(57)【要約】【課題】  ユーザが任意に動作ポイントを設定することができる近接スイッチを提供する。【解決手段】  制御部１０は、キャリブレーションスイッチ１２から第１所定時間以上連続してスイッチ信号が入力されると、動作距離を変更するようになっている。そして、スイッチ信号が第１所定時間以上入力されると、センサ部１１の検出範囲内において、車室内照明を点灯または消灯させる位置に検出対象があるときの受光部１１ｂの電圧値と、車室内照明を点灯または消灯させない位置に検出対象があるときの受光部１１ｂの電圧値と、がそれぞれ制御部１０に入力される。制御部１０では、それらの電圧値に基づき、センサ部１１の動作距離が設定される。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作対象物の電源をオンまたはオフさせる制御手段（１０）と、
前記制御手段からの指令に基づき、赤外光を発する発光手段（１１ａ）と、
検出対象にて反射した光を受信すると共に、その光の強度に応じた電圧値を出力する受光手段（１１ｂ）と、を有するセンサ（１１）と、
前記センサの検出範囲内において、前記操作対象物の電源をオンまたはオフさせるか否かの作動距離を設定するスイッチ（１２、１３）と、を備え、
前記制御手段は、前記スイッチから第１所定時間以上連続してスイッチ信号が入力されると、前記動作距離を変更するようになっており、前記センサの検出範囲内において、前記操作対象物の電源をオンまたはオフさせる位置に前記検出対象があるときの前記受光手段の電圧値と、前記操作対象物の電源をオンまたはオフさせない位置に前記検出対象があるときの前記受光手段の電圧値と、をそれぞれ入力すると共にそれらの電圧値に基づき、前記センサの動作距離を設定するようになっていることを特徴とする近接スイッチ。
【請求項２】
前記制御手段は、
前記操作対象物の電源をオンまたはオフさせる位置に対応する前記受光手段の電圧値を記憶する手段（１３０）と、
前記操作対象物の電源をオンまたはオフさせない位置に対応する前記受光手段の電圧値を記憶する手段（１６０）と、
前記操作対象物の電源をオンまたはオフさせる前記受光手段の電圧値および前記操作対象物の電源をオンまたはオフさせない前記受光手段の電圧値から前記センサから検出対象まで距離をそれぞれ求め、それら距離の間のいずれかの場所に前記動作距離を設定すると共に、その動作距離に応じた電圧値をしきい値として記憶する手段（１７０）と、を有し、
前記検出対象にて反射した光の強度に応じた電圧値が前記しきい値を超えるか否かによって前記操作対象物の電源をオンまたはオフさせるようになっていることを特徴とする請求項１に記載の近接スイッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子から発せられた光が検出対象に当たると共に、検出対象からの反射光を検出することで、検出対象をスイッチに触れさせずに操作対象物（例えば車室内照明）の電源をオンまたはオフさせる近接スイッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、光源から光を照射して検出対象からの反射光を捉える反射式センサを採用した近接スイッチが広く知られている。この種の近接スイッチは、ユーザが近接センサに備えられた反射式センサに直接触れることなくスイッチをオンまたはオフさせることができるものとして、例えば、車両の車室内照明の点灯または消灯を行うためのスイッチとして用いられている。
【０００３】
車両に搭載される近接スイッチは、発光素子（例えばＬＥＤ）と受光素子（例えばフォトダイオード）とを有するセンサ部と、センサ部の受光素子からの受信信号に基づいて車室内照明の点灯または消灯を制御する制御部と、を備えて構成されている。
【０００４】
このような近接スイッチでは、制御部が発光パルスを作成すると共にこの発光パルスを発光素子に出力すると、発光素子はその発光パルスに応じて光を発する。そして、その光がユーザの手に当たって反射すると、受光素子がユーザの手からの反射光を受信すると共に反射光強度に応じた電圧値を受信信号として制御部に出力する。制御部は、入力される受信信号が所定の電圧しきい値を超える場合、車室内ランプの点灯または消灯処理を行うようになっている。
【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、上記従来の技術では、近接スイッチの制御部に設定されているしきい値が固定されているため、ユーザの手の表皮の状態やセンサに対する手の向きによって光の反射率が変化すると、近接スイッチとしての動作仕様が変わってしまうという問題があった。
【０００６】
具体的に、手における光の反射率が高い場合、手がセンサ部から遠い位置にあっても、受光素子にて受信される反射光の強度に応じた電圧値が制御部に設定されているしきい値を超えてしまう。したがって、近接スイッチとしての応答性が良い反面、不必要な場合にも反応してしまうためユーザに煩わしさを感じさせてしまう。
【０００７】
一方、手における光の反射率が低い場合、手をセンサ部の近い位置にかざしても、受光素子にて受信される反射光の強度に応じた電圧値が制御部に設定されているしきい値を超えず、スイッチの切り換えがなされない。したがって、非接触センサとしての応答性が悪くなってしまう。
【０００８】
また、センサの受光素子に対して手のひらや手の甲を向ける場合、手における光の反射面が広いため、光の反射率が高くなる。一方、受光素子に手の指先を向けると、指先の光の反射面積が小さいため、光の反射率は低くなる。このように手の向きに応じて光の反射率が変わると、上述のように、近接スイッチとしての応答性が変わってしまう。
【０００９】
以上のように、ユーザの手の表皮の状態や受光素子に対する手の向きによって、受光素子からユーザの手までの距離、すなわち動作ポイントが同じ近接スイッチを用いたとしてもユーザによって変わってしまうため、スイッチとしての応答性が定まらなかった。
【００１０】
本発明は、上記点に鑑み、ユーザが任意に動作ポイントを設定することができる近接スイッチを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、制御手段は、スイッチから第１所定時間以上連続してスイッチ信号が入力されると、動作距離を変更するようになっており、センサの検出範囲内において、操作対象物の電源をオンまたはオフさせる位置に検出対象があるときの受光手段の電圧値と、操作対象物の電源をオンまたはオフさせない位置に検出対象があるときの受光手段の電圧値と、をそれぞれ入力すると共にそれらの電圧値に基づき、センサの動作距離を設定するようになっていることを特徴としている。
【００１２】
このように、ユーザが上記スイッチを第１所定時間押すことで、任意に動作ポイントを設定することができるようになる。そして、操作対象物の電源をオンまたはオフさせる検出対象の位置とさせない検出対象の位置とにそれぞれ対応する受光手段の電圧値をそれぞれ検出し、これらの電圧値に基づき、センサの動作距離を設定する。すなわち、センサの動作エリアを設定する。これにより、センサに確実に反応してほしいエリア（動作ポイント）と、確実に反応してほしくないエリア（非動作ポイント）と、を設定することができる。したがって、一度動作距離を設定すると、ユーザの手の表皮の状態や手の向きに関係なく、一定の動作ポイントでスイッチ機能を実現させることができる。
【００１３】
なお、操作対象物として、例えば車両の車室内照明を採用することができる。すなわち、車室内照明を点灯または消灯させるための近接スイッチにおいて、その動作ポイントを変更できるのである。
【００１４】
請求項２に記載の発明では、制御手段は、操作対象物の電源をオンまたはオフさせる受光手段の電圧値および操作対象物の電源をオンまたはオフさせない受光手段の電圧値からセンサから検出対象まで距離をそれぞれ求め、それら距離の間のいずれかの場所に動作距離を設定すると共に、その動作距離に応じた電圧値をしきい値として記憶する手段（１７０）を有しており、検出対象にて反射した光の強度に応じた電圧値がしきい値を超えるか否かによって操作対象物の電源をオンまたはオフさせるようになっていることを特徴としている。
【００１５】
このように、設定されたしきい値を受光素子の電圧値が超えるか否かによって操作対象物の電源をオンまたはオフさせる。このしきい値は、ユーザによって任意に設定されたものであり、このしきい値によって、センサ部の動作ポイントを一定にできる。したがって、ユーザの手の表皮の状態や手の向きに関わらず、一定動作ポイントのもとで操作対象物の電源をオンまたはオフさせることができる。
【００１６】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図を参照して説明する。本実施形態に係る近接スイッチは、操作対象物として車両の車室内照明を点灯または消灯させるスイッチとして採用できる。したがって、ユーザはこの近接スイッチに触れなくても車室内照明を点灯または消灯させることができる。また、近接スイッチは、車両の車載バッテリから電源が供給されることで作動するようになっている。
【００１８】
図１は、本発明の一実施形態に係る近接スイッチのブロック構成図である。図１に示されるように、近接スイッチは、制御部１０と、センサ部１１と、キャリブレーションスイッチ（以下、ＣＳＷと記す）１２と、を備えて構成されている。
【００１９】
制御部１０は、検出対象を検出するための光を後述するセンサ部１１からパルス発信させると共に、センサ部１１にて受信された検出対象からの反射光を検出し、その反射光に基づき、車室内照明を点灯または消灯させる機能を有するものである。このような制御部１０は、ＣＰＵや不揮発性メモリ等を有する周知のマイクロコンピュータを備えた構成となっている。
【００２０】
また、制御部１０は近接スイッチとしての応答距離（後述する受光部１１ｂから検出対象までの距離；動作距離）、すなわち動作ポイントを変更できるキャリブレーション機能を有しており、図示しないイグニッションスイッチから制御部１０にＡＣＣ（アクセサリ）信号が入力されると、上記応答距離を変更できるようになっている。キャリブレーション機能については、近接スイッチの作動において詳しく説明する。なお、制御部１０は、本発明の制御手段に相当する。
【００２１】
センサ部１１は、光を発し、検出対象にて反射した光を受光するものであり、発光部１１ａと受光部１１ｂとを備えて構成されている。
【００２２】
発光部１１ａは、制御部１０にて作成された発光パルスに応じて発光するものであり、例えば赤外光を発するＬＥＤ（発光ダイオード）を備えて構成されている。また、受光部１１ｂは、発光部１１ａから発せられた赤外光が検出対象にて反射した反射光を受信するものであり、例えばフォトダイオードを備えて構成されている。受光部１１ｂは、受信した反射光をその強度に応じた電圧値（電圧信号）に変換し、この電圧信号を受信信号として制御部１０に出力する。なお、センサ部１１は本発明のセンサに相当し、発光部１１ａは本発明の発光手段に相当し、受光部１１ｂは本発明の受光手段に相当する。
【００２３】
ＣＳＷ１２は、センサ部１１の検出範囲内において動作ポイント（応答距離）を設定するためのスイッチであり、例えばプッシュ式スイッチが採用される。このＣＳＷ１２が押されると、ＣＳＷ１２が押されている間、ＣＳＷ１２から制御部１０にＣＳＷ信号が出力される。このようなＣＳＷ１２を用いることによって、近接スイッチがユーザの手に確実に反応する位置（動作ポイント）と、確実に反応しない位置（非動作ポイント）と、をそれぞれ設定できるようになっている。
【００２４】
なお、ＣＳＷ１２は、例えばメータ付近やセンターコンソール等、ユーザの手が届く範囲に設置されることが好ましい。また、ＣＳＷ１２は、上記センサ部１１の近傍には配置されない。これは、ＣＳＷ１２を押すユーザの手にセンサ部１１が反応してしまうことを防止するためである。このＣＳＷ１２は、本発明のスイッチに相当する。以上が、近接スイッチの構成である。
【００２５】
次に、近接スイッチのキャリブレーション機能について、図２に示されるフローチャートを参照して説明する。図２は、制御部１０のキャリブレーション処理の内容を表したフローチャートである。この処理は、制御部１０のＣＰＵに記録されているプログラム、すなわち、キャリブレーションプログラムにより実行されるものであり、近接スイッチに電源が供給されるとプログラムがスタートする。
【００２６】
ステップ１００では、制御部１０にＡＣＣ信号が入力されたか否かが判定される。これは、ＡＣＣ信号が制御部１０に入力されている間に、キャリブレーション処理を行うことができるようにするためである。本ステップにおいて、制御部１０にＡＣＣ信号が入力されない場合、この処理は終了する。一方、制御部１０にＡＣＣ信号が入力された場合、ステップ１１０に進む。
【００２７】
ステップ１１０では、制御部１０に対して第１所定時間以上のＣＳＷ１２の長押し入力があったか否かが判定される。これは、ユーザが近接スイッチの応答距離を変更したいという意志をＣＳＷ１２の長押しによって検出するためである。したがって、ＣＳＷ１２からＣＳＷ信号が制御部１０に入力される時間が、第１所定時間（例えば５ｓ）以上であるか否かが判定される。
【００２８】
本ステップにおいて、ＣＳＷ１２が第１所定時間以上押された場合、応答距離を調整する調整モードに入ると共に、ステップ１２０以降の処理が実行される。この応答距離は、受光部１１ｂのフォトダイオードの電圧値に基づいて決まる。したがって、受光部１１ｂのフォトダイオードの電圧値に対してしきい値を設けることにより、応答距離を変更できるようになっている。一方、本ステップにおいて制御部１０にＣＳＷ信号が第１所定時間以上入力されない場合、キャリブレーション処理は終了する。なお、本ステップにおいてＣＳＷ１２の長押しがあったことをユーザにブザーで知らせるようにしても良い。以下のＣＳＷ１２の操作においても同様である。
【００２９】
ステップ１２０では、第２所定時間内に再度ＣＳＷ１２の入力があったか否かが判定される。具体的には、上記ステップ１１０においてＣＳＷ１２が長押しされた後、再びユーザがＣＳＷ１２を押したか否かが判定される。ここで、第２所定時間とは、上記ステップ１１０において調整モードに入ったときを基準にカウントされる時間である。この第２所定時間は、例えば５ｓに設定されている。このように、再びユーザがＣＳＷ１２を押したか否かを判定するのは、ＣＳＷ１２が押されたことをトリガとして動作ポイントを記憶させる処理に進むためである。
【００３０】
本ステップでは、ＣＳＷ１２の長押しは関係なく、単にＣＳＷ１２が押されてＣＳＷ１２からＣＳＷ信号が制御部１０に入力されたか否かが判定されることとなる。そして、第２所定時間内にユーザが再びＣＳＷ１２を押さなかった場合、キャリブレーション処理は終了する。一方、第２所定時間内にユーザが再びＣＳＷ１２を押した場合、ステップ１３０に進む。
【００３１】
ステップ１３０以降の処理においては、図３および図４を参照して説明する。図３は、センサ部１１のセンサ検知エリアにおいて、近接スイッチが確実に反応する（スイッチに確実に反応してほしい）位置Ａおよびスイッチが確実に反応しない（スイッチに確実に反応してほしくない）位置Ｂを示した図である。
【００３２】
ステップ１３０では、位置Ａのセンシング値が記憶される。具体的には、図３に示される位置Ａにユーザが手を置くと、制御部１０にて発光パルスが生成され、その発光パルスに応じてセンサ部１１の発光部１１ａから光が送信される。そして、その光は図３の位置Ａの手で反射し、センサ部１１の受光部１１ｂのフォトダイオードにて受信される。その際、フォトダイオードの電圧値（センシング値）が制御部１０に出力され、制御部１０の不揮発性メモリに記憶される。
【００３３】
ステップ１４０では、第３所定時間内にＣＳＷ１２の入力があったか否かが判定される。ここで、第３所定時間とは、上記ステップ１１０において調整モードに入ったときを基準にカウントされる時間である。この第３所定時間は、例えば１０ｓに設定されている。本ステップでは、上記ステップ１２０と同様に、ＣＳＷ１２が押されてＣＳＷ信号が制御部１０に入力されたか否かが判定される。そして、第３所定時間内にユーザがＣＳＷ１２を押さなかった場合、ステップ１５０に進む。一方、第３所定時間内にユーザがＣＳＷ１２を押した場合、ステップ１６０に進む。
【００３４】
ステップ１５０では、位置Ａのセンシング値が破棄される。具体的には、ステップ１４０にてＣＳＷ１２が押されなかったため、ユーザがキャリブレーション処理を放棄したとみなされる。したがって、キャリブレーション処理を終了させるため、ステップ１３０で記憶したフォトダイオードの電圧値、すなわち位置Ａのセンシング値を不揮発性メモリから消去する。本処理では、図３に示される位置Ａおよび位置Ｂの両方の位置が設定されてはじめてしきい値が決定されるため、位置Ａの電圧値のみを記憶しておく必要がないのである。こうして本ステップにおいて、位置Ａのセンシング値が破棄されると、近接スイッチの動作ポイントは前回記憶されたしきい値に戻され、キャリブレーション処理は終了する。
【００３５】
ステップ１６０では、位置Ｂのセンシング値が記憶される。図３に示される位置Ｂは、ユーザが確実に反応してほしくない位置である。本ステップでは、ステップ１３０と同様の処理がなされる。
【００３６】
ステップ１７０では、しきい値が変更される。このしきい値は、動作ポイントと非動作ポイントとの境界を表すフォトダイオードの電圧値であり、センサ部１１からの距離に相当する値である。しきい値は、具体的に以下のようにして決定され、変更される。まず、制御部１０には、フォトダイオードの電圧値とその電圧値に応じたセンサ部１１からユーザの手までの距離との相関マップが備えられている。この相関マップを図４に示す。図４のマップに上記ステップ１３０、１６０にて得られた各位置Ａ、Ｂのフォトダイオードの各電圧値がそれぞれ代入される。
【００３７】
この後、図４に示される位置Ａおよび位置Ｂの中間距離がスイッチとしての動作ポイントおよび非動作ポイントの境界位置とされ、マップから境界位置に対応するフォトダイオードの電圧値が求められる。この電圧値がしきい値として制御部１０に記憶されるのである。こうして制御部１０のしきい値が新たに求められたしきい値に書き替えられると、制御部１０は新たに設定されたしきい値に基づいて車室内照明を点灯または消灯させることとなる。
【００３８】
以上でキャリブレーション処理が終了する。こうして、ユーザの手の表皮の状態や手の向きに関係なく一定の動作ポイントで車室内照明を点灯または消灯させることができるようになる。
【００３９】
なお、制御部１０に記憶されたしきい値は不揮発性メモリに記憶されているので、近接スイッチの電源がオフになったとしてもそのデータが消えることはない。また、一度キャリブレーション処理が終了した後であっても、イグニッションスイッチのＡＣＣ信号が制御部１０に入力されている限り、図２に示されるステップ１１０の処理がなされると、再びしきい値を設定することができる。
【００４０】
以上説明したように、本実施形態では、ＣＳＷ１２を設けた近接スイッチにおいて、確実にセンサ部１１が反応する動作ポイントおよび確実にセンサ部１１が反応しない非動作ポイントをユーザが任意に設定できることを特徴としている。
【００４１】
このように、近接スイッチにＣＳＷ１２を設け、ユーザがこのＣＳＷ１２を第１所定時間押すことで、任意に動作ポイントを設定することができるようになる。そして、車室内照明を点灯または消灯させる位置Ａとさせない位置Ｂとにそれぞれ対応する受光部１１ｂの電圧値をそれぞれ検出し、これらの電圧値に基づき、センサ部１１の動作距離を設定する（図４参照）。すなわち、センサ部１１の動作エリアを設定する。これにより、センサ部１１に確実に反応してほしいエリア（動作ポイント）と、確実に反応してほしくないエリア（非動作ポイント）と、を設定することができる。
【００４２】
したがって、ユーザの反射率を設定する、すなわちセンサ部１１の動作距離を設定すると、ユーザの手の表皮の状態や手の向きに関係なく、設定を行ったユーザ自身が常に一定の動作ポイントで車室内照明スイッチ機能を実現させることができる。
【００４３】
（他の実施形態）
上記第１実施形態では、操作対象物として、車両の車室内照明の例を説明したが、操作対象物はこれに限るものではない。つまり、電源をオンまたはオフさせるような操作対象物であれば、どんな物にも採用できる。
【００４４】
上記第１実施形態では、ＣＳＷ１２としてプッシュ式スイッチを採用しているが、どんなスイッチを採用しても構わない。例えば、カーナビゲーションシステム等で用いられるマルチディスプレイを採用することもできる。図５は、ＣＳＷ１２に替えてマルチディスプレイを採用した近接スイッチのブロック構成図である。
【００４５】
図５に示されるように、近接スイッチはマルチディスプレイ１３を備えている。このマルチディスプレイ１３は、多くのコンテンツを１つのディスプレイで表示できるものである。したがって、このマルチディスプレイ１３に制御部１０に設定されたキャリブレーション処理内容を表示することで、マルチディスプレイ１３をソフトウェアスイッチとして用いることができる。操作は、例えばリモコンやタッチパネルでなされる。
【００４６】
マルチディスプレイ１３は、車内ＬＡＮ１４で制御部１０と電気的に接続されており、マルチディスプレイ１３における操作信号は車内ＬＡＮ１４を介してデジタル信号（ｂｉｔ信号）として制御部１０に入力される。そして、制御部１０において、第１実施形態と同様にキャリブレーション処理が行われることとなる。このように、マルチディスプレイ１３をキャリブレーションスイッチとして用いても構わない。
【００４７】
上記第１実施形態では、図２に示されるフローチャートのステップ１３０、１６０においてユーザの手の反射光の強度に応じた電圧値を記憶しているが、図３においてセンサ部１１から位置Ａまたは位置Ｂまでの距離を測定するために、センサ部１１の発光部１１ａから発光パルスを送信してから、受光部１１ｂにて反射光が受信されるまでの時間を計測することで、各位置Ａ、Ｂを検出するようにしても構わない。このような場合、制御部１０にタイマを設け、このタイマにて時間計測を行うようにすればよい。
【００４８】
上記第１実施形態では、図４に示されるマップに各位置Ａ、Ｂに対応するフォトダイオードの電圧値を代入し、各位置Ａ、Ｂの中間位置をしきい値と設定しているが、しきい値の決め方はこれに限るものではない。
【００４９】
なお、各図中に示したステップは、各種処理を実行する手段に対応するものである。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る近接スイッチのブロック構成図である。
【図２】図１の制御部が行うキャリブレーション処理の内容を表したフローチャートである。
【図３】センサ部のセンサ検知エリアにおいて、近接スイッチが反応する位置Ａおよび反応しない位置Ｂを示した図である。
【図４】フォトダイオードの電圧値とその電圧値に応じたセンサ部からユーザの手までの距離との相関マップを示した図である。
【図５】マルチディスプレイを採用した近接スイッチのブロック構成図である。
【符号の説明】
【００５１】
１０…制御部、１１…センサ部、１１ａ…発光部、１１ｂ…受光部、
１２…キャリブレーションスイッチ、１３…マルチディスプレイ、１４…車内ＬＡＮ。
【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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