(57)【要約】【課題】指などの反射物体で反射する反射光を受光素子に導き、受光量を増加し、確実な操作入力が可能となる信頼性の高い光学式操作入力装置を提供することを目的とする。【解決手段】発光素子２４ａ〜２４ｆとプレート２０間に設けた透光性の第一の導光体２６と、プレート２０のキースイッチ操作面２０ａに触れた指などの反射物体２２により反射された光を受光素子２５に導く第二の導光体２８と、受光素子２５の出力によりキースイッチ操作を判別する入力手段３０とを備え、第一の導光体２６は屈折率をプレート２０と接する側を小さくなるように調整し、プレート２０下面からの反射光が生じないようにした。これにより、反射物体２２での反射光は第二の導光体２８により受光素子２５に大半が導かれ、受光量が増加し、確実な操作入力が可能となり、信頼性の高いものとなる。【選択図】図１
2006120393.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機器のキースイッチ操作面を有する透光性のプレートと、キースイッチ操作面の裏側に配置した複数の発光素子および単一の受光素子と、前記発光素子とプレート間に設けた光線を伝播する透光性の第一の導光体と、前記発光素子から第一の導光体を介して照射された光がプレートのキースイッチ操作面に触れられた指などの反射物体により反射された光を受光素子に導く第二の導光体と、前記受光素子の出力によりキースイッチ操作を判別する入力手段とを備え、前記第一の導光体は屈折率をプレートと接する側を小さくなるように調整し、プレート下面からの反射光が生じないようにした光学式操作入力装置。
【請求項２】
第一の導光体と、第二の導光体は一体成型した請求項１に記載の光学式操作入力装置。
【請求項３】
プレートのキースイッチ操作面部分における屈折率を調整し、指などの反射物体で拡散反射された光を全反射させ、ほぼ全て第二の導光体に導かれるようにした請求項１または２に記載の光学式操作入力装置。
【請求項４】
プレートの少なくとも下面に反射防止膜を施し、反射、拡散光を減少させ、受光素子の受光量を増加させた請求項１〜３いずれか１項に記載の光学式操作入力装置。
【請求項５】
第一の導光体および第二の導光体として、光ファイバーを用いた請求項１〜３いずれか１項に記載の光学式操作入力装置。
【請求項６】
第一の導光体および第二の導光体として、鏡筒およびハーフミラーを用いた請求項１〜３いずれか１項に記載の光学式操作入力装置。
【請求項７】
発光素子毎に割り当てられた固有のマルチアクセス符号と、キャリア周波数で発光素子を変調、符号化した信号で駆動する駆動手段と、受光素子の出力を検波し増幅する検波手段と、この検波手段の出力信号と前記発光素子毎に割り当てられた符号を比較する比較手段とを備え、入力手段は、前記比較手段の出力信号によりキースイッチ操作を判別するようにした請求項１に記載の光学式操作入力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、指などの反射物体の有無を検出することにより操作入力を行う家庭用電化機器の光学式操作入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、給湯器、洗濯機、クッキングヒータなどの家庭用電化機器には、これらの機器を操作するための操作スイッチが集中して取り付けられたパネル型の操作入力装置が備えられている。この操作入力装置としては、機械的作動部分を必要せず、操作感が軽快で、且つ、機密性を高くした光学式操作入力装置が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００３】
図７は、特許文献１に記載された光学式操作入力装置を示している。これは駆動回路から出力された所定周波数のパルス信号に基づいて発光素子２から赤外光が射出される。この赤外光は、ガラスなどの導光体３を通過し、操作者の指などからなる反射物体４に照射される。反射物体４に反射した反射光の一部は、導光体３を再び通過して受光素子５で検出され、受信信号１として出力される。これにより、反射物体４の有無を検出している。
【０００４】
図８は、特許文献２に記載された光学式操作入力装置を示している。これは指などの反射物体１０を発光素子１８ａ、１８ｂの上面に配置された導光体１５表面に接触させると、発光素子１８ｂから出射される出射光１７ａは反射物体１０で反射され、その反射光は四方に広がる拡散光となり、その光の一部は全反射条件を満たし、全反射光１７ｂとなって導光体１５内部を進み、導光体１５端面近傍に設けられた受光素子１４に入射する。受光素子１４に入射した光は受光素子１４で光電流を発生させ、その光電流は図示しない検出回路に送られ、処理されてスイッチが操作されたかどうかが判別される。
【特許文献１】特開平８−１３９５８３号公報
【特許文献２】特開２０００−１００２８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記従来の構成では、いずれも、導光体３、１５を通過して受光素子５、１４に入射する反射光が減衰すると検出能力が低下し、確実な操作が行えないという課題を有していた。
【０００６】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、指などの反射物体で反射する反射光を受光素子に導き、受光量を増加し、確実な操作入力が可能となる信頼性の高い光学式操作入力装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記従来の課題を解決するために、本発明の光学式操作入力装置は、発光素子とプレート間に設けた光線を伝播する透光性の第一の導光体と、発光素子から第一の導光体を介して照射された光がプレートのキースイッチ操作面に触れられた指などの反射物体により反射された光を受光素子に導く第二の導光体と、受光素子の出力によりキースイッチ操作を判別する入力手段とを備え、第一の導光体は屈折率をプレートと接する側を小さくなるように調整し、プレート下面からの反射光が生じないようにしたものである。
【０００８】
これにより、指などの反射物体で反射する反射光は第二の導光体により受光素子に大半が導かれ、受光量が増加し、確実な操作入力が可能となり、信頼性の高いものとなる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の光学式操作入力装置は、確実な操作入力が可能で信頼性の高い光学式操作入力装置となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
第１の発明は、機器のキースイッチ操作面を有する透光性のプレートと、キースイッチ操作面の裏側に配置した複数の発光素子および単一の受光素子と、前記発光素子とプレート間に設けた光線を伝播する透光性の第一の導光体と、前記発光素子から第一の導光体を介して照射された光がプレートのキースイッチ操作面に触れられた指などの反射物体により反射された光を受光素子に導く第二の導光体と、前記受光素子の出力によりキースイッチ操作を判別する入力手段とを備え、前記第一の導光体は屈折率をプレートと接する側を小さくなるように調整し、プレート下面からの反射光が生じないようにした光学式操作入力装置とすることにより、指などの反射物体で反射する反射光は第二の導光体により受光素子に大半が導かれ、受光量が増加し、確実な操作入力が可能となり、信頼性の高いものとなる。
【００１１】
第２の発明は、特に、第１の発明において、第一の導光体と、第二の導光体は一体成型したことにより、光の損失を最小限に低減させ、より信頼性の高いを操作入力装置とすることができる。
【００１２】
第３の発明は、特に、第１または第２の発明において、プレートのキースイッチ操作面部分における屈折率を調整し、指などの反射物体で拡散反射された光を全反射させ、ほぼ全て第二の導光体に導かれるようにしたことにより、指などの反射物体で拡散反射された光を全反射させ、ほぼ全て第二の導光体に導かれるようにすることができる。
【００１３】
第４の発明は、特に、第１〜第３のいずれか１つの発明において、プレートの少なくとも下面に反射防止膜を施し、反射、拡散光を減少させ、受光素子の受光量を増加させたことにより、指などの反射物体での反射光量が増え、受光素子での受光量も増加され、より正確な操作入力が可能となる。
【００１４】
第５の発明は、特に、第１〜第３のいずれか１つの発明において、第一の導光体および第二の導光体として、光ファイバーを用いたことにより、導光体における光の損失を減らして、指などの反射物体での反射光量が増え、受光素子での受光量も増加され、より正確な操作入力が可能となる。
【００１５】
第６の発明は、特に、第１〜第３のいずれか１つの発明において、第一の導光体および第二の導光体として、鏡筒およびハーフミラーを用いたことにより、光の損失を減らして、指などの反射物体での反射光量が増え、受光素子での受光量も増加され、より正確な操作入力が可能となる。
【００１６】
第７の発明は、特に、第１の発明において、発光素子毎に割り当てられた固有のマルチアクセス符号と、キャリア周波数で発光素子を変調、符号化した信号で駆動する駆動手段と、受光素子の出力を検波し増幅する検波手段と、この検波手段の出力信号と前記発光素子毎に割り当てられた符号を比較する比較手段とを備え、入力手段は、前記比較手段の出力信号によりキースイッチ操作を判別するようにしたことにより、複数のキースイッチを同時に入力し、発光素子を同時に発光させてもキースイッチの判別が可能となり、キースイッチ数が増えた場合でも、短時間で正確な操作入力が可能となる。
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１８】
（実施の形態１）
図１〜図３は、本発明の実施の形態１における光学式操作入力装置を示すものである。
【００１９】
図１、図２は、家庭用電化機器の一例としてクッキングヒータの光学式操作入力装置を示しており、被加熱調理容器を載置する透光性の耐熱ガラスなどからなるプレート（天板）２０上には、キースイッチ操作面２０ａを有している。キースイッチ操作面２０ａにはキースイッチ２１ａ〜２１ｆが印刷されており、使用者はこのキースイッチ２１ａ〜２１ｆに印刷された調理器の制御内容を示す絵柄（アイコン）を確認しながら、アイコンで示される各キースイッチ２１ａ〜２１ｆ中の一つの操作面を指などの反射物体２２で触れることで調理器を操作するものである。
【００２０】
また、複数の機器の回路基板２３上には、キースイッチ２１ａ〜２１ｆ毎に設けた発光素子２４ａ〜２４ｆと、単一の受光素子２５と、この受光素子２５の出力によりキースイッチ操作を判別する入力手段３０が実装され、キースイッチ操作面２０ａの裏側に配置してある。発光素子２４ａ〜２４ｆとプレート２０間に透光性の第一の導光体２６が、プレート２０と受光素子２５間に透光性の第二の導光体２８が設けてある。プレート２０（屈折率≒１．５４１）と、光を伝播する第一の導光体２６および第二の導光体２８との間は空気層（屈折率＝１）を挟まないように、光学接着剤（屈折率≒１．５４）で満たしてあり、受光素子２５は固定部品２９により基板２３に所定の角度で固定している。
【００２１】
第一の導光体２６および第二の導光体２８はプレート２０の屈折率に近い値の材料で作られている。例えば、屈折率制御（低屈折率化）を行ったポリカーボネートや、エポキシ系樹脂にイオウやフッ素を含有させ、その含有量を制御（±０．００１の精度で制御可能）した樹脂、あるいは、非晶性の透明プラスチックであるポリオレフィン樹脂と複数元素との複合化した樹脂などを用いている。発光素子２４ａ〜２４ｆから照射された光は、第一の導光体２６の端面から入射し、直進あるいは全反射を繰り返しながら第一の導光体２６内部を伝搬し、プレート２０を透過して反射物体２２に照射される。
【００２２】
第一の導光体２６は、図２（ｂ）に示すように、各々の間が分離された透光性の材料からできた長方形の板を複数個並べた形状をしており、これにより発光素子２４ａ〜２４ｆ間の光の干渉を低減している。また、第一の導光体２６のプレート２０と接する部分２７は、より屈折率が小さくなるように調整し、プレート２０下面からの反射光が生じないようにしてある。すなわち、各々の透過率の大小関係が、プレート２０の透過率＜プレート２０と接する部分２７の透過率＜第１の導光体２６の透過率  となるように設計してある。これにより、発光素子２４ａ〜２４ｆから照射された光は第１の導光体２６からプレート２０へ反射光を生じることなく導かれ、反射物体２２で反射された光は、全反射条件が成立するため第一の導光体２６側には戻らず、その大部分は再び反射物体２２へ照射され、反射物体２２で反射されて放物面状の第二の導光体２８により受光素子２５に大半が導かれることになり、Ｓ／Ｎ比を高く保つことが可能となる。
【００２３】
また、図２（ａ）に示すように、反射物体２２で反射された光は第二の導光体２８で中央下部に位置して設けた受光素子２５へ導かれる。この楕円放物面（ｘ２／ａ２＋ｙ２／ｂ２＝２ｚ）または双曲放物面（ｘ２／ａ２−ｙ２／ｂ２＝２ｚ）の形状は、反射物体２２がキースイッチ２１ａ〜２１ｆのどの位置に触れられても、反射光の受光素子２５までの光路がほぼ等しくなるように計算されている。
【００２４】
次に、図３はクッキングヒータとして組込型の誘導加熱調理器を示すもので、ケース３１と、被加熱調理容器３２を載置するプレート２０とからなる調理器本体の外郭内に、加熱コイル３４と、被加熱調理容器３２の温度を検知する温度センサー３５と、加熱コイル３４の出力を制御する出力制御手段３６と、出力制御手段３６を冷却する送風機３７と、電源の入／切を行う電源スイッチ３８と、電源スイッチ３８の入／切を表示する電源ランプ３９と、プレート２０の前方上部に位置する出力の設定を行う出力設定手段４０と、出力の設定状態（加熱量）を表示する出力表示手段４１とを備え、光学式操作入力装置を構成している。出力設定手段４０は、図１、図２に示した光学式操作入力装置に対応しているものである。
【００２５】
以上のように構成された光学式操作入力装置、およびそれを搭載した誘導加熱調理器について、以下その動作、作用を説明する。
【００２６】
使用者は誘導加熱が可能である被加熱調理容器３２に調理物を入れ、加熱コイル３４上に位置するリング状の絵柄で示されたプレート２０上の加熱領域に置く。電源スイッチ３８を投入すると、電源ランプ３９が点灯され、送風機３７が起動して送風を開始し、発光素子２４ａ〜２４ｆが各々異なる波長の光を同時に照射して出力設定手段４０が操作可能状態となる。キースイッチ２１ａ〜２１ｆ上に、反射物体２２が存在しない場合には、前記照射光は第一の導光体２６の端面から入射し、直進あるいは全反射を繰り返しながら第一の導光体２６内部を伝搬した後、プレート２０を透過して上空へ放出される。この時、受光素子２５にはプレート２０下面で反射された僅かな反射光が受光されるだけなので、コンパレータ回路、ロジック回路あるいはマイクロコンピュータで構成した入力手段３０はキースイッチ操作がないと判断し、動作は行われない。
【００２７】
次に、指などの反射物体２２がキースイッチ２１ａ〜２１ｆ上に存在する場合は、前記照射光は反射物体２２などで拡散反射し、第二の導光体２８内部を直進あるいは全反射を繰り返しながら伝搬した後、受光素子２５で受光され、光電効果により光電流が流れ、入力手段３０はキースイッチ操作が有りと判断し、キースイッチ２１ａ〜２１ｆの制御内容に従った加熱量と加熱信号を出力制御手段３６へ出力し、誘導加熱調理器としての動作が行われる。例えば、キースイッチ２１ｂで左バーナーを選択した後、キースイッチ２１ａ（加熱量アップ）および２１ｃ（加熱量ダウン）を操作して所定の加熱量を設定する。出力制御手段３６は入力手段３０から加熱量と加熱信号を入力し、この加熱量に相当する高周波電流を加熱コイル３４に供給し、加熱コイル３４から誘導磁界が発せられ、プレート２０上の被加熱調理容器３２が誘導加熱される。
【００２８】
この誘導加熱によって被加熱調理容器３２の温度が上昇し、被加熱調理容器３２内の調理物が調理される。また、出力制御手段３６は温度センサー３５により被加熱調理容器３２の温度を検知し、過熱状態とならないように温度調節動作を行う。再び、キースイッチ２１ｂが操作されると、入力手段３０が出力制御手段３６へ停止信号を出力し、加熱動作を停止する。電源スイッチ３８を切断すると、電源ランプ３９が消灯され、送風機３７が停止し、発光素子２４ａ〜２４ｆも消灯して、全ての動作を停止する。
【００２９】
一般的に誘導加熱調理器のプレート２０は、耐熱性を有しながら強度を高めるため特殊組成のガラスを再加熱してガラス中に微細結晶を析出させた結晶化ガラス（例えば、リシア系セラミックス  Ｌｉ２Ｏ−ＡＬ２Ｏ３−ＳｉＯ２）が用いられており、０．５μｍ〜２．６μｍの波長の光は８０％以上透過し、３〜４μｍの波長の光は３０％程度透過し、４μｍよりも長い波長、および０．５μｍよりも短い波長の光はほとんど通さない。また、操作入力が一般的には指先なので、送風機３７が生じさせる吸気により十分に冷却された操作面の温度範囲は０〜４０℃に保たれており、この操作面部分のプレート２０自身が放射する赤外線エネルギーはステファン・ボルツマンの法則により波長３．５μｍ〜６５μｍに集約される。一方、調理時の被加熱調理容器３２温度は約３０℃〜２５０℃であり、この温度の物体が放射する赤外線のピーク波長はプランクの放射法則により６μｍ〜１０μｍであり、全エネルギー放射はステファン・ボルツマンの法則により１．８μｍ〜６５μｍに集約される。この内、プレート２０を透過して１．８μｍ〜４μｍの赤外光がケース３１とプレート２０とからなる調理器本体の外郭内に侵入するが、受光素子２５に直接入らないように遮光材（図示せず）を設けてある。従って、本実施の形態ではプレート２０を８０％以上透過する０．５μｍ〜２μｍの波長帯域で、例えば、０．１μｍ刻みで発光素子２４ａ〜２４ｆに異なる波長を割り当ててある。
【００３０】
また、受光素子２５は受光した光をプリズムなどで分光した後に、複数のバンドパスフィルター（各キースイッチに割り当てられた波長のみ透過させる）を装着したシリコンフォトダイオードアレイに導くことで、波長刻み毎の光電流を同時に検出している。なお、誘導加熱調理器の場合、加熱コイル３４に供給される高周波電流や、ＤＣ電源のスイッチングノイズなどの電磁誘導ノイズが多いため、光電流の検出にはノイズ除去処理（遅延）時間を設け、誤動作しないようにするのが一般的であるが、発光素子２４ａ〜２４ｆを同時に発光させることで、キースイッチの数を増やした場合でも、順次駆動（スキャン）方式のように総操作入力時間が長くならないように工夫してある。
【００３１】
以上のように、本実施の形態では、発光素子２４ａ〜２４ｆと機器のキースイッチ操作面２０ａを有するプレート２０間に設けた第一の導光体２６の屈折率をプレート２０と接する側を小さく、発光素子２４ａ〜２４ｆ側と接する側を大きくなるようにしたことにより、指などの反射物体２２で反射された光は第一の導光体２６側には戻らず、第二の導光体２８により受光素子２５に大半が導かれるため、受光量が増加し、プレート２０を介して複数のキースイッチ２１ａ〜２１ｆを構成する場合でも確実な操作入力が可能となる。また、キースイッチ２１ａ〜２１ｆ毎に異なる波長を割り当て同時に発光させることにより、キースイッチ２１ａ〜２１ｆの数が増えても、入力時間が長くなることがない。また、複数のキースイッチ２１ａ〜２１ｆが同時に押された場合でも入力が可能である。
【００３２】
また、本実施の形態における第一の導光体２６および第二の導光体２８は、構成材料（屈折率＝１．５４１）と空気（屈折率＝１）との屈折率差による全反射などを利用して、光を効率よく操作面および受光素子２５へ導く板状のもので、例えば、自動車のスピードメータでは、針やスケールの部分や、液晶ディスプレイではバックライト部に用いられている。なお、本実施の形態では、単一の材料による屈折率調整としたが、屈折率の高い別の材料を線状に埋め込み加工することで、より効率よく光をキースイッチ操作面２０ａおよび受光素子２５に導くこともできる。
【００３３】
また、本実施の形態における第一の導光体２６と、第二の導光体２８を一体成形し、発光素子側のプレート２０と接する部分の屈折率を、光学接着剤や塗料の塗布、樹脂シートの張り付けなどで小さくし、同一の効果を持たせることも可能である。また、プレート２０のキースイッチ操作面２０ａ部分、例えば、キースイッチ２１ａ〜２１ｆ毎２０の各キースイッチ操作面２０ａの屈折率を調整し、指などの反射物体２２で拡散反射された光を全反射させ、ほぼ全て第二の導光体２８に導かれるようにすれば、指などの反射物体２２で拡散反射された光を全反射させ、ほぼ全て第二の導光体２８に導くようにすることができる。また、プレート２０の少なくとも下面（全面であってもよい）に反射防止膜を施し、反射、拡散光を減少させ、受光素子２５の受光量を増加させることにより、指などの反射物体２２での反射光量が増え、受光素子２５での受光量も増加され、より正確な操作入力が可能となる。
【００３４】
また、図４に示すように、本実施の形態における第一の導光体２６と、第二の導光体２８に代えて、鏡筒４２ａ、４２ｂとハーフミラー４３で同一の効果を持たせることも可能である。発光素子２４ａ〜２４ｆからの照射光はハーフミラー４３を透過して反射物体２２に照射されるが、反射物体２２からの反射光はハーフミラー４３で反射され、鏡筒４２ｂ内部を全反射しながら受光素子２５へ導かれる。鏡筒４２ｂは複数の筒を束ねて、単一の受光素子２５へ接続されている。鏡筒４２ｂ内に入った光は低い損失で受光素子２５へ導くことができる。
【００３５】
また、図５に示すように、本実施の形態における第一の導光体２６と、第二の導光体２８に代えて、プラスチック製などの光ファイバー４４、４５で同一の効果を持たせることも可能である。発光素子２４ａ〜２４ｆからの照射光は光ファイバー４４内部を全反射しながら反射物体２２に照射され、反射物体２２からの光ファイバー４４内部を全反射しながら受光素子２５へ導かれる。特に、プラスチック製の光ファイバーは安価であり、任意の形状に折り曲げられるので、任意の位置に受光素子２５を置くことが可能となる。
【００３６】
また、本実施の形態の受光素子２５を、プリズムとＣＣＤ素子あるいはＣＩＳ素子とすることで、Ｘ方向だけでなく、Ｘ−Ｙの二次元、すなわち、より広い操作面で波長を検知できることが可能となる。なお、光電効果を用いた受光素子には、光によって電気抵抗を変化するもの（光電導素子）、半導体の光効果によって起電力を生じるもの（光起電力素子）、光によって固体表面から電子を放出するもの（光電子放出）があるが、本実施の形態の用途では光電導素子は反応が遅すぎるため使用できない。フォトダイオードなどの光起電力素子がコスト、性能面から適している。
【００３７】
また、本実施の形態における受光素子２５のプリズムを偏光子（固定波長板）と液晶可変波長板（ネマティック液晶セル）とを４５°の角度で積層した液晶可変フィルターとすることにより、印加電圧を可変してピーク波長を任意に高速で可変することが可能な結果、任意の波長成分の光を取り出すこともできる。プリズムと同様に稼動部品をもたず、長寿命で信頼性が高い上に、電気的に制御可能なため省スペース化が図れる。
【００３８】
また、本実施の形態で使用する０．５μｍ〜２μｍの波長帯域においても、太陽光や強い照度の蛍光灯、赤外線利用器具などからの外乱光により受光素子２５の光電流が定常的（直流的）に大きくなり、反射物体２２の有／無による生じる光電流の差が判別しにくくなる場合もありうるが、発光素子２４ａ〜２４ｆを所定の周波数でＯＮ／ＯＦＦ駆動（変調をかける）し、受光素子２５の出力をハイパスフィルターを経由してから、入力手段３０へ接続することで、外乱光による直流成分をカットし、反射物体２２の有／無により生じる光電流の差のみを検出することができるのは当然である。
【００３９】
（実施の形態２）
図６は、本発明の実施の形態２における光学式操作入力装置を示すものである。実施の形態１と基本構成は同一であり、同一要素には同一符号を付して説明を省略する。
【００４０】
本実施の形態においては、発光素子２４ａ〜２４ｆ毎に割り当てられた固有のマルチアクセス符号と、キャリア周波数で発光素子２４ａ〜２４ｆを変調、符号化した信号で駆動する駆動手段４６と、前記発光素子２４ａ〜２４ｆの出力を検波し増幅する検波手段４７と、この検波手段４７の出力信号と前記発光素子２４ａ〜２４ｆ毎に割り当てられた符号を比較する比較手段４８と、この比較手段４８の出力信号によりキースイッチ操作を判別する入力手段４９とで光学式操作入力装置を構成している。
【００４１】
受光素子２５の光電流は抵抗５０、５１と、ＯＰアンプ５２からなる電流−電圧変換回路で増幅された電圧信号となる。検波装置４７は抵抗５３、５４と、コンデンサ５５、５６と、ダイオード５７、５８と、ＯＰアンプ５９からなり、いわゆるｐ−ｐ検出回路である。駆動手段４６と、比較手段４８と、入力手段４９はマイクロコンピュータ６５で実現されている。また、電流制限用の抵抗アレイ６０、マイクロコンピュータ６５のクロック６２、電源用コンデンサ６３、６４を備えている。
【００４２】
以上のように構成された光学式操作入力装置について、以下その動作、作用を説明する。
【００４３】
駆動手段４６により発光素子２４ａ〜２４ｆが同一波長で、各々異なる符号で変調された信号の光を同時に照射して出力設定手段４０が操作可能状態となる。キースイッチ２１ａ〜２１ｆ上に、反射物体が存在しない場合には、前記照射光は第一の導光体２６の端面から入射し、直進あるいは全反射を繰り返しながら第一の導光体２６内部を伝搬した後、プレート２０を透過して上空へ放出される。この時、受光素子２５にはプレート２０下面で反射された僅かな反射光が受光されるだけで、検波手段４７を介して比較手段４８から出力される信号レベルも低いので、マイクロコンピュータ６５で構成した入力手段４９はキースイッチ操作がないと判断し、機器の動作は行われない。
【００４４】
次に、指などの反射物体２２がキースイッチ２１ａ〜２１ｆ上に存在する場合は、前記照射光は反射物体２２などで拡散反射し、第二の導光体２８内部を直進あるいは全反射を繰り返しながら伝搬した後、受光素子２５で受光され、光電効果により光電流が流れ、検波手段４７を介して比較手段４８から出力される信号レベルも高くなるので、入力手段４９はキースイッチ操作が有りと判断し、機器へ操作信号を出力する。
【００４５】
ここで、発光素子２４ａ〜２４ｆに付与する固有の符号は、例えば、値寄与度の差が、ある小さな定数以下であるようなコードが考えられる。この定義を満たすようなコードは多数存在するが、例えば、（表１）に示すコードは、いずれも３ビットの均質コードの一種であり、各ビットの値寄与度は全て０である。
【００４６】
【表１】
2006120393.tif 000003
【００４７】
以上のように、本実施の形態では、発光素子２４ａ〜２４ｆ毎に付与された固有のマルチアクセス符号で変調した信号で同時に駆動することで、キー信号としての干渉が生じないようにしている。これによって、発光素子２４ａ〜２４ｆを同時に発光させてもキースイッチ２１ａ〜２１ｆの判別が可能となり、キースイッチ数が増えた場合でも、短時間で正確な操作入力が可能となる。
【００４８】
また、本実施の形態の検波手段４７をスレッショレベル自動追従回路とすることで、反射物体２２によってＳ／Ｎ比（高反射率部と低反射率部との出力比）が変わり生じるバラツキを抑え、反射物体２２との距離は反射物体２２の反りで異なる外乱光、受光素子２５の暗電流・漏れ電流（バラツキ２〜３倍）、温度特性で生じる変動を抑制することができ、より安定した入力を行える。
【００４９】
また、オフセット・ドリフトキャンセル回路のように、キャンセルコンデンサに所定周期毎に、キャンセル量を充電する形でも良い。また、本実施の形態の検波手段４７は、駆動手段４６と、検波手段４７、比較手段４８および入力手段４９は家電製品が適用する所定の規格フォーマットに基づいた赤外リモコンＩＣや、赤外リモコン受信端子を有するマイクロコンピュータを用いることで、安価に実現することができる。
【００５０】
また、実施の形態１、２における光学式操作入力装置は、光学式で機械的な可動部分を持たないため、押圧操作といった作動力不要で、防塵・防水構造が可能であり、動作寿命が半永久的とすることが可能となる。軽快な操作感でユニバーサル・デザインを実現すると共に、調理中などで指が汚れている場合でも、操作面が汚れにくいという利点を有するものである。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
以上のように、本発明にかかる光学式操作入力装置は、確実な操作入力が可能で信頼性の高い光学式操作入力装置となるので、誘導加熱調理器に限らず他のクッキングヒータや、給湯器、洗濯機などの様々な家庭用電化機器に搭載することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】（ａ）本発明の実施の形態１における光学式操作入力装置のキースイッチ操作面の平面図（ｂ）（ａ）のＸ−Ｘ線による断面図（ｃ）同Ｙ−Ｙ線による断面図
【図２】（ａ）同光学式操作入力装置における第２の導光体の正面図（ｂ）同第１の導光体の斜視図（ｃ）同第１、第２の導光体の断面図
【図３】同光学式操作入力装置を搭載した誘導加熱調理器の分解斜視図
【図４】同光学式操作入力装置における第１、第２の導光体の他例を示す断面図
【図５】同第１、第２の導光体のさらなる他例を示す断面図
【図６】本発明の実施の形態２における光学式操作入力装置の回路ブロック図
【図７】従来の光学式操作入力装置の一例を示す図
【図８】従来の光学式操作入力装置の別方式例を示す図
【符号の説明】
【００５３】
２０  プレート
２０ａ  キースイッチ操作面
２１ａ〜２１ｆ  キースイッチ
２４ａ〜２４ｆ  発光素子
２５  受光素子
２６  第一の導光体
２８  第二の導光体
３０、４９  入力手段
４２ａ、４２ｂ  鏡筒
４３  ハーフミラー
４４、４５  光ファイバー
４６  駆動手段
４７  検波回路
４８  比較手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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