(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
近接センサから生成される基信号の評価装置であって、物体が近接センサに接近する際及び物体が近接センサから離隔する際、基信号の値（Ｕ（ｔ））が変化し、かつこの変化の方向（符号）と大きさが、該物体の運動方向と速度及び／又は間隔に（それぞれ）特徴付けられると共に、
−前記基信号の第一の値（Ｕ（ｔ））又は該基信号から生成される第一信号の第一の値（Ｕ１（ｔ））が、物体の接近に対し特徴的な第一閾値を上回るか又は下回るとき、その切換状態を第一状態から第二状態へ変化させる第一認識手段（１７）、
−第二の値（Ｕ（ｔ）、Ｕ１（ｔ））が、物体の接近に対し特徴的な第二閾値を上回るか又は下回るとき、その切換状態を変化させる第二認識手段（３４）、及び
−前記第一及び第二認識手段（１７、３４）と接続すると共に、該第一認識手段（１７）がその切換状態を第一状態から第二状態へ変化させ、かつ該第二認識手段（３４）がその切換状態を変化させないとき、その出力状態を第一状態から第二状態へ変化させる決定手段（３２）
を有する評価装置において、
−前記第二認識手段（３４）は、前記物体が離隔するとき、その切換状態を変化させ、
−前記決定手段（３２）は、付加的に前記第二認識手段（３４）が前記第一認識手段の切換状態の変化後所定の第一時間間隔（Δｔ１）以内ではその切換状態を変化させないとき、その第二状態を保持し、
−前記所定の時間間隔（Δｔ１）より長い時間間隔の間前記第一決定手段（３２）の出力端が活性化されていたとき、該第一決定手段（３２）の出力端と接続する時間検出回路（３３）の出力端が活性化され、及び
−第二決定手段（１８）は、前記時間検出回路（３３）の出力端と接続する
ことを特徴とする評価装置。
【請求項２】
前記基信号の値（Ｕ（ｔ））又は該基信号から生成される第三信号の値（ＵＲ（ｔ））が、前記物体の離隔に対し特徴的な第三閾値を下回るか又は上回るとき、前記第二決定手段（１８）の出力状態を第二出力状態から第一出力状態へリセットする第三認識手段（２０、２１、２２）を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の評価装置。
【請求項３】
前記第三閾値は、前記基信号又は該基信号から生成される信号の時間的推移から生成される
ことを特徴とする請求項２に記載の評価装置。
【請求項４】
前記第三閾値は、前記第一認識手段（１７）の状態が変化する時点（ｔ０）からある所定時間間隔だけ前の時点での前記基信号の値（Ｕ（ｔ））又は該基信号から生成される信号の値に対応する
ことを特徴とする請求項３に記載の評価装置。
【請求項５】
前記認識手段（１７、３４）には、前記決定手段（３２）が後置して接続され、かつ該決定手段（３２）には、間接的に、電気的切換要素（２３）が後置して接続され、該決定手段（３２）の切換状態の変化により該切換要素（２３）が切り換えられる
ことを特徴とする請求項１〜４の一に記載の評価装置。
【請求項６】
前記基信号、前記第一信号及び前記第二信号は、アナログの電圧信号から構成される
ことを特徴とする請求項１〜５の一に記載の評価装置。
【請求項７】
前記第一認識手段は、前記基信号（Ｕ（ｔ））がその入力端に入力されるハイパスフィルタ（１６）と、該ハイパスフィルタに後置して接続される第一閾値回路（１７）とから構成される
ことを特徴とする請求項６に記載の評価装置。
【請求項８】
前記第二認識手段は、前記基信号（Ｕ（ｔ））がその入力端に入力される第二閾値回路（３４）から構成される
ことを特徴とする請求項６又は７に記載の評価装置。
【請求項９】
前記決定手段は、以下の要素、即ち、
−そのセット−入力端が前記第一閾値回路（１７）の出力端と接続し、かつそのリセット−入力端が前記第二閾値回路（３４）の出力端と接続する第一フリップフロップ回路（３２）、
−前記第一フリップフロップ回路（３２）の出力端と接続すると共に、前記所定の時間間隔（Δｔ１）より長い時間間隔の間該第一フリップフロップ回路（３２）の出力端が活性化されていたとき、その出力端が活性化される時間検出回路（３３）、及び
−そのセット−入力端が前記時間検出回路（３３）の出力端と接続する第二フリップフロップ回路（１８）
を有する
ことを特徴とする請求項６〜８の一に記載の評価装置。
【請求項１０】
前記接近する物体は、利用者の指、手又はその他の身体部分の内の少なくとも何れか１つであること、及び
前記所定の第一時間間隔（Δｔ１）は、電気的切換要素として構成されたスイッチをタッチ（接触ないし近接運動）する際の指、手又はその他の身体部分の通常の停止時間に相応すること
を特徴とする請求項１〜９の一に記載の評価装置。
【請求項１１】
近接センサから生成される基信号の評価方法であって、物体が近接センサに接近する際及び物体が近接センサから離隔する際、基信号の値（Ｕ（ｔ））又は該基信号から生成される信号の値（Ｕ１（ｔ））が変化し、かつこの変化の方向（符号）と大きさが、物体の運動方向と速度及び／又は物体の間隔に（それぞれ）特徴付けられる評価方法であって、以下のステップ：
−前記物体の接近を認識し、かつ第一信号の第一の値（Ｕ（ｔ）、Ｕ１（ｔ））が、該物体の接近に対し特徴的な第一閾値を上回るか又は下回るとき、第一認識手段（１７）を切り換えるステップ、
−前記物体の接近を認識し、かつ第二の値（Ｕ（ｔ）、Ｕ１（ｔ））が、該物体の接近に対し特徴的な第二閾値を上回るか又は下回るとき、第二認識手段（３４）を切り換えるステップ、及び
−前記第一認識手段（１７）がその切換状態を変化させ、かつ前記第二認識手段（３４）がその切換状態を変化させないとき、該第一及び第二認識手段（１７、３４）と接続する決定手段（３２）の出力状態を変化させるステップ
を有する評価方法において、以下のステップ：
−前記物体の離隔を認識し、かつ前記第二認識手段（３４）の切換状態を変化させるステップ、
−付加的に前記第二認識手段が前記第一認識手段の切換状態の変化後所定の第一時間間隔（Δｔ１）以内ではその切換状態を変化させないとき、前記決定手段（３２）の第二状態を保持するステップ、
−前記所定の時間間隔（Δｔ１）より長い時間間隔の間前記第一決定手段（３２）の出力端が活性化されていたとき、該第一決定手段（３２）の出力端と接続する時間検出回路（３３）の出力端を活性化するステップ、及び
−前記時間検出回路（３３）の出力を第二決定手段（１８）へ入力するステップ
を更に有する
ことを特徴とする評価方法。
【請求項１２】
前記基信号の値（Ｕ（ｔ））又は該基信号から生成される第三信号の値（ＵＲ（ｔ））が、前記物体の離隔に対し特徴的な第三閾値を下回るか又は上回るとき、第三認識手段（２０、２１、２２）が、前記第二決定手段（１８）の出力状態を第二出力状態から第一出力状態へリセットする
ことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記第三閾値は、好ましくは前記第一認識手段（１７）の状態が変化する時点（ｔ０）からある所定時間間隔だけ前の時点での、前記基信号又は該基信号から生成される信号の時間的推移から生成される
ことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記第二決定手段（１８）の状態の変化により、電気的切換要素（２３）が切換えられる
ことを特徴とする請求項１１〜１３の一に記載の方法。
【請求項１５】
前記第一決定手段において、前記第一認識手段（１７）は、第一フリップフロップ回路（３２）をセットし、及び前記第二認識手段（３４）は、該第一フリップフロップ回路（３２）をリセットすること、
前記第一フリップフロップ回路（３２）の出力端と接続する時間検出回路（３３）は、前記所定の時間間隔（Δｔ１）より長い時間間隔の間該第一フリップフロップ回路（３２）の出力端が活性化されていたとき、活性化されること、及び
前記時間検出回路（３３）の出力は、第二フリップフロップ回路（１８）をセットすること
を特徴とする請求項１１〜１４の一に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、近接センサの基信号の評価装置及び評価方法に関し、特に、請求項１又は１１の上位概念部（前置部）に記載の形式のオプトエレクトロニック近接センサ等の近接センサから生成される基信号の評価装置及び評価方法に関する。即ち、とりわけ物体が近接センサに接近する際及び物体が近接センサから離隔する際、基信号の値（Ｕ（ｔ））が変化し、かつこの変化の方向（符号）と大きさが、該物体の運動方向と速度及び／又は間隔に（それぞれ）特徴付けられる、オプトエレクトロニック近接センサ等の近接センサから生成される基信号の評価装置及び評価方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及びその問題点】
殆ど全ての電気的又は電子的装置では、手動操作スイッチが使用される。このスイッチは、殆ど全て機械的に構成され、２つの金属部分を接触ないし接触解除することにより電気回路を閉じたり開いたりする。しかしながら、この機械的構成には、とりわけ以下のような欠点がある。即ち、機械的スイッチは、機械的磨耗を有し、従ってその寿命も限られたものとならざるを得ず、しかも基本的に水感受性であるため、必要とあれば、大がかりでコストのかかるカプセル化が必須となる。
【０００３】
光学的スイッチも既に既知になってはいるが、これもこれまでのところでは大がかりで、従って高価であり、作動安全性に関して必要な規格化（標準化）も未だなされていない。しかしながら、光学的スイッチは、基本的には有利である。というのは、光学的スイッチは、一般的に機械的可動部材なしで作動し、かつスイッチ切換プロセスは、スイッチ面の単にタッチないし接触することにより、又はセンサへ単に接近することにより作動可能であるからである。
【０００４】
PATENT ABSTRACTS OF LAPAN vol. 007, no. 226 (P-239), 26. November 1983及びJP 58 147670から、検出感受性（Detektionsempfindlichkeit）を除去するために、ただ１つの信号を分解し、かつ該信号の一部を時間的に遅延させ比較回路へ伝送するオプトエレクトロニック検出スイッチが既知である。DC信号の微分が行われる。その際、認識、とりわけ切換運動に典型的な信号推移の評価は問題とならない。
【０００５】
信号をとりわけバックグラウンド信号から一義的ないし明確に識別するために、ヒステリシス問題を取り扱った特許出願もある。例えば、EP 0 518 648や、PATENT ABSTRACTS OF LAPAN vol. 13, no. 330 (E793), 25. Juli 1989及びJP 01 093915には、ヒステリシス問題を取り除くためのスイッチが記載されている。しかしながら、これらによっては、物体の運動の際に生じる信号推移が、切換運動のために重要な経過であるかどうかについては検査されない。
【０００６】
US 5,592,033も第二の電圧源を接続するためにヒステリシス問題を取り扱っている。これは、周囲光下での短時間の変動を抑制するために、比較的長い時間遅延で作動される（第六欄、第６０〜６５行）。そして、ただ１つの信号の状態変化が観察される。
【０００７】
US 4,381,466 A及び付属刊行物FUKUYAMA, T.:“Way to prevent malfunction in photoelectric switches”, JEE JOURNAL OF ELECTRIC ENGINEERING, JP, DEMPA PUBLICATIONS INC., Tokyo, Bd.21 Nr. 205, 1984, 59-63頁には、オプトエレクトロニック検出スイッチによって検出された信号は、シフトレジスタを介し干渉によって処理される。しかしながら、これによって、このスイッチは、切換過程で生じるようなダイナミックな変化を認識する可能性（手段）を放棄している。いずれにせよ、ここでは、物体の接近及び離隔に対し典型的な信号推移の認識（検出）は問題とならない。
【０００８】
更に、技術上、所謂近接センサ又は更に雨量計センサ（Regensensor）も既知であるが、これらセンサによって、ある面上への物体の運動、又はある面の接触又は濡れ（湿り）を検出することができる。これに加えて、物体の運動方向及び物体の運動速度に関する情報を含む信号を生成する装置も既知である。そのような装置の１つとして、例えば国際出願国際公開WO95/01561の装置が既知である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、光学的スイッチを作動可能な、近接センサから生成される基信号（Nutzsignal）の評価装置及び評価方法を提供することである。ここで、光学的スイッチとは、例えば指等の所定の運動によって、所定のスイッチ切換プロセス（即ちとりわけ電気回路の開閉）を作動させるものをいうものとする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上述の課題は、請求項１の特徴部に記載の特徴を有する装置、又は請求項１１の特徴部に記載の特徴を有する方法によって解決される。即ち、とりわけオプトエレクトロニック近接センサ等の近接センサから生成される基信号の評価装置であって、物体が近接センサに接近する際及び物体が近接センサから離隔する際、基信号の値が変化し、かつこの変化の方向（符号）と大きさが、該物体の運動方向と速度及び／又は間隔に（それぞれ）特徴付けられると共に、前記基信号の第一の値又は該基信号から生成される第一信号の第一の値が、物体の接近に対し特徴的な第一閾値を上回るか又は下回るとき、その切換状態を第一状態から第二状態へ変化させる第一認識手段；第二の値が、物体の接近に対し特徴的な第二閾値を上回るか又は下回るとき、その切換状態を変化させる第二認識手段、及び前記第一及び第二認識手段と接続すると共に、該第一認識手段がその切換状態を第一状態から第二状態へ変化させ、かつ該第二認識手段がその切換状態を変化させないとき、その出力状態を第一状態から第二状態へ変化させる決定手段を有する評価装置において、前記第二認識手段は、前記物体が離隔するとき、その切換状態を変化させ；前記決定手段は、付加的に前記第二認識手段が前記第一認識手段の切換状態の変化後所定の第一時間間隔以内ではその切換状態を変化させないとき、その第二状態を保持し；前記所定の時間間隔より長い時間間隔の間前記第一決定手段の出力端が活性化されていたとき、該第一決定手段の出力端と接続する時間検出回路の出力端が活性化され、及び第二決定手段は、前記時間検出回路の出力端と接続することを特徴とする。また、とりわけオプトエレクトロニック近接センサ等の近接センサから生成される基信号の評価方法であって、物体が近接センサに接近する際及び物体が近接センサから離隔する際、基信号の値又は該基信号から生成される信号の値が変化し、かつこの変化の方向（符号）と大きさが、物体の運動方向と速度及び／又は物体の間隔に（それぞれ）特徴付けられる評価方法であって、以下のステップ：前記物体の接近を認識し、かつ第一信号の第一の値が、該物体の接近に対し特徴的な第一閾値を上回るか又は下回るとき、第一認識手段を切り換えるステップ；前記物体の接近を認識し、かつ第二の値が、該物体の接近に対し特徴的な第二閾値を上回るか又は下回るとき、第二認識手段を切り換えるステップ、及び前記第一認識手段がその切換状態を変化させ、かつ前記第二認識手段がその切換状態を変化させないとき、該第一及び第二認識手段と接続する決定手段の出力状態を変化させるステップを有する評価方法において、以下のステップ：前記物体の離隔を認識し、かつ前記第二認識手段の切換状態を変化させるステップ；付加的に前記第二認識手段が前記第一認識手段の切換状態の変化後所定の第一時間間隔以内ではその切換状態を変化させないとき、前記決定手段の第二状態を保持するステップ；前記所定の時間間隔より長い時間間隔の間前記第一決定手段の出力端が活性化されていたとき、該第一決定手段の出力端と接続する時間検出回路の出力端を活性化するステップ、及び前記時間検出回路の出力を第二決定手段へ入力するステップを更に有することを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
有利な実施形態は、請求項１又は１１に従たる請求項の対象として記載されており、次の態様に示すとおりである。なお、特許請求の範囲に付記した図面参照符号は、専ら理解を助けるためのものであり、図示の態様に限定することを意図するものではない。
前記基信号の値（Ｕ（ｔ））又は該基信号から生成される第三信号の値（ＵＲ（ｔ））が、前記物体の離隔に対し特徴的な第三閾値を下回るか又は上回るとき、前記第二決定手段の出力状態を第二出力状態から第一出力状態へリセットする第三認識手段を有すること。（態様１、請求項２）
前記第三閾値は、前記基信号又は該基信号から生成される信号の時間的推移から生成されること。（態様２、請求項３）
前記第三閾値は、前記第一認識手段の状態が変化する時点（ｔ０）からある所定時間間隔だけ前の時点での前記基信号の値（Ｕ（ｔ））又は該基信号から生成される信号の値に対応すること。（態様３、請求項４）
前記認識手段には、前記決定手段が後置して接続され、かつ該決定手段には、間接的に、電気的切換要素が後置して接続され、該決定手段の切換状態の変化により該切換要素が切り換えられること。（態様４、請求項５）
前記基信号、前記第一信号及び前記第二信号は、アナログの電圧信号から構成されること。（態様５、請求項６）
前記第一認識手段は、前記基信号（Ｕ（ｔ））がその入力端に入力されるハイパスフィルタと、該ハイパスフィルタに後置して接続される第一閾値回路とから構成されること。（態様６、請求項７）
前記第二認識手段は、前記基信号（Ｕ（ｔ））がその入力端に入力される第二閾値回路から構成されること。（態様７、請求項８）
前記決定手段は、以下の要素、即ち、
−そのセット−入力端が前記第一閾値回路の出力端と接続し、かつそのリセット−入力端が前記第二閾値回路の出力端と接続する第一フリップフロップ回路）、
−前記第一フリップフロップ回路の出力端と接続すると共に、前記所定の時間間隔（Δｔ１）より長い時間間隔の間該第一フリップフロップ回路の出力端が活性化されていたとき、その出力端が活性化される時間検出回路、及び
−そのセット−入力端が前記時間検出回路の出力端と接続する第二フリップフロップ回路を有すること。（態様８、請求項９）
前記接近する物体は、利用者の指、手又はその他の身体部分の内の少なくとも何れか１つであること、及び
前記所定の第一時間間隔（Δｔ１）は、電気的切換要素として構成されたスイッチをタッチ（接触ないし近接運動）する際の指、手又はその他の身体部分の通常の停止時間に相応すること。（態様９、請求項１０）
前記基信号の値（Ｕ（ｔ））又は該基信号から生成される第三信号の値（ＵＲ（ｔ））が、前記物体の離隔に対し特徴的な第三閾値を下回るか又は上回るとき、第三認識手段が、前記第二決定手段の出力状態を第二出力状態から第一出力状態へリセットすることを特徴とする方法。（態様１０、請求項１２）
前記第三閾値は、好ましくは前記第一認識手段の状態が変化する時点（ｔ０）からある所定時間間隔だけ前の時点での、前記基信号又は該基信号から生成される信号の時間的推移から生成されることを特徴とする方法。（態様１１、請求項１３）
前記第二決定手段の状態の変化により、電気的切換要素が切換えられることを特徴とする方法。（態様１２、請求項１４）
前記第一決定手段において、前記第一認識手段は、第一フリップフロップ回路をセットし、及び前記第二認識手段は、該第一フリップフロップ回路をリセットすること、
前記第一フリップフロップ回路の出力端と接続する時間検出回路は、前記所定の時間間隔（Δｔ１）より長い時間間隔の間該第一フリップフロップ回路の出力端が活性化されていたとき、活性化されること、及び
前記時間検出回路の出力は、第二フリップフロップ回路をセットすることを特徴とする方法。（態様１３、請求項１５）
【００１２】
本発明をより良く説明するために、まず簡単にWO95/01561に記載された装置ないし構成について説明するが、その開示内容も本出願の対象としてここに記載されたものとする。尤も、ここで強調すべきことは、本発明は、当該国際出願に記載された装置ないし構成によって作動可能であるのみならず、運動する物体に関する速度情報及び方向情報を含む基信号が生成される場合であれば常に作動可能であるということである。この速度情報は、通常、１次元のものとして得られるが、本発明の装置の作動ないし機能に対してはこれで十分である。尤も、多次元の情報も利用ないし評価することができる。この場合、基信号は、アナログの電圧信号から構成されるが、これは、必ずしも必然的であるという訳ではない。例えばデジタル化された信号であっても良い。
【００１３】
使用可能な近接センサの例
図７に、実質的にWO95/01561から既知の近接センサを示した。ガラスプレート３１の下方には、少なくとも２つの発光ダイオード１、３が配設され、その放射光の少なくとも一部は、ガラスプレート３１で反射され、かつフォトダイオード（光電受光素子）２に入射する。フォトダイオードとして、相応に接続された発光ダイオードを使用することも可能である。ガラスプレート又は他の表面は、少なくとも所定の波長範囲の光に対し透過性であるものとする。発光ダイオード３から放射された光は、この場合、検出光線としては使用されず、単に外部光補償のために必要とされる。それゆえ、この発光ダイオードからの光をブロック（遮光）して外部空間へ射出できないようにすることも可能でありかつ少なからぬ場合目的に適うものである。２つの光線の内の一方をブロックするための部材１１６を図９に示した。更に、第一発光ダイオード１を、照射領域ｂを有する遠方照射レーザダイオードとして、かつ第二発光ダイオード３を、照射領域ａを有する近距離照射発光ダイオードとして構成することも可能である。更に、２つの発光ダイオードをハウジング１０４の隔壁１１３によって互いに隔離すること可能である。これは、WO95/01561に記載された構成を修正したものだが、それは本発明の使用目的にとって有用でありうる。
【００１４】
ダイオード１からの光は、ガラスプレート３１では一部しか反射されず、従って他の部分は外部空間へ射出し、そこで再び物体（この場合指）によって反射されるため、部分的に（内部空間へ戻って）フォトダイオード２へ入射することが可能である。２つの発光ダイオードは、クロック発生回路１３によって電圧が印加され、２つのダイオードの内の一方の電圧信号が反転される。２つのダイオードの発光出力が一定でかつ反射態様が正確に対称的である場合、ないし２つのダイオードの内の一方の発光強度が適正に制御される場合（下記参照）、フォトダイオード２の出力端には直流電圧信号が生成し、この信号は、直流電圧成分及び低周波の交流成分を除去するために高（帯）域通過フィルタ（ハイパスフィルタ）１３２へ伝送される。クロック発生回路１３のクロック周波数未満に遮断周波数を有するハイパスフィルタ１３２は、伝送されてきた信号を、それが直流電圧信号である限り、“０”にセットする。この構成によって、外部光源からの影響は排除される。
【００１５】
そのようにフィルタリングされたこの信号は、増幅回路４へ、そして同期変調回路５へ伝送される。同期変調回路５は、クロック発生回路１３からのクロック信号を受け取り、このクロック信号は、ハイパスフィルタ１３２及び増幅回路４における信号処理時間に適合させるために遅延回路１５によって遅延させられる。同期変調回路５は、受光器２、ハイパスフィルタ１３２及び増幅回路４の信号伝送路では共通の、光源１及び３からの信号を再び分割し２つに別れた伝送路へそれぞれ分配する。同期変調回路５によって分割された信号部分は、低（帯）域通過フィルタ（ローパスフィルタ）６及び７において干渉（妨害）スペクトル領域について処理され、比較回路９へ伝送される。この場合、比較回路９は、単純な演算増幅回路（オペアンプ）から構成される。ローパスフィルタ６及び７の各出力端では、光発信器に相応する差異ないし微分値（Differenzwerte）が生成する。相応に調節された状態では、２つともその値はゼロである。この２つの信号は、比較回路９に伝送される。この比較回路の出力端には、電圧値Ｕ（ｔ）、即ち基信号が生成する。この信号は、さらにローパスフィルタ１０を介して信号中央処理段（ユニット）ないし信号レベル調整段（Signalzentrierstufe）１１へ伝送される。
【００１６】
信号中央処理段１１の出力端は、発光ダイオード３のための信号電圧を制御する制御回路１２と接続する。この構成によって、基信号は、発光ダイオード１から発信される光の反射（状態）が変化するとき変化するが、常に再びゼロ値に復帰することが実現される。この復帰のための時定数は、この実施例では、ローパスフィルタ１０によって決定される。
【００１７】
上述の発明の目的は、物体の所定の運動によって所定のスイッチ切換プロセスを作動させるように、基信号Ｕ（ｔ）を使用することにある。上記の実施例では、利用者の指、手又はその他の身体の一部によるガラスプレート３１のセンサ活性化領域Ｓへのタッチ（接触ないし近接）が検出され、それによってスイッチ切換プロセスが作動される。しかしながら、例えば所謂「クラックフロッグ（一例として周囲が固定され中央部分が隆起した弾性部材で、隆起部分を押圧すると弾性的に変形するが、押圧を解除すると直ちに元の位置に戻るもの；弾性自己復帰性スナップ機構：Knackfrosch）」等の機械的要素の運動を検出するものとする構成も可能である。
【００１８】
【実施例】
本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する。尤も、以下の実施例は、単なる例示に過ぎず、本発明の技術的思想を実施例に限定して解釈すべきではない。
【００１９】
図３（ａ）、図３（ｂ）及び図３（ｃ）は、種々の状況下において、上述のセンサ装置によって生成される基信号Ｕ（ｔ）を示したものである。図３（ａ）には、センサ活性化領域Ｓをタッチした場合の基信号Ｕ（ｔ）を示した。そのような信号によって、スイッチ切換プロセスが作動されるものとする。図３（ｂ）及び図３（ｃ）には、センサ活性化領域Ｓを一回だけさっと擦った（スイープした）場合及び何度か往復して擦った場合の基信号推移をそれぞれ示した。そのような信号推移は、スイッチ切換プロセスを作動しないものとする。これらの目的は、この実施例では、以下のように達成される（図１）。
【００２０】
基信号Ｕ（ｔ）は、この場合微分回路として作用するハイパスフィルタ１６に伝送され、その出力端に、微分によって得られる運動信号の値Ｕ１（ｔ）が生成する。例えば指等の物体がガラスプレート３１のセンサ活性化面上へ向かって運動するとき、基信号の値Ｕ（ｔ）は、その運動に応じて（アナログ的に）ゆっくりと増加し、そして指がガラスプレート３１上に達し止められると急速に（増加が）停止する（図３（ａ）、図４（ａ）参照）。そして指を動かさずに留めておくと、基信号の値Ｕ（ｔ）は、再びＵ０（ゼロレベルないし基準レベル）に向ってゆっくりと減少する。基信号の急速な値の変化により、ハイパスフィルタ１６の出力端では、運動信号値Ｕ１（ｔ）の跳躍（急激な変化）が起こる（図４（ｂ）参照）。これ（Ｕ１（ｔ）の跳躍）は、所定の負の値ＵＧ１を（負の向きで）超過するとき閾値回路１７によって検出され、第一フリップフロップ回路３２のセット入力端（Ｓ）と接続する第一閾値回路１７の出力端が活性化され、従って第一フリップフロップ回路３２が活性化される。ハイパスフィルタ１６の遮断周波数は、大きな速度でタッチ（接触ないし近接運動）を行なってもなお検出されるべき信号が良好に生じるように選択される。限界周波数は、例えば、１００ヘルツの範囲にあり得るであろう。
【００２１】
従って、このケースでは、基信号から生成される信号、即ち微分によって得られる運動信号も使用され、この運動信号は、その値Ｕ１（ｔ）が所定の閾値ＵＧ１を超過するとき、第一プロセスを作動させる。しかしながら、基信号が直接使用され、基信号の値Ｕ（ｔ）が所定の値を上回るか又は下回るとき、１つのプロセス−この場合フリップフロップ回路の状態変化−を作動させるような回路構成例・応用例も考えることができる。
【００２２】
第一センサ活性化領域に対する十分に迅速なスイープ（ueberstreichen）運動は全て、このようなプロセスを作動させる。即ち、第一フリップフロップ回路３２の出力端が活性化されるのである。このような運動には、引擦り運動（Ueberwischen）その他の類似の運動でも十分に当てはまるが、これらは意図的なスイッチ切換プロセスとして認識（検出）されるべきものではない（図３（ｂ）及び図３（ｃ）参照）。それゆえ、基信号は、基信号の値Ｕ（ｔ）が所定の第二閾値ＵＧ２を下回るとき活性化される第二閾値回路３４に伝送される。この場合、物体の除去（指の引き離し）により、負の領域へＵ（ｔ）は減少する（図３（ｂ））。第二閾値回路３４の第二閾値ＵＧ２を（負の向きで）超過すると、第二閾値回路３４の出力電圧Ｕ３４（ｔ）は、活性化される（図５参照）。
【００２３】
第二閾値回路３４の出力端は、フリップフロップ回路３２のリセット入力端（Ｒ）と接続しているため、フリップフロップ回路３２を活性化させてしまった引擦り運動その他の類似の運動が行われると、フリップフロップ回路３２は、短時間経過した後再びゼロにリセットされる。フリップフロップ回路３２の出力信号は、時間検出回路３３へ伝送される。この時間検出回路３３は、フリップフロップ回路３２が所定の時間Δt１（例えば100ms）より長く活性化されていた場合にのみ、その出力端が活性化されるように調節される。この所定の第一時間間隔Δt１は、指、手又はその他の身体の一部が、電気的切換要素として構成されるスイッチをタッチする際に通常停留（停止）する最小の時間にほぼ相当する。
【００２４】
時間検出回路３３の出力端は、第２フリップフロップ回路１８のセット入力端と接続する。そのため、センサ活性化面を意図的にタッチすると、第二フリップフロップ回路１８の出力端が活性化される。というのは、この場合、第一フリップフロップ回路３２のセットと第一フリップフロップ回路３２のリセットとの間の時間がΔt１より長い、換言すれば、指がセンサ活性化面２６上にΔt１より長く留まって（停留（停止）して）いるからである。しかしながら、スイッチ切換プロセスを作動させるべきではない運動−例えば布きんによる引擦り運動−が行なわれる場合、第一フリップフロップ回路３２のセット・リセット間の時間はΔt１より短いため、このような運動は、第二フリップフロップ回路１８をセットするには至らない。つまり、センサ活性化面をタッチすることによって、第二フリップフロップ回路１８の状態も制御可能に変化される。フリップフロップ回路１８の出力端を更にスイッチ（切換要素）２３（例えばリレー）と接続することも可能である。
【００２５】
多くの応用例では、センサ活性化面２６のタッチ（接触運動）によってセットされる第二フリップフロップ回路１８が、目的の指の引き離しによって再びリセットされることが好ましい。このとき、これによってタッチパネル（入力装置）の機能が得られる。尤も、些細な運動によってフリップフロップ回路が誤って消去（リセット）されないように、指がガラスプレートから数ミリメートル離れてからようやくフリップフロップ回路１８の消去（リセット）が行われるようにすることも有利である。この実施例では、この問題は以下のように解決される。
【００２６】
演算増幅回路１１の出力端に生成される制御信号ＵＲ（t）の瞬時値が、接近する物体が操作面の極く近くに位置する時点において検出及び記憶される。このことを実現するために、この制御信号は遅延回路２０に伝送される。遅延回路２０の出力端に生成される電圧値Ｕ２０は、時点ｔ０に記憶回路２１に記憶されるが、この時点ｔ０は、第一閾値回路１７の出力端に信号が生成する時点、即ち、第一閾値回路１７がタッチ（接触ないし近接運動）の行なわれた時点を検出（認識）した時点である。このように記憶された値ＵＲ（t０）は、比較回路２２の第一入力端へ伝送される。比較回路２２の第二入力端には、値ＵＲ（t）を有する制御信号が入力される。この制御信号の値が、記憶回路２１の出力値を超過している間は、比較回路２２は出力信号を生成しない。しかしながら、該制御信号の値が、時点ｔ１に、記憶された値を下回ると、比較回路の出力端は活性化される。信号Ｕ２０、ＵＲ（t）及びＵＲ（t０）を図６に示した。この信号によって第二フリップフロップ回路１８はリセットされる。
【００２７】
本発明の原理は、基本的に、とりわけオプトエレクトロニック（光電式）近接センサ等の近接センサから生成される基信号を評価することを基礎とする。基信号の値Ｕ（ｔ）は、物体が近接センサに接近する際及び物体が近接センサから離隔する際に変化し、この変化の方向（符号）及び大きさは、物体の（運動）方向及び速度、及び／又は物体の（センサからの）距離に対し特徴付けられている。
【００２８】
基信号の値Ｕ（ｔ）又はこの基信号から生成される第一信号の値Ｕ１（ｔ）が物体の接近に対し特徴的な第一閾値を上回るか又は下回るとき、第一認識手段１７は、その切換状態を第一状態から第二状態へ変化させる。基信号の値Ｕ（ｔ）又はこの基信号から生成される第二信号の値が、物体の離隔に対し特徴的な第二閾値を上回るか又は下回るとき、第二認識手段３４は、その切換状態を第一状態から第二状態へ変化させる。第一及び第二認識手段１７、３４と接続する決定手段３２は、第一認識手段１７がその切換状態を第一状態から第二状態へ変化させ、かつ第二認識手段３４が第一認識手段１７の切換状態の変化後所定の第一時間間隔Δｔ１以内ではその切換状態を変化させないとき、その出力状態を第一出力状態から第二出力状態へ変化させる。
【００２９】
更なる実施例では、他の複数の要素を含むことも可能である。例えば、第三認識手段は、基信号の値Ｕ（ｔ）又はこの基信号から生成される第三信号の値ＵＲ（ｔ）が、物体の離隔に対し特徴的な第三閾値を下回るか又は上回るとき、決定手段３２の出力状態を第二出力状態から第一出力状態へリセットする。第三閾値は、好ましくは、基信号又は基信号から生成される信号の時間的推移から生成される。この第三閾値は、第一認識手段１７の状態が変化する時点（ｔ０）から所定時間間隔だけ前の時点での基信号の値Ｕ（ｔ）又は基信号から生成される信号の値に対応する。このことは、固定分割要素（fester Teilfaktor）によって又は制御信号ＵＲ（ｔ）の時間的遅延によって達成可能であり、これによって例えばスイッチの表面の磨耗現象に左右されなくなる。
基信号、第一信号及び第二信号は、アナログの電圧信号から構成されることが好ましい。
【００３０】
決定手段では、第一認識手段１７は、第一フリップフロップ回路３２をセットし、第二認識手段３４は、第一フリップフロップ回路３２をリセットする。第一フリップフロップ回路３２の出力端と接続する時間検出回路３３は、予め所定の時間間隔Δｔ１より長い時間間隔の間第一フリップフロップ回路３２の出力端が活性化されていたとき、活性化される。時間検出回路３３の出力は、第二フリップフロップ回路１８をセットする。
【００３１】
そのため、少なくとも１つの光放射発信要素と少なくとも１つの受信（受光）要素が配設されたオプトエレクトロニックスイッチを構成することができる。受信要素は、その値が受信した光量に依存する信号を評価ユニットへ伝送し、評価ユニットでは、第一信号の値又は第一信号から生成される更なる信号の値が所定の閾値を上回るか又は下回るとき、少なくとも１つの切換要素がその切換状態を変化させる。発信要素から発せられる光が、所定領域内に存する物体（複数）によって又は受信要素及び発信要素に対し所定の空間関係を有する可動要素によって、散乱又は反射され、この散乱光又は反射光の少なくとも一部が該受信要素に到達するように、発信要素と受信要素とが配設されることも可能である。そのため、受信要素によって受光される散乱光又は反射光の、物体又は可動要素の運動によって引き起こされる光量の変化により、当該運動が所定の運動パターンの範囲内に存するとき、切換要素の（切換）状態の変化を引き起こされる。
【００３２】
この運動パターンは、指、手又はその他の身体部分による所定領域のタッチ（接触ないし近接運動）から構成されることが好ましい。例えば、ガラス−ないしプレキシグラスディスク又は発信要素及び／又は受信要素と機能的に結合する光ガイドの所定領域が、タッチ可能（な所定領域）である。
【００３３】
前述の可動要素は、例えば、通常のスイッチにおいて部分的に使用されるようなスナップ動作スプリング（スイッチ）（ないし自己復帰式スナップ：Schnappfeder）から構成され得る。そして、認識手段によって、このスナップ動作スプリングの運動パターンがそれ単独で又は物体の接近により補完されて認識（検出）される。例えば、利用者に切換効果を触覚的に明確に示すために、スナップ動作スプリングを近接センサ上に配設することも可能であるが、可動要素の運動もまたそれ単独で捕捉及び評価され得る。スナップ動作スプリングは、（押圧されて）復原力に対抗して運動可能であり、例えば復原力に抗する運動を行う際に死点を越えて運動することができる。
【００３４】
本発明においては、各請求項に係る発明の均等の範囲内において行なわれる種々の修正、変更及び適合化（付加等）が実行可能であることは自明である。
【００３５】
（発明の効果）
本願発明により、次のとおり、有利な効果が達成される。即ち、物体の所定の運動によって所定のスイッチ切換プロセスを作動させるように、基信号Ｕ（ｔ）を使用できる。典型的には、利用者の指、手又はその他の身体の一部によるガラスプレートのセンサ活性化領域Ｓへのタッチ（接触ないし近接）が検出され、それによってスイッチ切換プロセスが作動される。かくて、本発明の課題たる、光学的スイッチを作動可能な、近接センサから生成される基信号の有効な評価装置及び評価方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  基信号を本発明に応じ評価するための回路構成の一例。
【図２】  光学的スイッチの完全な構成の一例。
【図３】  （ａ）センサ活性化領域をタッチした場合の基信号Ｕ（ｔ）の推移。
（ｂ）センサ活性化領域をスイープした場合の検出（基）信号の推移。
（ｃ）例えば布巾でガラスプレート上を何度も往復運動させた場合の基信号の推移。
【図４】  （ａ）センサ活性化領域をタッチした場合の基信号Ｕ（ｔ）の推移。
（ｂ）センサ活性化領域をタッチした場合の、微分によって得られた運動信号Ｕ（ｔ）の推移。
【図５】  （ａ）センサ活性化領域をタッチした場合の検出（基）信号Ｕ（ｔ）の推移。
（ｂ）図５（ａ）に示した状況における第一閾値回路の出力信号の推移。
【図６】  Ｕ２０（ｔ）及びＵＲ（ｔ）の信号推移、並びに記憶された値ＵＲ（ｔ０）。
【図７】  従来技術の近接センサ。
【図８】  図７の近接センサの可能な修正例。
【図９】  図７の近接センサの可能な修正例。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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