JPS6348038Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、一方の光フアイバの投光端面からの
光が指などの操作体によつて反射されて他方の光
フアイバの受光端面に入射され、この入射された
光を受光素子によつて受光し、受光素子からの出
力をレベル弁別回路によつてレベル弁別する操作
スイツチに関する。

先行技術の操作スイツチにおいて、光フアイバ
１，２のそれぞれの投光端面３、および受光端面
４は、第１図に示すように光軸に関して垂直に形
成されている。したがつて２つの光フアイバ１，
２の投光端面３および受光端面４に指５を近接す
るにつれて受光素子によつて検出される受光量は
laから増大して第２図に示すように第１のピーク
のlbとなる。指５が２つの光フアイバ１，２の投
光端面３および受光端面４にごく近接していると
き、または接触しているときには、受光素子の受
光量は小さくなり、指５が投光端面３および受光
端面４に接触したときにはlcとなる。指５が投光
端面３および受光端面４から離反してゆくときに
は、受光素子の受光量が増大してlbとなつて第２
のピークが得られる。さらに充分に離間するとla
となる。このような光フアイバ１，２に接続され
る制御回路６は、第３図に示される。制御回路６
は、発振回路７、発光素子を有する駆動回路８、
受光素子を有する受光回路９、レベル弁別回路と
しての比較回路１１、時間引きのばし回路１１、
積分回路１２、比較回路１３、タイマ１４、
ANDゲート１５およびトグルフリツプフロツプ
１６を備え、指５の単一回の近接・離反操作によ
つて図示しない照明灯などの負荷を電力付勢また
は消勢するように構成されている。比較回路１０
の弁別レベルVaは、前述の受光量lbとlcとの間
のldに対応する電圧に設定されている。応じて第
１のピークだけを検出して第２のピークを検出し
ないように、第１のピークの検出後タイマ１４を
予め定める一定時間Ｔだけ動作させている。とこ
ろがタイマ１４によつて定められた時間Ｔを超え
て指１が投光端面３および受光端面４に近接・離
反操作された場合には第２のピークを検出してし
まい、また時間Ｔ以内に繰返してすばやく指１が
近接・離反操作された場合には単一回の操作しか
検出しないという誤動作が生じた。

他の典型的な先行技術は、特開昭55−131923に
開示されている。この先行技術では、凹所を有す
る基体に、その凹所に臨んで一対の光フアイバの
端面が対向して設けられる。一方の光フアイバか
らは光を供給し、他方の光フアイバによつて光を
受光する。凹所内に指を挿入することによつて、
一方の光フアイバの端面からの光が遮断されて他
方の光フアイバの端面に供給されなくなる。した
がつて前記他方の光フアイバによつて導かれる光
を受光素子によつて受光してレベル弁別を行うこ
とによつて、指で操作が行われたかどうかを検出
することができる。

このような先行技術の新たな問題は、一対の光
フアイバの端面が相互に対向するように、それら
の光フアイバの端部の光軸を、一直線上に、前記
凹所を介して配置しなければならず、したがつて
構成が大形化することである。光フアイバは一般
に、その径は小さく、したがつて操作スイツチも
小形化されることが特に望まれる。

本考案の目的は、誤動作を防止することがで
き、しかも小形化が可能である操作スイツチを提
供することである。

本考案は、一方の光フアイバの投光端面からの
光が指などの操作体によつて反射されて他方の光
フアイバの受光端面に入射され、その入射された
光を受光素子によつて受光し、受光素子からの出
力をレベル弁別回路によつてレベル弁別する操作
スイツチにおいて、前記操作体２１によつて操作
すべき操作部１７には、外方に向けて相互に離間
するように傾斜した一対の傾斜面を有する凹所１
８が形成され、前記各光フアイバ２２，２３を相
互の光軸２２ａ，２３ａを平行にして操作部１７
に一体的に設けられ、前記投光端面２４および受
光端面２５は前記各傾斜面に面一にかつ光軸２２
ａ，２３ａと傾斜してそれぞれ配置され、操作体
２１が凹所１８から離間しているとき、投光端面
２４からの光が受光端面２５に与えられ、前記レ
ベル弁別回路の弁別レベルは、前記凹所１８から
操作体２１が離間している状態における受光素子
からの出力レベルｌ１よりも低くかつ凹所１８に
操作体２１が入り込んで、投光端面２４から受光
端面２５への光を遮断した状態における受光素子
からの出力レベルｌ３よりも高い値ｌ４に選ばれ
ていることを特徴とする操作スイツチである。

以下、図面によつて本考案の実施例を説明す
る。第４図は本考案の一実施例の一部の断面図で
ある。操作体としての指２１を光フアイバ２２，
２３のそれぞれの投光端面２４および受光端面２
５を有する操作部１７に矢符２６のように近接
し、その後矢符２７のように離反する単一回の操
作によつて、たとえば照明灯などの負荷は電力付
勢または消勢されて制御される。一方の光フアイ
バ２２には、発光素子からの光が導かれる。この
発光素子からの光は、光フアイバ２２の投光端面
２４を介して指１の表面によつて反射され、光フ
アイバ２３の受光端面２５を介して光フアイバ２
３に入射される。光フアイバ２３に入射された光
は、受光素子によつて受光される。

光フアイバ２２，２３は、シース２９によつて
保護されており、指２１によつて操作されるべき
操作部１７付近では平行な光軸２２ａ，２３ａを
それぞれ有する。操作部１７には、外方に向けて
相互に離間するように傾斜した一対の傾斜面を有
する凹所１８が形成される。この凹所１８は、た
とえば光軸２２ａ，２３ａの間に沿つてドリルで
穴を開けることによつて形成される。したがつて
光フアイバ２２，２３は、相互の光軸２２ａ，２
３ａを平行にして操作部１７に一体的に設けられ
る。また光フアイバ２２の投光端面２４および光
フアイバ２３の受光端面２５は、凹所１８の傾斜
面に面一にかつ光軸２２ａ，２３ａと傾斜してそ
れぞれ配置される。応じて指２１が凹所１８から
充分に離間しているときにおいては、光フアイバ
２２からの光は、投光端面２４および受光端面２
５を介して光フアイバ２３から受光素子に充分に
与えられる。

第５図を参照して、指２１が凹所１８から充分
に離間しているときに受光素子に与えられる受光
量をｌ１とすると、指２１を投光端面２４および
受光端面２５に近づけるにつれて受光素子に与え
られる受光量は高くなり、指２１と投光端面２４
および受光端面２５との離間距離がｄ１になつた
ときにピークの受光量であるｌ２となる。さらに
指２１が投光端面２４および受光端面２５に近づ
くにしたがつて受光量はｌ２から減少し、指２１
が投光端面２４および受光端面２５に接触したと
きにｌ１未満のｌ３となる。指２１と投光端面２
４および受光端面２５とが離反するときにその受
光量は増大して離間距離ｄ１においてｌ２とな
り、さらに充分に離間すると減少してｌ１とな
る。したがつてレベル弁別するための受光量ｌ４
をｌ１＞ｌ４＞ｌ３に設定すればよいことが理解
される。

第６図は光フアイバ２２，２３に接続される制
御回路３０の具体的な電気回路図である。制御回
路３０は、発光素子、受光素子およびレベル弁別
回路を有し、前述の指２１の単一回の近接・離反
操作によつて負荷としての照明灯３１などを電力
付勢または消灯するための回路である。制御回路
３０において、光フアイバ２２，２３の操作部１
７と逆の端面３２および３３は、発光素子として
の発光ダイオード３４および受光素子としてのフ
オトトランジスタ３５にそれぞれ接続される。

発光ダイオード３４を発光させるための駆動回
路３６は、発光ダイオード３４を有し、直流電源
および接地間にトランジスタ３７、発光ダイオー
ド３４および抵抗３８が直列に接続されて成る。
トランジスタ３７のベースには、発振回路４８か
らのハイレベルとローレベルとが交互に周期を有
して繰返され発振信号が与えられる。したがつて
発光ダイオード３４は、トランジスタ３７が導通
する期間点灯し、トランジスタ３７が遮断する期
間、消灯する。応じて発光ダイオード３４から端
面３２には、パルス変調光が与えられる。このパ
ルス変調光は、光フアイバ２２、投光端面２４、
受光端面２５および光フアイバ２３を介して端面
３３から受光回路３９のフオトトランジスタ３５
に与えられる。なお発振回路４８の発振周期Ｗ
は、指２１の単一回の近接・離反操作に要する時
間よりも充分に短かく選ばれる。指２１が凹所１
８から充分に離間しているときにおいては、フオ
トトランジスタ３５には周期Ｗを有してｌ１およ
びｌ１未満の受光量でパルス変調光が与えられ
る。指２１が投光端面２４および受光端面２５に
接触しているときのように、投光端面２４から受
光端面２５への光を遮断している状態において
は、ホトトランジスタ３５には周期Ｗを有してｌ
３およびｌ３未満の受光量でパルス変調光が与え
られる。

受光回路３９において、直流電源および接地間
には、抵抗４０、フオトトランジスタ３５および
抵抗４１から成る直列回路ならびに抵抗４２，４
３から成る直列回路が接続される。抵抗４２と抵
抗４３との接続点は、フオトトランジスタ３５の
ベースに接続される。抵抗４１には、コンデンサ
４４が並列に接続される。抵抗４０とフオトトラ
ンジスタ３５との接続点４５は、コンデンサ４６
を介して増幅器４７の入力に接続される。増幅器
４７の出力は、レベル弁別回路としての比較回路
４９に与えられる。フオトトランジスタ３５の受
光量がｌ１であるときには、フオトトランジスタ
３５に流れる電流が大となり、応じて接続点４５
の電圧は低い。フオトトランジスタ３５の受光量
がｌ３であるときには、フオトトランジスタ３５
に流れる電流が小となり、応じて接続点４５の電
圧は高い。またフオトトランジスタ３５にはパル
ス変調光が与えられているので、接続点４５にあ
らわれる電圧はパルス変調電圧である。このパル
ス変調電圧は、コンデンサ４６を介して増幅器４
７によつて交流増幅され、レベル弁別回路として
の比較回路４９に与えられる。

比較回路４９は、演算増幅器５０を有し、この
演算増幅器５０の反転入力に前記増幅器４７の出
力が与えられる。また演算増幅器５０の非反転入
力には、抵抗５１，５２によつて分圧された基準
電圧Ｖ１が与えられる。この基準電圧Ｖ１は、前
述のフオトトランジスタ３５の受光量のｌ１とｌ
３との間のｌ４に対応する弁別レベルである。指
２１が凹所１８から充分に離間しているときに
は、増幅器４７から与えられるパルス変調電圧の
振幅は大である。したがつて増幅器４７から与え
られるパルス変調電圧は、周期的に基準電圧Ｖ１
を超える。応じて演算増幅器５０は、周期的にハ
イレベルの信号を導出する。指２１が投光端面２
４および受光端面２５に接触しているときには、
増幅器４７から与えられるパルス変調電圧の振幅
は小である。したがつて増幅器４７から与えられ
るパルス変調電圧は、基準電圧Ｖ１未満のままで
ある。応じて演算増幅器５０の出力は、ローレベ
ルのままである。この演算増幅器５０の出力は、
波形引きのばし回路５３に与えられる。

波形引きのばし回路５３は、デイレイドフリツ
プフロツプ５４を有し、このデイレイドフリツプ
フロツプ５４の入力Ｄに演算増幅器５０の出力が
与えられる。デイレイドフリツプフロツプ５４の
入力Ｔには、発振回路４８からの前述の発振信号
とは逆のレベルを有する周期Ｗの発振信号が与え
られる。デイレイドフリツプフロツプ５４は、入
力Ｔに与えられる発振信号の立上がり時に入力Ｄ
に与えられる信号のレベルを読み込んで、そのセ
ツト出力Ｑから人力Ｔに与えられた信号のレベル
と同一のレベルの信号を導出する。すなわち波形
引きのばし回路５３においてサンプリングが行な
われる。デイレイドフリツプフロツプ５４のセツ
ト出力Ｑからの出力は、積分回路５５に与えられ
る。

積分回路５５は、コンデンサ５６を有し、この
コンデンサ５６はデイレイドフリツプフロツプ５
４のセツト出力Ｑおよび接地間に接続される。コ
ンデンサ５６は、デイレイドフリツプフロツプ５
４のセツト出力Ｑがローレベルになつたときに充
電された電荷を放電するのに時間を要する。この
コンデンサ５６からの出力は、比較回路５７に与
えられる。

比較回路５７は、演算増幅器５８を有する。演
算増幅器５８の反転入力には、コンデンサ５６か
らの出力が与えられる。演算増幅器５８の非反転
入力には、抵抗５９，６０によつて分圧された基
準電圧Ｖ２が与えられる。この基準電圧Ｖ２は、
コンデンサ５６が放電を続けてたとえば時間４・
Ｗたつたときのコンデンサ５６の電圧と等しくな
るように設定される。これは外光や誤操作などに
よるノイズが光フアイバ２３に入光されたときに
誤動作を防止するためである。すなわち時間４・
Ｗ未満のときにはノイズであると判断される。演
算増幅器５８の出力は、バツフア６１および逆論
理を得るための反転回路６２の入力にそれぞれ接
続される。この実施例においては、バツフア６１
の出力がトグルフリツプフロツプ６３の入力Ｔに
接続される。トグルフリツプフロツプ６３は、入
力Ｔにハイレベルの信号が与えられるごとに、そ
のセツト出力Ｑから導出される信号のレベルを変
える。直流電源および接地間には、リレー６４の
リレーコイル６５およびトランジスタ６６から成
る直列回路が接続される。このトランジスタ６６
のベースに、トグルフリツプフロツプ６３のセツ
ト出力Ｑが与えられる。リレー６４のリレースイ
ツチ６７は、照明灯３１および交流電源６８と閉
ループを成して接続される。したがつて指２１が
単一回近接・離反操作されるごとに、照明灯３１
が電力付勢されて点灯しまたは電力消勢されて消
灯する。

第７図を参照して、発振回路４８からは第７図
１に示すように周期Ｗの発振信号が導出される。
したがつて発光ダイオード３４は周期Ｗで点灯
し、第７図２に示すようにパルス変調光を導出す
る。指２１が凹所１８から充分に離間されている
ときには、フオトトランジスタ３５の受光量は第
７図３に示すように周期的にｌ１である。時刻ｔ
１〜ｔ２および時刻ｔ３〜ｔ４において指２１が
近接・離反操作されて指２１が投光端面２４およ
び受光端面２５に接触しているときには、フオト
トランジスタ３５の受光量はｌ４未満のｌ３であ
る。したがつて接続点４５のパルス変調電圧は、
第７図４に示すようになる。時刻ｔ４以前、時刻
ｔ２〜ｔ３および時刻ｔ４以後における接続点４
５のパルス変調電圧の振幅は大であり、応じて増
幅器４７の出力が周期的に基準電圧Ｖ１を超え、
したがつて演算増幅器５０の出力は第７図５に示
すように周期的にハイレベルの信号を導出する。
時刻ｔ１〜ｔ２および時刻ｔ３〜ｔ４における接
続点４５のパルス変調電圧の振幅は小であり、応
じて増幅器４７の出力が基準電圧Ｖ１未満のまま
であり、したがつて演算増幅器５０の出力はロー
レベルのままである。発振回路４８からデイレイ
ドフリツプフロツプ５４の入力Ｔには、第７図６
に示すように第７図１とは逆レベルの発振信号が
与えられる。したがつてデイレイドフリツプフロ
ツプ５４のセツト出力Ｑは、第７図７に示すよう
に時刻ｔ１以前においてはハイレベルのままであ
り、時刻ｔ１〜ｔ２内の時刻ｔ５にローレベルと
なり、また時刻ｔ２〜ｔ３内の時刻ｔ６にハイレ
ベルとなる。さらに時刻ｔ３〜ｔ４内の時刻ｔ７
にローレベルとなり、時刻ｔ４以後の時刻ｔ８に
ハイレベルとなる。

コンデンサ５６の電圧は、第７図８に示され
る。デイレイドフリツプフロツプ５４のセツト出
力Ｑがローレベルになると、コンデンサ５６が放
電をはじめ、周期３・Ｗを超えた時刻ｔ５〜ｔ２
内の時刻ｔ９および時刻ｔ７〜ｔ４内の時刻ｔ１
０にコンデンサ５６の電圧は基準電圧Ｖ２以下と
なる。デイレイドフリツプフロツプ５４のセツト
出力Ｑがハイレベルになると、コンデンサ５６が
充電され、時刻ｔ６〜ｔ３内の時刻ｔ１１および
時刻ｔ８以後の時刻ｔ１２にコンデンサ５６の電
圧は基準電圧Ｖ２以上となる。したがつて演算増
幅器５８の出力は、第７図９に示すように時刻ｔ
９〜ｔ１１および時刻ｔ１０〜ｔ１２の間ハイレ
ベルとなる。

トグルフリツプフロツプ６３のセツト出力Ｑが
第７図１０に示すように時刻ｔ１以前にローレベ
ルである場合には、そのセツト出力Ｑは時刻ｔ９
においてハイレベルとなる。応じてトランジスタ
６６が導通してリレーコイル６５が励磁され、リ
レースイツチ６７が導通するとともに、照明灯３
１は第７図１１に示すように時刻ｔ９において点
灯する。逆に時刻ｔ１０においては、トグルフリ
ツプフロツプ６３のセツト出力Ｑがローレベルと
なり、照明灯３１は消灯する。

第８図は、本考案の他の実施例の制御回路７０
の具体的な電気回路図であり、第６図示の実施例
と対応する部分には同一の参照符を付す。この実
施例で注目すべきは駆動回路７１によつて発光ダ
イオード７２が常時点灯されることである。駆動
回路７１は、発光ダイオード７２を有し、直流電
源および接地間に発光ダイオード７２および抵抗
７３が直列に接続されて成る。発光ダイオード７
２からの常時点灯された光は、端面３２を介して
光フアイバ２２に与えられる。指２１が凹所１８
から充分に離間しているときには、発光ダイオー
ド７２から与えられた光は、投光端面２４、受光
端面２５、光フアイバ２３を介して端面３３から
受光回路７４の受光素子としてのフオトダイオー
ド７５に与えられる。このときフオトダイオード
７５の受光量はｌ１である。指２１が投光端面２
４および受光端面２５に接触したときには、フオ
トダイオード７５の受光量はｌ３である。

受光回路７４は、直流電源および接地間にフオ
トダイオード７５および抵抗７６が直列に接続さ
れて成る。フオトダイオード７５の受光量がｌ１
であるときのフオトダイオード７５と抵抗７６と
の接続点７７の電圧は、基準電圧Ｖ１を超える。
フオトダイオード７５の受光量がｌ３であるとき
の接続点７７の電圧は、基準電圧Ｖ１未満であ
る。この接続点７７は、レベル弁別回路としての
比較回路４９に備えられた演算増幅器５０の反転
入力に接続される。

指２１が凹所１８から充分に離間しているとき
には、演算増幅器５０の出力はローレベルであ
る。指２１が投光端面２４および受光端面２５に
近接されて接触して離反されたときには、演算増
幅器５０の出力はハイレベルである。したがつて
指２１の近接・離反操作によつてトグルフリツプ
フロツプ６３のセツト出力Ｑが反転され、これに
よつて照明灯３１が点灯または消灯される。なお
この実施例においても第６図示の実施例のように
比較回路４９とトグルフリツプフロツプ６３との
間に積分回路５５および比較回路５７を設けるよ
うにしてもよい。さらに時間引きのばし回路５３
および発振回路４８を設けるようにしてもよい。

本考案の他の実施例として制御回路３０，７０
は他の構成であつてもよい。また各光フアイバ２
４，２５は、複数の光フアイバからそれぞれ成つ
てもよい。

以上のように本考案によれば、平行な光軸を有
する一対の光フアイバの操作体によつて操作され
る操作部に凹所が形成されて投光端面および受光
端面が対向するように形成されるので、誤動作が
防止される。

しかも本考案によれば、各光フアイバ２２，２
３の光軸２２ａ，２３ａは、平行であつて、これ
らの光フアイバ２２ａ，２３ａを操作部１７に一
体的に設けるようにしたので、一対の光フアイバ
２２，２３を近接して配置することができ、構成
を小形化することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は先行技術の投光端面３および受光端面
４付近の図、第２図はその離間距離と受光量との
関係を示すグラフ、第３図はその制御回路５の構
成を示すブロツク回路図、第４図は本考案の一実
施例の一部の断面図、第５図は離間距離と受光量
との関係を示すグラフ、第６図は光フアイバ２
２，２３に接続される制御回路３０の具体的な電
気回路図、第７図はその動作を説明するための波
形図、第８図は本考案の他の実施例の制御回路７
０の具体的な電気回路図である。 １７……操作部、１８……凹所、２１……指、
２２，２３……光フアイバ、２４……投光端面、
２５……受光端面、３４，７２……発光ダイオー
ド、３５……フオトトランジスタ、４９……比較
回路、７５……フオトダイオード。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 一方の光フアイバの投光端面からの光が指など
   の操作体によつて反射されて他方の光フアイバの
   受光端面に入射され、その入射された光を受光素
   子によつて受光し、受光素子からの出力をレベル
   弁別回路によつてレベル弁別する操作スイツチに
   おいて、前記操作体２１によつて操作すべき操作
   部１７には、外方に向けて相互に離間するように
   傾斜した一対の傾斜面を有する凹所１８が形成さ
   れ、前記各光フアイバ２２，２３を相互の光軸２
   ２ａ，２３ａを平行にして操作部１７に一体的に
   設けられ、前記投光端面２４および受光端面２５
   は前記各傾斜面に面一にかつ光軸２２ａ，２３ａ
   と傾斜してそれぞれ配置され、操作体２１が凹所
   １８から離間しているとき、投光端面２４からの
   光が受光端面２５に与えられ、前記レベル弁別回
   路の弁別レベルは、前記凹所１８から操作体２１
   が離間している状態における受光素子からの出力
   レベルｌ１よりも低くかつ凹所１８に操作体２１
   が入り込んで、投光端面２４から受光端面２５へ
   の光を遮断した状態における受光素子からの出力
   レベルｌ３よりも高い値ｌ４に選ばれていること
   を特徴とする操作スイツチ。