JP6971420B1 - 操作ボタンスイッチ、操作装置、エレベータおよび自動運転車両 - Google Patents

Abstract

【課題】ボタン部に触れても触れなくても操作可能な小型の操作ボタンスイッチを提供する。【解決手段】操作ボタンスイッチ１は、ボタン部１０と、静電容量センサ１１と、光電センサ１２と、回路基板１４とを備える。静電容量センサ１１は、ボタン部１０に対する使用者の手の接触、および、ボタン部１０を基準とする第１検出範囲１１０内への使用者の手の進入を検出可能である。光電センサ１２は、ボタン部１０に対する前後方向において第１検出範囲１１０よりもボタン部１０から離れている第２検出範囲２３０内への使用者の手の進入を検出可能である。回路基板１４は、静電容量センサ１１による検出および光電センサ１２による検出のうち少なくとも一方が生じた場合に信号を出力する。これにより、ボタン部１０に触れても触れなくても操作可能な小型の操作ボタンスイッチ１を提供することができる。【選択図】図４

Description

本発明は、操作ボタンスイッチ、および、当該操作ボタンスイッチを備える操作装置等に関する。

従来、衛生面等への配慮から、押しボタンスイッチに代えて非接触型スイッチを設けることが提案されている。例えば、特許文献１では、エレベータのかご（すなわち、移動要素）の操作盤において、行き先階の決定（すなわち、移動の指示）を行うための押しボタンスイッチと共に、反射型光電センサを有する非接触型の行き先階決定スイッチを設けることが提案されている。

一方、特許文献２では、自動ドアの開閉用のスイッチにおいて、自動ドアの枠体に設けられた筒状の凹部の奥の壁に押しボタンスイッチを設け、当該筒状凹部の内側面に、押しボタンスイッチと同等の機能を有する光電式の非接触型スイッチを設けることが提案されている。

米国特許公開２００６／００１１４１９号公報 登録実用新案第３０３７３７９号公報

ところで、特許文献１および特許文献２のボタンでは、光電式の非接触型スイッチ以外に押しボタンとしての機構を設ける必要があり、スイッチ全体が大型化するおそれがある。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、押しボタンとしての機構（例えば、ボタン部を基準位置に復帰させるためのバネ等）を省略可能で、ボタン部に触れても触れなくても操作可能な小型の操作ボタンスイッチを提供することを目的としている。

請求項１に記載の発明は、移動要素に対する移動指示を行う操作ボタンスイッチであって、ボタン部と、前記ボタン部に対する前後方向において前記ボタン部よりも奥側に配置され、正面視にて前記ボタン部の中央部と重なる位置に配置される表示光源と、前記ボタン部に対する使用者の手の接触、および、前記ボタン部を基準とする第１検出範囲内への使用者の手の進入のうち、少なくとも一方を検出可能な第１検出部と、前記ボタン部の中心に対して対称に配置される投光部および受光部を有し、前後方向において前記第１検出範囲よりも前記ボタン部から離れている第２検出範囲内への使用者の手の進入を検出可能な光電センサである第２検出部と、前記第１検出部による検出および前記第２検出部による検出のうち少なくとも一方が生じた場合に信号を出力する出力部とを備える。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の操作ボタンスイッチであって、前記第１検出範囲は、前記ボタン部を中心とした半球状であり、前記第２検出範囲は、前後方向において前記第１検出範囲に連続する。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の操作ボタンスイッチであって、前記出力部は、使用者の手が前記第１検出範囲内および前記第２検出範囲内の少なくとも一方に存在する場合に前記信号を継続的に出力し、使用者の手が前記第１検出範囲および前記第２検出範囲の外部へと移動した場合、前記信号の出力を終了する。

請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の操作ボタンスイッチであって、前記第１検出部は感圧式または静電容量式のセンサである。

請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれか１つに記載の操作ボタンスイッチであって、前記ボタン部は、使用者の手の接触により変位しない。

請求項６に記載の発明は、操作装置であって、操作対象の移動要素に対する移動指示を行う請求項１ないし５のいずれか１つに記載の操作ボタンスイッチを備える。

請求項７に記載の発明は、エレベータであって、請求項６に記載の操作装置を備える。

請求項８に記載の発明は、自動運転車両であって、請求項６に記載の操作装置を備える。

本発明では、ボタン部に触れても触れなくても操作可能な小型の操作ボタンスイッチを提供することができる。

操作ボタンスイッチの正面図である。 操作ボタンスイッチの一部を省略した正面図である。 操作ボタンスイッチの断面図である。 操作ボタンスイッチの断面図である。

図１は、本発明の一の実施の形態に係る操作ボタンスイッチ１の正面図である。図２は、操作ボタンスイッチ１のうち、後述するボタン部１０およびカバー部１６を省略して示す正面図である。図３は、操作ボタンスイッチ１を図１中のＩＩＩ−ＩＩＩの位置にて切断した断面図である。図４は、操作ボタンスイッチ１を図２中のＩＶ−ＩＶの位置にて切断した断面図である。図４では、後述するボタン部１０および静電容量センサ１１を二点鎖線にて併せて示す。

操作ボタンスイッチ１は、移動要素に対する移動指示を行う際に用いられる。例えば、操作ボタンスイッチ１は、エレベータの操作装置に設けられてエレベータの使用者により操作されるスイッチである。図１に示す例では、操作ボタンスイッチ１は、エレベータのかご内に設けられるかご操作盤の行き先階決定ボタンスイッチである。この場合、上述の移動要素はエレベータのかごであり、移動指示は、当該かごの行き先階の決定である。操作ボタンスイッチ１は、他の用途のスイッチであってもよい。

操作ボタンスイッチ１は、ボタン部１０と、第１検出部である静電容量センサ１１と、第２検出部である光電センサ１２と、照明部１３と、回路基板１４と、ベース部１５と、カバー部１６とを備える。ベース部１５は、操作ボタンスイッチ１の各構成を支持する略平板状の部材である。カバー部１６は、ベース部１５の図１中における手前側に取り付けられて操作ボタンスイッチ１の各構成を覆う部材である。ベース部１５の正面視における形状は、例えば略矩形である。カバー部１６の正面視における形状は、例えば略矩形枠状である。ベース部１５は、カバー部１６よりも大きく、カバー部１６から図１中の上側および下側に延在している。

以下の説明では、図１中における上下方向および左右方向を、単に「上下方向」および「左右方向」とも呼ぶ。また、図１中の紙面に垂直な方向を「前後方向」とも呼び、前後方向における手前側および奥側（すなわち、紙面に垂直な方向における手前側および奥側）を、単に「手前側」および「奥側」とも呼ぶ。前後方向とは、例えば、操作ボタンスイッチ１の使用者が操作ボタンスイッチ１に正対した状態における使用者の前後方向である。本実施の形態では、前後方向は、ボタン部１０が設けられるエレベータのかご操作盤の表面に略垂直な方向である。なお、図１中における上下方向は、実際の上下方向と一致していてもよく、一致していなくてもよい。

ベース部１５の上端部および下端部には、操作ボタンスイッチ１を操作盤に取り付けるためのネジ穴が形成されている。すなわち、ベース部１５の上端部および下端部は、操作ボタンスイッチ１の取り付け用の取付部１５１である。取付部１５１は、既存のエレベータの操作盤において、既存の押しボタンスイッチ（すなわち、従来の操作ボタンスイッチ）等が取り付けられている固定部に対して、当該既存の押しボタンスイッチに代えて取り付け可能である。したがって、操作ボタンスイッチ１は、建物内に既に設置されている既存のエレベータに、後付けで適用可能である。

ボタン部１０は、略矩形平板状の部材であり、内部に静電容量センサ１１が配置される。ボタン部１０は、例えば、透明または半透明の樹脂やガラス等により形成される。ボタン部１０の外周部は、ベース部１５とカバー部１６の内面（すなわち、ベース部１５と対向する側の面）との間に位置する。図３に示す例では、ボタン部１０の外周部は、カバー部１６と、後述するリフレクタ１３２との間に挟まれて固定されている。ボタン部１０は、使用者が手で触れても（例えば、前後方向の奥側に押し込んでも）、前後方向において実質的に変位しない。ボタン部１０の中央部は、外周部よりも手前側に突出する略矩形状の凸部であり、例えば、カバー部１６の中央部開口から手前側に突出している。ボタン部１０のうち、カバー部１６から露出している部位の手前側の表面（以下、「ボタン面１０１」とも呼ぶ。）は、エレベータの操作盤の使用者（すなわち、エレベータの使用者等）が手等にて直接的に触れることが可能な接触面である。図３および図４に示す例では、ボタン面１０１は前後方向に対して略垂直な平面である。なお、ボタン面１０１は、必ずしも前後方向に対して垂直である必要はなく、また、平面である必要もない。

ボタン部１０の中央部分には、操作ボタンスイッチ１の機能を示す数字、文字および／または図形等を示すマーク１０２が設けられている。図１に示す例では、マーク１０２は、操作ボタンスイッチ１に対応する階を示す数字である。マーク１０２は、例えば、ボタン部１０のボタン面１０１に形成された凹部または凸部である。あるいは、マーク１０２は、ボタン面１０１におけるマーク１０２以外の領域と異なる色を有する着色部または非着色部であってもよい。

静電容量センサ１１は、ボタン部１０を基準とする検出範囲（以下、「第１検出範囲１１０」とも呼ぶ。）内への使用者の手の近接を検出可能な静電容量式の近接センサである。図３および図４では、第１検出範囲１１０を二点鎖線にて描く。図３および図４に示す例では、第１検出範囲１１０は、正面視におけるボタン部１０の中央部（すなわち、ボタン面１０１の中央部）を略中心とする略半球状の範囲である。静電容量センサ１１は、第１検出範囲１１０内への使用者の手の進入（すなわち、ボタン部１０に対する使用者の手の近接または接触）を、センサ部であるセンサ電極における静電容量の変化に基づいて検出する。なお、静電容量センサ１１は、使用者の手による静電容量の変化量が所定の閾値を超えたことを検出できればよく、使用者の手がボタン部１０に接触したか否かを区別して検出できるまでの精度を必ずしも有する必要はない。

静電容量センサ１１のセンサ電極は、正面視における（すなわち、前後方向の手前側から奥側を見た場合における）ボタン部１０の中央部において、ボタン部１０の内部に配置される。当該センサ電極は、例えば、正面視において略矩形状の透明電極膜である。当該センサ電極には、後述する光電センサ１２の投光部１２１による光の照射、および、受光部１２２による受光を阻害しないように、貫通孔または切り欠きが設けられてもよい。なお、静電容量センサ１１のセンサ電極は、ボタン部１０のボタン面１０１上に配置されてもよい。この場合、ボタン面１０１に設けられた当該センサ電極に使用者の手等が直接的に接触しないように、センサ電極を覆うカバー（図示省略）が設けられてもよい。また、上述のマーク１０２は、当該カバーまたは静電容量センサ１１に設けられてもよい。

図３に示すように、使用者の手（例えば、使用者の指先５０）がボタン部１０に近接して第１検出範囲１１０内に進入すると、静電容量センサ１１のセンサ電極の静電容量が変化する。静電容量センサ１１は、当該静電容量の変化を検出すると、回路基板１４に対して所定の信号（以下、「第１検出信号」とも呼ぶ。）を送る。回路基板１４は、例えば、ベース部１５に固定された配線基板であり、配線１５２および端子部１５３を介して、図示省略のエレベータの制御部等に接続されている。回路基板１４は、上述の第１検出信号を受けると、ボタン部１０に対応する階が行き先階として選択されたことを示す信号（以下、「行き先階選択信号」とも呼ぶ。）を当該制御部等へと出力する。すなわち、回路基板１４は、行き先階選択信号を出力する出力部である。

照明部は、表示光源１３１と、リフレクタ１３２と、拡散板１３３とを備える。表示光源１３１は、ボタン部１０よりも操作ボタンスイッチ１の前後方向の奥側に配置される。表示光源１３１は、回路基板１４上に取り付けられ、回路基板１４に電気的に接続される。換言すれば、表示光源１３１は、ベース部１５に固定された回路基板１４を介して、間接的にベース部１５に固定される。表示光源１３１は、例えば、正面視にてボタン部１０の中央部と重なる位置（すなわち、ボタン面１０１の中央部と前後方向において重なる位置）に配置される。表示光源１３１は、ボタン部１０に向けて表示光を出射する。表示光源１３１としては、例えば、可視光を出射するＬＥＤ（Light Emitting Diode）や他の光源が使用可能である。リフレクタ１３２は、表示光源１３１の周囲を囲む反射面であり、ボタン部１０と回路基板１４との間に配置される。リフレクタ１３２は、例えば、略四角錐台の４つの側面である。リフレクタ１３２は、表示光源１３１から出射された表示光をボタン部１０に向けて反射する。

拡散板１３３は、操作ボタンスイッチ１の前後方向において表示光源１３１とボタン部１０との間に配置されるフィルム状または薄板状の部材である。拡散板１３３は、リフレクタ１３２の手前側の端部に接触し、リフレクタ１３２および表示光源１３１の略全体を覆う。拡散板１３３は、例えば、正面視において略矩形状の半透明の部材である。拡散板１３３は、透光性を有し、表示光源１３１から出射された表示光を拡散させて均等化する。拡散板１３３は、例えば、すりガラス調に加工された樹脂部材である。拡散板１３３の図２中の右上および左下の角部には、後述する投光部１２１による光の照射、および、受光部１２２による受光を阻害しないように貫通孔または切り欠きが設けられる。図２および図４に示す例では、リフレクタ１３２にも同様の貫通孔または切り欠きが設けられる。

操作ボタンスイッチ１では、静電容量センサ１１により使用者の手の近接が検出されると、上述のように、行き先階選択信号が回路基板１４からエレベータの制御部等へと発信される。また、行き先階選択信号の発信と並行して、回路基板１４により表示光源１３１が点灯される。これにより、表示光源１３１から出射された表示光が、拡散板１３３およびボタン部１０の投光部（例えば、静電容量センサ１１のセンサ電極やその周囲）を介して、操作ボタンスイッチ１の手前側へと照射される。操作ボタンスイッチ１の手前側に位置する使用者は、選択された操作ボタンスイッチ１のボタン面１０１が明るくなったことを視認することができる。なお、表示光源１３１の上記点灯は、継続的な点灯でもよく、断続的な点灯（すなわち、点滅）でもよい。あるいは、行き先階選択信号の発信と並行して、予め点灯されていた表示光源１３１が消灯されてもよい。

光電センサ１２は、投光部１２１と、受光部１２２とを備える。投光部１２１および受光部１２２はそれぞれ、操作ボタンスイッチ１の前後方向においてボタン部１０と重なるとともにボタン部１０よりも奥側（すなわち、ボタン部１０の裏面と前後方向に対向する位置）に位置する。図４に示す例では、投光部１２１および受光部１２２は、回路基板１４上に取り付けられて、回路基板１４に電気的に接続される。受光部１２２は、投光部１２１から離間して配置される。好ましくは、投光部１２１と受光部１２２とは、正面視において、ボタン部１０の中心に対して互いに反対側に配置される。より好ましくは、投光部１２１と受光部１２２とは、正面視において、ボタン部１０の中心に対して略点対称の位置に配置される。図２に示す例では、投光部１２１および受光部１２２は、ボタン面１０１（図１参照）に対応する略矩形状の領域において、当該領域の一方の対角線上の２つの角部に配置される。これにより、投光部１２１と受光部１２２とを大きく離間させることができる。

投光部１２１は、ボタン部１０に向けて所定の波長域の検出光を出射する。検出光の波長域は、上述の表示光の波長域とは異なる。本実施の形態では、検出光は、上述のように赤外線である。検出光は、予め定められた光電センサ１２固有の周波数を有するパルス光である。投光部１２１からの検出光は、静電容量センサ１１の切り欠き部分およびボタン部１０等を透過して、静電容量センサ１１およびボタン部１０よりも手前側に照射される。

受光部１２２は、ボタン部１０に近接する使用者の手等にて反射された当該検出光の反射光を受光して検出する。受光部１２２は、当該反射光を検出すると、出力部である回路基板１４に対して所定の信号（以下、「第２検出信号」とも呼ぶ。）を送る。回路基板１４は、当該第２検出信号を受けると、上述の第１検出信号を受けた場合と略同様に、ボタン部１０に対応する階が行き先階として選択されたことを示す信号（すなわち、行き先階選択信号）を、エレベータの制御部等へと出力する。また、操作ボタンスイッチ１では、行き先階選択信号の発信と並行して表示光源１３１が点灯される。回路基板１４では、静電容量センサ１１による使用者の操作の検出、および、光電センサ１２による使用者の操作の検出のうち、少なくとも一方が生じた場合に、行き先階選択信号が出力される。

図４では、光電センサ１２による検出範囲（以下、「第２検出範囲２３０」とも呼ぶ。）を平行斜線を付して示す。また、図４では、投光部１２１からの検出光の照射範囲である照射視野２１０、および、受光部１２２による受光可能範囲である受光視野２２０を二点鎖線にて示す。第２検出範囲２３０は、照射視野２１０と受光視野２２０との重複領域である。照射視野２１０および受光視野２２０は、例えば、略円錐状または略楕円錐状の空間である。

光電センサ１２では、指先５０のボタン部１０に対向する表面のうち、第２検出範囲２３０に含まれる領域（以下、「反射面５１」とも呼ぶ。）にて反射された検出光の反射光が、受光部１２２により受光される。反射面５１は、使用者の指先５０の表面には限定されず、例えば、使用者が手に持った物体で操作ボタンスイッチ１を操作する場合、当該物体の表面である。光電センサ１２では、照射視野２１０の広がり角度（すなわち、視野角）、および／または、受光視野２２０の広がり角度を調節することにより、反射光を検出可能な指先５０の位置の範囲（すなわち、第２検出範囲２３０）を調節可能である。

第２検出範囲２３０は、操作ボタンスイッチ１の前後方向において、第１検出範囲１１０よりもボタン部１０から離れている。図４に示す例では、第２検出範囲２３０は、前後方向において第１検出範囲１１０に隣接し、第１検出範囲１１０に連続する。換言すれば、第２検出範囲２３０は、第１検出範囲１１０よりも前後方向の手前側に位置し、第２検出範囲２３０の前後方向における奥側の端部は、第１検出範囲１１０の前後方向における手前側の端部と重複または接する。第２検出範囲２３０の当該奥側の端部以外の領域は、第１検出範囲１１０外に位置し、第１検出範囲１１０とは重複していない。

図４では、使用者の指先５０が、光電センサ１２における反射光検出の基準となる基準位置に配置されている状態を示す。基準位置とは、前後方向においてボタン面１０１から手前側に所定距離（例えば、４ｃｍ）離れた位置である。光電センサ１２では、当該基準位置に位置する反射面５１の面積が、所定の閾値面積以上である場合、受光部１２２にて受光する検出光の反射光の光量が所定光量（以下、「検出閾値光量」とも呼ぶ。）以上となり、当該反射光が受光部１２２により検出される。一方、基準位置に位置する反射面５１の面積が上記閾値面積未満である場合、受光部１２２にて受光する当該反射光の光量が検出閾値光量未満となり、受光部１２２は反射光を検出しない。これにより、操作ボタンスイッチ１のボタン面１０１から大きく離れた位置に位置する物体や、ボタン面１０１に近接する微小な物体を、使用者の指先５０等と間違えて検出することが抑制または防止される。

上述の閾値面積は、例えば、使用者の指先５０がボタン面１０１の中央部の手前側に位置している状態で、標準的な大きさの指２本分の指先の投影面積（すなわち、前後方向に垂直な面上への投影面積）である。したがって、基準位置に指１本分の指先５０が位置していても、受光部１２２は反射光を検出せず、当該指先５０が基準位置よりもボタン面１０１に近接し、基準位置における閾値面積の反射面と同程度の光量の検出光を反射する状態になると、受光部１２２は反射光を検出する。

一方、基準位置よりもボタン面１０１に近接した位置に指先５０よりも小さい物体（例えば、虫）が存在したとしても、当該物体により反射される反射光の光量は小さいため、受光部１２２は反射光を検出しない。また、基準位置や、基準位置よりもボタン面１０１から離れている位置に指先５０等が存在する場合（すなわち、使用者に操作ボタンスイッチ１を操作する意図が無い可能性が高い場合）も、指先５０等により反射された反射光の光量は小さいため、受光部１２２は反射光を検出しない。

投光部１２１は、図示省略の検出光源および投光側遮光部を備える。検出光源は、回路基板１４上に配置され、ボタン部１０に向けて検出光を出射する。検出光源として、例えば、赤外線を出射するＬＥＤまたは他の光源が利用可能である。投光側遮光部は、前後方向において検出光源とボタン部１０との間にて、検出光源から出射された光の一部を上述の検出光として通過させて他の光を遮る。投光側遮光部では、検出光が通過する開口、あるいは、当該開口の手前側または奥側に、レンズ等の光学素子が配置されてもよい。上述の照射視野２１０は、投光側遮光部の開口の形状や位置、あるいは、上記光学素子の種類や配置を変更することにより調節可能である。

受光部１２２は、図示省略の受光センサおよび受光側遮光部を備える。受光センサは、回路基板１４上に配置され、使用者の指先５０等にて反射した検出光の反射光を受光して検出する。受光センサとして、例えば、フォトダイオードまたは他の受光素子が利用可能である。受光センサは、光電センサ１２固有の周波数を有するパルス光（すなわち、検出光の反射光）のみを選択的に検出し、他の光を実質的に検出しないように設定されることが好ましい。受光センサでは、受光した検出光の反射光の光量が上述の検出閾値光量以上である場合に電流が流れ、上述の第２検出信号が回路基板１４に対して送られる。受光側遮光部は、前後方向において受光センサとボタン部１０との間にて、上記反射光の一部を通過させて他の光を遮る。受光側遮光部では、反射光が通過する開口、あるいは、当該開口の手前側または奥側に、レンズ等の光学素子が配置されてもよい。上述の受光視野２２０は、受光側遮光部の開口の形状や位置、あるいは、上記光学素子の種類や配置を変更することにより調節可能である。

操作ボタンスイッチ１では、上述のように、使用者の指先５０が第２検出範囲２３０内へと進入した場合、光電センサ１２により使用者の操作が検出され、回路基板１４からエレベータの制御部等に行き先階選択信号が出力される。また、使用者の指先５０が、第１検出範囲１１０内へと進入した場合（ボタン部１０に接触した場合も含む。）、静電容量センサ１１により使用者の操作が検出され、回路基板１４からエレベータの制御部等に行き先階選択信号が出力される。なお、使用者の指先５０が第１検出範囲１１０内に位置する場合、第２検出範囲２３０内にも使用者の指等が存在する場合がある。この場合、静電容量センサ１１および光電センサ１２により使用者の操作が検出され、回路基板１４から、上記と同様に、エレベータの制御部等に行き先階選択信号が出力される。

ところで、静電容量センサのみにより使用者の手の近接を検出する従来の非接触式の操作ボタンスイッチでは、隣接する他の操作ボタンスイッチによる誤検出を防止するために、静電容量センサによる略半球状の検出範囲を小さく設定する必要があった。したがって、操作ボタンスイッチに使用者の手をかなり近接させる必要があり、ボタン面に触れることを嫌がる使用者が使用する場合等、使用者による操作を検出できないおそれがあった。また、光電センサのみにより使用者の手の近接を検出する従来の非接触式の操作ボタンスイッチでは、ボタン面の近傍に光電センサの検出範囲の死角が生じ、使用者がボタン面に触れて操作しようとした場合等、使用者による操作を検出できないおそれがあった。

これに対し、上述の操作ボタンスイッチ１は、ボタン部１０と、第１検出部と、第２検出部と、出力部とを備える。第１検出部（上記例では、静電容量センサ１１）は、ボタン部１０を基準とする第１検出範囲１１０内への使用者の手の進入（ボタン部１０に対する使用者の手の接触を含む。）を検出可能である。第２検出部（上記例では、光電センサ１２）は、ボタン部１０に対する前後方向において第１検出範囲１１０よりもボタン部１０から離れている第２検出範囲２３０内への使用者の手の進入を検出可能である。出力部（上記例では、回路基板１４）は、第１検出部による検出および第２検出部による検出のうち少なくとも一方が生じた場合に信号を出力する。

これにより、使用者がボタン部１０に触れて操作ボタンスイッチ１を操作する場合、および、使用者が手をボタン部１０にある程度以上近接させて操作する場合、第１検出部により使用者の操作を検出することができる。また、使用者が手をボタン部１０からある程度以上離しつつ操作する場合、第２検出部により使用者の操作を検出することができる。このように、操作ボタンスイッチ１では、上述の従来の操作ボタンスイッチに比べて、使用者の手を前後方向の広い範囲において検出することができるため、使用者の操作動作に関わらず、使用者による操作ボタンスイッチ１の操作を精度良く検出することができる。例えば、非接触式スイッチに不慣れな使用者が、従来の押しボタンスイッチに対する操作（すなわち、ボタン部に触れて押し込む動作）と同じように操作ボタンスイッチ１を操作しようとした場合であっても、使用者の操作を検出することができる。また、操作ボタンスイッチ１では、押しボタンスイッチに必要な機構（例えば、ボタン部を基準位置に復帰させるためのバネ等）を省略可能であるため、操作ボタンスイッチ１を小型化することもできる。その結果、ボタン部１０に触れても触れなくても操作可能な小型の操作ボタンスイッチ１を提供することができる。

なお、上述の第１検出部は、必ずしも、ボタン部１０に対する使用者の手の接触、および、第１検出範囲１１０内への使用者の手の進入の双方を検出可能である必要はない。第１検出部は、ボタン部１０に対する使用者の手の接触、および、第１検出範囲１１０内への使用者の手の進入のうち、少なくとも一方を検出可能であればよい。この場合であっても、上記と略同様に、ボタン部１０に触れても触れなくても操作可能な衛生面に配慮した小型の操作ボタンスイッチ１を提供することができる。また、第１検出部および第２検出部により、使用者による操作ボタンスイッチ１の操作を精度良く検出することができる。

上述のように、第１検出範囲１１０は、ボタン部１０を中心とした半球状であり、第２検出範囲２３０は、前後方向において第１検出範囲１１０に連続することが好ましい。これにより、使用者がボタン部１０に対して様々な方向から手を近づけた場合であっても、使用者による操作ボタンスイッチ１の操作を精度良く検出することができる。すなわち、使用者による操作ボタンスイッチ１の操作の検出精度を向上することができる。

上述のように、第１検出部は静電容量センサ１１であることが好ましい。これにより、ボタン部１０にある程度以上近接した領域における使用者の操作を、簡素な構造で精度良く検出することができる。また、上述のように、静電容量センサ１１のセンサ電極は、ボタン部１０に内蔵されることが好ましい。これにより、操作ボタンスイッチ１をさらに小型化することができる。

操作ボタンスイッチ１では、静電容量センサ１１に代えて、感圧式（例えば、抵抗膜式）の接触センサが第１検出部として設けられてもよい。このように、第１検出部が感圧式または静電容量式のセンサであることにより、上述のように、ボタン部１０にある程度以上近接した領域における使用者の操作を、簡素な構造で精度良く検出することができる。なお、第１検出部が感圧式センサである場合、例えば、ボタン部１０と回路基板１４との間に意匠フィルムと透明電極層とが設けられ、使用者のボタン面１０１への接触による透明電極層の僅かな変形等に基づいて、使用者による操作ボタンスイッチ１の操作が検出される。

上述のように、第２検出部は光電センサ１２であることが好ましい。これにより、ボタン部１０からある程度以上離れた領域における使用者の操作を、簡素な構造で精度良く検出することができる。

上述のように、ボタン部１０は、使用者の手の接触により変位しないことが好ましい。これにより、操作ボタンスイッチ１において、ボタン部１０の変位量に応じた余剰空間を設ける必要がないため、操作ボタンスイッチ１を前後方向においてさらに小型化（すなわち、薄型化）することができる。

上述のように、操作ボタンスイッチ１は、ボタン部１０に触れても触れなくても操作可能であり、使用者による操作を精度良く検出することができる。したがって、操作ボタンスイッチ１は、操作対象を操作する操作装置において、当該操作対象の移動要素（上記例では、エレベータのかご）に対する移動指示を行う操作ボタンスイッチとしての利用に適している。特に、エレベータの操作盤は、比較的狭いスペースに設けられるため、スイッチ配置に対して厳しい制約がある。したがって、小型の操作ボタンスイッチ１は、エレベータ用のスイッチに特に適している。

上述のように、操作ボタンスイッチ１は、既存のエレベータの操作盤において従来の押しボタンスイッチ等が取り付けられている固定部に対して取り付け可能な取付部１５１をさらに備えることが好ましい。これにより、操作ボタンスイッチ１を既存のエレベータの操作ボタンスイッチと容易に交換することができる。その結果、操作ボタンスイッチ１を既存のエレベータに低コストにて後付けすることができる。

上記例では、操作ボタンスイッチ１は、エレベータの行き先階決定ボタンスイッチであるが、これには限定されない。例えば、操作ボタンスイッチ１は、エレベータの扉の開閉用スイッチとして利用されてもよい。この場合、操作ボタンスイッチ１の出力部からエレベータの制御部等に対して、扉の開閉を示す開閉信号が出力される。

操作ボタンスイッチ１では、例えば、使用者の手が第１検出範囲１１０内および／または第２検出範囲２３０内に存在する場合、出力部である回路基板１４からエレベータの制御部等に信号が継続的に出力されてもよい。また、使用者の手が第１検出範囲１１０内および／または第２検出範囲２３０内から、第１検出範囲１１０および第２検出範囲２３０の外部へと移動した場合、当該信号の出力が終了されてもよい。具体的には、例えば、使用者の手が、エレベータの扉の開放を示す操作ボタンスイッチ１の第１検出範囲１１０内および／または第２検出範囲２３０内に存在する場合、回路基板１４から上記制御部等に、エレベータの扉の開放を指令する開放信号が継続的に送られ、当該扉の開放が継続される。そして、この状態から、使用者の手が第１検出範囲１１０および第２検出範囲２３０の外部へと移動すると、回路基板１４からの当該開放信号の出力が終了され、所定時間の経過後にエレベータの扉の閉鎖が開始される。

このように、出力部は、使用者の手が第２検出範囲２３０内に存在する場合に信号を継続的に出力し、使用者の手が第２検出範囲２３０内から第２検出範囲２３０外へと移動した場合、当該信号の出力を終了するように構成されてもよい。これにより、エレベータの扉等の移動要素に対する様々な操作を可能とすることができる。

上述のように、操作ボタンスイッチ１は、エレベータの操作装置における操作ボタンスイッチに適しているが、これには限定されない。操作ボタンスイッチ１は、例えば、自動運転車両の操作装置における操作ボタンスイッチにも適している。具体的には、操作ボタンスイッチ１は、例えば、自動運転車両の昇降扉の開閉用スイッチ、あるいは、自動運転車両の走行開始および／または走行停止用のスイッチとして利用されてもよい。

上述の操作ボタンスイッチ１では、様々な変更が可能である。

本発明に関連する技術では、光電センサ１２の投光部１２１と受光部１２２とは、必ずしも、正面視においてボタン面１０１の中心に対して互いに反対側に配置される必要はなく、投光部１２１および受光部１２２の正面視における配置は様々に変更されてよい。

また、上述の例では、投光部１２１および受光部１２２は、ボタン部１０の奥側の端面よりも奥側に配置されているが、これには限定されない。投光部１２１および受光部１２２の前後方向における位置は、ボタン部１０のボタン面１０１よりも奥側であれば様々に変更されてよい。例えば、ボタン部１０の奥側の端面中央部に、手前側へと凹む略矩形の凹部が設けられ、投光部１２１および受光部１２２は、当該凹部内に配置されてもよい。これにより、操作ボタンスイッチ１の前後方向における更なる小型化を実現することができる。

投光部１２１から出射される検出光の波長域は、赤外線には限定されず様々に変更されてよい。例えば、検出光は可視光であってもよい。ただし、検出光の波長域は、表示光の波長域とは異なることが好ましい。これにより、光電センサ１２の誤作動を好適に防止することができる。

本発明に関連する技術では、光電センサ１２に代えて、他の種類のセンサが第２検出部として設けられてもよい。本発明に係る操作ボタンスイッチ１では、第１検出部は、感圧式または静電容量式のセンサには限定されず、他の種類のセンサであってもよい。例えば、第１検出部として光電センサが用いられてもよい。あるいは、第１検出部は、周囲の温度と温度差のある検出対象物が第１検出範囲１１０内に存在することを温度変化によって検出する感熱式のセンサであってもよく、検出対象物にて反射した超音波を検出する超音波式のセンサであってもよい。本発明に関連する技術では、第２検出部についても同様である。

第１検出部（上記例では、静電容量センサ１１）は、ボタン部１０の周囲に設けられてもよい。図４に示す例で第１検出部の第１検出範囲１１０と、第２検出部の第２検出範囲２３０とは、前後方向に連続しているが、例えば、ボタン部１０の上下に第１検出部をそれぞれ設けた場合、当該２つの第１検出部に対応する２つの第１検出範囲１１０が上下方向に隣接し、また第２検出範囲２３０とは前後方向で連続するため、より操作ボタンスイッチ１の検出範囲を広く設定することができる。

第１検出部の第１検出範囲１１０と、第２検出部の第２検出範囲２３０とは、前後方向において非連続であってもよい。この場合、第１検出範囲１１０と第２検出範囲２３０との間の前後方向の距離は、標準的な使用者の手の厚さよりも小さくされることが好ましい。これにより、使用者による操作ボタンスイッチ１の操作を精度良く検出することができる。

操作ボタンスイッチ１では、回路基板１４の一部が出力部として利用され、他の一部が、第１検出部および／または第２検出部の一部として利用されてもよい。また、当該出力部は、必ずしも回路基板１４には限定されず、他の構成であってもよい。

操作ボタンスイッチ１では、ボタン部１０およびボタン面１０１の正面視における形状は、略矩形には限定されず、略円形や略多角形等、様々に変更されてよい。

操作ボタンスイッチ１が既存のエレベータに後付けされない場合、上記取付部１５１は、既存のエレベータの固定部に取り付け可能な構造である必要はない。

操作ボタンスイッチ１は、エレベータまたは自動運転車両の操作装置以外の用途に利用されてもよい。例えば、操作ボタンスイッチ１は、鉄道の駅のプラットホームや鉄道車両に設けられた操作装置において、ホームドアや鉄道車両の昇降扉の開閉用スイッチとして利用されてもよい。また、操作ボタンスイッチ１は、自動で扉の開閉を行う自動ドア等の開閉用スイッチとして利用されてもよい。

上記実施の形態および各変形例における構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わされてよい。

１ 操作ボタンスイッチ
１０ ボタン部
１１ 静電容量センサ
１２ 光電センサ
１４ 回路基板
１１０ 第１検出範囲
２３０ 第２検出範囲

Claims (8)

1. 移動要素に対する移動指示を行う操作ボタンスイッチであって、
   ボタン部と、
   前記ボタン部に対する前後方向において前記ボタン部よりも奥側に配置され、正面視にて前記ボタン部の中央部と重なる位置に配置される表示光源と、
   前記ボタン部に対する使用者の手の接触、および、前記ボタン部を基準とする第１検出範囲内への使用者の手の進入のうち、少なくとも一方を検出可能な第１検出部と、
   前記ボタン部の中心に対して対称に配置される投光部および受光部を有し、前後方向において前記第１検出範囲よりも前記ボタン部から離れている第２検出範囲内への使用者の手の進入を検出可能な光電センサである第２検出部と、
   前記第１検出部による検出および前記第２検出部による検出のうち少なくとも一方が生じた場合に信号を出力する出力部と、
   を備えることを特徴とする操作ボタンスイッチ。
2. 請求項１に記載の操作ボタンスイッチであって、
   前記第１検出範囲は、前記ボタン部を中心とした半球状であり、
   前記第２検出範囲は、前後方向において前記第１検出範囲に連続することを特徴とする操作ボタンスイッチ。
3. 請求項１または２に記載の操作ボタンスイッチであって、
   前記出力部は、
   使用者の手が前記第１検出範囲内および前記第２検出範囲内の少なくとも一方に存在する場合に前記信号を継続的に出力し、
   使用者の手が前記第１検出範囲および前記第２検出範囲の外部へと移動した場合、前記信号の出力を終了することを特徴とする操作ボタンスイッチ。
4. 請求項１ないし３のいずれか１つに記載の操作ボタンスイッチであって、
   前記第１検出部は感圧式または静電容量式のセンサであることを特徴とする操作ボタンスイッチ。
5. 請求項１ないし４のいずれか１つに記載の操作ボタンスイッチであって、
   前記ボタン部は、使用者の手の接触により変位しないことを特徴とする操作ボタンスイッチ。
6. 操作装置であって、
   操作対象の移動要素に対する移動指示を行う請求項１ないし５のいずれか１つに記載の操作ボタンスイッチを備えることを特徴とする操作装置。
7. エレベータであって、
   請求項６に記載の操作装置を備えることを特徴とするエレベータ。
8. 自動運転車両であって、
   請求項６に記載の操作装置を備えることを特徴とする自動運転車両。

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