JP2011113489A

JP2011113489A - 非接触型ユーザインタフェース装置

Info

Publication number: JP2011113489A
Application number: JP2009271771A
Authority: JP
Inventors: Hidenori Takahashi; 秀徳高橋; Junko Takahashi; 淳子高橋
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-11-30
Filing date: 2009-11-30
Publication date: 2011-06-09

Abstract

【課題】病原菌ウイルスの接触感染予防、また、原材料や薬品などが付着した状態の指で操作に適した非接触型ユーザインタフェース装置１を提供する。
【解決手段】本発明の装置１は、表示画像が浮き出した実像表示面上に非接触センサー部４を配設し、非接触による操作を実現している。非接触センサー部４は、窓枠状のＸ座標軸３０とＹ座標軸３１上の各一辺に発光素子１０と他辺に受光素子１１とを対向させ複数個を配設し、各座標軸それぞれの回路を連結し連続して走査を行う、このとき１対ずつ同期して能動状態にし、発光素子１０と受光素子１１間を指先などで赤外線４ａの遮断を検出する。なお、各座標上に複数素子が配設されているので１巡の走査に対し複数箇所同時に遮断されている場合、Ｘ・Ｙ座標それぞれの位置は、複数の遮断箇所座標位置の平均値を求めて、その時点の座標位置とする。この１対ずつ駆動により隣との干渉をなくし誤検出防止ならびに素子駆動電力低減を図る構成にしている。
【選択図】図１

Description

本発明は、病原菌ウイルスによる感染が問題になっていることに着目し、近年はあらゆる所に不特定多数の人が操作するタッチパネル方式の自動受付機や券売機などが設置され、特に病院などでは患者自身がタッチパネル式の自動受付機を操作し、直接タッチパネルに触れるために接触感染を恐れが高まっている。また、原材料や薬品などが付着した指では操作できないなど、これらの問題点を解決するために考案された非接触型ユーザインタフェース装置に関する。

例えばＡＴＭ（Automatic Teller Machine）で代表されるように、従来から液晶パネルなどのディスプレイの表面にタッチパネルを配設したユーザインタフェース装置が実用化されている。しかし、従来のタッチパネルは、パネル表面に指先などで接触操作させ、その座標位置を検出する方式であり、パネル表面に指先などが接触する方式であるため接触感染予防や、原材料や薬品などが付着した指での操作などへの利用に適さない。

従来のものは、機械的な接触操作を伴うものであり、磨耗や接触不良などにより動作不良を誘引するなど長時間安定した動作は無理である。

本発明は、前述した従来技術の問題点に着目してなされたものであって、その目的とするところは、直接タッチパネルに触れることのない非接触方式により、目的の操作を可能にする非接触型ユーザインタフェース装置を提供することにある。

また、機械的な接触操作による磨耗や接触不良などの動作不良を誘引するものを排除し、長時間安定した動作を可能にする非接触型ユーザインタフェース装置を提供することにある。

以上のような目的を達成するために、本発明に係る非接触型ユーザインタフェース装置は、所定の平面内に発光素子と受光素子からなる所定数の対が横列と縦列に配置され、前記所定の平面と一定の距離を隔てて平行な他の平面内に実像表示を形成するための表示部を有し、前記横列の対と前記縦列の対との前記発光素子と前記受光素子が１対ずつ同期して作動することを特徴とするものである。

本発明の非接触型ユーザインタフェース装置は、直接タッチパネルに触れることのない非接触方式であるので、あらゆる操作条件においても操作可能である。

本発明の非接触型ユーザインタフェース装置は、非接触検出手段を窓枠状に形成し、横列と縦列上の対向する発光素子と受光素子を１対ずつ同期して駆動することにより、隣との干渉をなくし誤検出の防止ならびに各素子の駆動電力低減を図ることができる。

本発明の非接触型ユーザインタフェース装置では、横列と縦列の発光素子の回路を直列接続し、同様に、横列と縦列の受光素子の回路を直列接続して、前記１対ずつの横列と縦列の両方を連続して走査することで、駆動と検出の簡素化を図ることができる。

本発明の非接触型ユーザインタフェース装置の構造を示す概略構成図である。図１の非接触センサー部の平面図である。図１の非接触型ユーザインタフェース装置の示す斜視図である。

本発明を適用した非接触型ユーザインタフェース装置の一実施の形態について、図１から図３を用いて説明する。
図１は、本発明の非接触型ユーザインタフェース装置の構造を示す概略構成図である。
図２は、図１の非接触センサー部の平面図である。
図３は、図１の非接触型ユーザインタフェース装置を示す斜視図である。

図１は、本発明に係る非接触型ユーザインタフェース装置１の構造を示す概略構成図である。
操作対象項目の表示部３，非接触センサー部４，発光素子１０，受光素子１１，発光素子側のシフトレジスタ素子・抵抗素子１２，受光素子側のシフトレジスタ素子・抵抗素子１３，制御部５，通知部６，ホスト間インターフェース部７により構成している。

操作対象項目の表示部３は、表示画像が浮き出して表示できるものを使用し、その表示画像の実像表示面３ａ上に操作項目を表示させる。例えば、表示部３には、既存製品のフローティングビジョンを使用するなど。

このことにより、非接触センサー部４は、操作対象項目の表示部３のパネル表面より数センチメートル隔てた実像表示面３ａ上に配設することにより非接触による操作を実現している。

図２は、図１の非接触センサー部の平面図である。前記非接触センサー部４は、方形窓枠状に形成し、Ｘ座標軸３０の一方のＸ１辺２０に発光素子１０，他方のＸ２辺２１に受光素子１１およびＹ座標軸３１の一方のＹ１辺２２に発光素子１０，他方のＹ２辺２３に受光素子１１を、主な対象物である指先の幅より狭い間隔でもって複数個を対向するように配設している。
さらに、発光素子１０と受光素子１１とを駆動する発光素子側のシフトレジスタ素子・抵抗素子１２，受光素子側のシフトレジスタ素子・抵抗素子１３を１対配設している。

前記制御部６からの走査駆動は、制御部６において、発光素子側のシフトレジスタ素子１２と受光素子側のシフトレジスタ素子１３との両方に対し同時に駆動データとシフトパルスを加えて、対向する発光素子１０と受光素子１１とを１対ずつ同期して順次能動状態にしている。

さらに、図２を用いて詳しく述べると、電子回路は、発光素子１０側のＸ１辺２０とＹ１辺２２とを直列接続し、同様に、受光素子１１側のＸ２辺２１とＹ２辺２３とを直列接続して、発光素子の走査４０と受光素子の走査４１との両方を連続して走査できるようにしている。前記発光素子側のシフトレジスタ素子・抵抗素子１２のシフトレジスタ素子個々の駆動端子から個々の発光素子１０のカソードに接続し、駆動される発光素子１０のアノードは共通にして１つの抵抗素子により駆動電力を加える。前記受光素子１１についても、受光素子側のシフトレジスタ素子・抵抗素子１３のシフトレジスタ素子個々の駆動端子から個々の受光素子１１のエミッタに接続し，受光素子１１のコレクタは共通にして１つの抵抗素子によりプルアップしてある。走査駆動は、前記制御部６から、発光素子側のシフトレジスタ素子１２と受光素子側のシフトレジスタ素子１３との両方に対し同時に、シフトパルスを加えるのと同時に１つの駆動データは走査１巡の先頭で１度だけ加えて、これを巡回させ、対向する発光素子１０と受光素子１１とを１対ずつ同期して能動状態にする方法で実現している。そうして、前記の受光素子１１と抵抗素子の接続点から検出された信号出力を制御部６に接続し、制御部６において対向する発光素子１０と受光素子１１との間を対象物である指先などで赤外線４ａを遮断しているかを検出している。

このとき前記制御部６は、シフトレジスタ素子に加えたシフトパルスの数をカウントし、Ｘ座標軸３０のＸ１辺２０の素子数を超えた時点でＹ座標軸３１の検出に入っていることを制御ソフト上でＸ座標の検出かＹ座標の検出かを判別している。さらに、前記非接触センサー部４には各座標上に複数の素子が配設されているので、前記制御部６からの１巡の走査に対して、その幾つかが同時に遮断されていることが検出された場合は、Ｘ座標，Ｙ座標それぞれの位置は、複数の遮断箇所４ｂの座標位置の平均値（中間点）を求めてこれをその時点の座標位置４ｃとしている。よって、検出精度は素子数の２倍程度になる。

また、前記制御部６は、１つ前の検出値と今回検出値の変化を調べるために前回検出値を保持しておき、今回検出された結果を前回検出値と比較して変化発生の有無を調べて、新たに開放状態から遮断状態への変化があった場合に、これを確定検出位置として、ホスト間インターフェース部７からホストコンピュータへ送出する。同時に、開放状態から遮断状態へ変化および遮断状態から開放状態へ変化など、いずれかの変化があった場合は、前回検出値を新たに変化した値で更新して保持する。

このとき、操作は非接触であるため触覚によりユーザが確認できないので、前記制御部６において検出位置を特定できたとき、または、操作項目以外の箇所を操作していることを“Ｐｉ！”と聴覚に、ならびに表示手段による視覚に、また、気流を指先に当て触覚など、３つの方法で通知部５よりユーザに通知する。

図３は、図１の非接触型ユーザインタフェース装置１を示す斜視図である。

１非接触型ユーザインタフェース装置（全体）
２制御部・通知部・ホスト間インターフェース部
３操作対象項目の表示部
３ａ表示画像が浮き出した実像表示面
４非接触センサー部
４ａ赤外線
５通知部
６制御部
７ホスト間インターフェース部
１０発光素子
１１受光素子
１２発光素子側のシフトレジスタ素子・抵抗素子
１３受光素子側のシフトレジスタ素子・抵抗素子
２０Ｘ１辺
２１Ｘ２辺
２２Ｙ１辺
２３Ｙ２辺
３０Ｘ座標軸
３１Ｙ座標軸
４０発光素子の走査
４１受光素子の走査

Claims

所定の平面内に発光素子と受光素子からなる所定数の対が横列と縦列に配置され、前記所定の平面と一定の距離を隔てて平行な他の平面内に実像表示を形成するための表示部を有し、前記横列の対と前記縦列の対の前記発光素子と前記受光素子が１対ずつ同期して作動することを特徴とする非接触型ユーザインタフェース装置。