特許 6208517 入力装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6208517

(24)【登録日】2017年9月15日

(45)【発行日】2017年10月4日

(54)【発明の名称】入力装置

(51)【国際特許分類】

   G06F 3/01 20060101AFI20170925BHJP

【ＦＩ】

   G06F3/01 570

【請求項の数】6

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2013-207383(P2013-207383)

(22)【出願日】2013年10月2日

(65)【公開番号】特開2015-72560(P2015-72560A)

(43)【公開日】2015年4月16日

【審査請求日】2016年8月19日

(73)【特許権者】

【識別番号】392026693

【氏名又は名称】株式会社ＮＴＴドコモ

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100121980

【弁理士】

【氏名又は名称】沖山 隆

(74)【代理人】

【識別番号】100128107

【弁理士】

【氏名又は名称】深石 賢治

(72)【発明者】

【氏名】真鍋 宏幸

【審査官】 松田 岳士

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００４−３３５２７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００５−５２８６８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭４９−０４２９８０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００９−１３４６１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−３０８０５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１２／００８１６８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００８−２９２４３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０００−５０２４８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２３９５１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２５８９４６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０６Ｆ ３／０１

Ｇ０６Ｆ ３／０３− ３／０４８９

Ｈ０３Ｋ １７／００−１７／７０

Ｈ０３Ｋ １７／７４−１７／９８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ユーザのジェスチャを認識する入力装置であって、
前記ユーザの指の動作を検出し、前記指の動作に応じた信号を発生する１つの検出センサと、
発生した前記信号に対応するジェスチャを認識するジェスチャ認識手段と、
前記ジェスチャ認識手段が認識したジェスチャに対応する操作信号を他のデバイスに通知する通知手段と、
を備え、
前記検出センサは、一部にＮＤフィルタが配置されることにより一方向に沿って感度が変化するように構成され、
前記ジェスチャ認識手段は、前記検出センサの信号の変化により画面に接触または近接した状態で指を滑らせる操作であるスワイプの向きを認識し、前記検出センサが発生する信号の波形の立ち上がり及び立ち下がりの感度の変化を検出し、波形の変化に対応したスワイプの向きを認識する、
入力装置。

【請求項2】

ユーザのジェスチャを認識する入力装置であって、
前記ユーザの指の動作を検出し、前記指の動作に応じた信号を発生する１つの検出センサと、
発生した前記信号に対応するジェスチャを認識するジェスチャ認識手段と、
前記ジェスチャ認識手段が認識したジェスチャに対応する操作信号を他のデバイスに通知する通知手段と、
を備え、
前記検出センサはフォトリフレクタであり、一方向に沿って透過率が異なっている、
入力装置。

【請求項3】

ユーザのジェスチャを認識する入力装置であって、
前記ユーザの指の動作を検出し、前記指の動作に応じた信号を発生する１つの検出センサと、
発生した前記信号に対応するジェスチャを認識するジェスチャ認識手段と、
前記ジェスチャ認識手段が認識したジェスチャに対応する操作信号を他のデバイスに通知する通知手段と、
を備え、
前記検出センサは感圧センサであり、一方向に沿って硬度が異なっている、
入力装置。

【請求項4】

前記ジェスチャ認識手段は、動作する前記指の本数を認識する請求項１〜３のいずれか１項に記載の入力装置。

【請求項5】

前記ジェスチャ認識手段は、
画面に接触または近接した状態で指を滑らせる操作であるスワイプが為されるとき、前記検出センサが発生する信号の変化から指と指の間の間隙の数を検出し、前記間隙の数から前記指の本数を認識する
請求項４に記載の入力装置。

【請求項6】

前記検出センサに隣接して凹凸が設けられている
請求項１〜５のいずれか１項に記載の入力装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ジェスチャを認識する入力装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、タッチパネルやタッチパッドを備えたＰＣ（パーソナルコンピュータ）やスマートフォンが普及してきている。タッチパネルやタッチパッドは、指のポインティングにより入力が可能な入力機能を備えている。そして、近年のタッチパネルやタッチパッドは複数の指を認識するマルチタッチ機能を備えていることが多く、マルチタッチ機能を利用した複数指のジェスチャによる入力も広く行われている。例えば、指を素早く滑らせるスワイプや、２本の指を接近させるピンチインなどの複数のジェスチャを認識する機能がよく用いられている。

【0003】

ここで、特許文献１には、オペレータが指で操作する入力装置が記載されている。この入力装置では、指の動作が、指が離れた場合を０、指が近づいた場合を１として判断され、その判断結果がスイッチ操作として出力されるようにしている。また、特許文献２には、センサを用いて柔物体の充填物の密度の変化を測定し、柔物体を入力装置とする技術が記載されている。柔物体の内部に充填されている充填物の中に、センサモジュールを挿入し、センサモジュールにより柔物体に対し加えられた荷重又は変形による充填物の密度の変化を測定するようにしている。この入力装置は、センサモジュールから取得した測定結果に応じて機器に制御命令を送ることを可能とする。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００２−２８７８７０号公報

【特許文献2】特開２０１３−３６７９４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

タッチパネルやタッチパッドは、一般に多数のセンサを平面上に密に配置する必要がある。そのため、製造コストが上昇するとともに、複雑な制御が必要であった。ここで少数のセンサを用いて複数のジェスチャ入力を行うことも可能である。しかし、少数であっても複数のセンサが必要となるため、相変わらず製造コストが上昇する傾向にある。

【0006】

例えば、フォトリフレクタをタップすると入力として受け付けるなど、１つのセンサのみで入力を行うこともできる。しかし、きわめて少数のジェスチャ入力しか行えず、所望の入力を行うのに時間がかかっていた。

【0007】

また、特許文献１のようにフォトリフレクタとユーザの指との距離をフォトリフレクタの出力信号から検出し、それにより入力を行うことも可能であるが、入力が難しく、さらに入力に時間がかかっていた。特許文献２に記載の装置は、センサが測定した密度の変化に応じた入力を行う入力装置への適用が考えられるが、複数のフォトリフレクタを内蔵するものであるため、構造が複雑で製造コストの上昇を招く。

【0008】

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、複数のジェスチャ入力を簡易な構成で効率的に行うことができる入力装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記目的を達成するために、本発明に係る入力装置は、ユーザのジェスチャを認識する入力装置であって、ユーザの指の動作を検出し、指の動作に応じた信号を発生する１つの検出センサと、発生した信号に対応するジェスチャを認識するジェスチャ認識手段と、ジェスチャ認識手段が認識したジェスチャに対応する操作信号を他のデバイスに通知する通知手段と、を備える。

【0010】

本発明の入力装置は、ユーザによって所定の指の動作をすると、１つの検出センサが、ユーザの指の動きを感知し、ユーザの指の動きに応じた信号を出力する。ジェスチャ認識手段は、発生した信号により、信号に対応するジェスチャを認識する。通知手段は、ジェスチャ認識手段が認識したジェスチャに対応する操作信号を他のデバイスへ通知する。このような構成により、本発明に係る入力装置は、複数の検出センサを用いることなく、１つの検出センサを用いた簡易な構成で効率的な複数のジェスチャ入力を実現することができる。

【0011】

また、本発明に係る入力装置は、ジェスチャ認識手段が、動作する指の本数を認識する構成とすることが望ましい。指の本数を認識することで、多くのジェスチャを効率的に認識することができる。

【0012】

また、より具体的には、本発明に係る入力装置は、ジェスチャ認識手段は、画面に接触または近接した状態で指を滑らせる操作であるスワイプが為されるとき、検出センサが発生する信号の変化から指と指の間の間隙の数を検出し、間隙の数から指の本数を認識することが望ましい。上記構成によれば、精度良く指の本数を認識することができる。

【0013】

また、本発明に係る入力装置は、ジェスチャ認識手段は、検出センサの信号の変化によりスワイプの向きを認識することが望ましい。スワイプの向きを認識することで、多くのジェスチャを効率的に認識することができる。

【0014】

また、より具体的には、本発明に係る入力装置は、検出センサは、スワイプの向きに沿って感度が変化するように構成され、ジェスチャ認識手段は、検出センサが発生する信号の波形の立ち上がり及び立ち下がりの感度の変化を検出し、波形の変化に対応したスワイプの向きを認識することが望ましい。上記構成によれば、精度良くスワイプの向きを認識することができる。

【0015】

また、検出センサの一部にＮＤフィルタを配置し、検出センサが一方向に沿って感度が変化するように構成することが望ましい。

【0016】

また、ジェスチャ認識手段は、検出センサが発生する信号の強度のピークに近い期間の継続時間及び、信号の波形の立ち上がり及び立ち下がりの信号の変化に基づき、画面を指で短くたたく操作であるタップを認識することが望ましい。

【0017】

また、より具体的には、前記検出センサは、フォトリフレクタ、静電容量式のタッチセンサ、感圧センサであることが望ましい。上記検出センサによれば、精度良くユーザの指の動作を感知することができる。

【0018】

また、本発明に係る入力装置は、検出センサに隣接して凹凸が設けられていることが望ましい。検出センサに隣接して凹凸が設けられていることで、ユーザは目視することなく容易に、ジェスチャによる入力をすることが可能となる。

【発明の効果】

【0019】

本発明によれば、複数のジェスチャ入力を簡易な構成で効率的に行うことができる入力装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明の実施形態に係る入力装置１００の概略構成を示す図である。

【図2】図１のＩＣチップ２０のハードウェア構成を示す図である。

【図3】図１のＩＣチップ２０の機能構成を示すブロック図である。

【図4】図１の入力装置１００で処理される出力信号の波形の一例を示す図である。

【図5】図１の入力装置１００で処理される出力信号の波形の一例を示す図である。

【図6】図３のジェスチャ認識部２２がジェスチャを認識する方法を示すフローチャートである。

【図7】図３のジェスチャ認識部２２がスワイプの向きを判別する方法を示すフローチャートである。

【図8】図１の入力装置１００が処理する出力信号の立ち上がり及び立ち下がりの傾きの関係の分布を示す図である。

【図9】本発明の変形例に係る入力装置１００Ａの概略構成を示す図である。

【図10】本発明の変形例に係る入力装置１００Ｂの概略構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。

【0022】

図１は、入力装置１００の概略構成を示す図である。なお、同図では、入力装置１００の構成要素であるフォトリフレクタ１３の周辺を拡大して示している。入力装置１００はユーザによる指Ｆの動きを基にユーザの行ったジェスチャを判断することにより、他のデバイスへの操作入力を可能とする装置である。同図に示すように、入力装置１００は、単一のフォトリフレクタ１３と、ＮＤ(Ｎｅｕｔｒａｌ Ｄｅｎｓｉｔｙ)フィルタ１４と、ＩＣチップ２０とがケース１内に配置されて構成されている。

【0023】

フォトリフレクタ１３、ＮＤフィルタ１４、及びＩＣチップ２０を収容するケース１は、例えば長方形等の長尺状の形状をしている。少なくともフォトリフレクタ１３の上部は赤外線透過性を有する材料で構成されている。

【0024】

以下の説明では、ケース１の表面１ａの長手方向に沿った方向をＸ軸方向とし、ケース１の表面１ａの短手方向に沿った方向をＹ軸方向とする。

【0025】

フォトリフレクタ１３は、１つのフォトトランジスタ１１と１つの赤外線ＬＥＤ１２とが一体化された検出センサである。詳細には、フォトリフレクタ１３は、ケース１の内部においてフォトトランジスタ１１と赤外線ＬＥＤ１２とがＹ軸方向に沿って並んで配置されるように構成されている。このようなフォトリフレクタ１３としては様々なサイズのものが使用され得るが、例えば、５ｍｍ四方の大きさ以下のものが好ましい。

【0026】

上記構成のフォトリフレクタ１３においては、赤外線ＬＥＤ１２が赤外光をケース１の表面１ａ（画面）上の赤外線ＬＥＤ１２とフォトトランジスタ１１との間の領域Ｓに向けて放出し、それに応じてフォトトランジスタ１１が表面１ａ上の領域Ｓ近傍で反射された赤外光を受光して光電流を生成し、光電流に応じて出力信号を出力する。すなわち、フォトリフレクタ１３は、指Ｆが表面１ａ上の領域Ｓに接触または接近した際には、強度の高い出力信号を生成し、指Ｆが表面１ａ上の領域Ｓから離れている際には、強度の低い出力信号を生成するように構成されている。これにより、フォトリフレクタ１３は、ユーザの指の動作を検出して、その動作に応じた出力信号を発生させることが可能となる。これは、指Ｆが領域Ｓに接触又は接近した場合には赤外線ＬＥＤ１２からの赤外光が指Ｆによってフォトトランジスタ１１に向けて反射されるため、フォトリフレクタ１３の出力信号の強度が高くなる一方、指Ｆが領域Ｓから遠ざかっている場合には赤外線ＬＥＤ１２からの赤外光が指Ｆによって反射されないため、フォトリフレクタ１３の出力信号の強度が低くなるためである。

【0027】

ＮＤフィルタ１４は、光のエネルギーの相対分光分布を変えることなく光の強度を減衰させるフィルタである。このＮＤフィルタ１４は、ケース１の表面１ａに沿ってフォトリフレクタ１３の一部分をケース１の内側あるいは外側から覆うように配置されている。例えば、ＮＤフィルタ１４は、表面１ａ上の領域ＳのＸ軸方向の半分を少なくとも覆っている。これにより、フォトリフレクタ１３の感度をＸ軸方向に沿って変化させることができる。

【0028】

ＩＣチップ２０は、ケース１の内部に収容され、ケース１の内部でフォトトランジスタ１１及び赤外線ＬＥＤ１２に電気的に接続されている。このＩＣチップ２０は、フォトリフレクタ１３からの出力信号を信号処理する。図２に示すように、ＩＣチップ２０は、物理的には、１又は複数のＣＰＵ２０１、主記憶装置であるＲＡＭ２０２及びＲＯＭ２０３、有線或いは無線により外部と信号を送受信するデータ送受信デバイスである通信モジュール２０４、半導体メモリ等の補助記憶装置２０５などを含むコンピュータシステムとして構成されている。図２におけるＩＣチップ２０の各機能は、図２に示されるＣＰＵ２０１、ＲＡＭ２０２等のハードウェア上に１又は複数の所定のコンピュータソフトウェアを読み込ませることにより、ＣＰＵ２０１の制御のもとで通信モジュール２０４を動作させるとともに、ＲＡＭ２０２や補助記憶装置２０５におけるデータの読み出し及び書き込みを行うことで実現される。

【0029】

次に、ＩＣチップ２０の機能構成について詳述する。図３は、ＩＣチップ２０の機能構成を示すブロック図である。図３に示すように、ＩＣチップ２０は、信号受信部２１と、ジェスチャ認識部（ジェスチャ認識手段）２２と、通知部（通知手段）２３とを含んで構成されている。

【0030】

信号受信部２１は、フォトリフレクタ１３が生成した受光の強度を表す出力信号を受信する手段である。さらに、信号受信部２１は、受信した出力信号をジェスチャ認識部２２に通知する。

【0031】

ジェスチャ認識部２２は、信号受信部２１が受信した出力信号に対応するジェスチャを認識する。ジェスチャ認識部２２は、フォトリフレクタ１３が出力した出力信号を信号受信部２１から受信して解析する。具体的には、複数のジェスチャに対応して予め定められた信号の波形と比較して、特定のジェスチャとして認識できるかどうかを判断する。さらに、ジェスチャ認識部２２は判断したユーザのジェスチャに対応する操作信号を通知部２３に通知する。通知部２３は、入力装置１００の外部の他のデバイス２００に、有線通信或いは無線通信を利用して、操作信号を通知する。

【0032】

まず、ジェスチャ認識部２２は７種類のジェスチャが認識可能に構成されている。７種類のジェスチャとは、ケース１の表面１ａ上で指を短くたたく操作であるタップ、１本〜３本指を表面１ａ上に接触又は近接させた状態でそれらの指をＸ軸の正の向きに滑らせる操作である右スワイプ、及び１本〜３本指を表面１ａ上に接触又は近接させた状態でそれらの指をＸ軸の負の向きに滑らせる操作である左スワイプである。ただし、ジェスチャ認識部２２は、１〜３本指によるジェスチャを認識する場合には限定されず、４本以上の指によるジェスチャを認識可能としていてもよい。

【0033】

すなわち、ジェスチャ認識部２２は、タップのジェスチャを次のようにして認識する。図４は、信号受信部２１の受信する出力信号の特性の一例を示し、横軸に指Ｆの動作時間（経過時間）、縦軸に出力信号の強度を示している。既に述べたように、出力信号の強さは、フォトリフレクタ１３上の領域Ｓと指Ｆとの距離によって変化する。詳細には、ジェスチャ認識部２２は、図４の特性Ｔ１１に示すような出力信号を受信した場合にはタップとしてジェスチャを認識する。すなわち、ジェスチャ認識部２２は出力信号の描く波形が、予め定められたタップのジェスチャに対応する特定の波形（図４の特性Ｔ１１の波形）と近似するかどうかを解析する。具体的には、ジェスチャ認識部２２は、特性Ｔ１１の波形のように、立ち上がり及び立ち下がりが急峻な１つのピークを有しており、強度のピークに近い期間が一定時間（例えば５０ｍｓ）継続しているような波形を認識した場合は、タップのジェスチャであると判断する。なお、ジェスチャ認識部２２は、フォトリフレクタ１３の出力信号のピーク値を検出し、立ち上がり時間及び立ち下がり時間の双方を、強度のピーク値の１０％の経過時間と強度のピーク値の９０％の経過時間との間の時間として検出し、検出した時間が所定の時間より短い場合に、立ち上がり及び立ち下がりが急峻であると判断してもよい。ここで、ジェスチャ認識部２２は、立ち上がり時間及び立ち下がり時間を検出する際には、ピーク値の１０％と９０％との間を変化する時間を検出することには限定されず、ピーク値の２０％と８０％との間を変化する時間等、他の強度の割合を変化する時間を検出してもよい。もしくは、立ち上がり及び立ち下がりが急峻であるかを判断する代わりに、フォトリフレクタ１３の出力信号が予め定められた値を超えている時間を検出してもよい。さらに、立ち上がり及び立ち下がりが急峻であるかを判断する代わりに、立ち上がりおよび立ち下がりに要した時間と、立ち上がりから立ち下がりまでの時間の比率を検出するようにしてもよい。さらに、ジェスチャ認識部２２は、タップ動作に対応する操作信号を通知部２３に通知する。

【0034】

一方、ジェスチャ認識部２２は、１本指のスワイプのジェスチャを次のようにして認識する。すなわち、ジェスチャ認識部２２は、図４の特性Ｔ１２に示すような出力信号を受信した場合には、１本指によるスワイプとしてジェスチャを認識する。詳細には、ジェスチャ認識部２２は、出力信号の描く波形が、予め定められた１本指によるスワイプに対応する特定の波形と近似するかどうかを解析する。具体的には、ジェスチャ認識部２２は、特性Ｔ１２の波形のように、立ち上がり及び立ち下がりがタップと比べて比較的緩やかで、かつ明瞭な１つのピークを有しており、強度のピークに近い期間が比較的短時間であるような波形を認識した場合は、１本指によるスワイプと判断する。さらに、ジェスチャ認識部２２は、１本指によるスワイプ動作に対応する操作信号を通知部２３に通知する。

【0035】

また、ジェスチャ認識部２２は、スワイプのジェスチャを認識する際には、出力信号の波形に基づいて、右方向（Ｘ軸の正の向き）へのスワイプ（右スワイプ）と左方向（Ｘ軸の負の向き）へのスワイプ（左スワイプ）とを判別する。図５は、信号受信部２１の受信する出力信号の特性の一例を示し、横軸に指Ｆの動作時間（経過時間）と縦軸にフォトリフレクタ１３の出力信号の強度を示している。同図において、出力信号の特性Ｔ２１は右スワイプに対応した出力信号を示し、出力信号の特性Ｔ２２は左スワイプに対応した出力信号を示している。このように、右スワイプの特性Ｔ２１は、立ち上がりが急峻であり、立ち下がりが緩やかである。言い換えると、特性Ｔ２１は立ち上がりの時間（Ｔ２１ｕ）よりも立ち下がりの時間（Ｔ２１ｄ）の方が長い。これに対して、左スワイプの特性Ｔ２２は、立ち上がりが緩やかであり、立ち下がりが急峻である。言い換えると、特性Ｔ２２は立ち上がりの時間（Ｔ２２ｕ）の方が立ち下がりの時間（Ｔ２２ｄ）よりも長い。これは、フォトリフレクタ１３の感度がＸ軸方向に沿って変化していることによる。ジェスチャ認識部２２は、この立ち上がり及び立ち下がりの傾きを検出することにより、その違いに対応したスワイプの向きを認識する。

【0036】

詳細には、ジェスチャ認識部２２は、フォトリフレクタ１３の出力信号のピーク値を検出し、立ち上がり時間及び立ち下がり時間の双方を、強度のピーク値の１０％の経過時間と強度のピーク値の９０％の経過時間との間の時間として検出する。そして、ジェスチャ認識部２２は、立ち上がり時間と立ち下がり時間とを比較して、立ち上がり時間が立ち下がり時間よりもある程度長い場合には左スワイプと判断し、立ち上がり時間が立ち下がり時間よりもある程度短い場合には右スワイプと判断する。ここで、ジェスチャ認識部２２は、立ち上がり時間及び立ち下がり時間を検出する際には、ピーク値の１０％と９０％との間を変化する時間を検出することには限定されず、ピーク値の２０％と８０％との間を変化する時間等、他の強度の割合を変化する時間を検出してもよい。また、ジェスチャ認識部２２は、所定の強度割合を変化する時間を検出する代わりに、立ち上がり及び立ち下がりの強度の時間に対する変化率（傾き）を検出し、その変化率を基にスワイプの向きを認識してもよい。

【0037】

また、ジェスチャ認識部２２は、スワイプのジェスチャを認識する際には、出力信号の波形に基づいて、ユーザによって動作された指Ｆの本数を認識する。すなわち、ジェスチャ認識部２２は、ユーザによるスワイプが何本の指Ｆで行われたかの判断を、フォトリフレクタ１３の出力信号の変化により判断する。この判断は、ユーザによるスワイプが複数の指Ｆで行われた場合には、出力信号に複数のピークがあることを利用している。これは、ユーザの複数の指Ｆの間隙部分がフォトリフレクタ１３上の領域Ｓを連続して通過する時、ある一本の指Ｆが領域Ｓを通過するとフォトリフレクタ１３の出力信号が弱まり、その直後に隣の指Ｆが領域Ｓに近づくことにより再度出力信号が強くなるためである。これにより、スワイプする複数の指Ｆの間隙の数を、出力信号の波形のピークの間隙の数から把握することができる。そして、出力信号のピークの数は指Ｆの本数に一致するので、ジェスチャ認識部２２は、出力信号のピークの数から指Ｆの本数を判断する。なお、ジェスチャ認識部２２は、複数の指Ｆ同士が接触した状態でスワイプの動作が行われた場合にも、複数の指Ｆの間にはわずかな間隙ができるので、その間隙に起因した出力信号の変化を基にスワイプの指の本数を認識できる。

【0038】

より具体的には、ジェスチャ認識部２２は、図４の特性Ｔ１３に示すような出力信号を受信した場合には、その波形が２つのピークを有しているので、２本の指によるスワイプとしてジェスチャを認識する。そして、ジェスチャ認識部２２は２本の指のスワイプ動作に対応する操作信号を通知部２３に通知する。また、ジェスチャ認識部２２は、図４の特性Ｔ１４に示すような出力信号を受信した場合には、その波形が３つのピークを有しているので、３本の指によるスワイプとしてジェスチャを認識する。そして、ジェスチャ認識部２２は３本の指のスワイプ動作に対応する操作信号を通知部２３に通知する。

【0039】

引き続いて、図６を参照して、入力装置１００によるジェスチャ認識手順について説明する。図６は、入力装置によるジェスチャ認識処理の手順を示すフローチャートである。

【0040】

最初に、フォトリフレクタ１３が指のジェスチャ動作を検出し、その動作に応じた出力信号を生成する（ステップＳ１１）。次に、フォトリフレクタ１３から信号受信部２１に出力信号が送信され、それに応じて、ジェスチャ認識部２２が、フォトリフレクタ１３からの出力信号のピークが１つであるかどうかを判断する（ステップＳ１２）。その結果、出力信号のピークが１つであると判断した場合には（ステップＳ１２；ＹＥＳ）、ジェスチャ認識部２２は、さらに出力信号の強度のピークに近い期間が一定時間（本実施形態では５０ｍｓ以上とする）であるかどうかを判断する（ステップＳ１３）。その結果、強度のピークに近い期間が５０ｍｓ以上であると判断した場合には（ステップＳ１３；ＹＥＳ）、ジェスチャ認識部２２はジェスチャをタップ動作と判断する（ステップＳ１４）。一方、強度のピークに近い期間が５０ｍｓ以下であると判断した場合には（ステップＳ１３；ＮＯ）、ジェスチャ認識部２２はジェスチャを１本指スワイプと判断する（ステップＳ１５）。

【0041】

次に、フォトリフレクタ１３の出力信号のピークが１つでないと判断した場合には（ステップＳ１２；ＮＯ）、ジェスチャ認識部２２はフォトリフレクタ１３の出力信号のピークが２つであるかどうかを判断する（ステップＳ１６）。その結果、フォトリフレクタ１３の出力信号のピークが２つであると判断した場合には（ステップＳ１６；ＹＥＳ）、ジェスチャ認識部２２はジェスチャを２本指スワイプと判断する（ステップＳ１７）。

【0042】

一方、出力信号のピークが２つでないと判断した場合には（ステップＳ１７；ＮＯ）、ジェスチャ認識部２２はさらにフォトリフレクタ１３の出力信号のピークが３つであるかどうかを判断する（ステップＳ１８）。その結果、フォトリフレクタ１３の出力信号のピークが３つであると判断した場合には（ステップＳ１８；ＹＥＳ）、ジェスチャ認識部２２はジェスチャを３本指スワイプと判断する（ステップＳ１９）。フォトリフレクタ１３の出力信号のピークが３つでないと判断した場合には（ステップＳ１８；ＮＯ）、ジェスチャ認識部２２はエラーと判断する。

【0043】

続いて、ジェスチャ認識部２２がジェスチャを１本指スワイプ、２本指スワイプ及び３本指スワイプと判断した場合（ステップＳ１５、ステップＳ１７、ステップＳ１９）には、ジェスチャ認識部２２は、さらにスワイプの向きを判別する（ステップＳ３０）。ジェスチャ認識部２２は、タップ動作と判断した後（ステップＳ１４）に、その動作に対応する操作信号の出力を行う（ステップＳ２１）。また、ジェスチャ認識部２２は、スワイプ動作と判断した場合にはスワイプの向きを判別（ステップＳ３０）した後に、判断したジェスチャに対応する操作信号の出力を行う（ステップＳ２１）。

【0044】

次に、図７を参照して、ジェスチャ認識部２２によるスワイプの向きの判別の方法について説明する。図７は、図６のステップＳ３０の詳細の手順を示すフローチャートである。

【0045】

スワイプの向きの判別が開始されると、ジェスチャ認識部２２が、立ち上がり及び立ち下がりの信号の変化を検出する（ステップＳ３１）。ジェスチャ認識部２２は、スワイプ方向の信号の変化の検出結果に基づいて、出力信号の傾きが立ち上がり及び立ち下がりのどちらが大きいかを判断する（ステップＳ３２）。その結果、立ち上がりの方が立ち下がりよりも傾きが大きいと判断した場合には（ステップＳ３２；ＹＥＳ）右スワイプと判断する（ステップＳ３３）。一方、立ち上がりよりも立ち下がりの方の傾きが大きいと判断した場合には（ステップＳ３２；ＮＯ）左スワイプと判断する（ステップＳ３４）。

【0046】

上述した入力装置１００によれば、フォトリフレクタ１３がユーザによるジェスチャを検出して出力信号を発生させ、ジェスチャ認識部２２が、フォトリフレクタ１３の出力する出力信号の波形を定められた波形と比較してジェスチャを判断することにより、他のデバイス２００にユーザのジェスチャに基づく操作信号を送信する。これにより、センサの出力波形に基づきジェスチャを判断することで、フォトリフレクタ１３が１つであっても容易かつ効率的に複数のジェスチャによる入力操作を行うことが可能となる。

【0047】

また、フォトリフレクタ１３が１つで済むので、構造が複雑となることや、製造コストが上昇するという問題は生じない。

【0048】

また、フォトリフレクタ１３の出力する出力信号の波形に基づきジェスチャの指の本数をジェスチャ認識部２２が判断することができる。これにより、複数のジェスチャを効率的に入力することができ、さらに所望の入力を素早く確実に行うことができるようになる。

【0049】

また、フォトリフレクタ１３の出力する出力信号の波形に基づきジェスチャのスワイプの向きをジェスチャ認識部２２が判断することができる。これにより、複数のジェスチャを効率的に入力することができ、さらに所望の入力を素早く確実に行うことができるようになる。

【0050】

結果として、フォトリフレクタ１３が１つであっても、ケース１の表面１ａ上で指を短くたたく操作であるタップ、１本〜３本指を表面１ａ上に接触又は近接させた状態でそれらの指をＸ軸の正の向きに滑らせる操作である右スワイプ、及び１本〜３本指を表面１ａ上に接触又は近接させた状態でそれらの指をＸ軸の負の向きに滑らせる操作である左スワイプの複数のジェスチャを、誤認識なく確実に判断することができる。

【0051】

また、フォトリフレクタ１３の検出領域の一部にＮＤフィルタ１４を配置した構成を採用することで、スワイプのジェスチャの向きの判別の精度を向上させることができる。図８は、本実施形態及び比較例における検出信号の立ち上がりの傾きと立ち下がりの傾きの分布を示す図である。同図では、本実施形態において右スワイプ及び左スワイプを複数回行った際の分布と、及びＮＤフィルタ１４が配置されていない比較例において右スワイプ及び左スワイプを複数回行った際の分布を示している。比較例のようにＮＤフィルタ１４を配置しない場合は、検出信号のピークの値が大きくなるとともに必然的に傾きも大きくなるが、フォトリフレクタ１３の感度がＸ軸方向に沿って変化しないので右スワイプと左スワイプとで分布が分かれない。その一方で、本実施形態のようにＮＤフィルタ１４を配置した場合には、右スワイプと左スワイプとで分布が分かれるので、立ち上がりの傾きと立ち下がりの傾きのとの間の変化を基に、右スワイプと左スワイプを容易に判別することが可能となる。

【0052】

また、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。

【0053】

また、図９に示す本発明の変形例に係る入力装置１００Ａのように、フォトリフレクタ１３に隣接して凹凸が設けられていてもよい。同図は、凸部１５を表面１ａ上のフォトリフレクタ１３の近傍に設けた例を示している。凸部１５に代わりに凹部を設けてもよい。このように、フォトリフレクタ１３に隣接して凹凸が設けられていれば、ユーザは触覚によりフォトリフレクタ１３を認識することができる。よって、ユーザは目視することなく容易に、ジェスチャを入力することが可能となる。

【0054】

また、入力装置１００に内蔵する検出センサはフォトリフレクタ１３に限られない。一方向に沿って誘電率が異なっている静電容量式のタッチセンサや一方向に沿って硬度が異なっている感圧センサであってもよい。図１０には、検出センサがＸ軸方向に沿って誘電率が異なっている静電容量式のタッチセンサ１３Ｂを含む入力装置１００Ｂの構成を示している。この場合、入力装置１００Ｂを構成するタッチセンサ１３Ｂは、Ｘ軸に沿って配置された誘電率の異なる部材１５ａ，１５ｂを含んで構成される。また、タッチセンサ１３Ｂは、感圧センサであってもよく、その場合は、感圧センサは、Ｘ軸に沿って配置された硬度が異なる複数の部材を含んで構成される。これらの検出センサであっても、検出センサの感度をＸ軸に沿って変化させることができ、ジェスチャの種類によって異なる出力信号を発生させることが可能となる。

【0055】

また、ＮＤフィルタを配置することでフォトリフレクタ１３の感度を変化させず、フォトリフレクタ１３の感度を変化させる他の方法を用いてもよい。例えば、フォトリフレクタ１３自体がスワイプ方向に対して透過率が変化するように作られていてもよい。また、ＬＥＤ１２やフォトトランジスタ１１の指向性をレンズによって変化させることにより、フォトリフレクタ１３の感度を変化させるように構成されていてもよい。

【0056】

また、タップ動作を判断する場合に、出力信号のピークに近い期間の継続期間の判断（図６のステップ１３の動作）の後にジェスチャ認識部２２が信号の波形の立ち上がり及び立ち下がりの信号の変化を判断してもよい。

【0057】

また、入力装置１００で認識するジェスチャは指Ｆによるものには限定されず、タッチペンやバーコード等の他の種類の操作子によるものであってもよい。

【0058】

このような本実施形態の入力装置の応用の１つに、腕時計型デバイスや眼鏡型デバイスなどの小型のデバイスへの適用がある。このようなデバイスに、眼鏡のツルの部分に本実施形態の入力装置を埋め込めば、様々な種類のジェスチャ入力を実現することができる。

【符号の説明】

【0059】

１１…フォトトランジスタ、１２…赤外線ＬＥＤ、１３…フォトリフレクタ、１４…ＮＤフィルタ、２０…ＩＣチップ、２１…信号受信部、２２…ジェスチャ認識部、２３…通知部、１００，１００Ａ，１００Ｂ…入力装置、Ｆ…指

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】