JP2022015683A - 近接検知装置、近接検知方法、及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】発光素子が発光する光を利用して検知対象の近接を検知する近接検知装置において、検知対象の光の反射率の違いによる誤検知を低減しつつ、ユーザビリティの低下を抑制する。【解決手段】近接検知装置は、タッチパネルにタッチした検知対象のタッチ位置を取得するタッチ位置取得部と、タッチが素手で行われたか否かを判定する判定部と、検知対象がタッチパネルにタッチしたときに、光の反射光量を測定する反射光量測定部と、タッチ位置取得部が取得したタッチ位置に対応する反射光量の基準値と、反射光量測定部が測定した反射光量とを用いて、検知対象の光の反射率を推定する反射率推定部と、反射率推定部が推定した検知対象の光の反射率に基づいて、検知対象の近接を検知する近接検知部と、を有し、近接検知部は、タッチが素手で行われた場合、予め定められた光の反射率に基づいて検知対象の近接を検知する。【選択図】図５

Description

本発明は、近接検知装置、近接検知方法、及びプログラムに関する。

例えば、自動車等の車両に搭載されるタッチパネルディスプレイ等への人の手の近接を、赤外線等の光を利用して検知する近接検知装置がある。

また、非検出体の位置をタッチパネルによって検出し、赤外線センサユニットで検出した近接信号の強度と、被検出体の位置に応じた基準信号強度とを比較して、近接センサの検出閾値を補正する近接検知装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１６－９４１４号公報

特許文献１に開示された技術によれば、被検出体の色、大きさ等の種々の要因に起因して被検出体を検出する近接センサの受信強度が変動しても、被検出体（検知対象）を確実に検出することができるとされている。

しかし、近接信号の強度は、タッチ時の手の形状によっても変化するため、例えば、特許文献１に示されるように、タッチパネルで検出した検知対象の位置に基づいて補正を行う方法では厳密な補正を行うことは困難である。

例えば、検知対象が、素手とは光の反射率が大きく異なる手袋を装着した手である場合には、特許文献１に示されるような従来の技術で補正を行うことにより、大きな誤検知を抑制する効果が十分に認められる。一方、検知対象が、手袋を装着していない素手である場合には、従来の技術をそのまま適用してしまうと、利用者の手の形等により意図しない補正が行われ、逆にユーザビリティが低下してしまうという問題がある。

本発明の一実施形態は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、発光素子が発光する光を利用して検知対象の近接を検知する近接検知装置において、検知対象の光の反射率の違いによる誤検知を低減しつつ、ユーザビリティの低下を抑制する。

上記の課題を解決するために、本発明の一実施形態に係る近接検知装置は、発光素子が発光する光を利用して検知対象の近接を検知する近接検知装置であって、タッチパネルにタッチした前記検知対象のタッチ位置を取得するタッチ位置取得部と、前記タッチが素手で行われたか否かを判定する判定部と、前記検知対象が前記タッチパネルにタッチしたときに、前記光の反射光量を測定する反射光量測定部と、前記タッチ位置取得部が取得した前記タッチ位置に対応する前記反射光量の基準値と、前記反射光量測定部が測定した反射光量とを用いて、前記検知対象の前記光の反射率を推定する反射率推定部と、前記反射率推定部が推定した前記検知対象の前記光の反射率に基づいて、前記検知対象の近接を検知する近接検知部と、を有し、前記近接検知部は、前記タッチが素手で行われた場合、予め定められた前記光の反射率に基づいて前記検知対象の近接を検知する。

本発明の一実施形態によれば、発光素子が発光する光を利用して検知対象の近接を検知する近接検知装置において、検知対象の光の反射率の違いによる誤検知を低減しつつ、ユーザビリティの低下を抑制することができる。

一実施形態に係る近接検知装置の構成例を示す図である。 一実施形態に係る発光素子、及び受光素子の動作タイミングの例を示す図である。 利用者が手袋を装着した場合の検知距離の変化について説明するための図である。 一実施形態に係る近接検知装置のハードウェア構成の例を示す図である。 第１の実施形態に係る近接検知装置の機能構成の例を示す図である。 第１の実施形態に係る対応テーブルについて説明するための図である。 第１の実施形態に係る近接検知装置の処理の一例を示すフローチャートである。 第１の実施形態に係る近接検知装置の処理の別の一例を示すフローチャートである。 第２の実施形態に係る近接検知装置の処理の例を示すフローチャートである。 第３の実施形態に係る近接検知装置の機能構成の例を示す図である。 第３の実施形態に係る近接検知装置の処理の例を示すフローチャートである。 第３の実施形態に係る積算処理の例を示す図である。 第４の実施形態に係る近接検知装置の処理の例を示すフローチャートである。 第４の実施形態に係る積算処理の例を示すフローチャートである。

以下に、本発明の実施の形態について、添付の図面を参照して説明する。

＜近接検知装置の構成例＞
図１は、一実施形態に係る近接検知装置の構成例を示す図である。近接検知装置１００は、例えば、自動車等の車両に搭載されるタッチパネル１１０等への人の手１０１等の近接を、赤外線等の光を利用して検知する装置である。なお、タッチパネル１１０は、ディスプレイと一体化したタッチパネルディスプレイであっても良いし、ディスプレイの前面に設けられた、単体のタッチパネルであっても良い。

また、近接検知装置１００は、車両以外の様々な機器に搭載されるタッチパネル等へ近接を検知するものであっても良いし、赤外線以外の光を利用して検知対象の近接を検知するものであっても良い。ここでは、一例として、近接検知装置１００が、車両に搭載されるタッチパネル１１０等への人の手１０１等の検知対象の近接を、赤外線の光を利用して検知するものとして以下の説明を行う。

近接検知装置１００は、コンピュータの構成を有しており、例えば、図１に示すように、タッチパネル１１０の周辺に設けられた、１つ以上の発光素子１２０ａ～１２０ｄ、及び１つ以上の受光素子１３０ａ、１３０ｂを有する。なお、以下の説明において、１つ以上の発光素子１２０ａ～１２０ｄのうち、任意の発光素子を示す場合、「発光素子１２０」を用いる。また、１つ以上の受光素子１３０ａ、１３０ｂのうち、任意の受光素子を示す場合、「受光素子１３０」を用いる。図１に示す発光素子１２０、及び受光素子１３０の数は一例であり、１つ以上の他の数であっても良い。

図１の例では、発光素子１２０ａ～１２０ｄは、タッチパネル１１０の前面に近赤外線（例えば波長９５０ｎｍ）の光を照射している。また、受光素子１３０ａ、１３０ｂは、発光素子１２０ａ～１２０ｄが照射した光が、例えば、人の手１０１等の検知対象に反射した反射光１０２を受光する。

上記の構成により、近接検知装置１００は、例えば、受光素子１３０が受光した反射光１０２の光量（以下、反射光量と呼ぶ）が、検知対象の近接を検知する閾値に達したときに、検知対象がタッチパネル１１０に近接したと判断することができる。

図２は、一実施形態に係る発光素子、及び受光素子の動作タイミングの例を示す図である。図２の例では、近接検知装置１００は、発光素子１２０ａ～１２０ｄを順次に発光させて、発光素子１２０ａ、１２０ｂが発光しているときには、受光素子１３０ａで受光し、発光素子１２０ｃ、１２０ｄが発光しているときには、受光素子１３０ｂで受光している。また、近接検知装置１００は、例えば、発光素子１２０ａ～１２０ｄの各々に対応する受光素子１３０ａ、１３０ｂが受光した光量のうち、最も光量が多いものを反射光量の測定結果とする。ただし、これに限られず、近接検知装置１００は、受光素子１３０ａ、１３０ｂが受光した光量に、例えば、平均、加算、又は重み付け加算等の演算を行って、反射光量の測定結果としても良い。

好ましくは、発光素子１２０が発光する光は、近赤外線（例えば波長９５０ｎｍ）の光を含み、近接検知装置１００は、受光素子１３０を用いて、この近赤外線の反射光量を測定する。このような近赤外線の光に対する人の肌の反射率は、人種を問わずにほぼ５０％程度となることから、利用者によらずに安定して人の手１０１等の検知対象を検知することができる。

図３は、利用者が手袋を装着した場合の検知距離の変化について説明するための図である。寒冷地では、運転時に運転者が防寒用の手袋（グローブ）を装着する場合も少なくない。また、例えば、不特定多数の利用者が利用する車両では、利用者が、感染防止用、汚染防止用等の手袋を装着する場合がある。

手袋の近赤外線の反射率は、主に素材によって異なり、一般的に利用される手袋について、近赤外線の反射率は、例えば、図３（Ａ）に示すように、５０％から大きく異なるものがある。

光を利用して検知対象の近接を検知する近接検知装置１００では、検知対象までの距離が短ければ受光素子１３０が受光する反射光量が大きくなり、距離が長ければ受光素子１３０が受光する反射光量が小さくなる。これにより、近接検知装置１００は、例えば、受光素子１３０が受光する反射光量が、検知対象の近接を検知する閾値に達したときに、検知対象が所定の距離以内にあると判定することができる。

ここで、検知対象の近接を検知する閾値は、例えば、図３（Ｂ）に示すように、手袋を装着していない、近赤外線の光の反射率が約５０％の手３０１が、検知対象を検知する距離ｄ１にあるときの反射光１０２の光量に基づいて決定することができる。

しかし、この場合、例えば、図３（Ｃ）に示すように、検知対象が、反射率が５０％より大きい手袋を装着した手３０２である場合、検知対象が検知される距離ｄ２は、検知対象を検知する距離ｄ１より長くなってしまう。また、例えば、図３（Ｄ）に示すように、検知対象が、反射率が５０％より小さい手袋を装着した手３０３である場合、検知対象が検知される距離ｄ３は、検知対象を検知する距離ｄ１より短くなってしまう。このように、光を利用して検知対象の近接を検知する近接検知装置１００では、利用者が手袋を装着したときに、検知結果に大きなばらつきを生じるという問題がある。

このような問題を解決するため、特許文献１に開示された技術では、検知対象の位置をタッチパネルによって検出し、赤外線センサユニットで検出した近接信号の強度と、検知対象の位置に応じた基準信号強度とを比較して近接センサの閾値を補正している。これにより、利用者が手袋を装着したときに生じるばらつきが抑制される。

しかし、近接信号の強度（反射光量）は、利用者がタッチパネル１１０にタッチするときの手の形状によっても変化するため、この方法では、厳密な補正を行うことは困難である。

例えば、検知対象が、素手とは光の反射率が大きく異なる手袋をはめた手である場合には、特許文献１に示されるような従来の技術で補正を行うことにより、大きな誤検知を抑制する効果が十分に認められる。一方、検知対象が、手袋を装着していない素手である場合には、特許文献１に示されるような従来の技術をそのまま適用してしまうと、利用者の手の形等によって意図しない補正が行われ、逆にユーザビリティが低下してしまうという問題がある。

そこで、本実施形態に係る近接検知装置１００は、タッチパネル１１０に対するタッチが、手袋等を装着していない素手で行われたか、手袋を装着した手で行われたかを判定する機能を有している。

また、近接検知装置１００は、タッチが手袋を装着した手で行われた場合、検知対象のタッチ位置を取得するとともに、反射光量を測定し、タッチ位置に対応する反射光量の基準値と、測定した反射光量の基準値とを用いて、検知対象の光の反射率を推定する。さらに、近接検知装置１００は、推定した光の推定率に基づいて、例えば、検知対象の近接を検知する閾値を補正する。これにより、近接検知装置１００は、例えば、図３（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、利用者が、反射率が異なる手袋を装着した場合でも、推定した反射率に基づいて検知対象の近接を検知するので、検知結果のばらつきを抑制することができる。

一方、タッチが素手で行われた場合、近接検知装置１００は、例えば、図３（Ｂ）に示すように、既定の反射率（例えば５０％）に基づいて、予め定められた標準閾値を用いて、検知対象の近接を検知する。これにより、近接検知装置１００は、例えば、利用者の手の形等により意図しない補正が行われ、ユーザビリティが低下してしまうことを抑制することができる。

このように、本実施形態によれば、発光素子１２０が発光する光を利用して検知対象の近接を検知する近接検知装置１００において、検知対象の光の反射率の違いによる誤検知を低減しつつ、ユーザビリティの低下を抑制することができる。

＜ハードウェア構成＞
続いて、近接検知装置１００のハードウェア構成について説明する。

図４は、一実施形態に係る近接検知装置のハードウェア構成の例を示す図である。近接検知装置１００は、例えば、図１で説明したように、タッチパネル１１０、１つ以上の発光素子１２０、及び１つ以上の受光素子１３０を有している。また、近接検知装置１００は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）４０１、メモリ４０２、ストレージデバイス４０３、通信Ｉ／Ｆ（Interface）４０４、発光素子Ｉ／Ｆ４０５、受光素子Ｉ／Ｆ４０６、タッチパネルＩ／Ｆ４０７、ディスプレイＩ／Ｆ４０８、及びバス４１１等を有している。

ＣＰＵ４０１は、例えば、ストレージデバイス４０３、メモリ４０２等に記憶した所定のプログラムを実行することにより、近接検知装置１００の各機能を実行する演算装置（プロセッサ）である。メモリ４０２には、例えば、ＣＰＵ４０１のワークエリア等として用いられる揮発性のメモリであるＲＡＭ（Random Access Memory）や、ＣＰＵ４０１の起動用のプログラム等を記憶する不揮発性のメモリであるＲＯＭ（Read Only Memory）等が含まれる。ストレージデバイス４０３は、例えば、ＯＳ（Operating System）、アプリケーションプログラム、及び各種のデータ等を記憶する大容量の記憶装置であり、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）等によって実現される。

通信Ｉ／Ｆ４０４は、外部装置と通信するためのインタフェースであり、例えば、近接検知装置１００を車載ネットワーク、ＷＡＮ（Wide Area Network）等の通信ネットワークに接続するための通信インタフェースである。

発光素子Ｉ／Ｆ４０５は、ＣＰＵ４０１からの制御に従って、近赤外線ＬＥＤ等の１つ以上の発光素子１２０を所定の光量で発光させる回路であり、例えば、近赤外線ＬＥＤを駆動する駆動用のＩＣ（Integrated Circuit）等によって実現される。発光素子１２０は、発光素子Ｉ／Ｆ４０５によって駆動され、例えば、近赤外線等の光を発光する近赤外線ＬＥＤ等によって実現される。

受光素子Ｉ／Ｆ４０６は、受光素子１３０が受光した光の光量を測定し、ＣＰＵ４０１からの要求に応じて測定した光量を通知する回路であり、例えば、受光素子１３０を制御する制御用のＩＣ等によって実現される。受光素子１３０は、受光した光の光量に応じた電気信号（例えば電流等）を出力するフォトダイオード、フォトトランジスタ等によって実現される。なお、発光素子１２０、及び受光素子１３０は、発光素子１２０と受光素子１３０を組み合わせたフォトセンサ等であっても良い。

タッチパネルＩ／Ｆ４０７は、タッチパネル１１０にタッチした検知対象のタッチ位置（例えば座標情報）を取得する回路であり、例えば、タッチパネルコントローラ等のＩＣによって実現される。

好ましくは、タッチパネルＩ／Ｆ４０７は、タッチパネル１１０に対するタッチが、素手で行われたタッチであるか、手袋を装着して行われたタッチであるかを判定する判定機能を有している。手袋を装着した行われたタッチ（以下、「手袋によるタッチ」と呼ぶ）は、例えば、素手によるタッチよりもレベルの低いタッチが所定の時間以上継続することや、その際のタッチ面積が所定の面積以上であること等により判定することができる。

タッチパネル１１０は、例えば、タッチパネル１１０に指等でタッチしたときの微少な静電容量の変化を検出する静電容量式のタッチパネルである。ただし、タッチパネル１１０は、静電容量式とは異なる方式のタッチパネルであっても良い。

ディスプレイＩ／Ｆ４０８は、例えば、液晶ディスプレイ、ＯＬＥＤ（Organic Light Emitting Diode）ディスプレイ等のディスプレイ４０９に表示画面を表示させる回路であり、例えば、ディスプレイコントローラ等のＩＣによって実現される。

ディスプレイ４０９は、ディスプレイＩ／Ｆ４０８の制御に従って、表示画面を表示する、例えば、液晶ディスプレイ、ＯＬＥＤディスプレイ等の表示デバイスである。なお、タッチパネル１１０、及びディスプレイ４０９は、一体化されたタッチパネルディスプレイ４１０であっても良い。

バス４１１は、ＣＰＵ４０１、メモリ４０２、ストレージデバイス４０３、及び各Ｉ／Ｆに共通に接続され、例えば、アドレス信号、データ信号、及び各種の制御信号等を伝送する。

＜機能構成＞
図５は、第１の実施形態に係る近接検知装置の機能構成の例を示す図である。近接検知装置１００は、例えば、図４のＣＰＵ４０１で所定のプログラムを実行することにより、タッチ位置取得部５０１、判定部５０２、反射光量測定部５０３、反射率推定部５０４、近接検知部５０５、及び記憶部５０６等を実現している。なお、上記の各機能構成のうち、少なくとも一部は、ハードウェアによって実現されるものであっても良い。

タッチ位置取得部５０１は、例えば、図４のタッチパネルＩ／Ｆ４０７を用いて、タッチパネル１１０にタッチした検知対象のタッチ位置を取得するタッチ位置取得処理を実行する。例えば、タッチ位置取得部５０１は、図６（Ａ）に示すように、検知対象６０１がタッチパネル１１０にタッチしたときに、タッチパネルＩ／Ｆ４０７から出力されるタッチ位置の座標（x, y）を取得する。

判定部５０２は、タッチパネル１１０に対するタッチが素手で行われたか否かを判定する。例えば、判定部５０２は、図４のタッチパネル（タッチパネルコントローラ）Ｉ／Ｆ４０７が備える判定機能を利用して、タッチパネル１１０にタッチした検知対象６０１が、素手であるか、手袋を装着した手であるかを判定する。

別の一例として、判定部５０２は、検知対象６０１がタッチパネル１１０にタッチしたときに、反射光量測定部５０３が測定した反射光量と、予め設定された反射光量の基準値との差に基づいて、検知対象６０１が素手であるか否かを判定しても良い。

反射光量測定部５０３は、検知対象がタッチパネル１１０にタッチしたときに、例えば、図４の受光素子１３０を用いて、光の反射光量を測定する反射光量測定処理を実行する。例えば、反射光量測定部５０３は、図６（Ａ）に示すように、検知対象６０１がタッチパネル１１０にタッチしたときに、受光素子１３０が受光した光６０２の光量（反射光量）を測定する。

ここでは、説明を容易にするため、例えば、図６（Ａ）に示すように、発光素子１２０の数、及び受光素子１３０の数が１つであるものとして、以下の説明を行う。なお、図１に示すように、複数の発光素子１２０、及び受光素子１３０がある場合、反射光量測定部５０３は、複数の受光素子１３０ａ、１３０ｂで反射光量を測定し、測定した複数の反射光量の各々を測定値としても良い。

反射率推定部５０４は、タッチ位置取得部５０１が取得したタッチ位置に対応する反射光量の基準値と、反射光量測定部５０３が測定した反射光量を用いて、検知対象の光の反射率を推定する反射率推定処理を実行する。

例えば、近接検知装置１００は、図６（Ｂ）に示すように、タッチパネル１１０上の１つ以上のタッチ位置と、各タッチ位置に対応する反射光量の基準値との対応関係を示す対応テーブル５０７を、記憶部５０６等に予め記憶しておく。ここで、反射光量の基準値は、例えば、図６（Ａ）に示すように、「タッチ位置」に、反射率５０％程度の検知対象６０１がタッチしたときの反射光量を示す値であり、予め実験、又はキャリブレーション処理等により設定されているものとする。なお、対応テーブル５０７は、タッチパネル１１０上の複数の領域と、各領域に対応する反射光量の基準値との対応関係を予め記憶したものであっても良い。

これにより、反射率推定部５０４は、タッチ位置取得部５０１が取得したタッチ位置に対応する反射光量の基準値を、対応テーブル５０７から取得することができる。また、反射率推定部５０４は、タッチ位置取得部５０１が取得したタッチ位置に対応する反射光量の基準値Ｓと、反射光量測定部５０３が測定した反射光量Ａを、例えば、次の式（１）に代入して、検知対象６０１の光の反射率Ｒ（％）を算出（推定）する。
Ｒ＝５０×Ａ／Ｓ ・・・（１）
式（１）により、例えば、対応テーブル５０７から取得した反射光量の基準値Ｓが５００、測定した反射光量Ａが４００である場合、検知対象６０１の光の反射率Ｒ（％）は、
Ｒ＝５０％（標準対象物の反射率）×４００／５００＝４０％
と算出（推定）することができる。

近接検知部５０５は、反射率推定部５０４が推定した検知対象６０１の光の反射率に基づいて、検知対象６０１の近接を検知する。

例えば、近接検知部５０５は、反射率推定部５０４が推定した検知対象６０１の光の反射率Ｒを、次の式（２）に代入して、検知対象６０１の近接を検知するための閾値Ｔ'を算出する。
Ｔ'＝Ｔ×（１＋ｋ（Ｒ－５０）／５０） ・・・（２）
ここで、標準閾値Ｔは、検知対象６０１が素手（又は標準対象物）である場合に用いられる、検知対象６０１の近接を検知するための閾値である。また、補正度ｋは、０≦ｋ≦１の範囲内で、例えば、良好な結果が得られるように設定可能な値である。

例えば、標準閾値がＴ＝３００であり、反射率推定部５０４が推定した検知対象６０１の光の反射率がＲ＝９０（％）である場合、補正度をｋ＝１とすると、検知対象６０１の近接を検知するための閾値Ｔ'は、
Ｔ'＝３００×（１＋１×（９０－５０）／５０）＝５４０
となる。

近接検知部５０５は、例えば、反射光量測定部５０３が所定の時間間隔で測定する反射光量Ａが閾値Ｔ'に達したときに、検知対象６０１がタッチパネル１１０に近接したと判断する。

例えば、検知対象６０１と同じ位置に、光の反射率が５０％の素手（又は標準対象物）がある場合、その反射光量は、
５４０×５０／９０＝３００
となることから、反射率９０％の検知対象６０１に対して、反射率５０％の標準対象物と同じ検知距離で、検知対象６０１の近接を検知することができる。

記憶部５０６は、例えば、図４のＣＰＵ４０１で実行されるプログラム、及びストレージデバイス４０３、メモリ４０２等によって実現され、対応テーブル５０７等の様々な情報、データ等を記憶する。

＜処理の流れ＞
続いて、本実施形態に係る近接検知方法の処理の流れについて、複数の実施形態を例示して説明する。

［第１の実施形態］
図７は、第１の実施形態に係る近接検知装置の処理の一例を示すフローチャートである。近接検知装置１００は、例えば、図７（Ａ）に示す閾値Ｔ'の補正処理と、図７（Ｂ）に示す近接検知処理とを並行して、繰り返し実行する。

（閾値Ｔ'の補正処理）
図７（Ａ）のステップＳ７０１において、近接検知装置１００のタッチ位置取得部５０１が、タッチパネル１１０へのタッチを検知すると、ステップＳ７０２以降の処理が実行される。

ステップＳ７０２において、タッチ位置取得部５０１は、検知対象６０１がタッチしたタッチ位置（x, y）を、タッチパネルＩ／Ｆ４０７から取得する。

ステップＳ７０３において、近接検知装置１００の反射率推定部５０４は、例えば、図６（Ｂ）に示すような対応テーブル５０７から、取得したタッチ位置（x, y）に対応する反射光量の基準値Ｓを取得する。

ステップＳ７０４において、反射率推定部５０４は、反射光量測定部５０３を用いて、検知対象６０１がタッチパネル１１０にタッチしたときの反射光量Ａを測定する。なお、この処理は、ステップＳ７０３の処理の前に実行しても良い。

ステップＳ７０５において、反射率推定部５０４は、判定部５０２を用いて、ステップＳ７０３で取得した反射光量の基準値Ｓと、ステップＳ７０４で測定した反射光量Ａとの差が所定値以上であるか否かを判断する。ここで、所定値は、例えば、タッチパネル１１０に素手でタッチした場合に、反射光量の基準値Ｓ（例えば、素手の反射光量）と測定した反射光量Ａとの差が所定値未満となるように、予め設定されているものとする。

なお、この処理は、タッチパネル１１０へのタッチが素手で行われたか否かを判定する判定処理の一例である。この処理により、判定部５０２は、例えば、反射光量の基準値Ｓと、測定した反射光量Ａとの差が所定値未満である場合、検知対象６０１が素手である（或いは、検知対象６０１の光の反射率が素手と同等である）と判定することができる。一方、反射光量の基準値Ｓと、測定した反射光量Ａとの差が所定値以上である場合、判定部５０２は、検知対象６０１が素手ではない（例えば、検知対象６０１が、素手と光の反射率が異なる手袋を装着した手等である）と判定することができる。

反射光量の基準値Ｓと、測定した反射光量Ａとの差が所定値以上である場合、反射率推定部５０４は、処理をステップＳ７０６に移行させる。一方、反射光量の基準値Ｓと、測定した反射光量Ａとの差が所定値未満である場合、反射率推定部５０４は、処理をステップＳ７０８に移行させる。

ステップＳ７０６に移行すると、近接検知装置１００の反射率推定部５０４は、反射光量の基準値Ｓと、測定した反射光量Ａと用いて、検知対象６０１の反射率を推定する。例えば、反射率推定部５０４は、前述した式（１）に、反射光量の基準値Ｓと、測定した反射光量Ａを代入して、検知対象６０１の光の反射率Ｒ（％）を算出する。

ステップＳ７０７において、近接検知装置１００の近接検知部５０５は、反射率推定部５０４が推定した検知対象６０１の反射率Ｒを用いて、検知対象６０１の近接を検知する閾値Ｔ'を補正する。例えば、近接検知部５０５は、反射率推定部５０４が推定した検知対象６０１の反射率Ｒを、前述した式（２）に代入して、検知対象６０１の近接を検知する閾値Ｔ'を算出する。

一方、ステップＳ７０５からステップＳ７０８に移行すると、近接検知部５０５は、予め定められた標準閾値Ｔを、検知対象６０１の近接を検知する閾値Ｔ'とする。

上記の処理により、近接検知装置１００は、タッチパネル１１０に対するタッチが、例えば、素手とは反射率が異なる手袋を装着した手である場合、検知対象６０１の光の反射率に基づいて、検知対象６０１の近接を検知する閾値Ｔ'を補正する。

一方、近接検知装置１００は、タッチパネル１１０に対するタッチが素手で行われた場合、補正を行わずに、素手の光の反射率に基づいて予め設定された標準閾値Ｔを、検知対象６０１の近接を検知する閾値Ｔ'とする。

（近接検知処理）
近接検知装置１００は、図７（Ｂ）に示す処理を、例えば、所定の時間間隔で繰り返し実行する。

ステップＳ７１１において、近接検知装置１００の反射光量測定部５０３は、図４の受光素子Ｉ／Ｆ４０６を用いて、受光素子１３０が受光した反射光量Ａを取得する。

ステップＳ７１２において、近接検知装置１００の近接検知部５０５は、反射光量測定部５０３が測定した反射光量Ａが、図７（Ａ）の処理で設定された閾値Ｔ'以上であるか否かを判断する。

反射光量測定部５０３が測定した反射光量Ａが、閾値Ｔ'以上である場合、近接検知部５０５は、ステップＳ７１３において、検知対象６０１が近接したと判断し、検知対象６０１が近接したことを示す近接信号、又は近接情報を出力する。一方、反射光量測定部５０３が測定した反射光量Ａが、閾値Ｔ'以上である場合、近接検知部５０５は、処理を終了する。

上記の図７（Ａ）、（Ｂ）の処理により、近接検知装置１００は、タッチパネル１１０へのタッチが、素手と光の反射率が異なる手袋を装着した手で行われた場合、検知対象６０１の光の反射率Ｒに基づく閾値Ｔ'を用いて、検知対象６０１の近接を検知する。

一方、近接検知装置１００は、利用者が、素手でタッチパネル１１０にタッチした場合、予め定められた光の反射率（例えば素手の反射率）に基づく標準閾値Ｔを用いて、検知対象６０１の近接を検知する。

これにより、本実施形態によれば、発光素子１２０が発光する光を利用して検知対象６０１の近接を検知する近接検知装置１００において、検知対象６０１の光の反射率の違いによる誤検知を低減しつつ、ユーザビリティの低下を抑制することができる。

なお、図７に示した近接検知装置１００の処理は一例であり、様々な変形や応用が可能である。例えば、上記の説明では、一対の発光素子１２０と受光素子１３０で測定される反射光についてのみ説明したが、近接検知装置１００は、複数の発光素子１２０と受光素子による測定結果を重みづけて平均化すること等により、反射率の推定精度を向上させても良い。

また、図７（Ａ）に示す処理では、検知対象６０１の近接を検知する閾値Ｔ'を補正しているが、近接検知装置１００は、例えば、図８に示すように、閾値Ｔ'に代えて、反射光量測定部５０３が測定した反射光量Ａを補正しても良い。

（反射光量Ａの補正処理）
図８は、第１の実施形態に係る近接検知装置の処理の別の一例を示すフローチャートである。第１の実施形態に係る近接検知装置１００は、図７（Ａ）に示す閾値Ｔ'の補正処理に代えて、図８に示す反射光量Ａの補正処理を実行しても良い。なお、図８に示す処理のうち、ステップＳ７０１～Ｓ７０６の処理は、図７（Ａ）で説明した処理と同様なので、ここでは、図７（Ａ）で説明した処理との相違点を中心に説明を行う。

ステップＳ８０１において、近接検知装置１００の近接検知部５０５は、反射率推定部５０４が推定した検知対象６０１の反射率Ｒを用いて、反射光量測定部５０３が測定する反射光量Ａを補正する。例えば、近接検知部５０５は、反射率推定部５０４が推定した検知対象６０１の反射率Ｒを用いて、反射光量測定部５０３が測定する反射光量Ａが、検知対象６０１が素手である場合と同等となるように補正する補正値を算出する。また、近接検知部５０５は、算出した補正値を、反射光量測定部５０３に設定する。

一方、ステップＳ７０５からステップＳ８０２に移行すると、近接検知部５０５は、反射光量測定部５０３が測定する反射光量Ａの補正を中止する。例えば、近接検知部５０５は、反射光量測定部５０３に設定されている補正値を初期化する。

近接検知装置１００は、例えば、図８の処理と、図７（Ｂ）の処理を並行して、繰り返し実行する。これにより、近接検知部５０５は、タッチパネル１１０へのタッチが、素手と光の反射率が異なる手袋を装着した手で行われた場合、検知対象６０１の光の反射率に基づいて、反射光量測定部５０３が測定する反射光量Ａを補正することができる。

［第２の実施形態］
第２の実施形態では、近接検知装置１００の判定部５０２が、タッチパネルＩ／Ｆ４０７を利用して、タッチパネル１１０に対するタッチが、手袋を装着して行われたタッチであるか、素手で行われたタッチであるかを判定する場合の例について説明する。

図９は、第２の実施形態に係る近接検知装置の処理の例を示すフローチャートである。近接検知装置１００は、例えば、図９（Ａ）、（Ｂ）に示すような閾値Ｔ'の補正処理と、図７（Ｂ）に示すような近接検知処理とを並行して、繰り返し実行する。

（閾値Ｔ'の補正処理１）
図９（Ａ）は、第２の実施形態に係る閾値Ｔ'の補正処理の一例を示している。なお、図９（Ａ）に示す処理のうち、ステップＳ７０１～Ｓ７０８の処理は、図７（Ａ）で説明した処理と同様なので、ここでは、図７（Ａ）の処理との相違点を中心に説明を行う。

ステップＳ７０１において、近接検知装置１００のタッチ位置取得部５０１が、タッチパネルへのタッチを検知すると、ステップＳ９０１の処理が実行される。

ステップＳ９０１において、近接検知装置１００の判定部５０２は、タッチパネルＩ／Ｆ４０７を利用して、タッチパネル１１０へのタッチが、手袋によるタッチ（手袋を装着した手によるタッチ）であるか、素手によるタッチであるかを判定する。

例えば、タッチパネルＩ／Ｆ（タッチパネルコントローラ）４０７は、タッチパネル１１０に対するタッチが、手袋によるタッチであるか、素手によるタッチであるかを判定する判定機能を有しているものとする。手袋によるタッチは、例えば、素手によるタッチよりも静電容量値が比較的低いタッチが所定の時間以上継続することや、その際のタッチ面積が所定の面積以上であること等により判定することができる。判定部５０２は、この判定機能を利用して、タッチパネル１１０に対するタッチが、手袋によるタッチであるか、素手によるタッチであるかを判定する。

別の一例として、判定部５０２は、タッチパネルＩ／Ｆ４０７から、タッチによる静電容量値、継続時間、タッチ面積等のデータを取得して、タッチパネル１１０に対するタッチが、手袋によるタッチであるか、素手によるタッチであるかを判定しても良い。

タッチパネル１１０へのタッチが、手袋によるタッチである場合、近接検知装置１００は、ステップＳ７０２以降の処理を実行する。一方、タッチパネル１１０へのタッチが、手袋によるタッチではない場合、近接検知装置１００は、ステップＳ７０８の処理を実行する。

上記の図９（Ａ）の処理と、図７（Ｂ）の処理により、近接検知装置１００は、タッチパネル１１０へのタッチが、手袋によるタッチである場合、検知対象６０１の光の反射率に基づく閾値Ｔ'を用いて、検知対象６０１の近接を検知する。

一方、近接検知装置１００は、タッチパネル１１０へのタッチが、素手によるタッチである場合、予め定められた光の反射率（例えば素手の反射率）に基づく標準閾値Ｔを用いて、検知対象６０１の近接を検知する。

従って、第２の実施形態においても、発光素子１２０が発光する光を利用して検知対象６０１の近接を検知する近接検知装置１００において、検知対象６０１の光の反射率の違いによる誤検知を低減しつつ、ユーザビリティの低下を抑制することができる。

なお、図９（Ａ）に示す処理は一例であり、様々な変形や応用が可能である。

（閾値Ｔ'の補正処理２）
図９（Ｂ）は、第２の実施形態に係る閾値Ｔ'の補正処理の別の一例を示している。なお、基本的な処理内容は、図９（Ａ）の処理と同様なので、ここでは、図９（Ａ）の処理との相違点を中心に説明を行う。

ステップＳ９１１において、近接検知装置１００の判定部５０２は、タッチパネルＩ／Ｆ４０７を利用して、タッチパネル１１０へのタッチが、素手によるタッチであるか否かを判定する。

タッチパネル１１０へのタッチが素手によるタッチでない場合、近接検知装置１００は、ステップＳ７０２以降の処理を実行する。一方、タッチパネル１１０へのタッチが素手によるタッチである場合、近接検知装置１００は、ステップ７０８の処理を実行する。

このように、判定部５０２は、タッチパネル１１０へのタッチが、素手によるタッチであるか否かの判断のみを行い、手袋によるタッチであるか否かの判断を省略しても良い。同様に、判定部５０２は、タッチパネル１１０へのタッチが、手袋によるタッチであるか否かの判断のみを行い、素手によるタッチであるか否かの判断を省略しても良い。

また、第２の実施形態に係る近接検知装置１００は、図９（Ｂ）に示すように、図９（Ａ）のステップＳ７０５の処理を省略しても良い。

［第３の実施形態］
＜機能構成＞
図１０は、第３の実施形態に係る近接検知装置の機能構成の例を示す図である。第３の実施形態に係る近接検知装置１００は、図５で説明した第１の実施形態に係る近接検知装置１００の機能構成に加えて、積算部１００１を有している。

積算部１００１は、例えば、図４のＣＰＵ４０１で実行されるプログラムによって実現され、反射率推定部５０４が推定した検知対象６０１の反射率Ｒの積算処理を実行する。

また、近接検知部５０５は、積算部１００１が積算した反射率の積算値Ｒ'に基づいて、検知対象６０１の近接を検知する。

好ましくは、積算部１００１は、反射率推定部５０４が推定した反射率Ｒの値と、反射率の積算値Ｒ'との差が大きい場合（所定値以上である場合）、反射率の積算値Ｒ'を破棄して、新たに積算を再開する。これにより、例えば、検知対象６０１が素手から手袋に変わったときや、手袋から素手に変わったとき等に、反射率の積算値Ｒ'を初期化することができる。

なお、第３の実施形態に係る近接検知装置１００の他の機能構成については、第１の実施形態と同様で良い。

＜処理の流れ＞
図１１は、第３の実施形態に係る近接検知装置の処理の例を示すフローチャートである。近接検知装置１００は、例えば、図１１に示す閾値Ｔ'の補正処理と、図７（Ｂ）に示す近接検知処理とを並行して、繰り返し実行する。

（閾値Ｔ'の補正処理）
図１１は、第３の実施形態に係る近接検知装置１００が実行する閾値Ｔ'の補正処理の一例を示している。なお、基本的な処理内容は、図９（Ａ）で説明した、第２の実施形態に係る閾値Ｔ'の補正処理と同様なので、ここでは、図９（Ａ）の処理との相違点であるステップＳ１１０１、Ｓ１１０２の処理について説明する。

図１１のステップＳ７０６において、反射率推定部５０４が、検知対象６０１の反射率Ｒを推定した後に、近接検知装置１００は、ステップＳ１１０１、Ｓ１１０２の処理を実行する。

ステップＳ１１０１において、近接検知装置１００の積算部１００１は、反射率推定部５０４が推定した反射率Ｒの積算処理を実行し、反射率の積算値Ｒ'を算出する。なお、反射率推定部５０４が推定した反射率Ｒの積算処理の具体的な処理の例については、図１２で後述する。

ステップＳ１１０２において、近接検知装置１００の近接検知部５０５は、積算部１００１が積算した反射率の積算値Ｒ'を用いて、検知対象６０１の近接を検知する閾値Ｔ'を補正する。

例えば、近接検知部５０５は、積算部１００１が積算した反射率の積算値Ｒ'を、次の式（３）に代入して、検知対象６０１の近接を検知するための閾値Ｔ'を算出する。
Ｔ'＝Ｔ×（１＋ｋ（Ｒ'－５０）／５０） ・・・（３）
なお、式（３）は、式（３）の反射率Ｒを、反射率の積算値Ｒ'に置き換えたものである。

上記の処理により、第３の実施形態に係る近接検知装置１００は、反射率推定部５０４が推定した検知対象６０１の反射率Ｒの積算値Ｒ'に基づいて、検知対象６０１の近接を検知することができる。これにより、近接検知装置１００は、検知対象６０１を検知するための閾値Ｔ'の補正処理の安定度を向上させることができる。

（反射率Ｒの積算処理）
図１２は、第３の実施形態に係る積算処理の例を示す図である。図１２（Ａ）は、例えば、図１１のステップＳ１１０１で、積算部１００１が実行する反射率Ｒの積算処理の例を示すフローチャートである。

ステップＳ１２０１において、近接検知装置１００の積算部１００１は、反射率推定部５０４が推定した反射率Ｒと、前回までの積算値Ｒ''より、積算係数ａ（０≦ａ≦１）を決定する。

ステップＳ１２０２において、積算部１００１は、決定した積算係数ａを用いて、反射率の積算値Ｒ'を算出する。例えば、積算部１００１は、次の式（４）を用いて、反射率の積算値Ｒ'を算出する。
Ｒ'＝ａ×Ｒ＋（１－ａ）×Ｒ'' ・・・（４）
好ましくは、積算部１００１は、例えば、図１２（Ｂ）に示すように、反射率Ｒと、前回の積算値Ｒ''の差の大きさに応じて積算係数ａを決定し、反射率Ｒと、前回までの積算値Ｒ''の差が大きいときには、積算係数ａを１とする。これにより、反射率Ｒと、前回までの積算値Ｒ''との差が大きいときには、前回までの積算値Ｒ''を破棄して、反射率推定部５０４が推定した反射率Ｒを、Ｒ'とすることができる。従って、近接検知装置１００は、例えば、検知対象６０１が、「素手」から「手袋」に変わったとき、「手袋」から「素手」に変わったとき等に、前回までの積算値Ｒ''をリセットし、新たな積算を開始することができる。

ステップＳ１２０３において、積算部１００１は、算出した反射率の積算値Ｒ'を、近接検知部５０５に通知する。これにより、近接検知部５０５は、例えば、図１１のステップＳ１１０２において、反射率の積算値Ｒ'を用いて、検知対象６０１の近接を検知する閾値Ｔ'を補正することができるようになる。

ステップＳ１２０４において、積算部１００１は、算出した積算値Ｒ'を、前回の積算値Ｒ''として保持する。例えば、積算部１００１は、記憶部５０６の前回の積算値Ｒ''を記憶する記憶領域に、算出した積算値Ｒ'を記憶する。

以上、第３の実施形態に係る近接検知装置１００は、反射率推定部５０４が推定した検知対象６０１の反射率を積算することにより、検知対象６０１を検知するための閾値Ｔ'の補正処理の安定度を向上させることができる。

［第４の実施形態］
第４の実施形態では、近接検知装置１００が、前記のタッチが「手袋」であったか、「非手袋」であったかを示す状態情報を管理する場合の例について説明する。なお、第４の実施形態に係る近接検知装置１００の機能構成は、第３の実施形態と同様で良い。

＜処理の流れ＞
図１３は、第４の実施形態に係る近接検知装置の処理の例を示すフローチャートである。近接検知装置１００は、例えば、図１３に示すような閾値Ｔ'の補正処理と、図７（Ｂ）に示すような近接検知処理とを並行して、繰り返し実行する。

（閾値Ｔ'の補正処理）
図１３は、第４の実施形態に係る近接検知装置１００が実行する閾値Ｔ'の補正処理の一例を示している。なお、基本的な処理内容は、図１１で説明した、第３の実施形態に係る閾値Ｔ'の補正処理と同様なので、ここでは、図１１の処理との相違点であるステップＳ１３０１、Ｓ１３０２の処理について説明する。

近接検知装置１００は、ステップＳ１１０２の処理を実行した場合、ステップＳ１３０１において、前回のタッチ状態を示す状態情報を「手袋」に設定する。例えば、近接検知装置１００の積算部１００１は、記憶部５０６の状態情報を記憶する記憶領域に、前回のタッチが「手袋」であったことを示す情報を記憶する。

一方、近接検知装置１００は、ステップＳ７０８の処理を実行した場合、ステップＳ１３０２において、前回のタッチ状態を示す状態情報を「非手袋」に設定する。例えば、近接検知装置１００の積算部１００１は、記憶部５０６の状態情報を記憶する記憶領域に、前回のタッチが「非手袋」であったことを示す情報を記憶する。

上記の処理により、近接検知装置１００は、前記のタッチが手袋によるタッチであったか否かを示す状態情報を管理することができる。

（反射率Ｒの積算処理）
図１４は、第４の実施形態に係る積算処理の例を示すフローチャートである。この処理は、例えば、図１３のステップＳ１１０１で、積算部１００１が実行する反射率Ｒの積算処理のフローチャートの一例を示している。なお、基本的な処理内容は、図１２で説明した、第３の実施形態に係る反射率Ｒの積算処理と同様なので、ここでは、図１２の処理との相違点であるステップＳ１４０１、Ｓ１４０２の処理について説明する。

ステップＳ１４０１において、近接検知装置１００の積算部１００１は、例えば、記憶部５０６に記憶された状態情報を参照して、前回のタッチが「手袋」であるかどうかを判断する。

前回のタッチが「手袋」でない場合（状態情報が「非手袋」である場合）、積算部１００１は、積算係数ａ＝１に設定する。これにより、前述したように、前回までの積算値Ｒ''を破棄して、反射率推定部５０４が推定した反射率Ｒを、Ｒ'とすることができる。

一方、前回のタッチが「手袋」である場合（状態情報が「手袋」である場合）、積算部１００１は、ステップＳ１４０２の処理を実行せず、処理をステップＳ１２０２に移行させる。

上記の処理により、近接検知装置１００は、検知対象６０１が、手袋から、例えば、素手に変わった場合に、前回までの積算値Ｒ''を初期化することができる。

なお、近接検知装置１００は、３つ以上の状態情報（例えば、「素手」、「手袋（反射率低）」、「手袋（反射率高）」を管理し、状態情報が変化したときに、前回までの積算値Ｒ''を初期化するもの等であっても良い。

以上、本発明の各実施形態によれば、発光素子１２０が発光する光を利用して検知対象６０１の近接を検知する近接検知装置１００において、検知対象６０１の光の反射率の違いによる誤検知を低減しつつ、ユーザビリティの低下を抑制することができる。

なお、本発明は上記の各実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、様々な変形や変更が可能である。

例えば、上記の各実施形態において、「手袋」は、利用者の手（素手）と光の反射率が異なる検知対象の一例である。例えば、本発明の各実施形態は、利用者が手袋に代えて、包帯、絆創膏、指サック等を装着している場合や、利用者が、タッチパネル１１０に対応したタッチペン等を利用している場合等にも適用することができる。

１００ 近接検知装置
１１０ タッチパネル
１２０ 発光素子
５０１ タッチ位置取得部
５０２ 判定部
５０３ 反射光量測定部
５０４ 反射率推定部
５０５ 近接検知部
１００１ 積算部

Claims (10)

1. 発光素子が発光する光を利用して検知対象の近接を検知する近接検知装置であって、
   タッチパネルにタッチした前記検知対象のタッチ位置を取得するタッチ位置取得部と、
   前記タッチが素手で行われたか否かを判定する判定部と、
   前記検知対象が前記タッチパネルにタッチしたときに、前記光の反射光量を測定する反射光量測定部と、
   前記タッチ位置取得部が取得した前記タッチ位置に対応する前記反射光量の基準値と、前記反射光量測定部が測定した反射光量とを用いて、前記検知対象の前記光の反射率を推定する反射率推定部と、
   前記反射率推定部が推定した前記検知対象の前記光の反射率に基づいて、前記検知対象の近接を検知する近接検知部と、
   を有し、
   前記近接検知部は、前記タッチが素手で行われた場合、予め定められた前記光の反射率に基づいて前記検知対象の近接を検知する、近接検知装置。
2. 前記近接検知部は、前記反射率推定部が推定した前記光の反射率と、前記予め設定された前記光の反射率との差が所定値以上である場合、前記反射率推定部が推定した前記検知対象の前記光の反射率に基づいて前記検知対象の近接を検知する、請求項１に記載の近接検知装置。
3. 前記判定部は、前記タッチが素手で行われたか、手袋を装着した手で行われたかを判定し、
   前記近接検知部は、前記タッチが手袋を装着した手で行われた場合、前記反射率推定部が推定した前記検知対象の前記光の反射率に基づいて前記検知対象の近接を検知する、請求項１又は２に記載の近接検知装置。
4. 前記近接検知部は、前記反射率推定部が推定した前記光の反射率に応じて、前記検知対象の近接を検知する閾値を補正する、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の近接検知装置。
5. 前記近接検知部は、前記反射率推定部が推定した前記光の反射率に応じて、前記反射光量測定部が測定する前記光の反射光量を補正する、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の近接検知装置。
6. 前記近接検知部は、前記光の反射光量が、前記検知対象の近接を検知する閾値に達したときに、前記検知対象が近接したと判断する、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の近接検知装置。
7. 前記反射率推定部が推定した前記検知対象の前記光の反射率を積算する積算部を有し、
   前記近接検知部は、前記積算部が積算した前記光の反射率に基づいて、前記検知対象の近接を検知する、請求項１に記載の近接検知装置。
8. 前記積算部は、前記タッチが素手で行われたか、手袋を装着した手で行われたかを示す状態情報を管理し、前記状態情報が変化したときに、積算値を初期化する、請求項７に記載の近接検知装置。
9. 発光素子が発光する光を利用して検知対象の近接を検知する近接検知装置が、
   タッチパネルにタッチした前記検知対象のタッチ位置を取得するタッチ位置取得処理と、
   前記タッチが素手で行われたか否かを判定する判定処理と、
   前記検知対象が前記タッチパネルにタッチしたときに、前記光の反射光量を測定する反射光量測定処理と、
   前記タッチ位置取得処理で取得した前記タッチ位置に対応する前記反射光量の基準値と、前記反射光量測定処理で測定した前記光の反射光量とを用いて、前記検知対象の前記光の反射率を推定する反射率推定処理と、
   前記反射率推定処理で推定した前記検知対象の前記光の反射率に基づいて、前記検知対象の近接を検知する近接検知処理と、
   を実行し、
   前記近接検知処理は、前記タッチが素手で行われた場合、予め定められた前記光の反射率に基づいて前記検知対象の近接を検知する、近接検知方法。
10. 請求項９に記載の近接検知方法を近接検知装置に実行させるプログラム。

Images