(57)【要約】【課題】誤動作が防止され、操作性が向上された赤外線タッチスイッチを提供する。【解決手段】操作パネルの操作面の反対側に設けられた赤外線発光素子と赤外線受光素子と、操作パネルと赤外線発光素子との間に設けられ赤外線発光素子から出射される赤外線の光路を規定する第１のマスクと、操作パネルと赤外線受光素子との間に設けられ赤外線受光素子に入射される赤外線の光路を規定する第２のマスクと、操作パネルの操作面側における赤外線発光素子の赤外線発光経路領域と赤外線受光素子の赤外線受光経路領域とが重なった感度領域とを具備する赤外線タッチスイッチにおいて、第１のマスクは前記赤外線発光素子からの赤外線の光路を規定して赤外線発光経路領域が赤外線発光素子の光軸に対して傾くようにして感度領域が操作パネルの操作面側の近くにおいて収束するように配置されたことを特徴とする赤外線タッチスイッチである。【選択図】        図１
2004245582.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作パネルの操作面の反対側に設けられた赤外線発光素子と赤外線受光素子と、
前記操作パネルと前記赤外線発光素子との間に設けられ前記赤外線発光素子から出射される赤外線の光路を規定する第１のマスクと、
前記操作パネルと前記赤外線受光素子との間に設けられ前記赤外線受光素子に入射される赤外線の光路を規定する第２のマスクと、
前記操作パネルの操作面側における前記赤外線発光素子の赤外線発光経路領域と前記赤外線受光素子の赤外線受光経路領域とが重なった感度領域と
を具備する赤外線タッチスイッチにおいて、
前記第１のマスクは前記赤外線発光素子からの赤外線の光路を規定して前記赤外線発光経路領域が前記赤外線発光素子の光軸に対して傾くようにして前記感度領域が前記操作パネルの操作面側の近くにおいて収束するように配置されたこと
を特徴とする赤外線タッチスイッチ。
【請求項２】
操作パネルの操作面の反対側に設けられた赤外線発光素子と赤外線受光素子と、
前記操作パネルと前記赤外線発光素子との間に設けられ前記赤外線発光素子から出射される赤外線の光路を規定する第１のマスクと、
前記操作パネルと前記赤外線受光素子との間に設けられ前記赤外線受光素子に入射される赤外線の光路を規定する第２のマスクと、
前記操作パネルの操作面側における前記赤外線発光素子の赤外線発光経路領域と前記赤外線受光素子の赤外線受光経路領域とが重なった感度領域と
を具備する赤外線タッチスイッチにおいて、
前記第２のマスクは前記赤外線受光素子への赤外線の光路を規定して前記赤外線受光経路領域が前記赤外線受光素子の光軸に対して傾くようにして前記感度領域が前記操作パネルの操作面側の近くにおいて収束するように配置されたこと
を特徴とする赤外線タッチスイッチ。
【請求項３】
操作パネルの操作面の反対側に設けられた赤外線発光素子と赤外線受光素子と、
前記操作パネルと前記赤外線発光素子との間に設けられ前記赤外線発光素子から出射される赤外線の光路を規定する第１のマスクと、
前記操作パネルと前記赤外線受光素子との間に設けられ前記赤外線受光素子に入射される赤外線の光路を規定する第２のマスクと、
前記操作パネルの操作面側における前記赤外線発光素子の赤外線発光経路領域と前記赤外線受光素子の赤外線受光経路領域とが重なった感度領域と
を具備する赤外線タッチスイッチにおいて、
前記第１のマスクは前記赤外線発光素子からの赤外線の光路を規定して前記赤外線発光経路領域が前記赤外線発光素子の光軸に対して傾くように配置され、
前記第２のマスクは前記赤外線受光素子への赤外線の光路を規定して前記赤外線受光経路領域が前記赤外線受光素子の光軸に対して傾くように配置され、
前記感度領域が前記操作パネルの操作面側の近くにおいて収束するようにされたこと
を特徴とする赤外線タッチスイッチ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、誤動作が防止され、操作性が向上された赤外線タッチスイッチに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図４は、従来より一般に使用されている従来例の構成説明図で、例えば、発明協会公開技報公技番号２００２−５００８７号に示されている（例えば、非特許文献１参照。）。
【０００３】
図において、赤外線発光素子１と赤外線受光素子２とは、操作パネル３の操作面４の反対側に設けられている。
第１のマスク５は、操作パネル３と赤外線発光素子１との間に設けられ、赤外線発光素子１から出射される赤外線の光路を規定する。
【０００４】
第２のマスク６は、操作パネル３と赤外線受光素子２との間に設けられ、赤外線受光素子２に入射される赤外線の光路を規定する。
この場合は、第１のマスク５と第２のマスク６とは、一体に構成されている。
【０００５】
以上の構成において、赤外線発光素子１から出た赤外線は、赤外線経路を規定する第１のマスク５と、操作パネル３を通り、外部（操作面４側）に放出される。
直線Ａと直線Ｃとで挟まれた領域が発光領域となる。
【０００６】
外部（操作面４側）から来た赤外線は、操作パネル３、赤外線経路を規定する第２のマスク６を通り赤外線受光素子２に入る。
直線Ｂと直線Ｄで挟まれた領域が受光領域となる。
【０００７】
これら発光領域と受光領域が操作面側で重なった部分が感度領域７となる。
この領域７に人（操作者）の指などの反射物が存在すると、赤外線が赤外線受光素子２に戻ってくる。
戻ってきた赤外線の大きさを判断することで、スイッチのオン、オフを判定する。
【０００８】
実際には、図５に示す如く、赤外線受光素子２が出力する光電流Ｉｃは、スイッチがオフのとき（反射物が無いとき）に、マスク５，６や操作パネル３などで赤外線が反射、透過して赤外線受光素子２に入力される光電流Ｉｏｆｆｓｅｔとなる。
【０００９】
このように、人の指などの反射物が無いときに赤外線受光素子２に戻ってくる赤外線のことを以後オフセット光と称す。
なお、横軸に示すｄは、操作面から反射物までの距離を示す。縦軸は光電流Ｉｃを示す。
【００１０】
スイッチがオンのとき（反射物が有るとき）には、反射光による光電流Ｉｓｉｇが加わり、Ｉｏｆｆｓｅｔ＋Ｉｓｉｇとなるので、図６に示す如く、この両者の中間に閾値を設定してオン、オフを判定している。
【００１１】
【非特許文献１】
発明協会公開技報公技番号２００２−５００８７号（第１頁、図１）
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような装置においては、以下の間題点がある。
感度領域７は操作パネル３から離れる方向で収束しない形状になっている。そのため、次のような問題がある。
【００１３】
（１）誤動作してしまう
操作パネル３から十分離れた、例えば、数十ｃｍ以上離れたところにある反射率の高い反射物（光沢のある金属等）によって赤外線受光素子２に赤外線が戻ってきてしまい、スイッチがオンされたと判定してしまう場合がある。
【００１４】
（２）操作性が悪い
Ｉｃ−ｄ特性曲線の傾き（ΔＩｃ／Δｄ）が小さいため、感度距離（スイッチがオンになる操作面から反射物までの距離）が人の指の反射率の影響を受けて長くなってしまう場合がある。
【００１５】
図７はＩｃ−ｄ特性曲線の傾きが大きい場合、図８はＩｃ−ｄ特性曲線の傾きが小さい場合であり、どちらも人の指の反射率の違いを示すためＩｓｉｇ＋Ｉｏｆｆｓｅｔ曲線を２曲線示す。
一定の判定値に対する感度距離は指の反射率の違いで異なってくる（Ｄ１〜Ｄ４）。
【００１６】
図７，図８の図を見て判るように、Ｉｃ−ｄ特性曲線の傾きが小さいほうが感度距離のばらつきも大きくなる（（ｄ４−ｄ３）＞（ｄ２−ｄ１））。
このとき、使用者の指が操作面から数ｃｍ程度離れた場合にも、スイッチがオンされたと判定されてしまい、使用者の操作感覚と実際の設定動作が一致せず、操作感が悪いと感じたり、誤設定に繋がってしまう。
【００１７】
本発明の目的は、上記の課題を解決するもので、誤動作が防止され、操作性が向上された赤外線タッチスイッチを提供する。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、本発明では、請求項１記載の赤外線タッチスイッチにおいては、
操作パネルの操作面の反対側に設けられた赤外線発光素子と赤外線受光素子と、前記操作パネルと前記赤外線発光素子との間に設けられ前記赤外線発光素子から出射される赤外線の光路を規定する第１のマスクと、前記操作パネルと前記赤外線受光素子との間に設けられ前記赤外線受光素子に入射される赤外線の光路を規定する第２のマスクと、前記操作パネルの操作面側における前記赤外線発光素子の赤外線発光経路領域と前記赤外線受光素子の赤外線受光経路領域とが重なった感度領域とを具備する赤外線タッチスイッチにおいて、
前記第１のマスクは前記赤外線発光素子からの赤外線の光路を規定して前記赤外線発光経路領域が前記赤外線発光素子の光軸に対して傾くようにして前記感度領域が前記操作パネルの操作面側の近くにおいて収束するように配置されたことを特徴とする。
【００１９】
本発明の請求項２記載の赤外線タッチスイッチにおいては、
操作パネルの操作面の反対側に設けられた赤外線発光素子と赤外線受光素子と、前記操作パネルと前記赤外線発光素子との間に設けられ前記赤外線発光素子から出射される赤外線の光路を規定する第１のマスクと、前記操作パネルと前記赤外線受光素子との間に設けられ前記赤外線受光素子に入射される赤外線の光路を規定する第２のマスクと、前記操作パネルの操作面側における前記赤外線発光素子の赤外線発光経路領域と前記赤外線受光素子の赤外線受光経路領域とが重なった感度領域とを具備する赤外線タッチスイッチにおいて、
前記第２のマスクは前記赤外線受光素子への赤外線の光路を規定して前記赤外線受光経路領域が前記赤外線受光素子の光軸に対して傾くようにして前記感度領域が前記操作パネルの操作面側の近くにおいて収束するように配置されたことを特徴とする。
【００２０】
本発明の請求項３記載の赤外線タッチスイッチにおいては、
操作パネルの操作面の反対側に設けられた赤外線発光素子と赤外線受光素子と、前記操作パネルと前記赤外線発光素子との間に設けられ前記赤外線発光素子から出射される赤外線の光路を規定する第１のマスクと、前記操作パネルと前記赤外線受光素子との間に設けられ前記赤外線受光素子に入射される赤外線の光路を規定する第２のマスクと、前記操作パネルの操作面側における前記赤外線発光素子の赤外線発光経路領域と前記赤外線受光素子の赤外線受光経路領域とが重なった感度領域とを具備する赤外線タッチスイッチにおいて、
前記第１のマスクは前記赤外線発光素子からの赤外線の光路を規定して前記赤外線発光経路領域が前記赤外線発光素子の光軸に対して傾くように配置され、前記第２のマスクは前記赤外線受光素子への赤外線の光路を規定して前記赤外線受光経路領域が前記赤外線受光素子の光軸に対して傾くように配置され、前記感度領域が前記操作パネルの操作面側の近くにおいて収束するようにされたことを特徴とする。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下図面を用いて本発明を詳しく説明する。
図１は本発明の一実施例の要部構成説明図である。
図において、図４と同一記号の構成は同一機能を表す。
以下、図４と相違部分のみ説明する。
【００２２】
第１のマスク１１は、赤外線発光素子１からの赤外線の光路を規定して、赤外線発光経路領域Ａ，Ｃが赤外線発光素子の光軸Ｅに対して傾くようにして感度領域７が、操作パネル３の操作面４側の近くにおいて収束するように配置されている。
【００２３】
直線Ａ、Ｃで挟まれた部分が赤外線発光素子１の赤外線経路であり、直線Ｂ、Ｄで挟まれた部分が赤外線受光素子２の赤外線経路である。
以上の構成において、感度領域７が、操作パネル３の操作面４側の近くにおいて収束するように配置される。
【００２４】
この結果、
（１）誤動作が防止出来る赤外線タッチスイッチが得られる。
感度領域７を操作パネル３の操作面４側の近くにおいて、収束する形状にすることで、操作パネル３から十分離れた、例えば、数十ｃｍ以上離れたところにある反射率の高い反射物（光沢のある金属等）にスイッチが反応することがなくなる赤外線タッチスイッチが得られる。
操作パネル３から数十ｃｍ以上離れたところには、感度領域７が存在しないからである。
【００２５】
（２）操作性が向上される出来る赤外線タッチスイッチが得られる。
感度領域７を操作パネル３の操作面４側の近くにおいて、収束する形状にすることで、Ｉｃ−ｄ特性曲線の傾き（ΔＩｃ／Δｄ）を大きくすることができるので、感度距離にあらわれる人の指の反射率の影響を小さくすることができる。
【００２６】
これにより多くの使用者に対して感度距離を短く設定し、使用者の指が操作パネルに触れたときのみにスイッチが反応するようにして、使用者の操作感覚と実際の設定動作を一致させることができる。
即ち、クリック感が得られるキースイッチと同様の操作感が得られる赤外線タッチスイッチが得られる。
【００２７】
図５は、本発明の他の実施例の要部構成説明である。
本実施例においては、第２のマスク１２は、赤外線受光素子への赤外線の光路Ｂ，Ｄを規定して赤外線受光経路領域Ｂ，Ｄが赤外線受光素子の光軸Ｆに対して傾くようにして，感度領域７が操作パネル３の操作面４側の近くにおいて収束するように配置されている。
【００２８】
この結果、
（１）誤動作が防止出来る赤外線タッチスイッチが得られる。
感度領域７を操作パネル３の操作面４側の近くにおいて、収束する形状にすることで、操作パネル３から十分離れた、例えば、数十ｃｍ以上離れたところにある反射率の高い反射物（光沢のある金属等）にスイッチが反応することがなくなる赤外線タッチスイッチが得られる。
数十ｃｍ以上離れたところに、感度領域７が存在しないからである。
【００２９】
（２）操作性が向上される。
感度領域７を操作パネル３から離れる方向で収束する形状にすることで、Ｉｃ−ｄ特性曲線の傾き（ΔＩｃ／Δｄ）を大きくすることができるので、感度距離にあらわれる人の指の反射率の影響を小さくすることができる。
【００３０】
これにより多くの使用者に対して感度距離を短く設定し、使用者の指が操作パネルに触れたときのみにスイッチが反応して、使用者の操作感覚と実際の設定動作を一致させることができる。
即ち、クリック感が得られるキースイッチと同様の操作感が得られる赤外線タッチスイッチが得られる。
【００３１】
図３は、本発明の他の実施例の要部構成説明である。
本実施例においては、第１のマスク１１は、赤外線発光素子１からの赤外線の光路Ａ，Ｃを規定して，赤外線発光経路領域Ａ，Ｃが，赤外線発光素子１の光軸Ｅに対して傾くように配置されている。
【００３２】
第２のマスク１２は、赤外線受光素子２への赤外線の光路Ｂ，Ｄを規定して，赤外線受光経路領域Ｂ，Ｄが，赤外線受光素子２の光軸Ｆに対して傾くように配置されている。
そして、感度領域７が、操作パネル３の操作面４側の近くにおいて収束するようにされている。
【００３３】
この結果、
（１）誤動作が防止出来る赤外線タッチスイッチが得られる。
感度領域７を操作パネル３の操作面４側の近くにおいて、収束する形状にすることで、操作パネル３から十分離れた、例えば、数十ｃｍ以上離れたところにある反射率の高い反射物（光沢のある金属等）にスイッチが反応することがなくなる赤外線タッチスイッチが得られる。
数十ｃｍ以上離れたところに、感度領域７が存在しないからである。
【００３４】
（２）操作性が向上される赤外線タッチスイッチが得られる。
感度領域７を操作パネル３から離れる方向で収束する形状にすることで、Ｉｃ−ｄ特性曲線の傾き（ΔＩｃ／Δｄ）を大きくすることができるので、感度距離にあらわれる人の指の反射率の影響を小さくすることができる。
【００３５】
これにより多くの使用者に対して感度距離を短く設定し、使用者の指が操作パネル３に触れたときのみにスイッチが反応して、使用者の操作感覚と実際の設定動作を一致させることができる。
即ち、クリック感が得られるキースイッチと同様の操作感が得られる赤外線タッチスイッチが得られる。
【００３６】
なお、以上の説明は、本発明の説明および例示を目的として特定の好適な実施例を示したに過ぎない。したがって本発明は、上記実施例に限定されることなく、その本質から逸脱しない範囲で更に多くの変更、変形をも含むものである。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の請求項１によれば、次のような効果がある。
第１のマスクは、赤外線発光素子からの赤外線の光路を規定して、赤外線発光経路領域が赤外線発光素子の光軸に対して傾くようにして、感度領域が操作パネルの操作面側の近くにおいて収束するように配置された。
【００３８】
従って、
（１）誤動作が防止出来る赤外線タッチスイッチが得られる。
感度領域を操作パネルの操作面側の近くにおいて、収束する形状にすることで、操作パネルから十分離れた、例えば、数十ｃｍ以上離れたところにある反射率の高い反射物（光沢のある金属等）にスイッチが反応することがなくなる赤外線タッチスイッチが得られる。
数十ｃｍ以上離れたところに、感度領域が存在しないからである。
【００３９】
（２）操作性が向上される赤外線タッチスイッチが得られる。
感度領域を操作パネルから離れる方向で収束する形状にすることで、Ｉｃ−ｄ特性曲線の傾き（ΔＩｃ／Δｄ）を大きくすることができるので、感度距離にあらわれる人の指の反射率の影響を小さくすることができる。
【００４０】
これにより多くの使用者に対して感度距離を短く設定し、使用者の指が操作パネルに触れたときのみにスイッチが反応して、使用者の操作感覚と実際の設定動作を一致させることができる。
即ち、クリック感が得られるキースイッチと同様の操作感が得られる赤外線タッチスイッチが得られる。
【００４１】
本発明の請求項２によれば、次のような効果がある。
第２のマスクは、赤外線受光素子への赤外線の光路を規定して、赤外線受光経路領域が、赤外線受光素子の光軸に対して傾くようにして、感度領域が、操作パネルの操作面側の近くにおいて収束するように配置された。
【００４２】
従って、
（１）誤動作が防止出来る赤外線タッチスイッチが得られる。
感度領域を操作パネルの操作面側の近くにおいて、収束する形状にすることで、操作パネルから十分離れた、例えば、数十ｃｍ以上離れたところにある反射率の高い反射物（光沢のある金属等）にスイッチが反応することがなくなる赤外線タッチスイッチが得られる。
数十ｃｍ以上離れたところに、感度領域が存在しないからである。
【００４３】
（２）操作性が向上される赤外線タッチスイッチが得られる。
感度領域を操作パネルから離れる方向で収束する形状にすることで、Ｉｃ−ｄ特性曲線の傾き（ΔＩｃ／Δｄ）を大きくすることができるので、感度距離にあらわれる人の指の反射率の影響を小さくすることができる。
【００４４】
これにより多くの使用者に対して感度距離を短く設定し、使用者の指が操作パネルに触れたときのみにスイッチが反応して、使用者の操作感覚と実際の設定動作を一致させることができる。
即ち、クリック感が得られるキースイッチと同様の操作感が得られる赤外線タッチスイッチが得られる。
【００４５】
本発明の請求項３によれば、次のような効果がある。
第１のマスクは赤外線発光素子からの赤外線の光路を規定して、赤外線発光経路領域が赤外線発光素子の光軸に対して傾くように配置され、第２のマスクは赤外線受光素子への赤外線の光路を規定して、赤外線受光経路領域が赤外線受光素子の光軸に対して傾くように配置され、感度領域が操作パネルの操作面側の近くにおいて収束するようにされた。
【００４６】
従って、
（１）誤動作が防止出来る赤外線タッチスイッチが得られる。
感度領域を操作パネルの操作面側の近くにおいて、収束する形状にすることで、操作パネルから十分離れた、例えば、数十ｃｍ以上離れたところにある反射率の高い反射物（光沢のある金属等）にスイッチが反応することがなくなる赤外線タッチスイッチが得られる。
数十ｃｍ以上離れたところに、感度領域が存在しないからである。
【００４７】
（２）操作性が向上される赤外線タッチスイッチが得られる。
感度領域を操作パネルから離れる方向で収束する形状にすることで、Ｉｃ−ｄ特性曲線の傾き（ΔＩｃ／Δｄ）を大きくすることができるので、感度距離にあらわれる人の指の反射率の影響を小さくすることができる。
【００４８】
これにより多くの使用者に対して感度距離を短く設定し、使用者の指が操作パネルに触れたときのみにスイッチが反応して、使用者の操作感覚と実際の設定動作を一致させることができる。
即ち、クリック感が得られるキースイッチと同様の操作感が得られる赤外線タッチスイッチが得られる。
【００４９】
従って、本発明によれば、誤動作が防止され、操作性が向上された赤外線タッチスイッチを実現することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の要部構成説明図である。
【図２】本発明の他の実施例の要部構成説明図である。
【図３】本発明の他の実施例の要部構成説明図である。
【図４】従来より一般に使用されている従来例の要部構成説明図である。
【図５】図４の動作説明図である。
【図６】図４の動作説明図である。
【図７】図４の動作説明図である。
【図８】図４の動作説明図である。
【符号の説明】
１      赤外線発光素子
２      赤外線受光素子
３      操作パネル
４      操作面
５      第１のマスク
６      第２のマスク
７      感度領域
１１    第１のマスク
１２    第２のマスク
Ｅ      赤外線発光素子の光軸
Ｆ      赤外線受光素子の光軸
Ｉｃ      光電流
Ｉｏｆｆｓｅｔ  光電流
Ｉｓｉｇ    光電流
【図１】
2004245582.tif 000003
【図２】
2004245582.tif 000004
【図３】
2004245582.tif 000005
【図４】
2004245582.tif 000006
【図５】
2004245582.tif 000007
【図６】
2004245582.tif 000008
【図７】
2004245582.tif 000009
【図８】
2004245582.tif 000010