JP5461578B2 - 光学式スイッチ - Google Patents
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Description
図1は、本発明にかかる光学式スイッチの実施の形態の構成図である。図1において、光学式スイッチ50は、操作者の指等である操作体Fが接触する透過窓11aが一部に設けられた操作パネル11と、透過窓11aを介して操作体Fに対して赤外線を照射する発光素子13と、発光素子13を所定の周波数でオン/オフ駆動する駆動部15と、操作体Fにて反射し透過窓11aを透過した反射光を受光し電気信号に変換する受光素子16とを有している。なお、透過窓11aは、操作体Fが接触することにより閉塞されるものに限らず、例えば、操作体Fが近づくことにより閉塞されるものも含む。
Vout=Q/C=1/C・∫Idt=1/C・∫(Vin−Vout)/R・dt
Vout=1/RC・∫(Vin−Vout)・dt
d(Vout)/dt=1/RC・(Vin−Vout)
従って、ソフト化表現では、
Voutn=Voutn−1+1/RC*(Vinn−Voutn−1)
となり、フィルタ出力Voutnを判定基準値と比較し操作有無を判定することになる。
Vout/Vin=ABS(Z2/(Z1+Z2))
Z1=R、Z2=−j/2πfCなので
Vout/Vin=√(1/(1+(2πfRC)2))
カットオフ周波数は、
f0=1/2πRC(f0での振幅は、1/√2=70.7%)
にて計算することが出来る。
11a 透過窓
11b 遮蔽部
13 発光素子
15 駆動部
16 受光素子
17 A/D変換器
19 記憶手段
20 デジタル信号処理部
21 減算器
23 ローパスフィルタ
25 ハイパスフィルタ
27 比較器
50 光学式スイッチ
F 操作体
S 比較基準電圧
Claims (4)
- 一部に指等の操作体が遮蔽する透過窓が形成された操作パネルと、
前記透過窓を介して前記操作体を照射する発光素子と、
前記操作体で反射し前記透過窓を透過した反射光を受光し電気信号に変換する受光素子と、
前記発光素子の発光を所定の周波数でオン/オフ駆動する駆動部と、
前記受光素子の出力をアナログ信号からデジタル信号に変換するA/D変換器と、
前記A/D変換器の出力から対となる前記発光素子のオン時受光量及びオフ時受光量を記憶する記憶手段と、
対となる前記発光素子の前記オン時受光量及び前記オフ時受光量の差分を算出しサンプリングデータを生成する減算器と、
前記サンプリングデータのうち第1の周波数を超える高周波数成分を排除することにより、前記操作体による正常操作より所定速さだけスピードの速い操作を除外するローパスフィルタと、
前記サンプリングデータのうち前記第1の周波数より所定幅低い第2の周波数以下の低周波成分を排除することにより、前記操作体による正常操作より所定速さだけスピードの遅い操作を除外するハイパスフィルタと、
対となる前記発光素子の前記オン時受光量及び前記オフ時受光量がともに予め設定した制限値以下の場合に、前記サンプリングデータのうち正の閾値以上のデータは当該正の閾値に抑制し、負の閾値以下のデータは当該負の閾値に抑制したものを前記ローパスフィルタ及び前記ハイパスフィルタに通過させたフィルタ出力を、予め設定した比較基準電圧と比較し、前記フィルタ出力が前記比較基準電圧より大きいとき前記操作体の操作有とし、前記フィルタ出力が前記比較基準電圧以下のとき前記操作体の操作無しとして2値信号を出力する比較器と、
を備えたことを特徴とする光学式スイッチ。 - 前記受光素子は、対となる前記発光素子の前記オフ時受光量及び前記オン時受光量を得るにあたり、各々短時間に複数回サンプリングし、複数回の平均した各々の値を前記A/D変換器の入力とする
ことを特徴とする請求項1に記載の光学式スイッチ。 - 前記透過窓は、人の指で十分に覆うことができる大きさまで拡大されている
ことを特徴とする請求項1に記載の光学式スイッチ。 - 前記比較基準電圧は、前記記憶手段に記憶されている
ことを特徴とする請求項1に記載の光学式スイッチ。
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- 2009-11-26 JP JP2011543040A patent/JP5461578B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Patent Citations (6)
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