JPH11142234A

JPH11142234A - 赤外線検出式入力装置およびそれを用いたインタラクティブシステム

Info

Publication number: JPH11142234A
Application number: JP10135129A
Authority: JP
Inventors: Nobuyasu Yamaguchi; 伸康山口; Yasuhide Iwamoto; 康秀岩本; Atsuo Iida; 安津夫飯田
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1997-09-04
Filing date: 1998-05-18
Publication date: 1999-05-28

Abstract

(57)【要約】【課題】赤外線検出入力装置に関し、操作者がノータ
ッチでディスプレイ装置の画像を制御できる赤外線検出
式入力装置を提供することを目的とする。【解決手段】人体２１から放射される赤外線２２をア
レイ状赤外線検出素子１で検出する赤外線検出式入力装
置において、集光器２０と、アレイ状に配置された複数
のアレイ状赤外線検出素子１と、前記複数のアレイ状赤
外線検出素子１から出力された複数の信号から、動作速
度の異なる特定の人体部位の動きを選択的に検出する信
号処理部５と、を有してなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、人体から放射され
る赤外線を赤外線検出素子で検出する赤外線検出式入力
装置およびそれを用いたインタラクティブシステムに関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来の赤外線を使った検知装置として、
特開昭５２−１５５１００号「赤外線侵入警報器」があ
る。この赤外線侵入警報器は、図２５に示すように、人
体から放射されて反射ミラー２で反射した赤外線２２を
赤外線検出素子１０１が検出することによって人体の通
過を検知するというものである。

【０００３】しかしながら、この装置は、人間の侵入防
止を目的としていることから、人体（例えば侵入者）の
特定の部位の動きのみを選択的に検知するといった機能
を備えていない。このため、例えば人が手を速く振ると
いった動作を行ってもそれを検知することができない。

【０００４】また、特開平７−３８９７１号「リモコン
装置」（図２６参照）のように、人体（図示せず）の動
きを検知する視野制限体５０を設けた複数のセンサ（第
１センサ１１１，第２センサ１１２，第３センサ１１
３，第４センサ１１４）の出力信号の時間的ずれによっ
てテレビ画像（図示せず）を制御するものがある。しか
しながら、この「リモコン装置」は、人体の特定の部位
の特定の動き（例えば人が手を速く振るといった動作）
のみを選択的に検知する機能を有しないことから、例え
ば操作者（人体）が意図しない人体の遅い動き等にも反
応してしまう。

【０００５】また、特開平８−６２０４４号「熱画像検
出装置」のように、アレイ状赤外線検出素子を回転機構
によってスキャニングし、熱画像を得るものがある。し
かしながら、これは熱画像を得るために、ファジイ推論
ルールの構築や多大なる学習データ量が必要である上、
アレイ状赤外線検出素子を回転させるための機構部や多
数の赤外線検出素子も必要なため、高価なものになって
しまう。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】以上の説明から明らか
なように、前記従来の赤外線入力装置は、人体の特定の
部位の動きを選択的に検出する機能を有しないことか
ら、例えば人体の手の速い動きを選択的に検出してディ
プレイ装置の画像を制御する（変化させる）といった使
い方はできない。

【０００７】本発明は、人体の特定の部位の動きを選択
的に検出する機能を備えることによって、操作者がノー
タッチでディスプレイ装置の画像を制御することを可能
にした入力装置およびインタラクティブシステムを提供
するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明は、人体から放
射される赤外線を赤外線検出素子で検出する赤外線検出
式入力装置において、集光器と、アレイ状に配置された
複数の赤外線検出素子と、前記複数の赤外線検出素子か
ら出力された複数の信号から、動作速度の異なる特定の
人体部位の動きを選択的に検出する信号処理部と、を有
することを特徴とする赤外線検出式入力装置を提供する
ものである。さらにこの発明は、前記入力装置と、表示
装置と、画像データを生成して表示装置に表示させる画
像処理部とを備え、画像処理部は前記入力装置により検
出される特定の人体部位の動きに対応して表示装置の表
示画像を変化させることを特徴とするインタラクティブ
システムを提供するものである。

【０００９】この発明における赤外線検出素子は、人体
（又はその一部）がその素子赤外線検出領域（視野）を
横切るとき、人体が赤外線検出領域へ入るときと出ると
きの赤外線の時間的強度変化を検出し、それに対応する
交流信号、つまり赤外線検出領域に入るときに半サイク
ル，出るときにその逆極性の半サイクルの信号を出力す
る。赤外線検出素子の出力が赤外線の時間的強度変化を
示さないつまり交流出力でない場合には、赤外線素子の
後段に例えば微分回路を挿入することが好ましい。

【００１０】

【発明の実施の形態】第１実施例本発明の第１実施例による赤外線検出式インタラクティ
ブシステム（以下システムと呼ぶ）は、図１に開示して
いるように、集光器２０と、アレイ状に配置された複数
のアレイ状赤外線検出素子１と、前記アレイ状赤外線検
出素子１から出力された複数の信号から、動作速度の異
なる特定の人体部位の動きを選択的に検出する信号処理
部５とからなる赤外線検出式入力装置を有してなるもの
である。

【００１１】前記集光器２０は、前記人体２１から放射
された赤外線２２を前記アレイ状赤外線検出素子１に入
射させる。前記信号処理部５は、各アレイ状赤外線検出
素子１から出力された複数の信号を検出して処理するこ
とによって動作速度の異なる特定の人体部位の動きを選
択的に検出して大型ディスプレイ７の画像を変化させる
信号を出力する。

【００１２】図１に示すシステムは、人体２１から放射
された赤外線２２をアレイ状に配置された赤外線検出素
子（以下アレイ状赤外線検出素子と呼ぶ）１に入射させ
る集光器２０と、前記アレイ状赤外線検出素子１から出
力された赤外線検知信号を増幅するアンプ３と、アンプ
３から送出された信号に含まれているオフセット成分等
を除去する帯域フィルタ４と、帯域フィルタ４から出力
された複数の信号から動作速度の異なる前記人体２１の
特定の部位の動きを選択的に検出する信号処理部５とか
らなる入力装置を備え、信号処理部５から出力された信
号に対応して表示するための種々の画像データを生成す
る画像処理部６と、大型ディスプレイ７とをさらに装備
し、全体としてインタラクティブシステムを構成してい
る。なお、信号処理部５と画像処理部６はパーソナルコ
ンピュータを用いて一体的に構成することができる。

【００１３】前記信号処理部５は、アレイ状赤外線検出
素子１から出力された複数の赤外線検知信号から人体２
１の特定の部位の動き（例えば手の速い動き）のみを選
択的に検出し、この検出結果に基づいて前記大型ディス
プレイ７の画像を制御する（変化させる）信号を出力す
る。

【００１４】人体２１の通常の動きは０．５ｍ／ｓ
（０．５メートル／秒）未満であり、速い手の動きは１
〜２ｍ／ｓ程度である。従って、人体の通常の動きと速
い手の動きとは明らかに周波数成分が異なる。また、ジ
ェスチャー入力を意識して操作者（人体２１）が手を動
かす距離は０．６ｍ程度である。

【００１５】このシステムでは、信号処理部５が操作者
（人体２１）のジェスチャーから当該人体２１の特定の
部位の特定の動き（例えば手の速い動き）を選択的に検
出して大型ディスプレイ７の画像を変化させるように構
成されている。このため、このシステムの場合は、操作
者が意図しない動き（例えば体の動き等）に反応して大
型ディスプレイ７の画像が変化するようなことはない。

【００１６】図２は第１実施例の原理を説明するための
図である。図中、２１は操作者（人体）、１Ａは第１の
赤外線検出素子、１Ｂは第２の赤外線検出素子、１Ｃは
第３の赤外線検出素子（以下第１の赤外線検出素子１
Ａ，第２の赤外線検出素子を素子１Ｂ，第３の赤外線検
出素子を素子１Ｃと呼ぶ）、１ａは素子１Ａの視野、１
ｂは素子１Ｂの視野、１ｃは素子１Ｃの視野、２０は集
光器、をそれぞれ示す。ここで、視野とは、赤外線検出
素子から所定距離（例えば２ｍ）だけ離れた前方の位置
においてその素子が赤外線を検出可能な領域をいう。

【００１７】このシステムでは、操作者である人体２１
と対向する形で素子１Ａ，１Ｂ，１Ｃが１次元アレイ状
に配置されている。このため、例えば操作者（人体２
１）の手が左から右に動くとこの動きを素子１Ａ，１
Ｂ，１Ｃの順に検出する。また、人体２１が図示位置か
ら右方向に動くとこの動きを素子１Ｂ，１Ｃの順に検出
する。

【００１８】前記素子１Ａ，１Ｂ，１Ｃによって検出さ
れた赤外線検出信号は、図１に開示したアンプ３と帯域
フィルタ４を経由して信号処理部５に送られる。信号処
理部５は帯域フィルタ４から送られてきた２種類の信号
から例えば人体２１の手の速い動きのみを選択的に検出
して大型ディスプレイ７の画像を変化させる信号を出力
する。

【００１９】図３は本発明による第１実施例のディスプ
レイ内容の一例を示す図であって、図中、１１は複数の
赤外線素子を備えた赤外線検出器、７は大型ディスプレ
イ、７０は画面、７７は画像、２１は人体（操作者）、
１ａ，１ｂ，１ｃは前記赤外線検出器１１に内蔵されて
いるアレイ状赤外線検出素子（図２）のそれぞれの視野
を示す。

【００２０】図３に開示したシステムでは、例えば操作
者（人体２１）の手が所定の速度で視野１ａと１ｂと１
ｃを横切ったことが赤外線検出器１１によって検出され
たときのみ、大型ディスプレイ７の画面７０に表示され
ている小鳥の画像７７が手の動いた方向に左右に移動す
るようになっている。

【００２１】以下図４の（ａ）と（ｂ）に基づいて第１
実施例の作用（その１）を説明する。図４の（ａ）と
（ｂ）は、複数の素子から出力される信号の出力時間差
を検出して処理することによって人体２１の手が動いた
のか或いは体が動いたのかを検出する場合を示してい
る。

【００２２】即ち、手を素早く横に振ったときの動きは
体の動きよりも速いことから、手が動いたときに隣接す
る素子から出力される信号の出力時間差ｔは体が動いた
ときに隣接する素子から出力される信号の出力時間差Ｔ
よりも小さい（ｔ＜Ｔ）。図４の（ａ）と（ｂ）に開示
したケースでは、隣接する素子から出力される信号の出
力時間差によって手が動いたのか或いは体が動いたのか
を判別する。

【００２３】次は図５の（ａ）と（ｂ）に基づいて第１
実施例の作用（その２）を説明する。図５の（ａ）と
（ｂ）は、信号を出力した素子の数によって手が動いた
のか或いは体が動いたのかを検出する場合を示してい
る。

【００２４】操作者（人体）２１の手が例えば左から右
に動く（図２参照）と、図５の（ａ）に示すように全て
の素子（素子１Ａ，素子１Ｂ，素子１Ｃ）から出力があ
る。これに対して、体が中央位置（図２と図３に開示さ
れている位置）から右方向に動いたときは、図５の
（ｂ）に示すように、素子１Ｂと１Ｃからのみ赤外線検
出信号が出力される。このケースでは、素子１Ａと１Ｂ
と１Ｃの３個の素子から信号が出力されたことで手が動
いたことを検出する。

【００２５】第２実施例図６は二次元アレイ状に配置された赤外線検出素子を備
えた第２実施例のシステムの原理を説明するための図、
図７の（ａ）と（ｂ）はこの実施例の作用を説明するた
めのタイムチャート（その１）、図８はこの実施例の作
用を説明するためのタイムチャート（その２）である。

【００２６】図６に開示したシステムでは、赤外線検出
器１１が９個の素子（１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，
１Ｆ，１Ｇ，１Ｈ，１Ｊ）を二次元アレイ状に配置して
備えている。その他の構成は第１実施例と同等である。
このシステムを使用すると、例えば操作者（人体２１）
が二次元的に手を動かすことによってディスプレイ７上
の画像を二次元的に変化させることができる。

【００２７】このシステムでは、例えば操作者（人体２
１）の手が左から右に動いた場合には、図７の（ａ）に
示すように、素子１Ａ，１Ｂ，１Ｃの順に赤外線を検出
する。そして人体２１が図６に開示した位置から右方向
に動いた場合は、図７の（ｂ）に示すように、垂直方向
に配列した素子１Ｈ，１Ｅ，１Ｂが同時若しくはほぼ同
時に赤外線検出信号を出力し、次に素子１Ｊ，１Ｆ，１
Ｃが同時もしくはほぼ同時に検出信号を出力する。ま
た、手が上から下に動いた場合は、図８に示すように、
素子１Ａ，１Ｄ，１Ｇの順に赤外線検出信号を出力す
る。

【００２８】このシステムの場合は、操作者２１（人体
２１）の二次元的な手の動きを検出してディスプレイ装
置の画像を変化させることができる。例えば図３に示す
ような小鳥の画像７７が表示されている大画面ディスプ
レイの前で操作者（人体２１）が手を下から上に動かす
ことによって小鳥の画像が上方に移動したり、飛び去っ
ていくような場面を現出することができる。このとき、
操作者は、例えばデータグローブ等のような大掛かりな
装置を身につけることなく、完全な無拘束な状態で入力
することができるので臨場感が増す。

【００２９】第３実施例図９はこの発明の第３実施例の原理を説明するための図
である。図９に示すように第３実施例の赤外線検出器１
１は、４個の赤外線検出素子１Ａ〜１Ｄを二次元アレイ
状に配置し、素子１Ａ〜１Ｄの視野（赤外線検出領域）
１ａ〜１ｄが操作者（人体）２１に対して図９に示すよ
うに設定される。その他の構成は第１実施例と同等であ
る。なお、この時、操作者２１は、図１０に示すよう
に、大型ディスプレイ７から前方へ所定距離だけ離れた
指定位置Ｐに起立している。このシステムを使用する
と、操作者（人体）２１が二次元的に手のひらを動かす
ことによってディスプレイ７上の画像を変化させること
ができる。

【００３０】この実施例のシステムでは、人体２１の手
のひらが図１１の矢印１０１のように上から下へ動いた
場合には、図１２（ａ）に示すように素子１Ａ，１Ｂが
ほぼ同時に出力し、次に素子１Ｃ，１Ｄがほぼ同時に出
力する。人体２１の手のひらが図１１の矢印１０２のよ
うに下から上へ動いた場合には、図１２の（ｂ）に示す
ように素子１Ｃ，１Ｄがほぼ同時に出力し、次に素子１
Ａ，１Ｂがほぼ同時に出力する。人体２１の手のひらが
図１１の矢印１０３のように右から左へ動いた場合に
は、図１２の（ｃ）に示すように素子１Ｂ，１Ｄがほぼ
同時に出力し、次に素子１Ａ，１Ｃがほぼ同時に出力す
る。人体２１の手のひらが図１１の矢印１０４のように
左から右へ動いた場合には、図１２の（ｄ）に示すよう
に素子１Ａ，１Ｃがほぼ同時に出力し、次に素子１Ｂ，
１Ｄがほぼ同時に出力する。

【００３１】人体２１の手のひらが図１１の矢印１０５
のように右上から左下へ動いた場合には、図１２の
（ｅ）に示すように素子１Ｂが出力し次に素子１Ｃが出
力する。人体２１の手のひらが図１１の矢印１０６のよ
うに左下から右上へ動いた場合には、図１２の（ｆ）に
示すように素子１Ｃが出力し次に素子１Ｂが出力する。
人体２１の手のひらが図１１の矢印１０７のように左上
から右下へ動いた場合には図１２の（ｇ）に示すように
素子１Ａが出力し次に素子１Ｄが出力する。人体２１の
手のひらが図の１１の矢印１０８のように右下から左上
へ動いた場合には図１２の（ｈ）に示すように素子１Ｄ
が出力し次に素子１Ａが出力する。

【００３２】この実施例では、画像処理部６は、図１３
に示すように、大型ディスプレイ７の画面７０（図１
０）に映像内容として仮想都市を表示させ、表示された
仮想都市の３次元グラフィックス映像はその中を自由に
歩き回るウォークスルータイプのアプリケーションとし
て使用される。そして、従来のマウスによるウォークス
ルーの制御が操作者２１のジェスチャで代用される。

【００３３】例えば、操作者２１は図１１に示すように
手のひらを上から下へ動かすことにより、表示された仮
想都市内を前進し、下から上へ動かすことにより後退す
ることができる。また、操作者２１は手のひらを右から
左へ動かすことにより、表示された仮想都市を右回転さ
せ、左から右へ動かすことにより、左回転させることが
できる。

【００３４】第４実施例図１４は、この発明の第４実施例の原理を説明するため
の図である。同図に示すように第４実施例の赤外線検出
器１１は、８個の赤外線検出素子１Ａ〜１Ｈを二次元ア
レイ状に配置し、素子１Ａ〜１Ｄの視野１ａ〜１ｈが操
作者２１に対して図１４に示すように設定される。その
他の構成は第１実施例と同等である。なお、この時、操
作者２１は図１０に示すように、大型ディスプレイ７か
ら所定距離だけ離れた指定位置Ｐに起立している。この
システムを使用すると、操作者２１が二次元的に頭や手
を動かすことによってディスプレイ７上の画像を変化さ
せることができる。

【００３５】つまり、この入力装置では、人体２１の頭
が上下にくり返し動いた場合には、図１５の（ａ）に示
すように素子１Ａ，１Ｂがほぼ同時に出力し、次に素子
１Ｃ，１Ｄがほぼ同時に出力するということがくり返さ
れる。人体２１の頭が左右にくり返し動いた場合には、
図１５の（ｂ）に示すように素子１Ａ，１Ｃがほぼ同時
に出力し、次に素子１Ｂ，１Ｄがほぼ同時に出力すると
いうことがくり返される。人体２１が右手を上げて左右
にくり返し動かした場合には、図１５の（ｃ）に示すよ
うに素子１Ｅがくり返し出力し、人体が左手を上げて左
右にくり返し動かした場合には、図１５の（ｄ）に示す
ように素子１Ｇがくり返し出力する。

【００３６】人体２１が右手を上から下へ動かすと、図
１５の（ｅ）に示すように素子Ｅが出力し、次に素子Ｆ
が出力する。人体２１が右手を下から上へ動かすと、図
１５の（ｆ）に示すように素子Ｆが出力し、次に素子Ｅ
が出力する。人体２１が左手を上から下へ動かすと、図
１５の（ｇ）に示すように素子Ｇが出力し、次に素子Ｈ
が出力する。人体２１が左手を下から上へ動かすと、図
１５の（ｈ）に示すように素子Ｈが出力し、次に素子Ｇ
が出力する。

【００３７】従って、この実施例では、図１４に示す操
作者２１が左右の手や頭を動かすと、素子１Ａ〜１Ｈは
その動きに対応する信号（図１５）を出力する。そこで
例えば、画像処理部６が図１６に示すように仮想都市に
アバタ（分身）２１ａを使って入り込み仮想都市内を歩
き回るようにしたウォークスルー映像を画面７０に表示
する場合、画像処理部６は、素子１Ａ〜１Ｈの出力を受
けて、画像中のアバタ２１ａに操作者２１と同じジェス
チャをさせることができる。

【００３８】また、この実施例で、例えば画像処理部６
が図１７に示すように仮想生物２１ｂの表情や挙動を制
御する映像を画面７０に表示する場合、図１４に示す操
作者２１のジェスチャと仮想生物２１ｂの表情や挙動と
を次のように対応させることができる。

【００３９】操作者のジェスチャ仮想生物の表情（挙動）・頭を上下に振る（ハイ）喜ぶ・頭を左右に振る（イイエ）悲しむ・手を上の方ですばやく巣に帰っていく細かく振る（バイバイ）・手を下の方ですばやく笑う細かく振る（良い子）・手を上から下へすばやく泣きだす振る（コラ！）・手を下から上へすばやく逃げ出す振る（あっちへ行け）・手を振る手を振った方向に動く（見る）

【００４０】第５実施例図１８は本発明の第５実施例の原理を説明するための
図、図１９と図２０は第５実施例の作用を説明するため
の図（その１）と（その２）である。図１８に開示した
システムは、隣接する素子の指向特性の一部が互いに重
なり合うように複数の素子（この例では１Ａと１Ｂと１
Ｃと１Ｄ）をアレイ状に配置したアレイ状赤外線検出素
子１を備えていることを特徴とする。このように、隣接
する素子１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄの指向特性が互いに重
なり合っていると人体の特定の部位の動きを洩れなく検
出することができる。

【００４１】なお、各素子１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄの指
向特性の重なり具合は、反射ミラー２の曲率或いは素子
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄの配設間隔を調整することによ
って制御することができる。

【００４２】以下図１９の（ａ）と（ｂ）と（ｃ）に基
づいてこの実施例の作用（その１）について説明する。
この実施例（その１）は、隣接する素子から出力される
信号の波形によって人体の手が動く方向を検出する。

【００４３】すなわちこの実施例（その１）の場合は、
手を矢印Ａ方向に動かしたときに素子１Ｂから出力され
る信号の波形は右下がりとなり、隣接する素子１Ｃから
出力される信号の波形は右上がりとなる（図１９の
（ａ）と（ｂ）参照）ことによって手が矢印Ａ方向に動
いたことを検出する。そして、手を矢印Ｂ方向に動かし
たときに素子１Ｂから出力される信号の波形が右下がり
となり、隣接する素子１Ａから出力される信号の波形が
右上がりとなる（図１９の（ａ）と（ｃ）参照）ことか
ら、手が矢印Ｂ方向に動いたことを検出する。

【００４４】次に図２０の（ａ）と（ｂ）と（ｃ）に基
づいてこの実施例の作用（その２）について説明する。
この実施例（その２）は、隣接する素子から出力される
信号の位相によって人体の手が動く方向を検出する。

【００４５】すなわちこの実施例（その２）の場合は、
手を矢印Ａ方向に動かしたときは先ず素子１Ｂから信号
が出力され、次に素子１Ｃから信号が出力されることか
ら、素子１Ｂの出力と素子１Ｃの出力を結ぶ線（点線で
示す）は図２０の（ｂ）に示すように右下がりとなる。
これに対して手を矢印Ｂ方向に動かしたときは先ず素子
１Ｂから信号が出力され、次に素子１Ａから信号が出力
されることから、素子１Ｂの出力と素子１Ｃの出力を結
ぶ線（鎖線で示す）は図２０の（ｃ）に示すように右上
がりとなる。

【００４６】この実施例（その２）の場合は、手が矢印
Ａ方向に動いたときは素子１Ｂから出力される信号の位
相が右下がりとなり、手が矢印Ｂ方向に動いたときは右
上がりになることを利用して手が動いた方向を検出す
る。

【００４７】図２１の（ａ）と（ｂ）は隣接する素子の
指向特性が重なっていない場合の問題点を説明するため
の図である。図２１の（ａ）と（ｂ）に示すように、隣
接する素子１Ａと１Ｂと１Ｃと１Ｄの指向特性が重なり
合っていない場合は、手が矢印Ａ方向に動いたときも、
手が矢印Ｂ方向に動いたときも素子１Ｂからのみ信号が
出力される。このため、手が矢印Ａ方向に動いたのか或
いは矢印Ｂ方向に動いたのかを検出することができな
い。

【００４８】また、各素子（１Ａと１Ｂと１Ｃと１Ｄ）
の指向特性が互いに重なり合っていないと、例えば素子
１Ｃと素子１Ｄの指向特性の狭間（指向特性が重なり合
っていない部分）で手が矢印Ｃ方向に動いてもこれを検
出することができない。

【００４９】第６実施例図２２は本発明によるシステムの第６実施例を示すブロ
ック図である。このシステムは、指向特性の一部が互い
に重なり合う形で配置された一対の赤外線検出素子１０
１，１０２と、人体２１から放射された赤外線２２を該
一対の赤外線検出素子１０１と１０２に入射させる一対
の集光器２０と、人体２１から放射された赤外線２２を
断続的に遮断する一対のチョッパー８と、一対のアンプ
３と、一対の帯域フィルタ４と該一対の帯域フィルタ４
から出力される二つの信号の差分から前記人体２１の特
定の部位の位置を検出する信号処理部５Ａと、画像処理
部６と、大型ディスプレイ７とを装備する。図中、１２
１は赤外線検出素子１０１と集光器２０で構成されるセ
ンサα、１２２は赤外線検出素子１０２と集光器２０で
構成されるセンサβである。

【００５０】図２２に開示したシステムでは、人体２１
と赤外線検出素子１０１，１０２との間にチョッパー８
を配置して人体２１から放射される赤外線２２を断続的
に赤外線検出素子１０１，１０２に入射させることで、
静止している人体２１の特定の部位の位置を検出できる
ようにしている。

【００５１】図２３の（ａ）と（ｂ）は図２２に開示し
たシステムの作用を説明するための図である。このシス
テムは、指向特性の一部が互いに重なり合うように配置
されたセンサα１２１とセンサβ１２２の出力の差分
〔図２３の（ｂ）中の太い実線〕を求め、これを前記信
号処理部５Ａ（図２２参照）〕で処理することによって
人体の特定の部位（例えば手）の位置を検出する。な
お、この入力装置を２次元或いは３次元に配置すること
によって例えば人体の特定の部位の２次元あるいは３次
元の位置を検出することができる。

【００５２】第７実施例図２４は本発明によるシステムの第７実施例を示すブロ
ック図であって、このシステムは、集光器を反射ミラー
２で構成したことを特徴とする。従来の集光器はそれぞ
れの赤外線検出素子に対応する形で集光レンズを備えて
いるので構造が複雑化する。これに対して反射ミラー２
の場合は、一個のミラーを用いて複数個の赤外線検出素
子に赤外線２２を入射させることができる。その他の構
成は図１のシステムと同等である。

【００５３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
による赤外線検出式入力装置は、操作者（人体）の特定
の部位の動きを選択的に検出してディスプレイ装置の画
像を変化させる方式を採用していることから、操作者が
ノータッチでディスプレイの画像を制御することができ
る。このため、マンマシンインタフェースの向上に寄与
するところが大きい。また、この発明のインタラクティ
ブシステムによれば、表示された仮想生物やエージェン
トの動きを操作者のジェスチャのみで制御することがで
きるので、臨場感と現実感に富む映像を実現することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による第１実施例を示すブロック図

【図２】第１実施例の原理を説明するための説明図

【図３】第１実施例によるディスプレイ内容の一例を示
す説明図

【図４】第１実施例の作用を説明するためのタイムチャ
ート（その１）

【図５】第１実施例の作用を説明するためのタイムチャ
ート（その２）

【図６】第２実施例の原理を説明するための説明図

【図７】第２実施例の作用を説明するためのタイムチャ
ート（その１）

【図８】第２実施例の作用を説明するためのタイムチャ
ート（その２）

【図９】第３実施例の原理を説明するための説明図

【図１０】第３実施例の配置を示す斜視図

【図１１】第３実施例の赤外線検出領域を示す説明図

【図１２】第３実施例の作用を説明するためのタイムチ
ャート

【図１３】第３実施例によるディスプレイ内容の一例を
示す説明図

【図１４】第４実施例の原理を説明するための説明図

【図１５】第４実施例の作用を説明するためのタイムチ
ャート

【図１６】第４実施例によるディスプレイ内容の一例を
示す説明図

【図１７】第４実施例によるディスプレイ内容の一例を
示す説明図

【図１８】第５実施例の原理を説明するための説明図

【図１９】第５実施例のの作用を説明するための説明図
（その１）

【図２０】第５実施例の作用を説明するための説明図
（その２）

【図２１】隣接する素子の指向特性が重なっていない場
合の問題点を説明するための説明図

【図２２】第６実施例を示すブロック図

【図２３】第６実施例の作用を説明するための説明図

【図２４】第７実施例を示すブロック図

【図２５】従来例（その１）の原理を説明するための説
明図

【図２６】従来例（その２）の構造を示す説明図

【符号の説明】

１アレイ状赤外線検出素子１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆ，１Ｇ，１Ｈ，１
Ｊ素子１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈ，１
ｊ視野２反射ミラー３アンプ４帯域フィルタ５，５Ａ信号処理部６画像処理部７大型ディスプレイ１１赤外線検出器２０集光器２１人体２２赤外線１０１，１０２赤外線検出素子１２１センサα １２２センサβ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】人体から放射される赤外線を赤外線検出
素子で検出する赤外線検出式入力装置において、集光器と、アレイ状に配置された複数の赤外線検出素子と、前記複数の赤外線検出素子から出力された複数の信号か
ら、動作速度の異なる特定の人体部位の動きを選択的に
検出する信号処理部と、を有することを特徴とする赤外線検出式入力装置。
【請求項２】前記信号処理部は、前記複数の信号の出
力時間差を検出して処理することにより、前記人体の特
定の部位の動きを選択的に検出することを特徴とする請
求項１記載の赤外線検出式入力装置。
【請求項３】前記複数の赤外線検出素子は、隣接する
赤外線検出素子の指向特性が互いに重なり合うように配
列されていることを特徴とする請求項１記載の赤外線検
出式入力装置。
【請求項４】隣接する２素子の出力信号の波形または
位相の少なくとも一方から、前記人体の特定の部位の動
く方向を検知することを特徴とする請求項３記載の赤外
線検出式入力装置。
【請求項５】指向特性の一部が重なり合うようにアレ
イ状に配置された複数の赤外線検出素子と、人体から放射された赤外線を断続的に遮断するチョッパ
ーと、隣接する前記各赤外線検出素子から出力される信号の差
分から前記人体の特定の部位の位置を検出する信号処理
部と、を有してなることを特徴とする赤外線検出式入力装置。
【請求項６】請求項１記載の入力装置と、表示装置
と、画像データを生成して表示装置に表示させる画像処
理部とを備え、画像処理部は前記入力装置により検出さ
れる特定の人体部位の動きに対応して表示装置の表示画
像を変化させることを特徴とするインタラクティブシス
テム。
【請求項７】画像処理部は表示装置に人物の画像を表
示させ、表示された人物の動作が入力装置により検出さ
れる特定の人体部位の動きに対応して変化することを特
徴とする請求項６記載のインタラクティブシステム。
【請求項８】画像処理部は表示装置に仮想生物を画像
を表示させ、表示された仮想生物の表情および／または
挙動が入力装置により検出される特定の人体部位の動き
に対応して変化することを特徴とする請求項６記載のイ
ンタラクティブシステム。