JP2008085701A - 無接触操作装置、電子機器及び車載機器 - Google Patents

Abstract

【課題】誤検知による誤動作を防止する。
【解決手段】指８を検出する右側及び左側光学センサ装置１１Ｒ、１１Ｌと、右側及び左側光学センサ装置１１Ｒ、１１Ｌのそれぞれが前記指８を検知した場合に、ボリューム調整用信号ＤＶを出力する信号処理ユニット１２とを備え、前記信号処理ユニット１２は、前記右側及び左側光学センサ装置１１Ｒ、１１Ｌのそれぞれが物体を検知したタイミングに基づいて、前記物体が前記指８か否かを判断し、前記物体が前記指８でないと判断した場合には、前記ボリューム調整用信号ＤＶを出力しない無接触操作装置１０を構成した。
【選択図】図３

Description

本発明は、ユーザが操作子に触れる事なく機器に対する各種操作を可能にする無接触型の操作装置に係り、特に、誤検知による誤動作を防止するための技術に関する。

近年、液晶ディスプレイ等のディスプレイデバイス技術の発展に伴い、各種電子機器に搭載されるディスプレイ装置の大型化が進み、情報提示における視認性の向上に寄与している。また、車載音響機器や車載情報機器等の車載機器においても同様にディスプレイ装置の大型化が進んでおり、それに伴って表示内容の充実、及び、視認性の向上が図られている。しかしながら、車載機器の場合は、一般の家庭用機器とは違い、車室内という空間が限定された場所に設置されることから装置本体のサイズに制約があり、ディスプレイ装置が大型化すると、車載装置を操作するための各種の操作ボタンを配置する配置スペースが狭くなるという問題がある。特に、車載機器においては、搭乗者がシートに座った位置から操作し易いレイアウトで各種の操作ボタンが車載機器に配置されていることが重要であるためレイアウトの制約を受け、ディスプレイ装置の大型化によって制限されたスペースに操作性を損なわないレイアウトで各種の操作ボタンを配置することは非常に困難である。

そこで操作ボタンをダウンサイズすることが考えられるが、操作ボタンのダウンサイズにも限度がある。例えば、ボリューム調整用の操作子として、ボリューム調整量をユーザが把握し易くするために、内部に抵抗部品を有して構成された直線にスライド移動するつまみ部を有したスライダ操作子や、つまみ部が回転する回転式の回転操作子が用いられるのが一般的である。しかしながら、この種の操作子にあっては、つまみ部や当該つまみ部の操作に応じて駆動される機械的な構造体を有し、また、つまみ部を可動するためのスペースが必要となるため、操作子の小型化には限度があり、さらに、車載装置のフロント面からつまみ部が突出するため、この種の操作子を配設可能な箇所が限定されるという問題がある。

ボリューム調整用の操作子には、上記の種類の操作子の他にも、ボリュームアップ用の押下スイッチと、ボリュームダウン用の押下スイッチとの２つの押下スイッチとを備えて構成された操作子が用いられることもあるが、この操作子にあっても、２つの押下スイッチという機械的な構造体を配設する必要があり配置可能な箇所が限定されるという問題を有する。
したがって、上記のような操作子をディスプレイ装置の周囲に配設すると、操作子のサイズと配設箇所の自由度の低さによりディスプレイ装置のサイズを制限する要因となる。

そこで近年では、ディスプレイ装置自体に操作子の機能を持たせることで当該ディスプレイ装置の周囲に配設すべき操作子を削減すべく、パネル部分にタッチパネルを設けたディスプレイ装置が広く実用化されている。しかしながら、例えば車載機器のボリューム調整をタッチパネルの操作により行う構成とすると、カーオーディオ装置等の車載機器においては、ボリューム調整は常に操作可能にする必要のある機能であるため、ボリューム調整用の操作キーをディスプレイ装置に定常的に表示しておく必要が生じる。このため、車載機器にて実行されるアプリケーションを開発する際には、各アプリケーションのＧＵＩ（グラフィカルユーザーインターフェース）にボリューム調整用の操作キーを表示する機能を設ける必要が生じ、アプリケーションの開発作業が煩雑になる。

ユーザがつまみ部やタッチパネルに表示された操作キーを操作する必要のある上記の各種の操作子の代わりとなる技術として、光センサを用いてユーザの動作を検出し、その動作により装置への操作入力を可能にした技術（以下、「無接触操作技術」と言う）が提案されている。この無接触操作技術においては、ユーザが光センサの上を横切るように指等を移動させたときの当該光センサの受光量の変化に応じて操作が入力されるようになっている。また、２つの光センサを並設することで、ユーザが２つの光センサを横切るように指等を移動させたときの各光センサのオン／オフのタイミングの差異を検出し、この検出値に基づいて指等の移動方向及び移動速度を推定し、これらの移動方向及び移動速度に応じて操作量を可変させて操作入力可能にすることもできるようになっている（例えば、特許文献１参照）。
特開平９−２８１９６３号公報

しかしながら、従来の無接触操作技術においては、２つの光センサのオン／オフのタイミングの差異により指等の操作を検出しているため、例えば、ユーザが他の機器や他の操作子を操作しようとして２つの光センサの上を手や体が通過した場合であっても、かかる通過が検知されて意図せぬ操作入力が行われてしまう、といった問題がある。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、誤検知による誤動作を防止することが可能な無接触操作装置、電子機器及び車載機器を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、検知対象物を検出する２つの非接触センサと、前記非接触センサのそれぞれが前記検知対象物を検知した場合に、操作用の信号を出力する信号処理ユニットとを備え、前記信号処理ユニットは、前記非接触センサのそれぞれが物体を検知したタイミングに基づいて、前記物体が前記検知対象物か否かを判断し、前記物体が前記検知対象物でないと判断した場合には、前記操作用の信号を出力しないことを特徴とする無接触操作装置を提供する。

また本発明は、上記発明において、前記信号処理ユニットは、前記非接触センサのそれぞれが物体を検知したときに、前記検知対象物の通過に伴って、いずれか一方の前記非接触センサが検知を開始してから検知を終了するまでの通過時間の予測値と、前記物体が検知されたときの通過時間の実測値とに基づいて、前記物体が前記検知対象物であるか否かを判断することを特徴とする。

本発明は、上記発明において、前記検知対象物を同時に検出可能な間隔で前記２つの非接触センサを並設し、前記信号処理ユニットは、一方の前記非接触センサが物体を検知した後、他方の前記非接触センサが前記物体の検知を開始したときに、前記一方の非接触センサが前記物体を検知していない場合には、前記物体が前記検知対象物でないと判断することを特徴とする。

また、上記目的を達成するために、本発明は、上記発明のいずれかに記載の無接触操作装置を備えたことを特徴とする電子機器を提供する。

また本発明は、上記発明において、表示パネルを有する表示装置を備え、前記表示パネルの裏側に前記無接触操作装置を設けたことを特徴とする。

また、上記目的を達成するために、本発明は、装置本体のフロント部分を露出させて車両の車室内に設けられる車載機器において、前記フロント部分にかざされたユーザの指を検出する２つの非接触センサと、前記非接触センサのそれぞれが前記指を検知した場合に、操作用の信号を出力する信号処理ユニットとを備え、前記信号処理ユニットは、前記非接触センサのそれぞれが物体を検知したタイミングに基づいて、検知された物体が前記指か否かを判断し、前記物体が前記指でないと判断した場合には、前記操作用の信号を出力しない無接触操作装置を具備することを特徴とする。

また本発明は、上記発明において、前記信号処理ユニットは、前記指を検知した後、手の指同士の間隔に基づく所定時間以内に、指を検知した場合には、複数本の指による操作であると判断することを特徴とする。

本発明によれば、非接触センサのそれぞれが物体を検知したタイミングに基づいて、前記物体が検知対象物か否かを判断し、前記物体が前記検知対象物でないと判断した場合には、操作用の信号を出力しない構成としたため、検知対象物による操作が検出された場合にだけ操作用の信号が出力され、誤検知による誤動作を防止することが可能となる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、車載機器の一態様たるカーオーディオ装置１の構成を示す図である。図１に示すように、カーオーディオ装置１は、フロント部分２Ａを露出させるように車両のセンターコンソールに収納される装置本体２と、表示パネルとしての液晶パネル４を有し、各種情報を表示する表示装置３とを備え、この表示装置３が装置本体２のフロント部分２Ａに配設されている。この表示装置３には、例えば音楽再生中においては、現在再生中の楽曲情報（楽曲タイトルや演奏時間、アーティスト名等）や現在の音量（ボリューム）といった情報が表示される。さらに、装置本体２のフロント部分２Ａには、右側光学センサ装置１１Ｒ及び左側光学センサ装置１１Ｌを有した無接触操作装置１０が配設されている。

無接触操作装置１０は、カーオーディオ装置１のボリューム（音量）調整操作を受け付けるものであり、上記右側光学センサ装置１１Ｒ及び左側光学センサ装置１１Ｌが間隔Ｗを設けてフロント部分２Ａに並設されている。この配置間隔Ｗは、右側光学センサ装置１１Ｒの検知点Ｐ１と、左側光学センサ装置１１Ｌの検知点Ｐ２との幅が指８の一般的な幅Ｈよりも狭くなるように設定されており、これについては後に詳述する。

右側及び左側光学センサ装置１１Ｒ、１１Ｌは、赤外線レーザ又は赤外線ＬＥＤを有し、装置本体２の正面に向けて放射する発光装置と、この赤外線が発光装置の正面に位置する物体に反射して戻ってくる反射光を受光して、受光強度に応じた電気信号を検出信号として出力する受光装置とを備えており（共に図示せず）、これら右側及び左側光学センサ装置１１Ｒ、１１Ｌの検出信号の強度変化（オン／オフ）に基づいてボリューム調整が行われる。

具体的には、図２に示すように、右側及び左側光学センサ装置１１Ｒ、１１Ｌの上を通過するようにユーザが指（検知対象物）８を移動させると、この指８の移動が右側及び左側光学センサ装置１１Ｒ、１１Ｌのそれぞれに検知され、ボリューム調整が行われる。このとき、右側光学センサ装置１１Ｒから左側光学センサ装置１１Ｌにかけて指８が通過した場合には、音量を上げ、これとは逆に、左側光学センサ装置１１Ｌから右側光学センサ装置１１Ｒにかけて指８が通過した場合には、音量を下げるように構成されている。

次いで、カーオーディオ装置１の機能的構成について説明する。
図３は、カーオーディオ装置１の機能的構成を示すブロック図である。この図に示すように、カーオーディオ装置１は、上述した表示装置３及び無接触操作装置１０を有し、さらに、全体制御装置と２０と、記憶メディア装置２１と、音響信号増幅装置２２と、音響信号出力装置２３とを備えている。

全体制御装置２０は、カーオーディオ装置１の各部を中枢的に制御するものであり、例えば、音楽の再生制御や、無接触操作装置１０に対する操作に基づいてボリュームを変更する制御を実行する。
記憶メディア装置２１は、楽曲データと、楽曲タイトル、演奏時間、アーティスト名等の楽曲情報とが記録されたＣＤやＤＶＤ、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、フラッシュメモリー等の記録媒体を再生する装置であり、全体制御装置２０からの指示にしたがって楽曲データを音響信号増幅装置２２にPCMデータとして出力する。
音響信号増幅装置２２は、記憶メディア装置２１から出力されるPCMデータをデジタルアナログ変換すると共に、全体制御装置２０から指示された音量に相当する分だけ信号を増幅し音響信号として音響信号出力装置２３へ出力する。
音響信号出力装置２３は、音響信号増幅装置２２から出力された音響信号を車室内に出力するものであり、例えば放音装置としてのスピーカを有している。

無接触操作装置１０は、上述した右側及び左側光学センサ装置１１Ｒ、１１Ｌと、これらの右側及び左側光学センサ装置１１Ｒ、１１Ｌが出力する検出信号ＰＤＲ、ＰＤＬに基づいて、ボリュームの調整量を示すボリューム調整信号ＤＶを生成し全体制御装置２０に出力する信号処理ユニット１２とを有し、この信号処理ユニット１２は、センサ信号解析装置１３と、センサ配置情報記憶装置１４とを備えている。

センサ信号解析装置１３は、指８が右側及び左側光学センサ装置１１Ｒ、１１Ｌを通過したときに生じる検出信号ＰＤＲ、ＰＤＬの強度変化に基づいて、指８が右側光学センサ装置１１Ｒを通過した右側通過タイミングｔ１と、左側光学センサ装置１１Ｒを通過した左側通過タイミングｔ２との時間差に基づいて指８の移動方向を特定し、当該移動方向に応じたボリューム調整信号ＤＶを生成して全体制御装置２０に出力するものである。
詳細には、センサ信号解析装置１３は、右側通過タイミングｔ１又は左側通過タイミングｔ２を検出した場合に、内蔵のクロック回路（図示せず）のクロック信号に基づいて計時を開始して右側通過タイミングｔ１と左側通過タイミングｔ２との間の時間差を検出し、この時間差に基づいて指８の移動方向を特定し、その移動方向に対応したボリューム調整量を示す上記ボリューム調整信号ＤＶを生成する。

本実施形態では、センサ信号解析装置１３は、指８の移動方向が右側光学センサ装置１１Ｒから左側光学センサ装置１１Ｌに向かう方向である場合には、音量を所定量だけ増加させるボリューム調整信号ＤＶを生成し、また、指８の移動方向が左側光学センサ装置１１Ｌから右側光学センサ装置１１Ｒに向かう方向である場合には、音量を所定量だけ減少させるボリューム調整信号ＤＶを生成して全体制御装置２０に出力する。

また、センサ信号解析装置１３は、上記右側通過タイミングｔ１及び左側通過タイミングｔ２のいずれかを検知した場合には、上記ボリューム調整信号ＤＶの生成に先立って、指８による操作のときだけボリューム調整信号ＤＶを生成するようにすべく、検出信号ＰＤＲ、ＰＤＬの強度変化が指８による操作によって生じたものであるか否かを判断する誤検知防止が可能な操作検出処理を実行するが、かかる操作検出処理については後に詳述する。

センサ配置情報記憶装置１４は、上記右側及び左側光学センサ装置１１Ｒ、１１Ｌの配置間隔Ｗを示す間隔パラメータを格納するものであり、センサ信号解析装置１３が誤検知防止処理を実行する際に当該センサ信号解析装置１３により間隔パラメータが参照される。

次いで、上述した誤検知が防止可能な操作検出処理について詳細に説明する。
図４は、左側光学センサ装置１１Ｌに先だって右側光学センサ装置１１Ｒの検出信号ＰＤＲに強度変化が生じたときの操作検出処理のフローチャートである。この図に示すように、ユーザが指８を右側光学センサ装置１１Ｒから左側光学センサ装置１１Ｌに向かって移動させたり、或いは、この方向に何らかの物体が横切ったときには、先ず、右側光学センサ装置１１Ｒの検出信号ＰＤＲに強度変化が生じ、センサ信号解析装置１３は、検出信号ＰＤＲの強度変化のタイミングを右側通過タイミングｔ１として検知し（ステップＳａ１）、左側通過タイミングｔ２までの時間差を検出すべく計時（タイマカウント）を開始する。

そして、物体の移動に伴って左側光学センサ装置１１Ｌの検出信号ＰＤＬに強度変化が生じたときに、センサ信号解析装置１３が、検出信号ＰＤＬの強度変化のタイミングを左側通過タイミングｔ２として検知する（ステップＳａ２）。また、センサ信号解析装置１３は、左側通過タイミングｔ２を検知したとき、検出信号ＰＤＲに生じた強度変化が指８によるものか否かを特定するために、そのときの右側光学センサ装置１１Ｒの検出状態を検出信号ＰＤＲに基づいて判断する（ステップＳａ３）。

詳述すると、右側及び左側光学センサ装置１１Ｒ、１１Ｌの間隔Ｗは、上述の通り、右側光学センサ装置１１Ｒの検知点Ｐ１と、左側光学センサ装置１１Ｌの検知点Ｐ２との幅が指８の一般的な幅Ｈよりも狭くなるように設定されているため、指８による操作が行われていれば、上記左側通過タイミングｔ２において、右側光学センサ装置１１Ｒの検知点Ｐ１にも指８が位置し、当該右側光学センサ装置１１Ｒにおいても指８が検知されて続けていることになる。

したがって、上記ステップＳａ３の判断の結果、右側光学センサ装置１１Ｒが物体を検知していなときには（検出信号ＰＤＲが定常値に戻っているときには）、例えば鉛筆等の指８よりも細い物体が通過した事が推定される。そこで、この場合には、センサ信号解析装置１３は、右側及び左側光学センサ装置１１Ｒ、１１Ｌを通過した物体の形状（パターン）が、指８の形状（対象パターン）と異なるため計時動作を終了（タイマリセット）し（ステップＳａ４）、処理をステップＳａ１に戻すことになる。
一方、上記ステップＳａ３の判断の結果、右側光学センサ装置１１Ｒが物体を検知しているときには、少なくとも指８以上に幅のある物体が通過している事が推定される。そこで、この場合には指８による操作か否かを特定することになる。

詳述すると、右側及び左側光学センサ装置１１Ｒ、１１Ｌの配置間隔Ｗと、上記右側通過タイミングｔ１及び左側通過タイミングｔ２とに基づいて、次式（１）により物体の移動速度Ｖｓが示される。
移動速度Ｖｓ＝Ｗ／（ｔ２−ｔ１） （１）
なお、正確には移動速度Ｖｓは、右側及び左側光学センサ装置１１Ｒ、１１Ｌの配置間隔Ｗに代えて、右側光学センサ装置１１Ｒの検知点Ｐ１と左側光学センサ装置１１Ｌとの間の検知点間距離Ｗ’を用いて算出されるが、簡単のため、配置間隔Ｗは検知点間距離Ｗ’とほぼ等しいものとする。

一方、右側通過タイミングｔ１の後、右側光学センサ装置１１Ｒが物体を検知しなくなったタイミングを右側検知終了タイミングｔ３とすると、右側光学センサ装置１１Ｒを横断した物体の幅Ｈｘは、次式（２）により示される。
物体の幅Ｈｘ＝Ｖｓ×（ｔ３−ｔ１） （２）

ここで、ユーザの指８によって操作がなされている場合には、指８の一般的な幅Ｈの最大値をＨｍａｘとし、また、操作時における指８の一般的な移動速度の下限値をＶｍｉｎ（例えばＶｍｉｎ＝５ｃｍ／ｓｅｃ）とすると、指８によって操作がなされている場合には、上記式（２）により、右側通過タイミングｔ１から右側検知終了タイミングｔ３までの時間差Ｔが取り得る時間差最大値Ｔｍａｘは、次式（３）により示される。
時間差最大値Ｔｍａｘ＝Ｈｍａｘ／Ｖｍｉｎ （３）
したがって、上記時間差Ｔが時間差最大値Ｔｍａｘを超えている場合には、例えば他の操作のために指８が非常にゆっくり動いている、或いは、動いていないか、又は、指８よりも幅のある物体が右側及び左側光学センサ装置１１Ｒ、１１Ｌを通過していることが示されることになる。

センサ信号解析装置１３には、上記時間差最大値Ｔｍａｘが設定最大値Ｔｍａｘとして予め設定されており、当該センサ信号解析装置１３は、検出信号ＰＤＲに基づいて右側検知終了タイミングｔ３を検知すると（ステップＳａ５）、右側通過タイミングｔ１から設定最大値Ｔａｍｘが経過するまでの間に、右側検知終了タイミングｔ３が検知されたか否かを判断し（ステップＳａ６）、設定最大値Ｔｍａｘを超えている場合には（ステップＳａ６：ＮＯ）、指８以外の物体、或いは、ユーザが操作を意図しない操作といった対象外の物体或いは操作が検知されたものと判断し、計時動作を終了（タイマリセット）し（ステップＳａ７）、処理手順をステップＳａ１に戻す。

一方、右側通過タイミングｔ１から設定最大値Ｔａｍｘ以内に、右側検知終了タイミングｔ３が検知されている場合には（ステップＳａ６：ＹＥＳ）、指８が右側光学センサ装置１１Ｒから左側光学センサ装置１１Ｌにかけて移動する操作がなされたことを示すため、ボリュームアップを指示するボリューム調整信号ＤＶを生成して全体制御装置２０に出力すると共に、計時動作を終了（タイマリセット）し（ステップＳａ８）、処理手順をステップＳａ１に戻す。

なお、上記式（１）により物体の移動速度を求めると共に、上記式（２）により物体の幅Ｈｘを推定し、この物体の幅Ｈｘが指８の最大値Ｈｍａｘよりも大きいか否かを上記ステップＳａ６において判断することで、物体が指８であるか否かを識別することも可能である。このとき、物体の移動速度が上記Ｖｍｉｎよりも小さいか否かを合わせて判断することで、指８による操作が無接触操作装置１０の操作を意図した操作であるか否かを判断することも可能である。

以上の処理により、指８以外の物体、或いは、無接触操作装置１０に対する操作以外の操作が右側及び左側光学センサ装置１１Ｒ、１１Ｌが検知された場合には、ボリューム調整信号ＤＶが生成されることがなく、誤検知による誤操作が防止されることとなる。
なお、上記ステップＳａ１において右側通過タイミングｔ１が検知された後、一定時間が経過しても左側通過タイミングｔ２が検知されないときには、ユーザが操作を途中で中断したか、或いは、右側光学センサ装置１１Ｒが指８以外の物体を検知したものと推定されるため、計時動作を終了（タイマリセット）し、処理手順をステップＳａ１に戻すようになっている。

また、右側光学センサ装置１１Ｒに先だって左側光学センサ装置１１Ｌの検出信号ＰＤＬに強度変化が生じたときにも、同様にして、誤検知の判断が行われる。
すなわち、図５に示すように、右側光学センサ装置１１Ｒに先だって左側光学センサ装置１１Ｌの検出信号ＰＤＬに強度変化が生じたときに、その強度変化のタイミングを左側通過タイミングｔ２としてセンサ信号解析装置１３が検知し（ステップＳｂ１）、次いで、右側通過タイミングｔ１を検知されたときに（ステップＳｂ２）、そのときの左側光学センサ装置１１Ｌの検出状態を検出信号ＰＤＬに基づいて判断することで（ステップＳｂ３）、物体が指８よりも細いものであるか否かを判断することになる。

ステップＳｂ３の判断の結果、左側光学センサ装置１１Ｌが物体を検知していなときには、指８よりも細い物体が通過した事が推定されるため、センサ信号解析装置１３は、計時動作を終了（タイマリセット）し（ステップＳｂ４）、処理をステップＳｂ１に戻し、また、左側光学センサ装置１１Ｌが物体を検知しているときには、物体が指８よりも幅のある物体であるか否かを特定すべく、センサ信号解析装置１３は次の処理を実行する。

すなわち、センサ信号解析装置１３は、検出信号ＰＤＬに基づいて、左側通過タイミングｔ２の後、左側光学センサ装置１１Ｌが物体を検知しなくなったタイミングである左側検知終了タイミングｔ４を検知し（ステップＳｂ５）、左側通過タイミングｔ２から設定最大値Ｔａｍｘが経過するまでの間に、左側検知終了タイミングｔ４が検知されたか否かを判断し（ステップＳｂ６）、設定最大値Ｔｍａｘを超えている場合には（ステップＳｂ６：ＮＯ）、指８以外の物体、或いは、ユーザが操作を意図しない操作といった対象外の物体或いは操作が検知されたものと判断し、計時動作を終了（タイマリセット）し（ステップＳｂ７）、これとは逆に、左側通過タイミングｔ２から設定最大値Ｔａｍｘ以内に、左側検知終了タイミングｔ４が検知されている場合には（ステップＳｂ６：ＹＥＳ）、指８が左側光学センサ装置１１Ｌから右側光学センサ装置１１Ｒにかけて移動する操作がなされたことを示すため、ボリュームダウンを指示するボリューム調整信号ＤＶを生成して全体制御装置２０に出力すると共に計時動作を終了（タイマリセット）し（ステップＳｂ８）、処理手順をステップＳａ１に戻すことになる。

このように、本実施形態によれば、右側及び左側光学センサ装置１１Ｒ、１１Ｌのそれぞれが物体を検知したタイミングに基づいて、物体がユーザの指８か否かを判断し、この判断結果に基づいてボリューム調整用信号の生成の可否が決定される構成としたため、指８以外の物体が検知されることによる誤動作を防止することが可能となる。

特に、本実施形態によれば、右側及び左側光学センサ装置１１Ｒ、１１Ｌのいずれか一方が指８の検知を開始したタイミング（右側通過タイミングｔ１又は左側通過タイミングｔ２）から物体の検知を終了するまでの時間差として取り得る最大値である時間差最大値Ｔｍａｘと、物体が検知されたときの時間差の実測値とに基づいて、物体が指８であるか否かを判断する構成としたため、指８と、当該指８よりも幅のある物体とを識別可能となる。さらに、無接触操作装置１０に隣接する他の操作子を操作する場合などに指８が無接触操作装置１０に検知された場合であっても、当該無接触操作装置１０に対する操作か否かが識別可能となる。

また、本実施形態によれば、指８を同時に検出可能な間隔Ｗで右側及び左側光学センサ装置１１Ｒ、１１Ｌを並設し、右側及び左側光学センサ装置１１Ｒ、１１Ｌのいずれかが物体を検知した後、他方が物体の検知を開始したときに、一方が物体の検知を終了している場合には、検知した物体が指でないと判断する構成としたため、指８よりも細い物体を誤検知することが防止される。

なお、本実施形態では、無接触操作装置１０によりボリュームを調整する構成を例示したが、これに限らず、楽曲等の選択等などの各種メニュー操作に用いることも可能である。また、右側及び左側光学センサ装置１１Ｒ、１１Ｌの発光部と受光部にレンズもしくはスリットを設けることで、互いの検知点Ｐ１、Ｐ２間の距離を調整することも可能である。

＜第２実施形態＞
次いで、本発明の第２実施形態について説明する。
上述した第１実施形態では、無接触操作装置１０を１つだけ用いてボリューム調整を行うカーオーディオ装置１について説明したが、本実施形態では、２つの無接触操作装置１０を用いて車室内の音量バランスを調整可能にしたカーオーディオ装置１Ａについて説明する。

図６は、本実施形態に係るカーオーディオ装置１Ａの構成を示す図である。なお、同図において、第１実施形態と同様の部材には同一の符号を付し、その説明を省略する。この図に示すように、カーオーディオ装置１Ａには、表示装置３の下側に左右に間隔Ｗを設けて並設された右側光学センサ装置１１Ｒ及び左側光学センサ装置１１Ｌを有する無接触操作装置１０と、表示装置３の左側に上下に間隔Ｗを設けて並設された下側光学センサ装置１１ＲＡ及び上側光学センサ装置１１ＬＡを有する無接触操作装置１０Ａとを有している。これらの無接触操作装置１０と無接触操作装置１０Ａとは、配置が異なる他は、上記第１実施形態にて説明した無接触操作装置と略同一の構成を有している。

表示装置３の液晶パネル４には、車室内のフロント側左右のそれぞれに配設されたフロントスピーカＳＰ−ＦＲ、ＳＰ−ＦＬと、リア側左右のそれぞれに配設されたリアスピーカＳＰ−ＲＲ、ＳＰ−ＲＬとのそれぞれの配置関係を模式的に表示した音量バランス調整画面５０が表示可能になされている。

当該音量バランス調整画面５０が表示されているときに、指８が無接触操作装置１０の上を通過すると、無接触操作装置１０が指８の左右への移動方向に応じて車室内の左右の音量バランスを調整するための信号を上記全体制御装置２０に出力し、また、指８が無接触操作装置１０Ａの上を通過すると、指８の上下への移動方向に応じて無接触操作装置１０Ａが車室内のリア側とフロント側との間の音量バランスを調整するための信号を全体制御装置２０に出力する。

ここで、ユーザが車室内の左右の音量バランスを調整すべく、無接触操作装置１０の右側光学センサ装置１１Ｒから左側光学センサ装置１１Ｌにかけて指８を移動させた場合には、ユーザの指８が位置（Ａ）から位置（Ｂ）に移動することで、この指８の移動を右側及び左側光学センサ装置１１Ｒ、１１Ｌが検知して、左右の音量バランスが調整されることになる。

このとき、無接触操作装置１０Ａの下側及び上側光学センサ装置１１ＲＡ、１１ＬＡが、右側及び左側光学センサ装置１１Ｒ、１１Ｌを結ぶ軸線付近に配設されていると、無接触操作装置１０を操作したユーザの指８が意図せずに位置（Ｃ）まで移動し、下側及び上側光学センサ装置１１ＲＡ、１１ＬＡを通過することがある。特に、下側及び上側光学センサ装置１１ＲＡ、１１ＬＡを通過する際に指８が多少傾いていた場合には、下側及び上側光学センサ装置１１ＲＡ、１１ＬＡとの間で検知タイミングに時間差が生じ、従来の構成においては、フロント側とリア側との音量バランス調整が意図せず行われることとなる。

しかしながら、本実施形態においては、ユーザの指８が意図せず、下側及び上側光学センサ装置１１ＲＡ、１１ＬＡを通過したとしても、下側光学センサ装置１１ＲＡの通過が検知されたタイミングｔ１Ａから上側光学センサ装置１１ＲＡの通過が検知されたタイミングｔ３Ａまでの時間差と、第１実施形態にて説明した設定最大値Ｔｍａｘとが比較されて誤検知と判定可能となるため、ユーザが指８を意図せずして位置（Ｂ）から位置（Ｃ）まで移動させてしまった場合であっても、誤動作の確率を低減することが可能となる。

＜第３実施形態＞
次いで本発明の第３実施形態について説明する。
上述した第１及び第２実施形態では、１本の指８で無接触操作装置を操作する構成について説明したが、本実施形態では、図７に示すように、複数本の指８にて無接触操作装置１０Ｂを操作可能にしたカーオーディオ装置１Ｂについて説明する。なお、この図において、第１及び第２実施形態にて説明した部材については同一の符号を付し、その説明を省略する。
本実施形態においては、表示装置３の液晶パネル４は赤外波長帯域に透過率の高い領域を有し、当該液晶パネル４の裏側には、フロント部分２Ａの正面に向けて赤外光を放射して検知対象物を検知する右側光学センサ装置１１Ｒ及び左側光学センサ装置１１Ｌを有した無接触操作装置１０Ｂが配設されている。このように液晶パネル４に無接触操作装置１０Ｂを配置することで表示装置３のサイズ拡大が容易となる。

さて、無接触操作装置１０Ｂは、１本以上の指８の通過を検出した場合、通過した指８の本数に応じた調整量の上記ボリューム調整信号を生成し、全体制御装置２０に出力することとなる。すなわち、図８に示すように、操作時に指８が右から左にかけて移動している場合にはボリュームダウンとなり、また、左から右にかけて移動している場合にはボリュームアップとなるように、指８の移動方向とボリューム調整量とが対応付けられており、さらに、操作時の指８の本数に応じてボリューム調整量の絶対値が大きくなるように既定されている。

ここで、２本以上の指８が無接触操作装置１０Ｂ上を通過する場合、右側及び左側光学センサ装置１１Ｒ、１１Ｌの通過だけを検知すると、１本の指８を繰り返し通過させている繰り返し操作と略同じとなるため、かかる繰り返し操作との識別が必要となり、本実施形態では、次に説明する操作検出処理により、操作時の指８の本数を検出し、また、繰り返し操作との識別を行うこととしている。

図９は、本実施形態に係る操作検出処理のフローチャートである。
この図に示すように、センサ信号解析装置１３は、第１実施形態にて説明したステップＳａ１〜Ｓａ６、又は、ステップＳｂ１〜Ｓｂ６の処理を実行して１本目の指８による操作を検出すると（ステップＳｃ１）、操作時の指８の本数をカウントするための本数カウンタＮを「１」にセットした後（ステップＳｃ１）、次の指８が右側及び左側光学センサ装置１１Ｒ、１１Ｌのいずれかを通過開始したときの検出開始タイミングｔ５を検知すべく待機する（ステップＳｃ３）。

ここで、複数本の指８にて無接触操作装置１０Ｂを操作するときには、前掲図７に示すように、１本目の指８が検知されたときから、指８同士の間隔Ｈｔに応じた時間差Ｔ’で次の指８が検知される。また、繰り返し操作のときには、間隔Ｈｔよりも長い距離を指８が移動することになるため、複数本の指８による操作のときよりも、指８が検出される時間間隔は長くなる。したがって、時間差Ｔ’内で次の指８が検知された場合には、複数本の指８による操作の指と推定され、また、時間差Ｔ’内で次の指８が検知されない場合には、それまでの指８による１回の操作が完了したと推定される。
また、指８同士の一般的な間隔の最大値をＨｔｍａｘとし、複数本の指８での操作時の移動速度の下限値をＶｍｉｎ’とすると、上記時間差Ｔ’の最大値Ｔｍａｘ’は、
時間差最大値Ｔｍａｘ’＝Ｈｔｍａｘ／Ｖｍｉｎ’ （４）
となる。

そこで、本実施形態では、この時間差最大値Ｔｍａｘ’が設定最大値Ｔｍａｘ’としてセンサ信号解析装置１３に予め格納されており、センサ信号解析装置１３は、次の指８の検出を開始した検出開始タイミングｔ５が、前の指８が検知されてから時間差最大値Ｔｍａｘ’以内であるか否かを判断し（ステップＳｃ４）、時間差最大値Ｔｍａｘ’以内である場合には（ステップＳｃ４：ＹＥＳ）、今回の指８の検出は、複数本の指８の操作によるものと推定されるため、本数カウンタＮを「１」だけインクリメントした後（ステップＳｃ５）、次の指８を検出すべく処理手順をステップＳｃ３に戻す。

また、前の指８が検知されてから時間差最大値Ｔｍａｘ’以内に検出開始タイミングｔ５が検知されていない場合には（ステップＳｃ４：ＮＯ）、指８による１回の操作が完了したものと推定されるため、センサ信号解析装置１３は、そのときの本数カウンタＮのカウント値に応じたボリューム調整量を特定してボリューム調整信号ＤＶを生成して全体制御装置２０に出力し（ステップＳｃ６）、次の操作を受け付けるべく、処理手順をステップＳｃ１に戻す。

このように、本実施形態によれば、上述した第１実施形態の効果に加え、複数本の指８による操作と、１本の指８による繰り返し操作とを識別可能となるため、操作時の指８の本数に応じて異なる操作が可能になる。
特に、本実施形態においては、操作時の指８の本数に応じてボリューム調整量を異ならせる構成としたため、例えば、ボリュームを細かく調整する場合には１本の指８のみで繰り返し操作し、また、ボリュームを大きく調整する場合には複数本の指８で操作する等の使い分けが可能となる。

なお、上述した実施の形態は、あくまでも本発明の一態様を示すものであり、本発明の範囲内で任意に変形および応用が可能である。
例えば、上述した各実施形態では、非接触センサの一例として光学センサ装置を用いる構成を例示したが、これに限らず、超音波センサ等の任意の非接触センサを用いることが可能である。
また、上述した各実施形態では、本発明に係る無接触操作装置を車載機器に適用した場合を例示したが、これに限らず、任意の電子機器に応用することが可能である。

本発明の第１実施形態に係るカーオーディオ装置の構成を示す図。 カーオーディオ装置のボリューム調整操作の態様を説明するための図。 カーオーディオ装置の機能的構成を示す図。 操作検出処理のフローチャート。 操作検出処理のフローチャート。 本発明の第２実施形態に係るカーオーディオ装置の構成を示す図。 本発明の第３実施形態に係るカーオーディオ装置の構成を示す図。 操作時の指の本数とボリューム調整量の対応を示す図。 操作検出処理のフローチャート。

符号の説明

１、１Ａ、１Ｂ カーオーディオ装置
２ 装置本体
２Ａ フロント部分
３ 表示装置
４ 液晶パネル
８ 指
１０、１０Ａ、１０Ｂ 無接触操作装置
１１Ｌ、１１ＬＡ、１１Ｒ、１１ＲＡ 光学センサ装置
１２ 信号処理ユニット
１３ センサ信号解析装置
２０ 全体制御装置
Ｔ、Ｔ’ 時間差
Ｔａｍｘ、Ｔｍａｘ’ 設定最大値
Ｗ 間隔

Claims (7)

1. 検知対象物を検出する２つの非接触センサと、
   前記非接触センサのそれぞれが前記検知対象物を検知した場合に、操作用の信号を出力する信号処理ユニットとを備え、
   前記信号処理ユニットは、
   前記非接触センサのそれぞれが物体を検知したタイミングに基づいて、前記物体が前記検知対象物か否かを判断し、前記物体が前記検知対象物でないと判断した場合には、前記操作用の信号を出力しない
   ことを特徴とする無接触操作装置。
2. 請求項１に記載の無接触操作装置において、
   前記信号処理ユニットは、
   前記非接触センサのそれぞれが物体を検知したときに、
   前記検知対象物の通過に伴って、いずれか一方の前記非接触センサが検知を開始してから検知を終了するまでの通過時間の予測値と、前記物体が検知されたときの通過時間の実測値とに基づいて、前記物体が前記検知対象物であるか否かを判断する
   ことを特徴とする無接触操作装置。
3. 請求項１又は２に記載の無接触操作装置において、
   前記検知対象物を同時に検出可能な間隔で前記２つの非接触センサを並設し、
   前記信号処理ユニットは、
   一方の前記非接触センサが物体を検知した後、他方の前記非接触センサが前記物体の検知を開始したときに、前記一方の非接触センサが前記物体を検知していない場合には、前記物体が前記検知対象物でないと判断する
   ことを特徴とする無接触操作装置。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載の無接触操作装置を備えたことを特徴とする電子機器。
5. 請求項４に記載の電子機器において、
   表示パネルを有する表示装置を備え、前記表示パネルの裏側に前記無接触操作装置を設けたことを特徴とする電子機器。
6. 装置本体のフロント部分を露出させて車両の車室内に設けられる車載機器において、
   前記フロント部分にかざされたユーザの指を検出する２つの非接触センサと、
   前記非接触センサのそれぞれが前記指を検知した場合に、操作用の信号を出力する信号処理ユニットとを備え、
   前記信号処理ユニットは、
   前記非接触センサのそれぞれが物体を検知したタイミングに基づいて、検知された物体が前記指か否かを判断し、前記物体が前記指でないと判断した場合には、前記操作用の信号を出力しない無接触操作装置を具備することを特徴とする車載機器。
7. 請求項６に記載の車載機器において、
   前記信号処理ユニットは、
   前記指を検知した後、手の指同士の間隔に基づく所定時間以内に、指を検知した場合には、複数本の指による操作であると判断する
   ことを特徴とする車載機器。

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