説明

赤外線スイッチ及び赤外線スイッチの操作状況表示方法

【課題】赤外線スイッチに対する操作状況を表示可能な赤外線スイッチ等を提供する。
【解決手段】 赤外線を反射物4に照射する発光素子3と、反射物4からの赤外線の反射光を受光し、反射光の強さに応じた出力信号を発生させる受光素子5と、出力信号の値に基づいてスイッチオン、スイッチオフが判定される赤外線スイッチにおいて、比較器7は、出力信号の値を第1の閾値と比較して第1の比較情報を出力し、出力信号の値を第1の閾値と異なる第2の閾値と比較して第2の比較情報を出力する。判定部8は第1の比較情報に基づいて赤外線スイッチのオン、オフを判定し、表示手段は第2の比較情報に基づいて赤外線スイッチに対する操作状況を示すための表示を行う。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、外部から操作・設定が可能なフィールド機器等に用いられる赤外線スイッチ等に関し、とくに操作性を向上させることができる赤外線スイッチ等に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、フィールド機器では、表示器上から各種操作・設定を行うために、赤外線スイッチが幅広く使用されている。赤外線スイッチを使用すると、操作時にフィールド機器のカバー等を開ける必要がないため、防爆エリアを含めた様々な場所での設定等が可能になる。また、手だけで操作することができるため、コンピュータや携帯情報端末(PDA)等を現場まで持ち歩く必要がなくなる。そのため、フィールド機器のメンテナンス時に、現場で簡単な機器設定を行いたい場合などに広く使用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2003−037563号公報
【特許文献2】特開2006−260353号公報
【特許文献3】特開2008−232707号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかし、赤外線スイッチの押し感がないために、手や指をかざして押して(操作して)いるつもりでも反応しないことがあり、どのように手や指をかざすと上手く操作できるのかの判断が難しい。また、赤外線スイッチを直接押して操作することはできないため、実際に押しているかどうかもわかりづらい。このため、操作したつもりであっても、実際には押された状態になっておらず、いつまでも画面が切り替わらないことや、操作したつもりはないのに長押し状態になってしまうことがある。
【0005】
本発明の目的は、フィールド機器等に用いられる赤外線スイッチにおいて、赤外線スイッチに対する操作状況を表示可能な赤外線スイッチ等を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の赤外線スイッチは、赤外線を反射物に照射する発光素子と、前記反射物からの前記赤外線の反射光を受光し、前記反射光の強さに応じた出力信号を発生させる受光素子と、前記出力信号の値に基づいてスイッチオン、スイッチオフが判定される赤外線スイッチにおいて、前記出力信号の値を第1の閾値と比較して第1の比較情報を出力し、前記出力信号の値を前記第1の閾値と異なる第2の閾値と比較して第2の比較情報を出力する比較器と、前記第1の比較情報に基づいて前記赤外線スイッチのオン、オフを判定する判定手段と、前記第2の比較情報に基づいて前記赤外線スイッチに対する操作状況を示すための表示を行う表示手段と、を備えることを特徴とする。
この赤外線スイッチによれば、反射光の強さに応じた出力信号の値を第2の閾値と比較した第2の比較情報に基づいて赤外線スイッチに対する操作状況を表示するので、使用者は赤外線スイッチの操作状況をすぐに把握することができ、操作性を向上させることができる。
【0007】
前記第2の閾値は、前記第1の閾値よりも大きくなるよう構成してもよい。
【0008】
前記表示手段は、前記出力信号の値が前記第2の閾値以下である場合には、前記赤外線スイッチに対する操作状況が感度不良であることを示すマークを表示するよう構成してもよい。
【0009】
前記表示手段は、前記第1の比較情報に基づいて、前記赤外線スイッチに対応する操作の内容を表示するよう構成してもよい。
【0010】
本発明の赤外線スイッチの操作状況表示方法は、赤外線を反射物に照射する発光素子と、前記反射物からの前記赤外線の反射光を受光し、前記反射光の強さに応じた出力信号を発生させる受光素子と、前記出力信号の値に基づいてスイッチオン、スイッチオフが判定される赤外線スイッチの操作状況表示方法において、前記出力信号の値を第1の閾値と比較して第1の比較情報を出力し、前記出力信号の値を前記第1の閾値と異なる第2の閾値と比較して第2の比較情報を出力する比較ステップと、前記第1の比較情報に基づいて前記赤外線スイッチのオン、オフを判定する判定ステップと、前記第2の比較情報に基づいて前記赤外線スイッチに対する操作状況を示すための表示を行う表示ステップと、を有することを特徴とする。
この赤外線スイッチの操作状況表示方法によれば、反射光の強さに応じた出力信号の値を第2の閾値と比較した第2の比較情報に基づいて赤外線スイッチに対する操作状況を表示するので、使用者は赤外線スイッチの操作状況をすぐに把握することができ、操作性を向上させることができる。
【発明の効果】
【0011】
本発明の赤外線スイッチによれば、反射光の強さに応じた出力信号の値を第2の閾値と比較した第2の比較情報に基づいて赤外線スイッチに対する操作状況を表示するので、使用者は赤外線スイッチの操作状況をすぐに把握することができ、操作性を向上させることができる。
【0012】
本発明の赤外線スイッチ操作状況表示方法によれば、反射光の強さに応じた出力信号の値を第2の閾値と比較した第2の比較情報に基づいて赤外線スイッチに対する操作状況を表示するので、使用者は赤外線スイッチの操作状況をすぐに把握することができ、操作性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】赤外線スイッチの回路構成例を示すブロック図。
【図2】フィールド機器の表示器の外観正面図。
【図3】判定電圧VS及び閾値電圧VTに対する電圧VLの大小関係を示す波形図。
【図4】赤外線スイッチの動作を示すフローチャート。
【図5】赤外線スイッチに対する操作状況を示すマークの表示例。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、本発明による赤外線スイッチの一実施形態について説明する。本実施形態では、フィールド機器に用いられる赤外線スイッチを例に説明する。
【0015】
図1は、赤外線スイッチの回路構成例を示すブロック図である。
【0016】
図1に示すように、赤外線スイッチは、矩形波発生部2を具備する駆動回路1と、赤外線を照射する発光素子3と、赤外線を受光する受光素子5と、受光素子5の感度を調整するための抵抗6と、受光素子5からの出力電圧値を閾値と比較する比較器7と、比較器7からの信号に基づく判定を行う判定部8と、を備える。
【0017】
駆動回路1の矩形波発生部2から出力される矩形波状の駆動電流IFを発光素子3に流すと、発光素子3は赤外線を発光する。受光素子3からの赤外線は、スイッチの操作部にある反射物4の方向に照射される。反射物4が有る場合には、赤外線が反射して受光素子5に入射し、受光素子5に光電流ILが流れる。反射物4が無い場合には、受光素子5が赤外線を受光できないので光電流ILが流れない。
【0018】
反射物4は、例えば使用者の指又は手等である。使用者が指(手)をガラス等の透明部材からなるカバー9を介して赤外線スイッチの操作部(図1において反射物4が置かれた位置)にかざすことにより、発光素子3からの赤外線が反射物4に反射して、カバー9を介して受光素子5に到達するように構成されている。使用者が指(手)を赤外線スイッチにかざす際には、カバー9に触れることで指(手)の位置が安定するため、カバー9に触れる状態で赤外線スイッチに指(手)をかざすように設計される場合もある。
【0019】
光電流ILは抵抗6によって出力信号である電圧VLに変換され、比較器7に入力される。比較器7は、電圧VLの電圧値が、第1の閾値としての判定電圧VS及び第2の閾値としての閾値電圧VTよりも大きいか否かという比較情報を判定部8へ出力する。判定部8は判定電圧VSと電圧VLを比較して得た第1の比較情報に基づいて反射物4の有無(スイッチのオン、オフ)を判定する。また、判定部8は閾値電圧VTと電圧VLを比較して得た第2の比較情報に基づいて反射物4の状況を判定する。
【0020】
図2は、赤外線スイッチが使用されたフィールド機器の表示器の外観を示す正面図である。
【0021】
フィールド機器には、流量等を表示するための表示器が取り付けられている場合が多く、表示器上の赤外線スイッチ等の各種スイッチを使ってパラメータ設定などの操作を行うことができる。以下、図1に示す赤外線スイッチが実装された表示器の一例について説明する。
【0022】
図2に示す例では、表示器10の正面に各種パラメータの数値等を画面表示するための表示部20が設けられている。そして、表示部20の周囲には、図1に示すカバー9を構成する外カバー90が配置されるとともに、表示部20の下方には赤外線スイッチの操作部としてのSETスイッチ30、SHIFTスイッチ31、及び下矢印スイッチ32が外カバー90に施された加工あるいは印刷により形成されている。SETスイッチ30、SHIFTスイッチ31、及び下矢印スイッチ32は、赤外線スイッチの操作部の位置を示すマークとして機能するとともに、カバー9において赤外線を透過する部位(図1参照)として機能する。図1に示す赤外線スイッチは、SETスイッチ30、SHIFTスイッチ31、及び下矢印スイッチ32のそれぞれに対応して実装される。すなわち、表示器10には、図1に示す3台の赤外線スイッチが搭載されている。
【0023】
表示器は、図2に示すように、スイッチへの操作がされない通常時には出力値(流量等)を表示する状態を維持している。そして、内部データを確認したり、データを変更するなどの作業の際に、SETスイッチ30、SHIFTスイッチ31、及び下矢印スイッチ32が操作される。表示部20における画面表示は、SETスイッチ30、SHIFTスイッチ31、及び下矢印スイッチ32への操作に従って切り替わる。
【0024】
図2に示すフィールド機器の表示器10では、使用者は、SETスイッチ30、SHIFTスイッチ31、及び下矢印スイッチ32のうちのいずれかに対して、図1に示す反射物4としての指(手)をかざして操作する。判定部8は、指(手)をかざして操作されたスイッチにおける電圧VLと、判定電圧VS及び閾値電圧VTとを比較して得られる比較情報を比較器7より受信する。判定部8は判定電圧VSと電圧VLの比較結果である第1の比較情報に基づいて反射物4の有無(スイッチのオン、オフ)を判定する。また、判定部8は閾値電圧VTと電圧VLの比較結果である第2の比較情報に基づいて反射物4の状況を判定する。また、表示部20は判定部8の判定結果に応じた画面表示を行う。これにより、例えば、スイッチのオン、オフのほか、反射物4の状況が赤外線スイッチに対する操作状況として画面表示される。
【0025】
図3は、判定電圧VS及び閾値電圧VTに対する電圧VLの大小関係を示す図である。図3に示すように、閾値電圧VTは判定電圧VSより大きな電圧に設定されている。
【0026】
電圧VLが判定電圧VS以下の場合(VL≦VS)には、判定部8により、反射物4が無くスイッチはオフと判定される。
【0027】
電圧VLが判定電圧VSよりも大きく(VL>VS)、かつ、電圧VLが閾値電圧VT以下の場合(VL≦VT)には、判定部8により、反射物4は有りスイッチはオンと判定されるが、感度不良と判定される。表示画面には赤外線スイッチに対する操作状況を示す表示として、押したスイッチと感度不良を示すマークが表示される。なお、本明細書において「感度不良」とは、そのスイッチにおいて反射物4における赤外線の反射光、すなわち受光素子5に入射する赤外線の強度が相対的に充分でないことを表し、主として操作に不備がある場合を示している。スイッチに不良が発生した場合に限定されるものではない。
【0028】
電圧VLが判定電圧VSよりも大きく(VL>VS)、かつ、電圧VLが閾値電圧VTよりも大きい場合(VL>VT)には、反射物4は有りスイッチはオンと判定され、感度も良い(感度不良でない)と判定される。表示画面には、赤外線スイッチに対する操作状況として、押したスイッチと感度が良い状態を示すマークが表示される。
【0029】
上記のように、閾値電圧VTは判定電圧VSより大きく設定される(VT>VS)。このような大小関係に設定することにより、スイッチがオンするのに充分な赤外線の反射光が得られるような操作状況を誘導することができる。なお、閾値電圧VTは、フィールド機器の使用環境など様々な要因で変化するため、一意に決定することは難しい。そのため、理論値、経験則等から最適化して決定すればよい。
【0030】
このように、反射物4からの反射光の強さに応じて発生する電圧VLを予め定めた閾値電圧VTと比較することにより、赤外線スイッチに対する操作状況を示す表示として、感度不良の場合を、感度が良い場合と区別して表示画面に表示させることができる。
【0031】
図4は、赤外線スイッチの動作を示すフローチャートである。なお、使用者によっては、赤外線スイッチに対する操作状況を表示するマーク表示機能が操作の邪魔になる場合もある。そのため、マーク表示機能のオン、オフは予め使用者の操作に従って選択可能とされている。以下、図4を参照して、赤外線スイッチの動作について説明する。
【0032】
判定部8は、スイッチが押されたか否かを、電圧VLが判定電圧VSよりも大きいか(VL>VS)否かに基づいて判定する(ステップS1)。ステップS1の判定の結果、スイッチが押されていない場合、つまり、電圧VLが判定電圧VS以下の場合には(ステップS1:N)、ステップS1へ戻る。
【0033】
ステップS1の判定の結果、スイッチが押された場合、つまり、電圧VLが判定電圧VSよりも大きい場合(VL>VS)には(ステップS1:Y)、マーク表示機能がオンか否かを判定する(ステップS2)。
【0034】
ステップS2の判定の結果、マーク表示機能がオンでない場合(オフの場合)には(ステップS2:N)、ステップS1に移行する。
【0035】
ステップS2の判定の結果、マーク表示機能がオンである場合には(ステップS2:Y)、感度が良いか否かを、電圧VLが閾値電圧VTよりも大きいか(VL>VT)否かに基づいて判定する(ステップS3)。
【0036】
ステップS3の判定の結果、感度が良い場合、つまり、電圧VLが閾値電圧VTよりも大きい場合には(ステップS3:Y)、表示画面にステップS1で押されたスイッチに対応するマークであって、表示画面に感度良マークを表示する(ステップS4)。そして、ステップS1に戻る。
【0037】
ステップS3の判定の結果、感度不良の場合、つまり、電圧VLが閾値電圧VT以下の場合には(ステップS3:N)、表示画面にステップS1で押されたスイッチに対応するマークであって、感度不良を示すマークを表示する(ステップS5)。そして、ステップS1に戻る。
【0038】
図5は、赤外線スイッチに対する操作状況を示すマークの表示例である。
【0039】
図5(A)はSETスイッチ30が押された場合の例である。図5(A)に示す例では、SETスイッチ30が感度良く押された場合の例であり、押されたスイッチがSETスイッチ30であることと、感度良く押された状態を示すマーク20aが表示部20の表示画面に表示される。
【0040】
図5(B)はSHIFTスイッチ31が押された場合の例である。図5(B)に示す例では、SHIFTスイッチ31が感度良く押された場合の例であり、押されたスイッチがSHIFTスイッチ31であることと、感度良く押された状態を示すマーク20bが表示部20の表示画面に表示される。
【0041】
図5(C)は下矢印スイッチ32が押された場合の例である。図5(C)に示す例では、下矢印スイッチ32が感度良く押された場合の例であり、押されたスイッチが下矢印スイッチ32であることと、感度良く押された状態を示すマーク20cが表示部20の表示画面に表示される。
【0042】
図5(D)はSETスイッチ30とSHIFTスイッチ31が同時に押された場合の例である。図5(D)に示す例では、SETスイッチ30とSHIFTスイッチ31とが感度良く押された場合の例であり、押されたスイッチがSETスイッチ30とSHIFTスイッチ31であることと、感度良く押された状態を示すマーク20a及び21bが表示画面に表示される。
【0043】
図5(E)はSETスイッチ30が押された場合の例である。図5(E)に示す例は、感度不良の場合の例であり、ここでは、押されたスイッチがSETスイッチ30であることと、感度不良を示すマーク20dが表示画面に表示される。
【0044】
このように押されたスイッチが何であるかを表示することで、使用者は、実際にスイッチを押せているかどうかがはっきりと分かるようになる。また、感度不良状態を感度が良い状態と区別して表示するため、使用者は感度不良を素早く判断でき、正しくスイッチが操作される状態を容易に把握できる。また、赤外線スイッチは、フィールド機器が設置されている環境等により、スイッチの感度が悪くなり、同じように操作しても上手く反応しなくなる場合がある。このような場合であっても、赤外線スイッチの状態に応じた適切な操作を導くことができる。また、赤外線スイッチの感度にばらつきが発生したような場合でも、個々のスイッチに応じた操作が可能となる。さらに、感度不良の有無の表示に基づいて、赤外線スイッチの感度の状態を把握することができるため、赤外線スイッチのメンテナンスに役立てることができる。例えば、感度不良の表示が頻発する場合に、赤外線スイッチに不具合が生じたものと看做すことができる。
【0045】
以上のように、本実施形態の赤外線スイッチでは、赤外線を反射物に照射する発光素子3と、反射物4からの赤外線の反射光を受光し、反射光の強さに応じた出力信号を発生させる受光素子5と、出力信号の値としての電圧VLに基づいてスイッチオン、スイッチオフが判定される赤外線スイッチにおいて、電圧VLを第1の閾値である判定電圧VSと比較して第1の比較情報を出力し、電圧VLを判定電圧VSと異なる閾値電圧VTと比較して第2の比較情報を出力する比較器7と、第1の比較情報に基づいて赤外線スイッチのオン、オフを判定する判定部8と、第2の比較情報に基づいて赤外線スイッチに対する操作状況を示すための表示を行う表示部20と、を備えた。これにより、反射光の強さに応じた出力信号の値を第2の閾値と比較した第2の比較情報に基づいて赤外線スイッチに対する操作状況を表示するので、使用者は赤外線スイッチの操作状況をすぐに把握することができ、操作性を向上させることができる。特に、フィールド機器の表示器10が取り付けられている環境や押し方(指(手)のかざし方)等により、スイッチの感度が変化し、同じように押して(選択して)いるつもりでも上手く反応しない場合に、使用者は赤外線スイッチの感度状態を素早く判断することができ、操作性を向上させることができる。
【0046】
本実施形態の赤外線スイッチは、例えば、従前からの赤外線スイッチに具備された表示画面にマークをグラフィック表示する機能を付加することにより構成できる。したがって、従前からの赤外線スイッチに対しハードウエアの追加、変更をすることなく、ソフトウエアの機能追加だけで実現することができる。
【0047】
上記実施形態では、判定電圧VSと電圧VL、閾値電圧VTと電圧VLとを比較し、赤外線スイッチに対する操作状況を、感度が良いか(スイッチオン、感度良表示(図5(A)〜(D))、感度不良か(スイッチオン、感度不良表示(図5(E))、反応がないか(スイッチオフ)の3段階で示しているが、さらに複数の閾値電圧を設けることで、4段階以上の操作状況を設定することもできる。
【0048】
また、上記実施形態では、判定電圧VSを閾値電圧VTよりも小さな値としているが、閾値電圧VTよりも大きな値の判定電圧としてもよい。この場合には、電圧VLが閾値電圧VTに達し、かつ判定電圧VSに達しない場合に、警告表示あるいは警告音を出すことで、操作が不充分なためにスイッチの感度が悪いことを使用者に知らせることができる。あるいは、スイッチを操作していないつもりの使用者に対して、誤操作(意図しない操作)が発生する可能性を通知することができる。
【0049】
なお、上記実施形態では、表示部20に押したスイッチに対応する表示として押したスイッチ名称を表示した(図5)が、押したスイッチに対応する操作の内容を表示させてもよい。例えば、SHIFTスイッチ30とSHIFTスイッチ31を同時に押す操作が「上位階層のメニューに戻る」という動作に割り当てられている場合、「戻る」を意味するアイコン(マーク)として左向きの矢印を表示させるようにもできる。
【0050】
また、上記実施形態では、赤外線スイッチに対する操作状況として表示部20に押したスイッチと感度に対応するマークを表示させたが、音声発生器を設け、感度良く押せている場合に音を発生させるよう構成してもよい。又は、押したスイッチや感度(感度不良の有無)に応じて異なる音声を発生させるよう構成してもよい。音声発生は、マーク表示と組み合わせて行ってもよい。
【0051】
さらに、振動器を設け、感度良く押せている場合にフィールド機器全体又は一部(例えば表示器)が振動するよう構成してもよい。又は、押したスイッチや感度不良の有無に対応するリズムの異なる振動を発生させるよう構成してもよい。
【0052】
本発明の適用範囲は上記実施形態に限定されることはない。本発明は、フィールド機器の他、各種機器又は装置に用いられる赤外線スイッチにも適用される。
【符号の説明】
【0053】
3 発光素子
4 反射物
5 受光素子
6 抵抗
7 比較器
8 判定部
20 表示部
VL 電圧
VS 判定電圧 (第1の閾値)
VT 閾値電圧 (第2の閾値)

【特許請求の範囲】
【請求項1】
赤外線を反射物に照射する発光素子と、前記反射物からの前記赤外線の反射光を受光し、前記反射光の強さに応じた出力信号を発生させる受光素子と、前記出力信号の値に基づいてスイッチオン、スイッチオフが判定される赤外線スイッチにおいて、
前記出力信号の値を第1の閾値と比較して第1の比較情報を出力し、前記出力信号の値を前記第1の閾値と異なる第2の閾値と比較して第2の比較情報を出力する比較器と、
前記第1の比較情報に基づいて前記赤外線スイッチのオン、オフを判定する判定手段と、
前記第2の比較情報に基づいて前記赤外線スイッチに対する操作状況を示すための表示を行う表示手段と、
を備えることを特徴とする赤外線スイッチ。
【請求項2】
前記第2の閾値は、前記第1の閾値よりも大きいことを特徴とする請求項1に記載の赤外線スイッチ。
【請求項3】
前記表示手段は、前記出力信号の値が前記第2の閾値以下である場合には、前記赤外線スイッチに対する操作状況が感度不良であることを示すマークを表示することを特徴とする請求項2に記載の赤外線スイッチ。
【請求項4】
前記表示手段は、前記第1の比較情報に基づいて、前記赤外線スイッチに対応する操作の内容を表示することを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の赤外線スイッチ。
【請求項5】
赤外線を反射物に照射する発光素子と、前記反射物からの前記赤外線の反射光を受光し、前記反射光の強さに応じた出力信号を発生させる受光素子と、前記出力信号の値に基づいてスイッチオン、スイッチオフが判定される赤外線スイッチの操作状況表示方法において、
前記出力信号の値を第1の閾値と比較して第1の比較情報を出力し、前記出力信号の値を前記第1の閾値と異なる第2の閾値と比較して第2の比較情報を出力する比較ステップと、
前記第1の比較情報に基づいて前記赤外線スイッチのオン、オフを判定する判定ステップと、
前記第2の比較情報に基づいて前記赤外線スイッチに対する操作状況を示すための表示を行う表示ステップと、
を有することを特徴とする赤外線スイッチ操作状況表示方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【公開番号】特開2013−30349(P2013−30349A)
【公開日】平成25年2月7日(2013.2.7)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−165406(P2011−165406)
【出願日】平成23年7月28日(2011.7.28)
【出願人】(000006507)横河電機株式会社 (4,443)
【Fターム(参考)】