(57)【要約】【課題】出力パターンのバリエーションに富み、しかも出力パターンの順序や組み合わせを目的に応じて自由に設定可能な光学式スイッチを提供する。【解決手段】操作者が回転操作するスイッチディスク１と、このスイッチディスクの一面側に位置する３つの発光ダイオード４ａ〜４ｃからなる発光部４およびこの発光部４と対向してスイッチディスク１の他面側に位置する３つのフォトダイオード５ａ〜５ｃからなる受光部５と、３つのフォトダイオードからのＯＮ信号の組み合わせに応じて任意のスイッチ信号を出力するエンコーダとを備え、スイッチディスク１の所定角度間隔に、発光部４および受光部５に面して互いに異なるパターンを有する７つの受光用スリット部１ｃを設け、スイッチディスク１を所定角度回転させる毎に、異なるスイッチ信号が出力されるよう設定した。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作者が回転操作する円盤形操作子と、
この円盤形操作子の周方向に所定角度間隔で列設した互いに異なるスリットパターンを有するスリット部と、
このスリット部の回動軌跡に面し、スリット部のスリットパターンを検出するスリット部検出手段と、
検出されたスリットパターンに応じてスイッチ信号を出力するスイッチ信号出力手段と、を備えることを特徴とする光学式スイッチ。
【請求項２】
請求項１に記載の光学式スイッチにおいて、
前記円盤形操作子を所定の径方向に移動可能に設け、
前記円盤形操作子を移動方向とは反対方向に付勢する付勢手段を設け、
前記スリット部検出手段を、円盤形操作子が移動方向に移動したとき、スリット部と重なる位置に設けたことを特徴とする光学式スイッチ。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の光学式スイッチにおいて、前記円盤形操作子の周部に、スリットパターンと同一の角度間隔で切り欠き溝を形成し、
前記スリット部検出手段が各スリット部と対向したとき、切り欠き溝と係合して円盤操作子の回転にクリック感を与える係止ばねを設けたことを特徴とする光学式スイッチ。
【請求項４】
請求項３に記載の光学式スイッチにおいて、
前記係止ばねは、円盤形操作子を移動方向とは反対方向に付勢する付勢手段を兼ねることを特徴とする光学式スイッチ。
【請求項５】
請求項３または請求項４に記載の光学式スイッチにおいて、前記係止ばねを複数設け、これら係止ばねの付勢力の合成力を、円盤形操作子を移動方向とは反対方向に付勢して保持するように設定したことを特徴とする光学式スイッチ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光センサ等の光量検出手段を用いた光学式スイッチの技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光センサを用いた光学式スイッチとしては、例えば、図６に示すようなものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
この光学式スイッチは、一体に形成されたボタン部とロッドとからなる押しボタン作動部のケース内移動経路に沿って、順に投光器（光源）と受光器（光量検出手段）とが３組連続して配置されている。そして、ボタン部を押圧したとき、ロッドが投光器から投射される光を遮ることにより、押しボタン作動部の移動量、すなわちボタン部の押しの深さを３つの受光器の出力パターンで検出することができる。この光学式スイッチは、接点部材の摩耗、変形等が無いため、壊れにくく耐久性に優れている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平７−１７６２３７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術にあっては、３つの受光部が押しボタン操作部の移動方向に沿って設けられている構造上、受光部の出力パターンが常に並び順であり、さらに、３つの受光部に対して３種類の出力しかできないため、出力パターンのバリエーションに乏しいという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、出力パターンのバリエーションに富み、しかも出力パターンの順序や組み合わせを目的に応じて自由に設定可能な光学式スイッチを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明請求項１に記載の光学式スイッチでは、操作者が回転操作する円盤形操作子と、この円盤形操作子の周方向に所定角度間隔で列設した互いに異なるスリットパターンを有するスリット部と、このスリット部の回動軌跡に面し、スリット部のスリットパターンを検出するスリット部検出手段と、検出されたスリットパターンに応じてスイッチ信号を出力するスイッチ信号出力手段と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の光学式スイッチにおいて、前記円盤形操作子を所定の径方向に移動可能に設け、前記円盤形操作子を移動方向とは反対方向に付勢する付勢手段を設け、前記スリット部検出手段を、円盤形操作子が移動方向に移動したとき、スリット部と重なる位置に設けたことを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明では、請求項１または請求項２に記載の光学式スイッチにおいて、前記円盤形操作子の周部に、スリットパターンと同一の角度間隔で切り欠き溝を形成し、前記スリット部検出手段が各スリット部と対向したとき、切り欠き溝と係合して円盤操作子の回転にクリック感を与える係止ばねを設けたことを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の発明では、請求項３に記載の光学式スイッチにおいて、前記係止ばねは、円盤形操作子を移動方向とは反対方向に付勢する付勢手段を兼ねることを特徴とする。
【００１１】
請求項５に記載の発明では、請求項３または請求項４に記載の光学式スイッチにおいて、前記係止ばねを複数設け、これら係止ばねの付勢力の合成力を、円盤形操作子を移動方向とは反対方向に付勢して保持するように設定したことを特徴とする。
【００１２】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明では、操作者が円盤形操作子を所定角度回転操作する毎に、スリット部検出手段は異なるスリットパターンを検出し、スイッチ信号出力手段は、スリットパターンに応じたスイッチ信号を出力する。
【００１３】
よって、スリットパターンの数だけ異なるスイッチ信号を設定することができるため、出力パターンのバリエーションに富み、しかもスリットパターンの配列は任意に設定可能であるため、出力パターンの順序や組み合わせを、目的に応じて自由に設定でき、組み合わせ自由度が高い。
【００１４】
請求項２に記載の発明では、円盤形操作子を移動方向とは反対方向の位置で回転操作し、所定のスリット部を選択した後、付勢手段の付勢力に抗して円盤形操作子を押圧することにより、選択したスリット部のスリットパターンに応じたスイッチ信号が出力される。
【００１５】
すなわち、スイッチの選択操作（回転操作）と出力操作（押圧操作）の動作を別々に行うことができるため、円盤形操作子の回転操作中に望まないスイッチ信号が出力されるのを防止できるとともに、所望のスリット部に対応するスイッチを個別に選択できる。
【００１６】
請求項３に記載の発明では、円盤形操作子を所定角度回転させて所望のスリット部を選択する毎に、切り欠き溝が係止ばねと係合して円盤形操作子の回転にクリック感を与えるため、節度感のある良好な操作性が得られるとともに、各スイッチの選択が容易となる。
【００１７】
請求項４に記載の発明では、係止ばねを付勢手段と兼用したため、これらを別々に設けた場合に比して、部品点数の削減によるコストダウンを図ることができる。
【００１８】
請求項５に記載の発明では、複数の係止ばねにより円盤形操作子が移動方向とは反対方向に付勢されるため、回転操作時に円盤形操作子が移動方向に移動しにくく、良好な操作性が得られる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の光学式スイッチを実現する実施の形態を、図面に基づいて説明する。
【００２０】
まず、構成を説明する。
図１は本実施の形態の光学式スイッチの構造を示す平面図、図２は同光学式スイッチの構造を示す側面図である。
【００２１】
図において、スイッチディスク（円盤形操作子に相当する）１は、ケース２内に設けられ、ケース２の操作面２ａに形成された開口部２ｂから、操作部分がケース２の外に突出している。
【００２２】
このスイッチディスク１は、両面の中心に回転軸１ａが形成され、この回転軸１ａが、ケース２内に設けられ操作面２ａに対して垂直方向に延設された軸レール２ｃにより回動自在に支持されている。スイッチディスク１は、軸レール２ｃに沿って摺動可能に設定されている。
【００２３】
スイッチディスク１には、７つの受光用スリット部１ｃが回転軸１ａを中心とする円周上に所定角度間隔で環状配置されている。これら受光用スリット部１ｃは、スイッチディスク１の径方向に並列して１〜３つのスリットを有し、互いに異なる７つのスリットパターンが設定されている。
【００２４】
スイッチディスク１の周部には、７つの切り欠き溝１ｂが略等間隔で形成されている。これら７つの切り欠き溝１ｂは、スイッチディスク１を所定角度回転させ、各受光用スリット部１ｃが後述する発光部４および受光部５に面した状態、すなわち、いずれかの受光用スリット部１ｃが選択された状態で、ケース２内に設けられた３つの係止ばね３ａ〜３ｃと係合し、回転を規制されるよう構成されている。
【００２５】
そして、切り欠き溝１ｂの間には、現在選択されている受光用スリット部１ｃと対応するスイッチの番号ＳＷ１〜ＳＷ７が記載されており、操作者はどのスイッチが選択されているかを視認することができる。
【００２６】
スイッチディスク１は、係止ばね３ａ〜３ｃ（付勢手段に相当）の付勢力の合成力によって操作面２ａ側に押圧された状態で保持され、回転軸１ａは、軸レール２ｃの操作面２ａ側の端縁に位置している。
【００２７】
発光部４および受光部５（スリット部検出手段に相当）は、スイッチディスク１を間に挟んでケース２内に対向して設けられている。発光部４は、スイッチディスク１の径方向に並列した３つの発光ダイオード４ａ〜４ｃから構成されている。受光部５は、発光ダイオード４ａ〜４ｃに対応した３つのフォトダイオード５ａ〜５ｃが用いられている。これら発光部４と受光部５は、スイッチディスク１を係止ばね３ｂの付勢力に抗して軸レール２ｃの操作面２ａと反対の端縁に移動させたとき、受光用スリット部１ｃと上下方向で重なる位置に設けられている。
【００２８】
図３に、受光部５に各受光用スリット部１ｃが重なったときの受光パターンを示す。この受光パターンは、受光用スリット部１ｃにおけるスリットの個数と位置に応じて、７つのパターンが設定されている。
【００２９】
図４は、光学式スイッチの回路構成を示すブロック図である。
発光ダイオード４ａ〜４ｃの光を受けたフォトダイオード５ａ〜５ｃは、それぞれがエンコーダ（スイッチ信号出力手段に相当）６へＯＮ信号を出力する。図３に示したように、受光部５の受光パターンは７パターン設定されているため、エンコーダ６には、選択された受光用スリット部１ｃに応じて７つのＯＮ信号の組み合わせが入力される。
【００３０】
そして、エンコーダ６では、入力されたＯＮ信号の組み合わせに応じて、７つのスイッチ信号を出力する。これらのスイッチ信号は、操作対象となる機器の各機能をＯＮ／ＯＦＦするように設定されたＳＷ１〜ＳＷ７に割り当てられている。
【００３１】
次に、作用を説明する。
［スイッチ選択操作］
操作者は、スイッチディスク１の周部に記載されたスイッチ番号を目で確認しつつ、スイッチディスク１のケース突出部分を指で回転させ、所望のスイッチを選択する。図１では、ＳＷ１が選択されている。
【００３２】
このとき、スイッチディスク１は、係止ばね３ａ〜３ｃの付勢力の合成力によって軸レール２ｃの操作面２ａ側端縁に付勢されているため、受光用スリット部１ｃの回動軌跡は発光部４および受光部５とずれた位置にある。よって、各フォトダイオード５ａ〜５ｃは各発光ダイオード４ａ〜４ｃの光を受光しないため、各フォトダイオード５ａ〜５ｃからＯＮ信号は出力されない。
【００３３】
［スイッチ出力操作］
操作者は、所望のスイッチを選択後、スイッチディスク１のケース突出部分を係止ばね３ｂの付勢力に抗してケース２側へ押圧する（図５）。このとき、受光用スリット部１ｃと発光部４および受光部５の位置が重なるため、発光ダイオード４ｃの光をフォトダイオード５ｃが受光し、フォトダイオード５ｃからエンコーダ６へＯＮ信号が出力される。
【００３４】
エンコーダ６では、フォトダイオード５ａ〜５ｃからのＯＮ信号の組み合わせに応じて、ＳＷ１をＯＮする信号が出力される。
【００３５】
次に、効果を説明する。
本実施の形態の光学式スイッチでは、次に列挙する効果を得ることができる。
（１）  ３つのフォトダイオード５ａ〜５ｃを用いて７つのスイッチ信号ＳＷ１〜ＳＷ７を出力することができるため、出力パターンのバリエーションに富み、しかもスリット部１ｃのパターンの配列は任意に設定可能であるため、出力パターンの順序や組み合わせを目的に応じて自由に設定できる。
【００３６】
（２）  スイッチディスク１を回転操作して所望のスイッチＳＷ１〜ＳＷ７を選択後、スイッチディスク１をケース２内部に押圧してスイッチをＯＮする構成であるため、スイッチディスク１の回転操作中にスイッチがＯＮされるのを防止できる。
また、所望のスイッチＳＷ１〜ＳＷ７を個別に選択できる。
【００３７】
（３）  ３つの係止ばね３ａ〜３ｃの付勢力の合成力により、スイッチディスク１が操作面２ａ側に押圧された状態で保持されているため、スイッチディスク１の回転操作時に、スリットディスク１がケース２内部側へ押し込まれにくく、良好な操作性が得られる。
【００３８】
（４）  受光用スリット部１ｃが選択された状態で、スイッチディスク１の周部に形成された切り欠き溝１ｂと３つの係止ばね３ａ〜３ｃとが係合してスイッチディスク１の回転にクリック感を与えるため、節度感のある良好な操作性が得られるとともに、各スイッチの選択が容易となる。
【００３９】
（その他の実施の形態）
以上、本発明の実施の形態を説明してきたが、本発明の具体的な構成は本実施の形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
【００４０】
例えば、本実施の形態では、発光部４の発光ダイオード４ａ〜４ｃ、受光部５のフォトダイオード５ａ〜５ｃおよび受光用スリット部１ｃの各スリットをスイッチディスク１の径方向に並列した構成を例示したが、これらの並びは任意に設定することができ、スイッチディスク１の径方向に直列させた構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態の光学式スイッチの構造を示す平面図である。
【図２】本実施の形態の光学式スイッチの構造を示す側面図である。
【図３】受光部５の受光パターンを示す模式図である。
【図４】光学式スイッチの回路構成を示すブロック図である。
【図５】本実施の形態の作用を示す光学式スイッチの平面図である。
【図６】従来の光学式スイッチの構造を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１  スイッチディスク
１ａ  回転軸
１ｂ  切り欠き溝
１ｃ  受光用スリット部
２  ケース
２ａ  操作面
２ｂ  開口部
２ｃ  軸レール
３ａ〜３ｃ  係止ばね
４  発光部
４ａ〜４ｃ  発光素子
５  受光部
５ａ〜５ｃ  光センサ
【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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