(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スイッチ作動装置（１００）であって、
熱を放出する部分（１１４）によって行われる非触覚「プッシュ」ジェスチャ（１１５）によってスイッチ（１０３）を作動させるためのジェスチャセンサ（１）と、
信号処理ユニット（１０１）と、
当該信号処理ユニット（１０１）によって駆動制御されるアクチュエータ（１０４）と
を有し、
前記非触覚「プッシュ」ジェスチャ（１１５）は、
前記部分（１１４）が前記ジェスチャセンサ（１）に接近する接近段階（１１１）と、
前記部分（１１４）が当該ジェスチャセンサ（１）の近傍にて止まる待機段階（１１３）と、
当該部分（１１４）が当該ジェスチャセンサ（１）から離れる後退段階（１１２）と
によって形成され、
前記ジェスチャセンサ（１）は、熱電材料製の薄膜を有する少なくとも１つの画素（２１乃至２４）を用いて、前記ジェスチャ（１１５）が行われたときに前記部分（１１４）から放出された熱を検出し、画素（２１乃至２４）ごとに、当該画素（２１乃至２４）によって検出された熱の時間的な強度推移に応じた信号の振れ（５６，５７）を有する信号（５１乃至５４）を出力するように構成されており、
前記信号処理ユニット（１０１）によって、前記信号の振れ（５６，５７）の時系列から、前記ジェスチャ（１１５）が行われたことを判定することができ、
前記アクチュエータ（１０４）は、前記ジェスチャ（１１５）が行われたことが判定されると直ちに、前記スイッチ（１０３）を作動させる
ことを特徴とするスイッチ作動装置。
【請求項２】
前記熱電材料はチタン酸ジルコン酸鉛である、
請求項１記載のスイッチ作動装置。
【請求項３】
前記ジェスチャセンサ（１）は少なくとも２つの前記画素（２１乃至２４）を有する、
請求項１または２記載のスイッチ作動装置。
【請求項４】
前記部分は人間の手（１１４）であり、
前記部分から放出される熱は、前記人間の手（１１４）から放射される体熱である、
請求項１から３までのいずれか１項記載のスイッチ作動装置。
【請求項５】
請求項１から４までのいずれか１項記載のスイッチ作動装置（１００）を備えた移動機器であって、
前記移動機器の機能を作動／非作動化するために、前記スイッチ（１０３）が当該移動機器内に組み込まれている
ことを特徴とする移動機器。
【請求項６】
スイッチ作動装置（１００）を動作させるための方法であって、
前記スイッチ作動装置（１００）は、
熱を放出する部分（１１４）によって行われる非触覚「プッシュ」ジェスチャ（１１５）によってスイッチ（１０３）を作動させるためのジェスチャセンサ（１）と、
信号処理ユニット（１０１）と、
当該信号処理ユニット（１０１）によって駆動制御されるアクチュエータ（１０４）と
を有し、
前記非触覚「プッシュ」ジェスチャ（１１５）は、
前記部分（１１４）が前記ジェスチャセンサ（１）に接近する接近段階（１１１）と、
前記部分（１１４）が当該ジェスチャセンサ（１）の近傍にて止まる待機段階（１１３）と、
当該部分（１１４）が当該ジェスチャセンサ（１）から離れる後退段階（１１２）と
によって形成され、
前記ジェスチャセンサ（１）は、熱電材料製の薄膜を有する少なくとも１つの画素（２１乃至２４）を用いて、前記ジェスチャ（１１５）が行われたときに前記部分（１１４）から放出された熱を検出し、画素（２１乃至２４）ごとに、当該画素（２１乃至２４）によって検出された熱の時間的な強度推移に応じた信号の振れ（５６，５７）を有する信号（５１乃至５４）を出力するように構成されており、
前記信号処理ユニット（１０１）によって、前記信号の振れ（５６，５７）の時系列から、前記ジェスチャ（１１５）が行われたことを判定することができ、
前記アクチュエータ（１０４）は、前記ジェスチャ（１１５）が行われたことが判定されると直ちに、前記スイッチ（１０３）を作動させ、
前記方法は、
・前記熱を放出する部分（１１４）によって前記非触覚「プッシュ」ジェスチャ（１１５）を行うことにより、前記画素（２１乃至２４）から、前記接近段階（１１１）において引き起こされた信号の振れ（５６）と、前記後退段階（１１２）において引き起こされた信号の振れ（５７）とを、前記信号処理ユニット（１０１）へ出力するステップを有し、ただし、前記信号の振れ（５６，５７）間において前記待機段階（１１３）中に、前記信号は、前記信号の振れ（５６，５７）のレベルよりも小さい絶対値を有する待機レベル（５５）に達し、
前記方法はさらに、
・前記信号の振れ（５６，５７）の方向が互いに異なるか否かの検査を行い、当該検査の結果が肯定的である場合、次のステップへ移行するステップと、
・前記信号（５１乃至５４）を監視して、前記信号の振れ（５６，５７）と、時間的に当該信号の振れ（５６，５７）間に位置する、当該信号（５１乃至５４）の待機レベル（５５）との列が現れたことを識別するステップと、
・前記列が識別されると直ちに、前記信号処理ユニット（１０１）によってスイッチ（１０３）を作動させるようにアクチュエータ（１０４）を制御するステップと
を有することを特徴とする方法。
【請求項７】
・前記信号の振れ（５６，５７）間の時間シフトが、第１の所定の時間以内であるか否かの検査を行い、当該検査の結果が肯定的である場合、次のステップへ移行するステップ
を有する、
請求項６記載の方法。
【請求項８】
前記第１の所定の時間は、３００ｍｓから２０００ｍｓまでの間である、
請求項７記載の方法。
【請求項９】
前記信号の振れ（５６，５７）のために、前記画素（２１乃至２４）から出力された前記信号（５１乃至５４）の振幅推移を使用する、
請求項６から８までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１０】
・前記待機レベル（５５）の絶対値が、前記画素（２１乃至２４）の無反応時の信号レベルの絶対値の最大２０％であるか否かの検査を行うステップ
を有する、
請求項９記載の方法。
【請求項１１】
前記信号の振れ（５６，５７）のために、前記画素（２１乃至２４）から出力された前記信号（５１乃至５４）の振幅推移の１階時間微分を使用する、
請求項６から８までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１２】
・前記待機レベル（５５）が、前記信号の振れ（５６，５７）の信号レベルの絶対値のうち少なくとも１つの絶対値の最大２０％であるか否かの検査を行うステップ
を有する、
請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
・前記待機レベル（５５）が実質的に０であるか否かの検査を行うステップ
を有する、
請求項１１記載の方法。
【請求項１４】
・前記信号の振れ（５６，５７）の絶対値が所定のレベルを上回るか否かの検査を行い、当該検査の結果が肯定的である場合、次のステップへ移行するステップ
を有する、
請求項６から１３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１５】
前記ジェスチャセンサ（１）は、少なくとも２つの前記画素（２１乃至２４）を有し、
前記方法は、
・互いに対応する類似の信号の振れがそれぞれ、第２の所定の時間以内であるか否かの検査を行い、当該検査の結果が肯定的である場合、次のステップへ移行するステップ
を有する、
請求項６から１４までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１６】
前記第２の所定の時間は５０ｍｓである、
請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
スイッチ作動装置（１００）を動作させるための方法であって、
前記スイッチ作動装置（１００）は、
熱を放出する部分（１１４）によって行われる非触覚「プッシュ」ジェスチャ（１１５）によってスイッチ（１０３）を作動させるためのジェスチャセンサ（１）と、
信号処理ユニット（１０１）と、
当該信号処理ユニット（１０１）によって駆動制御されるアクチュエータ（１０４）と
を有し、
前記非触覚「プッシュ」ジェスチャ（１１５）は、
前記部分（１１４）が前記ジェスチャセンサ（１）に接近する接近段階（１１１）と、
前記部分（１１４）が当該ジェスチャセンサ（１）の近傍にて止まる待機段階（１１３）と、
当該部分（１１４）が当該ジェスチャセンサ（１）から離れる後退段階（１１２）と
によって形成され、
前記ジェスチャセンサ（１）は、熱電材料製の薄膜を有する少なくとも１つの画素（２１乃至２４）を用いて、前記ジェスチャ（１１５）が行われたときに前記部分（１１４）から放出された熱を検出し、画素（２１乃至２４）ごとに、当該画素（２１乃至２４）によって検出された熱の時間的な強度推移に応じた信号の振れ（５６，５７）を有する信号（５１乃至５４）を出力するように構成されており、
前記信号処理ユニット（１０１）によって、前記信号の振れ（５６，５７）の時系列から、前記ジェスチャ（１１５）が行われたことを判定することができ、
前記アクチュエータ（１０４）は、前記ジェスチャ（１１５）が行われたことが判定されると直ちに、前記スイッチ（１０３）を作動させ、
前記方法は、
・前記熱を放出する部分（１１４）によって、各待機段階（１１３）の時間を０秒として、時間的に直接連続する２つの非触覚「プッシュ」ジェスチャを行うことにより、第１の「プッシュ」ジェスチャの接近段階（１１１）において引き起こされた信号の振れ（５６）と、当該第１の「プッシュ」ジェスチャの後退段階（１１２）において引き起こされた信号の振れ（５７）と、第２の「プッシュ」ジェスチャの接近段階において引き起こされた信号の振れと、当該第２の「プッシュ」ジェスチャの後退段階において引き起こされた信号の振れとの形態の信号の振れの列を、前記画素（２１乃至２４）から前記信号処理ユニット（１０１）へ出力するステップ
を有し、ただし、前記接近段階において引き起こされる信号の振れの方向は、前記後退段階において引き起こされる信号の振れの方向と異なり、
前記方法はさらに、
・前記信号（５１乃至５４）を監視して、前記信号の振れの列が現れたことを識別するステップと、
・前記列が識別されると直ちに、前記信号処理ユニット（１０１）によってスイッチ（１０３）を作動させるようにアクチュエータ（１０４）を制御するステップと
を有することを特徴とする方法。
【請求項１８】
前記列の各信号の振れの合間の各時間は、事前に定められた時間領域以内である、
請求項１７記載の方法。
【請求項１９】
前記事前に定められた時間領域は、１００ｍｓから１５００ｍｓまでである、
請求項１８記載の方法。
【請求項２０】
・前記信号の振れ（５６，５７）の絶対値が所定のレベルを上回るか否かの検査を行い、当該検査の結果が肯定的である場合、次のステップへ移行するステップ
を有する、
請求項１７から１９までのいずれか１項記載の方法。
【請求項２１】
前記ジェスチャセンサ（１）は、少なくとも２つの前記画素（２１乃至２４）を有し、
前記方法は、
・互いに対応する類似の信号の振れがそれぞれ、第２の所定の時間以内であるか否かの検査を行い、当該検査の結果が肯定的である場合、次のステップへ移行するステップ
を有する、
請求項１７から２０までのいずれか１項記載の方法。
【請求項２２】
前記第２の所定の時間は５０ｍｓである、
請求項２１記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スイッチ作動装置、当該スイッチ作動装置を備えた移動機器、および、非触覚「プッシュ」ジェスチャによって、特に人間の手によって、当該スイッチ作動装置を備えたスイッチを作動させる方法にも関する。
【０００２】
ヒューマンコンピュータインタラクションについては、インタラクティブシステムと、そのマンマシンインタフェースとが公知となっており、これには、人間によって行われた非触覚ジェスチャまたは触覚ジェスチャを自動認識するための装置が備えられている。原則としてかかるジェスチャは、身体のどのような姿勢およびどのような動きからも導出することができ、最も重要なのは手のジェスチャである。ジェスチャ認識装置には、特にジェスチャを行う手を光学的に検出するための機器が備えつけられており、当該機器によって生成された画像情報が、対応するアルゴリズムを用いて解析されることにより、当該画像情報からジェスチャが導出される。非触覚ジェスチャを光学検出するための前記機器は、従来はカメラであったが、これは大きな設置スペースをとり、かつ、投資コストが高いという欠点がある。このことにより、かかるカメラベースのジェスチャ認識装置は、構成を小型化してかつ低コストでは実現することはできない。小型化および低コストで実現できることは、たとえば移動電話機の用途において有利である。さらに、カメラベースの装置のエネルギー消費量は多いという欠点もあり、このことにより、移動用での実用化が困難となる。上記カメラベースに代えて択一的に高速分光計が公知であるが、これは、高コストで構成の小型化を実現する点については、解決手段とはなり得ない。また、特に移動電話機用のタッチスクリーンも公知であるが、このタッチスクリーンは触覚ジェスチャの認識用であり、非触覚ジェスチャの認識用には適していない。
【０００３】
本発明の課題は、構成の小型化を実現し、かつ低コストおよび低エネルギー消費量を実現し、かつ、スイッチ作動装置を備えたスイッチの作動を確実かつ低エラー率で実現できるスイッチ作動装置、スイッチ作動装置を備えた移動機器、および、非触覚「プッシュ」ジェスチャによって、スイッチ作動装置を備えたスイッチを作動させる方法とを実現することである。
【０００４】
前記課題は、請求項１，５，６および１５に記載の特徴により解決される。その他の請求項に、有利な実施形態が記載されている。
【０００５】
本発明のスイッチ作動装置は、熱を放出する部分によって行われる非触覚「プッシュ」ジェスチャによってスイッチを作動させるためのジェスチャセンサと、信号処理ユニットと、当該信号処理ユニットによって駆動制御されるアクチュエータとを有し、前記非触覚プッシュジェスチャは、前記部分が当該ジェスチャセンサに接近する接近段階と、前記部分が当該ジェスチャセンサの近傍にて止まる待機段階と、当該部分が当該ジェスチャセンサから離れる後退段階とによって形成され、前記ジェスチャセンサは、熱電材料製の薄膜を有する少なくとも１つの画素を用いて、前記ジェスチャが行われたときに前記部分から放出された熱を検出し、画素ごとに、当該画素によって検出された熱の時間的な強度推移に応じた信号の振れを有する信号を出力するように構成されており、前記信号処理ユニットによって、前記信号の振れの時系列から、前記ジェスチャが行われたことが判定され、前記アクチュエータは、前記ジェスチャが行われたことが判定されると直ちに、前記スイッチを作動させる。前記熱電材料は、特にチタン酸ジルコン酸鉛である。
【０００６】
本発明の移動機器は前記スイッチ作動装置を備えており、かつ、当該移動機器の機能を作動／非作動化するため、前記スイッチが当該移動機器内に組み込まれている。
【０００７】
スイッチ作動装置を動作させるための本発明の方法は、
熱を放出する部分を用いて、前記接近段階において引き起こされた信号の振れと、前記後退段階において引き起こされた信号の振れとが画素から信号処理ユニットへ出力され、かつ、両信号の振れの合間に前記待機段階中に当該信号が、両信号の振れのレベルより小さい絶対値を有する待機レベルに達するように、非触覚「プッシュ」ジェスチャを行うステップと、
前記信号を監視し、前記信号の振れの列の出現と、時間的に当該列の各信号の振れの合間に位置する、当該信号の前記待機レベルとを識別するステップと、
前記列が識別されると直ちに、前記信号処理ユニットによってスイッチを作動させるようにアクチュエータを制御するステップと
を有する。
【０００８】
スイッチ作動装置を動作させるための本発明の他の択一的な方法は、
熱を放出する部分を用いて、第１の「プッシュ」ジェスチャの接近段階中に引き起こされた信号の振れと、当該第１の「プッシュ」ジェスチャの後退段階中に引き起こされた信号の振れと、第２の「プッシュ」ジェスチャの接近段階中に引き起こされた信号の振れと、当該第２の「プッシュ」ジェスチャの後退段階中に引き起こされた信号の振れとの形態の信号の振れの列が、画素から信号処理ユニットへ出力されるように、各待機段階の時間長を０秒とする、時間的に直接連続する２つの非触覚「プッシュ」ジェスチャを行うステップ
を有し、ただし、前記接近段階中に引き起こされる信号の振れの方向は、前記後退段階中に引き起こされる信号の振れの方向と異なり、
前記方法はさらに、
信号を監視して、前記信号の振れの列が現れたことを識別するステップと、
前記列が識別されると直ちに、前記信号処理ユニットによってスイッチを作動させるようにアクチュエータを制御するステップと
を有する。
【０００９】
前記画素が熱電材料製の薄膜を、有利にはチタン酸ジルコン酸鉛製の薄膜を有することにより、「プッシュ」ジェスチャが行われるときに前記熱を放出する部分によって生成される信号が、本発明の方法によってかかる「プッシュ」ジェスチャの認識を確実かつ低エラー率で行えるものとなるという利点が奏される。さらに、スイッチ作動装置を移動機器用に有利に使用できるように、小型化した構成で、かつ低コストで、前記画素を有するジェスチャセンサを製造することも可能となる。前記薄膜を用いて、前記部分により放出された熱により信号を生成することによって、外部エネルギー源を用いてジェスチャセンサへエネルギーを供給する必要がなくなる。よって、スイッチ作動装置はエネルギー負荷として信号処理ユニットとアクチュエータとを備えることとなり、これにより、移動機器用の当該スイッチ作動装置のエネルギー総使用量を低くできるという利点が奏される。
【００１０】
有利には、前記ジェスチャセンサは少なくとも２つの画素を有する。これにより、信号処理ユニットへは２つの互いに依存せずに生成された信号が供給され、両信号の処理を冗長的に行うことができ、これに付随してジェスチャ認識も冗長的に行えるという利点が奏される。
【００１１】
前記部分は有利には人間の手であり、前記部分から放出される熱は、好適には、当該人間の手から放射される体熱である。上述のスイッチ作動装置の本発明の実施態様および／または好適な実施態様により、人間の通常の動きシーケンスの範囲内で、人間の手による非触覚「プッシュ」ジェスチャの認識を、特に確実かつ低エラー率で実現することができる。
【００１２】
好適には、本発明の上記第１の択一的な方法は、前記信号の振れ間の時間シフトが第１の所定の時間内であるか否かの検査を行い、当該検査の結果が肯定的である場合、次のステップへ移行するステップを有する。その際に有利なのは、前記第１の所定の時間が３００ｍｓから２０００ｍｓまでの間であることである。さらに好適なのは、本発明の前記第１の択一的な方法は、各信号の振れの方向が互いに異なっているか否かの検査を行い、当該検査の結果が肯定的である場合、次のステップへ移行するステップを有することである。また、前記信号の振れとして、前記画素から出力された信号の振幅推移を用いることも好適である。その際に有利なのは、前記待機レベルの絶対値が信号レベルの絶対値の最大約２０％であるか否かも検査することである。上記態様に代えて択一的に、前記信号の振れとして、前記画素から出力された信号の振幅推移の１階時間微分を用いることも好適である。こうするために有利なのは、前記待機レベルが、前記信号の振れの信号レベルの絶対値のうち少なくともいずれか１つの絶対値の最大２０％であるか否かを検査することである。さらに、前記待機レベルが実質的に０であるか否かを検査することも好適である。
【００１３】
本発明の第２の択一的な方法において有利なのは、前記列の信号の振れ間の各時間が、事前に定められた時間領域以内にあることである。その際には、前記事前に定められた時間領域を１００ｍｓ乃至１５００ｍｓとすることが好適である。さらに、本発明の前記第２の択一的な方法においては、
前記信号の振れの絶対値が、事前に定められたレベルを超えるか否かの検査を行い、当該検査の結果が肯定的である場合、次のステップへ移行するステップ
を有するのが有利である。さらに、前記ジェスチャセンサは、少なくとも２つの前記画素を有し、好適には、互いに対応する類似の各信号の振れがそれぞれ、事前に定められた第２の時間以内であるか否かの検査を行い、当該検査の結果が肯定的である場合、次のステップへ移行することも有利である。その際に好適なのは、前記事前に定められた第２の時間を５０ｍｓとすることである。
【００１４】
待機レベルの絶対値を、好適には信号レベルの絶対値の最大約２０％とすることにより、たとえばジェスチャセンサの周辺からの影響によって出るノイズ信号が、ジェスチャ解析を全く阻害しないかまたは少なくともほとんど阻害しないようにすることができ、これにより、ジェスチャ認識の精度を向上できるという利点が奏される。
【００１５】
「プッシュ」ジェスチャに対応する信号の振れの順序を、本発明のおよび／または好適な具体的順序とすることにより、任意のジェスチャから「プッシュ」ジェスチャを識別するときの的中確実性が高くなるという利点が奏され、これにより、確実かつ低エラー率のジェスチャ認識を実現することができる。たとえば、行われたジェスチャの信号の振れの順序が「プッシュ」ジェスチャの信号の振れと一致しない場合、当該ジェスチャは「プッシュ」ジェスチャではないと解釈する。驚くべきことに、熱電材料製の薄膜、好適にはチタン酸ジルコン酸鉛製の薄膜によって生成された信号の振れを「プッシュ」ジェスチャの識別に利用することにより、ジェスチャ認識の精度を必要以上に向上させることができた。
【００１６】
以下、添付の概略的な図面を参照して、本発明の有利な実施形態を説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の移動機器用の本発明のスイッチ作動装置の概略図である。
【図２】図１のジェスチャセンサの信号の振幅推移を示す図である。
【図３】図２の振幅推移の１階時間微分を示す図である。
【図４】図２の細部図である。
【図５】図２に示された振幅推移の１階時間微分を形成するための規則を示す図である。
【００１８】
図１にスイッチ作動装置１００を示しており、これは移動機器内に組み込まれている。スイッチ作動装置１００はジェスチャセンサ１と信号処理ユニット１０１とを有し、この信号処理ユニット１０１は、ジェスチャセンサ１から当該信号処理ユニット１０１へ信号を伝送するための信号線路１０２を介して結合されている。ジェスチャセンサ１から信号処理ユニット１０１へ伝送された信号の処理結果に応じて、前記信号処理ユニット１０１は、移動機器のスイッチ１０３を作動させるためのアクチュエータ１０４を作動または非作動化する。このスイッチ１０３は、移動機器の機能を作動／非作動化するために、当該移動機器内に接続されている。
【００１９】
ジェスチャセンサ１は、「プッシュ」ジェスチャを検出するように構成されており、「プッシュ」ジェスチャ１１５を検出したか否かに応じて、１つの信号または複数の信号が前記信号線路１０２を介して信号処理ユニット１０１へ伝送され、この信号に基づき、スイッチ１０３の作動が前記アクチュエータ１０４によってなされる。このスイッチ１０３の作動は、ジェスチャセンサ１と信号処理ユニット１０１とによって、「プッシュ」ジェスチャ１１５が識別された場合にのみトリガされる。
【００２０】
ジェスチャは、ジェスチャセンサ１の近傍にて手１１４によって非触覚的に行われ、当該ジェスチャセンサ１により、手１１４から放出された熱を検出することができる。この「プッシュ」ジェスチャ１１５は、接近段階１１１と待機段階１１３と後退段階１１２とが時間的に直接連続したものから構成される。「プッシュ」ジェスチャ１１５を行うに際しては、接近段階１１１中に手１１４をジェスチャセンサ１０１へ近づけ、ジェスチャセンサ１の付近にて当該手１１４が止まる待機段階１１３の経過後、後退段階１１２中に手１１４をジェスチャセンサ１から離す。
【００２１】
上記態様に代えて、または上記態様と併用して、各待機段階１１３をそれぞれ０秒として、接近段階１１１のみから成る「プッシュ」ジェスチャと、後退段階１１２のみから成る「プッシュ」ジェスチャとの２つの「プッシュ」ジェスチャを時間的に前後して行うことにより、前記スイッチ１０３が作動するようにした構成もある。具体的には、待機段階１１３が０秒である上記２つの「プッシュ」ジェスチャを行う場合には、手１１４を有意な段階にわたってジェスチャセンサ１の近傍にて止めることなく、手１１４をジェスチャセンサ１へ近づけて離し、再び近づけて再度離す。前記信号処理ユニット１０１は、待機段階１１３が０秒より長い「プッシュ」ジェスチャを、および／または、各待機段階１１３が０秒である２つの直接連続した「プッシュ」ジェスチャを識別するように構成されている。
【００２２】
前記ジェスチャセンサ１は、第１画素２１と、第２画素２２と、第３画素２３と、第４画素２４とを有する。各画素２１乃至２４はそれぞれ、チタン酸ジルコン酸鉛から成る薄膜を有し、手１１４から放出された熱を各画素２１乃至２４が検出すると直ちに、前記各薄膜によってそれぞれ信号が生成される。これにより、手１１４によって上記「プッシュ」ジェスチャ１１５が行われると、各画素２１乃至２４の薄膜によって検出された熱の時間的な強度推移に相当する信号の振れを有する信号が、各画素２１乃至２４から信号処理ユニット１０１へ出力される。第１画素２１の信号には符号５１を付しており、第２画素２２の信号には符号５２を付しており、第３画素２３の信号には符号５３を付しており、第４画素２４の信号には符号５４を付している。
【００２３】
図２は、画素２１乃至２４によって出力された信号の時間的な振幅推移を示すグラフであり、同グラフ中、横軸６１上には時間を示しており、縦軸６２上には振幅を示している。各信号５１乃至５４はそれぞれ、手１１４がジェスチャセンサ１へ接近するときに生成される信号の振れ５６と、手１１４がジェスチャセンサ１から後退するときに生成される信号の振れ５７とを有する。両信号の振れ５６，５７の間には待機持続時間５８が設けられている。この待機持続時間５８が前記待機段階１１３を成し、それに対して信号の振れ５６は接近段階１１１を成し、信号の振れ５７は後退段階１１２を成す。待機段階１１３中には、手１１４から放出される熱がジェスチャセンサ１によって検出されないときに生じる画素不感状態のときの信号レベル５５になる。手１１４の接近時の信号の振れ５６より前と、手１１４の後退時の信号の振れ５７より後にも、上述のような信号レベル５５になる。
【００２４】
図２に代わる択一的な態様として、図３にて、縦軸６３上に、図２にて示した振幅推移の１階時間微分を示す。図５に、前記信号５１乃至５４のうち１つの信号の代表的な一部分を示しており、ここでは、当該１つの信号の振幅を時間軸上にプロットしている。前記振幅推移は特に、時間増分７３によって互いに時間的にずれている第１の標本点７１と第２の標本点７２とによって形成され、両標本点７１および７２間には振幅差７４が形成されている。当該時間微分は、この振幅差７４と時間増分７３との商によって離散的に形成されるものである。
【００２５】
図４は図２の部分拡大図であり、同図中、手１１４がジェスチャセンサ１に接近するときの信号の振れ５６を拡大して示す。ここでは、信号５１乃至５４の振幅の推移を示しており、各振幅推移はそれぞれ最小値８１乃至８４を有する。信号５１乃至５４は、上記第１の択一的態様の「プッシュ」ジェスチャ１１５により生成されたものである。「プッシュ」ジェスチャ１１５が行われると、４つの画素２１乃至２４が同時に応答する。このことにより、信号５１乃至５４の質的推移は同時になり、４つの最小値８１乃至８４は時点９１において同時に現れる。「プッシュ」ジェスチャ１１５は、接近段階１１１中に手１１４をジェスチャセンサ１に向かって移動させ、待機段階１１３中には当該手１１４が当該ジェスチャセンサ１の近傍にて待機持続時間５８にわたって止まり、その後に後退段階１１２中に当該手１１４をジェスチャセンサ１から離れていく方向に動かす、というものである。接近段階１１１中および後退段階１１２中の手の動きは、画素２１乃至２４によって形成される平面に対して実質的に垂直となるようにすべきである。「プッシュ」ジェスチャ１１５が行われる間に、画素２１乃至２４は、手１１４から放出された熱を同時に検出して、当該画素２１乃至２４によって信号５１乃至５４が生成される。
【００２６】
スイッチ作動装置１００の作動に際しては、手１１４によって任意のジェスチャを行うことができる。しかし、「プッシュ」ジェスチャ１１５が行われるときにのみスイッチ１０３が作動するように構成されている。よって、数多くの可能なジェスチャと、スイッチ作動装置１００の周辺からのノイズ影響とから、「プッシュ」ジェスチャ１１５の有無を識別することが重要となる。
【００２７】
行われたジェスチャを識別するために、ジェスチャセンサ１から信号５１乃至５４が信号処理ユニット１０１へ伝送される。信号処理ユニット１０１において、信号５１乃至５４が信号の振れ５６，５７を有するか否か、その場合、両信号の振れ５６および５７間の待機段階１１３中に待機レベル５５になっているか否かを検査する。さらに、信号処理ユニット１０１において、前記２つの信号の振れ５６，５７間の時間シフトが、事前に定められた第１の時間以内であるか否かも検査する。この事前に定められる第１の時間は、３００ｍｓから２０００ｍｓの間で選択することができる。さらに、信号処理ユニット１０１において、信号の振れ５６，５７の方向が互いに異なるか否かも検査する。具体的には、信号の振れ５６が待機レベル５５より低いレベルを有し、かつ、信号の振れ５７が待機レベル５５より高いレベルを有するか否か、ないしは、信号の振れ５６が待機レベル５５より高いレベルを有し、かつ、信号の振れ５７が待機レベル５５より低いレベルを有するか否か、を検査する。さらに信号処理ユニット１０１において、前記待機レベル５５の絶対値が信号レベルの絶対値の最大約２０％であるか否かも検査する。図２では、画素２１乃至２４の無反応時の信号レベルは、画素不感状態のときの信号レベル２５と同レベルである。
【００２８】
信号処理ユニット１０１における検査により、上述の基準が満たされたと判定された場合には、ジェスチャセンサによって検出されたジェスチャは「プッシュ」ジェスチャ１１５であると判別される。この判定に応じて、信号処理ユニット１０１において記憶された通りに、アクチュエータ１０４を介してスイッチ１０３が作動される。「プッシュ」ジェスチャ１１５であると判別されなかったジェスチャは、信号処理ユニット１０１において拒絶される。基本的には、上記検査の如何なる任意の組み合わせも、如何なる任意の順序でも行うことが可能である。
【００２９】
上記態様に代えて択一的に、時間的に直接連続する２つの「プッシュ」ジェスチャが、アクチュエータ１０４によるスイッチ１０３の作動のトリガとなるように、前記信号処理ユニット１０１は構成されている。前記２つの直接連続する各「プッシュ」ジェスチャの待機段階１１３は０秒である。これにより、信号の振れの列が、第１の「プッシュ」ジェスチャの接近段階１１１において引き起こされた信号の振れ５６と、当該第１の「プッシュ」ジェスチャの後退段階１１２において引き越された信号の振れ５７と、第２の「プッシュ」ジェスチャの接近段階において引き起こされた信号の振れと、当該第２の「プッシュ」ジェスチャの後退段階において引き起こされた信号の振れとの波形となって生じる。接近段階において引き越される信号の振れの方向は、後退段階において引き起こされる信号の振れの方向とは異なる。その後、前記列の各信号の振れの合間の各時間が１００ｍｓ乃至１５００ｍｓであり、かつ、互いに対応する各信号の振れがそれぞれ５０ｍｓの時間以内である場合、スイッチ１０３を信号処理ユニット１０１がアクチュエータ１０４を介して作動させる。基本的には、上記検査の如何なる任意の組み合わせも、如何なる任意の順序でも行うことが可能である。
【符号の説明】
【００３０】
１      ジェスチャセンサ
２１    第１画素
２２    第２画素
２３    第３画素
２４    第４画素
５１    第１画素の信号
５２    第２画素の信号
５３    第３画素の信号
５４    第４画素の信号
５５    画素不感状態のときの信号レベル
５６    接近時の信号の振れ
５７    後退時の信号の振れ
５８    待機持続時間
６１    横軸：時間
６２    縦軸：振幅
６３    振幅の１階微分
７１    第１の標本点
７２    第２の標本点
７３    時間増分
７４    振幅差
８１    第１の最小値
８２    第２の最小値
８３    第３の最小値
８４    第４の最小値
９１    時点
１００  スイッチ作動装置
１０１  信号処理ユニット
１０２  信号線路
１０３  スイッチ
１０４  アクチュエータ
１１１  接近段階
１１２  後退段階
１１３  待機段階
１１４  手
１１５  「プッシュ」ジェスチャ
【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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