特許 7383506 近接検出装置、ディスプレイユニット及び情報処理システム

(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】

(24)【登録日】2023-11-10

(45)【発行日】2023-11-20

(54)【発明の名称】近接検出装置、ディスプレイユニット及び情報処理システム

(51)【国際特許分類】

   G01V 8/20 20060101AFI20231113BHJP

【ＦＩ】

G01V8/20 Q

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2020012603

(22)【出願日】2020-01-29

(65)【公開番号】P2021117189

(43)【公開日】2021-08-10

【審査請求日】2022-12-22

(73)【特許権者】

【識別番号】000101732

【氏名又は名称】アルパイン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100099748

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 克志

(74)【代理人】

【識別番号】100103171

【弁理士】

【氏名又は名称】雨貝 正彦

(74)【代理人】

【識別番号】100105784

【弁理士】

【氏名又は名称】橘 和之

(74)【代理人】

【識別番号】100098497

【弁理士】

【氏名又は名称】片寄 恭三

(72)【発明者】

【氏名】伊知川 禎一

【審査官】岡村 典子

(56)【参考文献】

【文献】独国特許出願公開第１０２００９０３６３６９（ＤＥ，Ａ１）

【文献】特開２０１３－１９５３２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０７４４６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１６／０１７３０８７（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｖ １／００－９９／００

Ｇ０１Ｓ １７／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ディスプレイの表示面へのユーザの接近を検出する近接検出装置であって、
ディスプレイの表示面の外側に、当該表示面の一辺である第１辺に沿って並べて配置した、前記表示面の前方を通る赤外光を出射する複数の赤外光源と、
前記表示面の外側に配置された１または複数の光検出器と、
前記光検出器が検出した、各赤外光源が出射した赤外光の反射光の強度を対象強度として、当該対象強度に応じて、前記第１辺に沿った方向である第１方向についての反射が発生した位置である第１方向位置を推定し、推定した第１方向位置と、予め設定されている第１方向位置と感度との関係に応じて定まる感度に、当該対象強度の大きさに対する感度を設定する感度設定部と、
前記対象強度の大きさから、前記感度設定部により当該対象強度の大きさに対する感度として設定された感度で前記表示面へのユーザの接近を検出する近接検出部とを有することを特徴とする近接検出装置。

【請求項2】

請求項１記載の近接検出装置であって、
前記感度設定部は、前記対象強度の分布の重心を前記第１方向位置を示す値として算定することを特徴とする近接検出装置。

【請求項3】

請求項１または２記載の近接検出装置であって、
前記ディスプレイは、自動車の左右方向について運転席と助手席の間の位置に配置されており、
前記第１方向は、当該自動車の左右方向と一致し、
前記予め設定されている第１方向位置と感度との関係は、前記第１方向位置が表示面の運転席側の領域内の位置であるときに、前記第１方向位置が表示面の助手席側の領域内の位置であるときに比べ、感度が低くなる関係であることを特徴とする近接検出装置。

【請求項4】

請求項１、２または３記載の近接検出装置であって、
前記第１方向位置と感度との関係は、前記第１方向位置と前記しきい値との関係として定義されており、
前記感度設定部は、前記対象強度に応じて推定した第１方向位置と、予め設定されている第１方向位置としきい値との関係に応じて定まるしきい値に、当該対象強度に対するしきい値を設定し、
前記近接検出部は、前記対象強度の最大値が、前記感度設定部により当該対象強度に対するしきい値として設定されたしきい値を超える場合に前記表示面へのユーザの接近を検出することを特徴とする近接検出装置。

【請求項5】

ディスプレイの表示面へのユーザの接近を検出する近接検出装置であって、
ディスプレイの表示面の外側に、当該表示面の一辺である第１辺に沿って並べて配置した、前記表示面の前方を通る赤外光を出射する複数の赤外光源と、
前記表示面の外側に配置された複数の光検出器と、
前記光検出器で検出した前記各赤外光源が出射した赤外光の反射光の強度を用いて、設定された感度で前記表示面へのユーザの接近を検出する近接検出部と、
前記光検出器が検出した、各赤外光源が出射した赤外光の反射光の強度に応じて、前記第１辺に沿った方向である第１方向についての反射が発生した位置である第１方向位置を推定し、推定した第１方向位置と、予め設定されている第１方向位置と感度との関係に応じて定まる感度に、前記近接検出部の感度を設定する感度設定部とを有し、
前記ディスプレイは、自動車の左右方向について運転席と助手席の間の位置に配置されており、
前記第１方向は、当該自動車の左右方向と一致し、
前記予め設定されている第１方向位置と感度との関係は、前記第１方向位置が表示面の運転席側の領域内の位置であるときに、前記第１方向位置が表示面の助手席側の領域内の位置であるときに比べ、感度が低くなる関係であり、かつ、
前記複数の光検出器として、前記第１辺に沿って並べて配置した複数の光検出器を有し、
前記近接検出部は、前記複数の赤外光源の各々について、当該赤外光を出射した前記赤外光源に比較的近い位置にある前記光検出器で検出した、当該赤外光源が出射した赤外光の反射光の強度を、当該赤外光源の出射光の第１の検出反射強度として、各赤外光源の出射光の第１の検出反射強度が表す、前記赤外光の反射光の強度が、設定されたしきい値を超える場合に前記表示面へのユーザの接近を検出し、
前記第１方向位置と感度との関係は、前記第１方向位置と前記しきい値との関係として定義されており、
前記感度設定部は、
推定した第１方向位置と、予め設定されている第１方向位置としきい値との関係に応じて定まるしきい値に、前記近接検出部のしきい値を設定すると共に、
運転席寄りにある赤外光源に対して比較的離れている光検出器で検出した、当該運転席寄りにある赤外光源が出射した赤外光の反射光の強度と、運転席寄りにある赤外光源の前記第１の検出反射強度との双方が所定のレベルよりも大きい場合には、前記関係に応じて定まるしきい値に代えて、当該しきい値を、より小さなしきい値となるように調整したしきい値に、前記近接検出部のしきい値を設定することを特徴とする近接検出装置。

【請求項6】

ディスプレイの表示面へのユーザの接近を検出する近接検出装置であって、
ディスプレイの表示面の外側に、当該表示面の一辺である第１辺に沿って並べて配置した、前記表示面の前方を通る赤外光を出射する複数の赤外光源と、
前記表示面の外側に、前記第１辺と対向する辺である前記表示面の第２辺に沿って並べて配置した、前記表示面の前方を通る赤外光を出射する複数の赤外光源と、
前記表示面の外側に配置された１または複数の光検出器と、
前記光検出器が検出した前記各赤外光源が出射した赤外光の反射光の強度を用いて、設定された感度で前記表示面へのユーザの接近を検出する近接検出部と、
前記光検出器が検出した、前記第１辺に沿った方向である第１方向についての位置が異なる複数の赤外光源が出射した赤外光の反射光の強度に応じて、前記第１方向についての反射が発生した位置である第１方向位置を推定し、前記光検出器が検出した、前記第１辺と垂直な辺に沿った方向である第２方向についての位置が異なる複数の赤外光源が出射した赤外光の反射光の強度に応じて、前記第２方向についての反射が発生した位置である第２方向位置を推定し、推定した第１方向位置と第２方向位置と、予め設定されている第１方向位置と第２方向位置と感度との関係に応じて定まる感度に、前記近接検出部の感度を設定する感度設定部とを有することを特徴とする近接検出装置。

【請求項7】

請求項６記載の近接検出装置であって、
前記感度設定部は、前記光検出器が検出した赤外光の反射光の強度の座標を、当該赤外光を出射した前記赤外光源の前記第１方向に沿った並び中の順番として求めた、強度分布の重心を前記第１方向位置を示す値として算定し、前記光検出器が検出した赤外光の反射光の強度の座標を、当該赤外光を出射した前記赤外光源の前記第２方向に沿った並び中の順番として求めた、強度分布の重心を前記第２方向位置を示す値として算定することを特徴とする近接検出装置。

【請求項8】

請求項１、２、３、４、５、６または７記載の近接検出装置と、当該近接検出装置と一体化された前記ディスプレイを備えたことを特徴とするディスプレイユニット。

【請求項9】

請求項１、２、３、４、５、６、７または８記載の近接検出装置と、前記ディスプレイと、前記ディスプレイを表示出力に用いるデータ処理装置を備え、前記近接検出装置は、前記表示面へのユーザの接近を検出したときに、当該接近の旨を前記データ処理装置に通知することを特徴とする情報処理システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ユーザの手のディスプレイの表示面への接近を検出する技術に関するものである。

【背景技術】

【0002】

ユーザの手のディスプレイの表示面への接近を検出する技術としては、ディスプレイの表示面の下辺の下方に左右に並べて配置した数個の赤外線ＬＥＤからディスプレイの前方上方に向けて赤外光を照射し、フォトダイオードで、ユーザの手による赤外光の反射光を検出することにより、ユーザの手のディスプレイの表示面への接近を検知し、ディスプレイに対する操作として受け付ける検知システムが知られている（たとえば、特許文献１）。

【0003】

ここで、この検知システムは、自動車のダッシュボードの運転席と助手席の間の位置に配置されており、運転者のワイパーレバーなどの他の機器に対する操作を、ディスプレイに対する操作として受け付けてしまわないように、ディスプレイから運転席方向に赤外光を出射する専用の赤外線ＬＥＤを設け、この専用の赤外線ＬＥＤが出射した赤外光の強い強度の反射光がフォトダイオードによって検出されるときには、ユーザの手の接近の検知を抑止するようにしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１９-７４４６５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上述した検知システムによれば、運転者の他の機器に対する操作を、ディスプレイに対する操作として受け付けないようにするために、ディスプレイから運転席方向に赤外光を出射する専用の赤外線ＬＥＤが必要となる。

【0006】

また、ユーザが実際にディスプレイに対する操作を行うために、手をディスプレイの表示面に近づけたときに、手を近づけた態様によっては、専用の赤外線ＬＥＤが出射した赤外光の強い強度の反射光がフォトダイオードによって検出されてしまい、ディスプレイに対する操作が受け付けられないことがある。

【0007】

そこで、本発明は、ディスプレイから運転席方向に赤外光を出射する専用の赤外線ＬＥＤを用いることなく、他の機器に対する操作を、ディスプレイの表示面へのユーザの手の接近として誤検出することを抑止することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

前記課題達成のために、本発明は、ディスプレイの表示面へのユーザの接近を検出する近接検出装置に、ディスプレイの表示面の外側に、当該表示面の一辺である第１辺に沿って並べて配置した、前記表示面の前方を通る赤外光を出射する複数の赤外光源と、前記表示面の外側に配置された１または複数の光検出器と前記光検出器で検出した前記各赤外光源が出射した赤外光の反射光の強度を用いて、設定された感度で前記表示面へのユーザの接近を検出する近接検出部と、前記光検出器が検出した、各赤外光源が出射した赤外光の反射光の強度に応じて、前記第１辺に沿った方向である第１方向についての反射が発生した位置である第１方向位置を推定し、推定した第１方向位置と、予め設定されている第１方向位置と感度との関係に応じて定まる感度に、前記近接検出部の感度を設定する感度設定部とを備えたものである。

【0009】

ここで、このような近接検出装置は、前記感度設定部において、前記光検出器が検出した赤外光の反射光の強度分布の重心を前記第１方向位置を示す値として算定するように構成してもよい。

【0010】

また、以上の近接検出装置は、前記ディスプレイが、自動車の左右方向について運転席と助手席の間の位置に配置され、前記第１方向が、当該自動車の左右方向と一致するものであってよい。また、この場合、前記予め設定されている第１方向位置と感度との関係は、前記第１方向位置が表示面の運転席側の領域内の位置であるときに、前記第１方向位置が表示面の助手席側の領域内の位置であるときに比べ、感度が低くなる関係としてよい。

【0011】

また、以上の近接検出装置は、前記近接検出部において、前記複数の赤外光源の各々について前記光検出器で検出した、当該赤外光源が出射した赤外光の反射光の強度の最大値が、設定されたしきい値を超える場合に前記表示面へのユーザの接近を検出し、前記第１方向位置と感度との関係を、前記第１方向位置と前記しきい値との関係として定義し、前記感度設定部において、推定した第１方向位置と、予め設定されている第１方向位置としきい値との関係に応じて定まるしきい値に、前記近接検出部のしきい値を設定するように構成してもよい。

【0012】

以上のような近接検出装置によれば、ユーザの手の表示面への接近の検出に用いる、表示面の第１辺に沿って並べた複数の赤外光源と光検出器のみを用いて、ユーザの手の接近を検出する感度を、表示面の第１辺に沿った方向の位置毎に任意に設定することができる。

【0013】

そして、表示面の運転席側の領域の感度を低く設定することにより、ディスプレイから運転席方向に赤外光を出射する専用の赤外線ＬＥＤを用いることなく、他の機器に対する操作を、ディスプレイの表示面へのユーザの手の接近として誤検出することを抑止できる。

【0014】

ここで、上述のディスプレイが、自動車の左右方向について運転席と助手席の間の位置に配置された近接検出装置は、前記光検出器として、前記第１辺に沿って並べて配置した複数の光検出器を備え、前記近接検出部において、前記複数の赤外光源の各々について、当該赤外光を出射した前記赤外光源に比較的近い位置にある前記光検出器で検出した、当該赤外光源が出射した赤外光の反射光の強度を、当該赤外光源の出射光の第１の検出反射強度として、各赤外光源の出射光の第１の検出反射強度が表す、前記赤外光の反射光の強度が、設定されたしきい値を超える場合に前記表示面へのユーザの接近を検出し、前記第１方向位置と感度との関係は、前記第１方向位置と前記しきい値との関係として定義されたものとし、前記感度設定部において、推定した第１方向位置と、予め設定されている第１方向位置としきい値との関係に応じて定まるしきい値に、前記近接検出部のしきい値を設定すると共に、運転席寄りにある赤外光源に対して比較的離れている光検出器で検出した、当該運転席寄りにある赤外光源が出射した赤外光の反射光の強度と、運転席寄りにある赤外光源の前記第１の検出反射強度との双方が所定のレベルよりも大きい場合には、前記関係に応じて定まるしきい値に代えて、当該しきい値を、より小さなしきい値となるように調整したしきい値に、前記近接検出部のしきい値を設定するようにしてもよい。

【0015】

このようにすることにより、表示面の運転席側の領域の感度を低く設定したために、運転席側の領域のうちの、第１辺から遠い部分、すなわち、赤外光源から離れた部分において、ユーザの手の接近を検出できなくなってしまうことを防ぐことができる。

【0016】

なお、以上の近接検出装置に、前記複数の赤外光源として、ディスプレイの下辺の下側に、前記下辺に沿って並べて配置した４つの赤外線ＬＥＤを備え、前記検出器として、最も左に配置された赤外線ＬＥＤと左から２番目に配置された赤外線ＬＥＤとの間の位置に配置されたフォトダイオードと、最も右に配置された赤外線ＬＥＤと右から２番目に配置された赤外線ＬＥＤとの間の位置に配置されたフォトダイオードとの２つのフォトダイオードを備えるようにしてもよい。

【0017】

また、前記課題達成のために、本発明は、ディスプレイの表示面へのユーザの接近を検出する近接検出装置に、ディスプレイの表示面の外側に、当該表示面の一辺である第１辺に沿って並べて配置した、前記表示面の前方を通る赤外光を出射する複数の赤外光源と、前記表示面の外側に、前記第１の辺と対向する辺である前記表示面の第２の辺に沿って並べて配置した、前記表示面の前方を通る赤外光を出射する複数の赤外光源と、前記表示面の外側に配置された１または複数の光検出器と、前記光検出器が検出した前記各赤外光源が出射した赤外光の反射光の強度を用いて、設定された感度で前記表示面へのユーザの接近を検出する近接検出部と、前記光検出器が検出した、前記第１の辺に沿った方向である第１方向についての位置が異なる複数の赤外光源が出射した赤外光の反射光の強度に応じて、前記第１方向についての反射が発生した位置である第１方向位置を推定し、前記光検出器が検出した、前記第１の辺と垂直な辺に沿った方向である第２方向についての位置が異なる複数の赤外光源が出射した赤外光の反射光の強度に応じて、前記第２方向についての反射が発生した位置である第２方向位置を推定し、推定した第１方向位置と第２方向位置と、予め設定されている第１方向位置と第２方向位置と感度との関係に応じて定まる感度に、前記近接検出部の感度を設定する感度設定部とを設けたものである。

【0018】

ここで、このような近接検出装置は、前記感度設定部において、前記光検出器が検出した赤外光の反射光の強度の座標を、当該赤外光を出射した前記赤外光源の前記第１方向に沿った並び中の順番として求めた、強度分布の重心を前記第１方向位置を示す値として算定し、前記光検出器が検出した赤外光の反射光の強度の座標を、当該赤外光を出射した前記赤外光源の前記第２方向に沿った並び中の順番として求めた、強度分布の重心を前記第２方向位置を示す値として算定するように構成してもよい。

【0019】

また、このような近接検出装置には、前記第１辺に沿って並べて配置した複数の赤外光源として、ディスプレイの前記表示面の左方に上下方向に並べられた２つの赤外線ＬＥＤを備え、前記第２辺に沿って並べて配置した複数の赤外光源として、ディスプレイの前記表示面の右方に上下方向に並べられた２つの赤外線ＬＥＤを備え、前記光検出器として、前記表示面の左方に上下方向に並べられた２つの赤外線ＬＥＤの間の位置に配置されたフォトダイオードと、前記表示面の右方に上下方向に並べられた２つの赤外線ＬＥＤの間の位置に配置されたフォトダイオードとを備えてもよい。

【0020】

これらのような近接検出装置によれば、ユーザの手の表示面への接近の検出に用いる、表示面の第１辺に沿って並べた複数の赤外光源と表示面の第２辺に沿って並べた複数の赤外光源と光検出器のみを用いて、ユーザの手の接近を検出する感度を、表示面上の左右上下方向の位置毎に任意に設定することができる。

【0021】

したがって、表示面の運転席側の領域の感度を低く設定することにより、ディスプレイから運転席方向に赤外光を出射する専用の赤外線ＬＥＤを用いることなく、他の機器に対する操作を、ディスプレイの表示面へのユーザの手の接近として誤検出することを抑止できる。

【0022】

また、本発明は、併せて、以上の近接検出装置と、当該近接検出装置と一体化された前記ディスプレイを備えたディスプレイユニットを提供する。
また、本発明は、以上の近接検出装置と、前記ディスプレイと、前記ディスプレイを表示出力に用いるデータ処理装置を備えた情報処理システムも提供する。この情報処理システムにおいて、前記近接検出装置は、前記表示面へのユーザの接近を検出したときに、当該接近の旨を前記データ処理装置に通知する。

【発明の効果】

【0023】

以上のように、本発明によれば、ディスプレイから運転席方向に赤外光を出射する専用の赤外線ＬＥＤを用いることなく、他の機器に対する操作を、ディスプレイの表示面へのユーザの手の接近として誤検出することを抑止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】本発明の第１実施形態に係る情報処理システムの構成を示すブロック図である。

【図2】本発明の第１実施形態に係るディスプレイの配置を示す図である。

【図3】本発明の第１実施形態に係る近接検出センサの配置と検出領域を示す図である。

【図4】本発明の第１実施形態に係る近接検出センサの動作シーケンスを示す図である。

【図5】本発明の第１実施形態に係る近接検出処理を示すフローチャートである。

【図6】本発明の第１実施形態に係るしきい値を示す図である。

【図7】本発明の第２実施形態に係る近接検出センサの配置を示す図である。

【図8】本発明の第２実施形態に係る近接検出センサの動作シーケンスを示す図である。

【図9】本発明の第２実施形態に係る近接検出センサの領域検出の原理を示す図である。

【図10】本発明の第２実施形態に係る近接検出処理を示すフローチャートである。

【図11】本発明の第３実施形態に係る近接検出センサの配置を示す図である。

【図12】本発明の第３実施形態に係る近接検出処理を示すフローチャートである。

【図13】本発明の第３実施形態に係るしきい値を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

以下、本発明の実施形態について説明する。
まず、第１の実施形態について説明する。
図１に、本第１実施形態に係る情報処理システムの構成を示す。
情報処理システムは自動車に搭載されるシステムであり、カーナビゲーションアプリケーションやメディアプレイヤアプリケーション等を実行するデータ処理装置１、データ処理装置１が映像表示に用いるディスプレイ２、近接検出装置３、データ処理装置１が利用する、その他の周辺装置４を備えている。

【0026】

ここで、図２に示すように、ディスプレイ２と近接検出装置３は一体化されたディスプレイユニット１０の形態で、自動車のダッシュボードの運転席と助手席の間の位置に表示面を後方に向けて配置される。なお、図示した例は、自動車が左ハンドルの自動車である場合について示している。

【0027】

図１に戻り、近接検出装置３は、近接検出センサ３１と近接検出コントローラ３２を備えている。
近接検出センサ３１は、ＬＥＤ１、ＬＥＤ２、ＬＥＤ３、ＬＥＤ４の４つの赤外線ＬＥＤと、ＰＤ１とＰＤ２の、赤外光を検出する２つのフォトダイードを備えている。
また、近接検出コントローラ３２は、ＬＥＤ１、ＬＥＤ２、ＬＥＤ３、ＬＥＤ４を駆動して発光させる駆動部３２１、ＰＤ１とＰＤ２が出力する電流信号をＰＤ１とＰＤ２に入射した赤外光の強度を表す強度信号に変換し出力する検出部３２２、駆動部３２１と検出部３２２の動作を制御すると共に検出部３２２が出力する強度信号が表す赤外光の強度より、ユーザの手のディスプレイ２の表示面への接近を検出し、データ処理装置１に通知する検出制御部３２３とを備えている。

【0028】

次に、図３ａ、ｂに示すように、ディスプレイ２に対して、左右方向、上下方向、前後方向を定めるものとして、ＬＥＤ１、ＬＥＤ２、ＬＥＤ３、ＬＥＤ４は、当該順序で左から右に向かって、ディスプレイ２の下辺の少し下の位置におおよそ等間隔で配置されている。ただし、前方向はディスプレイ２の表示方向である。

【0029】

また、ＰＤ１は、ＬＥＤ１とＬＥＤ２の中間の位置に配置され、入射する赤外光の反射光を電流信号に変換し、ＰＤ２は、ＬＥＤ３とＬＥＤ４の中間の位置に配置され、入射する赤外光の反射光を電流信号に変換し出力する。

【0030】

図３ａ、ｂ中の矢印は、ＬＥＤ１、ＬＥＤ２、ＬＥＤ３、ＬＥＤ４の指向角の中心軸を表しており、ＬＥＤ１、ＬＥＤ２、ＬＥＤ３、ＬＥＤ４は、ディスプレイ２の前方上方に向けて斜めに赤外光を出射する。

【0031】

図３ｃは、本第１実施形態においてユーザの手を検出する領域である検出領域の、上下方向に見た範囲を示す。なお、図中でハッチングを施した範囲が、検出領域の上下方向に見た範囲である。

【0032】

図示するように、左右方向について表示面の右側のおおよそ１／３の範囲である第１の範囲では、検出領域の前方向境界までの表示面からの距離が一定となり、第１の範囲より左側の範囲では、検出領域の前方向境界までの表示面からの距離が運転席側である左側に向かって漸減するように検出領域は設定されている。

【0033】

次に、近接検出コントローラ３２の検出制御部３２３は、図４に示すサイクルが繰り返し行われるように、駆動部３２１と検出部３２２の動作を制御する。
ここで、各サイクルは、駆動部３２１がＬＥＤ１のみを発光し、検出部３２２がＰＤ１に入射した赤外光の強度を表す強度信号Ａ１とを出力するピリオドと、駆動部３２１がＬＥＤ２のみを発光し、検出部３２２がＰＤ１に入射した赤外光の強度を表す強度信号Ａ２を出力するピリオドと、駆動部３２１がＬＥＤ３のみを発光し、検出部３２２がＰＤ２に入射した赤外光の強度を表す強度信号Ａ３を出力するピリオドと、駆動部３２１がＬＥＤ４のみを発光させ、検出部３２２がＰＤ２に入射した赤外光の強度を表す強度信号Ａ４を出力するピリオドとを含む。

【0034】

次に、近接検出コントローラ３２の検出制御部３２３が行う近接検出処理について説明する。
図５に、この近接検出処理の手順を示す。
図示するように、検出制御部３２３は、図４に示す各回のサイクルにおいて、強度信号Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４を検出部３２２から取得したならば（ステップ５０２）、強度信号Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４の評価指数Ｖを所定の評価関数f（）を用いてＶ＝ｆ(Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４)により算出する（ステップ５０４）。評価関数f（）は、強度信号Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４から、表示面の前方の表示面の近傍の物体による反射の大きさを算出する関数とする。一例としては、評価関数f（）としては、強度信号Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４の最大値を算出する関数や、Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４の一次結合関数(a×A1+b×A2+c×A3+d×A4)などを用いることができる。

【0035】

また、強度信号Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４の最大値をＭＡとして算出し（ステップ５０６）、ＭＡが所定のしきい値Ｔｈｍｉｎを超えているかどうかを調べる（ステップ５０８）。しきい値Ｔｈｍｉｎとしては、たとえば、ディスプレイ２の表示面の前方の表示面の近くでユーザの手による反射が生じているときに、ＭＡが取り得る最小の値を用いる。

【0036】

そして、ＭＡがしきい値Ｔｈｍｉｎを超えていなければ（ステップ５０８）、そのままステップ５０２に戻り、次回のサイクルの強度信号Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４の検出部３２２からの取得を待つ。

【0037】

一方、ＭＡがしきい値Ｔｈｍｉｎを超えていれば、重心Ｇを下式によって求める（ステップ５１０）。
G=(1×A1+2×A2+3×A3+4×A4)/(A1+A2+A3+A4)
ここで、重心Ｇは、赤外光ＬＥＤの強度分布の重心の座標を表しており、A1のみ検出されて他の値がゼロの場合の重心の座標値を１、A4のみ検出されて他の値がゼロの場合び重心の座標値を4、その中間の位置を１と４の間の座標値として表している。

【0038】

また、重心Ｇは、表示面の前方のユーザの手による反射が発生している左右方向の位置の推定値を１から４までの値で表し、当該推定される位置が右側であるほど大きい値をとり、当該位置が左側であるほど小さい値をとる。

【0039】

さて、次に、重心Ｇに応じた値に、しきい値Ｔｈを設定する（ステップ５１２）。
次に、ステップ５０４で算出したＶとしきい値Ｔｈを比較し（ステップ５１４）、評価指数Ｖがしきい値Ｔｈより大きくなければ、そのままステップ５０２に戻り、次回のサイクルの強度信号Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４の検出部３２２からの取得を待つ。

【0040】

一方、評価指数Ｖがしきい値Ｔｈより大きい場合には、ユーザの手のディスプレイ２の表示面への接近を検出し、データ処理装置１にユーザの手の接近を通知する（ステップ５１６）。

【0041】

そして、ステップ５０２に戻り、次回のサイクルの強度信号Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４の検出部３２２からの取得を待つ。
ここで、ステップ５１２では、ステップ５１４、５１６によってユーザの手の接近が検出されることとなる領域である検出領域の上下方向に見た範囲が図３ｃに示した範囲となるように、ユーザの手による反射が発生している左右方向の位置を表す重心Ｇの値に応じた値にしきい値Ｔｈを設定する。

【0042】

すなわち、ステップ５１２では、たとえば、図６に示した重心Ｇとしきい値Ｔｈの関係に従ってしきい値Ｔｈを設定する。図６に示した関係では、重心Ｇが１から約３まで増加するにつれて、ＴｈがｍｉｎＴｈからｍａｘＴｈまで漸増し、重心Ｇが約３から４である範囲でＴｈが一定の値ｍａｘＴｈとなる。なお、このような重心Ｇとしきい値Ｔｈの関係は、数式によって検出制御部３２３に設定されていても、テーブルとして検出制御部３２３に設定されていてもよい。

【0043】

以上、検出制御部３２３が行う近接検出処理について説明した。
以上のように本第１実施形態によれば、ユーザの手の表示面への接近の検出に用いる４つの赤外線ＬＥＤと２つのフォトダイオードのみを用いて、ユーザの手の接近を検出する領域である検出領域の前方向境界までの表示面からを距離、すなわち、ユーザの手の接近を検出する感度を、表示面上の左右方向の位置毎に任意に設定することができる。

【0044】

そして、検出領域として、図３ｃに示したような、運転席側である左側において検出領域の前方向境界までの表示面からの距離が小さい検出領域を設定して、運転席側である左側の感度を低く設定することにより、ディスプレイから運転席方向に赤外光を出射する専用の赤外線ＬＥＤを用いることなく、他の機器に対する操作を、ディスプレイの表示面へのユーザの手の接近として誤検出することを抑止することができる。

【0045】

また、本第１実施形態によれば、図３ｃに示したような表示面から前方境界までの距離がなだらかに変化する検出領域を設定できる。したがって、強度信号Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４毎に異なるしきい値Ｔｈを設定することにより図３ｄに示すような検出領域を設けた場合のように、図中の矢印で示すユーザの手が動きに対して、接近の検出と非検出を繰り返してしまうことも抑止できる。
以下、本発明の第２の実施形態について説明する。

【0046】

上述した第１実施形態では、ＬＥＤ１、ＬＥＤ２、ＬＥＤ３、ＬＥＤ４は、表示面の下方に設けられているので、ＬＥＤ１、ＬＥＤ２、ＬＥＤ３、ＬＥＤ４までの距離が大きくなる表示面の上方の領域では、表示面の下方の領域に比べ、赤外光の照明強度は小さくなる。したがって、第１実施形態のように重心Ｇのみに応じて、表示面の下方の領域の前方の検出領域が、図３ｃに示した検出領域に整合する領域となるようにしきい値Ｔｈを設定すると、比較的大きなしきい値Ｔｈが設定される表示面の左側にあって、かつ、赤外光の照明強度が小さい上方にある領域である図７ａ、ｂの領域Ａ＿Ｅ１では、ユーザの手を正常に検出できなくなってしまう場合がある。

【0047】

本第２実施形態は、このような問題を解決するものであり、上述の第１実施形態と、近接検出コントローラ３２の検出制御部３２３が駆動部３２１と検出部３２２に行わせるサイクルと、検出制御部３２３が行う近接検出処理のみが異なる。
本第２実施形態において、近接検出コントローラ３２の検出制御部３２３は、図８ａに示すサイクルが繰り返し行われるように、駆動部３２１と検出部３２２の動作を制御する。

【0048】

ここで、各サイクルは、駆動部３２１がＬＥＤ１のみを発光し、検出部３２２がＰＤ１に入射した赤外光の強度を表す強度信号Ａ１とＰＤ２に入射した赤外光の強度を表す強度信号Ｅ１とを出力するピリオドと、駆動部３２１がＬＥＤ２のみを発光し、検出部３２２がＰＤ１に入射した赤外光の強度を表す強度信号Ａ２を出力するピリオドと、駆動部３２１がＬＥＤ３のみを発光し、検出部３２２がＰＤ２に入射した赤外光の強度を表す強度信号Ａ３を出力するピリオドと、駆動部３２１がＬＥＤ４のみを発光させ、検出部３２２がＰＤ２に入射した赤外光の強度を表す強度信号Ａ４とを出力するピリオドとを含む。

【0049】

ただし、近接検出コントローラ３２の検出制御部３２３は、図８ａに示すサイクルに代えて、図８ｂに示すサイクルが繰り返し行われるように、駆動部３２１と検出部３２２の動作を制御してもよい。

【0050】

図８ｂに示すサイクルは、駆動部３２１がＬＥＤ１のみを発光し、検出部３２２がＰＤ１に入射した赤外光の強度を表す強度信号Ａ１を出力するピリオドと、駆動部３２１がＬＥＤ２のみを発光し、検出部３２２がＰＤ１に入射した赤外光の強度を表す強度信号Ａ２を出力するピリオドと、駆動部３２１がＬＥＤ３のみを発光し、検出部３２２がＰＤ２に入射した赤外光の強度を表す強度信号Ａ３を出力するピリオドと、駆動部３２１がＬＥＤ４のみを発光させ、検出部３２２がＰＤ２に入射した赤外光の強度を表す強度信号Ａ４を出力するピリオドと、駆動部３２１がＬＥＤ１のみを発光し、検出部３２２がＰＤ２に入射した赤外光の強度を表す強度信号Ｅ１を出力するピリオドとを含む。

【0051】

図８ａ、ｂのサイクルにおいて、ＬＥＤ１のみを発光したときのＰＤ２に入射した赤外光の強度を表す強度信号Ｅ１は、図７ａ、ｂに示したディスプレイ２のおおよそ左方の上方の領域Ａ＿Ｅ１においてユーザの手による反射が発生したときに、他の領域で反射が発生した場合に比べて大きな値を示す。

【0052】

これは、ディスプレイ２のおおよそ左方の上方の領域Ａ＿Ｅ１は、ＬＥＤ１の出射する赤外光によって照射されており、かつ、ＬＥＤ１とＰＤ２と領域Ａ＿Ｅ１との位置関係が、図９ａに示すように領域Ａ＿Ｅ１で生じた反射によるＬＥＤ１の出射する赤外光の反射光がＰＤ２にで到達する位置関係にあるのに対して、他の領域は、ＬＥＤ１の出射する赤外光でほとんど照射されないか、ＬＥＤ１とＰＤ２との位置関係が、図９ｂに示すように、その領域内で生じた反射によるＬＥＤ１の出射する赤外光の反射光がＰＤ２にほとんど到達しない位置関係となる領域となるからである。

【0053】

次に、図１０に、本第２実施形態において、近接検出コントローラ３２の検出制御部３２３が行う近接検出処理の手順を示す。
図示するように、本第２実施形態は、検出制御部３２３は、図４に示す各回のサイクルにおいて、強度信号Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ｅ１を検出部３２２から取得したならば（ステップ１００２）、強度信号Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４の評価指数Ｖを所定の評価関数f（）を用いてＶ＝ｆ(Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４)により算出する（ステップ１００４）。評価関数f（）は、強度信号Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４から、表示面の前方の表示面の近傍の物体による反射の大きさを算出する関数とする。一例としては、評価関数f（）としては、強度信号Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４の最大値を算出する関数や、Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４の一次結合関数(a×A1+b×A2+c×A3+d×A4)などを用いることができる。

【0054】

また、強度信号Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４の最大値をＭＡとして算出し（ステップ１００６）、ＭＡが所定のしきい値Ｔｈｍｉｎを超えているかどうかを調べ（ステップ１００８）、超えていなければそのままステップ１００２に戻り、次回のサイクルの強度信号Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ｅ１の検出部３２２からの取得を待つ。

【0055】

一方、ＭＡがしきい値Ｔｈｍｉｎを超えていれば、重心Ｇを第１実施形態と同様に下式によって求める（ステップ１０１０）。
G=(1×A1+2×A2+3×A3+4×A4)/(A1+A2+A3+A4)
また、第１実施形態と同様に、重心Ｇに応じた値に、しきい値Ｔｈを設定する（ステップ１０１２）。

【0056】

次に、Ｅｚを、Ｅｚ＝Ａ１×Ｅ１によって算出し（ステップ１０１４）、Ｅｚの値に応じて、しきい値Ｔｈを調整する（ステップ１０１６）。
ステップ１０１６では、Ｅｚが大きいときに、Ｅｚが小さいときよりも、しきい値Ｔｈが小さくなるように、しきい値Ｔｈの調整を行う。より具体的には、ｎを予め定めた正の整数として、Ｅｚが予め定めた所定値より大きいときにしきい値Ｔｈをｎ％減少し、Ｅｚが所定値より大きくないときにしきい値Ｔｈを変更しない。または、Ｅｚが大きくなるほど小さくなるようにしきい値Ｔｈを増減して、しきい値Ｔｈを調整する。

【0057】

さて、次に、ステップ１００４で算出したＶと調整後のしきい値Ｔｈを比較し（ステップ１０１８）、評価指数Ｖがしきい値Ｔｈより大きくなければ、そのままステップ１００２に戻り、次回のサイクルの強度信号Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ｅ１の検出部３２２からの取得を待つ。

【0058】

一方、評価指数Ｖがしきい値Ｔｈより大きい場合には、ユーザの手のディスプレイ２の表示面への接近を検出し、データ処理装置１にユーザの手の接近を通知する（ステップ１０２０）。

【0059】

そして、ステップ１００２に戻り、次回のサイクルの強度信号Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ｅ１の検出部３２２からの取得を待つ。
さて、ここで、Ａ１は、ディスプレイ２の左方の領域でユーザの手による反射が生じているときには比較的大きな値となる。また、上述のようにＥ１は、ディスプレイ２のおおよそ左方の上方の領域でユーザの手による反射が生じているときには比較的大きな値となり、ディスプレイ２の左方の上方の領域でのユーザの手による反射が生じていないときには比較的小さな値となる。

【0060】

したがって、Ａ１とＥ１の双方が所定レベル以上大きくＡ１とＥ１の積が大きくなる場合、すなわち、ステップ１０４で算出するＥｚが大きいときには、ディスプレイ２の左方上方の領域内の位置でユーザの手による反射が発生していると判別することができる。

【0061】

そして、ステップ１０１６で、Ｅｚが大きいときに、しきい値Ｔｈが小さくなるように、しきい値Ｔｈの調整を行うことにより、ステップ１０１８、１０２９において、図７ａ、ｂに示した左方上方の領域Ａ＿Ｅ１内のユーザ手を、左方下方の領域よりも小さなしきい値Ｔｈを用いて検出できる。

【0062】

よって、第１実施形態のように重心Ｇのみに応じて、表示面の下方の領域の前方の検出領域が、図３ｃに示した検出領域に整合するようにしきい値Ｔｈを設定した場合に、比較的大きなしきい値Ｔｈが設定される表示面の左側にあって、かつ、赤外光の照明強度が小さい上方にある左方上方の領域Ａ＿Ｅ１についても、本第２実施形態によれば、ユーザの手を正常に検出することができる。

【0063】

以上、本発明の第２実施形態について説明した。
なお、以上に示した第２実施形態の近接検出処理では、ＥｚとしてＡ１×Ｅ１を用いたが、Ｅｚとしては、第１の実施形態において、運転席側の上部の検出が弱くなってしまうことを補償する必要のある領域をおよそ判別できる信号であればほかの値を用いてもよい。

【0064】

以下、本発明の第３の実施形態について説明する。
本第３実施形態が上述の第１実施形態と、ＬＥＤ１、ＬＥＤ２、ＬＥＤ３、ＬＥＤ４、ＰＤ１、ＰＤ２の配置と、検出制御部３２３が行う近接検出処理のみが異なる。
すなわち、本第３実施形態では、図１１に示すように、ディスプレイ２の表示面の左辺の少し左側に、ＬＥＤ１、ＰＤ１、ＬＥＤ２を上から下に向けて当該記載の順序で配置し、ディスプレイ２の表示面の右辺の少し右側に、ＬＥＤ３、ＰＤ２、ＬＥＤ４を上から下に向けて当該記載の順序で配置する。

【0065】

また、検出制御部３２３は、図１２に示す近接検出処理を行う。
図示するように、この近接検出処理では、図４に示す各回のサイクルにおいて、強度信号Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４を検出部３２２から取得したならば（ステップ１２０２）、強度信号Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４の評価指数Ｖを所定の評価関数f（）を用いてＶ＝ｆ(Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４)により算出し（ステップ１２０４）、強度信号Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４の最大値をＭＡとして算出する（ステップ１２０６）。
評価関数f（）は、強度信号Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４から、表示面の前方の表示面の近傍の物体による反射の大きさを算出する関数とする。一例としては、評価関数f（）としては、強度信号Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４の最大値を算出する関数や、A1,A2,A3,A4の一次結合関数((a×A1+b×A2+c×A3+d×A4)なども用いることができる。
の最大値を評価指数Ｖとして算出し（ステップ１２０４）、強度信号Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４の最大値をＭＡとして算出する（ステップ１２０６）
そして、ＭＡがしきい値Ｔｈｍｉｎを超えているかどうかを調べ（ステップ１２０８）、超えていなければ、そのままステップ１２０２に戻り、次回のサイクルの強度信号Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４の検出部３２２からの取得を待つ。

【0066】

一方、ＭＡがしきい値Ｔｈｍｉｎを超えていれば、重心ＧxとＧｙを下式によって求める（ステップ１２１０）。
Gx={1×(A1+A2)+2×(A3+A4)}/(A1+A2+A3+A4),
Gy={1×(A1+A3)+2×(A2+A4)}/(A1+A2+A3+A4)
ここで、強度信号Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４には、予め、その強度信号が強度を表す反射光として反射された赤外光を出射した赤外ＬＥＤの左右方向の並びに従った順番が強度信号のx座標として割り当てられ、その強度信号が強度を表す反射光として反射された赤外光を出射した赤外ＬＥＤの上下方向の並びに従った順番が強度信号のｙ座標として割り当てられている。

【0067】

ここでは、左から１番目のＬＥＤ１とＬＥＤ２の赤外光の反射光の強度信号Ａ１、Ａ２にｘ座標１が、左から２番目のＬＥＤ３とＬＥＤ４の赤外光の反射光の強度信号Ａ３、Ａ４にｘ座標２が割り当てられており、上から１番目のＬＥＤ１とＬＥＤ３の赤外光の反射光の強度信号Ａ１、Ａ３にｙ座標１が、上から２番目のＬＥＤ２とＬＥＤ４の赤外光の反射光の強度信号Ａ２、Ａ４にｙ座標２が割り当てられている。

【0068】

そして、重心Ｇｘは強度分布の重心のｘ座標を表し、重心Ｇｙは強度分布の重心のｙ座標を表している。
また、重心Ｇｘは、表示面の前方のユーザの手による反射が発生している左右方向の位置の推定値を１から２までの値で表し、当該推定される位置が右側であるほど大きい値をとり、当該位置が左側であるほど小さい値をとる。また、重心Ｇｙは、表示面の前方のユーザの手による反射が発生している上下方向の位置の推定値を１から２までの値で表し、当該推定される位置が下側であるほど大きい値をとり、当該位置が上側であるほど小さい値をとる。

【0069】

さて、次に、左右方向重心Ｇｘと上下方向重心Ｇｙに応じた値にしきい値Ｔｈを設定する（ステップ１２１２）。
そして、ステップ１２０４で算出したＶとしきい値Ｔｈを比較し（ステップ１２１４）、評価指数Ｖがしきい値Ｔｈより大きくなければ、そのままステップ１２０２に戻り、次回のサイクルの強度信号Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４２の検出部３２２からの取得を待つ。

【0070】

一方、評価指数Ｖがしきい値Ｔｈより大きい場合には、ユーザの手のディスプレイ２の表示面への接近を検出し、データ処理装置１にユーザの手の接近を通知する（ステップ１２１６）。

【0071】

そして、ステップ１２０２に戻り、次回のサイクルの強度信号Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４の検出部３２２からの取得を待つ。
ここで、ステップ１２１２では、ステップ１２１４、１２１６によってユーザの手の接近が検出されることとなる表示面前方の領域である検出領域の前方向境界が所要の形状となるように、すなわち、表示面上の各位置から検出領域の前方向境界までの距離が、検出領域の前方向境界の所要の形状に整合する距離となるように、ユーザの手による反射が発生している左右方向の位置を表す左右方向重心Ｇｘと、ユーザの手による反射が発生している上下方向の位置を表す上下方向重心Ｇｙに応じてしきい値Ｔｈを設定する。

【0072】

たとえば、ステップ１２１２において、図１３に示した左右方向重心Ｇｘと上下方向重心Ｇｙとしきい値Ｔｈの関係に従ってしきい値Ｔｈを設定すれば、左下から右上に向かって、表示面から前方向境界までの距離が大きくなっていく検出領域を形成することができる。

【0073】

以上のように本第３実施形態によれば、ユーザの手の表示面への接近の検出に用いる４つの赤外線ＬＥＤと２つのフォトダイオードのみを用いて、ユーザの手の接近を検出する領域である検出領域の前方向境界までの表示面からの距離すなわち、ユーザの手の接近を検出する感度を、表示面上の左右上下方向の位置毎に任意に設定することができる。

【0074】

以上、本発明の第３実施形態について説明した。
なお、以上の第１実施形態、第２実施形態、第３実施形態の近接検出処理では、評価指数ＭＡとして強度信号Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４の最大値を用いたが、評価指数ＶとしてはＰＤ１、ＰＤ２において検出した反射光の大きさの程度を表すものであれば、他の値を用いるようにしてよい。

【0075】

また、以以上の第１実施形態、第２実施形態、第３実施形態では、ＬＥＤ１、ＬＥＤ２、ＬＥＤ３、ＬＥＤ４の４つの赤外線ＬＥＤと、ＰＤ１、ＰＤ２の２つのフォトダイオードを用いたが、赤外線ＬＥＤの数は４以外の数であって良く、フォトダイオードの数は２以外の数であって良い。

【符号の説明】

【0076】

１…データ処理装置、２…ディスプレイ、３…近接検出装置、４…周辺装置、１０…ディスプレイユニット、３１…近接検出センサ、３２…近接検出コントローラ、３２１…駆動部、３２２…検出部、３２３…検出制御部。

【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】