JP4258220B2 - 赤外線タッチスイッチ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、誤動作が防止され、操作性が向上された赤外線タッチスイッチに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図4は、従来より一般に使用されている従来例の構成説明図で、例えば、発明協会公開技報公技番号2002−50087号に示されている(例えば、非特許文献1参照。)。
【0003】
図において、赤外線発光素子1と赤外線受光素子2とは、操作パネル3の操作面4の反対側に設けられている。
第1のマスク5は、操作パネル3と赤外線発光素子1との間に設けられ、赤外線発光素子1から出射される赤外線の光路を規定する。
【0004】
第2のマスク6は、操作パネル3と赤外線受光素子2との間に設けられ、赤外線受光素子2に入射される赤外線の光路を規定する。
この場合は、第1のマスク5と第2のマスク6とは、一体に構成されている。
【0005】
以上の構成において、赤外線発光素子1から出た赤外線は、赤外線経路を規定する第1のマスク5と、操作パネル3を通り、外部(操作面4側)に放出される。
直線Aと直線Cとで挟まれた領域が発光領域となる。
【0006】
外部(操作面4側)から来た赤外線は、操作パネル3、赤外線経路を規定する第2のマスク6を通り赤外線受光素子2に入る。
直線Bと直線Dで挟まれた領域が受光領域となる。
【0007】
これら発光領域と受光領域が操作面側で重なった部分が感度領域7となる。
この領域7に人(操作者)の指などの反射物が存在すると、赤外線が赤外線受光素子2に戻ってくる。
戻ってきた赤外線の大きさを判断することで、スイッチのオン、オフを判定する。
【0008】
実際には、図5に示す如く、赤外線受光素子2が出力する光電流Icは、スイッチがオフのとき(反射物が無いとき)に、マスク5,6や操作パネル3などで赤外線が反射、透過して赤外線受光素子2に入力される光電流Ioffsetとなる。
【0009】
このように、人の指などの反射物が無いときに赤外線受光素子2に戻ってくる赤外線のことを以後オフセット光と称す。
なお、横軸に示すdは、操作面から反射物までの距離を示す。縦軸は光電流Icを示す。
【0010】
スイッチがオンのとき(反射物が有るとき)には、反射光による光電流Isigが加わり、Ioffset+Isigとなるので、図6に示す如く、この両者の中間に閾値を設定してオン、オフを判定している。
【0011】
【非特許文献1】
発明協会公開技報公技番号2002−50087号(第1頁、図1)
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような装置においては、以下の間題点がある。
感度領域7は操作パネル3から離れる方向で収束しない形状になっている。そのため、次のような問題がある。
【0013】
(1)誤動作してしまう
操作パネル3から十分離れた、例えば、数十cm以上離れたところにある反射率の高い反射物(光沢のある金属等)によって赤外線受光素子2に赤外線が戻ってきてしまい、スイッチがオンされたと判定してしまう場合がある。
【0014】
(2)操作性が悪い
Ic−d特性曲線の傾き(ΔIc/Δd)が小さいため、感度距離(スイッチがオンになる操作面から反射物までの距離)が人の指の反射率の影響を受けて長くなってしまう場合がある。
【0015】
図7はIc−d特性曲線の傾きが大きい場合、図8はIc−d特性曲線の傾きが小さい場合であり、どちらも人の指の反射率の違いを示すためIsig+Ioffset曲線を2曲線示す。
一定の判定値に対する感度距離は指の反射率の違いで異なってくる(D1〜D4)。
【0016】
図7,図8の図を見て判るように、Ic−d特性曲線の傾きが小さいほうが感度距離のばらつきも大きくなる((d4−d3)>(d2−d1))。
このとき、使用者の指が操作面から数cm程度離れた場合にも、スイッチがオンされたと判定されてしまい、使用者の操作感覚と実際の設定動作が一致せず、操作感が悪いと感じたり、誤設定に繋がってしまう。
【0017】
本発明の目的は、上記の課題を解決するもので、誤動作が防止され、操作性が向上された赤外線タッチスイッチを提供する。
【0018】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、本発明では、請求項1記載の赤外線タッチスイッチにおいては、
操作パネルの操作面の反対側に設けられた赤外線発光素子と赤外線受光素子と、前記操作パネルと前記赤外線発光素子との間に設けられ前記赤外線発光素子から出射される赤外線の光路を規定する第1のマスクと、前記操作パネルと前記赤外線受光素子との間に設けられ前記赤外線受光素子に入射される赤外線の光路を規定する第2のマスクと、前記操作パネルの操作面側における前記赤外線発光素子の赤外線発光経路領域と前記赤外線受光素子の赤外線受光経路領域とが重なった感度領域とを具備する赤外線タッチスイッチにおいて、前記第1のマスクは前記赤外線発光素子からの赤外線の光路を規定して前記赤外線発光経路領域が前記赤外線発光素子の光軸に対して傾くように配置され、前記感度領域が前記操作パネルの操作側の面に底面が接し前記操作側の面から所定距離に頂点を有して収束するほぼ三角形状に配置され且つ、前記第1のマスクの前記規定の幅を変えることによって前記頂点の前記所定の距離を変えることができることを特徴とする。
【0019】
本発明の請求項2記載の赤外線タッチスイッチにおいては、
操作パネルの操作面の反対側に設けられた赤外線発光素子と赤外線受光素子と、前記操作パネルと前記赤外線発光素子との間に設けられ前記赤外線発光素子から出射される赤外線の光路を規定する第1のマスクと、前記操作パネルと前記赤外線受光素子との間に設けられ前記赤外線受光素子に入射される赤外線の光路を規定する第2のマスクと、前記操作パネルの操作面側における前記赤外線発光素子の赤外線発光経路領域と前記赤外線受光素子の赤外線受光経路領域とが重なった感度領域とを具備する赤外線タッチスイッチにおいて、前記第2のマスクは前記赤外線受光素子への赤外線の光路を規定して前記赤外線受光経路領域が前記赤外線受光素子の光軸に対して傾くように配置され、前記感度領域が前記操作パネルの操作側の面に底面が接し前記操作側の面から所定距離に頂点を有して収束するほぼ三角形状に配置され且つ、前記第2のマスクの前記規定の幅を変えることによって前記頂点の前記所定の距離を変えることができることを特徴とする。
【0020】
本発明の請求項3記載の赤外線タッチスイッチにおいては、
操作パネルの操作面の反対側に設けられた赤外線発光素子と赤外線受光素子と、前記操作パネルと前記赤外線発光素子との間に設けられ前記赤外線発光素子から出射される赤外線の光路を規定する第1のマスクと、前記操作パネルと前記赤外線受光素子との間に設けられ前記赤外線受光素子に入射される赤外線の光路を規定する第2のマスクと、前記操作パネルの操作面側における前記赤外線発光素子の赤外線発光経路領域と前記赤外線受光素子の赤外線受光経路領域とが重なった感度領域とを具備する赤外線タッチスイッチにおいて、
前記第1のマスクは前記赤外線発光素子からの赤外線の光路を規定して前記赤外線発光経路領域が前記赤外線発光素子の光軸に対して傾くように配置され、前記第2のマスクは前記赤外線受光素子への赤外線の光路を規定して前記赤外線受光経路領域が前記赤外線受光素子の光軸に対して傾くように配置され、前記感度領域が前記操作パネルの操作側の面に底面が接し前記操作側の面から所定距離に頂点を有して収束するほぼ三角形状に配置され且つ、前記第1のマスクと前記第2のマスクとの前記規定の幅を変えることによって前記頂点の前記所定の距離を変えることができることを特徴とする。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下図面を用いて本発明を詳しく説明する。
図1は本発明の一実施例の要部構成説明図である。
図において、図4と同一記号の構成は同一機能を表す。
以下、図4と相違部分のみ説明する。
【0022】
第1のマスク11は、赤外線発光素子1からの赤外線の光路を規定して、赤外線発光経路領域A,Cが赤外線発光素子の光軸Eに対して傾くようにして感度領域7が、操作パネル3の操作面4側の近くにおいて収束するように配置されている。
【0023】
直線A、Cで挟まれた部分が赤外線発光素子1の赤外線経路であり、直線B、Dで挟まれた部分が赤外線受光素子2の赤外線経路である。
以上の構成において、感度領域7が、操作パネル3の操作面4側の近くにおいて収束するように配置される。
【0024】
この結果、
(1)誤動作が防止出来る赤外線タッチスイッチが得られる。
感度領域7を操作パネル3の操作面4側の近くにおいて、収束する形状にすることで、操作パネル3から十分離れた、例えば、数十cm以上離れたところにある反射率の高い反射物(光沢のある金属等)にスイッチが反応することがなくなる赤外線タッチスイッチが得られる。
操作パネル3から数十cm以上離れたところには、感度領域7が存在しないからである。
【0025】
(2)操作性が向上される出来る赤外線タッチスイッチが得られる。
感度領域7を操作パネル3の操作面4側の近くにおいて、収束する形状にすることで、Ic−d特性曲線の傾き(ΔIc/Δd)を大きくすることができるので、感度距離にあらわれる人の指の反射率の影響を小さくすることができる。
【0026】
これにより多くの使用者に対して感度距離を短く設定し、使用者の指が操作パネルに触れたときのみにスイッチが反応するようにして、使用者の操作感覚と実際の設定動作を一致させることができる。
即ち、クリック感が得られるキースイッチと同様の操作感が得られる赤外線タッチスイッチが得られる。
【0027】
図5は、本発明の他の実施例の要部構成説明である。
本実施例においては、第2のマスク12は、赤外線受光素子への赤外線の光路B,Dを規定して赤外線受光経路領域B,Dが赤外線受光素子の光軸Fに対して傾くようにして,感度領域7が操作パネル3の操作面4側の近くにおいて収束するように配置されている。
【0028】
この結果、
(1)誤動作が防止出来る赤外線タッチスイッチが得られる。
感度領域7を操作パネル3の操作面4側の近くにおいて、収束する形状にすることで、操作パネル3から十分離れた、例えば、数十cm以上離れたところにある反射率の高い反射物(光沢のある金属等)にスイッチが反応することがなくなる赤外線タッチスイッチが得られる。
数十cm以上離れたところに、感度領域7が存在しないからである。
【0029】
(2)操作性が向上される。
感度領域7を操作パネル3から離れる方向で収束する形状にすることで、Ic−d特性曲線の傾き(ΔIc/Δd)を大きくすることができるので、感度距離にあらわれる人の指の反射率の影響を小さくすることができる。
【0030】
これにより多くの使用者に対して感度距離を短く設定し、使用者の指が操作パネルに触れたときのみにスイッチが反応して、使用者の操作感覚と実際の設定動作を一致させることができる。
即ち、クリック感が得られるキースイッチと同様の操作感が得られる赤外線タッチスイッチが得られる。
【0031】
図3は、本発明の他の実施例の要部構成説明である。
本実施例においては、第1のマスク11は、赤外線発光素子1からの赤外線の光路A,Cを規定して,赤外線発光経路領域A,Cが,赤外線発光素子1の光軸Eに対して傾くように配置されている。
【0032】
第2のマスク12は、赤外線受光素子2への赤外線の光路B,Dを規定して,赤外線受光経路領域B,Dが,赤外線受光素子2の光軸Fに対して傾くように配置されている。
そして、感度領域7が、操作パネル3の操作面4側の近くにおいて収束するようにされている。
【0033】
この結果、
(1)誤動作が防止出来る赤外線タッチスイッチが得られる。
感度領域7を操作パネル3の操作面4側の近くにおいて、収束する形状にすることで、操作パネル3から十分離れた、例えば、数十cm以上離れたところにある反射率の高い反射物(光沢のある金属等)にスイッチが反応することがなくなる赤外線タッチスイッチが得られる。
数十cm以上離れたところに、感度領域7が存在しないからである。
【0034】
(2)操作性が向上される赤外線タッチスイッチが得られる。
感度領域7を操作パネル3から離れる方向で収束する形状にすることで、Ic−d特性曲線の傾き(ΔIc/Δd)を大きくすることができるので、感度距離にあらわれる人の指の反射率の影響を小さくすることができる。
【0035】
これにより多くの使用者に対して感度距離を短く設定し、使用者の指が操作パネル3に触れたときのみにスイッチが反応して、使用者の操作感覚と実際の設定動作を一致させることができる。
即ち、クリック感が得られるキースイッチと同様の操作感が得られる赤外線タッチスイッチが得られる。
【0036】
なお、以上の説明は、本発明の説明および例示を目的として特定の好適な実施例を示したに過ぎない。したがって本発明は、上記実施例に限定されることなく、その本質から逸脱しない範囲で更に多くの変更、変形をも含むものである。
【0037】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の請求項1によれば、次のような効果がある。
第1のマスクは、赤外線発光素子からの赤外線の光路を規定して、赤外線発光経路領域が赤外線発光素子の光軸に対して傾くようにして、感度領域が操作パネルの操作面側の近くにおいて収束するように配置された。
【0038】
従って、
(1)誤動作が防止出来る赤外線タッチスイッチが得られる。
感度領域を操作パネルの操作面側の近くにおいて、収束する形状にすることで、操作パネルから十分離れた、例えば、数十cm以上離れたところにある反射率の高い反射物(光沢のある金属等)にスイッチが反応することがなくなる赤外線タッチスイッチが得られる。
数十cm以上離れたところに、感度領域が存在しないからである。
【0039】
(2)操作性が向上される赤外線タッチスイッチが得られる。
感度領域を操作パネルから離れる方向で収束する形状にすることで、Ic−d特性曲線の傾き(ΔIc/Δd)を大きくすることができるので、感度距離にあらわれる人の指の反射率の影響を小さくすることができる。
【0040】
これにより多くの使用者に対して感度距離を短く設定し、使用者の指が操作パネルに触れたときのみにスイッチが反応して、使用者の操作感覚と実際の設定動作を一致させることができる。
即ち、クリック感が得られるキースイッチと同様の操作感が得られる赤外線タッチスイッチが得られる。
【0041】
本発明の請求項2によれば、次のような効果がある。
第2のマスクは、赤外線受光素子への赤外線の光路を規定して、赤外線受光経路領域が、赤外線受光素子の光軸に対して傾くようにして、感度領域が、操作パネルの操作面側の近くにおいて収束するように配置された。
【0042】
従って、
(1)誤動作が防止出来る赤外線タッチスイッチが得られる。
感度領域を操作パネルの操作面側の近くにおいて、収束する形状にすることで、操作パネルから十分離れた、例えば、数十cm以上離れたところにある反射率の高い反射物(光沢のある金属等)にスイッチが反応することがなくなる赤外線タッチスイッチが得られる。
数十cm以上離れたところに、感度領域が存在しないからである。
【0043】
(2)操作性が向上される赤外線タッチスイッチが得られる。
感度領域を操作パネルから離れる方向で収束する形状にすることで、Ic−d特性曲線の傾き(ΔIc/Δd)を大きくすることができるので、感度距離にあらわれる人の指の反射率の影響を小さくすることができる。
【0044】
これにより多くの使用者に対して感度距離を短く設定し、使用者の指が操作パネルに触れたときのみにスイッチが反応して、使用者の操作感覚と実際の設定動作を一致させることができる。
即ち、クリック感が得られるキースイッチと同様の操作感が得られる赤外線タッチスイッチが得られる。
【0045】
本発明の請求項3によれば、次のような効果がある。
第1のマスクは赤外線発光素子からの赤外線の光路を規定して、赤外線発光経路領域が赤外線発光素子の光軸に対して傾くように配置され、第2のマスクは赤外線受光素子への赤外線の光路を規定して、赤外線受光経路領域が赤外線受光素子の光軸に対して傾くように配置され、感度領域が操作パネルの操作面側の近くにおいて収束するようにされた。
【0046】
従って、
(1)誤動作が防止出来る赤外線タッチスイッチが得られる。
感度領域を操作パネルの操作面側の近くにおいて、収束する形状にすることで、操作パネルから十分離れた、例えば、数十cm以上離れたところにある反射率の高い反射物(光沢のある金属等)にスイッチが反応することがなくなる赤外線タッチスイッチが得られる。
数十cm以上離れたところに、感度領域が存在しないからである。
【0047】
(2)操作性が向上される赤外線タッチスイッチが得られる。
感度領域を操作パネルから離れる方向で収束する形状にすることで、Ic−d特性曲線の傾き(ΔIc/Δd)を大きくすることができるので、感度距離にあらわれる人の指の反射率の影響を小さくすることができる。
【0048】
これにより多くの使用者に対して感度距離を短く設定し、使用者の指が操作パネルに触れたときのみにスイッチが反応して、使用者の操作感覚と実際の設定動作を一致させることができる。
即ち、クリック感が得られるキースイッチと同様の操作感が得られる赤外線タッチスイッチが得られる。
【0049】
従って、本発明によれば、誤動作が防止され、操作性が向上された赤外線タッチスイッチを実現することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の要部構成説明図である。
【図2】本発明の他の実施例の要部構成説明図である。
【図3】本発明の他の実施例の要部構成説明図である。
【図4】従来より一般に使用されている従来例の要部構成説明図である。
【図5】図4の動作説明図である。
【図6】図4の動作説明図である。
【図7】図4の動作説明図である。
【図8】図4の動作説明図である。
【符号の説明】
1 赤外線発光素子
2 赤外線受光素子
3 操作パネル
4 操作面
5 第1のマスク
6 第2のマスク
7 感度領域
11 第1のマスク
12 第2のマスク
E 赤外線発光素子の光軸
F 赤外線受光素子の光軸
Ic 光電流
Ioffset 光電流
Isig 光電流
Claims (3)
- 操作パネルの操作面の反対側に設けられた赤外線発光素子と赤外線受光素子と、前記操作パネルと前記赤外線発光素子との間に設けられ前記赤外線発光素子から出射される赤外線の光路を規定する第1のマスクと、前記操作パネルと前記赤外線受光素子との間に設けられ前記赤外線受光素子に入射される赤外線の光路を規定する第2のマスクと、前記操作パネルの操作面側における前記赤外線発光素子の赤外線発光経路領域と前記赤外線受光素子の赤外線受光経路領域とが重なった感度領域とを具備する赤外線タッチスイッチにおいて、
前記第1のマスクは前記赤外線発光素子からの赤外線の光路を規定して前記赤外線発光経路領域が前記赤外線発光素子の光軸に対して傾くように配置され、前記感度領域が前記操作パネルの操作側の面に底面が接し前記操作側の面から所定距離に頂点を有して収束するほぼ三角形状に配置され且つ、前記第1のマスクの前記規定の幅を変えることによって前記頂点の前記所定の距離を変えることができること
を特徴とする赤外線タッチスイッチ。 - 操作パネルの操作面の反対側に設けられた赤外線発光素子と赤外線受光素子と、前記操作パネルと前記赤外線発光素子との間に設けられ前記赤外線発光素子から出射される赤外線の光路を規定する第1のマスクと、前記操作パネルと前記赤外線受光素子との間に設けられ前記赤外線受光素子に入射される赤外線の光路を規定する第2のマスクと、前記操作パネルの操作面側における前記赤外線発光素子の赤外線発光経路領域と前記赤外線受光素子の赤外線受光経路領域とが重なった感度領域とを具備する赤外線タッチスイッチにおいて、
前記第2のマスクは前記赤外線受光素子への赤外線の光路を規定して前記赤外線受光経路領域が前記赤外線受光素子の光軸に対して傾くように配置され、前記感度領域が前記操作パネルの操作側の面に底面が接し前記操作側の面から所定距離に頂点を有して収束するほぼ三角形状に配置され且つ、前記第2のマスクの前記規定の幅を変えることによって前記頂点の前記所定の距離を変えることができること
を特徴とする赤外線タッチスイッチ。 - 操作パネルの操作面の反対側に設けられた赤外線発光素子と赤外線受光素子と、前記操作パネルと前記赤外線発光素子との間に設けられ前記赤外線発光素子から出射される赤外線の光路を規定する第1のマスクと、前記操作パネルと前記赤外線受光素子との間に設けられ前記赤外線受光素子に入射される赤外線の光路を規定する第2のマスクと、前記操作パネルの操作面側における前記赤外線発光素子の赤外線発光経路領域と前記赤外線受光素子の赤外線受光経路領域とが重なった感度領域とを具備する赤外線タッチスイッチにおいて、
前記第1のマスクは前記赤外線発光素子からの赤外線の光路を規定して前記赤外線発光経路領域が前記赤外線発光素子の光軸に対して傾くように配置され、
前記第2のマスクは前記赤外線受光素子への赤外線の光路を規定して前記赤外線受光経路領域が前記赤外線受光素子の光軸に対して傾くように配置され、前記感度領域が前記操作パネルの操作側の面に底面が接し前記操作側の面から所定距離に頂点を有して収束するほぼ三角形状に配置され且つ、前記第1のマスクと前記第2のマスクとの前記規定の幅を変えることによって前記頂点の前記所定の距離を変えることができること
を特徴とする赤外線タッチスイッチ。
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