特開 2024-137245 センサシステム、センサモジュールの駆動方法、及びプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024137245

(43)【公開日】2024-10-07

(54)【発明の名称】センサシステム、センサモジュールの駆動方法、及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   G06F 3/041 20060101AFI20240927BHJP

【ＦＩ】

G06F3/041 580

G06F3/041 520

G06F3/041 595

【審査請求】未請求

【請求項の数】16

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023048690

(22)【出願日】2023-03-24

(71)【出願人】

【識別番号】502356528

【氏名又は名称】株式会社ジャパンディスプレイ

(74)【代理人】

【識別番号】110000408

【氏名又は名称】弁理士法人高橋・林アンドパートナーズ

(72)【発明者】

【氏名】中西 貴之

(72)【発明者】

【氏名】柿木 雄飛

(72)【発明者】

【氏名】羽根木 規

(57)【要約】

【課題】非接触型センサモジュールのためのシステムを提供する。
【解決手段】センサシステムは、表示モジュール上に配置される非接触式センサモジュールと、前記センサモジュールを駆動するプロセッサと、を有する。前記プロセッサは、前記センサモジュールによって検出された検出対象物の過去の座標及び現在の座標に基づいて、前記現在の座標における前記検出対象物の移動方向を示す移動情報を算出し、前記検出対象物が前記センサモジュールに接近し、前記センサモジュールから前記検出対象物までの距離が入力操作判定距離に達した場合に、前記移動情報に基づいて前記現在の座標を補正する。
【選択図】図８

【特許請求の範囲】

【請求項1】

表示モジュール上に配置される非接触式センサモジュールと、
前記センサモジュールを駆動するプロセッサと、を有し、
前記プロセッサは、
前記センサモジュールによって検出された検出対象物の過去の座標及び現在の座標に基づいて、前記現在の座標における前記検出対象物の移動方向を示す移動情報を算出し、
前記検出対象物が前記センサモジュールに接近し、前記センサモジュールから前記検出対象物までの距離が補正開始距離に達した場合に、前記移動情報に基づいて前記現在の座標における補正量を算出するセンサシステム。

【請求項2】

前記移動情報は、前記センサモジュールの主面に垂直な垂直方向に対する角度を示す角度情報を含む、請求項１に記載のセンサシステム。

【請求項3】

前記プロセッサは、過去のｍ点（ｍは２以上の自然数）の座標に基づいて前記移動情報を算出する、請求項２に記載のセンサシステム。

【請求項4】

前記プロセッサは、前記検出対象物が第１点において前記補正開始距離に達した場合に、前記第１点の座標及び前記角度情報に基づいて、前記現在の座標における補正量を算出する、請求項３に記載のセンサシステム。

【請求項5】

前記プロセッサは、
前記第１点の座標から前記センサモジュールに向かう仮想線であって、前記垂直方向に対して前記角度情報に含まれる角度をなす仮想線を算出し、
前記仮想線上の点であって、前記第１点と前記主面との間において前記センサモジュールからの距離が前記補正開始距離より小さい入力操作判定距離である第２点、及び前記第２点と前記主面との間において前記センサモジュールからの距離が前記入力操作判定距離より小さいターゲット距離である第３点に基づいて前記現在の座標における補正量を算出する、請求項４に記載のセンサシステム。

【請求項6】

前記プロセッサは、前記センサモジュールから前記検出対象物までの距離が前記補正開始距離から前記入力操作判定距離まで変化する間、前記現在の座標の補正量を徐々に増加する、請求項１に記載のセンサシステム。

【請求項7】

前記プロセッサは、
前記センサモジュールから前記検出対象物までの距離が前記補正開始距離から前記入力操作判定距離まで変化する間、前記現在の座標の補正量を徐々に増加し、
前記センサモジュールから前記検出対象物までの距離が前記入力操作判定距離に達した場合に、前記第２点及び前記第３点に基づいて前記現在の座標における補正量を算出する、請求項５に記載のセンサシステム。

【請求項8】

前記プロセッサは、前記センサモジュールから前記検出対象物までの距離が前記入力操作判定距離より小さくなるにしたがって、前記現在の座標の補正量を徐々に小さくする、請求項７に記載のセンサシステム。

【請求項9】

前記プロセッサは、
前記センサモジュールから前記検出対象物までの距離が前記入力操作判定距離より小さくなるにしたがって、前記現在の座標の補正量を徐々に小さくし、
続いて、前記検出対象物が前記センサモジュールから離れる方向に移動するにしたがって、前記現在の座標の補正量を徐々に小さくする、請求項８に記載のセンサシステム。

【請求項10】

前記プロセッサは、前記検出対象物が前記センサモジュールから離れる方向に移動して前記センサモジュールから前記検出対象物までの距離が前記入力操作判定距離と前記補正開始距離との間の補正終了距離に達した場合に前記現在の座標の補正量がゼロになるように制御する、請求項９に記載のセンサシステム。

【請求項11】

前記プロセッサは、
前記検出対象物が前記センサモジュールに接近し、前記センサモジュールから前記検出対象物までの距離が前記補正開始距離より大きい角度判定開始距離に達した点を基点として設定し、
前記検出対象物の動きに応じて、前記検出対象物の座標を更新し、
前記基点の位置が、更新後の前記検出対象物の座標を基準として、所定の条件の範囲外である場合、前記基点を前記更新後の前記検出対象物の座標に基づいて移動する、請求項１に記載のセンサシステム。

【請求項12】

前記プロセッサは、
前記検出対象物が前記センサモジュールに接近し、前記センサモジュールから前記検出対象物までの距離が角度判定開始距離に達した点を基点として設定し、
前記検出対象物の動きに応じて、前記検出対象物の座標を更新し、
前記基点の位置が、前記基点を基準とする前記センサモジュールの主面への垂線に対して、更新後の前記検出対象物の座標を基準として、所定の角度の範囲外である場合、前記基点を前記更新後の前記検出対象物の座標に基づいて移動する、請求項１に記載のセンサシステム。

【請求項13】

前記プロセッサは、前記基点の位置が、前記垂線に対して、更新後の前記検出対象物の座標を基準として、所定の角度の範囲外である場合、前記基点を前記更新後の前記検出対象物の座標を基準として所定の角度かつ前記センサモジュールからの距離が前記角度判定開始距離である位置に移動する、請求項１２に記載のセンサシステム。

【請求項14】

前記プロセッサは、算出された前記補正量に応じて、前記表示モジュール上にカーソルを表示する、請求項１乃至１０のいずれか一に記載のセンサシステム。

【請求項15】

表示モジュール上に配置される非接触式センサモジュールの駆動方法であって、
前記センサモジュールによって検出された検出対象物の過去の座標及び現在の座標に基づいて、前記現在の座標における前記検出対象物の移動方向を示す移動情報を算出し、
前記検出対象物が前記センサモジュールに接近し、前記センサモジュールから前記検出対象物までの距離が補正開始距離に達した場合に、前記移動情報に基づいて前記現在の座標における補正量を算出する、方法。

【請求項16】

表示モジュール上に配置される非接触式センサモジュールのプロセッサによって実行させるプログラムであって、
前記センサモジュールによって検出された検出対象物の過去の座標及び現在の座標に基づいて、前記現在の座標における前記検出対象物の移動方向を示す移動情報を算出し、
前記検出対象物が前記センサモジュールに接近し、前記センサモジュールから前記検出対象物までの距離が補正開始距離に達した場合に、前記移動情報に基づいて前記現在の座標における補正量を算出する、プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態の一つは、センサシステムに関する。例えば、本発明の実施形態の一つは、非接触式センサモジュールが搭載された表示装置を備えるセンサシステム、及び当該センサシステムにおけるセンサモジュールの駆動方法に関する。

【背景技術】

【0002】

情報端末に情報を入力するためのインターフェースの一つとして、タッチセンサが広く用いられている。現在主流のタッチセンサは、人の指や掌、あるいはタッチペンなどの入力用治具（以下、これらを「検出対象物」とも記す。）がタッチセンサに直接接触した位置を特定する（特許文献１から３参照。）。これに対し、近年、タッチセンサに検出対象物を接触させず、タッチセンサの近傍に検出対象物を位置させるだけで情報入力が可能な非接触式センサ（ホバーセンサ）が開発されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】米国特許出願公開第２０１４／００４９４８６号明細書

【特許文献2】米国特許出願公開第２０１３／０３４２４９８号明細書

【特許文献3】米国特許出願公開第２０１４／００４９５０８号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明の実施形態の一つは、新規センサシステムとその駆動方法を提供することを課題の一つとする。あるいは、本発明の実施形態の一つは、表示装置を備える新規センサシステム、及び当該センサシステムにおけるセンサモジュールの新規駆動方法を提供することを課題の一つとする。あるいは、本発明の実施形態の一つは、人間工学的観点から操作性に優れたセンサモジュールが搭載された表示装置を備えるセンサシステム、及び当該センサシステムにおけるセンサモジュールの駆動方法を提供することを課題の一つとする。あるいは、本発明の実施形態の一つは、上記駆動方法を実現するためのプログラムを提供することを課題の一つとする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の一実施形態に係るセンサシステムは、表示モジュール上に配置される非接触式センサモジュールと、前記センサモジュールを駆動するプロセッサと、を有する。前記プロセッサは、前記センサモジュールによって検出された検出対象物の過去の座標及び現在の座標に基づいて、前記現在の座標における前記検出対象物の移動方向を示す移動情報を算出し、前記検出対象物が前記センサモジュールに接近し、前記センサモジュールから前記検出対象物までの距離が補正開始距離に達した場合に、前記移動情報に基づいて前記現在の座標における補正量を算出する。

【0006】

本発明の一実施形態に係る、表示モジュール上に配置される非接触式センサモジュールの駆動方法は、前記センサモジュールによって検出された検出対象物の過去の座標及び現在の座標に基づいて、前記現在の座標における前記検出対象物の移動方向を示す移動情報を算出し、前記検出対象物が前記センサモジュールに接近し、前記センサモジュールから前記検出対象物までの距離が補正開始距離に達した場合に、前記移動情報に基づいて前記現在の座標における補正量を算出する。

【0007】

本発明の一実施形態に係る、表示モジュール上に配置される非接触式センサモジュールのプロセッサによって実行させるプログラムは、前記センサモジュールによって検出された検出対象物の過去の座標及び現在の座標に基づいて、前記現在の座標における前記検出対象物の移動方向を示す移動情報を算出し、前記検出対象物が前記センサモジュールに接近し、前記センサモジュールから前記検出対象物までの距離が補正開始距離に達した場合に、前記移動情報に基づいて前記現在の座標における補正量を算出する。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の一実施形態に係るセンサシステムに含まれる表示装置の模式的展開斜視図。

【図2】本発明の一実施形態に係るセンサシステムに含まれる表示装置のセンサモジュールの模式的上面図。

【図3】本発明の一実施形態に係るセンサシステムのブロック図。

【図4】検出対象物を従来の非接触式センサモジュール付き表示装置に近づけた場合の模式図。

【図5】検出対象物を従来の非接触式センサモジュール付き表示装置に近づけた場合の模式図。

【図6】検出対象物を従来の非接触式センサモジュール付き表示装置に近づけた場合の模式図。

【図7】本発明の実施形態に係るセンサシステムの補正方法を説明する模式図。

【図8】本発明の実施形態に係るセンサシステムの補正方法を説明する模式図。

【図9】本発明の実施形態に係るセンサシステムの動作を説明する模式図。

【図10】本発明の一実施形態に係るセンサシステムの動作を説明するフローチャート。

【図11】本発明の一実施形態に係るセンサシステムの角度計算を説明するフローチャート。

【図12】本発明の一実施形態に係るセンサシステムの動作を説明する模式図。

【図13】本発明の一実施形態に係るセンサシステムの動作を説明するフローチャート。

【図14】本発明の実施形態に係るセンサシステムの動作を説明する模式図。

【図15】本発明の実施形態に係るセンサシステムの動作を説明する模式図。

【図16】本発明の実施形態に係るセンサシステムの動作を説明する模式図。

【図17】本発明の実施形態に係るセンサシステムの動作を説明する模式図。

【図18】本発明の一実施形態に係るセンサシステムの動作を説明するフローチャート。

【図19】本発明の一実施形態に係るセンサシステムの動作を説明する模式図。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下に、本発明の各実施形態について、図面を参照しつつ説明する。以下の開示はあくまで一例にすぎない。当業者が、発明の主旨を保ちつつ、実施形態の構成を適宜変更することによって容易に想到し得る構成は、当然に本発明の範囲に含有される。図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合がある。しかし、図示された形状はあくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。

【0010】

本発明の各実施の形態において、表示モジュール１１０からセンサモジュール２００に向かう方向を上又は上方という。逆に、センサモジュール２００から表示モジュール１１０に向かう方向を下又は下方という。このように、説明の便宜上、上方又は下方という語句を用いて説明するが、例えば、表示モジュール１１０とセンサモジュール２００との上下関係が図示と逆になるように配置されてもよい。以下の説明で、例えば表示モジュール１１０上のセンサモジュール２００という表現は、上記のように表示モジュール１１０とセンサモジュール２００との上下関係を説明しているに過ぎず、表示モジュール１１０とセンサモジュール２００との間に他の部材が配置されていてもよい。上方又は下方は、複数の層が積層された構造における積層順を意味するものであり、トランジスタの上方の画素電極と表現する場合、平面視において、トランジスタと画素電極とが重ならない位置関係であってもよい。一方、トランジスタの鉛直上方の画素電極と表現する場合は、平面視において、トランジスタと画素電極とが重なる位置関係を意味する。

【0011】

本明細書において、「膜」という用語と、「層」という用語とは、場合により、互いに入れ替えることができる。

【0012】

「表示装置」とは、電気光学層を用いて映像を表示する構造体を指す。例えば、表示装置という用語は、電気光学層を含む表示パネルを指す場合もあり、又は表示セルに対して他の光学部材（例えば、偏光部材、バックライト、タッチパネル等）を装着した構造体を指す場合もある。「電気光学層」には、技術的な矛盾が生じない限り、液晶層、エレクトロルミネセンス（ＥＬ）層、エレクトロクロミック（ＥＣ）層、電気泳動層が含まれ得る。したがって、後述する実施形態について、表示装置として、液晶層を含む液晶表示装置、及び有機ＥＬ層を含む有機ＥＬ表示装置を例示して説明するが、本実施形態における構造は、上述した他の電気光学層を含む表示装置へ適用することができる。

【0013】

本明細書において「αはＡ、Ｂ又はＣを含む」、「αはＡ、Ｂ及びＣのいずれかを含む」、「αはＡ、Ｂ及びＣからなる群から選択される一つを含む」、といった表現は、特に明示が無い限り、αがＡ～Ｃの複数の組み合わせを含む場合を排除しない。さらに、これらの表現は、αが他の要素を含む場合も排除しない。

【0014】

なお、以下の各実施形態は、技術的な矛盾を生じない限り、互いに組み合わせることができる。

【0015】

［１．第１実施形態］
図１～図１２を参照して、本発明の実施形態の一つであるセンサシステム、センサシステムを駆動するための方法、及びこの方法を実現するためのプログラムについて説明する。

【0016】

［１－１．センサシステム］
本発明の実施形態の一つに係るセンサシステムを図１及び図２に示す。センサシステムは、センサモジュール２００及びプロセッサ２２０を含む。当該センサシステムにおいて、センサモジュール２００は表示装置１００に組み込まれていてもよい。この場合、センサシステムは表示装置１００及びプロセッサ２２０を含む。センサシステムは、さらにプロセッサ２２０及び表示装置１００に接続されるコンピューティングデバイス３００を含んでもよい。

【0017】

［１－２．表示装置］
表示装置１００の模式的展開斜視図を図１に示す。表示装置１００は、表示モジュール１１０及びセンサモジュール２００を含む。センサモジュール２００は、表示モジュール１１０上に配置される。表示モジュール１１０及びセンサモジュール２００は、図１では示されない接着層によって互いに固定されてもよい。

【0018】

［１－３．表示モジュール］
表示モジュール１１０は、表示モジュール１１０に接続されるコンピューティングデバイス３００の命令に従って映像を表示する機能を有するデバイスである。表示モジュール１１０は、アレイ基板１１２、アレイ基板１１２上に形成される複数の画素１１６、及び複数の画素１１６を覆う対向基板１１４を基本的な構成として備える。図示しないが、アレイ基板１１２上には、画素１１６を制御するための駆動回路が設けられる。複数の画素１１６を囲む領域は表示領域１２０と呼ばれる。各画素１１６は表示素子を備えており、色情報を提供する最小単位として機能する。

【0019】

表示素子としては、液晶素子をはじめ、無機電界発光素子（ＬＥＤ）や有機電界発光素子（ＯＬＥＤ）に例示される電界発光素子などを用いることができる。液晶素子を用いる場合には、表示モジュール１１０には、図示しない光源（バックライト）がさらに設けられる。各画素１１６は、フレキシブル印刷回路（ＦＰＣ）基板などの第１のコネクタ１１８を介してコンピューティングデバイス３００から供給される電源と映像信号に従って動作し、映像信号に基づく階調で特定の色の光を提供する。画素１１６の動作を映像信号に基づいて制御することで、表示領域１２０上に映像を表示することができる。複数の画素１１６は、映像がセンサモジュール２００を介して視認できるように配置される。

【0020】

表示モジュール１１０の大きさに制約はなく、例えば１２．１インチ（３１ｃｍ）サイズと呼ばれる携帯通信端末などに利用される大きさでもよく、コンピュータに接続されるモニタやテレビ、サイネージなどに好適な大きさ（例えば、１４．１インチ（３６ｃｍ）サイズから３２インチ（８１ｃｍ）サイズ）でもよく、さらに大きなサイズであってもよい。より具体的には、車載表示装置のほか、金銭登録器（レジ）や現金自動預払機に組み込まれる表示装置に適合するサイズを採用してもよい。

【0021】

［１－４．センサモジュール］
センサモジュール２００は、表示モジュール１１０からの光を透過させるとともに、表示装置１００に情報を入力するためのインターフェースとして機能するデバイスである。センサモジュール２００は非接触式センサモジュール（ホバーセンサ）であり、指や掌、タッチペンなどの検出対象物がセンサモジュール２００に直接接触したときのみならず、検出対象物がセンサモジュール２００に接することなく近づいた際にも検出対象物を検出し、センサモジュール２００上における検出対象物の位置（以下、単に入力位置とも記す。）を特定する機能を備える。センサモジュール２００が検出対象物を検出する距離は適宜設定することができ、例えばセンサモジュール２００の最外表面から５ｍｍ以内、２０ｍｍ以内、５０ｍｍ以内、又は１００ｍｍ以内の範囲に設定することができる。なお、後述するように、センサシステムでは、センサモジュール２００が検出対象物による入力の有無を判定するための閾値距離が設定される。

【0022】

図１や図２に示すように、センサモジュール２００は、センサ基板２０２と、センサ基板２０２に対向するカバー基板２０４とを備えるセンサパネル２０１と、センサパネルに接続されるコネクタ部２０７とを備える。センサパネル２０１は、表示モジュール１１０の表示領域１２０上に配置されている。換言すると、センサパネル２０１は、表示に画面上に配置されている。センサ基板２０２及びカバー基板２０４は、いずれも絶縁性の基板であり、表示モジュール１１０によって表示される映像を視認させるため、可視光を透過する材料で構成される。このため、センサ基板２０２及びカバー基板２０４は、ガラス及び石英などの無機材料、又は、ポリイミド、ポリアミド、及びポリカーボネートなどの高分子材料などで構成される。センサ基板２０２及び／又はカバー基板２０４は、任意に変形できる程度の可撓性を備えてもよく、あるいは塑性変形しない程度の低い可撓性を有してもよい。

【0023】

センサ基板２０２とカバー基板２０４との間には、複数のセンサ電極２０６が設けられる。複数のセンサ電極２０６は、複数の行及び列を有するマトリクス状に配置される。複数のセンサ電極２０６が配置される領域はセンサ領域２１４と呼ばれ、センサ領域２１４が表示領域１２０と重なるようにセンサ電極２０６が配置される。センサ電極２０６の数（すなわち、行及び列の数）や大きさ（面積）は、表示装置１００の大きさ、センサモジュール２００に要求される検出精度などに応じて適宜設定すればよい。行及び列の数は、例えばそれぞれ５以上１０以下、５以上１５以下でもよい。図１から理解されるように、各センサ電極２０６は、画素１１６よりも大きな面積を有しており、複数の画素１１６と重なるように設けられる。

【0024】

センサ電極２０６は、例えばインジウム－スズ混合酸化物（ＩＴＯ）及びインジウム－亜鉛混合酸化物（ＩＺＯ）などの透光性酸化物を含む。あるいは、センサ電極２０６は、チタン、モリブデン、タングステン、アルミニウム、及び銅などの金属（０価の金属）、又はこれらの金属の一つ又は複数を含む合金を含んでもよい。この場合には、透光性を確保するため、複数の開口を有するメッシュ状にセンサ電極２０６を形成すればよい。

【0025】

各センサ電極２０６からは、センサ電極２０６と電気的に接続されるセンサ配線（図示しない）がセンサ基板２０２の一辺まで延伸し、端部において端子２１２を形成する（図２）。端子２１２にはフレキシブル印刷回路（ＦＰＣ）基板などの第２のコネクタ２１０が電気的に接続される（図１、図２）。

【0026】

センサモジュール２００のセンサ基板２０２と表示モジュール１１０の対向基板１１４との間には、表示モジュール１１０からの電気的な影響を遮蔽するためのノイズシールド層２１６が設けられる（図１参照）。ノイズシールド層２１６は、ＩＴＯ及びＩＺＯなどの透光性酸化物、あるいは金属を含む。後者の場合には、可視光の透過を許容するよう、複数の開口を有するメッシュ状の金属膜をノイズシールド層２１６として用いればよい。ノイズシールド層２１６は、複数のセンサ電極２０６と重なるように設けられる。ノイズシールド層２１６には、ＦＰＣ基板などの第３のコネクタ２０８が電気的に接続され、センサ電極２０６に印加される電位と同相のパルス状又はサイン波形の交流電圧が印加される。このため、ノイズシールド層２１６はセンサ電極２０６と常時等電位となる。

【0027】

［１－５．コンピューティングデバイス］
コンピューティングデバイス３００は、計算機能を有する電子デバイスであり、例えばデスクトップ型コンピュータやノート型パーソナルコンピュータを始め、タブレットやスマートフォンなどの携帯通信端末である。あるいは、コンピューティングデバイス３００は、表示装置１００が搭載される各種装置に組み込まれる情報処理装置（例えばマイクロコンピュータ）でもよい。図３のブロック図に示すように、コンピューティングデバイス３００は、コンピューティングデバイス３００の動作を制御する制御部３０２、記憶部３０４、制御部３０２によって制御される通信部３０６、音声出力部３０８、及び電源３１０などを含む。

【0028】

制御部３０２は、中央演算ユニット（ＣＰＵ）などの処理装置を備え、記憶部３０４に格納される基本アプリケーションプログラム、及び各種駆動方法を実現するためのプログラムを動作させ、各種処理を実行する。記憶部３０４は、揮発性の主記憶装置及び不揮発性の補助記憶装置によって構成される。主記憶装置は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）やダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）などである。補助記憶装置は、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、フラッシュメモリ、ハードディスクドライブなどである。上記基本アプリケーションプログラムやプログラムは記憶部３０４を構成する補助記憶装置に記憶される。

【0029】

通信部３０６は、ネットワークを介して図示しない外部電子機器との通信を行う機能を有する。音声出力部３０８は種々の音を発生する機能を有するスピーカーである。電源３１０はリチウムイオンバッテリなどの二次電池であり、外部電源から電力の供給を受けて蓄電し、外部電源が利用できないときには電源を制御部３０２、表示装置１００などに供給する。

【0030】

コンピューティングデバイス３００に対する入力は、センサモジュール２００を用いて行うことができる。したがって、センサモジュール２００、及びセンサモジュール２００を含む表示装置１００は、コンピューティングデバイス３００の入出力部として機能する。センサモジュール２００を用いる入力については後述する。また、図示しないが、コンピューティングデバイス３００に対する入力装置として、コンピューティングデバイス３００は、キーボード、操作ボタン、及びマウスなどをさらに備えてもよい。

【0031】

コンピューティングデバイス３００は、第１のコネクタ１１８を介して表示モジュール１１０に接続されるとともに、第２のコネクタ２１０を介してセンサモジュール２００に接続される。第１のコネクタ１１８上には画素１１６に供給する信号を生成する駆動回路１２２が設けられる。コンピューティングデバイス３００にインストールされるアプリケーションの命令に従って制御部３０２が動作し、映像信号が駆動回路１２２に供給される。駆動回路１２２は、この映像信号に基づいて各画素１１６に供給する信号を生成し、画素１１６を制御する。これにより、アプリケーションに従って表示領域１２０上に映像が表示される。なお、駆動回路１２２を第１のコネクタ１１８上に設けず、アレイ基板１１２の上に形成してもよい。

【0032】

［１－６．プロセッサ］
第２のコネクタ２１０には駆動回路として機能するプロセッサ２２０を設けることができる。プロセッサ２２０は、シリコン半導体基板上に形成される集積回路によって形成することができる。プロセッサ２２０は、センサモジュール２００を非接触方式で駆動する。プロセッサ２２０は、表示装置１００及びコンピューティングデバイス３００に電気的に接続される。例えば、プロセッサ２２０は、電源回路２３０、検出器２４０、演算素子２５０、及びインターフェース２６０などを含む（図２、図３参照）。なお、プロセッサ２２０を第２のコネクタ２１０上に設けず、センサ基板２０２上に設けてもよい。

【0033】

電源回路２３０は、図示しない外部電源からコンピューティングデバイス３００を介して供給される電源をパルス状の交流電圧（交流矩形波）に変換し、この交流電圧を端子２１２とセンサ配線を介して各センサ電極２０６に供給する。

【0034】

検出器２４０はアナログフロントエンド（ＡＦＥ：Ａｎａｌｏｇ Ｆｒｏｎｔ Ｅｎｄ）とも呼ばれ、信号検出部２４２とアナログ／デジタル変換部（Ａ／Ｄ変換部）２４４を含む。信号検出部２４２によってセンサ電極２０６の容量の変化が電位変動として検出され、Ａ／Ｄ変換部２４４によってこの電位変動がデジタル化されて検出信号に変換される。

【0035】

演算素子２５０は、信号処理部２５２、座標演算部２５４、判定部２５６、及び記憶部２５８などを含む。信号処理部２５２は、Ａ／Ｄ変換部２４４から入力された検出信号に対して各種処理を行う。検出信号に対する処理としては公知の処理が挙げられ、ノイズ低減処理、ベースライン補正、及び線形変換処理などが例示される。信号処理部２５２で処理された検出信号は、座標演算部２５４によって処理され、センサ領域２１４上における検出対象物の位置とともに、センサモジュール２００から検出対象物までの距離が計算される。すなわち、センサモジュール２００に対する検出対象物の三次元座標が計算される。センサモジュール２００上の二次元座標は、検出対象物が近接する複数のセンサ電極２０６の電位変動を示す指標であるセンサ値の分布を利用して決定される。一方、第３の次元の座標であるセンサモジュール２００から検出対象物までの距離は、センサ値の強度によって決定される。算出された三次元座標は、インターフェース２６０を介してコンピューティングデバイス３００に入力される。これにより、検出対象物の三次元座標をコンピューティングデバイス３００において把握することができる。

【0036】

インターフェース２６０はコンピューティングデバイス３００との接続に用いられ、ユニバーサル・シリアル・バス（ＵＳＢ）やシリアル・ペリフェラル・インタフェース（ＳＰＩ）などの規格に基づいて構成される。記憶部２５８は、揮発性又は不揮発性メモリ素子を含むデバイスであり、コンピューティングデバイス３００によって設定された、センサモジュール２００から検出対象物までの閾値距離、特定の点からの検出対象物の閾値距離、特定の点における検出対象物の閾値静止時間が格納される。これらの情報は、インターフェース２６０を介し、コンピューティングデバイス３００の記憶部３０４から提供される。

【0037】

判定部２５６は、センサモジュール２００に接触又は近接する検出対象物の三次元座標における各種閾値距離、及びセンサモジュール２００から検出対象物までの距離を比較する。さらに、判定部２５６は、センサモジュール２００から検出対象物までの距離が閾値距離以下であると判定する場合には、検出対象物がセンサモジュール２００に接触していなくても、検出対象物による入力操作（例えば、「タップ操作」又は「タッチ操作」。）が行われたと判断する。逆に、判定部２５６は、センサモジュール２００から検出対象物までの距離が閾値距離を超えていると判定する場合には、入力操作が行われていないと判断する。判定部２５６による判断結果は、インターフェース２６０を介してコンピューティングデバイス３００の制御部３０２に送信される。制御部３０２は、この判断結果に基づき、プログラムの命令に従って入力操作に対応する映像の映像信号を表示モジュール１１０に提供する。

【0038】

上述したセンサシステムでは、プロセッサ２２０は第２のコネクタ２１０又はセンサ基板２０２上に設けられる。ただし、プロセッサ２２０の全体又は一部をコンピューティングデバイス３００に配置してもよい。あるいは、プロセッサ２２０の機能の全て又は一部をコンピューティングデバイス３００で実現してもよい。例えば、検出器２４０及び／又は演算素子２５０をコンピューティングデバイス３００に搭載してもよい。あるいは、検出器２４０及び／又は演算素子２５０の機能の全て又は一部をコンピューティングデバイス３００で実現してもよい。

【0039】

［１－７．従来のセンサシステムにおける問題点］
従来のセンサシステムにおける問題点について説明する。

【0040】

ユーザが指などの検出対象物を従来の非接触式センサモジュール付き表示装置に近づけた場合の模式図を図４～図６に示す。図４～図６において、表示モジュール１１０上には複数の画素１１６によって表示されたターゲット表示１３１、１３２、１３３が示されている。当該ターゲット表示は、ｘ軸に沿って並んでいる。当該ターゲット表示は、例えばテンキーである。表示モジュール１１０に対向する位置にセンサモジュール２００が設けられている。表示モジュール１１０とセンサモジュール２００との間の部材は省略されている。

【0041】

センサモジュール２００の上方（ｚ軸の正方向）に表示された点線は、センサモジュール２００（又はセンサパネル２０１）からの距離が入力判定距離ＴＳである位置を示している。入力判定距離ＴＳは、プロセッサ２２０が検出対象物によって入力操作が行われたことを検出するタイミングにおけるセンサモジュール２００と検出対象物との距離である。つまり、センサモジュール２００と検出対象物との距離が入力判定距離ＴＳを超える場合、プロセッサ２２０は入力操作を検出しない。一方、当該距離が入力判定距離ＴＳ以下である場合、プロセッサ２２０は入力操作を検出する。これらの図面において、実線の矢印は検出対象物の軌跡を示す。以下の説明において、検出対象物がセンサモジュール２００に接近し、センサモジュール２００と検出対象物との距離が入力判定距離ＴＳに達することを「検出対象物が入力判定距離ＴＳに達する」という場合がある。

【0042】

図４では、ユーザは、ターゲット表示１３２に対する入力操作を行うため、点Ｐ１２を狙って検出対象物を移動させる。図４に示すように、検出対象物が軌道に沿ってセンサモジュール２００（ターゲット表示１３２）に接近し、検出対象物が入力判定距離ＴＳに達すると、プロセッサ２２０は、入力判定距離ＴＳにおける検出対象物の位置（点Ｐ１１）を、入力操作が検出された位置と判定する。

【0043】

一方、検出対象物は、入力判定距離ＴＳに達した後もセンサモジュール２００へ接近し、ユーザが狙った入力位置（点Ｐ１２）まで移動する。つまり、ユーザが認識する入力位置（点Ｐ１２）とプロセッサ２２０が検出した入力操作の位置（点Ｐ１１）との間にずれが生じる。点Ｐ１１と点Ｐ１２とを二次元座標（ｘｙ座標）に投影した場合の両者間の距離が、ユーザが狙った入力位置とプロセッサ２２０が検出した入力操作の位置とのずれである。検出対象物がターゲット表示１３２に接近する場合、かつ検出対象物がセンサモジュール２００の主面に対して垂直に近い角度でセンサモジュール２００に接近する場合、ユーザが狙った入力位置と検出された入力操作の位置とのずれは小さいため、入力操作の誤認は起きにくい。したがって、プロセッサ２２０は、ユーザの狙いと同様にターゲット表示１３２に対する入力操作を検出する。

【0044】

一方、図５では、ユーザは、ターゲット表示１３２に対する入力操作を行う際に、図４に比べてセンサモジュール２００の主面に対して水平に近い角度で検出対象物をセンサモジュール２００に移動させる。その結果、図５に示すように、入力判定距離ＴＳにおける検出対象物の位置（点Ｐ２１）とユーザが狙った入力位置（点Ｐ２２）とのずれは、図４の点Ｐ１１と点Ｐ１２とのずれに比べて大きい。したがって、ユーザの狙いがターゲット表示１３２であるにも拘わらず、プロセッサ２２０は、ターゲット表示１３２の隣のターゲット表示１３１に対する入力操作を検出してしまう。

【0045】

図５のように、センサモジュール２００の主面に対して水平に近い角度で検出対象物をセンサモジュール２００に移動させる場合、入力操作の誤認が起きやすい。

【0046】

また、図６では、ユーザが意図する入力操作の位置と、実際にユーザによって操作された検出対象物の位置とがずれている場合が例示されている。例えば、ユーザが、センサモジュール２００の主面に対して斜め方向から検出対象物を近づける場合、ユーザの操作感覚に起因して、検出対象物の位置とユーザが意図する入力操作の位置とが異なる場合がある。図６において、点線はユーザが意図する入力操作の仮想軌跡であり、実線は検出対象物の軌跡（実軌跡）である。仮想軌跡は、ユーザがイメージする検出対象物の軌跡である。

【0047】

図６に示すように、仮想軌跡が入力判定距離ＴＳにおける点Ｐ３１を経由して点Ｐ３２に達しているのに対して、実軌跡は入力判定距離ＴＳにおける点Ｐ３３を経由して点Ｐ３４に達している。つまり、ユーザが、検出対象物が点Ｐ３２に移動したと認識している場合であっても、実際には検出対象物は点Ｐ３３を経由して点Ｐ３４に移動する。この場合、プロセッサ２２０は、点Ｐ３３の位置で入力操作を検出する。したがって、ユーザがターゲット表示１３２に対して入力操作を行ったと認識しているにも拘わらず、プロセッサ２２０は、ターゲット表示１３１に対して入力操作が行われたと判定する。このように、ユーザの操作感覚に起因して入力操作の誤認が生じる場合がある。

【0048】

［１－８．センサシステムの座標補正方法］
本実施形態にかかるセンサシステムは、検出対象物の座標を検出し、検出された座標をカーソル又はポインタ等によって表示することで、ユーザに対して検出位置を認識させる。当該センサシステムは、プロセッサ２２０を用いて検出された検出対象物の座標を補正し、補正された座標にカーソルを表示装置１００に表示する。本実施形態では、プロセッサ２２０は、図７に示す方法で検出対象物の移動情報を算出し、当該移動情報を用いて図８に示す方法でずれ量を計算し、当該ずれ量に基づいて検出対象物の座標を補正し、補正された座標にカーソル等を表示する。

【0049】

図７は、本発明の実施形態に係るセンサシステムの補正方法を説明する模式図である。本実施形態では、ｘ軸方向に並んだターゲット表示及びｘ軸方向に検出対象物が移動する構成を例示するが、ｙ軸方向においても以下と同様の処理が行われる。

【0050】

図４～図６と同様に、図７には、センサモジュール２００の上方に入力判定距離ＴＳが点線で表示されており、入力判定距離ＴＳの上方に補正開始距離ＳＳ及び角度判定開始距離ＡＳが点線で表示されている。角度判定開始距離ＡＳは、プロセッサ２２０が現在の座標における検出対象物の移動方向の算出を開始する距離を示す。補正開始距離ＳＳは、プロセッサ２２０が検出対象物の座標の補正を開始するか否かを判定し始める距離を示す。

【0051】

検出対象物が角度判定開始距離ＡＳよりもセンサモジュール２００に接近した後に、プロセッサ２２０は、検出対象物の座標に基づいて当該検出対象物の移動方向を示す移動情報及び当該移動情報に基づくずれ量の算出を開始する。検出対象物が補正開始距離ＳＳよりもセンサモジュール２００に接近すると、プロセッサ２２０は、当該ずれ量に基づく補正を開始する。図７において、「黒丸（●）」及び「白丸（○）」は、検出対象物がセンサモジュール２００によって検出された座標を示す。これらの座標は、センサモジュール２００によって検出される。

【0052】

図７に示すように、検出対象物が角度判定開始距離ＡＳに達した場合、プロセッサ２２０は、検出対象物が検出された座標に基づいて、検出対象物の移動方向を示す移動情報の算出を開始する。検出対象物の座標の検出は所定の期間（例えば、１フレーム）ごとに行われ、検出が行われるたびに、現在の検出対象物の座標が更新され、過去の検出対象物の座標は記憶部２５８に格納される。記憶部２５８として、例えばリングバッファが用いられ、最新の座標データ及び当該最新の座標データをからｍ－１個前までの過去の座標データがリングバッファに格納される（ｍは２以上の自然数）。例えば、検出対象物の検出が１フレーム毎に行われる場合、リングバッファにはｍフレーム分の座標データが格納される。当該リングバッファにおいては、最新の座標データが格納されるたびに最も古い座標データは消去される。

【0053】

検出対象物が角度判定開始距離ＡＳからセンサモジュール２００に接近し、センサモジュール２００から検出対象物までの距離が補正開始距離ＳＳ（点Ｐ４０；第１点）に達した場合に、プロセッサ２２０は、検出対象物の座標における上記移動情報に基づいて検出対象物の現在の座標（以下、「検出位置」という場合がある）の補正量を算出し、補正を開始する。具体的には、図７に示すように、プロセッサ２２０は、リングバッファに格納されたｍ点の座標データに基づいて、点Ｐ４１に至った検出対象物の移動情報を算出する。図７の例では、ｍが４である。移動情報の算出に用いられる座標は「白丸（○）」で示されており、それ以外の座標（白丸（○）で表示された座標データより前に保持されていた座標データ）は「黒丸（●）」で示されている。なお、図７の右上に示す丸点線で囲まれた領域は、図７の左下の図面の一部の拡大図である。例えば、上記の移動情報は、過去のｍ点の座標に対する近似線に基づいて算出される。具体的には、当該近似線の傾きが移動情報に相当する。図７に示す例では、移動情報（傾き）は、センサモジュール２００の主面に垂直な方向に対する近似線の角度θに係る角度情報である。

【0054】

移動情報の算出方法は上記の方法に限定されない。詳細は後述するが、例えば、直近のｍ点の座標を前半と後半の２区分に分割し、前半の区分に含まれる座標の平均値と、後半の区分に含まれる座標の平均値とを計算し、これらの平均値に基づいて上記の移動情報（傾き）を算出してもよい。また、リングバッファに格納されている複数の座標データのうちのいくつかの座標データのみを用いて移動情報を算出してもよい。この場合、例えば最新の座標データ及び最も古い座標データのみを用いて移動情報を算出してもよい。また、本実施形態では、移動情報としてセンサモジュール２００（センサパネル２０１）の法線に対する検出対象物の進入角度θを最新の座標データ群に基づいて算出する構成を例示するが、この構成に限定されない。例えば、移動情報として、角度θ及び速度（又は加速度）を含むベクトルを算出してもよい。

【0055】

図８は、本発明の実施形態に係るセンサシステムの補正方法を説明する模式図である。図８を用いて、図７で算出された移動情報を用いてずれ量を算出する方法について説明する。前述のように、ユーザが、センサモジュール２００の主面に対して斜め方向から検出対象物を近づける場合、ユーザが意図する入力位置と、センサモジュール２００が検出する入力操作の位置との間に差が生じる。この差がずれ量である。

【0056】

図８には、入力判定距離ＴＳの上方（ｚ軸の正方向）に補正開始距離ＳＳ及び角度判定開始距離ＡＳが点線で示されており、入力判定距離ＴＳの下方（ｚ軸の負方向）にターゲット距離ＺＳが点線で示されている。ターゲット距離ＺＳは、検出対象物を操作するユーザが意図する入力操作を想定した位置を示す。

【0057】

図８では、検出対象物の座標における補正量を計算するための基準となる「ずれ量α」を計算する方法について説明する。図８において、点Ｐ４１（第２点）は、点Ｐ４０（第１点）から検出対象物の移動方向（センサモジュール２００の法線に対して角度θの方向）に向かって延びる仮想線（点Ｐ４０からターゲット表示１３２に延びる点線）が入力判定距離ＴＳに達した点である。点Ｐ４２（第３点）は、当該仮想線がターゲット距離ＺＳに達した点である。当該仮想線は、点Ｐ４０における検出対象物の座標及び移動情報に基づいて算出される。本実施形態の場合、移動情報として角度θを用いて仮想線が算出される。点Ｐ４３は、点Ｐ４２の鉛直上方の点であり、センサモジュール２００からの距離が入力判定距離ＴＳである点である。

【0058】

図８において、「ＰＡ＿ｘｙ」は、点Ｐ４１のｘｙ座標である。「ＰＢ＿ｘｙ」は、点Ｐ４２のｘｙ座標である。ずれ量αは、点Ｐ４１と点Ｐ４３との間の距離である。換言すると、ずれ量αは、ｘｙ座標における点Ｐ４１と点Ｐ４２との距離である。図８において、センサモジュール２００の表面から補正開始距離ＳＳまでの距離が「Ｓ」と表示され、当該表面から入力判定距離ＴＳまでの距離が「Ｔ」と表示され、当該表面からターゲット距離ＺＳまでの距離が「Ｚ」と表示される。

【0059】

上記の場合、Ｐ４０を基準として、「ＰＡ＿ｘｙ」、「ＰＢ＿ｘｙ」、及びαは以下の式で表される。
ＰＡ＿ｘｙ＝（Ｓ－Ｔ）×ｔａｎθ
ＰＢ＿ｘｙ＝（Ｓ－Ｚ）×ｔａｎθ
α＝ＰＢ＿ｘｙ－ＰＡ＿ｘｙ
なお、ずれ量αは以下の式でもあらわされる。
α＝（Ｔ－Ｚ）×ｔａｎθ

【0060】

プロセッサ２２０は、検出対象物が角度判定開始距離ＡＳに続いて補正開始距離ＳＳに達すると（点Ｐ４０）、検出対象物の移動方向及び座標に基づいたずれ量αの算出を開始する。具体的には、プロセッサ２２０は、点Ｐ４０における座標及び検出対象物の移動方向に基づいて仮想線を算出し、当該仮想線に基づいて計算された「ＰＡ＿ｘｙ」及び「ＰＢ＿ｘｙ」を用いてずれ量αを計算する。ずれ量αの計算は、検出対象物が角度判定開始距離ＡＳに達した後、各フレームについて行われる。プロセッサ２２０は、このずれ量αに基づいて、検出対象物の座標における補正量を計算し、計算された補正量に基づいて補正された座標にカーソル等を表示する。

【0061】

上記の構成を換言すると、プロセッサ２２０は、検出対象物の座標及び上記角度情報に基づいて、検出対象物の検出座標を補正し、補正された座標にカーソル等を表示する。詳細には、まず、プロセッサ２２０は、ｚ軸に対して上記角度情報に含まれる角度をなし、検出対象物の現座標からセンサモジュール２００に向かう仮想線を算出する。そして、プロセッサ２２０は、当該仮想線上の点であって、当該座標とセンサモジュール２００の主面との間において、センサモジュール２００からの距離がターゲット距離ＺＳである点Ｐ４２に基づいて検出位置を補正する。

【0062】

ターゲット距離ＺＳは、センサモジュール２００の主面と入力判定距離ＴＳとの間の任意の距離を意味する。例えば、ターゲット距離ＺＳは、入力判定距離ＴＳの３０％以上７０％以下のいずれかの距離、４０％以上６０％以下のいずれかの距離、約５０％の距離である。

【0063】

図４～図６に示すように、ユーザは、実際には入力判定距離ＴＳを視認できないので、確実に入力操作を行うべく検出対象物を入力判定距離ＴＳよりもセンサモジュール２００に近接させることが考えられる。このため、検出対象物の進入角度によっては意図しない入力操作が検知されてしまう虞があるが、プロセッサ２２０が検出対象物による入力操作が行われた位置を上記のように補正することで、ユーザが入力操作を行ったと認識する位置と、入力操作が行われたことをプロセッサ２２０が判定する位置とのずれを小さくすることができる。

【0064】

［１－９．センサシステムの動作（接近時）］
図９は、本発明の実施形態に係るセンサシステムの動作を説明する模式図である。図９を用いて、検出対象物の実際の動きに対して、図８に示すずれ量αに基づいて補正された座標にカーソルを表示する例について説明する。

【0065】

図９では、図８と同様に、角度判定開始距離ＡＳ、補正開始距離ＳＳ、入力判定距離ＴＳ、及びターゲット距離ＺＳが示されている。図９のうち、実線の矢印は検出対象物の実際の動きを示し、太い矢印（内部が白で描かれた矢印）は補正後の検出対象物の軌跡（補正後軌跡）を示し、実線の矢印と太い矢印との間において水平に延びる点線の矢印はセンサモジュール２００の主面を基準とした各高さ位置における補正量を示す。図９における点Ｐ５２～Ｐ５５は、それぞれ、図８における点Ｐ４０～Ｐ４３に対応する。

【0066】

図９に示すように、検出対象物がセンサモジュール２００に接近し、センサモジュール２００と検出対象物との距離が角度判定開始距離ＡＳに達した場合（点Ｐ５１）に、プロセッサ２２０は、現在の座標における検出対象物の移動方向及びずれ量αの算出を開始する。その後、検出対象物がセンサモジュール２００にさらに接近し、当該距離が補正開始距離ＳＳに達すると（点Ｐ５２）、プロセッサ２２０は、当該ずれ量αに基づいて検出対象物に対する検出位置の補正を開始する。

【0067】

上記のように検出位置の補正が開始されると、プロセッサ２２０は、補正後の座標に基づいてカーソルを表示する。プロセッサ２２０は、検出対象物が入力判定距離ＴＳに達したときに座標の補正量がずれ量αに一致するように、各高さ位置における補正量を決定する。つまり、センサモジュール２００と検出対象物との距離が入力判定距離ＴＳに達したときに、点Ｐ５３の座標からセンサモジュール２００に向かう仮想線上の点Ｐ５４に基づいて、検出位置を補正し、点Ｐ５５の座標にカーソルを表示する。

【0068】

点Ｐ５４は、点Ｐ５３とセンサモジュール２００の主面との間において、センサモジュール２００からの距離がターゲット距離ＺＳである点である。つまり、点Ｐ５４は、ユーザが検出対象物を用いて入力をしようとする位置である。したがって、実際の検出対象物が点Ｐ５３に位置する場合に、ユーザが入力を意図する補正後の座標（点Ｐ５５）にカーソルが表示されるように、検出位置の補正を行う。上面視において、点Ｐ５４の位置は点Ｐ５５の位置と同じである。つまり、ｘｙ座標における点Ｐ５４の座標は点Ｐ５５の座標と同じである。

【0069】

上記の補正方法を詳細に説明すると、プロセッサ２２０は、点Ｐ５２から検出位置の補正を開始し、検出対象物がセンサモジュール２００に接近するにしたがって、その検出位置の補正量を徐々に増加する。

【0070】

あるフレームにおけるセンサモジュール２００から検出対象物までの距離をＸとすると、点Ｐ５２から点Ｐ５３までの間における補正量は以下のように表現することができる。
補正量＝α×（Ｘ－Ｔ）／（Ｓ－Ｔ）

【0071】

図９の例では、検出対象物が点Ｐ５２から点Ｐ５３まで直線的に移動しているため、補正後軌跡は点Ｐ５２から点Ｐ５５に向かう直線的な形状である。ただし、例えば、検出対象物が点Ｐ５２から点Ｐ５５まで曲線的に移動する場合、当該補正後軌跡は、点Ｐ５２から点Ｐ５５に向かう、検出対象物の動きに応じた曲線的な形状であってもよい。

【0072】

プロセッサ２２０が上記のように補正をした結果、検出対象物が入力判定距離ＴＳに達したときに、プロセッサ２２０は、点Ｐ５５の位置にカーソルを表示する。

【0073】

検出対象物が点Ｐ５３の位置から仮想線に沿ってセンサモジュール２００にさらに接近すると、プロセッサ２２０は、センサモジュール２００と検出対象物との距離が入力判定距離ＴＳより小さくなる（検出対象物がターゲット距離ＺＳに近づく）にしたがって、検出位置の補正量を徐々に小さくする。換言すると、当該補正量は、入力判定距離ＴＳで最大値をとり、検出対象物が入力判定距離ＴＳから下方に移動するにしたがって当該補正量は小さくなる。仮想線がターゲット表示１３２に達する点を点Ｐ５６とすると、補正後軌跡が点Ｐ５５から点Ｐ５６に向かうように検出位置の補正量が調整される。

【0074】

あるフレームにおけるセンサモジュール２００から検出対象物までの距離をＸとすると、点Ｐ５３から点Ｐ５４までの間における補正量は以下のように表現することができる。
補正量＝α×（Ｘ－Ｄ）／（Ｔ－Ｄ）

【0075】

図９の例では、検出対象物が点Ｐ５３から点Ｐ５６に向かって直線的に移動しているため、補正後軌跡は点Ｐ５５から点Ｐ５６に向かう直線的な形状である。ただし、例えば、検出対象物が点Ｐ５３から点Ｐ５６に向かって曲線的に移動する場合、当該補正後軌跡は、点Ｐ５５から点Ｐ５６に向かう、検出対象物の動きに応じた曲線的な形状であってもよい。

【0076】

プロセッサ２２０が上記のように補正をした結果、検出対象物が点Ｐ５３から点Ｐ５４に向かって移動してターゲット距離ＺＳに達したときに、プロセッサ２２０は、点Ｐ５５と点Ｐ５６との間の点Ｐ５７の位置にカーソルを表示する。

【0077】

上記のように検出対象物の検出位置を補正することで、ユーザが、センサモジュール２００の主面に対して斜め方向から検出対象物を近づけた場合であっても、ユーザの意図を反映した表示をすることができる。特に、センサモジュール２００と検出対象物との距離に応じて補正量を調整することで、ユーザに対して違和感のないタッチセンサシステムを提供することができる。

【0078】

上記のように検出対象物の検出位置を補正することで、ユーザに対して、より違和感のないタッチセンサシステムを提供することができる。

【0079】

［１－１０．センサシステムの動作フローチャート］
図１０は、本発明の一実施形態に係るセンサシステムの動作を説明するフローチャートである。図１０に示す各動作は主にプロセッサ２２０によって実行される。各フレームについて、図１０に示す一連のフローが行われる。

【0080】

センサシステムの動作が開始すると、まず、センサモジュール２００は検出対象物の位置を検出する。プロセッサ２２０は、その検出位置に基づいて角度計算の要否判定を行う（Ｓ１００１；ＡＳ以下？）。具体的には、ステップＳ１００１において、センサモジュール２００から検出対象物までの距離が角度判定開始距離ＡＳ以下である場合（Ｓ１００１の「Ｙｅｓ」）、プロセッサ２２０は、検出対象物の移動方向を示す移動情報を算出する。具体的には、図７に示すように、プロセッサ２２０は、ｚ軸に対する検出対象物の移動方向の角度θを算出する（Ｓ１００２；θ計算）。一方、ステップＳ１００１において、センサモジュール２００から検出対象物までの距離が角度判定開始距離ＡＳを超える場合（Ｓ１００１の「Ｎｏ」）、プロセッサ２２０は、現在の検出対象物の座標を出力し（Ｓ１０６１；座標出力）、図１０のフローを終了する。

【0081】

ステップＳ１００２でプロセッサ２２０が角度θを算出した後、プロセッサ２２０は、検出対象物の検出位置に基づいて補正開始判定を行う（Ｓ１００３；ＳＳ以下？）。具体的には、ステップＳ１００３において、センサモジュール２００から検出対象物までの距離が補正開始距離ＳＳ以下である場合（Ｓ１００３の「Ｙｅｓ」）、プロセッサ２２０は、図８に示す方法でずれ量αの計算を行う（Ｓ１００４；ずれ量α計算）。一方、ステップＳ１００３において、当該距離が補正開始距離ＳＳを超える場合（Ｓ１００３の「Ｎｏ」）、プロセッサ２２０は、現在の検出対象物の座標を出力し（Ｓ１０６１）、図１０のフローを終了する。

【0082】

ステップＳ１００４でずれ量αが計算されると、プロセッサ２２０は、入力操作があったことを示すＴａｐフラグの有無判定を行う（Ｓ１００５；Ｔａｐフラグなし？）。本実施形態において、検出対象物が既に入力判定距離ＴＳに達している場合（既に入力操作が行われた場合）、Ｔａｐフラグが立っている。したがって、Ｔａｐフラグが無い（Ｔａｐフラグが立っていない）場合（Ｓ１００５の「Ｙｅｓ」）、プロセッサ２２０は、当該検出対象物についてまだ入力操作が行われていないと判定する。一方、Ｔａｐフラグが有りの場合（Ｓ１００５の「Ｎｏ」）、プロセッサ２２０は、当該検出対象物について既に入力操作が行われたと判定し、補正量の算出を行う（Ｓ１０４１；補正量（漸減）計算）。ステップＳ１０４１における補正量の算出の詳細は後述する。

【0083】

ステップＳ１００５でＴａｐフラグが無いと判定されると、プロセッサ２２０は、検出対象物の検出位置に基づいてタップ判定を行う（Ｓ１００６；ＴＳ到達？）。具体的には、Ｓ１００６においてセンサモジュール２００から検出対象物までの距離が入力判定距離ＴＳ以下である場合（Ｓ１００６の「Ｙｅｓ」）、プロセッサ２２０は、入力操作が行われたと判定した座標におけるずれ量αを記憶部２５８に記録する（Ｓ１００７；Ｔａｐ判定高さでのずれ量αを記録）。一方、当該距離が入力判定距離ＴＳを超える場合（Ｓ１００６の「Ｎｏ」）、プロセッサ２２０は、当該検出対象物についてまだ入力操作が行われていないと判定し、補正量の算出を行う（Ｓ１０２１；補正量（漸増）計算）。

【0084】

ステップＳ１００７でずれ量αが記録されると、プロセッサ２２０は、Ｔａｐフラグを立て（Ｓ１００８；Ｔａｐフラグ立つ）、ずれ量αに基づいて座標補正を行い（Ｓ１００９；座標補正）、補正後の座標及び入力操作があったことを示す情報を出力し（Ｓ１０１０；補正座標・Ｔａｐ有出力）、図１０のフローを終了する。

【0085】

ステップＳ１００３で、検出対象物の検出位置の補正が開始されていると判定された場合であっても、ステップＳ１００５又はＳ１００６において、現在のステータスが入力操作の検出前と判定されるか入力操作の検出後と判定されるかによって補正量の調整方法が異なる。具体的には、図９に示すように、入力操作の検出前（点Ｐ５２～点Ｐ５３）は、検出対象物がセンサモジュール２００に接近することに伴い、ステップＳ１０２１においてプロセッサ２２０は補正量を徐々に増加（漸増）する。一方、入力操作の検出後（点Ｐ５３～点Ｐ５４）は、検出対象物がセンサモジュール２００に接近することに伴い、ステップＳ１０４１においてプロセッサ２２０は補正量を徐々に小さくする（漸減）。

【0086】

ステップ１０２１で補正量（漸増）の計算が行われると、プロセッサ２２０は、計算された補正量に基づいて座標補正を行い（Ｓ１０２２；座標補正）、補正後の座標を示す情報を出力し（Ｓ１０２３；補正座標出力）、図１０のフローを終了する。

【0087】

ステップ１０４１で補正量（漸減）の計算が行われると、プロセッサ２２０は、計算された補正量に基づいて座標補正を行い（Ｓ１０４２；座標補正）、補正後の座標を示す情報を出力し（Ｓ１０４３；補正座標出力）、図１０のフローを終了する。ステップＳ１０４１の計算を行う場合、プロセッサ２２０は、記憶部２５８に記録されたずれ量αを用いて補正量を計算する。

【0088】

図９において、検出対象物が、点Ｐ５１からセンサモジュール２００に接近し、点Ｐ５２に達してから点Ｐ５３に達するまでの間、プロセッサ２２０は、ステップＳ１０２１～Ｓ１０２３の処理を行う。検出対象物が点Ｐ５３に達した場合、プロセッサ２２０は、ステップＳ１００７～Ｓ１０１０の処理を行う。検出対象物が点Ｐ５３に達した後、プロセッサ２２０は、ステップＳ１０４１～Ｓ１０４３の処理を行う。

【0089】

［１－１１．角度計算］
図１１は、本発明の一実施形態に係るセンサシステムの角度計算を説明するフローチャートである。図１１に示す角度計算は、本実施形態における移動情報算出の一例であり、図１０のＳ１００１で、センサモジュール２００から検出対象物までの距離が角度判定開始距離ＡＳ以下である場合（Ｓ１００１の「Ｙｅｓ」）に、ステップＳ１００２におけるθ計算で行われる計算である。当該角度θの計算はプロセッサ２２０によって行われる。図１１では、ｎ番目のフレームに対して行われる角度計算の一例を示す。

【0090】

図１１に示すように、まず、プロセッサ２２０は、（ｎ－４）番目からｎ番目のフレームに対する座標（ｎ－４）～座標ｎのｘ座標及びｙ座標の平均値（ｘ，ｙ）を計算する（Ｓ１１０１）。続いて、プロセッサ２２０は、（ｎ－９）番目から（ｎ－５）番目のフレームに対する座標（ｎ－９）～座標（ｎ－５）のｘ座標及びｙ座標の平均値（ｘ’，ｙ’）を計算する（Ｓ１１０２）。例えば、座標（ｎ－４）～座標ｎのｘ座標及びｙ座標は第１バッファに格納され、座標（ｎ－９）～座標（ｎ－５）のｘ座標及びｙ座標は第２バッファに格納される。第１バッファ及び第２バッファに格納される座標データは、フレーム毎に更新される。そして、プロセッサ２２０は、平均値（ｘ，ｙ）及び平均値（ｘ’，ｙ’）に基づいて角度θを計算する（Ｓ１１０３）。

【0091】

図１１では、座標（ｎ－４）～座標ｎの５フレームの平均値と、座標（ｎ－９）番目～座標（ｎ－５）の５フレームの平均値と、に基づいて角度計算が行われる構成を例示したが、この構成に限定されない。各々のバッファで平均値を計算するフレーム数は４以下であってもよく６以上であってもよい。ステップＳ１１０１において平均値を算出するために用いられる座標のフレーム数とステップＳ１１０２において平均値を算出するために用いられる座標のフレーム数とが異なっていてもよい。又は、（ｎ－９）番目からｎ番目のフレームの１０個の座標データに対する近似線に基づいて角度計算が行われてもよい。

【0092】

［１－１２．センサシステムの動作（離隔時）］
図１２は、本発明の実施形態に係るセンサシステムの動作を説明する模式図である。図１２を用いて、検出対象物が入力判定距離ＴＳよりセンサモジュール２００に接近した後に上方（ｚ軸の正方向）に移動する場合において、図８に示すずれ量αに基づいて補正された座標にカーソルを表示する例について説明する。

【0093】

図１２では、図９と同様に、角度判定開始距離ＡＳ、補正開始距離ＳＳ、入力判定距離ＴＳ、及びターゲット距離ＺＳが示されており、これらに加えて補正終了距離ＥＳが点線で示されている。補正終了距離ＥＳは、入力判定距離ＴＳと補正開始距離ＳＳとの間に設けられている。図９と同様に、実線の矢印は検出対象物の実際の動きを示し、太い矢印（内部が白で描かれた矢印）は補正後軌跡を示し、実線の矢印と太い矢印との間において水平に延びる点線の矢印はセンサモジュール２００の主面を基準とした各高さ位置における補正量を示す。図１２における点Ｐ６１～Ｐ６７は、それぞれ、図９における点Ｐ５１～Ｐ５７に対応する。以下の説明において、図９と同様の構成については、説明を省略する。

【0094】

図１２に示すように、ユーザは、センサモジュール２００から検出対象物までの距離が入力判定距離ＴＳ以下である位置まで検出対象物をセンサモジュール２００に接近させる。この時、プロセッサ２２０は、上記補正を加味して当該検出対象物によりターゲット表示１３２への入力がなされたと判断し、インターフェース２６０を通じて当該判断結果をコンピューティングデバイス３００に出力する。コンピューティングデバイス３００の制御部３０２は、当該判断結果をうけて所定の映像信号を表示モジュール１１０に送信し、これによって表示モジュール１１０の画面の表示が変化する。当該変化は、例えばターゲット表示１３２の色が変わる等が挙げられる。これにより、ユーザは、入力を確認し、その後、検出対象物をセンサモジュール２００から離間させる。より具体的には、ユーザは、入力判定距離ＴＳとターゲット距離ＺＳとの間で、検出対象物を上方に移動させる。図１２に示すように、検出対象物が点Ｐ６１から点Ｐ６８まで移動する間は、図９と同様に検出位置の補正及びカーソル表示が行われる。検出対象物が点Ｐ６８を最下点として上方に移動すると、補正後軌跡も点Ｐ６９を最下点として上方に移動する。検出対象物が点Ｐ６８から上方に移動し、センサモジュール２００から遠ざかるにしたがって、その検出位置の補正量は徐々に小さくなる。

【0095】

センサモジュール２００の表面から補正終了距離ＥＳまでの距離を「ＥＳ」とし、あるフレームにおけるセンサモジュール２００から検出対象物までの距離をＸとすると、点Ｐ６８から点Ｐ７０までの間における補正量は以下のように表現することができる。
補正量＝α×（Ｘ－ＥＳ）／（Ｔ－ＥＳ）

【0096】

上記の構成を換言すると、プロセッサ２２０は、センサモジュール２００から検出対象物までの距離が入力判定距離ＴＳより小さくなるにしたがって、その検出位置の補正量を徐々に小さくし、続いて、検出対象物がセンサモジュール２００から離れる方向（ｚ軸の正方向）に移動するにしたがって、検出位置の補正量を徐々に小さくする。

【0097】

検出対象物が点Ｐ６８から上方に移動し、補正終了距離ＥＳに近づくほど、検出位置の補正量は小さくなる。検出対象物が補正終了距離ＥＳに達したとき（点Ｐ７０）の当該補正量がゼロになるように上記補正が行われる。つまり、プロセッサ２２０は、センサモジュール２００から検出対象物までの距離が入力判定距離ＴＳと補正開始距離ＳＳとの間の補正終了距離ＥＳに達した場合に検出位置の補正量がゼロになるように制御する。

【0098】

［１－１３．センサシステムの動作フローチャート］
図１３は、本発明の一実施形態に係るセンサシステムの動作を説明するフローチャートである。図１３に示す各動作は主にプロセッサ２２０によって実行される。各フレームについて、図１３に示す一連のフローが行われる。図１３に示すフローチャートは、図１０に示すフローチャートと類似している。以下の説明において、図１０のフローチャートと同じステップの説明を省略し、当該フローチャートと相違するステップについて説明する。

【0099】

図１３のステップＳ１３０１～Ｓ１３１０、Ｓ１３２１～Ｓ１３２３、Ｓ１３４１～Ｓ１３４３、及びＳ１３６１は、それぞれ図１０のステップＳ１００１～Ｓ１０１０、Ｓ１０２１～Ｓ１０２３、Ｓ１０４１～Ｓ１０４３、及びＳ１０６１と同じステップである。一方で、図１３は、ステップＳ１３８１～Ｓ１３８４を有する点において、図１０と相違する。

【0100】

図１３のフローチャートでは、ステップＳ１３０５においてＴａｐフラグが有りの場合（Ｓ１３０５の「Ｎｏ」）、プロセッサ２２０は、検出対象物の移動情報について、ベクトル反転の有無を判定する（Ｓ１３８１；ベクトル反転有？）。具体的には、プロセッサ２２０は、当該移動情報に基づいて、検出対象物がセンサモジュール２００に接近しているのか、センサモジュール２００から離隔しているのかを判定する。

【0101】

ステップＳ１３８１で、プロセッサ２２０は、検出対象物がセンサモジュール２００に接近していると判定すると（Ｓ１３８１の「Ｎｏ」）、補正量（漸減）の算出を行う（Ｓ１３４１；補正量（漸減）計算）。一方、ステップＳ１３０５で、プロセッサ２２０は、検出対象物がセンサモジュール２００から離隔していると判定すると（Ｓ１３８１の「Ｙｅｓ」）、検出対象物の検出位置が補正終了距離ＥＳに達しているか否かを判定する（Ｓ１３８２；ＥＳ以下？）。

【0102】

ステップＳ１３８２においてセンサモジュール２００から検出対象物までの距離が補正終了距離ＥＳ以下である場合（Ｓ１３８２の「Ｙｅｓ」）、プロセッサ２２０は、Ｓ１３８１においてベクトルが反転した（検出対象物がセンサモジュール２００に接近する動きから離隔する動きに転じた）時のずれ量αをずれ量βとして記録する（Ｓ１３８３；反転時ずれ量αをずれ量βとして記録）。プロセッサ２２０は、ずれ量βを記憶部２５８に記録する。ずれ量βは、検出対象物が点Ｐ６８を最下点として上方に移動した場合において、点Ｐ６８と点Ｐ６９との間の距離である。換言すると、ずれ量βは、ｘｙ座標における点Ｐ６８と点Ｐ６９との距離である。ステップＳ１３８３に続いて、ステップＳ１３４１で補正量（漸減）の計算が行われる。ステップＳ１３４１の計算を行う場合、プロセッサ２２０は、記憶部２５８に記録されたずれ量βを用いて補正量を計算する。

【0103】

一方、ステップＳ１３８２においてセンサモジュール２００から検出対象物までの距離が補正終了距離ＥＳより大きい場合（Ｓ１３８２の「Ｎｏ」）、プロセッサ２２０は、Ｔａｐフラグをクリアし（Ｓ１３８４；Ｔａｐフラグクリア）、現在の検出対象物の座標を出力し（Ｓ１３６１）、図１３のフローを終了する。なお、Ｔａｐフラグをクリアするとは、Ｔａｐフラグを降ろすことを意味する。つまり、Ｔａｐフラグをクリアした後は、ステップＳ１３０５でＴａｐフラグが無いと判定される。

【0104】

以上のように、本実施形態によると、上記のような新規センサシステムとその駆動方法を提供することができる。特に、非接触式センサモジュールを用いたセンサシステムにおけるセンサモジュールの新規駆動方法を提供することができる。その結果、ユーザがセンサモジュール２００の主面に対して斜め方向から検出対象物を近づけた場合であっても、ユーザの意図を反映した入力操作を検出することができる。

【0105】

［１－１４．プログラム］
本発明の実施形態に係るプログラムは、上述したセンサシステムにおける表示装置１００の駆動方法を実現するためのプログラムであり、コンピューティングデバイス３００の制御部３０２に対し、上記一連の操作を実行させるように構成される。プログラムは、ユーザによる入力をアシストするための映像、すなわち、入力領域を含む映像や入力領域への操作に対応する映像の映像信号を表示モジュール１１０に提供することを制御部３０２に実行させるように構成される。また、プログラムは、プロセッサ２２０が検出対象物の座標及び各種距離（ＡＳ、ＳＳ、ＴＳ、ＺＳ、ＥＳ）に基づいて入力操作を検出及び補正量の算出を行うことを制御部３０２に実行させるように構成される。プログラムはさらに、検出対象物の二次元座標又は三次元座標をプロセッサ２２０から取得することを制御部３０２に実行させるように構成される。

【0106】

プログラムは、コンピューティングデバイス３００が読み取ることができる媒体に格納された状態で配布されてもよく、あるいは、インターネットなどのネットワークから通信部３０６を介してダウンロード可能な状態で配布されてもよい。したがって、当該プログラムが記憶された記録媒体も本発明の実施形態に含まれる。

【0107】

［２．第２実施形態］
図１４～図１８を参照して、本発明の実施形態の一つであるセンサシステム、センサシステムを駆動するための方法、及びこの方法を実現するためのプログラムについて説明する。

【0108】

［２－１．センサシステムの動作］
上述した構成を備えるセンサシステムにおける表示装置１００の動作を説明する。本実施形態では、検出対象物が入力判定距離ＴＳ付近で急激に変化した場合であっても、ユーザに違和感を与えない位置検出方法について説明する。

【0109】

図１４及び図１５は、本発明の実施形態に係るセンサシステムの動作を説明する模式図である。ユーザが、ターゲット表示１３２に対する入力操作を行うために検出対象物を移動させ、検出対象物が入力判定距離ＴＳに達する直前に検出対象物の位置が適切ではないと感じ、検出対象物の位置を調整する場合がある。図１４は、検出対象物が入力判定距離ＴＳに達する直前に、ターゲット表示１３２を選択しようしているユーザが、このままでは検出対象物がターゲット表示１３１を選択してしまう可能性があると感じ、検出対象物のｘ軸の正方向の動きを加速させた場合を示す。一方、図１５は、検出対象物が入力判定距離ＴＳに達する直前に、ターゲット表示１３２を選択しようしているユーザが、検出対象物がターゲット表示１３３を選択してしまう可能性があると感じ、検出対象物のｘ軸の正方向の動きを負方向に引き戻した場合を示す。

【0110】

図１４の場合、検出対象物が入力判定距離ＴＳに達する直前にｘ軸の正方向に大きく動いた結果、第１実施形態に示す方法で補正量を計算すると、検出位置をターゲット表示１３３の位置に補正してしまう場合がある。図１５の場合、検出対象物が入力判定距離ＴＳの達する直前にｘ軸の負方向に動いた結果、第１実施形態に示す方法で補正量を計算すると、検出位置をターゲット表示１３１の位置に補正してしまう場合がある。このように、検出対象物の動きが入力判定距離ＴＳ付近で急に変化すると、プロセッサ２２０は、ユーザの意図が反映されない入力操作を検出してしまう場合がある。

【0111】

図１６及び図１７を用いて、上記のような現象を抑制するための実施形態について説明する。図１６及び図１７は、本発明の実施形態に係るセンサシステムの動作を説明する模式図である。図１６は、図１４のケースに対応する図である。図１７は、図１５のケースに対応する図である。これらの図面には、角度判定開始距離ＡＳ、補正開始距離ＳＳ、及び入力判定距離ＴＳが示されている。さらに、これらの図面には、角度判定開始距離ＡＳの位置に基点ＢＰが示されている。当該基点ＢＰは図９における点Ｐ５１に対応するもので、上記検出対象物の動きや補正の基準となる点である。図１６や図１７にて説明される実施形態においては、当該基点を検出対象物の動きに合わせて移動させることで、ユーザの意図に沿わない入力操作が抑制される。

【0112】

基点ＢＰは、現在の検出対象物の座標と所定の位置関係にある点である。基点ＢＰは、上記のように、検出対象物の動きが入力判定距離ＴＳ付近で急に変化した場合に、誤った位置補正を抑制するために用いられる。あるフレームから次のフレームに移行した場合に、現在の検出対象物の座標を基準として所定の条件の範囲内に基点ＢＰが位置する場合、基点ＢＰの位置は変化しない。一方、基点ＢＰが当該所定の条件の範囲外に位置する場合、基点ＢＰの位置が調整される。本実施形態では、現在の検出対象物の座標を基準としてｚ軸に対して４５°の範囲内に基点ＢＰが位置するか否かによって基点ＢＰの位置を調整する必要性が判断される。ただし、ｚ軸に対する角度は４５°に限定されず、用途及び目的に応じて適宜角度を設定することができる。

【0113】

さらに、現在の検出対象物の移動情報（例えば、角度θ）が所定の条件に含まれる場合、プロセッサ２２０は、当該移動情報を用いずに補正量を算出する。上記の基点ＢＰは、当該所定の条件に含まれるか否かを判定するために用いられてもよく、補正量を算出するために用いられてもよい。

【0114】

上記の基点ＢＰの設定及び調整はプロセッサ２２０によって制御される。プロセッサ２２０は、検出対象物がセンサモジュール２００に接近し、センサモジュール２００から検出対象物までの距離が角度判定開始距離ＡＳに達した点を基点ＢＰとして設定する。さらに、プロセッサ２２０は、検出対象物の動きに応じて検出対象物が検出された座標を更新し、更新後の検出対象物の座標を基準として、基点ＢＰの位置が所定の範囲外である場合、基点ＢＰを更新後の検出対象物の座標に基づいて移動する。より具体的には、プロセッサ２２０は、基点ＢＰの位置が、更新後の検出対象物の座標を基準としてｚ軸に対して４５°の範囲外である場合、当該検出対象物の座標を基準としてｚ軸に対して４５°かつセンサモジュール２００からの距離が角度判定開始距離ＡＳである位置に基点ＢＰを移動する。

【0115】

図１６を用いて具体的に説明する。図１６には、５フレーム分の検出対象物の座標（点Ｐ７１～Ｐ７５）が示されている。第１フレームの検出対象物の座標（点Ｐ７１）は角度判定開始距離ＡＳに達している。この場合、プロセッサ２２０は、点Ｐ７１を基点ＢＰとして設定する。第２フレームの検出対象物の座標（点Ｐ７２）は、補正開始距離ＳＳに達している。この場合、検出対象物の座標は点Ｐ７１から点Ｐ７２に更新される。このとき、点Ｐ７２と点Ｐ７１とを結ぶ線分とｚ軸とのなす角θ１は、４５°以下である。つまり、基点ＢＰの位置は、ｚ軸に対して点Ｐ７２を基準として４５°の範囲内なので、基点ＢＰの位置は動かない。

【0116】

第３フレーム及び第４フレームの検出対象物の座標は点Ｐ７３及び点Ｐ７４である。このとき、点Ｐ７３と点Ｐ７１とを結ぶ線分及び点Ｐ７４と点Ｐ７１とを結ぶ線分とｚ軸とのなす角θ２及びθ３は、いずれも４５°以下である。つまり、基点ＢＰの位置は、ｚ軸に対して点Ｐ７３及び点Ｐ７４を基準として４５°の範囲内なので、基点ＢＰの位置は動かない。

【0117】

第５フレームの検出対象物の座標（点Ｐ７５）は入力判定距離ＴＳに達している。このとき、点Ｐ７５と点Ｐ７１とを結ぶ線分とｚ軸とのなす角θ４は、４５°以上である。つまり、基点ＢＰの位置は、ｚ軸に対して点Ｐ７５を基準として４５°の範囲外なので、基点ＢＰの位置は点Ｐ７６に移動する。

【0118】

上記のような場合、第１実施形態に示す方法で補正量を計算すると、点Ｐ７５における検出対象物の進行方向に基づく角度θ５に基づいて補正量が計算されるため、プロセッサ２２０は、ユーザの意図が反映されない入力操作を検出してしまう場合がある。したがって、このような場合は、角度θ５の代わりに、現在の基点ＢＰ（点Ｐ７６）と点Ｐ７５とを結ぶ線分とｚ軸とのなす角（４５°）に基づいて補正量が計算される。当該なす角は角度θ５に比べて小さいため、補正量がｘ軸の正方向に過剰に大きくなってしまうことを抑制することができる。

【0119】

本実施形態では、基点ＢＰの位置を調整するか否かを判定する基準の角度を４５°とする構成を例示したが、この角度に限定されず、基準となる角度は適宜調整することができる。

【0120】

図１７を用いて他の例について具体的に説明する。図１７には、５フレーム分の検出対象物の座標（点Ｐ８１～Ｐ８５）が示されている。第１フレームの検出対象物の座標（点Ｐ８１）は角度判定開始距離ＡＳに達している。この場合、プロセッサ２２０は、点Ｐ８１を基点ＢＰとして設定する。第２フレームの検出対象物の座標（点Ｐ８２）は、補正開始距離ＳＳに達している。この場合、検出対象物の座標は点Ｐ８１から点Ｐ８２に更新される。このとき、点Ｐ８２と点Ｐ８１とを結ぶ線分とｚ軸とのなす角ψ１は、４５°以下である。つまり、基点ＢＰの位置は、ｚ軸に対して点Ｐ８２を基準として４５°の範囲内なので、基点ＢＰの位置は動かない。

【0121】

第３フレームの検出対象物の座標は点Ｐ８３である。このとき、点Ｐ８３と点Ｐ８１とを結ぶ線分とｚ軸とのなす角ψ２は４５°以下である。つまり、基点ＢＰの位置は、ｚ軸に対して点Ｐ８３を基準として４５°の範囲内なので、基点ＢＰの位置は動かない。

【0122】

第４フレームの検出対象物の座標は点Ｐ８４である。このとき、点Ｐ８４と点Ｐ８１とを結ぶ線分とｚ軸とのなす角ψ３は４５°以上である。つまり、基点ＢＰの位置は、ｚ軸に対して点Ｐ８４を基準として４５°の範囲外なので、基点ＢＰの位置は点Ｐ８６に移動する。

【0123】

第５フレームの検出対象物の座標（点Ｐ８５）は入力判定距離ＴＳに達している。このとき、点Ｐ８５と基点ＢＰ（点Ｐ８６）とを結ぶ線分とｚ軸とのなす角ψ４は、４５°以下である。つまり、基点ＢＰの位置は、ｚ軸に対して点Ｐ８５を基準として４５°の範囲内なので、基点ＢＰの位置は動かない。

【0124】

上記のような場合、第１実施形態に示す方法で補正量を計算すると、点Ｐ８５における検出対象物の進行方向に基づく角度ψ５に基づいて補正量が計算されるため、プロセッサ２２０は、ユーザの意図が反映されない入力操作を検出してしまう場合がある。図１７に示すように、ｘ軸において、基点ＢＰから点Ｐ８５に向かう方向（ｘ軸の正方向）が点Ｐ８５における検出対象物の進行方向（ｘ軸の負方向）と逆である場合、角度ψ５の代わりに、角度０°を用いて補正量が計算される。この場合、補正量がゼロであるため、点Ｐ８５で示す検出対象物の座標そのものが検出位置となる。換言すると、基点ＢＰを基準としてｘ軸の正方向において検出対象物が入力判定距離ＴＳに達した場合、検出対象物がｘ軸の負方向に移動するときの補正量はゼロである。

【0125】

本実施形態では、上記の条件を満たす場合にプロセッサ２２０が補正量をゼロにする構成（角度０°を用いて補正量を計算する構成）を例示したが、この構成に限定されない。例えば、上記の条件を満たす場合、プロセッサ２２０は第１実施形態の方法で計算される補正量よりも小さくなるように補正量を計算してもよい。具体的には、図１７の点Ｐ８５において、プロセッサ２２０は、角度ψ５よりも小さな角度を用いて補正量を計算してもよい。つまり、第１実施形態の方法で計算した補正量がｘ軸の負方向に「１０」である場合、第２実施形態の計算方法は、補正量が同方向に「１～９」になるように計算してもよい。

【0126】

［２－２．センサシステムの動作フローチャート］
図１８は、本発明の一実施形態に係るセンサシステムの動作を説明するフローチャートである。図１８に示す各動作は主にプロセッサ２２０によって実行される。各フレームについて、図１８に示す一連のフローが行われる。図１８に示すフローチャートでは、基点ＢＰの位置を調整するか否かを判定する基準の角度が４５°である構成を例示するが、上記の通り、当該角度は４５°に限定されない。

【0127】

本実施形態におけるフローチャートは、図１０のフローチャートの一部である。具体的には、図１８のステップＳ１８０１は、図１０のステップＳ１００１に続くステップであり、図１８のステップＳ１８０８～Ｓ１８１１に続いて図１０のステップＳ１００５が行われる。図１８のステップＳ１８０２及びＳ１８０３は、図１０のステップＳ１００２及びＳ１００３と同じである。

【0128】

図１８に示すように、図１０のステップＳ１００１において、センサモジュール２００から検出対象物までの距離が角度判定開始距離ＡＳ以下である場合、基点ＢＰが記録される（Ｓ１８０１；基点記録）。ステップＳ１８０１に続いて、ステップＳ１００２及びＳ１００３と同様に角度θの算出（Ｓ１８０２；θ計算）及び補正開始判定（Ｓ１８０３；ＳＳ以下？）が行われる。

【0129】

ステップＳ１８０３において、センサモジュール２００から検出対象物までの距離が補正開始距離ＳＳ以下である場合（Ｓ１８０３の「Ｙｅｓ」）、プロセッサ２２０は、基点ＢＰと検出対象物の現在の座標とを結ぶ直線のｚ軸に対する角度ψを記録する（Ｓ１８０４；基点～現在位置を結ぶ直線の角度ψを記録）。

【0130】

ステップＳ１８０４において角度ψが記録された後に、プロセッサ２２０は、角度ψが４５°より大きいか否かの判定を行う（Ｓ１８０５；ψ＞４５°？）。ステップＳ１８０５において、角度ψが４５°以下である場合（Ｓ１８０５の「Ｎｏ」）、プロセッサ２２０は、角度θと角度ψとの平面成分が同じ方向か否かの判定を行う（Ｓ１８０６；θとψの平面成分が同じ方向？）。一方、ステップＳ１８０５において、角度ψが４５°より大きい場合（Ｓ１８０５の「Ｙｅｓ」）、プロセッサ２２０は、基点ＢＰを移動する。なお、プロセッサ２２０が基点ＢＰを移動する場合、移動後の角度ψ’が４５°以下になるようにプロセッサ２２０は基点ＢＰを移動する（Ｓ１８１１；基点を移動（移動後のψ’≦４５°））。

【0131】

ステップＳ１８０６において、ｚ軸に対して角度θを形成するベクトルのｘ軸方向の成分の向きとｚ軸に対して角度ψを形成するベクトルのｘ軸方向の成分の向きとが同じ方向である場合（Ｓ１８０６の「Ｙｅｓ」）、プロセッサ２２０は、角度θと角度ψの大小関係の比較を行う（Ｓ１８０７；θ≦ψ？）。一方、ステップＳ１８０６において、上記２つのｘ軸方向の成分の向きが逆方向である場合（Ｓ１８０６の「Ｎｏ」）、プロセッサ２２０は、角度０°に基づいてずれ量αを計算する（Ｓ１８１０；角度０°を採用してずれ量αを計算）。なお、本実施形態においては上記２つのベクトルのｘ軸方向の成分の向きのみを比較したが、ｙ軸方向の成分の向きを加味して比較してもよい。

【0132】

ステップＳ１８０７において、角度θが角度ψ以下である場合（Ｓ１８０７の「Ｙｅｓ」）、プロセッサ２２０は、角度θに基づいてずれ量αを計算する（Ｓ１８０８；θを採用してずれ量αを計算）。一方、ステップＳ１８０７において、角度θが角度ψより大きい場合（Ｓ１８０７の「Ｎｏ」）、プロセッサ２２０は、角度ψに基づいてずれ量αを計算する（Ｓ１８０９；ψを採用してずれ量αを計算）。

【0133】

上記のように、ステップＳ１８０５～Ｓ１８０７の判定によって、プロセッサ２２０は、ステップＳ１８０８～Ｓ１８１１のいずれかの方法でずれ量αを計算し、次のステップ（Ｓ１００５）の処理を行う。ステップＳ１００５以降の処理は図１０に示す通りに行われる。

【0134】

以上のように、本実施形態によると、第１実施形態と同様の効果を得ることができ、さらに、ユーザが操作する検出対象物が振動する（震えた）場合、又はユーザが入力判定距離ＴＳ付近において検出対象物を急に動かした場合であっても、検出位置の補正量を制御することで、ユーザが意図しない入力操作を検出することを抑制することができる。

【0135】

［３．第３実施形態］
図１９を参照して、本発明の実施形態の一つであるセンサシステム、センサシステムを駆動するための方法、及びこの方法を実現するためのプログラムについて説明する。

【0136】

［３－１．センサシステムの動作］
図１９は、本発明の一実施形態に係るセンサシステムの動作を説明する模式図である。図１９は図９と類似しているが、図９では、点Ｐ５２から点Ｐ５５に向かって、補正量が徐々に増加する構成を例示したが、図１９では、センサモジュール２００から検出対象物までの距離がターゲット距離ＺＳに達するまでは補正は行われず、当該距離がターゲット距離ＺＳに達した時点で補正が行われる。図１９の点Ｐ９１、Ｐ９３～Ｐ９７は、それぞれ図９の点Ｐ５１、Ｐ５３～Ｐ５７に対応する。

【0137】

図１９に示すように、検出対象物がセンサモジュール２００に接近し、センサモジュール２００と検出対象物との距離が角度判定開始距離ＡＳに達した場合（点Ｐ９１）に、プロセッサ２２０は、現在の座標における検出対象物の移動方向及びずれ量αの算出を開始する。その後、検出対象物がセンサモジュール２００にさらに接近し、当該距離がターゲット距離ＺＳに達すると（点Ｐ９３）、プロセッサ２２０は、検出対象物に対する検出位置の補正を実行する。その後の補正方法は、図９と同様なので、説明を省略する。

【0138】

図１９では特に図示していないが、本実施形態においてカーソル表示を行ってもよい。その場合、カーソル表示は、検出対象物が点Ｐ９１から点Ｐ９３の直前までを移動する間は検出対象物と同様に点Ｐ９１から点Ｐ９３の直前までを移動し、検出対象物が点Ｐ９１に達した時点で点Ｐ９５に移動してもよい。その後、カーソル表示は、点Ｐ９５から点Ｐ９７に向かって移動してもよい。

【0139】

各実施形態を基にして、当業者が適宜構成要素の追加、削除、もしくは設計変更を行ったもの、又は工程の追加、省略、もしくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。

【0140】

上述した各実施形態の態様によりもたらされる作用効果とは異なる他の作用効果であっても、本明細書の記載から明らかなもの、又は当業者において容易に予測し得るものについては、当然に本発明によりもたらされるものと解される。

【符号の説明】

【0141】

１００：表示装置、 １１０：表示モジュール、 １１２：アレイ基板、 １１４：対向基板、 １１６：画素、 １１８：第１のコネクタ、 １２０：表示領域、 １２２：駆動回路、 １３１～１３３：ターゲット表示、 ２００：センサモジュール、 ２０２：センサ基板、 ２０４：カバー基板、 ２０６：センサ電極、 ２０８：第３のコネクタ、 ２１０：第２のコネクタ、 ２１２：端子、 ２１４：センサ領域、 ２１６：ノイズシールド層、 ２２０：プロセッサ、 ２３０：電源回路、 ２４０：検出器、 ２４２：信号検出部、 ２４４：アナログ／デジタル変換部（Ａ／Ｄ変換部）、 ２５０：演算素子、 ２５２：信号処理部、 ２５４：座標演算部、 ２５６：判定部、 ２５８：記憶部、 ２６０：インターフェース、 ３００：コンピューティングデバイス、 ３０２：制御部、 ３０４：記憶部、 ３０６：通信部、 ３０８：音声出力部、 ３１０：電源、 ４０１、４０２：バッファ、 ４０３、４０４：平均値、 ４０５：角度計算、 ＴＳ：入力判定距離、 ＡＳ：角度判定開始距離、 ＳＳ：補正開始距離、 ＺＳ：ターゲット距離、 ＥＳ：補正終了距離

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】