JP7234069B2 - 検知システム及び検知方法 - Google Patents

Description

本発明は、検知システム及び検知方法に関する。

従来より、表示装置に近接検知装置（例えば、赤外線ＬＥＤ（Light Emitting Diode）と赤外線ＰＤ（Photo Detector））を内蔵させ、赤外線の投受光を制御することで、表示装置に対する操作を検知する検知システムが知られている。当該検知システムでは、表示装置の操作領域に赤外線を投光し、該操作領域からの反射光を受光することで生成される受光信号を用いて、表示装置に対する操作の有無を判定する。

特開２００９－２１６８８８号公報 特開２０１３－２１８５４９号公報

一方で、赤外線ＬＥＤ等の投光器の場合、光軸中心方向の照射光強度が高いという照射特性がある。このため、複数の赤外線ＬＥＤを配列した場合、配列方向の各照射位置での照射光強度が均一にならず、例えば、表示装置に対してスワイプ操作等が行われた場合に、照射光強度の低い照射位置での操作を安定して検知することができないといった問題があった。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、表示装置に対する操作を検知する検知システムにおいて、投光器の照射特性の影響を低減することを目的とする。

一態様によれば、検知システムは以下のような構成を備える。即ち、
表示装置の操作領域に投光する複数の投光器と、該操作領域からの反射光を受光する受光器と、を有する検知システムであって、
前記複数の投光器のうち、隣接する第１の投光器と第２の投光器とが異なる投光タイミングで投光することで第１の受光信号を取得する取得部と、
前記複数の投光器のうち、隣接する前記第１の投光器と第２の投光器とが投光した場合に取得される受光信号に基づき、第２の受光信号を生成する生成部と、
前記第１の受光信号及び第２の受光信号それぞれに基づき、前記操作領域に対する操作の有無を判定する判定部とを有する。

表示装置に対する操作を検知する検知システムにおいて、投光器の照射特性の影響を低減することができる。

表示装置における近接検知装置の配置例及び赤外線の投光例を示す図である。 検知システムのシステム構成及び制御装置の機能構成の一例を示す第１の図である。 制御装置のハードウェア構成の一例を示す図である。 第１の投光タイミング及び第１の受光信号の一例を示す図である。 第２の投光タイミング及び第２の受光信号の一例を示す図である。 検知システムによる検知処理の概要を説明するための図である。 検知システムによる検知処理の流れを示す第１のフローチャートである。 検知システムによる検知処理の効果の一例を示す図である。 検知システムのシステム構成及び制御装置の機能構成の一例を示す第２の図である。 検知システムによる検知処理の流れを示す第２のフローチャートである。

以下の各実施形態では、光軸中心方向の照射光強度が高い照射特性を有する投光器が、複数配列された検知システムにおいて、２種類の受光信号を用いて、表示装置に対する操作の有無を判定する。これにより、照射光強度の低い照射位置での操作についても、安定して検知することができるようになり、投光器の照射特性の影響を低減することができる。

このうち、第１の実施形態では、
・隣接する投光器が、第１の投光タイミングで投光（照射光強度が均一にならない投光）を行い、当該投光により取得される第１の受光信号を用いて、操作の有無を判定するとともに、
・隣接する投光器が、第２の投光タイミングで投光（照射光強度が低下する照射位置での照射光強度を上げた投光）を行い、当該投光により取得される受光信号に基づいて生成した第２の受光信号を用いて、操作の有無を判定する。

また、第２の実施形態では、
・隣接する投光器が、第１の投光タイミングで投光（照射光強度が均一にならない投光）を行い、当該投光により取得される第１の受光信号を用いて、操作の有無を判定するとともに、
・第１の受光信号に対して、照射光強度が低下する照射位置からの反射光の強度を上げる演算を施すことで第２の受光信号を生成し、生成した第２の受光信号を用いて、操作の有無を判定する。

このように、互いに補完する２種類の受光信号を用いて操作の有無を判定することで、第１及び第２の実施形態によれば、照射光強度の低い照射位置での操作についても、安定して検知することができる。この結果、投光器の照射特性の影響を低減することができる。

以下、各実施形態の詳細について添付の図面を参照しながら説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く。

［第１の実施形態］
＜表示装置における近接検知装置の配置例及び赤外線の投光例＞
はじめに、第１の実施形態に係る検知システムが適用される表示装置における、近接検知装置の配置例及び照射光（赤外線）の投光例について説明する。図１は、表示装置における近接検知装置の配置例及び赤外線の投光例を示す図である。

図１（ａ）に示すように、表示装置１００は、操作領域１１０と非操作領域１２０とを有する。このうち、操作領域１１０は、画像が表示される領域であって、かつ、操作者による操作が行われる領域である。一方、非操作領域１２０は、操作領域１１０の外周領域に位置し、近接検知装置１３０が配置される領域である。

図１（ａ）に示すように、近接検知装置１３０は、投光器の一例である第１の赤外線ＬＥＤ（Light Emitting Diode）１３１～第４の赤外線ＬＥＤ１３４を有する。更に、近接検知装置１３０は、受光器の一例であるＰＤ（Photo Detector）１４０を有する。なお、以下では、第１の赤外線ＬＥＤ～第４の赤外線ＬＥＤを、単に、第１ＬＥＤ～第４ＬＥＤと略して記載する。

第１ＬＥＤ１３１～第４ＬＥＤ１３４は、表示装置１００に対する操作を検知するための赤外線を操作領域１１０に投光する。第１ＬＥＤ１３１～第４ＬＥＤ１３４は、表示装置１００の幅方向に概ね等間隔で配列される。

なお、図１（ａ）の例では、表示装置１００の幅方向に４個のＬＥＤ（第１ＬＥＤ１３１～第４ＬＥＤ１３４）が配列される場合について示したが、表示装置１００に配列されるＬＥＤの数は４個に限定されない。

ＰＤ１４０は、操作領域１１０に赤外線が投光された場合に、操作領域１１０からの反射光を受光する。具体的には、操作者が操作領域１１０に対して操作を行うことで、操作領域１１０に投光された赤外線の一部が、当該操作者の手に反射した場合において、ＰＤ１４０では、当該操作者の手に反射した反射光を受光する。また、ＰＤ１４０では、反射光を受光することで生成した受光信号を出力する。

なお、図１（ａ）の例では、ＰＤ１４０を１個配置する場合について示したが、表示装置１００に配置するＰＤの数は１個に限定されない。また、図１（ａ）の例では、ＰＤ１４０を、表示装置１００の幅方向の中央位置に配置する場合について示したが、ＰＤ１４０を配置する位置は、表示装置１００の幅方向の中央位置に限定されない。

図１（ｂ）は、第１ＬＥＤ１３１～第４ＬＥＤ１３４それぞれが赤外線を投光することで照射される、操作領域１１０内の照射範囲の一例を示している（破線参照）。図１（ｂ）に示すように、第１ＬＥＤ１３１～第４ＬＥＤ１３４それぞれが、破線で示す照射範囲に赤外線を投光することで、操作領域１１０内のほぼ全範囲を検知範囲としてカバーすることができる。

ただし、第１ＬＥＤ１３１～第４ＬＥＤ１３４は、いずれも、光軸中心方向の照射光強度が高いという照射特性を有する。このため、操作領域１１０の幅方向の各照射位置（例えば、破線１５０上の各照射位置）において、赤外線の照射光強度は不均一となる。例えば、第１ＬＥＤ１３１より投光される赤外線の各照射位置（矢印１６０参照）のうち、矢印の中央付近は、赤外線の照射光強度が高く、矢印の端部付近は、赤外線の照射光強度が低くなる。

＜検知システムのシステム構成及び制御装置の機能構成＞
次に、近接検知装置１３０を含む検知システムのシステム構成及び該検知システムが有する制御装置の機能構成について説明する。図２は、検知システムのシステム構成及び制御装置の機能構成の一例を示す第１の図である。図２に示すように、検知システム２００は、表示装置１００の一部として構成され、近接検知装置１３０と制御装置２１０とを有する。

また、制御装置２１０は、投光制御部２２０と検知部２３０とを有する。投光制御部２２０は、更に、第１制御部２２１、第２制御部２２２を有し、第１ＬＥＤ１３１～第４ＬＥＤ１３４による赤外線の投光を制御する制御信号を出力する。このうち、第１制御部２２１では、第１ＬＥＤ１３１～第４ＬＥＤ１３４が、互いに異なる投光タイミング（第１の投光タイミング）で赤外線を投光するよう、制御信号を出力する。具体的には、第１制御部２２１は、
・第１ＬＥＤ１３１、
・第２ＬＥＤ１３２、
・第３ＬＥＤ１３３、
・第４ＬＥＤ１３４、
の順に赤外線を投光するよう制御する。

一方、第２制御部２２２は、隣接する２つのＬＥＤが同じ投光タイミング（第２の投光タイミング）で赤外線を投光するよう、制御信号を出力する。具体的には、第２制御部２２２は、
・第１ＬＥＤ１３１＋第２ＬＥＤ１３２、
・第２ＬＥＤ１３２＋第３ＬＥＤ１３３、
・第３ＬＥＤ１３３＋第４ＬＥＤ１３４、
の順に赤外線を投光するよう制御する。

検知部２３０は、更に、第１取得部２３１、第２取得部２３２、判定部２３３を有する。このうち、第１取得部２３１は、第１ＬＥＤ１３１～第４ＬＥＤ１３４が、第１の投光タイミングで赤外線を投光した際の反射光を、ＰＤ１４０が受光することで生成した第１の受光信号を取得する。また、第２取得部２３２は、第２の投光タイミングで赤外線を投光した際の反射光を、ＰＤ１４０が受光することで生成した受光信号を取得し、第２の受光信号を生成する。

判定部２３３は、第１の受光信号及び第２の受光信号を用いて、操作領域１１０に対する操作の有無を判定する。

＜制御装置のハードウェア構成＞
次に、制御装置２１０のハードウェア構成について説明する。図３は、制御装置のハードウェア構成の一例を示す図である。図３に示すように、制御装置２１０は、演算装置３０１、記憶装置３０２、出力装置３０３、入力装置３０４を有する。なお、制御装置２１０を構成する各ハードウェアは、バス３０５を介して相互に接続されている。

演算装置３０１は、投光制御部２２０及び検知部２３０として機能する集積回路である。記憶装置３０２は、演算装置３０１が投光制御部２２０及び検知部２３０として機能する際に処理される情報（例えば、第１の受光信号、第２の受光信号、操作の有無の判定に用いられる閾値等）を格納するメモリである。

出力装置３０３は、演算装置３０１からの制御信号を第１ＬＥＤ１３１～第４ＬＥＤ１３４に出力する出力デバイスである。入力装置３０４は、ＰＤ１４０より出力された受光信号を受信し、演算装置３０１に入力する入力デバイスである。

＜第１の投光タイミング及び第１の受光信号の説明＞
次に、第１ＬＥＤ１３１～第４ＬＥＤ１３４が第１の投光タイミングで赤外線を投光する場合に、投光制御部２２０の第１制御部２２１が出力する制御信号について説明する。また、第１の投光タイミングで赤外線を投光した際の反射光を、ＰＤ１４０が受光することで、検知部２３０の第１取得部２３１が取得する第１の受光信号について説明する。

図４は、第１の投光タイミング及び第１の受光信号の一例を示す図である。このうち、図４（ａ）は、投光制御部２２０の第１制御部２２１が第１ＬＥＤ１３１～第４ＬＥＤ１３４に対して出力する制御信号の、出力タイミングを表している。なお、図４（ａ）では、ＰＤ１４０が反射光を受光することで検知部２３０の第１取得部２３１が取得する受光信号の、取得タイミングもあわせて示している。

図４（ａ）において横軸は時間であり、縦軸は、制御信号の出力のＯＮ／ＯＦＦ（または受光信号の取得のＯＮ／ＯＦＦ）を表している。図４（ａ）に示すように、投光制御部２２０の第１制御部２２１は、第１ＬＥＤ１３１～第４ＬＥＤ１３４が互いに異なるタイミングで赤外線を投光するよう、第１ＬＥＤ１３１～第４ＬＥＤ１３４に対して、互いに異なるタイミングで制御信号を出力する。なお、投光制御部２２０の第１制御部２２１が第１ＬＥＤ１３１～第４ＬＥＤ１３４に対して当該制御信号を出力する周期は、例えば、操作の有無の判定に十分な頻度（毎秒１００回）で測定を行うための時間である、１０［ｍｓｅｃ］である。

また、図４（ａ）に示すように、検知部２３０の第１取得部２３１が受光信号を取得するタイミングは、第１ＬＥＤ１３１～第４ＬＥＤ１３４が赤外線を投光するそれぞれのタイミングと同期している。

一方、図４（ｂ）は、操作領域１１０の幅方向の各照射位置に反射物があった場合に、第１ＬＥＤ１３１～第４ＬＥＤ１３４が第１の投光タイミングで赤外線を投光した際の、各照射位置の反射物からの反射光の強度を示している。つまり、図４（ｂ）において、横軸は操作領域１１０の幅方向の照射位置を表しており、縦軸は反射光の強度を表している。なお、以下では、
・第１ＬＥＤ１３１が赤外線を投光した際の、各照射位置の反射物からの反射光の強度を示す信号を第１の受光信号Ａ１、
・第２ＬＥＤ１３２が赤外線を投光した際の、各照射位置の反射物からの反射光の強度を示す信号を第１の受光信号Ａ２、
・第３ＬＥＤ１３３が赤外線を投光した際の、各照射位置の反射物からの反射光の強度を示す信号を第１の受光信号Ａ３、
・第４ＬＥＤ１３４が赤外線を投光した際の、各照射位置の反射物からの反射光の強度を示す信号を第１の受光信号Ａ４、
と称す。

図４（ｂ）に示すように、第１の受光信号Ａ１は、第１ＬＥＤ１３１が赤外線を投光する操作領域１１０の幅方向の各照射位置（矢印１６０参照）に対応する位置に出現する。ただし、照射光強度は均一ではないため、反射光の強度も一定にはならず、各照射位置（矢印１６０参照）の中央付近において最も強度が高く、端部付近において強度が低くなる。

同様に、第１の受光信号Ａ２は、第２ＬＥＤ１３２が赤外線を投光する操作領域１１０の幅方向の各照射位置に対応する位置に出現する。ただし、照射光強度は均一ではないため、反射光の強度も一定にならず、各照射位置の中央付近において最も強度が高く、端部付近において強度が低くなる。

以下、同様に、第１の受光信号Ａ３～Ａ４も、第３ＬＥＤ１３３～第４ＬＥＤ１３４がそれぞれ赤外線を投光する操作領域１１０の幅方向の各照射位置に対応する位置に出現する。そして、それぞれの反射光の強度は、各照射位置の中央付近において最も強度が高く、端部付近において強度が低くなる。

図４（ｃ）は、第１の受光信号Ａ１～Ａ４を重ね合わせることで生成される図である。図４（ｃ）は、操作領域１１０の幅方向の各照射位置の反射物にて赤外線が反射した場合に、反射光がどの程度の強度を有するかを操作領域１１０の幅方向全体について示したものである。図４（ｃ）において、点線４００は、反射物の有無の判定に用いられる閾値を表している。

図４（ｃ）の場合、符号４０１で示す照射位置の反射物については、第１ＬＥＤ１３１が赤外線を投光した場合であっても、第２ＬＥＤ１３２が赤外線を投光した場合であっても、反射光の強度が低く、点線４００を超えない。

同様に、符号４０２で示す照射位置の反射物については、第２ＬＥＤ１３２が赤外線を投光した場合であっても、第３ＬＥＤ１３３が赤外線を投光した場合であっても、反射光の強度が低く、点線４００を超えない。

同様に、符号４０３で示す照射位置の反射物については、第３ＬＥＤ１３３が赤外線を投光した場合であっても、第４ＬＥＤ１３４が赤外線を投光した場合であっても反射光の強度が低く、点線４００を超えない。

このように、第１の受光信号Ａ１～Ａ４の場合、操作領域１１０の幅方向の各照射位置の中に、反射物からの反射光の強度が閾値を超えない位置（つまり、反射物を検知することができない位置）が含まれる。

そこで、第１の実施形態では、第２の投光タイミングで投光（照射光強度が低下する照射位置での照射光強度を上げた投光）を行い、第２の受光信号を生成することで、第１の受光信号Ａ１～Ａ４では、検知することができない照射位置における反射物を検知する。以下、第２の投光タイミングで投光を行うことで生成される第２の受光信号について説明する。

＜第２の投光タイミング及び第２の受光信号の説明＞
はじめに、第１ＬＥＤ１３１～第４ＬＥＤ１３４が第２の投光タイミングで赤外線を投光する場合に、投光制御部２２０の第２制御部２２２が出力する制御信号について説明する。また、第２の投光タイミングで赤外線を投光した際の反射光を、ＰＤ１４０が受光することで検知部２３０の第２取得部２３２が生成する第２の受光信号について説明する。

図５は、第２の投光タイミング及び第２の受光信号の一例を示す図である。このうち、図５（ａ）は、投光制御部２２０の第２制御部２２２が第１ＬＥＤ１３１～第４ＬＥＤ１３４に対して出力する制御信号の、出力タイミングを表している。なお、図５（ａ）では、ＰＤ１４０が反射光を受光することで検知部２３０の第２取得部２３２が取得する受光信号の取得タイミングもあわせて示している。

図５（ａ）において横軸は時間であり、縦軸は、制御信号の出力のＯＮ／ＯＦＦ（または受光信号の取得のＯＮ／ＯＦＦ）を表している。図５（ａ）に示すように、投光制御部２２０の第２制御部２２２は、隣接する第１ＬＥＤ１３１と第２ＬＥＤ１３２とが同じタイミングで赤外線を投光するよう、第１ＬＥＤ１３１と第２ＬＥＤ１３２に対して、同じタイミングで制御信号を出力する。

続いて、投光制御部２２０の第２制御部２２２は、隣接する第２ＬＥＤ１３２と第３ＬＥＤ１３３とが同じタイミングで赤外線を投光するよう、第２ＬＥＤ１３２と第３ＬＥＤ１３３に対して、同じタイミングで制御信号を出力する。

続いて、投光制御部２２０の第２制御部２２２は、隣接する第３ＬＥＤ１３３と第４ＬＥＤ１３４とが同じタイミングで赤外線を投光するよう、第３ＬＥＤ１３３と第４ＬＥＤ１３４に対して、同じタイミングで制御信号を出力する。

なお、投光制御部２２０の第２制御部２２２がこれらの制御信号を繰り返し出力する周期は、例えば、１０［ｍｓｅｃ］である。

また、図５（ａ）に示すように、検知部２３０の第２取得部２３２が受光信号を取得するタイミングは、隣接する２つのＬＥＤが赤外線を投光するそれぞれのタイミングと同期している。

一方、図５（ｂ）は、第１ＬＥＤ１３１～第４ＬＥＤ１３４が第２の投光タイミングで赤外線を投光することで、各照射位置の反射物から受光した反射光の強度を示している。つまり、図５（ｂ）において、横軸は操作領域１１０の幅方向の照射位置を表しており、縦軸は反射光の強度を表している。なお、以下では、
・第１ＬＥＤ１３１と第２ＬＥＤ１３２が赤外線を投光した際の、各照射位置の反射物からの反射光の強度を示す信号を第２の受光信号Ｂ１、
・第２ＬＥＤ１３２と第３ＬＥＤ１３３が赤外線を投光した際の、各照射位置の反射物からの反射光の強度を示す信号を第２の受光信号Ｂ２、
・第３ＬＥＤ１３３と第４ＬＥＤ１３４が赤外線を投光した際の、各照射位置の反射物からの反射光の強度を示す信号を第２の受光信号Ｂ３、
と称す。

図５（ｂ）に示すように、第２の受光信号Ｂ１は、第１ＬＥＤ１３１と第２ＬＥＤ１３２が赤外線を投光する操作領域１１０の幅方向の各照射位置に対応する位置に出現する。また、反射光の強度は、第１の受光信号Ａ１と第１の受光信号Ａ２とを合成した強度となる。

同様に、図５（ｂ）には示していないが、第２の受光信号Ｂ２は、第２ＬＥＤ１３２と第３ＬＥＤ１３３が赤外線を投光する操作領域１１０の幅方向の各照射位置に対応する位置に出現する。また、反射光の強度は、第１の受光信号Ａ２と第１の受光信号Ａ３とを合成した強度となる。

同様に、図５（ｂ）に示すように、第２の受光信号Ｂ３は、第３ＬＥＤ１３３と第４ＬＥＤ１３４が赤外線を投光する操作領域１１０の幅方向の各照射位置に対応する位置に出現する。また、反射光の強度は、第１の受光信号Ａ３と第１の受光信号Ａ４とを合成した強度となる。

図５（ｃ）は、第２の受光信号Ｂ１～Ｂ３を重ね合わせることで生成される図である。また、図５（ｄ）は、図５（ｃ）の反射光の強度の最大値が、図４（ｃ）の反射光の強度の最大値と等しくなるように、第２の受光信号Ｂ１～Ｂ３を補正することで生成した、第２の受光信号Ｂ１'～Ｂ３'を示す図である。

換言すると、図５（ｄ）は、操作領域１１０の幅方向の各照射位置の反射物にて赤外線が反射した場合に、反射光がどの程度の強度を有するかを、正規化して、操作領域１１０の幅方向全体について示したものである。図５（ｄ）において、点線４００は、反射物の有無の判定に用いられる閾値を表している。

図５（ｄ）の場合、符号４０１で示す照射位置の反射物については、第１ＬＥＤ１３１と第２ＬＥＤ１３２とが同時に赤外線を投光したことで、反射光の強度が高くなっており、点線４００を超えている。

同様に、符号４０２で示す照射位置の反射物については、第２ＬＥＤ１３２と第３ＬＥＤ１３３とが同時に赤外線を投光したことで、反射光の強度が高くなっており、点線４００を超えている。同様に、符号４０３で示す照射位置の反射物については、第３ＬＥＤ１３３と第４ＬＥＤ１３４とが同時に赤外線を投光したことで、反射光の強度が高くなっており、点線４００を超えている。

このように、第２の投光タイミングで投光（照射光強度が低下する照射位置での照射光強度を上げた投光）を行い、第２の受光信号Ｂ１'～Ｂ３'を生成することで、第１の受光信号Ａ１～Ａ４では検知することができない位置の反射物を検知することができる。

＜検知システムによる検知処理の概要＞
次に、検知システム２００による検知処理の概要について説明する。図６は、検知システムによる検知処理の概要を説明するための図である。投光制御部２２０の第１制御部２２１は、まず、第１ＬＥＤ１３１～第４ＬＥＤ１３４が、第１の投光タイミングで赤外線を投光するように、図６（ａ）左側に示す制御信号を出力する。続いて、検知部２３０の第１取得部２３１は、図６（ｂ）に示す第１の受光信号Ａ１～Ａ４を取得する（ここでは、説明の便宜上、各照射位置に反射物がある場合の受光信号を示している）。

続いて、投光制御部２２０の第２制御部２２２は、第１ＬＥＤ１３１～第４ＬＥＤ１３４が、第２の投光タイミングで赤外線を投光するように、図６（ａ）右側に示す制御信号を出力する。続いて、検知部２３０の第２取得部２３２は、図６（ｃ）に示す第２の受光信号Ｂ１'～Ｂ３'を生成する（ここでも、説明の便宜上、各照射位置に反射物がある場合の受光信号に基づいて生成した受光信号を示している）。

続いて、検知部２３０の判定部２３３は、第１の受光信号Ａ１～Ａ４に基づいて、操作領域１１０に対する操作の有無を判定する。更に、検知部２３０の判定部２３３は、第２の受光信号Ｂ１'～Ｂ３'に基づいて、操作領域１１０に対する操作の有無を判定する。

図６（ｄ）に示すように、操作領域１１０の幅方向の各照射位置のいずれの位置にある反射物についても、点線４００で示す閾値を超える強度を有する受光信号に基づいて、反射物の有無を判定することができる。

つまり、第１の受光信号Ａ１～Ａ４及び第２の受光信号Ｂ１'～Ｂ３'を用いて検知処理を実行することで、操作領域１１０の幅方向の各照射位置のいずれの位置にある反射物も検知することができる。

＜検知システムによる検知処理の流れ＞
次に、検知システム２００による検知処理の流れについて説明する。図７は、検知システムによる検知処理の流れを示すフローチャートである。ステップＳ７０１において、投光制御部２２０の第１制御部２２１は、第１ＬＥＤ１３１～第４ＬＥＤ１３４が第１の投光タイミングで赤外線の投光を行うよう制御する。また、検知部２３０の第１取得部２３１は、第１の受光信号Ａ１～Ａ４を取得する。

ステップＳ７０２において、検知部２３０の判定部２３３は、取得した第１の受光信号Ａ１～Ａ４のいずれかの反射光の強度が、閾値以上であるか否かを判定する。ステップＳ７０２において、いずれかの反射光の強度が、閾値以上であると判定した場合には（ステップＳ７０２においてＹｅｓの場合には）、ステップＳ７０５に進む。ステップＳ７０５において、判定部２３３は、表示装置１００の操作領域１１０に対する操作があったと判定する。

一方、ステップＳ７０２において、いずれの反射光の強度も、閾値以上でないと判定した場合には（ステップＳ７０２においてＮｏの場合には）、ステップＳ７０３に進む。ステップＳ７０３において、投光制御部２２０の第２制御部２２２は、第１ＬＥＤ１３１～第４ＬＥＤ１３４が、第２の投光タイミングで赤外線の投光を行うよう制御する。また、検知部２３０の第２取得部２３２は、第２の受光信号Ｂ１'～Ｂ３'を生成する。

ステップＳ７０４において、検知部２３０の判定部２３３は、生成した第２の受光信号Ｂ１'～Ｂ３'のいずれかの反射光の強度が、閾値以上であるか否かを判定する。ステップＳ７０４において、いずれかの反射光の強度が、閾値以上であると判定した場合には（ステップＳ７０４においてＹｅｓの場合には）、ステップＳ７０５に進む。ステップＳ７０５において、検知部２３０の判定部２３３は、表示装置１００の操作領域１１０に対する操作があったと判定する。

一方、ステップＳ７０４において、いずれの反射光の強度も、閾値以上でないと判定した場合には（ステップＳ７０４においてＮｏの場合には）、ステップＳ７０６に進む。ステップＳ７０６において、投光制御部２２０は、検知処理を終了するか否かを判定する。

ステップＳ７０６において、検知処理を終了しないと判定した場合には（ステップＳ７０６においてＮｏの場合には）、ステップＳ７０１に戻る。一方、ステップＳ７０６において検知処理を終了すると判定した場合には（ステップＳ７０６においてＹｅｓの場合には）、検知処理を終了する。

＜検知処理の効果＞
次に、検知システム２００による検知処理の効果について説明する。図８は、検知システムによる検知処理の効果の一例を示す図である。このうち、図８（ａ）は、比較例として、第１の投光タイミングで赤外線を投光することで取得される第１の受光信号Ａ１～Ａ４を用いて、操作領域１１０に対する操作の有無を判定した様子を示している。ここでは、操作者がスワイプ操作を行う場合を示している。

図８（ａ）に示すように、第１の投光タイミングで赤外線を投光することで取得される第１の受光信号Ａ１～Ａ４の場合、操作領域１１０の幅方向の各照射位置の中に、反射光の強度が十分でない位置（操作者の手を検知することができない位置）が含まれる。このため、図８（ａ）に示すスワイプ操作を行った場合、図８（ａ）内の"×"印の位置で、操作者の手を検知することができない（つまり、スワイプ操作を安定して検知することができない）。

一方、図８（ｂ）は、第１の受光信号Ａ１～Ａ４に加えて、第２の投光タイミングで赤外線を投光することで生成される第２の受光信号Ｂ１'～Ｂ３'を用いて、操作領域１１０に対する操作の有無を判定した様子を示している。

図８（ｂ）に示すように、第２の投光タイミングで赤外線を投光することで生成される第２の受光信号Ｂ１'～Ｂ３'の場合、第１の受光信号Ａ１～Ａ４では、検知することができない照射位置にある、操作者の手を検知することができる。このため、図８（ｂ）に示すスワイプ操作を行った場合、全ての位置で操作者の手を検知することができる（図８（ｂ）の場合、"×"印がなくなり、スワイプ操作を安定して検知することができる）。

＜まとめ＞
以上の説明から明らかなように、第１の実施形態に係る検知システムは、
・表示装置の操作領域に赤外線を投光する第１ＬＥＤ～第４ＬＥＤと、操作領域からの反射光を受光するＰＤとを有する。
・第１ＬＥＤ～第４ＬＥＤのうち、隣接するＬＥＤが異なるタイミングで赤外線を投光することで第１の受光信号を取得する。
・第１ＬＥＤ～第４ＬＥＤのうち、隣接するＬＥＤが同じタイミングで赤外線を投光した場合に取得される受光信号に基づき、第２の受光信号を生成する。
・第１の受光信号及び第２の受光信号それぞれに基づき、操作領域に対する操作の有無を判定する。

このように、互いに補完する２種類の受光信号を用いて、操作の有無を判定することで、第１の実施形態によれば、照射光強度の低い照射位置での操作についても、安定して検知することができる。

この結果、第１の実施形態によれば、表示装置に対する操作を検知する検知システムにおいて、投光器の照射特性の影響を低減することができる。

［第２の実施形態］
上記第１の実施形態では、第１の投光タイミングと第２の投光タイミングとで、それぞれ赤外線の投光を行うことで、第１の受光信号を取得し、第２の受光信号を生成する構成とした。

これに対して、第２の実施形態では、第１の投光タイミングで赤外線の投光を行うことで第１の受光信号を取得し、取得した第１の受光信号に基づいて、第２の受光信号を生成する。以下、第２の実施形態について、上記第１の実施形態との相違点を中心に説明する。

＜検知システムのシステム構成及び制御装置の機能構成＞
はじめに、第２の実施形態に係る検知システム２００のシステム構成及び検知システム２００が有する制御装置２１０の機能構成について説明する。図９は、検知システムのシステム構成及び制御装置の機能構成の一例を示す第２の図である。図２で示した制御装置２１０の機能構成との相違点は、図９の制御装置２１０の場合、投光制御部９１０が、第１制御部２２１を有し、第２制御部２２２を有していない点である。また、図９の制御装置２１０の場合、検知部９２０が、第２取得部２３２に代えて、生成部９２１を有している点である。

なお、図９に示す第１制御部２２１、第１取得部２３１、判定部２３３については、図２において説明済みであるため、ここでは説明を省略する。生成部９２１は、第１取得部２３１により取得された第１の受光信号Ａ１～Ａ４に対して、照射光強度が低下する照射位置からの反射光の強度を上げる演算を施し、第２の受光信号Ｂ１'～Ｂ３'を生成する。

具体的には、生成部９２１は、第１取得部２３１により取得された第１の受光信号Ａ１とＡ２とを足し合わせることで、第２の受光信号Ｂ１（第２の投光タイミングで赤外線を投光した場合に取得される受光信号）を演算する。また、生成部９２１は、演算した第２の受光信号Ｂ１を補正することで、第２の受光信号Ｂ１'を生成する。

同様に、生成部９２１は、第１取得部２３１により取得された第１の受光信号Ａ２とＡ３とを足し合わせることで、第２の受光信号Ｂ２（第２の投光タイミングで赤外線を投光した場合に取得される受光信号）を演算する。また、生成部９２１は、演算した第２の受光信号Ｂ２を補正することで、第２の受光信号Ｂ２'を生成する。

同様に、生成部９２１は、第１取得部２３１により取得された第１の受光信号Ａ３とＡ４とを足し合わせることで、第２の受光信号Ｂ３（第２の投光タイミングで赤外線を投光した場合に取得される受光信号）を演算する。また、生成部９２１は、演算した第２の受光信号Ｂ３を補正することで、第２の受光信号Ｂ３'を生成する。

＜検知システムによる検知処理の流れ＞
次に、第２の実施形態に係る検知システム２００による検知処理の流れについて説明する。図１０は、検知システムによる検知処理の流れを示す第２のフローチャートである。ステップＳ１００１において、投光制御部９１０の第１制御部２２１は、第１ＬＥＤ１３１～第４ＬＥＤ１３４が第１の投光タイミングで赤外線の投光を行うよう制御する。また、検知部９２０の第１取得部２３１は、第１の受光信号Ａ１～Ａ４を取得する。

ステップＳ１００２において、検知部９２０の判定部２３３は、取得した第１の受光信号Ａ１～Ａ４のいずれかの反射光の強度が、閾値以上であるか否かを判定する。ステップＳ１００２において、いずれかの反射光の強度が、閾値以上であると判定した場合には（ステップＳ１００２においてＹｅｓの場合には）、ステップＳ１００５に進む。ステップＳ１００５において、判定部２３３は、表示装置１００の操作領域１１０に対する操作があったと判定する。

一方、ステップＳ１００２において、いずれの反射光の強度も、閾値以上でないと判定した場合には（ステップＳ１００２においてＮｏの場合には）、ステップＳ１００３に進む。ステップＳ１００３において、検知部９２０の生成部９２１は、第１の受光信号Ａ１～Ａ４から、第２の受光信号Ｂ１'～Ｂ３'を生成する。

ステップＳ１００４において、検知部９２０の判定部２３３は、生成した第２の受光信号Ｂ１'～Ｂ３'のいずれかの反射光の強度が、閾値以上であるか否かを判定する。ステップＳ１００４において、いずれかの反射光の強度が、閾値以上であると判定した場合には（ステップＳ１００４においてＹｅｓの場合には）、ステップＳ１００５に進む。ステップＳ１００５において、判定部２３３は、表示装置１００の操作領域１１０に対する操作があったと判定する。

一方、ステップＳ１００４において、いずれの反射光の強度も、閾値以上でないと判定した場合には（ステップＳ１００４においてＮｏの場合には）、ステップＳ１００６に進む。ステップＳ１００６において、投光制御部９１０は、検知処理を終了するか否かを判定する。

ステップＳ１００６において、検知処理を終了しないと判定した場合には（ステップＳ１００６においてＮｏの場合には）、ステップＳ１００１に戻る。一方、ステップＳ１００６において検知処理を終了すると判定した場合には（ステップＳ１００６においてＹｅｓの場合には）、検知処理を終了する。

＜まとめ＞
以上の説明から明らかなように、第２の実施形態に係る検知システムは、
・表示装置の操作領域に赤外線を投光する第１ＬＥＤ～第４ＬＥＤと、操作領域からの反射光を受光するＰＤとを有する。
・第１ＬＥＤ～第４ＬＥＤのうち、隣接するＬＥＤが異なるタイミングで赤外線を投光することで第１の受光信号を取得する。
・第１ＬＥＤ～第４ＬＥＤのうち、第１の受光信号における隣接するＬＥＤの受光信号を演算した結果に基づいて第２の受光信号を生成する。
・第１の受光信号及び第２の受光信号それぞれに基づき、操作領域に対する操作の有無を判定する。

このように、互いに補完する２種類の受光信号を用いて、操作の有無を判定することで、第２の実施形態によれば、照射光強度の低い照射位置での操作についても、安定して検知することができる。

この結果、第２の実施形態によれば、表示装置に対する操作を検知する検知システムにおいて、投光器の照射特性の影響を低減することができる。

［その他の実施形態］
上記第２の実施形態では、第２の受光信号Ｂ１'～Ｂ３'を生成するにあたり、第１の受光信号Ａ１とＡ２、Ａ２とＡ３、Ａ３とＡ４をそれぞれ足し合わせる構成とした。しかしながら、第２の受光信号Ｂ１'～Ｂ３'の生成方法はこれに限定されず、第１の受光信号について他の演算方法により相関をとることで、第２の受光信号Ｂ１'～Ｂ３'を生成してもよい。

例えば、第１の受光信号Ａ１と第１の受光信号Ａ２との加重平均、及び／または相乗平均、及び／または調和平均、及び／またはこれらの演算結果より、第２の受光信号Ｂ１'を生成してもよい。同様に、第１の受光信号Ａ２と第１の受光信号Ａ３との加重平均、及び／または相乗平均、及び／または調和平均、及び／またはこれらの演算結果より、第２の受光信号Ｂ２'を生成してもよい。同様に、第１の受光信号Ａ３と第１の受光信号Ａ４との加重平均、及び／または相乗平均、及び／または調和平均、及び／またはこれらの演算結果より、第２の受光信号Ｂ３'を生成してもよい。

また、上記第１及び第２の実施形態では、一周期ごとに、表示装置に対して操作が行われたか否かを判定する構成としたが、表示装置に対して操作が行われたか否かの判定方法はこれに限定されない。例えば、複数周期分の受光信号に基づいて、表示装置に対して操作が行われたか否かを、総合的に判定するように構成してもよい。

なお、上記実施形態に挙げた構成等に、その他の要素との組み合わせ等、ここで示した構成に本発明が限定されるものではない。これらの点に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更することが可能であり、その応用形態に応じて適切に定めることができる。

１００ ：表示装置
１１０ ：操作領域
１２０ ：非操作領域
１３０ ：近接検知装置
１３１～１３４ ：第１～第４の赤外線ＬＥＤ
１４０ ：ＰＤ
２００ ：検知システム
２１０ ：制御装置
２２０ ：投光制御部
２２１ ：第１制御部
２２２ ：第２制御部
２３０ ：検知部
２３１ ：第１取得部
２３２ ：第２取得部
２３３ ：判定部
９１０ ：投光制御部
９２０ ：検知部
９２１ ：生成部

Claims (7)

1. 表示装置の操作領域に投光する複数の投光器と、該操作領域からの反射光を受光する受光器と、を有する検知システムであって、
   前記複数の投光器のうち、隣接する第１の投光器と第２の投光器とが異なる投光タイミングで投光することで第１の受光信号を取得する取得部と、
   前記複数の投光器のうち、隣接する前記第１の投光器と第２の投光器とが投光した場合に取得される受光信号に基づき、第２の受光信号を生成する生成部と、
   前記第１の受光信号及び第２の受光信号それぞれに基づき、前記操作領域に対する操作の有無を判定する判定部と
   を有する検知システム。
2. 前記複数の投光器のうち、隣接する前記第１の投光器と第２の投光器とが異なる投光タイミングで投光するよう制御する第１制御部と、
   前記複数の投光器のうち、隣接する前記第１の投光器と第２の投光器とが同じ投光タイミングで投光するよう制御する第２制御部と
   を更に有する、請求項１に記載の検知システム。
3. 前記取得部は、前記異なる投光タイミングで投光された際の反射光を受光することで、前記第１の受光信号を取得し、
   前記生成部は、前記同じ投光タイミングで投光された際の反射光を受光することで取得される受光信号に基づき、前記第２の受光信号を生成する、請求項２に記載の検知システム。
4. 前記生成部は、
   前記同じ投光タイミングで投光された際の反射光を受光することで取得される受光信号を、前記第１の受光信号の最大値に基づいて補正することで、前記第２の受光信号を生成する、請求項３に記載の検知システム。
5. 前記複数の投光器のうち、隣接する前記第１の投光器と第２の投光器とが異なる投光タイミングで投光するよう制御する制御部を更に有する、請求項１に記載の検知システム。
6. 前記取得部は、前記異なる投光タイミングで投光された際の反射光を受光することで、前記第１の受光信号を取得し、
   前記生成部は、前記第１の投光器が投光することで取得される前記第１の受光信号と、前記第２の投光器が投光することで取得される前記第１の受光信号とを演算した結果に基づいて、前記第２の受光信号を生成する、請求項５に記載の検知システム。
7. 表示装置の操作領域に投光する複数の投光器と、該操作領域からの反射光を受光する受光器と、を有する検知システムにおける検知方法であって、
   前記複数の投光器のうち、隣接する第１の投光器と第２の投光器とが異なる投光タイミングで投光することで第１の受光信号を取得する取得工程と、
   前記複数の投光器のうち、隣接する前記第１の投光器と第２の投光器とが投光した場合に取得される受光信号に基づき、第２の受光信号を生成する生成工程と、
   前記第１の受光信号及び第２の受光信号それぞれに基づき、前記操作領域に対する操作の有無を判定する判定工程と
   を有する検知方法。

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