JPH0820319B2 - アナログスイッチ - Google Patents
アナログスイッチInfo
- Publication number
- JPH0820319B2 JPH0820319B2 JP62077057A JP7705787A JPH0820319B2 JP H0820319 B2 JPH0820319 B2 JP H0820319B2 JP 62077057 A JP62077057 A JP 62077057A JP 7705787 A JP7705787 A JP 7705787A JP H0820319 B2 JPH0820319 B2 JP H0820319B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- elastic body
- piezoelectric element
- output
- 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.)
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- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Push-Button Switches (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 「発明の技術分野」 本発明は、操作入力に応じたレベルで出力するアナロ
グスイッチに関し、操作入力に応じて操作対象の動作レ
ベルを設定可能にするものである。
グスイッチに関し、操作入力に応じて操作対象の動作レ
ベルを設定可能にするものである。
「発明の背景」 従来の技術としては、例えば第７図に示すようなもの
がある。
がある。
すなわち、同図に示すものは無接点スイッチであっ
て、電極板1,高周波発振器2,オンオフ検出回路３で構成
され、指Ａが電極板１に近接したとき静電容量Ｐが変化
して動作するものである。
て、電極板1,高周波発振器2,オンオフ検出回路３で構成
され、指Ａが電極板１に近接したとき静電容量Ｐが変化
して動作するものである。
今、電極板１に指Ａが近づいてくると、電極板1,指Ａ
および、接地面４との間の静電容量Ｐが急激に変化しそ
れが出力ｍとして高周波発振器２に入力する。この静電
容量の変化で高周波発振器２の発振周波数が変化し、こ
の高周波ｎの変化をオンオフ検出回路３で検出し、オン
かオフかの信号Ｏを出力するものである。
および、接地面４との間の静電容量Ｐが急激に変化しそ
れが出力ｍとして高周波発振器２に入力する。この静電
容量の変化で高周波発振器２の発振周波数が変化し、こ
の高周波ｎの変化をオンオフ検出回路３で検出し、オン
かオフかの信号Ｏを出力するものである。
「発明が解決するための問題点」 しかしながら、上記従来の技術では、スイッチ動作を
するときの静電容量変化が急激で、アナログ的にレベル
を変えた信号をとりだす事は非常に困難であった。ま
た、湿度などにより、常に電極板２が接地面４と等電位
になってしまうことがあり、そうなるとスイッチング動
作しないことがあるという重大な問題点を有していた。
するときの静電容量変化が急激で、アナログ的にレベル
を変えた信号をとりだす事は非常に困難であった。ま
た、湿度などにより、常に電極板２が接地面４と等電位
になってしまうことがあり、そうなるとスイッチング動
作しないことがあるという重大な問題点を有していた。
本発明は、これらの問題点を解決し、無接点でかつ、
連続した操作入力を与え、それに応じたレベルで出力す
ることができるアナログスイッチを提供することを目的
としている。
連続した操作入力を与え、それに応じたレベルで出力す
ることができるアナログスイッチを提供することを目的
としている。
「問題点を解決するための手段」 被操作部材をなしていて操作圧力が加えられる弾性体
と、 該弾性体の第１の位置に接合され、所定の交流信号が
印加されると超音波振動を発生する第１の圧電素子と、 前記弾性体の前記第１の位置から離間した第２の位置
に接続され、前記第１の圧電素子によって発生された
後、前記弾性体に加えられた操作圧力により変化した超
音波振動の大きさに応じた電圧を発生する第２の圧電素
子と、 前記第２の圧電素子から発生された電圧に基づき、ス
イッチの出力レベルを制御する制御回路とを具備するこ
とを特徴とするアナログスイッチに存する。
と、 該弾性体の第１の位置に接合され、所定の交流信号が
印加されると超音波振動を発生する第１の圧電素子と、 前記弾性体の前記第１の位置から離間した第２の位置
に接続され、前記第１の圧電素子によって発生された
後、前記弾性体に加えられた操作圧力により変化した超
音波振動の大きさに応じた電圧を発生する第２の圧電素
子と、 前記第２の圧電素子から発生された電圧に基づき、ス
イッチの出力レベルを制御する制御回路とを具備するこ
とを特徴とするアナログスイッチに存する。
「作用」 第１の圧電素子には所定の交流信号が印加されて所定
の超音波振動をしている。被操作部材たる弾性体が押さ
れていないとき、第２の圧電素子は弾性体を介して伝達
される超音波振動により一定の超音波振動をしており、
一定のレベルの交流信号を出力している。
の超音波振動をしている。被操作部材たる弾性体が押さ
れていないとき、第２の圧電素子は弾性体を介して伝達
される超音波振動により一定の超音波振動をしており、
一定のレベルの交流信号を出力している。
弾性体が押されるとその操作圧力により弾性体が拘束
され、それに応じて該第１の圧電素子から第２の圧電素
子への伝達率が変化し、操作圧力に応じたレベルの交流
信号を出力する。
され、それに応じて該第１の圧電素子から第２の圧電素
子への伝達率が変化し、操作圧力に応じたレベルの交流
信号を出力する。
そして、第２の圧電素子の出力のレベルにより操作対
象の動作条件が設定されるものである。
象の動作条件が設定されるものである。
「実施例」 以下、図面に基づき本発明の一実施例を説明する。
第１図〜第５図は本発明の一実施例を示しており、調
光スイッチに本発明を適用したものである。
光スイッチに本発明を適用したものである。
スイッチ制御素子10は、弾性体11の一端に超音波発生
用の第１の圧電素子20が接合され、他端に超音波検出用
の第２の圧電素子30が接合されて成る。
用の第１の圧電素子20が接合され、他端に超音波検出用
の第２の圧電素子30が接合されて成る。
弾性体11は被操作部材をなしていて、操作をする作動
部材であるところの例えば指Ａが操作圧力を加えるべき
操作部12が中間部に設けられている。
部材であるところの例えば指Ａが操作圧力を加えるべき
操作部12が中間部に設けられている。
第１の圧電素子20は電極21を介して弾性体11に接着し
て接合されており、電極22と緩衝材23を介して取付部に
接合されている。
て接合されており、電極22と緩衝材23を介して取付部に
接合されている。
同様に、第２の圧電素子30は電極31を介して弾性体11
に接着して接合されており、電極32と緩衝材33を介して
取付部に接合されている。
に接着して接合されており、電極32と緩衝材33を介して
取付部に接合されている。
第３図は、例えば室内照明等を制御する回路を示した
ものであり、調光制御回路40は、高周波信号の振幅の大
きさを直流の電圧値の出力信号ｃに変換する信号変換部
41が反転増幅器15を介してスイッチ制御素子10に接続さ
れ、信号変換部41の出力を受ける遅延回路42とリセッ
ト，ホールド信号発生部43が設けられている。遅延回路
42は、信号変換部41からの出力信号ｃをある時間遅れて
伝達する回路である。
ものであり、調光制御回路40は、高周波信号の振幅の大
きさを直流の電圧値の出力信号ｃに変換する信号変換部
41が反転増幅器15を介してスイッチ制御素子10に接続さ
れ、信号変換部41の出力を受ける遅延回路42とリセッ
ト，ホールド信号発生部43が設けられている。遅延回路
42は、信号変換部41からの出力信号ｃをある時間遅れて
伝達する回路である。
さらに、調光制御回路40には、遅延回路42の時間的に
遅れた出力信号ｆと信号変換部41のリセットホールドパ
ルスｄとを受ける信号保持部44とが設けられ、信号保持
部44の出力が制御対象50に接続している。
遅れた出力信号ｆと信号変換部41のリセットホールドパ
ルスｄとを受ける信号保持部44とが設けられ、信号保持
部44の出力が制御対象50に接続している。
リセット，ホールド信号発生部43は、第４図に示すよ
うな回路であり、コンデンサC1,抵抗R1,オペアンプ45か
ら構成される微分回路46と、微分回路46により微分され
た信号ｇを受けるコンパレータ47と、コンパレータ47に
接続する可変抵抗R2およびR3とより成る。
うな回路であり、コンデンサC1,抵抗R1,オペアンプ45か
ら構成される微分回路46と、微分回路46により微分され
た信号ｇを受けるコンパレータ47と、コンパレータ47に
接続する可変抵抗R2およびR3とより成る。
信号保持部44は第５図に示すように、Ｄ−フリップフ
ロップ48,NANDゲート49a,49bおよびホールド回路40aか
ら構成されている。
ロップ48,NANDゲート49a,49bおよびホールド回路40aか
ら構成されている。
次に作用を説明する。
このスイッチを動作させるには、超音波発生用の第１
の圧電素子20に周波数Ｆなる高周波を印加する。弾性体
11の形状、材質は周波数Ｆで共振するように選択されて
おり、周波数Ｆで共振し、定在波が、弾性体11に生ず
る。超音波検出用の第２の圧電素子30は、定在波を検出
し、周波数Ｆなる高周波を出力する。
の圧電素子20に周波数Ｆなる高周波を印加する。弾性体
11の形状、材質は周波数Ｆで共振するように選択されて
おり、周波数Ｆで共振し、定在波が、弾性体11に生ず
る。超音波検出用の第２の圧電素子30は、定在波を検出
し、周波数Ｆなる高周波を出力する。
この状態は、オンの状態にあたり、オフの状態にする
には、超音波振動を吸収するような材質で構成されるス
イッチ操作の作動部材であるところの指Ａで弾性体11の
操作部12に加重を与えて密着させることにより、超音波
発生用第１の圧電素子20にて発生させた超音波振動が超
音波検出用の第２の圧電素子30に伝達しにくくなる。
には、超音波振動を吸収するような材質で構成されるス
イッチ操作の作動部材であるところの指Ａで弾性体11の
操作部12に加重を与えて密着させることにより、超音波
発生用第１の圧電素子20にて発生させた超音波振動が超
音波検出用の第２の圧電素子30に伝達しにくくなる。
この時、スイッチ動作指Ａから弾性体11に加わる加重
により、弾性体11の振動の大きさが異なり、超音波検出
用の第２の圧電素子30は、弾性体11の振動の大きさに応
じた電圧を出力する。
により、弾性体11の振動の大きさが異なり、超音波検出
用の第２の圧電素子30は、弾性体11の振動の大きさに応
じた電圧を出力する。
したがって、超音波検出用の第２の圧電素子30から出
力が小さくなり、それによるレベルの差によりスイッチ
動作をさせることができる。そして、スイッチ操作の作
動部材である指Ａが弾性体11に加える加重の大きさで、
このスイッチの出力電圧の大きさをコントロールできる
ということから、無接点で操作入力に応じたレベルで出
力するいわばアナログスイッチが可能になる。
力が小さくなり、それによるレベルの差によりスイッチ
動作をさせることができる。そして、スイッチ操作の作
動部材である指Ａが弾性体11に加える加重の大きさで、
このスイッチの出力電圧の大きさをコントロールできる
ということから、無接点で操作入力に応じたレベルで出
力するいわばアナログスイッチが可能になる。
第３図に示すように、外部からある圧力ａがスイッチ
制御素子10に加えられると、それに応じた振幅の高周波
信号ｂ（第６図（ａ）参照）がスイッチ制御素子10から
出力される。この高周波信号ｂを反転増幅器15を用いて
反転し高周波信号ｂ′（第６図（ｂ）参照）を出力す
る。高周波信号ｂ′は、高周波信号の振幅の大きさを直
流の電圧値ｃ（第６図（ｃ）参照）に変換する信号変換
部41に入力される。信号変換部41で直流に変換された信
号ｃは遅延回路42とリセット，ホールド信号発生部43に
それぞれ入力される。
制御素子10に加えられると、それに応じた振幅の高周波
信号ｂ（第６図（ａ）参照）がスイッチ制御素子10から
出力される。この高周波信号ｂを反転増幅器15を用いて
反転し高周波信号ｂ′（第６図（ｂ）参照）を出力す
る。高周波信号ｂ′は、高周波信号の振幅の大きさを直
流の電圧値ｃ（第６図（ｃ）参照）に変換する信号変換
部41に入力される。信号変換部41で直流に変換された信
号ｃは遅延回路42とリセット，ホールド信号発生部43に
それぞれ入力される。
リセット，ホールド信号発生部43で、入力信号ｃは、
コンデンサC1,抵抗R1,オペアンプ45から構成される微分
回路46で微分され、微分された信号ｇ（第６図（ｅ）参
照）は、コンパレータ47により、可変抵抗R2とR3の設定
値と大小を比較され、R2の設定条件r2（電圧値Vh,立ち
上がり検出値）、R3の設定条件r3（電圧値Ve,立ち下が
り）と信号ｇとの関係がｇ＞r2又はｇ＜r3の時、リセッ
トホールドパルスｄ（第６図（ｆ）参照）が発生する。
コンデンサC1,抵抗R1,オペアンプ45から構成される微分
回路46で微分され、微分された信号ｇ（第６図（ｅ）参
照）は、コンパレータ47により、可変抵抗R2とR3の設定
値と大小を比較され、R2の設定条件r2（電圧値Vh,立ち
上がり検出値）、R3の設定条件r3（電圧値Ve,立ち下が
り）と信号ｇとの関係がｇ＞r2又はｇ＜r3の時、リセッ
トホールドパルスｄ（第６図（ｆ）参照）が発生する。
遅延回路42からの時間的に遅れた信号ｆ（第６図
（ｄ）参照）と、リセットホールドパルスｄは信号保持
部44に入力される。
（ｄ）参照）と、リセットホールドパルスｄは信号保持
部44に入力される。
信号保持部44では、リセットホールドパルスｄはＤ−
フリップフロップ48により、パルスの立ち下がりで出力
が反転し、Ｄ−フリップフロップ48の出力ＱがＨでかつ
出力ｄがＨの時NANDゲート49a,49bからホールド信号Ｈ
が出力され、またＤ−フリップフロップ48の反転出力Ｑ
がＨでかつ信号ｄがＨのときリセット信号Ｒが出力され
る。
フリップフロップ48により、パルスの立ち下がりで出力
が反転し、Ｄ−フリップフロップ48の出力ＱがＨでかつ
出力ｄがＨの時NANDゲート49a,49bからホールド信号Ｈ
が出力され、またＤ−フリップフロップ48の反転出力Ｑ
がＨでかつ信号ｄがＨのときリセット信号Ｒが出力され
る。
ここで信号ｆは、常にある時間ｔだけ遅れて伝達され
てくるので、急激な立ち下がり前のデータが信号保持部
44に保持され、出力ｅ（第６図（ｊ）参照）として出力
される。上記動作のタイムチャートは第６図（ａ）〜
（ｊ）の信号b,c,g,f,d,Q,R,H,eに示すとおりである。
てくるので、急激な立ち下がり前のデータが信号保持部
44に保持され、出力ｅ（第６図（ｊ）参照）として出力
される。上記動作のタイムチャートは第６図（ａ）〜
（ｊ）の信号b,c,g,f,d,Q,R,H,eに示すとおりである。
このようにして、圧力ａの信号が任意の値に設定で
き、スイッチ制御素子10の操作を止めたとき（第６図の
時点t2）の操作入力に応じた出力ｅとして制御対象50を
制御することとなり、調光用スイッチとして利用する場
合、スイッチ制御素子10の弾性体11の操作部12への指Ａ
の接触圧を変化させることにより、その接触圧に応じた
レベルの出力ｅを得ることができ、照明の強さを加減す
ることができる。
き、スイッチ制御素子10の操作を止めたとき（第６図の
時点t2）の操作入力に応じた出力ｅとして制御対象50を
制御することとなり、調光用スイッチとして利用する場
合、スイッチ制御素子10の弾性体11の操作部12への指Ａ
の接触圧を変化させることにより、その接触圧に応じた
レベルの出力ｅを得ることができ、照明の強さを加減す
ることができる。
なお、スイッチ制御素子10の弾性体11は接触圧により
拘束されるものであるが、荷重の変化によるほか、接触
面積の変化等により結果的に接触圧が変化するようにし
てもよい。
拘束されるものであるが、荷重の変化によるほか、接触
面積の変化等により結果的に接触圧が変化するようにし
てもよい。
本実施例に係るスイッチ制御素子によれば、無接点
で、アナログ量を連続的に入力可能であり、それに応じ
たアナログ出力を得て制御対象を制御することができ、
動作も確実である。また、感圧センサーに利用すれば、
従来の感圧センサーと比較し、かなり高い精度の測定が
行なえることができる。
で、アナログ量を連続的に入力可能であり、それに応じ
たアナログ出力を得て制御対象を制御することができ、
動作も確実である。また、感圧センサーに利用すれば、
従来の感圧センサーと比較し、かなり高い精度の測定が
行なえることができる。
本発明によれば、弾性体に加えられた操作圧力のアナ
ログ的な変化によって、スイッチの出力レベルをアナロ
グ的に制御できるので、被制御対象に対して微妙な制御
が可能であるという効果を奏する。
ログ的な変化によって、スイッチの出力レベルをアナロ
グ的に制御できるので、被制御対象に対して微妙な制御
が可能であるという効果を奏する。
第１図〜第６図は本発明の一実施例を示しており、第１
図はスイッチ制御素子の正面図、第２図は同じく斜視
図、第３図は調光制御回路のブロック図、第４図はリセ
ット，ホールド信号発生部のブロック図、第５図は信号
保持部のブロック図、第６図はタイムチャート、第７図
は従来例のブロック図である。 10……スイッチ制御素子、11……弾性体 15……反転増幅器、20……第１の圧電素子 30……第２の圧電素子、40……調光制御回路 41……信号変換部、42……遅延回路 43……ホールド信号発生部 44……信号保持部、50……制御対象
図はスイッチ制御素子の正面図、第２図は同じく斜視
図、第３図は調光制御回路のブロック図、第４図はリセ
ット，ホールド信号発生部のブロック図、第５図は信号
保持部のブロック図、第６図はタイムチャート、第７図
は従来例のブロック図である。 10……スイッチ制御素子、11……弾性体 15……反転増幅器、20……第１の圧電素子 30……第２の圧電素子、40……調光制御回路 41……信号変換部、42……遅延回路 43……ホールド信号発生部 44……信号保持部、50……制御対象
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭53−121675（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−157814（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−40710（ＪＰ，Ａ) 実開 昭53−157303（ＪＰ，Ｕ)
Claims (1)
- 【請求項１】被操作部材をなしていて操作圧力が加えら
れる弾性体と、 該弾性体の第１の位置に接合され、所定の交流信号が印
加されると超音波振動を発生する第１の圧電素子と、 前記弾性体の前記第１の位置から離間した第２の位置に
接続され、前記第１の圧電素子によって発生された後、
前記弾性体に加えられた操作圧力により変化した超音波
振動の大きさに応じた電圧を発生する第２の圧電素子
と、 前記第２の圧電素子から発生された電圧に基づき、スイ
ッチの出力レベルを制御する制御回路とを具備すること
を特徴とするアナログスイッチ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62077057A JPH0820319B2 (ja) | 1987-03-30 | 1987-03-30 | アナログスイッチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62077057A JPH0820319B2 (ja) | 1987-03-30 | 1987-03-30 | アナログスイッチ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63241438A JPS63241438A (ja) | 1988-10-06 |
| JPH0820319B2 true JPH0820319B2 (ja) | 1996-03-04 |
Family
ID=13623161
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62077057A Expired - Fee Related JPH0820319B2 (ja) | 1987-03-30 | 1987-03-30 | アナログスイッチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0820319B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002343209A (ja) * | 2001-05-21 | 2002-11-29 | Tokai Rika Co Ltd | タッチスイッチ |
| JP2002367466A (ja) * | 2001-06-07 | 2002-12-20 | Tokai Rika Co Ltd | タッチスイッチ及びタッチスイッチ装置 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53121675A (en) * | 1977-03-31 | 1978-10-24 | Hitachi Ltd | Method and apparatus of measuring surface stress |
| JPS5574199U (ja) * | 1978-11-17 | 1980-05-22 | ||
| JPS55157814A (en) * | 1979-05-28 | 1980-12-08 | Hitachi Ltd | Elastic wave device |
-
1987
- 1987-03-30 JP JP62077057A patent/JPH0820319B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63241438A (ja) | 1988-10-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |