JP4716202B2 - Imaging device and operation input device - Google Patents
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Description
本発明は、撮像装置及び操作入力装置に関する。 The present invention relates to an imaging device and an operation input device.
今日、様々な機器に対して多様な入力装置がある。そのひとつとして、下記特許文献1に示されたプロンプタ方式の操作入力装置がある。同装置の機構は以下のとおりである。同装置においては、操作面に操作者が指で触れることで入力がなされるが、操作面は透明のシートにより形成されており、操作面を基準として操作者の反対側に照明装置および撮像装置がある。操作面に触れた操作者の手(あるいは指)に対して照明装置により照明をあてて、撮像装置によって手(あるいは指)の画像を撮影して、その画像を解析することにより操作者の入力内容を判断する。 Today, there are various input devices for various devices. As one of them, there is a prompter type operation input device disclosed in Patent Document 1 below. The mechanism of the device is as follows. In this apparatus, an input is made by touching the operation surface with a finger of the operator, but the operation surface is formed of a transparent sheet, and an illumination device and an imaging device on the opposite side of the operator with respect to the operation surface There is. The operator's hand (or finger) touching the operation surface is illuminated by the illumination device, the image of the hand (or finger) is taken by the imaging device, and the operator's input is analyzed by analyzing the image Determine the contents.
例えば下記特許文献2には、プロンプタ方式の操作入力装置で使用できる手の画像認識システムが開示されている。同文献では、カメラによる入力画像から手領域抽出画像と手領域細線画像とを生成し、手領域抽出画像からは指の太さなどの見かけ上の特徴を、手領域細線画像からは手の方向、指の座標などを抽出することにより、指示入力を特定している。
For example,
しかし、従来のようにカメラとLEDを同軸においた場合では、照明装置における光源の像が撮影された映像に写りこんでしまう不具合があった。すなわち従来技術では、筐体10の中に、操作面11、カメラ20、照明装置30(例えば赤外線LED)が配置されて、照明装置30によって操作面11を照射して操作面11に図示上方から触れる操作者の手Hの像をカメラ20で撮影するが、その際に、図11(a)に点線で示されているように、照明装置30から照射されて操作面11に反射された光(あるいは赤外線)がカメラ20に入射してしまう。
However, when the camera and the LED are coaxial with each other as in the prior art, there is a problem that the image of the light source in the illumination device is reflected in the captured image. That is, in the prior art, the
これにより図11(b)に示されているように、撮影された画像100に手の像101とともに光源の像102が写りこんでしまう。したがって画像を解析して操作内容を特定する際に、画像の解析の精度が低減する可能性がある。
As a result, as shown in FIG. 11B, the
そこで本発明が解決しようとする課題は、上記問題点に鑑み、装置内部に光源と撮像部とを備え、光源からの光を透過する透過面を通じて装置外部の対象を撮影する撮像装置あるいは操作入力装置において、光源の写りこみを回避した撮像装置および、それを用いた操作入力装置を提供することにある。 Accordingly, in view of the above problems, the problem to be solved by the present invention is an imaging apparatus or an operation input that includes a light source and an imaging unit inside the apparatus and photographs a target outside the apparatus through a transmission surface that transmits light from the light source. It is an object of the present invention to provide an imaging device that avoids reflection of a light source and an operation input device using the same.
上記課題を解決するために、本発明に係る撮像装置は、少なくとも1つの面に少なくともある特定の波長の光を透過する透過面を有する筐体と、その筐体の内部に配置されて、前記透過面を通して前記筐体外部の撮像対象に対して光を照射する照明部と、前記筐体の内部に配置されて、前記照明部によって照射された前記撮像対象の映像を撮影する撮像部と、を備え、前記照明部は、前記照明部から照射されて前記透過面で反射された光が前記撮像部へ入射しないように前記照明部から照射された光の光路を設定し、前記照明部は、前記特定の波長の光を照射する光源と、前記光源から照射されて前記透過面で反射し前記撮像部へ入射する光路上に配置されて光路を変更する光路変更体と、を備え、前記光路変更体は、前記光源から照射されて前記透過面で反射し前記撮像部へ入射する光路上に配置されて光を屈折することで光路を変更する屈折体であることを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, an imaging apparatus according to the present invention includes a housing having a transmission surface that transmits light of at least a specific wavelength on at least one surface, and is disposed inside the housing. An illumination unit that emits light to an imaging target outside the housing through a transmission surface; an imaging unit that is disposed inside the housing and captures an image of the imaging target irradiated by the illumination unit; wherein the illumination unit sets an optical path of light emitted from the illumination unit so that the light reflected by the transmission surface is irradiated is not incident to the imaging unit from the illumination unit, the illumination unit A light source that emits light of the specific wavelength, and an optical path changing body that is arranged on an optical path that is irradiated from the light source, reflected by the transmission surface and incident on the imaging unit, and changes an optical path, The optical path changing body is irradiated from the light source. Wherein the is reflected by the transmissive surface is arranged on an optical path incident to the image sensing unit is a refractor for changing the optical path by refracting light.
これにより本発明に係る撮像装置では、照明部によって透過面を通して筐体外部の撮像対象に光を照射して撮像部によって撮影する際に、照明部から照射されて透過面に反射された光が撮像部へ入射しないように照明部が光の光路を設定するので、撮像対象の画像に光源が写ることが回避でき、良好な画像を得ることができる。 With this, in the imaging apparatus according to the present invention, when the imaging unit irradiates light to the imaging target outside the housing through the transmission surface by the illumination unit and shoots by the imaging unit, the light irradiated from the illumination unit and reflected by the transmission surface is reflected. Since the illumination unit sets the optical path of the light so that it does not enter the imaging unit, it is possible to avoid the light source from appearing in the image to be imaged and to obtain a good image.
また前記照明部は、前記特定の波長の光を照射する光源と、前記光源から照射されて前記透過面で反射し前記撮像部へ入射する光路上に配置されて光路を変更する光路変更体と、を備えたとしてもよい。 The illumination unit includes a light source that emits light of the specific wavelength, an optical path changing body that is arranged on an optical path that is irradiated from the light source, reflected by the transmission surface, and incident on the imaging unit, and changes an optical path; May be provided.
これにより照明部では、光源から照射されて透過面で反射し撮像部へ入射する光路上に光路変更体が配置されて光路を変更するので、照明部から照射されて透過面に反射された光が撮像部へ入射しないように確実に光の光路を変更することができる。よって光の光路を変更して光源が写りこむことが回避された撮像対象の良好な画像を撮影することができる。 Thereby, in the illumination unit, the optical path changing body is arranged on the optical path that is irradiated from the light source, reflected by the transmission surface, and incident on the imaging unit to change the optical path, so that the light irradiated from the illumination unit and reflected by the transmission surface Can reliably change the optical path of the light so as not to enter the imaging unit. Therefore, it is possible to capture a good image of the imaging target in which the light path is changed and the light source is prevented from being reflected.
また前記光路変更体は、前記光源から照射されて前記透過面で反射し前記撮像部へ入射する光路上に配置されて光を屈折することで光路を変更する屈折体であるとしてもよい。 The optical path changing body may be a refracting body that is arranged on an optical path that is irradiated from the light source, reflected by the transmission surface and incident on the imaging unit, and refracts light to change the optical path.
これにより光を屈折する屈折体を照明部から照射されて透過面で反射し撮像部へ入射する光路上に配置することによって、照明部から照射されて透過面に反射された光が撮像部へ入射しないように確実に光の光路を変更することができる。よって屈折体によって光の光路を変更して光源が写りこむことが回避された撮像対象の良好な画像を撮影することができる。 Thus, by arranging a refractor that refracts light on the optical path irradiated from the illumination unit, reflected from the transmission surface and incident on the imaging unit, the light irradiated from the illumination unit and reflected by the transmission surface is directed to the imaging unit. The optical path of light can be changed reliably so that it does not enter. Therefore, it is possible to take a good image of the imaging target in which the light path is changed by the refractor and the light source is prevented from being reflected.
また前記光路変更体は、前記光源から照射されて前記透過面で反射し前記撮像部へ入射する光路上に配置されて光を反射することで光路を変更する反射体であるとしてもよい。 The optical path changing body may be a reflector that changes the optical path by reflecting the light that is disposed on the optical path that is irradiated from the light source, reflected by the transmission surface, and incident on the imaging unit.
これにより光を反射する反射体を照明部から照射されて透過面で反射し撮像部へ入射する光路上に配置することによって、照明部から照射されて透過面に反射された光が撮像部へ入射しないように確実に光の光路を変更することができる。よって反射体によって光の光路を変更して光源が写りこむことが回避された撮像対象の良好な画像を撮影することができる。 Thus, by arranging a reflector that reflects light on the optical path that is irradiated from the illumination unit, reflected from the transmission surface, and incident on the imaging unit, the light irradiated from the illumination unit and reflected by the transmission surface is directed to the imaging unit. The optical path of light can be changed reliably so that it does not enter. Therefore, it is possible to take a good image of the imaging target in which the light path is changed by the reflector and the light source is prevented from being reflected.
また前記光路変更体は、前記光源から照射されて前記透過面で反射し前記撮像部へ入射する光路上に配置されて光を遮蔽することで光路を変更する遮蔽体であるとしてもよい。 The optical path changing body may be a shielding body that is arranged on an optical path that is irradiated from the light source, reflected by the transmission surface, and incident on the imaging unit to shield the light, thereby changing the optical path.
これにより光を遮蔽する遮蔽体を照明部から照射されて透過面で反射し撮像部へ入射する光路上に配置することによって、照明部から照射されて透過面に反射された光が撮像部へ入射しないように確実に光の光路を変更することができる。よって遮蔽体によって光の光路を変更して光源が写りこむことが回避された撮像対象の良好な画像を撮影することができる。 Accordingly, the light that is irradiated from the illumination unit and reflected by the transmission surface is transmitted to the imaging unit by arranging the shielding body that shields light on the optical path that is irradiated from the illumination unit, reflected from the transmission surface, and incident on the imaging unit. The optical path of light can be changed reliably so that it does not enter. Therefore, it is possible to take a good image of the imaging target in which the light path is changed by the shield and the light source is prevented from being reflected.
また前記光路変更体は、前記光源から照射されて前記透過面で反射し前記撮像部へ入射する光路上に配置されて光に屈折、反射、遮蔽のうちの少なくとも2つ以上の組合せを行うことで光路を変更するとしてもよい。 The optical path changing body is disposed on an optical path that is irradiated from the light source, reflected by the transmission surface, and incident on the imaging unit, and performs a combination of at least two of light refraction, reflection, and shielding. The optical path may be changed with.
これにより光を遮蔽する屈折、反射、遮蔽のうちの少なくとも2つ以上の組合せを行う光路変更体を照明部から照射されて透過面で反射し撮像部へ入射する光路上に配置することによって、照明部から照射されて透過面に反射された光が撮像部へ入射しないように確実に光の光路を変更することができる。よって光路変更体によって光の光路を変更して光源が写りこむことが回避された撮像対象の良好な画像を撮影することができる。 By arranging an optical path changing body that performs a combination of at least two of refraction, reflection, and shielding that shields light on the optical path that is irradiated from the illumination unit, reflected by the transmission surface, and incident on the imaging unit, The optical path of the light can be reliably changed so that the light irradiated from the illumination unit and reflected by the transmission surface does not enter the imaging unit. Therefore, it is possible to take a good image of the imaging target in which the light path is changed by the light path changing body and the light source is prevented from being reflected.
また前記光路変更体は部分的に厚みや形状の異なる、少なくともある光路変更機能を持つ透明な構造体であるとしてもよい。 The optical path changing body may be a transparent structure having at least a certain optical path changing function, which is partially different in thickness and shape.
これにより光路変更体が部分的に厚みや形状が異なり、光路変更機能を有するので、例えば光路変更体としてプリズムを用いて光源から照射された光の光路を屈折することができる。したがって例えばプリズムを用いた簡易な構成によって光路を変更して、光源が写りこむことが回避された撮像対象の良好な画像を撮影することができる。 As a result, the optical path changing body is partially different in thickness and shape and has an optical path changing function. For example, the optical path of the light emitted from the light source can be refracted using a prism as the optical path changing body. Therefore, for example, it is possible to change the optical path with a simple configuration using a prism and take a good image of the imaging target in which the light source is avoided from being reflected.
また前記光路変更体は、前記光路変更体の曲面形状における曲率の大きさにより光路の変更の程度を設定するとしてもよい。 The optical path changing body may set the degree of change of the optical path according to the curvature of the curved surface shape of the optical path changing body.
これにより光路変更体は、曲面形状における曲率の大きさにより光路の変更の程度を設定するので、例えば曲面形状を有するプリズムにおける曲面形状の設計によって光路の変更の程度が設定できる。したがって例えばプリズムを用いた簡易な構成によって、プリズムの形状によって光路の変更の程度を設定して、光源が写りこむことが回避された撮像対象の良好な画像を撮影することができる。 Thus, the optical path changing body sets the degree of change of the optical path according to the curvature of the curved surface shape, so that the degree of change of the optical path can be set, for example, by designing the curved surface shape of the prism having the curved surface shape. Therefore, for example, with a simple configuration using a prism, a degree of change of the optical path can be set according to the shape of the prism, and a good image of the imaging target in which the light source is prevented from being reflected can be taken.
また前記光路変更体は屈折率の異なる部材の組合せにより光路の変更の程度を設定するとしてもよい。 The optical path changing body may set the degree of change of the optical path by a combination of members having different refractive indexes.
これにより光路変更体は屈折率の異なる部材の組合せにより光路の変更の程度を設定するので、例えば複数のプリズムを用いて、その屈折率の組合せから光路の変更の程度を設定することによって、光源が写りこむことが回避された撮像対象の良好な画像を撮影することができる。 As a result, the optical path changing body sets the degree of change of the optical path by a combination of members having different refractive indexes. For example, by using a plurality of prisms, by setting the degree of change of the optical path from the combination of the refractive indexes, the light source Therefore, it is possible to capture a good image of the imaging target in which the image is avoided.
また前記照明部は複数の光源を有し、前記照明部は、1つの光源から照射された光が光路が設定されることで光が照射されない前記撮像対象の部分に対して、前記1つの光源以外の光源から照射された光を照射するとしてもよい。 The illuminating unit includes a plurality of light sources, and the illuminating unit applies the one light source to a part to be imaged that is not irradiated with light emitted from one light source by setting an optical path. You may irradiate the light irradiated from other light sources.
これにより複数の光源を用いて、光路が変更されることで1つの光源では照射されない領域を他の光源によって照射するので、光が照射されない空白領域をつくることなく、撮像対象を撮影できる。したがって光が照射されない空白領域をつくることなく、かつ撮像対象の画像に光源が写りこむことが回避できる。 Thus, by using a plurality of light sources and changing the optical path, an area that is not irradiated with one light source is irradiated with another light source, so that an imaging target can be photographed without creating a blank area that is not irradiated with light. Therefore, it is possible to avoid a light source from being reflected in an image to be imaged without creating a blank area that is not irradiated with light.
また前記照明部は、前記特定の波長の光を照射する光源を備え、前記照明部は、前記筐体内において、前記光源から照射されて前記透過面で反射された光が前記撮像部へ入射しない角度に前記光源の軸が傾くように前記光源を配置するとしてもよい。 Further, the illumination unit includes a light source that emits light of the specific wavelength, and the illumination unit does not receive light that is emitted from the light source and reflected by the transmission surface in the housing. The light source may be arranged such that the axis of the light source is inclined at an angle.
これにより光源から照射されて透過面で反射された光が撮像部へ入射しない角度に光源の軸が傾くように光源を配置するので、光源の軸を傾ける簡易な方法によって光源が写りこむことが回避された撮像対象の良好な画像を撮影することができる。 As a result, the light source is arranged so that the light source axis is inclined at an angle at which the light irradiated from the light source and reflected by the transmission surface does not enter the imaging unit, so that the light source can be reflected by a simple method of tilting the light source axis. A good image of the imaging target that is avoided can be captured.
また本発明の操作入力装置は、上記の撮像装置を備えた操作入力装置であって、前記透過面は、操作者からの操作入力を受け付けるための操作入力面であり、前記撮像対象は、操作入力を行う操作者の手であり、前記撮像部で撮影された画像を解析して操作内容を解析する解析部を備えたことを特徴とする。 The operation input device of the present invention is an operation input device including the above-described imaging device, wherein the transmission surface is an operation input surface for receiving an operation input from an operator, and the imaging target is an operation It is a hand of an operator who performs input, and includes an analysis unit that analyzes an image captured by the imaging unit and analyzes an operation content.
これにより本発明の操作入力装置では、操作者からの操作入力を受け付けるための透明な操作入力面を通じて、筐体内部の照明部から操作者の手に向けて光を照射して手の映像を撮影する際に、光路を変更して光源が画像に写りこまないようにするので、操作者の操作内容が精度よく特定できる。したがって精度よく操作者の意図にしたがって操作できる操作入力装置が実現できる。 Thereby, in the operation input device of the present invention, through the transparent operation input surface for receiving the operation input from the operator, light is emitted from the illumination unit inside the housing toward the operator's hand to display the image of the hand. When photographing, the light path is changed so that the light source does not appear in the image, so that the operation content of the operator can be specified with high accuracy. Therefore, an operation input device that can be operated with high accuracy according to the intention of the operator can be realized.
以下、本発明の実施形態を図面を参照しつつ説明する。まず図1は、本発明に係る操作入力装置1の概略構成図である。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an operation input device 1 according to the present invention.
操作入力装置1は、いわゆるプロンプタ方式の操作入力装置1(操作装置、遠隔操作装置)である。図1には操作入力装置1の斜視図、A−A断面図、B−B断面図が示されている。 The operation input device 1 is a so-called prompter type operation input device 1 (operation device, remote operation device). FIG. 1 shows a perspective view, an AA sectional view, and a BB sectional view of the operation input device 1.
操作装置1は、筐体10の中にカメラ20(撮影装置、撮影部)、照明部70を備える。直方体形状の筐体10の1つの面11(図1では図示上方の面)は操作者からの入力を受け付ける操作面である。照明部70は、上述のように撮像に光源の写りこみがないように操作面11を照射するように構成され、赤外線LED30(LED、光源)と屈折体40とからなる。操作面11は透明なシートからなるとすればよい。ここで透明とは無色透明とは限らず、例えばある特定の波長の光に対して透明な有色透明な部材(人には不透明に見える場合もある)赤外光のみを透過する樹脂フィルタ等でもよい。
The operating device 1 includes a camera 20 (imaging device, imaging unit) and an
操作者から装置内部が見えない方が操作者に違和感を感じさせず、さらに装置の美観上からもよいと考えられるので、操作面11を有色透明として操作者からカメラ20など操作装置1内部が見えにくく(あるいは見えなく)すれば好適である。カメラ20は図1の図示上方にレンズを向けて配置されている。
If the operator cannot see the inside of the device, the operator does not feel uncomfortable, and the aesthetics of the device may be better. Therefore, the
B−B断面図のとおり、LED30はカメラ20を囲む位置に6つ配置されている。LED30からは赤外線、例えば近赤外線が照射される。操作面11は赤外線のみを透過し、可視光線は透過させない機能を有すれば、上述と同様に操作装置1の美観上などから好適である。図1では略円筒形状のカメラ20とLED30の軸は同一方向であるので、いわゆる同軸配置である。したがってLED30からの赤外線は効率よく操作面11へ向けて照射される。
As shown in the BB sectional view, six
操作装置1は制御部2(解析部)と接続されている。さらに制御部2は操作対象3と接続されている。制御部2は、情報処理を行うCPUやそのための作業領域としてのRAM等を備えた通常のコンピュータの構造を有している、又はマイコン等を備えた回路基板に同様の機能を備えた形態であってもよい。操作対象3は表示部3a(例えば液晶ディスプレイ)を備える。表示部3aには操作対象3の各種の操作ボタンが表示される。
The operating device 1 is connected to a control unit 2 (analysis unit). Further, the
操作者は図11(a)と同様に、筐体10の外部から操作面11に触れることで操作対象3を操作する。その詳細は以下のとおりである。赤外線LED30から照射された赤外線が操作面11を通過して、操作面11に触れた操作者の手H(あるいは指)に照射される。そして赤外線が照射された操作者の手の赤外線画像がカメラ20により撮影される。カメラ20には赤外線のみを透過するフィルタをつけたレンズを備えるとすれば、周囲が明るくても手の画像の撮影に支障とならないので好適である。
As in FIG. 11A, the operator operates the
カメラ20で撮影された画像は制御部2に送信されて、制御部2で予め記憶された解析プログラムによって解析される。その際に、操作面11と表示部3aとが対応するとみなされる。すなわち表示部3aに表示された操作ボタンと対応する操作面11上の位置に操作者の手Hが触れると、その操作ボタンを押下する操作入力がなされたと制御部2は判断する。これにより、操作者の操作入力が特定され、操作入力の内容にしたがって操作対象3が操作される。
An image photographed by the
本発明では例えば、操作対象3は車両用ナビゲーション装置、車両用空調装置、オーディオ装置、ビデオ装置などの車載装置とし、操作装置1は自動車に装備されるとしてもよい。この場合、操作対象3の表示部3aは例えばインストルメントパネルに配置し、操作面11は例えば車両のセンターコンソール部に配置すればよい。上述のとおりカメラ20とLED30とが同軸配置なので操作装置1はコンパクトにできるが、これは設置スペースが限定される車載用装置として好適である。
In the present invention, for example, the
上述のとおり従来技術では、LED30から照射された赤外線が操作面11で反射してカメラ20に入射し、手の赤外線画像に写ってしまう不具合が発生するが、操作装置1では屈折体40によって、この不具合が解消される。屈折体40は透過する光(電磁波)を屈折させる機能を有する。屈折体40は具体的には、例えばプリズムとすればよい。プリズムの材料は例えばガラス、水晶や樹脂(例えばアクリル系)とすればよい。図1のとおり、操作装置1では屈折体40はカメラ20を挟んで図示左右両側に一対の平行な直線状に配置されている。
As described above, in the related art, the infrared rays emitted from the
図2は、図1のA−A断面図において赤外線の光路を示した図である。図2のLED30から照射される赤外線の光路(あるいは光路の集合体)が示されている。また図2の点線53は、屈折体40がない場合に、LED30から照射された赤外線のうちで操作面11で反射されてカメラ20に入射する光路である。
FIG. 2 is a diagram illustrating an infrared light path in the AA cross-sectional view of FIG. 1. An infrared optical path (or a collection of optical paths) irradiated from the
図2のとおり、屈折体40を通過する光路が屈折されることによって、点線53の光路からずれる。これにより赤外線が操作面11で反射されても反射光はカメラ20に入射しない。よって手の撮影画像に光源が写ることがなくなり、手の画像解析が精度よく行えることとなる。図1のとおり、屈折体40はカメラ20に対向する面が曲面形状で形成されている。上記目的を満たす屈折した光路が得られるように屈折体40における曲面形状を設計すればよい。
As shown in FIG. 2, the optical path passing through the refracting
2つの光路のうちで1つの光路のみが屈折体40によって屈折することにより、図示左側のLED30からの赤外線が照射されない空白領域52が生じる。しかし図2のとおり、この空白領域52には図示右側のLED30からの赤外線が照射される。これによって操作面11において赤外線が照射されない領域は存在しない。したがって操作者の手の画像が空白領域なく撮影できる。
Only one of the two optical paths is refracted by the
本発明における屈折体40、LED30の数や配置は、光源の像がカメラ20によって撮影されないとの条件が満たされるのであれば、図1の例に限定されない。図3には別の例が示されている。図3(a)、(b)それぞれの上側の図は図1のB−B断面図に対応している。図3(a)ではカメラ20を囲んで円筒状に屈折体41が配置され、照明部71はLED30と屈折体41とから構成されている。
The number and arrangement of the
また図3(b)ではカメラ20を囲んで、カメラ20とLED30の間の位置に間隔を置いて複数個の屈折体42が配置され、照明部72はLED30と屈折体42とから構成されている。個々の屈折体42は柱状であり、これら図3(a)、(b)の配置によっても図2と同様に、LED30から照射された赤外線の光路を屈折させて、カメラ20の撮影画像に光源の像が写ることが回避できる。屈折体41、42のカメラ20に対向する面は、屈折体40と同様に曲面となっている。カメラ20の撮影画像に光源の像が写ることが回避できるような光路となるようにこの曲面形状を設計すればよい。
In FIG. 3B, a plurality of refracting
図1から図3では屈折体を用いた実施例を示したが、本発明はこれに限定されず、光を遮蔽する遮蔽体や、光を反射する反射体によっても実現できる。こうした実施例が図4から図8に示されている。 Although FIGS. 1 to 3 show an embodiment using a refracting body, the present invention is not limited to this, and can be realized by a shielding body that shields light or a reflecting body that reflects light. Such an embodiment is shown in FIGS.
図4では遮蔽体50が用いられている。図4(a)には遮蔽体50を用いた操作装置1の断面図が、図4(b)には遮蔽体50の斜視図が示されている。なお図4(a)及び後述する図5から図8では、省略された図示右側は図示左側と左右対称に構成されるとすればよい。図4では照明部73はLED30と遮蔽体50とから構成されている。遮蔽体50は、孔部50aを備え、LED30からの赤外線を孔部50aは通過させ、それ以外の部分では遮蔽する。
In FIG. 4, a
図5には反射体60を用いた例が示されている。照明部74はLED30と反射体60から構成されている。2枚の反射体60によって光路が2分されて、一方の光路では赤外線が2回反射されている。
FIG. 5 shows an example using the
図6には屈折体43と遮蔽体51を用いた例が示されている。照明部75はLED30、屈折体43、遮蔽体51から構成されている。図6のように遮蔽体51は屈折体43の図示上端近傍の部分に固定されている。LED30から照射された赤外線は一部が屈折体43によって屈折されるとともに、別の一部が遮蔽体51によって遮蔽されて光路が2分される。
FIG. 6 shows an example using the refractor 43 and the
図7には屈折体44と反射体61を用いた例が示されている。照明部76はLED30、屈折体44、反射体61から構成されている。図7のように反射体61は屈折体44の図示上端近傍の部分に固定されている。LED30から照射された赤外線は一部が屈折体44によって屈折されるとともに、別の一部が反射体61によって遮蔽されて光路が2分される。
FIG. 7 shows an example using the refracting body 44 and the reflecting body 61. The illumination unit 76 includes the
図8には2つの屈折体45、46を用いた例が示されている。照明部77はLED30、屈折体45、46から構成されている。図6のように屈折体45とは屈折体46とが当接して配置されている。屈折体45と屈折体46とは屈折率が異なる材質からなるとする。LED30から照射された赤外線は一部が2つの屈折体45、46によって連続して屈折されることによって光路が2分される。
FIG. 8 shows an example using two
以上のとおり図4から図8の構成により、図2の光路と同様に、LED30の像が撮像部20で撮影されることが回避できる光路が形成される。この目的を満たすように、図4から図8における各種屈折体、遮蔽体、反射体の配置位置や大きさ、屈折体の屈折率等を設定すればよい。なお図4から図8における上面図は図1のB−B断面図、図3(a)、(b)のいずれと同様であってもよい。
As described above, the configuration of FIGS. 4 to 8 forms an optical path that can avoid the image of the
LED30は赤外線LEDでなくともよく、他のLED、可視光を発光するLEDでもよく、またLED以外の照明装置でもよい。カメラ20は照明装置30が照射する光を撮影できる撮影装置であればよく、屈折体40、41、42は照明装置30が照射する光を屈折する機能を有すればよい。
The
したがって屈折体40、41、42は照明装置30が照射する光を屈折できればプリズムでなくともよく、例えばMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)による微細加工で作成された、光を屈折させる機能を有するシートとしてもよい。
Therefore, the
MEMSで作成されたシートを用いた例が図9に示されている。図6の上側の図は図1のB−B断面図に対応する。図9の例ではMEMSで作成された2枚のシート47、47が筐体10の底面と平行に配置されている。シート47、47を通過する赤外線は、図2と同様に屈折される。これにより光源からの赤外線が操作面11で反射してカメラ20に入射することが回避できる。なおMEMSで作成されたシートはカメラ20を囲む円板状に配置されてもよい。
An example using a sheet created by MEMS is shown in FIG. The upper drawing in FIG. 6 corresponds to the BB cross-sectional view in FIG. In the example of FIG. 9, two
図10には本発明の別の実施例が示されている。上ではLED30とカメラ20とが同軸である実施例が示されたが、図10の実施例では、LED30とカメラ20とが非同軸に配置される。照明部79はLED30と台座31とからなる。図10のとおり、台座31は筐体10の底面の端部で壁面に寄りかかるかたちで固定されている。そして台座31に固定されたLED30から斜め方向に赤外線が照射される。
FIG. 10 shows another embodiment of the present invention. Although the embodiment in which the
これにより図10に示されているように、LED30から照射されて操作面11で反射された赤外線がカメラ20に入射しない。よって光源の像が撮像に写りこむことが回避される。なお台座31によらずに、筐体10の底面等の形状によってLED30をカメラ20と非同軸の方向に向けて光源の像が撮像に写りこまないようにしてもよい。
As a result, as shown in FIG. 10, the infrared rays irradiated from the
なお制御部2は、カメラ20によって撮影された手(指)の映像を表示部3aに各種操作ボタン等と合成(重畳)して表示してもよい。この場合、操作者は現在自分の手(指)がどの位置にあるかが表示部3a上で確認できるので、利便性が向上し、誤操作の可能性も低減する。手の画像を表示部3aの各種操作ボタンの画像との合成(重畳)する形態としては、制御部2で画像解析により手(指)の輪郭だけを抽出して表示部3aに合成表示してもよい。また手の画像を、手の部分は有色透明で、手以外の部分は無色透明な画像に制御部2で変換して、表示部3aに合成(重畳)表示してもよい。このような手の画像の合成(重畳)表示においても、本発明による光路の屈折は手の画像を鮮明に表示することに寄与する。
Note that the
また上では制御部2での画像解析によって操作者による操作入力を特定するとしたが、本発明では、操作面11をタッチセンサを備えたタッチパネルとしてもよい。この場合操作者が操作面11(タッチパネル)を押下すると、タッチセンサによって押下した座標が検出されて操作入力が特定される。よって、手の画像を表示部3aに各種操作ボタン等と合成(重畳)表示するシステムとすれば、合成(重畳)表示によって操作者の手の現在位置が認識でき、かつタッチセンサによって入力位置が特定できる複合的なシステムとなる。
In the above description, the operation input by the operator is specified by image analysis in the
1 プロンプタ方式操作装置(操作入力装置、操作装置、撮像装置)
10 筐体
11 操作面(透過面、操作入力面)
20 カメラ(撮像部)
30 赤外線LED(LED、光源)
31 台座
40、41、42、43、44、45、46 屈折体(光路変更体、プリズム)
50、51 遮蔽体(光路変更体)
60、61 反射体(光路変更体)
1 Prompter type operation device (operation input device, operation device, imaging device)
10
20 Camera (imaging part)
30 Infrared LED (LED, light source)
31
50, 51 Shield (light path changing body)
60, 61 Reflector (light path changing body)
Claims (9)
その筐体の内部に配置されて、前記透過面を通して前記筐体外部の撮像対象に対して光を照射する照明部と、
前記筐体の内部に配置されて、前記照明部によって照射された前記撮像対象の映像を撮影する撮像部と、を備え、
前記照明部は、前記照明部から照射されて前記透過面で反射された光が前記撮像部へ入射しないように前記照明部から照射された光の光路を設定し、
前記照明部は、
前記特定の波長の光を照射する光源と、
前記光源から照射されて前記透過面で反射し前記撮像部へ入射する光路上に配置されて光路を変更する光路変更体と、
を備え、
前記光路変更体は、前記光源から照射されて前記透過面で反射し前記撮像部へ入射する光路上に配置されて光を屈折することで光路を変更する屈折体であることを特徴とする撮像装置。 A housing having a transmissive surface that transmits at least light of a specific wavelength on at least one surface;
An illumination unit that is disposed inside the housing and irradiates light to an imaging target outside the housing through the transmission surface;
An imaging unit that is disposed inside the housing and captures an image of the imaging target irradiated by the illumination unit;
The illumination unit sets an optical path of the light emitted from the illumination unit so that the light emitted from the illumination unit and reflected by the transmission surface does not enter the imaging unit ,
The illumination unit is
A light source that emits light of the specific wavelength;
An optical path changing body that is arranged on an optical path that is irradiated from the light source, reflected by the transmission surface and incident on the imaging unit, and changes an optical path;
With
The optical path changing body is a refracting body that is arranged on an optical path that is irradiated from the light source, reflected by the transmission surface and incident on the imaging unit, and refracts light to change the optical path. apparatus.
その筐体の内部に配置されて、前記透過面を通して前記筐体外部の撮像対象に対して光を照射する照明部と、
前記筐体の内部に配置されて、前記照明部によって照射された前記撮像対象の映像を撮影する撮像部と、を備え、
前記照明部は、前記照明部から照射されて前記透過面で反射された光が前記撮像部へ入射しないように前記照明部から照射された光の光路を設定し、
前記照明部は、
前記特定の波長の光を照射する光源と、
前記光源から照射されて前記透過面で反射し前記撮像部へ入射する光路上に配置されて光路を変更する光路変更体と、
を備え、
前記光路変更体は、前記光源から照射されて前記透過面で反射し前記撮像部へ入射する光路上に配置されて光を遮蔽することで光路を変更する遮蔽体であることを特徴とする撮像装置。 A housing having a transmissive surface that transmits at least light of a specific wavelength on at least one surface;
An illumination unit that is disposed inside the housing and irradiates light to an imaging target outside the housing through the transmission surface;
An imaging unit that is disposed inside the housing and captures an image of the imaging target irradiated by the illumination unit;
The illumination unit sets an optical path of the light emitted from the illumination unit so that the light emitted from the illumination unit and reflected by the transmission surface does not enter the imaging unit,
The illumination unit is
A light source that emits light of the specific wavelength;
An optical path changing body that is arranged on an optical path that is irradiated from the light source, reflected by the transmission surface and incident on the imaging unit, and changes an optical path;
Equipped with a,
The optical path changing body is a shielding body that is arranged on an optical path that is irradiated from the light source, reflected by the transmission surface, and incident on the imaging unit to shield the light, thereby changing the optical path. apparatus.
その筐体の内部に配置されて、前記透過面を通して前記筐体外部の撮像対象に対して光を照射する照明部と、
前記筐体の内部に配置されて、前記照明部によって照射された前記撮像対象の映像を撮影する撮像部と、を備え、
前記照明部は、前記照明部から照射されて前記透過面で反射された光が前記撮像部へ入射しないように前記照明部から照射された光の光路を設定し、
前記照明部は、
前記特定の波長の光を照射する光源と、
前記光源から照射されて前記透過面で反射し前記撮像部へ入射する光路上に配置されて光路を変更する光路変更体と、
を備え、
前記光路変更体は、前記光源から照射されて前記透過面で反射し前記撮像部へ入射する光路上に配置されて光に屈折、遮蔽の組合せを行うことで光路を変更することを特徴とする撮像装置。 A housing having a transmissive surface that transmits at least light of a specific wavelength on at least one surface;
An illumination unit that is disposed inside the housing and irradiates light to an imaging target outside the housing through the transmission surface;
An imaging unit that is disposed inside the housing and captures an image of the imaging target irradiated by the illumination unit;
The illumination unit sets an optical path of the light emitted from the illumination unit so that the light emitted from the illumination unit and reflected by the transmission surface does not enter the imaging unit,
The illumination unit is
A light source that emits light of the specific wavelength;
An optical path changing body that is arranged on an optical path that is irradiated from the light source, reflected by the transmission surface and incident on the imaging unit, and changes an optical path;
With
The optical path changing body is disposed on an optical path irradiated from the light source, reflected by the transmission surface and incident on the imaging unit, and changes the optical path by performing a combination of refraction and shielding on light. Imaging device.
その筐体の内部に配置されて、前記透過面を通して前記筐体外部の撮像対象に対して光を照射する照明部と、
前記筐体の内部に配置されて、前記照明部によって照射された前記撮像対象の映像を撮影する撮像部と、を備え、
前記照明部は、前記照明部から照射されて前記透過面で反射された光が前記撮像部へ入射しないように前記照明部から照射された光の光路を設定し、
前記照明部は複数の光源を有し、
前記照明部は、1つの光源から照射された光が光路が設定されることで光が照射されない前記撮像対象の部分に対して、前記1つの光源以外の光源から照射された光を照射することを特徴とする撮像装置。 A housing having a transmissive surface that transmits at least light of a specific wavelength on at least one surface;
An illumination unit that is disposed inside the housing and irradiates light to an imaging target outside the housing through the transmission surface;
An imaging unit that is disposed inside the housing and captures an image of the imaging target irradiated by the illumination unit;
The illumination unit sets an optical path of the light emitted from the illumination unit so that the light emitted from the illumination unit and reflected by the transmission surface does not enter the imaging unit,
The illumination unit has a plurality of light sources,
The illumination unit irradiates light emitted from a light source other than the one light source to a part of the imaging target that is not irradiated with light emitted from one light source by setting an optical path. An imaging apparatus characterized by the above .
その筐体の内部に配置されて、前記透過面を通して前記筐体外部の撮像対象に対して光を照射する照明部と、
前記筐体の内部に配置されて、前記照明部によって照射された前記撮像対象の映像を撮影する撮像部と、を備え、
前記照明部は、前記照明部から照射されて前記透過面で反射された光が前記撮像部へ入射しないように前記照明部から照射された光の光路を設定し、
前記照明部は、
前記特定の波長の光を照射する光源を備え、
前記照明部は、前記筐体内において、前記光源から照射されて前記透過面で反射された光が前記撮像部へ入射しない角度に前記光源の軸が傾くように前記光源を配置することを特徴とする撮像装置。 A housing having a transmissive surface that transmits at least light of a specific wavelength on at least one surface;
An illumination unit that is disposed inside the housing and irradiates light to an imaging target outside the housing through the transmission surface;
An imaging unit that is disposed inside the housing and captures an image of the imaging target irradiated by the illumination unit;
The illumination unit sets an optical path of the light emitted from the illumination unit so that the light emitted from the illumination unit and reflected by the transmission surface does not enter the imaging unit,
The illumination unit is
A light source that emits light of the specific wavelength;
The illumination unit arranges the light source in the housing so that the light source axis is inclined at an angle at which light emitted from the light source and reflected by the transmission surface does not enter the imaging unit. An imaging device.
前記透過面は、操作者からの操作入力を受け付けるための操作入力面であり、
前記撮像対象は、操作入力を行う操作者の手であり、
前記撮像部で撮影された画像を解析して操作内容を解析する解析部を備えたことを特徴とする操作入力装置。 An operation input device comprising the imaging device according to any one of claims 1 to 8,
The transparent surface is an operation input surface for receiving an operation input from an operator,
The imaging target is an operator's hand performing an operation input,
An operation input device comprising an analysis unit that analyzes an image captured by the imaging unit and analyzes an operation content .
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