特開 2023-8596 スイッチ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023008596

(43)【公開日】2023-01-19

(54)【発明の名称】スイッチ

(51)【国際特許分類】

   H01H 13/64 20060101AFI20230112BHJP

【ＦＩ】

H01H13/64

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021112275

(22)【出願日】2021-07-06

(71)【出願人】

【識別番号】000131430

【氏名又は名称】シチズン電子株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】000001960

【氏名又は名称】シチズン時計株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100099759

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100123582

【弁理士】

【氏名又は名称】三橋 真二

(74)【代理人】

【識別番号】100114018

【弁理士】

【氏名又は名称】南山 知広

(74)【代理人】

【識別番号】100180806

【弁理士】

【氏名又は名称】三浦 剛

(74)【代理人】

【識別番号】100207778

【弁理士】

【氏名又は名称】阿形 直起

(72)【発明者】

【氏名】渡邊 敬久

(72)【発明者】

【氏名】秋山 貴

(72)【発明者】

【氏名】三浦 充紀

【テーマコード（参考）】

5G206

【Ｆターム（参考）】

5G206AS45H

5G206AS52K

5G206FS34K

5G206FU03

5G206KS06

5G206KS15

5G206KU15

5G206QS08

5G206RS02

5G206RS24

(57)【要約】

【課題】オン状態とオフ状態とを確実に切替可能であり、かつ、ユーザの指先がスイッチに触れることを可及的に防止することを可能とするスイッチを提供する。
【解決手段】スイッチは、非接触型スイッチと接触型スイッチとを混載したスイッチであって、ユーザの動作を非接触で検出する検出部と、検出部による検出結果に基づいて、非接触型スイッチがオン状態であることを示す第１信号を出力する第１出力部と、押圧部と、押圧部に対するユーザの押圧操作に基づいて、接触型スイッチがオン状態であることを示す第２信号を出力する第２出力部と、を有する。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

非接触型スイッチと接触型スイッチとを混載したスイッチであって、
ユーザの動作を非接触で検出する検出部と、
前記検出部による検出結果に基づいて、前記非接触型スイッチがオン状態であることを示す第１信号を出力する第１出力部と、
押圧部と、
前記押圧部に対するユーザの押圧操作に基づいて、前記接触型スイッチがオン状態であることを示す第２信号を出力する第２出力部と、
を有することを特徴とするスイッチ。

【請求項2】

前記第１出力部が前記第１信号を出力した場合に、前記非接触型スイッチがオン状態となったことをユーザに報知する報知部を更に有する、請求項１に記載のスイッチ。

【請求項3】

前記検出部が配置される基板と、
開口部を有し、前記開口部の内側に前記検出部が位置するように前記基板に配置される弾性体と、をさらに有し、
前記第２出力部は、前記押圧操作による前記弾性体の反転動作に基づいて前記第２信号を出力する、請求項１又は２に記載のスイッチ。

【請求項4】

前記基板には上下を貫通する貫通孔が形成され、
前記検出部は、前記基板の下面に配置され、前記貫通孔を介して前記ユーザの指先を非接触で検出する、請求項３に記載のスイッチ。

【請求項5】

前記押圧部は、前記検出部の指向性を制御する指向性制御部を有する、請求項１－４の何れか一項に記載のスイッチ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、スイッチに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、衛生上、指先がスイッチに触れることを避けたいという要望から、非接触型スイッチが求められている。非接触型スイッチとしては、発光素子を備え、発光素子から放射されて指先で反射した光を受光素子で検出することによりスイッチ機構を動作させるものがある（例えば、特許文献１）。しかしながら、このような発光素子を備えるスイッチには、発光素子を動作させるための消費電力が大きい、近接して複数のスイッチを配置した場合に他のスイッチが反射光を検出して誤動作するといった問題点があった。

【0003】

また、非接触型スイッチとしては、発光素子を備えることなく、指先から放射される赤外線を検出してスイッチ機構を動作させるものがある（例えば、特許文献２）。しかしながら、このようなスイッチには、指先から放射される赤外線の検出精度が高くないためスイッチ機構が動作しづらいといった問題点があった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平９－２５９７１５号公報

【特許文献2】特開２００２－１６３９６２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明は、オン状態とオフ状態とを確実に切替可能であり、かつ、ユーザの指先がスイッチに触れることを可及的に防止することを可能とするスイッチを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明に係るスイッチは、非接触型スイッチと接触型スイッチとを混載したスイッチであって、ユーザの動作を非接触で検出する検出部と、検出部による検出結果に基づいて、非接触型スイッチがオン状態であることを示す第１信号を出力する第１出力部と、押圧部と、押圧部に対するユーザの押圧操作に基づいて、接触型スイッチがオン状態であることを示す第２信号を出力する第２出力部と、を有することを特徴とする。

【0007】

また、本発明に係るスイッチは、第１出力部が第１信号を出力した場合に、非接触型スイッチがオン状態となったことをユーザに報知する報知部を更に有する、ことが好ましい。

【0008】

また、本発明に係るスイッチは、検出部が配置される基板と、開口部を有し、開口部の内側に検出部が位置するように基板に配置される弾性体と、をさらに有し、第２出力部は、押圧操作による弾性体の反転動作に基づいて第２信号を出力する、ことが好ましい。

【0009】

また、本発明に係るスイッチにおいて、基板には上下を貫通する貫通孔が形成され、検出部は、基板の下面に配置され、貫通孔を介してユーザの指先を非接触で検出する、ことが好ましい。

【0010】

また、本発明に係るスイッチにおいて、押圧部は、検出部の指向性を制御する指向性制御部を有する、ことが好ましい。

【発明の効果】

【0011】

本発明に係るスイッチは、オン状態とオフ状態とを確実に切替可能であり、かつ、ユーザの指先がスイッチに触れることを可及的に防止することを可能とする。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】制御システム１００の概略構成図である。

【図2】スイッチ１の斜視図である。

【図3】スイッチ１の分解斜視図である。

【図4】スイッチ１の断面図である。

【図5】スイッチ１の断面図である。

【図6】制御システム１００の機能ブロック図である。

【図7】切替処理の流れを示すフロー図である。

【図8】制御システム２００の機能ブロック図である。

【図9】スイッチ３の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、図面を参照しつつ、本発明の様々な実施形態について説明する。本発明の技術的範囲はそれらの実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明及びその均等物に及ぶ点に留意されたい。

【0014】

図１は、本発明の実施形態に係る制御システム１００の概略構成図である。制御システム１００は、処理装置１０１と、処理装置１０１に接続された、それぞれが非接触型スイッチと接触型スイッチとを混載した複数のスイッチ１を有する。処理装置１０１は、スイッチ１がオン状態であるかオフ状態であるかに応じて、所定の処理を実行する。

【0015】

図２はスイッチ１の斜視図であり、図３はスイッチ１の分解斜視図であり、図４及び図５はスイッチ１の断面図である。図４及び図５は、図２のIV－IV断面における断面図である。図４はスイッチ１が押下されていない状態を示した図であり、図５はスイッチ１が押下されている状態を示した図である。スイッチ１は、基板１１、検出部１２、報知部１３、弾性体１４、第１枠部１５、第２枠部１６、押圧部１７を有する。なお、以降の説明では、上下方向とは図２における上下方向をいうものとする。

【0016】

基板１１は、ガラスエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂やポリアミド樹脂等の絶縁性の樹脂により形成される矩形の略平板状の部材である。基板１１の中央部には上下を貫通する矩形の貫通孔が形成される。貫通孔は、円形などの矩形とは異なる形状に形成されてもよいが、基板１１の配線可能なスペースが減り配線しにくくなるので、矩形に形成されることが好ましい。基板１１の上面には、貫通孔を円形に囲むように導電性の第１配線１１１が形成されるとともに、第１配線１１１の外側に、第１配線１１１と離間して導電性の第２配線１１２が形成される。第１配線１１１及び第２配線１１２は、金、銀、銅等の金属で形成される。

【0017】

基板１１の下面には貫通孔を囲むように下向きに凹部が形成される。凹部の底面には、相互に離間して、検出部１２が接続される第１電極１１３及び第２電極１１４が配置される。基板１１の四つの側面のうちの一つの側面には、第１出力端子１１５、第２出力端子１１６、第３出力端子１１７及び第４出力端子１１８が形成される。第１出力端子１１５及び第２出力端子１１６は、基板１１の内層に設けられた不図示の配線を介して第１配線１１１及び第２配線１１２とそれぞれ接続される。第３出力端子１１７及び第４出力端子１１８は、基板１１の内層に設けられた不図示の配線を介して第１電極１１３及び第２電極１１４とそれぞれ接続される。

【0018】

検出部１２は、第１電極１１３及び第２電極１１４と接続されて、基板１１の貫通孔を被覆するように基板１１の凹部の底面に配置され、ユーザの動作を非接触で検出する。検出部１２は、受光素子と検出回路とを有する。受光素子は、例えばフォトダイオードである。受光素子は、４μｍ－１０μｍの波長を有する遠赤外線を受光可能な素子であることが好ましい。受光素子は、ユーザの指先から放射されて押圧部１７を透過した遠赤外線を、基板１１の貫通孔及び検出部１２の上面に配置された受光面１２１を介して受光し、受光した遠赤外線の強度に応じた電流を出力することにより、ユーザの動作を検出する。人体は、体温が約３６℃のとき、ピーク波長が約９．４μｍとなる遠赤外線領域の電磁波を発するため、受光素子の遠赤外線の受光感度が高い場合に、ユーザの指先から放射された遠赤外線の検出精度がよくなる。検出回路は、受光素子から出力される電流に基づいて、ユーザの動作が非接触で検出されたか否かを示す検出信号を生成して、第１電極１１３及び第２電極１１４から出力する。検出回路は、例えば、電流の大きさが所定時間以上継続して所定閾値以上であった場合に、ユーザの指先が非接触で検出されたことを示す検出信号を生成する。

【0019】

図３に示すように、受光面１２１は、上方から見たときに基板１１の貫通孔の内部に位置するように矩形に形成される。基板１１の貫通孔の形状と受光面１２１の形状とが相似することにより、貫通孔の大きさを最小限とすることができ、基板１１の上面に配線可能なスペースが増える。なお、受光面１２１は円形等の他の形状を有してもよい。

【0020】

報知部１３は、基板１１の上面の第１配線１１１の内側に配置され、スイッチ１がオン状態となったことをユーザに報知する。報知部１３は、発光素子及び駆動回路を備える。発光素子は、可視光を出射するＬＥＤ（Light Emitting Diode）である。駆動回路は、検出部１２と接続され、検出部１２から検出信号が出力されたことに応じて発光素子を駆動して可視光を出射させる。出射された可視光は押圧部１７を透過してユーザに視認される。なお、報知部１３はＬＥＤに限られず、例えば音を発するブザー等の、スイッチ１がオン状態となったことをユーザに報知可能な任意の装置であってもよい。また、報知部１３は、スイッチ１の外部に設けられてもよい。

【0021】

弾性体１４は、導電体により形成される皿ばねである。弾性体１４は、中央に開口部１４１を有する。弾性体１４は、平面視したときに開口部１４１の内側に検出部１２及び報知部１３が位置し、外周部１４２が基板１１の第２配線１１２に接触するように基板１１に配置される。このとき、開口部１４１の内周部１４３は第１配線１１１と離間して第１配線１１１の上方に位置する。これにより、弾性体１４が上方から押圧されて内周部１４３が下方に移動する反転動作をしたときに、内周部１４３が第１配線１１１と接触し、第１配線１１１と第２配線１１２とが弾性体１４を介して導通する。なお、弾性体１４は、反転動作がシャープに行われるように、金属により形成されることが好ましい。開口部１４１は、弾性体１４の外周と同心であり、かつ、基板１１の貫通孔の径よりも大きい径を有する円形に形成される。基板１１の貫通孔及び検出部１２の受光面１２１は、開口部１４１の内側であれば、開口部１４１の中心以外の任意の位置に配置されてもよい。これにより、報知部１３を基板１１の上面に配置しても報知部１３と弾性体１４とが接触しないようにすることが容易になる。また、基板１１の配線の自由度が増し、設計が容易になる。また、報知部１３の配置スペースの確保が容易になる。

【0022】

第１枠部１５は、ガラスエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂やポリアミド樹脂等の絶縁性の樹脂で平板状に形成される。第１枠部１５には、その上下を貫通し、弾性体１４の外径よりも大きい内径を有する開口部１５１が形成され、開口部１５１に弾性体１４が収容されるように基板１１の上面に配置される。なお、第１枠部１５は、基板１１と一体化されていてもよい。

【0023】

第２枠部１６は、ガラスエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂やポリアミド樹脂等の絶縁性の樹脂で形成される。第２枠部１６には、その上下を貫通する開口部１６１が形成され、開口部１６１が第１枠部１５の開口部１５１と重なるように、第１枠部１５に重ねられて配置される。なお、第２枠部１６は、第１枠部１５が基板１１と一体化されていないとき、第１枠部１５と一体化されていてもよい。

【0024】

押圧部１７は、ユーザの押圧操作（押圧部１７を押下する操作をいう）により変形するように、第２枠部１６よりも小さい弾性を有するポリイミド樹脂やシリコン樹脂等の絶縁性の樹脂で形成される。押圧部１７の中央部、すなわち検出部１２及び報知部１３の上方には、上方に突出した突出部１７１が形成され、ユーザの押圧操作を容易にする。突出部１７１は、赤外線を透過しやすい材料で構成すると検出部１２による検出精度がよくなるため好ましく、可視光を透過しやすい材料で構成すると報知部１３から出射された光が視認しやすくなるため好ましい。また、押圧部１７の上面は、突出部１７１が形成されずに平坦であってもよい。

【0025】

押圧部１７の外周には、第２枠部１６と係合する係合部１７２が形成される。係合部１７２の上下方向における中央部の外径は第２枠部１６の開口部１６１の内径と略同一に形成され、押圧部１７は、係合部１７２が第２枠部１６に内側から係合することにより、第２枠部１６に支持される。係合部１７２の上面と第２枠部１６の上面とは相補的な形状に形成され、図２に示すように、押圧部１７が第２枠部１６に支持された状態で、係合部１７２の上面と第２枠部１６の上面とが略同一平面を形成する。

【0026】

突出部１７１と係合部１７２との間には、部分的に薄く形成され、突出部１７１と係合部１７２とを接続する接続部１７３が形成される。突出部１７１の下面には、弾性体１４の内周部１４３と対向するように、弾性体１４と接触する円環形状の接触部１７４が形成される。突出部１７１の下面の、接触部１７４の内側には、上方に窪む凹部１７５が形成される。接続部１７３が薄く形成されることにより、接触部１７４と弾性体１４との接触面積が小さくなり、押圧部１７が押下された際に、弾性体１４に効率的に力を伝えることができる。また、凹部１７５が形成されることにより、接触部１７４が弾性体１４を押下したときに報知部１３が凹部１７５に収容されるため、報知部１３が押圧されて破損することがなくなる。なお、図４及び図５に示す例では凹部１７５の側面は傾斜面であるが、鉛直面であってもよい。

【0027】

ユーザがスイッチ１を操作していない場合には、図４に示すように、弾性体１４の内周部１４３は第１配線１１１と離間する。この状態では、第１配線１１１と第２配線１１２との間は絶縁されている。

【0028】

ユーザがスイッチ１を操作するために、押圧部１７に指先を近付けると、検出部１２がユーザの指先から放射された遠赤外線を検出する。このとき、基板１１はユーザの指先から放射された遠赤外線を吸収するため、検出部１２は、ユーザの指先が基板１１の貫通孔の上方に位置する場合に遠赤外線を検出しやすくなり、それ以外の場所に位置する場合には遠赤外線を検出しにくくなる。これにより、ユーザが意図せずに押圧部１７に接近した場合に、検出部１２がユーザの指先が検出されたと誤って判定する可能性が小さくなり、スイッチ１の誤作動が防止される。すなわち、基板１１は、検出部１２の受光素子の上方への指向性を高めるように制御する指向性制御部としても機能する。指向性を制御することにより、検出部１２がユーザの垂直方向の動きを検出しやすくすると共に水平方向の動きを検出しにくくなる。つまり、例えばボタンを押すなどの狭い範囲の動きでも検出しやすいと言える。

【0029】

なお、基板１１の遠赤外線に対する遮光性を高めて検出部１２の上方への指向性をより高めるために、基板１１の上面又は内層に、貫通孔を囲むように、遠赤外線を反射する金属配線を配置してもよい。金属配線は、基板１１に配線を実装するために一般的に用いられるサブトラクティブ法、アディティブ法等を用いて配置することができるため、容易に検出部１２の指向性を高めることができる。このとき、金属配線に流れる電流によって検出部１２の受光素子が受光し、動作してしまうことがあるから、金属配線は、第１配線１１１、第２配線１１２等の、スイッチ１の動作時に電流が流れる配線と電気的に接続されないように配置されることが好ましい。また、弾性体１４が金属で形成されることにより、弾性体１４は、開口部１４１の上方以外の場所から放射された遠赤外線を反射して、検出部１２の指向性をより高めることを可能とする。すなわち、弾性体１４も、検出部１２の上方への指向性を高めるように制御する第２の指向性制御部として機能する。つまり、基板１１の貫通孔と弾性体１４の開口部１４１とが小さい開口径に形成されることにより、検出部１２の指向性が制御される。

【0030】

検出部１２によってユーザの指先が正常に検出された場合、報知部１３が可視光を出射するため、ユーザはスイッチ１を操作できたことを確認することができる。この場合、ユーザはスイッチ１に接触することなくスイッチ１に対する操作を終了する。他方で、検出部１２によってユーザの指先が正常に検出されなかった場合、ユーザは、スイッチ１の突出部１７１を指先で押圧操作する。ユーザがスイッチ１の突出部１７１を指先で押圧操作した場合には、図５に示すように、押圧部１７が第２枠部１６に支持された状態のまま、接触部１７４が弾性体１４を押下して反転動作させ、弾性体１４の内周部１４３は第１配線１１１と接触する。この状態では、第１配線１１１と第２配線１１２との間は弾性体１４を介して導通する。このように、弾性体１４は、ユーザのスイッチ１に対する押圧操作に応じて第１配線１１１と第２配線１１２との間の導通状態を変更することにより、押圧操作を検出可能とする。

【0031】

なお、図４に示す例では、押圧操作がされていないときの接続部１７３は水平面を形成しているが、このような例に限られない。接続部１７３は、押圧操作がされていない状態で、突出部１７１と接続する中央部が係合部１７２と接続する外周部よりも上方に位置するような円錐台形状となるように形成されてもよい。この場合、押圧操作により突出部１７１が押下される際に接続部１７３が座屈するため、押圧部１７自体からクリック感が得られる。ただし、この場合は、図４に示す例よりも突出部１７１が上方に位置し、押圧部１７の高さ方向の寸法が大きくなるため、スイッチ１が大型化する。したがって、スイッチ１を小型化する場合には、接続部１７３を水平にして押圧部１７がクリック感を有しないようにすることが好ましい。

【0032】

図６は、制御システム１００の機能ブロック図である。スイッチ１は、第１出力部１８１、第２出力部１８２及び制御部１９をさらに有する。また、処理装置１０１は、複数の判定回路１０２、記憶部１０３及び処理部１０４を有する。

【0033】

第１出力部１８１は、検出部１２と第３出力端子１１７及び第４出力端子１１８とを接続し、検出部１２から検出信号が出力されているか否かを判定する電気回路である。第１出力部１８１は、基板１１の上面、下面又は内層に実装されてもよく、検出部１２又は報知部１３と一体として実装されてもよい。第１出力部１８１は、検出部１２が検出信号を出力している場合に、スイッチ１がオン状態であることを示す第１信号を生成し、第３出力端子１１７及び第４出力端子１１８から出力する。すなわち、第１出力部１８１は、ユーザの動作が非接触で検出された場合に、第１信号を出力する。このように、検出部１２及び第１出力部１８１は、非接触型スイッチとして動作する。

【0034】

第２出力部１８２は、第１配線１１１及び第２配線１１２と第１出力端子１１５及び第２出力端子１１６とを接続し、第１配線１１１と第２配線１１２とが導通しているか否かを判定する電気回路である。第２出力部１８２は、基板１１の上面、下面又は内層に実装されてもよく、検出部１２又は報知部１３と一体として実装されてもよい。第２出力部１８２は、第１配線１１１と第２配線１１２とが導通している場合に、スイッチ１がオン状態であることを示す第２信号を生成し、第１出力端子１１５及び第２出力端子１１６から出力する。すなわち、第２出力部１８２は、ユーザの押圧操作に基づいて第１配線１１１と第２配線１１２とが導通した場合に、第２信号を出力する。このように、押圧部１７及び第２出力部１８２は、接触型スイッチとして動作する。

【0035】

制御部１９は、第１出力部１８１及び第２出力部１８２と接続されるように基板１１に実装された制御回路である。制御部１９は、不図示のＩＣ（Integrated Circuit）チップとして基板１１に実装されてもよい。制御部１９は、第１出力部１８１から第１信号が出力された場合に、制御信号を第２出力部１８２に出力し、第２出力部１８２が第２信号を出力しないように制御する。また、制御部１９は、第２出力部１８２から第２信号が出力された場合に、制御信号を第１出力部１８１に出力し、第１出力部１８１が第１信号を出力しないように制御する。すなわち、制御部１９は、第１出力部１８１が第１信号を出力した場合に、その後に第２出力部１８２が第２信号を出力することを妨げ、第２出力部１８２が第２信号を出力した場合に、その後に第１出力部１８１が第１信号を出力することを妨げる。

【0036】

判定回路１０２は、スイッチ１の第１出力端子１１５、第２出力端子１１６、第３出力端子１１７及び第４出力端子１１８（図２、図３参照）と接続される。判定回路１０２は、第３出力端子１１７及び第４出力端子１１８から第１信号を取得する。また、判定回路１０２は、第１出力端子１１５及び第２出力端子１１６から第２信号を取得する。判定回路１０２は、第１信号又は第２信号が取得された場合に、スイッチ１がオン状態であることを示すオン状態信号を処理部１０４に供給する。判定回路１０２は、第１信号及び第２信号の何れもが取得されない場合に、スイッチ１がオフ状態であることを示すオフ状態信号を処理部１０４に供給する。

【0037】

記憶部１０３は、プログラム又はデータを記憶するためのデバイスであり、例えば、半導体メモリ装置を備える。記憶部１０３は、処理部１０４による処理に用いられるオペレーティングシステムプログラム、ドライバプログラム、アプリケーションプログラム、データ等を記憶する。プログラムは、例えば、ＣＤ（Compact Disc）－ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）－ＲＯＭ等のコンピュータ読み取り可能な可搬型記憶媒体から、公知のセットアッププログラム等を用いて記憶部１０３にインストールされる。

【0038】

処理部１０４は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）及びその周辺回路を備え、処理装置１０１の動作を統括的に制御する。処理部１０４は、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＬＳＩ（Large Scale Integration）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等でもよい。処理部１０４は、記憶部１０３に記憶されているプログラムに基づいて、各判定回路１０２がオン状態信号を出力しているかオフ状態信号を出力しているかを検出し、検出結果に応じて所定の処理を実行する。

【0039】

図７は、スイッチ１によって実行される切替処理の流れを示すフロー図である。切替処理は、スイッチ１が動作している間、継続的に実行される。

【0040】

まず、第１出力部１８１は、ユーザの指先が非接触で検出されたか否かを判定する（ステップＳ１０１）。第１出力部１８１は、検出部１２から検出信号が出力された場合に、ユーザの指先が非接触で検出されたと判定する。

【0041】

ユーザの指先が非接触で検出された場合（ステップＳ１０１－Ｙｅｓ）、第１出力部１８１は、スイッチ１がオン状態であることを示す第１信号を出力する（ステップＳ１０２）。

【0042】

続いて、報知部１３は、検出部１２から検出信号が出力されたことに応じて、発光素子を点灯させる（ステップＳ１０３）。

【0043】

続いて、制御部１９は、第２出力部１８２が第２信号を出力することを妨げる（ステップＳ１０４）。制御部１９は、第１出力部１８１が第１信号を出力したことを検出した場合に、制御信号を第２出力部１８２に出力し、第２出力部１８２が第２信号を出力しないように制御する。

【0044】

続いて、第１出力部１８１は、検出部１２から出力された検出信号に基づいてユーザの指先が非接触で検出されなくなるまで待機する（ステップＳ１０５）。第１出力部１８１は、検出信号が検出部１２から出力されなくなった場合に、ユーザの指先が非接触で検出されなくなったと判定する。

【0045】

ユーザの指先が非接触で検出されなくなった場合（ステップＳ１０５－Ｙｅｓ）、第１出力部１８１は、第１信号の出力を停止する（ステップＳ１０６）。

【0046】

続いて、報知部１３は、検出部１２から検出信号が出力されなくなったことに応じて、発光素子を消灯させる（ステップＳ１０７）。

【0047】

続いて、制御部１９は、第２出力部１８２が第２信号を出力することを許可し（ステップＳ１０８）、処理をステップＳ１０１に戻す。制御部１９は、第１出力部１８１が第１信号の出力を停止したことを検出した場合に、制御信号を第２出力部１８２に出力し、第２出力部１８２が第２信号を出力可能となるように制御する。

【0048】

ステップＳ１０１においてユーザの指先が非接触で検出されなかった場合（ステップＳ１０１－Ｎｏ）、第２出力部１８２は、押圧操作が検出されたか否かを判定する（ステップＳ１０９）。第２出力部１８２は、第１配線１１１と第２配線１１２との間が導通していない状態から導通している状態に変化した場合に、押圧操作が検出されたと判定する。押圧操作が検出されない場合（ステップＳ１０９－Ｎｏ）、処理をステップＳ１０１に戻す。すなわち、スイッチ１は、第１出力部１８１がユーザの指先を非接触で検出するか、又は、第２出力部１８２が押圧操作を検出するまで待機する。

【0049】

押圧操作が検出された場合（ステップＳ１０９－Ｙｅｓ）、第２出力部１８２は、スイッチ１がオン状態であることを示す第２信号を出力する（ステップＳ１１０）。

【0050】

続いて、制御部１９は、第１出力部１８１が第１信号を出力することを妨げる（ステップＳ１１１）。制御部１９は、第２出力部１８２が第２信号を出力したことを検出した場合に、制御信号を第１出力部１８１に出力し、第１出力部１８１が第１信号を出力しないように制御する。

【0051】

続いて、第２出力部１８２は、ユーザの押圧操作が検出されなくなるまで待機する（ステップＳ１１２）。第２出力部１８２は、第１配線１１１と第２配線１１２との間が導通している状態から導通していない状態に変化した場合に、押圧操作が検出されなくなったと判定する。

【0052】

押圧操作が検出されなくなった場合（ステップＳ１１２－Ｙｅｓ）、第２出力部１８２は、第２信号の出力を停止する（ステップＳ１１３）。

【0053】

続いて、制御部１９は、第１出力部１８１が第１信号を出力することを許可し（ステップＳ１１４）、処理をステップＳ１０１に戻す。制御部１９は、第２出力部１８２が第２信号の出力を停止したことを検出した場合に、制御信号を第１出力部１８１に出力し、第１出力部１８１が第１信号を出力可能となるように制御する。

【0054】

なお、切替処理において、ステップＳ１０１－Ｓ１０８の処理とステップＳ１０９－Ｓ１１４の処理とは並行して行われてもよい。この場合でも、制御部１９によって、第１信号及び第２信号のうちの何れか一方が出力されている場合に、他方が出力されることが妨げられるため、スイッチ１の状態が適切に制御される。

【0055】

以上説明したように、スイッチ１は、検出部１２による検出結果に基づいて第１信号を出力する第１出力部１８１と、押圧操作に基づいて第２信号を出力する第２出力部１８２と、を有する。これにより、スイッチ１は、ユーザの指先がスイッチ本体に触れることを可及的に防止することを可能とする。

【0056】

また、スイッチ１は、報知部１３を有する。これにより、ユーザは、突出部１７１に指先を近付けた時点でスイッチ１がオン状態となったことを確認することができる。そして、ユーザは、突出部１７１に指先を近付けてもスイッチ１がオン状態とならない場合にのみ、突出部１７１を押圧することとなる。したがって、スイッチ１は、ユーザの指先がスイッチに触れることを最小限に抑えることを可能とする。

【0057】

また、スイッチ１は、制御部１９を有する。これにより、スイッチ１は、ユーザの指先が非接触で検出された状態でさらに押圧操作がされた場合であっても、スイッチ１の状態を適切に制御する。

【0058】

上述した説明では、スイッチ１は報知部１３を有するものとしたが、報知部１３を有しなくてもよい。スイッチ１がオン状態となったことに応じて処理装置１０１が所定の処理を実行する場合には、それにより、ユーザはスイッチ１がオン状態となったことを確認することができるため、ユーザの指先がスイッチに触れることが最小限に抑えられる。

【0059】

上述した説明では、検出部１２の受光素子は遠赤外線を受光可能な素子であるものとしたが、このような例に限られない。例えば、受光素子は、７８０ｎｍ－４μｍの波長を有する近赤外線又は中赤外線を受光可能な素子でもよい。この場合、検出部１２は、近赤外線又は中赤外線を上方に出射するＬＥＤ等の発光素子をさらに備える。また、押圧部１７は近赤外線及び中赤外線を透過する樹脂により形成される。受光素子は、発光素子から出射され、押圧部１７を透過してユーザの指先で反射された近赤外線又は中赤外線を受光し、近赤外線又は中赤外線の強度に応じた電流を出力する。すなわち、受光素子は、赤外線を受光可能な素子であればよい。

【0060】

上述した説明では、検出部１２は基板１１の凹部の底面に配置されるものとしたが、このような例に限られない。検出部１２は、基板１１の凹部の底面と離間して配置されてもよい。すなわち、検出部１２は、基板１１の上面よりも下方に配置されていればよい。

【0061】

図８は、他の実施形態に係る制御システム２００の機能ブロック図である。制御システム２００は、処理装置２０１と、処理装置２０１に接続された複数のスイッチ２とを有する。スイッチ２は、第１出力部１８１、第２出力部１８２及び制御部１９を有しない点でスイッチ１と相違する。スイッチ２の他の構成はスイッチ１の対応する構成と同様であるため、説明を省略する。すなわち、スイッチ２において、検出部１２は第３出力端子１１７及び第４出力端子１１８と接続される。また、第１配線１１１及び第２配線１１２は、第１出力端子１１５及び第２出力端子１１６とそれぞれ接続される。

【0062】

処理装置２０１は、判定回路１０２に代えて判定回路２０２を有する点で処理装置１０１と相違する。処理装置２０１の他の構成は処理装置１０１の対応する構成と同様であるため、同一の符号を付して説明を省略する。

【0063】

判定回路２０２は、第３出力端子１１７及び第４出力端子１１８を介して、検出部１２から出力された検出信号を取得する。また、判定回路２０２は、第１出力端子１１５及び第２出力端子１１６を介して、第１配線１１１と第２配線１１２との導通を検出する。判定回路２０２は、検出信号が取得された場合、又は、第１配線１１１と第２配線１１２との導通が検出された場合に、スイッチ２がオン状態であることを示すオン信号を処理部１０４に供給する。判定回路２０２は、検出信号が取得されず、且つ、第１配線１１１と第２配線１１２との導通が検出されない場合に、スイッチ２がオフ状態であることを示すオフ信号を処理部１０４に供給する。

【0064】

このように、スイッチ２は、ユーザの指先がスイッチ本体に接触することを可及的に防止することを可能とする。また、スイッチ２は第１出力部１８１、第２出力部１８２及び制御部１９を有しないため、スイッチ本体の製造コスト及び消費電力が低減される。

【0065】

図９は、他の実施形態に係るスイッチ３の断面図である。図９は、図２のIV－IV断面における断面図である。スイッチ３は、基板１１、検出部１２及び押圧部１７に代えて基板３１、検出部３２及び押圧部３７をそれぞれ有する点でスイッチ１と相違する。基板３１、検出部３２及び押圧部３７以外のスイッチ３の構成はスイッチ１の対応する構成と同様であるため、同一の符号を付して説明を省略する。

【0066】

基板３１は、貫通孔を有さず、第１電極１１３及び第２電極１１４に代えて第１電極３１３及び第２電極３１４を有する点で基板１１と相違する。第１電極３１３及び第２電極３１４は、基板３１の上面の第１配線１１１の内側に、相互に離間して配置される。

【0067】

検出部３２は、第１電極３１３及び第２電極３１４と接続されて、基板１１の上面に、弾性体１４の開口部１４１の内側に位置し且つ押圧部３７の凹部１７５と対向するように配置される。図９に示す例では、検出部３２は、上面が弾性体１４の上面よりも下方に位置するように配置されているが、このような例に限られず、上面が弾性体１４の上面より上方に位置するように配置されてもよい。検出部３２は、検出部１２と同様に受光素子と検出回路とを有し、ユーザの指先を非接触で検出して検出信号を出力する。

【0068】

押圧部３７は、指向性制御部３７６を有する点で押圧部１７と相違する。指向性制御部３７６は、赤外線を遮光する材料により形成され、弾性体１４の開口部１４１より内側に位置するように、押圧部３７の凹部１７５の側面に配置される。赤外線を遮光する材料は、例えば、赤外線を反射するアルミニウム等の金属である。指向性制御部３７６は、スパッタ、印刷などの方法により凹部１７５の側面に配置されてもよく、金属板を凹部１７５の側面に接着させることにより配置されてもよい。指向性制御部３７６が赤外線を遮光することにより、検出部１２は、凹部１７５の底面の上方以外の場所から放射される遠赤外線を検出しにくくなり、スイッチ１の誤作動が防止される。なお、指向性制御部３７６は、第１配線１１１、第２配線１１２等の、スイッチ３の動作時に電流が流れる配線と電気的に接続されていない。

【0069】

このように、スイッチ３において、基板３１の上面に検出部３２が配置されることにより、基板３１の下面に凹部を形成する必要がなくなるため、スイッチ３の厚さを薄くすることができる。また、スイッチ３において、検出部３２の上方に指向性制御部３７６が配置されることにより、検出部３２が基板３１の上面に配置されていても、検出部３２は上方に高い指向性を有し、スイッチ３の誤作動を防止することができる。このことは、検出部３２の上面が弾性体１４の上面よりも上方に位置するように配置されていても、同様である。

【0070】

なお、指向性制御部３７６は、凹部１７５の側面に代えて、又は凹部１７５の側面に加えて、係合部１７２及び接続部１７３の下面に配置されてもよい。これにより、スイッチ３の誤作動がより適切に防止される。また、指向性制御部３７６は、押圧部３７の上面に、突出部１７１を囲むように配置されてもよい。

【0071】

また、指向性制御部３７６を設けることに代えて、二色成形により、押圧部３７の突出部１７１と係合部１７２及び接続部１７３とが異なる材料により形成されてもよい。この場合、突出部１７１は可視光及び赤外線を透過しやすい材料により形成され、係合部１７２及び接続部１７３は少なくとも赤外線を遮光する材料により形成される。このようにしても、検出部３２が突出部１７１の上方以外の場所から放射された遠赤外線を検出しにくくなるため、スイッチ３の誤作動が防止される。また、ユーザが報知部１３から出射された可視光を視認しやすくなり、ユーザの指先がスイッチ３に触れる機会が最小限に抑えられる。

【0072】

当業者は、本発明の精神および範囲から外れることなく、様々な変更、置換及び修正をこれに加えることが可能であることを理解されたい。例えば、上述した実施形態及び変形例は、本発明の範囲において、適宜に組み合わせて実施されてもよい。

【符号の説明】

【0073】

１ スイッチ
１１ 基板
１２ 検出部
１３ 報知部
１４ 弾性体
１４１ 開口部
１７ 押圧部
１８１ 第１出力部
１８２ 第２出力部
１９ 制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】