JP2009130694A - 操作信号生成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】情報入力装置を自由に設置することが可能な操作信号生成装置を提供すること。
【解決手段】操作信号生成装置１は、電子機器１００を操作する操作信号を生成する装置であって、建造物、又は、建造物に固定された工作物、又は、静置して利用される物品の振動を検出する振動検出センサ１０と、振動検出センサの出力信号が所定の条件を満たしているか否かを判定し、出力信号が所定の条件を満たしている場合に、操作信号を生成する操作信号生成部２０と、を含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、操作信号生成装置に関する。

ユーザが情報を入力する情報入力装置を有し、当該情報入力装置に入力された操作情報に基づいて、電子機器を動作させる操作信号を生成する操作信号生成装置が知られている。そして、ユーザが操作信号生成装置に操作情報を入力するための情報入力装置として、押しボタン等の機械的な機構を有する情報入力装置や、タッチパネル等の情報入力装置が知られている。また、機械的な機構により、電子機器の電源のオン・オフを制御するスイッチが知られている。
特開２００５−２８６８０９号公報

押しボタン等の機械的な機構を有する情報入力装置は、埃などの外的要因により劣化が進むおそれがある。また、水分によってショートするおそれがあるため水周りに設置することは難しく、操作時に火花が出るおそれがあるため火気厳禁場所に設置することが難しかった。さらに、機械的な機構を有する情報入力装置によると、設置面に凹凸が生じることから、外観上から、設置場所が限定されることがあった。

なお、表面に凹凸が現れない情報入力装置として、タッチパネルが知られているが、機構の特性上、水周りに配置することは困難で、また、パネル面の剛性の観点からも、設置場所が限定されることがあった。

本発明のいくつかの態様の目的は、情報入力装置を自由に設置することが可能な操作信号生成装置を提供することにある。

（１）本発明は、
電子機器を操作する操作信号を生成する操作信号生成装置であって、
建造物、又は、建造物に固定された工作物、又は、静置して利用される物品の振動を検出する振動検出センサと、
前記振動検出センサの出力信号が所定の条件を満たしているか否かを判定し、前記出力信号が前記所定の条件を満たしている場合に、前記操作信号を生成する操作信号生成部と、
を含む。

本発明によると、振動検出センサの出力信号（振動検出センサが検出した振動）に基づいて、電子機器を操作する操作信号が生成される。ここで、振動検出センサは、建造物等の振動を検出するように構成されていることから、操作信号生成装置は、建造物等が振動する態様に基づいて、操作信号を生成するといえる。すなわち、本発明に係る操作信号生成装置によると、ユーザが建造物等を振動させることにより、電子機器を操作する操作信号が生成される。

このことから、本発明によると、ボタンやキー等の操作部を操作することなく、建造物等に振動を与えるだけで操作信号を生成することが可能な、操作性に優れた操作信号生成装置を提供することができる。

また、本発明に係る操作信号生成装置によると、ユーザは、操作部を操作することなく、電子機器を操作することが可能になる。そのため、本発明によると、操作部を、ユーザが知覚可能な態様に設ける必要がなくなる。すなわち本発明によると、操作部を表出させる必要がなくなるため、外観上の制約を受けずに建造物等に配置することが可能な操作信号生成装置を提供することができる。

（２）本発明の操作信号生成装置は、
前記建造物、又は、前記工作物、又は、前記物品を構成する、前記振動検出センサを保持する保持部材をさらに有してもよい。

振動検出センサを、建造物等を構成する部材（保持部材）に設置することで、建造物等の振動を精度よく検出することが可能になる。なお、本発明に適用可能な振動検出センサは、特定の構成の振動検出センサに限定されるものではなく、既に公知となっているいずれかの振動検出センサを適用してもよい。振動検出センサとして、例えば、角速度センサ（ジャイロセンサ）や、加速度センサを利用してもよい。

（３）本発明の操作信号生成装置は、
前記保持部材の主面は、振動入力領域を有し、
前記主面における前記振動入力領域とその周辺領域とは、平らに構成されていてもよい。

ここで、振動入力領域は、保持部材の主面（ユーザを向く面）に適宜設定することができる。例えば主面のうち、ユーザが保持部材に入力する振動（例えば保持部材を叩くことにより保持部材に発生する叩き振動）が最も精度よく振動検出センサに伝わる領域に設定してもよい。振動入力領域は、振動検出センサ（操作信号生成装置ユニット）と重複する領域であってもよい。

（４）本発明の操作信号生成装置は、
前記保持部材は、前記建造物、又は、前記工作物、又は、前記物品に設けられた凹部の開口部と勘合して、前記建造物、又は、前記工作物、又は、前記物品と一体なるように構成され、その外面が振動入力領域となるよう構成してもよい。

このようにすると凹部の開口部を操作信号生成装置にはめ込むことにより、はめ込まれた操作信号生成装置の外面が前記建造物、又は、前記工作物、又は、前記物品と一体化して、振動入力領域となるように構成することができる。

（５）本発明の操作信号生成装置は、
前記振動入力領域の少なくとも一部には、蛍光塗料が塗布されていてもよい。

これによると、暗所において、ユーザが、正確に振動入力領域を知覚することができるため、電子機器を正確に動作させることが可能になる。

（６）本発明の操作信号生成装置は、
発光部品をさらに有し、
前記振動入力領域の少なくとも一部は、前記発光部品から放射された光を透過するように構成されていてもよい。

これによると、暗所において、ユーザが、正確に振動入力領域を知覚することができるため、電子機器を正確に動作させることが可能になる。

（７）本発明の操作信号生成装置は、
前記振動検出センサが実装された基板をさらに有し、
前記基板は、前記保持部材と間隔をあけて配置されていてもよい。

（８）本発明の操作信号生成装置は、
前記基板は、一点又は複数点で支持されて、前記保持部材に保持されていてもよい。

これによると、保持部材の振動を正確に振動検出センサに伝えることができるため、精度の高い操作信号生成装置を提供することができる。

（９）本発明の操作信号生成装置は、
前記基板は、樹脂部材を介して、前記保持部材に保持されていてもよい。

なお、本発明では、操作信号生成装置に求められる動作精度に応じて、樹脂部材を選択してもよい。例えば、硬質の樹脂部材を利用すれば、保持部材の振動に対して正確に反応するように操作信号生成装置を設定することができる。これに対して、軟質の樹脂部材を利用すれば、保持部材の振動のエネルギーを樹脂部材で吸収することができるため、振幅（エネルギー）の小さい振動の影響を無視することが可能になる。そのため、誤動作の少ない操作信号生成装置を提供することができる。

（１０）本発明の操作信号生成装置は、
前記振動検出センサが実装された基板をさらに有し、
前記基板は、前記保持部材に接触していてもよい。

これによると、保持部材の振動を正確に振動検出センサに伝えることができるため、精度の高い操作信号生成装置を提供することができる。

（１１）本発明の操作信号生成装置は、
少なくとも前記振動検出センサが内部に配置された、防水性の筐体をさらに有してもよい。

これによると、振動検出センサが水分と接触することを防止することができるため、振動検出センサを、水周り等に配置することが可能になる。

（１２）本発明の操作信号生成装置は、
少なくとも前記振動検出センサが内部に配置された、気密性の筐体をさらに有してもよい。

これによると、振動検出センサを、火気厳禁の場所にも安全に設置することが可能になる。

（１３）本発明の操作信号生成装置は、
前記所定の条件を記憶する判定条件記憶部と、
前記振動検出センサの出力信号に基づいて、前記判定条件記憶部に、前記所定の条件を記憶させる判定条件設定部と、
をさらに有してもよい。

異なるユーザが同じ動作を行った場合、それによって発生する振動は、各ユーザの個体差の影響を受けることがある。例えば、ユーザＡとユーザＢとでは、同じ動作を行った場合でも、振動検出センサが検出する振動の振幅や減衰パターン、振幅のピークの間隔が異なることがある。

この個体差を吸収して動作するように、操作信号生成装置を設計してもよいが、個体差を利用することで、セキュリティー機能が付加された操作信号生成装置を提供することが可能になる。

例えば、特定のユーザが振動検出センサを振動させたときの振動検出センサの出力信号に基づいて判定条件を設定すると、他のユーザがその振動を正確に再現することは困難なため、第三者による電子機器の操作を防止することができる。

また、これによると、ユーザ自身の特徴を加味して判定条件を設定することが可能になるため、特定のユーザが発生させる振動に正確に反応させることができ、誤動作の少ない操作信号生成装置を提供することができる。

（１４）本発明の操作信号生成装置は、
前記操作信号生成部は、
前記振動検出センサの出力信号に基づいて、前記建造物、前記工作物、又は、前記物品に対する叩き入力の有無を検出し、前記叩き入力が有りと判定された場合には、叩き入力に対応した操作信号を生成してもよい。

前記叩き入力検出部は、１の角速度センサの回転角速度値の遷移に基づき叩かれたスイッチエリアを判断してもよい。

角速度センサに対して異なる位置関係をとる複数のスイッチエリアは、それぞれが叩かれた場合のジャイロセンサーの回転方向や大きさが異なるので、ジャイロセンサーの出力信号の特性（例えば振幅方向や振幅）も異なってくる。従ってジャイロセンサーの出力信号の特性に基づきどのスイッチエリアが叩かれたか判定することができる。

従って複数のスイッチエリアの各スイッチエリア毎に異なるコマンドを対応させておくことにより、１の角速度センサで複数のコマンド入力を実現することができる。

（１５）本発明の操作信号生成装置は、
前記操作信号生成部は、
１の振動検出センサの出力信号に基づいて、前記振動入力領域の異なる位置に設定された複数のスイッチエリアに対する叩き入力の有無を判定し、
前記複数のスイッチエリアのいずれかのスイッチエリアに前記叩き入力が有りと判定された場合には、当該スイッチエリアに対応した操作信号を生成してもよい。

前記叩き入力検出部は、複数の角速度センサの回転角速度値の遷移に基づき叩かれたスイッチエリアを判断してもよい。

（１６）本発明の操作信号生成装置は、
前記操作信号生成部は、
前記保持部材の異なる位置に配置された複数の振動検出センサの出力信号の遷移に基づき前記振動入力領域の異なる位置に設定された複数のスイッチエリアに対する叩き入力の有無を判定し、前記複数のスイッチエリアのいずれかのスイッチエリアに前記叩き入力が有りと判定された場合には、当該スイッチエリアに対応した操作信号を生成してもよい。

（１７）本発明の操作信号生成装置は、
前記操作信号生成部は、
前記振動検出センサの出力信号に基づいて、ユーザが、前記建造物、前記工作物、又は、前記物品を叩いた回数を検出する叩き回数検出部と、
前記叩き回数と前記操作信号との対応関係を記憶する対応関係記憶部と、
をさらに含み、
前記対応関係に基づいて、前記叩き回数検出部で検出された叩き回数に対応する操作信号を生成してもよい。

これによると、ユーザは、「建造物等を叩く」という単純な動作によって、電子機器に所望の動作をさせることが可能になる。

（１８）本発明の操作信号生成装置は、
前記叩き回数と前記操作信号との対応関係を設定し、前記対応関係記憶部に記憶させる対応関係設定部をさらに含んでもよい。

これによると、ユーザの利用態様に最も合致した操作信号生成装置を提供することが可能になる。

（１９）本発明の操作信号生成装置は、
前記対応関係記憶部は、
前記叩き回数と前記操作信号との対応関係を処理体系毎に記憶し、
複数の処理体系の中からいずれかの処理体系を選択して切り替える処理体系切り替え部をさらに含み、
前記操作信号生成部は、
選択された前記処理体系における前記対応関係に基づいて、前記検出された叩き回数に対応付けられた操作信号を生成してもよい。

これによると、電子機器に多種の動作を行わせることができるため、操作性に優れた操作信号生成装置を提供することができる。

（２０）本発明の操作信号生成装置は、
前記振動検出センサの出力信号に基づく前記電子機器の操作を、有効又は無効に設定する設定手段をさらに含んでもよい。

これによると、電子機器の誤動作を防止することが可能になる。

なお、ここで言う設定手段とは、例えばユーザの接触を感知する接触検出部であってもよい。そして、操作信号生成装置を、接触検出部にユーザが接触しているときのみに、振動検出センサの出力信号に基づく電子機器の操作を有効にするように設定してもよい。なお、接触検出部は、静電センサや加圧センサ、温度センサなど、既に公知となっているいずれかのデバイスを利用することができる。

以下、本発明の好適な実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また以下で説明される構成のすべてが本発明の必須構成要件であるとは限らない。

図１〜図１３は、本発明を適用した実施の形態に係る操作信号生成装置１について説明するための図である。なお、操作信号生成装置１は、建造物、又は、建造物に固定された工作物、又は、静置して利用される物品（これらについては、適宜、「建造物等」と呼ぶ）の振動に基づいて、電子機器を操作する（動作させる）操作信号を生成する装置である。

ここで、「建造物」とは、家屋（壁、床、天井、屋根、柱、プールや風呂等も含む）やビルや道路（歩道を含む）、港湾設備やダム、上下水道、パイプライン、船舶、電車、自動車、駐車場（立体駐車場を含む）を含む。また、「建造物に固定された工作物」とは、家屋等に備え付けられたドアやバスタブやバスユニット、換気扇ユニット、トイレユニット、システムキッチン、道路に設けられた電柱、送電塔やマンホールを含む。また、「静置して利用される物品」とは、テーブルや椅子、本棚やクローゼットなどの家具、家屋等に備え付けられて利用される操作対象である電子機器本体及びリモコンを含む。ただし、これらは、建造物、工作物、物品の一例であり、本発明はこれに限られるものではない。また、本発明は、建造物と工作物、工作物と静置物品、静置物品と建造物などの、異なる分類に同時に属する部材を対象に含む。

また、本発明が操作の対象とする電子機器についても、特に限定されるものではない。例えば、電子機器は、照明機器、ＡＶ機器、エアコン、ナビゲーションシステム、ドア（自動ドア）、電子キー、換気扇、電磁弁であってもよい。ただし、ここに挙げた電子機器は、本発明の対象の一例であり、本発明がこれらに限られるものではない。

本実施の形態に係る操作信号生成装置１は、図１に示すように、振動を検出する振動検出センサ１０を含む。なお、本実施の形態では、振動検出センサ１０の出力信号に基づいて、後述する操作信号生成部２０で、電子機器を操作する操作信号が生成される。このことから、本実施の形態では、振動検出センサ１０を、操作信号生成装置１に操作情報を入力するための操作情報入力装置（ユーザインターフェース）ととらえてもよい。

振動検出センサ１０は、対象物（建造物等）の振動を検出することが可能ないずれかのセンサを利用することができる。例えば、振動検出センサ１０として、角速度センサ（ジャイロセンサ）を利用してもよい。ここで、角速度センサとは、ある一定の回転軸を中心とした回転運動に対する回転の速さ（回転角速度）を計測するセンサであり、回転角速度に応じたアナログ信号を出力するように構成されていてもよい。ジャイロセンサは、例えば圧電効果を利用して振動する振動ジャイロスコープであってもよい。このタイプのセンサでは、ジャイロ素子（水晶等の振動体）に交流電圧を加えることでジャイロ素子の少なくとも一部を振動させ、コリオリ力を利用して、回転率や角速度に応じた電流（電圧）を発生させる。この電流（電圧）信号を内部で増幅し、角速度に比例した電圧を出力することで、振動に応じた電気信号を出力することが可能になる。なおジャイロの種類は任意であり、例えばＭＥＭＳ（micro electro mechanical system）技術を応用したジャイロセンサでもよい。振動検出センサ１０は、所定の１軸方向のみの振動を検出する構成であってもよく、互いに直交する２軸又は３軸それぞれに対して検出する構成でもよい。

ただし、本発明に適用可能な振動検出センサ１０はジャイロセンサに限られるものではない。例えば、振動検出センサ１０として、加速度を検出する加速度センサを利用してもよい。これによっても、建造物等の振動を検出することができる。

本実施の形態に係る操作信号生成装置１は、図１に示すように、アナログ処理回路（アナログフロントエンド回路）１５を含む。アナログ処理回路１５は、ローパスフィルタ／オペアンプ１４、Ａ／Ｄコンバータ１６を含み、振動検出センサ１０が出力するアナログ信号１２の入力を受け付け、対応するデジタル信号１８を生成するように構成されていてもよい。なお、本実施の形態では、アナログ処理回路１５を、振動検出センサ１０や、後述する操作信号生成部２０の一部ととらえてもよい。ただし、本実施の形態に係る操作信号生成装置１は、アナログ処理回路１５を含まない構成であってもよい。

本実施の形態に係る操作信号生成装置１は、図１に示すように、電子機器を操作する操作信号を生成する操作信号生成部２０を含む。操作信号生成部２０が生成する操作信号は、電子機器に特定の動作を行わせるための信号であり、例えば、電子機器のオン／オフを制御する信号（オン／オフ反転信号）であってもよく、コマンド信号（動作選択信号）であってもよい。

操作信号生成部２０は、振動検出センサ１０の出力信号に基づいて、操作信号を生成する。本実施の形態では、操作信号生成部２０は、振動検出センサ１０の出力信号が所定の条件を満たしているか否かを判定し、当該出力信号が所定の条件を満たしている場合に、操作信号を生成するように構成されている。すなわち、操作信号生成部２０は、建造物等に特定の振動が加えられたときにのみ操作信号を生成するように構成されているといえる。

操作信号生成部２０は、１の振動検出センサの出力信号に基づいて、前記振動入力領域の異なる位置に設定された複数のスイッチエリアに対する叩き入力の有無を判定し、前記複数のスイッチエリアのいずれかのスイッチエリアに前記叩き入力が有りと判定された場合には、当該スイッチエリアに対応した操作信号を生成するようにしてもよい。

また本実施の形態の操作信号生成装置１は、複数の振動検出センサ１０を含み、操作信号生成部２０は、前記保持部材の異なる位置に配置された複数の振動検出センサ１０の出力信号の遷移に基づき前記振動入力領域の異なる位置に設定された複数のスイッチエリアに対する叩き入力の有無を判定し、前記複数のスイッチエリアのいずれかのスイッチエリアに前記叩き入力が有りと判定された場合には、当該スイッチエリアに対応した操作信号を生成するようにしてもよい。

本実施の形態では、操作信号生成部２０（操作信号生成装置１）は、図１に示すように、叩き回数検出部３０を含む。叩き回数検出部３０は、振動検出センサ１０の出力信号に基づいて、ユーザが建造物等を叩いた回数を検出する。叩き回数検出部３０は、振動検出センサ１０の出力信号（例えばアナログ処理回路１５から出力されたデジタル信号１８）を受け取り、出力信号の遷移に基づき叩かれた回数を判定するもので、例えばＣＰＵやＣＰＵを含むマイクロコンピュータ等で実現することができる。

なお、叩き回数検出部３０が叩き回数を検出する方法は特に限定されるものではない。以下、振動検出センサ１０としてジャイロセンサを利用した場合を例にとって、叩き回数検出部３０が叩き回数を検出する手順の一例について説明する。

図２（Ａ）は、振動検出センサ１０（建造物等）が１回振動したときの、振動検出センサ１０の出力信号を示す図である。すなわち、振動検出センサ１０（建造物等）が１回振動すると、振動検出センサ１０からは、図２（Ａ）に示すアナログ信号（アナログ電圧信号）が出力される。なお、図２（Ａ）における電圧値２２０は、振動検出センサ１０が右回転した場合に出力される電圧値であり、電圧値２２２は、振動検出センサ１０が左回転した場合に出力される電圧値である。なお、振動検出センサ１０は、建造物等が振動するたびに、所定の基準軸の両側に同程度変位する。そのため、建造物等が１回振動すると、振動検出センサ１０は、図２（Ａ）に示すように、基準電圧を対称とする２つのピークを持つ信号を出力する。

これをアナログ処理回路１５で処理すると、図２（Ｂ）に示すデジタル信号が生成される。すなわち、図２（Ｂ）は、振動検出センサ１０が出力したアナログ信号をデジタル変換した結果を示している。静止状態の電圧値を０とすると、＋の値を有する区間２２０’では右回転しており（右回転パルス発生）、−の値を有する区間では左回転している事になる（左回転パルス発生）。建造物等が１回叩かれると、右回転と左回転が一対となって検出される。そのため、この一対となる右回転パルスと左回転パルスを検出することにより１回叩かれたことを検出することができる。

次に、叩き回数検出部３０が叩き回数を判定する手法について説明する。図３は、振動検出センサ１０（建造物等）が２回叩かれた場合に、振動検出センサ１０から出力される出力信号の一例を示す図である。なお、図３では、出力信号２５０を連続的な線（アナログ値）で示しているが、出力信号２５０は離散的な点の集合（デジタル値）で表してもよい。

図３を見ると、振動検出センサ１０の出力を示す出力信号２５０は、Ｐ１，Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４の極値（最大値又は最小値）を有する規則的なパルスのあとに、Ｐ５，Ｐ６，Ｐ７，Ｐ８の極値を有する派生的なパルスが現れる。ここでＰ１，Ｐ２の極値を有するパルスは１回目の叩き操作によって生じたものであり、Ｐ３，Ｐ４の極値を有するパルスは２回目の叩き操作によって生じたものである。そしてそれ以降の不規則なパルス（極値Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７，Ｐ８を有するパルス）は、１回目と２回目の叩き操作の反動として生じる揺れにより生じたものである。

本実施の形態では、出力信号２５０の強度（電圧値）の閾値（＋Ｓ、−Ｓ）を設定し、閾値を超える一対のパルスを検出すると１回の叩き操作が行われたと判定するようにしてもよい。このようにすると、図３に示す出力信号２５０は、所定の期間内に、閾値を超える２対のパルス（Ｐ１、Ｐ２を極値とする１対のパルス、Ｐ３、Ｐ４を極値とする１対のパルス）を有するので、２回の叩き操作があったと判定することができる。すなわち、叩き回数検出部３０は、所定の期間内に出現するパルスの数をカウントすることで、叩き操作の回数を検出する構成となっていてもよい。

なお、本実施の形態では、出力信号２５０の強度（電圧値）の取り得る上限と下限の両方を規定した極値範囲（＋ｌ、−ｌ）を設定し、極値が極値範囲内である一対のパルスを検出すると１回の叩き操作が行われたと判定するようにしてもよい。このようにすると出力信号２５０は、極値が極値範囲内にある２対のパルス（Ｐ１、Ｐ２を極値とする１対のパルス、Ｐ３、Ｐ４を極値とする１対のパルス）を有するので、２回の叩き操作があったと判定することができる。また、これによると、振動検出センサ１０が極値範囲を超える値を有する信号を出力した場合に、当該振動に基づいて電子機器が動作することを防止することができる。そのため、電子機器の誤動作を防止することができる。

なお、本実施の形態では、操作信号生成装置１は、叩き動作の判定条件（閾値や極値範囲）を設定することが可能に構成されていてもよい。例えば操作信号生成装置１は、図１に示すように、書き換え可能に構成された判定条件記憶部３２と判定条件設定部３４とを含んでいてもよく、叩き回数検出部３０は、判定条件記憶部３２に記憶された判定条件に基づいて叩き回数を検出してもよい。なお、判定条件記憶部３２に記憶させる判定条件は、振動検出センサ１０の出力信号に基づいて設定してもよい。具体的には、判定条件設定期間を設けてユーザに叩き動作を行わせ、振動検出センサ１０から出力された信号に基づいて閾値や極値範囲などの判定条件（上述したＳの値やｌの値）を設定し、判定条件記憶部３２に記憶させてもよい。このとき、パルスの出現間隔（周期）についてもあわせて検出し、判定条件記憶部３２に記憶させてもよい。

一般に、物を叩く動作（強さや早さ）はユーザ毎に異なる。図４（Ａ）にはユーザＡが叩き動作を連続して２回行ったときの振動検出センサ１０の出力信号２７０を示し、図４（Ｂ）にはユーザＢが叩き動作を連続して２回行ったときの振動検出センサ１０の出力信号２８０を示す。図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示すように、同じ「２回叩く」という動作を行った場合でも、ユーザ毎に出力信号の強度や周期が異なる。そのため、特定のユーザに応じた判定条件を設定することで、第三者が電子機器を動作させることを防止することができ、操作信号生成装置１にセキュリティー機能を付加することが可能になる。なお、振動検出センサ１０の出力信号は、建造物等の叩き領域（操作情報入力領域）によっても異なる。そのため、ユーザがある程度の範囲内で自由に叩き領域を設定し、当該叩き領域を叩いたときの振動検出センサ１０の出力信号に基づいて判定条件を設定すれば、当該ユーザが定めた叩き領域を叩かなければ判定条件を満たす振動を生成することが困難になる。そのため、第三者が判定条件を満たす振動を再現することが困難で、信頼性の高いセキュリティシステムを実現することが可能になる。また、ユーザ毎に判定情報を設定することで、操作信号生成装置１の誤作動を防止することができることから、操作信号生成装置１を高精度に動作させることが可能になる。

本実施の形態に係る操作信号生成装置１は、図１に示すように、対応関係記憶部４０を含む。対応関係記憶部４０は、叩き回数（振動パターン）と操作信号との対応関係を記憶する。すなわち、対応関係記憶部４０は、振動検出センサ１０の出力信号と操作信号との対応関係を記憶しているといってもよい。なお対応関係記憶部４０を、例えばフラッシュメモリやＥＥＰＲＯＭなどの書き換え可能なメモリで構成し、外部からの入力に基づき、該書き換え可能なメモリに基準データを設定できるように構成されていてもよい。また対応関係をプログラムの命令コードに組み込み、ＣＰＵに実行させることで対応関係記憶部４０として機能させるようにしてもよい。

そして、本実施の形態に係る操作信号生成装置１は、操作信号生成処理部２５を有する。操作信号生成処理部２５は、対応関係記憶部４０に記憶された対応関係を示すデータに基づいて、叩き回数検出部３０で検出された叩き回数（すなわち振動検出センサ１０で検出された振動パターン）に対応する操作信号（コマンド）を生成する。これにより、「叩く」という単純な動作を組み合わせることによって所望の操作信号を生成することが可能になるため、操作性に優れた操作信号生成装置１を提供することが可能になる。

対応関係記憶部４０は、叩き回数や振動パターンといった、振動検出センサ１０の出力信号と操作信号の対応関係とを処理体系毎に記憶していてもよい。この場合、操作信号生成装置１は複数の処理体系を切り替えて実行するための処理体系切り替え部を含む。そして、操作信号生成部２０は、選択された処理体系における対応関係に基づいて、検出された叩き回数（あるいは振動パターン）に対応付けられた操作信号を生成するように構成されていてもよい。

なお、本実施の形態に係る操作信号生成装置１は、図１に示すように、対応関係設定部４２を含む。対応関係設定部４２は、振動検出センサ１０の出力信号（叩き回数や振動パターン）とコマンドとの対応関係を設定し、対応関係記憶部４０に記憶させるもので、例えばＣＰＵやＣＰＵを含むマイクロコンピュータ等で実現することができる。

本実施の形態に係る操作信号生成装置１は、接触検出部を含んでいてもよい（図示せず）。接触検出部は、静電センサ（タッチパネル）、温度センサ、圧力センサ等、ユーザが接触していることを検出することが可能な電子デバイスによって実現してもよい。そして、本実施の形態に係る操作信号生成装置１は、ユーザが接触検出部に接触している期間に限り、電子機器の操作が可能になるように構成されていてもよい。これにより、ユーザが操作信号生成装置１による電子機器の操作を意図しないときに、電子機器が誤動作することを防止することができる。なお、接触検出部は、振動検出センサ１０の出力信号に基づく電子機器の操作を、有効又は無効に設定する手段であるととらえることができる。すなわち、本実施の形態に係る操作信号生成装置１は、振動検出センサ１０の出力信号に基づく電子機器の操作を、有効又は無効に設定する設定手段を備えているとみなしてもよい。ただし、本発明に適用可能な設定手段は、接触検出デバイスに限られるものではない。

本実施の形態に係る操作信号生成装置１は、操作信号生成部２０で生成された操作信号を、有線又は無線で電子機器１００に送信するように構成されていてもよい。そして、電子機器１００は操作信号を受信し、当該操作信号に基づいて所定の動作を行う。電子機器１００は制御部１０２を有していてもよく、制御部１０２が、操作信号に基づいて、電子機器１００に所定の動作を行わせてもよい。なお、制御部１０２は、操作信号に基づいてコマンドを実行する装置であってもよく、例えばＣＰＵやＣＰＵを含むマイクロコンピュータ等で実現することができる。

本実施の形態に係る操作信号生成装置１の各機能は、半導体集積回路装置（ＩＣ）によって実現してもよい。例えば、先に述べた操作信号生成部２０や叩き回数検出部３０、対応関係記憶部４０や対応関係設定部４２は、半導体集積回路装置によって実現してもよい。また、振動検出センサ１０は、振動検出素子とその動作を制御する制御回路とを含むＭＥＭＳとして構成されていてもよい。なお、アナログ処理回路１５は、本実施の形態に係る操作信号生成装置１を実現するための半導体集積回路装置に搭載されていてもよく、別の半導体集積回路装置や電子部品として実現してもよい。

本実施の形態に係る操作信号生成装置１は、図５（Ａ）に示すように、少なくとも振動検出センサ１０が実装される基板５０を有する。基板５０には、操作信号生成部２０の機能を実現するための半導体集積回路装置が実装されていてもよい。また、基板５０には、電源装置や、外部（電子機器１００）に操作信号を送信するための発信装置が実装されていてもよい。基板５０の材料や構造は特に限定されるものではない。基板５０は配線パターンを有していてもよく、操作信号生成装置１は、該配線パターンを介して、種々の信号の授受が行われるように構成されていてもよい。

本実施の形態に係る操作信号生成装置１は、図５（Ｂ）に示すように、少なくとも振動検出センサ１０が内部に配置される、筐体５２をさらに含む。そして、基板５０は、筐体５２の一部を構成していてもよい。このとき、筐体５２の内面を基板５０の回路面として利用することで、基板５０の回路面（実装面）及び集積回路装置（ＩＣ）を、筐体５２内部に配置することができる。筐体５２は、防水性の筐体であってもよい。これによると、基板５０の回路面や集積回路装置が水分と接触することを防止することができるため、水周りや屋外で安全に利用することが可能な操作信号生成装置を提供することができる。また、筐体５２は、気密性の筐体であってもよい。これにより、火気厳禁の環境下で安全に利用することが可能な操作信号生成装置を提供することができる。本実施の形態では、筐体５２（筐体５２及び筐体５２内部に封止された電子部品）を指して、操作信号生成装置ユニット２と称してもよい。

図６（Ａ）及び図６（Ｂ）は、操作信号生成装置ユニット２（筐体５２）が保持部材６０に備え付けられた様子を示す図である。なお、保持部材６０は、建造物等を構成する部材である。保持部材６０は、例えば家屋の壁材や床材であってもよい。保持部材６０は、ユーザ側を向く主面６２を含む。そして、主面６２は、振動入力領域６４と、振動入力領域６４を囲む周辺領域６６とを含む。なお、振動入力領域６４とは、図６（Ｂ）に示すように、その裏面６３に操作信号生成装置ユニット２が取り付けられる領域である。すなわち、振動入力領域６４とは、主面６２のうち、最も操作信号生成装置ユニット２（振動検出センサ１０）に近い領域であり、叩き振動を最も効率よく操作信号生成装置ユニット２に伝えることができる領域であるといえる。

本実施の形態では、図６（Ｂ）に示すように、操作信号生成装置ユニット２は、支持部材６８によって支持されていてもよい。支持部材６８（保持部材６０）は、一点又は複数点で、操作信号生成装置ユニット２を支持していてもよい。これによると、保持部材６０（振動入力領域６４）の振動が効率よく操作信号生成装置ユニット２（振動検出センサ１０）に伝わるため、精度の高い操作信号生成装置を提供することができる。ただし、操作信号生成装置ユニット２（基板５０）は、樹脂材料によって保持部材６０に保持されていてもよい。なお、硬質の樹脂材料を介して操作信号生成装置ユニット２を保持部材に取り付けることで、保持部材６０の振動を正確に操作信号生成装置ユニット２に伝えることが可能になる。ただし、操作信号生成装置ユニット２（基板５０）は、保持部材６０に接触するように、保持部材６０に保持されていてもよい。あるいは、振動検出センサ１０を、保持部材６０に接触させてもよい。

保持部材６０は、図６（Ｂ）に示すように、振動入力領域６４と周辺領域６６とが平らに構成されていてもよい。本実施の形態に係る操作信号生成装置１によると、振動検出センサ１０を振動させることによって操作信号が生成されるため、ユーザが操作するスイッチやタッチパネルといったインターフェースが不要になる。また、振動検出センサ１０に振動を伝えることができれば電子機器を操作することができるため、ユーザが操作部（振動入力領域６４）の位置を正確に把握していない場合でも、電子機器を操作することが可能になる。そのため、振動入力領域６４の位置をユーザに正確に認識させる必要がなく、振動入力領域６４と周辺領域６６との境界に、凹部や凸部、あるいは、模様の違いなど、ユーザに知覚可能な構成を設ける必要がなくなるため、外観上の制約を受けずに、操作信号生成装置ユニット２を設置することができる。特に、主面６２に凸部を設けることなく設置することができるため、床下や道路等にも安全に設置することが可能になる。なお、振動入力領域６４は、周辺領域６６と同じ材料で構成されていてもよいが、異なる材料で構成されていてもよい。振動入力領域６４は、ユーザの接触を検出することが可能ないずれかの構成をなしていてもよい。

ただし、振動入力領域６４には、発光塗料が塗布されていてもよい。これによると、暗所においてユーザに振動入力領域６４を認識させることが可能になり、暗所であっても電子機器を正確に操作することが可能になる。

あるいは、基板５０（筐体５２）には発光する部品が実装されていてもよく、保持部材６０の振動入力領域６４の少なくとも一部は、発光部品から出射した光が透過するように構成されていてもよい。これによっても、暗所においてユーザに振動入力領域６４を認識させることが可能になる。

なお、保持部材６０における操作信号生成装置ユニット２が取り付けられる領域６５は、その周辺の領域６７と一体的に構成されていてもよい。これによると、保持部材６０の広範な不特定領域をユーザが叩いた場合でも、操作信号生成装置ユニット２（振動検出センサ１０）に振動を伝えることが可能になる。ただし、保持部材６０における操作信号生成装置ユニット２が取り付けられる領域６５は、その周辺の領域６７と分離していてもよく、両者は、振動を吸収する部材（例えば軟質性の樹脂部材）で固定されていてもよい。これによると、周辺の領域６７に与えられた振動が、領域６５（操作信号生成装置ユニット２）に伝達されることを防止することができる。そのため、誤作動の起こりにくい操作信号生成装置を提供することができる。

図１４及び図１５は、操作信号生成装置ユニット２（筐体５２）が保持部材４６０に備え付けられた他の例を示す図である。なお、保持部材４６０は、建造物等４００けられた凹部４１０の開口部と勘合して、前記建造物等４００と一体なるように構成され、その外面（ユーザ側を向く主面４６２）が振動入力領域４６４となる。

例えば図１４に示すように、操作信号生成装置ユニット２は、支持部材４６８によって支持されていてもよい。支持部材４６８（保持部材４６０）は、一点又は複数点で、操作信号生成装置ユニット２を支持していてもよい。これによると、保持部材４６０（振動入力領域４６４）の振動が効率よく操作信号生成装置ユニット２（振動検出センサ１０）に伝わるため、精度の高い操作信号生成装置を提供することができる。

このような場合には、例えば図１６に示すように操作信号生成装置ユニット２の内部に筐体５２に固定された基板４７０を設置し、当該基板４７０に振動検出センサ１０を設置してもよい。振動入力領域４６４に加えられた振動（叩き入力）が指示部材４６８を介して操作信号生成装置ユニット２に伝わることにより、操作信号生成装置ユニット２自体が振動して、その振動が内部の振動検出センサ１０に伝わるからである。

また例えば図１５に示すように、操作信号生成装置ユニット２（基板５０）は、樹脂材料４６９によって保持部材４６０に保持されていてもよい。

このような場合には、例えば図１７に示すように操作信号生成装置ユニット２の内部に指示部材４７２によって筐体５２と接続された基板４７０’を設置し、当該基板４７０’に振動検出センサ１０を設置してもよい。振動入力領域４６４に加えられた振動（叩き入力）が操作信号生成装置ユニット２の内部の指示部材４７２を介して基板４７０’に設置されて信号検出センサ１０に伝わるからである。

次に、叩き回数と操作信号との対応関係を例示しながら、本実施の形態に係る操作信号生成装置１と電子機器１００との具体的な動作について説明する。

図７には、操作信号生成装置１がＡＶ機器（ＤＶＤを内蔵したＴＶ）のコントローラとして構成されている場合の、叩き回数と操作信号との対応関係を示す対応テーブル３００を示す。対応テーブル３００には、叩き回数と、当該叩き回数に対応した操作信号を特定するための操作信号特定情報が記憶されている。なお、図７に示す対応テーブル３００は、操作信号生成装置１が複数の処理体系を有している場合の対応テーブルである。この場合の操作信号生成装置１は、選択されている処理体系を示す情報を格納するレジスタを有していてもよい。そして、当該レジスタに格納された情報に基づいて、特定の処理体系の対応テーブルを選択し、操作信号を生成する。

例えば、主電源がオフの場合、レジスタには‘１’が格納され、３回という叩き回数に、主電源をオンにするという操作信号が割り当てられる。主電源がオンになると、レジスタには‘２’が格納され、１回、２回の叩き回数に対して、それぞれ、ＴＶを選択する操作信号、ＤＶＤを選択する操作信号が割り当てられる。そして、ＴＶが選択されると、レジスタには‘３’が格納され、１〜４回の叩き回数に対して、それぞれ、チャンネルアップ操作信号、チャンネルダウン操作信号、音声アップ操作信号、音声ダウン操作信号が割り当てられる。また、ＤＶＤが選択されると、レジスタには‘４’が格納され、１〜４回の叩き回数に対して、それぞれ、スタート／ストップの反転操作信号、録画開始信号、音声アップ操作信号、音声ダウン操作信号が割り当てられる。

上記のように、操作信号生成装置１が複数の処理体系を有している場合には、その処理体系を選択することで、電子機器の操作性を高めることができる。

ただし、操作信号生成装置１は、より単純に、叩き振動を検出して、オン／オフの反転信号を出力する装置として構成されていてもよい。例えば電子機器が照明機器として構成されている場合を例に取ると、照明装置が消灯しているときに振動検出センサ１０が叩き振動を検出すると、操作信号生成装置１は、点灯操作信号を生成するように構成されていてもよい。逆に、照明装置が点灯しているときに振動検出センサ１０に叩き振動が入力されると、操作信号生成装置１は、消灯操作信号を生成するように構成されていてもよい。

あるいは、操作信号生成装置１は、振動検出センサ１０に叩き振動が入力されるたびに照明機器に操作信号を送信し、照明機器は、操作信号を受信するたびに、図８に示すように、第１調光状態（点灯：光量大）３１０、第２調光状態（光量中）３２０、第３調光状態（光量小）３３０、第４調光状態（消灯状態）３４０と、順に設定するように構成されていてもよい。

あるいは、電子機器１００としての照明機器は、操作信号を受信するたびに点灯し、所定時間が経過すると消灯するように構成されていてもよい。

次に、本実施の形態に係る操作信号生成装置１が行う各処理について、フローチャート図を参照しながら説明する。

図９は、回転角速度を用いて叩き回数を判定する処理の流れについて説明するためのフローチャートである。

まずジャイロセンサ（振動検出センサ１０）で回転角速度を検出する（ステップＳ１０）。

次にジャイロセンサが出力するアナログ信号をデジタル信号に変換する（ステップＳ２０）。

次に回転角速度値（デジタル信号）を入力してワークバッファに保持する（ステップＳ３０）。

次にワークバッファ（取り込みデータ保持部）に保持された過去ｘ秒分の回転角速度値の遷移に基づき叩かれた回数を検出する（ステップＳ４０）。

次に叩き回数と操作信号との対応関係に基づき、検出された叩き回数に対応付けられた操作信号を生成する（ステップＳ５０）。

図１０は、叩く回数と操作信号との対応関係を登録する処理の流れについて説明するためのフローチャートである。

対応関係設定入力を受け付けると（ステップＳ１１０）、入力に基づき叩き回数とコマンド（操作信号）の対応関係を設定し、対応関係記憶部に記憶させる（ステップＳ１２０）。

ここで、対応関係の入力は、例えばユーザが「対応関係の登録」を選択したことを検出すると、「叩く回数」と「対応するコマンド」とを選択する画面を表示してユーザの選択処理を促し、ユーザの選択処理を受け付けるような形式で行うようにしてもよい。

なお「叩く回数」と実行するコマンドの関係は随時設定／変更可能に構成することができる。

図１１は、判定条件記憶部に、判定条件を登録する処理について説明するためのフローチャートである。

まず判定条件登録期間であるか否かを判断し、判定条件登録期間内であれば以下の処理を行う（ステップＳ２１０）。なお、判定条件登録であるか否かの判断は、接触検出部が接触を検出しているか否かで行ってもよい。例えば、接触検出部がユーザの接触を検出している場合にのみ、判定条件の登録を許可する構成としてもよい。

叩き判定条件登録期間内に受け取った信号（回転角速度値）に基づき、判定条件を生成し、判定条件記憶部に記憶させる（ステップＳ２２０）。

図１２は、叩き回数を判定する処理の流れについて説明するためのフローチャートである。

まずジャイロセンサ（振動検出センサ）で回転角速度を検出する（ステップＳ３１０）。

次にジャイロセンサが出力するアナログ信号をデジタル信号に変換する（ステップＳ３２０）。

次に回転角速度値（デジタル信号）を入力してワークバッファに保持する（ステップＳ３３０）。

ワークバッファに保持されている過去ｘ秒分の回転角速度値の遷移及び判定条件に基づき叩かれた回数を検出する（ステップＳ３４０）。

そして対応関係記憶部に格納された対応関係に基づき、選択された処理体系における叩き回数に対応付けられた操作信号を生成する（ステップＳ３５０）。

図１３には、この操作信号生成装置の動作を説明するためのフローチャート図である。

はじめに、振動検出センサ１０が振動を検出し、振動に応じた信号を出力する（ステップＳ４１０）。

次に、振動検出センサ１０の出力信号が、所定の条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ４２０）。ここでは、振動検出センサ１０の振動が、叩き振動であるか否かについて判定してもよい。

振動検出センサ１０の出力信号が所定の条件を満たしている場合（ステップＳ４１０におけるＹｅｓの場合）には、当該信号に基づいて、操作信号を生成する（ステップＳ４３０）。例えば、叩き回数を検出し、叩き回数に対応した操作信号を生成してもよい。

次に振動入力領域に複数のスイッチエリアを設けスイッチエリアに応じた操作信号を生成する実施例について説明する。

まず１つのジャイロセンサ（振動検出センサの一例）で異なる２つのスイッチエリアへの叩き入力の判定を行う例について説明する。図１８は、建造物等の振動入力領器に設けられた複数のスイッチエリアとジャイロセンサの位置関係を示す図であり、図１９（Ａ）、図１９（Ｂ）は、各スイッチエリアを叩いた場合にジャイロセンサから取り出されるアナログ信号例を示す図である。

ここでスイッチエリアは振動入力領域に対して叩き入力を行う際に、叩かれる領域のことであり、振動入力領域の表面上に適宜設定することができる。

図１８の７１０は振動入力領域に設けられた２のスイッチエリアＳＷ１、ＳＷ２を含む部分を上から見た場合の２つのスイッチエリアＳＷ１、ＳＷ２の位置関係を示す図であり、７１０’は振動入力領域に設けられた２のスイッチエリアＳＷ１、ＳＷ２を含む部分を横から場合の２つのスイッチエリアＳＷ１、ＳＷ２とジャイロセンサ７１０の位置関係を示す図である。

このような場合、叩く位置によりジャイロセンサ７７０の回転方向が異なる為、叩く位置により異なるアナログ信号が取り出される。

図１９（Ａ）は、スイッチエリアＳＷ１を叩いた場合にジャイロセンサから取り出されるアナログ信号例を示しており、図１９（Ｂ）は、スイッチエリアＳＷ２を叩いた場合にジャイロセンサから取り出されるアナログ信号例を示している。スイッチエリアＳＷ１が叩かれた場合には一対となる所定の大きさの負パルス７３０と所定の大きさの正パルス７３２がこの順で発生し、スイッチエリアＳＷ２が叩かれた場合には一対となる所定の大きさの正パルス７４０と所定の大きさの負パルス７４２がこの順で発生する。

このようにジャイロセンサ７２０とスイッチエリアＳＷ１、ＳＷ２との位置関係によって、取り出されるアナログ信号の特徴（例えば振幅方向の遷移）が異なるため、取り出されたアナログ信号の特徴から叩かれたスイッチエリアを判定することができる。例えば取り出されたアナログ信号が、図１９（Ａ）に示すように一対となる所定の大きさの負パルス７３０と所定の大きさの正パルス７３２がこの順で発生したことを示す場合にはスイッチエリアＳＷ１にたいして叩き入力がありと判定し、図１９（Ｂ）に示すように一対となる所定の大きさの正パルス７４０と所定の大きさの負パルス７４２がこの順で発生したことを示す場合にはスイッチエリアＳＷ２にたいして叩き入力がありと判定してもよい。

次に１つのジャイロセンサで異なる３つのスイッチエリアへの叩き入力の判定を行う例について説明する。図２０は、振動入力領域に設けられた複数のスイッチエリアとジャイロセンサの位置関係を示す図であり、図２１（Ａ）〜図２１（Ｃ）は、各スイッチエリアを叩いた場合にジャイロセンサから取り出されるアナログ信号例を示す図である。

ここでスイッチエリアは建造物等に対して叩き入力を行う際に、叩かれる領域のことであり、振動入力領域の表面上に適宜設定することができる。

図２０の７６０は振動入力領域に設けられた３のスイッチエリアＳＷ１〜ＳＷ３を含む部分を上から見た場合の３つのスイッチエリアＳＷ１〜ＳＷ３の位置関係を示す図であり、７６０’は振動入力領域に設けられた３のスイッチエリアＳＷ１〜ＳＷ３を含む部分を横から場合の３つのスイッチエリアＳＷ１〜ＳＷ３とジャイロセンサ７７０の位置関係を示す図である。

このような場合、叩く位置によりジャイロセンサ７７０の回転方向が異なる為、叩く位置により異なるアナログ信号が取り出される。

図２１（Ａ）は、スイッチエリアＳＷ１を叩いた場合にジャイロセンサから取り出されるアナログ信号例を示しており、図２１（Ｂ）は、スイッチエリアＳＷ２を叩いた場合にジャイロセンサから取り出されるアナログ信号例を示しており、図２１（Ｃ）は、スイッチエリアＳＷ３を叩いた場合にジャイロセンサから取り出されるアナログ信号例を示している。スイッチエリアＳＷ１が叩かれた場合には一対となる所定の大きさの負パルス７８０と所定の大きさの正パルス７８２がこの順で発生するが、基準パルス７８０’、７８２’よりも少し振幅が下がったパルスとなっている。またスイッチエリアＳＷ３が叩かれた場合には一対となる所定の大きさの正パルス７９０と所定の大きさの負パルス７９２がこの順で発生するが、基準パルス７９０’、７９２’よりも少し振幅が下がったパルスとなっている。またスイッチエリアＳＷ２が叩かれた場合には、左右振幅（不特定振幅）７５０が発生する。

なおスイッチエリア４〜スイッチエリア６が叩かれた場合には、振動が伝わってもジャイロセンサ７７０では回転運動とならない為、ジャイロセンサ７７０からは信号は出力されない。スイッチエリア４〜スイッチエリア６についてはジャイロセンサ７７２で回転運動がおきるので、ジャイロセンサ７７２からのアナログ信号で判断するとよい。

このようにジャイロセンサ７７０とスイッチエリアＳＷ１〜ＳＷ３との位置関係によって、取り出されるアナログ信号の特徴（振幅方向の繊維や振幅の大きさ等）が異なるため、取り出されたアナログ信号の特徴から叩かれたスイッチエリアを判定することができる。例えば取り出されたアナログ信号が、図２１（Ａ）に示すように一対となる所定の大きさの負パルス７８０（基準パルスより振幅が下がったパルス）と所定の大きさの正パルス７８２（基準パルスより振幅が下がったパルス）がこの順で発生したことを示す場合にはスイッチエリアＳＷ１にたいして叩き入力がありと判定してもよい。また例えば取り出されたアナログ信号が、図２１（Ｃ）に示すように一対となる所定の大きさの正パルス７９０（基準パルスより振幅が下がったパルス）と所定の大きさの負パルス７９２（基準パルスより振幅が下がったパルス）がこの順で発生したことを示す場合にはスイッチエリアＳＷ３にたいして叩き入力がありと判定してもよい。例えば取り出されたアナログ信号が、図２１（Ｂ）に示すように、基準パルスと同じ振幅の左右振幅（不特定振幅）７５０が発生したことを示す場合にはスイッチエリアＳＷ２にたいして叩き入力がありと判定してもよい。

次にジャイロセンサー及びスイッチエリアをフラット面に配置し、叩き入力を検出する例について説明する。

図２２は、建造物等のフラット面に設けられた振動入力領域の複数のスイッチエリアと複数ジャイロセンサの位置関係を示す図であり、図２３（Ａ）〜図２３（Ｄ）は、各スイッチエリアを叩いた場合に複数のジャイロセンサから取り出されるアナログ信号例を示す図である。

ここでスイッチエリアは建造物等に対して叩き入力を行う際に、叩かれる領域のことであり、建造物等のフラット表面上に設けられた振動入力領域に宜設定することができる。

図２２は建造物等のフラット面８１０の振動入力領域に設けられた４のスイッチエリアＳＷ１〜ＳＷ４と４つのジャイロセンサ８２０−１〜８２０−４の位置関係を示す図である。

このような場合、叩く位置により各ジャイロセンサ８２０−１〜８２０−４の回転方向と振幅の大きさが異なる。

図２３（Ａ）は、スイッチエリアＳＷ１を叩いた場合に、ジャイロセンサ４（８２０−４）、ジャイロセンサ３（８２０−３）から取り出されるアナログ信号例を示している。スイッチエリアＳＷ１が叩かれた場合にはジャイロセンサ４（８２０−４、スイッチエリア１の左側の近い位置）からは一対となる第１の大きさの負パルス８１０と第１の大きさの正パルス８１２がこの順で発生する。

またジャイロセンサ３（８２０−３、スイッチエリア１の右側の遠い位置）からは一対となる第２の大きさ（第１の大きさより小さい）の負パルス８１４と第２の大きさの正パルス８１６（パルス８１０，８１２より振幅が小さい）がこの順で発生する。

なお波形の向きは、ボードにジャイロセンサを取り付ける際の取り付け向きで適宜調整することができる。例えばスイッチエリアＳＷ１を叩いた場合に、ジャイロセンサ４（８２０−４）、ジャイロセンサ３（８２０−３）から出力される信号を同じ向きにしたい場合には、同じ向きの信号が出力されるようにジャイロセンサの取り付け向きを調整してもよい。

図２３（Ｂ）は、スイッチエリアＳＷ２を叩いた場合に、ジャイロセンサ４（８２０−４）、ジャイロセンサ３（８２０−３）から取り出されるアナログ信号例を示している。スイッチエリアＳＷ２が叩かれた場合にはジャイロセンサ４（８２０−４、スイッチエリア２の左側の遠い位置）からは一対となる第２の大きさの負パルス８２０と第２の大きさの正パルス８２２がこの順で発生する。

またジャイロセンサ３（８２０−３、スイッチエリア２の右側の近い位置）からは一対となる第１の大きさ（第２の大きさより大きい）の負パルス８２４と第１の大きさの正パルス８２６（パルス８２０，８２２より振幅が大きい）がこの順で発生する。

図２３（Ｃ）は、スイッチエリアＳＷ３を叩いた場合に、ジャイロセンサ３（８２０−３）、ジャイロセンサ２（８２０−２）から取り出されるアナログ信号例を示している。スイッチエリアＳＷ３が叩かれた場合にはジャイロセンサ３（８２０−３、スイッチエリア３の左側の近い位置）からは一対となる第１の大きさの正パルス８３０と第１の大きさの負パルス８３２がこの順で発生する。またジャイロセンサ２（８２０−２、スイッチエリア３の右側の遠い位置）からは一対となる第２の大きさ（第１の大きさより小さい）の正パルス８３４と第２の大きさの負パルス８３６（パルス８３０，８３２より振幅が小さい）がこの順で発生する。

図２３（Ｄ）は、スイッチエリアＳＷ４を叩いた場合に、ジャイロセンサ３（８２０−３）、ジャイロセンサ２（８２０−２）から取り出されるアナログ信号例を示している。スイッチエリアＳＷ４が叩かれた場合にはジャイロセンサ３（８２０−３、スイッチエリア４の左側の遠い位置）からは一対となる第２の大きさの正パルス８４０と第２の大きさの負パルス８４２がこの順で発生する。またジャイロセンサ２（８２０−２、スイッチエリア４の右側の近い位置）からは一対となる第１の大きさ（第２の大きさより大きい）の正パルス８４４と第１の大きさの負パルス８４６（パルス８４０，８４２より振幅が大きい）がこの順で発生する。

このように叩かれるスイッチエリアによって複数のジャイロセンサから取り出されるアナログ信号の振幅方向（正負のパルスの発生順序等を含む）や振幅の大きさが異なるため、複数のジャイロセンサから取り出されたアナログ信号の振幅方向（正負のパルスの発生順序等を含む）や振幅の大きさに基づき叩かれたスイッチエリアを判定することができる。

図２４は建造物等のフラット面８１０のに設けられた振動入力領域の４のスイッチエリアＳＷ１〜ＳＷ４と２つのジャイロセンサ８５０−１、８５０−２の位置関係を示す図である。

このような場合、叩く位置により各ジャイロセンサ８５０−１、８５０−２の回転方向と振幅の大きさが異なる。

図２５（Ａ）は、スイッチエリアＳＷ１を叩いた場合に、ジャイロセンサ１（８５０−１）、ジャイロセンサ２（８５０−２）から取り出されるアナログ信号例を示している。スイッチエリアＳＷ１が叩かれた場合にはジャイロセンサ１（８５０−１、スイッチエリア１の右側の近い位置）からは一対となる第１の大きさの負パルス８６０と第１の大きさの正パルス８６２がこの順で発生する。またジャイロセンサ２（８５０−２、スイッチエリア１の右側の遠い位置）からは一対となる第２の大きさ（第１の大きさより小さい）の負パルス８６４と第２の大きさの正パルス８６６（パルス８１０，８１２より振幅が小さい）がこの順で発生する。

図２５（Ｂ）は、スイッチエリアＳＷ２を叩いた場合に、ジャイロセンサ１（８５０−１）、ジャイロセンサ２（８５０−２）から取り出されるアナログ信号例を示している。スイッチエリアＳＷ２が叩かれた場合にはジャイロセンサ１（８５０−１、スイッチエリア２の右側の遠い位置）からは一対となる第２の大きさの負パルス８７０と第２の大きさの正パルス８７２がこの順で発生する。またジャイロセンサ２（８５０−２、スイッチエリア２の右側の近い位置）からは一対となる第１の大きさ（第２の大きさより大きい）の負パルス８７４と第１の大きさの正パルス８７６（パルス８７０，８７２より振幅が小さい）がこの順で発生する。

図２５（Ｃ）は、スイッチエリアＳＷ３を叩いた場合に、ジャイロセンサ１（８５０−１）、ジャイロセンサ２（８５０−２）から取り出されるアナログ信号例を示している。スイッチエリアＳＷ３が叩かれた場合にはジャイロセンサ１（８５０−１、スイッチエリア３の左側の近い位置）からは一対となる第１の大きさの正パルス８８０と第１の大きさの負パルス８８２がこの順で発生する。またジャイロセンサ２（８５０−２、スイッチエリア３の左側の遠い位置）からは一対となる第２の大きさ（第１の大きさより小さい）の正パルス８８４と第２の大きさの負パルス８８６（パルス８８０，８８２より振幅が小さい）がこの順で発生する。

図２５（Ｄ）は、スイッチエリアＳＷ４を叩いた場合に、ジャイロセンサ１（８５０−１）、ジャイロセンサ２（８５０−２）から取り出されるアナログ信号例を示している。スイッチエリアＳＷ４が叩かれた場合にはジャイロセンサ１（８５０−１、スイッチエリア４の左側の遠い位置）からは一対となる第２の大きさの正パルス８９０と第２の大きさの負パルス８９２がこの順で発生する。またジャイロセンサ２（８５０−２、スイッチエリア４３の左側の近い位置）からは一対となる第１の大きさ（第２の大きさより大きい）の正パルス８９４と第１の大きさの負パルス８９６（パルス８９０，８９２より振幅が大きい）がこの順で発生する。

ジャイロセンサとスイッチエリアの配置関係が変わると、各スイッチエリアが叩かれたか否かを判定するためのアナログ信号の特性（振幅方向や振幅の大きさ）が異なってくる。従ってジャイロセンサとスイッチエリアの配置関係に応じて各スイッチエリアが叩かれた場合の複数のジャイロセンサから取り出されたアナログ信号の特性を予め調べておいて、どのスイッチエリアが叩かれたかを判定するための条件を設定してもよい。

図２６は、回転角速度を用いて建造物の振動入力領域への叩き入力の有無を判定する処理のながれについて説明するためのフローチャートである。

まずジャイロセンサで回転角速度を検出する（ステップＳ５１０）。

次にジャイロセンサが出力するアナログ信号をデジタル信号に変換する（ステップＳ５２０）。

次に回転角速度値（デジタル信号）を入力してワークバッファに保持する（ステップＳ５３０）。

次にワークバッファ（取り込みデータ保持部）に保持された過去ｘ秒分の回転角速度値の遷移に基づき叩かれたスイッチエリアを判定する（ステップＳ５４０）。例えば図１９（Ａ）（Ｂ）で説明したように、１つのジャイロセンサーが出力するアナログ信号（またはアナログ信号をＡ／Ｄ変換したデジタル信号）の振幅方向の遷移に基づき判断してもよいし、例えば図２１（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）で説明したように、１つのジャイロセンサーが出力するアナログ信号（またはアナログ信号をＡ／Ｄ変換したデジタル信号）の振幅方向の遷移及び振幅の大きさ等に基づき判断してもよい。また例えば図２３（Ａ）〜（Ｄ）や図２５（Ａ）〜（Ｄ）で説明したように、複数のジャイロセンサーが出力するアナログ信号（またはアナログ信号をＡ／Ｄ変換したデジタル信号）の振幅方向の遷移と振幅の大きさの組み合わせ基づき判断してもよい。

次に叩かれたスイッチエリアに対応付けられたコマンドを実行する（ステップＳ５５０）。

本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。

また上記実施の形態では、振動検出角速度センサから電圧値の遷移がアナログ信号として取り出される場合を例にとり説明したがこれに限られない。例えば角速度センサから電流値の遷移がアナログ信号として取り出される構成でもよい。

例えば、操作信号生成部２０は、叩き回数検出部３０に代えて、あるいは、叩き回数検出部３０とあわせて、振動の特徴（振動パターン）を抽出する特徴抽出部を有していてもよい。そして、操作信号生成装置は、抽出された振動検出センサ１０の出力信号の特徴と、出力信号の特徴と操作信号との対応関係を示すデータに基づいて、振動検出センサ１０（建造物等）の振動パターンに対応した操作信号を生成するように構成されていてもよい。

この場合でも、建造物等に加えられた振動に基づいて、精度よく操作信号を生成することができる。

あるいは、操作信号生成部２０は、振動検出センサ１０の出力信号が所定の判定条件を満たす場合に、操作信号として、トリガ信号を生成するように構成されていてもよい。このとき、電子機器１００の制御部１０２は、トリガ信号に基づいて、電子機器１００の動作を制御する制御信号を生成するように構成されていてもよい。例えば制御部１０２は、トリガ信号を受け付けて、電子機器１００のオン／オフを反転させる反転制御を行ってもよい。あるいは、制御部１０２は、トリガ信号を受け付けて、電子機器の動作モードを順次設定（変更）するように構成されていてもよい。

あるいは、操作信号生成部２０は、操作信号として、叩き回数検出部３０で判定された叩き回数を示す信号を生成するように構成されていてもよい。そして、電子機器１００（制御部１０２）は、叩き回数を示す信号を受け付けて、叩き回数に対応する制御信号を生成するように構成されていてもよい。このとき、叩き回数記憶部は、制御部１０２の一部を構成していてもよい。

操作信号生成装置について説明するための図。 操作信号生成装置について説明するための図。 操作信号生成装置について説明するための図。 操作信号生成装置について説明するための図。 操作信号生成装置について説明するための図。 操作信号生成装置について説明するための図。 操作信号生成装置について説明するための図。 操作信号生成装置について説明するための図。 叩き回数を判定する処理について説明するためのフローチャート。 叩き回数と操作信号との対応関係を登録する処理について説明するためのフローチャート。 判定条件を登録する処理について説明するためのフローチャート。 叩き回数を判定する処理について説明するためのフローチャート。 操作信号生成装置の動作について説明するためのフローチャート。 操作信号生成装置ユニットが保持部材に備え付けられた他の例を示す図。 操作信号生成装置ユニットが保持部材に備え付けられた他の例を示す図。 操作信号生成装置ユニット２の構成例。 操作信号生成装置ユニット２の構成例。 建造物に設けられた複数のスイッチエリアとジャイロセンサの位置関係を示す図。 図１９（Ａ）、図１９（Ｂ）は、各スイッチエリアを叩いた場合にジャイロセンサから取り出されるアナログ信号例を示す図。 建造物に設けられた複数のスイッチエリアとジャイロセンサの位置関係を示す図。 図２１（Ａ）〜図２１（Ｃ）は、各スイッチエリアを叩いた場合にジャイロセンサから取り出されるアナログ信号例を示す図。 建造物のフラット面に設けられた複数のスイッチエリアと複数ジャイロセンサの位置関係を示す図。 図２３（Ａ）〜図２３（Ｄ）は、各スイッチエリアを叩いた場合に複数のジャイロセンサから取り出されるアナログ信号例を示す図。 建造物のフラット面に設けられた４のスイッチエリアと２つのジャイロセンサの位置関係を示す図。 図２５（Ａ）〜図２５（Ｄ）は、各スイッチエリアを叩いた場合に、複数のジャイロセンサから取り出されるアナログ信号例を示している。 回転角速度を用いて建造物への叩き入力の有無を判定する処理のながれについて説明するためのフローチャート。

符号の説明

１…操作信号生成装置、 ２…操作信号生成装置ユニット、 １０…振動検出センサ、 １２…アナログ信号、 １４…ローパスフィルタ／オペアンプ、 １５…アナログ処理回路、 １６…Ａ／Ｄコンバータ、 １８…デジタル信号、 ２０…操作信号生成部、 ２５…操作信号生成処理部、 ３０…回数検出部、 ３２…判定条件記憶部、 ３４…判定条件設定部、 ４０…対応関係記憶部、 ４２…対応関係設定部、 ５０…基板、 ５２…筐体、 ６０…保持部材、 ６２…主面、 ６３…裏面、 ６４…振動入力領域、 ６５…領、 ６６…周辺領域、 ６７…領域、 ６８…支持部材、 １００…電子機器、 １０２…制御部、 ２２０…電圧値、 ２２２…電圧値、 ２５０…出力信号、 ２７０…出力信号、 ２８０…出力信号、 ３００…対応テーブル

Claims (20)

1. 電子機器を操作する操作信号を生成する操作信号生成装置であって、
   建造物、又は、建造物に固定された工作物、又は、静置して利用される物品の振動を検出する振動検出センサと、
   前記振動検出センサの出力信号が所定の条件を満たしているか否かを判定し、前記出力信号が前記所定の条件を満たしている場合に、前記操作信号を生成する操作信号生成部と、
   を含む操作信号生成装置。
2. 請求項１記載の操作信号生成装置において、
   前記建造物、又は、前記工作物、又は、前記物品を構成する、前記振動検出センサを保持する保持部材をさらに有する操作信号生成装置。
3. 請求項２記載の操作信号生成装置において、
   前記保持部材の主面は、振動入力領域を有し、
   前記主面における前記振動入力領域とその周辺領域とは、平らに構成されている操作信号生成装置。
4. 請求項２記載の操作信号生成装置において、
   前記保持部材は、前記建造物、又は、前記工作物、又は、前記物品に設けられた凹部の開口部と勘合して、前記建造物、又は、前記工作物、又は、前記物品と一体なるように構成され、その外面が振動入力領域となる操作信号生成装置。
5. 請求項３又は請求項４記載の操作信号生成装置において、
   前記振動入力領域の少なくとも一部には、蛍光塗料が塗布されている操作信号生成装置。
6. 請求項３又は請求項４記載の操作信号生成装置において、
   発光部品をさらに有し、
   前記振動入力領域の少なくとも一部は、前記発光部品から放射された光を透過するように構成されている操作信号生成装置。
7. 請求項１から請求項６のいずれかに記載の操作信号生成装置において、
   前記振動検出センサが実装された基板をさらに有し、
   前記基板は、前記保持部材と間隔をあけて配置されている操作信号生成装置。
8. 請求項７記載の操作信号生成装置において、
   前記基板は、一点又は複数点で支持されて、前記保持部材に保持されている操作信号生成装置。
9. 請求項７記載の操作信号生成装置において、
   前記基板は、樹脂部材を介して、前記保持部材に保持されている操作信号生成装置。
10. 請求項１から請求項６のいずれかに記載の操作信号生成装置において、
    前記振動検出センサが実装された基板をさらに有し、
    前記基板は、前記保持部材に接触している操作信号生成装置。
11. 請求項１から請求項１０のいずれかに記載の操作信号生成装置において、
    少なくとも前記振動検出センサが内部に配置された、防水性の筐体をさらに有する操作信号生成装置。
12. 請求項１から請求項１０のいずれかに記載の操作信号生成装置において、
    少なくとも前記振動検出センサが内部に配置された、気密性の筐体をさらに有する操作信号生成装置。
13. 請求項１から請求項１２のいずれかに記載の操作信号生成装置において、
    前記所定の条件を記憶する判定条件記憶部と、
    前記振動検出センサの出力信号に基づいて、前記判定条件記憶部に、前記所定の条件を記憶させる判定条件設定部と、
    をさらに有する操作信号生成装置。
14. 請求項１から請求項１２のいずれかに記載の操作信号生成装置において、
    前記操作信号生成部は、
    前記振動検出センサの出力信号に基づいて、前記建造物、前記工作物、又は、前記物品に対する叩き入力の有無を検出し、前記叩き入力が有りと判定された場合には、叩き入力に対応した操作信号を生成する操作信号生成装置。
15. 請求項１４に記載の操作信号生成装置において、
    前記操作信号生成部は、
    １の振動検出センサの出力信号に基づいて、前記振動入力領域の異なる位置に設定された複数のスイッチエリアに対する叩き入力の有無を判定し、
    前記複数のスイッチエリアのいずれかのスイッチエリアに前記叩き入力が有りと判定された場合には、当該スイッチエリアに対応した操作信号を生成する操作信号生成装置。
16. 請求項１４に記載の操作信号生成装置において、
    前記操作信号生成部は、
    前記保持部材の異なる位置に配置された複数の振動検出センサの出力信号の遷移に基づき前記振動入力領域の異なる位置に設定された複数のスイッチエリアに対する叩き入力の有無を判定し、前記複数のスイッチエリアのいずれかのスイッチエリアに前記叩き入力が有りと判定された場合には、当該スイッチエリアに対応した操作信号を生成する操作信号生成装置。
17. 請求項１４に記載の操作信号生成装置において、
    前記操作信号生成部は、
    前記振動検出センサの出力信号に基づいて、ユーザが、前記建造物、前記工作物、又は、前記物品を叩いた回数を検出する叩き回数検出部と、
    前記叩き回数と前記操作信号との対応関係を記憶する対応関係記憶部と、
    をさらに含み、
    前記対応関係に基づいて、前記叩き回数検出部で検出された叩き回数に対応する操作信号を生成する操作信号生成装置。
18. 請求項１７記載の操作信号生成装置において、
    前記叩き回数と前記操作信号との対応関係を設定し、前記対応関係記憶部に記憶させる対応関係設定部をさらに含む操作信号生成装置。
19. 請求項１７又は請求項１８記載の操作信号生成装置において、
    前記対応関係記憶部は、
    前記叩き回数と前記操作信号との対応関係を処理体系毎に記憶し、
    複数の処理体系の中からいずれかの処理体系を選択して切り替える処理体系切り替え部をさらに含み、
    前記操作信号生成部は、
    選択された前記処理体系における前記対応関係に基づいて、前記検出された叩き回数に対応付けられた操作信号を生成する操作信号生成装置。
20. 請求項１から請求項１９のいずれかに記載の操作信号生成装置において、
    前記振動検出センサの出力信号に基づく前記電子機器の操作を、有効又は無効に設定する設定手段をさらに含む操作信号生成装置。