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JPH1116462A - Non-contact switch - Google Patents

Non-contact switch

Info

Publication number
JPH1116462A
JPH1116462A JP16875297A JP16875297A JPH1116462A JP H1116462 A JPH1116462 A JP H1116462A JP 16875297 A JP16875297 A JP 16875297A JP 16875297 A JP16875297 A JP 16875297A JP H1116462 A JPH1116462 A JP H1116462A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
contact switch
light
image
hologram
switch
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP16875297A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masaru Mamiya
勝 間宮
Koji Inada
宏治 稲田
Takahito Miwa
高仁 三輪
Akito Okamoto
炳人 岡本
Koichi Motomura
幸一 本村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Idec Corp
Original Assignee
Idec Izumi Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Idec Izumi Corp filed Critical Idec Izumi Corp
Priority to JP16875297A priority Critical patent/JPH1116462A/en
Publication of JPH1116462A publication Critical patent/JPH1116462A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Switches Operated By Changes In Physical Conditions (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inexpensive non-contact switch excellent in operability. SOLUTION: An image 14 seen floating up from a hologram 111 is formed by applying reproduction light from a light source 12 to the hologram 111. A non-contact switch is made up by confrontingly disposing a light-projecting element 21 and a light-receiving element 22 with a position where the image is seen interposed therebetween and by connecting a switching circuit 23 to the light-receiving element 22. When a person who operates this non-contact switch moves a finger F or the like as if to touch the image 14, light 24 from the light-projecting element 21 is cut off. Cutoff of the light 24 is detected by the light-receiving element 22 and the switching circuit 23 performs switching. By this, a non-contact switch which is excellent in operability and which can be operated with the image 14 used as a mark can be realized by a simple structure, and a price of the non-contact switch can be lowered.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は非接触にてスイッ
チ操作を行う非接触スイッチに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a non-contact switch for performing a switch operation in a non-contact manner.

【0002】[0002]

【背景技術】ON、OFFなどのスイッチの操作は一般
にボタンを押したりレバーを動かしたりすることにより
行われる。しかし、用途によっては人の手などが触れて
操作を行うことが好ましくない場合もある。
2. Description of the Related Art Switch operations such as ON and OFF are generally performed by pressing buttons or moving levers. However, depending on the application, it may not be preferable to perform an operation by touching with a human hand or the like.

【0003】例えば、医療機器に設けられているスイッ
チに手を触れるという行為はスイッチに付着していた汚
れなどが手に付着する原因となり、また手に付着してい
た病原菌などがスイッチに付着する原因ともなる。した
がって、スイッチに手を触れる度にスイッチもしくは手
を洗浄する必要が生じる。
For example, touching a switch provided on a medical device with a hand causes dirt or the like adhering to the switch to adhere to the hand, and pathogenic bacteria or the like adhering to the hand adhere to the switch. It also causes. Therefore, it is necessary to wash the switch or the hand every time the switch is touched.

【0004】また、精密な装置を製造するクリーンルー
ム内では粉塵の発生を効果的に防止する必要があるた
め、物体と物体との接触という動作をできる限りなくす
必要がある。
Further, in a clean room for manufacturing precision equipment, it is necessary to effectively prevent the generation of dust, so that it is necessary to minimize the operation of contact between objects.

【0005】ここで、光電式スイッチなどを用いて非接
触のスイッチ操作を実現しようとした場合、手や指をど
の位置にもってくるとスイッチ操作が行われるのかとい
うことを操作を行う者が判断する必要が生じる。ところ
が、実際には何も存在しない空間のある領域に手や指を
正確に位置させることは容易なことではなく、場合によ
っては誤操作の原因ともなりかねない。
[0005] When a non-contact switch operation is to be realized using a photoelectric switch or the like, a person who performs the operation determines which position the hand or finger should bring the switch operation. Need to be done. However, it is not easy to accurately position a hand or finger in a certain area of a space where nothing actually exists, and in some cases, it may cause an erroneous operation.

【0006】そこで、屈折率分布型ロッドレンズを利用
して指や手をもってくるべき領域に目印となる絵や文字
などを浮かび上がらせて表示する非接触スイッチの開発
が進められている(特開平8−161987号公報参
照)。
Accordingly, a non-contact switch has been developed which uses a gradient index rod lens to display a picture or character as a mark in an area where a finger or a hand is to be brought up and raised (Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 8 (1996)). -161987).

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】屈折率分布型ロッドレ
ンズを用いた非接触スイッチでは浮かび上がった表示に
対して指などが触れるような動作(実際には指は物体に
接触しない)を行うことによりスイッチ操作を行うこと
ができ、操作する者が指などをどこにもってくるべきか
戸惑うということはない。しかし、屈折率分布型ロッド
レンズを用いて浮かび上がらせる像は平面像であり、初
めてスイッチの操作を行う者にスイッチとしての認識を
もたせることは容易でない。また、屈折率分布型ロット
レンズは高価であり、スイッチ単体の価格を低く抑える
ということも困難である。通常、スイッチは1つの製品
に対して多数設けられるものであり、個々のスイッチの
価格が上昇すると製品の価格の上昇を避けることができ
なくなってしまう。
A non-contact switch using a gradient index rod lens performs an operation such that a finger or the like touches a raised display (actually, the finger does not touch an object). The switch can be operated by the user, and there is no confusion as to where the operator should bring his finger or the like. However, the image that emerges using the gradient index rod lens is a planar image, and it is not easy for a person who operates the switch to recognize the switch for the first time. Further, the refractive index distribution type lot lens is expensive, and it is also difficult to keep the price of the switch alone low. Usually, a large number of switches are provided for one product, and when the price of each switch increases, it becomes impossible to avoid the increase in the price of the product.

【0008】そこで、この発明は上記課題に鑑みなされ
たもので、低価格でかつ操作性の優れた非接触スイッチ
を提供することを目的としている。
The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide a non-contact switch which is inexpensive and has excellent operability.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、非接
触にてスイッチ操作を行う非接触スイッチであって、像
を浮かび上がらせるホログラムと、前記ホログラムに向
けて再生光を照射する光源と、前記像が浮かび上がって
見える空間領域へ外部から物体が進入してきたことを非
接触で検出することによりスイッチングを行うスイッチ
ング手段とを備える。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a non-contact switch for performing a switch operation in a non-contact manner, comprising: a hologram for raising an image; and a light source for irradiating the hologram with reproduction light. Switching means for performing switching by detecting, in a non-contact manner, that an object has entered from outside into a space region in which the image emerges.

【0010】請求項2の発明は、請求項1記載の非接触
スイッチであって、前記スイッチング手段によるスイッ
チングに応じて前記再生光の照射方向を変更する照射方
向変更手段をさらに備え、前記ホログラムが多重露光さ
れたホログラムであり、前記照射方向変更手段による前
記再生光の照射方向の変更により浮かび上がって見える
前記像が変化する。
A second aspect of the present invention is the non-contact switch according to the first aspect, further comprising irradiation direction changing means for changing an irradiation direction of the reproduction light in accordance with switching by the switching means, wherein the hologram is The hologram is a multiple-exposed hologram, and the image that appears to be floating changes when the irradiation direction of the reproduction light is changed by the irradiation direction changing unit.

【0011】請求項3の発明は、請求項2記載の非接触
スイッチであって、前記光源が複数であり、前記照射方
向変更手段が、複数の前記光源のうち点灯するものを切
り替える手段である。
According to a third aspect of the present invention, there is provided the non-contact switch according to the second aspect, wherein the plurality of light sources are provided, and the irradiation direction changing means is a means for switching a light source among the plurality of light sources. .

【0012】請求項4の発明は、請求項1ないし3のい
ずれかに記載の非接触スイッチであって、前記スイッチ
ング手段が、前記像が浮かび上がって見える空間領域へ
外部から物体が進入してきたことを非接触で検出する反
射型の光電式スイッチである。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the non-contact switch according to any one of the first to third aspects, wherein the switching means allows an object from outside to enter a space area where the image appears to be raised. This is a reflection-type photoelectric switch that detects the contact without contact.

【0013】請求項5の発明は、請求項1ないし3のい
ずれかに記載の非接触スイッチであって、前記スイッチ
ング手段が、前記像が浮かび上がって見える空間領域へ
外部から物体が進入してきたことを非接触で検出する透
過型の光電式スイッチである。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the non-contact switch according to any one of the first to third aspects, wherein the switching means allows an object to enter from outside into a space area where the image appears to be raised. This is a transmission-type photoelectric switch that detects the contact without contact.

【0014】請求項6の発明は、請求項1ないし5のい
ずれかに記載の非接触スイッチであって、前記ホログラ
ムにより浮かび上がって見える像が複数であり、前記ス
イッチング手段がそれぞれの像に対応して複数備えられ
ている。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided the non-contact switch according to any one of the first to fifth aspects, wherein a plurality of images appearing by the hologram appear, and the switching means corresponds to each image. And a plurality are provided.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】図1および図2はこの発明に係る
非接触スイッチの動作原理を示す図である。図1に示す
ようにこの発明に係る非接触スイッチでは反射型のホロ
グラム111に光源12からの再生光13を照射するこ
とにより、矢印A1の方向から見たときに立体的な像1
4が空間に浮かんで見えるようになっている。そして、
この浮かんで見える像14の位置を挟むように投光素子
21と受光素子22とが対向して配置されている。これ
により、像14が見える空間領域に何ら物体が存在しな
い状態では投光素子21から出射された光24が受光素
子22にて受光され、像14が見える空間領域へ外部か
ら物体が進入してくると光24が遮断されて受光素子2
2にて光24が受光されなくなるようになっている。す
なわち、像14が見える空間領域への外部からの物体の
進入が受光素子22にて非接触で検出されるようになっ
ている。
1 and 2 show the principle of operation of a non-contact switch according to the present invention. As shown in FIG. 1, the non-contact switch according to the present invention irradiates the reproduction hologram 111 with the reproduction light 13 from the light source 12 so as to obtain a three-dimensional image 1 when viewed from the direction of arrow A1.
4 can be seen floating in space. And
The light projecting element 21 and the light receiving element 22 are arranged to face each other so as to sandwich the position of the floating image 14. Accordingly, when no object exists in the space area where the image 14 can be seen, the light 24 emitted from the light projecting element 21 is received by the light receiving element 22, and the object enters the space area where the image 14 can be seen from the outside. When it comes, the light 24 is blocked and the light receiving element 2
2, light 24 is not received. That is, the entry of an object from the outside into the space area where the image 14 can be seen is detected by the light receiving element 22 in a non-contact manner.

【0016】受光素子22にはスイッチング回路23が
電気的に接続されており、受光素子22の検出結果に応
じてスイッチングを行ってON、OFFなどの信号が出
力されるようになっている。すなわち、投光素子21、
受光素子22、およびスイッチング回路23は光24の
検出結果に応じてスイッチングを行うスイッチング手段
2を構成している。なお、図1に示す構成ではスイッチ
ング手段2自体は透過型の光電式スイッチと同様の構成
となっている。
A switching circuit 23 is electrically connected to the light receiving element 22, and performs switching in accordance with the detection result of the light receiving element 22 to output a signal such as ON or OFF. That is, the light emitting element 21,
The light receiving element 22 and the switching circuit 23 constitute a switching unit 2 that performs switching according to the detection result of the light 24. In the configuration shown in FIG. 1, the switching means 2 itself has the same configuration as that of the transmission type photoelectric switch.

【0017】ここで、図1の状態から図2に示すように
指Fを像14に触れるかのごとく移動すると投光素子2
1からの光24は指Fにより遮られて受光素子22に到
達しなくなりスイッチングが行われる。すなわち、スイ
ッチ操作を行う者(以下、「スイッチ操作者」とい
う。)にとっては像14に触れる感覚でスイッチの操作
を行うことが可能となる。
Here, when the finger F is moved from the state of FIG. 1 as if touching the image 14 as shown in FIG.
The light 24 from 1 is blocked by the finger F, does not reach the light receiving element 22, and switching is performed. In other words, a person who performs a switch operation (hereinafter, referred to as a “switch operator”) can perform the switch operation as if touching the image 14.

【0018】以上のようにホログラムを利用して非接触
スイッチを構成することにより次のような効果を有する
非接触スイッチが実現される。
By constructing a non-contact switch using a hologram as described above, a non-contact switch having the following effects can be realized.

【0019】まず、ホログラム111および光源12に
より浮かび上がって見える像14を目印としてスイッチ
操作者がスイッチ操作を行うことができるので、衛生的
な非接触のスイッチ操作を確実に、かつ誤操作を防止し
つつ行うことができる。また、操作経験のない者であっ
ても容易に操作を行うことができる。
First, since the switch operator can perform the switch operation using the hologram 111 and the image 14 that appears to be raised by the light source 12 as a mark, the sanitary non-contact switch operation can be reliably performed and erroneous operation can be prevented. It can be done while. Further, even a person who has no operation experience can easily perform the operation.

【0020】また、ホログラム111を用いることによ
り浮かび上がって見える像を立体的な形状とすることが
可能であり、この立体的な像をスイッチを連想させる形
状とすることで、初めてスイッチを操作する者にスイッ
チの存在を容易に認識させることができる。
Further, by using the hologram 111, it is possible to form a three-dimensional image that appears to be raised, and to operate the switch for the first time by making the three-dimensional image a shape reminiscent of a switch. Can easily recognize the presence of the switch.

【0021】また、浮かび上がって見える像14を形成
するためにホログラム111を用いていることから高価
な屈折率分布型ロッドレンズは不要となり、スイッチの
価格の低減を図ることができる。
Also, since the hologram 111 is used to form the image 14 that appears to be raised, an expensive refractive index distribution type rod lens is not required, and the cost of the switch can be reduced.

【0022】さらに、屈折率分布型ロッドレンズを用い
る場合には非接触スイッチを構成する部品点数が多く、
部品の配置位置の調整も必要となるが、ホログラムを利
用すれば少ない部品点数で組み立て容易なスイッチが実
現される。
Further, when a gradient index rod lens is used, the number of parts constituting a non-contact switch is large,
Although it is necessary to adjust the arrangement position of the components, a switch that can be easily assembled with a small number of components is realized by using a hologram.

【0023】図3および図4はホログラムを利用した非
接触スイッチの他の構成を説明するための図であり、ホ
ログラムの特徴を有効に利用した非接触スイッチの構成
となっている。
FIGS. 3 and 4 are diagrams for explaining another configuration of the non-contact switch using the hologram, which is a configuration of the non-contact switch effectively utilizing the features of the hologram.

【0024】この非接触スイッチではホログラム112
への再生光用の光源として第1光源121と第2光源1
22とが設けられている。これらの光源からの再生光は
ホログラム112に対して異なる方向から照射されるよ
うになっており、またホログラム112はこれらの再生
光に応じて矢印A2の方向から見たときに異なった立体
像が浮かび上がって見えるように多重露光されて作製さ
れている。図3におけるホログラム112は透過型のホ
ログラムであり、矢印A2の方向から見て光源がホログ
ラム112の背後側に配置されている。なお、図3では
第1光源121からの再生光131により像141(円
板の形状にて示す)が浮かび上がって見える状態を示し
ており、図4では第2光源122からの再生光132に
より像142(四角錐の形状にて示す)が浮かび上がっ
て見える状態を示している。また、このように異なった
方向からの再生光により異なった立体像を形成すること
は多重露光された反射型のホログラムを利用しても可能
であり、この場合は再生光用の複数の光源がホログラム
の正面側(像が浮かび上がって見える側)に配置される
こととなる。
In this non-contact switch, the hologram 112
Light source 121 and second light source 1 as light sources for reproducing light to
22 are provided. The reproduction light from these light sources is applied to the hologram 112 from different directions, and the hologram 112 has different three-dimensional images when viewed from the direction of the arrow A2 according to the reproduction light. It is manufactured by multiple exposure so that it can be seen. The hologram 112 in FIG. 3 is a transmission hologram, and a light source is disposed behind the hologram 112 when viewed from the direction of arrow A2. Note that FIG. 3 shows a state in which an image 141 (shown in the shape of a disk) appears by the reproduction light 131 from the first light source 121, and FIG. An image 142 (shown in the shape of a quadrangular pyramid) is shown in a raised state. In addition, it is possible to form a different stereoscopic image by the reproduction light from different directions in this way by using a multiple-exposure reflection hologram. In this case, a plurality of light sources for the reproduction light are used. It is arranged on the front side of the hologram (on the side where the image emerges).

【0025】この非接触スイッチにおいても図1に示し
たものと同様に投光素子21および受光素子22がホロ
グラム112により生じる立体像を挟むように対向して
配置されており、投光素子21からの光24が受光素子
22において受光されるようになっている。また、受光
素子22はスイッチング回路23に接続されており、光
24の検出結果に応じてスイッチングの状態が出力され
るようになっている。すなわち、投光素子21、受光素
子22、およびスイッチング回路23がスイッチング手
段2を構成している。
Also in this non-contact switch, the light projecting element 21 and the light receiving element 22 are arranged to face each other so as to sandwich the three-dimensional image generated by the hologram 112 in the same manner as shown in FIG. The light 24 is received by the light receiving element 22. The light receiving element 22 is connected to a switching circuit 23, and outputs a switching state in accordance with a detection result of the light 24. That is, the light emitting element 21, the light receiving element 22, and the switching circuit 23 constitute the switching means 2.

【0026】この非接触スイッチではスイッチング回路
23からのスイッチング出力は照射方向切替回路31に
入力されるようになっている。照射方向切替回路31は
第1光源121および第2光源122に接続されてお
り、いずれの光源を点灯させるかを制御するようになっ
ている。このような構成によりこの非接触スイッチでは
図3に示すように第1光源121が点灯して像141が
形成されている状態から指Fを像141に触れるように
移動すると受光素子22が光24の遮断を検出し、この
検出結果に基づいてスイッチング回路23の出力が照射
方向切替回路31へと送られ、第1光源121が消灯し
て第2光源122が点灯するようになっている。その結
果、指Fが像141に触れると図4に示すように像14
1が存在していた位置に別の像142が形成されること
となる。
In this non-contact switch, the switching output from the switching circuit 23 is input to the irradiation direction switching circuit 31. The irradiation direction switching circuit 31 is connected to the first light source 121 and the second light source 122, and controls which light source is turned on. With this configuration, in this non-contact switch, when the finger F is moved to touch the image 141 from the state where the first light source 121 is turned on and the image 141 is formed as shown in FIG. Is shut off, and based on the detection result, the output of the switching circuit 23 is sent to the irradiation direction switching circuit 31, and the first light source 121 is turned off and the second light source 122 is turned on. As a result, when the finger F touches the image 141, as shown in FIG.
Another image 142 will be formed at the position where 1 existed.

【0027】また、図4に示す状態から指Fを像142
に触れるように移動して光24が再び遮られると、受光
素子22、スイッチング回路23、および照射方向切替
回路31を介して第2光源122が消灯し、第1光源1
21が点灯して像141が再び現れるようになる。
The finger F is moved from the state shown in FIG.
When the light 24 is interrupted again by touching the light source 22, the second light source 122 is turned off via the light receiving element 22, the switching circuit 23, and the irradiation direction switching circuit 31, and the first light source 1 is turned off.
21 turns on and the image 141 comes back to appear.

【0028】非接触スイッチのこのような動作により、
スイッチ操作者は像141または像142に触れるよう
な動作を行うことでスイッチ操作を確実に行うことがで
き、さらに、浮かび上がって見える像の形状からスイッ
チングの状態(ON、OFFなど)を的確に把握するこ
とができる。
With such operation of the non-contact switch,
The switch operator can reliably perform the switch operation by performing an operation of touching the image 141 or the image 142, and further accurately determine the switching state (ON, OFF, or the like) from the shape of the image that appears to emerge. You can figure out.

【0029】また、この非接触スイッチではこのような
立体像による表示の切替を多重露光されたホログラム1
12、第1および第2光源121、122、並びに照射
方向切替回路31により実現しているので、表示切替機
構の構成が極めて簡単であり、また表示切替動作も容易
となっている。
In this non-contact switch, the switching of the display by such a three-dimensional image is performed by the hologram 1 which is multiple-exposed.
12, since it is realized by the first and second light sources 121 and 122 and the irradiation direction switching circuit 31, the configuration of the display switching mechanism is extremely simple, and the display switching operation is also easy.

【0030】なお、図3および図4ではホログラム11
2への再生光の照射方向の変更を2つの光源の点灯の切
替により実現しているが、3つ以上の光源の点灯を切り
替えるようにして多重露光されたホログラム112が3
つ以上の異なった像を形成するようにしてもよい。これ
により、非接触スイッチの3つ以上の状態を表示するこ
とが可能となる。
The hologram 11 is shown in FIGS.
The change of the irradiation direction of the reproduction light to the light source 2 is realized by switching the lighting of the two light sources.
More than one different image may be formed. This makes it possible to display three or more states of the non-contact switch.

【0031】また、図3および図4に示した非接触スイ
ッチでは光源の点灯の切替により再生光の照射方向を変
更しているが、再生光の照射方向を変更する方法はどの
ようなものであってもよく、1つの光源からの光をミラ
ーなどの光学部品を用いて異なった方向からホログラム
112に切り替えて照射するようにしてもよい。
Further, in the non-contact switch shown in FIGS. 3 and 4, the irradiation direction of the reproduction light is changed by switching the lighting of the light source. What is the method of changing the irradiation direction of the reproduction light? Alternatively, the light from one light source may be switched to the hologram 112 from different directions using an optical component such as a mirror and irradiated.

【0032】図5は非接触スイッチを複数(3つ)配列
したのと同機能を有する非接触スイッチの例を示す図で
ある。光源123からの再生光によりホログラム113
の上方には3つの立体的な像151、152、153が
浮かび上がって見えるようになっている。ホログラム1
13のほぼ側方には各像に対応するようにして投光素子
211と受光素子221との組合せが3つ配置されてい
る。これらは図1と同様にそれぞれスイッチング回路2
3に接続されている。投光素子211からは光241が
出射されており、いずれかの像が見える空間領域に物体
(この例では指F)が進入してくると、物体からの反射
光251が受光素子221にて受光されるようになって
いる。したがって、投光素子211、受光素子221、
およびスイッチング回路23の3つの組合せのそれぞれ
が各像の見える空間領域へ外部から物体(指F)が進入
してきたことを非接触で検出してスイッチングを行うス
イッチング手段2を構成している。但し、このスイッチ
ング手段2は図1と異なり、反射型の光電式スイッチと
同様の構成となっている。
FIG. 5 is a diagram showing an example of a non-contact switch having the same function as a plurality (three) of non-contact switches arranged. Hologram 113 by reproduction light from light source 123
The three-dimensional images 151, 152, and 153 appear above the image. Hologram 1
Three combinations of the light projecting element 211 and the light receiving element 221 are arranged substantially on the sides of the image 13 to correspond to the respective images. These are each a switching circuit 2 as in FIG.
3 is connected. Light 241 is emitted from the light projecting element 211, and when an object (in this example, the finger F) enters a space area where any image can be seen, reflected light 251 from the object is received by the light receiving element 221. It is designed to receive light. Therefore, the light projecting element 211, the light receiving element 221,
Each of the three combinations of the switching circuit 23 and the switching circuit 23 constitutes a switching unit 2 that performs switching by detecting that an object (finger F) has entered from the outside into a space area where each image can be viewed. However, this switching means 2 is different from FIG. 1 and has the same configuration as a reflection type photoelectric switch.

【0033】反射型の光電式スイッチは指Fが受光素子
から一定の範囲の距離に存在するときのみ応答させるこ
とが可能であるので、浮かび上がって見える像に対して
上下方向に外れた位置に指Fが存在するときにはスイッ
チングが行われないように設計することが可能である。
したがって、反射型の光電式スイッチを利用した場合で
あっても浮かび上がった像を目印として的確なスイッチ
操作を行うことができる。
The reflection type photoelectric switch can respond only when the finger F is present at a certain distance from the light receiving element. It is possible to design so that switching is not performed when the finger F is present.
Therefore, even when a reflection-type photoelectric switch is used, an accurate switch operation can be performed using the raised image as a mark.

【0034】また、反射型の光電式スイッチおよび透過
型のホログラムを利用する場合にはホログラム113の
上方(指Fにより操作が行われる側)には光源、投光素
子、受光素子のいずれもが存在しないので、非接触スイ
ッチの外観を美しく見せることができ、操作においても
障害物が存在せず操作性が向上する。
When a reflection type photoelectric switch and a transmission type hologram are used, a light source, a light emitting element, and a light receiving element are provided above the hologram 113 (on the side where the operation is performed by the finger F). Since the switch does not exist, the appearance of the non-contact switch can be made to look beautiful, and there is no obstacle in the operation, and the operability is improved.

【0035】図5に示す非接触スイッチにおいても図3
および図4に示した非接触スイッチと同様に多重露光し
たホログラム113を利用することが可能である。この
場合においては図5中に示すように別の光源124と光
源123との点灯を切り替えることにより、3つの操作
位置に見える像を一度に切り替えることができる。これ
により、例えば各像に対応するスイッチの機能(ある装
置の制御内容など)が一度に変更された場合にこの機能
変更を明瞭に表示することが可能となる。したがって、
誤操作の低減を図ることができる。
The non-contact switch shown in FIG.
In addition, the hologram 113 subjected to multiple exposure can be used similarly to the non-contact switch shown in FIG. In this case, as shown in FIG. 5, by switching the lighting of another light source 124 and the light source 123, the images seen at the three operation positions can be switched at once. Thus, for example, when the function of the switch corresponding to each image (such as the control content of a certain device) is changed at one time, it is possible to clearly display the change in the function. Therefore,
Erroneous operation can be reduced.

【0036】また、図5に示す非接触スイッチでは3つ
の非接触スイッチが配列されたのと同様の機能を有して
いるが、ホログラム113および光源123(または、
光源124)は共通した部品となっていることから複数
の非接触スイッチを個別に配列配置する場合よりも部品
点数を削減することができる。
Although the non-contact switch shown in FIG. 5 has the same function as three non-contact switches are arranged, the hologram 113 and the light source 123 (or
Since the light source 124) is a common component, the number of components can be reduced as compared with a case where a plurality of non-contact switches are individually arranged.

【0037】なお、図5では投光素子211および受光
素子221をホログラム113のほぼ側方に配置してい
るが、投光素子211からの光241を十分に透過する
ことができるホログラムであれば、投光素子211や受
光素子221をホログラム113の背後(像が形成され
る側に対して反対側)に配置するようにしてもよい。
In FIG. 5, the light projecting element 211 and the light receiving element 221 are arranged substantially on the side of the hologram 113. However, any hologram that can sufficiently transmit the light 241 from the light projecting element 211 can be used. Alternatively, the light projecting element 211 and the light receiving element 221 may be arranged behind the hologram 113 (on the side opposite to the side on which an image is formed).

【0038】以上この発明に係る非接触スイッチの動作
原理および幾つかの構成について説明してきたが、次に
非接触スイッチの具体的構成例について図6および図7
を用いて説明する。
The operating principle and some configurations of the non-contact switch according to the present invention have been described above. Next, a specific configuration example of the non-contact switch will be described with reference to FIGS.
This will be described with reference to FIG.

【0039】図6は非接触スイッチパネル100の全体
を示す平面図であり、図7は図6中のB−Bにて示す方
向から見た縦断面を示す図である。
FIG. 6 is a plan view showing the entire non-contact switch panel 100, and FIG. 7 is a view showing a vertical section viewed from the direction indicated by BB in FIG.

【0040】この非接触スイッチパネル100はケース
4内に4つの非接触スイッチ101を2行2列に配置し
た構造となっており、各非接触スイッチ101は反射型
の多重露光したホログラム114を利用しているという
点を除いて図3および図4に示す非接触スイッチと同様
の構成となっている。なお、スイッチング回路や照射方
向切替回路などは図示を省略している。
This non-contact switch panel 100 has a structure in which four non-contact switches 101 are arranged in two rows and two columns in a case 4. Each non-contact switch 101 uses a reflection type multiple exposure hologram 114. The configuration is similar to that of the non-contact switch shown in FIGS. The switching circuit and the irradiation direction switching circuit are not shown.

【0041】各非接触スイッチ101はホログラム11
4を上方からみて対角線に沿って対向するように投光素
子212および受光素子222を有しており、また図7
に示すように投光素子212の下方には第1光源125
を有し、受光素子222の下方には第2光源126を有
している。図6では図示の便宜上、投光素子212、受
光素子222の傍らに第1光源125、第2光源126
を表示している。
Each non-contact switch 101 has a hologram 11
7 has a light projecting element 212 and a light receiving element 222 so as to face each other along a diagonal when viewed from above.
The first light source 125 is located below the light projecting element 212 as shown in FIG.
And a second light source 126 below the light receiving element 222. 6, the first light source 125 and the second light source 126 are provided beside the light projecting element 212 and the light receiving element 222 for convenience of illustration.
Is displayed.

【0042】この非接触スイッチ101ではホログラム
114としてリップマン・ホログラムが用いられてい
る。また、第1光源125および第2光源126は発光
ダイオードを利用した白色光を放つ光源となっている。
これらのホログラムおよび光源はもちろん他の形式のも
のであってもよい。
In this non-contact switch 101, a Lippmann hologram is used as the hologram 114. The first light source 125 and the second light source 126 are light sources that emit white light using light emitting diodes.
These holograms and light sources may of course be of other types.

【0043】図6および図7に示すように第1光源12
5および第2光源126、並びに投光素子212および
受光素子222はホログラム114の対角線上に対向し
てケース4に埋め込まれるように配置されている。
As shown in FIGS. 6 and 7, the first light source 12
The fifth and second light sources 126, and the light projecting element 212 and the light receiving element 222 are arranged so as to be embedded in the case 4 so as to face each other on a diagonal line of the hologram 114.

【0044】ここで、ホログラム114および第1光源
125により形成されている像143に触れるようにし
てスイッチ操作者がホログラム114上のケース4に囲
まれた空間に指Fを挿入すると、投光素子212からの
光242が遮断され、スイッチング回路によりスイッチ
ングが行われる。そして、照射方向切替回路の動作によ
り再生光135を放っていた第1光源125が消灯し、
第2光源126が点灯して再生光135とは異なった方
向から再生光136をホログラム114に照射する。そ
の結果、像143の位置には別の像が形成され、スイッ
チ操作者にスイッチングが行われたことを知らせる。像
が変化したことを確認するとスイッチ操作者は指Fを上
方に抜くようにして指Fを非接触スイッチ101から遠
ざけ、スイッチ操作が完了する。そして、次にスイッチ
操作を行う際においてもスイッチ操作者が指Fを像に触
れるように挿入することによりスイッチングが行われ、
第1光源125からの再生光135による像が現れるこ
ととなる。
Here, when the switch operator inserts the finger F into the space surrounded by the case 4 on the hologram 114 so as to touch the image 143 formed by the hologram 114 and the first light source 125, the light emitting element Light 242 from 212 is cut off and switching is performed by the switching circuit. Then, the first light source 125 emitting the reproduction light 135 is turned off by the operation of the irradiation direction switching circuit,
The second light source 126 is turned on, and the hologram 114 is irradiated with the reproduction light 136 from a direction different from that of the reproduction light 135. As a result, another image is formed at the position of the image 143 to inform the switch operator that the switching has been performed. After confirming that the image has changed, the switch operator pulls the finger F upward, moves the finger F away from the non-contact switch 101, and the switch operation is completed. When the switch is operated next, switching is performed by the switch operator inserting the finger F so as to touch the image,
An image based on the reproduction light 135 from the first light source 125 appears.

【0045】なお、スイッチングの方式はスイッチング
回路の設計により様々な変形が可能であり、例えば指F
が像143に触れるように位置している間のみ第1光源
125に代わって第2光源126が点灯するようなスイ
ッチング動作であってもよい。また、形成される像も必
ずしも立体的である必要はなく、例えば第1光源125
により「OFF」という平面的文字が浮かび上がって形
成され、この文字に指Fが触れている間のみ第2光源1
26により「ON」という平面的文字が浮かび上がって
見えるようにしてもよい。
The switching system can be variously modified by the design of the switching circuit.
The switching operation may be such that the second light source 126 is turned on instead of the first light source 125 only while the light source is in contact with the image 143. Also, the image to be formed does not necessarily have to be three-dimensional. For example, the first light source 125
A flat character "OFF" emerges, and the second light source 1 only while the finger F is touching this character.
26 may be used to make the two-dimensional character "ON" appear to appear.

【0046】また、この発明に係る非接触スイッチの操
作は指による操作に限られず、入力ペンなどで像に触れ
て操作するものであってもよい。
The operation of the non-contact switch according to the present invention is not limited to the operation by a finger, but may be the operation by touching an image with an input pen or the like.

【0047】また、図6および図7に示す例は具体的構
成の一例であり、ホログラムを用いた非接触スイッチの
構成は図1ないし図5を用いて説明したように様々な形
態が実際に利用可能である。
The examples shown in FIGS. 6 and 7 are examples of a specific configuration, and the configuration of a non-contact switch using a hologram may be variously changed as described with reference to FIGS. Available.

【0048】このようにホログラムを用いて立体的な像
を形成することにより、的確な操作を行うことができる
操作性の優れた非接触スイッチが実現され、また、非接
触スイッチの構成を簡単にすることができるとともに低
価格化も図ることができる。
By forming a three-dimensional image using a hologram as described above, a non-contact switch excellent in operability capable of performing an accurate operation can be realized, and the configuration of the non-contact switch can be simplified. In addition, the cost can be reduced.

【0049】[0049]

【発明の効果】請求項1ないし6記載の発明では、ホロ
グラムを利用して像を浮かび上がらせ、この像が見える
空間領域へ外部から物体が進入してきたことを非接触で
検出してスイッチングを行うので、像を目印として的確
なスイッチ操作を行うことができる。これにより、操作
性の優れた非接触スイッチを簡単な構造で実現すること
ができるとともに、非接触スイッチの低価格化も図るこ
とができる。
According to the first to sixth aspects of the present invention, an image is raised using a hologram, and switching is performed by detecting, in a non-contact manner, an object entering from outside into a space region where the image can be seen. Therefore, an accurate switch operation can be performed using the image as a mark. Thus, a non-contact switch having excellent operability can be realized with a simple structure, and the cost of the non-contact switch can be reduced.

【0050】また、請求項2および3記載の発明では、
多重露光したホログラムを用いることによりスイッチン
グに応じて異なる像が浮かび上がって見えるので、極め
て簡単な構造で表示変更が実現されるとともに、さらに
的確なスイッチ操作が可能となる。
According to the second and third aspects of the present invention,
By using a hologram subjected to multiple exposure, different images appear depending on the switching, so that the display can be changed with an extremely simple structure, and more accurate switch operation can be performed.

【0051】さらに、請求項6記載の発明では、ホログ
ラムにより浮かび上がって見える複数の像のそれぞれが
1つの非接触スイッチと同機能を有するので、複数の非
接触スイッチを配列するよりも部品点数を減らすことが
可能となる。
Further, according to the invention of claim 6, since each of the plurality of images appearing by the hologram has the same function as one non-contact switch, the number of parts can be reduced as compared with arranging a plurality of non-contact switches. It becomes possible to reduce.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明に係る非接触スイッチの構成を示す図
である。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a non-contact switch according to the present invention.

【図2】図1に示す非接触スイッチの動作原理を示す図
である。
FIG. 2 is a diagram showing the operation principle of the non-contact switch shown in FIG.

【図3】この発明に係る非接触スイッチの他の構成を示
す図である。
FIG. 3 is a diagram showing another configuration of the non-contact switch according to the present invention.

【図4】図3に示す非接触スイッチの動作の様子を示す
図である。
FIG. 4 is a diagram showing an operation of the non-contact switch shown in FIG. 3;

【図5】この発明に係る非接触スイッチのさらに他の構
成を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing still another configuration of the non-contact switch according to the present invention.

【図6】この発明に係る非接触スイッチを用いた非接触
スイッチパネルを示す平面図である。
FIG. 6 is a plan view showing a non-contact switch panel using the non-contact switch according to the present invention.

【図7】図6に示す非接触スイッチの縦断面図である。FIG. 7 is a longitudinal sectional view of the non-contact switch shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 スイッチング手段 12、123、124 光源 13、131〜133、135、136 再生光 14、141〜143、151〜153 像 21、211、212 投光素子 22、221、222 受光素子 23 スイッチング回路 31 照射方向切替回路 101 非接触スイッチ 111〜114 ホログラム 121、125 第1光源 122、126 第2光源 F 指 2 Switching means 12, 123, 124 Light source 13, 131-133, 135, 136 Reproduction light 14, 141-143, 151-153 Image 21, 211, 212 Light projecting element 22, 221, 222 Light receiving element 23 Switching circuit 31 Irradiation Direction switching circuit 101 Non-contact switch 111-114 Hologram 121, 125 First light source 122, 126 Second light source F Finger

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡本 炳人 大阪市淀川区西宮原1丁目7番31号 和泉 電気株式会社内 (72)発明者 本村 幸一 大阪市淀川区西宮原1丁目7番31号 和泉 電気株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor, Okamoto Byto Ichizumi Denki Electric Co., Ltd. (7-1) Nishimiyahara 1-7-1, Nishimiyahara 1-7-1, Nishimiyahara, Osaka Inside Electric Co., Ltd.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 非接触にてスイッチ操作を行う非接触ス
イッチであって、 像を浮かび上がらせるホログラムと、 前記ホログラムに向けて再生光を照射する光源と、 前記像が浮かび上がって見える空間領域へ外部から物体
が進入してきたことを非接触で検出することによりスイ
ッチングを行うスイッチング手段と、を備えることを特
徴とする非接触スイッチ。
1. A non-contact switch for performing a switch operation in a non-contact manner, comprising: a hologram for raising an image; a light source for irradiating a reproduction light toward the hologram; and a space region where the image appears to be raised. A non-contact switch that performs switching by non-contactly detecting that an object has entered from the outside.
【請求項2】 請求項1記載の非接触スイッチであっ
て、 前記スイッチング手段によるスイッチングに応じて前記
再生光の照射方向を変更する照射方向変更手段、をさら
に備え、 前記ホログラムが多重露光されたホログラムであり、 前記照射方向変更手段による前記再生光の照射方向の変
更により浮かび上がって見える前記像が変化することを
特徴とする非接触スイッチ。
2. The non-contact switch according to claim 1, further comprising irradiation direction changing means for changing an irradiation direction of the reproduction light in accordance with switching by the switching means, wherein the hologram is subjected to multiple exposure. A non-contact switch, which is a hologram, wherein the image that appears to be floating changes when the irradiation direction of the reproduction light is changed by the irradiation direction changing unit.
【請求項3】 請求項2記載の非接触スイッチであっ
て、 前記光源が複数であり、 前記照射方向変更手段が、複数の前記光源のうち点灯す
るものを切り替える手段であることを特徴とする非接触
スイッチ。
3. The non-contact switch according to claim 2, wherein said plurality of light sources are provided, and said irradiation direction changing means is means for switching a light source among a plurality of said light sources. Non-contact switch.
【請求項4】 請求項1ないし3のいずれかに記載の非
接触スイッチであって、 前記スイッチング手段が、前記像が浮かび上がって見え
る空間領域へ外部から物体が進入してきたことを非接触
で検出する反射型の光電式スイッチであることを特徴と
する非接触スイッチ。
4. The non-contact switch according to claim 1, wherein the switching unit detects that an object has entered from outside into a space area where the image appears to be visible. A non-contact switch, which is a reflection-type photoelectric switch for detecting.
【請求項5】 請求項1ないし3のいずれかに記載の非
接触スイッチであって、 前記スイッチング手段が、前記像が浮かび上がって見え
る空間領域へ外部から物体が進入してきたことを非接触
で検出する透過型の光電式スイッチであることを特徴と
する非接触スイッチ。
5. The non-contact switch according to claim 1, wherein the switching unit detects that an object has entered from outside into a space area where the image appears to be raised. A non-contact switch, which is a transmission type photoelectric switch for detecting.
【請求項6】 請求項1ないし5のいずれかに記載の非
接触スイッチであって、 前記ホログラムにより浮かび上がって見える像が複数で
あり、 前記スイッチング手段がそれぞれの像に対応して複数備
えられていることを特徴とする非接触スイッチ。
6. The non-contact switch according to claim 1, wherein a plurality of images emerged by said hologram, and a plurality of said switching means are provided corresponding to each image. Non-contact switch characterized by the following.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005222824A (en) * 2004-02-06 2005-08-18 Inax Corp Optical sensor switch
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JP2022181122A (en) * 2021-05-25 2022-12-07 大日本印刷株式会社 aerial input device, aerial input display device

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