JP6317699B2 - Position detection apparatus and position detection method - Google Patents
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Description
本発明は、指等の検出対象の位置を検出する位置検出装置及び位置検出方法に関する。 The present invention relates to a position detection device and a position detection method for detecting the position of a detection target such as a finger.
スマートウォッチ等の腕に装着して使用するデバイスが増えてきている。そのようなデバイスの一つとして、腕に装着されたデバイスから腕に画面を投影するタイプのデバイスが提案されている。更にそのようなデバイスから照射されるレーザによってユーザの指の位置を検出して、画面に対する操作を行うものが提案されている(例えば、非特許文献1参照)。 An increasing number of devices are attached to the wrist, such as smart watches. As one of such devices, a device of a type that projects a screen onto an arm from a device worn on the arm has been proposed. Further, a device that detects the position of the user's finger with a laser emitted from such a device and performs an operation on the screen has been proposed (see, for example, Non-Patent Document 1).
上記のような腕に画面を投影するタイプのデバイスにおいても、スマートフォン等でよく利用される操作が行えることが期待される。そのような操作として、例えば、ピンチイン、ピンチアウトといった複数の指によって行われる操作がある。上記の非特許文献1に示される技術によれば、ある指にレーザが当たるとその指の位置は検出できる。しかしながら、その指によってレーザが遮られることによって、そのレーザの光軸上においてレーザが当たった指の先にあるそれ以外の指にはレーザが当たらないこととなる。通常、上記のレーザは、腕に沿った方向に向けて照射される一方、操作を行うための指も腕に沿った箇所に位置することとなる。そのため、複数の指で操作を行う場合に、操作に係る指全てにレーザが当たらないおそれがある。指にレーザが当たらない場合、ユーザの複数の指の位置を把握することができないため、複数の指によって行われる操作を行うことができない。 It is expected that an operation often used in a smartphone or the like can be performed even in a device of a type that projects a screen onto the arm as described above. Examples of such operations include operations performed by a plurality of fingers such as pinch-in and pinch-out. According to the technique disclosed in Non-Patent Document 1, when a laser hits a certain finger, the position of the finger can be detected. However, since the laser is blocked by the finger, the other fingers at the tip of the finger hit by the laser on the optical axis of the laser do not hit the laser. Usually, the laser is emitted in a direction along the arm, and a finger for performing an operation is also located at a position along the arm. Therefore, when an operation is performed with a plurality of fingers, there is a possibility that the laser does not hit all the fingers related to the operation. When the laser is not applied to the finger, it is impossible to grasp the positions of the plurality of fingers of the user, and thus it is not possible to perform an operation performed with the plurality of fingers.
本発明は、以上の問題点を解決するためになされたものであり、ユーザに装着される位置検出装置において、複数の指等の検出対象を確実に検出することができる位置検出装置及び位置検出方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and in a position detection device worn by a user, a position detection device and position detection capable of reliably detecting detection targets such as a plurality of fingers. It aims to provide a method.
上記の目的を達成するために、本発明に係る位置検出装置は、互いに対向する位置でユーザに装着され、互いに対向する方向にレーザを照射する2つのレーザ照射手段と、2つのレーザ照射手段によって照射されたレーザそれぞれの反射波を検出する反射波検出手段と、反射波検出手段によって検出されたぞれぞれの反射波に基づいて、検出対象の位置を検出する位置検出手段と、を備える。 In order to achieve the above object, a position detection apparatus according to the present invention is mounted on a user at a position facing each other, and includes two laser irradiation means for irradiating a laser in a direction facing each other, and two laser irradiation means. A reflected wave detecting means for detecting the reflected wave of each of the irradiated lasers, and a position detecting means for detecting the position of the detection object based on each reflected wave detected by the reflected wave detecting means. .
本発明に係る位置検出装置では、互いに対向する位置から、互いに対向する方向にレーザが照射されて、検出対象の位置が検出される。従って、一方のレーザ照射手段からのレーザが1本の指等の検出対象のうちの一つに遮られたとしても、もう一方のレーザ照射手段からのレーザが、別の指等の別の検出対象に照射されて、当該別の検出対象の位置が検出される。これにより、本発明に係る位置検出装置によれば、複数の指等の検出対象を確実に検出することができる。 In the position detection device according to the present invention, the laser is irradiated from the mutually facing positions to the mutually facing directions, and the position of the detection target is detected. Therefore, even if the laser from one laser irradiation means is interrupted by one of the detection objects such as one finger, the laser from the other laser irradiation means detects another finger or the like. The target is irradiated and the position of the other detection target is detected. Thereby, according to the position detection apparatus which concerns on this invention, detection objects, such as a some finger | toe, can be detected reliably.
2つのレーザ照射手段は、ユーザの腕に装着され、検出対象は、ユーザの指である、こととしてもよい。この構成によれば、例えば、ユーザによる操作のためのユーザの指の位置を検出することができる。 The two laser irradiation means may be attached to the user's arm, and the detection target may be the user's finger. According to this configuration, for example, the position of the user's finger for an operation by the user can be detected.
位置検出手段は、反射波検出手段によって検出されたぞれぞれの反射波に基づいて、レーザの出射位置から検出対象までの距離を検出し、当該距離に基づいて、検出対象が複数あるか否かを検出することとしてもよい。この構成によれば、検出される検出対象が、1つなのか複数なのか、例えば、1本の指なのか2本の指なのかを検出することができる。即ち、適切な検出対象の位置の検出を行うことができる。 The position detection means detects the distance from the laser emission position to the detection target based on each reflected wave detected by the reflected wave detection means, and whether there are a plurality of detection targets based on the distance. It may be detected whether or not. According to this configuration, it is possible to detect whether the detection target to be detected is one or more, for example, one finger or two fingers. That is, it is possible to detect an appropriate position of the detection target.
2つのレーザ照射手段は、互いに異なる波長のレーザを照射することとしてもよい。この構成によれば、2つのレーザ照射手段から照射されるレーザ及び反射波の混同を防ぐことができ、検出対象を確実に検出することができる。 The two laser irradiation means may irradiate lasers having different wavelengths. According to this configuration, it is possible to prevent confusion between the laser beam and the reflected wave irradiated from the two laser irradiation units, and it is possible to reliably detect the detection target.
ところで、本発明は、上記のように位置検出装置の発明として記述できる他に、以下のように位置検出方法の発明としても記述することができる。これはカテゴリが異なるだけで、実質的に同一の発明であり、同様の作用及び効果を奏する。 By the way, the present invention can be described as the invention of the position detection apparatus as described above, and can also be described as the invention of the position detection method as follows. This is substantially the same invention only in different categories, and has the same operations and effects.
即ち、本発明に係る位置検出方法は、互いに対向する位置でユーザに装着される2つのレーザ照射手段を備える位置検出装置の動作方法である位置検出方法であって、2つのレーザ照射手段によって、互いに対向する方向にレーザを照射するレーザ照射ステップと、レーザ照射ステップにおいて照射されたレーザそれぞれの反射波を検出する反射波検出ステップと、反射波検出ステップにおいて検出されたぞれぞれの反射波に基づいて、検出対象の位置を検出する位置検出ステップと、を含む。 That is, the position detection method according to the present invention is a position detection method that is an operation method of a position detection apparatus including two laser irradiation means mounted on a user at positions facing each other, and the two laser irradiation means A laser irradiation step for irradiating lasers in directions opposite to each other, a reflected wave detection step for detecting a reflected wave of each of the lasers irradiated in the laser irradiation step, and each reflected wave detected in the reflected wave detection step And a position detecting step for detecting the position of the detection target based on the above.
本発明では、一方のレーザが1本の指等の検出対象のうちの一つに遮られたとしても、もう一方のレーザが、別の指等の別の検出対象に照射されて、当該別の検出対象の位置が検出される。これにより、本発明によれば、複数の指等の検出対象を確実に検出することができる。 In the present invention, even if one laser is blocked by one of the detection targets such as one finger, the other laser is irradiated to another detection target such as another finger, The position of the detection target is detected. Thereby, according to this invention, detection targets, such as a some finger | toe, can be detected reliably.
以下、図面と共に本発明に係る位置検出装置及び位置検出方法の実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面の寸法比率は、説明のものと必ずしも一致していない。 Hereinafter, embodiments of a position detection device and a position detection method according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. Further, the dimensional ratios in the drawings do not necessarily match those described.
図1に本実施形態に係る位置検出装置であるスマートデバイス(情報機器)10の外観を示す。スマートデバイス10は、例えば、ユーザによって、スマートフォンあるいはタブレット端末と同様に使用される(ユーザに対してスマートフォンあるいはタブレット端末と同様の機能を提供する)端末である。また、図1に示すようにスマートデバイス10は、ユーザの一方の腕Aの肘から手首までの部分(肘下)に装着されて用いられるウェアラブル端末である。
FIG. 1 shows an appearance of a smart device (information device) 10 that is a position detection apparatus according to the present embodiment. The
スマートデバイス10は、装着されたユーザの腕Aに画面Sを投影する。また、スマートデバイス10は、画面Sに対するユーザの操作を検出して、操作に応じた動作を行う。ユーザの操作は、通常、スマートデバイス10が装着されていない方の手の指Fによって行われる。また、この操作は、通常、スマートフォンあるいはタブレット端末が備えているタッチパネルに対する操作と同様の操作である。スマートデバイス10は、レーザによってユーザの指Fの位置を検出して、検出した位置に基づいて、ユーザの操作を特定する。即ち、スマートデバイス10は、以下に示す本実施形態に係る機能を備えている点を除いて、非特許文献1に示されるデバイスと同様の装置であってもよい。
The
スマートデバイス10は、それぞれユーザの腕Aに装着される第1レーザ照射部110、第2レーザ照射部120及び接続部材130を備える。第1レーザ照射部110及び第2レーザ照射部120は、概ね、ユーザの腕Aの形状に応じたリング状の形状をしており、ユーザの腕Aに装着できるようになっている。また、第1レーザ照射部110は、ユーザの腕Aの手首側に設けられ、第2レーザ照射部120は、ユーザの腕Aの肘側に設けられる。即ち、第1レーザ照射部110と、第2レーザ照射部120とは、互いに対向する位置かつ所定の間隔をあけてユーザの腕Aに装着される。この間隔は、画面Sを投影し、また、ユーザの指で操作するためのものである。即ち、第1レーザ照射部110と、第2レーザ照射部120とは、検出対象であるユーザの指Fが位置できる間隔でユーザの腕Aに装着される。この間隔は、具体的には、通常のスマートフォンの画面サイズと同様の5インチ程度の間隔である。
The
第1レーザ照射部110と、第2レーザ照射部120とは、それらを接続する棒状の接続部材130の両端に固定されている。これにより、第1レーザ照射部110と、第2レーザ照射部120との位置関係は、予め定まる。図1に示すように、接続部材130は、ユーザに装着された際にユーザの腕Aに沿って位置する。なお、第1レーザ照射部110と、第2レーザ照射部120とは、それぞれ位置決めされてユーザの腕Aに装着されればよく、必ずしも接続部材130によって互いに接続されている必要はない。
The 1st
引き続いて、本実施形態に係るスマートデバイス10を構成する第1レーザ照射部110及び第2レーザ照射部120の機能及び構成について、詳細に説明する。図2に示すように、第1レーザ照射部110は、レーザ照射部111と、反射波検出部112と、距離算出部113と、照射部間通信部114と、位置演算部115とを備える。第2レーザ照射部120は、レーザ照射部121と、反射波検出部122と、距離算出部123と、照射部間通信部124とを備える。なお、第1レーザ照射部110及び第2レーザ照射部120は、上記の機能部以外にも、これらの機能部全体を統括する制御部(図示せず)を備える。また、第1レーザ照射部110及び第2レーザ照射部120は、スマートデバイス10が、スマートフォンあるいはタブレット端末と同様の機能を実現するための機能部(図示せず)も備える。例えば、第1レーザ照射部110及び第2レーザ照射部120の何れかに、上述した画面Sを投影する画面投影部を備えていてもよい。
Subsequently, functions and configurations of the first
第1レーザ照射部110のレーザ照射部111及び第2レーザ照射部120のレーザ照射部121は、レーザを照射するレーザ照射手段である。図1及び図3に示すように、レーザ照射部111は、レーザL1(レーザL11,L12,L13の総称)を照射(出射、発射)する。レーザ照射部121は、レーザL2(レーザL21,L22,L23の総称)を照射する。レーザ照射部111によるレーザL1の照射方向は、ユーザの腕Aに沿って第2レーザ照射部120に向かう方向である。レーザ照射部121によるレーザL2の照射方向(レーザL1,L2の光軸方向)は、ユーザの腕Aに沿って第1レーザ照射部110に向かう方向である。
The
即ち、レーザ照射部111及びレーザ照射部121は、互いに対向する方向にレーザを照射する。また、図1及び図3に示すようにレーザ照射部111及びレーザ照射部121は、複数のレーザL(レーザL11,L12,L13,L21,L22,L23の総称、あるいはそれらの何れか)を照射する。なお、本実施形態では、3つずつのレーザLを照射するとしているが、3つ以外の数のレーザLを照射することとしてもよい。レーザLの出射位置は、リング状の形状の周方向に、即ち、ユーザの腕Aの周方向に沿って一定の間隔で並んでいる。このように複数のレーザLを照射することで、レーザLが照射される上記の周方向の位置毎に指Fの位置(レーザLの光軸方向の位置)を検出することができる。但し、レーザ照射部111及びレーザ照射部121は、少なくとも一つのレーザLを照射するものであればよい。
That is, the
また、レーザ照射部111から照射される複数のレーザL1それぞれは、レーザ照射部121から照射される複数のレーザL2それぞれに対応付けられている。即ち、レーザ照射部111からのレーザL1とレーザ照射部121からのレーザL2とでペアになっている。具体的には、レーザL11とレーザL21とが、レーザL12とレーザL22とが、レーザL13とレーザL23とが、それぞれペアとなっている。第1レーザ照射部110と、第2レーザ照射部120とは、上述した接続部材130で固定されており、互いの位置関係は予め定まっている。これにより、ペアとなったレーザL1,L2の光軸が同じ位置になっている。即ち、レーザL1,L2が出射される位置が、当該レーザL1,L2の光軸上(一直線上)に位置する。なお、図3では、分かりやすくするためペアとなったレーザL1,L2の光軸をずらして描いている。各レーザ照射部110,120では、レーザ(レーザの出射位置)L毎にレーザIDが予め設定されて記憶されており、当該レーザIDのペアが記憶されている。レーザIDは、例えば、レーザL11,L12,L13については、それぞれNo.A1,No.A2,No.A3とされ、レーザL21,L22,L23については、それぞれNo.B1,No.B2,No.B3とされる。
Further, each of the plurality of lasers L1 irradiated from the
レーザ照射部111と、レーザ照射部121とは、互いに異なる波長のレーザを照射する。これは、レーザL1,L2の混同を防ぐためである。更に、一つのレーザ照射部111,121から照射される複数のレーザL1,L2間でもレーザの波長を異なるものとしてもよい。
The
レーザ照射部111及びレーザ照射部121は、ユーザの指Fを検出する際に、例えば、一定の時間間隔、かつ同じタイミングでレーザを照射する。レーザ照射部111及びレーザ照射部121は、レーザを照射したタイミングで距離算出部113及び距離算出部123にそれぞれその旨を通知する。レーザ照射部111,121は、位置検出用の従来のレーザ照射装置を用いて実現することができる。
When the
第1レーザ照射部110の反射波検出部112は、レーザ照射部111によって照射されたレーザL1の反射波を検出する反射波検出手段である。また、第2レーザ照射部120の反射波検出部122は、レーザ照射部121によって照射されたレーザL2の反射波を検出する反射波検出手段である。レーザ照射部111,121によって照射されたレーザは、ユーザの指Fによって反射されて反射波となる。反射波検出部112及び反射波検出部122は、レーザ照射部111及びレーザ照射部121によって照射されたレーザL毎に、当該レーザLの出射位置(の近傍)において反射波を受信することで反射波を検出する。
The reflected
反射波検出部112及び反射波検出部122は、それぞれ反射波を検出したら距離算出部113及び距離算出部123にその旨を通知する。反射波検出部112及び反射波検出部122は、位置検出用の従来のレーザの反射波を検出する反射波検出装置を用いて実現することができる。
When the reflected
距離算出部113及び距離算出部123は、反射波検出部112及び反射波検出部122によって検出されたぞれぞれの反射波に基づいて、レーザLの出射位置、即ち、第1レーザ照射部110及び第2レーザ照射部120から検出対象である指Fまでの距離(直線距離)を検出する。即ち、距離算出部113及び距離算出部123は、反射波に基づいて、検出対象である指Fの位置を検出する位置検出手段の一機能である。なお、検出されるユーザの指Fの位置は、レーザLの光軸上の位置(指FによってレーザLが反射された位置)かつ第1レーザ照射部110又は第2レーザ照射部120の位置に対する相対的な位置である。
The
距離算出部113及び距離算出部123は、レーザ照射部111及びレーザ照射部121から、レーザが照射(出射)されたタイミングで通知を受ける。距離算出部113及び距離算出部123は、当該通知を受けたタイミングでタイマを起動させる。また、距離算出部113及び距離算出部123は、反射波検出部112及び反射波検出部122から反射波が検出されたタイミングで通知を受ける。距離算出部113及び距離算出部123は、当該通知を受けたタイミングまでのタイマのカウントから、レーザが照射(出射)されてから反射波が検出されるまでの時間を測定(算出)する。
The
距離算出部113及び距離算出部123は、その時間に基づいて距離を算出(推定)する。距離の算出は、レーザID毎に行われる。距離算出部113は、第1レーザ照射部110から出射されるレーザL1に基づいて、第1レーザ照射部110からの距離を算出する。距離算出部123は、第2レーザ照射部120から出射されるレーザL2に基づいて、第2レーザ照射部120からの距離を算出する。時間から距離の算出(推定)は、従来の技術により行うことができる。
The
距離算出部113は、算出したレーザID毎の距離を示す情報を位置演算部115に出力する。距離算出部123は、算出したレーザID毎の距離を示す情報を照射部間通信部124に出力する。距離算出部113及び距離算出部123は、タイマが予め設定された時間をカウントするまで、反射波検出部112及び反射波検出部122からの通知を受けなかった場合、距離を算出しない。予め設定された時間は、指Fの位置検出におけるタイムアウト時間であり、指Fの位置検出の目的に応じて適宜設定される。その場合、距離算出部113及び距離算出部123は、それぞれ、距離を示す情報に代えて、距離が算出されなかった旨の情報を位置演算部115及び照射部間通信部124に出力する。
The
照射部間通信部114及び照射部間通信部124は、第1レーザ照射部110と第2レーザ照射部120との間で情報の送受信を行う手段である。照射部間通信部114及び照射部間通信部124は、例えば、Bluetooth(登録商標)等の従来の近距離無線通信によって情報の送受信を行う。あるいは、照射部間通信部114及び照射部間通信部124は、例えば、接続部材130内に設けられたケーブルを用いて有線によって情報の送受信を行う。
The irradiation
第2レーザ照射部120の照射部間通信部124は、距離算出部123から、レーザID毎の距離を示す情報が入力されると、その情報を第1レーザ照射部110に送信する。第1レーザ照射部110では、照射部間通信部114がその情報を受信する。照射部間通信部114は、受信した情報を位置演算部115に出力する。照射部間通信部124に、距離が算出されなかった旨が入力された場合も、上記と同様に位置演算部115まで情報を中継する。
If the information which shows the distance for every laser ID is input from the
位置演算部115は、距離算出部113及び距離算出部123によって算出されたレーザID毎の距離に基づいて、検出対象である指Fの位置を検出する。即ち、位置演算部115は、反射波に基づいて、検出対象である指Fの位置を検出する位置検出手段の一機能である。位置演算部115は、検出対象である指Fの位置検出において、検出対象の指Fが複数あるか否かを検出する。位置演算部115は、具体的には、以下のように指Fの位置を検出する。
The
位置演算部115は、レーザIDのペア毎に指Fの位置を検出する。即ち、レーザIDによって示されるレーザLの光軸上のどの位置に指Fが位置しているかを検出する。位置演算部115には、予め検出最遠距離が設定されて記憶されている。図3に示すように、検出最遠距離Dは、検出対象を検出可能とする、第1レーザ照射部110又は第2レーザ照射部120からの距離である。これは、レーザを出射したレーザ照射部110,120とは反対側のレーザ照射部110,120でレーザLが反射する場合と、検出対象でレーザLが反射する場合とを判別するためのものである。検出最遠距離Dの設定により、図1及び図3に示すように、検出対象を検出可能な検出範囲(検出領域)Rが定まる。検出最遠距離Dは、第1レーザ照射部110と第2レーザ照射部120との間隔よりも短くされる。例えば、上述したように当該間隔を5インチ程度とした場合には、検出最遠距離Dは4.8インチとされる。
The
以下の説明では、距離算出部113から位置演算部115に入力された情報によって示される距離、即ち、第1レーザ照射部110から指Fまでの距離を距離Aとする。また、照射部間通信部114から位置演算部115に入力された情報によって示される距離、即ち、第2レーザ照射部120から指Fまでの距離を距離Bとする。
In the following description, the distance indicated by the information input from the
位置演算部115は、距離算出部113及び照射部間通信部114の何れかから、距離が算出されなかった旨の情報を入力した場合には、指Fは検出範囲R外と判定する。これは、反射波検出部112及び反射波検出部122の少なくとも何れかにおいて、反射波が検出されない場合である。
The
位置演算部115は、予め設定された時間が経過するまでに距離算出部113及び照射部間通信部114の両方から距離を示す情報を入力すると、距離A<検出最遠距離Dかつ、距離B<検出最遠距離Dを満たすか否かを判断する。当該条件を満たさないと判断した場合、位置演算部115は、指Fは検出範囲R外と判定する。
When the
当該条件を満たすと判断した場合、続いて、位置演算部115は、指Fは検出範囲R内と判定し、引き続いて、第1レーザ照射部110と第2レーザ照射部120との間隔である照射部間距離−(距離A+距離B)<閾値を満たすか否かを判断する。照射部間距離と、閾値とは、予め位置演算部115に記憶されている。この判断は、検出対象の指Fが1本であるか、2本(複数)であるか否かを判断(識別)するものであり、閾値はそれに応じて設定される。例えば、閾値は、1本の指Fの幅よりも大きく、2本の指が並べられた幅よりも小さい値とされ、具体的には5cmとされる。上記の条件の左辺である、照射部間距離−(距離A+距離B)は、レーザL1とレーザL2とが指Fによって遮られる間隔である。図4に、当該間隔Gを示す。図4(a)に示すように、2本の指Fが、第1レーザ照射部110と第2レーザ照射部120との間に位置している場合には、上記の間隔Gは、閾値よりも大きくなる。一方、図4(b)に示すように、1本の指Fが、第1レーザ照射部110と第2レーザ照射部120との間に位置している場合には、上記の間隔Gは、閾値よりも小さくなる。
If it is determined that the condition is satisfied, then the
当該条件を満たさないと判断した場合、位置演算部115は、指Fが2本あると判定する。一方で、当該条件を満たすと判断した場合、位置演算部115は、指Fが1本あると判定する。
If it is determined that the condition is not satisfied, the
位置演算部115は、判定結果と、当該判定結果に応じた指Fの位置とを示す情報を出力する。位置演算部115は、指Fは検出範囲R外と判定した場合、その旨の情報(検出せずを示す情報)のみを出力し、指Fの位置は出力しない。位置演算部115は、指Fが2本あると判定した場合、及び2本の指Fの位置を示す情報として距離A及び距離Bを示す情報を出力する。位置演算部115は、指Fが1本あると判定した場合、更に距離A<距離Bを満たすか否かを判断する。当該条件を満たすと判断した場合、位置演算部115は、1本の指Fの位置を示す情報として距離Aを示す情報を出力する。一方で、当該条件を満たさないと判断した場合、位置演算部115は、1本の指Fの位置を示す情報として距離Bを示す情報を出力する。これは、より精度の高い測位結果として、より指Fに近い方の距離を出力として採用したものである。また、この出力は、レーザIDのペア毎に、例えば、レーザIDのペアに対応付けて行われる。
The
当該出力は、例えば、スマートデバイス10内の、ユーザの指Fの位置から、ユーザの操作を検出して、操作に応じた動作を行う機能部(モジュール)に対して行われる。この出力が時系列に連続的に行われて、当該機能部において、当該時系列の指Fの位置からユーザの操作が判断されて、当該操作に応じた動作が実行される。なお、出力は、上記以外の機能部や別の装置に対して行われてもよい。
For example, the output is performed on a functional unit (module) that detects a user operation from the position of the user's finger F in the
なお、本実施形態では、位置演算部115は、第1レーザ照射部110が備えられているものとしたが、第2レーザ照射部120が備えていてもよい。その場合、本実施形態で説明した機能配置が、第1レーザ照射部110と第2レーザ照射部120とで逆になる。以上が、本実施形態に係るスマートデバイス10を構成する第1レーザ照射部110及び第2レーザ照射部120の機能及び構成である。
In the present embodiment, the
図5に本実施形態に係るスマートデバイス10を構成する第1レーザ照射部110及び第2レーザ照射部120のハードウェア構成を示す。図3に示すように第1レーザ照射部110及び第2レーザ照射部120は、CPU(Central Processing Unit)201、主記憶装置であるRAM(RandomAccess Memory)202及びROM(Read Only Memory)203、レーザ照射装置204、並びに反射波検出装置205、並びに通信モジュール206のハードウェアを備える装置(デバイス)として構成される。上記のハードウェアのうち、レーザ照射装置204は、上述したレーザ照射部111,121を実現するために用いられる装置である。反射波検出装置205は、上述した反射波検出部112,122を実現するために用いられる装置である。また、第1レーザ照射部110及び第2レーザ照射部120は、スマートフォンあるいはタブレット端末と同様の機能を実現するための機能部を実現するために必要なハードウェアを備えている。これらの構成要素がプログラム等により動作することにより、上述した第1レーザ照射部110及び第2レーザ照射部120の機能が発揮される。以上が、本実施形態に係るスマートデバイス10の構成である。
FIG. 5 shows a hardware configuration of the first
引き続いて、図6のフローチャートを用いて、本実施形態に係るスマートデバイス10で実行される処理(スマートデバイス10の動作方法)である位置検出方法を説明する。上述したように以下の処理は、レーザIDのペア毎に行われる。
Subsequently, a position detection method which is a process (an operation method of the smart device 10) executed by the
本処理では、まず、第1レーザ照射部110及び第2レーザ照射部120それぞれにおいて、レーザ照射部111及びレーザ照射部121によってレーザLが照射される(S01、レーザ照射ステップ)。レーザが照射されると、レーザ照射部111及びレーザ照射部121から、距離算出部113及び距離算出部123に通知される。
In this process, first, in each of the first
通知を受けた距離算出部113及び距離算出部123では、タイマが起動される(S02、位置検出ステップ)。一方、レーザ照射部111及びレーザ照射部121によって照射されたレーザLが、検出対象の指Fに当たり反射すると、反射波検出部112及び反射波検出部122によって反射波が受信されて検出される。
In the
タイマが予め設定された時間をカウントするまでに、反射波検出部112及び反射波検出部122の少なくとも何れかによって、反射波が受信されず検出されない場合(S03のNO)、距離算出部113及び距離算出部123の少なくとも何れかから、距離が算出されなかった旨の情報が出力される。距離算出部113からの当該情報は直接、距離算出部123からの当該情報は照射部間通信部124及び照射部間通信部114を介して、位置演算部115に入力される。この場合、位置演算部115によって、指Fは検出範囲R外と判定され、指Fの位置が検出されたなった旨が出力されて(S04、位置検出ステップ)、本処理が終了する。
When the reflected wave is not received and detected by at least one of the reflected
タイマが予め設定された時間をカウントするまでに、反射波検出部112及び反射波検出部122の両方において、反射波が受信され検出された場合(S03のYES、反射波検出ステップ)、その旨がそれぞれ距離算出部113及び距離算出部123に通知される。続いて、距離算出部113及び距離算出部123によって、当該通知を受けたタイミングまでのタイマのカウントから、レーザが照射(出射)されてから反射波が検出されるまでの時間が測定される(S05、位置検出ステップ)。
If the reflected wave is received and detected by both the reflected
続いて、距離算出部113及び距離算出部123によって、その時間に基づいて、それぞれ距離A及び距離Bが算出され、出力される(S06、位置検出ステップ)。距離算出部113からの距離Aを示す情報は直接、距離算出部123からの距離Bを示す情報は照射部間通信部124及び照射部間通信部114を介して、位置演算部115に入力される。
Subsequently, the
続いて、位置演算部115によって、距離A<検出最遠距離Dかつ、距離B<検出最遠距離Dを満たすか否かが判断される(S07、位置検出ステップ)。当該条件を満たさないと判断された場合(S07のNO)、位置演算部115によって、指Fは検出範囲R外と判定され、指Fの位置が検出されたなった旨が出力されて(S04、位置検出ステップ)、本処理が終了する。
Subsequently, the
S07の条件を満たすと判断された場合(S07のYES)、続いて、位置演算部115によって、照射部間距離−(距離A+距離B)<閾値を満たすか否かが判断される(S08、位置検出ステップ)。当該条件を満たさないと判断された場合(S07のNO)、位置演算部115によって、指Fが2本あると判定され、2本の指Fの位置を示す情報として距離A及び距離Bを示す情報が出力されて(S09、位置検出ステップ)、本処理が終了する。
When it is determined that the condition of S07 is satisfied (YES in S07), the
S08の条件を満たすと判断された場合(S08のYES)、続いて、位置演算部115によって、距離A<距離Bを満たすか否かが判断される(S10、位置検出ステップ)。当該条件を満たすと判断された場合(S10のYES)、位置演算部115によって、指Fが1本あると判定され、1本の指Fの位置を示す情報として距離Aを示す情報が出力されて(S11、位置検出ステップ)、本処理が終了する。S10の条件を満たさないと判断された場合(S10のNO)、位置演算部115によって、指Fが1本あると判定され、1本の指Fの位置を示す情報として距離Bを示す情報が出力されて(S12、位置検出ステップ)、本処理が終了する。
When it is determined that the condition of S08 is satisfied (YES in S08), the
上記の指Fの位置検出結果の出力は、例えば、スマートデバイス10における、ユーザの操作を検出して、操作に応じた動作を行う機能部に対して行われる。この出力が時系列に連続的に行われて、当該機能部において、当該時系列の指Fの位置からユーザの操作が判断されて、当該操作に応じた動作が実行される。例えば、図6のフローチャートに示す処理が、一定の時間間隔で繰り返し行われることで、時系列の指Fの位置が検出されて、これからユーザの操作に相当する、指Fの動作が検出される。スマートデバイス10では、当該ユーザの操作に応じた動作(機能)が実行される。以上が、本実施形態に係るスマートデバイス10で実行される処理である。
The output of the position detection result of the finger F is performed, for example, on a functional unit that detects a user operation in the
上述したように本実施形態では、互いに対向する位置から、互いに対向する方向にレーザLが照射されて、検出対象である指Fの位置が検出される。一方、非特許文献1に示されたデバイスでは、本実施形態とは異なり、一方向からしかレーザが照射されない。例えば、本実施形態の第2レーザ照射部120の位置からしかレーザが照射されない。この場合、例えば、図1に示すように、右側の指Fに遮られて左側の指FにはレーザLが当たらない。しかしながら、本実施形態では、第1レーザ照射部110及び第2レーザ照射部120によって両方向からレーザLを照射しているため、一方のからのレーザLが1本の指Fに遮られたとしても、もう一方からのレーザLが、別の指Fに照射されて、当該別の指Fの位置が検出される。これにより、本実施形態によれば、複数の指Fを確実に検出することができる。
As described above, in the present embodiment, the laser L is irradiated from the positions facing each other in the direction facing each other, and the position of the finger F that is the detection target is detected. On the other hand, unlike the present embodiment, the device disclosed in Non-Patent Document 1 irradiates laser only from one direction. For example, the laser is irradiated only from the position of the second
また、本実施形態のように、本発明に係る位置検出装置は、ユーザの腕Aに装着され、ユーザの指Fを検出して、指Fの位置を操作に用いるスマートデバイス10のような装置とすることとしてもよい。この構成によれば、例えば、ユーザによる操作のためのユーザの指Fの位置を検出することができる。これにより、通常、スマートフォンでよく利用されるピンチイン、ピンチアウトといった複数の指によって行われる柔軟な操作を確実に行うことができ、操作性の高いスマートデバイス10を実現することができる。但し、位置の検出態様を必ずしも指Fとする必要はなく、指F以外の任意のものを検出対象とすることとしてもよい。また、本発明に係る位置検出装置は、必ずしも上記のようなユーザの腕Aに装着されるスマートデバイス10である必要はない。ユーザの何れか箇所に、何らかの検出対象の位置を検出するものであれば、任意の装置に対して本発明を適用することができる。
Further, as in the present embodiment, the position detection apparatus according to the present invention is an apparatus such as the
また、本実施形態のように検出対象が複数あるか否かを検出することとしてもよい。この構成によれば、検出される検出対象が、1つなのか複数なのか、例えば、1本の指Fなのか2本の指Fなのかを検出することができる。即ち、適切な検出対象の位置の検出を行うことができる。これにより、例えば、本実施形態のスマートデバイス10のような装置において、複数の指Fを用いたユーザの操作を確実に実現することができる。
Moreover, it is good also as detecting whether there exist multiple detection objects like this embodiment. According to this configuration, it is possible to detect whether the detection target to be detected is one or more, for example, one finger F or two fingers F. That is, it is possible to detect an appropriate position of the detection target. Thereby, for example, in an apparatus such as the
また、本実施形態のように第1レーザ照射部110及び第2レーザ照射部120から照射されるレーザLは、互いに異なる波長のレーザLであることとしてもよい。この構成によれば、第1レーザ照射部110及び第2レーザ照射部120から照射されるレーザL及び反射波の混同を防ぐことができ、検出対象を確実に検出することができる。
Moreover, the laser L irradiated from the first
10…スマートデバイス、110…第1レーザ照射部、111…レーザ照射部、112…反射波検出部、113…距離算出部、114…照射部間通信部、115…位置演算部、120…第2レーザ照射部、121…レーザ照射部、122…反射波検出部、123…距離算出部、124…照射部間通信部、201…CPU、202…RAM、203…ROM、204…レーザ照射装置、205…反射波検出装置、206…通信モジュール、130…接続部材。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記2つのレーザ照射手段によって照射されたレーザそれぞれの反射波を検出する反射波検出手段と、
前記反射波検出手段によって検出されたぞれぞれの反射波に基づいて、検出対象の位置を検出する位置検出手段と、
を備える位置検出装置。 Two laser irradiation means mounted on the user at positions facing each other and irradiating a laser in a direction facing each other;
Reflected wave detection means for detecting reflected waves of the respective lasers irradiated by the two laser irradiation means;
Position detecting means for detecting the position of the detection object based on each reflected wave detected by the reflected wave detecting means;
A position detection device comprising:
前記検出対象は、前記ユーザの指である、請求項1に記載の位置検出装置。 The two laser irradiation means are mounted on the user's arm,
The position detection apparatus according to claim 1, wherein the detection target is a finger of the user.
前記2つのレーザ照射手段によって、互いに対向する方向にレーザを照射するレーザ照射ステップと、
前記レーザ照射ステップにおいて照射されたレーザそれぞれの反射波を検出する反射波検出ステップと、
前記反射波検出ステップにおいて検出されたぞれぞれの反射波に基づいて、検出対象の位置を検出する位置検出ステップと、
を含む位置検出方法。 A position detection method which is an operation method of a position detection apparatus including two laser irradiation means mounted on a user at positions facing each other,
A laser irradiation step of irradiating a laser in a direction facing each other by the two laser irradiation means;
A reflected wave detecting step of detecting a reflected wave of each of the lasers irradiated in the laser irradiation step;
A position detecting step for detecting a position of a detection target based on each reflected wave detected in the reflected wave detecting step;
A position detection method including:
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