JPS63241438A

JPS63241438A - アナログスイッチ

Info

Publication number: JPS63241438A
Application number: JP62077057A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Hakamata; 和男袴田; Tadao Takagi; 忠雄高木; Shigemasa Sato; 重正佐藤
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1987-03-30
Filing date: 1987-03-30
Publication date: 1988-10-06
Anticipated expiration: 2011-03-04
Also published as: JPH0820319B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】「発明の技術分野」本発明は、操作入力に応じたレベルで出力するスイッチ
制御素子に関し、操作入力に応じて操作対象の動作レベ
ルを設定可能にするものである。

「発明の背景」従来の技術としては、例えば第７図に示すようなものか
ある。

すなわち、同図に示すものは無接点スイッチであって、
電極板１．高周波発振器２．オンオフ検出回路３で構成
され、指Ａか電極板ｌに近接したとき静電容量Ｐが変化
して動作するものである。

今、電極板ｌに指Ａが近づいてくると、電極板ｌ、指Ａ
および、接地面４との間の静電容量Ｐか急激に変化しそ
れか出力ｍとして高周波発振器２に入力する。ｐの静電
容量の変化で高周波発振器２の発振周波数か変化し、こ
の高周波ｎの変化をオンオフ検出回路３で検出し、オン
かオフかの信号０を出力するものである。

「発明が解決するための問題点」しかしながら、上記従来の技術ては、スイッチ動作をす
るときの静電容量変化が急激で、アナログ的にレベルを
変えた信号をとりだす・バは非常に困難であった。また
、湿度などにより、常に電極板２が接地面４と等電位に
なってしまうことかあり、そうなるとスイッチング動作
しないことかあるという重大な問題点を有していた。

本発明は、これらの問題点を解決し、無接点でかつ、連
続した操作入力を与え、それに応じたレベルで出力する
ことができるスイッチ制御素子を提供することを目的と
している。

「問題点を解決するための手段」かかる目的を達成するための本発明の要旨とするところ
は、操作入力に応じたレベルで出力するスイッチ制ｇｇ素子
ｌＯであって、被操作部材をなしていて操作圧力か加えられる弾性体１
１と、該りｉ外体１１の一部に接合され、所定の交流信号か印
加されると超音波振動をする第１の圧電素子２０と、前記第１の圧電素子２０から離間した位置で前記弾性体
１１の一部に接合され、前記弾性体に加えられた操作圧
力に応じて該第１の圧電素子２０から伝達される超音波
振動を交流信号に変換して出力する第２の圧電素子３０
とを具備したことを特徴とするスイッチ制御素子に存す
る。

「作用」第１の圧電素子には所定の交流信号か印加されて所定の
超音波振動をしている。被操作部材たる弾性体が押され
ていないとき、第２の圧電素子は弾性体を介して伝達さ
れる超音波振動により一定の超音波振動をしており、一
定のレベルの交流信号を出力している。

弾性体が押されるとその操作圧力により弾性体か拘束さ
れ、それに応じて該第１の圧電素子から第２の圧電素子
への伝達率か変化し、操作圧力に応じたレベルの交流信
号を出力する。

そして、第２の圧電素子の出力のレベルにより操作対象
の動作条件か設定されるものである。

「実施例」以下、図面に基づき本発明の一実施例を説明する。

第１図〜第５図は本発明の一実施例を示しており、調光
スイッチに本発明を適用したものである。

スイッチ制御素子１０は、弾性体１１の一端に超音波発
生用の第１の圧電素子２０が接合され、他端に超音波検
出用の第２の圧電素子３０が接合されて成る。

りｉ外体１１は被操作部材をなしていて、操作をする作
動部材であるところの例えば指Ａか操作圧力を加えるべ
き操作部１２か中間部に設けられている。

第１の圧電素子２０は電極２１を介して弾性体１１に接
着して接合されており、電極２２と緩衝材２３を介して
取付部に接合されている。

同様に、第２の圧電素子３０は電極３１を介して弾性体
１１に接着して接合されており、電極３２と緩衝材３３
を介して取付部に接合されている。

第３図は、例えば室内照明等をＤＩ御する回路を示した
ちのてあり、調光制御回路４０は、高周波信号の振幅の
大きさを直流の電圧値の出力信号Ｃに変換する信号変換
部４１が反転増幅器１５を介してスイッチ制御素子１０
に接続され、信号変換部４１の出力を受ける遅延回路４
２とリセット。

ホールド信号発生部４３が設けられている。遅延回路４
２は、信号変換部４１からの出力信号Ｃをある時間遅れ
て伝達する回路である。

さらに、調光制御回路４０には、遅延回路４２の時間的
に遅れた出力信号ｆと信号変換部４１のリセットホール
トパルスｄとを受ける信号保持部４４とか設けられ、信
号保持部４４の出力か制御対象５０に接続している。

リセット、ホールト信号発生部４３は、第４図に示すよ
うな回路であり、コンデンサＣ１，抵抗Ｒ１，オペアン
プ４５から構成される微分回路４６と、微分回路４６に
より微分された信号ｇを受けるコンパレータ４７と、コ
ンパレータ４７に接続する可変抵抗Ｒ２およびＲ３とよ
り成る。

信号保持部４４は第５１ａに示すように、Ｄ−フリップ
フロップ４８．ＮＡＮＤゲート４９ａ。

４９ｂおよびホールト回路４０ａから構成されている。

次に作用を説明する。

このスイッチを動作させるには、超音波発生用の第１の
圧電素子２０に周波数Ｆなる高周波を印加する。弾性体
１１の形状、材質は周波数Ｆて共振するように選択され
ており、周波数Ｆで共振し、定在波が、弾性体１１に生
ずる。超音波検出用の第２の圧電素子３０は、定在波を
検出し、周波数Ｆなる高周波を出力する。

この状態は、オンの状追にあたり、オフの状態にするに
は、超音波振動を吸収するような材質で構成されるスイ
ッチ操作の作動部材であるところの指Ａで弾性体１１の
操作部１２に加重をグーえて密着させることにより、超
音波発生用ｔ５ｆの圧電素子２０にて発生させた超音波
振動が超音波検出用の第２の圧電素子３０に伝達しにく
くなる。

この時、スイッチ動作指Ａから弾性体１１に加わる加重
により、弾性体１１の振動の大きさか異なり、超音波検
出用の第２の圧電素子３０は、弾性体１１の振動の大き
さに応じた電圧を出力する。

したかって、超音波検出用の第２の圧電素子３０から出
力か小さくなり、それによるレベルの差によりスイッチ
動作をさせることかできる。そして、スイッチ操作の作
動部材である指Ａか弾性体ｌｌに加える加重の大きさで
、このスイッチの出力電圧の大きさをコントロールてき
るということから、無接点で操作入力に応したレベルで
出力するいわばアナログスイッチか可能になる。

第３図に示すように、外部からある圧力ａかスイッチ制
御素子ｌＯに加えられると、それに応した振幅の高周波
信号ｂ（第６図（ａ）参照）かスイッチ制御素子１０か
ら出力される。この高周波信号すを反転増幅器１５を用
いて反転し高周波信号ｂ′（第６図（ｂ）参照）を出力
する。高周波信号ｂ′は、高周波信号の振幅の大きさを
直流の電圧値Ｃ（第６図（Ｃ）参照）に変換する信号変
換部４１に入力される。信号変換部４１で直流に変換さ
れた信号Ｃは遅延回路４２とリセ・ント、ホールト信号
発生部４３にそれぞれ入力される。

リセット、ホールド信号発生部４３で、入力信号Ｃは、
コンデンサＣ１，抵抗Ｒ１，オペアンプ４５から構成さ
れる微分回路４６で微分され、微分された信号ｇ（第６
図（ｅ）参照）は、コンパレータ４７により、可変抵抗
Ｒ２とＲ３の設定値と大小を比較され、Ｒ２の設定条件
ｒ２（電圧値■ｈ、立ち上がり検出値）、Ｒ３の設定条
件ｒ３（電圧値Ｖｅ、立ち下かり）と信号ｇとの関係か
ｇ＞ｒ２又はｇ＜ｒ３の時、リセットホールトパルスｄ
（第６図（ｆ）参照）が発生する。

遅延回路４２からの時間的に遅れた信号ｆ（ｆｆＳ６図
（ｄ）参照）と、リセットホールドパルスｄは信号保持
部４４に入力される。

信号保持部４４では、リセットホールトパルスｄはＤ−
フリップフロップ４８により、パルスの立ち下かりて出
力か反転し、Ｄ−フリップフロップ４８の出力ＱがＨで
かつ出力ｄかＨの時ＮＡＮＤゲート４９ａ、４９ｂから
ホールト信号Ｈが出力され、またＤ−フリップフロップ
４８の反転出力ＱがＨてかつ信号ｄかＨのときリセット
信号Ｒが出力される。

ここで信号ｆは、常にある時間ｔだけ遅れて伝達されて
くるので、急激な立ち下かり前のデータか信号保持部４
４に保持され、出力ｅ（第６図（ｊ）参照）として出力
される。上記動作のタイムチャートは第６図（ａ）〜（
ｊ）の信号す、ｃ、ｇ。

ｆ、ｄ、Ｑ、Ｒ，Ｈ，ｅに示すとおりである。

このようにして、圧力ａの信号か任意の値に設定でき、
スイッチ制御素子ｌＯの操作を止めたとき（ｔ５６図の
時点ｔ２）の操作入力に応じた出力ｅとして制御対象５
０を制御することとなり、調光用スイッチとして利用す
る場合、スイッチ制御素子１０のりｉ外体１１の操作部
１２への指Ａの接触圧を変化させることにより、その接
触圧に応じたレベルの出力ｅを得ることかでき、照明の
強さを加減することかできる。

なお、スイッチ制御素子１０の弾性体１１は接触圧によ
り拘束されるものであるか、荷重の変化によるほか、接
触面積の変化等により結果的に接触圧か変化するように
してもよい。

「発明の効果」本発明に係るスイッチ制御素子によれば、無接点で、ア
ナログ量を連続的に入力可能であり、それに応したアナ
ログ出力を得て制御対象を制御することかでき、動作も
確実である。また、感圧センサーに利用すれば、従来の
感圧センサーと比較し、かなり高い精度の測定が行なえ
ることかできる。

【図面の簡単な説明】

ＴｊＳ１図〜第６図は本発明の一実施例を示しており、
第１図はスイッチ制御素子の正面図、第２図は同しく斜
視図、第３図は調光制御回路のブロック図、第４図はリ
セット、ホールト信号発生部のフロック図、第５図は信
号保持部のブロック図、第６図はタイムチャート、第７
図は従来例のブロック図である。１０・・・スイッチ制御素子　１１・・・弾性体１５・
・・反転増幅器　　　　２０・・・第１の圧電素子３０
・・・第２の圧電素子　　４０・・・調光制御回路４１
・・・信号変換部　　　　４２・・・遅延回路４３・・
・ホールト信号発生部４４・・・信号保持部　　　　５０・・・制御対象第１
図第２図４つ第Ｓ図第４図ヘ　　　ヘ　　　　　　リ　ヘ　　　　リ）　　　　二
　　　　　　　〇’ｄ　　　　　　ＱＪψリ　′＋７０
’−Ｊ

Claims

【特許請求の範囲】操作入力に応じたレベルで出力するスイッチ制御素子で
あって、被操作部材をなしていて操作圧力が加えられる弾性体と
、該弾性体の一部に接合され、所定の交流信号が印加され
ると超音波振動をする第１の圧電素子と、前記第１の圧電素子から離間した位置で前記弾性体の一
部に接合され、前記弾性体に加えられた操作圧力に応じ
て該第１の圧電素子から伝達される超音波振動を交流信
号に変換して出力する第２の圧電素子とを具備したこと
を特徴とするスイッチ制御素子。