WO2022215474A1 - 押しボタンスイッチ - Google Patents

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WO2022215474A1
WO2022215474A1 PCT/JP2022/012135 JP2022012135W WO2022215474A1 WO 2022215474 A1 WO2022215474 A1 WO 2022215474A1 JP 2022012135 W JP2022012135 W JP 2022012135W WO 2022215474 A1 WO2022215474 A1 WO 2022215474A1
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WO
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light
push button
button switch
light emitting
lens
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/012135
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English (en)
French (fr)
Inventor
直也 柿本
瞬 加藤
肇 河合
賢紀 杉原
Original Assignee
オムロン株式会社
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Filing date
Publication date
Application filed by オムロン株式会社 filed Critical オムロン株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/94—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
    • H03K17/941—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated using an optical detector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K2217/00—Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00
    • H03K2217/94—Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00 characterised by the way in which the control signal is generated
    • H03K2217/941—Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00 characterised by the way in which the control signal is generated using an optical detector
    • H03K2217/94102—Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00 characterised by the way in which the control signal is generated using an optical detector characterised by the type of activation
    • H03K2217/94108—Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00 characterised by the way in which the control signal is generated using an optical detector characterised by the type of activation making use of reflection

Definitions

  • the present invention relates to push button switches.
  • Push button switches are used in various machines such as elevators.
  • the applicant of the present application has proposed a push button switch that can be applied to operate an elevator in Patent Document 1.
  • the push button switch described in Patent Document 1 is directly pressed by an operator to operate the elevator.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a push button switch that can be operated not only by pressing but also without contact.
  • the pushbutton switch described in the present application includes a pushbutton that can be pushed, a movable contact that interlocks with the pushbutton, and a fixed contact that the movable contact contacts and separates according to the operation of the movable contact.
  • a button switch comprising a light-emitting element that emits light and a light-receiving element that detects the light, a light-emitting position emitting the light emitted from the light-emitting element to the outside, and externally receiving the light detected by the light-receiving element.
  • the light-receiving position is arranged outside the edge of the push button with a line of sight looking in the pushing direction, and the light-receiving element emits light emitted from the light-emitting element in the direction opposite to the pushing direction of the push button. It is characterized in that it is arranged so as to detect the light reflected by the object within the detection area set in the side space.
  • a middle point of a line segment connecting the light emitting position and the light receiving position is positioned on the push button from the viewpoint of the pushing method.
  • the shape of the outer edge of the push button is rotationally symmetrical when viewed in the pushing direction, and the midpoint of the line connecting the light emitting position and the light receiving position is rotationally symmetrical. It is characterized in that it substantially coincides with the center of
  • a light emitting optical path through which light emitted from the light emitting element passes a light emitting lens arranged at the light emitting position and refracting the light that has passed through the light emitting optical path, and light detected by the light receiving element. and a light-receiving lens disposed at the light-receiving position for refracting external light and passing it through the light-receiving optical path.
  • At least one of the light-emitting lens and the light-receiving lens is formed with a refracting surface for refracting light on an exit side or an incident side.
  • At least one of the light-emitting lens and the light-receiving lens is formed with a refracting surface for refracting light on both the emitting side and the incident side.
  • At least one of the light emitting optical path and the light receiving optical path has a cylindrical shape with an inwardly protruding protrusion.
  • means for causing the light-emitting element to emit light in a predetermined light-emitting pattern means for comparing a light-receiving pattern of light detected by the light-receiving element with the light-emitting pattern; means for determining that the reflected light of the light emitted from the light emitting element is detected when the pattern matches the pattern.
  • the push button switch described in the present application includes a push button, a light emitting element that emits light, and a light receiving element that detects the reflected light emitted from the light emitting element. As a result, the push button switch described in the present application can be operated by pressing and without contact.
  • a push button switch includes a push button, a light emitting element, and a light receiving element.
  • the light receiving element detects light emitted from the light emitting element and reflected by an object within the detection area.
  • the push button switch according to the present invention exhibits excellent effects such as enabling non-contact operation by detecting reflected light from an object in the detection area as well as pressing operation.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of an elevator to which the push button switch 1 described in the present application is applied.
  • FIG. 1 shows a plurality of push-button switches 1 arranged on a control panel in a car that ascends and descends as an elevator.
  • the push button switch 1 described in the present application is applied to various push button switches 1 such as a push button switch 1 marked with a number indicating a destination floor and a push button switch 1 marked with a symbol used for opening and closing a door. be done.
  • the push button switch 1 described in this application is not only the push button switch 1 arranged on the control panel inside the elevator car, but also the push button switch 1 for calling the car on the control panel of the lift/lowering place of the elevator. can be applied to various push button switches 1 of
  • FIG. 2 is a schematic perspective view showing an example of the appearance of the push button switch 1 described in the present application.
  • a push button switch 1 includes a push button 10 and a housing 11 in which the push button 10 is arranged.
  • the direction in which the push button 10 is arranged with respect to the housing 11 is referred to as the front side, and the direction in which the push button 10 is pushed in is referred to as the rear side.
  • the arrangement direction is not limited.
  • the push button 10 has a substantially disk shape.
  • the push button switch 1 illustrated in FIG. 2 is a switch used for opening and closing a door, and has a notation part 100 imitating the shape of an open door symbol or the like indicating that the door is to be opened.
  • the description unit 100 is made of, for example, a material such as translucent resin, and transmits visible light emitted from an irradiation unit (not shown) provided inside the push button switch 1 .
  • a mechanical contact mechanism 12 which will be described later, is arranged, and behind the push button 10, a non-contact contact mechanism 13, which will be described later, is arranged.
  • the mechanical contact mechanism 12 and the non-contact contact mechanism 13 are contact mechanisms for opening and closing the circuit of the push button switch 1 .
  • a light-emitting lens 132 that refracts light emitted from a light-emitting element 130 (see FIG. 4, etc.) described later, and a light-receiving element 131 described later. (see FIG. 4, etc.) is arranged to refract the light to be detected. Since the light-emitting lens 132 and the light-receiving lens 133 are arranged outside the edge of the push button 10, the operator does not touch the push button 10 with his or her fingertips. It is possible to suppress the adhesion of
  • the light-emitting lens 132 is arranged at a light-emitting position where the light emitted from the light-emitting element 130 is emitted to the outside, and the light-receiving lens 133 is arranged at a light-receiving position where the light detected by the light-receiving element 131 is received from the outside.
  • the shape of the outer edge of the push button 10 is a substantially circular shape that rotates symmetrically, connecting the light emitting position where the light emitting lens 132 is arranged and the light receiving position where the light receiving lens 133 is arranged.
  • the midpoint of the line segment approximately coincides with the center of symmetry of the rotational symmetry.
  • the operator presses the push button 10 When the operator presses the push button 10 , the operator presses the center of the descriptive portion 100 of the push button 10 as a target. The same applies to the case of non-contact detection, and the operator brings the fingertip closer to the push button 10 with the center of the writing section 100 as the target.
  • the push button switch 1 described in the present application by aligning the midpoint of the line connecting the light emitting position and the light receiving position with the rotationally symmetrical center that is the center of the notation part 100, the fingertip approaching the notation part 100 can be accurately detected. It becomes possible to detect
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view schematically showing an example of the mechanical contact mechanism 12 included in the push button switch 1 described in the present application.
  • FIG. 3 schematically shows a cross section of the mechanical contact mechanism 12 so that the upper part of the figure is in front of the push button switch 1.
  • the mechanical contact mechanism 12 is a mechanism that outputs a signal by pressing the push button 10, and includes various members such as a movable contact 120, a fixed contact 121, and an urging member 122.
  • the movable contact 120 is a contact attached to the rear portion of the push button 10 and interlocked with the push button 10
  • the fixed contact 121 is a contact fixed within the housing 11 .
  • the biasing member 122 is a member such as a compression coil spring that biases the push button 10 forward.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view schematically showing an example of the non-contact contact mechanism 13 included in the push button switch 1 described in the present application.
  • FIG. 4 illustrates a cross section of the non-contact contact mechanism 13 provided in the push button switch 1 described in the present application so that the upper side of the figure is the front of the push button switch 1 .
  • the non-contact contact mechanism 13 includes a light emitting element 130 such as an LED (Light Emitting Diode) that emits light, and a light receiving element 130 such as a PD (Photo Diode) or PT (Photo Transistor) that detects light. and an element 131 .
  • the non-contact contact mechanism 13 includes various components such as the light-emitting lens 132 and the light-receiving lens 133 described above, the optical path member 134 serving as the optical path of light, and the control unit 135 (see FIG. 5, etc.) for controlling the light-emitting element 130 and the light-receiving element 131. It has configuration.
  • the light-emitting element 130 and the light-receiving element 131 are covered with an optical path member 134 having a two-tiered substantially cylindrical shape.
  • the optical path member 134 covering the light emitting element 130 has a shape in which a cylinder with a small radius is superimposed in front of a cylinder with a large radius.
  • the rear cylinder of the optical path member 134 covering the light emitting element 130 mainly functions as a light shielding part 134a that shields light, and the front cylinder of the optical path member 134 mainly transmits the light emitted from the light emitting element 130.
  • An optical path 134b is formed.
  • the optical path member 134 covering the light receiving element 131 has a shape in which a cylinder with a small radius is superimposed on a cylinder with a large radius.
  • the rear cylinder of the optical path member 134 that covers the light receiving element 131 functions mainly as a light shielding part 134a that shields light
  • the front cylinder of the optical path member 134 mainly functions as a light receiving optical path through which the light detected by the light receiving element 131 passes.
  • the optical path member 134 is arranged inside the housing 11 so as to cover the light emitting element 130 and the light receiving element 131 .
  • the optical path member 134 limits the emission direction of the light emitted by the light emitting element 130 and prevents the light receiving element 131 from detecting light other than the intended light.
  • light other than the target light for example, visible light emitted from an irradiation unit arranged inside the push button switch 1 to irradiate the writing portion 100 of the push button 10 can be exemplified.
  • a light-emitting lens 132 is arranged at the front end of an optical path member 134 that covers the light-emitting element 130 .
  • the light-emitting lens 132 is composed of an optical member such as a convex lens.
  • the light-emitting lens 132 receives light emitted from the light-emitting element 130 and passes through the light-emitting optical path 134b, refracts the incident light, and emits the light to the outside.
  • a light receiving lens 133 is arranged at the front end of an optical path member 134 that covers the light receiving element 131 .
  • the light receiving lens 133 is composed of an optical member such as a convex lens.
  • the light-receiving lens 133 refracts light incident from the outside and emits the light toward the light-receiving element 131 .
  • the light emitted from the light emitting element 130 passes through the light emitting optical path 134b, is refracted by the light emitting lens 132, and is emitted to the outside.
  • an object such as a fingertip of a person exists within the detection area set in front of the push button switch 1
  • the light emitted to the outside is reflected by the object.
  • the light reflected by the object enters the light receiving lens 133 from the outside, is refracted by the light receiving lens 133, passes through the light receiving optical path 134c, and is detected by the light receiving element 131.
  • FIG. 5 is a functional block diagram showing an outline of the control configuration of the non-contact contact mechanism 13 included in the push button switch 1 described in the present application.
  • the non-contact contact mechanism 13 of the push button switch 1 includes a control unit 135 using an integrated circuit such as an IC (Integrated Circuit), an LSI (Large Scale IC), or a VLSI (Very Large Scale IC). It controls the entire mechanism including the light emitting element 130 and the light receiving element 131 .
  • the control unit 135 outputs a light emission signal of a preset light emission pattern to the light emitting element 130 to cause the light emitting element 130 to emit light in a light emission pattern based on the light emission signal. Furthermore, the control unit 135 detects detection of light by the light receiving element 131 .
  • control unit 135 determines that the light receiving element 131 has detected the reflected light of the light emitted from the light emitting element 130, it outputs an ON signal to the control circuit of the elevator main body.
  • control unit 135 may be accommodated inside the housing 11 or may be arranged outside the housing 11 .
  • FIG. 6 shows a state in which the push button 10 of the push button switch 1 is not pressed
  • FIG. 7 shows a state in which the push button 10 is pressed.
  • the movable contact 120 attached to the rear portion of the push button 10 (lower side in FIGS. 6 and 7) is separated from the fixed contact 121, The circuit will be open.
  • FIG. 6 shows a state in which the push button 10 of the push button switch 1 is not pressed
  • FIG. 7 shows a state in which the push button 10 is pressed.
  • the movable contact 120 interlocked with the push button 10 moves backward and comes into contact with the fixed contact 121 to close the circuit.
  • the mechanical contact mechanism 12 outputs an ON signal to the control circuit of the elevator body when the circuit is closed.
  • the biasing member 122 biases the push button 10 forward, and in conjunction with the forward movement of the push button 10, the movable contact 120 separates from the fixed contact 121, opening the circuit. It will be in a broken state.
  • FIG. 8 and 9 are schematic diagrams schematically showing an example of an optical path relating to the non-contact contact mechanism 13 included in the push button switch 1 described in the present application.
  • FIG. 8 illustrates the form of the non-contact contact mechanism 13 included in the push button switch 1 according to the embodiment described with reference to FIG. 4 and the like.
  • FIG. 9 shows another embodiment without emitting lens 132 and receiving lens 133 shown for comparison.
  • the light-emitting lens 132 included in the non-contact contact mechanism 13 refracts the light emitted by the light-emitting element 130 to limit the irradiation range of the light.
  • the light receiving lens 133 limits the range of light received by the light receiving element 131 .
  • the irradiation range of light emitted by the light emitting element 130 and the range of light received by the light receiving element 131 are indicated by solid lines, and the area where the irradiation range and the light receiving range overlap is indicated by dotted lines as a detection area.
  • the detection area is set in the space in front of the push button 10 on the side opposite to the pushing direction.
  • the push button switch 1 of the embodiment illustrated in FIG. 8 limits the irradiation range and the light receiving range with the light emitting lens 132 and the light receiving lens 133, so that the detection of the object is improved compared to the other embodiment illustrated in FIG. Limited area.
  • the push button switch 1 of the embodiment illustrated in FIG. 8 is out of the detection area in the vicinity of the front surface of the push button 10, and is out of the detection area when the push button 10 is separated from the push button 10 by a predetermined distance or more.
  • the detection area in the vertical and horizontal directions orthogonal to the front direction is also narrower than in the other embodiment illustrated in FIG.
  • erroneous detection can be prevented, for example, in the operation of a visually impaired person who recognizes the position of the push button 10 by touch. is possible. It is possible to prevent erroneous detection caused by reacting to an object that is not approaching by deviating from the detection area when it is separated from the push button 10 by a predetermined distance or more.
  • narrowing the detection area in the vertical and horizontal directions it is possible to prevent erroneous detection such as reaction to a fingertip approaching another push button 10 .
  • FIG. 10 is a graph showing an example of the relationship between the distance from the surface of the push button 10 and the amount of light received, relating to the non-contact contact mechanism 13 included in the push button switch 1 described in the present application.
  • the solid line indicates a graph according to the embodiment including the light emitting lens 132 and the light receiving lens 133 illustrated in FIG. Graphs according to other embodiments without are shown for comparison.
  • the horizontal axis represents the distance from the surface of the push button 10
  • the vertical axis represents the amount of light received by the light receiving element 131 as reflected light. The amount of light received gradually increases with increasing distance from the surface of the push button 10, reaches a peak at a predetermined distance, and then gradually decreases.
  • a range of distances in which the amount of received light exceeds the threshold value is set as a detection region for implementation.
  • the peak of the amount of received light becomes narrower and higher, so that detection accuracy and detection sensitivity can be improved.
  • the push button switch 1 described in the present application is configured to include the light emitting lens 132 and the light receiving lens 133 using convex lenses, thereby achieving various effects such as limiting the detection area. is also possible.
  • FIG. 11 is a flow chart showing an example of light emission processing of the non-contact contact mechanism 13 included in the push button switch 1 described in the present application.
  • the non-contact contact mechanism 13 is triggered by activation conditions such as activation of the power supply and input of an activation signal from the control circuit of the elevator main body, and starts light emission processing.
  • the non-contact contact mechanism 13 outputs a light emission signal based on a predetermined light emission pattern set in advance from the control unit 135 to the light emitting element 130 (S101), and the light emitting element 130 emits light in a light emission pattern based on the input light emission signal. Light is emitted (S102).
  • the output of the light emission signal based on the light emission pattern from the control unit 135 is, for example, the output of a pulse pattern that can be set as appropriate, such as repeating light emission for a predetermined time at predetermined intervals for a predetermined number of times.
  • the light emission of the light emitting element 130 is repeatedly performed according to the light emission signal in a predetermined light emission pattern set in advance.
  • FIG. 12 is a flow chart showing an example of light receiving processing of the non-contact contact mechanism 13 included in the push button switch 1 described in the present application.
  • the non-contact contact mechanism 13 is triggered by activation conditions such as activation of the power supply and input of an activation signal from the control circuit of the elevator main body, and starts light receiving processing.
  • the control unit 135 puts the light receiving element 131 into a light receiving standby state (S201).
  • the control unit 135 compares the light receiving pattern detected by the light receiving element 131 with a preset predetermined light emission pattern that causes the light emitting element 130 to emit light (S203). ).
  • step S203 By comparing the light emission pattern and the light reception pattern in step S203, it is determined whether the detected light is the reflected light of the light emitted from the light emitting element 130 or not. In particular, by setting a different light emission pattern for each push button switch 1, erroneous detection of reflected light emitted from other push button switches 1 can be prevented.
  • the control unit 135 determines whether the detection of light by the light receiving element 131 is detection of the reflected light of the light emitted from the light emitting element 130 (S204). As a result of the comparison in step S203, if the light emission pattern and the light reception pattern match, it is determined in step S204 that reflected light has been detected, and if they do not match, it is determined that the detected light is not reflected light. When it is determined in step S204 that the reflected light is detected (S204: YES), the control section 135 outputs an ON signal (S205). In step S205, the non-contact contact mechanism 13 outputs an ON signal to the control circuit of the elevator main body by the control unit 135. FIG. After completing the output of the ON signal in step S205, the non-contact contact mechanism 13 returns to the light reception standby state.
  • step S204 If it is determined in step S204 that the light emission pattern and the light reception pattern do not match (S204: NO), the process returns to the light reception standby state of step S201.
  • control unit 135 controls the non-contact contact mechanism 13 of the push button switch 1, and the non-contact contact mechanism 13 detects the reflected light emitted from the light emitting element 130.
  • an ON signal is output to the control circuit of the elevator main body.
  • the push button switch 1 described in the present application can be realized as an embodiment that is appropriately modified according to various conditions such as specifications, standards, and applications. A few examples of some of the myriad variations of the pushbutton switch 1 described herein will now be described.
  • FIGS. 13 and 14 are schematic cross-sectional views schematically showing an example of the non-contact contact mechanism 13 included in the push button switch 1 described in the present application.
  • 13 and 14 schematically show the light emitting element 130 and the light receiving element 131, the light emitting optical path 134b and the light receiving optical path 134c, the light emitting lens 132 and the light receiving lens 133, and the light emitted from the light emitting element 130 and detected by the light receiving element 131.
  • FIGS. 13 and 14 illustrate a configuration using convex lenses as the light-emitting lens 132 and the light-receiving lens 133 . In the form illustrated in FIG.
  • the light-emitting lens 132 is a convex lens formed with a refractive surface that refracts light only on the incident side, which is the side of the light-emitting optical path 134b.
  • the light receiving lens 133 is a convex lens having a refracting surface formed only on the output side, which is the side of the light receiving optical path 134c.
  • the light-emitting lens 132 is a convex lens formed with a refractive surface that refracts light on both sides of an incident side that is the side of the light-emitting optical path 134b and an output side that is the outside side.
  • the light-receiving lens 133 is a convex lens formed with refracting surfaces on both sides of the light-receiving optical path 134c side and the light-receiving optical path 134c side.
  • the optical path of light differs depending on the form of the light emitting lens 132 and the light receiving lens 133, and the detection area set accordingly also changes.
  • the form illustrated in FIG. 14 can set the detection area at a position closer to the push button 10 .
  • the detection area is set at a position far from the push button 10 .
  • a convex lens having refractive surfaces formed on both sides is used as shown in FIG. It is possible to bring it closer to the 10 side.
  • the light emitting lens 132 and the light receiving lens 133 illustrated in FIG. 14 are formed as slopes on the outer side, it is possible to set an optimum detection area by appropriately setting the angle of the slopes.
  • FIG. 15 is a schematic cross-sectional view schematically showing an example of the non-contact contact mechanism 13 included in the push button switch 1 described in the present application.
  • FIG. 15 schematically shows the light emitting element 130 and the light receiving element 131, the light emitting optical path 134b and the light receiving optical path 134c, the light emitting lens 132 and the light receiving lens 133, and the light emitted from the light emitting element 130 and detected by the light receiving element 131.
  • the light that enters from the outside without passing through the light-receiving lens 133 is reflected in the light-receiving optical path 134c and detected by the light-receiving element 131.
  • FIG. If the amount of light emitted without passing through the light-emitting lens 132 and the amount of light incident without passing through the light-receiving lens 133 is large, the setting accuracy of the detection area is lowered. Therefore, by adjusting the design elements such as the size and arrangement position of the light emitting lens 132 and the light emitting optical path 134b and the light receiving lens 133 and the light receiving optical path 134c, the occurrence of the situation illustrated in FIG. can increase
  • FIG. 16 is a schematic cross-sectional view schematically showing an example of the non-contact contact mechanism 13 included in the push button switch 1 described in the present application.
  • FIG. 16 schematically shows the light emitting element 130 and the light receiving element 131, the light emitting optical path 134b and the light receiving optical path 134c, the light emitting lens 132 and the light receiving lens 133, and the light emitted from the light emitting element 130 and detected by the light receiving element 131.
  • FIG. FIG. 16 shows a modification in which the push button switch 1 is designed so that light that does not pass through the light-emitting lens 132 and the light-receiving lens 133 cannot be avoided. In the push button switch 1 illustrated in FIG.
  • a stepped protrusion 134d protruding inward is formed in the vicinity of the center of the inner wall of a cylindrical light emitting optical path 134b.
  • the light emitted in the front direction passes through the light emitting lens 132 and is emitted to the outside, and the light emitted from the front direction at an angle is emitted by the projecting portion 134d. blocked.
  • the push button switch 1 illustrated in FIG. 16 can block the light emitted to the outside without passing through the light emitting lens 132 by the projecting portion 134d of the light emitting optical path 134b. Further, the push button switch 1 illustrated in FIG.
  • the push button switch 1 illustrated in FIG. 16 can improve the setting accuracy of the detection area.
  • FIG. 17 is a schematic cross-sectional view schematically showing an example of the non-contact contact mechanism 13 included in the push button switch 1 described in the present application.
  • FIG. 17 schematically shows the light emitting element 130 and the light receiving element 131, the light emitting optical path 134b and the light receiving optical path 134c, the light emitting lens 132 and the light receiving lens 133, and the light emitted from the light emitting element 130 and detected by the light receiving element 131.
  • FIG. FIG. 17 shows another form of the projecting portion 134d illustrated in FIG.
  • a projecting portion 134d illustrated in FIG. 17 is formed as an inclined surface with respect to the front direction.
  • the protruding portion 134d formed as an inclined surface illustrated in FIG. 17 also has the same effect as the protruding portion 134d illustrated in FIG.
  • FIG. 18 is a schematic perspective view showing an example of the appearance of the push button switch 1 described in the present application.
  • FIG. 8 shows another form in which the outer shape of the push button switch 1 is modified. Note that FIG. 18 omits the description part 100 imitating the shape of an open door symbol or the like.
  • the housing 11 is formed in a substantially rectangular parallelepiped shape. It is formed in a substantially square shape. The vicinity of the upper right vertex of the front surface of the housing 11 is a light emitting position where the light emitting lens 132 is arranged, and the vicinity of the lower left vertex is the light receiving position where the light receiving lens 133 is arranged.
  • the light-emitting lens 132 and the light-receiving lens 133 are arranged outside the edge of the push button 10, so that the operator does not touch the push button 10 with his or her fingertips. , it is possible to suppress adhesion of deposits such as fingertip grease. Further, since the shape of the outer edge of the push button 10 is a substantially square shape with rotational symmetry, the midpoint of the line connecting the light emitting position and the light receiving position is formed so as to substantially coincide with the center of the rotational symmetry. ing.
  • the middle point of the line segment connecting the light emitting position and the light receiving position is aligned with the rotationally symmetrical center of the notation part 100, so that the fingertip approaching the notation part 100 can be accurately detected.
  • a similar effect can be obtained even if the shape of the outer edge of the push button 10 is formed in another rotationally symmetrical shape such as a rectangle.
  • the push button switch 1 described in the present application includes the mechanical contact mechanism 12 using the push button 10 and the non-contact contact mechanism 13 using the light emitting element 130 and the light receiving element 131.
  • a reference numeral 131 detects light emitted from the light emitting element 130 and reflected by an object such as a fingertip of a person.
  • the push button switch 1 described in the present application has excellent effects such as enabling not only the pushing operation of the push button 10 but also the non-contact operation by detecting the light reflected by the object.
  • the detection by the non-contact contact mechanism 13 has various effects such as improvement of convenience, improvement of sanitation by avoiding direct contact, and suppression of failures by reducing the number of machine operations.
  • the push button switch 1 described in the present application limits the irradiation range of light emitted by the light emitting element 130 and further limits the range of light received by the light receiving element 131 by the arrangement and shape of the light emitting lens 132 and the light receiving lens 133. limit.
  • the push button switch 1 described in the present application sets the detection area of the object by limiting the irradiation range and the light receiving range. Specifically, the vicinity of the front surface of the push button 10 is outside the detection area, and when the distance from the push button 10 exceeds a predetermined distance, the area is outside the detection area. Furthermore, the detection area is narrowed in the vertical and horizontal directions perpendicular to the front direction.
  • erroneous detection By locating the vicinity of the front face including the surface of the push button 10 out of the detection area, erroneous detection can be prevented, for example, in the operation of a visually impaired person who recognizes the position of the push button 10 by touch. is possible. It is possible to prevent erroneous detection caused by reacting to an object that is not approaching by deviating from the detection area when it is separated from the push button 10 by a predetermined distance or more.
  • the push button switch 1 described in the present application can prevent erroneous detection, such as reacting to a finger approaching another push button 10, by narrowing the detection area in the vertical and horizontal directions. Play.
  • the push button switch 1 described in this application arranges the light emitting position and the light receiving position outside the edge of the push button 10 .
  • the push button switch 1 described in the present application does not touch the fingertip when the operator presses the push button 10, so it is possible to suppress the adhesion of deposits such as oil on the fingertip. It works great.
  • the push button switch 1 described in the present application is designed so that the midpoint of the line segment connecting the light emitting position and the light receiving position coincides with the center of the rotationally symmetrical object that is the center of the labeling section 100. It is possible to accurately detect a fingertip approaching 100, and other excellent effects can be obtained.
  • the push button switch 1 described in the present application can improve the setting accuracy of the detection area by forming the projecting portion 134d projecting inside the cylindrical light emitting optical path 134b and the light receiving optical path 134c. It works great.
  • the present invention is not limited to this, and the push button switch 1 other than the elevator operation switch, for example, an industrial robot operation. It is possible to apply it as various push button switches 1 such as a switch for use.

Landscapes

  • Push-Button Switches (AREA)
  • Switches Operated By Changes In Physical Conditions (AREA)

Abstract

例えば、エレベータの操作用スイッチとして、押込操作及び非接触での操作を可能とする押しボタンスイッチを提供する。　押しボタンスイッチ１は、押込可能な押しボタン１０、押しボタン１０に連動する可動接点、及び可動接点の動作により可動接点が接離する固定接点を備える。押しボタンスイッチ１は、光を発する発光素子１３０と、光を検出する受光素子１３１とを備える。発光素子１３０から発せられた光を外部へ照射する発光位置及び受光素子１３１が検出する光を外部から受光する受光位置は、押込方向を視る視線で押しボタン１０の縁部の外側に配置されている。受光素子１３１は、発光素子１３０から発せられた光が、押しボタン１０の押込の反対方向側の空間に設定される検出領域内の対象物で反射した光を検出するように配置されている。

Description

押しボタンスイッチ
　本発明は、押しボタンスイッチに関する。
　エレベータ等の様々な機械に押しボタンスイッチが用いられている。例えば、本願出願人は、特許文献１に、エレベータの操作用に適用することが可能な押しボタンスイッチを提案している。特許文献１に記載の押しボタンスイッチは、操作者が、直接押下することでエレベータの操作を行う。
特開２０１６－４７６７号公報
　しかしながら、昨今では、利便性の向上、公衆衛生の確保等の目的で、非接触で操作可能な押しボタンスイッチに対する需要が高まっている。ただし、特許文献１に記載されているように、直接押下することで操作を行う押しボタンスイッチへの需要も依然として高いものである。
　本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、押下操作だけでなく、非接触でも操作可能な押しボタンスイッチの提供を目的とする。
　上記課題を解決するために、本願記載の押しボタンスイッチは、押込可能な押しボタン、前記押しボタンに連動する可動接点、及び前記可動接点の動作により前記可動接点が接離する固定接点を備える押しボタンスイッチであって、光を発する発光素子と、光を検出する受光素子とを備え、前記発光素子から発せられた光を外部へ照射する発光位置及び前記受光素子が検出する光を外部から受光する受光位置は、押込方向を視る視線で、前記押しボタンの縁部の外側に配置されており、前記受光素子は、前記発光素子から発せられた光が、前記押しボタンの押込の反対方向側の空間に設定される検出領域内の対象物で反射した光を検出するように配置されていることを特徴とする。
　また、前記押しボタンスイッチにおいて、押込方法を視る視点で、前記発光位置及び前記受光位置を結ぶ線分の中点は、前記押しボタン上に位置することを特徴とする。
　また、前記押しボタンスイッチにおいて、押込方向を視る視点での、前記押しボタンの外縁の形状は回転対称であり、前記発光位置及び前記受光位置を結ぶ線分の中点は、回転対称の対称の中心と略一致することを特徴とする。
　また、前記押しボタンスイッチにおいて、前記発光素子から発せられた光を通す発光光路と、前記発光位置に配置され、前記発光光路を通った光を屈折させる発光レンズと、前記受光素子が検出する光を通す受光光路と、前記受光位置に配置され、外部からの光を屈折させて前記受光光路を通す受光レンズとを備えることを特徴とする。
　また、前記押しボタンスイッチにおいて、前記発光レンズ及び前記受光レンズのうち少なくとも一方は、出射側又は入射側に、光を屈折させる屈折面が形成されていることを特徴とする。
　また、前記押しボタンスイッチにおいて、前記発光レンズ及び前記受光レンズのうち少なくとも一方は、出射側及び入射側の両面に、光を屈折させる屈折面が形成されていることを特徴とする。
　また、前記押しボタンスイッチにおいて、前記発光光路及び前記受光光路のうち少なくとも一方は、内側に突出する突出部が形成された筒状をなすことを特徴とする。
　また、前記押しボタンスイッチにおいて、前記発光素子を所定の発光パターンで発光させる手段と、前記受光素子が検出した光の受光パターンを、前記発光パターンと比較する手段と、前記受光パターンが、前記発光パターンと合致した場合に、前記発光素子から発した光の反射光を検出したと判定する手段とを備えることを特徴とする。
　本願記載の押しボタンスイッチは、押込可能な押しボタンと、光を発する発光素子と、発光素子から発せられて反射した光を検出する受光素子とを備える。これにより、本願記載の押しボタンスイッチは、押込操作及び非接触での操作が可能である。
　本発明に係る押しボタンスイッチは、押込可能な押しボタンと、発光素子及び受光素子とを備えている。受光素子は、発光素子から発せられて検出領域内の対象物で反射した光を検出する。これにより、本発明に係る押しボタンスイッチは、押込操作だけでなく、検出領域内の対象物による反射光の検出による非接触での操作を可能とする等、優れた効果を奏する。
本願記載の押しボタンスイッチが適用されたエレベータの一例を示す概略図である。 本願記載の押しボタンスイッチの外観の一例を示す概略斜視図である。 本願記載の押しボタンスイッチが備える機械接点機構の一例を模式的に示す概略断面図である。 本願記載の押しボタンスイッチが備える非接触接点機構の一例を模式的に示す概略断面図である。 本願記載の押しボタンスイッチが備える非接触接点機構の制御構成の概略を示す機能ブロック図である。 本願記載の押しボタンスイッチが備える機械接点機構の動作の一例を示す概略断面図である。 本願記載の押しボタンスイッチが備える機械接点機構の動作の一例を示す概略断面図である。 本願記載の押しボタンスイッチが備える非接触接点機構に係る光路の一例を模式的に示す概略図である。 本願記載の押しボタンスイッチが備える非接触接点機構に係る光路の一例を模式的に示す概略図である。 本願記載の押しボタンスイッチが備える非接触接点機構に係る押しボタンの表面からの距離と受光量との関係の一例を示すグラフである。 本願記載の押しボタンスイッチが備える非接触接点機構の発光処理の一例を示すフローチャートである。 本願記載の押しボタンスイッチが備える非接触接点機構の受光処理の一例を示すフローチャートである。 本願記載の押しボタンスイッチが備える非接触接点機構の一例を模式的に示す概略断面図である。 本願記載の押しボタンスイッチが備える非接触接点機構の一例を模式的に示す概略断面図である。 本願記載の押しボタンスイッチが備える非接触接点機構の一例を模式的に示す概略断面図である。 本願記載の押しボタンスイッチが備える非接触接点機構の一例を模式的に示す概略断面図である。 本願記載の押しボタンスイッチが備える非接触接点機構の一例を模式的に示す概略断面図である。 本願記載の押しボタンスイッチの外観の一例を示す概略斜視図である。
　以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
　＜適用例＞
　本願記載の押しボタンスイッチは、例えば、エレベータの操作用スイッチとして用いられる。以下では、図面を参照しながら図面に例示された押しボタンスイッチ１について説明する。図１は、本願記載の押しボタンスイッチ１が適用されたエレベータの一例を示す概略図である。図１は、エレベータとして昇降するかご内の操作盤に配置された複数の押しボタンスイッチ１を示している。本願記載の押しボタンスイッチ１は、行き先となる階数を示す数字が表記された押しボタンスイッチ１、扉の開閉操作に用いられる記号が表記された押しボタンスイッチ１等の各種押しボタンスイッチ１に適用される。なお、本願記載の押しボタンスイッチ１は、エレベータのかご内の操作盤に配置された押しボタンスイッチ１だけでなく、エレベータの昇降場所の操作盤にて、かごを呼び寄せるための押しボタンスイッチ１等の様々な押しボタンスイッチ１に適用することが可能である。
　＜押しボタンスイッチ１の構成例＞
　図２は、本願記載の押しボタンスイッチ１の外観の一例を示す概略斜視図である。押しボタンスイッチ１は、押しボタン１０と、押しボタン１０が配置された筐体１１とを備えている。本願では、筐体１１に対して押しボタン１０が配置された方向を前方とし、押しボタン１０を押し込む方向を後方として表現するが、説明の便宜上の方向であり、本願記載の押しボタンスイッチ１の配置方向を限定するものではない。押しボタン１０は、略円板状をなしている。図２に例示した押しボタンスイッチ１は、扉の開閉操作に用いられるスイッチであり、扉を開けることを示す開扉記号等の形状を模した表記部１００が略中央に形成されている。表記部１００は、例えば、半透明の樹脂等の材料を用いて形成されており、押しボタンスイッチ１内部に設けられた照射部（図示せず）から発せられた可視光を透過させる。押しボタン１０の後方には、後述する機械接点機構１２が配置されており、押しボタン１０の周囲の後方には、後述する非接触接点機構１３が配置されている。機械接点機構１２及び非接触接点機構１３は、押しボタンスイッチ１の回路を開閉する接点機構となっている。
　押込方向を視る前方からの視線で押しボタン１０の縁部の外側には、後述する発光素子１３０（図４等参照）から発せられた光を屈折させる発光レンズ１３２と、後述する受光素子１３１（図４等参照）が検出する光を屈折する受光レンズ１３３とが配置されている。発光レンズ１３２及び受光レンズ１３３は、押しボタン１０の縁部の外側に配置されているため、操作者による押しボタン１０に対する押込操作で、指先が触れることがないため、指先の脂等の付着物の付着を抑制することが可能である。
　発光レンズ１３２は、発光素子１３０から発せられた光を外部へ照射する発光位置に配置されており、受光レンズ１３３は、受光素子１３１が検出する光を外部から受光する受光位置に配置されている。押込方向を視る前方からの視線で、押しボタン１０の外縁の形状は、回転対象となる略円形であり、発光レンズ１３２が配置された発光位置及び受光レンズ１３３が配置された受光位置を結ぶ線分の中点は、回転対称の対称の中心と略一致する。操作者は、押しボタン１０を押す場合、押しボタン１０の表記部１００の中心を目標として押下操作を行う。非接触で検知する場合も同様であり、操作者は、表記部１００の中心を目標として、指先を押しボタン１０に近付ける。本願記載の押しボタンスイッチ１は、発光位置及び受光位置を結ぶ線分の中点を、表記部１００の中心となる回転対称の対称の中心と一致させることにより、表記部１００に近付く指先を的確に検出することが可能となる。
　図３は、本願記載の押しボタンスイッチ１が備える機械接点機構１２の一例を模式的に示す概略断面図である。図３は、機械接点機構１２の断面を、図中上方が押しボタンスイッチ１の前方となるように、模式的に図示している。機械接点機構１２は、押しボタン１０を押下することにより信号を出力する機構であり、可動接点１２０、固定接点１２１、付勢部材１２２等の各種部材を備えている。可動接点１２０は、押しボタン１０の後部に取り付けられ、押しボタン１０に連動する接点であり、固定接点１２１は、筐体１１内に固定された接点である。付勢部材１２２は、押しボタン１０を前方へ付勢する圧縮コイルバネ等の部材である。
　図４は、本願記載の押しボタンスイッチ１が備える非接触接点機構１３の一例を模式的に示す概略断面図である。図４は、本願記載の押しボタンスイッチ１が備える非接触接点機構１３の断面を、図中上方が押しボタンスイッチ１の前方となるように図示している。図４には、非接触接点機構１３の機能の把握を容易にするため、発光素子１３０から発せられ、受光素子１３１にて検出される光を示す矢印と、光を反射させる指先等の対象物とを模式的に示している。非接触接点機構１３は、光を発するＬＥＤ（Light emitting diode：発光ダイオード）等の発光素子１３０と、光を検出するＰＤ（Photo Diode ：フォトダイオード）、ＰＴ（Photo Transistor：フォトトランジスタ）等の受光素子１３１とを備えている。更に、非接触接点機構１３は、前述の発光レンズ１３２及び受光レンズ１３３、光の光路となる光路部材１３４、発光素子１３０及び受光素子１３１を制御する制御部１３５（図５等参照）等の各種構成を備えている。
　発光素子１３０及び受光素子１３１は、２段の略円筒状をなす光路部材１３４に覆われている。発光素子１３０を覆う光路部材１３４は、半径が大きい円筒の前方に、半径が小さい円筒を重ねた形状をなしている。発光素子１３０を覆う光路部材１３４の後部の円筒は、主に光を遮蔽する遮光部１３４ａとして機能し、光路部材１３４の前部の円筒は、主に発光素子１３０から発せられた光を通す発光光路１３４ｂを形成する。受光素子１３１を覆う光路部材１３４は、半径が大きい円筒の上に、半径が小さい円筒を重ねた形状をなしている。受光素子１３１を覆う光路部材１３４の後部の円筒は、主に光を遮蔽する遮光部１３４ａとして機能し、光路部材１３４の前部の円筒は、主に受光素子１３１が検出する光を通す受光光路１３４ｃを形成する。光路部材１３４は、発光素子１３０及び受光素子１３１を覆うようにして筐体１１内に配置されている。光路部材１３４は、発光素子１３０及び受光素子１３１を覆うことにより、発光素子１３０が発する光の出射方向を限定し、受光素子１３１が目的とする光以外の光を検出することを防止する。目的とする光以外の光としては、例えば、押しボタンスイッチ１の内部に配置され、押しボタン１０の表記部１００を照射する照射部から発せられた可視光を例示することができる。
　発光素子１３０を覆う光路部材１３４の前端には、発光レンズ１３２が配置されている。発光レンズ１３２は、凸レンズ等の光学部材にて構成されている。発光レンズ１３２は、発光素子１３０から発せられ、発光光路１３４ｂを通った光の入射を受け、入射した光を屈折させて、外部へ出射する。受光素子１３１を覆う光路部材１３４の前端には、受光レンズ１３３が配置されている。受光レンズ１３３は、凸レンズ等の光学部材にて構成されている。受光レンズ１３３は、外部から入射した光を屈折させ、受光素子１３１へ向けて出射する。
　発光素子１３０から発せられた光は、発光光路１３４ｂを通り、発光レンズ１３２にて屈折し、外部へ出射される。外部へ出射された光は、押しボタンスイッチ１の前方に設定された検出領域内に、人の指先等の対象物が存在する場合、対象物にて反射される。対象物にて反射した光は、外部から受光レンズ１３３に入射し、受光レンズ１３３にて屈折し、受光光路１３４ｃを通り、受光素子１３１にて検出される。
　図５は、本願記載の押しボタンスイッチ１が備える非接触接点機構１３の制御構成の概略を示す機能ブロック図である。押しボタンスイッチ１の非接触接点機構１３は、ＩＣ（Integrated Circuit）、ＬＳＩ（Large Scale IC）、ＶＬＳＩ（Very Large Scale IC ）等の集積回路を用いた制御部１３５を備え、制御部１３５により、発光素子１３０及び受光素子１３１を含む機構全体を制御している。制御部１３５は、予め設定されている発光パターンの発光信号を発光素子１３０へ出力することにより、発光信号に基づく発光パターンで発光素子１３０を発光させる。更に、制御部１３５は、受光素子１３１による光の検出を検知する。制御部１３５は、発光素子１３０から発せられた光の反射光を受光素子１３１が検出したと判定した場合、オン信号をエレベータ本体の制御回路へ出力する。なお、制御部１３５は、筐体１１内に収容するようにしてもよく、また、筐体１１外へ配置するようにしてもよい。
　＜動作＞
　次に、本願記載の押しボタンスイッチ１の動作について説明する。先ず機械接点機構１２について説明する。図６及び図７は、本願記載の押しボタンスイッチ１が備える機械接点機構１２の動作の一例を示す概略断面図である。図６は、押しボタンスイッチ１の押しボタン１０が押下されていない状態を示しており、図７は、押しボタン１０が押下された状態を示している。図６に例示するように、押しボタン１０が押されていない場合、押しボタン１０の後部（図６及び図７では下方）に取り付けられた可動接点１２０は、固定接点１２１から離隔しており、回路が開かれた状態となる。図７に例示するように、操作者により押しボタン１０が押下されると、押しボタン１０に連動する可動接点１２０は後方へ移動し、固定接点１２１と接触して、回路が閉じられる。機械接点機構１２は、回路が閉じられた場合、エレベータ本体の制御回路へ、オン信号を出力する。操作者が押下を解除すると、付勢部材１２２は、押しボタン１０を前方へ付勢し、押しボタン１０の前方への移動に連動して可動接点１２０が固定接点１２１から離隔し、回路が開かれた状態となる。
　図８及び図９は、本願記載の押しボタンスイッチ１が備える非接触接点機構１３に係る光路の一例を模式的に示す概略図である。図８は、図４等を用いて説明した実施形態に係る押しボタンスイッチ１が備える非接触接点機構１３の形態を例示している。図９は、比較のために示した発光レンズ１３２及び受光レンズ１３３を備えない他の実施形態を示している。図８中に示すように、非接触接点機構１３が備える発光レンズ１３２は、発光素子１３０が発した光を屈折させて、光の照射範囲を限定している。また、受光レンズ１３３は、受光素子１３１が受光する光の範囲を限定している。図８及び図９では、発光素子１３０が発した光の照射範囲及び受光素子１３１が受光する光の範囲を実線で示し、照射範囲及び受光範囲が重なる領域を検出領域として点描で示している。検出領域は、押しボタン１０の押込の反対方向側となる前方の空間に設定される。
　照射範囲及び受光範囲が重なる検出領域に、人の指先等の対象物が存在すると、受光素子１３１は、発光素子１３０が発した光の反射光を検出することができる。図８に例示する実施形態の押しボタンスイッチ１は、発光レンズ１３２及び受光レンズ１３３にて照射範囲及び受光範囲を限定することにより、図９に例示する他の実施形態と比べて対象物の検出領域を限定している。詳細には、図８に例示する実施形態の押しボタンスイッチ１は、押しボタン１０の前面近傍が検出領域から外れ、また、押しボタン１０から所定距離以上離れると、検出領域から外れる。更に、正面方向に対して直交する上下左右方向も図９に例示する他の実施形態と比べて検出領域が狭くなっている。押しボタン１０の表面を含む前面近傍が検出領域から外れていることにより、例えば、触覚にて押しボタン１０の位置を認識する視覚障害者等の人の操作に対して、誤検出を防止することが可能である。押しボタン１０から所定距離以上離れると検出領域から外れることにより、接近していない対象物に反応した誤検出を防止することが可能である。上下左右方向の検出領域を狭めることにより、他の押しボタン１０に接近する指先に反応する等の誤検出を防止することが可能である。
　図１０は、本願記載の押しボタンスイッチ１が備える非接触接点機構１３に係る押しボタン１０の表面からの距離と受光量との関係の一例を示すグラフである。図１０中において、実線は、図８等に例示した発光レンズ１３２及び受光レンズ１３３を備える実施形態に係るグラフを示しており、破線は、図９に例示した発光レンズ１３２及び受光レンズ１３３を備えない他の実施形態に係るグラフを比較用として示している。図１０では、押しボタン１０の表面からの距離を横軸にとり、反射光として受光素子１３１が検出する受光量を縦軸にとって、その関係を示している。受光量は、押しボタン１０の表面から遠ざかるに従い漸増し、所定距離でピークを迎えた後、漸減する。図１０に一点鎖線で例示するように、閾値を適宜設定することにより、受光量が閾値を超える距離の範囲が、実装上の検出領域として設定される。発光レンズ１３２及び受光レンズ１３３を設けることにより、受光量のピークは狭く、かつ高くなるので、検出精度及び検出感度を向上させることが可能となる。
　なお、本願記載の押しボタンスイッチ１は、凸レンズを用いた発光レンズ１３２及び受光レンズ１３３を備える構成とすることで、検出領域の限定等の様々な効果を奏するが、凸レンズを備えない構成とすることも可能である。
　次に、本願記載の押しボタンスイッチ１が備える非接触接点機構１３の制御について説明する。図１１は、本願記載の押しボタンスイッチ１が備える非接触接点機構１３の発光処理の一例を示すフローチャートである。非接触接点機構１３は、電源の起動、エレベータ本体の制御回路からの起動信号の入力等の起動条件をトリガとし、発光処理を開始する。非接触接点機構１３は、制御部１３５から予め設定されている所定の発光パターンに基づく発光信号を発光素子１３０へ出力し（Ｓ１０１）、発光素子１３０は、入力された発光信号に基づく発光パターンで発光する（Ｓ１０２）。制御部１３５からの発光パターンに基づく発光信号の出力とは、例えば、所定時間の発光を所定間隔で所定回数繰り返す等の適宜設定可能なパルスパターンの出力である。予め設定されている所定の発光パターンでの発光信号による発光素子１３０の発光は繰り返し実行される。
　図１２は、本願記載の押しボタンスイッチ１が備える非接触接点機構１３の受光処理の一例を示すフローチャートである。非接触接点機構１３は、電源の起動、エレベータ本体の制御回路からの起動信号の入力等の起動条件をトリガとし、受光処理を開始する。制御部１３５は、受光素子１３１を受光待機状態とする（Ｓ２０１）。受光素子１３１が、受光を検出すると（Ｓ２０２）、制御部１３５は、受光素子１３１が検出した受光パターンと、発光素子１３０を発光させた予め設定されている所定の発光パターンとを比較する（Ｓ２０３）。ステップＳ２０３にて発光パターン及び受光パターンを比較することにより、検出した光が発光素子１３０から発した光の反射光か否かを判断する。特に、押しボタンスイッチ１毎に異なる発光パターンを設定することにより、他の押しボタンスイッチ１から発せられた光の反射光の誤検出を防止することができる。
　制御部１３５は、ステップＳ２０３の比較に基づいて、受光素子１３１による光の検出が、発光素子１３０から発した光の反射光の検出か否かを判定する（Ｓ２０４）。ステップＳ２０３の比較の結果、発光パターン及び受光パターンが合致する場合、ステップＳ２０４では、反射光を検出したと判定し、合致しない場合、検出した光は反射光ではないと判定する。ステップＳ２０４において、反射光を検出したと判定した場合（Ｓ２０４：ＹＥＳ）、制御部１３５は、オン信号を出力する（Ｓ２０５）。ステップＳ２０５において、非接触接点機構１３は、制御部１３５により、オン信号をエレベータ本体の制御回路へ出力する。ステップＳ２０５のオン信号の出力を終了後、非接触接点機構１３は、受光待機状態に戻る。
　ステップＳ２０４において、発光パターン及び受光パターンが合致しないと判定した場合（Ｓ２０４：ＮＯ）、ステップＳ２０１の受光待機状態に戻る。
　以上のようにして、非接触接点機構１３は、制御部１３５が、押しボタンスイッチ１の非接触接点機構１３を制御し、非接触接点機構１３が発光素子１３０から発せられた光の反射光を受光素子１３１が検出したと判定した場合、オン信号をエレベータ本体の制御回路へ出力する。
　＜変形例＞
　本願記載の押しボタンスイッチ１は、仕様、規格、用途等の諸条件に応じて適宜変形した実施形態として実現することが可能である。本願記載の押しボタンスイッチ１の無数にある変形例の一部の数例について説明する。
　図１３及び図１４は、本願記載の押しボタンスイッチ１が備える非接触接点機構１３の一例を模式的に示す概略断面図である。図１３及び図１４は、発光素子１３０及び受光素子１３１、発光光路１３４ｂ及び受光光路１３４ｃ、発光レンズ１３２及び受光レンズ１３３、並びに発光素子１３０から発せられ受光素子１３１が検出する光を模式的に示している。図１３及び図１４では、発光レンズ１３２及び受光レンズ１３３として、凸レンズを使用した形態を例示している。図１３に例示する形態において、発光レンズ１３２は、発光光路１３４ｂ側となる入射側にのみ光を屈折させる屈折面が形成された凸レンズである。また、受光レンズ１３３は、受光光路１３４ｃ側となる出射側にのみ屈折面が形成された凸レンズである。図１４に例示する形態において、発光レンズ１３２は、発光光路１３４ｂ側となる入射側及び外部側となる出射側の両面に光を屈折させる屈折面が形成された凸レンズである。また、受光レンズ１３３は、外部側となる入射側及び受光光路１３４ｃ側となる出射側の両面に屈折面が形成された凸レンズである。図１３及び図１４の比較で明らかなように、発光レンズ１３２及び受光レンズ１３３の形態により、光の光路が異なるものとなり、これにより設定される検出領域も変化する。図１３に例示する形態に比べて、図１４に例示する形態は、押しボタン１０に近い位置に検出領域を設定することができる。例えば、押しボタン１０の外形が大きく、発光レンズ１３２及び受光レンズ１３３の配置間隔が長くなる場合、検出領域は、押しボタン１０から遠い位置に設定される。設定された検出領域が、実用上、押しボタン１０に近付けることが好ましい場合、図１４に例示するように、両面に屈折面が形成された凸レンズを用いることで、検出領域の設定範囲を押しボタン１０側に近付けることが可能である。特に、図１４に例示する発光レンズ１３２及び受光レンズ１３３は、外部側が斜面として形成されているため、斜面の角度を適宜設定することにより、最適な検出領域を設定することが可能となる。
　図１５は、本願記載の押しボタンスイッチ１が備える非接触接点機構１３の一例を模式的に示す概略断面図である。図１５は、発光素子１３０及び受光素子１３１、発光光路１３４ｂ及び受光光路１３４ｃ、発光レンズ１３２及び受光レンズ１３３、並びに発光素子１３０から発せられ受光素子１３１が検出する光を模式的に示している。図１５に例示する形態において、発光側は、発光素子１３０から発せられた光のうち正面方向から角度を付けて出射された光が発光光路１３４ｂ内で反射を重ね、発光レンズ１３２を通過せずに外部に出射している。また、受光側は、受光レンズ１３３を通過せずに外部から入射した光が、受光光路１３４ｃ内で反射を重ね受光素子１３１にて検出している。発光レンズ１３２を通過せずに出射した光及び受光レンズ１３３を通過せずに入射した光が多いと検出領域の設定精度が低下する。そこで、発光レンズ１３２及び発光光路１３４ｂ並びに受光レンズ１３３及び受光光路１３４ｃの大きさ、配置位置等の設計要素を調整することにより、図１５に例示する状況の発生が抑制され、検出領域の設定精度を高めることができる。
　図１６は、本願記載の押しボタンスイッチ１が備える非接触接点機構１３の一例を模式的に示す概略断面図である。図１６は、発光素子１３０及び受光素子１３１、発光光路１３４ｂ及び受光光路１３４ｃ、発光レンズ１３２及び受光レンズ１３３、並びに発光素子１３０から発せられ受光素子１３１が検出する光を模式的に示している。図１６は、押しボタンスイッチ１の設計上、発光レンズ１３２及び受光レンズ１３３を通過しない光の発生を避けられない場合の変形例を示している。図１６に例示する押しボタンスイッチ１は、筒状をなす発光光路１３４ｂの内壁の中央近傍に、内側に向けて突出する階段状の突出部１３４ｄが形成されている。発光素子１３０から発せられた光のうち、正面方向へ向けて出射された光は、発光レンズ１３２を通過して外部へ出射し、正面方向から角度を付けて出射された光は突出部１３４ｄにより遮断される。図１６に例示する押しボタンスイッチ１は、発光光路１３４ｂの突出部１３４ｄにより、発光レンズ１３２を通過せずに外部へ出射する方向の光を遮断することができる。また、図１６に例示する押しボタンスイッチ１は、筒状をなす受光光路１３４ｃの内壁の中央近傍に、内側に向けて突出する階段状の突出部１３４ｄが形成されている。受光レンズ１３３を通過せずに受光光路１３４ｃ内に入射した光は、突出部１３４ｄにより遮断される。以上のように、図１６に例示する押しボタンスイッチ１は、検出領域の設定精度を高めることができる。
　図１７は、本願記載の押しボタンスイッチ１が備える非接触接点機構１３の一例を模式的に示す概略断面図である。図１７は、発光素子１３０及び受光素子１３１、発光光路１３４ｂ及び受光光路１３４ｃ、発光レンズ１３２及び受光レンズ１３３、並びに発光素子１３０から発せられ受光素子１３１が検出する光を模式的に示している。図１７は、図１６に例示した突出部１３４ｄの他の形態である。図１７に例示する突出部１３４ｄは、正面方向に対する傾斜面として形成されている。図１７に例示する傾斜面として形成された突出部１３４ｄでも、図１６に例示した突出部１３４ｄと同様の効果を奏する。
　図１８は、本願記載の押しボタンスイッチ１の外観の一例を示す概略斜視図である。図８は、押しボタンスイッチ１の外形状を変形した他の形態である。なお、図１８では、開扉記号等の形状を模した表記部１００を省略して示している。図１８に例示する押しボタンスイッチ１は、筐体１１が略直方体状に形成されており、筐体１１の前面に配置された押しボタン１０の形状は、押込方向を視る前方からの視線で略正方形状に形成されている。筐体１１の前面の右上側の頂点近傍は、発光レンズ１３２が配置された発光位置となっており、左下側の頂点近傍は、受光レンズ１３３が配置された受光位置となっている。図１８に例示する形態においても、発光レンズ１３２及び受光レンズ１３３は、押しボタン１０の縁部の外側に配置されているため、操作者による押しボタン１０に対する押込操作で、指先が触れることがなく、指先の脂等の付着物の付着を抑制することが可能である。また、押しボタン１０の外縁の形状が、回転対称形状の略正方形状であるため、発光位置及び受光位置を結ぶ線分の中点は、回転対称の対称の中心と略一致するように形成されている。従って、本願記載の押しボタンスイッチ１は、発光位置及び受光位置を結ぶ線分の中点を、表記部１００の中心となる回転対称の対称の中心と一致させることにより、表記部１００に近付く指先を的確に検出することが可能となる。押しボタン１０の外縁の形状を長方形等の他の回転対称の形状に形成した場合でも同様の効果が得られる。また、押しボタン１０の外縁の形状を線対称の形状とし、線対称の対称軸が押しボタン１０上に位置するように設計する等、様々な形態に展開することが可能である。
　以上のように、本願記載の押しボタンスイッチ１は、押込可能な押しボタン１０を用いた機械接点機構１２と、発光素子１３０及び受光素子１３１を用いた非接触接点機構１３とを備え、受光素子１３１は、発光素子１３０から発せられて人の指先等の対象物で反射した光を検出する。これにより、本願記載の押しボタンスイッチ１は、押しボタン１０の押込操作だけでなく、対象物による反射光の検出による非接触での操作を可能とする等、優れた効果を奏する。非接触接点機構１３による検出は、利便性の向上の他、直接接触を回避することによる衛生面の向上、更には、機械の動作回数の低減による故障の抑制等の様々な効果を奏する。
　また、本願記載の押しボタンスイッチ１は、発光レンズ１３２及び受光レンズ１３３の配置及び形状により、発光素子１３０が発した光の照射範囲を限定し、更に、受光素子１３１が受光する光の範囲を限定する。本願記載の押しボタンスイッチ１は、照射範囲及び受光範囲を限定することにより、対象物の検出領域を設定する。具体的には、押しボタン１０の前面近傍が検出領域から外れ、また、押しボタン１０から所定距離以上離れると、検出領域から外れるように設定する。更に、正面方向に対して直交する上下左右方向も検出領域が狭くなっている。押しボタン１０の表面を含む前面近傍が検出領域から外れていることにより、例えば、触覚にて押しボタン１０の位置を認識する視覚障害者等の人の操作に対して、誤検出を防止することが可能である。押しボタン１０から所定距離以上離れると検出領域から外れることにより、接近していない対象物に反応した誤検出を防止することが可能である。本願記載の押しボタンスイッチ１は、上下左右方向の検出領域を狭めることにより、他の押しボタン１０に接近する指に反応する等の誤検出を防止することが可能である等、優れた効果を奏する。
　更に、本願記載の押しボタンスイッチ１は、押しボタン１０の縁部の外側に発光位置及び受光位置を配置する。これにより、本願記載の押しボタンスイッチ１は、操作者による押しボタン１０に対する押込操作で、指先が触れることがないため、指先の脂等の付着物の付着を抑制することが可能である等、優れた効果を奏する。
　更に、本願記載の押しボタンスイッチ１は、発光位置及び受光位置を結ぶ線分の中点を、表記部１００の中心となる回転対称の対象の中心と一致させるように設計することにより、表記部１００に近付く指先を的確に検出することが可能となる等、優れた効果を奏する。
　更に、本願記載の押しボタンスイッチ１は、筒状をなす発光光路１３４ｂ及び受光光路１３４ｃの内側に突出する突出部１３４ｄが形成することにより、検出領域の設定精度を高めることが可能である等、優れた効果を奏する。
　本発明は、以上説明したそれぞれの実施形態に限定されるものではなく、他の様々な形態に展開することが可能である。そのため、上述した実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の技術範囲は、請求の範囲によって説明するものであって、明細書本文には何ら拘束されない。更に、請求の範囲の均等範囲に属する変形及び変更は、全て本発明の範囲内のものである。
　例えば、前記実施形態では、エレベータの操作用スイッチとして適用する形態を示したが、本発明はこれに限るものではなく、エレベータの操作用スイッチ以外の押しボタンスイッチ１、例えば、産業用ロボットの操作用スイッチ等の様々な押しボタンスイッチ１として適用することが可能である。
　１　　　　　押しボタンスイッチ
　１０　　　　押しボタン
　１００　　　表記部
　１１　　　　筐体
　１２　　　　機械接点機構
　１２０　　　可動接点
　１２１　　　固定接点
　１２２　　　付勢部材
　１３　　　　非接触接点機構
　１３０　　　発光素子
　１３１　　　受光素子
　１３２　　　発光レンズ
　１３３　　　受光レンズ
　１３４　　　光路部材
　１３４ａ　　遮光部
　１３４ｂ　　発光光路
　１３４ｃ　　受光光路
　１３４ｄ　　突出部
　１３５　　　制御部

Claims (8)

  1. 　押込可能な押しボタン、前記押しボタンに連動する可動接点、及び前記可動接点の動作により前記可動接点が接離する固定接点を備える押しボタンスイッチであって、
    　光を発する発光素子と、
    　光を検出する受光素子と
    　を備え、
    　前記発光素子から発せられた光を外部へ照射する発光位置及び前記受光素子が検出する光を外部から受光する受光位置は、押込方向を視る視線で、前記押しボタンの縁部の外側に配置されており、
    　前記受光素子は、前記発光素子から発せられた光が、前記押しボタンの押込の反対方向側の空間に設定される検出領域内の対象物で反射した光を検出するように配置されている
    　ことを特徴とする押しボタンスイッチ。
  2. 　請求項１に記載の押しボタンスイッチであって、
    　押込方法を視る視点で、前記発光位置及び前記受光位置を結ぶ線分の中点は、前記押しボタン上に位置する
    　ことを特徴とする押しボタンスイッチ。
  3. 　請求項２に記載の押しボタンスイッチであって、
    　押込方向を視る視点での、前記押しボタンの外縁の形状は回転対称であり、
    　前記発光位置及び前記受光位置を結ぶ線分の中点は、回転対称の対称の中心と略一致する
    　ことを特徴とする押しボタンスイッチ。
  4. 　請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の押しボタンスイッチであって、
    　前記発光素子から発せられた光を通す発光光路と、
    　前記発光位置に配置され、前記発光光路を通った光を屈折させる発光レンズと、
    　前記受光素子が検出する光を通す受光光路と、
    　前記受光位置に配置され、外部からの光を屈折させて前記受光光路を通す受光レンズと
    　を備えることを特徴とする押しボタンスイッチ。
  5. 　請求項４に記載の押しボタンスイッチであって、
    　前記発光レンズ及び前記受光レンズのうち少なくとも一方は、出射側又は入射側に、光を屈折させる屈折面が形成されている
    　ことを特徴とする押しボタンスイッチ。
  6. 　請求項４に記載の押しボタンスイッチであって、
    　前記発光レンズ及び前記受光レンズのうち少なくとも一方は、出射側及び入射側の両面に、光を屈折させる屈折面が形成されている
    　ことを特徴とする押しボタンスイッチ。
  7. 　請求項４乃至請求項６のいずれか１項に記載の押しボタンスイッチであって、
    　前記発光光路及び前記受光光路のうち少なくとも一方は、内側に突出する突出部が形成された筒状をなす
    　ことを特徴とする押しボタンスイッチ。
  8. 　請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の押しボタンスイッチであって、
    　前記発光素子を所定の発光パターンで発光させる手段と、
    　前記受光素子が検出した光の受光パターンを、前記発光パターンと比較する手段と、
    　前記受光パターンが、前記発光パターンと合致した場合に、前記発光素子から発した光の反射光を検出したと判定する手段と
    　を備えることを特徴とする押しボタンスイッチ。
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