JP3871138B2 - 映像装置及びスイッチ - Google Patents

Description

本発明は、映像装置、特に、ユーザからの操作を受け付けるスイッチを有する映像装置に関する。また、本発明は、スイッチ、特に、ユーザからの操作を受け付けるスイッチに関する。

機械的な摩耗を抑制するためにスイッチに対する操作量を光学的に検知する方法が従来から提案されている。

例えば、特許文献１には、ユーザからの操作を受け付ける車両のハンドルの回転角を光学的に検出する検出装置が記載されている。この装置では、ハンドルの回転軸に固定された筒状カムの外周面に反射部パターンと非反射パターンとが繰り返す検知パターンを形成し、外周面に対向する位置に発光素子・受光素子からなる光フォトセンサを２対配置している。そして、検知パターンで反射された反射光を各光フォトセンサの受光素子で検知して電気信号に変換し、各受光素子から得られる電気信号の位相差から回転方向を求めるとともに、電気信号のパルスの数を計数することにより回転角を算出している。

また、特許文献２には、測定装置本体の傾きを検出する検出構造が記載されている。測定装置本体は、軸方向に沿ってレーザ光を出射する半導体レーザを有しており、可動台に固定されている。可動台は、装置本体を回転させることにより装置本体の傾きを変更可能である。また、可動台には、装置本体の回転方向に沿って一端を装置本体側に向けた複数の光ファイバーが配置されている。この検出構造では、装置本体の傾きに応じてレーザ光が入射される光ファイバが変更されるので、どの光ファイバがレーザ光を受光したかを検知すれば、装置本体の傾きを検出することができる。
特開平１−１７３８０６号公報（第２−３頁、第１−５、９図） 実開昭６３−１７４０５号公報（第４−５頁、第１図）

特許文献１に記載の検出装置では、受光素子からの電気信号に含まれるパルスの数を計数して回転角の大きさを求めることに加え、各受光素子からの電気信号の位相差を比較して回転方向を求める必要があり、複雑な演算を要する。また、回転方向を求めるためには２対の光フォトセンサが必要であり、コストダウンが困難である。特許文献２に記載の検出構造では、装置本体の傾き（回転角）のサンプリング値の数だけ光ファイバを設ける必要があり、検出精度を向上させるためにサンプリング値を増加させると、それに伴って光ファイバの数が増えるので、大幅なコストアップを招くおそれがある。従って、特許文献１及び２に記載された構成を映像装置等の電気機器のスイッチに適用すると、コストアップを招くおそれがある。

本発明は、簡易な構成で光学的に操作量を検出できるとともにコストアップを抑制できるスイッチ及び当該スイッチを有する映像装置を提供することにある。

第１発明に係る映像装置は、ユーザからの操作を受け付けるスイッチを有する映像装置であって、スイッチ本体と、スイッチ本体に回転自在に支持された回転軸と、回転軸に固定された操作軸と、回転軸に固定された光透過部材と、光透過部材に光を出力する発光素子と、光透過部材を通過した透過光を検知して透過光の強度に対応した電気的な信号に変
換する受光素子と、信号に対応する回転角を算出する移動量算出手段とを備えている。

光透過部材は、互いに対向する第１及び第２面を有し、第１面と第２面との間の厚さが回転軸から離れるほど大きくかつ光の透過率がそれぞれ異なる複数の光透過板が積層されて構成されている。光透過部材は、回転軸の回転によって厚さ方向に沿って回転する。発光素子と受光素子とは、光軸が光透過板の第１面及び第２面を横切るように配置されており、操作軸の回転に連動して光透過部材が回転することによって透過光の強度が変化する。移動量算出手段は、信号と操作軸の回転角とを対応付けたテーブルを参照し、信号に対応する回転角を算出することを特徴とする。

この装置では、光透過部材は、透過率の異なる複数の光透過板を積層して構成されており、回転軸の回転に連動して回転する。これにより、回転軸の回転に連動して、光が通過する光透過板の組み合わせや数が変わるため、光透過部材から出力される透過光の強度も変化する。従って、操作軸の回転角と透過光強度とを対応させることができ、透過光強度を検知して操作軸の回転角を光学的に求めることができる。

また、透過率の異なる複数の光透過板を積層して光透過部材を構成する場合、透過率を適切に選択することによって、操作軸の回転角に応じて透過光の強度が適切に変化するように、言い換えれば、透過光の強度から精度良く回転角を検出できるように光透過部材を構成することができる。このような構成は、操作軸の回転に連動して移動する光透過部材と、光軸が光透過部材を通過するように配置された一対の発光素子及び受光素子によって構成することができるので、簡易に構成することができるとともにコストアップを抑制することができる。

また、回転角と透過光強度に対応する信号とを対応付けたテーブルを予め用意しておき、テーブルを参照して信号に対応する回転角を算出すれば良いので、簡易な処理によって操作軸の回転角を算出することができる。

このような構造は、例えばレバースイッチに適用することができる。

第２発明に係る映像装置は、ユーザからの操作を受け付けるスイッチを有する映像装置であって、スイッチ本体と、スイッチ本体に回転自在に支持された回転軸と、回転軸に固定された操作軸と、回転軸に固定された光透過部材と、光透過部材に光を出力する発光素子と、光透過部材を通過した透過光を検知して透過光の強度に対応した電気的な信号に変換する受光素子と、信号に対応する回転角を算出する移動量算出手段とを備えている。

光透過部材は、互いに対向する第１及び第２面を有し、第１面と第２面との間の厚さが回転軸から離れるほど大きくかつ光の透過率がそれぞれ異なる複数の光透過板が積層されて構成されている。光透過部材は、回転軸の回転によって厚さ方向に沿って回転する。発光素子と受光素子とは、光軸が光透過板の第１面及び第２面を横切るように配置されており、操作軸の回転に連動して光透過部材が回転することによって透過光の強度が変化する。移動量算出手段は、信号と操作軸の回転角とを対応付けたテーブルを参照し、信号に対応する回転角を算出することを特徴とする。

この装置では、光透過部材は、透過率の異なる複数の光透過板を積層して構成されており、回転軸の回転に連動して回転する。これにより、回転軸の回転に連動して、光が通過する光透過板の組み合わせや数が変わるため、光透過部材から出力される透過光の強度も変化する。従って、操作軸の回転角と透過光強度とを対応させることができ、透過光強度を検知して操作軸の回転角を光学的に求めることができる。

また、透過率の異なる複数の光透過板を積層して光透過部材を構成する場合、透過率を適切に選択することによって、操作軸の回転角に応じて透過光の強度が適切に変化するように、言い換えれば、透過光の強度から精度良く回転角を検出できるように光透過部材を構成することができる。このような構成は、操作軸の回転に連動して移動する光透過部材と、光軸が光透過部材を通過するように配置された一対の発光素子及び受光素子によって
構成することができるので、簡易に構成することができるとともにコストアップを抑制することができる。

このような構造は、例えばレバースイッチに適用することができる。

第３発明に係るスイッチは、ユーザからの操作を受け付けるスイッチであって、スイッチ本体と、スイッチ本体に回転自在に支持された回転軸と、回転軸に固定された操作軸と、回転軸に固定された光透過部材と、光透過部材に光を出力する発光素子と、光透過部材を通過した透過光を検知して透過光の強度に対応した電気的な信号に変換する受光素子と、信号に対応する回転角を算出する移動量算出手段とを備えている。

光透過部材は、互いに対向する第１及び第２面を有し、第１面と第２面との間の厚さが回転軸から離れるほど大きくかつ光の透過率がそれぞれ異なる複数の光透過板が積層されて構成されている。光透過部材は、回転軸の回転によって厚さ方向に沿って回転する。発光素子と受光素子とは、光軸が光透過板の第１面及び第２面を横切るように配置されており、操作軸の回転に連動して光透過部材が回転することによって透過光の強度が変化する。移動量算出手段は、信号と操作軸の回転角とを対応付けたテーブルを参照し、信号に対応する回転角を算出することを特徴とする。

このスイッチでは、光透過部材は、透過率の異なる複数の光透過板を積層して構成されており、回転軸の回転に連動して回転する。これにより、回転軸の回転に連動して、光が通過する光透過板の組み合わせや数が変わるため、光透過部材から出力される透過光の強度も変化する。従って、操作軸の回転角と透過光強度とを対応させることができ、透過光強度を検知して操作軸の回転角を光学的に求めることができる。

また、透過率の異なる複数の光透過板を積層して光透過部材を構成する場合、透過率を適切に選択することによって、操作軸の回転角に応じて透過光の強度が適切に変化するように、言い換えれば、透過光の強度から精度良く回転角を検出できるように光透過部材を構成することができる。このような構成は、操作軸の回転に連動して移動する光透過部材と、光軸が光透過部材を通過するように配置された一対の発光素子及び受光素子によって構成することができるので、簡易に構成することができるとともにコストアップを抑制することができる。

また、回転角と透過光強度に対応する信号とを対応付けたテーブルを予め用意しておき、テーブルを参照して信号に対応する回転角を算出すれば良いので、簡易な処理によって操作軸の回転角を算出することができる。

第４発明に係るスイッチは、ユーザからの操作を受け付けるスイッチであって、スイッチ本体と、スイッチ本体に回転自在に支持された回転軸と、回転軸に固定された操作軸と、回転軸に固定された光透過部材と、光透過部材に光を出力する発光素子と、光透過部材を通過した透過光を検知して透過光の強度に対応した電気的な信号に変換する受光素子と、信号に対応する回転角を算出する移動量算出手段とを備えている。

光透過部材は、互いに対向する第１及び第２面を有し、第１面と第２面との間の厚さが回転軸から離れるほど大きくかつ光の透過率がそれぞれ異なる複数の光透過板が積層されて構成されている。光透過部材は、回転軸の回転によって厚さ方向に沿って回転する。発光素子と受光素子とは、光軸が光透過板の第１面及び第２面を横切るように配置されており、操作軸の回転に連動して光透過部材が回転することによって透過光の強度が変化する。移動量算出手段は、信号と操作軸の回転角とを対応付けたテーブルを参照し、信号に対応する回転角を算出することを特徴とする。

このスイッチでは、光透過部材は、透過率の異なる複数の光透過板を積層して構成されており、回転軸の回転に連動して回転する。これにより、回転軸の回転に連動して、光が通過する光透過板の組み合わせや数が変わるため、光透過部材から出力される透過光の強度も変化する。従って、操作軸の回転角と透過光強度とを対応させることができ、透過光強度を検知して操作軸の回転角を光学的に求めることができる。

また、透過率の異なる複数の光透過板を積層して光透過部材を構成する場合、透過率を適切に選択することによって、操作軸の回転角に応じて透過光の強度が適切に変化するように、言い換えれば、透過光の強度から精度良く回転角を検出できるように光透過部材を構成することができる。このような構成は、操作軸の回転に連動して移動する光透過部材と、光軸が光透過部材を通過するように配置された一対の発光素子及び受光素子によって構成することができるので、簡易に構成することができるとともにコストアップを抑制することができる。

本発明によれば、簡易な構成で光学的に操作量を検出できるとともにコストアップを抑制できるスイッチ及び当該スイッチを有する映像装置を提供することができる。

（１）第１実施形態
〔構造〕
図１は、第１実施形態に係るスイッチの一部切欠き側面図である。このスイッチは、ユーザからの操作によって操作軸２が傾くことによって、ユーザからの操作を検出する例えば、レバースイッチである。このスイッチは、映像装置等の電気機器の本体に設けられ、ユーザからの操作を受け付けるスイッチに適用できるとともに、映像装置等の電気機器のリモコンにも適用することができる。

このスイッチは、スイッチ本体１と、操作軸２と、回転軸３と、光透過部材４と、発光素子５と、受光素子６とを備えている。

スイッチ本体１は、本体部分１ａと本体部分１ｂとから構成されている。本体部分１ａの上面には孔が形成されており、この孔には支持部材７が設けられている。支持部材７は、例えばスポンジ状の弾性部素材から構成されており、操作軸２の周囲に接触して配置されている。支持部材７は、操作軸２の軸方向が略鉛直方向になるように操作軸２を付勢している。

図２は、操作軸２、回転軸３及び光透過部材４の斜視図である。図１において本体部分１ａ及び１ｂの前方側及び後方側の内壁１ｄ及び１ｅには、軸受部８ａ及び８ｂがそれぞれ形成されている。なお、図２では、本体部分１ａ及び１ｂの後方側の内壁１ｄ及び１ｅのみを図示しているが、本体部分１ａ及び１ｂの後方側の内壁も同様の構成である。これらの軸受部８ａ及び８ｂの軸受面が回転軸３の各端部を挟み込んで、回転軸３を回転自在に支持している。回転軸３の略中央部には操作軸２の一端が固定されており、操作軸２は回転軸３を中心に回転可能になっている。回転軸３の軸受部８ａ及び８ｂへの固定は、本体部分１ａ及び１ｂを密着して固定する工程に先立って、回転軸３に固定された操作軸２及び光透過部材４の操作軸２を本体部分１ａの支持部材７に挿入し、回転軸３の各端部を各内壁の軸受部８ｂの軸受面に配置した状態で、本体部分１ｂの軸受部１ａを軸受部１ｂに合わせるように本体部分１ｂを本体部分１ａに固定する。これにより、回転軸３の各端部は、軸受部８ａ及び８ｂの軸受面に挟まれて、回転自在にスイッチ本体１に支持される。

光透過部材４は、図１及び図２に示すように、側面視扇形であり、複数の光透過板ｓ１〜ｓ１７が積層されて構成されている。各光透過板ｓ１〜ｓ１７は、それぞれ異なる光の透過率を有している。各光透過板ｓ１〜ｓ１７は、互いに対向する面ｓｘ及びｓｙを有し
ており、面ｓｘと面ｓｙとの間の厚さは、一端側から他端側に向かって大きく形成されている。ここでは、厚さが小さい側で回転軸３に固定されているので、面ｓｘと面ｓｙとの間の厚さは、回転軸３から離れるほど大きくなる。各光透過板ｓ１〜ｓ１７は、面ｓｘまたはｓｙにおいて互いに積層されている。ここでは、透過率は、ｓ１〜ｓ１７に向かって次第に大きくなるように選択されている。

発光素子５は、指向性の高い半導体レーザが好ましいが、ＬＥＤ等であっても良い。発光素子５は、軸受部８ａが形成されていない本体部分１ａの内壁に設けられている。受光素子６は、発光素子５が配置された本体部分１ａの内壁に対向する内壁に、発光素子５と同一の高さの位置に配置されている。発光素子５と受光素子６とは、発光素子５から出射される光の光軸が、光透過板ｓ１〜ｓ１７の面ｓｘ及びｓｙを横切るように配置されている。図１では、光軸を破線矢印で示している。

以上説明したスイッチでは、操作軸２が傾けられると、回転軸３の回転に連動して光透過部材４が厚さ方向に回転し、発光素子５からの光が通過する光透過板ｓ１〜ｓ１７の組み合わせや数が変化する。これによって、光透過部材４から出力される透過光の強度が変化する。

図５は、透過光強度に基づいて操作軸２の回転角θを求めるための回路の構成例である。受光素子６は、透過光を検知し、透過光強度に対応した電気信号Ｐを出力する。信号Ｐは、アンプ２１で増幅された後、Ａ／Ｄ変換器２２でアナログ信号からディジタル信号に変換され、回転角算出部２３に入力される。回転角検出部２３は、テーブル２４を参照して、電気信号Ｐのディジタル信号に対応する回転角θを算出し、出力する。

操作軸２に力が加えられていない状態では、操作軸２は支持部材７によって図１の状態に付勢されており、この状態で操作軸２の回転角θ＝０°とする。発光素子５からの光は光透過部材ｓ４〜ｓ１４を通り、透過光が受光素子６で検知される。このとき、透過光強度に対応する電気信号をＰ＝Ｐ（０）とする。

図３（Ａ）に示すように、操作軸２がθ＝０°から紙面に向かって左方向（正方向とする）にθ＝θ（１）だけ回転したとすると、光透過部材４が逆方向（負方向とする）にθ＝θ（１）だけ回転する。発光素子５からの光は、光透過板ｓ３〜ｓ１１を通り、透過光が受光素子６で検知される。このとき、透過光強度に対応する電気信号はＰ＝Ｐ（１）である。光透過板ｓ１〜ｓ１７の透過率は、ｓ１に向かって順次小さくなるので、Ｐ（１）＜Ｐ（０）である。

一方、図３（Ｂ）に示すように、操作軸２がθ＝０°から紙面に向かって右方向に回転角θ＝θ（−１）＜０回転したとすると、操作軸２の回転に連動して、光透過部材４が正方向に回転する。発光素子５からの光は、光透過板ｓ６〜ｓ１４を通り、透過光が受光素子６で検知される。このとき、受光素子６から出力される透過光強度に対応する電気信号はＰ＝Ｐ（−１）である。光透過板ｓ１〜ｓ１７の透過率は、ｓ１７に向かって順次大きくなるので、Ｐ（―１）＞Ｐ（０）である。

従って、操作軸２がθ＝０°の状態から正方向に回転するほど透過光強度（信号Ｐ）が小さくなり、負方向に回転するほど透過光強度（信号Ｐ）が大きくなるので、透過光強度に対応する信号Ｐと回転角θとを一対一に対応させることができる。図４は、透過光強度に対応する信号Ｐと回転角θとを対応させたテーブル２４であり、予め実験によって求め、保持しておく。同図では、回転角θ＝０°の場合の信号Ｐ（０）を基準にして、θがθ（１）、θ（２）、θ（３）・・・と正方向に大きくなるほど信号Ｐの値Ｐ（１）、Ｐ（２）、Ｐ（３）・・・・の値が順次小さくなり、逆に、θがθ（−１）、θ（―２）、θ
（―３）・・・と負方向に大きくなるほど信号Ｐの値Ｐ（―１）、Ｐ（―２）、Ｐ（―３）・・・・の値が順次大きくなる。テーブル２４における信号Ｐの値は、アンプ２１で増幅され、Ａ／Ｄ変換されたディジタル信号である。

〔作用効果〕
透過光強度の検出に基づいて操作軸２の回転角θを算出する処理を以下に説明する。例えばユーザからの操作によって操作軸２が回転されると、その回転角θに応じて光透過部材４も回転し、このときの光透過部材４を透過する透過光強度を受光素子６で検知する。受光素子６からは、透過光強度に対応する電気信号Ｐが出力され、増幅及びＡ／Ｄ変換されて回転角算出部２３に入力される。回転角算出部２３は、テーブル２４を参照し、取得した信号に対応する回転角θを算出し、出力する。

このスイッチによれば、操作軸２の回転角を光学的に検出するため、機械的に検出する場合に比較して摩耗等による部品の劣化が少ない。また、操作軸２の回転に連動して回転する光透過部材４と、一対の発光素子５及び受光素子６とによって回転角の検出構造を構成することができるので、簡易に構成することができるとともにコストアップを抑制することができる。

また、このスイッチによれば、透過率の異なる複数の光透過板ｓ１〜ｓ１７を積層して光透過部材４を構成するので、透過率を適切に選択することによって、操作軸２の回転角θに応じて透過光の強度が適切に変化するように、言い換えれば、透過光の強度から精度良く回転角θを検出できるように光透過部材４を構成することができる。上記では、各光透過板ｓ１〜ｓ１７が順次大きくなるように光透過部材４を構成したが、順次小さくなるように光透過部材４を構成しても良い。また、回転角θの変化に対応して透過光強度が十分に変化するような透過率の組み合わせであれば、上記の組み合わせに限られない。

また、回転角θと信号Ｐとを対応付けたテーブルを予め用意しておき、テーブルを参照して信号に対応する回転角θを算出すれば良いので、簡易な処理によって操作軸の移動量を算出することができる。

上記では、操作軸２が上向きになるように配置した場合を説明したが、操作軸２が横向きになるように配置しても良いし、下向きになるように配置しても良い。

（２）第２実施形態
図６（Ａ）は、第２実施形態に係るスイッチの一部切欠き側面図であり、同図（Ｂ）は、同図（Ａ）のＢ―Ｂにおける断面図である。本実施形態では、上記第１実施形態と発光素子５及び受光素子６の配置が異なるが、他の構成については第１実施形態と同様の構成である。

発光素子５及び受光素子６は、図６（Ｂ）に示すように、光透過部材４の各光透過板ｓ１〜ｓ１７の面ｓｘ及びｓｙで挟まれた側面に対向する本体部分１ａの各内壁にそれぞれ配置されている。また、発光素子５と受光素子６とは、光軸が光透過部材４の各光透過板ｓ１〜ｓ１７の面ｓｘ及びｓｙに沿うように配置されている。言い換えれば、発光素子５から出射された光は、各光透過板ｓ１〜ｓ１７の片方の側面に入射し、他方の側面から出射されて受光素子６に入射する。各光透過板ｓ１〜ｓ１７の透過率は、ｓ１からｓ１７に向かって順次大きくなるように選択しても良いし、順次小さくなるように選択しても良い。各透過率の違いによって透過光の強度が検出可能な程度に異なれば、各透過率は他の組み合わせであっても良い。

このように発光素子５及び受光素子６を配置すると、発光素子５からの光は、以下に説
明するように光透過部材４を通って受光素子６で検知される。

図６に示すように操作軸２に力が加えられていない状態では、発光素子５からの光は、同図に点ｘ（０）で示すように、光透過板ｓ９を通り、受光素子６で検知される。また、図７（Ａ）に示すように操作軸２が正方向にθ（１）だけ回転した場合には、発光素子５からの光は、点ｘ（１）で示すように光透過板ｓ８を通り、受光素子６で検知される。一方、図７（Ｂ）に示すように操作軸２が負方向にθ（−１）だけ回転した場合には、発光素子５からの光は、点ｘ（―１）で示すように光透過板ｓ１０を通り、受光素子６で検知される。各光透過板ｓ１〜ｓ１７の透過率は互いに異なるように選択されているので、回転角θと透過光強度に対応する信号Ｐとを一対一に対応させることができる。従って、図４に示すテーブルと同様に、回転角θと透過光強度に対応する信号Ｐとの対応を予め保持しておけば、第１実施形態と同様にして、透過光強度に対応する信号Ｐから回転角θを検出できる。

（３）第３実施形態
〔構成〕
図８は、第３実施形態に係るスイッチの一部切欠き側面図である。本実施形態に係るスイッチは、操作軸２がその軸方向に沿って往復移動可能な押しボタンスイッチに適用される。

本実施形態では、本体部分１ｂの上面に孔１ｆが形成されており、この孔１ｆに操作軸２が挿入されている。操作軸２の本体部分１ｂから外側に位置する端部は、付勢部材としてのバネ１０に挿入されている。この端部には、バネ１０を本体部分１ｂの上面との間で挟むようにボタン９が固定されている。操作軸２の反対側の端部は、固定部３ａに固定されている。この固定部３ａは、図２に示す回転軸３と類似の構成であるが、本体部分１ａ及び１ｂの内壁に接触しない長さに形成され、操作軸２の軸方向に沿った往復移動とともに上下方向に移動可能な状態で操作軸２に固定されている。固定部３ａを本体部分１ａ及び１ｂに回転可能に支持する必要がないので、軸受部８ａ及び８ｂを形成する必要はない。また、固定部３ａには光透過部材４が固定されている。本実施形態では、各光透過板ｓ１〜ｓ１７の透過率は全て同一の透過率であることが好ましい。

発光素子５及び受光素子６は、光軸が各光透過板ｓ１〜ｓ１７の面ｓｘ及びｘｙを横切るように配置されている。従って、操作軸２が上下方向に往復移動すると、図８に示すように、光が透過する光透過板ｓ１〜ｓ１７の数が変化し、透過光の強度が変化する。操作軸２が上下方向に移動するストロークが短い場合には、光が透過する光透過板の数が変化しない場合があるが、この場合でもストロークの変化によって光が光透過板中を通る合計の行路長が変化するため、透過光の強度が変化する。

図１０は、受光素子６での透過光強度に基づいてストロークを算出する回路構成例である。受光素子６は、透過光を検知し、その透過光強度に対応した電気信号Ｐを出力する。信号Ｐは、アンプ２１で増幅され、Ａ／Ｄ変換器２２にアナログ信号からディジタル信号に変換された後にストローク算出部２５に入力される。ストローク算出部２５は、テーブル２６を参照して、ディジタル信号に対応する操作軸２のストロークを算出し、出力する。

図９は、操作軸２のストローク（０、Δｙ１、Δｙ２、Δｙ３・・・）と、透過光強度に対応する信号（Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３・・・）とを対応させたテーブル２６のデータ構成例である。テーブル２６は、実験により求め予め用意しておく。ここで、信号（Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３・・・）は、増幅、Ａ／Ｄ変換されてストローク算出部２５に入力されるディジタル信号の値である。

〔作用効果〕
以上説明したスイッチでは、ボタン９に力を加えられていない場合には、図８（Ａ）に示すような位置にボタン９及び操作軸２がバネ１０によって付勢され、操作軸２のストロークはΔｙ＝０である。このとき、発光素子５からの光は、同図（Ａ）に示すように光透過板ｓ５〜ｓ１３を通り、受光素子６で受光される。受光素子６からは透過光強度に対応する電気信号Ｐ＝Ｐ０が出力され、増幅、Ａ／Ｄ変換されてストローク算出部２５に入力される。ストローク算出部２５は、テーブル２６を参照し、信号Ｐ０に対応するストロークΔｙ＝０を算出し、出力する。

ボタン９が例えばユーザによって押下され、ボタン９及び操作軸２がバネ１０の付勢力に逆らって同図（Ｂ）に示すようにΔｙ＝Δｙ１まで移動すると、光透過部材４も操作軸２と同一方向に同一ストロークΔｙ＝Δｙ１だけ移動する。このとき、発光素子５からの光は、同図（Ｂ）に示すように光透過板ｓ４〜ｓ１４を通り、受光素子６で受光される。受光素子６からは透過光強度に対応する電気信号Ｐ＝Ｐ１が出力され、増幅、Ａ／Ｄ変換されてストローク算出部２５に入力される。同図（Ａ）の場合よりも光が通過する光透過板の数が増加しているので、透過光強度に対応する信号Ｐ１＜Ｐ０である。ストローク算出部２５は、テーブル２６を参照し、信号Ｐ１に対応するストロークΔｙ＝Δｙ１を算出し、出力する。

本実施形態に係るスイッチによれば、押しボタンスイッチ等のように操作軸２が軸方向に往復移動する構造において、ストロークに応じて光透過部材４の位置が変化し、光が透過する光透過板ｓ１〜ｓ１７の組み合わせ又は行路長が変化するので、透過光の強度から操作軸２のストロークを検出することができる。

また、光透過板ｓ１〜ｓ１７の数及び形状を適切に選択することによって、ストローク変化に対する透過光強度の変化を調整することができる。

（４）応用例
上記スイッチを映像装置に用いる場合、スイッチによって実行される機能が例えば音量アップ又はダウン、チャンネルアップ又はダウン、早送り又は巻き戻し、画面の輝度調整である場合には、操作軸２の回転角θ又はストロークΔｙを検知し、それに基づいて各機能の実行をよりきめ細やかに制御することが可能になる。例えば、ユーザからの操作量が回転角θ＝θ（１）である場合には音量アップ又はダウンのスピードをｖ１とし、θ＝θ（２）でｖ２（＞ｖ１）、θ＝θ（３）でｖ３（＞ｖ２）というように、操作量θの増加に従い音量アップ又はダウンのスピードを増加させるようにしても良い。チャンネルアップ又はダウン等についても同様である。

また、ユーザの操作量θによって機能実行の感度を変化させたい場合には、θ＝θ（２）では機能実行のスピードをｖ１からｖ２に緩やかに増加させるか又はほとんど変化させないようにし、θ＝θ（３）で機能実行のスピードｖ３をｖ２から大幅に増加させるようにしても良い。以上の説明は、ストロークΔｙについても同様である。

第１実施形態に係るスイッチの一部切欠き側面図。 操作軸２、回転軸３及び光透過部材４の斜視図。 回転角θと透過光強度との関係を説明するための図。 回転角θと透過光強度に対応する信号Ｐとを対応させたテーブル。 透過光強度の検出に基づいて回転角θを算出する回路の構成例。 第２実施形態に係るスイッチの一部切欠き側面図及びそのＢ−Ｂにおける断面図。 回転角θと透過光強度との関係を説明するための図。 第３実施形態に係るスイッチの一部切欠き側面図であり、ストロークΔｙと透過光強度との関係を説明するための図。 ストロークΔｙと透過光強度に対応する信号Ｐとを対応させたテーブル。 透過光強度の検出に基づいてストロークΔｙを算出する回路の構成例。

符号の説明

１ スイッチ本体
１ａ，１ｂ 本体部分
１ｄ，１ｅ 内壁
１ｆ 孔
２ 操作軸
３ 回転軸
３ａ 固定部
４ 光透過部材
ｓ１〜ｓ１７ 光透過板
５ 発光素子
６ 受光素子
７ 支持部材
８ａ，８ｂ 軸受部
９ ボタン
１０ バネ
２１ アンプ
２２ Ａ／Ｄ変換器
２３ 回転角検出部
２４，２６ テーブル
２５ ストローク算出部

Claims (4)

1. ユーザからの操作を受け付けるスイッチを有する映像装置であって、
   スイッチ本体と、
   前記スイッチ本体に回転自在に支持された回転軸と、
   前記回転軸に固定された操作軸と、
   前記回転軸に固定された光透過部材と、
   前記光透過部材に光を出力する発光素子と、
   前記光透過部材を通過した透過光を検知して前記透過光の強度に対応した電気的な信号に変換する受光素子と、
   前記信号に基づいて前記操作軸の回転角を算出する移動量算出手段と、
   を備え、
   前記光透過部材は、互いに対向する第１及び第２面を有し、前記第１面と前記第２面との間の厚さが前記回転軸から離れるほど大きくかつ光の透過率がそれぞれ異なる複数の光透過板が積層されて構成されており、前記回転軸の回転によって前記厚さ方向に沿って回転し、
   前記発光素子と前記受光素子とは、光軸が光透過板の第１面及び第２面を横切るように配置されており、前記操作軸の回転に連動して前記光透過部材が回転することによって前記透過光の強度が変化し、
   前記移動量算出手段は、前記信号と前記回転角とを対応付けたテーブルを参照し、前記信号に対応する前記回転角を算出することを特徴とする映像装置。
2. ユーザからの操作を受け付けるスイッチを有する映像装置であって、
   スイッチ本体と、
   前記スイッチ本体に回転自在に支持された回転軸と、
   前記回転軸に固定された操作軸と、
   前記操作軸に固定された光透過部材と、
   前記光透過部材に光を出力する発光素子と、
   前記光透過部材を通過した透過光を検知して前記透過光の強度に対応した電気的な信号に変換する受光素子と、
   前記信号に基づいて前記操作軸の移動量を算出する移動量算出手段と、
   を備え、
   前記光透過部材は、互いに対向する第１及び第２面を有し、前記第１面と前記第２面との間の厚さが前記回転軸から離れるほど大きくかつ光の透過率がそれぞれ異なる複数の光透過板が積層されて構成されており、前記回転軸の回転によって前記厚さ方向に沿って回転し、
   前記発光素子と前記受光素子とは、光軸が光透過板の第１面及び第２面を横切るように配置されており、前記操作軸の回転に連動して前記光透過部材が回転することによって前記透過光の強度が変化することを特徴とする映像装置。
3. ユーザからの操作を受け付けるスイッチであって、
   スイッチ本体と、
   前記スイッチ本体に回転自在に支持された回転軸と、
   前記回転軸に固定された操作軸と、
   前記回転軸に固定された光透過部材と、
   前記光透過部材に光を出力する発光素子と、
   前記光透過部材を通過した透過光を検知して前記透過光の強度に対応した電気的な信号に変換する受光素子と、
   前記信号に基づいて前記操作軸の回転角を算出する移動量算出手段と、
   を備え、
   前記光透過部材は、互いに対向する第１及び第２面を有し、前記第１面と前記第２面との間の厚さが前記回転軸から離れるほど大きくかつ光の透過率がそれぞれ異なる複数の光透過板が積層されて構成されており、前記回転軸の回転によって前記厚さ方向に沿って回転し、
   前記発光素子と前記受光素子とは、光軸が光透過板の第１面及び第２面を横切るように配置されており、前記操作軸の回転に連動して前記光透過部材が回転することによって前記透過光の強度が変化し、
   前記移動量算出手段は、前記信号と前記回転角とを対応付けたテーブルを参照し、前記信号に対応する前記回転角を算出することを特徴とするスイッチ。
4. ユーザからの操作を受け付けるスイッチであって、
   スイッチ本体と、
   前記スイッチ本体に回転自在に支持された回転軸と、
   前記回転軸に固定された操作軸と、
   前記回転軸に固定された光透過部材と、
   前記光透過部材に光を出力する発光素子と、
   前記光透過部材を通過した透過光を検知して前記透過光の強度に対応した電気的な信号に変換する受光素子と、
   前記信号に基づいて前記操作軸の回転角を算出する移動量算出手段と、
   を備え、
   前記光透過部材は、互いに対向する第１及び第２面を有し、前記第１面と前記第２面との間の厚さが前記回転軸から離れるほど大きくかつ光の透過率がそれぞれ異なる複数の光透過板が積層されて構成されており、前記回転軸の回転によって前記厚さ方向に沿って回転し、
   前記発光素子と前記受光素子とは、光軸が光透過板の第１面及び第２面を横切るように配置されており、前記操作軸の回転に連動して前記光透過部材が回転することによって前記透過光の強度が変化することを特徴とするスイッチ。

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