JP4772250B2 - 非接触式小型電気スイッチ - Google Patents

Description

技術分野
本発明は電気スイッチに係り、詳しくは、電気回路のオン／オフまたはオン／オフ／ディマー制御するための非接触式小型電気スイッチに関するものである。
背景技術
家庭やオフィスの電気回路とりわけ電灯用の回路では、機械式のスイッチを用いるのが典型的であり、それが最も多い。これらの機械式スイッチは接触型のオン／オフ動作であったり、例えばディミング（調光）機能を発揮させることができるようにするため、電灯への供給電力を種々に変化させることができるようにするため、またファンの速度コントロールを行わせることができるようにするためなど、回路に供給する電力を変化させることができる装置を含んでいることがある。
非接触式スイッチでキャパシタンスの変化によってオン／オフ機能を発揮させるようにしたものが、既に提案されている。その種の装置においては、スイッチ前面での物体の存否がキャパシタンスの変化によって検出されるようになっている。
米国特許第５，９７３，６０８号には、構成部を選択することによって非接触式スイッチシステムがオン／オフならびにディミング機能を発揮できるようにした例が述べられている。しかし、一つの例での構成部を眺めると、それは中央部分に寄せ集められたような位置で適当に被覆されており、応答性の良い回路を実現しようとすれば、幾つものセンサから中央制御装置までの間を専用配線でもって引き回さなければならなくなっている。
加えて、そのディミング機能は、各ステップに特異な構成を要求する限定的ではあるがステップの導入が不可欠となったり、更にはコスト増を招聘したり機構の複雑化を来すことにもなる。例えば前記した米国特許第５，９７３，６０８号は、ディマー出力の異なった段状レベルを活用するにあたり、予め決められたレベルでは静電容量センサの出力を採用するようにしている。これは、静電容量センサの出力数が、実施可能なディマーレベルに対して比例していることを意味する。それらのレベルを表すデジタル値はプログラム可能な論理装置（ＰＬＤ）に通され、ラッチが掛けられる。このラッチ出力なるものが出力パワーのレベルを定めることになるが、これはパワーコントロール出力の数が出力パワーレベルに比例することを意味している。滑らかなディマーを作り上げるためには、出力パワーレベルにおいて僅かといえども増加のあることが必要であり、それがパワーコントロール出力に対して比例的に高い数を要求する。その結果、数多くのピンカウント（ＰＬＤ，ラッチ，クロックチップ）を持った多数の大形構成品も要求されることになる。ＣＰＵ装置の採用を考慮するとしても、出力ピンカウントは依然としてセンサ出力数に等しく必要であり、出力ピンカウントもＣＰＵのラッチ出力数に等しくなってしまう。それは段状となっているディマーレベルの数に依然として比例し、回路中に大型のＣＰＵチップや多数の配線接続部が必要となるだけでなく、周辺構成部品も必要とする。
米国特許第５，９７３，６０８号記載のスイッチ制御は手の動きに頼ったものとなっている。ライトをつける場合は、手をセンサに対して離れたゾーンから近接ゾーンへ動かさなければならない。また、ライトを消すためには手を近接したゾーンから離れたゾーンへ引くような操作をしなければならない。スイッチの基本動作を行わせるためには明らかに違った二つのタイプの動きが必要となるのである。この装置に慣れない人にとっては、この種の操作に混乱をきたす。
米国特許第５，７１６，１２９号には非接触式スイッチが記載されている。これには手の接近によって変化する周波数出力を持った発振器が設けられている。その構成部品はいずれもランプ台または飾り棚の部分に格納されるものである。構成部品数や構成部品サイズは全くもって大きく、ランプ台中の構成部品を示している図面から明らかなように、標準的なウォールボックスには簡単に納まりそうにない。加えて、ディマーコントロール回路といったものを備えたものとはなってない。スイッチを機械的な壁に取り付けてしまっているので、この装置には直接取り替えできるという機能が備わっていないことも明らかである。この装置はＡＣ電源と縁が切れたり繋がったりの双方が要求されることになるが、その一方で多くのウォールボックスの設計や回路設計をするにあたりたった一本のリード線で利用可能となる利点があるものの、これを考慮したとしても、直接交換用としてその装置が役立たないものであることは無視し得ない。
先行技術において特に問題となる点は、機械式スイッチは直接取り替えることができないということである。例えば機械的なオン／オフ・トグルスイッチを直接取り替えるにあたっては、通常の電箱と同じかそれ以下のスペースでも取り付けられるようにしておかなければならないのである。特別サイズの箱や特殊配線を使うとなれば、取付費用が実質的に嵩んでしまうからである。さらに、どんな改造案を出すにしても、多くの費用が掛かることは否めない。
発明の開示
本発明の目的の一つは、電気回路を制御するための非接触式近接型スイッチを提供することである。
更なる目的は、コンパクトな一体構成品でありしかも新設のウォールボックスであろうと既設のものであろうと、通常のワイヤリード結線でもって取り付けを済ませることができるようにした非接触式コンデンサ型電気スイッチを提供することである。
本発明におけるもう一つの目的は、構成部品点数が少なくコスト低減が図られかつ信頼性の高い一体構成とした非接触式小型電気スイッチを提供することである。
本発明のこれらの目的はそれ以外の目的と共に、電気装置をコントロールする電気回路で使用される非接触式電気スイッチによって達成される。その装置は以下のもので構成される。
コンデンサ型センサ、
ＡＣゼロクロス検出手段、
コンデンサ型センサに接続された中央処理ユニット（ＣＰＵ）であって、コンデンサ型センサからの信号を受信しそして出力信号を発生させる信号処理をする手段を持ち、出力信号を受信しＡＣゼロクロスに比例し出力信号に基づいて出力される電力を演算しそして電気回路中の電力コントロール用に使用される制御信号を発生させる信号処理手段。
一つの実施例においては、出力信号がトライアックの点火パルスを発生させることができ、回路への配電量を決定することになるＡＣゼロクロスと点火パルスとの間の遅れを生じさせるようにしている。
好ましくは、非接触式電気スイッチにＣＰＵにより受信された信号を発生する干渉検出器が含まれ、これによって意図しない動作の発現を回避したり、例えば照明や欠陥電気器具等から惹き起こされることのある電磁気的な障害や混線を無くすことができる。
本発明に係るスイッチでは、コンデンサ型センサを用いて電気回路に供給する電力をコントロールするようにしている。このコンデンサ型センサはスイッチ前面における物体の存否を検出し、パワーをオン／オフしたりディミング機能を発揮させたりする。このセンサは、センサ前面の導体が持つ誘電率の変化によって惹き起こされるキャパシタンスの変化に反応するもので、即ちキャパシタンスの一定値に対してよりむしろキャパシタンスの変化に対してのみ反応するようになっている。赤外線式・音響式・光学式のセンサ、移動検出器等といった従来からある非接触式スイッチを凌ぐデザインをすることができ、以下に挙げる利点が発揮されるようになる。
１）スイッチコントロールは前面プレートの材質・色彩・形状等に何ら左右されることがない。導電体を用いて物理的な接触を制御信号として取り出す必要もない（例えば接触式プレートセンサのごとく）。
２）機械的なトグルスイッチや機械的にコントロールされるディマーとは違って可動部がなく、従って前面プレートのデザインに対して機械的な制約を受けることで必要となる収容上の配慮を施す必要もなくなる。
３）コンデンサ型センサは種々な材質に対しても通ることができるので、赤外線もしくは種々な音響・光・移動用のセンサといったものとは違って、センサ用前面プレートに開口を設ける必要がなくなる。
４）前面プレートは、スイッチがその前面に固定された新しいどの材質に対しても再較正能を有しているので、交換を自由に行うことに何らの支障が出るものでもない。
５）スイッチは、接触式センサや赤外線その他の光学センサと違って、前面プレートについて言えば汚染・汚濁に対する抗能性を有したものとなっている。というのは、汚れ方がどうであろうともコンデンサ型センサであると固定物体であるかのように取り扱うことができ、それに応じた較正もなされるようになっているからである。
６）スイッチはいかなる機械的可動部も組み込んでいないので、機械式スイッチや機械的に制御されるディマーとは違って、完全に密閉した状態におくことができ、その信頼性が増すものとなる。
７）スイッチ動作中にスパークが飛ぶといったことも、あり得ない。
前面プレートのデザインにあたっては、単純なプラスチックから美的感覚の豊かなセラミックまでその使用の制約が少なく、これをスイッチに使用することができる。石、水晶、木材等といった天然素材の全てもしくはプラスチック、ガラス、セラミック、ゴム等といった他の材料でも、前面プレートとして使用することができる。組合せによって重量の嵩むことがある場合を除いて、実質的に何らの制約を受けることもない。スイッチは、前面プレートのデザインにあたって装飾的もしくは審美的理由を優先させ、純粋に色々なものに仕立てあげることができる。しかし、スイッチに対して肉体的接触を嫌う場合、例えば病院、公衆トイレなどでスイッチを稼働させる場合、もしくは前面プレートに積もるほど埃っぽかったり汚れるなどの環境においても使用することができる。スイッチは密閉した状態にしておくことができるので、ミストやヒューム等といったものに曝される過酷な環境状態にあっても使用することができる。それゆえ、屋外使用や産業的用途にも供し得るのである。
本スイッチは標準的な家庭の壁に直接取り付けることができる。即ち、標準的な寸法の既製のウォールボックスに組み込むことができ、また既存の配線に接続したり、既存の電気回路に直接改装を施すことも可能となる。本スイッチは、在り来りな壁置きスイッチを取り替えるにあたって一本のリード線に手を施すだけ済む場合は直列（即ち二線式結線）に接続しておくことができるし、負荷が並列結線を要求しワイヤがウォールボックス内で取り扱える状態にあるなら並列（即ち三線式結線）に接続することもできる。本スイッチは、スイッチをオン／オフするときと同様に、ディマーコントロールするにおいてもフルレンジで滑らかに動作させることができる。
本スイッチは、いずれの国際規格からも外れることなく容易に設計できるものである。と言うのは、それがコンパクトであって集約された構造を持っているからであり、スイッチそれ自体に必要となる以上に十分なスペースがウォールボックス中に残され、ウォールボックス内での配線スペースを確保しておくことができることによる。加えて、金属冷却面または他の吸放熱材をスイッチに組み込むことができ、色々な熱消散規格にも合わせておくことができる。
本発明に関してもう一つ利点と挙げるとすれば、スイッチをコントロールするにあたり、キャパシタンスとして予め決められた絶対的な値を使用しなくてよいということである。米国特許第５，９７３，６０８号の装置では、スイッチを一杯々々オンにしておき、手はセンサの近接ゾーンまで運んでやらなければならない。このゾーンは固定的なものであるので、例えばセンサが壁の凹みに深く取り付けられてしまっているとか、センサが分厚いカバープレートで覆われてしまっているとかの場合には、ゾーンが壁の内側に入ってしまうことが起こる。いずれのケースにおいてもセンサに最も接近したゾーンへ到達させようとするのは至難の技となるから、スイッチを一杯々々までオンにすることは不可能ということになる。ちなみに、永久導電体が米国特許第５，９７３，６０８号のセンサの近傍に取り付けられるようなことがあるとすれば、同じような問題が生じる。これによってセンサ電界が歪んでしまい、センサ感度の低下が余儀なくされ、近接ゾーンがますますセンサ面に接近したものとなってしまうからである。この二つの問題は、センサパラメタを手動によりもしくは自動的に設定すれば一気に解決することができる。センサパラメタを手動で調整するならば、スイッチを使用する各人がこれらの設定につき責任を負うことになるが、設定の複雑さも相まって重大な故障を惹き起こすおそれが出る。センサを自動的に調整できるようにしておく場合には、米国特許第５，９７３，６０８号装置にあっては自動較正能が備えられていないので特別な回路設計をセンサに加えてやらねばならず、構成部品点数や装置全体のサイズならびに複雑さを助長させる結果となる。
本発明に係るスイッチにおいては、この問題は、キャパシタンスを絶対値としてよりはむしろ変化したときに反応するようにしておくことによって解決しようとしている。物体の存否検出のためのフラグは、センサ前面でキャパシタンスが増大したときにセットされるようになっている。この存否検出においては、固定値レベルといったものを予め決めておくこともなく、これによってスイッチは自己較正能を備え、センサ前面でのキャパシタンスのいかなる永久的な変化も抹殺扱いできるようにしている。この自動較正は、本発明に係るスイッチの構成部品点数やサイズの増大をきたすことなく、ソフトウエア内で完全に処理できるものである。
本発明によれば、スイッチの基本的な機能を発揮させるにあたって、手の移動速度とは何の関連もなく動作させ、センサ前面での特別な動きも必要としない。それは常に、センサの近くに手が置かれたときだけ、状態を変化させることにしているのである。
ちなみに、特許請求の範囲の記載に則しつつ図面と対応させながら構成を述べる。請求項１の非接触式小型電気スイッチにあっては、図２ａを参照して、スイッチ前面に物体のあることを検出し出力信号を発生させる物体検出手段（センサ４）と、この物体検出手段４からの出力信号を受信し、電気回路に供給される電力をコントロールするための制御信号を発生させるための出力信号（フラグｆ）を出力するフラグ発生手段４０と、その出力信号に応じて出力される電力を演算する信号処理手段（出力制御ロジック１１）とを有して、物体検出手段４に接続されている中央処理ユニット（ＣＰＵ２）と、
ＡＣゼロクロス検出器６と、電気回路中のトライアック１３とを備え、そこでの制御信号は電気回路に供給される電力をコントロールするための遅延トライアックトリガパルスとされていることである。
請求項２以降は以下のとおりである。
上記した物体検出手段４はコンデンサ型センサとしておく。
図４を参照して、電気回路にはリレー１４が備えられ、その制御信号は電気回路中の電力をコントロールするためリレーを作動させるようにする。
図２ａに戻って、物体検出手段４からの出力信号をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器５が設けられる。
出力信号を受けとりスイッチ前面での物体存否変化のあったときのみ出力信号を送り出す微分器９が設けられる。
出力信号が敷居レベルを越えるときのみ第一のデータビットを送り出すべく、敷居レベルと出力信号とを比較する比較器１０が備えられる。
信号処理手段は出力制御ロジック１１であり、これにおいては供給されるべき電力量が出力信号の関数として決定されるようになっている。
ＡＣゼロクロス検出器６を介してＡＣ周期と同調される遅延カウンタ１２が設けられ、出力信号に比例したＡＣゼロクロス後の時間遅れを発生させることができるようになっている。
制御信号Ｄはディマー機能を与えるために電気回路中の電力を変化させるようにしている。
図１を参照して、スイッチのための電力供給回路８を備える。
電力供給回路８は、ライン電圧が掛かるコンデンサＣ₃ と直結された半導体要素Ｔ₃ （トランジスタ）を備え、ライン電圧が或るレベルより下のときにコンデンサＣ₃ が充電されるようにしている。
ライン電圧を調整するためにコンデンサＣ₃ にはレギュレータＴ₄ ，ＺＤ₂ が接続されている。
図８ａを参照して、非接触式電気スイッチと一体となったエアギャップスイッチ３８が設けられ、このエアギャップスイッチに取り付けられた可動式のカバープレート３６で、電気回路への電力供給を遮断させるためのエアギャップスイッチ３８を作動させることができるようにしておくこともできる。
図８ｂに示すように、カバープレート３６はエアギャップスイッチ３８を取り付けておく手段（係合子）４２を備える。
カバープレート３６はレバー形式の断路器を切り換えるために動くことができ、そのレバー（作動子）３９を動かすための係合子４２を持っている。
カバープレート３６は押しボタン形式の断路器を切り換えるために押し引きして動かすことができるようにしておいてもよい。
図９ａに示すように、スイッチと一体に設けられた照明手段（ＬＥＤ３４ａ，３４ｂ，３４ｃ、電球）を備えたものとしておくこともできる。
発明を実施するための最良の形態
標準的なウォールボックスに使用することができる本発明に係るスイッチを組み立てようとすると、また、いずれの国際規格にも適合できるようにしておこうとすると、スイッチ自体かなりコンパクトなものになっていなければならない。その構成品の点数やサイズも最低限度に止めておかなければならず、回路の各要素を繋ぐデータ線の数や内部構成部間結線にとられるスペースも同様である。そのためにはチップピンカウントの数を減らしたり、チップサイズを小さくしておく配慮も必要となる。
スイッチ（トライアック、トライアックの緩衝用コンデンサ、フィルタチョーク、電力供給回路、ヒューズ）として使用される要素のうち幾つかは基本的なものであり、電気に関係する多くのタイプの装置で一般によく使われている。しかし、それらは嵩張りが甚だしく、通常それらが存在することによって静電容量センサや制御回路要素さらには逆光照明等といった電気部品のために必要となるスペースまで食ってしまうことになる。
本発明においては、物体検出手段としてのセンサとの相対位置というよりはむしろセンサ前面に置いた手などの物体の存否のみを検出できるようにすることによって、コンパクトで一体性に優れたデザインとすることができるようにしている。このようにしておけば入力データはたった一つのビットで済ますことができ、フラグを立てて目安を得ておくことができる。スイッチによる配電は、遅延トライアックトリガパルスによってコントロールされるが、その出力データは出力ビット一つだけからなる。これによって、センサからの入力、トライアックへの出力およびＡＣゼロクロス検出器からの入力のたった三つのデータを使用するだけの大層コンパクトなデザインとして纏めることができ、ディマーレベルカウントとは何らの関連を持たせる必要もなくなる。
図１に本発明に係る非接触式スイッチ１の概略を示すが、その非接触式スイッチ回路は幾つかの機能を持ったブロックに分割して表示されている。
中心的に位置づけされたブロックがＣＰＵ（中央処理ユニット）２であり、これは四つの入力部と一つの出力部を備えている。
ピンＡ₀ は入力部または出力部として形成されたものであり、干渉検出器３に接続されている。ピンＡ₀ は干渉検出器がリセットされているときに限り一時的にではあるが出力部として機能し、それ以外は入力部として働く。この入力はＣＰＵ２で干渉を周期的にチェックするために使用される。入力が１なら、干渉検出器が最後にリセットされたときから干渉の検出は続けられる。出力が０なら、干渉は検出されなかったことになる。ＣＰＵがセンサ４からの出力を計測している間に干渉が検出されたなら、ＣＰＵによって得られていた値は廃棄される。ちなみに、干渉検出器は、センサによる計測サイクルを開始する前にリセットされる。
ピンＡ₁ はトライアックの点火パルスを発生させる出力部である。ＡＣゼロクロスと点火パルスとの間の遅れ（または時間経過）によって、負荷に充てる電力が決定される。その遅れがゼロなら電力は最大となり、遅れがＡＣ周期の１／２なら電力はゼロとなる。実際は、遅れに関するこの二つの極端な値が使用されることはない。トライアックが点火されないなら（点火パルスが存在しないなら）負荷に回す電力はゼロとなり、これによってスイッチは切れてしまう。
ピンＡ₂ はセンサ４からの入力部であり、予め決められた固定的な長さの時間中にパルスをカウントすべく、その入力はＣＰＵ２に設けられたカウンタ即ちＡ／Ｄ変換器５に供給されるようになっている。これによって、センサ出力の周波数は二進数に変換される。センサ出力周波数を二進数に変換するもう一つの方法として、予め決められた周波数のパルスをセンサ信号の各周期内でカウントするという方法が挙げられる。なお、本発明では、変換方法をこれ一つに限定しておこうとする意図のものでない。
ピンＡ₃ はＡＣゼロクロス検出器６からの入力部である。この入力によってＣＰＵはＡＣ周期と同調がとられることになる。
ピンＡ₄ は入力部である。これは負荷を一つだけコントロールする総括ユニットの接続のために総括ユニット入力回路７が使われるとき使用されるが、是非使用しなければならないというものではない。スイッチの一つは負荷へ充てる電力をコントロールするマスターとして働き、このマスター入力部に接続されたその他のスイッチはスレーブとして機能することになる。
電力供給回路８でもってアッセンブリは完成したものとなる。
図２ａに、非接触式スイッチのブロック図が表されている。周波数信号であるセンサ４からの入力は、Ａ／Ｄ変換器５でデジタル値に変換される。このデジタル値は微分器９に通される。その微分器が有ることによってスイッチはキャパシタンスの変化に対して反応するだけとなり、微分器はセンサ前面に存在する物体が恒久的なものであろうともその存在を無視させるようにする。これによって、スイッチには自己較正能が備えられることになる。微分器の出力は、微分器出力が敷居レベルを十分に越えられる大きさであるかどうかの確認をチェックする比較器１０に通される。比較器の出力はフラグｆである。もし手のような物体がセンサの前面に存在すれば、フラグｆがセットされる。物体がセンサ前面に留まるようであれば、微分器出力はゆっくりと下向きに傾斜する。その出力傾斜率は微分器の時定数次第となる。微分器出力が比較器の敷居値よりも下に傾くようになるくらい物体がセンサ前面に長く留まっているようであれば、フラグｆはリセットされる。例えば手が数分間センサ前面にあると、スイッチは数秒間それに対して反応するだけとなる。微分器時定数は、スイッチが固定された手に対してどれくらい長く反応し続けるかを決定するものである。時定数を大きくとっておくならスイッチは固定された物体に対して長く反応することになるし、小さくすれば短くなる。それ以後はスイッチが新しい値に再較正され、反応しなくなる。手が取り除かれたがまたセンサ前面に置かれるとか、もう一つの物体がセンサ前面で手に重ねられるとかしたような場合には、スイッチは再び反応だけすることになる。微分器に二つの異なった時定数を導入することは、不可能なことでない。それには、入力値が増大した場合のためのものと、入力値が減少した場合のためのものとがある。微分器は物体がセンサ前面に置かれたときと取り除かれたときで違った反応を呈することになる。固定された物体がセンサ前面に置かれたとき第一の時定数は、フラグｆをどれくらいの長さセットしておくべきか、即ち物体がセンサ前面に置かれたときにスイッチを較正させるまでに要する時間をどれくらいにしておくべきかを決定するためのものである。第二の時定数は、物体が取り除かれたときスイッチを再較正するのにどのくらい時間を掛けるべきかを決定するためのものである。二つの時定数は同じ値にしておいてもよいが、場合によっては、第二の時定数を第一の時定数よりずっと低くしておき、手がセンサ前面に置かれたときの方でのスイッチ較正をゆっくりとしたものにしておくことが好ましい。これによってディマー作用を呼び起こして動作させるに十分な時間を稼ぐことができるようになる。手が取り除かれたときはスイッチは可及的に早く較正され、手がセンサ前面に再び置かれたときは微分器出力の振れ幅一杯々々が使えるようにしておく。微分器はソフトウエアで作られるので、スイッチ動作を最適なものにするための微分器出力の計算のためには、種々なアルゴリズムを使うことができる。
なお、上記したＡ／Ｄ変換器５、微分器９、比較器１０をまとめて、フラグ発生手段４０と称することにする。したがって、フラグ発生手段４０は、センサ４の前面に置いた手などの物体の存否を検出した信号を受けてデジタル値に変換し、微分器９によりキャパシタンスの変化に対してのみ反応させることができるようにしておき、微分器出力が敷居レベルを越えられる大きさであるかどうかを比較器１０でチェックし、越える場合にはフラグｆを出力するというものである。
フラグｆは、その後に出力制御ロジック１１へ送り出される。この出力制御ロジックは、フラグｆと関数関係にあるパワー出力となるような電力を演算する。このロジックからの出力はデジタル値Ｄであり、これが負荷に充てる電力を決定することになる。その出力制御ロジックの出力値Ｄは、遅延カウンタ１２へ供給される。このカウンタはゼロクロス検出器６によってＡＣ周期と同調がとられ、デジタル値Ｄに比例したＡＣゼロクロス後の時間遅れを発生させることができる。この遅れによって負荷に回すべき電力量が決定される。遅れが０なら電力は最大となり、遅れがＡＣ周期の１／２なら電力は０となる。この遅延制御からの出力によってトライアック１３がコントロールされる。フラグｆの関数としての値Ｄを演算するアルゴリズムは幾つも考えられる。そのうちの一つで出力（Ｄ）がフラグｆの関数となっているものを図３に示して、以下これを述べる。
図３を参照して、フラグｆが０から１に変化するとき出力が切り換えられる。フラグ出力が０であったときに切り換わったなら出力は最大に設定され、０でなかったときなら０に設定される。パルスが時定数ｔ_d より短ければ（図３中のパルスａとｂとｄとｅを参照）、出力切り換えに際してはそれ以上の動作を発生させることはない。パルスが時定数ｔ_d より長ければ、出力切り換えに際してディマー機能の活性が促される。出力が切り換え後に最大なら減少させ始め（パルスｃ）、出力が切り換え後に最小なら増大させ始める（パルスｆ）。出力が出力レベルの最大値まで増大する（または最小値まで減少する）のに十分なほどパルスが長ければ、増減方向は変更される。出力はフラグｆがリセットされるまで鋸歯状のパターンでもってゆっくりと変動を繰り返す。
ディマーが活性されたならば即ち出力が増大または減少されたなら、そしてフラグｆが短期間０でありその後再び１となるなら（ｇとｆとの間の途切れた部分に示されている）、スイッチはその出力を切り換えるよりはむしろディマーの方向を変更するだけとなる。これによれば、所望する出力にまで上げたり下げたりトリミングすることにより、ディマー出力を微妙に調整することが可能となる。しかし、フラグｆがパルスｃの後のｄに示すように予め決められた値よりも長い間０であるなら、出力はその状態を切り換えてしまう。
フラグｆの関数としてのスイッチ出力の演算アルゴリズムは、チップに組み込まれたファームウエアのように焼き込まれるものとは違って、ソフトウエアでもって完全なものを作り上げることができる。望むなら、チップサイズや構成部品点数を変えることもなく違ったアルゴリズムを使用することができる。Ｄ（ｆ）を演算するアルゴリズムには無限通りがある。そのうちの一つに押しボタン機能を備えて簡素化させたものがある。その出力はフラグｆが１のときのみ最大となり、その他の時間帯では０とされる。もう一つのアルゴリズムはディマーを備えない簡単なスイッチで実現される。この場合、出力はフラグｆに変化があるたびに０となるように切り換えられる。
図４に別の出力制御ロジックを記載したが、これはリレー駆動信号を提供できるようにしている。この信号が１ならリレー１４が駆動され、０なら消磁状態におかれる。出力状態はフラグｆの変化一回ごと０に切り換わる。リレーを使用することにすれば、遅延タイマーは必要でなくなる。この変更はＣＰＵのソフトウエアに組み込んでおくことができるので、この代替例においてもチップサイズや構成部品点数の変更は要求されることがない。
前記したＡＣゼロクロス検出器は、ＣＰＵをＡＣ周期に同調させるために使用される。トランジスタＴ₅ は周期の正の半波の間導通となり、負の半波の間は非導通となる。ＣＰＵはピンＡ₃ において変化が検出されれば周期ゼロクロスを検出するようになっている。勿論、本発明に係るスイッチの技術分野で知られているゼロクロス検出器トポロジーは数多く存在する。
再び図１を参照して、ブロック８で示した電力供給回路は、スイッチ回路に電力を供給するために使用される。このために幾つものトポロジーがあるが、ユニットが負荷と直列に接続されていたり、スイッチが一杯々々ターンオンされていたり、ＡＣライン電圧が最小になっているなどの最悪のケースにおいて動作し続けているスイッチに対しても十分な電力を供給することさえできるならば、どのようなトポロジーを使用しても差し支えはない。電力供給回路はスイッチが並列（三線式結線）であれ直列（二線式結線）であれどちらで接続されているときも、図７ａおよび図７ｂに示されているように、電力を供給できなければならない。並列接続のときには、電力を別の給電ラインのＡＣ電力から直接得ることができる。スイッチが負荷と直列に接続されているときは、電力がトライアックの電圧降下から誘導されることになる。スイッチ（トライアック）が一杯々々オンしているときは、トライアックの電圧降下は大層少ない。トライアックの電圧降下から十分な電圧が得ることは、スイッチが負荷と直列に接続されて一杯々々ターンオンしているときは困難なことであるが、このようなことは通常の家庭の大多数のスイッチが接続されている場合と変わりがない。結果的に電力供給回路として好適なものは、以下のように形成される。ＡＣライン電圧が正の半波で１５Ｖ（またはこれより低い予め決められた他の電圧値）以下であるならトランジスタＴ₂ は閉まり、Ｔ₃ のゲートが正電位のままとされる。Ｔ₃ は導通状態にあり、コンデンサＣ₃ がライン電圧に接続され充電される。ライン電圧が１５Ｖ（またはこれより低い予め決められた他の電圧値）を越えたとき、ツェナーダイオードＺＤ₁ が導通しＴ₂ が開かれる。これはＴ₃ のゲートを接地させることになり、従ってＴ₃ の導通は停止される。逆に言えば、ライン電圧が正の半波であり１５Ｖより低いときは、コンデンサＣ₃ がライン電圧に接続され充電される。電圧が１５Ｖを越えるとＣ₃ はライン電圧から外される。コンデンサＣ₃ の電圧はその後Ｔ₄ とＺＤ₂ にレギュレートされることになる。
これは、ユニットが直列に接続され一杯々々ターンオンしているときでさえ、低いＡＣライン電圧を持った滑らかな一定電圧を供給できることを意味する。もう一つの利点としては、このような回路で典型的に見られることであるが、大型の高圧コンデンサとか大型の高ワット抵抗体といったものを使用しないで済むということが挙げられる。従って、スイッチ全体のサイズを小さくかつコンパクトに保っておくことができる。そのような電力供給回路を使用すれば、ＬＥＤやスイッチプレート逆光照明用の小さな電球を十分に点灯させる電流を供給することができる。勿論、ライン電圧が十分に低ければ、コンデンサをライン電圧に直接繋いで充電させるという他のトポロジーを採用することもできる。
干渉検出器３としては、ＣＰＵ（Ａ₀ が出力としてセットされているとき）によってリセットされるかいずれかの最終ラインまたはＥＭ干渉によってセットされることになる簡素な二態回路（フリップ・フロップ）をもってすれば十分である。この回路の出力はＣＰＵによって読み取られる（Ａ₀ が入力としてセットされているとき）。この回路がＣＰＵセンサの信号計測サイクル中に干渉のあったことを検出したならば、この計測によって得られた値は不正確なものになってしまう。逆に言えば、ＣＰＵがセンサ入力信号を計測しているときにこのブロックが干渉を検出したなら、ＣＰＵは計測値を廃棄するのである。この干渉検出器はノイズ抗能性を向上させるように機能するが、これはスイッチ動作をさせるにあたり不可欠であるというものではない。というのは、純然たるソフトウエアルーチンとしての形でもって、ノイズ抗能性を向上させるべくＣＰＵ中に組み込んでおくことができるからである。
ノイズ抗能性を向上するためにＣＰＵ内に組み込むことができる実現可能なソフトウエアルーチンは、その幾つかにおいて以下のようになっている。
有効計測値のカウントについて
フラグｆは、予め決められた数の有効計測を済まして初めて１にセットされる。フラグｆをセットした場合は計測が有効と扱われる。これは、実際にセットされるべきフラグに対して計測値の幾つかの数をもってすればフラグｆをセットできるはずであることを意味している。例えば、有効な計測値を要求する値が３であるとする。第一の値が計測され、これが微分され比較されそして有効計測カウンタ１５（図２ｂを参照）にセットされる。微分器出力がセットされるべきフラグｆに対して十分に大きいものであるならば、有効計測カウンタは１の値にセットされる。しかし、フラグｆはセットされることがない。その後にもう一つの値が計測され、微分され比較される。この第二の値に対しても微分器出力がセットされるべきフラグｆに対して十分に大きいならば、有効計測カウンタは２の値に嵩上げされるものの、フラグｆは依然としてセットされることがない。次の値が計測され、微分され比較される。この第三の値に対する微分器出力がまたもやセットされるべきフラグｆに対して十分に大きければ、有効計測カウンタは３の値となるように引き上げられ、このとき漸くフラグｆがセットされる。三つの計測値のいずれに対する微分器出力も低すぎてフラグｆをセットすることができない場合、有効計測カウンタは０にセットされる。連続した三回の有効計測がフラグを実際にセットするうえで必要となるが、一時的に干渉が現れるようなことがあれば、一つまたはそれ以上の繰り返されることがあってはならないセンサ誤計測値を消去するようにしている。
大差ある場合の計測値の消去について
手のような物体が限られた時間でセンサに向けて動かされるが、この時間は通常二つの連続した計測値を得る時間よりもずっと大きい。それゆえ、手が速く動かされたときでさえ、一方の手の動きに対して多くの値が計測される。結果的には、一連の計測値が、比較器１６において異常を検出すべく相互に比較される。例えば、手が計測値を大きくする方向に動いたとすると、センサ出力はそれ相応に少し増加するように変化するはずである。しかし、前回の計測値と今回の計測値との間で余りにも大きな差が生じていれば、例えば１０％増の予測に反して１００％にも及べばこの大差は干渉によるものと判断され、今回の値が廃棄されるのである。
フィルタリングについて
ノイズの干渉を減らすもう一つの方法としては、センサ出力部とＣＰＵ入力部との間にアナログフィルタ１７を配置しておくことが挙げられる。これによって、アナログ信号の一時的な変動を取り除き、信号を滑らかなものにすることができる。なお、フィルタはセンサ出力用に使用されるアナログ信号タイプのものによればよい。センサ出力が周波数である場合には、バンドパスフィルタまたはＰＬＬ（フェーズロックループ）を使用することができるし、ＤＣ電圧信号の場合にはローパスフィルタを使用すればよい。このフィルタはＣＰＵ内のデジタルフィルタ１７ａとして、図２ｂに示すごとく、ＡＤ変換器５と微分器９との間に配置される。勿論、フィルタまたはＰＬＬによるデジタル処理をするにあたり、構成部やスイッチサイズに増大をきたすというようなことはない。
総括ユニット入力部７は、単一の電気回路をコントロールするだけの場合でも相互に接続されたマルチスイッチユニットの導入を阻むものでない。一つのスイッチが照明を司るマスターとするなら、他のスイッチはマスターへ信号を入力するだけのスレーブとなる。スレーブはスレーブセンサステータスについての情報をマスターへ送るだけであり、照明を直接司ることはない。これは幾つものドアを持った部屋で使用することができ、マスターが一つのドアに取り付けられると、スレーブは残りのドアに取り付けられるということになる。スレーブユニットからの信号がＣＰＵへ供給されることにしているので、図１に示されたブロックでは簡単な信号調整が実行されるに過ぎない。言うまでもないが、これはスイッチ操作として選択的に行われるものである。しかし、使用するにあたってのフレキシビリティと、本発明に係るスイッチによって達成される制御が発揮されることは勿論であり、従来技術で紹介したスイッチを凌いで、その機能が大いに高められている。
本発明における実施例の一つにおいては、スレーブユニットが二本のワイヤ結線を介してマスターに接続される。ワイヤの一つは総括ユニット入力部に接続され、沢山あるスレーブは同じ二本のワイヤに並列して接続される。スレーブは電力の供給を受け、この一対のワイヤを介してセンサ情報を送り出す。二本のワイヤだけを使用するならば、既設のマルチスイッチとの置き替えも可能となり、同じ負荷を既存の配線でもってコントロールすることができるようになる。この場合でも、ワイヤの追加が要求されることはない。
センサ４は、センサ前面の導体が持つ誘電率に相関したアナログ信号を出す。もし誘電率が変動するなら、それに応じて信号も変化する。変化は、勿論のことながら、計測可能なように大きいものでなければならない。好適な実施例においては、センサとしてセンサ前面の導体の誘電率に反比例する出力信号周波数を持った発振器が使用される。なお、他のアナログ信号タイプのものも使用することができる（周波数、ＤＣ電圧、パルス幅等）。
バックライト用ＬＥＤまたは低電力電球を、背後から前面プレートを逆光照明するためスイッチに追加しておくことができる場合がある。そのＬＥＤまたは電球は色の違っていることもあれば輝度が違っていることもある。これらのＬＥＤや電球の機能は単純に装飾用であったり、スイッチの有する種々の動作状況の表示用に充てられるものであったり、その両方を兼ね備えるものであったりする。例えば、青、赤、緑のＬＥＤは前面プレート背後に装着しておくことができる。これらのＬＥＤは輝度を変化させることができるので、色彩のコンビネーションスペクトラムは、その全てが得られるようになる。色彩はディマーセッティングが違えば異なったものとなるし、装飾を目的とすれば色合いをそれ自体徐々に変化させることもできる。前面プレートを通してこれらの色変化を楽しめるようにすべく、前面プレートを透明にしたり半透明にしておくこともできる。また、前面プレートに開口を設けたり窓を確保し、光が現れ出るようにしておくこともできる。この種の方法を講じれば色々な効果が達成される。例えば興味をそそるような方法で光を反射させることができる材料があればそれによって前面プレートを作り（例えば透明なクリスタル構造を採用するといったように）、それが持っている色彩スペクトラムを網羅するかのように前面プレートが変幻するという効果を発揮させることができる。これらのＬＥＤまたは電球の数や色は装着部位の選定の仕方によっても異なるが、前面プレートの材料や形状の雑多な組み合わせからも得ることができる。その効果を得るには無限の組合せがあると言える。勿論のことであるが、ＬＥＤまたは電球が一つであっても使用することができる。スイッチがオフであるにもかかわらず夜明け前でもスイッチの位置が分かるようにしておく意味でスイッチの前面プレートを逆光照明しておきたい場合などがそれに当たる。
図５を参照して、部屋１８にはライト１９があり、これがカバープレート３６の蔭にあるスイッチ２０と線で繋がれている。図６にはスイッチ２０の断面が表されている。スイッチ２０は図１で説明したＣＰＵやその他の構成部品を含むサーキットボード２２に接続されたセンサ２１を備え、これが標準的な電箱２６に取り付けるためのマウント用レグ２４，２５を有したハウジング２３に納められている。入力用リード線２７はコネクタ２８に繋がれ、出力用リード線２９はコネクタ３０に繋がれる。一対のニュートラルリード線３１，３２がワイヤナット３３に接続され、カバープレート３６はスイッチ２０を覆うように配置される。三つのＬＥＤ３４ａ，３４ｂ，３４ｃは、カバープレート背後のハウジングの前面に取り付けられている。
稼働中、手３５をスイッチの前面に置けば、前にも述べたようにスイッチのオン／オフ制御またはディマー制御を呼び起こすことができる。これによってライトをオンからオフに切り換えまたその逆にすることもできる。
電気スイッチ規格のうちの幾つかには、スイッチに組み込むべきエアギャップスイッチを付加的に要求するものがある。そのエアギャップスイッチはカバープレートを取り外さなくても使用可能なものであるので、これによって装置内のエアギャップスイッチは所定の場所にさえ設けられていれば装飾の施されたカバープレートであっても稼働に支障の出ることはない。勿論、機械的なエアギャップスイッチは本発明に係るスイッチと共に使用することができる。しかし、本発明の利点の幾つかを保持しておきたければ、特にカバープレートやスイッチから突き出ているレバーに孔をあけなくてもよいようにしておくためには、その解決策の一つとして、装飾カバープレート全体を動かすことによってエアギャップスイッチを動作させることができるようにしておくことが挙げられる。この動きは例えば回転であったり、垂直・水平・揺動といった動きやこれらの組合せやそれを変形させたものとしておくことができる。エアギャップスイッチはカバープレートの取外しや取付け操作によって、即ちカバープレートを押し引き操作することによってもコントロールすることができるものである。例えば装飾カバープレートを取り外せば、エアギャップスイッチがオフとなり取り付ければオンとなるとか、その逆の挙動となるようにしておく。換言すれば、装飾カバープレート全体が機械式エアギャップスイッチ用のアクチュエータとして働かせるのである。
幾つかのケースにおいては、遠隔制御装置によってスイッチをコントロールしたり、スイッチ間の情報交換することは有用なことであると言える。そのようなシステムはより実用的なものとなりつつあり、新しいＯＡ化の図られた構造のビルでは考慮されたり採り入れられたりするようになってきている。これによって全ての通信装置を接続する特殊な通信線が利用できるようになるか、もっと望ましい話としては、スイッチと中央制御装置との間またはスイッチ間での情報交換をするのに既存のＡＣ電力線を使用できるということである。本発明に係るスイッチはそのようなシステムに組み入れられたり、この通信によってプログラムが組まれたり制御されたりする。また、状況によっては情報を簡単に送り出すことすらできるようになる。種々なプロトコルやＡＣ電力線を経てのユニット間情報送受信法が使用でき、ラジオやＩＲプロトコルもまたユニット間伝送用として使用することができる。
図８ａは、エアギャップスイッチ３８の一例を示した断面図である。このエアギャップスイッチは、カバープレート３６の動きによって動作するようになっている。カバープレート３６が矢印４１ａで示したように上方へ動かされたり矢印４１ｂで示したように下方へ動かされたりするとき、その動きに応じて係合子４２がエアギャップスイッチの作動子３９を動かす。カバープレート３６が上へ動かされると、エアギャップスイッチの作動子３９もまた上昇する。下へ動かされたなら作動子３９は下降する。これによって、エアギャップスイッチ３８の状態がカバープレート３６の動きにつれて変化されることになる。 図８ｂを参照して、カバープレート３６はスイッチの作動子３９にひっ掛かるようになっている係合子４２を備えている。勿論、カバープレートの動きをエアギャップスイッチ３８に伝えるには色々な方法があるが、図８ａや図８ｂに示したものは、そのほんの一例に過ぎない。エアギャップスイッチで違った作動子を搭載した異種のものであっても使用できることは言うまでもない。エアギャップスイッチは負荷を直接コントロールできるように接続される結果、本発明に係るスイッチにおいて不要であったりダブったりする構成部品は取り除いておくことができる。
図９ａは、本発明における異なる実施例のブロック図である。ＣＰＵ２はコントロールブロック（ＬＥＤ／ランプ制御ロジック）３７を持っていて、これが三つの光源即ちこの例ではＬＥＤ３４ａ，３４ｂ，３４ｃへ送る制御信号を演算するようになっている。これらの制御信号はＣＰＵ２の中で処理されたりそこから取り出されたりした他の情報、即ちＡ／Ｄ出力，出力制御ロジック，フラグｆ等であったりＣＰＵの内部状態とは何らの関連を持たないものであったりもするが、これらからのデータを用いて演算される。制御信号は出力部Ａ₅ ないしＡ₇ によって供給され、電力が個々のＬＥＤや明るくすべき光源やその明るさを決定して電球に配られる。なお、それらは対応する制御出力に関した信号によって変化するものである。多くの光源即ちＬＥＤや電球は、単一の出力部に接続しておくことができる。図９ｂは単一の出力に反応するＬＥＤ一群のための接続図を示している。図９ｃは単一の電球を接続した場合を示し、図９ｄは単一の出力に反応する電球一群のための接続図を示す。勿論、電球とＬＥＤとを混在させたり両群を入り混ぜた接続とすることもできる。また、三つのＬＥＤや電球が出力Ａ₅ ないしＡ₇ をコントロールするようにしており、その三つのＬＥＤ３４ａ，３４ｂ，３４ｃが図９ａに示されてはいるが、それとは異なった数の出力，ＬＥＤおよび電球を使用してもよい。別のＬＥＤや電球のコントローラを使用することも差し支えない。
要約すれば、本発明に係るスイッチで最も基本をなすところは、物体の存在を検出し第一のデータビットとしてのフラグを発生させる手段と、スイッチを通して供給された電力をコントロールするために使用される第二のデータビットである遅延トライアックトリガパルスを送り出すトライアックと、第三のデータビットとしてのＡＣゼロクロスを検出するためのＡＣゼロクロス検出器とを使用することである。このように構成部品が極めて僅かでありまた入出力ピンによる接続構造を備えたスイッチは、小型集積化させた構成物としておくことができる。
物体検出手段としてはコンデンサ型センサが好適であるが、ＡＣクロス周期ビットに比例した第一のデータを受信して処理する中央処理ユニットを設けておけば、負荷に供給すべき電力をコントロールするための遅延トライアックトリガパルスを発生させることができる。なお、回路電力をコントロールするための第二のデータビットとしての出力を発するトライアックに代えて、リレー（図４を参照）を使用することもできる。
電力供給回路には第一のデータビットをデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器５（図２ａを参照）、容量変化に対してのみ反応させることを保証する微分器９、第一のデータビットが敷居レベルを十分に越える大きさであることを確認する比較器１０、第一のデータビットの機能として供給されるべき電力量が第三のデータビットに関連づけて演算されるようになっている出力制御ロジック１１といった種々の付加的な要素を、他の構成部品の間にたやすく組み込んでおくことができる。種々なアルゴリズムもスイッチのオン／オフ特性やディミング機能を決める中央処理ユニットに組み込んでおくことができる。
好ましいことには、取外し可能なカバープレートを持ったエアギャップスイッチを電力回路遮断のために使用することができる。これはここで述べるスイッチのほか他のスイッチにも使用することができる。エアギャップスイッチは電力供給回路に組み込まれてはいるが、非接続状態にあるスイッチを電力供給回路に繋ぐ手段を備えたカバープレートを持っている。カバープレートは、レバー形式の非接続スイッチ即ち断路器、これはそのレバーとしての係合子４２を動かすための作動子３９を持っていたりするものであるが、これを切り換えるために上下にスライドするような動きができるように搭載されたり、押しボタン形式の断路器を切り換えるために押し引きできるように搭載される。
加えて、カバープレートを使用した本発明の照明システムは、本発明に係るスイッチを一つに纏めておくと、他の種のスイッチ、他の種の電気構成部品といったものやスタンドだけでユニットになっているものと共に使用することもできるようになる。この照明システムは光源供給体、電源接続手段、光源供給体およびカバープレートの蔭にある電源を支承する搭載用アッセンブリ、さらには光源供給体をオン／オフさせるような光源供給体コントロール用コントローラを一つに纏めたものとなっており、単一のＬＥＤ／電球または光源供給体を含んだ多重光源を点灯させる特別なシーケンスを、光源供給体の輝度と同じようにして立ち上げさせる。この照明システムは多くの異なった電気構成部品と一体になっていたり、カバープレートと一体化されたり、電気構成部品付きであったりなかったりはするが、壁面コンセントに取り付けられる独立型照明製品としておくこともできる。例えば、これらによれば、壁に掛けられた絵画の輪郭を浮かび上がらせたり、部屋全体をよぎって見える種々のカバープレートを通して照らし出させるといった審美的な効果を引き出させることができる。光源供給体は上述したように電力の流れに対して敏感であるようにしておくことができ、またプログラムされた照明用シーケンスまたは注意を惹かせるための輝きを生み出すことができ、もしくはスイッチを動かし動作させるための外部コントローラと接続しておくこともできる。例えば、ＯＡ化の図られたビルにおいてコンピュータと接続し、日中の或る時間もしくは他のライトが全室照明のための代用準備で失働しているときでも有働状態にしておくことができ、夜光灯・緊急灯・警報灯等として使用可能となる。
本発明における好ましい実施例を示して説明を加えてきたが、当業者が実施したり理解し得る程度において、本発明の趣旨を逸脱しない範囲の適宜な変更や変形を加えることができるのは述べるまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明における一実施例を示した一体型非接触式スイッチの概略図。
【図２ａ】 非接触式スイッチの構成部品を示したブロック図。
【図２ｂ】 本発明における他の実施例を示したブロック図。
【図３】 フラグ（ｆ）の関数としての制御出力（Ｄ）の説明図。
【図４】 本発明における他の実施例の場合のブロック図。
【図５】 本発明に基づく室内照明の操作説明図。
【図６】 スイッチ電箱に搭載された一体型非接触式スイッチを示した断面図。
【図７ａ】 直列接続とした本発明に係るスイッチの配列図。
【図７ｂ】 並列接続とした本発明に係るスイッチの配列図。
【図８ａ】 エアギャップスイッチを組み込んだ実施例における本発明に係るスイッチの構造図。
【図８ｂ】 エアギャップスイッチを組み込んだ実施例における本発明に係るスイッチの構造図。
【図９ａ】 ランプ制御ロジックに組み込んだ本発明の他の実施例における配列図。
【図９ｂ】 ランプ制御ロジックに組み込んだ本発明の他の実施例における配列図。
【図９ｃ】 ランプ制御ロジックに組み込んだ本発明の他の実施例における配列図。
【図９ｄ】 ランプ制御ロジックに組み込んだ本発明の他の実施例における配列図。
１…非接触式スイッチ、２…中央処理ユニット（ＣＰＵ）、４…物体検出手段（センサ、コンデンサ型センサ）、５…Ａ／Ｄ変換器、６…ＡＣゼロクロス検出器、８…電力供給回路、９…微分器、１０…比較器、１１…信号処理手段（出力制御ロジック）、１２…遅延カウンタ、１３…トライアック、１４…リレー、２６…電箱、３４ａ，３４ｂ，３４ｃ…照明手段（ＬＥＤ）、３６…カバープレート、３８…エアギャップスイッチ、３９…レバー（作動子）、４０…フラグ発生手段、４２…エアギャップスイッチを取り付けておく手段（係合子）、ｆ…フラグ（出力信号）、Ｃ₃ …コンデンサ、Ｔ₃ …半導体要素（トランジスタ）、Ｔ₄ ，ＺＤ₂ …レギュレータ。

Claims (17)

1. 壁に取り付けることができる電箱で使用されるスイッチであって、そのスイッチに電気が流れるようにしている電気回路を備えた非接触式小型電気スイッチにおいて、
   スイッチ前面に物体のあることを検出し出力信号を発生させる物体検出手段と、
   該物体検出手段からの出力信号を受信し、電気回路に供給される電力をコントロールするための制御信号を発生させるための出力信号を出力するフラグ発生手段と、該出力信号に応じて出力される電力を演算する信号処理手段とを有して、前記物体検出手段に接続されている中央処理ユニットと、
   ＡＣゼロクロス検出器と、電気回路中のトライアックとを備え、そこでの制御信号は電気回路に供給される電力をコントロールするための遅延トライアックトリガパルスとされていることを特徴とする非接触式小型電気スイッチ。
2. 前記物体検出手段はコンデンサ型センサであることを特徴とする請求項１に記載された非接触式小型電気スイッチ。
3. 電気回路にはリレーが備えられ、その制御信号は電気回路中の電力をコントロールするため当該リレーを作動させるようにしていることを特徴とする請求項１に記載された非接触式小型電気スイッチ。
4. 前記物体検出手段からの出力信号をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器が設けられていることを特徴とする請求項１に記載された非接触式小型電気スイッチ。
5. 前記出力信号を受けとりスイッチ前面での物体存否変化のあったときのみ出力信号を送り出す微分器が設けられていることを特徴とする請求項１に記載された非接触式小型電気スイッチ。
6. 前記出力信号が敷居レベルを越えるときのみ第一のデータビットを送り出すべく、敷居レベルと前記出力信号とを比較する比較器が備えられていることを特徴とする請求項１に記載された非接触式小型電気スイッチ。
7. 前記信号処理手段は出力制御ロジックであり、これにおいては供給されるべき電力量が前記出力信号の関数として決定されるようになっていることを特徴とする請求項１に記載された非接触式小型電気スイッチ。
8. 前記ＡＣゼロクロス検出器を介してＡＣ周期と同調される遅延カウンタが設けられ、前記出力信号に比例したＡＣゼロクロス後の時間遅れを発生させることができるようになっていることを特徴とする請求項１に記載された非接触式小型電気スイッチ。
9. 前記制御信号はディマー機能を与えるために電気回路中の電力を変化させるようにしていることを特徴とする請求項１に記載された非接触式小型電気スイッチ。
10. スイッチのための電力供給回路を備えることを特徴とする請求項１に記載された非接触式小型電気スイッチ。
11. 前記電力供給回路は、ライン電圧が掛かるコンデンサと直結された半導体要素を備え、ライン電圧が或るレベルより下のときにコンデンサが充電されるようになっていることを特徴とする請求項１０に記載された非接触式小型電気スイッチ。
12. 前記ライン電圧を調整するために前記コンデンサにはレギュレータが接続されていることを特徴とする請求項１１に記載された非接触式小型電気スイッチ。
13. 前記非接触式電気スイッチと一体となったエアギャップスイッチが設けられ、該エアギャップスイッチに取り付けられた可動式のカバープレートで、電気回路への電力供給を遮断させるためのエアギャップスイッチを作動させることができるようになっていることを特徴とする請求項１に記載された非接触式小型電気スイッチ。
14. 前記カバープレートはエアギャップスイッチを取り付けておく手段を備えていることを特徴とする請求項１３に記載された非接触式小型電気スイッチ。
15. 前記カバープレートはレバー形式の断路器を切り換えるために動くことができ、そのレバーを動かすための係合子を持っていることを特徴とする請求項１３に記載された非接触式小型電気スイッチ。
16. 前記カバープレートは押しボタン形式の断路器を切り換えるために押し引きして動かすことができるようになっていることを特徴とする請求項１３に記載された非接触式小型電気スイッチ。
17. 前記スイッチと一体に設けられた照明手段を備えることを特徴とする請求項１に記載された非接触式小型電気スイッチ。