(57)【要約】  本発明は、スイッチ操作装置（１１）を操作するための方法に関し、当該方法は以下の各ステップを含む、即ち：発熱する部位によって非触覚のジェスチャが実施されることにより、接近フェーズ（３）において生成された画素の信号振れ（４９，７９）と、並進フェーズにおいて生成された画素の信号振れ（５０，８０）とを出力するステップを含み、信号の待機フェーズ（４）中には、信号振れの間に信号が待機レベルに到達しており、待機レベルは、信号振れの極値の値よりも低い値を有し；信号を監視し、連続した信号振れの発生と、信号の連続した信号振れの間に時間的に介在する待機レベルとを識別するステップを含み、当該連続が識別されると直ちに次のステップに進み；接近フェーズにおいて生成された信号振れが、並進フェーズにおいて生成された信号振れとは反対の方向を有するかどうかを検証するステップを含み、検証の結果が肯定的である場合には次のステップに進み；接近フェーズにおいて生成された信号振れ同士の時間オフセットが、第１の所定の時間期間内であるかどうかを検証するステップを含み、検証の結果が肯定的である場合には次のステップに進み；並進フェーズにおいて生成された時間的に最初の信号振れと時間的に最後の信号振れとの時間オフセットが２つの閾値の間にあるかどうかを検証するステップを含み、２つの閾値の下限の閾値はゼロよりも大きい。
2017535892.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱する部位によって実施される、可能な８つの種類の非触覚的なジェスチャ（３，４，３１乃至３８）によってスイッチ（１０）を操作するためのスイッチ操作装置（１１）において、
前記スイッチ操作装置（１１）は、ジェスチャセンサ（１）を含み、前記ジェスチャセンサ（１）は、前記８つの種類のジェスチャ（３，４，３１乃至３８）のうちの１つが実施されている間に前記部位によって発せられる熱を、４つの画素（２１乃至２４）によって検出して、それぞれ焦電感受性材料からなる薄膜を含むそれぞれの画素（２１乃至２４）につき１つの信号（４１乃至４４，７１乃至７４）を出力するように適合されており、
前記信号（４１乃至４４，７１乃至７４）は、それぞれ対応する前記画素（２１乃至２４）の前記薄膜によって検出された前記熱の経時的な強度曲線に対応する信号振れ（４８，７８）を有し、
前記スイッチ操作装置（１１）は、信号処理ユニット（７）およびアクチュエータ（９）を含み、前記信号処理ユニット（７）によって、時間的に連続した前記信号振れ（４８，７８）から、前記８つの種類のジェスチャのうちの１つの実施を特定することができ、前記アクチュエータ（９）は、前記信号処理ユニット（７）によって制御され、前記８つの種類のジェスチャのうちの１つの実施が特定されると直ちに前記スイッチ（１０）を操作し、
前記８つの種類のジェスチャ（３，４，３１乃至３８）は、前記部位が前記ジェスチャセンサ（１）に接近する接近フェーズ（３）と、前記部位が前記ジェスチャセンサ（１）に近接したまま留まっている、後続する待機フェーズ（４）と、前記部位が８つの方向のうちの１つに移動する、後続する並進フェーズとによって定義されており、
前記８つの方向のうちの４つは、縦方向（３１）と、前記縦方向（３１）とは反対の方向（３２）と、前記縦方向（３１）に対して垂直な横方向（３３）と、前記横方向（３３）とは反対の方向（３４）とであり、残りの４つの方向（３５乃至３８）は、それぞれ対応する方向の１つ（３１乃至３４）に対して４５°だけそれぞれ回転されており、
前記４つの画素（２１乃至２４）は、それぞれ凸四角形の角に配置されており、前記凸四角形の一方の対角線（２９）は、前記縦方向（３１）に対して実質的に平行であり、前記凸四角形の他方の対角線（２８）は、前記横方向（３３）に対して実質的に平行である、
スイッチ操作装置（１１）。
【請求項２】
前記焦電材料は、チタン酸ジルコン酸鉛である、
請求項１記載のスイッチ操作装置（１１）。
【請求項３】
前記四角形は、菱形（６）である、
請求項１または２記載のスイッチ操作装置（１１）。
【請求項４】
直接的に隣り合う２つの前記画素（２１乃至２４）の距離（２５）は、５０μｍ乃至３００μｍである、
請求項１から３までのいずれか１項記載のスイッチ操作装置（１１）。
【請求項５】
前記部位は、人間の手（２）であり、前記部位から発せられる熱は、前記人間の手（２）によって発せられる体熱である、
請求項１から４までのいずれか１項記載のスイッチ操作装置（１１）。
【請求項６】
請求項１から５までのいずれか１項記載のスイッチ操作装置（１１）を有する携帯機器において、前記携帯機器の機能を作動／停止させるために前記携帯機器内でスイッチ（１０）が相互接続されている、携帯機器。
【請求項７】
請求項１から５までのいずれか１項記載のスイッチ操作装置（１１）を操作するための方法において、
・前記発熱する部位によって前記非触覚のジェスチャが実施されることにより、前記接近フェーズ（３）において生成された前記信号振れ（４９，７９）と、前記並進フェーズにおいて生成された前記信号振れ（５０，８０）とを、前記画素（２１乃至２４）から前記信号処理ユニット（７）に出力するステップを含み、前記待機フェーズ（４）中には、前記信号振れ（４９，７９）と前記信号振れ（５０，８０）との間において信号が待機レベル（４７，７７）に到達しており、前記待機レベル（４７，７７）は、前記信号振れ（５６，５７）の極値の絶対値よりも低い絶対値を有し、
・前記信号（４１乃至４４，７１乃至７４）を監視し、連続した信号振れ（４８，７８）の発生と、前記信号（４１乃至４４，７１乃至７４）の前記連続した信号振れの間に時間的に介在する前記待機レベル（４７，７７）とを識別するステップを含み、前記連続が識別されると直ちに次のステップに進み、
・前記接近フェーズ（３）において生成された前記信号振れ（４９，７９）が、前記並進フェーズにおいて生成された前記信号振れ（５０，８０）とは反対の方向を有するかどうかを検証するステップを含み、前記検証の結果が肯定的である場合には次のステップに進み、
・前記接近フェーズ（３）において生成された前記信号振れ（４９，７９）同士の時間オフセットが、第１の所定の時間期間内であるかどうかを検証するステップを含み、前記検証の結果が肯定的である場合には次のステップに進み、
・前記並進フェーズにおいて生成された時間的に最初（４４，７１，７４）の信号振れ（５０，８０）と、時間的に最後（４２，７２，７３）の信号振れ（５０，８０）との時間オフセットが、２つの閾値の間にあるかどうかを検証するステップを含み、前記２つの閾値の下限の閾値はゼロよりも大きく、前記検証の結果が肯定的である場合には次のステップに進み、
・前記８つの種類のジェスチャ（３，４，３１乃至３８）のうちの１つを、前記並進フェーズにおいて生成された時間的に連続した前記信号振れ（５０，８０）を使用して識別するステップを含み、
・識別された前記ジェスチャ（３，４，３１乃至３８）の種類に応じて、前記信号処理ユニット（７）によって前記スイッチ（１０）を操作するために前記アクチュエータ（９）を相応に制御するステップを含む、
方法。
【請求項８】
前記第１の所定の時間期間は、４０ｍｓの最大長さを有する、
請求項７記載の方法。
【請求項９】
前記下限の閾値は１０ｍｓであり、上限の閾値は１００ｍｓである、
請求項７または８記載の方法。
【請求項１０】
・前記並進フェーズにおいて生成された最初（４４，７１，７４）の信号振れと、時間的に最後（４２，７２，７３）の信号振れとの間に時間的に介在する、前記並進フェーズにおいて生成された前記信号振れ（５０，８０）同士の時間遅延が、第２の所定の時間期間内にあるかどうかを検証するステップを含み、特に前記第２の所定の時間期間は０．５ｍｓであり、これによって、前記並進フェーズ中に実施されたジェスチャの方向が、前記４つの方向のうちの１つとして識別可能となり、前記検証の結果が肯定的である場合には次のステップに進む、
請求項７から９までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１１】
・前記並進フェーズにおいて生成された時間的に最初の２つの信号振れ（７１，７４）の時間遅延と、最後の２つの信号振れ（７２，７３）の時間遅延とが、第２の所定の時間期間内にあるかどうかを検証するステップを含み、特に前記第２の所定の時間期間は０．５ｍｓであり、これによって、前記並進フェーズ中に実施されたジェスチャの方向が、前記残りの４つの方向のうちの１つとして識別可能となり、前記検証の結果が肯定的である場合には次のステップに進む、
請求項７から９までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１２】
・前記待機フェーズ（４）の持続時間が２つの待機閾値の間にあるかどうかを検証するステップを含み、前記２つの待機閾値の下限の待機閾値はゼロよりも大きく、特に前記下限の待機閾値は１００ｍｓであり、上限の待機閾値は１５００ｍｓであり、前記検証の結果が肯定的である場合には次のステップに進む、
請求項７から１１までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１３】
・前記並進フェーズにおいて生成された前記信号振れ（４９，７９）の最も急峻な変曲点の時間に関する１次導関数の絶対値が、前記接近フェーズ（３）において生成された前記信号振れ（５０，８０）の最も急峻な変曲点の時間に関する１次導関数の絶対値よりも大きいかどうかを検証するステップを含み、これが該当する場合には次のステップに進む、
請求項７から１２までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１４】
・前記信号振れ（４９，５０，７９，８０）の前記極値の絶対値が所定の閾値よりも大きいかどうかを検証するステップを含み、これが該当する場合には次のステップに進む、
請求項７から１３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１５】
・前記待機レベル（４７，７７）の絶対値が前記極値の絶対値のうちの少なくとも１つの最大でも２０％であるかどうかを検証するステップを含み、これが該当する場合には次のステップに進む、
請求項７から１４までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１６】
・前記待機レベル（４７，７７）が実質的にゼロであるかどうかを検証するステップを含む、
請求項７から１５のいずれか１項記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スイッチ操作装置、スイッチ操作装置を有する携帯機器、および特に人間の手の非触覚的なジェスチャによってスイッチ操作装置を介してスイッチを操作するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
対話型システムとそのヒューマン・マシン・インターフェースとは、ヒューマン・コンピュータ・インタラクションに関して知られており、ヒューマン・マシン・インターフェースには、人間によって実施される非触覚的または触覚的なジェスチャを自動認識するための装置が設けられている。ジェスチャは、主に身体の全ての姿勢および全ての動作から得ることができ、手のジェスチャが最も重要である。ジェスチャ認識装置には、特にジェスチャを行っている手を光学的に捕捉するための装置が設けられている。これによって生成された画像情報は、この画像情報からジェスチャを導出するために対応するアルゴリズムによって処理される。非触覚的なジェスチャを光学的に捕捉するための装置とは、従来、不都合に大きなスペースと、高い投資コストとを必要とするカメラである。したがって、カメラをベースにした低コストで小型のデザインのジェスチャ認識装置は、例えば携帯電話に使用するために有利ではあるだろうが、実現はされない。カメラをベースにした装置はさらに、エネルギ消費量が大きいという欠点があり、これによって携帯機器での適用を実現することが困難となりうる。これに代えて高速分光計が知られているが、高速分光計は、低コストで小型のデザインに関して改善策を提供することができない。さらには、特に携帯電話用のタッチスクリーンが知られているが、タッチスクリーンは触覚的なジェスチャを認識するためだけに適しており、非触覚的なジェスチャを認識するためには適していない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の課題は、スイッチ操作装置と、スイッチ操作装置を有する携帯機器と、非触覚的なジェスチャによってスイッチ操作装置を介してスイッチを操作するための方法とを提供して、この際に、本スイッチ操作装置を、低コストかつ低エネルギ消費量で小型のデザインを有するようにし、かつ本スイッチ操作装置を介したスイッチの操作を確実にし、かつほとんどエラーがないようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記の課題は、請求項１，６，および７に記載の特徴によって解決される。好ましい実施形態は、さらなる特許請求の範囲に記載されている。
【０００５】
発熱する部位によって実施される、可能な８つの種類の非触覚的なジェスチャによってスイッチを操作するための、本発明によるスイッチ操作装置において、前記スイッチ操作装置は、ジェスチャセンサを含み、前記ジェスチャセンサは、前記８つの種類のジェスチャのうちの１つが実施されている間に前記部位によって発せられる熱を、４つの画素によって検出して、それぞれ焦電感受性材料からなる薄膜を含むそれぞれの画素につき１つの信号を出力するように適合されており、前記信号は、それぞれ対応する画素の前記薄膜によって検出された前記熱の経時的な強度曲線に対応する信号振れを有し、前記スイッチ操作装置は、信号処理ユニットおよびアクチュエータを含み、前記信号処理ユニットによって、時間的に連続した信号振れから、前記８つの種類のジェスチャのうちの１つの実施を特定することができ、前記アクチュエータは、前記信号処理ユニットによって制御され、前記８つの種類のジェスチャのうちの１つの実施が特定されると直ちに前記スイッチを操作し、前記８つの種類のジェスチャは、前記部位が前記ジェスチャセンサに接近する接近フェーズと、前記部位が前記ジェスチャセンサに近接したまま留まっている、後続する待機フェーズと、前記部位が８つの方向のうちの１つに移動する、後続する並進フェーズとによって定義されており、前記８つの方向のうちの４つは、縦方向と、前記縦方向とは反対の方向と、前記縦方向に対して垂直な横方向と、前記横方向とは反対の方向とであり、残りの４つの方向は、それぞれ対応する方向の１つに対して４５°だけそれぞれ回転されており、前記４つの画素は、それぞれ凸四角形の角に配置されており、前記凸四角形の一方の対角線は、前記縦方向に実質的に平行であり、前記凸四角形の他方の対角線は、前記横方向に対して実質的に平行である。
【０００６】
本発明による携帯機器は、スイッチ操作装置を含み、前記携帯機器の機能を作動／停止させるために前記携帯機器内でスイッチが相互接続されている。
【０００７】
スイッチ操作装置を操作するための本発明による方法は、前記発熱する部位によって前記非触覚的なジェスチャが実施されることにより、前記接近フェーズにおいて生成された前記信号振れと、前記並進フェーズにおいて生成された前記信号振れとを、前記画素から前記信号処理ユニットに出力するステップを含み、前記待機フェーズ中には、前記信号振れと前記信号振れとの間において信号が待機レベルに到達しており、前記待機レベルは、前記信号振れの極値の絶対値よりも低い絶対値を有し、前記信号を監視し、連続した信号振れの発生と、前記信号の前記連続した信号振れの間に時間的に介在する前記待機レベルとを識別するステップを含み、前記連続が識別されると直ちに次のステップに進み、前記接近フェーズにおいて生成された前記信号振れが、前記並進フェーズにおいて生成された前記信号振れとは反対の方向を有するかどうかを検証するステップを含み、前記検証の結果が肯定的である場合には次のステップに進み、前記接近フェーズにおいて生成された前記信号振れ同士の時間オフセットが、第１の所定の時間期間内にあるかどうかを検証するステップを含み、前記検証の結果が肯定的である場合にはステップを進め、前記並進フェーズにおいて生成された時間的に最初の信号振れと、時間的に最後の信号振れとの時間オフセットが、２つの閾値の間にあるかどうかを検証するステップを含み、前記２つの閾値の下限の閾値はゼロよりも大きく、前記検証の結果が肯定的である場合には次のステップに進み、前記８つの種類のジェスチャの１つを、前記並進フェーズにおいて生成された時間的に連続した前記信号振れを使用して識別するステップを含み、識別された前記ジェスチャの種類に応じて、前記信号処理ユニットによって前記スイッチを操作するために前記アクチュエータを相応に制御するステップを含む。
【０００８】
画素は、それぞれ焦電材料、特にチタン酸ジルコン酸鉛からなる薄膜を含むので、本発明による方法によれば、有利には、非触覚的なジェスチャの実施中に発熱する部位によって生成される信号が得られ、これによって、実施されたジェスチャの種類を確実に識別することが可能となり、かつほとんどエラーがなくなる。さらには、画素を有するジェスチャセンサは、低コストで小型のデザインで製造することができ、これによって本スイッチ操作装置を、有利には携帯機器において使用することが可能となる。信号は、前記部位によって発せられた熱によって薄膜によって生成されるので、ジェスチャセンサには、外部のエネルギ源によってエネルギを供給する必要がない。したがって、本スイッチ操作装置は、エネルギ負荷として信号処理ユニットとアクチュエータとを含み、したがって、携帯機器のためのスイッチ操作装置のエネルギ消費量は、全体として有利にも少なくなっている。
【０００９】
例えば、第１の種類のジェスチャが、「エンター（ＥＮＴＥＲ）」コマンドの実行を引き起こすようにし、第２の種類のジェスチャが、「エスケープ（ＥＳＣＡＰＥ）」コマンドの実行を引き起こすようにしてもよい。
【００１０】
前記四角形は、好ましくは菱形である。直接的に隣り合う２つの前記画素の距離は、好ましくは５０μｍ乃至３００μｍである。前記部位が、人間の手であり、前記部位から発せられる熱が、前記人間の手によって発せられる体熱であることがさらに好ましい。本スイッチ操作装置の好ましい実施形態による、人間の手によって実施された非触覚的なジェスチャの種類の識別は、特に確実に実現され、通常の人間の動作シーケンスの範囲内ではほとんどエラーがない。
【００１１】
前記第１の所定の時間期間は、４０ｍｓの最大長さを有することが好ましい。これによって、接近フェーズにおいて生成される複数の信号振れの発生の同時性の程度が、ジェスチャを確実にエラーなく認識するために有利に決定されている。前記下限の閾値は、好ましくは１０ｍｓであり、上限の閾値は１００ｍｓである。これによって、並進フェーズにおいて生成された最初の信号振れに対する、並進フェーズにおいて生成された最後の信号振れの時間的な遅れが、ジェスチャを確実にエラーなく認識するために有利に決定されている。
【００１２】
好ましくは、本方法は、前記並進フェーズにおいて生成された最初の信号振れと、時間的に最後の信号振れとの間に時間的に介在する、前記並進フェーズにおいて生成された前記信号振れ同士の時間遅延が、第２の所定の時間期間内にあるかどうかを検証するステップを含み、特に前記第２の所定の時間期間は０．５ｍｓであり、これによって、前記並進フェーズ中に実施されたジェスチャの方向が、前記４つの方向のうちの１つとして識別可能となり、前記検証の結果が肯定的である場合には次のステップに進む。あるいは、本方法は、好ましくは、前記並進フェーズにおいて生成された時間的に最初の２つの信号振れの時間遅延と、最後の２つの信号振れの時間遅延とが、第２の所定の時間期間内にあるかどうかを検証するステップを含み、特に前記第２の所定の時間期間は０．５ｍｓであり、これによって、前記並進フェーズ中に実施されたジェスチャの方向が、前記残りの４つの方向のうちの１つとして識別可能となり、前記検証の結果が肯定的である場合には次のステップに進む。
【００１３】
好ましくは、本方法は、前記待機フェーズの持続時間が２つの待機閾値の間にあるかどうかを検証するステップを含み、前記２つの待機閾値の下限の待機閾値はゼロよりも大きく、前記検証の結果が肯定的である場合には次のステップに進む。前記下限の待機閾値が１００ｍｓであり、上限の待機閾値が１５００ｍｓであることが好ましい。これによって、待機フェーズの持続時間が、ジェスチャを確実にエラーなく認識するために有利に決定されている。
【００１４】
好ましくは、本方法は、前記並進フェーズにおいて生成された前記信号振れの最も急峻な変曲点の時間に関する１次導関数の絶対値が、前記接近フェーズにおいて生成された前記信号振れの最も急峻な変曲点の時間に関する１次導関数の絶対値よりも大きいかどうかを検証するステップを含み、これが該当する場合には次のステップに進む。これによって有利には、接近フェーズと並進フェーズとを特に確実にエラーなく区別することが可能となる。
【００１５】
好ましくは、本方法は、前記信号振れの前記極値の絶対値が所定の閾値よりも大きいかどうかを検証するステップを含み、これが該当する場合には次のステップに進む。これによって有利には、例えば画素の周囲からの影響によって放射される干渉信号がジェスチャの評価を阻害することがなくなり、これによってジェスチャ認識の精度が向上する。
【００１６】
好ましくは、本方法は、前記待機レベルの絶対値が前記極値のうちの少なくとも１つの最大でも２０％であるかどうかを検証するステップを含み、これが該当する場合には次のステップに進む。好ましくは、本方法は、前記待機レベルが実質的にゼロであるかどうかを検証するステップを含む。
【００１７】
以下では、本発明の好ましい実施形態が概略図に基づいて説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第２の種類のジェスチャによる、本発明による携帯機器のための本発明によるスイッチ操作装置の概略図である。
【図２】８つの種類のジェスチャの概略図である。
【図３】ジェスチャセンサの概略図である。
【図４】第１の種類のジェスチャに対する、図３のジェスチャセンサの信号曲線を有する線図である。
【図５】図４の詳細図である。
【図６】第５の種類のジェスチャに対する、図３のジェスチャセンサの信号曲線を有する線図である。
【図７】図６の詳細図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１には、携帯機器に組み込まれたスイッチ操作装置１１が示されている。スイッチ操作装置１１は、ジェスチャセンサ１および信号処理ユニット７を含み、信号処理ユニット７は、ジェスチャセンサ１から信号処理ユニット７に信号を伝送する信号線８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７に伝送される信号の処理に応じて、信号処理ユニット７は、携帯機器のスイッチ１０を操作可能なアクチュエータ９を作動または停止させる。スイッチ１０は、携帯機器の機能を作動／停止させるために携帯機器内で相互接続されている。
【００２０】
ジェスチャセンサ１は、非触覚的なジェスチャを検出するために設けられており、ジェスチャセンサ１が検出したこの非触覚的なジェスチャに応じて、１つまたは複数の信号が信号線８を介して信号処理ユニット７に伝送され、この信号に基づいて、スイッチ１０の操作を、アクチュエータ９を介して実施することができる。スイッチ１０の操作は、８つの種類のジェスチャ３，４，３１乃至３８のうちの１つがジェスチャセンサ１および信号処理ユニット７によって識別された場合にのみトリガされる。ジェスチャは、ジェスチャセンサ１の近傍において手２によって非触覚的に実施されることが企図されており、手２によって発せられた熱をジェスチャセンサ１によって検出することができる。
【００２１】
８つの種類のジェスチャ３，４，３１乃至３８は、手２がジェスチャセンサ１に接近する接近フェーズ３と、手２がジェスチャセンサ１に近接したまま留まっている、接近フェーズ３に後続する待機フェーズ４と、手２が８つの方向のうちの１つに移動する、待機フェーズ４に後続する並進フェーズとによって形成される。８つの種類のジェスチャ３，４，３１乃至３８は、接近フェーズ３および待機フェーズ４に関しては同一であるが、並進フェーズでは手２が移動する方向が異なる。図１は、第２の種類のジェスチャ３，４，３２を示す。図１から見て取れるように、第２の種類のジェスチャ３，４，３２は、手２の右から左への移動である。
【００２２】
図２は、８つ全ての種類のジェスチャ３，４，３１乃至３８を示す。図１に示すように、第１の種類のジェスチャ３，４，３１は、並進フェーズにおける手２の左から右への移動であり、第２の種類のジェスチャ３，４，３２は、並進フェーズにおける手２の右から左への移動である。第３の種類のジェスチャ３，４，３３は、並進フェーズにおける手２の下から上への移動であり、第４の種類のジェスチャ３，４，３４は、並進フェーズにおける手２の上から下への移動である。さらには、第５の種類のジェスチャ３，４，３５は、並進フェーズにおける手２の左上から右下への移動であり、第６の種類のジェスチャ３，４，３６は、並進フェーズにおける手２の右下から左上への移動である。さらには、第７の種類のジェスチャ３，４，３７は、並進フェーズにおける手２の左下から右上への移動であり、第８の種類のジェスチャ３，４，３８は、並進フェーズにおける手２の右上から左下への移動である。例えば、第１の種類のジェスチャ３，４，３１によって、スイッチ操作装置１１が「エンター（ＥＮＴＥＲ）」コマンドを実行するようにし、また、第２の種類のジェスチャ３，４，３２によって、スイッチ操作装置１１が「エスケープ（ＥＳＣＡＰＥ）」コマンドを実行するようにすることが考えられる。
【００２３】
図３には、ジェスチャセンサ１の概略図が示されている。ジェスチャセンサ１は、縦方向対角線２８および横方向対角線２９を有する菱形６を含み、菱形６のそれぞれの角にはそれぞれの画素２１乃至２４が配置されている。図３から見て取れるように、第１の画素２１は菱形６の上の角に配置されており、第２の画素２２は菱形６の右の角に配置されており、第３の画素２３は菱形６の下の角に配置されており、第４の画素２４は菱形６の左の角に配置されている。直接的に隣り合う２つの画素の距離２５は、５０μｍ乃至３００μｍの間である。図３において水平に配向される縦方向２６は、第４の画素２４および第２の画素２２によって形成される縦方向対角線２８に対して平行である。図３から見て取れる横方向２７は、第１の画素２１および第３の画素２３によって形成される横方向対角線２８に対して平行である。第１の種類３１および第２の種類３２のジェスチャは、縦方向２６に対して平行な並進フェーズにあり、その一方で、第３の種類３３および第４の種類３４のジェスチャは、横方向２７に対して平行な並進フェーズにある。第１の種類３１のジェスチャと第２の種類３２のジェスチャとは、並進フェーズにおいてそれぞれ反対の方向を有し、第３の種類３３のジェスチャと第４の種類３４のジェスチャとは、並進フェーズにおいてそれぞれ反対の方向を有する。
【００２４】
画素２１乃至２４はそれぞれ、チタン酸ジルコン酸鉛からなる薄膜を含み、この薄膜により、それぞれの画素２１乃至２４が手２によって発せられた熱の経時変化を検出すると直ちに信号が生成される。このようにして、手２によるジェスチャの１つの実施中に、対応する画素２１乃至２４の薄膜によって検出された熱の経時的な強度曲線に対応する信号振れ４８，７８を有する信号が、それぞれの画素２１乃至２４から信号処理ユニット７に出力される。
【００２５】
図４および図５は、第１の種類のジェスチャ３，４，３１の実施中における信号振れ４８を示し、図６および図７は、第５の種類のジェスチャ３，４，３５の実施中における信号振れ７８を示す。図４および図５では、第１の画素２１の信号が参照符号４１で示されており、第２の画素２２の信号が参照符号４２で示されており、第３の画素２３の信号が参照符号４３で示されており、第４の画素２４の信号が参照符号４４で示されている。図６および図７では、第１の画素２１の信号が参照符号８１で示されており、第２の画素２２の信号が参照符号８２で示されており、第３の画素２３の信号が参照符号８３で示されており、第４の画素２４の信号が参照符号８４で示されている。図４および図５は、画素２１乃至２４によって出力された信号４１乃至４４の経時的な信号曲線を有する線図を示し、ここでは横軸４５上に時間が記入されており、縦軸４６上に信号が記入されている。図６および図７は、画素２１乃至２４によって出力された信号８１乃至８４の経時的な信号曲線を有する線図を示し、ここでは横軸７５上に時間が記入されており、縦軸７６上に信号が記入されている。全ての線図に関して、信号は電圧である。
【００２６】
図４および図６から見て取れるように、信号振れ４８，７８は、それぞれ接近フェーズにおいて生成された信号振れ４９，７９と、接近フェーズにおいて生成された信号振れ４９，７９よりも時間的に後にある並進フェーズにおいて生成された信号振れ５０，８０とを含む。したがって、接近フェーズにおいて生成された信号振れ４９，７９は、並進フェーズにおいて生成された信号振れ５０，８０とは反対の符号を有する。図４および図６では、接近フェーズにおいて生成された信号振れ４９，７９は最大値を含み、並進フェーズにおいて生成された信号振れ５０，８０は最小値を含む。接近フェーズにおいて生成された信号振れ４９，７９と、並進フェーズにおいて生成された信号振れ５０，８０との間には、それぞれ待機フェーズ４に対応する待機レベル４７，７７が介在している。
【００２７】
図５は、図４の並進フェーズにおいて生成された最小値の拡大図を示し、図７は、図６の並進フェーズにおいて生成された最小値の拡大図を示す。図４および図５のそれぞれの信号曲線４１乃至４４は、それぞれ最小値５１乃至５４を含み、それぞれの信号曲線７１乃至７４は、それぞれ最小値８１乃至８４を含む。図５に示されているように、第１の種類のジェスチャ３，４，３１の実施中には、第４の画素２４の信号曲線４４の最小値５４が第１の時点６１に位置しており、第１の画素２１および第３の画素２３の信号曲線４１，４３の最小値５１，５３が時点６２に位置しており、第２の画素２２の信号曲線４２の最小値５２が第３の時点６３に位置している。第３の時点６３は、第１の時点６１よりも時間的に後に位置する第２の時点６２よりも時間的に後に位置しており、第２の時点６２から第１の時点６１までの時間遅延６４と、第３の時点６３から第２の時点６２までの時間遅延６４とは同一である。図７に示されているように、第５の種類のジェスチャ３，４，３５の実施中には、第１の画素２１および第４の画素２４の信号曲線７１，７４の最小値８１，８４が第１の時点９１に位置しており、第２の画素２２および第３の画素２３の信号曲線７２，７３の最小値８２，８３が第２の時点９２に位置している。なお、第２の時点９２は、第１の時点９１よりも時間的に後に位置している。
【００２８】
最初の４つの種類のジェスチャを識別して、スイッチ操作装置１１を操作するための方法は、図４および図５に関連した以下のステップを含む。すなわち、手２によって非触覚的なジェスチャが実施されることにより、各画素２１乃至２４によって各信号振れ４８が出力される。信号４１乃至４４は、待機レベル４７が含まれた、連続した信号振れ４８の発生に関して検査される。次いで、信号振れ４９が信号振れ５０とは反対の方向を有しているかどうか、および、信号振れ４９同士の時間遅延が５０ｍｓ以内であるかどうかが検証される。さらには、時間的に最初４４の信号振れ５０と、時間的に最後４２の信号振れ５０との時間遅延が、１０ｍｓ乃至１００ｍｓの間にあるかどうかも検証される。さらには、待機フェーズ４の持続時間が１００ｍｓ乃至１５００ｍｓ以内であって、かつ、信号振れ４１と信号振れ４３との時間遅延が０．５ｍｓ以内である場合には、並進フェーズ中に実施されたジェスチャの方向を、前記４つの方向うちの１つとして識別可能である。図４および図５によれば、実施されたジェスチャは、左から右への方向を含んでいるので、この実施されたジェスチャは、第１の種類のジェスチャ３，４，３１として識別される。信号処理ユニット７によってアクチュエータ９が相応に制御され、スイッチ１０が操作される。
【００２９】
最後の４つの種類のジェスチャを識別して、スイッチ操作装置１１を操作するための方法は、図６および図７に関連した以下のステップを含む。すなわち、手２によって非触覚的なジェスチャが実施されることにより、各画素２１乃至２４によって各信号振れ７８が出力される。信号７１乃至７４は、待機レベル７７が含まれた、連続した信号振れ７８の発生に関して検査される。次いで、信号振れ７９が信号振れ８０とは反対の方向を有しているかどうか、および、信号振れ７９同士の時間遅延が５０ｍｓ以内であるかどうかが検証される。さらには、時間的に最初の２つの信号振れ７１と７４との時間遅延と、時間的に最後の２つの信号振れ７２と７３との時間遅延とが、それぞれ０．５ｍｓ以内であるかどうかが検証される。さらには、待機フェーズ４の持続時間が１００ｍｓ乃至１５００ｍｓ以内であって、かつ、時間的に最初７１，７４の信号振れ８０と、時間的に最後７２，７３の信号振れ８０との時間遅延が１０ｍｓ乃至１００ｍｓの間にある場合には、並進フェーズ中に実施されたジェスチャの方向を、残りの前記４つの方向のうちの１つとして識別可能である。図６および図７によれば、実施されたジェスチャは、左上から右下への方向を含んでいるので、この実施されたジェスチャは、第５の種類のジェスチャ３，４，３５として識別可能となる。信号処理ユニット７によってアクチュエータ９が相応に制御され、スイッチ１０が操作される。
【００３０】
あるいは、複数のジェスチャの種類を定義および識別するために、待機フェーズの持続時間をゼロにすることが可能であり、この場合には下限の待機閾値と上限の待機閾値とが一致し、したがって０ｍｓである。
【００３１】
さらには、両方の方法において、信号振れ４９，７９の最も急峻な変曲点の時間に関する１次導関数の絶対値が、信号振れ５０，８０の最も急峻な変曲点の時間に関する１次導関数の絶対値よりも大きいかどうかが検証される。また、信号振れ４９，５０，７９，８０の極値の絶対値が、画素２１乃至２４の干渉信号が抑制される所定の閾値よりも大きいかどうかも検証される。さらには、待機レベル４７，７７の絶対値が、極値の絶対値のうちの少なくとも１つの最大でも２０％であって実質的にゼロであるかどうかが検証される。
【符号の説明】
【００３２】
１  ジェスチャセンサ
２  手
３  接近フェーズ
４  待機フェーズ
５  プッシュ・ジェスチャ
６  菱形
７  信号処理ユニット
８  信号線
９  アクチュエータ
１０  スイッチ
１１  スイッチ操作装置
２１  第１の画素
２２  第２の画素
２３  第３の画素
２４  第４の画素
２５  隣り合う２つの画素の距離
２６  縦方向
２７  横方向
２８  縦方向対角線
２９  横方向対角線
３１  第１の種類の並進ジェスチャ
３２  第２の種類の並進ジェスチャ
３３  第３の種類の並進ジェスチャ
３４  第４の種類の並進ジェスチャ
３５  第５の種類の並進ジェスチャ
３６  第６の種類の並進ジェスチャ
３７  第７の種類の並進ジェスチャ
３８  第８の種類の並進ジェスチャ
４１  第１の画素の信号
４２  第２の画素の信号
４３  第３の画素の信号
４４  第４の画素の信号
４５  横軸
４６  縦軸
４７  待機レベル
４８  信号振れ
４９  接近フェーズにおいて生成された信号振れ
５０  並進フェーズにおいて生成された信号振れ
５１  第１の最小値
５２  第２の最小値
５３  第３の最小値
５４  第４の最小値
６１  第１の時点
６２  第２の時点
６３  第３の時点
６４  時間遅延
７１  第１の画素の信号
７２  第２の画素の信号
７３  第３の画素の信号
７４  第４の画素の信号
７５  横軸
７６  縦軸
７７  画素の不活性中における信号レベル
７８  信号振れ
７９  接近中における信号振れの第１の部分
８０  並進ジェスチャ３１の実施中における信号振れの第２の部分
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
８５  第５の種類の並進ジェスチャ
９１  第１の時点
９２  第２の時点
９４  時間遅延
【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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【国際調査報告】
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