JP2000066805A - 赤外線検出式入力装置 - Google Patents
赤外線検出式入力装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 赤外線検出式入力装置に関し、人体の特定部
位の動きを精度よく検出することを課題とする。 【解決手段】 人体から放射される赤外線を検出して電
気信号に変換する複数の赤外線検出素子を備え、前記赤
外線検出素子の各赤外線検出領域を所定距離だけ離れた
平面に配列し、各赤外線検出素子により変換された電気
信号から波形上の特徴を抽出する特徴抽出部と、抽出さ
れた特徴に基づいて人体の特定部位の動きを判定する判
定部とを設ける。
位の動きを精度よく検出することを課題とする。 【解決手段】 人体から放射される赤外線を検出して電
気信号に変換する複数の赤外線検出素子を備え、前記赤
外線検出素子の各赤外線検出領域を所定距離だけ離れた
平面に配列し、各赤外線検出素子により変換された電気
信号から波形上の特徴を抽出する特徴抽出部と、抽出さ
れた特徴に基づいて人体の特定部位の動きを判定する判
定部とを設ける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は赤外線検出式入力
装置に関し、特に、人体から放射される赤外線を利用し
て人体の動きを検出することにより、電子機器へ所望の
指令を入力する赤外線検出式入力装置に関し、例えば電
子機器の表示部によるプレゼンテーション時のスライド
のページ送りやページ戻しの指令を、手の上げ下げ動作
等で行うための入力インタフェースとして利用される。
装置に関し、特に、人体から放射される赤外線を利用し
て人体の動きを検出することにより、電子機器へ所望の
指令を入力する赤外線検出式入力装置に関し、例えば電
子機器の表示部によるプレゼンテーション時のスライド
のページ送りやページ戻しの指令を、手の上げ下げ動作
等で行うための入力インタフェースとして利用される。
【０００２】
【従来の技術】従来のこの種の装置としては、人体から
放射される赤外線を複数の赤外線検出素子で検出し、人
体の通過の有無を検知するものが知られている（例え
ば、特開昭５２−１５５１００号公報参照）。また、人
体の動きを視野制限体を設けた複数のセンサで検知し、
それらの出力信号の時間的ずれによってテレビを制御す
るようにしたリモコン装置が知られている（例えば、特
開平７−３８９７１号公報参照）。さらに、アレイ状に
配列した赤外線検出素子群を光学系と共に回転機構によ
って回転させ、２次元熱画像を検出するようにしたもの
も知られている（例えば、特開平８−６２０４号参
照）。
放射される赤外線を複数の赤外線検出素子で検出し、人
体の通過の有無を検知するものが知られている（例え
ば、特開昭５２−１５５１００号公報参照）。また、人
体の動きを視野制限体を設けた複数のセンサで検知し、
それらの出力信号の時間的ずれによってテレビを制御す
るようにしたリモコン装置が知られている（例えば、特
開平７−３８９７１号公報参照）。さらに、アレイ状に
配列した赤外線検出素子群を光学系と共に回転機構によ
って回転させ、２次元熱画像を検出するようにしたもの
も知られている（例えば、特開平８−６２０４号参
照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の従来の装置は、人体の特定の部位の特定方向の早い動
きと人体の通常のゆっくりした動きと区別して検出する
機能を有していない。この発明はこのような事情を考慮
してなされたもので、人体の特定部位の特定方向の動き
のみを認識することが可能な赤外線検出式入力装置を提
供するものである。
の従来の装置は、人体の特定の部位の特定方向の早い動
きと人体の通常のゆっくりした動きと区別して検出する
機能を有していない。この発明はこのような事情を考慮
してなされたもので、人体の特定部位の特定方向の動き
のみを認識することが可能な赤外線検出式入力装置を提
供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この発明は、人体から放
射される赤外線を検出して電気信号に変換する複数の赤
外線検出素子を備え、前記赤外線検出素子の各赤外線検
出領域を所定距離だけ離れた平面に配列し、各赤外線検
出素子により変換された電気信号から波形上の特徴を抽
出する特徴抽出部と、抽出された特徴に基づいて人体の
特定部位の動きを判定する判定部とを設けてなる赤外線
検出式入力装置を提供するものである。
射される赤外線を検出して電気信号に変換する複数の赤
外線検出素子を備え、前記赤外線検出素子の各赤外線検
出領域を所定距離だけ離れた平面に配列し、各赤外線検
出素子により変換された電気信号から波形上の特徴を抽
出する特徴抽出部と、抽出された特徴に基づいて人体の
特定部位の動きを判定する判定部とを設けてなる赤外線
検出式入力装置を提供するものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】この発明における赤外線検出素子
には、熱型又は量子型の赤外線検出素子を用いることが
できる。とくに熱型赤外線検出素子の一種である焦電セ
ンサは赤外線検出領域の赤外線の時間的強度変化を検出
し、それに対応する信号（電圧又は電流）を出力するの
で、赤外線検出領域における人体の動きなどを敏感に検
出することができる。従って、赤外線の時間的強度変化
を示さない赤外線検出素子を用いる場合には、その後段
に例えば微分回路を挿入することが好ましい。
には、熱型又は量子型の赤外線検出素子を用いることが
できる。とくに熱型赤外線検出素子の一種である焦電セ
ンサは赤外線検出領域の赤外線の時間的強度変化を検出
し、それに対応する信号（電圧又は電流）を出力するの
で、赤外線検出領域における人体の動きなどを敏感に検
出することができる。従って、赤外線の時間的強度変化
を示さない赤外線検出素子を用いる場合には、その後段
に例えば微分回路を挿入することが好ましい。
【０００６】この発明における複数の赤外線検出素子
は、各赤外線検出領域が所定距離だけ離れた平面にアレ
イ状又はマトリックス状に分布するよう配置される。従
って、アレイ状に配列する場合には２個以上の赤外線検
出素子を、マトリックス状に配列する場合には４個以上
の赤外線素子を用いることが好ましい。
は、各赤外線検出領域が所定距離だけ離れた平面にアレ
イ状又はマトリックス状に分布するよう配置される。従
って、アレイ状に配列する場合には２個以上の赤外線検
出素子を、マトリックス状に配列する場合には４個以上
の赤外線素子を用いることが好ましい。
【０００７】この発明における特徴抽出部は、各赤外線
検出素子により変換された電気信号から波形上の特徴を
抽出し、判定部は抽出された特徴に基づいて人体の特定
部位（たとえば、手や体）の動きを判定する。
検出素子により変換された電気信号から波形上の特徴を
抽出し、判定部は抽出された特徴に基づいて人体の特定
部位（たとえば、手や体）の動きを判定する。
【０００８】これは、複数の赤外線検出素子の出力信号
の波形上の特徴が、各検出領域に出入りする人体の特定
部位の動きに対応することに着目したものであり、その
波形状の特徴としては、波形自体の遷移状態，波形の形
状，波形の極性，波形のピーク値，周波数などがあげら
れる。
の波形上の特徴が、各検出領域に出入りする人体の特定
部位の動きに対応することに着目したものであり、その
波形状の特徴としては、波形自体の遷移状態，波形の形
状，波形の極性，波形のピーク値，周波数などがあげら
れる。
【０００９】従って、特徴抽出部は、各波形の遷移状態
を特徴として抽出してもよい。特徴抽出部は、各波形が
正と負の極性を有するとき、一方の極性部分の遷移状態
を特徴として抽出してもよい。特徴抽出部は、各電気信
号の波形を所定値でサンプリングして一定時間保持する
ことによってパルス波形に変換し、変換されたパルス波
形の遷移状態を特徴として抽出してもよい。特徴抽出部
は、各波形のピーク値を互いに比較して比較結果を特徴
として抽出してもよい。
を特徴として抽出してもよい。特徴抽出部は、各波形が
正と負の極性を有するとき、一方の極性部分の遷移状態
を特徴として抽出してもよい。特徴抽出部は、各電気信
号の波形を所定値でサンプリングして一定時間保持する
ことによってパルス波形に変換し、変換されたパルス波
形の遷移状態を特徴として抽出してもよい。特徴抽出部
は、各波形のピーク値を互いに比較して比較結果を特徴
として抽出してもよい。
【００１０】各赤外線検出素子により変換された電気信
号を濾波するフィルター部をさらに備え、特徴抽出部は
濾波された電気信号の各波形の大きさを特徴として抽出
してもよい。前記電気信号を濾波するフィルター部をさ
らに備え、特徴抽出部は濾波された各波形の遷移状態を
特徴として抽出してもよい。前記電気信号の各波形につ
いて所定周波数以上の波形成分を通過させるハイパスフ
ィルターをさらに備え、特徴抽出部はハイパスフィルタ
ーを通過した波形成分の１つが一定時間内に所定値を越
える回数を特徴として抽出し、判定部は前記回数が規定
回数以上であるとき、人体の特定部位が動いたものと判
定してもよい。判定部は、抽出された特徴に基づいて特
定部位の動きを識別し、かつ、特定部位の動きの方向を
特定してもよい。
号を濾波するフィルター部をさらに備え、特徴抽出部は
濾波された電気信号の各波形の大きさを特徴として抽出
してもよい。前記電気信号を濾波するフィルター部をさ
らに備え、特徴抽出部は濾波された各波形の遷移状態を
特徴として抽出してもよい。前記電気信号の各波形につ
いて所定周波数以上の波形成分を通過させるハイパスフ
ィルターをさらに備え、特徴抽出部はハイパスフィルタ
ーを通過した波形成分の１つが一定時間内に所定値を越
える回数を特徴として抽出し、判定部は前記回数が規定
回数以上であるとき、人体の特定部位が動いたものと判
定してもよい。判定部は、抽出された特徴に基づいて特
定部位の動きを識別し、かつ、特定部位の動きの方向を
特定してもよい。
【００１１】なお、前記フィルター部には、公知の有限
インパルス応答（ＦＩＲ）システム又は無限インパルス
応答（ＩＩＲ）システムのディジタルフィルターを用い
ることができ、ソフトウェア又はハードウェアのいずれ
によっても構成可能である。また特徴抽出部と判定部
は、マイクロコンピュータやパーソナルコンピュータで
構成できる。
インパルス応答（ＦＩＲ）システム又は無限インパルス
応答（ＩＩＲ）システムのディジタルフィルターを用い
ることができ、ソフトウェア又はハードウェアのいずれ
によっても構成可能である。また特徴抽出部と判定部
は、マイクロコンピュータやパーソナルコンピュータで
構成できる。
【００１２】実施例 以下図面に示す実施例に基づいてこの発明を詳述する。
これによってこの発明が限定されるものではない。な
お、各図面において同じ構成要素には同じ参照符号を付
している。
これによってこの発明が限定されるものではない。な
お、各図面において同じ構成要素には同じ参照符号を付
している。
【００１３】図１はこの発明の実施例の構成を示すブロ
ック図である。赤外線検出式入力装置（以下、入力装置
という）１０は、操作者（人体）１１から放射される赤
外線１２を反射ミラー１３で集光し、赤外線検出素子
（以下、センサという）１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄで検出
する。センサ１Ａ〜１Ｄにはタンタル酸リチウムの単結
晶からなる焦電センサを用いている。
ック図である。赤外線検出式入力装置（以下、入力装置
という）１０は、操作者（人体）１１から放射される赤
外線１２を反射ミラー１３で集光し、赤外線検出素子
（以下、センサという）１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄで検出
する。センサ１Ａ〜１Ｄにはタンタル酸リチウムの単結
晶からなる焦電センサを用いている。
【００１４】センサ１Ａ〜１Ｄの出力信号をアンプ２Ａ
〜２Ｄでそれぞれ増幅し、アンプ２Ａ〜２Ｄの出力信号
を信号処理部５に入力する。信号処理部５は入力される
各信号をフィルタ部５Ａで濾波した後、波形上の特徴を
特徴抽出部５Ｂで抽出し、抽出した特徴に基づいて判定
部５Ｃで人体１１の特定部位の動き（ゼスチュア）を判
定する。信号処理部５は判定結果に基づいて画像処理部
６に所定の指令信号を入力する。画像処理部６はその指
令信号に対応する画像をディスプレイ７に表示する。
〜２Ｄでそれぞれ増幅し、アンプ２Ａ〜２Ｄの出力信号
を信号処理部５に入力する。信号処理部５は入力される
各信号をフィルタ部５Ａで濾波した後、波形上の特徴を
特徴抽出部５Ｂで抽出し、抽出した特徴に基づいて判定
部５Ｃで人体１１の特定部位の動き（ゼスチュア）を判
定する。信号処理部５は判定結果に基づいて画像処理部
６に所定の指令信号を入力する。画像処理部６はその指
令信号に対応する画像をディスプレイ７に表示する。
【００１５】なお、フィルタ部５Ａはソフトウェアで構
成された無限インパルス応答システムのディジタルフィ
ルタであり、ハイパスフィルタ（以下、ＨＰＦという）
とローパスフィルタ（以下、ＬＰＦという）を備え、各
フィルタのカットオフ周波数と次数は任意に設定可能で
ある。また、信号処理部５はマイクロコンピュータで、
画像処理部６はパーソナルコンピュータで、ディスプレ
イ７はＣＲＴで、それぞれ構成される。
成された無限インパルス応答システムのディジタルフィ
ルタであり、ハイパスフィルタ（以下、ＨＰＦという）
とローパスフィルタ（以下、ＬＰＦという）を備え、各
フィルタのカットオフ周波数と次数は任意に設定可能で
ある。また、信号処理部５はマイクロコンピュータで、
画像処理部６はパーソナルコンピュータで、ディスプレ
イ７はＣＲＴで、それぞれ構成される。
【００１６】図２はこの実施例の配置関係を示す斜視図
であり、入力装置１０は、画像処理部６の上部に搭載さ
れ、操作者１１は、ディスプレイ７から前方へ所定距離
（例えば、２ｍ）だけ離れた指定位置Ｐに起立してい
る。
であり、入力装置１０は、画像処理部６の上部に搭載さ
れ、操作者１１は、ディスプレイ７から前方へ所定距離
（例えば、２ｍ）だけ離れた指定位置Ｐに起立してい
る。
【００１７】図３はセンサ１Ａ〜１Ｄと反射ミラー１３
を示す正面図である。図４に示すようにセンサ１Ａ〜１
Ｄの各赤外線検出領域（視野）ａ〜ｄが操作者１１に対
して形成される。図４において、例えば、高さＨ１＝１
６００ｍｍ，Ｈ２＝１０２０ｍｍ，間隔Ｗ１＝Ｗ２＝８
０ｍｍ，赤外線検出領域の直径Ｄ＝２５０ｍｍとしてい
る。
を示す正面図である。図４に示すようにセンサ１Ａ〜１
Ｄの各赤外線検出領域（視野）ａ〜ｄが操作者１１に対
して形成される。図４において、例えば、高さＨ１＝１
６００ｍｍ，Ｈ２＝１０２０ｍｍ，間隔Ｗ１＝Ｗ２＝８
０ｍｍ，赤外線検出領域の直径Ｄ＝２５０ｍｍとしてい
る。
【００１８】図５はセンサ１Ａ〜１Ｄの赤外線検出応答
特性を示すタイムチャートであり、パルス状の強度を有
する赤外線Ｓが入力されると、その時間的変化率を示す
出力（微分波形）Ｖが得られる。
特性を示すタイムチャートであり、パルス状の強度を有
する赤外線Ｓが入力されると、その時間的変化率を示す
出力（微分波形）Ｖが得られる。
【００１９】従って、図４に示す操作者１１が、右手を
上段（上半身）で操作者１１の左から右に動かすと、手
は赤外線検出領域ｃ，ａを順に横切り、フィルタ部５Ａ
のＨＰＦを通過したセンサ１Ａ〜１Ｄの出力Ｅａ〜Ｅｄ
は、図６のようになる。この時ＨＰＦのカットオフ周波
数は３ＨＺ，次数は１次に設定されている。
上段（上半身）で操作者１１の左から右に動かすと、手
は赤外線検出領域ｃ，ａを順に横切り、フィルタ部５Ａ
のＨＰＦを通過したセンサ１Ａ〜１Ｄの出力Ｅａ〜Ｅｄ
は、図６のようになる。この時ＨＰＦのカットオフ周波
数は３ＨＺ，次数は１次に設定されている。
【００２０】そこで、特徴抽出部５Ｂは、各出力が正の
所定値（閾値）に達すると、所定時間Ｔ（数十ｍｓｅ
ｃ）だけホールドして高さが“１”のパルスに変換する
処理を行う。つまりセンサ１Ａ〜１Ｄの出力をそれぞれ
図７に示す信号Ｖａ〜Ｖｄに変換する。従って、図７に
おける信号（Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃ，Ｖｄ）は、期間（Ｉ）
では（０，０，０，０），（II）では（０，０，１，
０），（III）では（１，０，１，０），（IV）では
（１，０，０，０），（Ｖ）では（０，０，０，０）と
順に遷移し、判定部５Ｃは、この遷移状態から手が上段
で左から右へ動いたものと判定する。
所定値（閾値）に達すると、所定時間Ｔ（数十ｍｓｅ
ｃ）だけホールドして高さが“１”のパルスに変換する
処理を行う。つまりセンサ１Ａ〜１Ｄの出力をそれぞれ
図７に示す信号Ｖａ〜Ｖｄに変換する。従って、図７に
おける信号（Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃ，Ｖｄ）は、期間（Ｉ）
では（０，０，０，０），（II）では（０，０，１，
０），（III）では（１，０，１，０），（IV）では
（１，０，０，０），（Ｖ）では（０，０，０，０）と
順に遷移し、判定部５Ｃは、この遷移状態から手が上段
で左から右へ動いたものと判定する。
【００２１】同様に、右から左へ、上から下へ、下から
上へ、あるいは斜めへなどの手の動きが図８に示す信号
（Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃ，Ｖｄ）の遷移状態から判定される
ことになる。ここで、図７に示すように時間Ｔだけ信号
が保持されるのは、信号Ｖａ〜Ｖｄのうちのいずれか２
つが同時に１になることにより、１つの赤外線検出領域
から他の赤外線検出領域へ動作が連続することが確認で
きるためである。
上へ、あるいは斜めへなどの手の動きが図８に示す信号
（Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃ，Ｖｄ）の遷移状態から判定される
ことになる。ここで、図７に示すように時間Ｔだけ信号
が保持されるのは、信号Ｖａ〜Ｖｄのうちのいずれか２
つが同時に１になることにより、１つの赤外線検出領域
から他の赤外線検出領域へ動作が連続することが確認で
きるためである。
【００２２】次に、図９に示すようにセンサ１Ａ〜１Ｄ
を各赤外線検出領域ａ〜ｄの面積が図４のものよりも大
きく、かつ、互いに部分的に重なり合うように設定した
例について以下に説明する。ここでは、高さＨ１＝１７
４０ｍｍ，Ｈ２＝１０５０ｍｍ，重なり幅Ｌ１＝１５０
ｍｍ，Ｌ２＝２０ｍｍ，直径Ｄ＝４２０ｍｍとしてい
る。赤外線検出領域ａ〜ｄの大きさや位置は、センサ１
Ａ〜１Ｄのサイズ，反射ミラー１３の曲率，センサ１Ａ
〜１Ｄから操作者１１までの距離などにより調整され
る。
を各赤外線検出領域ａ〜ｄの面積が図４のものよりも大
きく、かつ、互いに部分的に重なり合うように設定した
例について以下に説明する。ここでは、高さＨ１＝１７
４０ｍｍ，Ｈ２＝１０５０ｍｍ，重なり幅Ｌ１＝１５０
ｍｍ，Ｌ２＝２０ｍｍ，直径Ｄ＝４２０ｍｍとしてい
る。赤外線検出領域ａ〜ｄの大きさや位置は、センサ１
Ａ〜１Ｄのサイズ，反射ミラー１３の曲率，センサ１Ａ
〜１Ｄから操作者１１までの距離などにより調整され
る。
【００２３】この場合における操作者１１の動きの検出
手順を以下に説明する。図９に示す状態において、操作
者１１が右手を上から下へ下げた場合、センサ１Ａ〜１
Ｄの出力Ａ〜Ｄの波形は図１０のようになる。これは、
図９に示す赤外線検出領域ａ〜ｄが図４の場合に比べて
大きく、手だけでなく腕の動きも検出されるからであ
る。つまり、センサ１Ｂは赤外線検出領域ｂに手と腕が
入るので、検出する赤外線が増加して図１０の曲線Ｂで
示すように正から負に変化する波形を生じる。一方、セ
ンサ１Ａは赤外線検出領域ａから手と腕が逃げるので、
検出する赤外線が減少して図１０の曲線Ａのように負か
ら正へ変化する波形を生じる。
手順を以下に説明する。図９に示す状態において、操作
者１１が右手を上から下へ下げた場合、センサ１Ａ〜１
Ｄの出力Ａ〜Ｄの波形は図１０のようになる。これは、
図９に示す赤外線検出領域ａ〜ｄが図４の場合に比べて
大きく、手だけでなく腕の動きも検出されるからであ
る。つまり、センサ１Ｂは赤外線検出領域ｂに手と腕が
入るので、検出する赤外線が増加して図１０の曲線Ｂで
示すように正から負に変化する波形を生じる。一方、セ
ンサ１Ａは赤外線検出領域ａから手と腕が逃げるので、
検出する赤外線が減少して図１０の曲線Ａのように負か
ら正へ変化する波形を生じる。
【００２４】この時、正の波形のみの遷移状態を監視す
ると、波形の発生順序がＢからＡとなるため、手の移動
方向が誤って判定される。そこで、この場合には負の波
形の遷移状態を監視することにより正しい手の移動方向
が判定される。すなわち、赤外線が減少するときの波形
の遷移状態を監視すれば、正しい手の動きとその方向を
判定することができる。
ると、波形の発生順序がＢからＡとなるため、手の移動
方向が誤って判定される。そこで、この場合には負の波
形の遷移状態を監視することにより正しい手の移動方向
が判定される。すなわち、赤外線が減少するときの波形
の遷移状態を監視すれば、正しい手の動きとその方向を
判定することができる。
【００２５】図１１は操作者１１が右手を上段（上半
身）で右から左へ動かした場合、図１２は操作者１１が
右手を上段で左から右へ動かした場合に、それぞれ得ら
れる波形Ａ〜Ｄを示している。負の波形に着目すると波
形の出現順序は図１１ではＢ→Ａ→Ｃ→Ｄとなり、図１
２ではＤ→Ｃ→Ａ→Ｂとなっている。そこで、所定値よ
りもピーク値の大きい負の波形の出現順序（遷移状態）
と手の動きおよび方向との関係を実験的に求めて整理す
ると図１３のようになる。
身）で右から左へ動かした場合、図１２は操作者１１が
右手を上段で左から右へ動かした場合に、それぞれ得ら
れる波形Ａ〜Ｄを示している。負の波形に着目すると波
形の出現順序は図１１ではＢ→Ａ→Ｃ→Ｄとなり、図１
２ではＤ→Ｃ→Ａ→Ｂとなっている。そこで、所定値よ
りもピーク値の大きい負の波形の出現順序（遷移状態）
と手の動きおよび方向との関係を実験的に求めて整理す
ると図１３のようになる。
【００２６】また、この際、波形Ｂ，Ｄを次式（１）、
（２）で比較することにより、左右いずれの手を動かし
たかを判別できることが確認された。 右手を動かした場合、｜Ｂ｜の最大値＞｜Ｄ｜の最大値 （１） 左手を動かした場合、｜Ｂ｜の最大値＜｜Ｄ｜の最大値 （２） そこで、特徴抽出部５Ｂは上記のように波形Ａ〜Ｄの遷
移状態やピーク値を監視してその特徴を抽出し、判定部
５Ｃは抽出された特徴によって手の動きを判定する。
（２）で比較することにより、左右いずれの手を動かし
たかを判別できることが確認された。 右手を動かした場合、｜Ｂ｜の最大値＞｜Ｄ｜の最大値 （１） 左手を動かした場合、｜Ｂ｜の最大値＜｜Ｄ｜の最大値 （２） そこで、特徴抽出部５Ｂは上記のように波形Ａ〜Ｄの遷
移状態やピーク値を監視してその特徴を抽出し、判定部
５Ｃは抽出された特徴によって手の動きを判定する。
【００２７】また、手の速い動きと体全体のゆっくりし
た動きに対応するセンサ１Ａ〜１Ｄの出力の周波数は明
らかに異なる。従って、フィルタ部５Ａは、ＬＰＦによ
って、アンプ２Ａ〜２Ｄの出力を濾波し、特徴抽出部５
Ｂは濾波された出力を所定値と比較し、判定部５Ｃはそ
の比較結果から手の速い動きか、体全体のゆっくりした
動きかを判定する。つまり、濾波された出力が所定値よ
り小さい場合が手の動きである。
た動きに対応するセンサ１Ａ〜１Ｄの出力の周波数は明
らかに異なる。従って、フィルタ部５Ａは、ＬＰＦによ
って、アンプ２Ａ〜２Ｄの出力を濾波し、特徴抽出部５
Ｂは濾波された出力を所定値と比較し、判定部５Ｃはそ
の比較結果から手の速い動きか、体全体のゆっくりした
動きかを判定する。つまり、濾波された出力が所定値よ
り小さい場合が手の動きである。
【００２８】また、特徴抽出部５Ｂはフィルタ部５Ａの
ＨＰＦで濾波されたアンプ２Ａ〜２Ｄの出力を所定値と
比較し、判定部５Ｂはその比較結果から手の速い動き
か、体全体のゆっくりした動きかを判定する。つまり、
所定値より大きい場合が手の動きである。
ＨＰＦで濾波されたアンプ２Ａ〜２Ｄの出力を所定値と
比較し、判定部５Ｂはその比較結果から手の速い動き
か、体全体のゆっくりした動きかを判定する。つまり、
所定値より大きい場合が手の動きである。
【００２９】従って、フィルタ部５ＡのＨＰＦを通過し
た各出力の遷移状態によって手の動きのみを明確に検出
することができる。この場合にも、図８又は図１３に示
す関係を用いて手の動きとその方向が判定される。これ
によれば、手と体全体とが同時に動いた場合でも、周波
数が体全体のゆっくりとした動きよりも高い手の動きの
みが検出される。
た各出力の遷移状態によって手の動きのみを明確に検出
することができる。この場合にも、図８又は図１３に示
す関係を用いて手の動きとその方向が判定される。これ
によれば、手と体全体とが同時に動いた場合でも、周波
数が体全体のゆっくりとした動きよりも高い手の動きの
みが検出される。
【００３０】また、図１４に示すようにフィルタ部５Ａ
を通過した各出力Ｅａ〜Ｅｄの内、１つのみが一定時間
内に規定回数以上くり返す交番信号であり、その振幅が
所定値以上であるという特徴を特徴抽出部５Ｂが抽出し
た場合には、判定部５Ｃは手が同じ１つの赤外線検出領
域で複数回振られたものと判定する。
を通過した各出力Ｅａ〜Ｅｄの内、１つのみが一定時間
内に規定回数以上くり返す交番信号であり、その振幅が
所定値以上であるという特徴を特徴抽出部５Ｂが抽出し
た場合には、判定部５Ｃは手が同じ１つの赤外線検出領
域で複数回振られたものと判定する。
【００３１】さらに、フィルタ部５Ａと特徴抽出部５Ｂ
と判定部５Ｃは、図１５のフローチャートに示す手順に
よって、手の速い動きと体全体のゆっくりとした動きと
を明確に分離し、手の動きとその方向を検出することも
できる。
と判定部５Ｃは、図１５のフローチャートに示す手順に
よって、手の速い動きと体全体のゆっくりとした動きと
を明確に分離し、手の動きとその方向を検出することも
できる。
【００３２】図１５において、サンプリングされたデー
タ（ステップＳ０）を、アンプ２Ａ〜２Ｄの各出力を経
て、まずフィルタ部５ＡのＨＰＦ（カットオフ周波数が
３Ｈｚ、フィルタ１次）で濾波する（ステップＳ１）。
このとき、所定値以上（ステップＳ２）のＨＰＦ出力が
得られたとき、メモリにＨＰＦ出力をコピーする（ステ
ップＳ３）。所定値以上（ステップＳ２）でない場合
は、ルーチンはステップＳ０に戻る。次に、ＨＰＦ出力
をＬＰＦ（カットオフ周波数が０．７Ｈｚ、フィルタ５
次）で濾波し（ステップＳ４）、赤外線検出領域ｂ又は
ｄに対応する出力が所定値以下（ステップＳ５）でなけ
れば、体の動きであると判断し（ステップＳ６）、ルー
チンはステップＳ０に戻る。
タ（ステップＳ０）を、アンプ２Ａ〜２Ｄの各出力を経
て、まずフィルタ部５ＡのＨＰＦ（カットオフ周波数が
３Ｈｚ、フィルタ１次）で濾波する（ステップＳ１）。
このとき、所定値以上（ステップＳ２）のＨＰＦ出力が
得られたとき、メモリにＨＰＦ出力をコピーする（ステ
ップＳ３）。所定値以上（ステップＳ２）でない場合
は、ルーチンはステップＳ０に戻る。次に、ＨＰＦ出力
をＬＰＦ（カットオフ周波数が０．７Ｈｚ、フィルタ５
次）で濾波し（ステップＳ４）、赤外線検出領域ｂ又は
ｄに対応する出力が所定値以下（ステップＳ５）でなけ
れば、体の動きであると判断し（ステップＳ６）、ルー
チンはステップＳ０に戻る。
【００３３】一方、ステップＳ５で赤外線検出領域ｂ又
はｄに対応する出力が所定値以下（ステップＳ５）であ
れば、ステップＳ３でコピーしたデータをメモリから呼
び出し、ＨＰＦ（カットオフ周波数が３Ｈｚ、フィルタ
５次）で濾波し（ステップＳ７）、赤外線検出領域ａ〜
ｄに対応する出力の内、１つでも所定値以上（ステップ
Ｓ８）であれば、手の動きであると判定し（ステップＳ
９）、各信号の遷移状態から図１３を参照して、手の動
きとその方向を判定する（ステップＳ１０）。また、赤
外線検出領域ａ〜ｄに対応する出力の内、いずれも所定
値以上（ステップＳ８）でない場合には、体の動きであ
ると判断し（ステップＳ６）、ルーチンはステップＳ０
に戻る。このようにして手の速い動きと体全体のゆっく
りした動きとを予め分離することにより、手によるゼス
チャを精度よく判定することが可能となる。
はｄに対応する出力が所定値以下（ステップＳ５）であ
れば、ステップＳ３でコピーしたデータをメモリから呼
び出し、ＨＰＦ（カットオフ周波数が３Ｈｚ、フィルタ
５次）で濾波し（ステップＳ７）、赤外線検出領域ａ〜
ｄに対応する出力の内、１つでも所定値以上（ステップ
Ｓ８）であれば、手の動きであると判定し（ステップＳ
９）、各信号の遷移状態から図１３を参照して、手の動
きとその方向を判定する（ステップＳ１０）。また、赤
外線検出領域ａ〜ｄに対応する出力の内、いずれも所定
値以上（ステップＳ８）でない場合には、体の動きであ
ると判断し（ステップＳ６）、ルーチンはステップＳ０
に戻る。このようにして手の速い動きと体全体のゆっく
りした動きとを予め分離することにより、手によるゼス
チャを精度よく判定することが可能となる。
【００３４】
【発明の効果】この発明によれば、人体の特定部位の動
きとその方向を精度よく検出することができるので、人
体を拘束することなく手の振りのみで入力可能な入力装
置が実現でき、マンマシンインタフェースの向上に寄与
するところが大きい。
きとその方向を精度よく検出することができるので、人
体を拘束することなく手の振りのみで入力可能な入力装
置が実現でき、マンマシンインタフェースの向上に寄与
するところが大きい。
【図１】この発明の実施例の構成を示す構成説明図であ
る。
る。
【図２】この発明の実施例の配置を示す斜視図である。
【図３】この発明の実施例の赤外線検出素子と反射ミラ
ーを示す正面図である。
ーを示す正面図である。
【図４】この発明の実施例の赤外線検出領域の配置の一
例を示す説明図である。
例を示す説明図である。
【図５】この発明の実施例の赤外線検出素子の応答特性
を示す説明図である。
を示す説明図である。
【図６】この発明の実施例の赤外線検出素子の出力波形
を示す波形図である。
を示す波形図である。
【図７】この発明の実施例において変換された信号波形
を示す波形図である。
を示す波形図である。
【図８】この発明の実施例の信号の遷移状態と手の動き
との関係を示す説明図である。
との関係を示す説明図である。
【図９】この発明の実施例の赤外線検出領域の配置の他
の例を示す説明図である。
の例を示す説明図である。
【図１０】この発明の実施例の赤外線検出素子の出力波
形を示す波形図である。
形を示す波形図である。
【図１１】この発明の実施例の赤外線検出素子の出力波
形を示す波形図である。
形を示す波形図である。
【図１２】この発明の実施例の赤外線検出素子の出力波
形を示す波形図である。
形を示す波形図である。
【図１３】この発明の実施例の信号波形の出現順序と手
の動きとの関係を示す説明図である。
の動きとの関係を示す説明図である。
【図１４】この発明の実施例の信号波形を示す波形図で
ある。
ある。
【図１５】この発明の実施例の動作を示すフローチャー
トである。
トである。
１Ａ 赤外線検出素子 １Ｂ 赤外線検出素子 １Ｃ 赤外線検出素子 １Ｄ 赤外線検出素子 ２Ａ アンプ ２Ｂ アンプ ２Ｃ アンプ ２Ｄ アンプ ５ 信号処理部 ５Ａ フィルタ部 ５Ｂ 特徴抽出部 ５Ｃ 判定部 ６ 画像処理部 ７ ディスプレイ １０ 赤外線検出式入力装置 １１ 操作者 １２ 赤外線 １３ 反射ミラー
Claims (9)
- 【請求項１】 人体から放射される赤外線を検出して電
気信号に変換する複数の赤外線検出素子を備え、前記赤
外線検出素子の各赤外線検出領域を所定距離だけ離れた
平面に配列し、各赤外線検出素子により変換された電気
信号から波形上の特徴を抽出する特徴抽出部と、抽出さ
れた特徴に基づいて人体の特定部位の動きを判定する判
定部とを設けてなる赤外線検出式入力装置。 - 【請求項２】 特徴抽出部は各波形の遷移状態を特徴と
して抽出する請求項１記載の赤外線検出式入力装置。 - 【請求項３】 特徴抽出部は各波形が正と負の極性を有
するとき、一方の極性部分の遷移状態を特徴として抽出
する請求項１記載の赤外線検出式入力装置。 - 【請求項４】 特徴抽出部は各電気信号の波形を所定値
でサンプリングして一定時間保持することによってパル
ス波形に変換し、変換されたパルス波形の遷移状態を特
徴として抽出する請求項１記載の赤外線検出式入力装
置。 - 【請求項５】 特徴抽出部は各波形のピーク値を互いに
比較して比較結果を特徴として抽出する請求項１記載の
赤外線検出式入力装置。 - 【請求項６】 電気信号を濾波するフィルター部をさら
に備え、特徴抽出部は濾波された各波形の大きさを特徴
として抽出する請求項１記載の赤外線検出式入力装置。 - 【請求項７】 電気信号を濾波するフィルター部をさら
に備え、特徴抽出部は濾波された各波形の遷移状態を特
徴として抽出する請求項１記載の赤外線検出式入力装
置。 - 【請求項８】 各電気信号について所定周波数以上の波
形成分を通過させるハイパスフィルターをさらに備え、
特徴抽出部はハイパスフィルターを通過した波形成分の
１つが一定時間内に所定値を越える回数を特徴として抽
出し、判定部は前記回数が規定回数以上であるとき、人
体の特定部位が動いたものと判定する請求項１記載の赤
外線検出式入力装置。 - 【請求項９】 判定部は、抽出された特徴に基づいて特
定部位の動きを識別し、かつ、特定部位の動きの方向を
特定する請求項１記載の赤外線検出式入力装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23198598A JP2000066805A (ja) | 1998-08-18 | 1998-08-18 | 赤外線検出式入力装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23198598A JP2000066805A (ja) | 1998-08-18 | 1998-08-18 | 赤外線検出式入力装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000066805A true JP2000066805A (ja) | 2000-03-03 |
Family
ID=16932144
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23198598A Withdrawn JP2000066805A (ja) | 1998-08-18 | 1998-08-18 | 赤外線検出式入力装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000066805A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010111238A (ko) * | 2000-06-09 | 2001-12-17 | 안철 | 적외선을 이용한 모션 캡쳐 장비의 적외선 발광 마커 |
| JP2006091948A (ja) * | 2004-09-21 | 2006-04-06 | Victor Co Of Japan Ltd | 電子機器の制御装置 |
| JP2010256045A (ja) * | 2009-04-21 | 2010-11-11 | Taisei Corp | 広域・高精度人体検知センサ |
| JP2013516026A (ja) * | 2010-03-15 | 2013-05-09 | エンパイア テクノロジー ディベロップメント エルエルシー | 選択運動制御の分類 |
| US9141897B2 (en) | 2012-06-29 | 2015-09-22 | Kyocera Document Solutions Inc. | Image forming apparatus and method of controlling same |
| JPWO2016002270A1 (ja) * | 2014-06-30 | 2017-04-27 | クラリオン株式会社 | 非接触操作検出装置 |
-
1998
- 1998-08-18 JP JP23198598A patent/JP2000066805A/ja not_active Withdrawn
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010111238A (ko) * | 2000-06-09 | 2001-12-17 | 안철 | 적외선을 이용한 모션 캡쳐 장비의 적외선 발광 마커 |
| JP2006091948A (ja) * | 2004-09-21 | 2006-04-06 | Victor Co Of Japan Ltd | 電子機器の制御装置 |
| JP2010256045A (ja) * | 2009-04-21 | 2010-11-11 | Taisei Corp | 広域・高精度人体検知センサ |
| JP2013516026A (ja) * | 2010-03-15 | 2013-05-09 | エンパイア テクノロジー ディベロップメント エルエルシー | 選択運動制御の分類 |
| US9141897B2 (en) | 2012-06-29 | 2015-09-22 | Kyocera Document Solutions Inc. | Image forming apparatus and method of controlling same |
| JPWO2016002270A1 (ja) * | 2014-06-30 | 2017-04-27 | クラリオン株式会社 | 非接触操作検出装置 |
| US10067570B2 (en) | 2014-06-30 | 2018-09-04 | Clarion Co., Ltd. | Non-contact operation detection device |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20051101 |