特許 7400205 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】

(24)【登録日】2023-12-11

(45)【発行日】2023-12-19

(54)【発明の名称】入力装置

(51)【国際特許分類】

   G06F 3/041 20060101AFI20231212BHJP

   G02B 30/00 20200101ALI20231212BHJP

   G06F 3/042 20060101ALI20231212BHJP

   G06F 3/01 20060101ALI20231212BHJP

   G06F 3/0488 20220101ALI20231212BHJP

   G06F 3/04812 20220101ALI20231212BHJP

【ＦＩ】

G06F3/041 580

G02B30/00

G06F3/041 590

G06F3/042 481

G06F3/01 510

G06F3/0488

G06F3/04812

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2019070743

(22)【出願日】2019-04-02

(65)【公開番号】P2020170311

(43)【公開日】2020-10-15

【審査請求日】2022-03-16

(73)【特許権者】

【識別番号】723005698

【氏名又は名称】船井電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100148460

【弁理士】

【氏名又は名称】小俣 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100168125

【弁理士】

【氏名又は名称】三藤 誠司

(72)【発明者】

【氏名】村山 学

【審査官】塩屋 雅弘

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－２２８２１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－１１０６１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１８／０８３７３７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１４－１６４７５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１６／０９２６１７（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０６Ｆ ３／０４１

Ｇ０２Ｂ ３０／００

Ｇ０６Ｆ ３／０４２

Ｇ０６Ｆ ３／０１

Ｇ０６Ｆ ３／０４８８

Ｇ０６Ｆ ３／０４８１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

物体による操作画面に対する特定の非接触操作を受け付けるための入力装置であって、
表示面上に前記操作画面を表示させる表示制御部と、
前記表示面に対向して形成された空中の第１のセンシング層における前記物体の通過状態を検出する第１の検出部と、
前記表示面と前記第１のセンシング層との間に形成された空中の第２のセンシング層における前記物体の通過状態を検出する第２の検出部と、
前記物体が前記第１のセンシング層を通過した後に前記第２のセンシング層を通過した状態で、前記第１の検出部及び前記第２の検出部の各々の検出結果に基づいて、前記物体による前記特定の非接触操作が行われたか否かを判定する判定部と、を備え、
前記第１の検出部は、前記第１のセンシング層における前記物体の大きさを検出し、
前記第２の検出部は、前記第２のセンシング層における前記物体の有無を検出し、
前記判定部は、
前記第１のセンシング層における前記物体の大きさが閾値以下であり、且つ、前記第２のセンシング層において前記物体が検出された場合に、前記特定の非接触操作が行われたと判定し、
前記第１のセンシング層における前記物体の大きさが前記閾値を超え、且つ、前記第２のセンシング層において前記物体が検出された場合に、前記特定の非接触操作が行われなかったと判定する
入力装置。

【請求項2】

物体による操作画面に対する特定の非接触操作を受け付けるための入力装置であって、
表示面上に前記操作画面を表示させる表示制御部と、
前記表示面に対向して形成された空中の第１のセンシング層における前記物体の通過状態を検出する第１の検出部と、
前記表示面と前記第１のセンシング層との間に形成された空中の第２のセンシング層における前記物体の通過状態を検出する第２の検出部と、
前記物体が前記第１のセンシング層を通過した後に前記第２のセンシング層を通過した状態で、前記第１の検出部及び前記第２の検出部の各々の検出結果に基づいて、前記物体による前記特定の非接触操作が行われたか否かを判定する判定部と、を備え、
前記入力装置は、さらに、前記表示面と前記第２のセンシング層との間に形成された空中の１又は複数の第３のセンシング層における前記物体の通過状態を検出する１又は複数の第３の検出部を備え、
前記判定部は、前記第１の検出部、前記第２の検出部、及び、前記１又は複数の第３の検出部の各々の検出結果に基づいて、前記物体による前記特定の非接触操作が行われたか否かを判定する
入力装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、物体による操作画面に対する特定の非接触操作を受け付けるための入力装置に関する。

【背景技術】

【0002】

衛生管理が厳しい食品加工分野及び医療分野等において、ユーザの手指が直接接触するタッチパネルディスプレイを用いることは、当該タッチパネルディスプレイが病原体の感染源となるおそれがあるため好ましくない。そのため、上述した各分野では、ユーザの手指による操作画面に対する特定の非接触操作を受け付けるための入力装置を用いることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

従来の入力装置は、空中の表示領域に操作画面を示す空中像（実像）を結像させ、この空中像に対向する検出領域におけるユーザの手指の動作を検出することにより、操作画面に対する特定の非接触操作が行われたと判定する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１４－６７０７１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上述した従来の入力装置では、例えばユーザの身体の一部等が意図せずに検出領域を通過した場合に、操作画面に対する特定の非接触操作が行われたと誤判定されるおそれが生じる。

【0006】

本発明は、上述した課題を解決しようとするものであり、その目的は、操作画面に対する特定の非接触操作の有無を精度良く判定することができる入力装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る入力装置は、物体による操作画面に対する特定の非接触操作を受け付けるための入力装置であって、表示面上に前記操作画面を表示させる表示制御部と、前記表示面に対向して形成された空中の第１のセンシング層における前記物体の通過状態を検出する第１の検出部と、前記表示面と前記第１のセンシング層との間に形成された空中の第２のセンシング層における前記物体の通過状態を検出する第２の検出部と、前記第１の検出部及び前記第２の検出部の各々の検出結果に基づいて、前記物体による前記特定の非接触操作の有無を判定する判定部と、を備える。

【0008】

本態様によれば、ユーザが意図的に操作画面に対する特定の非接触操作を行った場合と、ユーザの身体の一部等が意図せずに第１のセンシング層及び第２のセンシング層の各々を通過した場合とでは、第１のセンシング層及び第２のセンシング層の各々における物体の通過状態が異なるようになる。そのため、判定部は、第１のセンシング層及び第２のセンシング層の各々における物体の通過状態に基づいて、物体による特定の非接触操作の有無を判定することにより、操作画面に対する特定の非接触操作の有無を精度良く判定することができる。その結果、入力装置をユーザインタフェースとする機器の誤操作等を回避することができる。

【0009】

例えば、本発明の一態様に係る入力装置において、前記第１の検出部は、前記第１のセンシング層における前記物体の通過箇所の数を検出し、前記第２の検出部は、前記第２のセンシング層における前記物体の通過箇所の数を検出するように構成してもよい。

【0010】

本態様によれば、判定部は、第１のセンシング層及び第２のセンシング層の各々における物体の通過箇所の数に基づいて、物体による特定の非接触操作の有無を判定することができる。

【0011】

例えば、本発明の一態様に係る入力装置において、前記特定の非接触操作は、前記物体による前記操作画面上の所定の表示に対する非接触のシングルタッチジェスチャであり、前記判定部は、前記物体が前記第１のセンシング層を１箇所通過し且つ前記第２のセンシング層を１箇所通過した場合に、前記シングルタッチジェスチャが行われたと判定するように構成してもよい。

【0012】

本態様によれば、判定部は、第１のセンシング層及び第２のセンシング層の各々における物体の通過箇所の数に基づいて、シングルタッチジェスチャが行われたと判定することができる。

【0013】

例えば、本発明の一態様に係る入力装置において、前記特定の非接触操作は、前記物体による前記操作画面に対する非接触のマルチタッチジェスチャであり、前記判定部は、前記物体が前記第１のセンシング層を２箇所通過し且つ前記第２のセンシング層を２箇所通過した場合に、前記マルチタッチジェスチャが行われたと判定するように構成してもよい。

【0014】

本態様によれば、判定部は、第１のセンシング層及び第２のセンシング層の各々における物体の通過箇所の数に基づいて、マルチタッチジェスチャが行われたと判定することができる。

【0015】

例えば、本発明の一態様に係る入力装置において、前記判定部は、前記物体が前記第１のセンシング層を３箇所以上通過し且つ前記第２のセンシング層を１箇所以上通過した場合に、前記特定の非接触操作が行われなかったと判定するように構成してもよい。

【0016】

本態様によれば、判定部は、第１のセンシング層及び第２のセンシング層の各々における物体の通過箇所の数に基づいて、特定の非接触操作が行われなかったと判定することができる。

【0017】

例えば、本発明の一態様に係る入力装置において、前記表示制御部は、前記物体が前記第１のセンシング層を通過した際に、前記操作画面上にカーソルを表示させるように構成してもよい。

【0018】

本態様によれば、表示制御部は、物体が第１のセンシング層を通過した際に、操作画面上にカーソルを表示させるので、物体が第１のセンシング層を通過したことをユーザに容易に認識させることができる。

【0019】

例えば、本発明の一態様に係る入力装置において、前記第１の検出部は、前記第１のセンシング層における前記物体の大きさを検出し、前記第２の検出部は、前記第２のセンシング層における前記物体の有無を検出し、前記判定部は、前記第１のセンシング層における前記物体の大きさが閾値以下であり、且つ、前記第２のセンシング層において前記物体が検出された場合に、前記特定の非接触操作が行われたと判定し、前記第１のセンシング層における前記物体の大きさが前記閾値を超え、且つ、前記第２のセンシング層において前記物体が検出された場合に、前記特定の非接触操作が行われなかったと判定するように構成してもよい。

【0020】

本態様によれば、判定部は、第１のセンシング層における物体の大きさ及び第２のセンシング層における物体の有無に基づいて、物体による特定の非接触操作の有無を判定することができる。

【0021】

例えば、本発明の一態様に係る入力装置において、前記入力装置は、さらに、前記表示面と前記第２のセンシング層との間に形成された空中の１又は複数の第３のセンシング層における前記物体の通過状態を検出する１又は複数の第３の検出部を備え、前記判定部は、前記第１の検出部、前記第２の検出部、及び、前記１又は複数の第３の検出部の各々の検出結果に基づいて、前記物体による前記特定の非接触操作の有無を判定するように構成してもよい。

【0022】

本態様によれば、判定部は、操作画面に対する特定の非接触操作の有無をより精度良く判定することができる。

【0023】

なお、本発明は、入力装置に含まれる特徴的な処理部としてコンピュータを機能させるためのプログラム又は空中像表示方法に含まれる特徴的なステップをコンピュータに実行させるプログラムとして実現することもできる。そして、そのようなプログラムを、ＣＤ－ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ－Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等のコンピュータ読取可能な非一時的な記録媒体やインターネット等の通信ネットワークを介して流通させることができるのは、言うまでもない。

【発明の効果】

【0024】

本発明の一態様に係る入力装置によれば、操作画面に対する特定の非接触操作の有無を精度良く判定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】実施の形態１に係る入力装置を示す平面図である。

【図2】実施の形態１に係る入力装置を示す側面図である。

【図3】実施の形態１に係る入力装置の構成を示すブロック図である。

【図4】実施の形態１に係る入力装置の動作の流れを示すフローチャートである。

【図5A】実施の形態１に係る入力装置において、物体が第１のセンシング層を１箇所通過した状態を説明するための図である。

【図5B】実施の形態１に係る入力装置において、物体が第２のセンシング層を１箇所通過した状態を説明するための図である。

【図6】実施の形態１に係る入力装置において、物体が第１のセンシング層及び第２のセンシング層をそれぞれ２箇所ずつ通過した状態を説明するための図である。

【図7】実施の形態１に係る入力装置において、物体が第１のセンシング層及び第２のセンシング層をそれぞれ３箇所ずつ通過した状態を説明するための図である。

【図8】実施の形態２に係る入力装置を示す平面図である。

【図9】実施の形態２に係る入力装置の構成を示すブロック図である。

【図10】実施の形態２に係る入力装置の動作の流れを示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0026】

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。

【0027】

（実施の形態１）
［１－１．入力装置の構成］
まず、図１～図３を参照しながら、実施の形態１に係る入力装置２の構成について説明する。図１は、実施の形態１に係る入力装置２を示す平面図である。図２は、実施の形態１に係る入力装置２を示す側面図である。図３は、実施の形態１に係る入力装置２の構成を示すブロック図である。

【0028】

図１及び図２に示すように、入力装置２は、表示部４と、第１の検出部６と、第２の検出部８とを備えている。入力装置２は、例えば食品加工分野又は医療分野等で用いられる機器（図示せず）を、物体１８（例えばユーザの手指）により非接触で操作するためのユーザインタフェースとして適用される。

【0029】

表示部４は、例えば液晶表示パネルである。表示部４は、操作画面１０を表示するための表示面１２を有している。操作画面１０は、例えば機器を操作するためのメニュー画面等である。図１に示す例では、操作画面１０上には、機器の操作メニュー等を示すアイコン１４（所定の表示の一例）が表示されている。

【0030】

第１の検出部６は、表示部４の表示面１２に対向して形成された空中の第１のセンシング層１６における物体１８の通過状態を検出する。具体的には、第１の検出部６は、第１のセンシング層１６における物体１８の通過箇所の数を検出する。

【0031】

なお、第１のセンシング層１６は、表示部４の表示面１２に略平行な空中の位置に形成された、仮想的な平面（ＸＹ平面）である。また、第１のセンシング層１６における物体１８の通過箇所とは、第１のセンシング層１６における物体１８の断面領域を意味する。例えば、ユーザの１本の手指が第１のセンシング層１６を通過した場合には、第１のセンシング層１６における物体１８の通過箇所は１箇所となる。また例えば、ユーザの２本の手指が第１のセンシング層１６を通過した場合には、第１のセンシング層１６における物体１８の通過箇所は２箇所となる。

【0032】

第１の検出部６は、例えばスキャンセンサで構成されており、図１に示すように、表示部４の角部に対向して配置されている。図２に示すように、第１の検出部６は、第１の発光部２０と、第１の受光部２２とを有している。第１の発光部２０は、赤外線レーザを、第１のセンシング層１６において２次元的に走査する。第１の受光部２２は、第１のセンシング層１６を通過した物体１８で反射した光を受光し、検出する。

【0033】

第２の検出部８は、表示部４の表示面１２と第１のセンシング層１６との間に形成された空中の第２のセンシング層２４における物体１８の通過状態を検出する。具体的には、第２の検出部８は、第２のセンシング層２４における物体１８の通過箇所の数を検出する。図２に示すように、第２のセンシング層２４と表示部４の表示面１２との間の距離Ｄは、物体１８が第２のセンシング層２４を通過した際に表示部４の表示面１２に直接接触しない程度の大きさ（例えば１ｃｍ～数ｃｍ程度）である。

【0034】

なお、第２のセンシング層２４は、表示部４の表示面１２に略平行な空中の位置に形成された、仮想的な平面（ＸＹ平面）である。また、第２のセンシング層２４における物体１８の通過箇所とは、第２のセンシング層２４における物体１８の断面領域を意味する。例えば、ユーザの１本の手指が第２のセンシング層２４を通過した場合には、第２のセンシング層２４における物体１８の通過箇所は１箇所となる。また例えば、ユーザの２本の手指が第２のセンシング層２４を通過した場合には、第２のセンシング層２４における物体１８の通過箇所は２箇所となる。

【0035】

第２の検出部８は、例えばスキャンセンサで構成されており、図１に示すように、表示部４の角部に対向して配置されている。図２に示すように、第２の検出部８は、第２の発光部２６と、第２の受光部２８とを有している。第２の発光部２６は、赤外線レーザを、第２のセンシング層２４において２次元的に走査する。第２の受光部２８は、第２のセンシング層２４を通過した物体１８で反射した光を受光し、検出する。

【0036】

図３に示すように、入力装置２は、さらに、演算処理部３０を備えている。演算処理部３０は、検出処理部３２と、測距演算部３４と、判定部３６と、動作処理部３８と、表示制御部４０とを有している。

【0037】

検出処理部３２は、第１の検出部６からの検出信号に基づいて、第１のセンシング層１６における物体１８の通過箇所の数を算出する。また、検出処理部３２は、第２の検出部８からの検出信号に基づいて、第２のセンシング層２４における物体１８の通過箇所の数を算出する。

【0038】

測距演算部３４は、第１の検出部６からの検出信号に基づいて、第１のセンシング層１６における物体１８の位置（２次元座標）を算出する。また、測距演算部３４は、第２の検出部８からの検出信号に基づいて、第２のセンシング層２４における物体１８の位置（２次元座標）を算出する。

【0039】

判定部３６は、検出処理部３２及び測距演算部３４の各算出結果に基づいて、物体１８による操作画面１０に対する特定の非接触操作の有無を判定する。なお、特定の非接触操作は、例えばユーザの手指による操作画面１０に対する非接触のシングルタッチジェスチャ及びマルチタッチジェスチャ等である。シングルタッチジェスチャとは、ユーザの１本の手指（例えば人差し指）によるジェスチャであり、例えばタップ等のジェスチャである。マルチタッチジェスチャとは、ユーザの２本の手指（例えば人差し指及び親指）によるジェスチャであり、例えばピンチイン、ピンチアウト及び回転等のジェスチャである。判定部３６による判定処理については、後で詳述する。

【0040】

動作処理部３８は、測距演算部３４の算出結果及び判定部３６の判定結果に基づいて、特定の非接触操作に対応する処理を実行する。例えば、ユーザが操作画面１０上のアイコン１４に対して非接触でシングルタッチジェスチャを行った際には、動作処理部３８は、アイコン１４を選択する処理等を実行する。また例えば、ユーザが操作画面１０に対して非接触でマルチタッチジェスチャを行った際には、動作処理部３８は、操作画面１０の表示倍率を拡大又は縮小する処理等を実行する。

【0041】

表示制御部４０は、表示部４の表示面１２の表示内容を制御する。具体的には、表示制御部４０は、表示部４の表示面１２に操作画面１０を表示させる処理を実行する。また、表示制御部４０は、検出処理部３２及び測距演算部３４の各算出結果に基づいて、物体１８が第１のセンシング層１６を通過した際に、操作画面１０上にカーソル４２（後述する図５Ａの（ｂ）参照）を表示させる処理を実行する。この時、カーソル４２は、第１のセンシング層１６における物体１８の位置に対応する操作画面１０上の位置に表示される。

【0042】

［１－２．入力装置の動作］
次に、図４～図７を参照しながら、実施の形態１に係る入力装置２の動作について説明する。図４は、実施の形態１に係る入力装置２の動作の流れを示すフローチャートである。図５Ａは、実施の形態１に係る入力装置２において、物体１８が第１のセンシング層１６を１箇所通過した状態を説明するための図である。図５Ｂは、実施の形態１に係る入力装置２において、物体１８が第２のセンシング層２４を１箇所通過した状態を説明するための図である。図６は、実施の形態１に係る入力装置２において、物体１８が第１のセンシング層１６及び第２のセンシング層２４をそれぞれ２箇所ずつ通過した状態を説明するための図である。図７は、実施の形態１に係る入力装置２において、物体１８が第１のセンシング層１６及び第２のセンシング層２４をそれぞれ３箇所ずつ通過した状態を説明するための図である。

【0043】

まず、図４～図５Ｂを参照しながら、ユーザがシングルタッチジェスチャを行う場合における入力装置２の動作について説明する。

【0044】

図４及び図５Ａの（ａ）に示すように、ユーザの１本の手指が第１のセンシング層１６を通過した場合には、第１の検出部６は、第１のセンシング層１６における物体１８（１本の手指）の通過箇所の数を検出する（Ｓ１０１）。検出処理部３２は、第１の検出部６からの検出信号に基づいて、第１のセンシング層１６における物体１８の通過箇所の数を「１箇所」と算出する（Ｓ１０２で「１箇所」）。

【0045】

図５Ａの（ｂ）に示すように、表示制御部４０は、検出処理部３２及び測距演算部３４の各算出結果に基づいて、物体１８が第１のセンシング層１６を通過した際に、操作画面１０上にカーソル４２を表示させる（Ｓ１０３）。この状態で、ユーザが１本の手指を第１のセンシング層１６に沿って（すなわち、ＸＹ平面内で）動かすことにより、カーソル４２は、ユーザの手指の動きに追従して操作画面１０上を移動する。なお、操作画面１０上にカーソル４２を表示させると同時に、表示部４のスピーカ（図示せず）から音を出力させてもよい。

【0046】

その後、図５Ｂの（ａ）に示すように、ユーザが１本の手指を第２のセンシング層２４を通過させた場合には、第２の検出部８は、第２のセンシング層２４における物体１８（１本の手指）の通過箇所の数を検出する（Ｓ１０４）。検出処理部３２は、第２の検出部８からの検出信号に基づいて、第２のセンシング層２４における物体１８の通過箇所の数を「１箇所」と算出する。なお、ユーザの１本の手指が第１のセンシング層１６を通過した場合は、第２のセンシング層２４における物体１８の通過箇所は必ず１箇所になる。判定部３６は、図５Ｂの（ｂ）に示すように、カーソル４２がアイコン１４に重畳した状態で、物体１８が第２のセンシング層２４を１箇所通過した場合に、シングルタッチジェスチャが行われたと判定する（Ｓ１０５）。

【0047】

なお、シングルタッチジェスチャが行われた場合には、操作画面１０上にアイコン１４とは別の専用のボタン又はアイコン等を表示させてもよい。

【0048】

次に、図４及び図６を参照しながら、ユーザがマルチタッチジェスチャを行う場合における入力装置２の動作について説明する。

【0049】

図４及び図６の（ａ）に示すように、ユーザの２本の手指（例えば人差し指及び親指）が第１のセンシング層１６を通過した場合には、第１の検出部６は、第１のセンシング層１６における物体１８（２本の手指）の通過箇所の数を検出する（Ｓ１０１）。検出処理部３２は、第１の検出部６からの検出信号に基づいて、第１のセンシング層１６における物体１８の通過箇所の数を「２箇所」と算出する（Ｓ１０２で「２箇所」）。

【0050】

表示制御部４０は、検出処理部３２及び測距演算部３４の各算出結果に基づいて、物体１８が第１のセンシング層１６を通過した際に、操作画面１０上にカーソル４２（図５Ａの（ｂ）参照）を表示させる（Ｓ１０６）。

【0051】

その後、ユーザが手指を第２のセンシング層２４を通過させた場合には、第２の検出部８は、第２のセンシング層２４における物体１８（手指）の通過箇所の数を検出する（Ｓ１０７）。なお、ユーザの２本の手指が第１のセンシング層１６を通過した場合は、第２のセンシング層２４における物体１８の通過箇所は２箇所又は１箇所になる。

【0052】

図６の（ｂ）に示すように、ユーザの２本の手指が第２のセンシング層２４を通過した場合には、検出処理部３２は、第２の検出部８からの検出信号に基づいて、第２のセンシング層２４における物体１８の通過箇所の数を「２箇所」と算出する（Ｓ１０８で「２箇所」）。判定部３６は、物体１８が第２のセンシング層２４を２箇所通過した場合に、マルチタッチジェスチャが行われたと判定する（Ｓ１０９）。

【0053】

一方、ユーザの１本の手指が第２のセンシング層２４を通過した場合には、検出処理部３２は、第２の検出部８からの検出信号に基づいて、第２のセンシング層２４における物体１８の通過箇所の数を「１箇所」と算出する（Ｓ１０８で「１箇所」）。判定部３６は、物体１８が第２のセンシング層２４を１箇所通過してから所定の待機時間の経過後に、シングルタッチジェスチャが行われたと判定する（Ｓ１０５）。

【0054】

次に、図４及び図７を参照しながら、ユーザの３本の手指が意図せずに第１のセンシング層１６及び第２のセンシング層２４の各々を通過した場合における入力装置２の動作について説明する。

【0055】

図４及び図７の（ａ）に示すように、ユーザの３本の手指（例えば人差し指、中指及び薬指）が第１のセンシング層１６を通過した場合には、第１の検出部６は、第１のセンシング層１６における物体１８（３本の手指）の通過箇所の数を検出する（Ｓ１０１）。検出処理部３２は、第１の検出部６からの検出信号に基づいて、第１のセンシング層１６における物体１８の通過箇所の数を「３箇所」と算出する（Ｓ１０２で「３箇所」）。

【0056】

表示制御部４０は、検出処理部３２及び測距演算部３４の各算出結果に基づいて、物体１８が第１のセンシング層１６を通過した際に、操作画面１０上にカーソル４２（図５Ａの（ｂ）参照）を表示させる（Ｓ１１０）。

【0057】

その後、ユーザの手指が第２のセンシング層２４を通過した場合には、第２の検出部８は、第２のセンシング層２４における物体１８（手指）の通過箇所の数を検出する（Ｓ１１１）。なお、ユーザの３本の手指が第１のセンシング層１６を通過した場合は、第２のセンシング層２４における物体１８の通過箇所は３箇所以下になる。

【0058】

図７の（ｂ）に示すように、ユーザの３本の手指が第２のセンシング層２４を通過した場合には、検出処理部３２は、第２の検出部８からの検出信号に基づいて、第２のセンシング層２４における物体１８の通過箇所の数を「３箇所」と算出する。判定部３６は、物体１８が第２のセンシング層２４を３箇所通過した場合に、シングルタッチジェスチャ及びマルチタッチジェスチャのいずれも行われなかったと判定する（Ｓ１１２）。この時、判定部３６は、物体１８が第２のセンシング層２４を２箇所又は１箇所通過した場合も同様に、シングルタッチジェスチャ及びマルチタッチジェスチャのいずれも行われなかったと判定する。

【0059】

なお、物体１８が第１のセンシング層１６を４箇所以上通過した場合には、上述と同様にステップＳ１０２からＳ１１０に進んでＳ１１０～Ｓ１１２の各処理が実行され、シングルタッチジェスチャ及びマルチタッチジェスチャのいずれも行われなかったと判定される。

【0060】

［１－３．効果］
上述したように、判定部３６は、第１のセンシング層１６及び第２のセンシング層２４の各々における物体１８の通過箇所の数に基づいて、物体１８による特定の非接触操作の有無を判定する。

【0061】

例えば、ユーザが意図的に操作画面１０に対する特定の非接触操作を行った場合には、第１のセンシング層１６における物体１８の通過箇所の数は１箇所又は２箇所になると考えられる。そのため、この場合には、判定部３６は、操作画面１０に対する特定の非接触操作が行われたと判定する。

【0062】

一方、例えば、ユーザの身体の一部等が意図せずに第１のセンシング層１６を通過した場合には、第１のセンシング層１６における物体１８の通過箇所の数は３箇所以上になると考えられる。そのため、この場合には、判定部３６は、操作画面１０に対する特定の非接触操作が行われなかったと判定する。

【0063】

したがって、実施の形態１に係る入力装置２では、操作画面１０に対する特定の非接触操作の有無を精度良く判定することができ、入力装置２をユーザインタフェースとする機器の誤操作等を回避することができる。

【0064】

（実施の形態２）
［２－１．入力装置の構成］
次に、図８及び図９を参照しながら、実施の形態２に係る入力装置２Ａの構成について説明する。図８は、実施の形態２に係る入力装置２Ａを示す平面図である。図９は、実施の形態２に係る入力装置２Ａの構成を示すブロック図である。なお、本実施の形態では、上記実施の形態１と同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略する。

【0065】

図８に示すように、実施の形態２に係る入力装置２Ａでは、第１の検出部６Ａ及び第２の検出部８Ａの各構成が上記実施の形態１と異なっている。

【0066】

具体的には、第１の検出部６Ａは、光学アレイセンサで構成されており、複数の第１の発光部４４と、複数の第１の受光部４６と、複数の第２の発光部４８と、複数の第２の受光部５０とを有している。

【0067】

複数の第１の発光部４４は、表示部４の第１の辺５２ａに沿って間隔を置いて配置されている。複数の第１の受光部４６は、表示部４の第１の辺５２ａに対向する第２の辺５２ｂに沿って間隔を置いて配置されている。すなわち、複数の第１の発光部４４はそれぞれ、複数の第１の受光部４６に対応して配置されている。複数の第１の発光部４４はそれぞれ、複数の第１の受光部４６に向けて赤外線（図８において一点鎖線で示す）を直線状に照射する。複数の第１の受光部４６はそれぞれ、複数の第１の発光部４４からの赤外線を受光する。

【0068】

複数の第２の発光部４８は、表示部４の第３の辺５２ｃに沿って間隔を置いて配置されている。複数の第２の受光部５０は、表示部４の第３の辺５２ｃに対向する第４の辺５２ｄに沿って間隔を置いて配置されている。すなわち、複数の第２の発光部４８はそれぞれ、複数の第２の受光部５０に対応して配置されている。複数の第２の発光部４８はそれぞれ、複数の第２の受光部５０に向けて赤外線（図８において一点鎖線で示す）を直線状に照射する。複数の第２の受光部５０はそれぞれ、複数の第２の発光部４８からの赤外線を受光する。

【0069】

複数の第１の発光部４４、複数の第１の受光部４６、複数の第２の発光部４８及び複数の第２の受光部５０で囲まれた領域には、第１のセンシング層１６Ａが形成される。物体１８（図２参照）が第１のセンシング層１６Ａの所定位置を通過した際には、当該所定位置に対応する第１の発光部４４及び第２の発光部４８からの光はそれぞれ、物体１８によって遮断されるため、当該所定位置に対応する第１の受光部４６及び第２の受光部５０により受光されなくなる。これにより、第１の検出部６Ａは、第１のセンシング層１６Ａの所定位置における物体１８の大きさ（面積）を検出する。

【0070】

また、第２の検出部８Ａは、第２のセンシング層２４における物体１８の有無を検出する。第２の検出部８Ａは、上記実施の形態１と同様にスキャンセンサで構成されている。なお、第２の検出部８Ａは、第１の検出部６Ａと同様に光学アレイセンサで構成されていてもよい。

【0071】

さらに、図９に示すように、実施の形態２に係る入力装置２Ａでは、演算処理部３０Ａの検出処理部３２Ａ及び判定部３６Ａの各構成が上記実施の形態１と異なっている。

【0072】

検出処理部３２Ａは、第１の検出部６Ａからの検出信号に基づいて、第１のセンシング層１６Ａにおける物体１８の大きさを算出する。また、検出処理部３２Ａは、第２の検出部８Ａからの検出信号に基づいて、第２のセンシング層２４における物体１８の有無を判定する。

【0073】

判定部３６Ａは、検出処理部３２Ａ及び測距演算部３４の各算出結果に基づいて、物体１８による操作画面１０に対する特定の非接触操作の有無を判定する。本実施の形態では、特定の非接触操作は、例えば操作画面１０に対する非接触のシングルタッチジェスチャである。判定部３６Ａによる判定処理については、後で詳述する。

【0074】

［２－２．入力装置の動作］
次に、図１０を参照しながら、実施の形態２に係る入力装置２Ａの動作について説明する。図１０は、実施の形態２に係る入力装置２Ａの動作の流れを示すフローチャートである。

【0075】

図１０に示すように、物体１８が第１のセンシング層１６Ａを通過した場合には、第１の検出部６Ａは、第１のセンシング層１６Ａにおける物体１８の大きさを検出する（Ｓ２０１）。検出処理部３２Ａは、第１の検出部６Ａからの検出信号に基づいて、第１のセンシング層１６Ａにおける物体１８の大きさを算出する。

【0076】

ユーザの１本の手指が第１のセンシング層１６Ａを通過した場合には、検出処理部３２Ａは、第１のセンシング層１６Ａにおける物体１８の大きさが閾値以下であると判定する（Ｓ２０２でＹＥＳ）。ここで、閾値は、例えば１本の手指の平均的な大きさに相当する面積である。表示制御部４０は、検出処理部３２Ａ及び測距演算部３４の各算出結果に基づいて、物体１８が第１のセンシング層１６Ａを通過した際に、操作画面１０上にカーソル４２（図５Ａの（ｂ）参照）を表示させる（Ｓ２０３）。

【0077】

その後、ユーザの１本の手指が第２のセンシング層２４を通過した場合には、第２の検出部８Ａは、第２のセンシング層２４における物体１８（１本の手指）の存在を検出する（Ｓ２０４）。検出処理部３２Ａは、第２の検出部８Ａからの検出信号に基づいて、物体１８が第２のセンシング層２４に存在すると判定する。判定部３６Ａは、カーソル４２がアイコン１４に重畳した状態で、物体１８が第２のセンシング層２４を通過した場合に、シングルタッチジェスチャが行われたと判定する（Ｓ２０５）。

【0078】

上述したステップＳ２０２に戻り、例えばユーザの手首が第１のセンシング層１６Ａを通過した場合には、検出処理部３２Ａは、第１のセンシング層１６Ａにおける物体１８の大きさが閾値を超えると判定する（Ｓ２０２でＮＯ）。この場合、表示制御部４０は、操作画面１０上にカーソル４２を表示させない。

【0079】

その後、ユーザの手首又は手指等が第２のセンシング層２４を通過した場合には、第２の検出部８Ａは、第２のセンシング層２４における物体１８（手首又は手指等）の存在を検出する（Ｓ２０６）。検出処理部３２Ａは、第２の検出部８Ａからの検出信号に基づいて、物体１８が第２のセンシング層２４に存在すると判定する。判定部３６Ａは、物体１８が第２のセンシング層２４を通過した場合に、シングルタッチジェスチャが行われなかったと判定する（Ｓ２０７）。

【0080】

［２－３．効果］
上述したように、判定部３６Ａは、第１のセンシング層１６Ａにおける物体１８の大きさ及び第２のセンシング層２４における物体１８の有無に基づいて、物体１８による特定の非接触操作の有無を判定する。

【0081】

例えば、ユーザが意図的に操作画面１０に対する特定の非接触操作を行った場合には、第１のセンシング層１６Ａにおける物体１８の大きさは閾値以下になると考えられる。そのため、この場合には、判定部３６Ａは、操作画面１０に対する特定の非接触操作が行われたと判定する。

【0082】

一方、例えば、ユーザの身体の一部等が意図せずに第１のセンシング層１６Ａを通過した場合には、第１のセンシング層１６Ａにおける物体１８の大きさは閾値を超えると考えられる。そのため、この場合には、判定部３６Ａは、操作画面１０に対する特定の非接触操作が行われなかったと判定する。

【0083】

したがって、実施の形態２に係る入力装置２Ａでは、上記実施の形態１と同様に、操作画面１０に対する特定の非接触操作の有無を精度良く判定することができ、入力装置２Ａをユーザインタフェースとする機器の誤操作等を回避することができる。

【0084】

（変形例）
以上、本発明の実施の形態１及び２に係る入力装置について説明したが、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではない。例えば、上記各実施の形態をそれぞれ組み合わせてもよい。

【0085】

上記各実施の形態では、液晶表示パネルで構成された表示部４の表示面１２上に操作画面１０を表示させたが、これに限定されない。操作画面は、例えば空中の表示領域である表示面に結像された空中像（実像）であってもよく、あるいは、プロジェクタによりスクリーン上の表示面に投影された投影画像であってもよい。

【0086】

また、上記各実施の形態では、第１の検出部６（６Ａ）と第２の検出部８（８Ａ）とを別体に構成したが、これに限定されず、これらを一体に構成してもよい。すなわち、１つの検出部で第１の検出部６（６Ａ）及び第２の検出部８（８Ａ）の各機能を実現してもよい。

【0087】

また、上記各実施の形態では、空中に第１のセンシング層１６（１６Ａ）及び第２のセンシング層２４を形成したが、これに限定されず、第２のセンシング層２４と表示部４の表示面１２との間の空中にさらに１又は複数の第３のセンシング層を形成してもよい。この場合、入力装置２（２Ａ）は、１又は複数の第３のセンシング層における物体１８の通過状態を検出する１又は複数の第３の検出部を備え、判定部３６は、第１の検出部６（６Ａ）、第２の検出部８（８Ａ）、及び、１又は複数の第３の検出部の各々の検出結果に基づいて、物体１８による特定の非接触操作の有無を判定する。なお、判定部３６は、物体１８が表示部４の表示面１２に最も近い位置に形成された第３のセンシング層を通過した場合に、物体１８による特定の非接触操作が行われたと判定してもよい。

【0088】

また、上記各実施の形態では、物体１８をユーザの手指としたが、これに限定されず、例えば指示棒等であってもよい。

【0089】

（他の変形例等）
また、上記の各装置は、具体的には、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ハードディスクドライブ、ディスプレイユニット、キーボード及びマウス等から構成されるコンピュータシステムとして構成されてもよい。ＲＡＭ又はハードディスクドライブには、コンピュータプログラムが記憶されている。マイクロプロセッサが、コンピュータプログラムに従って動作することにより、各装置は、その機能を達成する。ここでコンピュータプログラムは、所定の機能を達成するために、コンピュータに対する指令を示す命令コードが複数個組み合わされて構成されたものである。

【0090】

さらに、上記の各装置を構成する構成要素の一部又は全部は、１個のシステムＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ：大規模集積回路）から構成されているとしてもよい。システムＬＳＩは、複数の構成部を１個のチップ上に集積して製造された超多機能ＬＳＩであり、具体的には、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等を含んで構成されるコンピュータシステムである。ＲＡＭには、コンピュータプログラムが記憶されている。マイクロプロセッサが、コンピュータプログラムに従って動作することにより、システムＬＳＩは、その機能を達成する。

【0091】

さらにまた、上記の各装置を構成する構成要素の一部又は全部は、各装置に脱着可能なＩＣカード又は単体のモジュールから構成されているとしてもよい。ＩＣカード又はモジュールは、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等から構成されるコンピュータシステムである。ＩＣカード又はモジュールは、上記の超多機能ＬＳＩを含むとしてもよい。マイクロプロセッサが、コンピュータプログラムに従って動作することにより、ＩＣカード又はモジュールは、その機能を達成する。このＩＣカード又はこのモジュールは、耐タンパ性を有するとしてもよい。

【0092】

また、本発明は、上記に示す方法であるとしてもよい。また、本発明は、これらの方法をコンピュータにより実現するコンピュータプログラムであるとしてもよいし、上記コンピュータプログラムからなるデジタル信号であるとしてもよい。

【0093】

さらに、本発明は、上記コンピュータプログラム又は上記デジタル信号をコンピュータ読み取り可能な非一時的な記録媒体、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＡＭ、ＢＤ、半導体メモリ等に記録したものとしてもよい。また、これらの非一時的な記録媒体に記録されている上記デジタル信号であるとしてもよい。

【0094】

また、本発明は、上記コンピュータプログラム又は上記デジタル信号を、電気通信回線、無線又は有線通信回線、インターネットを代表とするネットワーク、データ放送等を経由して伝送するものとしてもよい。

【0095】

また、本発明は、マイクロプロセッサ及びメモリを備えたコンピュータシステムであって、上記メモリは、上記コンピュータプログラムを記憶しており、上記マイクロプロセッサは、上記コンピュータプログラムに従って動作するとしてもよい。

【0096】

また、上記プログラム又は上記デジタル信号を上記非一時的な記録媒体に記録して移送することにより、又は、上記プログラム又は上記デジタル信号を上記ネットワーク等を経由して移送することにより、独立した他のコンピュータシステムにより実施するとしてもよい。

【0097】

なお、上記各実施の形態において、各構成要素は、専用のハードウェアで構成されるか、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、ＣＰＵまたはプロセッサなどのプログラム実行部が、ハードディスクまたは半導体メモリなどの記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0098】

本発明の入力装置は、例えば機器を操作するためのユーザインタフェース等として適用することができる。

【符号の説明】

【0099】

２，２Ａ 入力装置
４ 表示部
６，６Ａ 第１の検出部
８，８Ａ 第２の検出部
１０ 操作画面
１２ 表示面
１４ アイコン
１６，１６Ａ 第１のセンシング層
１８ 物体
２０，４４ 第１の発光部
２２，４６ 第１の受光部
２４，２４Ａ 第２のセンシング層
２６，４８ 第２の発光部
２８，５０ 第２の受光部
３０ 演算処理部
３２ 検出処理部
３４ 測距演算部
３６ 判定部
３８ 動作処理部
４０ 表示制御部
４２ カーソル
５２ａ 第１の辺
５２ｂ 第２の辺
５２ｃ 第３の辺
５２ｄ 第４の辺

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】