CN107025015A - 空间输入装置 - Google Patents

Abstract

空间输入装置(Ip)，其中，位置检测部(43)基于指示物(Fg)与位置检测面(Iv)之间的距离在规定的长度以下来确定第一位置，基于指示物(Fg)的移动速度在规定的值以下来检测第三位置，位置修正部(44)基于第一位置和第三位置来确定位置检测面(Iv)内的第二位置。

Description

空间输入装置

本申请以2015年10月8日申请的日本特愿2015-200290号以及2016年9月23日申请的日本特愿2016-185880号作为基础申请。

技术领域

本发明涉及一种识别对虚拟的用户接口进行的输入操作的空间输入装置。

背景技术

已提出接收三维手势输入的输入装置(例如，参照日本特开2012-3690号公报、国际公开第2010/113397号等)。

日本特开2012-3690号公报公开了用户接口装置，其包括透明显示器、隔着透明显示器获取距离图像的距离图像传感器，从由距离图像传感器获取的距离图像中接收对象物的三维手势输入。

通过使用这种结构的用户接口装置，接收由对象物(例如，使用者的手指)产生的三维手势输入，因此能够进行丰富的输入。

另外，在国际公开第2010/113397号中公开了显示输入装置，其具备非接触地检测出手指接近触摸屏的接近传感器，基于用户的视线对接近传感器获取的触摸屏上的坐标进行修正，修正手指的接近位置，并获取正确的接近位置。

然而，在日本特开2012-3690号公报记载的结构中，不获取空间上的对象物的位置信息，难以正确地获取对象物在深入方向上的位置，难以正确地检测出对空间图像进行的输入动作。

在国际公开第2010/113397号记载的结构中，即使发生使用者不期望的坐标的变化(抖动、偏移等)，也获取与该变化对应的接近位置，因此有检测出使用者不期望的输入操作之虞。

发明内容

本发明为了解决上述这类问题而完成，本发明的一个目的在于，正确地识别检测区域内设置的虚拟的用户接口上的输入操作。

本发明的一方面所涉及的空间输入装置，其特征在于，具有：扫描光源部，其射出用于扫描检测区域的检查光；光接收部，其接收指示物反射的所述检查光；位置检测部，其基于所述光接收部接收的光检测所述指示物的位置；位置修正部，其修正所述指示物在位置检测面上的位置；所述位置检测部基于所述指示物的移动速度在规定的值以下来检测第一位置，所述位置修正部基于所述第一位置来确定所述位置检测面内的第二位置。

本发明的一方面所涉及的空间输入装置，相对于位置检测面修正指示物的位置，因此可抑制与使用者的意图相反的位置检测的进行。由此，能够提高使用者的便利性。

该发明的一方面所涉及的空间输入装置，其特征在于，具有：扫描光源部，其射出用于扫描检测区域的检查光；光接收部，其接收指示物反射的所述检查光；位置检测部，其基于所述光接收部接收的光检测所述指示物的位置；位置修正部，其修正所述指示物在位置检测面上的位置；所述位置检测部基于所述指示物和所述位置检测面之间的距离在规定的长度以下来确定第一位置，且基于所述指示物的移动速度在规定的值以下来检测出第三位置，所述位置修正部基于所述第一位置和所述第三位置，确定在所述位置检测面内的第二位置。

在本发明的一方面所涉及的空间输入装置中，相对于位置检测面修正指示物的位置，因此可抑制与使用者的意图相反的位置检测的进行。由此，能够提高使用者的便利性。

通过本发明，能够提供一种正确地识别检测区域内设置的虚拟用户接口上的输入操作的空间输入装置。

附图说明

图1是本发明所涉及的空间输入装置的示意图。

图2是位置检测装置的一示例的框图。

图3是图2所示的位置检测装置的光源部以及光扫描部的示意配置图。

图4是光扫描元件的示意俯视图。

图5是表示位置检测装置的光扫描的动作的图。

图6是表示从扫描控制部发送给光扫描部的扫描信号的图。

图7是表示用检查光扫描检测区域状态的图。

图8是表示被使用者的手指反射的光的光接收状态的图。

图9是表示在对位置检测面上显示的虚拟的用户接口进行操作的状态下的使用者的手指的图。

图10是表示位置检测面的坐标系中的使用者的手指的前端的坐标的图。

图11是利用本发明所涉及的空间输入装置的输入操作的流程图。

图12是表示修正使用者的手指的位置的处理的流程图。

图13是表示位置固定处理的详细情况的流程图。

图14是表示用使用者的手指进行输入操作的状态的图。

图15是表示进行图14所示的输入操作时，使用者的手指向x、y、z各方向的偏移的图。

图16是表示本发明所涉及的空间输入装置的其他的示例中使用的检测区域的图。

图17是利用本发明所涉及的空间输入装置的输入操作的流程图。

图18是表示修正使用者的手指的位置的处理的流程图。

图19是表示进行图17、图18所示的控制时的输入操作的图。

图20是表示用使用者的手指的轨迹来进行输入扫描的状态的图。

图21是表示使用者的手指在位置检测面上的移动的图。

图22是表示修正使用者的手指的位置的处理的流程图。

图23是表示进行位置修正处理时的使用者的手指的操作位置的图。

具体实施方式

参照附图说明发明所涉及的发明。

<第一实施方式>

图1是本发明所涉及的空间输入装置的示意图。如图1所示，空间输入装置Ip包括显示装置Ht、空中成像板Pt、位置检测装置A以及主控制装置Cnt。空间输入装置Ip利用显示装置Ht、空中成像板Pt将以往熟知的用于输入操作的用户接口(例如，键盘、触摸屏等)的像作为空中图像显示给使用者(未图示)看。然后，使用者移动指示物(此处是使用者的手指Fg)以便对作为空中图像而显示的虚拟的用户接口进行操作。通过位置检测装置A来检测操作虚拟的用户接口时的使用者的手指Fg的位置(移动)，将该检测结果发送给主控制装置Cnt(识别部)。

主控制装置Cnt基于作为空中图像而显示的虚拟的用户接口的信息和使用者的手指Fg的位置的信息，识别使用者在虚拟的用户接口上进行的输入操作。然后，将输入操作的信息发送给外部的被操作设备(例如，电视、空调、音响等等，此处是电视Tv)。

位置检测装置A是检测在预先确定的检测区域Sa内的使用者的手指Fg的装置。在检测区域Sa内设置了位置检测面Iv，该位置检测面Iv是检测使用者的手指Fg时的基准面，显示装置Ht以及空中成像板Pt生成使得使用者认识到在位置检测面Iv上设置有虚拟的用户接口的这类空中图像。位置检测装置A通过用光束扫描检测区域Sa并且接收使用者的手指Fg反射的光或者漫反射的光，从而检测出使用者的手指Fg的位置(三维坐标)、移动等。位置检测装置A将所检测的使用者的手指Fg在位置检测面中的位置、移动的信息发送给主控制装置Cnt。

主控制装置Cnt与用于生成空中图像的显示装置Ht连接，控制显示装置Ht的动作。主控制装置Cnt基于来自位置检测装置A的使用者的手指Fg的位置信息，以切换空中图像的方式控制显示装置Ht。例如，基于使用者的手指Fg的位置、动作，进行虚拟键盘、虚拟触摸屏的空中图像的显示(切换)。

主控制装置Cnt基于使用者的手指Fg的位置的信息和虚拟的用户接口的信息(位置检测面Iv中的坐标的信息等)，识别使用者在虚拟的用户接口上进行的输入操作。然后，将该输入操作的信息发送给外部的被操作设备(电视Tv)。即，主控制装置Cnt作为识别部而运行。而且，在空间输入装置Ip中，虽然记载了位置检测装置A和主控制部Cnt是单独的个体，但是也可以成为一体，也可以是共同拥有至少一部分的结构。

接着，参照附图说明位置检测装置。图2是位置检测装置的一示例的框图，图3是图2所示的位置检测装置的光源部以及光扫描部的示意配置图。如图2所示，位置检测装置A包括光源部100、光扫描部200、光接收部300和处理部400。

在位置检测装置A中，从光源部100射出的检查光射入光扫描部200。光扫描部200用检查光进行检测区域Sa的扫描。然后，当进入检测区域Sa中的使用者的手指Fg(被检测物)被检查光照射时，光接收部300接收使用者的手指Fg反射的光(反射光)或漫反射的光(漫反射光)。光接收部300生成表示接收了反射光或漫反射光的光接收信号，同时将光接收信号发送给处理部400。而且，虽然实际上产生了反射光和漫反射光，但是在以下的说明中将反射光和漫反射光统称为反射光。处理装置400基于光接收信号来检测位置信息(相对于规定的基准点的坐标信息)。以下，说明各部的详细情况。

光源部100发射出波长在红外区域的红外光(激光)。由于红外光是使用者无法看到的波长的光，因此使用者不会认识到其被红外光照射。如图2、图3所示，光源部100包括使用了激光发光元件(激光二极管(LD：Laser Diode))的光源11、驱动器111、透镜12、分束器13、显示器用光接收元件14。

作为光源11，虽然列举了激光发光元件但是不限于此，可以广泛地采用包括能够在一定的输出以上发出规定波长的红外光的光源的结构。

后述的光源控制部411控制光源部100的射出。光源11被来自驱动器111的驱动信号(电能)驱动，驱动器111基于来自光源控制部411的控制信号(发光信号)，生成用于驱动光源11的驱动信号。即，光源控制部411调整从光源11射出的红外光的发光时机、强度等。

光源11是点光源，其射出的红外光是发散光。因此，在光源部100中，从光源11射出的红外光透过透镜12而转换成平行光或大致平行光的光束。而且，虽然此处作为透镜12可列举准直透镜，但是不限于此，可以广泛地采用能够将发散光转换成平行光的光学元件。

从透镜12射出的光束(红外光)射入分束器13中。分束器13被优化以适合从光源11射出的红外光，分束器13反射入射光束中的一部分，并使剩余的光束透过。被分束器13反射的光射入显示器用光接收元件14中。显示器用光接收元件14将基于接收的光的显示器信号发送给扫描光源制控制部41的光源控制部411。

透过分束器13的光束射入光扫描部200。光扫描部200反射入射光，同时使反射光的光轴沿第一方向(图3中为水平方向H)以及与第一方向正交的第二方向(图3中为竖直方向V)移动(扫描)。光扫描部200扫描的光束对检测区域Sa进行扫描。关于检测区域Sa的光束所进行的扫描的详细情况将在下文中描述。

光扫描部200通过用摆动的反射面使射入的光束在第一方向(H方向)以及第二方向(V方向)上扫描，从而生成检查光。光扫描部200包括光扫描元件2、驱动器201、信号处理部202。以下参照附图详细说明光扫描元件2。图4是光扫描元件的示意俯视图。光扫描元件2是微小的部件，例如具有称为MEMS(Micro Electro Mechanical System：微电子机械系统)的结构。

如图4所示，光扫描元件2包括镜子21、第一弹性支持部22、摆动支持部23、第一致动器24、第二弹性支持部25、第二致动器26以及框架27。需要说明的是，图4中将横向作为第一方向(H方向)、将纵向作为第二方向(V方向)来说明。如图4所示，光扫描元件2是相对于在第二方向(V方向)上延伸的第一轴C1对称的形状，并且具有相对于在第一方向(H方向)上延伸的第二轴C2对称的形状。

框架27是矩形的平板部件，中央部分设置有矩形的开口。在框架27的开口的内部配置有摆动支持部23，该摆动支持部23是在V方向上延伸的长方形的平板部件。用一对第二弹性部件25连接框架27的开口的H方向上相对的内壁的V方向的中央部分与摆动支持部23的H方向的两端的边的V方向的中央部分。一对第二弹性支持部25具有相同的长度。摆动支持部23、一对第二弹性支持部25以及框架27构成为以第一轴C1以及第二轴C2各轴为基准的线对称形状。

而且，在第二弹性支持部25的H方向的中间部分上连接有沿着V方向上延伸的第二致动器26。第二致动器26隔着第二弹性支持部25，向V方向反向延伸。第二致动器26与第二弹性支持部25和框架27连接。第二致动器26有四个，同时四个第二致动器26设置成相对于第一轴C1以及第二轴C2对称。

第二致动器26包括压电部件，其通过被提供给电能而变形。通过适当地驱动四个第二致动器26，使第二弹性支持部25以第二轴C2为中心扭转。在第二致动器26的变形产生的力和第二弹性支持部25的弹性回复力的作用下摆动支持部23绕第二轴C2摆动。详细情况在下文中描述，摆动支持部23摆动时，在摆动支持部23的内部设置的镜子21、第一弹性支持部22以及第一驱动器24也作为一体而摆动。

摆动支持部23与框架27相同地在中央部分形成开口。镜子21为在主平面之一(此处，纸面的前方的表面)上形成反射面211的圆板状的部件，并被配置在摆动支持部23的开口的内部。用一对第一弹性支持部22来连接摆动支持部23的开口的在V方向上相对的内壁的H方向的中央部分与镜子的V方向的两个端部。一对第一弹性支持部22具有相同的长度。摆动支持部23、一对第一弹性支持部22以及镜子21在静止状态时，构成为以第一轴C1以及第二轴C2各轴为基准的线对称形状。

而且，在摆动支持部23的长度方向(V方向)的两端部以隔着第一弹性支持部22的方式设置有第一致动器24。以相对于第一轴C1以及第二轴C2对称的方式设置有四个第一致动器24。

通过适当地驱动四个第一致动器24，使第一弾性支持部22以第一轴C1为中心扭转，利用第一弹性支持部22的弹性回复力使镜子21绕第一轴C1摆动。通过调整来自该第一致动器24的力的大小以及施加时机，能够调整镜子21的摆动速度、摆动角度、频率。

光扫描元件2具有上述这类结构，在光扫描元件2中通过使光束射入在绕第一轴C1摆动的镜子21的反射面211上，从而使反射面211反射的光束在第一方向(H方向)上扫描。另外，在光扫描元件2中通过使光束射入在绕第二轴C1摆动的镜子21的反射面211上，从而使反射面211反射的光束在第二方向(V方向)上扫描。

而且，通过适当地驱动第一致动器24以及第二致动器26，镜子21的反射面211以规定的周期分别绕第一轴C1以及第二轴C2摆动。通过使光束照射在绕第一轴C1以及绕第二轴C2摆动的镜子21的反射面211上，生成使光束在二维方向(H方向以及V方向)上扫描的检查光。而且，在下文的说明中，有时将使光束在第一方向(H方向)上扫描时的光线称为扫描线。

而且，在光扫描元件2中以使用了压电型的致动器的压电型光扫描元件为示例进行说明，但也可以是使用了静电型、电磁型等不同结构的致动器的光扫描元件。

另外，作为光扫描元件，不限于使反射面211摆动的结构，也可以是能够使反射光的光轴绕交叉的两个轴移动的结构，例如可以是组合多角镜或检流计镜(galvanometermirror)的结构。虽然作为检查光的扫描方向的第一方向和第二方向是正交的，但不限于此，可以是不同的方向。然而，为了用检查光以高精度对检测区域Sa进行二维扫描，优选为正交或大致正交。

光扫描部200的光扫描元件2被扫描光源控制部41的后述的扫描控制部412驱动控制。来自扫描控制部412的控制信号(扫描信号)被输入驱动器201。驱动器201基于来自扫描控制部412的控制信号生成驱动光扫描元件2的致动器的驱动信号，而驱动致动器。而且，镜子21以规定的频率以及摆动角度绕第一轴C1以及绕第二轴C2摆动。另外，信号处理部202基于从光扫描元件2输出的传感器信号生成包括反射面211的位移(摆动角度)的信息的位移信号，将位移信号发送给扫描光源控制部41的扫描控制部412。

光接收部300接收使用者的手指Fg横切从光源部100射出的红外波长区域的检查光而产生的反射光，并输出光接收信号。光接收部300是一般的结构，即具备光接收元件、滤光器、透镜(均未图示)。光接收部300是公知的，故省略其详细的结构。

接着说明处理部400。处理部400控制光源部100以及光扫描部200，同时还基于来自光接收部300的光接收信号，通过计算来检测区域Sa内的使用者的手指Fg的位置。

处理部400是包括CPU、MPU等计算处理电路的结构，如图2所示，包括扫描光源控制部41、接收部42、位置检测部43、位置修正部44、外部输出部45、同步信号生成部46以及存储部47。

扫描光源控制部41是控制来自扫描光源部100的光的输出、检查光的移动范围、速度等的控制部。扫描光源控制部41包括光源部控制部411和扫描控制部412。

光源控制部411是控制光源部100的驱动的控制电路。光源控制部411接收来自显示器用光接收元件14的显示器信号。光源控制部411基于显示器信号，生成控制光源11射出的光(红外光)的输出、发出光的时机、发光时间等的控制信号，并将控制信号发送给驱动器111。

扫描控制部412是控制光扫描部200的驱动的控制电路。扫描控制部412接收来自光扫描部200的信号处理部202的位移信号。然后，基于位移信号生成用于使反射面211适当地摆动的控制信号，并将该控制信号发送给驱动器201。

光源控制部411和扫描控制部412使光源部100以及光扫描部200同步并被驱动，从而用检查光扫描检测区域Sa。扫描光源控制部41能够访问存储部47。扫描光源控制部41基于存储在存储部47中的光扫描模式信息驱动光源部100以及光扫描部200。

存储部47包括只读ROM、可读写RAM、闪存等存储装置。存储部47包括按照时间顺序排列光源部100的发光的时机、光扫描部200的反射面211的摆动角度的信息的控制表。需要说明的是，控制表也可以处理这些数据之外的数据。而且，作为光扫描模式信息可列举的信息包括：在任意时间的光源部100发光有无、反射面211(光扫描部200)的摆动角度。

接收部42与光接收部300连接，是获取来自光接收部300的光接收信号的电路。接收部42从同步信号生成部46获取使光源控制部411以及扫描控制部412的驱动同步的同步信号，将光接收信号与同步信号相关联地转发给位置检测部43。而且，详细情况在下文描述。

位置检测部43根据所获取的光接收信号以及与光接收信号相关联的同步信号通过计算获取使用者的手指Fg的位置(坐标等)。只要使用者的手指Fg横切了检查光，则光接收部300定期地(每个检查光的扫描周期)将光接收信号发送给接收部42。因此，位置检测部43定期地获取使用者的手指Fg的位置的信息。使用者的手指Fg的位置的计算将在下文中描述。

位置检测部43所获取的使用者的手指Fg的位置的数据被转发给位置修正部44。位置修正部44是进行修正使用者的手指的位置的计算的计算电路。修正计算也与位置的计算一同将在下文中描述。

外部输出部45与主控制装置Cnt连接，外部输出部45是用于将使用者的手指Fg的位置的信息发送给主控制装置Cnt的外部接口。外部输出部45可以有线地与主控制装置Cnt连接，也可以无线地与主控制装置Cnt连接。

同步信号生成部46包括用于生成同步信号的信号生成电路。通过基于同步信号进行动作，光源控制控制部411以及扫描控制部412同步并进行驱动。另外，同步信号还被发送给接收部42。接收部42将同步信号与光接收信号关联并发送给位置检测部43。位置检测部43相关联地获取光接收信号与同步信号，从而获取使来自光源部100的检查光的发光的时间、光扫描部200的扫描的开始以及期间、和来自光接收部300的检测光的接收时间相关联的信息。

接着，参照附图说明位置检测装置A的动作。图5是表示位置检测装置的光扫描的动作的图，图6是表示从扫描控制部发送给光扫描部的扫描信号的图。

图5表示光扫描部200的镜子21的动作。图5的矩形是使用者看到的检测区域Sa，表示由检查光(扫描线)进行的检测区域Sa的扫描。在图5中，在表示检测区域Sa的矩形的上方表示反射面211绕第一轴C1的摆动。另外，在左侧表示反射面211绕第二轴C2的摆动。而且，在表示检测区域Sa的矩形的内部，表示组合绕第一轴C1的摆动和绕第二轴C2的摆动时的检测区域Sa内的检查光的扫描状态。而且，光扫描部200以无间隙地排列扫描线的方式来扫描检查区域Sa(光栅扫描)。

在图5中，绕第一轴C1的摆动Os1将横轴设为反射面211(镜子21)的摆动角度(法线的位置)、将纵轴设为时间。另外，绕第二轴C2的摆动Os2将横轴设为时间，将纵轴设为反射面211(镜子21)的摆动角度(法线的位置)。在位置检测装置A中，基于光源控制部411生成的控制信号和扫描控制部412的控制信号，驱动光源部100和光扫描部200。使反射面211以一定的频率绕第一轴C1摆动同时以一定的频率绕第二轴C2摆动。这样，通过使光束照射在摆动的反射面211上，从而使光束在第一方向(H方向)以及第二方向(V方向)上扫描。

光扫描部200使光束在第一方向上扫描同时在第二方向上扫描。这样，光栅扫描检测区域Sa。通过镜子21绕第一轴C1的摆动和绕第二轴C2的摆动来进行该检查光的扫描，如图5所示，绕第一轴C1的摆动的频率比绕第二轴C2的摆动的频率更高。例如，可以列举第一方向的摆动频率为24Hz，第二方向的摆动频率为30Hz。

为了使镜子21以这种频率摆动，扫描控制部412用如图6所示的扫描信号驱动光扫描元件2。图6的上段是控制绕第二轴C2(第二方向)的摆动的扫描信号，中段是控制绕第一轴C1(第一方向)的摆动的扫描信号。另外，最下段表示使用者的手指进入检测区域时的来自光接收部300的光接收信号。

如图6所示，扫描信号是每隔一定的期间使致动器输出驱动力之类的信号。首先说明控制绕第一轴C1的摆动的扫描信号。如图6的中段所示，用大写字母“L”和数字的组合表示镜子21的摆动的周期。由该“L”和数字的组合表示的期间是绕第一轴C1摆动一次的周期。而且，接在该“L”后的数字表示在扫描检查区域Sa时形成扫描线的期间的顺序。例如，L1表示扫描最初的扫描线的期间，表示该期间是在检测区域Sa的最上或最下形成扫描线的期间。另外，L400表示从L1开始形成第400个的扫描线的期间。而且，光扫描装置A是用800根扫描线来扫描检测区域Sa的结构，最后的期间为L800。而且，也可以说接在“L”后的数字表示检测区域Sa内的扫描线的位置。

如图6所示，在各期间的最初的时刻，扫描控制部412将扫描信号发送给驱动器201，以使致动器24输出驱动力。这样，通过使致动器24输出的驱动力与光扫描元件2的固有频率同步，从而进行产生共振并摆动的共振驱动。也即是说，通过来自驱动器24的振动产生共振，能够使镜子21大幅度且快速地(以高频率)摆动。

而且，与摆动的周期同步地射出来自光源100的光束。例如，在图5所示的示例中，当从光源部100连续地射出光束时，光扫描部200在镜子21的摆动角度最大的两端部分使检查光从检测区域Sa突出。在镜子21摆动的状态下，通过调整从光源部100射出光束的时机，能够使检查光(扫描线)仅扫描检测区域Sa内。

绕第二轴C2的摆动可以说是光束在第一方向上每扫描一次，则在第二方向(图5中为上下方向)上挪动一下。而且，通过绕第二轴C2摆动，来进行用扫描线铺满检测区域Sa的光栅扫描。也就是说，在绕第一轴C1摆动800次期间，绕第二轴C2的摆动进行一次。因此，如图6所示，指示绕第二轴C2的摆动的扫描信号将从L1到L800结束为止作为一次扫描的周期。

如同绕第一轴C1的摆动，绕第二轴C2的摆动也利用共振并且由致动器26驱动。然而，绕第二轴C2的摆动与绕第一轴C1的摆动相比频率低。因此，绕第二轴C2的摆动也可以是非共振驱动(DC驱动)，该非共振驱动使用来自致动器26的驱动力以直接成为规定的角度的方式进行驱动。

然后，每当第一方向的扫描完成800次、第二方向的扫描完成一次后，再次回到原来的位置，重新进行检测区域Sa的扫描。将从最初的扫描线(此处，为L1)开始形成到最后的扫描线(此处，为L800)的形成结束为止作为一次扫描的周期来进行说明。也就是说，在一次扫描的周期内，在第一方向上进行800次光束扫描，在第二方向上进行一次光束扫描。

参照附图说明位置检测装置A检测使用者的手指Fg在检测区域内的位置的动作。位置检测装置A检测在使用者的前面的检测区域Sa内的使用者的手指Fg的位置。在使用者看来，检测区域Sa是在纵向(为y方向)、横向(为x方向)、厚度方向(为z方向)上具有长度的长方体形状的区域。而且，在检测区域Sa的内部设置有在x方向以及y方向上具有长度的位置检测面Iv。而且，位置检测面Iv是在检测区域Sa内假设的平面，其为操作后述的虚拟的用户接口时的基准面。

光扫描部200通过对于检测区域Sa在y方向上排列在x方向上扫描光束的扫描线，从而扫描检测区域Sa。也就是说，第一方向为x方向，第二方向为y方向。位置检测装置A用检查光扫描检测区域Sa。进入检测区域Sa的使用者的手指Fg反射的检查光被光接收部300接收。光接收部300被配置成仅检测来自检测区域Sa内的光。即，光接收部300能够接收光的范围是检测区域Sa，通过改变光接收部300的设置场所、能够接收光的范围，来使检测区域Sa变化。在本实施方式中，如上所述，检测区域Sa是长方体形状，其具有面对使用者的矩形的面，同时在使用者看来在深度方向(深入方向)上具有厚度。然而，不限于此，通过改变光接收部300，还能够形成正方形、圆形等的面与使用者相面对之类的检测区域Sa。

扫描线是在第一方向上扫描光束的扫描光的线，通过使用者的手指Fg横切扫描线，从检查光被使用者的手指Fg反射，而产生反射光。而且，在以下的说明中，表示使用者的手指Fg横切扫描线时，当做产生了来自使用者的手指Fg的反射光。另外，使用者的手指Fg在x方向、y方向、z方向上的位置只要没有特别说明，均表示使用者的手指Fg的前端在x方向的位置、y方向的位置、z方向的上位置。

当接收到反射光时，光接收部300将光接收信号发送给处理部400的接收部42。接收部42，获取由镜子21进行的第一方向的扫描以及第二方向的扫描同步的同步信号，将光接收信号与同步信号相关联并发送给位置检测装置43。

位置检测部43基于光接收信号和同步信号，确定接收到光接收信号时的扫描的周期和扫描线的序号。而且，在以下的说明中，记载有处理部400获取扫描的周期、扫描线的信息时，是指在进行了上述这类处理后获取扫描的周期、扫描线的信息。另外，此处，用代表扫描的周期的时间(可以是扫描开始的时间，也可以是中间的时间，还可以是结束的时间)按时间顺序区分扫描的周期。

如图6所示，光接收部300所生成的光接收信号是脉冲状信号，该光接收部300接收使用者的手指Fg在检测区域Sa内横切扫描线时的反射光。这是因为，扫描线是在x方向上扫描检查光的光，该光照射在使用者的手指Fg上的时间非常短。检查光的扫描与镜子21的摆动同步，因此位置检出部43基于光接收信号和同步信号，确定接收到光接收信号时的扫描的周期以及使用者的手指Fg横切的扫描线。另外，位置检测部43确定接收到光接收信号的时间在形成扫描线的期间内的位置。位置检测部43根据使用者的手指Fg横切的扫描线的信息(序号)和镜子21绕第二轴C2摆动的角度以及频率，确定使用者的手指Fg在检测区域Sa内的y方向的位置。另外，位置检测部43根据横切时间在扫描线的期间内的位置和镜子21绕第一轴C1摆动的角度以及频率，确定使用者的手指Fg在x方向的位置。

例如，如图6所示，从扫描的期间L401的扫描开始，仅在经过时间h401时就检测出光接收信号。由此，位置检测部43从光接收信号和同步信号获取如下信息，获取在从扫描的期间L401的开始延x方向仅移动移动时间h401后的位置处使用者的手指Fg横切扫描线L401。然后，位置检测部43根据镜子21的摆动的角度以及速度，通过确定扫描线L401的y方向的位置以及从扫描的期间L401的开始位置经过时间h401时检查光的扫描位置，从而检测出在x方向上的位置。

接着参照附图说明z方向的位置的检测。图7是表示用检查光扫描检测区域的状态的图。图8是表示使用者的手指反射的光的光接收状态的图。图7是从侧面观察检测区域Sa的图，表示检查光扫描检测区域Sa的状态，同时以时间顺序依次表示使用者的手指Fg进入检测区域Sa的情况。需要说明的是，在图7中，将检测区域Sa的使用者侧的界面设为第一界面Sa1，将与使用者相对侧的界面设为第二界面Sa2。

如图7所示，位置检测面Iv配置于检测区域Sa的厚度方向(z方向)的大致中央部分。而且，光扫描部200用检查光对检测区域Sa的位置检测区域Iv在厚度方向(z方向)上投影得到的区域的全部进行扫描。如图7所示，扫描检测区域Sa的检查光相对于检测区域Sa的第一界面Sa1(第二界面Sa2)以照射角度θ倾斜。该检查光的照射角度θ将在下文中描述。

为了方便说明，在图7中用30根扫描线来扫描检测区域Sa，但实际上用更多的(例如，如图6所示，800根)扫描线来扫描。而且，大写字母“N”与数字的组合与图6的大写字母“L”与数字的组合意思相同，其表示扫描线。即，将30根扫描线设为N1～N30进行说明。

在图7中，使用者的手指Fg的前端从检测区域Sa的外侧，朝向到达第一界面Sa1的位置P0、与位置检测面Iv接触的位置P1、到达第二界面Sa2的位置P2、越过第二界面Sa2的位置P3移动。

图8表示用30根扫描线的每一次扫描中光接收部300接收的光。而且，纵方向分别示出30根扫描线，横方向上将排列并扫描了全部的30根扫描线时作为一次扫描，按时间顺序排列并配置每个扫描的周期。这里，用时间t0～t6表示各扫描的周期，但该时间t0～t6并不表示时刻，而表示扫描一次检查区域Sa的周期在时间顺序上的位置。而且，图8中，对于在各时间t0～t6中扫描的检查光中的被使用者的手指Fg反射并且被光接收部300接收的光，通过涂黑对应的检查光予以表示。

当使用者的手指Fg处于比P0还离开检测区域Sa的位置时，虽然使用者的手指Fg有时会横切扫描线，但是由于横切扫描线的部分为检测区域Sa之外，因此光接收部300不接收反射光。因此，没有获取光接收信号时，处理部400判断使用者的手指Fg在检测区域Sa的外侧。

如图7所示，使用者的手指Fg在位置P0时，使用者的手指Fg横切比扫描线N13更位于前方(小序号)的扫描线。使用者的手指Fg位于位置P0时，为接触第一界面Sa1的状态，光接收部300仅接收使用者的手指Fg横切扫描线N13时的反射光。光接收部300若接收反射光则将光接收信号发送给处理部400。

处理部400基于光接收信号的接收，确认是各扫描的周期(t0～t6)中的哪一个，同时根据上述期间的信息确定使用者的手指Fg横切的扫描线(N13)。若将使用者的手指Fg位于位置P0时的扫描的周期设为时间t0，则处理部400判断使用者的手指Fg横切了时间t0的扫描周期时的扫描线N13。若示意性地图示该情况，则如图8所示。在图8中，在时间t0时的扫描线N13上显示标识Mk1，该标识Mk1表示检测出使用者的手指Fg。

如图7所示，各扫描线与第一界面Sa1交叉的部分在y方向上的位置分别独立。因此，处理部400基于使用者的手指Fg接触第一界面Sa1时横切的扫描线，确定使用者的手指Fg与第一界面Sa1的接触点在第一接触面Sa1中在y方向上的位置。

而且，当使用者的手指Fg在检测区域Sa内横切多根扫描线时，使用者的手指Fg离第一界面Sa1最近的部分横切最前方的扫描线。因此，在接收到最初的光接收信号时判断出横切了多根扫描线时，基于最前方的扫描线，判断与第一界面Sa1的接触点在第一界面Sa1中在y方向上的位置。

之后，若使用者的手指Fg从位置P0(t0)移动到位置P1(t1)，则使用者的手指Fg横切比扫描线N15更前方的扫描线。在时间t1的周期时，如在图8中所表示的用于示出以扫描线N13、N14、N15检测的标识Mk2。光接收部300接收使用者的手指Fg横切扫描线N13、N14、N15而产生的反射光，并将光接收信号发送给处理部400。

处理部400在时间t1的扫描周期时判断使用者的手指Fg横切扫描线N13、N14、N15。根据使用者的手指Fg横切扫描线N13、N14、N15，处理部400能够确定使用者的手指Fg的前端在z方向上的位置。也就是说，处理部400判断使用者的手指Fg从第一界面Sa1在z方向上前进了两根扫描线的距离。由此，处理部400检测出进入检测区域Sa的使用者的手指Fg从第一界面Sa1开始在z方向上的位置。

进一步，若使用者的手指Fg从位置P1(t1)移动到位置P2(t2)，则使用者的手指Fg横切比扫描线N17更前方的扫描线。在时间t2的扫描时，如在图8中所表示的用于示出以扫描线N13～N17检测的标识Mk3。然后，光接收部300接收使用者的手指Fg横切扫描线N13～N17而产生的反射光，并将光接收信号发送给处理部400。

处理部400在时间t2的扫描的周期时判断使用者的手指Fg横切扫描线N13～N17。根据使用者的手指Fg横切扫描线N13～N17，处理部400能够确定使用者的手指Fg的前端在z方向上的位置。也就是说，处理部400判断使用者的手指Fg从第一界面Sa1在z方向上前进了4根扫描线的距离。

然后，若使用者的手指Fg从位置P2(t2)移动到位置P3(t3)，则使用者的手指Fg切割比扫描线N19更前方的扫描线。使用者的手指Fg的前端从第二界面Sa伸出，在检测区域Sa内横切扫描线N13～N17(参照图7)。使用者的手指Fg横切N18、N19的位置在检测区域Sa的外侧。因此，在时间t3的扫描中，如在图8中所表示的用于示出以扫描线N13～N17检测的标识Mk4所示。光接收部300接收使用者的手指Fg横切扫描线N13～N17而产生的反射光，并将光接收信号发送给处理部400。

与之前的时间t2相比，使用者的手指Fg横切的扫描线没有变化。因此，处理部400判断使用者的手指Fg的前端从第二界面Sa2伸出到检测区域Sa的外侧。

在位置检测装置A中，用使用者的手指Fg横切的扫描线的根数来确定使用者的手指Fg在z方向上的位置。而且，扫描线在z方向上的排列数越多(分辨率越高)，则越能够提高z方向的位置的检测精度。此处，在位置检测装置A中，减小检测光相对于检测区域Sa的第一界面Sa1以及第二界面Sa2的照射角度θ，在z方向上排列更多的扫描线，即提高分辨率。而且，大多数情况下根据光束的直径或光扫描部200的摆动频率照射角度θ存在最佳值，因此优选将照射角度θ设为该最佳值或接近最佳值。

如上所述，由于检查光的照射角度θ是一定的，因此在检测区域Sa内的第一界面Sa1和位置检测面Iv之间在z方向上排列的扫描线的根数是一定的(此处，为3根)。因此，处理部400基于来自光接收部300的光接收信号，判断使用者的手指Fg横切3根扫描线时，使用者的手指Fg的前端到达位置检测面Iv。

例如，有时使用者的手指Fg位于位置P4，该位置P4是在y方向上比位置P1更向扫描线N1侧移动的位置。此时，虽然使用者的手指Fg横切比扫描线N11更前方的扫描线，但是处于检测区域Sa内的扫描线是N9、N10、N11这三根。因此，处理部400基于光接收信号判断位于位置P4的使用者的手指Fg的前端在z方向上位置与位置P1相同。而且，由于在检测区域Sa内使用者的手指Fg切割的最前方的扫描线是N9，因此判断使用者的手指Fg在y方向上位于比位置P1更朝向N1方向偏移4根扫描线的距离的位置。

如上所示，在位置检测装置A中，处理部400基于来自光接收部300的光接收信号，确定使用者的手指Fg横切的扫描线，根据该扫描线的信息检测出使用者的手指Fg在检测区域Sa内在x方向、y方向、z方向的位置。而且，x方向的位置、y方向的位置、z方向的位置例如可列举在检测区域Sa用确定的(x，y，z)坐标指定的位置，但不限于此。

如上所述，在位置检测装置A中，在每个扫描的周期中(例如，时间t0～t6)，检测检测区域Sa的内部的使用者的手指的位置。位置检测部43基于在各扫描的周期中检测的使用者的手指Fg的位置(x，y，z)坐标，能够获取使用者的手指Fg的移动(轨迹)的信息。然后，位置检测部43基于移动的信息，判断检测区域Sa内的使用者的手指的移动。

例如，从图7的位置P0(t0)移动到位置P1(t1)时，使用者的手指Fg横切的扫描线的根数从1根变为3根。即，使用者的手指Fg向厚度方向(z方向)的深入移动时，扫描的周期变化，因而使用者的手指Fg横切的扫描线的根数变多。若每个扫描的周期的使用者的手指Fg横切的扫描线的根数变多，则位置检测部43判断使用者的手指Fg在检测区域Sa的内部朝向z方向深入前进。相反，使用者的手指Fg横切的扫描线的根数减少时，位置检测部43判断使用者的手指Fg在检测区域Sa内在z方向上朝向拔出手指的方向移动。

另外，使用者的手指Fg在重叠于位置检测面Iv的位置P1(t1)处停止时，即使扫描的周期改变(即使重复进行多次扫描)，使用者的手指Fg横切的扫描线也是N13、N14、N15这3根。即使扫描的周期改变(即使重复多次扫描)而使用者的手指Fg横切的扫描线的根数也不变化时，位置检测部43判断使用者的手指Fg停止。

而且，在检测空间Sa内不支撑使用者的手指Fg而使其停止时，存在使用者的手指Fg摇晃且横切的扫描线的根数变化的情况。大多情况下这类使用者的手指Fg的摇晃导致的横切的扫描线的根数的变化小。因此，伴随着扫描周期的变化(重复进行多次扫描)而变化的根数在预定的值(阈值)以下时，位置检测部43可以判断使用者的手指停止。

另外，通过检测每周期的手指Fg的位置(x，y，z)坐标，还能够获取手指Fg的移动速度。位置检测装置43基于扫描线的信息的每周期的变化，检测使用者的手指Fg的停止，因此也可以说位置检测部43在使用者的手指Fg的移动速度在规定值以下时判断手指Fg停止。

参照附图说明操作虚拟的用户接口的情况。图9是表示在操作显示于位置检测面的虚拟用户接口的状态下的用户的手指的图，图10是表示位置检测面的坐标系中的使用者的手指的前端的坐标的图。需要说明的是，位置检测面Iv的坐标系是指由检测区域Sa中的坐标(x，y，z)形成的垂直于位置检测面Iv的垂线与位置检测面Iv的交点的x坐标和y坐标。

空间输入装置Ip通过检测出检测区域Sa内部的使用者的手指Fg(指示物)来识别虚拟的用户接口的输入操作。此处，在使用者看来，在位置检测面Iv上显示虚拟的键盘，使用者进行在z方向上按压键盘的按键的操作。另外，位置检测面Iv是与第一界面Sa1以及第二界面Sa2平行的平面，配置在检测区域Sa的大致中央。

在通常的具备机械动作的按键的键盘的情况下，使用者可识别手指接触按键。然后，通过按压按键使按键操作物理性开关，进行输入操作。此时，按键限制使用者的手指的按压操作(移动)。

另一方面，在操作虚拟的键盘时，按键实际上没有在该位置处，而仅能看到按键的图像。因此，使用者移动使用者的手指Fg，以对其认为存在按键的位置进行操作。处理部400根据使用者的手指Fg横切的扫描线的序号和根数检测出使用者的手指Fg的位置(移动)。然后，处理部400根据反复进行扫描时的使用者的手指Fg横切的扫描线的变化检测出使用者的手指Fg在检测区域Sa内的移动(轨迹)。

在位置检测装置A中检测出进入检测区域Sa内的使用者的手指Fg与位置检测面Iv接触时，识别为使用者的手指Fg与虚拟的键盘接触。当处于使用者的手指Fg没有与位置检测面Iv接触的状态时，处理部400判断使用者的手指Fg处于没有操作虚拟键盘的状态。然后，使用者的手指Fg与位置检测面Iv接触后，位置检测部43基于使用者的手指Fg在检测区域Sa内的位置信息(坐标信息)，检测出使用者的手指在位置检测面Iv上的位置信息(坐标信息)。处理部400基于在位置检测面Iv上形成的虚拟键盘的信息(例如，各按键在位置检测面Iv上的位置信息)和使用者的手指Fg在位置检测面上的位置信息，识别使用者的手指Fg对虚拟键盘的输入操作。

例如，如图10所示，说明按压输入在位置检测面Iv上显示的虚拟键盘的位置Tp1(x1，y1，z1)处所显示的按键Ky的情况。

使用者大多情况下可正确地识别在位置检测面Iv上显示的按键Ky的位置(xy平面上的位置)，使用者大多正确地用使用者的手指Fg触碰位置检测面Iv的操作对象的显示按键Ky的位置。另一方面，在虚拟的键盘上，由于没有触感，因此使用者难以识别深入方向上(z方向)的位置，在大多数情况下使用者的手指Fg与位置检测面Iv接触后进一步向z方向移动而停止。

使用者的手指Fg的前端在位置Tp1处与位置检测面Iv重合。使用者的手指Fg在z方向上移动，从位置Tp1移动到位置Tp11(x1，y1，z2)。此时，由于使用者的手指Fg在位置检测面Iv上的位置是垂线与位置检测面Iv重合的点，因此为(x1，y1，z1)。即，使用者的手指Fg在z方向上正确地移动时，即使使用者的手指Fg的前端的停止位置有偏差，位置检测面Iv上的使用者的手指Fg的坐标也不会变化。因此，即使使用者的手指Fg的前端在z方向上的位置稍微有偏差，也能够正确地进行虚拟键盘的操作。

但是，即使使用者想要在z方向上移动手指Fg，实际上有时也会在与z方向不同的方向上移动。例如，如图10所示，使用者的手指Fg在位置Tp1处与位置检测面Iv接触，此后，在位置Tp2(x2，y2，z2)处停止。在位置Tp2(x2，y2，z2)处停止的情况下，使用者的手指Fg在位置Tp2处停止时在位置检测面Iv上的位置如图10所示，有时会从按键Ky偏移。

因此，由位置检测部43检测出使用者的手指Fg的位置的信息(坐标信息)，位置修正部44根据该位置信息对由使用者的手指Fg在z方向上的偏移产生的在位置检测面Iv上的位置偏移进行修正。以下，说明位置修正部44进行的位置修正的方法。如图9所示，使用者的手指Fg从位置Tp0(进入检测区域Sa的位置)朝向位置检测面Iv移动，横切位置检测面Iv经过位置Tp1(x1，y1，z1)，到达位置Tp2(x2，y2，z2)。

位置检测部43如上所述，基于使用者横切扫描线的信息(序号、根数)，检测出使用者的手指Fg与位置检测面Iv接触的坐标，即检测出位置Tp1的坐标。然后，位置检测部43将各扫描的周期中检测的使用者的手指Fg的位置的信息(坐标)发送给位置修正部44。然后，位置检测部43根据横切的扫描线的根数的变化检测使用者的手指Fg停止在z方向上移动。即，位置检测部43若判断使用者的手指Fg停止在z方向上移动，则将该位置(位置Tp2)的坐标发送给位置修正部44。

位置修正部44将从位置Tp1到位置Tp2的使用者的手指Fg的轨迹作为直线，对使用者的手指Fg在z方向从位置检测面Iv偏移时的在位置检测面Iv上的位置(坐标)进行修正。若将位置检测面Iv上的使用者的手指Fg的x方向的修正公式设为fx(x,z)，y方向的修正公式设为fy(y,z)，将修正系数设为Cx、Cy，则

fx(x,z)＝x-(z-z1)×Cx

fy(y,z)＝y-(z-z1)×Cy

其中，

Cx＝(x2-x1)/(z2-z1)

Cy＝(y2-y1)/(z2-z1)

利用这样的计算公式，随着使用者的手指Fg在z方向上的偏移，进行x方向、y方向的位置修正。fx(x,z)以及fy(y,z)是求解修正值的公式，位置修正部44使用由修正公式求出的修正值对使用者的手指Fg的坐标进行修正。而且，存在位置Tp1和位置Tp2的偏移较小的情况。在这种情况下，也可以基于周期内的另外的扫描的坐标(例如，使用者的手指Fg进入检测区域Sa的位置Tp0，参照图9)，求出修正系数Cx、Cy。另外，虽然详细情况将在下文描述，但是一直使用该修正系数Cx、Cy直到使用者的手指Fg从检测区域Sa拿走为止。

如上所述，位置检测部43对伴随着使用者的手指Fg在z方向上的偏移的位置检测面Iv内的位置的偏移进行修正。然后，进行位置检测面Iv内的使用者的手指Fg的位置偏移的修正，同时将该修正后的位置的信息发送给主控制装置Cnt。主控制装置Cnt基于在位置检测面Iv上显示的虚拟用户接口的信息(按键排列、坐标等)和使用者的手指Fg在位置检测面Iv上的修正位置，识别输入操作。

以下，表示在本发明所涉及的空间输入装置中对虚拟的用户接口进行输入操作的步骤。图11是利用了本发明所涉及的空间输入装置的输入操作的流程图。

如上所述，通过使用者的手指Fg在检测区域Sa内横切扫描线，光接收部300接收反射光并生成光接收信号，同时将光接收信号发送给处理部400。处理部400的接收部42接收光接收信号，从而检测出使用者的手指Fg(指示物)进入检测区域Sa内(步骤S1)。接收部42将光接收信号和同步信号关联并发送给位置检测部43。

位置检测部43基于光接收信号和同步信号，获取检测区域Sa的检查光每进行一次扫描时使用者的手指Fg横切的扫描线的信息(序号、根数)。然后，位置检测部43检测出使用者的手指Fg在检测位置Sa内的位置(步骤S2)。

如上所述，位置检测部43在确认使用者的手指Fg停止移动时，基于使用者的手指Fg的位置，对使用者的手指Fg在位置检测面Iv上的位置进行修正(步骤S3)。位置的修正的计算如上所述。然后，进行用于固定使用者的手指Fg在位置检测面Iv上的位置的位置固定处理(步骤S4)。位置固定处理的详细情况将在下文描述。

然后，处理部400经由外部输出部45将固定的使用者的手指Fg在位置检测面Iv上的位置的信息(坐标)通知给主控制装置Cnt(步骤S5)。主控制装置Cnt基于使用者的手指Fg在位置检测面Iv上的位置的信息和在位置检测面Iv上显示的虚拟的用户接口的信息，识别使用者进行的输入操作。例如，对虚拟键盘进行输入操作时，基于虚拟的键盘的信息(按键排列、各按键在位置检测面Iv上的坐标)，识别使用者的手指Fg进行的虚拟键盘的输入。

然后，主控制装置Cnt确认是否结束使用了虚拟的用户接口的输入操作(步骤S6)，不结束时(在步骤S6中为否时)返回到检测指示物的步骤(步骤S1)。另外，结束使用虚拟的用户接口的输入操作时(步骤S6为是时)，结束处理。需要说明的是，作为结束输入操作的情况可列举：输入了用于确认确定、中止(取消)等使用者的意图的按键的情况、预定的输入完成的情况、或者检测出使用者的手指Fg从位置检测面Iv离开的情况。但是，不限于此。

接着，参照附图说明位置修正的处理(步骤S3)的详细情况。图12是表示对使用者的手指的位置进行修正的处理的流程图。如图12所示，位置检测部43检测用于显示虚拟键盘的位置检测面Iv在检测区域Sa中在z方向上的位置(步骤S301)。此处，位置检测面Iv在z方向上的深度是从第一界面Sa1到位置检测面Iv为止在z方向上的距离。需要说明的是，在本实施方式中，能够通过使用者的手指Fg横切扫描线的根数来确定使用者的手指Fg的进入深度、前端到达的深度。因此，位置检测部43获取从第一界面Sa1到位置检测面Iv之间在z方向上排列的扫描线的根数(图7中为3根)。

位置检测部43在每个扫描的周期中，检测使用者的手指Fg横切的扫描线的信息，根据使用者的手指Fg横切的扫描线的信息(序号、根数)来确认使用者的手指Fg是否到达位置检测面Iv(步骤S302)。而且，位置检测部43将使用者的手指Fg横切的扫描线的根数与从第一界面Sa1到位置检测面Iv为止配置的扫描线的根数进行比较，判断使用者的手指Fg是否到达位置检测面Iv。需要说明的是，位置检测部43无论判断出使用者的手指Fg是否到达位置检测面Iv，都将使用者的手指Fg的前端的位置发送给位置修正部44。

位置检测部43判断使用者的手指Fg没有到达位置检测面Iv时(步骤S302中为否时)，位置修正部44将当前的使用者的手指Fg的前端的位置设为位移基准点(步骤S303)。需要说明的是，位移基准点是指使用者的手指Fg越过位置检测面Iv在z方向上移动时的进行x方向以及y方向的修正的基准点。例如，是使用者的手指Fg最初与位置检测面Iv重合的点，使用者的手指Fg越过位置检测面Iv在z方向上移动后，与图10所示的位置Tp1相同。

由于使用者的手指Fg没有越过位置检测面Iv，使用者的手指Fg没有处在进行虚拟键盘的操作的阶段，因此位置修正部44不进行使用者的手指Fg在位置检测面Iv上的位置的修正，返回到主处理的位置固定处理(步骤S4)。需要说明的是，使用者的手指Fg的前端到达位置检测面Iv时，通过步骤S303更新位移基准点。

另外，使用者的手指Fg越过位置检测面Iv在z方向上移动时(步骤S302中为是时)，位置检测部43确认使用者的手指Fg正在进行在z方向上进入的动作(步骤S304)。如上所述，位置检测部43通过每次重复进行扫描而检测的使用者的手指Fg横切的扫描线的根数的变化来判断使用者的手指Fg是否正在z方向上移动，换言之，进行使用者的手指Fg是否停止的判断。

使用者的手指Fg正在进行进入动作时(使用者的手指没有停止：步骤S304中为是时)，基于当前的使用者的手指Fg的位置信息和位移基准点的位置信息，设置x方向的修正系数Cx以及y方向的修正系数Cy(步骤S305)。需要说明的是，在上述的修正计算的公式中，将位移基准点设为位置Tp1，将当前的位置设为位置Tp2，根据此时的各坐标使用上述公式算出修正系数Cx、Cy并将该值存储在存储部47中。位置修正部44重复进行修正系数Cx、Cy的计算，直到使用者的手指Fg的移动停止为止。而且，每次计算出新的修正系数Cx、Cy时在存储部47上覆盖旧的修正系数Cx、Cy。

结束修正系数Cx、Cy的计算后(步骤S305之后)或进入操作结束时(步骤S304中为否时)，位置修正部44利用修正系数，进行使用者的手指Fg在位置检测面Iv中的位置的修正计算(步骤S306)。需要说明的是，作为进入操作结束的情况，包括使用者的手指Fg停止的情况、使用者的手指Fg暂时进入检测区域Sa中后又进行其他的动作(例如，虚拟键盘的其他按键的操作)的情况。

位置修正部44基于使用者的手指Fg在z方向上的偏移，进行位置检测面Iv上的位置的x方向以及y方向的坐标的修正。然后，位置修正部44将步骤S306中计算出的修正位置的坐标设为使用者的手指Fg在位置检测面Iv上的位置(步骤S307)。之后，返回到主处理的位置固定处理(S4)。

在步骤S3的处理中进行位置修正后，基于修正的位置信息进行位置固定处理(步骤S4)。图13是表示位置固定处理的详细情况的流程图。说明位置固定处理。

例如，如图10所示，使用者的手指Fg与位置检测面Iv接触的点(位置Tp1)在位置检测面Iv上的位置在操作对象的按键Ky的范围内。另一方面，位置Tp2在位置检测面Iv上的修正位置在操作对象的按键Ky的范围之外。若使用者的手指Fg在位置Tp2处停止，则位置修正部44将位置Tp2的修正后的位置(坐标)发送到主控制装置Cnt作为使用者的手指Fg在位置检测面Iv上的操作位置。由于主控制装置Cnt接收的使用者的手指Fg在位置检测面Iv上的位置(操作位置)偏离按键Ky的位置，因此无法正确进行输入操作。

因此，位置检测装置A的处理部400的位置修正部44利用使用者的手指Fg最初与位置检测面Iv重合的点的精度高这一点，之后即使位置偏移，也会将使用者的手指Fg在位置检测面Iv上的位置固定为最初重合的位置(称为保持)。将该最初重合的位置设为保持点。另外，将从保持点开始一定半径的圆称为保持圆Ch。

使用者的手指Fg在z方向上的移动静止时的在位置检测面Iv上的修正位置在保持圆Ch内时，可认为使用者移动使用者的手指Fg以使手指接触保持点。另一方面，使用者的手指Fg在z方向上的移动静止时使用者的手指Fg在位置检测面Iv上的修正位置偏离保持圆Ch时，判断使用者的手指Fg想要对配置在当前的保持点之外的点上的按键进行操作，并且不进行保持。以下说明位置固定处理的详细情况。

如图13所示，确认位置修正部44是否对使用者的手指Fg在位置检测面Iv上的位置进行了修正(步骤S401)。没有进行修正时(步骤S401中为否时)，位置修正部44判断使用者的手指Fg没有到达位置检测面Iv，返回到主处理的位置通知(步骤S5)。判断进行了修正时(在步骤S401中为是时)，位置修正部44确认是否在使用者的手指Fg刚到达位置检测面Iv之后(步骤S402)。

如上所述，对在位置检测面Iv上显示的虚拟用户接口进行操作时，利用在大多情况下使用者的手指Fg最初与位置检测面Iv重合的位置的精度高这一点。因此，确认是在使用者的手指Fg刚到达位置检测面Iv之后。

在使用者的手指Fg刚到达位置检测面Iv之后时(步骤S401中为是时)，位置修正部44将当前的位移基准点(位置Tp1)确定为保持点(步骤S403)，开始进行保持设置(步骤S404)。

并非是在使用者的手指Fg刚到达位置检测面Iv之后时(步骤S401中为否时)，位置修正部44确认是否正在进行保持设置(步骤S405)。没有进行保持设置时(步骤S405中为否时)，位置修正部44将修正位置设置为操作位置(步骤S410)，返回到主操作的位置通知(S5)。此处操作位置是指用于操作虚拟用户接口时的使用者的手指Fg在位置检测面Iv上的位置，是通过主处理的位置通知(步骤S5)通知给主控制装置Cnt的位置。

进行了保持设置时(步骤S404)或者正在进行保持设置时(在步骤S405中为是时)，确认修正位置是否在保持圆Ch内。因此，位置修正部44算出使用者的手指Fg在位置检测面Iv上的位置的修正位置与保持点之间的位置位移量(步骤S406)。

存在使用者的手指Fg操作虚拟键盘的情况、和调整使用者的手指Fg的位置的情况。在这种情况下，存在在使用者的意图下移动使用者的手指Fg以使操作位置偏离保持点的情况。

因此，位置修正部44确认位置位移量是否在预定的阈值以下(步骤S407)。位置位移量大于阈值时(步骤S407中为否时)，判断使用者故意将手指Fg在位置检测面Iv上的位置从保持点移开较大距离，并结束保持设置(步骤S409)。然后，将修正位置设置为操作位置(步骤S410)，返回到主处理的位置通知(步骤S5)。

位置位移量在阈值以下时(步骤S407中为是时)，位置修正部44判断操作位置相对于保持点的位移是由于使用者的手指Fg在z方向上的偏移而产生的x方向以及(或)y方向的偏移。位置修正部44将保持点设为操作位置(步骤S408)，返回到主处理的位置通知(步骤S5)。

通过以上这样的控制，能够正确地进行使用了虚拟的用户接口(键盘)的输入操作。例如，如图10所示，使用者的手指Fg随着在z方向上的移动而在x方向以及y方向上偏移时，将操作位置保持为使用者的手指Fg最初与位置检测面Iv重合的位置Tp1。由此，即使使用者的手指Fg(指示物)在z方向上的位置偏移，也能够抑制使用者的手指Fg在位置检测面Iv上的位置在x方向以及(或)y方向上的偏移。由此，能够提高使用在位置检测面Iv上显示的虚拟用户接口进行的输入操作的精度。需要说明的是，在本实施方式中，由于指示物在z方向上的偏差，导致位置检测面Iv上的操作位置在x方向以及y方向上产生偏差，但是不限于此，也可以采用在x方向或y方向上产生偏差的情况。

<变形例>

在上述示例中，使用者的手指Fg到达位置检测面Iv时，进行操作。然而，即使在使用者判断使用者的手指Fg到达位置检测面Iv的情况下，实际上存在手指Fg仅接近位置检测面Iv而没有到达位置检测面Iv的情况。此时，即使使用者想要操作虚拟的用户接口，空间输入装置Ip也无法识别输入操作。

因此，即使在使用者的手指Fg未到达位置检测表面Iv的情况下，只要使用者的手指Fg接近位置检测面Iv到使用者的手指Fg离位置检测面Iv的距离在规定值以内时，空间输入装置Ip就接受使用者的操作。

以下，说明在使用者的手指Fg未到达位置检测面Iv的情况下的空间输入装置的操作。使用者用手指Fg操作在位置检测面Iv上假设的虚拟的用户接口，例如，进行按压图10的按键Ky的动作。

在空间输入装置Ip中，即使在使用者的手指Fg没有接触位置检测面Iv的情况下，使用者的手指Fg在规定的距离以内接近到离位置检测面Iv时，也判断存在使用者的手指Fg进行的输入。因此，位置检测部43基于使用者的手指Fg横切的扫描线的信息(根数、序号)，检测出使用者的手指Fg与位置检测面Iv的距离。

位置检测部43将使用者的手指Fg与位置检测面Iv的距离在规定的距离以下时的位置设为第一位置，并将该位置信息发送给位置修正部44。位置修正部44基于第一位置和使用者手指移动到第一位置为止的移动轨迹，计算出使用者的手指在位置检测面Iv上的修正后的第二位置。位置修正部44将第二位置设为当前的位置。

如上所述，通过计算出第二位置，使用者的手指在规定的距离以内接近位置检测面Iv时，能够用使用者的手指Fg对虚拟用户接口进行输入操作。

位置检测部43也可以基于每个扫描周期中使用者的手指Fg横切的扫描线的信息，检测出使用者的手指Fg的移动速度。将使用者的手指Fg在规定的距离以内接近到离位置检测面Iv时的第一位置设为上述位置Tp1。然后，将使用者的手指Fg的移动速度变为规定的速度以下时的第三位置设为上述Tp2，如上所述，也可以用修正公式计算出在位置检测面Iv上的第二位置。

如上所述，位置检测部43通过检测使用者的手指Fg相对于位置检测面Iv的位置和移动速度，能够检测接近位置检测面Iv的使用者的手指Fg进行的虚拟用户接口的输入。需要说明的是，使用相对于位置检测面Iv的位置和移动速度，还能够检测越过位置检测面Iv移动的使用者的手指Fg进行的虚拟用户接口的输入。

例如，通过将确定第一位置时规定的距离设为0，使第一位置与上述位置Tp1相同。另外，上述位置Tp2是使用者的手指Fg停止时，即移动速度变为“0”时的位置，因此位置Tp2与第三位置实质上相同。

另外，第一位置与第三位置的距离在规定的长度以下时，即第三位置在以第一位置作为保持点的保持圆内时，位置修正部44可以根据第一位置计算位置检测面Iv上的第二位置。

<第二实施方式>

参照附图说明本发明所涉及的空间输入装置的其他示例。图14是表示用使用者的手指进行输入操作的状态的图。图15是进行图14所示的输入操作时使用者的手指在x、y、z各方向上的偏移的图。需要说明的是，由于空间输入装置Ip的结构与第一实施方式相同，因此省略结构的说明。图14是从使用者的方向看位置检测面Iv的图，图15表示xy平面。另外，图15表示了使用者的手指Fg的移动，横轴为时间，纵轴为距离。而且，最上表示z方向上的移动、接着是y方向上的移动、最下表示x方向上的移动。

作为在位置检测面Iv上显示的虚拟用户接口，存在虚拟触摸屏等之类的徒手进行输入扫描(绘制)的用户接口。在通常的通过物理接触进行输入的触摸屏中，检测出使用者的手指与触摸屏的触摸面接触，检测接触的部分在触摸面上的坐标，从而进行输入扫描。

与虚拟的触摸屏同样地，检测使用者的手指Fg与虚拟的触摸屏的触摸面重合(相当于上述的物理接触)，同时维持触摸状态移动使用者的手指Fg，从而进行输入扫描。在位置检测面Iv上显示虚拟触摸屏时，空间输入装置Ip通过检测使用者的手指Fg在与位置检测面Iv重合的状态下移动的信息，从而识别正在进行输入扫描。

而且，作为使用者的手指Fg的位置的检测方法，与第一实施例相同地，通过用光接收部300接收横切扫描检测区域Sa的扫描线时的反射光来进行检测。而且，使用者的手指Fg在位置检测面Iv上的位置的修正计算也用与第一实施方式相同的方法来进行。

图14是对虚拟的触摸屏进行输入，表示此时使用者的手指Fg在位置检测面Iv上的位置。需要说明的是，在图14所示的对虚拟的触摸屏的输入中，在虚拟的触摸屏上输入从位置Sp1到位置Sp4位置的直线。使使用者的手指Fg与位置检测面Iv上的输入开始位置(图14中的位置Sp1)重合。然后，使用者在位置Sp2处停止手指Fg的移动。即，将使用者的手指Fg放置在虚拟的触摸屏的输入开始位置并开始输入。接着，在x方向上移动使用者的手指Fg。然后，在输入结束位置(位置Sp4)处从位置检测面Iv朝向前方拿开使用者的手指Fg结束输入。

使用者在某种程度上正确地掌握作为输入开始点的位置Sp1的位置。因此，在位置Sp1处使用者的手指Fg与位置检测面Iv重合。位置Sp1成为位移基准点。然后，在位置Sp2处停止使用者的手指Fg的移动。

在空间输入装置Ip中，使用者的手指Fg在z方向上的移动停止时，识别为输入开始。停止时在z方向上的偏移导致使用者的手指Fg在位置检测面Iv上的位置与输入开始位置存在偏移的情况。在这种情况下，从使用者不期望的位置开始输入，成为输入的精度降低的原因。因此，在本实施方式的空间输入装置Ip中，仅在输入开始时进行与第一实施方式的位置固定处理相同的处理。也就是说，使用者的手指Fg在位置Sp1处与位置检测面Iv重合，移动到位置Sp2为止而停止移动时，以从位置Sp1(同时也为位移基准点)开始的方式对输入的开始位置进行位置固定。需要说明的是，当位置Sp2偏离以位置Sp1为中心的保持圆Ch时，从位置Sp2开始对输入的开始位置进行位置固定。

在输入操作开始后，使用者移动(此处，为x方向上的移动)手指Fg以进行输入。在虚拟的触摸屏上使用者的手指在与触摸面重合(交叉)的同时移动，从而进行输入。使用者使手指Fg在空间内沿直线移动时，即使想要正确地移动，但实际上大多时候无法沿直线移动。即，使用者的手指Fg在x方向、y方向以及z方向上偏移，同时沿着位置检测面Iv大致在x方向上移动(参照图15)。

移动使用者的手指Fg时，有时会向z方向的前方侧(第一界面Sa1侧)偏移，而使用者的手指Fg偏离位置检测面Iv。使用者的手指Fg偏离位置检测面Iv时，存在因为判断使用者的手指Fg离开虚拟的触摸屏的触摸面因而输入在中途中断，无法进行正确的输入的情况。

参照图15说明这种情况。如图15所示，使用者的手指从位置Sp2向位置Sp4移动时，由于是在x方向上移动，因此x方向上的位置虽然稍微有偏差但是向增大的方向移动，另外，y方向上的位置虽然稍微有偏差但是较稳定。

在图15中，z方向上的位置的下侧是检测区域Sa的前方侧(第一界面Sa1侧)。如图15所示，z方向上的偏差比x方向、y方向上的偏差更大。而且，在时刻tz1～tz2之间使用者的手指Fg从位置检测面Iv向第一界面Sa1侧移动(拿开)。在本实施方式这样的虚拟的触摸屏中，使用者的手指Fg从位置检测面Iv拿开时，结束输入操作。

因此，在本实施方式所示的空间输入装置Ip中，具有这种使用者的手指在z方向上的偏差。图16是表示在本发明所涉及的空间输入装置的其他示例中使用的检测区域的图。如图16所示，位置检测装置A在检测区域Sa内具备第二位置检测面Iv2，该第二位置检测面Iv2相较于位置检测面Iv在z方向上更位于第一界面Sa1侧。而且，在空间输入装置Ip中，即使从位置检测面Iv拿开只要在横切第二位置检测面Iv2的期间也继续输入操作，从而实现即使在使用者的手指Fg移动时在z方向上偏移而从位置检测面Iv拿开也可继续输入。需要说明的是，空间输入装置Ip将使用者的手指Fg与位置检测面Iv重合时识别为输入操作的开始，将使用者的手指Fg从第二检测面Iv2拿开时识别为结束输入操作。

参照附图说明这种用使用者的手指Fg对虚拟触摸屏正确地进行输入的动作。图17是利用了本发明所涉及的空间输入装置的输入操作的流程图。

在图17所示的流程图中，省略了位置固定处理，而且除了位置修正处理(步骤S31)以及位置信息通知(步骤S51)是不同的处理以外，其余的与图11所示的处理相同，省略其详细情况。图17所示的位置修正处理S31如上所述，包括输入刚开始后的位置固定处理。

另外，位置信息通知(步骤S51)是与图11的流程图的位置通知(步骤S5)相当的步骤。位置通知(步骤S5)是经由外部输出部45将使用者的手指Fg在位置检测面Iv上的位置发送给主控制装置Cnt。对此，除了位置之外，位置信息通知(步骤S51)还经由外部输出部45将结束输入操作的信息发送给主控制装置Cnt。

以下，参照附图说明本实施方式所涉及的空间输入装置的动作。图18是表示修正使用者的手指的位置的处理的流程图。

位置检测部43检测出位置检测面Iv在z方向上的位置(位置检测面Iv与第一界面Sa1之间排列的扫描线的根数)(步骤S501)。另外，同样地检测出第二位置检测面Iv2在z方向上的位置(第一界面Sa1与第二位置检测面Iv2之间排列的扫描线的根数)(步骤S502)。

位置检测部43根据使用者的手指Fg的位置信息确认使用者的手指Fg是否正在进行向检测空间Sa内移动的动作(进入动作)(步骤S503)。当使用者的手指Fg正在进行进入动作时(步骤S503中为是时)，位置检测部43根据使用者的手指Fg横切的扫描线的信息(序号、根数)确认使用者的手指Fg是否到达位置检测面Iv(步骤S504)。需要说明的是，步骤S504是与图11的流程的步骤S302相同的动作。

使用者的手指Fg未到达位置检测面Iv时(步骤S504中为否时)，将当前的使用者的手指的位置设置为位移基准点(步骤S505)。然后，将保持点设置为位移基准点(步骤S506)，返回到主处理的位置信息通知(步骤S51)。

使用者的手指Fg到达位置检测面Iv时(步骤S504中为是时)，位置修正部44计算并设置用于对使用者的手指Fg在位置检测面Iv上的位置进行修正的修正系数(步骤S507)。之后，计算使用者的手指Fg在位置检测面Iv上的位置的修正位置(步骤S508)。需要说明的是，步骤S507、S508分别与图11的流程的步骤S305、S306相同。

如上所述，在虚拟的触摸屏的输入操作中，进行对输入开始时使用者的手指Fg在位置检测面Iv上的位置进行固定的位置固定处理。也就是说，确认使用者的手指Fg在z方向上的移动停止的位置(位置Sp2)处的手指Fg在位置检测面Iv上的修正位置是否在保持圆Ch内。因此，位置修正部44计算出相对于修正位置的保持点的位移量(步骤S509)。

位置修正部44确认位置位移量是否在预先确定的阈值以下(步骤S510)。位置位移量比阈值大时(步骤S510中为否时)，判断使用者故意从保持点较大地移动手指Fg在位置检测面Iv上的位置。然后将修正位置设置为操作位置(步骤S512)，返回到主处理的位置信息通知(步骤S51)。

位置位移量为阈值以下时(步骤S510中为是时)，位置修正部44判断相对于操作位置的保持点的位移是由于使用者的手指Fg在z方向上的偏移而产生的x方向以及(或)y方向上的偏移。位置修正部44将保持点设为操作位置(步骤S511)，返回到主处理的位置信息通知(步骤S51)。

而且，步骤S509～S512为止的处理与图13所示的流程图的步骤S406～S410是相同动作。另外，扫描虚拟的触摸屏时，步骤S509～步骤S511是仅在输入开始时进行的处理。

另外，使用者的手指Fg没有进行进入动作时(步骤S503中为否时)，判断正在对虚拟触摸屏进行输入。位置修正部44确认使用者的手指Fg是否比第二位置检测面Iv更位于z方向的深入侧(步骤S513)。如上所述，使用者的手指Fg在空间中移动时，存在在z方向上拿开使用者的手指Fg使得使用者的手指Fg不与位置检测面Iv重合的情况。由于使用者的手指Fg以比位置检测面Iv更位于第一界面Sa1侧的第二位置检测面Iv2为基准，因此即使使用者的手指Fg在移动中在z方向上偏移而无法到达位置检测面Iv时，也能够继续进行输入操作。

使用者的手指Fg比第二位置检测面Iv2更位于z方向上的前方侧时(步骤S513中为否时)，位置修正部44判断使用者的手指Fg拿开并且输入操作结束，将输入操作结束的信息输出给外部输出部45(步骤S515)。然后，返回到主处理的位置信息通知(步骤S51)。需要说明的是，位置通知信息(步骤S51)经由外部输出部45将扫描输入结束的信息发送给主控制装置Cnt。

使用者的手指Fg比第二位置检测面Iv2更位于z方向上的深入侧时(步骤S513中为是时)，位置修正部44进行计算使用者的手指Fg在位置检测面Iv上的修正位置的修正计算(步骤S514)。需要说明的是，修正计算(步骤S514)是与修正计算(步骤S508)相同的操作。然后，将通过修正计算求出的修正位置设置为操作位置(步骤S512)，返回到主处理的位置信息通知(步骤S51)。

说明进行以上这类控制时主控制装置Cnt识别的输入操作。图19是表示进行图17、图18所示的控制时的输入操作的图。图19是从使用者侧看位置检测面Iv的图，是在x方向上绘制直线的动作。需要说明的是，使用者的手指Fg的移动如图14、图15所示。使用者的手指Fg在位置Sp1处与位置检测面Iv重合后，在位置Sp2处暂时停止。此时，由于位置Sp2在位置检测面Iv上的修正位置在保持圆Ch内，因此输入操作的开始点为位置Sp1。之后，图15所示的使用者的手指Fg维持不从位置检测面Iv或第二位置检测面Iv2拿开的状态，同时在x方向上移动。然后，通过在位置Sp4处从第二位置检测面Iv2拿开手指Fg从而结束输入操作。因此，如图19所示，输入从位置Sp1到位置Sp4的直线。

如上所示，本实施方式所涉及的空间输入装置Ip，通过在比位置检测面Iv更在拿开使用者的手指Fg方向的前方侧的位置处设置第二位置检测面Iv2，进行移动使用者的手指Fg的输入操作(触摸操作)时，即使使用者的手指Fg在z方向上朝向拿开手指的方向产生偏移，也能够抑制输入中途停止。

以上所示的本实施方式的空间输入装置Ip，列举在虚拟的触摸屏上绘制直线(输入)的装置作为示例。这种维持使用者的手指Fg与位置检测面Iv重合(交叉)的状态并移动手指Fg的输入操作，例如能够作为移动图标等的动作来利用。

参照附图说明进行移动图标之类的动作的顺序。图20是表示用使用者的手指的轨迹进行输入的状态的图。图20中示出的虚拟的用户接口是虚拟的触摸屏。在图20中，虚拟的用户接口的位置检测面Iv表示外部设备的图像显示部(例如，液晶屏的图像显示区域)。此处，将位于位置Sp1的图标移动到位置Sp3。

如上所述，位置检测部43判断使用者的手指Fg在位置Sp1处与位置检测面Iv重合。然后，位置检测部43判断在位置Sp2处使用者的手指Fg停止在z方向上的移动，位置修正部44修正位置Sp2的位置，根据必要进行位置固定(保持)。

主控制装置Cnt在使用者的手指Fg在z方向上的停止移动时，识别为输入操作开始。然后，进行保持时输入操作开始位置是位置Sp1，不进行保持时输入操作开始位置是位置Sp2。此处，进行保持，将位置Sp1设为输出开始位置。

然后，检测出使用者的手指Fg向位置Sp3移动的信息时，主控制装置Cnt判断输入操作结束(主处理的步骤S6)。这样，检测到使用者的手指Fg移动到预先确定的位置(位置Sp3)时，可以当做输入操作结束。

另外，例如在使用者的手指Fg停止一定的时间后，当做以使用者的手指Fg不与位置检测面Iv(第二位置检测面Iv2)重合的方式拿开手指Fg。当使用者的手指Fg不与位置检测面Iv(第二位置检测面Iv2)重合的位置(位置Sp4)在以停止位置(例如，位置Sp3)为中心的保持圆Ch的内部时，主控制部Cnt将输入操作结束的位置设为停止位置(位置Sp3)。

使用者的手指Fg不与位置检测面Iv(第二位置检测面Iv2)重合的位置(位置Sp4)在以停止位置(例如，位置Sp3)位中心的保持圆Ch的外部时，主控制部Cnt将输入操作结束的位置设为不重合的位置(位置Sp4)。

这样，通过在扫描结束时也进行位置固定处理，能够正切地进行使用者的手指Fg的移动产生的输入操作。

需要说明的是，第二位置检测面Iv2的位置也可以是预先确定的位置，可以配合使用者的使用状态适宜地改变。配合使用者的使用状态能够适宜地改变时，由于配合使用者的习惯进行设置，因此能够提高便利性。

需要说明的是，基于使用者的手指Fg在规定的距离以下接近位置检测面Iv，或者，在规定的距离以下接近位置检测面Iv同时移动速度在规定的速度以下时，可判断正在进行输入操作。这种情况下，从第二位置开始输入，该第二位置是根据第一位置计算的或者是根据第一位置以及第三位置计算的。另外，这样，基于使用者的手指Fg在规定的距离以下接近位置检测面Iv，在进行操作输入的情况下，当使用者的手指Fg离位置检测面Iv的距离在一定的范围内时，可以判断正在继续进行输入操作。即，位置检测部43基于第二位置的确定，判断切换了输入操作。

<第三实施方式>

参照附图说明本发明所涉及的位置检测装置的其他示例。需要说明的是，空间输入装置Ip的结构与第一实施方式相同，因此省略对结构的说明。图21是表示使用者的手指在位置检测面上的移动的图。图21所示的使用者的手指Fg的移动与图14所示的使用者的手指Fg的移动相似。即，使用者的手指Fg在位置Rp1处横切位置检测面Iv，同时在位置Rp2处在z方向上的位置稳定。此后，使用者的手指Fg朝向位置Rp3移动，在位置Rp4处从位置检测面Iv向第一界面Sa1侧移动(拿开)。

说明图21所示的使用者的手指Fg的移动与图14所示的使用者的手指Fg的移动的差异。图14所示的使用者的手指Fg的移动是：使用者的手指Fg在位置Sp1处与位置检测面Iv重合(交叉)，在位置Sp2处暂时停止。另一方面，图21所示的使用者的手指的移动是：使用者的手指Fg在位置Rp1处与位置检测面Iv重合(交叉)，在位置Sp2处虽然在z方向上的移动停止(在z方向上稳定)，但是x方向以及y方向上的移动不停止而朝向位置Rp3移动。也就是说，在图14所示的移动中，使用者的手指Fg在输入开始位置处停止，但是在图21所示的移动中，使用者的手指Fg向输入开始位置连续移动进行输入操作。

图21所示的移动的情况下，z方向上的移动稳定因此从使用者的手指Fg到达位置Rp2时开始，可认为正在进行输入操作。另一方面，使用者通过视觉观察等确认输入开始点是位置Rp1。即可认为，对使用者来说，从位置Rp1开始操作，沿着从位置Rp2向位置Rp21移动时的前进方向移动手指Fg。

在图21所示的移动的情况下，由于z方向上的移动稳定，因此从使用者的手指Fg到达位置Rp2时开始，可认为进行输入操作。另一方面，使用者通过目视等认识到输入开始点是位置Rp1。即，使用者认为：操作从位置Rp1开始，在从位置Rp2向位置Rp21移动时的前进方向上移动手指Fg。

因此，在位置输入部44中进行以下的位置修正处理。首先，位置修正部44确认使用者的手指Fg从位置Rp1移动到位置Rp2，即，确认z方向上的移动稳定。之后，检测使用者的手指Fg从位置Rp2移动到位置Rp3时，从位置Rp2移动一定距离的位置Rp21的位置信息。位置Rp21的位置可以是从位置Rp2经过一定时间后(进行一定次数的扫描后)的位置，也可以是移动一定距离时的位置。

位置修正部44通过计算获取从位置Rp2移动到位置Rp21时的前进方向。该前进方向是与使用者设想的移动方向一致或大致一致的移动方向。然后，如上所述，由于使用者以高精度掌握输入操作的开始位置，因此在虚拟的触摸屏中使用者所期望的输入操作成为与经过位置Rp1、从位置Rp2移动到位置Rp21的移动方向平行的路径。在本实施方式中，位置Rp2不是输入开始点，而是输入操作的中途的点。因此，需要不同于上述的修正计算。

首先，说明位移基准点。输入操作的开始点是位置Rp1。从位置Rp1向位置Rp2移动的期间也是使用者的手指Fg的输入操作的一部分。输入操作时使用者的手指Fg在位置检测面Iv上的移动方向是从位置Rp2向位置Rp21前进的方向。因此，设置通过位置Rp1、且与从位置Rp2向位置Rp21移动的方向平行的路径Ra。而且，将从位置Rp2做出的路径Ra的垂线与路径Ra的交点设为位置Rp22。将位置Rp1设为第一基准点并且坐标设为(x1，y1，z1)，将位置Rp2设为第二基准点并且坐标设为(x2，y2，z2)。路径Ra是通过位置Rp1的路径，因此在位置检测面Iv上，位置检测面IV的z＝z1，因此位置Rp22的坐标为(xc，yc，z1)。需要说明的是，xc、yc是基于第一基准点和第二基准点以及点R21的坐标通过计算算出的。

通过以位置Rp22作为位移基准点将使用者的手指Fg的位置修正成在位置检测面Iv上的位置，能够将手指的位置Fg修正成路径Ra上的修正位置，能够提高输入操作的精度。将使用者的手指Fg的x方向的修正公式设为fx(x,z)，y方向的修正公式设为fy(y,z)，将修正系数设为Cx1、Cy1。得到：

fx(x,z)＝x-(z-z1)×Cx1

fy(y,z)＝y-(z-z1)×Cy1

Cx1＝(x2-xc)/(z2-z1)

Cy1＝(y2-yc)/(z2-z1)。

通过利用这种计算公式修正使用者的手指Fg的移动，能够提高输入操作的精度。

参照附图说明利用以上所示的修正计算进行修正时虚拟的用户接口的操作。图22是表示修正使用者的手指的位置的处理的流程图。在图22所示的流程图中除了包括步骤S310～S313以外，还包括与图12所示的流程图相同的结构。因此，省略对实质上相同的步骤的详细说明。而且，主处理与第二实施方式的处理相同。

如图22所示，位置检测部43检测出虚拟的触摸屏所显示的位置检测面Iv在z方向上的位置(步骤S301)。位置检测部43确认使用者的手指Fg是否到达位置检测面Iv(步骤S302)。位置检测部43判断使用者的手指Fg未到达位置检测面Iv时(步骤S302中为否时)，位置修正部44将当前的使用者的手指Fg的前端的位置设为第一基准点(步骤S310)。需要说明的是，第一基准点如上所述，是使用者的手指Fg越过位置检测面Iv在z方向上移动时的进行x方向以及y方向的修正的基准点。例如，是使用者的手指Fg最初与位置检测面Iv重合的点，使用者的手指Fg越过位置检测面Iv在z方向上移动后，与图21所示的位置Rp1相同。

由于位置修正部44检测到使用者的手指Fg没有越过位置检测面IV，因此返回到主处理的位置信息通知(步骤S51)。需要说明的是，使用者的手指Fg的前端到达位置检测面Iv时，在步骤S310中更新第一基准点。

另外，使用者的手指Fg越过位置检测面Iv在z方向上移动时(步骤S302中为是时)，位置检测部43确认使用者的手指Fg是否正在进行z方向上的进入动作(步骤S304)。使用者的手指Fg正在进行进入动作时(步骤S304中为是时)，位置修正部44将当前的使用者的手指Fg的前端的位置设为第二基准点(步骤S312)。而且，第二基准点如上所述，是使用者的手指Fg越过位置检测面Iv在z方向上移动时进行x方向以及y方向的修正的基准点。

然后，将当前的使用者的手指在位置检测面Iv上的位置设为操作位置(步骤S313)，返回到主处理的位置信息通知(步骤S51)。

使用者的手指Fg没有进行进入动作时(步骤S304中为否时)，确认是否在使用者的手指Fg在z方向上的位置刚稳定之后(步骤S311)。如上所述，基于使用者的手指Fg在z方向上的位置稳定后的第一基准点、第二基准点和位置Rp21，计算出修正系数。因此，确认当前的状态是否为使用者的手指Fg在z方向上的位置刚稳定之后(步骤S311)。需要说明的是，此处使用者的手指Fg在z方向上的位置刚稳定后是指检测出位置Rp21的坐标后。

是使用者的手指Fg在z方向上的位置刚稳定后时(步骤S311中为是时)，根据第一基准点、第二基准点以及位置Rp21设置x方向的修正系数Cx1以及y方向的修正系数Cy1(步骤S305)。需要说明的是，通过计算算出的修正系数Cx1、Cy1存储在存储部47中。修正系数Cx1、Cy1的计算仅在使用者的手指Fg在z方向上的位置刚稳定后进行一次。

并非是使用者的手指Fg在z方向上的位置刚稳定后时(步骤S311中为否时)，或者在修正系数Cx1、Cy1的计算结束后(步骤S305之后)，位置修正部44使用修正系数进行使用者的手指Fg在位置检测面Iv上的位置的修正计算(步骤S306)。位置修正部44将步骤S306中算出的修正位置的坐标设为使用者的手指Fg在位置检测面Iv中的位置(步骤S307)。之后，返回到主处理的位置信息通知(S51)。

图23是表示进行位置修正处理时使用者的手指的操作位置的图。通过进行以上所示的修正处理，虚拟的触摸屏中，从点Pr1处开始输入操作，直至使用者的手指Fg到达位置Rp4，进行无需停止的输入操作。由此，即使在输入开始位置处不停止使用者的手指Fg，也能够正确地操作虚拟的触摸屏。

需要说明的是，在第二实施方式这类处理和第三实施方式的处理两者均可的结构中，可以根据检测区域Sa内的使用者的手指Fg的移动速度和在位置Rp2处的移动状态、移动量，分情况使用处理。

以上，虽然说明了本发明的实施方式，但本发明不限于该内容。另外，本发明的实施方式，只要不脱离发明的意旨，能够添加各种改变。另外，还能够适宜地组合实施上述各实施方式。

附表标记说明

A 位置检测装置

100 光源部

11 光源(LD)

111 驱动器

12 透镜

13 分束器

14 显示器用光接收元件

200 光扫描部

2 光扫描元件

201 驱动器

202 信号处理部

21 镜子

211 反射面

22 第一弹性支持部

23 摆动支持部

24 第一致动器

25 第二弹性支持部

26 第二致动器

27 框架

300 光接收部

400 处理部

41 扫描光源控制部

411 光源控制部

412 扫描控制部

42 接收部

43 位置检测部

44 识别部

45 外部输出部

46 同步信号生成部

47 存储部

Sa 检测区域

Iv 空中图像

Pt 空中成像板

Ht 显示装置

Cnt 主控制装置

Claims (10)

1.一种空间输入装置，其中，具有：

扫描光源部，其射出用于扫描检测区域的检查光；

光接收部，其接收指示物反射的所述检查光；

位置检测部，其基于所述光接收部接收的光检测所述指示物的位置；

位置修正部，其修正所述指示物在位置检测面上的位置；

所述位置检测部基于所述指示物的移动速度在规定的值以下来检测第一位置，

所述位置修正部，其基于所述第一位置来确定所述位置检测面内的第二位置。

2.如权利要求1所述的空间输入装置，其中，

所述位置检测部，其基于所述指示物和所述位置检测面之间的距离在规定的长度以下来确定第三位置，

所述位置修正部，其基于所述第一位置和所述第三位置，确定所述位置检测面内的第二位置。

3.如权利要求2所述的空间输入装置，其中，

所述第一位置与所述第三位置之间的距离在规定的长度以内时，所述位置修正部进行基于所述第一位置确定所述第二位置的修正。

4.如权利要求1到3中任一项所述的空间输入装置，其中，

所述位置检测部基于所述指示物反射的所述扫描光的信息，检测所述指示物在所述检测区域内的位置。

5.如权利要求1到3中任一项所述的空间输入装置，其中，

所述位置检测部基于所述指示物反射的所述扫描光的根数，检测所述指示物与所述位置检测面之间的距离。

6.如权利要求1到5中任一项所述的空间输入装置，其中，

所述位置检测部基于所述第二位置的确定判断为已切换输入动作。

7.如权利要求6所述的空间输入装置，其中，

所述位置修正部由切换所述输入动作的时刻的所述指示物的坐标和所述第二位置的坐标生成修正用计算公式，使用所述计算公式确定当前的所述指示物的所述第二位置。

8.如权利要求1到7中任一项所述的空间输入装置，其中，

基于所述位置检测部对所述第一位置的检测，开始输入操作。

9.如权利要求1到8中任一项所述的空间输入装置，其中，

基于所述位置检测部对所述第一位置的检测，将所述指示物的动作从进入所述检测区域的动作切换成规定的动作。

10.如权利要求1到9中任一项所述的空间输入装置，其中，具备：

识别部，其基于所述指示物从所述位置检测面离开规定的距离以上，识别所述输入操作的结束。