JP5098994B2

JP5098994B2 - 入力装置

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Publication number: JP5098994B2
Application number: JP2008324323A
Authority: JP
Inventors: 文彦中條
Original assignee: Fujitsu Mobile Communications Ltd
Current assignee: Fujitsu Mobile Communications Ltd
Priority date: 2008-12-19
Filing date: 2008-12-19
Publication date: 2012-12-12
Anticipated expiration: 2028-12-19
Also published as: JP2010146386A

Description

本発明は、段階的に検出した入力位置を利用可能な入力装置に関する。

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。

特許文献１記載のタッチパネル操作処理方法は、段階的に検出した入力位置を用いてディスプレイ上に表示されたボタンを操作する方法である。具体的には、上記タッチパネル操作処理方法は、ディスプレイに指が接触したときに検出した第１の入力位置に対応するボタンを操作するための領域（以下、単に操作領域と称する）を拡大させ、ディスプレイから指が離れるときに検出した入力位置が上記拡大された操作領域内に含まれていればボタン選択を確定させる。従って、特許文献１記載のタッチパネル操作処理方法によれば、ディスプレイに指が接触したときの入力位置と、ディスプレイから指が離れるときの入力位置との間のずれに起因する、ボタン選択の誤キャンセルを回避しやすい。

また、特許文献２及び特許文献３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２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３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３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２記載のコンピュータ・ナビゲーション及び特許文献３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。
特開平１１−１７５２１２号公報特開２００５−５２９３９５号公報特開２００７−５３１１４６号公報

３次元入力装置において、段階的に検出した入力位置を用いる場合、対象物がディスプレイに接近したとき（以下、単にホバーと称する）に検出した入力位置と、対象物がディスプレイに接触したとき（以下、単にタッチと称する）に検出した入力位置とを利用する態様が考えられる。

例えば特許文献１を参酌すれば、Ｚ座標がホバーのときに検出した第１の入力位置に対応するＧＵＩ部品の操作領域を拡大させ、Ｚ座標がタッチのときに検出した第２の入力位置が上記拡大された操作領域内に含まれていれば当該ＧＵＩ部品に対する操作を確定させる３次元入力装置が考えられる。

しかしながら、３次元入力装置における第１の入力位置と第２の入力位置との間のずれは、ユーザの視差、対象物のぶれ、３次元入力装置自体の位置検出誤差等の要因よってタッチパネル方式の入力装置に比べて大きくなりやすい。即ち、第１の入力位置に対応するＧＵＩ部品の操作領域を拡大させたとしても、第２の入力位置が拡大された操作領域を外れてしまうおそれがある。この問題は、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ＧＵＩ部品を操作する場合において特に顕著である。このような場合には、個々のＧＵＩ部品に関して拡大可能な操作領域が制限されるため、ユーザが操作したいＧＵＩ部品の選択が誤キャンセルされやすい。

従って、本発明は段階的に検出した入力位置を利用可能な入力装置における操作性の向上を目的とする。

本発明の一態様に係る入力装置は、ディスプレイを基準とした場合の対象物の平面位置及び高さを検出する入力装置において、前記検出された高さによって前記ディスプレイに対して接触状態、および非接触状態を検出する接触・非接触検出手段と、前記接触・非接触検出手段によって非接触状態と検出されたときの第１の平面位置および、この非接触状態から接触状態に遷移したときの第２の平面位置を検出する平面位置検出手段と、前記第１または第２の平面位置を入力位置として選択する選択手段とを具備する。

本発明の別の態様に係る入力装置は、ディスプレイを基準とした場合の対象物の平面位置及び高さを検出する入力装置において、第１の時点において検出した第１の平面位置と、前記第１の時点よりも過去の第２の時点において検出した第２の平面位置を用いて前記第１の平面位置を補正した第３の平面位置とのいずれか一方を、前記第１の時点における入力位置として選択する検出部を具備する。

本発明によれば、段階的に検出した入力位置を利用可能な入力装置において操作性を向上できる。

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。図１の情報処理装置は、例えば携帯電話機、ＰＤＡ（Personal Digital Assistance）、データ端末等に相当する。

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る若しくは書き込まれた制御データ等が保存される。例えば、ＲＡＭ１０２には、入力位置と当該入力位置が検出された時点とが対応付けられた入力履歴が記憶される。

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次元位置を入力位置として検出する。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。例えば、入力制御部２０１は、受光制御部２０５から入力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次元位置を入力位置として検出し、ＣＰＵ１００に入力する。

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ＯＮ／ＯＦＦを切り替える。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、遮光されたり、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ＯＮ／ＯＦＦを切り替える。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。なお、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。入力装置２００は、図３に示すような、表示部１０４を基準とした場合の対象物３００の水平方向の座標、垂直方向の座標及び高さ方向の座標を表す３次元座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を検出する。

図２において、表示部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値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座標をタッチ、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Pt、Pn（Pt＞Pnとする）との比較により判定できる。即ち、図４Ａに示すように、Ｘ軸方向及び／またはＹ軸方向の受光強度のピークが閾値Pn未満であれば高さは非検出（高さＬ＝∞）と判定される。また、図４Ｂに示すように、Ｘ軸方向及び／またはＹ軸方向の受光強度のピークが閾値Pn以上閾値Pt未満であれば高さはホバー（高さＬ＝lh（lhは任意の正数である））と判定される。更に、図４Ｃに示すように、Ｘ軸方向及び／またはＹ軸方向の受光強度のピークが閾値Pt以上であれば高さはタッチ（高さＬ＝０）と判定される。

以下、従来の３次元入力装置における問題点を説明する。
表示部１０４には、図５Ａに示すように、アイコン１乃至１２が表示されているものとする。アイコン１乃至１２の各々の操作領域は概ね楕円状である。入力位置のＸ座標及びＹ座標があるアイコンの操作領域内であり、かつ、Ｚ座標がホバーであれば、当該アイコンの操作領域が拡大される。例えば、図５Ｂに示すように、入力位置のＸ座標（Ｘ0）及びＹ座標（Ｙ0）が共にアイコン４の操作領域内であり、かつ、Ｚ座標がホバーであれば、アイコン４の表示領域が拡大される。表示領域の拡大により、ユーザは希望するアイコンが選択されていることを認識して確実に操作できる。

しかしながら、ユーザの視差、対象物３００のぶれ、入力装置２００の位置検出誤差等の要因よって、図５Ｃに示すように、Ｚ座標がホバーである時点において検出したＸ座標及びＹ座標（Ｘ0，Ｙ0）と、Ｚ座標がタッチである時点において検出するＸ座標及びＹ座標（Ｘ1，Ｙ1）とがずれるおそれがある。上記ずれが大きいと、図５Ｄに示すように、アイコン４の選択がユーザの意図に反してキャンセルされてしまう。このような事態は、表示部１０４が比較的小さい場合、アイコン１乃至１２が密接して表示される場合において顕著である。

従って、本実施形態に係る入力装置２００では、入力位置の検出結果により正確にユーザの意図を反映させるために、図６に示すような検出処理を行う。ここで、ユーザの意図を反映する要素の一例として、ホバーからタッチに遷移するまでの経過時間が挙げられる。例えば、Ｚ座標がホバーである時点において検出した入力位置に基づきアイコンなどのＧＵＩ部品の表示を変更することにより（例えば、拡大表示、色の反転等）、選択されたＧＵＩ部品をユーザに報知する場合を考える。このとき、ユーザは所望するＧＵＩ部品が選択されているか否かを認識できる。故に、仮に選択されたＧＵＩ部品がユーザの所望するＧＵＩ部品に一致していれば、ユーザは直ちに対象物３００を表示部１０４にタッチさせると考えられる。一方、選択されたＧＵＩ部品がユーザの所望するＧＵＩ部品に一致していなければ、ユーザは対象物３００をホバーさせた状態で移動させる、または、所望する別のＧＵＩ部品を目掛けてタッチさせると考えられる。即ち、選択されたＧＵＩ部品がユーザの所望するＧＵＩ部品に一致している場合には、そうでない場合に比べてホバーからタッチに遷移するまでの経過時間が短くなると予想される。

以下、図６を用いて本実施形態に係る入力装置２００内部の入力制御部２０１による入力位置の検出処理を説明する。
まず、入力制御部２０１は、受光制御部２０５から入力された受光強度に基づき、表示部１０４を基準とした場合の対象物３００のＺ座標（高さ）の区分を判定する（ステップＳ４０１）。具体的には、入力制御部２０１は、Ｘ軸方向及び／またはＹ軸方向における受光強度のピークと前述した閾値Pt及び閾値Pnとを比較して、Ｚ座標が非検出、ホバーまたはタッチのいずれであるかを判定する。

ステップＳ４０１において検出されたＺ座標がホバーであれば処理はステップＳ４０２に進み、タッチであれば処理はステップＳ４０３に進む。尚、Ｚ座標が非検出である場合には入力位置を検出しないため、説明を省略する。

ステップＳ４０２において、入力制御部２０１は現在の入力位置を検出し、処理は終了する。即ち、入力制御部２０１は、受光制御部２０５から入力されたＸ軸方向及び／またはＹ軸方向における受光強度のピークに基づき得られた平面位置（Ｘ座標及びＹ座標）及びステップＳ４０１において検出したＺ座標を入力位置として、ＣＰＵ１００に入力する。ＣＰＵ１００は、上記平面位置に対応するＧＵＩ部品を選択し、当該ＧＵＩ部品が選択されたことをユーザに報知する。また、上記入力位置及び当該入力位置が検出された時点は互いに対応付けられ、入力履歴としてＲＡＭ１０２に記憶される。

ステップＳ４０３において、入力制御部２０１は、ホバーからタッチに遷移するまでの経過時間を算出する。より詳細には、入力制御部２０１は、ＲＡＭ１０２に記憶されている入力履歴を参照して、Ｚ座標がホバーである期間のうち直近のものを検索する。そして、入力制御部２０１は、上記期間の始点から現時点までの経過時間を、ホバーからタッチに遷移するまでの経過時間として算出する。ステップＳ４０３において、入力制御部２０１は、上記経過時間と閾値ｔとを比較する。上記経過時間が閾値ｔ以上であれば処理はステップＳ４０４に進み、そうでなければ処理はステップＳ４０５に進む。ここで、閾値ｔは、実験的及び／または設計的に定められる値である。例えば、Ｚ座標がホバーである時点における入力位置に基づき選択されたＧＵＩ部品がユーザの所望するＧＵＩ部品に一致している場合と、そうでない場合とで、上記経過時間に有意差が現れるような値が閾値ｔとして定められる。

ステップＳ４０４において、入力制御部２０１は現在の入力位置を検出し、処理は終了する。即ち、入力制御部２０１は、受光制御部２０５から入力されたＸ軸方向及び／またはＹ軸方向における受光強度のピークに基づき得られた平面位置（Ｘ座標及びＹ座標）及びステップＳ４０１において検出したＺ座標を入力位置として、ＣＰＵ１００に入力する。ＣＰＵ１００は、上記平面位置に対応するＧＵＩ部品の選択を確定し、当該ＧＵＩ部品に応じたアプリケーションプログラムを実行する。また、上記入力位置及び当該入力位置が検出された時点は互いに対応付けられ、入力履歴としてＲＡＭ１０２に記憶される。

ステップＳ４０５において、入力制御部２０１は現在の平面位置でなく、Ｚ座標がホバーである時点において検出済みの平面位置を選択する。即ち、入力制御部２０１は、ＲＡＭ１０２に記憶されている入力履歴を参照し、Ｚ座標がホバーである時点（例えば、Ｚ座標がホバーである期間のうち直近のものの始点または終点）において検出した平面位置を読み出して、ＣＰＵ１００に入力する。ＣＰＵ１００は、上記平面位置に対応するＧＵＩ部品の選択を確定し、当該ＧＵＩ部品に応じたアプリケーションプログラムを実行する。また、上記入力位置（但し、高さ＝タッチ）及び当該入力位置が検出された時点は互いに対応付けられ、入力履歴としてＲＡＭ１０２に記憶される。

以上説明したように、本実施形態に係る入力装置は、ホバーからタッチに遷移するまでの経過時間に応じて、（ａ）Ｚ座標がタッチである時点において検出した平面位置と（ｂ）Ｚ座標がホバーである時点において検出済みの平面位置とのいずれか一方を、Ｚ座標がタッチである時点における平面位置として選択するようにしている。従って、本実施形態に係る入力装置によれば、ユーザの意図が入力位置の検出結果により正確に反映されるため、操作性の向上が期待できる。

（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態に係る入力装置２００を搭載する情報処理装置は、前述した第１の実施形態に係る入力装置２００を搭載する情報処理装置と同様の構成を有する。以下の説明では、両実施形態の間で異なる部分を中心に述べる。

前述した第１の実施形態において、選択されたＧＵＩ部品がユーザの所望するＧＵＩ部品に一致している場合には、そうでない場合に比べてホバーからタッチに遷移するまでの経過時間が短くなるであろうと予想され、ユーザの意図を反映する要素として上記経過時間が利用された。一方、選択されたＧＵＩ部品がユーザの所望するＧＵＩ部品に一致している場合には、そうでない場合に比べてホバーからタッチに遷移するまでの間における高さ方向の速度が大きくなると予想される。即ち、本実施形態において、ユーザの意図を反映する要素としてホバーからタッチに遷移するまでの間におけるＺ軸方向（高さ方向）の速度が利用される。

ここで、上記速度の具体的な算出方法を提案する。尚、前述したように高さの検出精度は平面位置の検出精度に比べて低いため、正確な高さを導出することは現実的でない。

まず、ホバーを１つの区分とするのでなく、複数の区分に細分化する方法が挙げられる。即ち、前述した閾値Pn及び閾値Ptとの間に更に１つ以上の閾値を設け、ホバーに属する複数の区分毎に異なる高さを割り当てる方法である。例えば、閾値Pnと、閾値Ptとの間に２つの閾値P1及び閾値Ｐ2（Pn<P1<P2<Pt）を設け、ホバーに属する第１の区分（受光強度がPn〜P1）には高さlh1を割り当て、第２の区分（受光強度がP1〜P2）には高さlh2を割り当て、第３の区分（受光強度がP2〜Pt）には高さlh3を割り当てるとする。尚、この例において高さlh1、高さlh2及び高さlh3の大小関係は、０＜lh3＜lh2＜lh1＜∞である。この方法において、例えば、Ｚ座標がホバーである期間のうち直近のものの終点において検出された高さを上記速度として算出してもよいし、当該期間の始点において検出された高さを当該期間の長さで割って得られる値を上記速度として算出してもよい。また、Ｘ軸方向及び／またはＹ軸方向の受光強度のピークの変動量を利用して上記速度を算出してもよい。

以下、図７を用いて本実施形態に係る入力装置２００内部の入力制御部２０１による入力位置の検出処理を説明する。
まず、入力制御部２０１は、受光制御部２０５から入力された受光強度に基づき、表示部１０４を基準とした場合の対象物３００のＺ座標（高さ）の区分を判定する（ステップＳ５０１）。具体的には、入力制御部２０１は、Ｘ軸方向及び／またはＹ軸方向における受光強度のピークと前述した閾値Pt及び閾値Pnとを比較して、Ｚ座標が非検出、ホバーまたはタッチのいずれであるかを判定する。

ステップＳ５０１において検出されたＺ座標がホバーであれば処理はステップＳ５０２に進み、タッチであれば処理はステップＳ５０３に進む。尚、Ｚ座標が非検出である場合には入力位置を検出しないため、説明を省略する。

ステップＳ５０２において、入力制御部２０１は現在の入力位置を検出し、処理は終了する。即ち、入力制御部２０１は、受光制御部２０５から入力されたＸ軸方向及び／またはＹ軸方向における受光強度のピークに基づき得られた平面位置（Ｘ座標及びＹ座標）及びステップＳ５０１において検出したＺ座標を入力位置として検出し、ＣＰＵ１００に入力する。ＣＰＵ１００は、上記平面位置に対応するＧＵＩ部品を選択し、当該ＧＵＩ部品が選択されたことをユーザに報知する。また、上記入力位置及び当該入力位置が検出された時点は互いに対応付けられ、入力履歴としてＲＡＭ１０２に記憶される。

ステップＳ５０３において、入力制御部２０１は、ホバーからタッチに遷移するまでの間における高さ方向の速度を算出する。ステップＳ５０３において、入力制御部２０１は、上記速度と閾値ｖとを比較する。上記速度が閾値ｖ以下であれば処理はステップＳ５０４に進み、そうでなければ処理はステップＳ５０５に進む。ここで、閾値ｖは、実験的及び／または設計的に定められる値である。例えば、Ｚ座標がホバーである時点における平面位置に基づき選択されたＧＵＩ部品がユーザの所望するＧＵＩ部品に一致している場合と、そうでない場合とで、上記速度に有意差が現れるような値が閾値ｖとして定められる。

ステップＳ５０４において、入力制御部２０１は現在の入力位置を検出し、処理は終了する。即ち、入力制御部２０１は、受光制御部２０５から入力されたＸ軸方向及び／またはＹ軸方向における受光強度のピークに基づき得られた平面位置（Ｘ座標及びＹ座標）及びステップＳ５０１において検出したＺ座標を入力位置として、ＣＰＵ１００に入力する。ＣＰＵ１００は、上記平面位置に対応するＧＵＩ部品の選択を確定し、当該ＧＵＩ部品に応じたアプリケーションプログラムを実行する。また、上記入力位置及び当該入力位置が検出された時点は互いに対応付けられ、入力履歴としてＲＡＭ１０２に記憶される。

ステップＳ５０５において、入力制御部２０１は現在の平面位置でなく、Ｚ座標がホバーである時点において検出済みの平面位置を選択する。即ち、入力制御部２０１は、ＲＡＭ１０２に記憶されている入力履歴を参照し、Ｚ座標がホバーである時点（例えば、Ｚ座標がホバーである期間のうち直近のものの始点または終点）において検出した平面位置を読み出して、ＣＰＵ１００に入力する。ＣＰＵ１００は、上記平面位置に対応するＧＵＩ部品の選択を確定し、当該ＧＵＩ部品に応じたアプリケーションプログラムを実行する。また、上記入力位置（但し、高さ＝タッチ）及び当該入力位置が検出された時点は互いに対応付けられ、入力履歴としてＲＡＭ１０２に記憶される。

以上説明したように、本実施形態に係る入力装置は、ホバーからタッチに遷移するまでの間における高さ方向の速度に応じて、（ａ）Ｚ座標がタッチである時点において検出した平面位置と（ｂ）Ｚ座標がホバーである時点において検出済みの平面位置とのいずれか一方を、Ｚ座標がタッチである時点における平面位置として選択するようにしている。従って、本実施形態に係る入力装置によれば、ユーザの意図が入力位置の検出結果により正確に反映されるため、操作性の向上が期待できる。

（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を搭載する情報処理装置は、前述した第１及び第２の実施形態に係る入力装置２００を搭載する情報処理装置と同様の構成を有する。以下の説明では、本実施形態と第１及び第２の実施形態との間で異なる部分を中心に述べる。

以下、図８を用いて本実施形態に係る入力装置２００内部の入力制御部２０１による入力位置の検出処理を説明する。
まず、入力制御部２０１は、受光制御部２０５から入力された受光強度を所定の周期で検出することで、表示部１０４を基準とした場合の対象物３００のＺ座標（高さ）を検出する（ステップＳ６０１）。具体的には、入力制御部２０１は、Ｘ軸方向及び／またはＹ軸方向における受光強度のピークと前述した閾値Pt及び閾値Pnとを比較して、Ｚ座標が非検出、Ｚ座標の検出（ホバーまたはタッチ）のいずれであるかを判定する。

ステップＳ６０１においてＺ座標（ホバーまたはタッチ）が検出されると処理はステップＳ６０２に進み、そうでなければ（即ち、Ｚ座標が非検出であれば）入力制御部２０１が現時点における入力位置が非検出であることをＲＡＭ１０２に記憶されている入力履歴に記録して処理は終了する。

ステップＳ６０２において、入力制御部２０１はＲＡＭ１０２に記憶されている入力履歴のうち直近のものを参照する。直近に検出した入力位置のＺ座標が非検出であれば処理はステップＳ６０３に進み、そうでなければ（即ち、Ｚ座標がホバーまたはタッチであれば）処理はステップＳ６０４に進む。

ステップＳ６０３において、入力制御部２０１は現在の入力位置を検出し、処理は終了する。即ち、入力制御部２０１は、受光制御部２０５から入力されたＸ軸方向及び／またはＹ軸方向における受光強度のピークに基づき得られた平面位置（Ｘ座標及びＹ座標）及びステップＳ６０１において検出したＺ座標を入力位置として検出し、ＣＰＵ１００に入力する。また、上記入力位置及び当該入力位置が検出された時点は互いに対応付けられ、入力履歴としてＲＡＭ１０２に記憶される。

ステップＳ６０４において、入力制御部２０１は現在の入力位置（平面位置）を検出する。次に、入力制御部２０１はＲＡＭ１０２に記憶されている入力履歴のうち直近のものを参照し、前回検出した入力位置（平面位置）を取得する（ステップＳ６０５）。次に、入力制御部２０１は、ステップＳ６０４において検出した平面位置を、ステップＳ６０５において取得した平面位置を用いて補正し、補正後の平面位置及びステップＳ６０１において検出したＺ座標を最終的な入力位置としてＣＰＵ１００に入力し、処理は終了する（ステップＳ６０６）。

ここで、入力位置の具体的な補正例を紹介する。入力制御部２０１は、例えば次の数式（１）を用いて入力位置を補正する。

数式（１）において、Ｘ及びＹは補正後のＸ座標及びＹ座標を夫々表し、ａ及びｂは０以上１以下の係数を夫々表し、Ｘ0及びＹ0はステップＳ６０５において取得したＸ座標及びＹ座標を夫々表し、Ｘ1及びＹ1はステップＳ６０４において検出したＸ座標及びＹ座標を夫々表す。尚、係数ａ及び係数ｂは固定値であってもよいし、可変値であってもよい。係数ａ及び係数ｂが大きいほど入力位置の動きが鈍重になる（換言すれば、入力位置のずれが小さくなる）。従って、入力位置の動きに関する操作性、生じうる入力位置のずれの程度等を考慮して適切な値を係数ａ及び係数ｂとして定めることが望ましい。例えば、異なる複数のＧＵＩ部品が垂直方向に並べられる場合、垂直方向における入力位置のずれ（即ち、Ｙ座標のずれ）の許容範囲が狭いため、比較的大きな値をｂに設定することが望ましい。

以上説明したように、本実施形態に係る入力装置は、ある時点において検出した入力位置を前回検出した入力位置を用いて補正して得られる入力位置を、当該ある時点における入力位置として選択するようにしている。従って、本実施形態に係る入力装置によれば、入力位置のずれが小さくなるため、操作性の向上が期待できる。

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。

その一例として例えば、上記各実施形態において、反射光方式及び透過光方式の３次元入力装置を例に説明したが、その他の３次元入力装置に置き換えたとしても同様の効果が得られる。更に、上記各実施形態は、段階的に検出した入力位置を利用可能な入力装置に対して適宜変形して選択可能である。例えば、マウスを入力装置として用いる場合においてソフトウエア（ＯＳ含む）によるダブルクリックの認識可能間隔が比較的長ければ、ダブルクリックの間隔の長短に応じて１回目のクリック位置及び２回目のクリック位置のいずれか一方を入力位置として選択的に利用すれば操作性の向上を期待できる。

その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を施しても同様に実施可能であることはいうまでもない。

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の入力装置による入力位置の検出原理の説明図。図１の入力装置が検出する入力位置の説明図。Ｚ座標が非検出である場合に対応する入力位置と、受光強度とを示す図。Ｚ座標がホバーである場合に対応する入力位置と、受光強度とを示す図。Ｚ座標がタッチである場合に対応する入力位置と、受光強度とを示す図。従来の３次元入力装置における問題点の説明図。従来の３次元入力装置における問題点の説明図。従来の３次元入力装置における問題点の説明図。従来の３次元入力装置における問題点の説明図。図１の入力装置による入力位置の検出処理を示すフローチャート。第２の実施形態に係る入力装置による入力位置の検出処理を示すフローチャート。第３の実施形態に係る入力装置による入力位置の検出処理を示すフローチャート。

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

ディスプレイを基準とした場合の対象物の平面位置及び高さを検出する入力装置において、
前記検出された高さによって前記ディスプレイに対して接触状態、および非接触状態を検出する接触・非接触検出手段と、
前記接触・非接触検出手段によって非接触状態と検出されたときの第１の平面位置および、この非接触状態から接触状態に遷移したときの第２の平面位置を検出する平面位置検出手段と、
前記非接触状態から前記接触状態へ遷移するまでの経過時間が閾値未満であれば前記第１の平面位置を入力位置として選択し、前記経過時間が前記閾値以上であれば前記第２の平面位置を入力位置として選択する選択手段と、
を具備することを特徴とする入力装置。
ディスプレイを基準とした場合の対象物の平面位置及び高さを検出する入力装置において、
前記検出された高さによって前記ディスプレイに対して接触状態、および非接触状態を検出する接触・非接触検出手段と、
前記接触・非接触検出手段によって非接触状態と検出されたときの第１の平面位置および、この非接触状態から接触状態に遷移したときの第２の平面位置を検出する平面位置検出手段と、
前記非接触状態から前記接触状態へ遷移するときの高さ方向の速度が閾値よりも大きければ前記第１の平面位置を入力位置として選択し、前記速度が前記閾値以下であれば前記第２の平面位置を入力位置として選択する選択手段と、
を具備することを特徴とする入力装置。