CN106462295B - 操作输入的光学检测装置、自动售货机和操作输入的光学检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供能够抑制触摸面板的操作错误的发生的操作输入的光学检测装置、自动售货机和操作输入的光学检测方法，用于实现该目的的结构为对显示面板(10)上的操作体(2)的操作输入进行光学检测的操作输入的光学检测装置(1)，其包括：检测部(20)，其对第一检测层(E1)和第二检测层(E2)中的操作体(2)的操作输入进行光学检测，其中第一检测层(E1)与显示面板(10)上的显示区域面(10a)平行并从显示区域面(10a)离开规定距离、且具有包含显示区域面(10a)的面区域，第二检测层(E2)设置在显示区域面(10a)与第一检测层(E1)之间、具有与第一检测层(E1)相同的面区域；和操作判断部(21)，其根据第一检测层(E1)和第二检测层(E2)的检测图像对操作体(2)的操作内容进行判断。

Description

操作输入的光学检测装置、自动售货机和操作输入的光学检 测方法

技术领域

本发明涉及能够抑制触摸面板的操作错误的发生的操作输入的光学检测装置、自动售货机和操作输入的光学检测方法。

背景技术

在近年的自动售货机中，使用安装于前表面门的显示器、作为图像显示商品样品，使用触摸面板等进行商品选择(参照专利文献1)。通过使用该显示器和触摸面板能够实现自动售货机的扩展。

另一方面，在专利文献2中，作为触摸面板的一个例子记载有电容方式、光学方式、超声波方式。此外，在专利文献3中，按检测面内的每个规定位置使用预先设定的检测基准，检测与检测面接触或接近的指示体的位置。

在专利文献4中，记载有一种涉及利用光遮断方式的位置检测的结构，其是将发射光和接收光的光学传感器配置在检测区域一个边、在另一个边设置有薄的光回归反射框的结构。而且，在专利文献4中，为了减少周围光的影响，使光源点亮和熄灭，取点亮时与熄灭时的信号的差。

在专利文献5中，记载有包括如下各单元的结构：检测单元，其用于在坐标面上直接或间接地求取发出光子辐射(photon radiation)的指示体的位置坐标，配置在该坐标面的周边，接收该光子辐射而转换为电信号；光学单元，其将该检测单元的视场从该坐标面限制在规定高度以下，使能够接收的光子辐射的范围与该坐标面平行；和以包围该坐标面的周围的方式配置、从该视场除去光子辐射以外的不需要的光的遮蔽框等遮蔽单元。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平11-232537号公报

专利文献2：日本特开2009-289084号公报

专利文献3：日本特开2014-52696号公报

专利文献4：日本特开2004-54065号公报

专利文献5：日本特开平11-3170号公报

发明内容

发明所要解决的问题

但是，现有的利用触摸面板的、人的手指等操作体的检测仅在触碰触摸面板画面时的一个阶段进行。因此，在现有的触摸面板，在操作体的位置选择中，存在发生操作体错误地触碰触摸面板画面而引起的操作错误的情况。

本发明是鉴于上述问题而完成的发明，其目的在于，提供能够抑制触摸面板的操作错误的发生的操作输入的光学检测装置、自动售货机和操作输入的光学检测方法。

用于解决问题的方案

为了解决上述问题、达成目的，本发明的操作输入的光学检测装置对显示面板上的操作体的操作输入进行光学检测的操作输入的光学检测装置，其特征在于，包括：检测部，其对第一检测层和第二检测层中的所述操作体的操作输入进行光学检测，其中，所述第一检测层与所述显示面板上的显示区域面平行并从该显示区域面离开规定距离、且具有包含该显示区域面的面区域，所述第二检测层设置在所述显示区域面与所述第一检测层之间、具有与所述第一检测层相同的面区域；和操作判断部，其根据所述第一检测层和所述第二检测层的检测图像对所述操作体的操作内容进行判断。

此外，本发明的操作输入的光学检测装置的特征为，在上述发明中，所述操作判断部，当在所述第一检测层检测到所述操作体且在所述第二检测层中的与所述第一检测层的面位置相同的面位置检测到所述操作体时，判断为所述操作体已对该面位置进行了接触操作。

此外，本发明的操作输入的光学检测装置的特征为，在上述发明中，包括将与所述第一检测层和所述第二检测层中的所述操作体的操作输入相应的图像显示在所述显示面板上的显示控制部。

此外，本发明的操作输入的光学检测装置的特征为，在上述发明中，所述显示控制部，在所述第一检测层检测到所述操作体时，追随所述操作体的移动在所述显示面板上对表示所述第一检测层上的所述操作体的指示位置的图像进行画面显示。

此外，本发明的操作输入的光学检测装置的特征为，在上述发明中，所述显示控制部，在所述第一检测层检测到所述操作体时，将与所述第一检测层中的所述操作体的位置对应的信息显示在所述显示面板上。

此外，本发明的操作输入的光学检测装置的特征为，在上述发明中，所述操作判断部根据所述第一检测层和所述第二检测层的检测图像来确定所述操作体。

此外，本发明的操作输入的光学检测装置的特征为，在上述发明中，包括检测图像输出控制部，其取得将所述检测部照射的光熄灭的情况下的光熄灭时图像，在该光熄灭时图像内存在规定亮度以上的明亮区域时，将令所述第一检测层和所述第二检测层中的检测图像内的与所述明亮区域对应的部分无效化而得到的图像作为所述检测图像输出。

此外，本发明的操作输入的光学检测装置的特征为，在上述发明中，所述检测图像输出控制部取得将所述检测部照射的光熄灭的情况下的光熄灭时图像，在该光熄灭时图像内存在规定亮度以上的明亮区域的情况下，将使所述光熄灭时图像与所述第一检测层和所述第二检测层的检测图像重合而得到的重合图像作为所述检测图像输出而将与所述明亮区域对应的部分无效化。

此外，本发明的操作输入的光学检测装置的特征为，在上述发明中，所述检测部的所述第一检测层和所述第二检测层的面区域为矩形，所述检测部包括：配置在所述矩形的面区域的左右两边和下边的回归反射板；左检测部，其设置在所述矩形的面区域的上边左端，具有向所述回归反射板的右边和下边照射红外线的左红外线照射部以及检测来自所述回归反射板的右边和下边的红外线反射光的左红外线检测部；和右检测部，其设置在所述矩形的面区域的上边右端，具有向所述回归反射板的左边和下边照射红外线的右红外线照射部以及检测来自所述回归反射板的左边和下边的红外线反射光的右红外线检测部。

此外，本发明的操作输入的光学检测装置的特征为，在上述发明中，所述回归反射板为直角棱镜组。

此外，本发明的自动售货机的特征为，包括上述发明中记载的操作输入的光学检测装置，所述检测部设于自动售货机的外门。

此外，本发明的自动售货机的特征为，在上述发明中，所述检测部被包含在设于自动售货机的外门的显示画面区域、样品商品展示区域和外门表面区域中的任一区域上。

此外，本发明的操作输入的光学检测方法，是对显示面板上的操作体的操作输入进行光学检测的操作输入的光学检测方法，其特征在于，包括：对第一检测层和第二检测层中的所述操作体的操作输入进行光学检测的检测步骤，其中，所述第一检测层与所述显示面板上的显示区域面平行并从该显示区域面离开规定距离、且具有包含该显示区域面的面区域，所述第二检测层设置在所述显示区域面与所述第一检测层之间、具有与所述第一检测层相同的面区域；和根据所述第一检测层和所述第二检测层的检测图像判断所述操作体的操作内容的操作判断步骤。

发明的效果

根据本发明，检测部对第一检测层和第二检测层中的操作体的操作输入进行光学检测，其中，所述第一检测层与显示面板上的显示区域面平行并从该显示区域面离开规定距离、且具有包含该显示区域面的面区域，所述第二检测层设置在所述显示区域面与所述第一检测层之间、具有与所述第一检测层相同的面区域，操作判断部根据所述第一检测层和所述第二检测层的检测图像判断所述操作体的操作内容。其结果是，能够将操作体的检测在显示面板的前表面按距离进行两个阶段的检测，因此能够抑制触摸面板的操作错误的发生。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式的操作输入的光学检测装置的结构的示意图。

图2是图1所示的操作输入的光学检测装置的检测部的平面图。

图3是表示回归反射板的结构的截面图。

图4是表示左检测部检测到的图像的一个例子的图。

图5是表示右检测部检测到的图像的一个例子的图。

图6是表示控制器的光学的输入操作检测处理顺序的流程图。

图7是表示第一检测层的操作体的检测中的鼠标指针的显示例的图。

图8是表示图7所示的鼠标指针的追随显示的一个例子的图。

图9是表示第一检测层的操作体的检测中的与规定区域对应的显示的一个例子的图。

图10是表示第一检测层的操作体的检测中的与规定区域对应的显示的一个例子的图。

图11是表示第二检测层的操作体的检测中的鼠标指针的强调显示的一个例子的图。

图12是表示采用一个回归反射板时的结构的图。

图13是表示在图1所示的操作输入的光学检测装置的控制器追加检测图像输出控制部的结构的示意图。

图14是表示图13所示的检测图像输出控制部的检测图像输出控制处理顺序的流程图。

图15是表示右检测部检测到的、回归反射板的左边区域和下边区域的差分处理图像的图。

图16是表示右检测部检测到的、回归反射板的左边区域和下边区域的红外光熄灭时图像的图。

图17是表示右检测部检测到的、回归反射板的左边区域和下边区域的重合图像的图。

图18是表示图13所示的检测图像输出控制部的变形例1中的检测图像输出控制处理顺序的流程图。

图19是表示图13所示的检测图像输出控制部的变形例2中的检测图像输出控制处理顺序的流程图。

图20是表示图13所示的检测图像输出控制部的变形例3中的检测图像输出控制处理顺序的流程图。

图21是表示应用本发明的实施方式的操作输入的光学检测装置的自动售货机的外观的正面图。

图22是表示图21所示的自动售货机的内部结构的立体图。

图23是表示图21所示的自动售货机的控制结构的框图。

图24是表示将显示面板的前表面、样品商品展示部的前表面、平面商品显示部的前表面作为检测部的检测区域时的外门前表面的结构的图。

具体实施方式

以下，参照附图对实施本发明的方式进行说明。

(操作输入的光学检测装置的概要)

图1是表示本发明的实施方式的操作输入的光学检测装置1的结构的示意图。此外，图2是图1所示的操作输入的光学检测装置1的检测部20的平面图。如图1所示，检测部20设置在具有显示区域面10a的显示面板10的表面上，作为光学触摸面板发挥作用。

在检测部20形成有矩形的第一检测层E1和矩形的第二检测层E2，该第一检测层E1与显示面板10上的显示区域面10a平行且从显示区域面10a离开规定距离，具有包含显示区域面10a的面区域，该第二检测层E2设置在显示区域面10a与第一检测层E1之间，具有与第一检测层E1相同的面区域。

在第一检测层E1的面区域的左右两边和下边设置有回归反射板11。此外，在第二检测层E2的面区域的左右两边和下边设置有回归反射板12。进一步，在形成第一检测层E1和第二检测层E2的面区域的上边左端设置有左检测部13，在上边右端设置有右检测部14。左检测部13通过左红外线照射部向回归反射板11、12的右边区域11c、12c和下边区域11b、12b照射红外线，并且通过左红外线检测部接收来自回归反射板11、12的右边区域11c、12c和下边区域11b、12b的红外线反射光，取得右边区域11c、12c和下边区域11b、12b的图像。右检测部14通过右红外线照射部向回归反射板11、12的左边区域11a、12a和下边区域11b、12b照射红外线，并且通过右红外线检测部接收来自回归反射板11、12的左边区域11a、12a和下边区域11b、12b的红外线反射光，取得左边区域11a、12a和下边区域11b、12b的图像。另外，左红外线照射部和右红外线照射部例如通过红外线LED实现。此外，左红外线检测部和右红外线检测部例如通过红外线图像传感器实现。左检测部13和右检测部14也可以使用红外线以外的光。

回归反射板11、12是条纹状的带部件，安装在图2所示的框17的内侧。另外，在图1中省略框17。如图3所示，回归反射板11、12将总从左检测部13和右检测部14照射的红外线的入射光作为反射光向与入射光相同的方向反射。如图3所示，具体的回归反射板11、12是将作为玻璃球的细微的大量玻璃珠15散布在表面上，并且在玻璃珠15的下表面形成反射膜16。

控制器C与左检测部13、右检测部14、显示面板10连接，并且与未图示的外部装置连接。控制器C具有操作判断部21和显示控制部22。操作判断部21根据第一检测层E1和第二检测层E2的操作体2的检测图像判断操作体2的操作内容。例如，操作判断部21在第一检测层E1检测操作体2，且在第二检测层E2中的与在第一检测层E1的面位置相同的面位置检测到操作体2的情况下判断为操作体2在该面位置进行了操作体2对显示面板10的表面的接触操作。另外，操作判断部21确定检测到的操作体2的坐标位置。

显示控制部22对显示面板10进行与操作判断部21判断的操作内容相应的显示处理。例如，显示控制部22在于第一检测层E1检测到操作体2的情况下，第一检测层E1上的表示操作体2的指示位置的图像、例如鼠标指针等追随操作体2的移动来在显示面板10上进行画面显示。此外，显示控制部22在于第一检测层E1检测到操作体2的情况下将与第一检测层E1的操作体2的位置对应的预先确定的信息显示在显示面板10上。

另外，操作判断部21也可以在进行了操作体2的接触操作的情况下，将与进行该接触操作的位置对应的操作内容判断为选择决定商品等的决定操作。即，操作判断部21既可以将操作体2的接触操作作为操作内容，也可以将与该接触操作对应的决定操作作为操作内容进行判断。控制器C将操作判断部21判断的接触操作或者决定操作发送到显示控制部22或者未图示的外部装置。

此外，操作判断部21或者外部装置判断的决定操作的判断也可以在接触操作的状态持续规定时间的情况下判断为进行了决定操作。此外，该决定操作的判断例如也可以在进行了在伴随接触操作出现的新的决定确认画面上的接触操作的情况下判断为进行了决定操作。该决定确认画面例如是用于商品选择决定确认的引导显示画面，显示“是否购买该商品？”的信息以及表示“是”、“否”的区域画面。而且，操作判断部21或者外部装置在进行了对表示“是”的区域画面的接触操作的情况下判断为进行了决定操作。进一步，操作判断部21或者外部装置也可以在接触操作在规定时间内连续进行的情况下、即进行了双击操作的情况下判断为进行了决定操作。

(检测部进行的检测动作)

如图1所示，左检测部13和右检测部14对第一检测层E1和第二检测层E2的整个面照射红外线。所照射的红外线在回归反射板11、12反射，作为反射光返回左检测部13和右检测部14。但是，在操作体2存在于第一检测层E1或者第二检测层E2的情况下，所照射的红外线被该操作体2遮挡而不到达回归反射板11、12，在操作体2存在的部分不存在来自回归反射板11、12的反射光。例如，如图1所示，在操作体2存在于第一检测层E1的位置P1的情况下，在回归反射板11的右边区域11c产生阴影P12，在回归反射板11的下边区域11b产生阴影P11。即，如图4所示那样，左检测部13在回归反射板11的右边区域11c取得具有阴影P12的图像I13。此外，如图5所示那样，右检测部14在回归反射板11的下边区域11b取得具有阴影P11的图像I14。

操作判断部21将该检测到的图像I13、I14的位置变换为第一检测层E1的坐标位置，通过前方交会法等三角测量求取第一检测层E1上存在的操作体2的位置。另外，当操作体2进一步到达第二检测层E2时，在图4和图5所示的图像I13、I14各自的位置P22、P21产生阴影。

(控制器进行的输入操作的光学检测处理)

图6是表示控制器C进行的光学的输入操作检测处理顺序的流程图。此处，对使用液晶面板作为显示面板10的情况进行说明。另外，该液晶面板配置在销售饮料等的自动售货机的外门，在该液晶面板的前表面以包围液晶面板的显示区域的方式配置有上述的检测部20。

如图6所示，首先，操作判断部21判断是否在第一检测层E1检测到操作体2(步骤S101)。在第一检测层E1检测到操作体2的情况下(步骤S101为是(Yes))，如图7和图8所示那样，显示控制部22在显示面板10的显示区域面10a上、在检测到的操作体2的位置作为鼠标指针MP使圆形的图像追随操作体2的移动而显示(步骤S102)。之后，显示控制部22判断检测到的操作体2的位置是否为规定区域(步骤S103)。检测到的操作体2的位置为规定区域的情况下(步骤S103为是)，进行与规定区域对应的信息显示处理(步骤S104)。例如，如图9所示，规定区域为信息显示部27的区域27a，当操作体2位于该区域27a时，在信息显示区域E10显示预先设定的图像和影像等信息。此外，如图10所示，规定区域为商品显示的区域28，当操作体2位于该区域28内时，在气球内的区域E11放大显示商品显示。该放大显示优选在操作体2在区域28内滞留规定时间的情况下进行。另外，检测到的操作体2的位置不在规定区域的情况下(步骤S103为否(No))，前进至步骤S105。

之后，操作判断部21判断是否在第二检测层E2检测到操作体2(步骤S105)。在第二检测层E2检测到操作体2的情况下(步骤S105为是)，如图11所示那样，操作判断部21判断为进行了与显示鼠标指针MP的检测位置对应的接触操作并且显示控制部22将鼠标指针MP强调显示(步骤S106)，送出自动售货机的控制器C接触操作的操作内容，前进至步骤S101。另一方面，在第一检测层E1未检测到操作体2的情况下(步骤S101为否)和在第二检测层E2未检测到操作体2的情况下(步骤S105为否)，前进至步骤S101，反复进行上述的处理。另外，如上所述，也可以以接触操作作为决定操作来进行判断。

在本实施方式中，进行与距显示面板10的距离相应的两步检测，即，在第一检测层E1检测到操作体2的情况下，追随显示鼠标指针MP而确认当前的操作体2的选择位置，进一步，在第二检测层E2检测到操作体2的情况下，判断为进行了与当前的鼠标指针MP的位置对应的接触操作，因此能够抑制操作体2的错误操作。另外，在第一检测层E1检测到操作体2的情况下的动作相当于通常的信息处理装置的画面中的鼠标指针的显示和追随移动，在第二检测层E2检测到操作体2的情况下的动作相当于通常的信息处理装置的鼠标的点击(决定操作)。

另外，也可以如图12所示那样，使用一个回归反射板30代替两个回归反射板11、12。在这种情况下，也可以按与回归反射板11、12对应的两个回归反射板31、32相邻配置的结构进行上述的处理。例如，如图12所示，令左边区域32a、31a与左边区域12a、11a对应，令下边区域32b、31b与下边区域12b、11b对应。

此处，在使用两个回归反射板11、12的情况下，取得的图像的阴影P11、P12作为长度方向的点捕捉。另一方面，在使用一个回归反射板30的情况下，由于宽度方向连续形成，所以例如能够如图12所示那样获得具有平面的阴影I的图像I14’。因而，在使用一个回归反射板30的情况下，操作判断部21能够进行基于该阴影的形状、方向移动等判断为所期望的操作体2例如人的手指的软件处理。在这种情况下，能够区别所期望的操作体2与垃圾和灰尘等操作体2以外之物。另外，该区别处理在使用两个回归反射板11、12的情况下也能够进行。

另外，也可以代替回归反射板11、12，在回归反射板11、12的位置分别安装红外线图像传感器而取得图像。

(回归反射板)

上述的回归反射板11、12使用玻璃珠15，不过利用稠密地平面配置多个直角棱镜而构成的直角棱镜组也能够实现。该平面配置优选将各直角棱镜的三角形的入出射面稠密地配置。直角棱镜是将90度的直角合成三个而得到的三角锥形的棱镜，具有反射光一定向入射的光轴的方向返回的功能。

(包含强外光入射的无效处理在内的检测图像输出控制处理)

但是，检测图像优选为仅检测到左检测部13和右检测部14的左红外线照射部和右红外线照射部所照射的红外光而获得的图像。这是因为，当左红外线检测部和右红外线检测部检测到左红外线照射部和右红外线照射部所照射的红外光以外的光时，左红外线照射部和右红外线照射部所照射的红外光以外的光成为噪声，存在发生操作体2的误检测的情况。特别是在外来光在回归反射板反射(镜面反射或返回反射)而向传感器入射时，存在产生导致误检测的不良影响的可能性。

因此，左检测部13和右检测部14使得左红外线照射部和右红外线照射部将红外光点灭，生成从左红外线照射部和右红外线照射部照射红外光时的图像除去左红外线照射部和右红外线照射部将红外光熄灭时的图像后的差分处理图像，并将该差分处理图像用作检测图像。

此处，在左红外线照射部和右红外线照射部将红外光熄灭时的图像中，在存在强外光入射的情况下，存在该强外光入射的区域的亮度成为最大而成为饱和的明亮区域。因而，在存在强外光入射的情况下，在差分处理图像内，与明亮区域对应的部分成为亮度低的阴影区域，存在作为操作体2引起的阴影而被误检测的情况。因此，优选对与明亮区域对应的部分的图像进行无效处理。

因此，如图13所示，在控制器C内设置有检测图像输出控制部23。检测图像输出控制部23在存在强外光入射的情况下、在差分处理图像内进行将与作为存在该强外光入射的部分的明亮区域对应的部分无效化的处理。

图14是表示检测图像输出控制部23的检测图像输出控制处理顺序的流程图。如图14所示，首先，检测图像输出控制部23进行反复左检测部13和右检测部14的左红外线照射部和右红外线照射部的红外光点亮和红外光熄灭的点灭，生成从红外光点亮时图像除去红外光熄灭时图像后的差分处理图像(步骤S201)。

之后，检测图像输出控制部23判断在差分处理图像内是否存在亮度为下限阈值以下的阴影区域(步骤S202)。例如，图15是表示右检测部14检测到的、回归反射板11的左边区域11a和下边区域11b的差分处理图像I15的图。在图15所示的差分处理图像I15内，存在亮度为下限阈值以下的阴影区域E101。

在差分处理图像内存在亮度为下限阈值以下的阴影区域的情况下(步骤S202为是)，进一步，判断在红外光熄灭时图像是否存在亮度为上限阈值以上的明亮区域(步骤S203)。例如，图16是表示右检测部14检测到的、回归反射板11的左边区域11a和下边区域11b的红外光熄灭时图像I16的图。在图16所示的红外光熄灭时图像I16内，存在亮度为上限阈值以上的明亮区域E102。在存在该明亮区域E102的情况下，属于存在强外光入射的情况。

在红外光熄灭时图像中存在亮度为上限阈值以上的明亮区域的情况下(步骤S203为是)，将在步骤S201中生成的差分处理图像重合红外光熄灭时图像而得到的图像作为检测图像输出至操作判断部21(步骤S204)。之后，前进至步骤S201，反复进行上述的处理。图17是表示在图15所示的差分处理图像I15，重合图16所示的红外光熄灭时图像I16而得到的重合图像I17的图。在步骤S204，生成图17所示的重合图像I17，存在于与作为存在强外光入射的区域的明亮区域E102对应的部分中的差分处理图像I15的影区域E101被无效化。而且，检测图像输出控制部23将该重合图像I17作为检测图像输出至操作判断部21。

另一方面，在差分处理图像内不存在亮度为下限阈值以下的阴影区域的情况下(步骤S202为否)，或者在红外光熄灭时图像中不存在亮度为上限阈值以上的明亮区域的情况下(步骤S203为否)，属于不存在强外光入射的情况，将在步骤S201生成的差分处理图像直接作为检测图像输出至操作判断部21(步骤S205)，前进至步骤S201，反复进行上述的处理。

另外，操作判断部21根据所输入的检测图像进行图6所示的步骤S101、S105的判断处理。

在本检测图像输出控制处理中，即使在屋外等存在强外光入射的情况下，也将该强外光入射引起的阴影区域E101无效化，因此能够抑制操作体2的误检测。

(检测图像输出控制处理的变形例1)

在上述的检测图像输出控制处理中，通过生成在差分处理图像重合红外光熄灭时图像而得到的重合图像，将强外光入射引起的影区域无效化。在该变形例1中，每次生成差分处理图像时，不进行为了将强外光入射引起的影区域无效化而进行的、是否存在阴影区域的判断处理和在红外光熄灭时图像是否存在明亮区域的判断处理，而在经过规定时间之前，进行一回取得(同一回取得)的红外光熄灭时图像与差分处理图像的重合处理。

图18是表示变形例1中的检测图像输出控制部23进行的检测图像输出控制处理顺序的流程图。图18所示的处理中，步骤S301～S305的处理与图14所示的步骤S201～S205的处理相同。在该变形例1中，在步骤S304的处理之后，不前进至步骤S301，而进一步进行轿厢下一个差分处理图像的生成(步骤S306)。之后，与步骤S304的处理同样地，将在所生成的差分处理图像重合一回取得的红外光熄灭时图像而得到的重合图像作为检测图像输出至操作判断部21(步骤S307)。之后，判断是否经过了规定时间、例如2秒钟(步骤S308)。在未经过规定时间的情况下(步骤S308为否)，前进至步骤S306，在每生成差分处理图像时将重合图像作为检测图像输出。另一方面，在经过规定时间的情况下(步骤S308为是)，前进至步骤S301，从开始进行上述的处理。

此外，在步骤S305的处理之后，不前进至步骤S301，而进一步进行下一个差分处理图像的生成(步骤S309)。之后，判断是否经过了规定时间、例如2秒钟(步骤S310)。在未经过规定时间的情况下(步骤S310为否)，前进至步骤S309。另一方面，在经过规定时间的情况下(步骤S310为是)，前进至步骤S301，从开始进行上述的处理。

(检测图像输出控制处理的变形例2)

在上述的检测图像输出控制处理和变形例1中，为了将强外光入射引起的、与红外光熄灭时图像的明亮区域对应的差分处理图像内的阴影区域无效化，生成在差分处理图像重合红外光熄灭时图像而得到的重合图像。在该变形例2中，将附加了将与红外光熄灭时图像的明亮区域对应的差分处理图像内的影区域无效化的无效化信息的图像作为检测图像输出。

图19是表示变形例2的检测图像输出控制部23进行的检测图像输出控制处理顺序的流程图。在图19所示的处理中，步骤S401～S403、S405、S409、S410的处理与图18所示的步骤S301～S303、S305、S309、S310的处理相同。在该变形例2中，在与步骤S304对应的步骤S404，将附加了无效化信息的图像作为检测图像输出至操作判断部21，其中无效化信息是将与红外光熄灭时图像的明亮区域对应的差分处理图像内的影区域无效化的无效化信息。

步骤S404的处理之后，不前进至步骤S401，而进一步进行下一个差分处理图像的生成(步骤S406)。之后，与步骤S404的处理同样，将在所生成的差分处理图像附加了一回取得的无效化信息的图像作为检测图像输出至操作判断部21(步骤S407)。之后，判断是否经过了规定时间、例如2秒钟(步骤S408)。在未经过规定时间的情况下(步骤S408为否)，前进至步骤S406，在每次生成差分处理图像时，将附加有无效化信息的图像作为检测图像输出。另一方面，在经过规定时间的情况下(步骤S408为是)，转移到步骤S401，从开始进行上述的处理。

(检测图像输出控制处理的变形例3)

在上述的检测图像输出控制处理和变形例1、2中，为了生成差分处理图像，进行反复左检测部13和右检测部14的左红外线照射部和右红外线照射部的红外光点亮和红外光熄灭的点灭，从红外光点亮时图像除去红外光熄灭时图像。在该变形例3中，配置与左红外线检测部和右红外线检测部检测红外线的图像传感器内的各红外线检测单元相邻的可见光检测单元，从红外线检测单元检测到的受光量减去与对可见光检测单元同时检测到的受光量加权后的受光量，生成仅接收了红外线的差分处理图像。这是因为，由于红外线检测单元的灵敏性达到可见光区域，所以使用从红外线检测单元接收到的受光量减去与可见光检测单元检测到的受光量对应的受光量，以高精度地检测仅从左红外线照射部和右红外线照射部照射的红外光的受光量。

图20是表示变形例3的检测图像输出控制部23进行的检测图像输出控制处理顺序的流程图。如图20所示，首先，检测图像输出控制部23将左检测部13和右检测部14的拍摄模式设定为“拍摄模式A”(步骤S501)。该拍摄模式A是打开红外线进行差分处理的模式。之后，生成从红外线检测单元检测到的受光量减去与对可见光检测单元检测到的受光量加权后的受光量得到的差分处理图像(步骤S502)。

之后，检测图像输出控制部23判断在差分处理图像内是否存在亮度为下限阈值以下的阴影区域(步骤S503)。在差分处理图像内存在亮度为下限阈值以下的阴影区域的情况下(步骤S503为是)，将左检测部13和右检测部14的拍摄模式设定为“拍摄模式B”(步骤S504)。该拍摄模式B是关闭红外线而不进行差分处理的模式。之后，在拍摄模式B，生成红外光检测单元检测到的红外光熄灭时图像(步骤S505)。进一步，判断在所生成的红外光熄灭时图像内是否存在亮度为上限阈值以上的明亮区域(步骤S506)。

在红外光熄灭时图像内存在亮度为上限阈值以上的明亮区域的情况下(步骤S506为是)，将在步骤S502中生成的差分处理图像重合步骤S505中生成的红外光熄灭时图像而得到的图像作为检测图像输出至操作判断部21(步骤S507)。

之后，将拍摄模式设定为“拍摄模式A”(步骤S508)，进行下一个差分处理图像的生成(步骤S509)。之后，与步骤S507的处理同样，将在所生成的差分处理图像重合一回取得的红外光熄灭时图像而得到的重合图像作为检测图像输出至操作判断部21(步骤S510)。之后，判断是否经过规定时间、例如2秒钟(步骤S511)。在未经过规定时间的情况下(步骤S511为否)，前进至步骤S509，在每次生成差分处理图像时，将重合图像作为检测图像输出。另一方面，在经过规定时间的情况下(步骤S511为是)，前进至步骤S502，从开始进行上述的处理。

另一方面，在差分处理图像内不存在亮度为下限阈值以下的影区域的情况下(步骤S503为否)，或者，在红外光熄灭时图像不存在亮度为上限阈值以上的明亮区域的情况下(步骤S506为否)将拍摄模式设定为“拍摄模式A”(步骤S512)，之后将在步骤S502生成的差分处理图像直接作为检测图像输出至操作判断部21(步骤S513)。

之后，进行下一个差分处理图像的生成(步骤S514)。之后，判断是否经过规定时间、例如2秒钟(步骤S515)。在未经过规定时间的情况下(步骤S515为否)，前进至步骤S514。另一方面，在经过规定时间的情况下(步骤S515为是)，前进至步骤S502，从开始进行上述的处理。

在该变形例3的检测图像输出控制处理中也为如下情形：即使在屋外等存在强外光入射的情况下，也将该强外光入射引起的阴影区域无效化，因此能够抑制操作体2的误检测。

另外，图14、图18～图20的处理构成要素能够适当地组合。

(在自动售货机的应用)

接着，对将上述的操作输入的光学检测装置1应用于自动售货机的情况进行说明。此处，以销售罐装饮料、瓶装饮料、聚酯瓶(PET瓶)装饮料等商品的自动售货机为例进行说明，但是并不限定于此，例如还能够应用于将饮料注入杯中的杯式饮料自动售货机和销售物品的自动售货机。

图21是表示应用本发明的实施方式的操作输入的光学检测装置1的自动售货机的外观的正面图。图22是表示图21所示的自动售货机的内部结构的立体图。此外，图23是表示图21所示的自动售货机的控制结构的框图。

该自动售货机100是销售罐装饮料、瓶装饮料、聚酯瓶装饮料等商品的自动售货机，如图22所示，具有主体柜101。主体柜101通过适当地组合多个钢板，呈前表面开口的箱状构成，主体柜101的前表面开口被可开闭的外门102封闭。

主体柜101的内部划分为机械室103和商品收容室104。此外，商品收容室104被绝热分隔板进一步分隔为三个商品收纳库104a、104b、104c。该商品收纳库104a、104b、104c中，正面朝向的左侧的商品收纳库(以下，称为“左库”)104a和中央的商品收纳库(以下称为“中库”)104b可进行冷温切换。而且，在将商品收纳库104a(104b)设定为冷却的情况下，将商品收纳库104a(104b)的内部冷却，从而将收纳在商品收纳库104a(104b)的商品冷却。另一方面，在将商品收纳库104a(104b)设定为加温的情况下，对商品收纳库104a(104b)的内部加温，从而对收纳在商品收纳库104a(104b)的商品加温。此外，正面朝向右侧的商品收纳库(以下，称为“右库”)104c是冷却专用库，将商品收纳库104c的内部冷却，从而将收纳在商品收纳库104c的商品冷却。

在商品收纳库104a、104b、104c分别配备有商品收纳架105。自动售货机100在左库104a和右库104c的宽度方向上配备有二排商品收纳架105，在中库104b的宽度方向上配备有一排商品收纳架105。此外，在商品收纳架105，在商品收纳库104a、104b、104c的进深方向上设置有五个通路(以下，为了便于说明，将该通路称为“货架”)，能够在各通路收纳商品。

如图21所示，在外门102的前表面右侧中间，设置有主门锁121，在将外门102封闭的状态上锁。此外，在外门102的前表面上方设置有显示操作部120(参照图23)。显示操作部120是将大型的显示面板10与检测部20相组合而构成的，显示销售显示画面(参照图7～图11)。在销售显示画面，显示可销售的商品，至少通过上述的两步操作决定商品。另外，如上所述，检测部20的第一检测层E1和第二检测层E2以覆盖显示面板10的销售显示画面的区域的方式设置。此外，在显示面板10，显示销售中、零钱用尽(釣り銭切れ)、准备中、暂不收纸币(お札中止)，此外显示投入金额等各种信息。

此外，在作为显示操作部120的下方的外门102的中间，设置有硬币投入口123、纸币插入口124、返钱柄125、电子货币读写器126。

硬币投入口123是用于受理硬币的开口，从硬币投入口123投入的硬币被收容在配备于外门102的内侧的投币机构(硬币处理装置)131(参照图23)。投币机构131整理各种硬币的投入个数，向后述的主控制器140(参照图23)发送信息，另一方面，按照来自主控制器140的指令，付出各种硬币。此外，在自动售货机100配备的投币机构131具备监视自己的状态的自监视功能，在为了将收纳在内部的硬币回收而将收容硬币的盒式管(未图示)取下的情况下和操作盘点开关(未图示)的情况下，投币机构131将该消息(硬币的回收操作输入)发送至后述的主控制器140。

纸币插入口124是用于受理纸币的开口，从纸币插入口124插入的纸币收容在配备于外门102的内侧的纸币识别器(纸币处理装置)132(参照图22)。纸币识别器132整理纸币的投入张数，并发送至主控制器140(参照图23)，另一方面，按照来自主控制器140的指令付出纸币。此外，在自动售货机100配备的纸币识别器132设置有监视自己的状态的自监视功能，在为了将收纳在内部的纸币回收而对收容纸币的存储器(未图示)进行了开放操作的情况下，纸币识别器132将该消息(纸币的回收操作输入)发送至后述的主控制器140。

返钱柄125是用于指示交易的中断的部件，当返钱柄125被操作时，交易被中断，将找零的钱等放出至返钱口127。电子货币读写器126对卡片进行识别，通过被充到卡片的电子货币执行结算。

此外，在作为外门102的下方的位置设置有取出口128。取出口128是用于取出从商品收纳架105排出的商品的开口。

此外，在外门102的内侧设置有遥控器133。遥控器133用于进行各种设定操作、各种销售数据的确认操作，包括操作按钮、冷温切换开关，此外包括各种设定数据、显示确认数据的监视器(液晶字符显示器)。而且，从遥控器133设定输入的设定数据被发送至主控制器140，接收从主控制器140发送的确认数据。此外，自动售货机100设置有在补充(Loading)商品时进行操作的操作按钮(补充操作按钮)，当操作该操作按钮时，遥控器133将该消息(商品的补充操作输入)发送至后述的主控制器140。

此外，在外门102的内侧设置有门开关134。门开关134用于检测外门102的开闭状态，在将外门102开放时导通，在封闭时断开。

如图23所示，上述的投币机构131、纸币识别器132、电子货币读写器126通过线路141与主控制器(主控制部)140连接，显示操作部120(显示面板10和检测部20)、遥控器133通过线路142与主控制器140连接。此外，在主控制器140，通过线路143连接有本体控制部144。

在本体控制部144，除上述的门开关134以外，连接有冷热装置145、排出装置146，按照来自主控制器140的指令控制冷热装置145、搬出装置146。

冷热装置145用于按所设定的状态管理上述的商品收纳库104a、104b、104c，将被设定冷却的商品收纳库的内部冷却，并对被设定加温的商品收纳库的内部进行加温。

搬出装置146用于管理按每个货架设置的排气电磁阀、售罄开关，按照从主控制器140发送至本体控制部144的排出命令将商品从货架排出，并且在将在收纳货架的所有商品排出的情况下向本体控制部144输出售罄信号。

另外，如图23所示，主控制器140包括控制部150、操作判断部21、显示控制部22。

控制部150集中管理电子货币读写器126、投币机构131，纸币识别器132、显示操作部120(显示面板10和检测部20)、遥控器133、本体控制部144等，基于存储在未图示的存储部的各种设定数据进行控制。

操作判断部21和显示控制部22如上述那样按图6所示的处理顺序进行处理。主控制器140在操作判断部21根据检测部20的检测结果、判断为通过操作体2的接触操作进行了对商品等的决定操作的情况下，根据电子货币读写器126、投币机构131、纸币识别器132的信息进行金钱处理，并且通过本体控制部144进行与该决定操作决定的位置对应的商品的排出处理。

(自动售货机的检测部的检测区域)

在图21所示的自动售货机100，检测部20的检测区域仅覆盖液晶面板等大型的显示面板10，但是也可以如图24所示那样，检测部20不仅包含显示面板10，而且将展示作为立体的商品的样品的样品商品展示部110的前表面和平面地描绘商品的平面商品显示部111的前表面包含于检测区域。此外，检测部20的检测区域还可以为显示面板10的前表面、样品商品展示部110的前表面、平面商品显示部111的前表面中的任何一个以上前表面的组合。另外，在令样品商品展示部110的前表面、平面商品显示部111的前表面为检测区域的情况下，既可以在显示面板10上显示购买商品的导航显示，也可以进行声音导航。

检测部20与现有的电阻膜方式和电容方式的触摸面板不同，不需要在显示面板10的表面粘贴触摸传感器和保护膜，能够简易地将各种的显示部(显示面板10、样品商品展示部110、平面商品显示部111)的前表面的任意区域作为检测区域。

附图标记的说明

1 操作输入的光学检测装置

2 操作体

10 显示面板

10a 显示区域面

11c、12c 右边区域

11b、12b、31b、32b 下边区域

11a、12a、31a、32a 左边区域

11、12、30、31、32 回归反射板

13 左检测部

14 右检测部

15 玻璃珠

16 反射膜

17 框

20 检测部

21 操作判断部

22 显示控制部

23 检测图像输出控制部

27 信息显示部

27a、28 区域

100 自动售货机

101 主体柜

102 外门

103 机械室

104 商品收容室

105 商品收纳架

110 样品商品展示部

111 平面商品显示部

120 显示操作部

121 主门锁

123 硬币投入口

124 纸币插入口

125 返钱柄

126 电子货币读写器

127 返钱口

128 取出口

131 投币机构

132 纸币识别器

133 遥控器

134 门开关

140 主控制器

141、142、143 线路

144 本体控制部

145 冷热装置

146 排出装置

150 控制部

C 控制器

E1 第一检测层

E2 第二检测层

E10 信息显示区域

E11 区域

E101 阴影区域

E102 明亮区域

I13、I14 图像

I15 差分处理图像

I16 红外光熄灭时图像

I17 重合图像

MP 鼠标指针

P1、P21、P22 位置

P11、P12、I 阴影。

Claims (12)

1.一种对显示面板上的操作体的操作输入进行光学检测的操作输入的光学检测装置，其特征在于：

包括检测部和操作判断部，其中，

所述检测部包括：

配置在第一检测层的左右两边和下边的第一回归反射板，所述第一检测层与所述显示面板上的显示区域面平行并从该显示区域面离开规定距离、且具有包含该显示区域面的矩形的面区域；

配置在第二检测层的左右两边和下边的第二回归反射板，所述第二检测层设置在所述显示区域面与所述第一检测层之间、具有与所述第一检测层相同的矩形的面区域；

左检测部，其设置在所述第一检测层和所述第二检测层的上边左端，具有向所述第一回归反射板和所述第二回归反射板的右边和下边照射红外线的左红外线照射部以及检测来自所述第一回归反射板和所述第二回归反射板的右边和下边的红外线反射光的左红外线检测部；和

右检测部，其设置在所述第一检测层和所述第二检测层的上边右端，具有向所述第一回归反射板和所述第二回归反射板的左边和下边照射红外线的右红外线照射部以及检测来自所述第一回归反射板和所述第二回归反射板的左边和下边的红外线反射光的右红外线检测部，

所述检测部区分所述第一检测层和所述第二检测层来对所述操作体的操作输入进行光学检测，

所述操作判断部根据所述第一检测层的检测图像和所述第二检测层的检测图像的各自的检测图像对所述操作体的操作内容进行判断。

2.如权利要求1所述的操作输入的光学检测装置，其特征在于：

所述操作判断部，当在所述第一检测层检测到所述操作体且在所述第二检测层中的与所述第一检测层的面位置相同的面位置检测到所述操作体时，判断为所述操作体已对该面位置进行了接触操作。

3.如权利要求1所述的操作输入的光学检测装置，其特征在于：

包括将与所述第一检测层和所述第二检测层中的所述操作体的操作输入相应的图像显示在所述显示面板上的显示控制部。

4.如权利要求3所述的操作输入的光学检测装置，其特征在于：

所述显示控制部，在所述第一检测层检测到所述操作体时，追随所述操作体的移动在所述显示面板上对表示所述第一检测层上的所述操作体的指示位置的图像进行画面显示。

5.如权利要求3所述的操作输入的光学检测装置，其特征在于：

所述显示控制部，在所述第一检测层检测到所述操作体时，将与所述第一检测层中的所述操作体的位置对应的信息显示在所述显示面板上。

6.如权利要求1所述的操作输入的光学检测装置，其特征在于：

所述操作判断部根据所述第一检测层和所述第二检测层的检测图像来确定所述操作体。

7.如权利要求1所述的操作输入的光学检测装置，其特征在于：

包括检测图像输出控制部，其取得将所述检测部照射的光熄灭的情况下的光熄灭时图像，在该光熄灭时图像内存在规定亮度以上的明亮区域时，将令所述第一检测层和所述第二检测层中的检测图像内的与所述明亮区域对应的部分无效化而得到的图像作为所述检测图像输出。

8.如权利要求7所述的操作输入的光学检测装置，其特征在于：

所述检测图像输出控制部取得将所述检测部照射的光熄灭的情况下的光熄灭时图像，在该光熄灭时图像内存在规定亮度以上的明亮区域的情况下，将使所述光熄灭时图像与所述第一检测层和所述第二检测层的检测图像重合而得到的重合图像作为所述检测图像输出而将与所述明亮区域对应的部分无效化。

9.如权利要求1所述的操作输入的光学检测装置，其特征在于：

所述第一回归反射板和所述第二回归反射板为直角棱镜组。

10.一种自动售货机，其特征在于：

包括权利要求1～9中任一项所述的操作输入的光学检测装置，

所述检测部设于自动售货机的外门。

11.如权利要求10所述的自动售货机，其特征在于：

所述检测部包含设于自动售货机的外门的显示画面区域、样品商品展示区域和外门表面区域中的任一区域。

12.一种对显示面板上的操作体的操作输入进行光学检测的操作输入的光学检测方法，其特征在于：

包括检测步骤和操作判断步骤，

在所述检测步骤中，利用下述部件区分第一检测层和第二检测层来对所述操作体的操作输入进行光学检测：

配置在所述第一检测层的左右两边和下边的第一回归反射板，所述第一检测层与所述显示面板上的显示区域面平行并从该显示区域面离开规定距离、且具有包含该显示区域面的矩形的面区域；

配置在所述第二检测层的左右两边和下边的第二回归反射板，所述第二检测层设置在所述显示区域面与所述第一检测层之间、具有与所述第一检测层相同的矩形的面区域；

左检测部，其设置在所述第一检测层和所述第二检测层的上边左端，具有向所述第一回归反射板和所述第二回归反射板的右边和下边照射红外线的左红外线照射部以及检测来自所述第一回归反射板和所述第二回归反射板的右边和下边的红外线反射光的左红外线检测部；和

右检测部，其设置在所述第一检测层和所述第二检测层的上边右端，具有向所述第一回归反射板和所述第二回归反射板的左边和下边照射红外线的右红外线照射部以及检测来自所述第一回归反射板和所述第二回归反射板的左边和下边的红外线反射光的右红外线检测部，

在所述操作判断步骤中，根据所述第一检测层的检测图像和所述第二检测层的检测图像的各自的检测图像判断所述操作体的操作内容。