特許 7586429 センサ装置、センサシステム、およびセンサ装置の制御方法

(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】2024-11-11

(45)【発行日】2024-11-19

(54)【発明の名称】センサ装置、センサシステム、およびセンサ装置の制御方法

(51)【国際特許分類】

   G06F 3/01 20060101AFI20241112BHJP

   G06F 3/041 20060101ALI20241112BHJP

【ＦＩ】

G06F3/01 570

G06F3/041 580

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2021095526

(22)【出願日】2021-06-08

(65)【公開番号】P2022187514

(43)【公開日】2022-12-20

【審査請求日】2023-12-11

(73)【特許権者】

【識別番号】512093491

【氏名又は名称】株式会社アスコ

(73)【特許権者】

【識別番号】393019436

【氏名又は名称】株式会社デイ・エム・シー

(74)【代理人】

【識別番号】110000338

【氏名又は名称】弁理士法人 ＨＡＲＡＫＥＮＺＯ ＷＯＲＬＤ ＰＡＴＥＮＴ ＆ ＴＲＡＤＥＭＡＲＫ

(72)【発明者】

【氏名】中路 健

(72)【発明者】

【氏名】杉岡 康次

【審査官】仲野 一秀

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－１７５４１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－５０１７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－４７３２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－２１５９２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１４６３０３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０６Ｆ ３／０１

Ｇ０６Ｆ ３／０４１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１範囲および第２範囲を含む検出範囲における対象物のジェスチャを検出するジェスチャセンサ部と、
前記ジェスチャセンサ部が検出した前記ジェスチャが特定ジェスチャであることを特定する特定部と、
前記特定部が特定した前記特定ジェスチャを示すジェスチャ信号、および前記第１範囲において前記対象物が占める領域を取得する取得部と、
前記対象物が前記第１範囲にある場合、前記領域の大きさに対応する出力信号を生成し、前記対象物が前記第２範囲にある場合、前記ジェスチャ信号が示す前記特定ジェスチャに対応する出力信号を生成する生成部と、
前記出力信号を出力する出力部と、を備えるセンサ装置。

【請求項2】

前記第１範囲は前記ジェスチャセンサ部からの距離が近い範囲であり、前記第２範囲は前記第１範囲よりも前記ジェスチャセンサ部からの距離が遠い範囲である、請求項１に記載のセンサ装置。

【請求項3】

前記対象物が前記第２範囲にある場合、前記生成部は、前記取得部が前記ジェスチャ信号を取得してから第１所定時間までに前記ジェスチャセンサ部から取得したジェスチャ信号に対応する出力信号を生成しない、請求項１または２に記載のセンサ装置。

【請求項4】

前記ジェスチャが前記ジェスチャセンサ部に近づいてから離れる動作である場合、
前記特定部は、前記対象物が前記ジェスチャセンサ部に近づいていることを認識する開始閾値と、前記対象物が前記ジェスチャセンサ部から離れたことを認識する終了閾値とで異なる閾値を用いて前記ジェスチャを特定する請求項１～３のいずれか１項に記載のセンサ装置。

【請求項5】

前記生成部は、前記対象物が前記終了閾値を超えて前記ジェスチャセンサ部から離れてから第２所定時間までに前記ジェスチャセンサ部から取得したジェスチャ信号に対応する出力信号を生成しない、請求項４に記載のセンサ装置。

【請求項6】

請求項１～５のいずれか１項に記載のセンサ装置と、報知装置とを含むセンサシステムであって、
前記センサ装置は、前記ジェスチャセンサ部が検出したジェスチャの動きを示す動作信号を前記報知装置に送信する送信部を備え、
前記報知装置は、前記動作信号に対応する報知を行う、センサシステム。

【請求項7】

前記報知装置は、複数のＬＥＤを備え、
前記動作信号に対応して、前記複数のＬＥＤの表示態様を切り替える、請求項６に記載のセンサシステム。

【請求項8】

インターロック機能を有するセンサ装置であって、
前記ジェスチャセンサ部とは異なるサブセンサ部を備え、
前記サブセンサ部はジェスチャセンサあるいはタッチセンサであり、
前記生成部は、
前記サブセンサ部で前記対象物による所定のジェスチャあるいはタッチ操作を検出した場合、前記ジェスチャセンサ部で検出した前記ジェスチャと前記領域の大きさとに基づいて対応する出力信号を生成し、
前記サブセンサ部で前記対象物による所定のタッチ操作あるいはジェスチャを検出しない場合、前記ジェスチャセンサ部でジェスチャを検出しても前記出力信号を生成しない、請求項１～５のいずれか１項に記載のセンサ装置。

【請求項9】

請求項１～５のいずれか１項に記載のセンサ装置と、該センサ装置から前記出力信号を受信する外部装置とを含むセンサシステムであって、
前記センサ装置は、複数の前記ジェスチャセンサ部を備え、
前記外部装置は、複数の前記ジェスチャセンサ部それぞれに対応する複数のオブジェクトを含む表示画像を生成し、
前記生成部は、複数の前記ジェスチャセンサ部のうち前記対象物を検出した前記ジェスチャセンサ部に対応する前記オブジェクトに関する出力信号を生成する、センサシステム。

【請求項10】

第１範囲および第２範囲を含む検出範囲における対象物のジェスチャを検出する検出ステップと、
検出ステップにおいて検出した前記ジェスチャが特定ジェスチャであることを特定する特定ステップと、
特定ステップにおいて特定した前記特定ジェスチャを示すジェスチャ信号、および前記第１範囲において前記対象物が占める領域を取得する取得ステップと、
前記対象物が前記第１範囲にある場合、前記領域の大きさに対応する出力信号を生成し、前記対象物が前記第２範囲にある場合、前記ジェスチャ信号が示す前記特定ジェスチャに対応する出力信号を生成する生成ステップと、
前記出力信号を出力する出力ステップと、を含むセンサ装置の制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、センサ装置、センサシステム、およびセンサ装置の制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、非接触での操作を検出可能なセンサ装置が知られている。このようなセンサ装置としては、例えば、赤外線の反射光量の違いにより対象物の有無を検出する赤外線（ＩＲ）方式の検出装置、あるいは画像認識により対象物のジェスチャを検出する画像処理装置などが挙げられる。

【0003】

また、特許文献１には、ＩＲ発光ダイオード（ＬＥＤ）と、ＩＲ近接センサとを備え、３次元のユーザの動きに関連するデータを取得するように構成されているセンサシステムを具備する移動コンピューティングデバイスが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特表２０１３－５３４００９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、上述のようなＩＲ方式の検出装置は、検出部を表示デバイスと密着させる必要があり、構成上の制約がある。すなわち、表示デバイスが、ユーザの手が届きにくいデジタルサイネージ等である場合、ユーザにとって使い勝手が良くないといった問題がある。また、上述のような画像処理装置は、開発費およびソフトウェアが高価であり、ＣＰＵの負荷も大きいといった問題がある。

【0006】

本発明の一態様は、上記の問題点を鑑みてなされたものであり、容易な構成で処理負荷の軽い非接触式のセンサ装置を実現することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るセンサ装置は、検出範囲における対象物のジェスチャを検出するジェスチャセンサ部と、前記ジェスチャセンサ部が検出した前記ジェスチャを特定する特定部と、前記特定部が特定したジェスチャを示すジェスチャ信号、および前記検出範囲において前記対象物が占める領域を取得する取得部と、前記ジェスチャ信号が示す前記ジェスチャと前記領域の大きさとに基づいて、対応する出力信号を生成する生成部と、前記出力信号を出力する出力部と、を備える。

【0008】

上記の構成によれば、ジェスチャセンサであるセンサ部を表示デバイスと切り離した構成とすることができるため、構成上の制約を低減することができる。また、ジェスチャを検出するジェスチャセンサ部を用いているため、画像処理といった高負荷となる処理が不要となり、安価かつ低ＣＰＵ負荷にて、非接触のセンサ装置を実現できる。

【0009】

また、センサ装置は、検出範囲において対象物が占める領域に基づいて、出力信号を切り替えることができる。例えば、手のひらの場合を「決定」、指先の場合を「キャンセル」とした場合、ユーザは、検出範囲に手のひらを入れることで、手のひらが占める領域に基づいて、「決定」を示す出力信号を外部装置へ送信することができる。また、ユーザは、検出範囲に指を入れることで、指先が占める領域に基づいて、「キャンセル」を示す出力信号を外部装置へ送信することができる。このように、センサ装置は、従来とは異なる方法により出力信号を生成することができる。

【0010】

また、前記検出範囲を、前記ジェスチャセンサ部からの距離が近い第１範囲と、該第１範囲よりも遠い第２範囲とに分けたとき、前記生成部は、同じジェスチャであっても、前記対象物が前記第１範囲にあるときと前記第２範囲にあるときとで異なる前記出力信号を生成してもよい。

【0011】

上記の構成によれば、生成部は、対象物が第１範囲にあるときと第２範囲にあるときとで生成する出力信号を異ならせることができるので、対象物が第２範囲にあるとき、ジェスチャに基づく出力信号を生成し、同じジェスチャであっても、対象物が第１範囲にあるときはジェスチャではなく対象物が占める領域に基づく出力信号を生成できる。

【0012】

また、前記生成部は、前記取得部が前記ジェスチャ信号を取得してから第１所定時間までに前記ジェスチャセンサ部から取得したジェスチャ信号に対応する出力信号を生成しなくてもよい。

【0013】

上記の構成によれば、或るジェスチャから次のジェスチャまでの間の動作のようなユーザの意図しないジェスチャに対応する出力信号の生成を防ぐことができる。

【0014】

また、前記ジェスチャが前記ジェスチャセンサに近づいてから離れる動作である場合、前記特定部は、前記対象物が前記ジェスチャセンサに近づいていることを認識する開始閾値と、前記対象物が前記ジェスチャセンサから離れたことを認識する終了閾値とで異なる閾値を用いて前記ジェスチャを特定してもよい。

【0015】

上記の構成によれば、対象物が占める領域を特定する動作の開始と終了を繰り返すといったチャタリング現象を防止することができる。

【0016】

また、前記生成部は、前記対象物が前記終了閾値を超えて前記ジェスチャセンサから離れてから第２所定時間までに前記ジェスチャセンサ部から取得したジェスチャ信号に対応する出力信号を生成しなくてもよい。

【0017】

上記の構成によれば、ジェスチャ後のユーザの意図しない動作をジェスチャと特定し、当該ジェスチャに対応する出力信号を生成してしまうことを防ぐことができる。

【0018】

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るセンサシステムは、前記センサ装置と、報知装置とを含むセンサシステムであって、前記センサ装置は、前記ジェスチャセンサ部が検出したジェスチャの動きを示す動作信号を前記報知装置に送信する送信部を備え、前記報知装置は、前記動作信号に対応する報知を行う。

【0019】

また、前記報知装置は、複数のＬＥＤを備え、前記動作信号に対応して、前記複数のＬＥＤの表示態様を切り替えてもよい。

【0020】

上記の構成によれば、報知装置は、特定部が特定したジェスチャをユーザに報知することができる。

【0021】

また、前記センサ装置は、インターロック機能を有するセンサ装置であって、前記ジェスチャセンサ部とは異なるサブセンサ部を備え、前記サブセンサ部はジェスチャセンサあるいはタッチセンサであり、前記生成部は、前記サブセンサ部で前記対象物による所定のジェスチャあるいはタッチ操作を検出した場合、前記ジェスチャセンサ部で検出した前記ジェスチャと前記領域の大きさとに基づいて対応する出力信号を生成し、前記サブセンサ部で前記対象物による所定のタッチ操作あるいはジェスチャを検出しない場合、前記ジェスチャセンサ部でジェスチャを検出しても前記出力信号を生成しなくてもよい。

【0022】

上記の構成によれば、センサ装置は、２つのセンサ部を用いたインターロック機能を有することができる。すなわち、ジェスチャセンサ部の意図しない検出を防ぐことができ、また、ユーザの安全性を向上させることができる。

【0023】

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るセンサシステムは、前記センサ装置と、該センサ装置から前記出力信号を受信する外部装置とを含むセンサシステムであって、前記センサ装置は、複数の前記ジェスチャセンサ部を備え、前記外部装置は、複数の前記ジェスチャセンサ部それぞれに対応する複数のオブジェクトを含む表示画像を生成し、前記生成部は、複数の前記ジェスチャセンサ部のうち前記対象物を検出した前記ジェスチャセンサ部に対応する前記オブジェクトに関する出力信号を生成する。

【0024】

上記の構成によれば、センサ装置は、複数のジェスチャセンサ部を使用して外部装置への出力信号を生成することができる。

【0025】

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るセンサ装置の制御方法は、検出範囲における対象物のジェスチャを検出する検出ステップと、前記検出ステップにおいて検出した前記ジェスチャを特定する特定ステップと、前記特定ステップにおいて特定したジェスチャを示すジェスチャ信号、および前記検出範囲において前記対象物が占める領域を取得する取得ステップと、前記ジェスチャ信号が示す前記ジェスチャと前記領域の大きさとに基づいて、対応する出力信号を生成する生成ステップと、前記出力信号を出力する出力ステップと、を含む。

【発明の効果】

【0026】

本発明の一態様によれば、容易な構成で処理負荷の軽い非接触式のセンサ装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】本発明の一実施形態に係るセンサ装置を含むセンサシステムの概略構成を示すブロック図である。

【図2】上記センサ装置に接続された報知装置の一例を示す模式図である。

【図3】上記センサ装置のジェスチャセンサ部の検出範囲を示す模式図である。

【図4】ユーザの指および手のひらが第１範囲にある状態を示す模式図である。

【図5】上記センサ装置の制御部の処理を示すフローチャートである。

【図6】ジェスチャ信号に対応する出力信号を生成しない第１所定時間を示す模式図である。

【図7】ジェスチャ信号に対応する出力信号を生成しない第２所定時間を示す模式図である。

【図8】本発明の他の実施形態に係るセンサ装置を含むセンサシステムの概略構成を示すブロック図である。

【図9】上記センサ装置のジェスチャセンサ部およびサブセンサ部がそれぞれユーザの右手および左手を検出する様子を示す図である。

【図10】上記センサ装置の複数のジェスチャセンサ部と外部装置の表示部が表示する複数のオブジェクトとの対応関係を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

〔実施形態１〕
（センサ装置１の構成例）
図１は、本発明の一実施形態に係るセンサ装置１を含むセンサシステム１０の概略構成を示すブロック図である。図１に示すように、センサ装置１は、ジェスチャセンサ部１１と、制御部１２と、記憶部１３と、送信部１４と、出力部１５とを備える。センサ装置１は、それぞれ出力部１５および送信部１４を介して外部に接続された外部装置２および報知装置３に出力信号を送信する。

【0029】

ジェスチャセンサ部１１は、検出範囲Ｒにおける対象物２０（例えば、ユーザの手）のジェスチャを検出する（図３参照）。ジェスチャセンサ部１１は、ＩＲ光を照射するＩＲ光源と、対象物２０により反射されたＩＲ光を検出するＩＲセンサとを有する。ジェスチャセンサ部１１は、当該ＩＲ光源およびＩＲセンサの公知の構成により、ジェスチャセンサ部１１に対する対象物２０の座標、対象物２０が占める領域（以下、占有領域と称する）、および対象物２０のジェスチャを検出することができる。対象物２０の座標とは、ジェスチャセンサ部１１を原点とする、センサ面１１ａ（図３参照）上の２つの軸（ＸＹ軸）およびセンサ面１１ａに垂直な軸（Ｚ軸）における座標（Ｘ、Ｙ、およびＺ座標）である。対象物２０の占有領域とは、センサ面１１ａの平面視において、検出範囲Ｒ内の対象物２０の外周で囲まれる部分である。対象物２０のジェスチャとは、ジェスチャセンサ部１１が検出範囲Ｒ内の対象物２０の特定の動作に対応して検出するジェスチャである。例えば、ユーザが検出範囲Ｒ内において手を左から右へ動かしたとき、ジェスチャセンサ部１１はこのような動作を「右の操作」として検出する。ここで、ジェスチャセンサ部１１は、ジェスチャに対応する特定の動作の開始および終了を自動的に検出することができる。

【0030】

制御部１２は、センサ装置１のＣＰＵ（Central Processing Unit）であり、センサ装置１を構成する各部を統括的に制御する。制御部１２は、特定部１２１と、取得部１２２と、生成部１２３とを備える。

【0031】

特定部１２１は、ジェスチャセンサ部１１から対象物２０の座標および占有領域を経時的に取得する。また、特定部１２１は、ジェスチャセンサ部１１がジェスチャを示す動作の終了を検出したとき、当該ジェスチャを取得する。特定部１２１は、占有領域およびジェスチャを特定する。取得部１２２は、特定部１２１が特定したジェスチャを示すジェスチャ信号、および占有領域を取得する。生成部１２３は、ジェスチャ信号が示すジェスチャと占有領域の大きさとに基づいて、対応する出力信号を生成する。

【0032】

記憶部１３は、対象物２０のジェスチャと、外部装置２への出力信号とを対応付けた対応表を記憶する。例えば、記憶部１３は、手を左から右へ動かすジェスチャ「右の操作」と、右スクロールを示す（右矢印キーの入力）信号とを対応付けて記憶する。

【0033】

出力部１５および送信部１４は、外部装置２および報知装置３が備える送信部と通信を行う。出力部１５および送信部１４は、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）等の有線あるいはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の無線の通信経路により、それぞれ外部装置２および報知装置３と通信を行うものであればよい。

【0034】

外部装置２は、ＰＣ（Personal Computer）、あるいはＦＡ（Factory Automation）機器等である。外部装置２は、センサ装置１から出力信号を受信し、該出力信号に基づき動作する。外部装置２は、表示部（不図示）を備えていてもよく、該表示部は、制御部１２が特定したジェスチャに対応した表示画像を表示してもよい。

【0035】

報知装置３は、複数のＬＥＤ３１を備えるＬＥＤ表示装置である（図２参照）。報知装置３は、ジェスチャセンサ部１１が検出したジェスチャの動きを示す動作信号をセンサ装置１から受信し、該動作信号に対応する報知動作を行う。このような構成によれば、報知装置３は、特定部１２１が特定したジェスチャをユーザに報知することができる。報知装置３の具体的な構成については、図２を参照し後述する。なお、報知装置３は、ＬＥＤ表示装置に限定されず、動作信号に対応して、報知動作を切り替え得る構成を有していればよい。例えば、報知装置３は、動作信号に対応した音を出力するスピーカであってもよい。例えば、報知装置３は、制御部１２から「右の操作」を示す動作信号を受信したとき、該動作信号に対応するビープ音を出力する、あるいは「右」という音声を出力する。または、報知装置３は、動作信号に対応したアニメーションを表示する液晶ディスプレイであってもよい。報知装置３は、センサ装置１と一体となって構成されていてもよい。

【0036】

図２は、センサ装置１に接続された報知装置３（ＬＥＤ表示装置）の一例を示す模式図である。図２に示すように、報知装置３は、その表示面において複数のＬＥＤ３１を備える。複数のＬＥＤ３１は、円形に配置される複数のＬＥＤ３１ａと、十字形に配置される複数のＬＥＤ３１ｂとからなる。報知装置３は、センサ装置１から受信する動作信号に対応して、複数のＬＥＤ３１の表示態様を切り替える。

【0037】

例えば、報知装置３は、センサ装置１から動作信号を受信しない間、中心近くのＬＥＤ３１ｂを（例えば青く）点灯させる。また、報知装置３は、センサ装置１から「右の操作」を示す動作信号を受信したとき、中心近くのＬＥＤ３１ｂから右部のＬＥＤ３１ｂに向かって十字形の複数のＬＥＤ３１ｂを順次（例えば青く）点灯させる。また、報知装置３は、センサ装置１から「右回転の操作」を示す動作信号を受信したとき、上部のＬＥＤ３１ａから右部のＬＥＤ３１ａに向かって円形の複数のＬＥＤ３１ａを順次（例えば青く）点灯させる。また、報知装置３は、センサ装置１から「手のひらの接近」を示す動作信号を受信したとき、中心近くのＬＥＤ３１ｂの発光色を青色から赤色に切り替える、あるいは点灯状態を点滅状態に切り替える。このような構成によれば、ユーザは、自身が入力したジェスチャに対応する複数のＬＥＤ３１の表示態様を確認することで、特定部１２１が正しくジェスチャを特定したかを目視で確認することができる。なお、このような表示態様を外部装置２の表示部において実施してもよい。また、報知装置３の構成（複数のＬＥＤ３１の配置）としては上述の構成に限定されず、動作信号に対応して、複数のＬＥＤ３１の表示態様を切り替え得る構成であればよい。

【0038】

図３は、センサ装置１のジェスチャセンサ部１１の検出範囲Ｒを示す模式図である。図３の示すように、ジェスチャセンサ部１１の検出範囲Ｒは、ジェスチャセンサ部１１からの距離が近い第１範囲Ｒ１と、第１範囲よりも遠い第２範囲Ｒ２とを含む。図３に示した一例では、第１範囲Ｒ１は、検出範囲Ｒにおいて、センサ面１１ａを含む平面からそれぞれ距離Ｌ１および距離Ｌ２（Ｌ２＞Ｌ１）だけ離れた境界面Ｂ１および境界面Ｂ２で囲まれた範囲である。また、第２範囲Ｒ２は、検出範囲Ｒにおいて、センサ面１１ａを含む平面からそれぞれ距離Ｌ２および距離Ｌ３（Ｌ３＞Ｌ２）だけ離れた境界面Ｂ２および境界面Ｂ３で囲まれた範囲である。例えば、距離Ｌ２および距離Ｌ３は、それぞれ約２ｃｍおよび約１０ｃｍである。

【0039】

生成部１２３は、同じジェスチャであっても、対象物２０が第１範囲Ｒ１にあるときと第２範囲Ｒ２にあるときとで異なる出力信号を生成する。なお、「対象物２０が第１範囲Ｒ１にある」とは、対象物２０の少なくとも一部が第１範囲Ｒ１に入っている状態を示す。また、「対象物２０が第２範囲Ｒ２にある」とは、対象物２０の少なくとも一部が第２範囲Ｒ２に入っており、いかなる対象物２０も第１範囲Ｒ１には入っていない状態を示す。

【0040】

具体的には、特定部１２１は、対象物２０が第１範囲Ｒ１にあるとき、占有領域を特定する。また、特定部１２１は、対象物２０が第２範囲Ｒ２にあるとき、ジェスチャを特定する。詳細には、特定部１２１は、第１範囲Ｒ１に対象物２０が入ってから所定時間の間（例えば０．８秒程度）、対象物２０が第１範囲Ｒ１に留まっていたとき、占有領域を特定する。図３に示した一例では、特定部１２１は、ジェスチャセンサ部１１から対象物２０までの距離（対象物２０のＺ座標）がＬ１からＬ２までの範囲に入ったとき、対象物２０が第１範囲Ｒ１にあると特定する。これにより、生成部１２３は、対象物２０が第２範囲Ｒ２にあるとき、ジェスチャに基づく出力信号を生成し、同じジェスチャであっても、対象物２０が第１範囲Ｒ１にあるときはジェスチャではなく対象物２０の占有領域に基づく出力信号を生成できる。

【0041】

特定部１２１は、対象物２０が第１範囲Ｒ１にあるとき、ジェスチャを特定しない。このような構成によれば、対象物２０が第１範囲Ｒ１にあるときに生成部１２３が占有領域に基づく出力信号とジェスチャに基づく出力信号とを重複して生成するのを防ぐことができる。

【0042】

また、ジェスチャがジェスチャセンサ部１１に近づいてから離れる動作である場合、特定部１２１は、開始閾値と、終了閾値とで異なる閾値を用いてジェスチャを特定してもよい。ここで、開始閾値は、対象物２０が第１範囲Ｒ１に入りジェスチャセンサ部１１に近づいていることを特定部１２１が認識する閾値である。終了閾値は、対象物２０がジェスチャセンサ部１１から離れたことを特定部１２１が認識する閾値である。このような構成によれば、特定部１２１が占有領域を特定する動作の開始と終了を繰り返すといったチャタリング現象を防止することができる。なお、図３に示した一例では、開始閾値は境界面Ｂ２であり、終了閾値は境界面Ｂ３である。

【0043】

図４は、ユーザの指および手のひらが第１範囲Ｒ１にある状態を示す模式図である。図４の符号４Ａおよび符号４Ｂは、それぞれユーザの指および手のひらが第１範囲Ｒ１にある状態を示している。生成部１２３は、対象物２０の占有領域の大きさが所定の閾値より大きい場合、「手のひらの接近」に対応する出力信号を生成する。また、生成部１２３は、対象物２０の占有領域の大きさが所定の閾値より小さい場合、「指の接近」に対応する出力信号を生成する。このような構成によれば、生成部１２３は、第１範囲Ｒ１における対象物２０の占有領域の大きさに基づいて、外部装置２への出力信号を切り替えることができる。

【0044】

なお、図４では、１つの閾値により、「指の接近」と「手のひらの接近」とに対応する２種類の出力信号を生成する方法を示したが、これに限定されない。例えば、生成部１２３は、２つ以上の閾値により、３種類以上の出力信号を生成してもよい。また、対象物２０の占有領域の大きさの所定の閾値は、ユーザにより設定されてもよい。これにより、生成部１２３は、各ユーザの指および手のひらの大きさに応じた所定の閾値により、出力信号を切り替えることができる。

【0045】

ここで、検出範囲Ｒにおける、ジェスチャセンサ部１１から距離Ｌ１以下の範囲Ｒ０（ジェスチャセンサ部１１からの距離が第１範囲Ｒ１より近い範囲）では、手のひらに対応する占有領域の大きさと、指先に対応する占有領域の大きさとの差が小さい。そのため、生成部１２３は、ユーザの意図しない出力信号を生成する可能性がある。例えば、ユーザが手のひらを近付けたにもかかわらず、生成部１２３は、占有領域の大きさが所定の閾値より小さいと判定し、「指の接近」に対応する出力信号を生成する可能性がある。そのため、特定部１２１は、範囲Ｒ０に対象物２０が入っているとき、占有領域を特定しない。これにより、生成部１２３がユーザの意図しない誤った出力信号を生成する可能性を抑制することができる。また、対象物２０が、第１範囲Ｒ１を通らずに範囲Ｒ０に入る場合（例えば、横方向から範囲Ｒ０に入る場合）、生成部１２３は、範囲Ｒ０における対象物２０の占有領域あるいはジェスチャに対応する出力信号を生成しない。

【0046】

（センサ装置１の動作例）
図５は、センサ装置１の制御部１２の処理を示すフローチャートである。図５を用いて、制御部１２がジェスチャおよび占有領域を特定し、該ジェスチャおよび占有領域に対応する出力信号を生成する処理について、以下に説明する。

【0047】

図５に示すように、まず、特定部１２１は、ジェスチャセンサ部１１から取得する対象物２０の座標に基づいて、第１範囲Ｒ１に対象物２０が入ったか否かを判定する（Ｓ１）。第１範囲Ｒ１に対象物２０が入ったと判定した場合（Ｓ１におけるＹＥＳ）、特定部１２１は占有領域を特定する（特定ステップ、Ｓ２）。第１範囲Ｒ１に対象物２０が入ったと判定しなかった場合（Ｓ１におけるＮＯ）、後述するＳ６に進む。なお、特定部１２１は、第１範囲Ｒ１に対象物２０が入って所定時間の間（例えば０．８秒程度）、対象物２０が第１範囲Ｒ１に留まっていたとき、第１範囲Ｒ１に対象物２０が入ったと判定してもよい。

【0048】

次に、取得部１２２は、占有領域を特定部１２１から取得する（取得ステップ）。また、取得部１２２は、占有領域の大きさと外部装置２への出力信号とを対応付けた対応表を記憶部１３から取得する。生成部１２３は当該対応表に基づき、占有領域の大きさに対応する出力信号を生成する（生成ステップ、Ｓ３）。出力部１５は、当該出力信号を外部装置２へ出力する。なお、生成部１２３は、占有領域の大きさに対応する動作信号を生成してもよい。送信部１４は、当該動作信号を報知装置３に送信してもよい。

【0049】

次に、特定部１２１は、ジェスチャセンサ部１１から取得する対象物２０の座標に基づいて、対象物２０が終了閾値を超えたか否かを判定する（Ｓ４）。終了閾値を対象物２０が超えたと判定した場合（Ｓ４におけるＹＥＳ）、制御部１２は、後述するＳ５に進む。終了閾値を対象物２０が超えたと判定しなかった場合（Ｓ４におけるＮＯ）、制御部１２は、ジェスチャおよび占有領域を特定せずに待機する。

【0050】

生成部１２３は、対象物２０が終了閾値を超えてジェスチャセンサ部１１から離れてから第２所定時間ｔ２までにジェスチャセンサ部１１から取得したジェスチャ信号に対応する出力信号を生成しない（Ｓ５）。第２所定時間ｔ２については、図７を参照し後述する。

【0051】

Ｓ１において、第１範囲Ｒ１に対象物２０が入ったと判定しなかった場合（Ｓ１におけるＮＯ）、Ｓ６に進む。ジェスチャセンサ部１１からジェスチャ信号を取得した場合（Ｓ６におけるＹＥＳ）、特定部１２１は、ジェスチャを特定する（特定ステップ、Ｓ７）。ジェスチャセンサ部１１からジェスチャ信号を取得しなかった場合（Ｓ６におけるＮＯ）、制御部１２は、処理を終了する。

【0052】

次に、取得部１２２は、ジェスチャを特定部１２１から取得する（取得ステップ）。また、取得部１２２は、ジェスチャと外部装置２への出力信号とを対応付けた対応表を記憶部１３から取得する。生成部１２３は当該対応表に基づき、ジェスチャに対応する出力信号を生成する（生成ステップ、Ｓ８）。出力部１５は、当該出力信号を外部装置２へ出力する。なお、生成部１２３は、ジェスチャに対応する動作信号を生成してもよい。送信部１４は、当該動作信号を報知装置３に送信してもよい。

【0053】

生成部１２３は、取得部１２２がジェスチャ信号を取得してから第１所定時間ｔ１までにジェスチャセンサ部１１から取得したジェスチャ信号に対応する出力信号を生成しない（Ｓ９）。第１所定時間ｔ１については、図６を参照し後述する。

【0054】

以上のように、センサ装置１は、第１範囲Ｒにおける対象物２０の占有領域に基づいて、外部装置への出力信号を切り替えることができる。例えば、手のひらの場合を「決定」、指先の場合を「キャンセル」とした場合、ユーザは、第１範囲Ｒに手のひらを入れることで、手のひらが占める領域に基づいて、「決定」を示す出力信号を外部装置２へ送信することができる。また、ユーザは、第１範囲Ｒに指を入れることで、指先が占める領域に基づいて、「キャンセル」を示す出力信号を外部装置２へ送信することができる。このように、センサ装置１は、従来とは異なる方法により外部装置２への出力信号を生成することができる。

【0055】

図６は、ジェスチャ信号に対応する出力信号を生成しない第１所定時間ｔ１を示す模式図である。図６に示すように、ユーザは「右の操作」を示す動作を連続して行う場合、第２範囲Ｒ２において、左から右へ移動した手をいったん左へ移動させ、再び手を左から右へ移動させる。このとき、ユーザは「右の操作」を示す動作を２回連続で行ったつもりであるにも関わらず、ジェスチャセンサ部１１は、「右の操作」「左の操作」「右の操作」という順にジェスチャを検出し得る。生成部１２３は、仮にこれらのジェスチャ信号に対応する出力信号を生成した場合、ユーザの意図しない「左の操作」に対応する出力信号を生成することとなる。

【0056】

そのため、生成部１２３は、取得部１２２がジェスチャ信号を取得してから第１所定時間ｔ１までにジェスチャセンサ部１１から取得したジェスチャ信号に対応する出力信号を生成しない。図６に示した一例においては、生成部１２３は、取得部１２２が１回目の「右の操作」を示すジェスチャを取得してから第１所定時間ｔ１までにジェスチャセンサ部１１から取得した「左の操作」を示すジェスチャ信号に対応する出力信号を生成しない。これにより、センサ装置１は、或るジェスチャから次のジェスチャまでの間の動作のようなユーザの意図しないジェスチャに対応する出力信号の生成を防ぐことができる。

【0057】

また、報知装置３は、センサ装置１から動作信号を受信してから第１所定時間ｔ１の終了時まで動作信号に対応する報知動作を行ってもよい。これにより、ジェスチャ信号を取得しない第１所定時間ｔ１をユーザに報知することができる。図６に示した一例においては、ユーザは報知装置３の報知動作の間に、左から右へ移動した手をいったん左へ移動させればよい。

【0058】

図７は、ジェスチャ信号に対応する出力信号を生成しない第２所定時間ｔ２を示す模式図である。図７に示すように、ユーザは「手のひらの接近」を示す動作を行う場合、第１範囲Ｒ１より左方から第１範囲Ｒ１を通って第１範囲Ｒ１より右方に移動するように、手を左から右へ移動させてもよい。このとき、ジェスチャセンサ部１１は、第１範囲Ｒ１における対象物２０の「右の操作」示すジェスチャを検出する。ここで、センサ装置１は、ジェスチャセンサ部１１が対象物２０の動作の終了を検出してから、取得部１２２がジェスチャ信号を取得するまでに処理時間を要する。そのため、取得部１２２は、対象物２０が終了閾値を超えてジェスチャセンサ部１１から離れたことを認識した後に、「右の操作」を示すジェスチャ信号を取得する。生成部１２３は、仮に「右の操作」を示すジェスチャ信号に対応する出力信号を生成した場合、ユーザの意図しない出力信号を生成することとなる。

【0059】

そのため、取得部１２２は、対象物２０が終了閾値を超えてジェスチャセンサ部１１から離れてから第２所定時間ｔ２までにジェスチャセンサ部１１から取得したジェスチャ信号に対応する出力信号を生成しない。図７に示した一例においては、生成部１２３は、対象物２０が終了閾値を超えてジェスチャセンサ部１１から離れてから第２所定時間ｔ２までにジェスチャセンサ部１１から取得した「右の操作」を示すジェスチャを取得しない。これにより、センサ装置１は、ジェスチャ後のユーザの意図しない動作をジェスチャと特定し、当該ジェスチャに対応する出力信号を生成してしまうことを防ぐことができる。

【0060】

〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。

【0061】

図８は、本発明の他の実施形態に係るセンサ装置１００を含むセンサシステム１１０の概略構成を示すブロック図である。センサ装置１００は、サブセンサ部１０１を備える点で、センサ装置１と相違する。

【0062】

サブセンサ部１０１は、対象物２０のジェスチャを検出するジェスチャセンサ、または対象物２０のタッチ操作を検出するタッチセンサである。サブセンサ部１０１は、ジェスチャセンサ部１１との相互干渉を回避するため、公知の技術によりジェスチャセンサ部１１との同期制御が行われてもよい。

【0063】

生成部１２３は、サブセンサ部１０１で対象物２０による所定のジェスチャあるいはタッチ操作を検出した場合、ジェスチャセンサ部１１で検出したジェスチャと占有領域の大きさとに基づいて対応する出力信号を生成する。一方、生成部１２３は、サブセンサ部１０１で対象物２０による所定のジェスチャあるいはタッチ操作を検出しない場合、ジェスチャセンサ部１１がジェスチャを検出しても出力信号を生成しない。このような構成によれば、センサ装置１００は、２つのセンサ部を用いたインターロック機能を有することができる。すなわち、ジェスチャセンサ部１１の意図しない検出を防ぐことができる。

【0064】

図９は、センサ装置１００のジェスチャセンサ部１１およびサブセンサ部１０１がそれぞれユーザの右手および左手を検出する様子を示す図である。図９が示す一例において、サブセンサ部１０１はジェスチャセンサである。図９に示すように、ユーザがサブセンサ部１０１の検出範囲内に左手を入れながら、ジェスチャセンサ部１１の検出範囲内で右手を動作させることにより、生成部１２３は、外部装置２への出力信号を生成することができる。また、ユーザがサブセンサ部１０１の検出範囲内に左手を入れない場合、ジェスチャセンサ部１１の検出範囲内で右手を動作させたとしても、生成部１２３は、外部装置２への出力信号を生成しない。すなわち、生成部１２３がジェスチャセンサ部１１で検出したジェスチャと占有領域の大きさとに基づいて対応する出力信号を生成するのは、ユーザが左手をサブセンサ部１０１の検出範囲内に入れているときのみである。このような構成によれば、ユーザが意識してサブセンサ部１０１の検出範囲内に左手を入れない限り（ユーザが両手を使用しない限り）、ユーザの右手の動作に基づく外部装置２への出力信号は生成されない。したがって、センサ装置１００は、２つのセンサ部を用いたインターロック機能を提供することができる。

【0065】

〔実施形態３〕
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。

【0066】

図１０は、複数のジェスチャセンサ部１１Ａ～１１Ｅと外部装置２の表示部２１が表示する複数のオブジェクト（ボタン）２１１Ａ～２１１Ｅとの対応関係を示す図である。なお、図１０では、表示部２１が生成する表示画像２２の一例を示している。図１０に示すように、センサ装置１は、複数のジェスチャセンサ部１１Ａ～１１Ｅを備えてもよい。また、外部装置２は、複数のジェスチャセンサ部１１Ａ～１１Ｅそれぞれに対応する複数のオブジェクト２１１Ａ～２１１Ｅを含む表示画像２２を生成してもよい。ここで、生成部１２３は、複数のジェスチャセンサ部１１Ａ～１１Ｅのうち対象物２０を検出したジェスチャセンサ部１１Ｃに対応するオブジェクト２１１Ｃに関する出力信号を生成する。外部装置２は、当該出力信号を受信すると、当該出力信号に対応する処理を行い、また、新たな表示画像２２の生成を行ってもよい。このような構成によれば、センサ装置１は、複数のジェスチャセンサ部１１Ａ～１１Ｅを使用して外部装置２への出力信号を生成することができる。

【0067】

例えば、ジェスチャセンサ部１１Ｃが第２範囲Ｒ２における対象物２０のジェスチャを検出すると、生成部１２３は、オブジェクト２１１Ｃを選択する出力信号を生成する。外部装置２は、当該出力信号を受信すると、オブジェクト２１１Ｃを強調する表示画像２２を生成する。また、ジェスチャセンサ部１１Ｃが第１範囲Ｒ１における対象物２０のジェスチャを検出すると、生成部１２３は、オブジェクト２１１Ｃの押下を決定する出力信号を生成する。外部装置２は、当該出力信号を受信すると、オブジェクト２１１Ｃの決定に対応する処理を行い、また、オブジェクト２１１Ｃを決定した旨の表示画像２２を生成する。このような構成によれば、ユーザは、オブジェクト２１１Ｃが選択されていることを確認した後に、オブジェクト２１１Ｃの押下を決定することができる。

【0068】

〔ソフトウェアによる実現例〕
センサ装置１（以下、「装置」と呼ぶ）の機能は、当該装置としてコンピュータを機能させるためのプログラムであって、当該装置の各制御ブロック（特に制御部１２に含まれる各部および外部装置２）としてコンピュータを機能させるためのプログラムにより実現することができる。

【0069】

この場合、上記装置は、上記プログラムを実行するためのハードウェアとして、少なくとも１つの制御装置（例えばプロセッサ）と少なくとも１つの記憶装置（例えばメモリ）を有するコンピュータを備えている。この制御装置と記憶装置により上記プログラムを実行することにより、上記各実施形態で説明した各機能が実現される。

【0070】

上記プログラムは、一時的ではなく、コンピュータ読み取り可能な、１または複数の記録媒体に記録されていてもよい。この記録媒体は、上記装置が備えていてもよいし、備えていなくてもよい。後者の場合、上記プログラムは、有線または無線の任意の伝送媒体を介して上記装置に供給されてもよい。

【0071】

また、上記各制御ブロックの機能の一部または全部は、論理回路により実現することも可能である。例えば、上記各制御ブロックとして機能する論理回路が形成された集積回路も本発明の範疇に含まれる。この他にも、例えば量子コンピュータにより上記各制御ブロックの機能を実現することも可能である。

【0072】

また、上記各実施形態で説明した各処理は、ＡＩ（Artificial Intelligence：人工知能）に実行させてもよい。この場合、ＡＩは上記制御装置で動作するものであってもよいし、他の装置（例えばエッジコンピュータまたはクラウドサーバ等）で動作するものであってもよい。

【0073】

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0074】

１、１００ センサ装置
２ 外部装置
３ 報知装置
１０、１１０ センサシステム
１１ ジェスチャセンサ部
１１Ａ～１１Ｅ ジェスチャセンサ部
１２ 制御部
１２１ 特定部
１２２ 取得部
１２３ 生成部
１４ 送信部
１５ 出力部
２０ 対象物
３１ ＬＥＤ
１０１ サブセンサ部
２１１Ａ～２１１Ｅ オブジェクト
Ｒ 検出範囲
Ｒ１ 第１範囲
Ｒ２ 第２範囲
ｔ１ 第１所定時間
ｔ２ 第２所定時間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】