(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
空中に形成される実像を照射し得る位置に発光素子が設けてあり、結像手段と元絵との間にハーフミラーが設けてあり、前記発光素子から発した光が被検出物で反射し前記結像手段及び前記ハーフミラーを経て到達し得る位置に一つの受光素子が設けてあるタッチレススイッチにおいて、
２個の発光素子を光軸が交差するように所定の位置に設け、
パルス変調信号を出力する発光素子駆動回路を具備させ、
分周されたパルス信号のパルスの山が交互に存在するように、前記パルス変調信号を二つに分け、該二つのパルス信号を前記発光素子へ出力する分周回路を設け、
前記一つの受光素子の後段に、同期検出回路を設けたことを特徴とするタッチレススイッチの検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特願平７−３１３４４０号において開示されている発明の一部材に係わり、詳しくは、文字や絵を描いたプレートと結像手段との間にハーフミラーを設けた構成のタッチレススイッチの検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
本出願人は、全く新しいタイプの非接触スイッチとして、平成６年１２月５日にタッチレスパネルスイッチなる発明を出願し（特願平６−３３３７２７号）、平成７年１０月２４日には、同様の非接触スイッチであるタッチレススイッチなる発明を出願している（前記特願平７−３１３４４０号）。
前記タッチレススイッチなる発明において、文字や絵を描いたプレートと結像手段である屈折率分布型レンズ素子との間にハーフミラーを設けた構成のタッチレススイッチのアイデアが提案されている。
【０００３】
本発明で問題とする検出装置は、この文字や絵を描いたプレートと結像手段（例えば屈折率分布型レンズ素子）との間にハーフミラーを設けた構成のタッチレススイッチの検出装置に関するものであり、以後、タッチレススイッチと言えば、特にこのタイプのタッチレススイッチのみを意味するものとする。
【０００４】
図２を参照してタッチレススイッチについて説明する。
タッチレススイッチは、伝送元である物体（以後、元絵８とも称する）を結像手段９（例えば屈折率分布型レンズ素子）により空中に投射（写像）し、前記物体の実像８ａをスイッチのキーとして空中に表示させ、スイッチ操作のターゲットとして利用しようとするものである。
このタッチレススイッチにおいて、空中に表示されたキーに接近してくる被検出物（オペレータの指など、図示せず）は、次のように検出していた。
【０００５】
前記空中のキー、すなわち元絵の実像８ａを照射し得る所定の位置に発光素子１を設ける（１個でも複数個でもよい）。発光素子１を発した光（赤外線も含む）は、前記キーに接近してきた指で反射し、結像手段９を介して元絵８への方に伝送される。
元絵８と結像手段９との間には、ハーフミラー１０が設けてあるので、発光素子１を発し、指で反射して結像手段９を通ってきた光は、一部はハーフミラー１０で反射する。
ハーフミラー１０で反射してきた発光素子１からの光を受光し得る位置に、受光素子５が設けられているので、空中のキーに触れようとしてくる物体（指）を検出することができる。
【０００６】
受光素子５を設ける位置は、発光素子１を発した光が指で反射してから結像手段９へ入射するまでの光線の軌跡の距離と、結像手段９を出射してからハーフミラー１０で反射し、受光素子５へ入射するまでの光線の軌跡の距離と、が概ね等しくなる位置が最も望ましい。
【０００７】
このような従来のタッチレススイッチにおいて、発光素子１へ変調信号を入力させ、変調光を出射させ、該変調光を受光素子５で受光し、同期検出・復調を行うことによって被検出物の検出を行うことが考えられる。いわゆる変調型の光電スイッチを使用するわけである。むしろ、ノイズに対し強いタッチレススイッチを構成できるので、そのほうが好ましいと言える。
【０００８】
図２は、従来のタッチレススイッチの検出装置に変調型の光電スイッチを使用した場合のブロック図である。
点イ、点ロ、点ハ、点ニまたは点ホに被検出物が在ったとした場合、それらの各点において、前記被検出物を検出してしまう可能性がある。
どの点で被検出物を検出でき、どの点で検出できないかは、発光素子１の光軸、指向性、発光強度、受光素子５の光軸、指向性、受光感度及び結像手段９の光学特性などによって決まる。
【０００９】
いずれにしても、被検出物を検出できる範囲は、かなり広く、所定箇所でのみ被検出物を検出できるように光電スイッチ（発光素子と受光素子）を設定・調整することは、困難であった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来のタッチレススイッチの検出装置（変調型光電スイッチ）の欠点に鑑み為されたもので、その目的とするところは、検出箇所を狭い範囲に限定させることができるタッチレススイッチの検出装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
空中に形成される実像を照射し得る位置に発光素子が設けてあり、結像手段と元絵との間にハーフミラーが設けてあり、前記発光素子から発した光が被検出物で反射し前記結像手段及び前記ハーフミラーを経て到達し得る位置に一つの受光素子が設けてあるタッチレススイッチにおいて、２個の発光素子を光軸が交差するように所定の位置に設け、パルス変調信号を出力する発光素子駆動回路を具備させ、前記パルス変調信号を二つのパルス信号に分割し、分周されたパルス信号のパルスの山が交互に存在するように、パルス変調信号を二つに分け、前記発光素子へ出力する分周回路を設け、前記一つの受光素子の後段に、同期検出回路を設けている。なお、本明細書でいう同期検出回路は、パルス変調信号を復調する回路を含む回路を意味するものとする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明を構成する部材のうち、発光素子駆動回路、同期検出回路、発光素子及び受光素子は、変調型の光電スイッチ及びその駆動及び検出回路において使われているものと同様の構成または部材を使用すれば、十分である。
【００１３】
２個の発光素子は、その光軸が交差するように所定の位置に設置する。二つの光軸の交点及びその周囲の空間が被検出物の検出可能範囲となる。
【００１４】
図３は、パルス変調信号とその分割されたパルス波形（分周回路出力信号）を示す模式図である。
分周回路は、図３のように、パルス変調信号を二つのパルスに分割し、かつ分周する回路である。分割された一つのパルス信号は、第一の発光素子を駆動する信号であり、もう一つのパルス信号は、第二の発光素子を駆動するパルス信号となる。
【００１５】
被検出物の検出可能範囲、すなわち二つの発光素子の光軸の交点及びその付近に被検出物が存在すれば、二つの発光素子からの変調光を受光素子は、受光することができる。
同期検出回路は、受光素子の出力に基づき同期検出及び復調を行い、検出信号を出力する。
【００１６】
【実施例】
図１は、本発明の一実施例を示す模式図である。
第一及び第二の二つの発光素子（１、２）は、光軸が交差するように設置されており、該光軸の交点が検出しようとするターゲットとなるように設置位置及び光軸が調整されている。
【００１７】
発光素子駆動回路３は、発振回路（図示せず）を含んでおり、パルス変調信号を出力する。分周回路４は、該パルス変調信号を図３のように、分周されたパルス信号のパルスの山が交互に存在するように、パルス変調信号を二つに分け、出力する。
【００１８】
発光素子（１、２）には、赤外発光ダイオードまたは発光ダイオードなどを使用する。
分周された一つのパルス信号は、第一の発光素子１を発光させ、分周されたもう一方のパルス信号は、第二の発光素子２を発光させる。すなわち、発光素子（１、２）は、交互に発光することになる。
【００１９】
受光素子５は、入射してきた光に応じた信号を同期検出回路６へ出力する。
従って、第一の発光素子１の光軸と第二の発光素子２の光軸が交差する点及びその周囲にて被検出物で反射してきた二つの発光素子（１、２）からの変調光は、結像手段９及びハーフミラー１０を経て、受光素子５に入射する。
図１では、恐らく、点ハとその近辺でしか被検出物を検出できないことになる。
【００２０】
受光素子５は、分周される前の元のパルス変調信号での変調光を受光した場合と同等の信号を出力することになる。
よって、同期検出回路６は、二つの発光素子（１、２）からの変調信号を同期検出できることになる。同期検出回路６は、復調回路７を含んでおり、復調回路は、例えば積分回路、比較回路、出力回路などからなる（図示せず）。
【００２１】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成されているので、次に記載される効果を奏する。
一つの発光素子駆動回路３、一つの受光素子５、一つの同期検出回路６で、二つの発光素子（１、２）からの変調光を受光して復調し、検出することができる。
二つの発光素子（１、２）の光軸の交点及びその周囲に被検出物が在った場合のみ、元のパルス変調信号に対し同期検出ができるので、検出範囲を狭く所定箇所に限定できる、よって検出の安定性を高めることができるタッチレススイッチの検出装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す模式図
【図２】従来のタッチレススイッチの検出装置に変調型の光電スイッチを使用した場合のブロック図
【図３】パルス変調信号とその分割されたパルス波形を示す模式図
【符号の説明】
１  第一の発光素子
２  第二の発光素子
３  発光素子駆動回路
４  分周回路
５  受光素子
６  同期検出回路
７  復調回路
８  元絵
９  結像手段
１０  ハーフミラー
イ、ロ、ハ、ニ、ホ  発光素子の光軸上の所定位置を示す点
【図１】
0003796638.tif 000002
【図２】
0003796638.tif 000003
【図３】
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