JP2017142596A

JP2017142596A - ジェスチャ検出装置

Info

Publication number: JP2017142596A
Application number: JP2016022601A
Authority: JP
Inventors: 浩金澤; Hiroshi Kanazawa
Original assignee: Tokai Rika Co Ltd
Current assignee: Tokai Rika Co Ltd
Priority date: 2016-02-09
Filing date: 2016-02-09
Publication date: 2017-08-17

Abstract

【課題】最小限の構成で１軸のジェスチャ操作を検出することが可能なジェスチャ検出装置を提供することを目的とする。【解決手段】赤外光を出力する単一の赤外線ＬＥＤ１２と、赤外線ＬＥＤ１２から出力され、操作者のジェスチャ操作により反射された反射光を受光する赤外線センサ１４と、予め定めた１軸のジェスチャ操作方向の２方向のうち一方の方向へジェスチャ操作した場合の赤外線センサ１４の検出値と、他方の方向へジェスチャ操作した場合の赤外線センサ１４の検出値とが異なるように赤外線センサ１４へ入力する光を減光する減光壁１８と、赤外線センサ１４の検出結果に基づいて、ジェスチャ操作方向を検出するコントローラ１６と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、ジェスチャ操作を検出するジェスチャ検出装置に関する。

ジェスチャ操作などの非接触で操作を行う技術としては、例えば、特許文献１に記載の技術などが提案されている。

特許文献１に記載の技術では、一対の赤外線ＬＥＤ、及び一対の赤外線ＬＥＤの間に配置された赤外線センサによってジェスチャ操作を検出する。そして、赤外線ＬＥＤの配列方向及び当該配列方向と直交する方向に沿った２軸のジェスチャ操作のうち赤外線ＬＥＤの配列方向と直交する軸に沿った２方向のうちの一方向へ一方の赤外線ＬＥＤから出力される光を減光する減光壁を備えている。これにより、一対の赤外線ＬＥＤと赤外線センサによって２軸のジェスチャ操作を検出することが可能としている。

特開２０１５−０６０５１２号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、２軸のジェスチャ操作の検出が可能とされているが、１軸で事が足りる場合があり、最小限の構成で１軸のジェスチャ操作を検出するためには改善の余地がある。

本発明は、上記事実を考慮して成されたもので、最小限の構成で１軸のジェスチャ操作を検出することが可能なジェスチャ検出装置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請求項１に記載の発明は、光を出力する単一の光源と、前記光源から出力され、操作者のジェスチャ操作により反射された反射光を受光する受光部と、予め定めた１軸のジェスチャ操作方向の２方向のうち一方の方向へジェスチャ操作した場合に前記受光部が検出する検出値と、他方の方向へジェスチャ操作した場合に前記受光部が検出する検出値とが各々異なるように前記受光部へ入力する光を減光する減光部と、前記受光部の検出結果に基づいて、前記ジェスチャ操作方向を検出する検出部と、を備える。

請求項１に記載の発明によれば、光源は光を出力し、受光部では、光源から出力されて、操作者のジェスチャ操作により反射された反射光が受光される。

また、減光部は、予め定めた１軸のジェスチャ操作方向の２方向のうち一方の方向へジェスチャ操作した場合に受光部が検出する検出値と、他方の方向へジェスチャ操作した場合に受光部が検出する検出値とが各々異なるように受光部へ入力する光を減光する。

そして、検出部では、受光部の検出結果に基づいて、ジェスチャ操作方向が検出される。すなわち、予め定めた１軸のジェスチャ操作方向の２方向のうち一方の方向へジェスチャ操作した場合に受光部が検出する検出値と、他方の方向へジェスチャ操作した場合に受光部が検出する検出値とが各々異なるので、１軸のジェスチャ操作方向を区別してジェスチャ操作を検出できる。これにより、最小限の構成で１軸のジェスチャ操作を検出することが可能なジェスチャ検出装置を提供できる。

なお、減光部は、請求項２に記載の発明のように、光源または受光部の一方において、他方の方向の光を減光してもよい。この場合、請求項３に記載の発明のように、光源または受光部の一方において、他方と反対方向を除く方向の光を減光してもよい。これにより、光源と受光部の配列方向を検出対象のジェスチャ操作方向として、１軸のジェスチャ操作を検出することができる。

また、減光部は、請求項４に記載の発明のように、光源と受光部の配列方向と交差する方向における２方向のうちの１方向の光を減光してもよい。この場合、請求項５に記載の発明のように、２方向のうちの１方向を除く方向の光を減光してもよい。これにより、光源と受光部の配列方向と交差する方向を検出対象のジェスチャ操作方向として、１軸のジェスチャ操作を検出することができる。

以上説明したように本発明によれば、最小限の構成で１軸のジェスチャ操作を検出することが可能なジェスチャ検出装置を提供することができる、という効果がある。

第１実施形態に係るジェスチャ検出装置の概略構成を示す図である。（Ａ）は第１実施形態に係るジェスチャ検出装置に対して左から右方向にジェスチャ操作した様子と赤外線センサの出力を示す図であり、（Ｂ）は第１実施形態に係るジェスチャ検出装置に対して右から左方向にジェスチャ操作した様子と赤外線センサの出力を示す図である。第２実施形態に係るジェスチャ検出装置の概略構成を示す図である。（Ａ）は第２実施形態に係るジェスチャ検出装置に対して上から下方向にジェスチャ操作した様子と赤外線センサの出力を示す図であり、（Ｂ）は第２実施形態に係るジェスチャ検出装置に対して下から上方向にジェスチャ操作した様子と赤外線センサの出力を示す図である。（Ａ）は参考形態に係るジェスチャ検出装置の概略構成を示す図であり、（Ｂ）は参考形態のジェスチャ検出装置のジェスチャ操作の検出を説明するための図である。（Ａ）は参考形態に係るジェスチャ検出装置に対して左から右方向にジェスチャ操作した様子と赤外線センサの出力を示す図であり、（Ｂ）は参考形態に係るジェスチャ検出装置に対して右から左方向にジェスチャ操作した様子と赤外線センサの出力を示す図である。（Ａ）は参考形態に係るジェスチャ検出装置に対して上から下方向にジェスチャ操作した様子と赤外線センサの出力を示す図であり、（Ｂ）は参考形態に係るジェスチャ検出装置に対して下から上方向にジェスチャ操作した様子と赤外線センサの出力を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明するが、実施の形態に係るジェスチャ検出装置を説明する前に、本実施の形態に係るジェスチャ検出装置のベースとなる構成を有するジェスチャ検出装置を参考形態として説明する。図４（Ａ）は、本実施の形態に係るジェスチャ検出装置の参考形態としてのジェスチャ検出装置の概略構成を示す図である。また、図４（Ｂ）は参考形態のジェスチャ検出装置のジェスチャ検出を説明するための図である。

参考形態のジェスチャ検出装置は、赤外光を発光する赤外線ＬＥＤ１２を一つ備えている。

また、赤外線ＬＥＤ１２に隣り合って、赤外光を検出する赤外線センサ１４が設けられている。参考形態では、図５に示すように、赤外線ＬＥＤ１２と赤外線センサ１４とが所定の間隔を持って配列されている。

赤外線ＬＥＤ１２及び赤外線センサ１４は、コントローラ１６に接続されており、コントローラ１６によって赤外線ＬＥＤ１２の駆動が制御され、赤外線センサ１４の検出結果がコントローラ１６に入力される。

参考形態のジェスチャ検出装置は、図５（Ｂ）に示すように、赤外線ＬＥＤ１２から発光された赤外光がジェスチャ操作を行う手に反射して赤外線センサ１４に反射光が入射される。コントローラ１６は、赤外線センサ１４に入射された赤外光に基づいてジェスチャ操作の有無を検出することができる。

しかしながら、参考形態のジェスチャ検出装置では、赤外光を検出したか否かしか検出できないため、ジェスチャ操作の有無しか検出できない。詳細には、左から右へのジェスチャ操作（図６（Ａ））、右から左へのジェスチャ操作（図６（Ｂ））、上から下へのジェスチャ操作（図７（Ａ））、及び下から上へのジェスチャ操作（図７（Ｂ））では、赤外線センサ１４の検出波形は全て同じ波形となる。そのため、ジェスチャ操作の有無は検出できるが、ジェスチャ操作の方向までは区別できない。

そこで、本実施の形態に係るジェスチャ検出装置では、予め定めた１軸のジェスチャ操作を検出可能な構成にしている。具体的には、１軸のジェスチャ操作方向の２方向のうち一方の方向へジェスチャ操作した場合と、他方の方向へジェスチャ操作した場合とで、赤外線センサ１４の検出値が各々異なる検出値になるように赤外線センサ１４へ入力する光を減光する減光部を設けている。これにより、予め定めた１軸のジェスチャ操作方向に沿ってジェスチャ操作して赤外線センサ１４によってジェスチャ操作の反射光を検出したときに、赤外線センサ１４の検出値がジェスチャ操作の方向によって異なる。ジェスチャ操作の方向によって検出値が異なることにより、１軸のジェスチャ操作方向を区別してジェスチャ操作を検出できる。なお、詳細な構成については、以下の各実施形態で詳細に説明する。

（第１実施形態）

図１は、本発明の第１実施形態に係るジェスチャ検出装置の概略構成を示す図である。なお、参考形態と同一構成は同一符号を付して説明する。

本実施形態に係るジェスチャ検出装置１０は、参考形態と同様に、赤外光を発光する赤外線ＬＥＤ１２を備えている。なお、ジェスチャ検出装置１０は、例えば、車両等に搭載され、車載器を操作する。車両に搭載状態では、赤外線ＬＥＤ１２は、車両前後方向に光を出力するように配置してもよいし、車両上下方向に光を出力するようにしてもよい。また、以下の説明では、図１の左右方向の１軸を検出対象のジェスチャ操作方向として説明する。

また、参考形態と同様に、赤外光を検出する赤外線センサ１４が、赤外線ＬＥＤ１２に隣り合って設けられている。本実施形態では、赤外線ＬＥＤ１２と赤外線センサ１４の配列方向が、検出対象の１軸のジェスチャ操作方向とされている。すなわち、赤外線ＬＥＤ１２と赤外線センサ１４の配列方向に沿ってジェスチャ操作を行うことで、赤外線ＬＥＤ１２から赤外線センサ１４方向へのジェスチャ操作と、赤外線センサ１４から赤外線ＬＥＤ１２方向へのジェスチャ操作とを区別して検出する。また、本実施形態では、図１に示すように、左右方向に配列した例を示すが、上下方向に配列する形態としてもよい。

また、赤外線ＬＥＤ１２には、減光部としての減光壁１８が設けられている。減光壁１８は、赤外線ＬＥＤ１２から予め定めた方向へ出力される赤外光を減光する。具体的には、減光壁１８は、図１に示すように、図１の上下及び右側（赤外線ＬＥＤ１２の赤外線センサ１４とは反対方向以外）へ出力する光を遮光するように設けられている。これにより、１軸のジェスチャ操作方向のうち一方の方向へジェスチャ操作した場合と、他方の方向へジェスチャ操作した場合とで、それぞれの赤外線センサ１４の検出値が異なる検出値となる。なお、本実施形態では、減光壁１８が図１の左側以外へ出力する光を減光するが、これに限るものではない。減光壁１８は、図１の上側及び下側の少なくとも一方の壁を省略して赤外線センサ１４方向へ出力する光を減光する形態としてもよい。

赤外線ＬＥＤ１２及び赤外線センサ１４は、それぞれコントローラ１６に接続されており、コントローラ１６によって赤外線ＬＥＤ１２の駆動が制御され、赤外線センサ１４の検出結果がコントローラ１６に入力される。

また、コントローラ１６は、赤外線センサ１４の検出結果に基づいて、ジェスチャ操作を検出する。具体的には、コントローラ１６は、赤外線センサ１４によって検出された検出波形に基づいて、１軸のジェスチャ操作の方向（手の移動方向）を検出するようになっている。

続いて、本発明の第１実施形態に係るジェスチャ検出装置１０の作用について説明する。

ジェスチャ検出装置１０に対して左右方向（赤外線ＬＥＤ１２と赤外線センサ１４の配列方向）、かつ左から右方向（赤外線ＬＥＤ１２から赤外線センサ１４方向）にジェスチャ操作した場合を図２（Ａ）に示す。この場合、赤外線ＬＥＤ１２から発光されて手で反射した赤外光が赤外線センサ１４によって受光される。この時の赤外線センサ１４の受光結果は、時間経過と共に徐々に出力値が上昇し、減光壁１８の影響を受けて、出力値が急激に減少する波形となる。

一方、ジェスチャ検出装置１０に対して左右方向、かつ右から左方向（赤外線センサ１４から赤外線ＬＥＤ１２方向）にジェスチャ操作した場合を図２（Ｂ）に示す。この場合、赤外線ＬＥＤ１２から発光されて手で反射した赤外光が赤外線センサ１４によって受光される。この時の赤外線センサ１４の受光結果は、減光壁１８の影響を受けて、突然出力値が増加し、その後、時間経過と共に出力値が徐々に減少する波形となる。

すなわち、図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、それぞれの検出波形が異なるので、コントローラ１６が赤外線センサ１４による検出波形に基づいて、１軸のジェスチャ操作方向を含めてジェスチャ操作を確実に検出することができる。

このように、本実施形態では、参考形態に対して減光壁１８を設けることにより、最小限の構成で、１軸のジェスチャ操作を検出することができる。

（第２実施形態）

続いて、第２実施形態に係るジェスチャ検出装置について説明する。第１実施形態では、赤外線ＬＥＤ１２と赤外線センサ１４の配列方向を検出対象のジェスチャ操作方向とした例を説明したが、第２実施形態は検出対象のジェスチャ操作方向が異なるものである。具体的には、第２実施形態では、赤外線ＬＥＤ１２と赤外線センサ１４の配列方向と交差する方向（詳細には直交する方向）を検出対象の１軸のジェスチャ操作方向としている。

図３は、第２実施形態に係るジェスチャ検出装置の概略構成を示す図である。なお、第１実施形態と同一構成は同一符号を付して詳細な説明を省略する。

図３に示すように、本実施形態に係るジェスチャ検出装置１１は、第１実施形態に対して減光壁１８によって光を減光する方向が異なるのみであり、他の構成は同一とされている。

減光壁１８は、本実施形態では第１実施形態とは異なり、赤外線ＬＥＤ１２から図３の左右及び上側（赤外線ＬＥＤ１２と赤外線センサ１４の配列方向と直交する方向の一方側以外）へ出力される光を減光するように設けられている。これにより、１軸のジェスチャ操作方向のうち一方の方向へジェスチャ操作した場合と、他方の方向へジェスチャ操作した場合とで、それぞれの赤外線センサ１４の検出値が異なる検出値となる。なお、本実施形態では、減光壁１８が図３の下側以外へ出力する光を減光するが、これに限るものではない。減光壁１８は、図３の左側及び右側の少なくとも一方の壁を省略して赤外線ＬＥＤ１２と赤外線センサ１４の配列方向と直交する方向の一方向側へ出力する光を減光する形態としてもよい。

続いて、本発明の第２実施形態に係るジェスチャ検出装置１０の作用について説明する。

ジェスチャ検出装置１１に対して上下方向（赤外線ＬＥＤ１２と赤外線センサ１４の配列方向と直交する方向）、かつ上から下方向にジェスチャ操作した場合を図４（Ａ）に示す。この場合、赤外線ＬＥＤ１２から発光されて手で反射した赤外光が赤外線センサ１４によって受光される。この時の赤外線センサ１４の受光結果は、減光壁１８の影響を受けて、突然出力値が増加し、その後、時間経過と共に出力値が徐々に減少する波形となる。

一方、ジェスチャ検出装置１１に対して上下方向、かつ下から上方向にジェスチャ操作した場合を図４（Ｂ）に示す。この場合、赤外線ＬＥＤ１２から発光されて手で反射した赤外光が赤外線センサ１４によって受光される。この時の赤外線センサ１４の受光結果は、時間経過と共に徐々に出力値が上昇し、減光壁１８の影響を受けて、出力値が急激に減少する波形となる。

すなわち、図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、それぞれ検出波形が異なるので、コントローラ１６が赤外線センサ１４による検出波形に基づいて、１軸のジェスチャ操作方向を含めてジェスチャ操作を確実に検出することができる。

このように、本実施形態においても、参考形態に対して減光壁１８を設けることにより、最小限の構成で、１軸のジェスチャ操作を検出することができる。

なお、上記の各実施形態では、減光壁１８を赤外線ＬＥＤ１２側に設ける例を説明したが、これに限るものではなく、赤外線センサ１４側に設けてもよい。

また、上記の各実施形態では、減光壁１８の形状は各図に示すように平面で囲まれた形状としたが、これに限るものではない。曲面によって囲まれた形状としてもよい。

また、上記の各実施形態では、減光部として減光壁１８を適用したが、減光部は減光壁に限るものではなく、減光壁１８のように減光可能であれば、穴形状等の他の形態を適用してもよい。

また、上記の各実施形態では、赤外線ＬＥＤ１２を光源として用いる例を説明したが、赤外光以外に可視光を出力するＬＥＤを光源として用いるようにしてもよい。

さらに、本発明は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。

１０、１１ジェスチャ検出装置
１２赤外線ＬＥＤ
１４赤外線センサ
１６コントローラ
１８減光壁

Claims

光を出力する単一の光源と、
前記光源から出力され、操作者のジェスチャ操作により反射された反射光を受光する受光部と、
予め定めた１軸のジェスチャ操作方向の２方向のうち一方の方向へジェスチャ操作した場合に前記受光部が検出する検出値と、他方の方向へジェスチャ操作した場合に前記受光部が検出する検出値とが各々異なるように前記受光部へ入力する光を減光する減光部と、
前記受光部の検出結果に基づいて、前記ジェスチャ操作方向を検出する検出部と、
を備えたジェスチャ検出装置。
前記減光部は、前記光源または前記受光部の一方において、他方の方向の光を減光する請求項１に記載のジェスチャ検出装置。
前記減光部は、前記光源または前記受光部の一方において、他方と反対方向を除く方向の光を減光する請求項２に記載のジェスチャ検出装置。
前記減光部は、前記光源と前記受光部の配列方向と交差する方向における２方向のうちの１方向の光を減光する請求項１に記載のジェスチャ検出装置。
前記減光部は、前記２方向のうちの１方向を除く方向の光を減光する請求項４に記載のジェスチャ検出装置。