(57)【要約】【課題】照明装置を制御する小型の光スイッチを提供すること。【解決手段】接触表面、光源、及び、光ナビゲーションセンサを含む照明装置を制御するスイッチ。接触表面は、ほぼ透明なゾーンを有し、その透明なゾーンに隣接する指先を着脱可能に受け止めるように構成される。光源は、接触表面の透明ゾーンを照明するように構成される。光ナビゲーションセンサは、透明ゾーンにおいて照明された指先の相対移動を検出し、その相対移動に基づいて、光スイッチの外部にある照明装置の機能を変更するように構成される。【選択図】図２
2007053096.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明装置を制御するためのスイッチ(12)であって、
ほぼ透明なゾーン(24)を有し、該透明なゾーンに隣接する指先を着脱可能に受け止めるように構成された接触表面(22)と、
前記接触表面の前記透明なゾーンを照明するように構成された光源(40)と、
前記透明なゾーンによって照明された前記指先の相対移動を検出し、該相対移動に基づいて、光スイッチの外部にある照明装置の機能を制御するように構成された光ナビゲーションセンサ(60)と
からなるスイッチ。
【請求項２】
前記相対移動は、前記接触表面の前記透明なゾーンにおける前記指先のスライド移動であり、前記光ナビゲーションセンサは、前記相対移動に基づいて、前記照明装置によって放射される光の強度を制御するための移動情報を生成するように構成されたナビゲーションプロセッサ(68)を含み、
前記透明なゾーンに対する前記指先の第１の方向におけるスライド移動に基づいて、前記照明装置からの光の強度の増加を命じ、
前記透明なゾーンに対する前記指先の前記第１の方向とはほぼ反対の第２の方向におけるスライド移動に基づいて、前記照明装置からの光の強度の減少を命じること
を含む、請求項１に記載のスイッチ。
【請求項３】
前記ナビゲーションプロセッサは、前記接触表面の前記透明なゾーンに対する前記指先の存在の各事実に基づいて、前記照明装置からの光の放射を開始又は停止させるように構成される、請求項２に記載のスイッチ。
【請求項４】
前記光ナビゲーションセンサは、前記ナビゲーションプロセッサと通信し、生成された前記移動情報に基づいて、前記照明装置によって放射される光の強度を制御するためのパワー信号を前記照明装置に送信するように構成されたスイッチコントローラ(76)を含み、
前記ナビゲーションプロセッサは、反射光の閾値を記憶するように構成され、前記照明された指先からの反射光の強度が、前記反射光の閾値を超えたときにのみ、生成された前記移動信号を前記スイッチコントローラに渡すように構成される、請求項２に記載のスイッチ。
【請求項５】
前記光源は、
前記光源と前記透明なゾーンとの間に配置されたレンズ部材であって、通常、前記接触表面の前記透明なゾーンから間隔を空けて配置されるレンズ部材(170)と、
前記光源と前記透明なゾーンとの間に配置されたレンズ部材であって、前記接触表面の前記透明なゾーンが、前記レンズ部材の一部を形成し、前記レンズ部材から延びるように構成されたレンズ部材(210)と
のうちの少なくとも一方を含む、請求項１に記載のスイッチ。
【請求項６】
前記光源及び前記光ナビゲーションセンサを収容するように構成された集積回路パッケージであって、該集積回路パッケージ内から、前記指先の照明、及び、前記指先の相対移動の検出がそれぞれ可能であるように構成される、集積回路パッケージ(256)をさらに含む、請求項１に記載のスイッチ。
【請求項７】
前記接触表面を規定するための壁板(20)と、
前記光源及び前記センサモジュールを収容するためのスイッチハウジングであって、前記壁板に対して着脱可能に結合されるように構成されたスイッチハウジングと
をさらに含む、請求項１に記載のスイッチ。
【請求項８】
前記光源は前記透明なゾーンを可視光で照明し、第１のモードにおいて前記光源は、前記透明なゾーンの最小限の照明が可能な第１の強度レベルの可視光を放射し、第２のモードにおいて前記光源は、前記相対移動を検出するための前記光ナビゲーションセンサの動作が可能な前記第１の強度レベルよりも実質的に高い第２の強度レベルの可視光を放出し、前記透明なゾーンに対して指先が存在しないときに前記光源は前記第１のモードで動作し、前記透明なゾーンに隣接する指先が存在するときに前記光源は前記第２のモードで動作する、請求項１に記載のスイッチ。
【請求項９】
前記光源は、前記透明なゾーンを目に見えない赤外光で照明する、請求項１に記載のスイッチ。
【請求項１０】
請求項１〜９のうちのいずれか一項に記載のスイッチを使用して、照明装置を制御する方法であって、
光スイッチ(12)と照明装置(14/90)との間に電気通信を確立するステップと、
前記光スイッチのハウジング内の光源によって、前記ハウジングのほぼ透明な開口部における指先の照明を行うステップと、
前記光スイッチの前記ハウジング内のセンサモジュールによって、前記透明な開口部に隣接する照明された指先の横方向のスライド移動を、前記照明装置の機能を制御するための相対移動として検出するステップと
からなる方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光センサ照明スイッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
事実上誰もが、照明が意図する部屋の用途にとって明るすぎるという落胆を部屋の中で体験している。一方、室内に照明がなければ、部屋を使用することはできなくなる。この状況に対処する１つの従来のアプローチとして、部屋の照明の強度を所望の強度に変更するためのディマースイッチを設けることがある。従来のディマースイッチは、ランプに供給される電圧をコントロールするための何らかの形の回路を有する。例えば、双方向サイリスタ（例えば、シリコン制御整流素子（ＳＲＣ））と呼ばれる回路を使用し、交流電流の波形を制御することによって、その電圧を変化させる場合がある。双方向サイリスタ回路はしばしば、ＴＲＩＡＣとも呼ばれる。
【０００３】
ディマースイッチの効率的動作の障害となるものには、無線周波数干渉、電力高調波、熱、並びに、白熱灯バルブの場合の非線性電流要求といったように多数のものがある。他の問題には、ディマーに関連するブンブン音や、光強度を滑らかに変化させることの難しさ等がある。
【０００４】
一般的なディマースイッチは、従来のオン・オフ式のロッカースイッチに近接して配置されるサーモスタットやスライドスイッチの一部として、回転ノブを有している。この種のスイッチはいずれも可動部品を含み、可動部品は故障することがあり、また、スイッチのコストを増加させる。また、従来の壁面取り付け形スイッチは一般にあまり魅力的ではないが、それでも、それらが有する機能から容認されている。
【０００５】
光を調節する必要性があり、従来の調光器は比較的複雑であることから、消費者と設計者はいずれも、より魅力的で効率的なディマースイッチを必要としている。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の種々の実施形態は、照明装置を制御するスイッチに関する。一実施形態において、このスイッチは、接触表面、光源、及び、光ナビゲーションセンサを含む。接触表面は通常、透明ゾーンであり、その透明ゾーンに隣接する指先を着脱可能に受け止めるように構成される。光源は、接触表面の透明ゾーンを照明するように構成される。光ナビゲーションセンサは、透明ゾーンにおける照明された指先の相対移動を検出し、その相対移動に基づいて、光スイッチの外部にある照明装置の機能を変更するように構成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
下記の詳細な説明では、添付の図面を参照する。図面は、本発明を実施することが可能な特定の幾つかの実施形態を例として示している。これに関し、「上」、「下」、「前」、「後ろ」といった方向を示す用語は、説明中の図面の向きを基準として使用される。本発明の構成要素は種々の向きに配置することが可能であるから、方向を示す用語は、例示のために使用され、制限のために使用されるものではない。本発明の範囲から外れることなく、他の実施形態を使用したり、構造的又は論理的変更を施すことも可能であるものと考えられる。したがって、下記の詳細な説明を制限の意味で解釈してはならない。本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によって規定される。
【０００８】
本発明の実施形態は、可動部品を持たない光スイッチを使用した照明装置の制御に関し、指先を使用して照明装置をオン・オフしたり、照明装置を暗くしたりする照明装置の制御に関する。光スイッチの表面で指先を上にスライドさせるだけで、照明装置から放射される光は明るくなる。光スイッチの表面で指先を下にスライドさせることにより、照明装置から放射される光は暗くなる。このように、本発明の光スイッチによれば、指先の直感的使用により、光を強めたり弱めたりすることが可能になる。
【０００９】
光スイッチは、光スイッチの接触表面（例えば、面）にほぼ透明なゾーンを有することにより、それらの機能を実現する。光は、光スイッチの内部光源から、透明ゾーン、及び、該透明ゾーンにおける指先（もしあれば）を照明する方向に導かれる。光スイッチ内のセンサモジュールは、透明ゾーンにある指先の相対移動を検出し、その指先の動きを照明装置の対応する機能（例えば、明るくするとか、暗くする）に変換する。透明ゾーンにおける指先の有無をセンサモジュールによって検出することにより、後で詳しく説明するように、光スイッチは、照明装置のオン／オフ状態を制御することもできる。
【００１０】
本発明の種々の実施形態による光スイッチの例について、図１〜図６を参照して図示説明する。
【００１１】
図１は、本発明の一実施形態による、光スイッチ１２によって制御される照明装置１４を含む照明システム１０を示す図である。図１に示すように、光スイッチ１２は、面２０（例えば、壁板）、及び、接触表面部分２２を含む。接触表面部分２２は、エッジ２３によって規定され、ほぼ透明なゾーン２４を有している。接触表面部分２２は、その上で指先をスライドさせることが可能なサイズ及び形状を有する。一実施形態において、接触表面部分２２は、面２０の周りの部分と同じ平面上にある。他の実施形態において、接触表面部分２２は、面２０の周りの部分に比べて凹んでいる場合がある。
【００１２】
一実施形態において、照明装置１４は、１以上のライトバルブを有するＡＣ電源で動作するランプからなる。一態様において、各ライトバルブは、白熱灯ライトバルブである。
【００１３】
図２は、本発明の一実施形態による光スイッチ１２の構成要素を示すブロック図である。図２に示すように、一実施形態において、光スイッチ１２は、光源４０、フォトディテクタアレイ５１を含むセンサモジュール５０、集束レンズ５２、及び、結像レンズ５４を含む。動作に関し、一実施形態において、光源４０は、接触表面部分２２の透明ゾーン２４を通して光（Ａ）を放射し、指先３０の表面３２を照明し、それによって、照明された指先表面３２から反射光及び散乱光を生成する。結像レンズ５４は、指先表面３２において反射、及び／又は、散乱された光をセンサモジュール５０のフォトディテクタアレイ５１上に集束させる働きをする。
【００１４】
一実施形態において、光源４０は、光源４０からの光が経路（Ａ）に沿って第１の角度（α１）で接触表面２２に向けて進行し、指先表面３２のスペクトル的特徴を強調するために光の散乱や吸収などを向上させるような位置に概ね配置される。一実施形態において、結像レンズ５４及びセンサモジュール５０は、経路Ｂに沿って接触表面２２に対して第２の角度（α２）で進む反射光を受信する位置に配置される。一態様において、第１の角度と第２の角度は実質的に同じである。他の態様において、結像レンズ５４とセンサモジュール５０は、経路Ｂに沿って進む反射光が表面２２に対して概ね垂直になり、第２の角度（α２）が接触表面２２に対して約９０度になるような位置に配置される。光源４０からの照明に応答して指先表面３２から反射される光学的作用は、後で詳しく説明するように、センサモジュール５０によって受信され（フォトディテクタアレイ５１により）、処理され、指先表面３２のイメージのデジタル表現を形成する。
【００１５】
一実施形態において、センサモジュール５０及び光源４０は、ナビゲーションセンサ集積回路（ＩＣ）６０の一部を形成する。図１に示すように、光ナビゲーションセンサ回路６０は、ナビゲーションプロセッサ６８、アナログデジタルコンバータ（ＡＤＣ）７２、センサモジュール５０、及び、光源駆動回路７４を含む。一実施形態において、ナビゲーションプロセッサ６８は、デジタル入出力回路を更に含む。一実施形態において、センサモジュール５０のフォトディテクタアレイ５１は、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）デバイス、または、電荷結合素子（ＣＣＤ）を含む。
【００１６】
一実施形態において、センサモジュール５０は、フォトディテクタアレイ５１により、センサモジュール５０に入射する光の強度に応じて振幅の変化する信号を生成する。センサモジュール５０からの信号はアナログデジタルコンバータ（ＡＤＣ）７２に出力され、アナログデジタルコンバータ（ＡＤＣ）７２はその信号を適当な分解能のデジタル値に変換する。アナログデジタルコンバータ（ＡＤＣ）７２によって生成されたデジタル値は、ナビゲーションプロセッサ６８に出力され、ナビゲーションプロセッサ６８は、それらをフレームとしてメモリ６９に記憶する。
【００１７】
センサモジュール５０によって検出された種々の光パターンの種々のフレームは互いに比較され、（反射光パターンを変化させる原因となる）指先３０の動きに関する移動情報が生成される。一態様では、連続的なフレームが比較され、他の態様では、不連続なフレームが比較される。
【００１８】
センサモジュール５０及びナビゲーションセンサ回路６０（図１）によって実施される種々の機能は、ハードウェアで実施しても、ソフトウェアで実施しても、ファームウェアで実施しても、それらの組み合わせで実施してもよい。実施形態は、マイクロプロセッサ、プログラマブル・ロジック・デバイス、又は、ステートマシンによるものであってもよい。また、本発明の構成要素は、ソフトウェアとして１以上のコンピュータ読取可能媒体に記憶してもよい。本明細書で使用されるように、コンピュータ読取可能媒体という用語は、フロッピー（Ｒ）ディスク、ハードディスク、ＣＤＲＯＭ、フラッシュメモリ、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、及び、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）のような揮発性または不揮発性の任意の種類のメモリを含むものとして定義される。
【００１９】
一実施形態において、光源４０は通常、光ナビゲーションシステムに使用されるタイプの従来の発光ダイオード（ＬＥＤ）のようなインコヒーレントな光源である。他の実施形態において、光源４０は、実質的にコヒーレントな光源である。一実施形態において、光源４０はレーザーである。本発明の一形態において、光源４０は、面発光レーザー（ＶＣＳＥＬ）ダイオードである。本発明の他の形態において、光源４０は、端面発光レーザーダイオードである。
【００２０】
光源４０は駆動回路７４によって制御され、駆動回路７４は制御ライン７５を介してナビゲーションプロセッサ６８によって制御される。一実施形態において、制御ライン７５は、ナビゲーションプロセッサ６８が、駆動回路７４の電源をオン・オフするために使用され、それに応じて、光源４０の電源も、オン・オフされる。
【００２１】
電源ライン８６及びグラウンドライン８８は、光源９０に関連する電源の電源端子やグラウンド端子に接続するための、光スイッチ１２の接続要素を表している。
【００２２】
ナビゲーションプロセッサ６８からの出力には、とりわけ、表面クオリティ出力信号（ＳＱＵＡＬ）出力信号８２、及び、直交出力信号８４があり、それらは両方ともコントローラ７６に電気的に伝達される。コントローラ７６は、表面クオリティ出力信号８２及び直交出力信号８４に応じて、パワー出力信号８９を生成するように構成される。コントローラ７６は、直交出力信号８４及び表面クオリティ出力信号８２によって得られる情報を使用して、照明装置９０の意図するオン・オフ状態を決定するとともに、照明装置９０の強度レベルを決定する。特に、オンパラメータ９４、オフパラメータ９６、及び、強度パラメータ９８は、パワー制御信号８９の成分を形成し、それによって、照明装置９０のパワー状態パラメータ９２によって表現されるように、照明装置９０の状態を駆動する（例えば、オン、オフ、強度の増加、強度の減少）。
【００２３】
ナビゲーションセンサ回路６０は、指先３０が方向Ｓ１に動かされるとき（例えば、横方向スライド移動されるとき）に、照明された指先３０の画像間を比較することによって、移動情報を生成してコントローラ７６に渡し、それによって、照明装置９０から放射される光の強度を増減することができる。指先３０が接触表面部分２２に沿って第１の方向（Ｓ１）に動かされると、ナビゲーションプロセッサ６８は、移動情報に対応する信号を生成してコントローラ７６に渡し、次いで、コントローラ７６は、照明装置９０のパワー状態９２を増加させ（強度パラメータ９８によって）、照明装置９０から放射される光を明るくする。指先が接触表面部分２２に沿って第１の方向とは反対の第２の方向（Ｓ２）に動かされると、ナビゲーションプロセッサ６８は、移動情報に対応する信号を生成してコントローラ７６に渡し、次いで、コントローラ７６は、照明装置９０のパワー状態９２を減少させ（強度パラメータ９８によって）、照明装置９０から放射される光を暗くする。
【００２４】
一態様において、第１の方向（Ｓ１）は、指先の上向きの移動に対応し、第２の方向（Ｓ２）は、指先の下向きの移動に対応する。この構成によれば、可動部品を持たない光スイッチの直感的使用が可能になる。なぜなら、人は普通、照明装置を明るくしたい（光を強める）場合には、指を上向きに動かし、照明装置を暗くしたい（光を弱める）場合には指を下向きに動かすと思われるからである。
【００２５】
一実施形態において、コントローラ７６は、強度パラメータ９８によって照明装置を最後に「暗く」したときの設定を記憶するメモリを有する。そのため、照明装置９０が「オフ状態」から「オン状態」へ再度切り替えられたときに、照明装置９０は、最も最近使用された強度で作動される。このように、光スイッチ１２は、スライドスイッチや回転ノブの物理的位置に基づいて最も最近の「ディマー」設定をスライド位置として記憶（オン・オフレバーとは別に）する電子機械的ディマースイッチの一形態の機能を模倣する。他の実施形態において、コントローラ７６は、照明装置が再び作動されるたびに照明装置９０を最大強度で再作動させるように構成され、あるいは、光スイッチ１２の製造業者によってコントローラ７６の内部に設定されたデフォルトディマー強度設定で照明装置９０を再作動させるように構成される。
【００２６】
他の態様において、コントローラ７６は、指先３０の有無をナビゲーションプロセッサ回路６０により検出することで、照明装置９０からの光の放射を開始（点灯）したり、光の放射を中止（消灯）したりすることができる。例えば、透明ゾーン２４に指先が存在しない場合、センサーモジュール５０には反射光が何も戻ってこないため、それによって、（ナビゲーションプロセッサ６８は）コントローラ７６に対し、照明装置９０の現在のパワー状態９２を維持させるための情報を生成する。一方、指先３０が透明ゾーン２４に置かれると、センサモジュール５０は、反射光が今存在しているという変化を検出し、それによって、（ナビゲーションプロセッサ６８は）コントローラ７６に対し、照明装置９０のパワー状態９２を変更させるための情報を生成する。指先３０が存在するという新たな事実が検出されるたびに（指先がある期間不在であった後）、コントローラ７６からの信号８９によって、照明装置９０のパワー状態９２は、オン状態とオフ状態の間で切り替えられる。
【００２７】
一態様において、ナビゲーションプロセッサ６８のメモリ６９は、反射光の強度の閾値を記憶している。照明装置９０のパワー状態の意図した変更に関連し、この閾値は、（透明ゾーン２４において光源４０によって照明されたときに）指先３０から反射される光の強度よりも小さく、透明ゾーン２４の近くに存在することがある他の物体（例えば、汚れ、虫など）から指先を区別することができる。したがって、飛行中の虫や、透明ゾーン２４に着陸した虫が原因で、照明装置９０のオン／オフ状態が変更されたり、その強度が変更されたりすることはない。なぜなら、ナビゲーションプロセッサ６８は、センサモジュール５０によって検出される画像、及び／又は、相対移動が、反射光の閾値を超える反射光の強度を生成しない限り、コントローラ７６に対して移動情報を生成しないからである。ただし、指先３０が透明ゾーン２４にあるときは（照明のオン・オフ状態を変更したり、その強度を変更したりするために）、指先３０から反射される光の強度が、記憶された閾値を超え、ナビゲーションプロセッサ６８は、照明装置９０のパワー状態（例えば、オン／オフや強度）を変更するために、コントローラ７６に移動情報を渡すことができる。
【００２８】
一実施形態において、光源４０は目に見えない光（例えば、赤外光）を生成し、そのため、透明ゾーン２４を通過して周囲の環境に導入される光源４０からの光を、周囲環境にいる人が見ることができない。このようにすると、光スイッチ１２は、可視光が周囲環境に導入され、周囲環境の雰囲気を損ねることを防止することができる。当然ながら、この目に見えない光は当業者にとって既知の態様で反射光を生成し、その反射光は光ナビゲーションセンサ回路６０によって検出することができる。
【００２９】
他の実施形態において、光源４０は可視光（例えば、赤い光）を生成する。第１のモードにおいて、光源４０は、コントローラ７６、及び／又は、ナビゲーションプロセッサ６８による管理により、人が暗い部屋の中で（又は、単に装飾のために）スイッチ１２の位置をぎりぎり識別できる程度の光で透明ゾーン２４を最小限に照明するための第１の強度の光を光源４０から生成し、ナビゲーションプロセッサが指先の有無を検出できるようにする。第２のモードにおいて、光源４０は、コントローラ７６、及び／又は、ナビゲーションプロセッサ６８による管理により、光ナビゲーション検出を実施するために（照明装置９０からの光の強度を制御するために）十分な強度の第２の強度の光を光源４０から生成するように構成される。一実施形態において、この第２の強度の光は、第１の強度の光よりも実質的に強い。
【００３０】
一態様において、第１のモード又は第２のモードにおいて光源４０によって生成される光の強度は、透明ゾーン２４に対する指先３０の有無を検出するために十分な強度である。したがって、透明ゾーンに指先が存在しない場合、光源４０は、最小限の照明の第１のモードを維持する。しかしながら、指先３０の存在は、第１のモードから最大照明の第２のモードへの変更のトリガとして働き、照明装置９０のパワー状態を変更することができる。
【００３１】
他の態様において、第１のモード又は第２のモードにおける光源４０の動作は、照明装置９０がパワー「オン」状態であるか、それともパワー「オフ」状態であるかとは無関係である。換言すれば、照明装置９０の電源がオンになっている状態で、透明ゾーン２４から指先３０が取り除かれると、光源４０は、最小照明の第１のモードに入る。同様に、照明装置９０の電源がオフになっている状態で、透明ゾーン２４から指先が取り除かれても、光源４０は、最小照明の第１のモードに入る。したがって、照明装置９０がオン状態であるかオフ状態であるかに関わらず、光スイッチ１２の透明ゾーンから指先３０が不在になると、光源４０は、最小照明の第１のモードで動作することになる。
【００３２】
図３は、本発明の一実施形態による光スイッチ１５０の一部を示す断面図である。図３に示すように、光スイッチ１５０は、指先３２の動きをトラッキングすることが可能なスイッチデバイスからなる。一実施形態において、光スイッチ１５０は、図１を参照して上で説明したような、照明装置の制御に関連する光スイッチ１２と実質的に同じ機能及び特性を有し、更に、図３を参照して図示説明したような更なる機能を有する。
【００３３】
図３に示すように、光スイッチ１５０は、センサモジュール１５０、光源１５４、及び、レンズ構造１７０を含む。一態様において、センサモジュール１５０、及び、光源１５４は、図２のセンサモジュール５０及び光源４０と実質的に同じように動作し、光スイッチ１５０における指先の動きを照明装置１４、９０（図１及び図２）のような照明装置のパワー状態の変化に変換する。レンズ構造１７０は、光源１５４からの光を調整し、光源１５４からの光が指接触部分１８０の透明ゾーン１８３を通して放射される方向に導く。一態様において、レンズ構造１７０は、放射された光を意図する経路に沿って透明ゾーン１８３に導くためのプリズム１８３を含む。他の態様において、レンズ構造１７０は、指先３０からの反射光をセンサモジュール１５２のフォトセンサアレイ１６０において結像させるようなサイズ、形、及び、位置を有するように構成された結像レンズ部分１８２を含む。指先３０からの反射光を受信するような位置にフォトセンサアレイ１６０を配置するために、フォトセンサアレイ１６０は、プリント回路基板１６４にしっかりと固定されたナビゲーションセンサ集積回路１６２の一部として形成される。ナビゲーションプロセッサ回路１６２は、ナビゲーションセンサ回路６０（図２）と実質的に同じ機能及び特性を有し、更に、光スイッチ１２のコントローラ７６のようなコントローラと通信する。
【００３４】
一実施形態において、図３に示すように、光源１５４は、支持部材１６８に対してしっかりと固定され、さらに、支持部材１６６が、レンズ構造１７０を部分的に支持している。また、一実施形態において、光スイッチ１５０の構成要素は、壁または他の収容場所の中に設けるのに適したハウジング１５１の中に収容され、壁の表面や、他の構造の表面に接触部分１８０を取り付けることができる。
【００３５】
図３に示すように、接触部分１８０は、レンズ構造１７０から独立したハウジング１５１にしっかりと固定され、通常、レンズプリズム１７２の表面から間隔を空けて配置される。この構成によれば、光スイッチ１５０を独立した部品として製造した後で、単一のスイッチアセンブリに組み込むことが可能になる。また、この構成によれば、光スイッチ１５０を設ける環境に合わせて、異なる色、サイズ等のような異なる接触部分部材１８０を使用することも可能になる。
【００３６】
図４は、本発明の一実施形態による光スイッチ２００の一部を示す断面図である。図４に示すように、光スイッチ２００は、指先３２の動きをトラッキングすることが可能なスイッチデバイスからなる。一実施形態において、光スイッチ２００は、図１及び図３を参照して上で説明したような、照明装置の制御に関する光スイッチ１２、５０と実質的に同じ機能及び特性を有する。ただし、レンズ構造１７０の代わりに、別のレンズ構造２１０を備えている点が異なる。
【００３７】
図４に示すように、光スイッチ２００は、センサモジュール１５２、光源１５４、及び、レンズ構造２１０を含む。レンズ構造２１０は、光源１５４から放射される光を調整し、光源１５４から放射される光を接触部材２３０の透明ゾーン２１６を通して放射される方向に導く。一態様において、レンズ構造２１０は、放射された光をその意図する経路に沿って透明ゾーン２１６に導くためのプリズム２１２を含む。他の態様において、レンズ構造２１０は、指先３０からの反射光をセンサモジュール１５２のフォトディテクタアレイ１６０において結像させるようなサイズ、形、及び、位置を有するように構成された結像レンズ部分を含む。照明された指先３０からの反射光を受信する位置にフォトディテクタアレイ１６０を配置するために、フォトディテクタアレイ１６０は、プリント回路基板１６４にしっかりと固定されたナビゲーションセンサ集積回路１６２の一部として形成される。
【００３８】
一実施形態において、光源１５４は、支持部材１６８に対してしっかりと固定され、さらに、支持部材１６６が、レンズ構造２１０を部分的に支持する。また、一実施形態において、光スイッチ２００の構成要素は、壁、又は、他の収容場所の中に設けるのに適したハウジング２０１の中に収容され、壁の表面や、他の構造の表面に、接触部材２３０を取り付けることができる。
【００３９】
図４に示すように、接触部材２３０は、レンズ構造２１０を規定するプリズム２１２の一部であり、プリズム２１２から延びている。この構成によれば、光源１５４に対して集束レンズとして機能するプリズム２１２を、指先表面３２を照明するために放射光を通過させなければならないほぼ透明な窓（すなわち、接触部材２３０の透明ゾーン２１６）と一体化することにより、光スイッチ２００を単一の部品として製造又は成形することが可能になる。この構成によれば、光スイッチ２００の組み立ても簡単になる。なぜなら、扱う部品数が減り、また、プリズム２１２と接触部材２３０の透明な窓２１６を単一の構成要素として形成することにより、それらの光学特性を自然に調和させることができるからである。
【００４０】
図５は、本発明の一実施形態による光スイッチ２５０の一部を示す断面図である。図５に示すように、光スイッチ２５０は、指先３２の動きをトラッキングすることが可能なスイッチデバイスからなる。一実施形態において、光スイッチ２５０は、図１を参照して上で説明した、照明装置の制御に関連する光スイッチ１２と同じ機能及び特性を有し、さらに、図５を参照して図示説明した機能を有する。
【００４１】
図５に示すように、光スイッチ２５０は、ＤＩＰ（デュアル・インライン・パッケージ）又は他のモジュール構成として構成された接触部材２５２、及び、ナビゲーションセンサ集積回路２５６を含む。一実施形態において、パッケージ２５６は接触部材２５２に機械的に取り付けられ、接触部材２５２を介してパッケージ２５６が壁の裏側の位置にくるようにして、接触部材２５２を壁（又は他の構造）と同一平面上に取り付けることができる。
【００４２】
一実施形態において、ナビゲーションセンサ回路２５６は、センサモジュール２６０、光源２６２、及び、レンズ構造２６８を含み、レンズ構造２６８は、集束レンズ２７２及び結像レンズ２７０を含む。センサモジュール２６０及び光源２６２は、図１のセンサモジュール５０及び光源４０と実質的に同じように動作し（また、光スイッチ１２が有するものと実質的に同じ構成要素によって支持され）、光スイッチ２５０における指先の動きを照明装置１４、９０（図１及び図２）のような照明装置のパワー状態の変化に変換する。したがって、接触部材２５２のほぼ透明なゾーン２５３を除き、ナビゲーションセンサ回路２５６は、単一パッケージの中に収容されたナビゲーションセンサ及び光源２６２からなる。したがって、光スイッチ２５０によれば、迅速で簡単な取り付けが可能になる。なぜなら、パッケージ２５６が比較的小さく、接触部材２５２に対してパッケージをその動作位置に電気的及び機械的に単にしっかりと固定するだけで、実質的にパッケージ全体（光源及びセンサモジュールの主な構成要素を少なくとも含む）をほぼ透明なゾーン２５３の直ぐ近くに配置することができるからである。
【００４３】
他の実施形態において、透明なゾーン２５３（及び、接触部材２５２）は、ナビゲーションセンサパッケージ２５６の一部として形成され、それによって、アセンブリ全体を何らかの構造の表面に取り付けることが可能になる。
【００４４】
レンズ構造２６８は、光源２６２からの光を調整し、光源２６２からの光をセンサモジュール２６０に導くための集束レンズ２７２及び結像レンズ２７０を含む。一態様において、レンズ構造２６８は、放射光をその意図する経路に沿って接触部材２５２の透明ゾーン２５３を通る方向に導くための集束レンズ２７２を含む。他の態様において、レンズ構造２６８は、指先３０からの反射光をセンサモジュール２６０のフォトディテクタアレイにおいて結像させるようなサイズ、形、及び、位置を有するように構成された結像レンズを含む。
【００４５】
使用時には、光スイッチ２５０は、光スイッチ１２（図２）と実質的に同じように動作し、照明装置の電源のオン・オフ、及び、その強度の変更を含む、照明装置のパワー状態を指先で制御することができる。
【００４６】
図６は、本発明の一実施形態による光スイッチにより照明装置を制御する方法３００を示す図である。３０２において、図３に示すように、光スイッチの光源は、光スイッチの外側表面に隣接する半透明の目標ゾーンを照明し、光センサのセンサモジュールは、光スイッチの照明された半透明ゾーンに隣接する指先の相対移動を検出する位置に配置される。
【００４７】
３０４において、センサモジュールは、半透明の目標ゾーンに指先があるか否かを検出する。指先がなければ、３０６において、照明装置のオン状態またはオフ状態がそのまま維持される。光スイッチの半透明な目標ゾーンに隣接して指先が存在する場合、３０８において、照明装置のオン状態またはオフ状態は、反対の状態に変更される（例えば、オン状態からオフ状態へ、または、オフ状態からオン状態へ）。半透明の目標ゾーンに指先がある限り、現在のオン状態またはオフ状態は維持される。ただし、半透明な目標ゾーンに指先が再び置かれた場合は、照明装置のオン／オフ状態が変更される。
【００４８】
３１０において、いったん半透明な目標ゾーンに指先が置かれ、照明装置がオン状態になった後、その指先を照明された半透明な目標ゾーンに対してスライド移動させると、照明された指先のスライド移動に応じて、照明装置の機能がさらに変更される。一態様において、半透明ゾーンにおいて照明された指先のスライド移動は、その指先の移動方向に応じて、照明装置から放射される光の強度を変化させる。一態様において、第１の方向（例えば、上向き）における指先の移動は、照明装置から放射される光の強度を増加させる（すなわち、照明は明るくなる）。他の態様において、第１の方向とは逆の第２の方向（例えば、下向き）における指先の移動は、照明装置から放射される光の強度を現象させる（すなわち、照明は暗くなる）。
【００４９】
他の態様では、制御信号を反転させ、第１の方向における指先の移動によって照明装置から放射される光の強度が減少され、第２の方向における指先の移動によって照明装置から放射される光の強度が増加される。
【００５０】
また、他の実施形態において、半透明な目標ゾーンにおける照明された指先のスライド移動は、照明装置の他の機能の値を変化させる場合がある。一態様において、そうした他の機能には、照明装置の一連のライトバルブにおける個々のライトバルブに供給される電力を変化させることによる、照明装置の一連のライトバルブから放射される光の色の変更や、照明装置の一連のライトバルブから放射される光のパターンの変更がある。ただし、それらに限定はしない。
【００５１】
一実施形態において、方法３００は、図１を参照して上で説明した光スイッチ１２、並びに、図３〜図５をそれぞれ参照して説明したような光スイッチ１５０、２００、２５０のうちのいずれか１つをそれぞれ使用して実施される。
【００５２】
本発明の種々の実施形態は、照明装置の電源のオン／オフや、照明装置から放射される光の強度の増減のような照明装置の制御が可能な光スイッチに関する。一態様において、光スイッチのセンサモジュールに対する指（これは、光スイッチの光源によって照明されている）の動きによれば、指先の相対移動の方向に基づいて照明装置の光の強度を増減させるための対応するパワー信号を生成することができる。
【００５３】
特定の幾つかの実施形態について図示説明してきたが、当業者には明らかなとおり、本発明の範囲から外れることなく、図示説明した特定の実施形態にかわる種々の代替実施形態や、均等実施形態を使用することも可能である。本願は、本明細書に記載したそれらの特定の実施形態に対する変更や改変もカバーすることを意図している。したがって、本発明は、特許請求の範囲、及びその均等によってのみ制限される。
【００５４】
本発明の種々の例示的実施形態を以下に列挙する。
１．照明装置を制御するためのスイッチであって、
ほぼ透明なゾーンを有し、該透明なゾーンに隣接する指先を着脱可能に受け止めるように構成された接触表面と、
前記接触表面の前記透明なゾーンを照明するように構成された光源と、
前記透明なゾーンによって前記照明された指先の相対移動を検出し、該相対移動に基づいて、前記光スイッチの外部にある照明装置の機能を制御するように構成された光ナビゲーションセンサと
からなるスイッチ。
２．前記相対移動は、前記接触表面の前記透明なゾーンにおける前記指先のスライド移動であり、前記光ナビゲーションセンサは、前記相対移動に基づいて、前記照明装置によって放射される光の強度を制御するための移動情報を生成するように構成されたナビゲーションプロセッサを含み、
前記透明なゾーンに対する前記指先の第１の方向におけるスライド移動に基づいて、前記照明装置からの光の強度の増加を命じ、
前記透明なゾーンに対する前記指先の前記第１の方向とはほぼ反対の第２の方向におけるスライド移動に基づいて、前記照明装置からの光の強度の減少を命じること
を含む、１に記載のスイッチ。
３．前記ナビゲーションプロセッサは、前記接触表面の前記透明なゾーンに対する前記指先の存在の各事実に基づいて、前記照明装置からの光の放射を開始又は停止させるように構成される、２に記載のスイッチ。
４．前記光ナビゲーションセンサは、前記ナビゲーションプロセッサと通信し、生成された前記移動情報に基づいて、前記照明装置によって放射される光の強度を制御するためのパワー信号を前記照明装置に送信するように構成されたスイッチコントローラを含む、２に記載のスイッチ。
５．前記ナビゲーションプロセッサは、反射光の閾値を記憶するように構成され、前記照明された指先からの反射光の強度が、前記反射光の閾値を超えたときにのみ、生成された前記移動信号を前記スイッチコントローラに渡すように構成される、４に記載のスイッチ。
６．前記光源は、前記光源と前記透明なゾーンとの間に配置されたレンズ部材を含み、前記レンズ部材は通常、前記接触表面の前記透明なゾーンから間隔を空けて配置される、１に記載のスイッチ。
７．前記光源は、前記光源と前記透明なゾーンとの間に配置されたレンズ部材を含み、前記接触表面の前記透明なゾーンは、前記レンズ部材の一部を形成し、前記レンズ部材から延びている、１に記載のスイッチ。
８．前記光源及び前記光ナビゲーションセンサを収容するように構成された集積回路パッケージであって、該集積回路パッケージ内から、前記指先の照明、及び、前記指先の相対移動の検出がそれぞれ可能であるように構成される、集積回路パッケージをさらに含む、１に記載のスイッチ。
９．前記接触表面を規定するための壁板と、
前記光源及び前記センサモジュールを収容するためのスイッチハウジングであって、前記壁板に対して着脱可能に結合されるように構成されたスイッチハウジングと
をさらに含む、１に記載のスイッチ。
１０．前記光源は前記透明なゾーンを可視光で照明し、第１のモードにおいて前記光源は、前記透明なゾーンの最小限の照明が可能な第１の強度レベルの可視光を放射し、第２のモードにおいて前記光源は、前記相対移動を検出するための前記光ナビゲーションセンサの動作が可能な前記第１の強度レベルよりも実質的に高い第２の強度レベルの可視光を放出し、前記透明なゾーンに対して指先が存在しないときに前記光源は前記第１のモードで動作し、前記透明なゾーンに隣接する指先が存在するときに前記光源は前記第２のモードで動作する、１に記載のスイッチ。
１１．前記光源は、前記透明なゾーンを目に見えない赤外光で照明する、１に記載のスイッチ。
１２．環境光を放射するように構成されたライトバルブと、
前記ライトバルブと電気的に接続されたスイッチであって、
ほぼ半透明な部分を有する指接触部材と、
前記スイッチの中に配置され、前記指接触部材の前記ほぼ半透明な部分を通して指先を照明する光源と、
前記スイッチのハウジングの中に配置され、前記ほぼ半透明な部分に近接する照明された指先の相対スライド移動を検出する光ナビゲーションセンサであって、前記指先の相対スライド移動に基づいて前記ライトバルブの機能を制御するように構成されたパワーコントローラを含む、光ナビゲーションセンサと
からなる照明装置。
１３．前記パワーコントローラは、第１の方向における前記指先の相対スライド移動に基づいて、前記ライトバルブから放射される環境光の量を増加させ、第２の方向における前記指先の相対スライド移動に基づいて、前記ライトバルブから放射される環境光の量を減少させることによって、前記ライトバルブの機能を制御するように構成され、前記第２の方向は、前記第１の方向に対してほぼ平行、かつ、前記第１の方向に対してほぼ反対の方向である、１２に記載の照明装置。
１４．前記パワーコントローラは、前記指接触部材の前記ほぼ半透明な部分に前記指先が存在するという各事実に基づいて、前記ライトバルブからの前記環境光の放射の停止と、前記ライトバルブからの前記環境光の放射の開始を、前記ライトバルブに対して交互に行わせることによって、前記ライトバルブの機能を制御するように構成される、１３に記載の照明装置。
１５．照明装置を制御する方法であって、
光スイッチと照明装置との間に電気通信を確立するステップと、
前記光スイッチのハウジング内の光源によって、前記ハウジングのほぼ透明な開口部における指先の照明を行うステップと、
前記光スイッチの前記ハウジング内のセンサモジュールによって、前記透明な開口部に隣接する照明された指先の横方向のスライド移動を、前記照明装置の機能を制御するための相対移動として検出するステップと
からなる方法。
１６．前記照明の機能を変更するステップは、
前記照明された指先が、前記ハウジングの前記透明な開口部に対する前記横方向のスライド移動の第１の方向に動かされたときに、前記照明装置から放射される光の強度を増加させ、
前記照明された指先が、前記ハウジングの前記透明な開口部に対する前記横方向のスライド移動の第２の方向に動かされたときに、前記照明装置から放射される光の強度を減少させることを含み、前記第２の方向は前記第１の方向に対してほぼ反対の方向である、１５に記載の方法。
１７．前記指先の照明を生成するステップは
前記透明な開口部を前記透明な開口部を横切って延びる半透明な部材として構成するステップと、
前記光源と前記半透明部材との間に、前記光源からの光を前記半透明な部材を通る方向に導くようなサイズ、形、及び、前記ハウジング内の位置を有するレンズを配置するステップと
を含み、前記レンズは、前記半透明な部材から離して配置され、前記レンズは、前記光源からの光を前記半透明な部材を通る方向に導くようなサイズ、形、及び、前記ハウジング内の位置を有し、前記半透明な部材は前記レンズの表面を形成する、１５に記載の方法。
１８．前記透明な開口部を構成するステップは、
前記透明な開口部を前記透明な開口部を横切って延びる半透明な部材として構成するステップと、
前記光源と前記半透明な部材との間に、前記光源からの光を前記半透明な部材を通る方向に導くようなサイズ、形、及び、前記ハウジング内の位置を有するレンズを形成するステップとを含み、前記半透明な部材は前記レンズの表面を形成する、１７に記載の方法。
１９．前記指先の照明を生成するステップは、
前記光源及び前記センサモジュールを単一の回路パッケージ内に配置するステップと、
前記光源及び前記センサモジュールを前記透明な開口部に隣接して配置することができるように、前記単一の回路パッケージを前記ハウジングに対して配置するステップと
を含む、１５に記載の方法。
２０．前記指先の照明を生成するステップは、
前記光源によって放射される光の経路を横切る前記透明な開口部を横切って実質的に暗い色の透明な部材を配置することにより、前記光スイッチを取り囲む周囲環境の照明を最小限に抑えると同時に、前記指先の照明を可能にすることを含む、１５に記載の方法。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の一実施形態による、照明装置を制御するための光スイッチを示す平面図である。
【図２】本発明の一実施形態による光スイッチを示す図である。
【図３】本発明の一実施形態による光スイッチの一部を示す断面図である。
【図４】本発明の一実施形態による光スイッチの一部を示す断面図である。
【図５】本発明の一実施形態による光スイッチの一部を示す断面図である。
【図６】本発明の一実施形態による光スイッチを使用して照明装置を制御する方法を示すフロー図である。
【図１】
2007053096.tif 000003
【図２】
2007053096.tif 000004
【図３】
2007053096.tif 000005
【図４】
2007053096.tif 000006
【図５】
2007053096.tif 000007
【図６】
2007053096.tif 000008