JP3864080B2

JP3864080B2 - 移動体検知装置及びスイッチ装置

Info

Publication number: JP3864080B2
Application number: JP2001376276A
Authority: JP
Inventors: 渉宇野
Original assignee: Idec Corp
Current assignee: Idec Corp
Priority date: 2001-12-10
Filing date: 2001-12-10
Publication date: 2006-12-27
Anticipated expiration: 2021-12-10
Also published as: JP2003179474A

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、物体の移動を検出する移動体検知装置及びスイッチ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図７は従来の移動体検知装置を示す側面図である。この移動体検知装置は、基板ａ１の一方側で移動する移動体ａ５を検知部ａ２で検知し、この検知したことを信号変換回路ａ３によって外部へ出力する。
【０００３】
図８は、移動体検知装置の回路構成を示す図である。信号変換回路ａ３の駆動電圧は検知部ａ２と比較して非常に大きく、第１電源電位Ｖａと第２電源電位Ｖｂとの間の電圧は、互いに並列に接続された検知部ａ２及び信号変換回路ａ３を駆動させるために、信号変換回路ａ３の駆動電圧よりも大きくする必要がある。しかし、第１電源電位Ｖａと第２電源電位Ｖｂとの間の大きな電位差の全てを検知部ａ２に印加すると、検知部ａ２は過大な電流が流れて破壊されてしまう恐れがある。そこで、電流を制限する定電流回路ａ４を第１電源電位Ｖａと第２電源電位Ｖｂとの間に検知部ａ２に直列に接続することによって、過大な電流が検知部ａ２に流れるのを防ぎ、検知部ａ２を破壊から保護する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、定電流回路ａ４を追加することによって、移動体検知装置が大型化するという問題点があった。
【０００５】
本発明は上記の問題点を解決するためになされたものであり、小型化を図りつつ、検知部を破壊から保護できる移動体検知装置及びスイッチ装置を得ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の課題解決手段は、移動体の移動領域に対面する基板と、前記基板の前記移動領域側に設けられ、前記移動体の移動を検知して検知信号として出力する検知部と、前記基板の前記移動領域の反対側に設けられ、前記検知信号を受けて所定の信号に変換して出力する信号変換部とを備え、前記検知部と前記信号変換部とは、第１及び第２電源電位の間に互いに直列に接続されて駆動する。
【０００７】
請求項２に記載の課題解決手段において、前記検知部及び前記信号変換部は前記基板を介して互いに対向して配置されている。
【０００８】
請求項３に記載の課題解決手段において、前記検知部は複数である。
【０００９】
請求項４に記載の課題解決手段において、前記検知部は発光素子と受光素子とで構成されている。
【００１０】
請求項５に記載の課題解決手段において、スイッチ装置は請求項１から４までのいずれかに記載の移動体検知装置と、前記移動体とを備え、前記移動体は人から与えられる力によって移動する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１の移動体検知装置を示す側面図である。実施の形態１の移動体検知装置は、先端が横方向に移動領域Ｘの範囲で動く移動体５の微少な移動を検出する。
【００１２】
実施の形態１の移動体検知装置は、基板１、検知部２、信号変換部３で構成される。基板１は、この上面の方向が上記の横方向（移動体５が移動する方向）に沿うように、移動領域Ｘに対面して配置される。検知部２は、基板１の上面（基板１の移動領域Ｘ側）に設置されており、移動体５が検知部２に位置するか否かに応じてオンあるいはオフし、これを検知信号として出力する。
【００１３】
信号変換部３は、基板１の下面（基板１の移動領域Ｘの反対側）に設置されており、例えば集積回路を内蔵する半導体装置で構成されている。信号変換部３は、移動体５が検知部２に位置したことを示す検知信号を検知部２から受けると、これを所定の信号に変換して出力する。この所定の信号とは、実施の形態１では、例えば信号変換部３内に固有の値（アドレス）が予め設定されており、このアドレスを示す通信信号である。
【００１４】
また、実施の形態１の移動体検知装置の回路構成を図２に示す。検知部２と信号変換部３とは第１電源電位Ｖ１と第２電源電位Ｖ２との間に互いに直列に接続されている。すなわち、検知部２の高圧側電源電位接続端子２ａは第１電源電位Ｖ１に接続されている。検知部２の低圧側電源電位接続端子２ｂは信号変換部３の高圧側電源電位接続端子３ａに接続されている。信号変換部３の低圧側電源電位接続端子３ｂは第２電源電位Ｖ２に接続されている。
【００１５】
また、上記の検知信号Ｓ１は検知部２の出力端子２ｃから出力され、信号変換部３の入力端子３ｄに入力される。信号変換部３の出力端子３ｃからは上述の所定の信号Ｓ２が出力される。
【００１６】
検知部２の一例を図３に示す。検知部２は図３に示すようにフォトインタラプタで実現できる。フォトインタラプタは発光ダイオード２１（発光素子）とフォトトランジスタ２２（受光素子）とで構成され、発光ダイオード２１とフォトトランジスタ２２との間を移動体５が通過できるように構成されている。これによって、移動体５が発光ダイオード２１とフォトトランジスタ２２との間に位置しない場合、フォトトランジスタ２２は発光ダイオード２１からの光を受け、移動体５が検知部２に位置していないことを示す検知信号Ｓ１を生成して出力する。移動体５が発光ダイオード２１とフォトトランジスタ２２との間に位置する場合、発光ダイオード２１からの光は移動体５に遮られることにより、フォトトランジスタ２２は移動体５が検知部２に位置したことを示す検知信号Ｓ１を生成して出力する。
【００１７】
また、検知部２に印加される駆動電圧は、信号変換部３に印加される駆動電圧と比較して非常に小さい。よって、第１電源電位Ｖ１と第２電源電位Ｖ２との間に印加する電圧は、検知部２の駆動電圧を無視して、信号変換部３の駆動電圧を印加すれば、検知部２及び信号変換部３の両方が駆動する。例えば、信号変換部３の駆動に必要な駆動電圧が約２５〜３５Ｖ、検知部２がフォトインタラプタの場合、検知部２はダイオード及びトランジスタで構成されるので、検知部２の高圧側電源電位接続端子２ａと低圧側電源電位接続端子２ｂとの間の電圧は約１Ｖ程度になる。信号変換部３の高圧側電源電位接続端子３ａと低圧側電源電位接続端子３ｂとの間には第１電源電位Ｖ１と第２電源電位Ｖ２との間の電圧から上記の約１Ｖを引いた電圧が印加される。したがって、第１電源電位Ｖ１と第２電源電位Ｖ２との間の電圧を３０Ｖに設定すると、信号変換部３の高圧側電源電位接続端子３ａと低圧側電源電位接続端子３ｂとの間に印加される電圧は２９Ｖとなり、検知部２及び信号変換部３の両方が駆動する。
【００１８】
しかも、信号変換部３は、信号変換部３を構成するトランジスタの特性（例えば、ＭＯＳであればドレイン・ソース間の電流−電圧特性）の特性により、高圧側電源電位接続端子３ａに過大な電流が引き込まれないので、従来の定電流回路ａ４と同様に過大な電流が検知部２に流れるのを防ぎ、検知部２を破壊から保護する。
【００１９】
次に動作について説明する。移動体５が基板１の上面に沿って移動して移動体５の先端が検知部２に進入すると、検知部２は、移動体５が検知部２に位置したことを示す検知信号Ｓ１を生成して出力する。信号変換部３は、検知部２から移動体５が検知部２に位置したことを示す検知信号Ｓ１を受けると、上述の所定の信号Ｓ２に変換して出力する。以上のようにして、実施の形態１の移動体検知装置は移動体５の移動を検知すると所定の信号Ｓ２を出力する。
【００２０】
以上のように実施の形態１によれば、検知部２と信号変換部３とを第１電源電位Ｖ１と第２電源電位Ｖ２との間に互いに直列に接続して駆動させるので、従来のような定電流回路ａ４が必要なく、移動体検知装置を少なくとも基板１、検知部２及び信号変換部３で構成して小型化を図りつつ、検知部２を破壊から保護できる。また、定電流回路ａ４がない分、消費電力が削減でき、コストダウンができる。また、基板１の信号変換部３の反対側には、移動領域Ｘが存在し、熱の発生源が検知部２のみしか存在しないため、信号変換部３は外からの熱の影響をほとんど受けず、安定して駆動することができる。
【００２１】
（実施の形態２）
図４は本発明の実施の形態２の移動体検知装置を示す側面図である。実施の形態２では、図４に示すように、検知部２と信号変換部３とを基板１を介して互いに配置されている。実施の形態２のその他については、実施の形態１と同様である。
【００２２】
実施の形態２によれば、移動体検知装置の大きさを最小で検知部２及び信号変換部３の大きい方（図では信号変換部３）にまで小型化できる。
【００２３】
（実施の形態３）
図５は本発明の実施の形態３の移動体検知装置を示す側面図である。実施の形態３では、図５に示すように、検知部２を複数設ける。また、回路構成については、図２の１つの検知部２を互いに並列に接続された複数の検知部２に置き換える。すなわち、複数の検知部２は第１電源電位Ｖ１と信号変換部３の高圧側電源電位接続端子３ａとの間に並列に接続する。実施の形態３のその他については実施の形態２と同様である。
【００２４】
次に動作について説明する。移動体５が基板１の上面に沿って移動して移動体５の先端が右側の検知部２に進入すると、右側の検知部２は移動体５が検知部２に位置したことを示す検知信号Ｓ１を生成して出力する。移動体５がさらに移動して移動体５の先端が左の検知部２にも進入すると、右側のみならず左側の検知部２も、検知部２に位置したことを示す検知信号Ｓ１を生成して出力する。信号変換部３は、右側の検知部２のみから移動体５が検知部２に位置したことを示す検知信号Ｓ１を受けると、移動体５が右側の検知部２まで移動したこととアドレスとを示す所定の信号Ｓ２に変換して出力する。また、信号変換部３は左側及び右側の検知部２から移動体５が検知部２に位置したことを示す検知信号Ｓ１を受けると、移動体５が左側の検知部２に移動したこととアドレスとを示す所定の信号Ｓ２に変換して出力する。
【００２５】
実施の形態１や実施の形態２では検知部２が一つしか設けられていないので、移動体５が移動したか否かしか検知できないが、実施の形態３では複数の検知部２を設置したので、移動体５の移動の量を検出することができる。
【００２６】
（実施の形態４）
図６は実施の形態４の移動体検知装置を模式的に示す側面図である。実施の形態４の移動体検知装置は、実施の形態１の移動体５を押しボタン５ａに置き換えたものである。実施の形態４のその他については実施の形態１と同様である。実施の形態４では、基板１、検知部２、信号変換部３及び押しボタン５ａは通信式の押しボタンスイッチ（スイッチ装置）を構成する。
【００２７】
押しボタン５ａは周知のように一端が人の指で押されて移動する。５ｂは押しボタン５ａの他端側のアクチュエータである。押しボタン５ａは、人の指で押されると後退し、アクチュエータ５ｂが基板１の上面に沿って移動して検知部２に進入する。これによって、検知部２はアクチュエータ５ｂが検知部２に位置したこと（押しボタン５ａが押されたこと）を示す検知信号Ｓ１を生成して出力する。信号変換部３は押しボタン５ａが押されたことを示す検知信号Ｓ１を受けると、これをアドレスを示す通信信号に変換して出力する。すなわち、通信によって押しボタン５ａが押されたことを外部へ知らせることができ、周知の接点同士を接触／非接触させる押しボタンスイッチと同じような機能を果たす。
【００２８】
実施の形態４では、本発明によれば移動体検知装置を小さく構成できるので、押しボタンスイッチのようなアクチュエータ５ｂが微少に移動する小型のスイッチ装置に適用しても甚だ大型化することはなく、小型のスイッチ装置への適用が特に有効である。
【００２９】
（変形例）
なお、本発明は図示するものに限らない。例えば、検知部２は物体の移動を検知できるものであればよく、フォトインタラプタ以外でもよい。また、スイッチ装置は移動体が人から与えられる力によって移動するものであればよく、実施の形態４の押しボタンスイッチの他に、いわゆるセレクタスイッチでもよい。また、実施の形態１〜４は互いに選択的に組み合わせて構成してもよい。
【００３０】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、移動体検知装置を少なくとも基板、検知部及び信号変換部で構成して小型化を図りつつ、検知部を破壊から保護できる。
【００３１】
請求項２に記載の発明によれば、移動体検知装置の大きさを検知部及び信号変換部のうちの大きい方にまで小型化できる。
【００３２】
請求項３に記載の発明によれば、移動体の移動の量を検出することができる。
【００３３】
請求項４に記載の発明によれば、検知部が発光素子と受光素子とで構成されるものに適用することが特に有効である。
【００３４】
請求項５に記載の発明によれば、スイッチ装置に適用することが特に有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１の移動体検知装置を模式的に示す側面図である。
【図２】本発明の実施の形態１の移動体検知装置を示す回路図である。
【図３】本発明の実施の形態１の検知部の一例を示す回路図である。
【図４】本発明の実施の形態２の移動体検知装置を模式的に示す側面図である。
【図５】本発明の実施の形態３の移動体検知装置を模式的に示す側面図である。
【図６】本発明の実施の形態４のスイッチ装置を模式的に示す側面図である。
【図７】従来の移動体検知装置を模式的に示す側面図である。
【図８】従来の移動体検知装置を示す回路図である。
【符号の説明】
１基板、Ｖ１第１電源電位、Ｖ２第２電源電位、５移動体、５ａ押しボタン。

Claims

移動体の移動領域に対面する基板と、
前記基板の前記移動領域側に設けられ、前記移動体の移動を検知して検知信号として出力する検知部と、
前記基板の前記移動領域の反対側に設けられ、前記検知信号を受けて所定の信号に変換して出力する信号変換部と、
を備え、
前記検知部と前記信号変換部とは、第１及び第２電源電位の間に互いに直列に接続されて駆動する移動体検知装置。
前記検知部及び前記信号変換部は前記基板を介して互いに対向して配置されている請求項１に記載の移動体検知装置。
前記検知部は複数である請求項１に記載の移動体検知装置。
前記検知部は発光素子と受光素子とで構成されている請求項１に記載の移動体検知装置。
請求項１から４までのいずれかに記載の移動体検知装置と、
前記移動体と、
を備え、
前記移動体は人から与えられる力によって移動するスイッチ装置。