JP2022061242A - Proximity position detecting device, display unit and information processing system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ディスプレイの表示面に近接した手の位置を検出する技術に関するものである。 The present invention relates to a technique for detecting the position of a hand close to the display surface of a display.
ディスプレイの表示面に近接した手の位置を検出する技術としては、ディスプレイの下辺に沿って配置した、ディスプレイの前方の空間に向けて上方に赤外光を照射する複数のLEDを順次点灯すると共に、フォトダイオードでユーザの手による赤外光の反射光を検出し、各LED点灯時に検出された反射光の強度よりディスプレイの表示面に近接した手の位置を推定し、推定した位置の推移よりディスプレイの表示面に近接した手によるジェスチャを認識する検知システムが知られている(たとえば、特許文献1)。 As a technique for detecting the position of a hand close to the display surface of a display, a plurality of LEDs arranged along the lower side of the display and irradiating infrared light upward toward the space in front of the display are sequentially turned on. , The photodiode detects the reflected light of infrared light by the user's hand, estimates the position of the hand near the display surface of the display from the intensity of the reflected light detected when each LED is lit, and from the transition of the estimated position. A detection system that recognizes a gesture by hand close to the display surface of a display is known (for example, Patent Document 1).
上述した検知システムにおいてディスプレイの表示面に近接した水平方向の手の位置を、より高分解能に求める場合には、各LED点灯時に検出された反射光の強度の重心位置を水平方向の手の位置として算定することが考えられる。 In the above-mentioned detection system, when the position of the hand in the horizontal direction close to the display surface of the display is obtained with higher resolution, the position of the center of gravity of the intensity of the reflected light detected when each LED is lit is the position of the hand in the horizontal direction. It is conceivable to calculate as.
すなわち、図10a、bに示すように、ディスプレイDに対して、左右方向、上下方向、前後方向を定めるものとして、赤外光を照射するLED1、LED2、LED3、LED4の4つのLEDを、当該順序で左から右に向かって、ディスプレイDの下辺の少し下の位置におおよそ等間隔で配置する。また、PD1とPD2との赤外光を検出する2つのフォトダイオードを、PD1が、LED1とLED2の中間の位置し、PD2が、LED3とLED4の中間の位置するように設ける。 That is, as shown in FIGS. 10a and 10b, the four LEDs of LED1, LED2, LED3, and LED4 that irradiate infrared light are used to determine the left-right direction, the up-down direction, and the front-back direction with respect to the display D. Arrange them at approximately equal intervals from left to right in order, slightly below the bottom edge of the display D. Further, two photodiodes for detecting infrared light between PD1 and PD2 are provided so that PD1 is located between LED1 and LED2 and PD2 is located between LED3 and LED4.
そして、図11に示すサイクルを繰り返し行う。
各サイクルは、LED1のみを点灯しPD1に入射した赤外光の強度を表す強度信号L1を得るピリオドと、LED2のみを点灯しPD1に入射した赤外光の強度を表す強度信号L2を得るピリオドと、LED3のみを点灯しPD2に入射した赤外光の強度を表す強度信号L3を得るピリオドと、LED4のみを点灯しPD2に入射した赤外光の強度を表す強度信号L4を得るピリオドとを含む。
Then, the cycle shown in FIG. 11 is repeated.
Each cycle has a period in which only LED1 is turned on to obtain an intensity signal L1 indicating the intensity of infrared light incident on PD1, and a period in which only LED2 is turned on to obtain an intensity signal L2 indicating the intensity of infrared light incident on PD1. A period in which only the
そして、各LED点灯時に検出された反射光の強度の重心位置Gを、X1<x2<x3<x4として∥
g={(x1×L1)+(X2×L2)+(X3×L3)+(X4×L4)}/(L1+L2+L3+L4)
によって、水平方向の手の位置として算定する。
Then, the center of gravity position G of the intensity of the reflected light detected when each LED is lit is set to X1 <x2 <x3 <x4.
g = {(x1 × L1) + (X2 × L2) + (X3 × L3) + (X4 × L4)} / (L1 + L2 + L3 + L4)
Is calculated as the position of the hand in the horizontal direction.
しかし、このように重心位置Gを水平方向の手の位置とすると次のような問題が生じる。
すなわち、一般にLEDの照射特性は指向性を持った点光源として近似でき、LED1、LED2、LED3、LED4の4つのLEDによるの照射分布は例えば図12aに示すようになる。
However, if the center of gravity position G is set to the position of the hand in the horizontal direction in this way, the following problems occur.
That is, in general, the irradiation characteristics of the LED can be approximated as a point light source having directivity, and the irradiation distribution by the four LEDs of LED1, LED2, LED3, and LED4 is shown in FIG. 12a, for example.
図示するように、ディスプレイDの下部では、各LEDからの照射光が拡がっていないため、この位置にある対象物(たとえばP2)は1つのLEDのみの照射を強く受けがちである一方、ディスプレイDの上部では、各LEDの照射が拡がってくるため、この位置にある対象物(たとえばP1)は複数のLEDからの照射を受けるようになる。 As shown in the figure, since the irradiation light from each LED does not spread in the lower part of the display D, the object (for example, P2) at this position tends to be strongly irradiated by only one LED, while the display D. In the upper part of the above, the irradiation of each LED spreads, so that the object (for example, P1) at this position receives the irradiation from a plurality of LEDs.
そして、この影響により、X1=1、X2=2、X3=3、X4=4として、
G={(1×L1)+(2×L2)+(3×L3)+(4×L4)}/(L1+L2+L3+L4)
により重心位置Gを算定する場合について、対象物の位置と当該位置にある対象物に対して算定される重心位置Gとの関係を図12bに示したように、水平方向の位置が同じ対象物(たとえば図12aのP1に位置する対象物とP2に位置する対象物)に対して、上下方向の位置に応じて異なる重心位置Gが水平方向の手の位置として算定されてしまう。
And, due to this influence, X1 = 1, X2 = 2, X3 = 3, X4 = 4,
G = {(1 × L1) + (2 × L2) + (3 × L3) + (4 × L4)} / (L1 + L2 + L3 + L4)
When calculating the center of gravity position G by (For example, an object located at P1 and an object located at P2 in FIG. 12a), a different center of gravity position G is calculated as the position of the hand in the horizontal direction depending on the position in the vertical direction.
そして、対象物の位置と重心位置Gとの関係が、図12bに示したように、位置が上方となるにつれて、より中央値(図12bでは2.5)に近づく重心位置Gが算定され、左右端に近づくほど、上下方向の位置によって重心位置Gが大きく変化する関係となるために、重心位置Gを水平方向の手の位置として手のジェスチャを検出すると、ジェスチャを誤認識する場合が生じる。 Then, as shown in FIG. 12b, the relationship between the position of the object and the center of gravity position G is calculated as the center of gravity position G closer to the center value (2.5 in FIG. 12b) as the position becomes higher, and the left and right ends. Since the center of gravity position G changes greatly depending on the position in the vertical direction as it approaches, if the gesture of the hand is detected with the center of gravity position G as the position of the hand in the horizontal direction, the gesture may be erroneously recognized.
すなわち、たとえば、ディスプレイDに近接させた手を左から右にディスプレイDの画面幅の75%以上動かすジェスチャをスワイプ動作として検出する場合、画面の上部中央において画面幅の75%の長さは図12cのM1となり、M1に対応する重心位置Gの変化幅は2.25となる。 That is, for example, when a gesture that moves a hand close to the display D from left to right by 75% or more of the screen width of the display D is detected as a swipe operation, the length of 75% of the screen width at the upper center of the screen is shown in the figure. It becomes M1 of 12c, and the change width of the center of gravity position G corresponding to M1 becomes 2.25.
一方、画面の下部中央において重心位置Gの変化幅2.25に対応する長さは、図12cの画面幅のおよそ40%の長さM2となる。
したがって、画面の上部中央に合わせて、重心位置Gが2.25以上変化したときにスワイプ動作を検出するようにすると、画面の下部中央において、ユーザが手を左から右にディスプレイDの画面幅の40%程度だけ動かしたときにもスワイプ動作として誤認識してしまう。
On the other hand, the length corresponding to the change width 2.25 of the center of gravity position G in the lower center of the screen is M2, which is about 40% of the screen width in FIG. 12c.
Therefore, if the swipe operation is detected when the center of gravity position G changes by 2.25 or more according to the center of the upper part of the screen, the user hands the hand from left to right at the center of the lower part of the screen, which is 40 of the screen width of the display D. Even if you move it by about%, it will be mistakenly recognized as a swipe operation.
また、ディスプレイDが左ハンドル車の自動車のダッシュボードの運転席と助手席の間の位置に配置されたものである場合に、ドライバが手でディスプレイDの下方にあるエアコン等の走査パネルを操作するような動作を図12cのJ1のように行ったときにも、重心位置Gが2.25以上変化しスワイプ動作として誤認識してしまう。 Further, when the display D is arranged at a position between the driver's seat and the passenger seat on the dashboard of a left-hand drive vehicle, the driver manually operates a scanning panel such as an air conditioner below the display D. Even when such an operation is performed as shown in J1 in FIG. 12c, the center of gravity position G changes by 2.25 or more and is erroneously recognized as a swipe operation.
そこで、本発明は、手によるジェスチャを適正に認識できるように、ディスプレイの表示面に近接した手の位置を検出することを課題とする。 Therefore, it is an object of the present invention to detect the position of the hand close to the display surface of the display so that the gesture by the hand can be properly recognized.
前記課題達成のために、本発明は、ディスプレイの表示面に近接した手の水平方向の位置を検出する近接位置検出装置に、ディスプレイの表示面の外側に当該表示面の水平方向の一辺である第1辺に沿って並べて配置された、当該表示面の前方を通る赤外光を出射する複数の赤外光源と、前記表示面の外側に前記第1辺に沿って並べて配置された複数の光検出器と、近接位置算定部とを設けたものである。前記近接位置算定部は、前記複数の赤外光源の各々について、当該赤外光源に予め定めた対応に従って対応づけられている光検出器で検出した、当該赤外光源が出射した赤外光の反射光の強度を、当該赤外光源の出射光の第1の検出反射強度として、各赤外光源の出射光の第1の検出反射強度から推定される反射光の水平方向の分布の重心に対応する水平方向の位置を重心位置として算定する重心位置算定部と、前記複数の赤外光源のうちの一つもしくは複数の赤外光源を対象赤外光源として、各対象赤外光源について、当該対象赤外光源である赤外光源に前記対応に従って対応づけられている光検出器よりも、当該対象赤外光源に対して離れている光検出器で検出した、当該対象赤外光源が出射した赤外光の反射光の強度を、当該対象赤外光源の出射光の第2の検出反射強度として、各第2の検出反射強度の大きさの程度を表す位置指標を算定する位置指標算定部と、各赤外光源の出射光の前記第1の検出反射強度から推定される、反射光のピークが現れる水平方向の位置をピーク位置として算定するピーク位置算定部と、前記位置指標が大きいほど前記ピーク位置の値に近づくように前記重心位置を補正した位置を補正後重心位置として算定する補正後重心位置算定部と、前記補正後重心位置を用いて、ディスプレイの表示面に近接した手の水平方向の位置を表す検出位置を算定する検出位置算定部とを備えている。 In order to achieve the above problems, the present invention provides a proximity position detecting device for detecting the horizontal position of a hand close to the display surface of the display, which is a horizontal side of the display surface outside the display surface of the display. A plurality of infrared light sources that emit infrared light passing in front of the display surface arranged side by side along the first side, and a plurality of infrared light sources arranged side by side along the first side outside the display surface. It is provided with an optical detector and a proximity position calculation unit. The proximity position calculation unit detects the infrared light emitted by the infrared light source with a light detector associated with each of the plurality of infrared light sources according to a predetermined correspondence. The intensity of the reflected light is defined as the first detected reflection intensity of the emitted light of the infrared light source, and is set as the center of gravity of the horizontal distribution of the reflected light estimated from the first detected reflected intensity of the emitted light of each infrared light source. For each target infrared light source, the center of gravity position calculation unit that calculates the corresponding horizontal position as the center of gravity position and one or more infrared light sources among the plurality of infrared light sources are set as the target infrared light sources. The target infrared light source detected by a light detector farther from the target infrared light source than the light detector associated with the target infrared light source according to the above correspondence is emitted. Position index calculation unit that calculates a position index indicating the degree of magnitude of each second detected reflection intensity, with the intensity of the reflected light of the infrared light as the second detected reflection intensity of the emitted light of the target infrared light source. And the peak position calculation unit that calculates the horizontal position where the peak of the reflected light appears, which is estimated from the first detected reflection intensity of the emitted light of each infrared light source, as the peak position, and the larger the position index is, the larger the position index is. Using the corrected center of gravity position calculation unit that calculates the corrected position of the center of gravity so as to approach the value of the peak position as the corrected center of gravity position, and the corrected center of gravity position, the hand close to the display surface of the display. It is equipped with a detection position calculation unit that calculates the detection position that represents the position in the horizontal direction.
ここで、このような近接位置検出装置は、前記補正後重心位置が前記表示面の左右方向の中央の位置を表す場合の補正後重心位置の値を中央値として、前記検出位置算定部において、前記補正後重心位置算定部で算定された算定された前記補正後重心位置の値を、前記中央値との値の差が所定の割合で縮小するように補正した値を持つ前記検出位置を算定するよう構成してもよい。 Here, in such a proximity position detection device, in the detection position calculation unit, the value of the corrected center of gravity position when the corrected center of gravity position represents the center position in the left-right direction of the display surface is set as the center value. The detection position having a value obtained by correcting the value of the corrected center of gravity position calculated by the corrected center of gravity position calculation unit so that the difference between the value and the center value is reduced by a predetermined ratio is calculated. It may be configured to do so.
または、前記補正後重心位置が前記表示面の左右方向の中央の位置を表す場合の補正後重心位置の値を中央値として、前記検出位置算定部において、前記補正後重心位置算定部で算定された前記補正後重心位置の値を、当該値と前記中央値との値の差が小さいほど、前記中央値との値の差がより縮小するように補正した値を持つ前記検出位置を算定するよう構成してもよい。 Alternatively, the value of the corrected center of gravity position when the corrected center of gravity position represents the center position in the left-right direction of the display surface is set as the center value, and the value is calculated by the corrected center of gravity position calculation unit in the detection position calculation unit. The value of the corrected center of gravity is calculated so that the smaller the difference between the value and the median value, the smaller the difference between the corrected center of gravity and the center of gravity. It may be configured as follows.
また、このような近接位置検出装置は、前記赤外光源の前記第1辺に沿った並び中の順番をiとし、Xiをiが大きくなるほど大きくなる値とし、i番目の赤外光源の出射光の第1の検出反射強度をLiとして、前記重心位置算定部において、Σ(Li×Xi)/Σ(Li)を、前記重心位置として算定するよう構成してもよい。 Further, in such a proximity position detecting device, the order in which the infrared light source is arranged along the first side is set to i, Xi is set to a value that increases as i increases, and the i-th infrared light source is output. The first detected reflection intensity of the light source may be Li, and the center of gravity position calculation unit may be configured to calculate Σ (Li × Xi) / Σ (Li) as the center of gravity position.
また、このような近接位置検出装置は、前記赤外光源の前記第1辺に沿った並び中の順番をiとし、i番目の赤外光源の出射光の第1の検出反射強度をLiとし、j番目の対象赤外光源の出射光の第2の検出反射強度をEjとして、前記位置指標算定部において、Ejの総和またはEjの最大値をAとし、Liの総和またはLiの最大値をBとして、A/Bを、前記位置指標として算定するよう構成してもよい。 Further, in such a proximity position detection device, the order in which the infrared light source is arranged along the first side is set to i, and the first detected reflection intensity of the emitted light of the i-th infrared light source is set to Li. , The second detected reflection intensity of the emitted light of the j-th target infrared light source is Ej, the sum of Ej or the maximum value of Ej is A, and the sum of Li or the maximum value of Li is set in the position index calculation unit. As B, A / B may be configured to be calculated as the position index.
また、 このような近接位置検出装置は、前記赤外光源の前記第1辺に沿った並び中の順番をiとし、i番目の赤外光源の出射光の第1の検出反射強度をLiとし、Xiをiが大きくなるほど大きくなる値とし、kiを、Liが第1の検出反射強度のうちで最大か2番目に大きいときに1となり他のときに0となる値として、前記ピーク位置算定部において、
Σ(Xi×ki)/Σ(Li×ki)
により前記ピーク位置を算定するよう構成してもよい。
Further, in such a proximity position detection device, the order in which the infrared light source is arranged along the first side is set to i, and the first detected reflection intensity of the emitted light of the i-th infrared light source is set to Li. , Xi is a value that increases as i increases, and ki is a value that becomes 1 when Li is the maximum or the second largest of the first detected reflection intensities and 0 at other times. In the department
Σ (Xi × ki) / Σ (Li × ki)
May be configured to calculate the peak position.
または、前記赤外光源の前記第1辺に沿った並び中の順番をiとし、i番目の赤外光源の出射光の第1の検出反射強度をLiとし、Xiをiが大きくなるほど大きくなる値として、
前記ピーク位置算定部において、Liの最大値をLmaxとし、Q=Lmax×S(0<S<1)とし、Li'=Li-Qとし、Li'>0の場合はLi"=Li'、Li'≦0の場合はLi"=0として、
GC=Σ(Li"×Xi)/Σ(Li")
によりピーク位置GCを算定するよう構成してもよい。
Alternatively, i is the order in which the infrared light source is arranged along the first side, Li is the first detected reflection intensity of the emitted light of the i-th infrared light source, and Xi becomes larger as i becomes larger. As a value
In the peak position calculation unit, the maximum value of Li is Lmax, Q = Lmax × S (0 <S <1), Li'= Li-Q, and when Li'> 0, Li "= Li', If Li'≤ 0, set Li "= 0 and set
GC = Σ (Li "× Xi) / Σ (Li")
May be configured to calculate the peak position GC.
以上のような近接位置検出装置において、赤外光源から比較的離れた光検出器で算出される第2の検出反射強度の大きさの程度を表す位置指標は対象物の上下方向の推定位置を示すものとなる。そして、本近接位置検出装置によれば、対象物の位置と重心位置との関係が、図12bに示したように、位置が上方となるにつれて、より中央値に近づく重心位置が算定され、左右端に近づくほど、上下方向の位置によって重心位置が大きく変化する関係にあっても、これを位置指標が表す対象物の上下方向の推定位置に応じて補正し、対象物の位置と当該位置を表す検出位置との関係を、検出位置に基づくジェスチャの誤認識を抑制できる関係とすることができる。 In the proximity position detection device as described above, the position index indicating the degree of the magnitude of the second detected reflection intensity calculated by the photodetector relatively far from the infrared light source is the estimated position in the vertical direction of the object. It will be shown. Then, according to this proximity position detection device, as shown in FIG. 12b, the relationship between the position of the object and the position of the center of gravity is calculated as the position becomes higher, and the position of the center of gravity closer to the center value is calculated. Even if the position of the center of gravity changes greatly depending on the position in the vertical direction as it gets closer to the edge, this is corrected according to the estimated position in the vertical direction of the object represented by the position index, and the position of the object and the position concerned are corrected. The relationship with the represented detection position can be a relationship that can suppress erroneous recognition of gestures based on the detection position.
ここで、本発明は、さらに、以上の近接位置検出装置と、当該近接位置検出装置と一体化された前記ディスプレイを備えたディスプレイユニットを提供する。
また、本発明は、以上の近接位置検出装置と、前記ディスプレイと、前記ディスプレイを表示出力に用いるデータ処理装置を備えた情報処理システムを提供する。前記近接位置検出装置は、前記検出位置を前記データ処理装置に通知し、前記データ処理装置は、通知された検出位置の推移より、ディスプレイの表示面に近接した手によるジェスチャを認識し、認識したジェスチャに応じた処理を行う。
Here, the present invention further provides a display unit including the above proximity position detection device and the display integrated with the proximity position detection device.
The present invention also provides an information processing system including the above proximity position detection device, the display, and a data processing device using the display for display output. The proximity position detection device notifies the data processing device of the detection position, and the data processing device recognizes and recognizes a gesture by a hand close to the display surface of the display from the transition of the notified detection position. Perform processing according to the gesture.
以上のように、本発明によれば、手によるジェスチャを適正に認識できるように、ディスプレイの表示面に近接した手の位置を検出することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to detect the position of the hand close to the display surface of the display so that the gesture by the hand can be properly recognized.
以下、本発明の実施形態について説明する。
図1に、本実施形態に係る情報処理システムの構成を示す。
情報処理システムは自動車に搭載されるシステムであり、カーナビゲーションアプリケーションやメディアプレイヤアプリケーション等を実行するデータ処理装置1、データ処理装置1が映像表示に用いるディスプレイ2、近接位置検出装置3、データ処理装置1が利用する、その他の周辺装置4を備えている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
FIG. 1 shows the configuration of the information processing system according to the present embodiment.
The information processing system is a system mounted on an automobile, and is a
ディスプレイ2は、たとえば、図2に示すように、近接位置検出装置3と一体化されたディスプレイユニット10の形態で、自動車のダッシュボードの運転席と助手席の間の位置に表示面を後方に向けて配置される。
As shown in FIG. 2, the
そして、近接位置検出装置3は、ディスプレイ2の表示面への近接したユーザの手の水平方向の位置を検出し、検出位置としてデータ処理装置1に通知し、データ処理装置1は、通知された検出位置の推移より、スワイプ動作などの、ディスプレイ2の表示面に近接した手によるジェスチャを認識し、認識したジェスチャに応じた処理を行う。
Then, the proximity
図1に戻り、近接位置検出装置3は、近接検出センサ31と近接検出コントローラ32を備えている。
近接検出センサ31は、LED1、LED2、LED3、LED4の4つの赤外線LEDと、PD1とPD2の、赤外光を検出する2つのフォトダイオードを備えている。
また、近接検出コントローラ32は、LED1、LED2、LED3、LED4を駆動して発光させる駆動部321、PD1とPD2が出力する電流信号をPD1とPD2に入射した赤外光の強度を表す強度信号に変換し出力する検出部322、駆動部321と検出部322の動作を制御すると共に、検出部322が出力する強度信号が表す赤外光の強度より、ディスプレイ2の表示面に近接したユーザの手の水平方向の位置を検出し、検出位置としてデータ処理装置1に通知する検出制御部323とを備えている。
Returning to FIG. 1, the
The
Further, the
次に、図3a、bに示すように、ディスプレイ2に対して前後左右上下を定めるものとして、LED1、LED2、LED3、LED4は、当該順序で左から右に向かって、ディスプレイ2の下辺の少し下の位置におおよそ等間隔で配置されている。ただし、前方向はディスプレイ2の表示方向である。
Next, as shown in FIGS. 3a and 3b, the LED1, LED2, LED3, and LED4 are slightly arranged on the lower side of the
また、PD1は、LED1とLED2の中間の位置に配置され、入射する赤外光の反射光を電流信号に変換し、PD2は、LED3とLED4の中間の位置に配置され、入射する赤外光の反射光を電流信号に変換する。 Further, PD1 is arranged at an intermediate position between LED1 and LED2 to convert the reflected light of incident infrared light into a current signal, and PD2 is arranged at an intermediate position between LED3 and LED4 and incident infrared light. Converts the reflected light of the to a current signal.
図3a、b中の矢印は、LED1、LED2、LED3、LED4の指向角の中心軸を表しており、LED1、LED2、LED3、LED4は、ディスプレイ2の前方上方に向けて斜めに赤外光を照射する。
The arrows in FIGS. 3a and 3b represent the central axes of the directivity angles of LED1, LED2, LED3, and LED4, and the
図3cは、LED1、LED2、LED3、LED4による赤外光の照射強度の分布を表しており、各LEDからの照射光は上方に向かって拡がっていくため、ディスプレイ2の下部の位置では1つのLEDのみの照射を強く受けがちである一方、ディスプレイ2の上部の位置では複数のLEDからの照射を受けるようになる。
FIG. 3c shows the distribution of the irradiation intensity of the infrared light by the
次に、近接検出コントローラ32の検出制御部323は、図4aに示すサイクルが繰り返し行われるように、駆動部321と検出部322の動作を制御する。
図4aに示すサイクルは、駆動部321がLED1のみを発光し、検出部322がPD1に入射した赤外光の強度を表す強度信号L1を出力するピリオドと、駆動部321がLED2のみを発光し、検出部322がPD1に入射した赤外光の強度を表す強度信号L2を出力するピリオドと、駆動部321がLED3のみを発光し、検出部322がPD2に入射した赤外光の強度を表す強度信号L3を出力するピリオドと、駆動部321がLED4のみを発光させ、検出部322がPD2に入射した赤外光の強度を表す強度信号L4を出力するピリオドと、駆動部321がLED1のみを発光し、検出部322がPD2に入射した赤外光の強度を表す強度信号E1を出力するピリオドと、駆動部321がLED4のみを発光させ、検出部322がPD1に入射した赤外光の強度を表す強度信号E2とを出力するピリオドとを含む。
Next, the
In the cycle shown in FIG. 4a, the
次に、図4bに検出部322の構成を示す。
図示するように、検出部322は、信号処理部3221と、一つのアナログデジタル変換器3222(A/D3222)と、マルチプレクサ3223(MPX3223)とを備える。
Next, FIG. 4b shows the configuration of the
As shown in the figure, the
マルチプレクサ3223は、図4aに示したサイクルにおいて、検出部322がPD1に入射した赤外光の強度を表す強度信号L1、L2、E2を出力するピリオドでは、PD1の出力する電流信号を選択して信号処理部3221に出力し、検出部322がPD2に入射した赤外光の強度を表す強度信号L3、L4、E1を出力するピリオドでは、PD2の出力する電流信号を選択して信号処理部3221に出力する。信号処理部3221は、マルチプレクサ3223から入力する電流信号の電圧信号への変換などの信号処理を行い、アナログデジタル変換器3222は、同セットの信号処理部3221が出力する電圧信号をデジタル変換して検出制御部323に出力する。
In the cycle shown in FIG. 4a, the
ここで、近接検出コントローラ32の検出制御部323は、図4aに示すサイクルに代えて、図5aに示すサイクルが繰り返し行われるように、駆動部321と検出部322の動作を制御してもよい。
Here, the
図5aに示すサイクルは、駆動部321がLED1のみを発光し、検出部322がPD1に入射した赤外光の強度を表す強度信号L1とPD2に入射した赤外光の強度を表す強度信号E1とを出力するピリオドと、駆動部321がLED2のみを発光し、検出部322がPD1に入射した赤外光の強度を表す強度信号L2を出力するピリオドと、駆動部321がLED3のみを発光し、検出部322がPD2に入射した赤外光の強度を表す強度信号L3を出力するピリオドと、駆動部321がLED4のみを発光させ、検出部322がPD2に入射した赤外光の強度を表す強度信号L4とPD1に入射した赤外光の強度を表す強度信号E2とを出力するピリオドとを含む。
In the cycle shown in FIG. 5a, the
ここで、このように、近接検出コントローラ32の検出制御部323が、図5aに示すサイクルが繰り返し行われるように、駆動部321と検出部322の動作を制御する場合、検出部322は、図4bに示す構成に代えて、図5bに示すように構成する。
Here, when the
図5bの検出部322は、PD1とPD2の二つのフォトダイオードのそれぞれに対応して設けた信号処理部3221とアナログデジタル変換器3222(A/D3222)のセットを備えている。
The
各セットの信号処理部3221は、対応するフォトダイオードが出力する電流信号の電圧信号への変換などの信号処理を行い、各セットのアナログデジタル変換器3222は、同セットの信号処理部3221が出力する電圧信号をデジタル変換して検出制御部323に出力する。
The
次に、近接検出コントローラ32の検出制御部323が行う位置算定処理について説明する。
図6に、この位置算定処理の手順を示す。
図示するように、検出制御部323は、図4aまたは図5aに示す各回のサイクルにおいて、強度信号L1、L2、L3、L4、E1、E2を検出部322から取得する(ステップ602)。
Next, the position calculation process performed by the
FIG. 6 shows the procedure of this position calculation process.
As shown in the figure, the
ここで、LED1のみを発光したときのPD2に入射した赤外光の強度を表す強度信号E1は、図7aに示すように、ディスプレイ2の左側上方の領域において反射が発生したときに有意な値を示すと共に、反射が発生した位置が上方であるほど大きな値を示す傾向がある。
Here, the intensity signal E1 indicating the intensity of the infrared light incident on the PD2 when only the LED1 is emitted is a significant value when reflection occurs in the upper left region of the
これは、ディスプレイ2の左方上方の領域は、LED1の出射する赤外光によって比較的強い強度で照射されており、かつ、LED1とPD2との位置関係が、当該領域内で生じた反射によるLED1の出射する赤外光の反射光がPD2に比較的強い強度で到達する位置関係にあり、また、当該領域内においては、より上方の位置で発生した赤外光の反射光がPD2に、より到達しやすいからである。
This is because the upper left region of the
また、同様に、LED4のみを発光したときのPD1に入射した赤外光の強度を表す強度信号E2は、ディスプレイ2の右側上方の領域において反射が発生したときに有意な値を示すと共に、反射が発生した位置が上方であるほど大きな値を示す。
Similarly, the intensity signal E2 indicating the intensity of the infrared light incident on the PD1 when only the
図6に戻り、検出制御部323は、次に、近接有無評価値Vを、V=f1(L1,L2,L3,L4)により算出する(ステップ604)。f1(L1,L2,L3,L4)は、たとえば、強度信号L1、L2、L3、L4の最大値を与える関数とする。ただし、f1は、強度信号L1、L2、L3、L4から、発生している反射光の大きさを与える関数であれば他の関数であってもよい。
Returning to FIG. 6, the
そして、ステップ604で算出したVとしきい値Thを比較し(ステップ66)、Vがしきい値Thより大きくなければ、そのままステップ602に戻り、次回のサイクルの強度信号L1、L2、L3、L4、E1、E2の検出部322からの取得を待つ。
Then, V calculated in
一方、Vがしきい値Thより大きい場合には、重心位置Gを、G=f2(L1,L2,L3,L4)により算出する(ステップ608)。
f2(L1,L2,L3,L4)は、たとえば、X1、X2、X3、X4を、X1<X2<X3<X4を満たす値として、
G={(X1×L1)+(X2×L2)+(X3×L3)+(X4×L4)}/(L1+L2+L3+L4)
を与える関数とする。
On the other hand, when V is larger than the threshold value Th, the center of gravity position G is calculated by G = f2 (L1, L2, L3, L4) (step 608).
For f2 (L1, L2, L3, L4), for example, X1, X2, X3, X4 are set as values that satisfy X1 <X2 <X3 <X4.
G = {(X1 × L1) + (X2 × L2) + (X3 × L3) + (X4 × L4)} / (L1 + L2 + L3 + L4)
Is a function that gives.
ただし、以下では、X1=1、X2=2、X3=3、X4=4であるものとして説明を行う。
なお、この場合、f2(L1,L2,L3,L4)は、たとえば、
G={(1×L1)+(2×L2)+(3×L3)+(4×L4)}/(L1+L2+L3+L4)
を与える関数とする。
However, in the following, it is assumed that X1 = 1, X2 = 2, X3 = 3, and X4 = 4.
In this case, f2 (L1, L2, L3, L4) is, for example,
G = {(1 × L1) + (2 × L2) + (3 × L3) + (4 × L4)} / (L1 + L2 + L3 + L4)
Is a function that gives.
重心位置Gは、先に、図12bを用いて説明したように、反射発生位置が上方となるにつれて、より中央値に近づく重心位置Gが算定され、反射発生位置が左右端に近づくほど、上下方向の位置によって重心位置Gが大きく変化する図7bに示す関係となる。 As described above with reference to FIG. 12b, the center of gravity position G is calculated as the center of gravity position G closer to the center value as the reflection generation position becomes higher, and the center of gravity position G moves up and down as the reflection generation position approaches the left and right ends. The relationship shown in FIG. 7b is such that the position of the center of gravity G changes greatly depending on the position in the direction.
図6に戻り、検出制御部323は、次に、位置指標EYを、EY=f3(E1,E2)/f4(L1,L2,L3,L4)により算出する(ステップ610)。
f3(E1,E2)は、たとえば、(E1+E2)を与える関数や、E1、E2の最大値を与える関数とし、f4(L1,L2,L3,L4)は、たとえば、(L1+L2+L3+L4)を与える関数や、L1、L2、L3、L4の最大値を与える関数とする。
Returning to FIG. 6, the
f3 (E1, E2) is, for example, a function that gives (E1 + E2) or a function that gives the maximum value of E1 and E2, and f4 (L1, L2, L3, L4) is, for example, (L1 + L2 +). Let it be a function that gives L3 + L4) or a function that gives the maximum values of L1, L2, L3, and L4.
図7aに示したE1、E2と反射発生位置との関係に対して、位置指標EYは、図7bに示すように、ディスプレイ2の左側上方の領域と右側上方の領域において反射が発生したときに有意な値を示す。また、位置指標EYは、反射が発生した位置が、上方であるほど大きくなると共に、画面の左右方向中央から左右に離れるほど大きくなる値を示す。
With respect to the relationship between E1 and E2 shown in FIG. 7a and the reflection generation position, the position index EY is set when reflection occurs in the upper left region and the upper right region of the
したがって、位置指標EYは、反射発生位置の上下方向の位置や左右方向の位置を表す指標となる。
図6に戻り、検出制御部323は、次に、ピーク位置GCを、GC=f5(L1,L2,L3,L4)により算出する(ステップ612)。
f5(L1,L2,L3,L4)は、L1、L2、L3、L4のうちで最大のものと、2番目に大きいものとを用いてピークの位置を算出する関数であり、f5(L1,L2,L3,L4)は、たとえば、ki(iは、1、2、3、4)を、LiがL1、L2、L3、L4のうちで最大か2番目に大きいときに1となり他のときに0となる値として、
GC={(1×k1)+(2×k2)+(3×k3)+(4×k4)}/{(L1×k1)+(L2×k2)+(L3×k3)+(L4×k4)}
を与える関数とする。
Therefore, the position index EY is an index indicating the vertical position and the horizontal position of the reflection generation position.
Returning to FIG. 6, the
f5 (L1, L2, L3, L4) is a function that calculates the peak position using the largest and second largest of L1, L2, L3, and L4, and f5 (L1, L1,). L2, L3, L4) becomes 1, for example, ki (i is 1, 2, 3, 4) when Li is the largest or the second largest among L1, L2, L3, and L4, and at other times. As a value that becomes 0 in
GC = {(1 × k1) + (2 × k2) + (3 × k3) + (4 × k4)} / {(L1 × k1) + (L2 × k2) + (L3 × k3) + (L4 ×) k4)}
Is a function that gives.
ここで、図7cに、このようにして求まるピーク位置GCを示す。
図示するように、画面上部では、左から右への反射発生位置の変化に対してピーク位置GCは比較的スムーズに1から4まで変化するが、画面下部では、各LEDの光が拡がっていないために、左から右への反射発生位置の変化に対してピーク位置GCはステップ的に変化する。
Here, FIG. 7c shows the peak position GC thus obtained.
As shown in the figure, at the upper part of the screen, the peak position GC changes relatively smoothly from 1 to 4 with respect to the change of the reflection generation position from the left to the right, but at the lower part of the screen, the light of each LED does not spread. Therefore, the peak position GC changes stepwise with respect to the change of the reflection generation position from the left to the right.
図6に戻り、検出制御部323は、次に、補正後重心位置G'を、G'=G×(1-α)+GC×αにより算出する(ステップ614)。
αは、0以上1以下の数であって、位置指標EYが大きいほど大きくなるように設定する。
この結果、αは、位置指標EYに従って、反射発生位置が上方であるほど大きくなると共に、反射発生位置が画面の左右方向中央から左右に離れるほど大きくなるので、補正後重心位置G'と反射発生位置との関係は図8aに示すようになる。
Returning to FIG. 6, the
α is a number of 0 or more and 1 or less, and is set so that the larger the position index EY is, the larger the number is.
As a result, according to the position index EY, the reflection generation position becomes larger as the reflection generation position is higher, and the reflection generation position becomes larger as the reflection generation position is separated from the center in the left-right direction of the screen to the left and right. The relationship with the position is shown in FIG. 8a.
図示するように補正後重心位置G'は、反射発生位置が上方であるほど、かつ、反射発生位置が画面の左右方向中央から左右に離れるほど、算定される補正後重心位置G'が中央値(2.5)から離れるように、図7bに示した反射発生位置と重心位置Gの関係を補正したものとなる。 As shown in the figure, the corrected center of gravity position G'is the center value of the corrected center of gravity position G'calculated as the reflection generation position is higher and the reflection generation position is farther from the left-right center of the screen to the left and right. The relationship between the reflection generation position and the center of gravity position G shown in FIG. 7b is corrected so as to be away from (2.5).
なお、図7cに示したように画面下部で左から右への反射発生位置の変化に対してピーク位置GCはステップ的に変化するが、位置指標EYに従って画面下部ではαは0もしくはほぼ0となってピーク位置GCは補正後重心位置G'に反映されないので、このようなステップ的な変化による影響は抑制される。 As shown in FIG. 7c, the peak position GC changes stepwise with respect to the change in the reflection generation position from left to right at the lower part of the screen, but α becomes 0 or almost 0 at the lower part of the screen according to the position index EY. Since the peak position GC is not reflected in the corrected center of gravity position G', the influence of such a step change is suppressed.
図6に戻り、検出制御部323は、次に、最終重心位置G"をG"=f7(G')により算出する(ステップ616)。
f7(G')は、Tを定数として、G"=2.5+T(G'-2.5)を与える関数であり、定数Tは、0<t<1であり∥補正後重心位置G'と中央値2.5との差よりも、当該補正後重心位置G'より算定される最終重心位置G"と中央値2.5との差が縮小する。
Returning to FIG. 6, the
f7 (G') is a function that gives G "= 2.5 + T (G'-2.5) with T as a constant, and the constant T is 0 <t <1. The difference between the final center of gravity position G "calculated from the corrected center of gravity position G'and the median value 2.5 is smaller than the difference from the value 2.5.
また、定数Tは、図8bに示すように、図8aに示した反射発生位置と補正後重心位置G'の関係が水平方向に線形に伸張され、反射発生位置が画面の左上角であるときにG"=1となり、反射発生位置が画面の、右上角であるときにG"=4となるように定める。 Further, as shown in FIG. 8b, the constant T is when the relationship between the reflection generation position and the corrected center of gravity position G'shown in FIG. 8a is linearly extended in the horizontal direction and the reflection generation position is the upper left corner of the screen. G "= 1 and G" = 4 when the reflection generation position is the upper right corner of the screen.
図6に戻り、最後に、検出制御部323は、算出した最終重心位置G"を検出位置としてデータ処理装置1に通知し(ステップ618)、ステップ602からの処理に戻る。
以上、検出制御部323が行う位置算定処理について説明した。
図8bに示した反射発生位置と最終重心位置G"の関係によれば、図8cに示すように、最終重心位置G"の変化幅に対する画面の上部における左右方向の長さM'1と画面の下部における左右方向の長さM'2を、ほぼ同様の長さとすることができる。
Returning to FIG. 6, finally, the
The position calculation process performed by the
According to the relationship between the reflection generation position and the final center of gravity position G "shown in FIG. 8b, as shown in FIG. 8c, the length M'1 in the left-right direction at the upper part of the screen with respect to the change width of the final center of gravity position G" and the screen. The length M'2 in the left-right direction at the lower part of the can be made to have almost the same length.
よって、たとえば、ディスプレイ2に近接させた手を左から右にディスプレイ2の画面幅の75%以上動かすジェスチャをスワイプ動作として検出する場合、画面の上部と下部とで、ほぼ同じ移動量を超える手の移動に対してのみスワイプ動作を検出することができる。
Therefore, for example, when a gesture that moves a hand close to the
また、画面の下部における左右方向の反射位置の変化幅に対する最終重心位置G"の変化幅が、図7bに示した重心位置Gの場合に比べて小さいので、ディスプレイ2が左ハンドル車の自動車のダッシュボードの運転席と助手席の間の位置に配置されたものである場合に、ドライバが手でディスプレイ2の下方にあるエアコン等の走査パネルを操作するような動作を図8cのJ1のように行ったときに、これをスワイプ動作として誤認識してしまうことを排除できる。
Further, since the change width of the final center of gravity position G "with respect to the change width of the reflection position in the left-right direction at the lower part of the screen is smaller than that in the case of the center of gravity position G shown in FIG. When the vehicle is located between the driver's seat and the passenger seat on the dashboard, the driver manually operates the scanning panel such as the air conditioner below the
したがって、本実施形態によれば、ディスプレイ2の表示面に近接した手によるジェスチャを、より適正に検出することができる。
以上、本発明の実施形態について説明した。
ところで、以上の実施形態における図6の位置算定処理のステップ612ではピーク位置GCを、L1、L2、L3、L4のうちで最大のものと、2番目に大きいものとから求めたが、このようにすると2番目に大きいものと3番目に大きいものとが、ほぼ同じ大きさであったときに、正しいピークの位置をピーク位置GCとして求めることができない。
Therefore, according to the present embodiment, gestures by hand close to the display surface of the
The embodiment of the present invention has been described above.
By the way, in
そこで、ステップ612ではピーク位置GCを、次のように算出してもよい。
すなわち、L1、L2、L3、L4の最大値Lmaxを求め、Q=Lmax×S(0<S<1であり、Sはたとえば1/3)とする。そして、L1'=L1-Q、L2'=L2-Q、L3'=L3-Q、L4'=L4-Qとし
L1'>0の場合はL1"=L1'、L1'≦0の場合はL1"=0、
L2'>0の場合はL2"=L2'、L2'≦0の場合はL2"=0、
L3'>0の場合はL3"=L3'、L3'≦0の場合はL3"=0、
L4'>0の場合はL4"=L4'、L4'≦0の場合はL4"=0
として、
GC={(1×L1")+(2×L2")+(3×L3")+(4×L4")}/(L1"+L2"+L3"+L4")
によりピーク位置GCを算出する。
Therefore, in
That is, the maximum value Lmax of L1, L2, L3, and L4 is obtained, and Q = Lmax × S (0 <S <1, where S is, for example, 1/3). Then, L1'= L1-Q, L2'= L2-Q, L3'= L3-Q, L4'= L4-Q
L1 "= L1'when L1'> 0, L1" = 0 when L1'≤0,
L2 "= L2'when L2'> 0, L2" = 0 when L2'≤ 0,
L3 "= L3'when L3'> 0, L3" = 0 when L3'≤0,
L4 "= L4'when L4'> 0, L4" = 0 when L4'≤0
As,
GC = {(1 x L1 ") + (2 x L2") + (3 x L3 ") + (4 x L4")} / (L1 "+ L2" + L3 "+ L4")
Calculate the peak position GC by.
また、以上の実施形態における図6の位置算定処理のステップ616で最終重心位置G"の算定に用いたf7(G')は、図8aに示した反射発生位置と補正後重心位置G'の関係を水平方向に非線形に伸張する関係としてもよい。
Further, f7 (G') used for calculating the final center of gravity position G "in
すなわち、f7(G')として、図9aに示す、補正後重心位置G'が中央値2.5に近いほど、補正後重心位置G'と中央値2.5との差よりも、当該補正後重心位置G'より算定される最終重心位置G"と中央値2.5との差が、より縮小する非線形な変換を行う関数を用いてもよい。このような関数を用いることにより、図9bに示すように画面の左右方向の中央に近いほど、左右方向の反射位置の変化幅に対する最終重心位置G"の変化幅が小さくなるように、補正後重心位置G'は最終重心位置G"に補正される。 That is, as f7 (G'), the closer the corrected center of gravity position G'is shown in FIG. 9a to the median value 2.5, the more the corrected center of gravity position G'is rather than the difference between the corrected center of gravity position G'and the median value 2.5. You may use a function that performs a non-linear transformation in which the difference between the'final center of gravity position G calculated from'and the median value 2.5 is further reduced. By using such a function, the screen is as shown in FIG. 9b. The corrected center-of-gravity position G'is corrected to the final center-of-gravity position G'so that the closer to the center of the left-right direction, the smaller the change width of the final center-of-gravity position G "with respect to the change width of the reflection position in the left-right direction.
このように最終重心位置G"を求めることにより、画面の下部の左右方向中央部分において左右方向の反射位置の変化幅に対する最終重心位置G"の変化幅をより小さくし、上述したドライバが手でディスプレイ2の下方にあるエアコン等の走査パネルを操作するような動作J1に対して、これをスワイプ動作として誤認識してしまうことを、より確実に排除できる。
または、以上の実施形態における図6の位置算定処理のステップ616、618を廃して、補正後重心位置G'を、そのまま検出位置としてデータ処理装置1に通知し、ステップ602からの処理に戻るようにしてもよい。
このようにしても、検出位置の変化幅に対する画面の上部における左右方向の長さと画面の下部における左右方向の長さを、ほぼ同様の長さとすることができる。
By obtaining the final center of gravity position G "in this way, the change width of the final center of gravity position G" with respect to the change width of the reflection position in the left-right direction in the central portion in the left-right direction at the bottom of the screen can be made smaller, and the above-mentioned driver can manually perform the change. It is possible to more reliably eliminate the erroneous recognition of the operation J1 such as operating the scanning panel of the air conditioner or the like below the
Alternatively, the
Even in this way, the length in the left-right direction at the upper part of the screen and the length in the left-right direction at the lower part of the screen with respect to the change width of the detection position can be set to substantially the same length.
また、以上の実施形態では、LED1、LED2、LED3、LED4の4つの赤外線LEDと、PD1、PD2の2つのフォトダイオードを用いたが、赤外線LEDの数は4以外の数であって良く、フォトダイオードの数は2以外の数であって良い。 Further, in the above embodiment, four infrared LEDs of LED1, LED2, LED3, and LED4 and two photodiodes of PD1 and PD2 are used, but the number of infrared LEDs may be a number other than 4, and the photo The number of diodes may be a number other than 2.
ただし、この場合には、たとえば、複数の赤外線LEDと複数のフォトダイオードの並びの一方の端を第1端、第1端と反対側の端を第2端として、第1端に近い赤外線LEDを点灯したときの、当該赤外線LEDの強度信号を検出するフォトダイオードよりも第2端に近いフォトダイオードで検出した強度信号と、第2端に近い赤外線LEDを点灯したときの、当該赤外線LEDの強度信号を検出するフォトダイオードよりも第1端に近いフォトダイオードで検出した強度信号を、上述した強度信号E1、E2に代えて用いるようにする。 However, in this case, for example, one end of a row of a plurality of infrared LEDs and a plurality of photodiodes is set as the first end, and the end opposite to the first end is set as the second end, and the infrared LED close to the first end. The intensity signal detected by the photodiode closer to the second end than the photodiode that detects the intensity signal of the infrared LED when lit, and the intensity signal of the infrared LED when the infrared LED closer to the second end is lit. The intensity signal detected by the photodiode closer to the first end than the photodiode that detects the intensity signal is used instead of the above-mentioned intensity signals E1 and E2.
1…データ処理装置、2…ディスプレイ、3…近接位置検出装置、4…周辺装置、10…ディスプレイユニット、31…近接検出センサ、32…近接検出コントローラ、321…駆動部、322…検出部、323…検出制御部、3221…信号処理部、3222…アナログデジタル変換器、3223…マルチプレクサ。 1 ... Data processing device, 2 ... Display, 3 ... Proximity position detection device, 4 ... Peripheral device, 10 ... Display unit, 31 ... Proximity detection sensor, 32 ... Proximity detection controller, 321 ... Drive unit, 322 ... Detection unit, 323 ... Detection control unit, 3221 ... Signal processing unit, 3222 ... Analog-to-digital converter, 3223 ... multiplexer.
Claims (11)
ディスプレイの表示面の外側に当該表示面の水平方向の一辺である第1辺に沿って並べて配置された、当該表示面の前方を通る赤外光を出射する複数の赤外光源と、
前記表示面の外側に前記第1辺に沿って並べて配置された複数の光検出器と、
近接位置算定部とを有し、
前記近接位置算定部は、
前記複数の赤外光源の各々について、当該赤外光源に予め定めた対応に従って対応づけられている光検出器で検出した、当該赤外光源が出射した赤外光の反射光の強度を、当該赤外光源の出射光の第1の検出反射強度として、各赤外光源の出射光の第1の検出反射強度から推定される反射光の水平方向の分布の重心に対応する水平方向の位置を重心位置として算定する重心位置算定部と、
前記複数の赤外光源のうちの一つもしくは複数の赤外光源を対象赤外光源として、各対象赤外光源について、当該対象赤外光源である赤外光源に前記対応に従って対応づけられている光検出器よりも、当該対象赤外光源に対して離れている光検出器で検出した、当該対象赤外光源が出射した赤外光の反射光の強度を、当該対象赤外光源の出射光の第2の検出反射強度として、各第2の検出反射強度の大きさの程度を表す位置指標を算定する位置指標算定部と、
各赤外光源の出射光の前記第1の検出反射強度から推定される、反射光のピークが現れる水平方向の位置をピーク位置として算定するピーク位置算定部と、
前記位置指標が大きいほど前記ピーク位置の値に近づくように前記重心位置を補正した位置を補正後重心位置として算定する補正後重心位置算定部と、
前記補正後重心位置を用いて、ディスプレイの表示面に近接した手の水平方向の位置を表す検出位置を算定する検出位置算定部とを有することを特徴とする近接位置検出装置。 A proximity position detector that detects the horizontal position of the hand close to the display surface of the display.
A plurality of infrared light sources that emit infrared light that passes in front of the display surface and are arranged side by side along the first side that is one horizontal side of the display surface on the outside of the display surface of the display.
A plurality of photodetectors arranged side by side along the first side on the outside of the display surface, and
It has a proximity position calculation unit and
The proximity position calculation unit
For each of the plurality of infrared light sources, the intensity of the reflected light of the infrared light emitted by the infrared light source detected by the light detector associated with the infrared light source according to a predetermined correspondence is determined. As the first detected reflection intensity of the emitted light of the infrared light source, the horizontal position corresponding to the center of gravity of the horizontal distribution of the reflected light estimated from the first detected reflection intensity of the emitted light of each infrared light source is set. The center of gravity position calculation unit that calculates the position of the center of gravity,
One or a plurality of infrared light sources among the plurality of infrared light sources are set as target infrared light sources, and each target infrared light source is associated with the infrared light source which is the target infrared light source according to the above correspondence. The intensity of the reflected light of the infrared light emitted by the target infrared light source detected by the light detector farther from the target infrared light source than the light detector is the intensity of the emitted light of the target infrared light source. As the second detected reflection intensity of, the position index calculation unit that calculates the position index indicating the degree of the magnitude of each second detected reflection intensity, and
A peak position calculation unit that calculates the horizontal position where the peak of the reflected light appears, which is estimated from the first detected reflection intensity of the emitted light of each infrared light source, as the peak position.
The corrected center of gravity position calculation unit calculates the position where the center of gravity position is corrected so that the larger the position index is, the closer to the value of the peak position is the corrected center of gravity position.
A proximity position detection device comprising a detection position calculation unit that calculates a detection position representing a horizontal position of a hand close to a display surface of a display by using the corrected center of gravity position.
前記補正後重心位置が前記表示面の左右方向の中央の位置を表す場合の補正後重心位置の値を中央値として、前記検出位置算定部は、前記補正後重心位置算定部で算定された算定された前記補正後重心位置の値を、前記中央値との値の差が所定の割合で縮小するように補正した値を持つ前記検出位置を算定することを特徴とする近接位置検出装置。 The proximity position detection device according to claim 1.
The detection position calculation unit is calculated by the corrected center of gravity position calculation unit, with the value of the corrected center of gravity position when the corrected center of gravity position represents the center position in the left-right direction of the display surface as the center value. A proximity position detecting device having a value obtained by correcting the corrected value of the center of gravity position so that the difference between the value and the center value is reduced by a predetermined ratio.
前記補正後重心位置が前記表示面の左右方向の中央の位置を表す場合の補正後重心位置の値を中央値として、前記検出位置算定部は、前記補正後重心位置算定部で算定された前記補正後重心位置の値を、当該値と前記中央値との値の差が小さいほど、前記中央値との値の差がより縮小するように補正した値を持つ前記検出位置を算定することを特徴とする近接位置検出装置。 The proximity position detection device according to claim 1.
The detection position calculation unit is calculated by the corrected center of gravity position calculation unit, with the value of the corrected center of gravity position when the corrected center of gravity position represents the center position in the left-right direction of the display surface as the center value. The value of the corrected center of gravity is calculated so that the difference between the value and the center value is smaller, the difference between the value and the center value is smaller. A featured proximity position detector.
前記赤外光源の前記第1辺に沿った並び中の順番をiとし、Xiをiが大きくなるほど大きくなる値とし、i番目の赤外光源の出射光の第1の検出反射強度をLiとして、
前記重心位置算定部は、Σ(Li×Xi)/Σ(Li)を、前記重心位置として算定することを特徴とする近接検出装置。 The proximity position detecting device according to claim 1, 2 or 3.
Let i be the order in which the infrared light source is arranged along the first side, let Xi be a value that increases as i becomes larger, and let Li be the first detected reflection intensity of the emitted light of the i-th infrared light source. ,
The center of gravity position calculation unit is a proximity detection device characterized in that Σ (Li × Xi) / Σ (Li) is calculated as the center of gravity position.
前記赤外光源の前記第1辺に沿った並び中の順番をiとし、i番目の赤外光源の出射光の第1の検出反射強度をLiとし、j番目の対象赤外光源の出射光の第2の検出反射強度をEjとして、
前記位置指標算定部は、Ejの総和またはEjの最大値をAとし、Liの総和またはLiの最大値をBとして、A/Bを、前記位置指標として算定することを特徴とする近接検出装置。 The proximity position detecting device according to claim 1, 2 or 3.
Let i be the order in which the infrared light source is arranged along the first side, Li be the first detected reflection intensity of the emitted light of the i-th infrared light source, and let Li be the emitted light of the j-th target infrared light source. The second detected reflection intensity of is Ej,
The proximity detection device is characterized in that the position index calculation unit calculates A / B as the position index, where A is the sum of Ej or the maximum value of Ej, B is the sum of Li or the maximum value of Li. ..
前記赤外光源の前記第1辺に沿った並び中の順番をiとし、i番目の赤外光源の出射光の第1の検出反射強度をLiとし、Xiをiが大きくなるほど大きくなる値とし、kiを、Liが第1の検出反射強度のうちで最大か2番目に大きいときに1となり他のときに0となる値として、
前記ピーク位置算定部は、
Σ(Xi×ki)/Σ(Li×ki)
により前記ピーク位置を算定することを特徴とする近接検出装置。 The proximity position detecting device according to claim 1, 2 or 3.
Let i be the order in which the infrared light source is arranged along the first side, Li be the first detected reflection intensity of the emitted light of the i-th infrared light source, and let Xi be a value that increases as i increases. , Ki as a value that becomes 1 when Li is the maximum or the second largest of the first detected reflection intensities and becomes 0 at other times.
The peak position calculation unit
Σ (Xi × ki) / Σ (Li × ki)
A proximity detection device, characterized in that the peak position is calculated by the above method.
前記赤外光源の前記第1辺に沿った並び中の順番をiとし、i番目の赤外光源の出射光の第1の検出反射強度をLiとし、Xiをiが大きくなるほど大きくなる値として、
前記ピーク位置算定部は、Liの最大値をLmaxとし、Q=Lmax×S(0<S<1)とし、Li'=Li-Qとし、Li'>0の場合はLi"=Li'、Li'≦0の場合はLi"=0として、
GC=Σ(Li"×Xi)/Σ(Li")
によりピーク位置GCを算定することを特徴とする近接検出装置。 The proximity position detecting device according to claim 1, 2 or 3.
Let i be the order in which the infrared light source is arranged along the first side, Li be the first detected reflection intensity of the emitted light of the i-th infrared light source, and let Xi be a value that increases as i increases. ,
In the peak position calculation unit, the maximum value of Li is Lmax, Q = Lmax × S (0 <S <1), Li'= Li-Q, and when Li'> 0, Li "= Li', If Li'≤ 0, set Li "= 0 and set
GC = Σ (Li "× Xi) / Σ (Li")
Proximity detection device characterized by calculating the peak position GC by.
j番目の対象赤外光源の出射光の第2の検出反射強度をEjとして、
前記位置指標算定部は、Ejの総和またはEjの最大値をAとし、Liの総和またはLiの最大値をBとして、A/Bを、前記位置指標として算定し、
kiを、Liが第1の検出反射強度のうちで最大か2番目に大きいときに1となり他のときに0となる値として、
前記ピーク位置算定部は、
Σ(Xi×ki)/Σ(Li×ki)
により前記ピーク位置を算定することを特徴とする近接検出装置。 The proximity position detection device according to claim 4.
Let Ej be the second detected reflection intensity of the emitted light of the j-th target infrared light source.
The position index calculation unit calculates A / B as the position index, where A is the sum of Ej or the maximum value of Ej, B is the sum of Li or the maximum value of Li, and the position index is calculated.
Ki is set as a value that becomes 1 when Li is the maximum or the second largest of the first detected reflection intensities and becomes 0 at other times.
The peak position calculation unit
Σ (Xi × ki) / Σ (Li × ki)
A proximity detection device, characterized in that the peak position is calculated by the above method.
j番目の対象赤外光源の出射光の第2の検出反射強度をEjとして、
前記位置指標算定部は、Ejの総和またはEjの最大値をAとし、Liの総和またはLiの最大値をBとして、A/Bを、前記位置指標として算定し、
前記ピーク位置算定部は、Liの最大値をLmaxとし、Q=Lmax×S(0<S<1)とし、Li'=Li-Qとし、Li'>0の場合はLi"=Li'、Li'≦0の場合はLi"=0として、
GC=Σ(Li"×Xi)/Σ(Li")
によりピーク位置GCを算定することを特徴とする近接検出装置。 The proximity position detection device according to claim 4.
Let Ej be the second detected reflection intensity of the emitted light of the j-th target infrared light source.
The position index calculation unit calculates A / B as the position index, where A is the sum of Ej or the maximum value of Ej, B is the sum of Li or the maximum value of Li, and the position index is calculated.
In the peak position calculation unit, the maximum value of Li is Lmax, Q = Lmax × S (0 <S <1), Li'= Li-Q, and when Li'> 0, Li "= Li', If Li'≤ 0, set Li "= 0 and set
GC = Σ (Li "× Xi) / Σ (Li")
Proximity detection device characterized by calculating the peak position GC by.
前記近接位置検出装置は、前記検出位置を前記データ処理装置に通知し、
前記データ処理装置は、通知された検出位置の推移より、ディスプレイの表示面に近接した手によるジェスチャを認識し、認識したジェスチャに応じた処理を行うことを特徴とする情報処理システム。 The proximity position detection device according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 or 9, the display, and a data processing device that uses the display for display output are provided.
The proximity position detection device notifies the data processing device of the detection position, and the proximity position detection device notifies the data processing device.
The data processing device is an information processing system characterized in that it recognizes a gesture by a hand close to the display surface of the display based on the transition of the notified detection position and performs processing according to the recognized gesture.
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JP2020169126A JP7572138B2 (en) | 2020-10-06 | Proximity position detection device, display unit and information processing system |
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