JP5088307B2

JP5088307B2 - 入力装置

Info

Publication number: JP5088307B2
Application number: JP2008308605A
Authority: JP
Inventors: 文彦中條
Original assignee: Fujitsu Mobile Communications Ltd
Current assignee: Fujitsu Mobile Communications Ltd
Priority date: 2008-12-03
Filing date: 2008-12-03
Publication date: 2012-12-05
Anticipated expiration: 2028-12-03
Also published as: JP2010134610A; US20100134447A1; US8654100B2

Description

本発明は、対象物の３次元位置を入力位置として検出する入力装置に関する。

従来、ユーザが情報処理装置に対して入力を行う場合、例えばキーボード、テンキー、マウス等の様々な入力インタフェースが用いられる。入力インタフェースの一類型として、ディスプレイ上に表示されるポインタを操作するためのポインティングデバイスが知られている。マウスは、代表的なポインティングデバイスであるが、大きさ及び重量の観点から携帯型の情報処理装置（例えば、携帯電話機、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、モバイルＰＣ（Personal Computer）等）に向かないという欠点がある。一方、携帯性がより高いポインティングデバイスとして、タッチパネルが注目されている。タッチパネル方式では、ユーザが指やペン装置（スタイラス）等の対象物をディスプレイ上の所望の領域に接触させることによりＧＵＩ（Graphical User Interface）部品（アイコン、ボタン、メニュー、チェックボックス等）の選択、操作等を行うことができる。

また、特許文献１及び特許文献２には、ディスプレイを基準とした場合の対象物の３次元位置を検出し、入力として利用する３次元入力方式が開示されている。
特許文献１記載のコンピュータ・ナビゲーションは、対象物の先端から放射されてディスプレイに入射する円錐状の赤外線の面積及び楕円離心率に基づき、ディスプレイを基準とした場合の上記対象物の３次元位置を推定する。

特許文献２記載の制御装置では、対象物の先端からディスプレイに放射された電磁放射ビームを当該ディスプレイの少なくとも１つの端に設けられた複数の検知器が検知する。上記電磁放射ビームはディスプレイ上の衝突位置から上記検知器に到達するまでに減衰される。特許文献２記載の制御装置は、上記複数の検知器によって検知された放射ビームの強度に基づき、ディスプレイを基準とした場合の上記対象物の距離及び角度（即ち、３次元位置）を推定する。

特許文献１記載のコンピュータ・ナビゲーション及び特許文献２記載の制御装置によれば、対象物がディスプレイに接触していない状態においてもディスプレイを基準とした場合の当該対象物の３次元位置を検出し、入力として利用できる。

更に、ディスプレイの周囲に赤外線ＬＥＤ（Light Emission Diode）等の発光部と、フォトダイオード等の受光部とを備えた３次元入力装置も知られている。具体的には、対象物が発光部から放射される光（以下、単に検査光と称する）を反射することによる受光強度の変化に基づいて３次元位置を検出する方式（反射光方式）と、対象物が発光部から放射される検査光を遮光することによる受光強度の変化に基づいて３次元位置を検出する方式（透過光方式）とが知られている。
特開２００５−５２９３９５号公報特開２００７−５３１１４６号公報

前述した３次元入力方式において、入力位置の検出精度が問題となる。例えばユーザが携帯型の情報処理装置に搭載されたディスプレイ上に小さく、かつ、密集して表示されたアイコンの中から１つを選択しなければならないような場合には、３次元入力装置には高い検出精度が要求される。仮に、前述した反射光方式及び透過光方式に基づく３次元入力装置において検出精度を高めるには、発光部及び受光部を密に配置して、動作させる必要がある。即ち、より高い検出精度を得るためには、より大きな電力が必要となる。

一方、例えばいわゆるスクリーンセーバを解除する場合のように何らかの入力があったことを検出できる程度の検出精度しか要求されないこともある。即ち、３次元入力装置に要求される検出精度は一様でなく、ユーザが行う入力の類型や情報処理装置の動作状態等の様々な要因に応じて変動し得る。仮に、３次元入力装置が要求される検出精度に応じて動的に検出精度を調節できれば、無駄な電力消費を避けられる。尚、特許文献１及び特許文献２において、要求される検出精度が変動することは考慮されておらず、また、当該変動に応じて検出精度を調節するための具体的構成について記載も示唆もない。

従って、本発明は入力位置の検出精度を動的に調節可能な入力装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る入力装置は、ディスプレイを備える情報処理装置に搭載される入力装置において、前記ディスプレイの周囲に配置され、検査光を放射する複数の発光部と、前記ディスプレイの周囲に配置される複数の受光部と、前記複数の受光部の各々における前記検査光の受光強度に基づき、前記ディスプレイを基準とした場合の対象物の３次元位置を入力位置として検出する検出部と、前記検出部が検出した入力位置の高さに応じて要求される検出精度に応じて、前記複数の発光部及び前記複数の受光部の少なくとも一方のＯＮ／ＯＦＦを制御して前記検出部の検出精度を調節する制御部とを具備する。

本発明によれば、入力位置の検出精度を動的に調節可能な入力装置を提供できる。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
（第１の実施形態）
図１に示すように、本発明の第１の実施形態に係る入力装置２００を搭載する携帯電話やデータ端末などの情報処理装置は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１００、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０１、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０２、表示制御部１０３及び表示部１０４を有する。

ＣＰＵ１００は、図１の情報処理装置の各部を統括制御する。例えば、ＣＰＵ１００は、図１の情報処理装置の各部とデータをやり取りしたり、やり取りしたデータを用いて所定の演算を行ったりする。

ＲＯＭ１０１には、ＣＰＵ１００に実行させるための制御プログラム、表示部１０４に表示すべき表示データ等が記録されている。ＲＡＭ１０２には、ＣＰＵ１００による上記制御プログラムの実行中に読み出され若しくは書き込まれる制御データ等が保存される。

表示部１０４は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、ＯＬＥＤ（Organic Light-Emitting Diode）ディスプレイ等のディスプレイで構成され、周囲には後述する発光部２０３及び受光部２０４が複数配置される。表示制御部１０３は、ＣＰＵ１００から指示される内容を表示するように表示部１０４を制御する。

入力装置２００は、いわゆる３次元入力装置であって、表示部１０４を基準とした場合の対象物（例えば、ユーザの指）３００の３次元位置を検出する。入力装置２００によって検出された３次元位置データは、ＣＰＵ１００に入力される。

入力装置２００は、入力制御部２０１、発光制御部２０２、発光部２０３、受光部２０４及び受光制御部２０５を有する。
入力制御部２０１は、発光制御部２０２及び受光制御部２０５を統括制御する。発光制御部２０２は、発光部２０３を制御する。例えば、発光制御部２０２は、入力制御部２０１からの指示に従って、発光部２０３の一部をＯＮにして残りをＯＦＦにしたり、全部をＯＮにしたり、全部をＯＦＦにしたりする。発光部２０３のＯＮ／ＯＦＦの切り替えは、例えば当該発光部２０３への駆動電力の供給を制御することにより実現される。

発光部２０３は、例えば赤外線ＬＥＤで構成され、表示部１０４の周囲に複数配置される。発光部２０３は、発光制御部２０２からの指示に従って、検査光を放射する。発光部２０３から放射された検査光は、対象物３００によって回折されたり、遮られたり、反射されたりする。受光部２０４は、例えばフォトダイオードで構成され、表示部１０４の周囲に複数配置される。受光部２０４は、受光強度を受光制御部２０５に通知する。

受光制御部２０５は、受光部２０４を制御する。例えば、受光制御部２０５は受光部２０４の各々から通知される受光強度に基づき、表示部１０４を基準とした場合の対象物３００の３次元位置を検出する。受光制御部２０５は、検出した３次元位置データを入力制御部２０１に入力する。また、受光制御部２０５は、入力制御部２０１からの指示に従って、受光部２０４の一部をＯＮにして残りをＯＦＦにしたり、全部をＯＮにしたり、全部をＯＦＦにしたりする。受光部２０４のＯＮ／ＯＦＦの切り替えは、受光部２０４が電力駆動される場合には例えば当該発光部２０３への駆動電力の供給を制御することにより実現される。また、受光制御部２０５は、ＯＦＦとした受光部２０４から通知される受光強度を単に破棄してもよい。通知された受光強度を破棄すると、入力位置の検出に必要な演算量を削減できる。

以下、図２を用いて、入力装置２００による３次元位置検出の原理の一例を説明する。尚、図２では、いわゆる反射光方式に従う位置検出を行っているが、入力装置２００は透過光方式に従う位置検出を行ってもよい。

図２において、ディスプレイ１０４の一端（便宜上、上端と称する）と、上端に直交する一端（便宜上、左端と称する）とに、複数の発光部２０３及び複数の受光部２０４が配置されている。より詳細には、上端において、３個の発光部２０３−１、２０３−２及び２０３−３が配置され、これらの各々に近接して３個の受光部２０４−１、２０４−２及び２０４−３が配置されている。また、左端において、５個の発光部２０３−４、２０３−５、２０３−６、２０３−７及び２０３−８が配置され、これらの各々に近接して受光部２０４−４、２０４−５、２０４−６、２０４−７及び２０４−８が配置されている。

入力制御部２０１は、入力位置を検出するために、発光制御部２０２を介して上記８個の発光部２０３−１乃至２０３−８に駆動電力を供給する。駆動電力が供給された発光部２０３−１乃至２０３−８は、夫々検査光を放射する。発光部２０３−１乃至２０３−８の各々から放射される検査光の一部（図２中太線矢印で示す）は対象物３００によって反射され、反射光（図２中破線矢印で示す）が受光部２０４−１乃至２０４−８によって受光される。

検査光は対象物３００に到達するまでに減衰するため、対象物３００に近い発光部２０３から放射される検査光ほど反射光の強度が強くなる傾向にある。また、反射光も受光部２０４に到達するまでに減衰するため、対象物３００に近い受光部２０４ほど受光強度が強くなる傾向にある。即ち、複数の受光部２０４の間で受光強度にばらつきが生じる。

図２の例であれば、受光部２０４−１乃至２０４−３における受光強度に基づき対象物の水平方向（Ｘ軸方向）の座標を検出し、受光部２０４−４乃至２０４−８における受光強度に基づき対象物の垂直方向（Ｙ軸方向）の座標を検出できる。例えば対象物３００のＹ座標を検出する場合、図２に示すように、受光部２０４−５乃至２０４−８の各々における受光強度を、これらの配置されるＹ座標に対応する受光強度としてプロットする。そして、プロットされた受光強度に対して多項式補間等を施して漸近線を導出し、当該漸近線の頂点（最大値）に対応するＹ座標を対象物３００のＹ座標として検出できる。対象物３００のＸ座標を検出する場合には、受光部２０４−１乃至２０４−３における受光強度に対して同様の処理を行えばよい。

また、対象物３００の高さ方向（Ｚ軸方向）の座標は、上記Ｘ座標及び／またはＹ座標における受光強度に基づき検出できる。現実には、平面位置（即ち、Ｘ座標及びＹ座標）の検出精度に比べると高さの検出精度は劣るので、高さは具体的な座標ではなく段階的な区分で表現されることが多い。例えば、対象物３００のＺ座標を接触（タッチ）、接近（ホバー）及び非検出の３段階で区分する場合には、大小２つの閾値th1、th2（th1＞th2とする）との比較により判定できる。即ち、受光強度が閾値th1よりも大きければタッチと判定し、閾値th2よりも小さければ非検出と判定し、閾値th2と閾値th1との間であればホバーと判定できる。

ここで、例えば図３に示すように、発光制御部２０２及び受光制御部２０５の作用により、発光部２０３及び受光部２０４の一部（発光部２０３−２、２０３−５、２０３−７及び受光部２０４−２、２０４−５、２０４−７）がＯＦＦになったとする。ＯＦＦの受光部２０４−２、２０４−５及び２０４−７からは受光強度を得られないので、当然ながら、入力位置の検出精度は低下する。一方、発光部２０３及び受光部２０４の一部をＯＦＦとすることにより、消費電力が抑えられる。このように、入力制御部２０１は、発光制御部２０２及び受光制御部２０５を介して発光部２０３及び受光部２０４のＯＮ／ＯＦＦを切り替えることにより、検出精度を実質的に調節できる。

本実施形態に係る入力装置２００は、図４に示すように、２つの動作状態の遷移に従って検出精度を調節する。入力装置２００の動作状態が待機状態のとき、入力制御部２０１は入力位置の検出精度を低く設定する。即ち、入力制御部２０１は発光制御部２０２及び受光制御部２０５を介して発光部２０３及び受光部２０４の一部をＯＦＦにしておく。ここで、待機状態とは、入力が所定時間検出されていない状態を意味し、要求される検出精度は比較的低い。入力装置２００が待機状態である間、表示制御部１０３が表示部１０４にいわゆるスクリーンセーバを表示させてもよい。入力装置２００が待機状態のときに受光制御部２０５が入力を検出すると、入力制御部２０１は入力装置２００の動作状態を入力受理状態に遷移させる。ここで、入力受理状態とは、ユーザからの入力を直近の所定時間内に検出している状態を意味し、要求される検出精度は比較的高い。

入力装置２００が入力受理状態のとき、入力制御部２０１は入力位置の検出精度を高く設定する。即ち、入力制御部２０１は発光制御部２０２及び受光制御部２０５を介して発光部２０３及び受光部２０４の少なくとも一部をＯＮにする。入力装置２００が入力受理状態のときに受光制御部２０５が入力を所定時間検出しなければ、入力制御部２０１は入力装置２００の動作状態を待機状態に遷移させる。

図４に示す動作状態の遷移を実現するために、入力制御部２０１は例えば図５に示す処理を行う。図５の処理は、入力を検出するための所定の周期に従って繰り返し行われる。
まず、入力制御部２０１は発光制御部２０２及び受光制御部２０５を介して入力の検出を試みる（ステップＳ４０１）。入力が検出されれば処理はステップＳ４０２に進み、入力が検出されなければ処理はステップＳ４０３に進む。

ステップＳ４０２において、入力制御部２０１は入力装置２００の動作状態を入力受理状態に遷移させ、処理は終了する。具体的には、入力制御部２０１は、入力装置２００の現在の動作状態が待機状態であれば、入力位置の検出精度が高くなるように発光制御部２０２及び受光制御部２０５を介して発光部２０３及び受光部２０４の少なくとも一部をＯＮにする。一方、入力制御部２０１は、入力装置２００の現在の動作状態が既に入力受理状態であれば、検出精度を調節しなくてもよい。

ステップＳ４０３において、入力制御部２０１は入力を検出していない連続時間が所定時間を上回るか否かを判定する。所定時間として例えば１５分間等の値が、設計段階においてまたはユーザにより適宜設定される。入力を検出していない連続時間が所定時間を上回れば処理はステップＳ４０４に進み、そうでなければ処理は終了する。

ステップＳ４０４において、入力制御部２０１は入力装置２００の動作状態を待機状態に遷移させ、処理は終了する。具体的には、入力制御部２０１は、入力装置２００の現在の動作状態が入力受理状態であれば、入力位置の検出精度が低くなるように発光制御部２０２及び受光制御部２０５を介して発光部２０３及び受光部２０４の一部をＯＦＦにする。一方、入力制御部２０１は、入力装置２００の現在の動作状態が既に待機状態であれば、検出精度を調節しなくてもよい。

以上説明したように本実施形態に係る入力装置は、動作状態の遷移に従って発光部及び受光部のＯＮ／ＯＦＦを切り替え、入力位置の検出精度を動的に調節している。従って、本実施形態に係る入力装置によれば、発光部及び受光部における無駄な電力消費が抑えられる。

（第２の実施形態）
前述した第１の実施形態に係る入力装置２００は、動作状態の遷移に従って入力位置の検出精度を動的に調節している。本発明の第２の実施形態に係る入力装置２００は、入力状態の遷移に従って入力位置の検出精度を動的に調節する点が上記第１の実施形態に係る入力装置と異なる。

まず、本実施形態における入力状態の具体例を説明する。前述したように、入力装置２００は表示部１０４に対する対象物３００の３次元位置（入力位置）を検出し、高さをタッチ、ホバー及び非検出の３段階で表現する。また、本実施形態に係る入力装置２００は、検出した入力位置と、直前に検出した入力位置との間の移動距離を、入力位置の移動速度として算出する。本実施形態において、検出した入力の高さ及び入力位置の移動速度の組み合わせを入力状態として規定する。

本実施形態に係る入力装置２００は、図６に示すように、３つの入力状態の遷移に従って検出精度を調節する。入力状態が第１のホバー状態のとき、入力制御部２０１は入力位置の検出精度を低く設定する。即ち、入力制御部２０１は発光制御部２０２及び受光制御部２０５を介して発光部２０３及び受光部２０４の一部をＯＦＦにする。ここで、第１のホバー状態とは、検出した入力の高さがホバーであり、かつ、移動速度が閾値以上である状態を意味する。即ち、第１のホバー状態は対象物３００が表示部１０４から浮いたまま比較的素早く動かされている状態を意味し、ユーザの入力に迷いがあるまたは目標とする入力位置が遠い等の状況が想定されるため、要求される検出精度は比較的低い。

入力状態が第１のホバー状態のとき、高さがホバーであり、かつ、移動速度が上記閾値未満である入力が検出されると、入力制御部２０１は入力状態を第２のホバー状態に遷移させる。ここで、第２のホバー状態とは、検出した入力の高さがホバーであり、かつ、移動速度が閾値未満の状態を意味する。即ち、第２のホバー状態は第１のホバー状態に比べて移動速度が遅いことを意味し、対象物３００が目標とする入力位置の真上付近で留まっている状況が想定されるため、要求される検出精度は比較的高い。また、入力状態が第１のホバー状態のとき、高さがタッチである入力が検出されると、入力制御部２０１は入力状態をタッチ状態に遷移させる。ここで、タッチ状態とは、検出した入力の高さがタッチである状態を意味する。即ち、タッチ状態は対象物３００が表示部１０４に接触している状態を意味し、ユーザが対象物３００を介して目標とする入力位置に向けて入力を行ったという状況が想定されるため、要求される検出精度は比較的高い。

入力状態が第２のホバー状態のとき、入力制御部２０１は入力位置の検出精度を高く設定する。即ち、入力制御部２０１は発光制御部２０２及び受光制御部２０５を介して発光部２０３及び受光部２０４の少なくとも一部をＯＮにする。入力状態が第２のホバー状態のとき、高さがホバーであり、かつ、移動速度が上記閾値以上である入力が検出されると、入力制御部２０１は入力状態を第１のホバー状態に遷移させる。また、入力状態が第２のホバー状態のとき、高さがタッチである入力が検出されると、入力制御部２０１は入力状態をタッチ状態に遷移させる。

入力状態がタッチ状態のとき、入力制御部２０１は入力位置の検出精度を高く設定する。即ち、入力制御部２０１は発光制御部２０２及び受光制御部２０５を介して発光部２０３及び受光部２０４の少なくとも一部をＯＮにする。尚、タッチ状態における検出精度と第２のホバー状態における検出精度とは同じでもよいし、タッチ状態における検出精度を第２のホバー状態における検出精度に比べて高くしてもよいが、簡単化のため以降の説明において両者は等しいものとする。入力状態がタッチ状態のとき、高さがホバーであり、かつ、移動速度が上記閾値以上である入力が検出されると、入力制御部２０１は入力状態を第１のホバー状態に遷移させる。また、入力状態がタッチ状態のとき、高さがホバーであり、かつ、移動速度が上記閾値未満である入力が検出されると、入力制御部２０１は入力状態を第２のホバー状態に遷移させる。

図６に示す入力状態の遷移を実現するために、入力制御部２０１は例えば図７に示す処理を行う。図７の処理は、入力を検出するための所定の周期に従って繰り返し行われる。
まず、入力制御部２０１は、検出した入力の高さがタッチであるか否かを確認する（ステップＳ５０１）。検出した入力の高さがタッチであれば処理はステップＳ５０２に進み、ホバーであれば処理はステップＳ５０３に進む。

ステップＳ５０２において、入力制御部２０１は入力状態をタッチ状態に遷移させ、処理は終了する。具体的には、入力制御部２０１は、現在の入力状態が第１のホバー状態であれば、入力位置の検出精度が高くなるように発光制御部２０２及び受光制御部２０５を介して発光部２０３及び受光部２０４の少なくとも一部をＯＮにする。一方、入力制御部２０１は、現在の入力状態が既にタッチ状態であるか、第２のホバー状態であれば、検出精度を調節しなくてもよい。

ステップＳ５０３において、入力制御部２０１は入力位置の移動速度を算出する。具体的には、入力制御部２０１は前回検出した入力位置と今回検出した入力位置との間の移動距離を移動速度として算出する。次に、入力制御部２０１はステップＳ５０３において算出した移動速度と、閾値とを大小比較する。移動速度が閾値以上であれば処理はステップＳ５０５に進み、そうでなければ処理はステップＳ５０６に進む。

ステップＳ５０５において、入力制御部２０１は入力状態を第１のホバー状態に遷移させ、処理は終了する。具体的には、入力制御部２０１は、現在の入力状態がタッチ状態または第２のホバー状態であれば、入力位置の検出精度が低くなるように発光制御部２０２及び受光制御部２０５を介して発光部２０３及び受光部２０４の一部をＯＦＦにする。一方、入力制御部２０１は、現在の入力状態が既に第１のホバー状態であれば、検出精度を調節しなくてもよい。

ステップＳ５０６において、入力制御部２０１は入力状態を第２のホバー状態に遷移させ、処理は終了する。具体的には、入力制御部２０１は、現在の入力状態が第１のホバー状態であれば、入力位置の検出精度が高くなるように発光制御部２０２及び受光制御部２０５を介して発光部２０３及び受光部２０４の少なくとも一部をＯＮにする。一方、入力制御部２０１は、現在の入力状態が既に第２のホバー状態であるか、タッチ状態であれば、検出精度を調節しなくてもよい。

以上説明したように本実施形態に係る入力装置は、入力状態の遷移に従って発光部及び受光部のＯＮ／ＯＦＦを切り替え、入力位置の検出精度を動的に調節している。従って、本実施形態に係る入力装置によれば、発光部及び受光部における無駄な電力消費が抑えられる。

（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態に係る入力装置２００は、入力の検出を２段階以上に分けて行う。簡単化のため、以降の説明において入力の検出は２段階で行われるものとする。
まず、入力制御部２０１は、比較的検出精度の低い第１の検出を行う。例えば、図８Ａに示すように、入力制御部２０１は発光制御部２０２及び受光制御部２０５を介して発光部２０３及び受光部２０４の一部をＯＦＦとして第１段階目の検出を行う。

次に、入力制御部２０１は、第１段階目の検出結果に基づき表示部１０４の一部の領域における検出精度を高くして第２段階目の検出を行う。具体的には、入力制御部２０１は、対象物３００が表示部１０４を分割した複数の領域のいずれに位置しているかを上記第１段階目の検出によって絞り込み、当該絞り込まれた領域の検出精度を高くして（即ち、当該絞り込まれた領域の検出精度に強く影響する発光部２０３及び受光部２０４をＯＮにして）第２段階目の検出を行う。例えば、図８Ｂに示すように、入力制御部２０１は発光部２０３−２及び２０３−５と受光部２０４−２及び２０４−５とをＯＮにして対象物３００の位置する領域の検出精度を高めるものの、当該領域の検出精度にあまり影響しない発光部２０３−７及び受光部２０４−７はＯＦＦのままにしておく。

以上説明したように本実施形態に係る入力装置は、粗い検出から精細な検出に段階的にシフトすると共に、精細な検出を行う領域を粗い検出の結果に基づいて絞り込んでいる。即ち、本実施形態に係る入力装置は、入力位置の検出精度を局所的に向上させているので、必要な検出精度を確保しつつ消費電力を低減できる。

（第４の実施形態）
本発明の第４の実施形態に係る入力装置２００は、水平方向と垂直方向とで異なる検出精度を設定できる。即ち、入力制御部２０１は水平方向の検出精度を高く、垂直方向の検出精度を低く設定する場合には、水平方向の検出精度にあまり影響しない発光部２０３及び受光部２０４の一部をＯＦＦとする。一方、入力制御部２０１は垂直方向の検出精度を高く、水平方向の検出精度を低く設定する場合には、垂直方向の検出精度にあまり影響しない発光部２０３及び受光部２０４の一部をＯＦＦとする。

例えば、図９に示すように、互いに異なる入力を行うための複数の領域（例えば、アイコン、メニュー、チェックボックス等のＧＵＩ部品）が表示部１０４において垂直方向に沿って配列される場合、垂直方向の検出精度に比べて水平方向の検出精度は低くてもよい。従って、図９において、入力制御部２０１は垂直方向の検出精度にあまり影響しない発光部２０３−２及び受光部２０４−２をＯＦＦとすることにより、消費電力を低減させている。一方、互いに異なる入力を行うための複数の領域が表示部１０４において水平方向に沿って配列される場合、入力制御部２０１は水平方向の検出精度にあまり影響しない発光部２０３及び受光部２０４の一部をＯＦＦとしてもよい。

以上説明したように、本実施形態に係る入力装置は、水平方向と垂直方向とで異なる検出精度を設定できる。従って、本実施形態に係る入力装置によれば、一方向の検出精度が他方向の検出精度に比べて低くてもよい場合に当該他方向の検出精度のみを下げられるので、必要な検出精度を確保しつつ消費電力を低減できる。

（第５の実施形態）
本発明の第５の実施形態に係る入力装置２００は、表示部１０４の一部の領域に対して他の領域に比べて高い検出精度を設定できる。即ち、入力制御部２０１は表示部１０４の一部の領域の検出精度を高く、他の領域の検出精度を低く設定する場合には、当該一部の領域の検出精度にあまり影響しない発光部２０３及び受光部２０４の一部をＯＦＦとする。

例えば、図１０に示すように、ユーザからの入力を受理可能な領域が限られる場合がある。図１０において、入力装置２００への入力がロックされており、表示部１０４に表示されている解除ボタン以外の領域への入力は受理されない。即ち、図１０において、入力装置２００は概ね斜線部分における入力が検出できればよい。従って、図１０において、入力制御部２０１は斜線部分の検出精度にあまり影響しない発光部２０３−１、２０３−３乃至２０３−６及び受光部２０４−１、２０４−３乃至２０４−６をＯＦＦとすることにより、消費電力を低減させている。

ここで、検出精度の具体的設定手法を述べる。例えば、入力制御部２０１は、表示部１０４を分割した複数の領域の各々に対して検出精度に強い影響を与える発光部２０３及び受光部２０４を定めたテーブルを予め作成しておく。そして、入力制御部２０１は、ユーザからの入力を受理可能な領域が限定的となった場合に、上記複数の領域のうち当該入力を受理可能な領域と重複する領域の検出精度に強い影響を与える発光部２０３及び受光部２０４をＯＮとし、それ以外の発光部２０３及び受光部２０４の一部をＯＦＦとする。このように、検出精度の設定を定型化することにより、効率的に適切な検出精度を設定できる。

以上説明したように、本実施形態に係る入力装置は、局所的に高い検出精度を設定できる。従って、本実施形態に係る入力装置によれば、ユーザからの入力を受理可能な領域が限られる場合に当該領域の検出精度のみを上げられるので、必要な検出精度を確保しつつ消費電力を低減できる。

尚、本発明は上記各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また上記各実施形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることによって種々の発明を形成できる。また例えば、各実施形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除した構成も考えられる。さらに、異なる実施形態に記載した構成要素を適宜組み合わせてもよい。

本発明の第１の実施形態に係る入力装置を搭載する情報処理装置を示すブロック図。図１の入力装置による３次元位置検出の原理の説明図。図１の入力装置の検出精度を低くした場合における、発光部及び受光部のＯＮ／ＯＦＦの一例を示す図。図１の入力装置の動作状態の遷移の一例を示す状態遷移図。図４に対応するフローチャート。第２の実施形態に係る入力装置の入力状態の遷移の一例を示す状態遷移図。図６に対応するフローチャート。第３の実施形態に係る入力装置が第１の検出段階である場合における、発光部及び受光部のＯＮ／ＯＦＦの一例を示す図。第３の実施形態に係る入力装置が第２の検出段階である場合における、発光部及び受光部のＯＮ／ＯＦＦの一例を示す図。第４の実施形態に係る入力装置における、発光部及び受光部のＯＮ／ＯＦＦの一例を示す図。第５の実施形態に係る入力装置における、発光部及び受光部のＯＮ／ＯＦＦの一例を示す図。

符号の説明

１００・・・ＣＰＵ
１０１・・・ＲＯＭ
１０２・・・ＲＡＭ
１０３・・・表示制御部
１０４・・・表示部
２００・・・入力装置
２０１・・・入力制御部
２０２・・・発光制御部
２０３・・・発光部
２０４・・・受光部
２０５・・・受光制御部
３００・・・対象物

Claims

ディスプレイを備える情報処理装置に搭載される入力装置において、
前記ディスプレイの周囲に配置され、検査光を放射する複数の発光部と、
前記ディスプレイの周囲に配置される複数の受光部と、
前記複数の受光部の各々における前記検査光の受光強度に基づき、前記ディスプレイを基準とした場合の対象物の３次元位置を入力位置として検出する検出部と、
前記検出部が検出した入力位置の高さに応じて要求される検出精度に応じて、前記複数の発光部及び前記複数の受光部の少なくとも一方のＯＮ／ＯＦＦを制御して前記検出部の検出精度を調節する制御部とを具備することを特徴とする入力装置。
前記制御部は、入力を検出しない連続時間が長いほど前記検出部の検出精度が低くなるように前記複数の発光部及び前記複数の受光部の少なくとも一方のＯＮ／ＯＦＦを制御することを特徴とする請求項１記載の入力装置。
前記制御部は、前記入力位置の移動速度が大きいほど前記検出部の検出精度が低くなるように前記複数の発光部及び前記複数の受光部の少なくとも一方のＯＮ／ＯＦＦを制御することを特徴とする請求項１記載の入力装置。
前記検出部は、第１の段階及び第２の段階に分けて前記入力位置を検出し、
前記制御部は、前記第１の段階において前記表示部の全領域に対する検出精度が比較的低くなるように前記複数の発光部及び前記複数の受光部の少なくとも一方のＯＮ／ＯＦＦを制御し、前記第２の段階において前記第１の段階において検出された入力位置が属する前記表示部の一部の領域に対する検出精度が高くなるように前記複数の発光部及び前記複数の受光部の少なくとも一方のＯＮ／ＯＦＦを制御することを特徴とする請求項１記載の入力装置。
前記制御部は、互いに異なる入力を行うための複数の領域が前記表示部において第１の方向に沿って配列される場合に、前記第１の方向に対する検出精度が当該第１の方向と直交する第２の方向に対する検出精度に比べて高くなるように前記複数の発光部及び前記複数の受光部の少なくとも一方のＯＮ／ＯＦＦを制御することを特徴とする請求項１記載の入力装置。
前記制御部は、入力を受理可能な領域が前記表示部の一部の領域に限られる場合に、当該一部の領域における検出精度が他の領域における検出精度に比べて高くなるように前記複数の発光部及び前記複数の受光部の少なくとも一方のＯＮ／ＯＦＦを制御することを特徴とする請求項１記載の入力装置。