JP6593864B2

JP6593864B2 - 非接触型入力システム及び光入力装置

Info

Publication number: JP6593864B2
Application number: JP2015066881A
Authority: JP
Inventors: 幸司森下; 尚志野田; 勇介中尾
Original assignee: NEC Solution Innovators Ltd
Current assignee: NEC Solution Innovators Ltd
Priority date: 2015-03-27
Filing date: 2015-03-27
Publication date: 2019-10-23
Anticipated expiration: 2035-03-27
Also published as: JP2016186728A

Description

本発明は、光を利用して入力操作を行なうための非接触型入力システム、及びそれに用いる光入力装置に関する。

近年、食品の安全性を確保するため、食品製造会社においては、「ＨＡＣＣＰ（Hazard Analysis and Critical Control Point）」と呼ばれる食品の衛生管理方式が採用され始めている。ＨＡＣＣＰでは、原料の入荷、食品の製造、出荷といった各工程において、重要管理点が設定され、設定された重要管理点において監視及び記録が行なわれている。

また、重要管理点における記録は、通常、作業者による、キーボード等を介した入力操作、記録用紙への記録等によって行なわれる。但し、これらの操作を行なうためには、作業者において、手袋の着脱、手の消毒といった作業が必要となる。従って、重要管理点における記録は、作業者において煩わしい作業であり、却って作業効率を低下させる可能性がある。

このような問題を解決するため、例えば、非接触による入力操作を可能とするシステムが提案されている（例えば、非特許文献１参照。）。具体的には、非特許文献１に開示されているシステムは、ユーザの手元に赤外線を照射する赤外線光源と、天井に設置された２台の赤外線カメラと、コンピュータと、表示装置とで構成されている。

そして、この構成により、コンピュータは、赤外線カメラで撮影された画像に基づいて、ユーザの指の位置を検出することができる。よって、コンピュータは、ユーザが画面の前で指を上下左右に動かすと、検出した指の位置に応じて、画面上のカーソルを移動させる。また、ユーザが、指を前後に動かすと、コンピュータは、選択操作が行なわれたと判断する。

このように、非特許文献１に開示されたシステムによれば、ユーザは、入力装置等に接触することなく、入力操作を行なうことができるので、上述した問題を解決することができる。

株式会社竹中工務店「離れた所からディスプレイをクリックできる非接触型入力装置を開発「ハンドポインティングシステム」を「国際食品工業展」に出展」、[online]、１９９８年６月５日、竹中工務店、［２０１５年３月６日検索］、インターネット<URL:http://www.takenaka.co.jp/news/pr9806/m9806_02.htm>

しかしながら、上記非特許文献１に開示されたシステムには、まず、天井に赤外線カメラを設置する必要があり、導入にかかるコストが非常に大きいという問題がある。また、空間で操作を行なう必要があるため、作業者においては、空間のどこからどこまでが操作可能な範囲であるかを判別しにくいため、操作入力の確実性が低く、操作性が悪いという問題もある。

本発明の目的の一例は、上記問題を解消し、非接触の入力を実現する場合において、導入コストを抑制しつつ、操作入力の確実性を高めて操作性の向上を図り得る、非接触型入力システム、及び、それに用いられる光入力装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の一側面における非接触型入力システムは、
光入力装置と、受信装置とを備え、
前記光入力装置は、光源と、前記光源を操作者の頭部に装着するための取付部材と、を備え、
前記受信装置は、
前記光源から出射された光を受光する受光部と、前記受光部における受光に応じて信号を出力する信号出力部と、を備えている、
ことを特徴とする。

また、上記目的を達成するため、本発明の一側面における光入力装置は、
光源と、前記光源を操作者の頭部に直接又は間接的に装着するための取付部材と、を備えている、ことを特徴とすることを特徴とする。

以上のように、本発明によれば、非接触の入力を実現する場合において、導入コストを抑制しつつ、操作入力の確実性を高めて操作性の向上を図ることができる。

図１は、本発明の実施の形態における非接触型入力システム及び光入力装置の外観構成を示す斜視図である。図２は、本発明の実施の形態における非接触型入力システム及び光入力装置の構成を示すブロック図である。

（実施の形態）
以下、本発明の実施の形態における非接触型入力システム及び光入力装置について、図１〜図２を参照しながら説明する。

最初に、図１を用いて、本実施の形態における非接触型入力システム及び光入力装置の外観構成について説明する。図１は、本発明の実施の形態における非接触型入力システム及び光入力装置の外観構成を示す斜視図である。

図１に示すように、本実施の形態における非接触型入力システム１００は、光入力装置１０と、受信装置２０とを備えている。このうち、光入力装置１０は、光源１１と、取付部材１２とを備えている。取付部材１２は、光源１１を操作者３０の頭部に装着するために用いられている。また、受信装置２０は、光源１１から出射された光を受光する受光部２１と、受光部２１における受光に応じて信号を出力する信号出力部（図１において図示せず）とを備えている。

このように、本実施の形態では、操作者３０が、頭部に装着された光入力装置１０から受信装置２０に向けて光を出射すると、受信装置２０は、それを受光し、受光した光に応じて信号を出力する。つまり、操作者３０は、手を使わずに非接触で入力操作を行なうことができる。また、入力装置１０及び受信装置２０は小型で簡単な構造で実現できるため、導入コストの抑制が図られる。更に、操作者３０は、光源１１から出射された光のスポットにより、どの位置に光が照射されているかを把握できるので、操作入力の確実性が高められ、操作性の向上が図られる。

続いて、図１に加え、図２を用いて、本実施の形態における非接触型入力システム及び光入力装置の具体的構成について説明する。図２は、本発明の実施の形態における非接触型入力システム及び光入力装置の構成を示すブロック図である。

図２に示すように、光入力装置１０は、光源１１及び取付部材１２に加えて、センサユニット１３と、駆動部１４とを備えている。センサユニット１３は、光入力装置１０の傾き及び向きの一方又は両方を検出する。

具体的には、センサユニット１３は、３軸角速度センサと、３軸加速度センサと、３軸地磁気センサとを備え、これらによって、光入力装置１０の傾き及び向きを検出する。また、光入力装置１０は操作者３０の頭部に装着されるので、センサユニット１３によって検出される傾き及び向きは、頭部の傾き及び向きに相当する。

駆動部１４は、センサユニット１３によって検出された傾き及び向きに応じて、光源１１を駆動する。駆動部１４は、例えば、操作者３０が首を２回縦に振ると、光源１１の電源をオンにし、操作者３０が首を更に２回縦に振ると、光源１１をオフにする。

また、駆動部１４は、センサユニット１３によって検出された傾きから、光源１１の光軸の傾きを特定することができる。そして、駆動部１４は、特定した光軸の傾きが、水平を基準に設定された範囲内（略水平と言える範囲であり、例えば、上方５度から下方５度までの範囲内）にあるかどうかを判断することができる。この場合、駆動部１４は、光軸が設定された範囲内にあれば、光源１１に出射を停止させる。一方、駆動部１４は、光軸が設定された範囲を超えていれば、光源１１に光を出射させる。

つまり、光源１１の光軸の向きと操作者３０の顔の向きとが一致しているとすると、駆動部１４は、光源１１の電源がオンになっている状態で、操作者３０が顔を上方又は下方に向けている場合は、光源１１に光を出射させることができる。また、駆動部１４は、操作者３０が顔を水平方向に向けている場合は、光源１１に出射を停止させることができる。

このように、本実施の形態では、センサユニット１３と駆動部１４とにより、操作者３０は、手を使うことなく、首の傾き又は向きを変えることで、光入力装置１０を制御することができる。このため、操作性の向上が図られると共に、光入力装置１０から不必要に光が出射される事態が回避され、操作者間の安全が確保される。

なお、センサユニット１３は、光入力装置１０の傾きのみ又は向きのみを検出するものであっても良い。この場合は、駆動部１４は、傾きのみ、又は向きのみに基づいて、光源１１を駆動する。

また、本実施の形態において、光源１１としては、レーザー光を出射するレーザー光源が用いられる。但し、光源１１は、限定されず、指向性が確保された光を出射可能な光源であれば良い。

取付部材１２は、本実施の形態においては、弾性力によって頭部を挟み込む構造を備えているが、取付部材１２の構造は特に限定されるものではない。取付部材１２は、操作者３０の耳に引っ掛ける構造を有していても良いし、操作者３０のアイウェアに取り付けられる構造を有していても良い。

また、図１及び図２に示すように、本実施の形態では、受信装置２０は、複数の受光部２１と、表示部２２と、信号出力部２３とを備えている。また、これらは、筐体２０ａに収容されている。

受光部２１は、それぞれ、光入力装置１０から出射された光を受光すると、受光したことを示す信号を出力する。具体的には、受光部２１としては、フォトダイオードが挙げられ、フォトダイオードは、受光した光の強度に合わせてレベルが変化する電圧信号を出力する。従って、受光部２１としてフォトダイオードが用いられている場合は、受光部２１は、受光したことを示す信号として、レベルが設定値以上となった電圧信号を出力する。

また、各受光部２１は、受光面が筐体２０ａから露出するように配置されている。更に、各受光部２１には、操作が割当てられており、図１に示すように、筐体２０ａにおいて各受光部２１の傍には、割当てられた操作を示す記号が付与されている。

信号出力部２３は、受光部２１毎に異なる操作が割当てられているため、受光部２１毎に、受光に応じて、異なる信号を出力する。具体的には、信号出力部２３は、光入力装置１０からの光を受光した受光部２１から、受光したことを示す信号が送られてくると、この受光部２１に割当てられている操作を特定する信号を出力する。

また、本実施の形態では、図２に示すように、受信装置２０は、管理装置３０に接続されている。従って、信号出力部２３は、上述した操作を特定する信号を、計算機４０に出力する。

計算機４０は、出力されてきた信号によって特定される操作を受け付け、受け付けた操作に応じて、各種処理を実行する。また、計算機４０は、処理の内容に応じて、受信装置２０の表示部２２に、各種情報を表示させることができる。

計算機４０の具体例としては、食品の製造工程において管理に用いられるコンピュータが挙げられる。この場合、計算機４０は、例えば、表示部２２に、記録すべき事項、記録を促すメッセージ等を表示させる。また、表示部２２の具体例としては、液晶表示パネル等が挙げられる。

以上のように本実施の形態によれば、操作者３０は、手を使わずに、計算機４０に対して入力操作を行なうことができる。このため、本実施の形態における非接触型入力システム１００を、例えば食品の製造工程に用いれば、作業者は、手袋の着脱を行なうことなく、必要な記録を行なうことができる。また、本実施の形態における非接触型入力システム１００は、作業者が手を使わずに入力操作を行なう必要がある分野であれば、特に限定なく利用できる。

以上のように、本発明によれば、非接触の入力を実現する場合において、導入コストを抑制しつつ、操作入力の確実性を高めて操作性の向上を図ることができる。本発明は、特に、食品分野に有用である。

１０光入力装置
１１光源
１２取付部材
１３センサユニット
１４駆動部
２０受信装置
２１受光部
２２表示部
３０操作者
４０計算機

Claims

光源と、
前記光源を操作者の頭部に装着するための取付部材と、
傾き又は向き又はそれら両方を検出するセンサユニットと、
検出された前記傾き又は前記向き又はそれら両方により、前記操作者が顔を上方又は下方に向けていると判定した場合、前記光源を駆動し、前記操作者が顔を水平方向に向けていると判定した場合、前記光源の駆動を停止し、前記操作者間の安全を確保する駆動部とを有する、光入力装置と、
前記光源から出射された光を受光する受光部と、前記受光部における受光に応じて信号を出力する信号出力部とを有する、受信装置と、
を有することを特徴とする非接触型入力システム。
前記受信装置が、前記受光部を複数備えており、
前記信号出力部が、複数の前記受光部それぞれ毎に、受光に応じて、異なる信号を出力
する、
請求項１に記載の非接触型入力システム。
光源と、
前記光源を操作者の頭部に直接又は間接的に装着するための取付部材と、
傾き又は向き又はそれら両方を検出するセンサユニットと、
検出された前記傾き又は前記向き又はそれら両方を用いて、前記操作者が顔を上方又は下方に向けていると判定した場合、前記光源を駆動し、前記操作者が顔を水平方向に向けていると判定した場合、前記光源の駆動を停止し、前記操作者間の安全を確保する駆動部と、
を有することを特徴とする光入力装置。