光透過性部材を、接着剤などを用いることなく筐体に組み付けることができる。このため、操作スイッチは、センサユニットと筐体とを効率よく組み付けることができる。 With this configuration, at least the sensor board and the light-transmitting member can be attached to the housing without using adhesives or the like. Therefore, the operating switch can efficiently assemble the sensor unit and the housing.
本発明により、所望される操作動作のみを精度よく検出して、接続された機器の意図しない動作を防止できる操作スイッチを提供することができる。 The present invention provides an operation switch that can accurately detect only the desired operation and prevent unintended operation of the connected device.
この発明の一実施形態を以下図面と共に説明する。
本実施形態の操作スイッチ1は、例えば昇降装置や搬送装置などに取り付けられ、操作スイッチ1を押下するような人の操作動作、あるいは別の操作スイッチ1との協働で人のジェスチャーを操作動作として検知可能に構成されている。このような操作スイッチ1について、図1から図15を用いて説明する。
An embodiment of the present invention will now be described with reference to the drawings.
The
なお、図1は操作スイッチ1の外観を説明する説明図であり、図1(a)は前方上方視での操作スイッチ1の外観斜視図を示し、図1(b)は後方下方視での操作スイッチ1の外観斜視図を示し、図2は図1(a)中のA-A矢視断面図を示している。
FIG. 1 is an explanatory diagram explaining the external appearance of the
また、図3は前方上方視における操作スイッチ1の分解斜視図を示し、図4は後方下方視における操作スイッチ1の分解斜視図を示し、図5は検出領域Eの概略を説明する概略説明図を示し、図6は動作領域特性の一例を説明する説明図を示している。
In addition, FIG. 3 shows an exploded perspective view of the
また、図7は前方上方視におけるセンサユニット30の分解斜視図を示し、図8は後方下方視におけるセンサユニット30の分解斜視図を示し、図9はA-A矢視でのセンサユニット30の断面図を示し、図10は幅方向Yに沿った水平断面でのセンサユニット30の断面図を示している。
In addition, FIG. 7 shows an exploded perspective view of the
また、図11は操作受付パネル50及び保持部材70を説明する説明図であり、図11(a)は操作受付パネル50の背面図を示し、図11(b)は保持部材70の正面図を示している。
FIG. 11 is an explanatory diagram illustrating the
また、図12は保持部材70を説明する説明図であり、図12(a)は前方上方視における保持部材70の外観斜視図を示し、図12(b)は後方上方視における保持部材70の外観斜視図を示している。
Figure 12 is an explanatory diagram illustrating the holding
また、図13は幅方向Yに沿った鉛直断面での操作受付パネル50及び保持部材70の断面図を示し、図14は図9中の要部を拡大した要部拡大断面図を示し、図15は受光素子46の受光状態を説明する説明図を示している。
In addition, FIG. 13 shows a vertical cross-sectional view of the
また、図中の矢印Xは、図1(a)中の右側から左側へ向かう方向を前方Xfとし、図1(a)中の左側から右側へ向かう方向を後方Xrとする操作スイッチ1の前後方向(以降、前後方向Xとする)を示している。
さらに、図1(a)中の上側を操作スイッチ1の上方とし、図1(a)中の下側を操作スイッチ1の下方として、図中の矢印Yは、上方から見て前後方向Xに直交する幅方向(以降、幅方向Yとする)を示している。
In addition, the arrow X in the figure indicates the front-to-rear direction of the operating switch 1 (hereinafter referred to as the front-to-rear direction X), with the direction from right to left in FIG. 1(a) being the forward direction Xf and the direction from left to right in FIG. 1(a) being the backward direction Xr.
Furthermore, the upper side in FIG. 1(a) is the upper side of the
本実施形態の操作スイッチ1は、図1及び図2に示すように、前後方向Xに長い略円柱状のスイッチであって、例えば前後方向Xに厚みを有する取付パネルPの貫通孔(符号省略)に挿通固定されている。
As shown in Figs. 1 and 2, the
この操作スイッチ1は、人の操作動作を検知し、検知した操作動作に応じた信号を出力する機能と、電気的に接続された外部機器(図示省略)に対して、検知した人の操作動作に応じた検知信号を出力する機能とを有している。
This
このような操作スイッチ1は、図1及び図2に示すように、取付パネルPの前面側に配置されるシールリング2と、取付パネルPの開口に挿通されるスイッチ本体3と、取付パネルPの背面側でスイッチ本体3に螺合する固定ナット4とで構成されている。
As shown in Figures 1 and 2, such an
なお、操作スイッチ1は、シールリング2及びスイッチ本体3が前方Xfから取付パネルPに装着され、固定ナット4が後方Xrからスイッチ本体3に装着されることで、取付パネルPに固定されている。
The
詳述すると、シールリング2は、図2から図4に示すように、正面視略円環状の平板であって、取付パネルPの前面と、スイッチ本体3(後述する筐体10の筐体鍔部12)との間に配置されている。
In more detail, as shown in Figs. 2 to 4, the
また、スイッチ本体3は、図2から図4に示すように、金属製または合成樹脂製の筐体10と、筐体10に組み付けられる入出力ユニット20及びセンサユニット30と、入出力ユニット20及びセンサユニット30を電気的に接続するフレキシブルフラットケーブル5とで構成されている。
なお、入出力ユニット20及びセンサユニット30は、筐体10に対して前方Xfから後方Xrへ向けて、この順番で組み付けられている。
As shown in Figures 2 to 4, the switch
The input/
また、フレキシブルフラットケーブル5は、周知技術のため、その詳細な説明を省略するが、幅方向Yに沿って並置した平角導体を、絶縁性を有するラミネートフィルムで被覆して形成している。このフレキシブルフラットケーブル5は、図2に示すように、筐体10の内部において、厚み方向に折り畳まれた状態で収容されている。
The flexible
より詳しくは、スイッチ本体3の筐体10は、図2から図4に示すように、取付パネルPの開口よりも僅かに小さい外径で前後方向Xに延びる略円筒状の筐体本体11と、筐体本体11の前端を拡径して形成した正面視略円環状の筐体鍔部12とを備えている。
More specifically, as shown in Figures 2 to 4, the
この筐体10の筐体本体11には、入出力ユニット20の後方Xrへの移動を規制する部分として、筐体本体11の後端を縮径して形成したストッパ部13が設けられるとともに、固定ナット4が螺合するネジ山部14が、前端から前後方向Xの略中央に至る範囲の外周面に形成されている。
The
さらに、筐体本体11には、図3及び図4に示すように、ネジ山部14において、入出力ユニット20が内部から係止される第1被係止孔15が、筐体本体11の周方向に所定間隔を隔てて4つ開口形成されている。
加えて、筐体本体11には、センサユニット30が内部から係止される第2被係止孔16が、周方向で隣接する2つの第1被係止孔15の間に開口形成されている。
Furthermore, as shown in Figures 3 and 4, the
In addition, the
また、スイッチ本体3の入出力ユニット20は、外部の電源から電力の供給を受け付ける機能と、センサユニット30に電力を供給する機能と、外部機器との間で各種信号の授受を行う機能とを有している。
さらに、入出力ユニット20は、センサユニット30との間で各種信号の授受を行う機能と、センサユニット30からの信号を処理する機能とを有している。
The input/
Furthermore, the input/
この入出力ユニット20は、図3及び図4に示すように、センサユニット30及び外部機器などとの入出力にかかる各種処理動作を制御する入出力制御部21と、入出力制御部21を収容保持する収容ケース22とを備えている。
As shown in Figures 3 and 4, the input/
具体的には、入出力制御部21は、図3及び図4に示すように、上下方向が厚み方向となるように配置された入出力基板23と、入出力基板23に実装された外部コネクタ24、内部コネクタ25及び複数の素子(図示省略)などで構成されている。
この入出力制御部21は、収容ケース22の内部に収容された状態において、上下方向の位置が位置規制されるとともに、前後方向Xの位置が係止によって規制されている。
Specifically, as shown in Figures 3 and 4, the input/
When the input/
なお、外部コネクタ24は、図2及び図4に示すように、入出力基板23の後部に配置され、一端が外部機器や電源に接続されたワイヤーハーネス(図示省略)の他端が接続される。
一方、内部コネクタ25は、図2及び図4に示すように、入出力基板23の前部に配置され、フレキシブルフラットケーブル5の一端が接続されている。
As shown in FIGS. 2 and 4, the
On the other hand, the
また、入出力ユニット20の収容ケース22は、図3及び図4に示すように、前後方向Xに延びる略円筒状のケース本体部221と、ケース本体部221の後方Xrの開口を閉塞する底面部222とで有底筒状体に形成されている。
As shown in Figures 3 and 4, the
この収容ケース22は、その内部に入出力基板23を位置規制した状態で収容するとともに、内部に収容された入出力基板23を保持する係止部(符号省略)を備えている。
This
さらに、ケース本体部221の前部には、図3及び図4に示すように、筐体10の内部から第1被係止孔15に係止され、入出力ユニット20の前方Xfへの移動を規制する爪部分(符号省略)を前端に有する4つの筐体係止部221aを備えている。
Furthermore, as shown in Figures 3 and 4, the front part of the case
なお、筐体係止部221aは、ケース本体部221の周方向に所定間隔を隔てた位置で、前端から後方Xrへ向けて切り欠いたケース本体部221のスリットによって、前後方向Xに延びる形状に形成されている。
The
また、スイッチ本体3のセンサユニット30は、入出力制御部21からの電力の供給を受け付ける機能と、入出力制御部21からの信号に基づいた動作を制御する機能と、前方Xfへ向けて照明光を照射する機能とを備えている。
The
さらに、センサユニット30は、前方Xfかつ斜め下方へ向けて赤外線の照射光を投光する機能と、例えば近接した人の指先で反射した赤外線の反射光を受光する機能と、反射光の光量に応じた信号を入出力制御部21に出力する機能とを備えている。
Furthermore, the
具体的には、センサユニット30は、図5に示すように、外部に投光される照射光の投光範囲R1、及び人の操作動作として検出する反射光の受光範囲R2がそれぞれ狭い範囲に制限された限定反射型のセンサである。
Specifically, as shown in FIG. 5, the
このセンサユニット30は、受光範囲R2における投光範囲R1と交差する領域(以下、検出領域Eと呼ぶ)が、センサユニット30の前面から所定間隔だけ隔てた範囲となるように、照射光を投光する光学要素と反射光を受光する光学要素とが構成されている。
This
例えばセンサユニット30は、図6に示すように、センサユニット30の前面からの距離が5mm以上30mm以下の範囲を検出領域Eとする動作領域特性を得られるように構成されている。
For example, as shown in FIG. 6, the
このようなセンサユニット30は、図7から図9に示すように、筐体10の内部に収容されるセンサ基板40と、センサ基板40に対して前方Xfに所定間隔を隔てて対向配置された操作受付パネル50及び照明用パネル60とを備えている。
As shown in Figures 7 to 9, such a
さらに、センサユニット30は、図7から図9に示すように、操作受付パネル50に装着される小径シールリング31と、照明用パネル60に装着される大径シールリング32と、操作受付パネル50及びセンサ基板40を保持する保持部材70とを備えている。
Furthermore, as shown in Figures 7 to 9, the
具体的には、センサユニット30のセンサ基板40は、図7から図9に示すように、前後方向Xに厚みを有するとともに、筐体10の内部に収容可能な直径の正面視略円板状に形成されている。なお、センサ基板40における幅方向Yの両端は、後述する保持部材70の組付け脚部75が挿通可能に切り欠かれている。
Specifically, as shown in Figures 7 to 9, the
このセンサ基板40には、図7及び図8に示すように、前後方向Xに貫通する一対の嵌合孔41、1つの位置決め孔42、及び一対のビス挿通孔43が開口形成されている。
As shown in Figures 7 and 8, the
より詳しくは、一対の嵌合孔41は、図8及び図10に示すように、幅方向Yの略中央から幅方向Yの外側へ所定間隔を隔てるとともに、後述する保持部材70の嵌合突部73aが嵌合可能に貫通形成されている。
More specifically, as shown in Figures 8 and 10, the pair of
また、1つの位置決め孔42は、図8及び図10に示すように、センサ基板40の背面視略中央に対して、幅方向Yの外側かつ僅かに上方へオフセットするとともに、後述する保持部材70の位置決めピン76が嵌合可能に貫通形成されている。
As shown in Figures 8 and 10, one of the positioning holes 42 is offset outward and slightly upward in the width direction Y from approximately the center of the
また、一対のビス挿通孔43は、図8及び図9に示すように、センサ基板40を保持部材70に固定するためのビス33が挿通される貫通孔である。この一対のビス挿通孔43は、幅方向Yの略中央において、センサ基板40の上端近傍と下端近傍とを、上下方向に長いスリット状に切り欠いて形成している。
8 and 9, the pair of screw insertion holes 43 are through holes through which the
このような形状のセンサ基板40には、図8に示すように、一方の主面である後面に、フレキシブルフラットケーブル5の他端が接続される内部コネクタ44、及び複数の素子(図示省略)などが実装されている。
As shown in FIG. 8, a
さらに、センサ基板40には、図7に示すように、他方の主面である前面に、1つの発光素子45、1つの受光素子46、8つの照明用発光素子47及び複数の素子(図示省略)などが実装されている。
Furthermore, as shown in FIG. 7, the
具体的には、発光素子45は、図7及び図9に示すように、センサ基板40の幅方向Yの略中央において、上下方向の略中央よりも上方に配置されている。この発光素子45は、例えばLED素子などであって、センサ基板40の前面に略平行な発光面45a(図5参照)から前方Xfへ向けて赤外線を照射可能に構成されている。
Specifically, the light-emitting
受光素子46は、図7及び図9に示すように、センサ基板40の幅方向Yの略中央において、上下方向の略中央よりも下方に配置されている。この受光素子46は、センサ基板40の前面に略平行な受光面46a(図5参照)によって受光した反射光(赤外線)を、反射光の光量に応じた電気信号に変換する半導体素子で構成されている。
As shown in Figures 7 and 9, the
8つの照明用発光素子47は、例えば前方Xfへ向けて照明光を照射可能なLED素子で構成されている。この8つの照明用発光素子47は、センサ基板40の外周縁に沿って並置された2つの照明用発光素子47が、ビス挿通孔43と幅方向Yの端部の切り欠きとの間に位置するようにセンサ基板40の周方向に所定間隔を隔てて配置されている。
The eight illumination light-emitting
また、センサユニット30の操作受付パネル50は、赤外線を透過可能な光透過性を有する合成樹脂製であって、筐体10の内径よりも小径の正面視略円形に形成されている。
The
この操作受付パネル50は、図7から図9に示すように、前後方向Xに厚みを有する正面視略円板状のパネル本体51と、発光素子45に対して前後方向Xで対向する発光レンズ部52と、受光素子46に対して前後方向Xで対向する受光レンズ部53とを備えている。
さらに、操作受付パネル50は、パネル本体51の後面から後方Xrへ延びる略円筒状の円筒壁部54と、円筒壁部54から延設された一対の被係止部55とを備えている。
As shown in Figures 7 to 9, this
Furthermore, the
具体的には、発光レンズ部52は、図9及び図11(a)に示すように、パネル本体51の平坦な前面と、発光素子45へ向けて略ドーム状に膨出した湾曲面とを有する背面視略円形の片凸レンズ形状に形成されている。
Specifically, as shown in Figures 9 and 11(a), the light-emitting
より詳しくは、発光レンズ部52は、その中心と発光素子45の発光面45aの中央とを結ぶ投光軸(図示省略)が、前後方向Xに対して斜め下方に傾斜するように形成されている。これにより、発光レンズ部52は、前方Xfへ向けて拡散照射された発光素子45の照射光を、前方Xfかつ斜め下方へ向けて偏向可能にしている。
More specifically, the light-emitting
一方、受光レンズ部53は、図9及び図11(a)に示すように、パネル本体51の平坦な前面と、受光素子46へ向けて略ドーム状に膨出した湾曲面とを有する背面視略円形の片凸レンズ形状に形成されている。
On the other hand, as shown in Figures 9 and 11(a), the light receiving
より詳しくは、受光レンズ部53は、その中心と受光素子46の受光面46aの中央とを結ぶ受光軸(図示省略)が、前後方向Xに対して斜め上方に傾斜するように形成されている。これにより、受光レンズ部53は、前方Xfかつ斜め上方からの反射光を後方Xrの受光素子46へ向けて偏向可能にしている。
More specifically, the light receiving
また、円筒壁部54は、図8、図9及び図11に示すように、筐体10の内径よりも小径の外径と、発光素子45及び受光素子46を一体的に囲う内径とを有する略円筒状に形成されている。
As shown in Figures 8, 9, and 11, the
具体的には、円筒壁部54の内面は、図11(a)に示すように、上部が幅方向Yに略平行な平面54aを有し、下部が円筒壁部54の背面視略中央へ向けて突出した2つの突出面54bを有する凹凸形状に形成されている。
Specifically, as shown in FIG. 11(a), the inner surface of the
また、一対の被係止部55は、図8及び図10に示すように、幅方向Yに対向配置されるとともに、円筒壁部54の後端から後方Xrへ向けて延設された略板状に形成されている。この被係止部55には、幅方向Yに貫通するとともに、後述する保持部材70が幅方向Yの内側から係止される被係止孔55aが開口形成されている。
8 and 10, the pair of engaging
また、センサユニット30の照明用パネル60は、照明用発光素子47の照明光を透過可能な光透過性を有する合成樹脂製であって、操作受付パネル50よりも僅かに大径の内径を有する正面視略円環状に形成されている。
The
具体的には、照明用パネル60は、図7から図9に示すように、操作受付パネル50のパネル本体51を囲う正面視略円環状のパネル本体61と、パネル本体61から後方Xrへ僅かに延びる略筒状の円筒壁部62とで構成されている。
Specifically, as shown in Figures 7 to 9, the
なお、照明用パネル60の円筒壁部62は、その後面がセンサ基板40の照明用発光素子47に対向するように形成されている。
さらに、照明用パネル60の円筒壁部62の後面には、図8に示すように、照明用発光素子47の照射光を前方Xfへ向けて拡散する凹面部62aが、周方向に所定間隔を隔てて8つ凹設されている。
The
Furthermore, as shown in Figure 8, the rear surface of the
また、センサユニット30の小径シールリング31は、例えば弾性を有する合成樹脂製のシール部材であって、操作受付パネル50における円筒壁部54の外周面に装着される。この小径シールリング31は、操作受付パネル50の円筒壁部54と照明用パネル60の円筒壁部62との間に介在して、センサユニット30の内部への水分や粉塵の侵入を阻止している。
The small-
また、センサユニット30の大径シールリング32は、例えば弾性を有する合成樹脂製のシール部材であって、照明用パネル60における円筒壁部62の外周面に装着される。この大径シールリング32は、照明用パネル60の円筒壁部62と筐体10の内周面との間に介在して、筐体10の内部への水分や粉塵の侵入を阻止している。
The large-
また、センサユニット30の保持部材70は、図7から図9に示すように、センサ基板40と操作受付パネル50との間に配置され、センサ基板40及び操作受付パネル50を所望される位置に位置決めするとともに、位置決めされた状態のセンサ基板40及び操作受付パネル50を保持するように構成されている。
As shown in Figures 7 to 9, the holding
この保持部材70は、図9、図11(b)及び図12に示すように、発光素子45及び受光素子46を囲繞する正面視略矩形の囲繞部71と、囲繞部71を囲う正面視円形の保持鍔部72とを備えている。
As shown in Figures 9, 11(b) and 12, the holding
さらに、保持部材70は、囲繞部71における幅方向Yの両端から後方Xrへ延びる一対の係止部73と、保持鍔部72の外周縁に設けた一対のボス部74及び一対の組付け脚部75とを備えている。
Furthermore, the retaining
具体的には、保持部材70の囲繞部71は、図9及び図12に示すように、センサ基板40の前面に略平行な主面を有して対向する正面視略矩形の前壁部と、前壁部の四辺から後方Xrへ延設された側部とで後方Xrが開口した略ボックス状に形成されている。
さらに、囲繞部71における上下方向の略中央には、発光素子45の収容空間と受光素子46の収容空間とを隔てる隔壁71aが設けられている。
Specifically, as shown in Figures 9 and 12, the surrounding
Furthermore, a
この囲繞部71は、前後方向Xにおけるセンサ基板40に対する操作受付パネル50の相対位置を位置決めする位置決め部として機能するように、前後方向Xの長さが設定されている。
The length of this surrounding
具体的には、囲繞部71は、図9及び図10に示すように、発光素子45と発光レンズ部52とが所望される間隔を隔てるとともに、受光素子46と受光レンズ部53とが所望される間隔を隔てた状態において、前端面が操作受付パネル50の後面に当接し、後端面がセンサ基板40の前面に当接するように形成されている。
Specifically, as shown in Figures 9 and 10, the surrounding
さらに、囲繞部71は、センサ基板40の位置を位置決めする位置決めピン76(図12(b)参照)と、操作受付パネル50の回動を規制する回転規制壁部77(図13参照)と、操作受付パネル50の位置を位置決めする複数の線状突部78(図12(a)参照)とを有している。
Furthermore, the surrounding
より詳しくは、位置決めピン76は、図10及び図12(b)に示すように、囲繞部71の後端面から後方Xrへ向けて延びる略柱状であって、センサ基板40の位置決め孔42に嵌合可能に形成されている。
More specifically, as shown in Figures 10 and 12(b), the
また、回転規制壁部77は、図13に示すように、保持鍔部72よりも前方Xf側で、操作受付パネル50の円筒壁部54の内周面に対向する囲繞部71の側面で構成されている。
As shown in FIG. 13, the rotation
具体的には、回転規制壁部77は、図13に示すように、円筒壁部54の平面54aを含む内周面に、僅かな隙間を隔てて対向する囲繞部71の上面と、円筒壁部54の突出面54bを含む内周面に僅かな隙間を隔てて対向する囲繞部71の下面とで構成されている。
Specifically, as shown in FIG. 13, the rotation
また、複数の線状突部78は、図11(b)、図12(a)及び図13に示すように、前後方向Xに延びる略線状であって、回転規制壁部77に設けられている。この線状突部78は、操作受付パネル50の円筒壁部54の内周面に当接する形状に形成されている。
As shown in Figs. 11(b), 12(a) and 13, the
このような構成の囲繞部71には、図9及び図12に示すように、発光素子45から発光レンズ部52に入射する照射光を調整する照射光絞り部79と、受光レンズ部53から受光素子46に入射する反射光を調整する反射光絞り部80とが設けられている。
As shown in Figures 9 and 12, the surrounding
照射光絞り部79は、図14に示すように、上述した発光素子45及び発光レンズ部52とで発光側光学要素を構成するとともに、投光範囲R1外に偏向される照射光の発光レンズ部52への入射を制限している。
As shown in FIG. 14, the illumination
詳述すると、照射光絞り部79は、図12(a)及び図14に示すように、囲繞部71の前壁部における発光素子45に対向する部分である遮光部791と、遮光部791から前方Xfへ向けて延設され、発光レンズ部52を囲う円筒状の発光側円筒部792と、遮光部791を貫通する投光開口部793とで構成されている。
In more detail, as shown in Figures 12(a) and 14, the irradiation
この照射光絞り部79の投光開口部793は、図11(b)及び図14に示すように、遮光部791を貫通するとともに、上方へ向けて突出した正面視略半円状の孔部分793aと、孔部分793aを前方Xfへ向かうほど、漸次拡径したテーパー部793bとで構成されている。
As shown in Figures 11(b) and 14, the light projection opening 793 of the irradiation
このうち、投光開口部793の孔部分793aは、図14に示すように、正面視略半円状における下端の直線部分が、発光レンズ部52の頂部52aを通って発光素子45の発光面45aに直交する仮想直線L1の上方側に近接するように開口形成されている。
As shown in FIG. 14, the
また、反射光絞り部80は、図14に示すように、上述した受光素子46及び受光レンズ部53とで受光側光学要素を構成するとともに、受光範囲R2外から受光レンズ部53に入射した反射光の受光素子46への入射を制限している。
As shown in FIG. 14, the reflected
詳述すると、反射光絞り部80は、図12(a)及び図14に示すように、囲繞部71の前壁部における受光素子46に対向する部分である遮光部801と、遮光部801から前方Xfへ向けて延設され、受光レンズ部53を囲う円筒状の受光側円筒部802と、遮光部801を貫通する受光開口部803とで構成されている。
In more detail, as shown in Figures 12(a) and 14, the reflected
この反射光絞り部80の受光開口部803は、図11(b)及び図14に示すように、遮光部801を貫通するとともに、下方へ向けて突出した正面視略半円状の孔部分803aと、孔部分803aを前方Xfへ向かうほど、漸次拡径したテーパー部803bとで構成されている。
As shown in Figures 11(b) and 14, the
このうち、受光開口部803の孔部分803aは、図14に示すように、正面視略半円状における上端の直線部分が、受光レンズ部53の頂部53aを通って受光素子46の受光面46aに直交する仮想直線L2の下方側に近接するように開口形成されている。
As shown in FIG. 14, the
また、保持部材70の保持鍔部72は、図11(b)及び図12に示すように、前後方向Xに厚みを有する正面視円形であって、囲繞部71における前後方向Xの略中央に形成されている。さらに、保持鍔部72には、囲繞部71における幅方向Yの側面に隣接して、前後方向Xに貫通する正面視略矩形の開口72aが開口形成されている。
As shown in Figs. 11(b) and 12, the retaining
保持部材70の一対の係止部73は、図11(b)及び図12に示すように、囲繞部71における上下方向の略中央において、幅方向Yの両端から幅方向Yの外側へ延設されたのち、保持鍔部72の開口72aを通って後方Xrへ延びる略板状に形成されている。
As shown in Figs. 11(b) and 12, the pair of locking
この係止部73の側面には、図10に示すように、幅方向Yの外側へ向けて突出するとともに、操作受付パネル50の被係止孔55aに係止される爪部分(符号省略)が突設されている。
さらに、係止部73の先端には、図12(b)に示すように、後方Xrへ向けて突出するとともに、センサ基板40の嵌合孔41に嵌合する略円柱状の嵌合突部73aが一体形成されている。
As shown in FIG. 10 , the side surface of the locking
12B, the end of the locking
また、保持部材70の一対のボス部74は、図7から図9に示すように、保持鍔部72の上端及び保持鍔部72の下端に、それぞれ上方及び下方へ向けて突出するように形成されている。このボス部74には、センサ基板40の固定に用いるビス33が螺合するネジ孔74aが形成されている。
As shown in Figs. 7 to 9, the pair of
また、保持部材70の一対の組付け脚部75は、図10及び図12に示すように、保持鍔部72における幅方向Yの縁端から後方Xrへ向けて延設されるとともに、その先端に幅方向Yの外側へ突出した爪部分(符号省略)を有する形状に形成されている。
この組付け脚部75の爪部分は、図10に示すように、前方Xfから後方Xrへ向けてセンサユニット30を筐体10に組付けた際、筐体10の第2被係止孔16に係止される。
As shown in Figures 10 and 12, the pair of
As shown in FIG. 10 , the claw portion of the mounting
引き続き、上述した構成の操作スイッチ1を組み付ける工程について、図3及び図4、並びに図7及び図8を用いて簡単に説明する。
まず、入出力ユニット20を組み立てる作業者または組付け装置は、収容ケース22の前方Xfから後方Xrへ向けて、フレキシブルフラットケーブル5の一端が接続された入出力制御部21を収容ケース22に収容して、入出力ユニット20を構成する。
この際、入出力制御部21の入出力基板23が、収容ケース22に係止固定され、入出力制御部21の前後方向Xへの移動が規制される。
Next, the process of assembling the
First, a worker or assembly device assembling the input/
At this time, the input/
一方、センサユニット30を組み立てる作業者または組付け装置は、小径シールリング31を装着した操作受付パネル50を、前方Xfから照明用パネル60に組付けたのち、照明用パネル60に大径シールリング32を装着する。
Meanwhile, the worker or assembly device assembling the
その後、作業者または組付け装置は、操作受付パネル50の後面を保持部材70における囲繞部71の前端面に当接させるとともに、操作受付パネル50の被係止孔55aに保持部材70の係止部73を係止する。
Then, the worker or the assembly device abuts the rear surface of the
この際、保持部材70の線状突部78と操作受付パネル50の円筒壁部54とが当接するため、センサ基板40の前面に平行な方向である面内方向における操作受付パネル50の位置、及び前後方向Xの回転軸とする回転方向における操作受付パネル50の位置が位置決めされる。
さらに、保持部材70の係止部73が、前方Xfへの操作受付パネル50の移動を爪部分によって阻止しながら、操作受付パネル50を保持する。
At this time, the
Furthermore, the locking
操作受付パネル50を保持部材70に組み付けると、作業者または組付け装置は、センサ基板40の位置決め孔42及び嵌合孔41をそれぞれ、保持部材70の位置決めピン76及び嵌合突部73aに嵌合させながら、センサ基板40の前面を保持部材70における囲繞部71の後端面に当接させる。
When the
この際、保持部材70の位置決めピン76及び嵌合突部73aによって、センサ基板40の前面に平行な方向である面内方向におけるセンサ基板40の位置、及び前後方向Xを回転軸とする回転方向におけるセンサ基板40の位置が位置決めされる。
At this time, the
その後、作業者または組付け装置は、ビス33を用いてセンサ基板40を保持部材70に締結固定して、センサユニット30を構成する。これにより、センサ基板40は、前後方向Xにおける操作受付パネル50との相対位置が位置決めされた状態で保持部材70に固定される。
Then, the worker or the assembly device fastens the
そして、作業者または組付け装置は、フレキシブルフラットケーブル5を接続した入出力ユニット20を、前方Xfから後方Xrへ向けて筐体10の内部に挿入するとともに、入出力ユニット20の収容ケース22を筐体10の第1被係止孔15に係止固定する。
Then, the worker or the assembly device inserts the input/
さらに、作業者または組付け装置は、フレキシブルフラットケーブル5をセンサユニット30に接続したのち、フレキシブルフラットケーブル5を折り畳みながら、センサユニット30を前方Xfから後方Xrへ向けて筐体10の内部に挿入する。
Furthermore, after connecting the flexible
その後、作業者または組付け装置は、センサユニット30を筐体10の第2被係止孔16に係止させて、スイッチ本体3を構成したのち、シールリング2及び固定ナット4を、スイッチ本体3に組付けることで、操作スイッチ1を構成する。
Then, the worker or the assembly device engages the
次に、上述した操作スイッチ1において、発光素子45が照射した照射光の外部への投光状態、及び受光素子46への反射光の入射状態について、図14及び図15を用いて説明する。
Next, the state of the light emitted by the light-emitting
まず、発光素子45が発光開始すると、発光素子45の照射光は、図14中の矢印で示すように、照射光絞り部79へ向けて拡散照射される。
この際、発光素子45が照射した照射光は、図14に示すように、その一部が照射光絞り部79の遮光部791によって遮光され、投光開口部793を通過した照射光が、発光レンズ部52の湾曲面における頂部52aよりも上方の部分に入射する。
First, when the
At this time, as shown in Figure 14, a portion of the light emitted by the light-emitting
これにより、発光レンズ部52に入射した照射光は、発光レンズ部52の内部で屈曲して投光範囲R1へ向けて投光される。
そして、投光範囲R1へ投光された照射光は、図14中の矢印で示すように、投光範囲R1を遮るように通過した物体で反射し、前方Xfかつ斜め上方からの反射光として受光レンズ部53に入射したのち、受光レンズ部53の内部で屈曲して後方Xrへ向けて投光される。
As a result, the irradiation light incident on light-emitting
The irradiation light projected into the light projection range R1 is reflected by an object that passes through the light projection range R1, as shown by the arrow in Figure 14, and enters the light receiving
この際、検出領域E(図5参照)以外で反射した反射光、すなわち受光範囲R2外を通って受光レンズ部53に入射した反射光は、図14に示すように、反射光絞り部80によって遮光され受光素子46に入射しない。
At this time, reflected light reflected outside the detection area E (see FIG. 5), i.e., reflected light passing outside the light receiving range R2 and entering the light receiving
一方、検出領域E(図5参照)で反射した反射光、すなわち受光範囲R2を通って受光レンズ部53に入射した反射光は、受光レンズ部53の湾曲面における頂部53aよりも下方の部分を介して、反射光絞り部80に投光される。
On the other hand, the reflected light reflected at the detection area E (see FIG. 5), i.e., the reflected light that passes through the light receiving range R2 and enters the light receiving
そして、反射光絞り部80へ向けて投光された反射光は、受光開口部803を介して、受光素子46の受光面46aに入射する。この際、反射光は、検出距離に応じた上下方向の位置に入射する。
Then, the reflected light projected toward the reflected
例えば検出距離が5mm以上30mm以下である操作スイッチ1の場合、検出距離5mmの位置で反射した反射光は、図15(a)に示すように、受光素子46の受光面46aにおける下端近傍を中心に入射する。
For example, in the case of an
また、検出距離20mmの位置で反射した反射光は、図15(b)に示すように、受光素子46の受光面46aにおける上部を中心に入射し、検出距離30mmの位置で反射した反射光は、図15(c)に示すように、受光素子46の受光面46aにおける上端近傍に入射する。
In addition, the reflected light reflected at a detection distance of 20 mm is incident mainly on the upper part of the
なお、図15によれば、いずれの検出距離でも収束状態の反射光が良好な光量で受光素子46に入射している。
さらに、検出距離が遠くなるほど、反射光の入射位置が受光素子46の受光面46aの下端から上端へ推移していることから、受光素子46に入射する反射光が、反射光絞り部80によって受光範囲R2を通る反射光に制限されていることがわかる。
According to FIG. 15, a satisfactory amount of converged reflected light is incident on the
Furthermore, since the incident position of the reflected light shifts from the lower end to the upper end of the
このようにして入射した反射光を受光した受光素子46は、反射光の光量に応じた電気信号を、センサ基板40及びフレキシブルフラットケーブル5を介して入出力制御部21に出力する。
The
そして、入出力制御部21は、受光素子46からの電気信号に基づいて反射光の光量を判定し、反射光の光量が閾値以上の場合に人の操作動作を検知したと判定し、外部機器に対して検知信号を出力する。
このように操作スイッチ1は、検出領域Eの人の操作動作を精度よく検出している。
Then, the input/
In this manner, the
以上のように、本実施形態の操作スイッチ1は、所定の検出領域E内における操作動作を検知する限定反射型のセンサユニット30を備えている。
この操作スイッチ1のセンサユニット30は、照射光を発光する発光素子45、及び操作動作によって反射した照射光の反射光を受光する受光素子46を前面に実装したセンサ基板40と、センサ基板40の前面に対して対向配置された光透過性を有する操作受付パネル50とを備えている。
As described above, the
The
さらに、操作スイッチ1は、発光素子45へ向けて操作受付パネル50に突設された発光レンズ部52と、受光素子46に向けて操作受付パネル50に突設された受光レンズ部53と、センサ基板40と操作受付パネル50との間に配置され、センサ基板40及び操作受付パネル50を保持する保持部材70とを備えている。
The
加えて、操作スイッチ1は、発光素子45と発光レンズ部52との間に配置され、検出領域E外へ向かう照射光の発光レンズ部52への入射を遮蔽する照射光遮蔽手段(照射光絞り部79)と、受光素子46と受光レンズ部53との間に配置され、検出領域E外で反射した反射光の受光素子46への入射を遮蔽する反射光遮蔽手段(反射光絞り部80)とを備えている。
In addition, the
この構成によれば、照射光遮蔽手段(照射光絞り部79)及び反射光遮蔽手段(反射光絞り部80)により、所望される操作動作のみを精度よく検出して、接続された機器の意図しない動作を防止することができる。 With this configuration, the irradiated light shielding means (irradiated light aperture section 79) and reflected light shielding means (reflected light aperture section 80) can accurately detect only the desired operation, preventing unintended operation of the connected device.
具体的には、検出領域E外へ向かう照射光の発光レンズ部52への入射を遮蔽する照射光遮蔽手段により、センサユニット30は、発光レンズ部52に入射した照射光が検出領域E外へ向けて投光されることを防止して、照射光の投光範囲R1を狭くすることができる。
Specifically, the
さらに、検出領域E外で反射した反射光の受光素子46への入射を遮蔽する反射光遮蔽手段により、センサユニット30は、検出領域E外で反射した反射光を受光素子46が受光することを防止して、受光素子46の受光範囲R2を狭くすることができる。
Furthermore, by using a reflected light shielding means that blocks the incidence of reflected light reflected outside the detection area E on the
これにより、センサユニット30は、投光範囲R1と受光範囲R2との交差領域である検出領域Eを操作動作の検知に適した範囲にできるとともに、検出領域E外での物体の検出を防止することができる。このため、操作スイッチ1は、検出領域E内での所望される操作動作のみを精度よく検出して、接続された外部機器の意図しない動作を防止することができる。
As a result, the
加えて、照射光遮蔽手段及び反射光遮蔽手段がセンサ基板40と操作受付パネル50の間に配置されるため、操作スイッチ1は、照射光の一部及び反射光の一部をセンサユニット30の内部で遮光することができる。
In addition, since the irradiated light shielding means and the reflected light shielding means are disposed between the
このため、操作スイッチ1は、操作受付パネル50の意匠面をマスクして照射光の一部及び反射光の一部を遮光する場合に比べて、操作受付パネル50の見栄えの低下やデザインの自由度の低下を抑えることができる。
As a result, the
また、照射光遮蔽手段が保持部材70に設けた照射光絞り部79で構成され、反射光遮蔽手段が保持部材70に設けた反射光絞り部80で構成されたため、操作スイッチ1は、照射光絞り部79及び反射光絞り部80を有する部材を保持部材70とは別体で設けた場合に比べて部品点数の増加を抑えられるとともに、センサユニット30をコンパクトにすることができる。
In addition, since the irradiated light shielding means is composed of an irradiated
また、照射光絞り部79の孔部分793aは、下方側に位置する縁端が、発光レンズ部52の頂部52aを通って発光素子45の発光面45aに直交する仮想直線L1の近傍に位置する直線状に形成されている。
The
一方、反射光絞り部80の孔部分803aは、上方側に位置する縁端が、受光レンズ部53の頂部53aを通って受光素子46の受光面46aに直交する仮想直線L2の近傍に位置する直線状に形成されている。
On the other hand, the
この構成によれば、発光素子45の照射光を、照射光絞り部79によって発光レンズ部52における上方側の湾曲面に入射させることができる。このため、センサユニット30は、照射光が発光レンズ部52の頂部52a周辺に入射する場合に比べて、発光レンズ部52に入射した照射光の投光方向のバラツキを抑えることができる。
With this configuration, the light emitted from the light-emitting
さらに、受光レンズ部53の頂部53aを通って受光素子46の受光面46aに直交する仮想直線L2の近傍に直線状の上端が位置するように反射光絞り部80の孔部分803aを形成したことにより、センサユニット30は、受光レンズ部53の頂部53aに孔部分の中心が対向する反射光絞り部に比べて、反射光絞り部80を通過する反射光の向きのバラツキを抑えることができる。
Furthermore, by forming the
これにより、操作スイッチ1は、照射光を検出領域Eへ向けて確実に投光できるとともに、収束した反射光を受光素子46が受光できるため、所望される操作動作のみをさらに精度よく検出することができる。
This allows the
また、照射光絞り部79の孔部分793aが、下方側に直線状の縁端を有するとともに、上方側に突出した正面視略半円状に形成され、反射光絞り部80の孔部分803aが、上方側に直線状の縁端を有するとともに、下方側に向けて突出した正面視略半円状に形成されている。
In addition, the
この構成によれば、照射光絞り部79における孔部分793aの開口面積、及び反射光絞り部80における孔部分803aの開口面積を、上下方向の長さが同じ略円形の開口に比べて大きくすることができる。
With this configuration, the opening area of the
これにより、操作スイッチ1は、発光レンズ部52に入射する照射光の光量、及び受光素子46に入射する反射光の光量を確実に確保できるため、所望される操作動作のみをより精度よく検出することができる。
This allows the
また、照射光絞り部79の孔部分793aが、発光素子45の発光面45aに対して略平行な遮光部791の厚み方向に沿って形成され、反射光絞り部80の孔部分803aが、受光素子46の受光面46aに対して略平行な遮光部801の厚み方向に沿って形成されている。
The
この構成によれば、照射光絞り部79の孔部分793aを発光素子45の発光面45aに対して傾斜した遮光部の厚み方向に沿って形成した場合に比べて、発光レンズ部52に入射する反射光の光量をより安定させることができる。
With this configuration, the amount of reflected light entering the light-emitting
同様に、センサユニット30は、反射光絞り部80の孔部分803aを受光素子46の受光面46aに対して傾斜した遮光部の厚み方向に沿って形成した場合に比べて、受光素子46に入射する反射光の光量をより安定させることができる。
これにより、操作スイッチ1は、操作動作の検出精度をより向上することができる。
Similarly, the
This allows the
また、保持部材70は、前後方向Xにおけるセンサ基板40に対する操作受付パネル50の位置を位置決めする前後方向X位置決め手段として、操作受付パネル50に当接する囲繞部71の前端面、センサ基板40に当接する囲繞部71の後端面、及び操作受付パネル50の被係止孔55aに係止される係止部73を備えている。
The holding
この構成によれば、保持部材70にセンサ基板40及び操作受付パネル50を組み付けることで、センサ基板40に対して操作受付パネル50を所望する前後方向Xの位置に精度よく配置することができる。
With this configuration, by assembling the
このため、操作スイッチ1は、発光素子45に対して照射光絞り部79及び発光レンズ部52を所望する前後方向Xの位置に精度よく配置できるとともに、受光素子46に対して反射光絞り部80及び受光レンズ部53を所望する前後方向Xの位置に精度よく配置することができる。
As a result, the
これにより、操作スイッチ1は、照射光の投光範囲R1及び受光素子46の受光範囲R2のバラツキを抑えられるため、所望される操作動作を精度よく、かつ確実に検出することができる。
As a result, the
また、前後方向Xを回転軸として回転する方向を回転方向とし、保持部材70は、回転方向におけるセンサ基板40に対する操作受付パネル50の位置を位置決めする回転方向位置決め手段が備えられている。
The direction of rotation around the forward/rearward direction X as the rotation axis is defined as the rotation direction, and the holding
より詳しくは、保持部材70は、回転方向位置決め手段として、センサ基板40の位置決め孔42に嵌合する位置決めピン76、操作受付パネル50の円筒壁部54に当接する線状突部78、及びセンサ基板40の嵌合孔41に嵌合する嵌合突部73aが備えられている。
More specifically, the holding
この構成によれば、保持部材70にセンサ基板40及び操作受付パネル50を組み付けることで、センサ基板40に対して操作受付パネル50を所望する前後方向Xの位置及び回転方向の位置に精度よく配置することができる。
With this configuration, by assembling the
このため、操作スイッチ1は、発光素子45に対して照射光絞り部79及び発光レンズ部52を所望する前後方向Xの位置及び回転方向の位置に精度よく配置できるとともに、受光素子46に対して反射光絞り部80及び受光レンズ部53を所望する前後方向Xの位置及び回転方向の位置に精度よく配置することができる。
As a result, the
これにより、操作スイッチ1は、照射光の投光範囲R1及び受光素子46の受光範囲R2のバラツキをより抑えられるため、所望される操作動作をより精度よく、かつ確実に検出することができる。
As a result, the
また、センサ基板40の前面に平行な方向を面内方向とし、保持部材70は、面内方向におけるセンサ基板40に対する操作受付パネル50の位置を位置決めする面内方向位置決め手段が備えられている。
The direction parallel to the front surface of the
より詳しくは、保持部材70は、面内方向位置決め手段として、センサ基板40の位置決め孔42に嵌合する位置決めピン76、操作受付パネル50の円筒壁部54に当接する線状突部78、及びセンサ基板40の嵌合孔41に嵌合する嵌合突部73aが備えられている。
More specifically, the holding
この構成によれば、保持部材70にセンサ基板40及び操作受付パネル50を組み付けることで、センサ基板40に対して操作受付パネル50を所望する前後方向Xの位置及び面内方向の位置に精度よく配置することができる。
With this configuration, by assembling the
このため、操作スイッチ1は、発光素子45に対して照射光絞り部79及び発光レンズ部52を所望する前後方向Xの位置及び面内方向の位置に精度よく配置できるとともに、受光素子46に対して反射光絞り部80及び受光レンズ部53を所望する前後方向Xの位置及び面内方向の位置に精度よく配置することができる。
As a result, the
これにより、操作スイッチ1は、照射光の投光範囲R1及び受光素子46の受光範囲R2のバラツキをより抑えられるため、所望される操作動作をより精度よく、かつ確実に検出することができる。
As a result, the
また、発光レンズ部52及び受光レンズ部53が、前後方向Xから見て略円形に形成されているため、操作スイッチ1は、例えば前後方向Xから見て略矩形のレンズ部に比べて発光レンズ部52及び受光レンズ部53をコンパクトにすることができる。このため、操作スイッチ1は、センサユニット30の大型化を抑えるとともに、センサユニット30の形状の自由度を向上することができる。
In addition, since the light-emitting
また、操作スイッチ1は、前後方向Xに沿ってセンサユニット30を組付ける筐体10が備えられている。そして、センサ基板40及び操作受付パネル50を保持した保持部材70が、筐体10に係止される構成である。
The
この構成によれば、少なくともセンサ基板40及び操作受付パネル50を、接着剤などを用いることなく筐体10に組み付けることができる。このため、操作スイッチ1は、センサユニット30と筐体10とを効率よく組み付けることができる。
With this configuration, at least the
この発明の構成と、上述の実施形態との対応において、
この発明のセンサ基板の一方の主面は、実施形態のセンサ基板40の前面に対応し、
以下同様に、
光透過性部材は、操作受付パネル50に対応し、
照射光遮蔽手段は、照射光絞り部79に対応し、
反射光遮蔽手段は、反射光絞り部80に対応し、
直交方向は、前後方向Xに対応し、
照射光絞り部の開口は、孔部分793aに対応し、
反射光絞り部から離間する離間方向は、上方に対応し、
反射光絞り部の開口は、孔部分803aに対応し、
照射光絞り部から離間する離間方向は、下方に対応し、
発光素子の発光面に対して略平行な部分は、遮光部791に対応し、
受光素子の受光面に対して略平行な部分は、遮光部801に対応し、
直交方向位置決め手段は、囲繞部71の前端面、囲繞部71の後端面及び係止部73に対応し、
回転方向位置決め手段及び面内方向位置決め手段は、位置決めピン76、線状突部78及び嵌合突部73aに対応するが、
この発明は、上述の実施形態の構成のみに限定されるものではなく、多くの実施の形態を得ることができる。
In the configuration of the present invention and the correspondence with the above-mentioned embodiment,
One of the main surfaces of the sensor substrate of the present invention corresponds to the front surface of the
Similarly,
The light-transmitting member corresponds to the
The irradiation light shielding means corresponds to the irradiation
The reflected light blocking means corresponds to the reflected
The orthogonal direction corresponds to the front-rear direction X,
The opening of the irradiation light diaphragm corresponds to the
The direction in which the light is moved away from the reflected light diaphragm corresponds to the upward direction.
The opening of the reflected light diaphragm corresponds to the
The direction of separation from the irradiation light diaphragm corresponds to the downward direction,
The portion that is approximately parallel to the light emitting surface of the light emitting element corresponds to the
The portion that is approximately parallel to the light receiving surface of the light receiving element corresponds to the
The orthogonal direction positioning means corresponds to the front end surface of the surrounding
The rotational direction positioning means and the in-plane direction positioning means correspond to the
The present invention is not limited to the configurations of the above-described embodiments, and many other embodiments can be obtained.
具体的には、上述した実施形態において、昇降装置や搬送装置に取り付ける操作スイッチ1としたが、これに限定せず、適宜の装置に取り付ける操作スイッチであってもよい。
また、操作スイッチ1が前後方向Xに沿って取付けられる取付パネルPとしたが、これに限定せず、幅方向Y、あるいは上下方向など適宜の方向から操作スイッチ1が取付けられる取付パネルであってもよい。
Specifically, in the above-described embodiment, the
In addition, the mounting panel P is configured so that the
また、正面視略円形の操作スイッチ1としたが、これに限定せず、正面視略矩形の操作スイッチ、正面視略三角形の操作スイッチ、あるいは正面視略多角形の操作スイッチであってもよい。この際、筐体10は、略円筒状に限らず、略筒状であれば略矩形の筒状、略三角形の筒状、多角形の筒状などであってもよい。
In addition, the
また、取付パネルPとは別体の筐体10にセンサユニット30が組付けられる構成としたが、これに限定せず、取付パネルに一体的に設けられた筐体に、センサユニット30が取付けられる構成であってもよい。
In addition, the
また、入出力ユニット20の機能、及びセンサユニット30の機能は、上述した機能に限定せず、適宜の機能を割り当ててもよい。
また、赤外線を照射する発光素子45としたが、これに限定せず、人の操作動作を検知可能であれば適宜の光線を照射する発光素子であってもよい。
Furthermore, the functions of the input/
Further, the
また、照明用発光素子47及び照明用パネル60を備えたセンサユニット30としたが、これに限定せず、照明用発光素子47及び照明用パネル60を備えていないセンサユニットとしてもよい。
In addition, the
また、小径シールリング31及び大径シールリング32を備えたセンサユニット30としたが、これに限定せず、小径シールリング31及び大径シールリング32を備えていないセンサユニットであってもよい。
In addition, the
また、入出力ユニット20とセンサユニット30とをフレキシブルフラットケーブル5で電気的に接続したが、これに限定せず、入出力ユニット20とセンサユニット30とを、断面丸形の電線を並置して構成したリボンケーブル、あるいは断面丸形の複数の電線で接続してもよい。
In addition, the input/
また、筐体10の第1被係止孔15に入出力ユニット20が係止され、筐体10の第2被係止孔16にセンサユニット30が係止される構成としたが、これに限定せず、筐体10の内部に設けた係止溝に、入出力ユニット20及びセンサユニット30が係止される操作スイッチであってもよい。
In addition, the input/
また、受光素子46からの電気信号に基づいて、入出力制御部21が反射光の光量を判定したが、これに限定せず、センサユニット30が反射光の光量を判定し、入出力制御部21に所定の信号を出力する構成であってもよい。
In addition, the input/
また、正面視略半円状における直線状の縁端が仮想直線L1の上方側に近接する照射光絞り部79の孔部分793aとしたが、これに限定せず、正面視略半円状における直線状の縁端が、仮想直線L1に一致する、あるいは仮想直線L1に対して下方側に僅かに離間した位置で近接する孔部分793aであってもよい。
In addition, the straight edge of the approximately semicircular shape in front view is the
同様に、正面視略半円状における直線状の縁端が仮想直線L2の下方側に近接する反射光絞り部80の孔部分803aとしたが、これに限定せず、正面視略半円状における直線状の縁端が、仮想直線L2に一致する、あるいは仮想直線L2に対して上方側に僅かに離間した位置で近接する孔部分803aであってもよい。
Similarly, the straight edge of the
また、照射光絞り部79の孔部分793a及び反射光絞り部80の孔部分803aを正面視略半円状に開口形成したが、これに限定せず、正面視略三角形状、正面視略矩形、あるいは正面視多角形状に開口形成してもよい。
In addition, the
この場合であっても、照射光絞り部79の孔部分793aにおける下端の直線部分が、仮想直線L1の近傍に位置するように形成し、反射光絞り部80の孔部分803aにおける上端の直線部分が、仮想直線L2の近傍に位置するように形成する。
Even in this case, the straight line portion at the lower end of the
この構成によれば、上述した実施形態と同様に、照射光絞り部79における孔部分793aの開口面積、及び反射光絞り部80における孔部分803aの開口面積を、上下方向の長さが同じ略円形の開口に比べて大きくすることができる。
これにより、操作スイッチ1は、発光レンズ部52に入射する照射光の光量、及び受光素子46に入射する反射光の光量を確実に確保できるため、所望される操作動作のみをより精度よく検出することができる。
According to this configuration, as in the above-described embodiment, the opening area of the
This allows the
また、発光素子45の発光面45a及び受光素子46の受光面46aが、センサ基板40の前面に略平行となるように配置した構成としたが、これに限定せず、センサ基板40の前面に対して、発光素子45の発光面45a及び受光素子46の受光面46aがそれぞれ検出領域Eへ向けて傾斜した構成であってもよい。
この場合、照射光絞り部79の孔部分793aが投光軸に沿って開口形成され、反射光絞り部80の孔部分803aが受光軸に沿って開口形成されてもよい。
In addition, the light-emitting
In this case, the
また、照射光を遮光する照射光遮蔽手段を保持部材70の照射光絞り部79で構成し、反射光を遮光する反射光遮蔽手段を保持部材70の反射光絞り部80で構成したが、これに限定せず、例えば発光レンズ部52及び受光レンズ部の所定範囲に塗布した遮光材で照射光遮蔽手段及び反射光遮蔽手段を構成してもよい。
In addition, the irradiation light shielding means for blocking the irradiation light is configured with the irradiation
1…操作スイッチ
10…筐体
30…センサユニット
40…センサ基板
45…発光素子
45a…発光面
46…受光素子
46a…受光面
50…操作受付パネル
52…発光レンズ部
53…受光レンズ部
70…保持部材
73…係止部
73a…嵌合突部
76…位置決めピン
78…線状突部
79…照射光絞り部
80…反射光絞り部
791…遮光部
793a…孔部分
801…遮光部
803a…孔部分
L1…仮想直線
L2…仮想直線
E…検出領域
X…前後方向
1...operation switch 10...
Claims (10)
前記センサユニットは、
照射光を発光する発光素子、及び前記操作動作によって反射した前記照射光の反射光を受光する受光素子を一方の主面に実装したセンサ基板と、
該センサ基板の前記一方の主面に対して対向配置された光透過性を有する光透過性部材と、
前記発光素子へ向けて前記光透過性部材に突設された発光レンズ部と、
前記受光素子に向けて前記光透過性部材に突設された受光レンズ部と、
前記センサ基板と前記光透過性部材との間に配置され、前記センサ基板及び前記光透過性部材を保持する保持部材と、
前記発光素子と前記発光レンズ部との間に配置され、前記検出領域外へ向かう前記照射光の前記発光レンズ部への入射を遮蔽する照射光遮蔽手段と、
前記受光素子と前記受光レンズ部との間に配置され、前記検出領域外で反射した前記反射光の前記受光素子への入射を遮蔽する反射光遮蔽手段とが備えられた
操作スイッチ。 An operation switch having a limited reflection type sensor unit that detects an operation within a predetermined detection area,
The sensor unit includes:
a sensor substrate having a light-emitting element that emits irradiation light and a light-receiving element that receives reflected light of the irradiation light that is reflected by the operation action mounted on one main surface thereof;
a light-transmitting member disposed opposite the one main surface of the sensor substrate and having light-transmitting properties;
a light-emitting lens portion protruding from the light-transmitting member toward the light-emitting element;
a light receiving lens portion protruding from the light transmitting member toward the light receiving element;
a holding member disposed between the sensor substrate and the light transmitting member, the holding member holding the sensor substrate and the light transmitting member;
an irradiation light shielding means arranged between the light emitting element and the light emitting lens portion and configured to shield the irradiation light directed toward the outside of the detection area from being incident on the light emitting lens portion;
an operating switch including a reflected light shielding means disposed between the light receiving element and the light receiving lens portion, for blocking the reflected light reflected outside the detection area from entering the light receiving element;
前記反射光遮蔽手段が、前記保持部材に設けた反射光絞り部で構成された
請求項1に記載の操作スイッチ。 the irradiation light shielding means is constituted by an irradiation light diaphragm portion provided on the holding member,
2. The operating switch according to claim 1, wherein the reflected light blocking means is constituted by a reflected light diaphragm portion provided on the holding member.
前記照射光絞り部の開口は、
前記直交方向から見て前記反射光絞り部から離間する離間方向とは逆側に位置する縁端が、前記発光レンズ部の頂部を通って前記発光素子の発光面に直交する仮想直線の近傍に位置する直線状に形成され、
前記反射光絞り部の開口は、
前記直交方向から見て前記照射光絞り部から離間する離間方向とは逆側に位置する縁端が、前記受光レンズ部の頂部を通って前記受光素子の受光面に直交する仮想直線の近傍に位置する直線状に形成された
請求項2に記載の操作スイッチ。 A direction perpendicular to the one main surface of the sensor substrate is defined as an orthogonal direction,
The aperture of the irradiation light diaphragm portion is
an edge located on the opposite side to a direction in which the reflected light diaphragm portion is spaced apart from the reflected light diaphragm portion as viewed from the perpendicular direction is formed in a straight line located in the vicinity of a virtual straight line that passes through a top of the light emitting lens portion and is perpendicular to a light emitting surface of the light emitting element,
The aperture of the reflected light diaphragm portion is
3. The operating switch according to claim 2, wherein an edge located on the opposite side to the direction away from the illumination light diaphragm portion when viewed from the perpendicular direction is formed in a straight line located near a virtual straight line that passes through a top of the light receiving lens portion and is perpendicular to the light receiving surface of the light receiving element.
前記照射光絞り部の開口は、
前記直交方向から見て前記反射光絞り部から離間する離間方向とは逆側に直線状の縁端を有するとともに、前記離間方向側に突出した略半円状、略三角形状、略矩形または多角形状のいずれか1つに形成され、
前記反射光絞り部の開口が、
前記直交方向から見て前記照射光絞り部から離間する離間方向とは逆側に直線状の縁端を有するとともに、前記離間方向側に突出した略半円状、略三角形状、略矩形または多角形状のいずれか1つに形成された
請求項2または請求項3に記載の操作スイッチ。 A direction perpendicular to the one main surface of the sensor substrate is defined as an orthogonal direction,
The aperture of the irradiation light diaphragm portion is
the reflected light diaphragm portion has a linear edge on a side opposite to a separation direction in which the reflected light diaphragm portion is separated from the reflected light diaphragm portion as viewed from the orthogonal direction, and is formed in any one of a substantially semicircular shape, a substantially triangular shape, a substantially rectangular shape, and a substantially polygonal shape protruding toward the separation direction,
The opening of the reflected light diaphragm portion is
4. The operating switch according to claim 2, wherein the operating switch has a linear edge on a side opposite to a direction in which the illumination light diaphragm portion is spaced from the illumination light diaphragm portion when viewed from the orthogonal direction, and is formed in any one of a substantially semicircular, substantially triangular, substantially rectangular, and polygonal shape protruding toward the direction in which the illumination light diaphragm portion is spaced from the illumination light diaphragm portion.
前記発光素子の発光面に対して略平行な部分の厚み方向に沿って形成され、
前記反射光絞り部の開口が、
前記受光素子の受光面に対して略平行な部分の厚み方向に沿って形成された
請求項2に記載の操作スイッチ。 The opening of the irradiation light diaphragm portion is
The light emitting element is formed along a thickness direction of a portion that is substantially parallel to a light emitting surface of the light emitting element,
The opening of the reflected light diaphragm portion is
3. The operation switch according to claim 2, wherein the light receiving element is formed in a thickness direction of a portion that is substantially parallel to the light receiving surface of the light receiving element.
前記保持部材は、
前記直交方向における前記センサ基板に対する前記光透過性部材の位置を位置決めする直交方向位置決め手段が備えられた
請求項2に記載の操作スイッチ。 A direction perpendicular to the one main surface of the sensor substrate is defined as an orthogonal direction,
The holding member is
3. The operating switch according to claim 2, further comprising orthogonal direction positioning means for positioning said light transmitting member relative to said sensor board in said orthogonal direction.
前記保持部材は、
前記回転方向における前記センサ基板に対する前記光透過性部材の位置を位置決めする回転方向位置決め手段が備えられた
請求項6に記載の操作スイッチ。 A direction of rotation about the orthogonal direction as a rotation axis is defined as a rotation direction,
The holding member is
7. The operating switch according to claim 6, further comprising a rotational direction positioning means for positioning said light transmitting member relative to said sensor board in said rotational direction.
前記保持部材は、
前記面内方向における前記センサ基板に対する前記光透過性部材の位置を位置決めする面内方向位置決め手段が備えられた
請求項6に記載の操作スイッチ。 a direction parallel to the one main surface of the sensor substrate is defined as an in-plane direction;
The holding member is
7. The operation switch according to claim 6, further comprising an in-plane direction positioning means for positioning the light transmitting member relative to the sensor substrate in the in-plane direction.
前記センサ基板の前記一方の主面に対して直交する直交方向から見て略円形に形成された
請求項1に記載の操作スイッチ。 The light emitting lens portion and the light receiving lens portion are
2. The operation switch according to claim 1, which is formed in a substantially circular shape when viewed from a direction perpendicular to the one main surface of the sensor substrate.
前記センサ基板及び前記光透過性部材を保持した前記保持部材が、前記筐体に係止される構成である
請求項1に記載の操作スイッチ。
a housing in which the sensor unit is assembled along a direction perpendicular to the one main surface of the sensor board;
2. The operation switch according to claim 1, wherein the holding member that holds the sensor board and the light-transmitting member is configured to be engaged with the housing.
Priority Applications (1)
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JP2023037741A JP2024128652A (en) | 2023-03-10 | 2023-03-10 | Operation switch |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2023037741A JP2024128652A (en) | 2023-03-10 | 2023-03-10 | Operation switch |
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Family Applications (1)
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JP2023037741A Pending JP2024128652A (en) | 2023-03-10 | 2023-03-10 | Operation switch |
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2023
- 2023-03-10 JP JP2023037741A patent/JP2024128652A/en active Pending
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