(57)【要約】【課題】  従来の人や物の接近を静電容量の変化によって検出するセンサの場合、検出のための回路が常に動作している必要があり、待機電力を無くすことができなかった。【解決手段】本発明の熱電センサスイッチは、熱電素子を有する熱発電部と、前記熱発電部と電気的に接続するスイッチ制御部と、を備える熱電センサスイッチであって、前記熱発電部は、前記熱電素子に接続する放熱部及び収熱部を有し、前記放熱部及び前記収熱部の温度差から起電力を発生させ、前記スイッチ制御部は、前記熱発電部と電気的に接続する検出部と、前記検出部と電気的に接続する制御部と、を備え、前記検出部は、前記熱発電部で発生される前記起電力を検出し、前記制御部へ前記起電力の検出信号を送り、前記制御部は、送られる前記検出信号に基づいて、前記スイッチ制御部に電気的に接続される装置の装置電源部に制御信号を送り、前記装置電源部を制御することを特徴とする。【選択図】図１
2012190940.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱電素子を有する熱発電部と、前記熱発電部と電気的に接続するスイッチ制御部と、を備える熱電センサスイッチであって、
前記熱発電部は、前記熱電素子に接続する放熱部及び収熱部を有し、前記放熱部及び前記収熱部の温度差から起電力を発生させ、
前記スイッチ制御部は、前記熱発電部と電気的に接続する検出部と、前記検出部と電気的に接続する制御部と、を備え、
前記検出部は、前記熱発電部で発生される前記起電力を検出し、前記制御部へ前記起電力の検出信号を送り、
前記制御部は、送られる前記検出信号に基づいて、前記スイッチ制御部に電気的に接続される装置電源部に制御信号を送り、前記装置電源部を制御することを特徴とする熱電センサスイッチ。
【請求項２】
前記熱発電部は、前記収熱部の温度が前記放熱部の温度より高くなったとき、プラスの起電力を発生させ、前記収熱部の温度が前記放熱部の温度より低くなったとき、マイナスの起電力を発生させ、
前記検出部は、発生された起電力が前記プラスの起電力であるか、前記マイナスの起電力であるかを判断することを特徴とする請求項１に記載の熱電センサスイッチ。
【請求項３】
前記制御部において、前記検出信号が前記プラスの起電力の検出信号のとき、前記制御信号が前記装置電源部を起動させる起動信号であることを特徴とする請求項２に記載の熱電センサスイッチ。
【請求項４】
前記制御部において、前記検出信号が前記マイナスの起電力の検出信号のとき、前記制御信号が前記装置電源部を停止させる停止信号であることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の熱電センサスイッチ。
【請求項５】
前記制御部は、微分回路部を備えており、
前記検出部は、一定時間ごとに前記起電力を検出し、前記制御部へ前記起電力の検出信号を送り、
前記微分回路部は、一定時間ごとに送られてくる前記検出信号に基づいて、一定時間ごとの前記起電力の変化を検出し、
前記制御部は、前記起電力が一定値以上変化したとき、前記装置電源部に前記制御信号を送ることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の熱電センサスイッチ。
【請求項６】
前記制御部は、前記起電力が一定値以上変化したときから所定時間内に、前記起電力の正負が同一であるとき、前記装置電源部に前記制御信号を送ることを特徴とする請求項５に記載の熱電センサスイッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
温度変化を熱電素子の起電力によって検出するとともに、その起電力によって装置を制御する熱電センサスイッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、人や物体の接近を検知するセンサとして、静電容量の変化を利用したものが知られている（特許文献１参照）。この発明によれば、静電容量を経時的に計測することによって、人や物体の近接を的確に検出するセンサが提案されている。また、このセンサによって、人体への装着・非装着を検出し、起動又は停止を切り替えるヘッドフォンが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２１６８０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
静電容量の変化によって、物体の近接を検出するセンサの場合、近接検出のための回路が常に稼働している必要がある。そのため、待機電力が発生し、電力の消費を抑えることができない。また、誤動作を防ぐために経時的な静電容量の変化を測定したり、近接検知・判定のための演算をしたり等の工夫が必要となるといった問題が生じる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る熱電センサスイッチは、熱電素子を有する熱発電部と、前記熱発電部と電気的に接続するスイッチ制御部と、を備える熱電センサスイッチであって、前記熱発電部は、前記熱電素子に接続する放熱部及び収熱部を有し、前記放熱部及び前記収熱部の温度差から起電力を発生させ、前記スイッチ制御部は、前記熱発電部と電気的に接続する検出部と、前記検出部と電気的に接続する制御部と、を備え、前記検出部は、前記熱発電部で発生される前記起電力を検出し、前記制御部へ前記起電力の検出信号を送り、前記制御部は、送られる前記検出信号に基づいて、前記スイッチ制御部に電気的に接続される装置の装置電源部に制御信号を送り、前記装置電源部を制御することを特徴とする。
【０００６】
本発明によれば、熱電センサスイッチは熱源の接触、離反を起電力によって検出することができる。これにより、装置電源部を制御することができる。従って、装置電源部を熱源によって制御するため、装置の省電力化を図るとともに、確実に装置を制御することができる。
【０００７】
また、前記熱発電部は、前記収熱部の温度が前記放熱部の温度より高くなったとき、プラスの起電力を発生させ、前記収熱部の温度が前記放熱部の温度より低くなったとき、マイナスの起電力を発生させ、前記検出部は、発生された起電力が前記プラスの起電力であるか、前記マイナスの起電力であるかを判断することを特徴とする。
【０００８】
また、前記制御部において、前記検出信号が前記プラスの起電力の検出信号のとき、前記制御信号が前記装置電源部を起動させる起動信号であることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の熱電センサスイッチは、前記制御部において、前記検出信号が前記マイナスの起電力の検出信号のとき、前記制御信号が前記装置電源部を停止させる停止信号であることを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、熱源が接触状態から離反したとき、収熱部と放熱部の熱容量の差から起動時と逆（起動時をプラスとすればマイナス）の起電力を生じる。このように、装着時と非装着時で起電力が反転する。したがって、反転した起電力を検知したときに電源を落とすように制御すれば、非装着時の待機電力をなくすことができる。しかも、この現象はプラスとマイナスという正反対の起電力であるため、誤動作しにくい。
【００１１】
また、前記制御部が、微分回路部を備えており、前記検出部は、一定時間ごとに前記起電力を検出し、前記制御部へ前記起電力の検出信号を送り、前記微分回路部は、一定時間ごとに送られてくる前記検出信号に基づいて、一定時間ごとの前記起電力の変化を検出し、前記制御部は、前記起電力が一定値以上変化したとき、前記装置電源部に前記制御信号を送ることを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、起電力の変化を検出することができる。そのため、起電力の正負が熱源の接触、離反で逆転しないような場合でも、起電力の変化により確実に装置電源部を制御することができる。例えば、熱源の接触、離反を短時間で繰り返し行う場合など非常に有効である。
【００１３】
また、前記制御部は、前記起電力が一定値以上変化したときから所定時間内に、前記起電力の正負が同一であるとき、前記装置電源部に前記制御信号を送ることを特徴とする。
【００１４】
本発明によれば、装置電源部の起動に必要な収熱部および放熱部の温度変化、すなわち起電力変化による応答速度の課題を解決することができる。したがって、熱源が一瞬だけ接触し、すぐに離反した場合、起動状態が継続されることを防止することができる。また、熱源の離反によって電源を落とした後、すぐに接触した場合、起動しなくなることを防止することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、熱電センサスイッチは熱源の接触、離反を起電力によって検出することができる。これにより、装置電源部を制御することができる。従って、装置電源部を熱源によって制御するため、装置の省電力化を図るとともに、確実に装置を制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る熱電センサスイッチを示す図である。
【図２】本発明に係る熱電センサスイッチの熱発電部を示す図である。
【図３】熱源の接触、離反に対する起電力の変化と、装置電源部の制御との対応関係を示す図である。
【図４】本発明に係る熱電センサスイッチを備えるヘッドフォンを示す図である。
【図５】本発明に係る熱電センサスイッチを備える別のヘッドフォンを示す図である。
【図６】本発明に係る熱電センサスイッチを備える立体視用眼鏡を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、本発明の熱電センサスイッチ１０を詳細に説明する。
図１は、本発明に係る熱電センサスイッチ１０を示す図である。
【００１８】
本発明に係る熱電センサスイッチ１０は、熱電素子を有する熱発電部１と、熱発電部１と電気的に接続し、熱電素子で発生する起電力により装置の装置電源部３１を制御するスイッチ制御部２０と、を備えている。また、スイッチ制御部２０は、熱電素子で発生する起電力を検出する検出部２１と、検出部２１と電気的に接続し、検出部２１及びスイッチ制御部に接続される装置の装置電源部３１を制御する制御部２２と、を備えている。また、熱電センサスイッチ１０は、装置電源部３１と電気的に接続している。
【００１９】
なお、熱電センサスイッチ１０が接続される装置は、熱電センサスイッチ１０を内部に備える装置であるが、熱電センサスイッチ１０と接続可能な外部装置であってもよい。また、外部装置の場合、無線通信によって熱電センサスイッチ１０と接続するものでもよい。すなわち、無線通信送受信器の起動等に関わっていても良い。
【００２０】
図２は、熱発電部１を示す図である。
熱発電部１は、熱電素子２と、熱電素子２の一方の面に接続する放熱部３と、熱電素子の一方の面と反対の面に接続する収熱部４と、を備えている。
【００２１】
熱電素子２は、２種類の異なる金属または半導体の両端を接合し、両接点を異なる温度にした時に回路に起電力が発生する熱電効果（ゼーベック効果）を有する素子である。熱電素子２は、例えば熱電対で構成される。
【００２２】
また、収熱部４は、熱電素子２と接続する側と反対側が、熱源５と接触可能に構成されている。この熱源５が収熱部４に接触したとき、または離反したときに、熱電素子２に起電力が発生する。すなわち、収熱部４に熱源が接触すると、収熱部４の温度が放熱部３の温度より高くなる。これにより、後述するプラスの起電力が発生する。また、収熱部４から熱源が離反すると、後述する起電力が反転する原理により、収熱部４の温度が放熱部３の温度より低くなる。これにより、後述するマイナスの起電力が発生する。
【００２３】
ここで、熱電センサスイッチにより、装置電源部３１を制御する第一の実施形態を図１、図３を用いて説明する。
【００２４】
＜第一の実施形態＞
図３は、熱発電部１に熱源が接触してから離反するまでの起電力の変化と（図３上部）、起電力の検出信号（図３中部）と、装置電源部３１の起動及び停止（図３下部）とを示す図である。
【００２５】
起電力の変化を示す図において、横軸が時間、縦軸が起電力である。また、起電力の検出信号を示す図において、横軸が時間、縦軸が検出された信号である。また、装置電源部３１の起動及び停止を示す図は、電源の起動期間（図で示すｏｎの期間）、及び停止期間（図で示すｏｆｆの期間）を示すものである。また、それぞれの図は、同一の時間変化を示している。
【００２６】
＜装置電源部３１の起動手順＞
まず、熱源が熱発電部１に接触する（ステップ１）。これにより、図３で示すａの期間において、プラスの起電力が生じる。
【００２７】
続いて、プラスの起電力によって検出部２１および制御部２２が起動する（ステップ２）。図３の起電力の変化を示す図において、プラスの起電力側に示す横軸方向の点線は、起電力の第一の基準値を示すものである。第一の基準値は、スイッチ制御部２０を起動するために必要最低限の電力である。第一の基準値以上のプラスの起電力が発生した場合、検出部２１が起動することができる。ここで検出部２１はプラスの起電力により起動されるため、図３に示すように、検出部２１は、プラスの起電力を検出する。このとき、検出部２１は、起電力がプラスかマイナスかを判断している。
【００２８】
次に、検出部２１は、プラスの起電力の検出信号を制御部２２に送る（ステップ３）。
次に、検出部２１での検出信号に基づいて、制御部２２が装置電源部に制御信号を送る（ステップ４）。このとき、制御信号は、装置電源部を起動させるための起動信号である。これにより、図３に示すように、電源がｏｆｆからｏｎに切り替わる。すなわち、装置電源部３１の電源が起動開始し、装置が起動する。なお、制御部２２から装置電源部へ、制御信号とともに装置を起動するための電力を供給しても良い。
【００２９】
なお、ステップ２において、制御部２２を起動せず、検出部２１から直接装置電源部３１に電力を供給することも可能である。検出部２１はプラスの起電力により起動する。そのため、検出部２１は、この場合、起電力のプラス、又はマイナスを判断する必要がない。よって、ステップ３において、制御部２２に検出信号を送らず、検出部２１から装置電源部３１に直接電力を供給することができる。これにより、スイッチ制御部２０の起動に必要な起電力を少なくすることができる。すなわち、第一の基準値を小さくすることができる。
【００３０】
また、ステップ１において、熱発電部１から装置電源部３１へ直接電力を供給してもよい。この場合、熱発電部１で発生した起電力により装置電源部３１を直接起動する。これにより、スイッチ制御部２０が起動しないため、さらに第一の基準値を小さくすることができる。
【００３１】
装置電源部３１の起動期間は、装置電源部３１からスイッチ制御部２０に電力を供給する。そのため、スイッチ制御部２０は、起動状態が継続する。これにより、後述する装置電源部３１の停止するときに、新たにスイッチ制御部２０を起動させる必要がない。また、この期間では、起電力が緩やかに０の方向へ変化していく。
【００３２】
＜装置電源部３１の停止手順＞
まず、熱源が熱発電部１から離反する（ステップ５）。ここで離反とは、熱発電部１から熱源から離れることをいう。このとき、図３で示すｂの期間の開始部分のように、起電力が急激にマイナスの方向へ変化する。これにより、マイナスの起電力を生じる。
【００３３】
ここで、熱源５が熱発電部１から離反するときに起電力が反転する原理について説明する。
【００３４】
まず、図２に示す熱源５が収熱部４から離反する。ここで、放熱部３の熱容量が収熱部４の熱容量より大きくする。又、放熱部３の放熱性能が収熱部４の放熱性能より小さくしてもよい。この場合、熱源５を離反すると、放熱部３と収熱部４との温度の高低が反転する。
これにより、起電力が反転し、マイナスの起電力を発生することができる。
【００３５】
なお、起電力の向きは、必ずしもこの通りにならなくても良い。熱源５が収熱部４に接触したときにマイナスの起電力を生じ、熱源５が離反したときにプラスの起電力を生じるようにしても良い。また、必ずしも熱源は相対的に温度の高いものに限られず、相対的に温度の低いものであっても良い。その場合、放熱部が収熱部として機能する。
【００３６】
続いて、検出部２１がマイナスの起電力を検出する（ステップ６）。ここで、図３の起電力の変化を示す図において、マイナスの起電力側に示す横軸方向の点線は、起電力の第二の基準値を示すものである。第二の基準値は、検出部２１がマイナスの起電力を検出するために必要最低限の起電力である。第二の基準値以下のマイナスの起電力が発生した場合、検出部２１により検出することができる。ここで、図３に示すように、検出部２１は、マイナスの起電力を検出する。このとき、検出部２１は、起電力がプラスかマイナスかを判断している。
【００３７】
次に、検出部２１は、マイナスの起電力の検出信号を制御部２２に送る（ステップ７）。
【００３８】
次に、検出部２１で検出された検出信号に基づいて、制御部２２が装置電源部に制御信号を送る（ステップ８）。このとき、制御信号は、装置電源部を停止させるための停止信号である。これにより、図３に示すように、電源がｏｎからｏｆｆに切り替わる。すなわち、装置電源部３１の電源が停止し、装置が停止する。また、装置停止に伴い、スイッチ制御部に電力が供給されなくなるため、スイッチ制御部が停止する。
【００３９】
この構成により、熱電センサスイッチは熱源の接触、離反を起電力によって検出することができる。これにより、装置電源部を制御することができる。従って、装置電源部を熱源によって制御するため、装置の停止、起動を確実に行うことができるため、装置の誤作動を防止することができる。また装置の停止を確実に行うため、省電力化を図ることができる。
【００４０】
なお本実施例では、制御信号として停止信号を装置電源部に送っているが、停止信号に限られない。例えば、制御信号は、熱発電部１に接触する熱源が離反したとき、離反したことを知らせる警報信号であってもよい。この場合、装置は、例えば警報機であり、装置電源部に警報信号が送られた場合、装置が警報表示や警報音が生じる警報状態へ移行することができる。また、本実施例と同様に熱発電部１に熱源が接触したときに装置が起動する。これにより、装置が熱源の監視状態に移行する。よって、この場合においても、熱電センサスイッチ１０としての機能を発揮することができる。
【００４１】
また、本実施例では、熱源が熱発電部１から離反した場合を示したが、必ずしも離反する必要はない。熱源の温度低下によって、図２に示す放熱部３と収熱部４との温度の高低が反転する場合、検出部２１はマイナスの起電力を検出することができる。これにより、例えば、装置が警報機の場合、熱源の温度低下したとき、装置を監視状態から警報状態へ移行させることができる。なお、熱源の温度低下により、装置を停止させるものでもよい。
【００４２】
また、本実施例において、第一の基準値は、スイッチ制御部２０を起動するために必要最低限の電力としたが、スイッチ制御部２０を起動できる電力であればよい。具体的には、必要最低限の電力よりも大きい電力を設定する。これにより、装置電源部３１の起動誤作動を防止することができる。
【００４３】
また、第二の基準値は検出部２１がマイナスの起電力を検出するために必要最低限の起電力としたが、検出部２１が検出できるマイナスの起電力であればよい。具体的には、必要最低限の電力より、大きいマイナスの起電力を設定しても良い。これにより、装置電源部３１の停止又は警報の誤作動を防止することができる。
【００４４】
また、本実施例では、図３に示すように、検出部２１がプラス又はマイナスの起電力を検出するとほぼ同時に装置電源部３１を起動又は停止を行っているが、起電力検出後から一定時間経過後、装置電源部３１の起動又は停止を行っても良い。この場合、制御部２２は、更に図示しない時間管理タイマ部を有している。
【００４５】
まず、第一の基準値よりも大きいプラスの起電力が発生し、検出部２１がプラスの起電力を検出する（ステップ２−１）。
この検出と同時に、時間管理タイマ部が時間のカウントをスタートさせる（ステップ２−２）。
【００４６】
次に、検出部２１によるプラスの起電力の検出が、時間管理タイマ部でカウントした所定時間を越える（ステップ２−３）。なお、所定時間内に、検出部２１がプラスの起電力が、第一の基準値より小さくなった場合、時間管理タイマ部は、カウントを０にする。そして、ステップ２−１へ移行する。
【００４７】
次に、検出部２１は、プラスの起電力の検出信号を制御部２２に送る（ステップ３）。
そして、ステップ４を行う。
また、同様に、ステップ６において時間管理タイマ部により検出部２１による検出時間を制御することができる。
【００４８】
まず、第二の基準値よりも大きいマイナスの起電力が発生し、検出部２１がプラスの起電力を検出する（ステップ６−１）。
この検出と同時に、時間管理タイマ部が時間のカウントをスタートさせる（ステップ６−２）。
【００４９】
次に、検出部２１によるマイナスの起電力の検出が、時間管理タイマ部でカウントした所定時間を越える（ステップ６−３）。なお、所定時間内に、検出部２１がマイナスの起電力が、第二の基準値より小さくなった場合、時間管理タイマ部は、カウントを０にする。そして、ステップ６−１へ移行する。
【００５０】
次に、検出部２１は、マイナスの起電力の検出信号を制御部２２に送る（ステップ７）。
そして、ステップ８を行う。
これにより、熱源が熱発電部１から接触及び離反を短時間で繰り返した場合などによる装置電源部３１の誤作動を防止することができる。従って、装置電源部３１の省電力化を図ることができる。
【００５１】
また、熱電センサスイッチにおいて、熱発電部１と検出部２１及び制御部２２とが、別体で構成されていても良い。このとき、検出部２１及び制御部２２は、熱発電部１と分離して構成されている。検出部２１及び制御部２２と、熱発電部１とは、有線で接続されていても、また無線通信により電気的に接続されていてもよい。これにより、熱発電部で構成される部分に、熱電素子を多く配置することができる。また、熱発電部で構成される部分を小型化してもよい。
【００５２】
＜第二の実施形態＞
本実施形態において、第一の実施形態と異なる点は、制御部２２が図示しない微分回路部を備える点である。
【００５３】
図３のａの期間において、熱源の接触後の起電力は、急激に上昇し、頂点に達した後、緩やかに減少していく。また、図３のｂの期間において、熱源の離反後の起電力は、急激に起電力がマイナスの方向へ減少し、その後傾きは緩やかに増加していく。なお、この場合においても、放熱部及び収熱部の温度差により起電力が発生している。
【００５４】
以下に本実施形態を説明する。
まず、熱発生部１の収熱部に熱源が接触する（ステップ１）。これにより、熱発電部で起電力が発生する。
【００５５】
次に、検出部２１が一定時間ごとにプラスの起電力を検出する（ステップ２−１）。この場合、制御部２２は、時間管理タイマ部を有している。また、時間管理タイマ部は、一定時間を計測する。これにより、制御部２２は、検出部２１に対し一定時間ごとに起電力を検出させる。
【００５６】
次に、検出部２１は、一定時間ごとのプラスの起電力の検出信号を制御部２２に送る（ステップ３−１１）。
【００５７】
次に、制御部２２の微分回路部が一定時間ごとの起電力の変化を検出する（ステップ３−１２）。このとき、微分回路部は、一定時間ごとに検出部２１に起電力を検出させる。これにより、微分回路部は、起電力の変化を検出する。この起電力の変化が図３に示す傾きである。なお、微分回路部が時間管理タイマ部を有していてもよい。
【００５８】
つまり、微分回路部を備えることで、熱源が接触した場合、一定時間における一定値以上の起電力の大きな変化を検出する。このとき、検出する変化は、大きな正の傾きである。また、同じ状態が保持された場合は、緩やかな傾きとして検出される。なお、一定値以上の大きな変化は、熱源を熱発電部１から接触、又は離反したときに生じる変化である。
【００５９】
次に微分回路部は、一定時間における一定値以上の起電力の変化があるかを判断する（ステップ３−１３）。また、このとき、微分回路は、傾きが正であるか負であるかも判断する。
【００６０】
そして、ステップ４を行う。また、ステップ３−１３で一定値以上の起電力の変化がないと判断した場合は、ステップ３−１２を繰り返す。
また、装置電源部３１の起動後における緩やかな負の傾きのときは、起動状態を継続する。
また、熱源が離反した場合においても接触した場合と同様の手順で行うことができる。
【００６１】
まず、熱発生部１の収熱部に離反が接触する（ステップ５）。これにより、熱発電部で起電力が発生する。
次に、検出部２１がステップ２と同様に一定時間ごとのマイナスの起電力を検出する（ステップ６−１）。
次に、検出部２１は、一定時間ごとのマイナスの起電力の検出信号を制御部２２に送る（ステップ７−１１）。
【００６２】
次に、制御部２２の微分回路部が一定時間ごとの起電力の変化を検出する（ステップ７−１２）。
つまり、微分回路部を備えることで、熱源が離反した場合、一定時間における一定値以上の起電力の変化を検出する。このとき、検出する変化は、大きな負の傾きである。
【００６３】
次に微分回路部は、一定時間における一定値以上の起電力の変化があるかを判断する（ステップ７−１３）。また、このとき、微分回路は、傾きが正であるか負であるかも判断する。
【００６４】
そして、ステップ８を行う。また、ステップ７−１３で一定値以上の起電力の変化がないと判断した場合は、ステップ７−１２を繰り返す。
【００６５】
よって、微分回路部を有していることにより、第一の実施形態と同様に装置電源部３１の起動又は停止を制御することができる。なお、起電力の変化、すなわち微分回路による傾きの変化があると判断する変化は、例えば５倍以上に設定しておく。これにより、熱源の接触、または離反時に装置を確実に制御することができる。
【００６６】
なお、起電力は、必ずしもこの通りにならなくても良い。熱源５が収熱部４に接触したときにマイナスの起電力を生じ、熱源５が離反したときにプラスの起電力を生じるようにしても良い。その場合、起電力が逆転し、検出する傾きの正負が逆転する。また、必ずしも熱源は相対的に温度の高いものに限られず、相対的に温度の低いものであっても良い。その場合、放熱部が収熱部として機能する。
【００６７】
この構成により、起電力の変化を検出することができる。そのため、起電力の正負が熱源の接触、離反で逆転しないような場合でも、起電力の変化により確実に装置電源部を制御することができる。例えば、熱源の接触、離反を短時間で繰り返し行う場合など非常に有効である。
【００６８】
また、時間管理タイマ部により、以下のように装置電源部３１を制御してもよい。
まずステップ７−１２まで同様に行う。
次に、熱源の離反による大きな負の傾きを検出したとき、検出部２１、制御回路２２が起動した待機状態とする（ステップ７−２３）。
この検出と同時に、時間管理タイマ部の時間のカウントをスタートさせる（ステップ７−２４）。
【００６９】
次に、時間管理タイマ部が所定時間を計測し、所定時間内検出部により起電力を検出し、所定時間内に正の傾きが検出されなければ、制御部２２が装置電源部３１へ停止する停止信号（制御信号）を送る（ステップ８）。この所定時間は、一定時間と同一の時間であってもよいし、異なる時間であってもよい。すなわち、ステップ８に移行する場合、所定時間内の起電力の正負が同一である。
【００７０】
また、正の傾きが検出された場合、ステップ７−１２へ移行する。この場合、検出部２１で起電力がマイナスの起電力ではなくプラスの起電力を所定時間内に検出する。すなわち、所定時間内に逆の起電力を検出したときは、ステップ７−１２に移行する。
【００７１】
なお、検出部２１及び制御部２２を最初に起動する時は、図３に示すように、熱発電部１の大きな起電力によって電力がまかなわれるので、必ずしもその傾きを検出する必要は無い。
【００７２】
本実施形態において、熱源離反による大きな負の傾きを検出した後、一時、待機状態と設定している。熱源離反直後に温度の高くない熱源（例えば、体温程度）が再び接触した場合、起動のための十分な起電力が得られない可能性が高い。
【００７３】
そこで、時間管理タイマ部により、所定時間計測することで、その間に熱発電部１が放熱する。これにより、熱発電部１に発電のための十分な起電力を発生できる温度差が確保される。
【００７４】
また、所定時間内に大きな正の傾きが検出されたときは、装置電源部３１の起動状態を継続するように設定してもよい。これにより、装置電源部３１の誤作動を防止することができる。この待機状態は、人体に装着する装置であれば、５秒程度で良い。
【００７５】
この構成により、装置電源部の起動に必要な収熱部および放熱部の温度変化、すなわち起電力変化による応答速度の課題を解決することができる。したがって、熱源が一瞬だけ接触し、すぐに離反した場合、起動状態が継続されることを防止することができる。また、熱源の離反によって電源を落とした後、すぐに接触した場合、起動しなくなることを防止することができる。
【００７６】
また、この熱電センサスイッチ１０は、各種の装置に搭載することができる。また、例えば熱電センサスイッチ１０は、無線センサノードに搭載することができる。これにより、例えば人体に装着されて生体情報の検出結果を無線送信する装置や、例えば各種の装置に装着されて装置の状態の検出結果を無線送信する装置に用いることができる。
【００７７】
ここで例えば、上記のように警報装置とすれば、体温などの生体情報の検出結果を無線送信することができる。
【００７８】
なお、本実施形態において、さらに、第一の実施形態と同様に検出部２１が、発生された起電力がプラスの起電力であるか、マイナスの起電力であるかを判断するように設定されてもよい。この場合、制御部２２は、起電力が一定値以上変化したとき、及びプラスの起電力の検出信号のとき、装置電源部３１を起動させる起動信号を制御信号として送信する。また、制御部２２は、起電力が一定値以上変化したとき、及びマイナスの起電力の検出信号のとき、装置電源部３１を停止させる停止信号を制御信号として送信する。
また、熱電センサスイッチは、以下に示す装置に用いることができる。
【００７９】
＜ヘッドフォン＞
熱電センサスイッチにより制御されるヘッドフォンについて図４、図５を用いて説明する。
【００８０】
図４は、熱電センサスイッチ１０を備える第一の実施形態に係るヘッドフォン１００を示す図である。ここで、本発明におけるヘッドフォンは、再生装置や受信器から出力された電気信号を、耳に接近したスピーカーを用いて音波に変換する装置であり、図５に示すイヤフォン型も含むものとする。
【００８１】
図４（ａ）は一方のスピーカー部１０１の耳（熱源）に接触する側（内側）から見た図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）と反対側（外側）から見た図である。
【００８２】
図４において、ヘッドフォン１００は、２つのスピーカー部１０１と、２つのスピーカー部１０１を連結する連結部１０２を備えている。また、このヘッドフォン１００は、熱電センサスイッチを有している。
【００８３】
図４において、熱電センサスイッチの熱発電部が、一方のスピーカー部１０１に設けられている。熱発電部をスピーカー部１０１に設ける場合、図４のように、熱発電部の収熱部１４をスピーカー部１０１の耳に接触する側に配している。また、放熱部１３をスピーカー部１０１の耳に接触する側と反対側と接続する連結部１０２に配している。
【００８４】
また、この場合、制御する装置はヘッドフォン本体であってもよいし、ヘッドフォンが接続する再生装置等であってもよい。
また、本実施形態において、スイッチ制御部は、スピーカー部１０１、連結部１０２のいずれに備えていても良い。いずれの位置にあっても、熱電センサスイッチの機能を発揮することができる。
【００８５】
例えば、制御する装置が再生装置等の場合、スイッチ制御部は、再生装置等に接続するコード（図示しない）が接続する部分に設けることができる。コードが接続する部分が、例えば一方のスピーカー部１０１である場合、一方のスピーカー部１０１にスイッチ制御部を設ける。このため、検出した起電力の検出信号を早く再生装置の装置電源部に送ることができる。これにより、無駄な電力の発生を防止することができる。なお、制御する装置がヘッドフォンの場合、スイッチ制御部はヘッドフォンの装置電源部の近くに設けることが好ましい。これにより、検出した起電力の検出信号を早く再生装置の装置電源部に送ることができる。
【００８６】
このとき、収熱部１４及び放熱部１３は必ずしも露出している必要は無い。この場合、熱が伝わりやすい構造であれば良い。すなわち、収熱部１４は、体温を感知しやすい構造となっていれば良く、放熱部１３は、熱を放出しやすい構成であれば良い。例えば、スピーカー部１０１の外側部分又は連結部１０２を熱伝導の良い材料で形成する。このとき、放熱部１３とスピーカー部１０１の外側部分又は連結部１０２とを接続し、スピーカー部１０１の外側部分により放熱する。また、スピーカー部１０１の外側部分を放熱部としてもよい。すなわち熱電素子とスピーカー部１０１とが直接接続する構造となる。
【００８７】
また、スピーカー部１０１の内側部分についても同様の構成とすることで、熱が熱発電部の収熱部１４に伝導しやすくすることができる。
【００８８】
また、熱発電部を組込むスピーカー部１０１は、一方でも良いし、両方にあっても良い。両方にあれば、熱電素子を小さくしても電力を大きく取ることができる。また、２つの熱発電部からの起電力の検出を検出部で行い、制御部でその起電力の平均値又は相関関係を計測することができる。この場合、スピーカー部１０１のズレによる変化が小さく、誤作動を防ぐことができる。ただし、このとき、２つの収熱部１４及び２つの放熱部１３は熱的に独立していなければならない。
【００８９】
また、本実施形態において、収熱部１４がスピーカー部１０１の連結部１０２側、放熱部１３が連結部１０２に設けられているが、必ずしもその必要はない。例えば、収熱部１４の位置がスピーカー部１０１の中央部にあってもよい。この場合、耳（熱源）が確実に接触することができるため、確実に起電力を発生させることができる。また、この構成により、収熱部１４を設けるための面積が必要なくなるため、小型化が図れる。なお、本実施形態の位置に収熱部１４及び放熱部１３を配することにより、スピーカー部からの楽音の発生を妨げることなく、熱発電を行うことができる。なお、収熱部１４は、耳と接触する位置に設ける必要があるため、スピーカー部に設けることが好ましい。
【００９０】
また、放熱部１３は、連結部１０２ではなくスピーカー部１０１の外側に設けられていてもよい。スピーカー部１０１の方が連結部１０２より面積が大きいため、放熱効率を向上することができる。
【００９１】
また、熱電センサスイッチにおいて、熱発電部１と検出部２１及び制御部２２とが、別体で構成されていても良い。このとき、検出部２１及び制御部２２は、熱発電部１と分離して構成されている。検出部２１及び制御部２２と、熱発電部１とは、有線で接続されていても、また無線通信により電気的に接続されていてもよい。これにより、熱発電部で構成される部分に、熱電素子を多く配置することができる。また、熱発電部で構成される部分を小型化してもよい。
【００９２】
また、熱電センサスイッチは、ワイヤレスヘッドフォンの無線送受信器の起動／終了の制御を行うものであっても良い。
さらに、この実施例は両耳につけるヘッドフォンだけでなく、片耳につけるものや補聴器等に適用されても良い。これにより補聴器の装置電源部を制御することができる。
【００９３】
図５は、熱電センサスイッチ１０を備える第二の実施形態に係るヘッドフォン２００を示す図である。図５（ａ）は一方のスピーカー部１０１の耳（熱源）に接触する側（内側）から見た図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）と反対側（外側）から見た図である。
【００９４】
第二の実施形態において、第一の実施形態と異なる点は、ヘッドフォンがイヤフォン型である点で異なる。なお、第１実施形態と同様の構成になる部分については、その詳細な説明を省略する。
【００９５】
本実施形態において、スピーカー部２０１は、耳（熱源）に挿入される。そのため、図５に示すように、放熱部２３は、スピーカー部２０１の外側部分の中央部に設けることが好ましい。これにより、スピーカー部２０１を耳に挿入した場合においても、常に露出させておくことができる。なお、放熱部２３は、スピーカー部２０１を耳に挿入時、露出する部分に設けられていればよい。
【００９６】
また、スピーカー部２０１は、耳に挿入されるため、内側と外側の間に位置する側面も耳に接触する。このため、収熱部２４は、スピーカー部２０１の側面に設けられていてもよい。これにより、スピーカー部２０１の内側に収熱部２４を形成する領域を設けなくてもよいため、小型化を図れる。また、スピーカー部からの楽音の発生を妨げることなく、熱発電を行うことができる。
【００９７】
また、本実施形態において、収熱部２４及び放熱部２３はスピーカー部に設けられる。収熱部２４及び放熱部２３は連結部２０２に設けることが難しいためである。
【００９８】
＜立体視用眼鏡＞
熱電センサスイッチにより制御される立体視用眼鏡について図６を用いて説明する。
図６は、熱電センサスイッチを備える立体視用眼鏡３００を示す図である。
図６（ａ）は、一方のテンプル３０１の頭と接する側（内側）から見た図であり、図（ｂ）は、一方のテンプル３０１の頭と接する側と反対側（外側）から見た図である。
【００９９】
図６において、立体視用眼鏡３００は、頭部に固定するフレーム部と、フレーム部内に配置された２枚のレンズ部と、で構成されている。また、この立体視用眼鏡３００は、熱電センサスイッチを有している。また、フレーム部は、耳に掛ける２つのテンプル部３０１と、２枚のレンズ部の間に配置され、鼻に掛ける鼻パッド部３０２を備えている。また、この立体視用眼鏡３００は、熱電センサスイッチを有している。
【０１００】
また、テンプル部３０１は、耳に掛けるためにレンズ部側が直線部で構成され、テンプル部３０１の端部が屈曲部で構成されている。
【０１０１】
図６において、熱電センサスイッチの熱発電部が、一方のテンプル部３０１に設けられている。熱発電部をテンプル部３０１に設ける場合、図６のように、熱発電部の収熱部３４をテンプル部３０１の内側に配している。また、放熱部３３をテンプル部３０１の外側に配している。
【０１０２】
また、この場合、制御する装置は立体視用眼鏡３００本体であってもよいし、立体視用眼鏡３００が通信するする立体視用テレビなどの立体視用動画再生装置等であってもよい。この場合、立体視用動画再生装置の制御は、無線送受信によって行われる。
【０１０３】
また、本実施形態において、スイッチ制御部は、テンプル部３０１、レンズ部、鼻掛けパッド部３０２のいずれに備えていても良い。いずれの位置にあっても、熱電センサスイッチの機能を発揮することができる。
【０１０４】
このとき、収熱部３４及び放熱部３３は必ずしも露出している必要は無い。この場合、熱が伝わりやすい構造であれば良い。すなわち、収熱部３４は、体温を感知しやすい構造となっていれば良く、放熱部３３は、熱を放出しやすい構成であれば良い。例えば、テンプル部３０１の外側部分を熱伝導の良い材料で形成する。このとき、放熱部３３とテンプル部３０１の外側部分とを接続し、テンプル部３０１の外側部分により放熱する。また、テンプル部３０１の外側部分を放熱部としてもよい。すなわち熱電素子とテンプル部３０１とが直接接続する構造となる。
【０１０５】
また、テンプル部３０１の内側部分についても同様の構成とすることで、熱が熱発電部の収熱部３４に伝導しやすくすることができる。
【０１０６】
また、熱発電部を組込むテンプル部３０１は、一方でも良いし、両方にあっても良い。両方にあれば、熱電素子を小さくしても電力を大きく取ることができる。また、２つの熱発電部からの起電力の検出を検出部で行い、制御部でその起電力の平均値又は相関関係を計測することができる。この場合、テンプル部３０１のズレによる変化が小さく、誤作動を防ぐことができる。ただし、このとき、２つの収熱部３４及び２つの放熱部３３は熱的に独立していなければならない。また、さらに、後述する鼻掛けパッド部にも収熱部３４及び放熱部３３が設けられていてもよい。
【０１０７】
また、本実施形態において、収熱部３４及び放熱部３３がテンプル部３０１の直線部に設けられているが、必ずしもその必要はない。例えば、収熱部１４の位置がテンプル部３０１の屈曲部にあってもよい。この場合、耳（熱源）が確実に接触することができるため、確実に起電力を発生させることができる。なお、放熱部３３は、屈曲部にある場合は、人の髪等で隠れない位置に備える必要がある。
【０１０８】
本実施形態のようにテンプル部３０１の直線部に収熱部３４及び放熱部３３を配することにより、収熱部３４を人の頭と接触させるとともに、放熱部３３を人の髪等で隠れることなく露出させることができる。また、収熱部３４及び放熱部３３は、テンプル部３０１の直線部の中心と屈曲部との間にあることが好ましい。これにより、収熱部３４が耳の近くに配置されるため、人の頭と確実に接触させるとともに、放熱部３３を人の髪等で隠れることなく確実に露出させることができる。
【０１０９】
また、収熱部３４及び放熱部３３は、鼻掛けパッド部３０２に設けられてもよい。すなわち、収熱部３４は鼻（熱源）と接する側（内側）に設けられ、放熱部３３は鼻と接する側と反対側（外側）に設けられる。これにより、収熱部３４を鼻と接触させるとともに、放熱部３３を確実に露出させることができる。
【符号の説明】
【０１１０】
１  熱発電部
２  熱電素子
３、１３、２３、３３  放熱部
４、１４、２４、３４  収熱部
５  熱源
１０  熱電センサスイッチ
２０  スイッチ制御部
２１  検出部
２２  制御部
３１  装置電源部
１００、２００  ヘッドフォン
１０１、２０１  スピーカー部
１０２、２０２  連結部
３００  立体視用眼鏡
３０１  テンプル部
３０２  鼻掛けパッド部
【図１】
2012190940.tif 000003
【図２】
2012190940.tif 000004
【図３】
2012190940.tif 000005
【図４】
2012190940.tif 000006
【図５】
2012190940.tif 000007
【図６】
2012190940.tif 000008