(57)【要約】【課題】誤検出を防止して、移動方向の検出精度を向上させたポインティングデバイスを提供する。【解決手段】ポインティングデバイスは、対象物体との距離に応じて信号を出力する複数の第１のセンサを有し、前記複数の第１のセンサにより前記対象物体の位置を示す位置信号を出力する位置検出部と、前記対象物体との距離に応じて信号を出力する第２のセンサを有し、該第２のセンサが出力する信号と、定められた閾値電圧とを比較して前記対象物体が近接しているか否かを検出する近接検出部と、前記位置検出部が出力する位置信号の変化から移動方向及び移動量を検出し、前記近接検出部が前記対象物体の近接を検出した場合、検出した前記移動方向及び前記移動量を出力する信号処理回路とを具備する。【選択図】図１
2010211789.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物体との距離に応じて信号を出力する複数の第１のセンサを有するセンサ部を備え、該センサ部が出力する信号を前記対象物体の位置を示す位置信号として出力する位置検出部と、
前記対象物体との距離に応じて信号を出力する第２のセンサを有し、該第２のセンサが出力する信号と、定められた閾値電圧とを比較して前記対象物体が近接しているか否かを検出する近接検出部と、
前記位置検出部が出力する位置信号の変化から移動方向及び移動量を検出し、前記近接検出部が前記対象物体の近接を検出した場合、検出した前記移動方向及び前記移動量を出力する信号処理回路と
を具備することを特徴とするポインティングデバイス。
【請求項２】
前記近接検出部が前記対象物体の近接を検出するとき、前記位置検出部が出力する位置信号の電圧は、単調増加、あるいは、単調減少する
ことを特徴とする請求項１に記載のポインティングデバイス。
【請求項３】
前記複数の第１のセンサは、１列に並べて配置され、
前記第２のセンサは、少なくとも２つの前記第１のセンサの間に配置される
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のポインティングデバイス。
【請求項４】
前記複数の第１のセンサは、第１の方向の列と、該第１の方向の列に交差する第２の方向の列とそれぞれに配置され、
前記第２のセンサは、前記第１の方向の列と前記第２の方向の列とが交差する点に配置され、
前記位置検出部は、前記第１の方向と前記第２の方向とそれぞれに対して前記位置信号を出力する
ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のポインティングデバイス。
【請求項５】
前記信号処理回路が、前記位置検出部の出力する信号と、前記第２のセンサが出力する信号とに基づいて、前記第１のセンサが配置されている方向に対する垂直方向における移動方向及び移動量を検出する
ことを特徴とする請求項３又は請求項４に記載のポインティングデバイス。
【請求項６】
前記信号処理回路が、
前記位置検出部の出力する信号の絶対値を算出して前記第２のセンサの出力する信号と加算による信号の合成を行う位置信号合成部と、
前記位置信号合成部により合成された信号のレベルに基づいて前記第１のセンサが配置されている方向に対して垂直方向における移動方向及び移動量を検出する位置判定部と
を備える
ことを特徴とする請求項５に記載のポインティングデバイス。
【請求項７】
前記第２のセンサの検出範囲と、該検出範囲付近との温度を計測する温度センサを備え、
前記温度センサが計測した温度に応じて、前記閾値電圧を設定する
ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のポインティングデバイス。
【請求項８】
前記第１のセンサ及び前記第２のセンサは、いずれか一方、あるいは、両方が前記対象物体から放射される遠赤外線を検出した量に応じた信号を出力する
ことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のポインティングデバイス。
【請求項９】
前記センサ部は、
前記複数の第１のセンサとして、逆方向に直列接続された２つのサーモパイルを有する
ことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のポインティングデバイス。
【請求項１０】
前記センサ部は、
前記複数の第１のセンサとして、２つの基準電位点間に直列接続された２つのボロメータを有し、
前記２つのボロメータ間の接続点の電位を出力とする
ことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のポインティングデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポインティングデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータなどの各種デジタル機器の座標入力装置、いわゆる、ポインティングデバイスのうち、動作不良の原因になる可動部分がなく非接触入力が可能なポインティングデバイスがある。このようなポインティングデバイスの一例として、赤外線センサを用いたものがある（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３５０９４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の赤外線センサを用いたポインティングデバイスでは、常に遠赤外線を検出しているので、ユーザがカーソル（ポインタ）を動かす方向を入力するために、赤外線センサの検出範囲に人の手や指などを移動させると、人の手や指などから放射される遠赤外線を検出して、ユーザの意図したポインタの移動を入力する前に、ユーザの意図しないポインタの移動が生じてしまう。また、ユーザが意図したポインタの移動方向を入力した後、赤外線センサの検出範囲から人の手や指などを移動させる際にも、人の手や指から放射される遠赤外線を赤外線センサが検出することにより、ユーザの意図しないポインタの移動が生じてしまう。上述のポインティングデバイスでは、これらの誤検出を発生させずに、ユーザが意図したポインタの移動のみを入力することが難しいという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記問題を解決すべくなされたもので、その目的は、誤検出を防止して、移動方向の検出精度を向上させたポインティングデバイスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）上記問題を解決するために、本発明は、対象物体との距離に応じて信号を出力する複数の第１のセンサを有するセンサ部を備え、該センサ部が出力する信号を前記対象物体の位置を示す位置信号として出力する位置検出部と、前記対象物体との距離に応じて信号を出力する第２のセンサを有し、該第２のセンサが出力する信号と、定められた閾値電圧とを比較して前記対象物体が近接しているか否かを検出する近接検出部と、前記位置検出部が出力する位置信号の変化から移動方向及び移動量を検出し、前記近接検出部が前記対象物体の近接を検出した場合、検出した前記移動方向及び前記移動量を出力する信号処理回路とを具備することを特徴とするポインティングデバイスである。
これによって、近接検出部を設ける構成により、対象物体の移動を検出する範囲を限定したので、対象物体の移動方向の検出及び移動量の誤検出を防ぐことができる。
【０００７】
（２）また、本発明は、上記記載の発明において、前記近接検出部が前記対象物体の近接を検出するとき、前記位置検出部が出力する位置信号の電圧は、単調増加、あるいは、単調減少することを特徴とする。
これにより、対象物体の位置を一意に検出することができる。
【０００８】
（３）また、本発明は、上記記載の発明において、前記複数の第１のセンサは、１列に並べて配置され、前記第２のセンサは、少なくとも２つの前記第１のセンサの間に配置されることを特徴とする。
これにより、対象物体の移動を検出する１方向に偏ることなく検出することができる。
【０００９】
（４）また、本発明は、上記記載の発明において、前記複数の第１のセンサは、第１の方向の列と、該第１の方向の列に交差する第２の方向の列とそれぞれに配置され、前記第２のセンサは、前記第１の方向の列と前記第２の方向の列とが交差する点に配置され、前記位置検出部は、前記第１の方向と前記第２の方向とそれぞれに対して前記位置信号を出力することを特徴とする。
これにより、平面上の移動方向の検出及び移動量の検出を行うことができる。
【００１０】
（５）また、本発明は、上記記載の発明において、前記信号処理回路が、前記位置検出部の出力する信号と、前記第２のセンサが出力する信号とに基づいて、前記第１のセンサが配置されている方向に対する垂直方向における移動方向及び移動量を検出することを特徴とする。
これにより、近接検出部の第２のセンサから出力される信号の変化により、第１のセンサが配置されている方向に対する垂直方向における移動方向及び移動量を検出することができる。
【００１１】
（６）また、本発明は、上記記載の発明において、前記信号処理回路が、前記位置検出部の出力する信号の絶対値を算出して前記第２のセンサの出力する信号と加算による信号の合成を行う位置信号合成部と、前記位置信号合成部により合成された信号のレベルに基づいて前記第１のセンサが配置されている方向に対して垂直方向における移動方向及び移動量を検出する位置判定部とを備えることを特徴とする。
これにより、位置検出部の出力する信号と、第２のセンサの出力する信号とを合成した信号に基づいて移動方向の検出をすることで、移動方向を検出の精度を向上させることができる。
【００１２】
（７）また、本発明は、上記記載の発明において、前記第２のセンサの検出範囲と、該検出範囲付近との温度を計測する温度センサを備え、前記温度センサが計測した温度に応じて、前記閾値電圧を設定することを特徴とする。
これにより、温度変化によるセンサが出力する信号の変化を補正して、出力誤検出を防ぐことができる。
【００１３】
（８）また、本発明は、上記記載の発明において、前記第１のセンサ及び前記第２のセンサは、いずれか一方、あるいは、両方が前記対象物体から放射される遠赤外線を検出した量に応じた信号を出力することを特徴とする。
これにより、人体又は人体の一部などの遠赤外線を放射する対象物体の移動を検出することができる。
【００１４】
（９）また、本発明は、上記記載の発明において、前記センサ部は、前記複数の第１のセンサとして、逆方向に直列接続された２つのサーモパイルを有することを特徴とする。
これにより、対象物体から放射される遠赤外線を検出したサーモパイルの起電力により対象物体の位置を検出することができる。
【００１５】
（１０）また、本発明は、上記記載の発明において、前記センサ部は、前記複数の第１のセンサとして、２つの基準電位点間に直列接続された２つのボロメータを有し、前記２つのボロメータ間の接続点の電位を出力とすることを特徴とする。
これにより、対象物体から放射される遠赤外線を検出したボロメータの抵抗値の変化により対象物体の位置を検出することができる。
【発明の効果】
【００１６】
この発明によれば、誤検出を防止して、移動方向の検出精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、第１実施形態におけるポインティングデバイス１００の構成を示す概略ブロック図である。
【図２】本実施形態における対象物体の位置と、ポインティングデバイス１００における信号との対応関係の一例を示す波形図である。
【図３】本実施形態におけるポインティングデバイス１００が接続された外部の装置、例えば、コンピュータの画面上のポインタの動きを示す模式図である。
【図４】本実施形態におけるセンサ部１１にボロメータを用いる場合の構成例を示す概略図である。
【図５】第２実施形態におけるポインティングデバイス２００の構成を示す概略ブロック図である。
【図６】第３実施形態におけるポインティングデバイス３００の構成を示す概略ブロック図である。
【図７】本実施形態における赤外線センサ１ａ〜１ｅの配置、及び、移動方向の対応関係を示す模式図である。
【図８】第４実施形態におけるポインティングデバイス２００Ａの構成を示す概略ブロック図である。
【図９】本実施形態の位置信号合成部４１が行う信号の合成する処理を示す図である。
【図１０】第４実施形態のポインティングデバイス２００Ａの特徴を第１〜第３実施形態のポインティングデバイスとの対比により示す図である。
【図１１】第５実施形態におけるポインティングデバイス３００Ａの構成を示す概略ブロック図である。
【図１２】本実施形態における赤外線センサ１ａ〜１ｅの配置、及び、移動方向の対応関係、及びポインティングデバイス３００Ａ使用例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
＜第１実施形態＞
以下、本発明の第１実施形態におけるポインティングデバイスを図面を参照して説明する。図１は、第１実施形態におけるポインティングデバイス１００の構成を示す概略ブロック図である。ポインティングデバイス１００は、ユーザが手又は指などの人体の一部をかざして、かざした手又は指などを動かすと、手又は指などから放射される遠赤外線を検出することにより、その移動方向及び移動量を判定し、判定した移動方向及び移動量をコンピュータなどの各種デジタル機器に出力して、マウスやトラックボールなどと同様に、カーソルを動かす装置である。
【００１９】
ポインティングデバイス１００は、位置検出部１０と、近接検出部１２と、信号処理回路４とを具備している。
位置検出部１０は、センサ部１１と増幅回路２ａとを備える。センサ部１１は、手又は指などの人体の一部（以下、対象物体という）から放射される遠赤外線を検出した量に応じた信号を増幅回路２ａに出力する。増幅回路２ａは、センサ部１１が出力する信号を増幅し、増幅した信号Ｖｏｕｔ１を信号処理回路４に出力する。センサ部１１は、赤外線センサ１ａと赤外線センサ１ｂとを有する。
【００２０】
赤外線センサ１ａ、１ｂは、例えば、サーモパイルであり、検出した遠赤外線の量が増加すると発生する起電力が高くなる。すなわち、対象物体が放出する遠赤外線が一定であれば、対象物体との距離に応じて、赤外線センサ１ａ、１ｂの起電力が変化する。また、赤外線センサ１ａ、１ｂは、発生する起電力の極性が逆になるように互いの負極が接続（逆方向に直列接続）され、それぞれの正極が増幅回路２ａに接続されている。すなわち、センサ部１１が遠赤外線を検出すると、増幅回路２ａに接続された２つの正極の間に電位差が生じる構成となっている。
【００２１】
近接検出部１２は、赤外線センサ１ｃと、増幅回路２ｃと、コンパレータ回路３とを備える。赤外線センサ１ｃは、赤外線センサ１ａ、１ｂと同様に、対象物体から放射される遠赤外線を検出した量に応じた信号を増幅回路２ｃに出力する。増幅回路２ｃは、赤外線センサ１ｃが出力した信号を増幅し、増幅した信号Ｖｏｕｔ２をコンパレータ回路３に出力する。コンパレータ回路３は、増幅回路２ｃが出力した信号Ｖｏｕｔ２の電圧が予め定められた閾値電圧Ｖｔｈより大きいか否かを判定し、信号Ｖｏｕｔ２の電圧が閾値電圧Ｖｔｈより大きい場合、対象物体が近接していると判定して、Ｈ（High）レベルの信号Ｖｏｕｔ３を信号処理回路４に出力し、信号Ｖｏｕｔ２の電圧が閾値電圧Ｖｔｈ以下の場合、対象物体が近接していないと判定して、Ｌ（Low）レベルの信号Ｖｏｕｔ３を信号処理回路４に出力する。
【００２２】
信号処理回路４は、コンパレータ回路３が出力する信号Ｖｏｕｔ３がＨレベルの場合、位置検出部１０から入力される対象物体の位置を示す信号Ｖｏｕｔ１の変化に応じて、対象物体の移動方向の検出及び移動量の算出を行い、検出した移動方向及び算出した移動量を接続された外部の装置（不図示）に出力する。また、信号処理回路４は、信号Ｖｏｕｔ３がＬレベルの場合、対象物体の移動方向の検出及び移動量の算出を行わず、外部の装置に移動方向及び移動量の出力も行わない。
ここで、赤外線センサ１ｃは、赤外線センサ１ｂの位置と赤外線センサ１ａの位置との間に配置される。すなわち、赤外線センサ１ｂ、赤外線センサ１ｃ、赤外線センサ１ａの順に並べて配置される。このように配置することにより、赤外線センサ１ａ、１ｂのそれぞれが遠赤外線を検出する領域と、赤外線センサ１ｃが遠赤外線を検出する領域とを同じように重ねることができ、移動方向の検出を１方向に偏ることなく、安定して行うことができる。
【００２３】
図２は、本実施形態における対象物体の位置と、ポインティングデバイス１００における信号との対応関係の一例を示す波形図である。図２において、横軸方向は１次元方向の位置を示し、縦軸方向は、それぞれの信号のレベルを示すと共に、赤外線センサ１ａ〜１ｃとの関係も示している。また、図２において、左右方向（Ｘ軸方向）には、赤外線センサ１ｂ、赤外線センサ１ｃ、赤外線センサ１ａの順に配置され、それぞれの位置が位置Ｐ２〜Ｐ４で示されている。対象物体が、赤外線センサ１ａ〜１ｃが配置されている方向に沿って、位置Ｐ１から位置Ｐ５を通過して（Ａ方向）移動する場合、信号Ｖｏｕｔ１〜Ｖｏｕｔ３は、次のように変化する。なお、対象物体が放射する遠赤外線の量は、一定として説明する。
【００２４】
（信号Ｖｏｕｔ１について）
対象物体が位置Ｐ１に達すると、赤外線センサ１ｂが対象物体から放射される遠赤外線を検知し始めて、信号Ｖｏｕｔ１の電圧が上昇する。
対象物体の位置が位置Ｐ１から位置Ｐ２の間のとき、赤外線センサ１ｂが検出する遠赤外線の増加に伴い、信号Ｖｏｕｔ１の電圧が上昇する。
対象物体が位置Ｐ２に達すると、赤外線センサ１ｂと対象物体とが正対し、赤外線センサ１ｂが対象物体の放射する遠赤外線を最も多く検出するので、信号Ｖｏｕｔ１の電圧は、最大となる。
【００２５】
対象物体の位置が位置Ｐ２から位置Ｐ４の間のとき、赤外線センサ１ｂと対象物体との距離が遠くなるので、赤外線センサ１ｂが発生する起電力は徐々に低くなる。一方、赤外線センサ１ａと対象物体との距離が近づくので、赤外線センサ１ａが発生する起電力は徐々に高くなる。赤外線センサ１ａ、１ｂは、極性が逆に接続されているので、対象物体が赤外線センサ１ａに近づくのに伴って、信号Ｖｏｕｔ１の電圧は徐々に低くなる。
【００２６】
対象物体が位置Ｐ４に達すると、赤外線センサ１ａと対象物体とが正対し、赤外線センサ１ａが対象物体の放射する遠赤外線を最も多く検出するので、赤外線センサ１ａの起電力が最も高くなり、信号Ｖｏｕｔ１の電圧は、最小となる。
対象物体が位置Ｐ５に達すると、赤外線センサ１ａが対象物体から放射される遠赤外線を検出しなくなり、信号Ｖｏｕｔ１の電圧は０Ｖとなる。
【００２７】
（信号Ｖｏｕｔ２について）
対象物体の位置が位置Ｐ１から位置Ｐ３の間のとき、赤外線センサ１ｃは、対象物体が放出する遠赤外線を検出し始めて、対象物体が赤外線センサ１ａに近づくにつれ、信号Ｖｏｕｔ２の電圧は高くなる。
対象物体が位置Ｐ３に達すると、赤外線センサ１ｃと対象物体とが正対し、赤外線センサ１ｃの起電力が最も高くなり、信号Ｖｏｕｔ２の電圧は、最大となる。
対象物体の位置が位置Ｐ３から位置Ｐ４の間のとき、赤外線センサ１ｃと対象物体との距離が遠くなるにつれ、信号Ｖｏｕｔ２の電圧は低くなり、対象物体の位置が赤外線センサ１ｃの検出範囲外になると、信号Ｖｏｕｔ２の電圧は、０Ｖとなる。
【００２８】
（信号Ｖｏｕｔ３について）
対象物体が位置Ｐ２に達すると、信号Ｖｏｕｔ２が閾値電圧Ｖｔｈより大きくなるので、信号Ｖｏｕｔ３は、Ｈレベルとなる。
対象物体が位置Ｐ４に達すると、信号Ｖｏｕｔ２が閾値電圧Ｖｔｈ以下となるので、信号Ｖｏｕｔ３は、Ｌレベルとなる。
ここで、信号Ｖｏｕｔ３がＨレベルとなる区間は、位置検出有効範囲であり、信号処理回路４が、対象物体の移動方向の判定と、対象物体の移動量の算出を行う区間である。
【００２９】
ここで、閾値電圧Ｖｔｈは、信号Ｖｏｕｔ１の電圧の変化が単調減少する区間において、信号Ｖｏｕｔ３がＨレベルとなるように設定する。信号Ｖｏｕｔ１の電圧が単調減少する範囲では、信号Ｖｏｕｔ１の電圧により対象物体の位置を一意に検出することができる。また、図２においては、信号Ｖｏｕｔ１の電圧の最大値と最小値とを含む区間、位置Ｐ２から位置Ｐ４に対応して閾値が設定されているが、信号Ｖｏｕｔ１の電圧が単調減少する区間であれば、位置Ｐ２から位置Ｐ４までの区間に含まれる区間において信号Ｖｏｕｔ３がＨレベルとなるように閾値電圧Ｖｔｈを設定してもよい。
また、本実施形態では、信号Ｖｏｕｔ１の電圧が単調減少するセンサ部１１の構成であるが、赤外線センサ１ａ、１ｂの互いの正極側を接続するなどして、信号Ｖｏｕｔ１の電圧が単調増加する構成としてもよい。
【００３０】
上述のように、信号Ｖｏｕｔ１〜Ｖｏｕｔ３が、対象物体の位置に応じて変化するので、信号処理回路４は、信号Ｖｏｕｔ３がＨレベルのとき、信号Ｖｏｕｔ１の変化量が負であればＡ方向に移動している判定し、逆に、信号Ｖｏｕｔ１の変化量が正であればＢ方向に移動していると判定し、信号Ｖｏｕｔ１の変化量から移動量を算出する。また、信号処理回路４は、判定した移動方向と、算出した移動量とを出力端子を介して接続された外部の装置に出力する。
【００３１】
ポインティングデバイス１００は、近接検出部１２が出力する信号Ｖｏｕｔ３がＨレベルのとき（対象物体が位置検出有効範囲にあるとき）のみ、信号処理回路４が移動方向の判定、及び、移動量の算出を行う構成である。言い換えると、ポインティングデバイス１００は、閾値電圧Ｖｔｈが設定されることにより、位置検出有効範囲を決定して、位置検出有効範囲でのみ、対象物体の移動方向の判定、及び、移動量の算出を行う。
【００３２】
これにより、ユーザがポインタを動かそうとして、対象物体である手や指などをポインティングデバイス１００に近づけて、赤外線センサ１ａ、１ｂが対象物体を検出しただけでは信号処理回路４は、移動方向の判定及び移動量の算出を行わず、対象物体が位置検出有効範囲にあるときにのみ、信号処理回路４は、移動方向の判定及び移動量の算出を行う。その結果、ポインティングデバイス１００は、ユーザが手や指などを位置検出区間に移動させた後に、移動方向及び移動量の入力を行うことにより、ユーザの意図しない移動方向及び移動量の検出、すなわち、誤検出を防ぐことができる。
【００３３】
また、対象物体が位置検出有効範囲にある場合のみ、信号処理回路４は、移動方向の検出及び移動量の算出を行うので、対象物体が位置検出有効範囲にない場合は、電源の供給を停止するなどすることで省電力化を図ることができる。また、対象物体が位置検出有効範囲にない場合、赤外線センサ１ａ、１ｂ及び増幅回路２ａへの電源の供給を停止して、更に省電力化を図ることも可能である。これにより、ポインティングデバイス１００に電源を供給するバッテリの小型化もでき、ポインティングデバイス１００を有する入力装置の小型化が可能になる。
【００３４】
図３は、本実施形態におけるポインティングデバイス１００が接続された外部の装置、例えば、コンピュータの画面上におけるポインタの動きを示す模式図である。ポインティングデバイス１００が、赤外線センサ１ｂ、１ｃ、１ａの順に並べられたＸ軸に沿って、対象物体の移動方向及び移動量を検出して、検出した移動方向及び移動量を示す情報を接続された外部の装置に出力する。接続された外部の装置は、ポインティングデバイス１００が出力した移動方向及び移動量により、ポインタを画面上で移動させる。
【００３５】
このように、ポインティングデバイス１００を外部の装置、例えば、コンピュータなどの各種デジタル機器に接続して用いることにより、非接触の入力装置として用いることができる。これにより、可動部を有しない入力装置を提供することができ、可動部が存在することにより生じていた動作不良や、コストの増加、入力装置の小型化への制約を解消することが可能となる。ポインティングデバイス１００を使用することで、低コスト、及び、低消費電力の小型化された入力装置を実現することができる。
【００３６】
なお、図１に示すセンサ部１１は、例として、サーモパイルを用いた構成を示したが、検出する遠赤外線の量に応じて抵抗値が変化するボロメータを用いてもよい。
図４は、本実施形態におけるセンサ部１１にボロメータを用いる場合の構成例を示す概略図である。図４に図示するように、正の電位Ｖｒｅｆを供給する基準電位点と、負の電位−Ｖｒｅｆを供給する基準電位点との間に赤外線センサ１ａ、１ｂである２つのボロメータを直列接続し、２つのボロメータの接続点の電位を増幅回路２ａ（図１）への出力とする。この構成により、ボロメータにより構成されたセンサ部１１は、サーモパイルを用いた場合と同様の波形の信号を出力することができる。
図４では、正の電位Ｖｒｅｆと負の電位−Ｖｒｅｆとを供給する２つの基準電位点を用いたが、２つのボロメータ１１ａ、１１ｂの抵抗値の変化に応じて、出力電位が変化するような２つの基準電位点を用いればよい。
【００３７】
＜第２実施形態＞
次に、図５は、第２実施形態におけるポインティングデバイス２００の構成を示す概略ブロック図である。図５に示すように、ポインティングデバイス２００は、位置検出部１０、近接検出部１３、及び、信号処理回路４を具備している。また、ポインティングデバイス２００は、図１の第１実施形態のポインティングデバイス１００と比べ、近接検出部１３の構成が異なる点を除いて、同じ構成であり、相当する箇所には同じ符号（１ａ〜１ｃ、２ａ、２ｃ、４、１０、１１）を付してその説明を省略する。
【００３８】
近接検出部１３は、赤外線センサ１ｃ、増幅回路２ｃ、コンパレータ回路５、温度センサ６、及び、閾値生成回路７を備える。温度センサ６は、赤外線センサ１ｃの検出範囲及びその検出範囲の近傍の温度を測定し、測定した温度を示す温度情報を閾値生成回路７に出力する。閾値生成回路７は、温度センサ６の出力する温度情報より、閾値電圧Ｖｔｈを算出し、算出した閾値電圧Ｖｔｈをコンパレータ回路５に出力する。コンパレータ回路５は、閾値生成回路７が出力した閾値電圧Ｖｔｈと、増幅回路２ｃが出力する信号Ｖｏｕｔ２の大小を比較して、信号Ｖｏｕｔ２が閾値電圧Ｖｔｈより大きい場合、Ｈレベルの信号Ｖｏｕｔ３を信号処理回路４に出力し、一方、信号Ｖｏｕｔ２が閾値電圧Ｖｔｈ以下の場合、Ｌレベルの信号Ｖｏｕｔ３を信号処理回路４に出力する。
【００３９】
ここで、閾値生成回路７が算出する閾値電圧Ｖｔｈは、赤外線センサ１ｃの検出範囲及びその検出範囲近傍の温度が外乱などにより上昇して、赤外線センサ１ｃの出力する電圧が上昇する温度ドリフトに応じた電圧を算出する。温度ドリフトが発生すると、位置検出有効範囲が広くなるので、温度ドリフトの度合に応じて閾値電圧Ｖｔｈを高くすることにより、位置検出有効範囲を一定にするように閾値電圧Ｖｔｈを算出する。例えば、信号Ｖｏｕｔ１の最大値と最小値とに対応する対象物体の位置が、位置検出有効範囲となるように閾値電圧Ｖｔｈを算出して設定する。
また、外乱としては、ユーザの手や指など以外から放射される遠赤外線や、室内においては暖房器具や照明装置などにより、又、室外においては太陽光などにより温められた物体からの輻射などにより発生する遠赤外線などである。
【００４０】
上述の構成により、ポインティングデバイス２００は、赤外線センサ１ｃの検出範囲及びその検出範囲近傍の外乱による温度変化を検出し、検出した温度変化に応じて、位置検出有効範囲を設定する閾値電圧Ｖｔｈを算出して設定することにより、外乱による温度ドリフトが生じても、対象物体の移動方向及び移動量の検出を精度よく行うことができる。
なお、本実施形態では、温度ドリフトによる補正を閾値電圧Ｖｔｈに対してのみ行う構成としたが、増幅回路２ａの出力信号Ｖｏｕｔ１に対して行ってもよい。
【００４１】
＜第３実施形態＞
次に、図６は、第３実施形態におけるポインティングデバイス３００の構成を示す概略ブロック図である。図６に示すように、ポインティングデバイス３００は、位置検出部１０ａ、１０ｂ、近接検出部１２、及び、信号処理回路８を具備している。ポインティングデバイス３００は、２つの位置検出部１０ａ、１０ｂを設けることにより、２つの軸、例えば、直交する垂直方向と水平方向とに沿った移動方向の検出及び移動量の算出を行う。
【００４２】
また、ポインティングデバイス３００は、図１の第１実施形態のポインティングデバイス１００と比べ、２つの位置検出部１０ａ、１０ｂを具備する点を除いて、同じ構成であり、相当する箇所には、同じ符号（１ａ〜１ｃ、２ａ、２ｂ、３、１２）を付して、その説明を省略する。なお、位置検出部１０ａは、新たに設けた位置検出部１０ｂと区別するために符号を１０から１０ａに変更したものであり、その構成は、第１実施形態における位置検出部１０と同じであるので、その説明も省略する。なお、移動検出部１０ａと近接検出部１２とは、それぞれ信号を信号処理回路８に出力する。
【００４３】
位置検出部１０ｂは、位置検出部１０ａと同様に、２つの赤外線センサ１ｄ、１ｅと、増幅回路２ｂとを備える。赤外線センサ１ｄ、１ｅは、発生する起電力の極性が逆になるように互いの負極が接続され、それぞれの正極が増幅回路２ｂに接続され、発生した起電力を増幅回路２ｂにより増幅し、増幅した信号を信号Ｖｏｕｔ４として信号処理回路８に出力する。また、位置検出部１０ｂが出力する信号Ｖｏｕｔ４は、図２に示した信号Ｖｏｕｔ１と同じ特性を有し、信号Ｖｏｕｔ１と同様に、位置検出有効範囲において信号Ｖｏｕｔ４の電圧は、対象物体の位置に応じて単調増加、あるいは、単調減少する。
【００４４】
信号処理回路８は、コンパレータ回路３が出力する信号Ｖｏｕｔ３がＨレベルの場合、位置検出部１０ａから入力される対象物体の位置を示す信号Ｖｏｕｔ１の変化に応じて、対象物体の移動方向の検出及び移動量の算出を行い、位置検出部１０ｂから入力される対象物体の位置を示す信号Ｖｏｕｔ４の変化に応じて、対象物体の移動方向の検出及び移動量の算出を行う。また、信号処理回路８は、検出した移動方向及び算出した移動量それぞれを接続された外部の装置（不図示）に出力する。また、信号処理回路８は、信号Ｖｏｕｔ３がＬレベルの場合、第1実施形態の信号処理回路４と同様に、対象物体の移動方向の検出及び移動量の算出を行わず、外部の装置に移動方向及び移動量の出力も行わない。
【００４５】
図７は、本実施形態における赤外線センサ１ａ〜１ｅの配置、及び、移動方向の対応関係を示す模式図である。図７（ａ）に示すように、赤外線センサ１ａ〜１ｅは、Ｘ軸方向に沿って、赤外線センサ１ｂ、１ｃ、１ａの順に配置され、Ｙ軸方向に沿って、赤外線センサ１ｄ、１ｃ、１ｅの順に配置される。この構成により、信号処理回路８は、信号Ｖｏｕｔ１からＸ軸に沿ったＡ方向又はＢ方向の検出と移動量の算出とを行い、信号Ｖｏｕｔ４からＹ軸に沿ったＣ方向又はＤ方向の検出と移動量の算出とを行う。
【００４６】
また、図７（ｂ）は、ポインティングデバイス３００が接続された外部の装置、例えば、コンピュータの画面上におけるポインタの動きを示す模式図である。ポインティングデバイス３００が、赤外線センサ１ｂ、１ｃ、１ａの順に並べられたＸ軸に沿って、対象物体の移動方向及び移動量を検出し、赤外線センサ１ｄ、１ｃ、１ｅの順に並べられたＹ軸に沿って、対象物体の移動方向及び移動量を検出して、検出した移動方向及び移動量を示す情報を接続された外部の装置に出力する。接続された外部の装置は、ポインティングデバイス３００が出力した移動方向及び移動量により、ポインタを画面上で移動させる。
【００４７】
このように、赤外線センサ１ａ〜１ｅにより、２つ軸に対して対象物体の移動方向の検出及び移動量の算出を行うポインティングデバイス３００を用いることにより、外部の装置、例えば、コンピュータなどの各種デジタル機器の画面上においてポインタを自由に動かすことが可能となる。
【００４８】
なお、図７（ａ）において、赤外線センサ１ａ〜１ｅを十字状に配置したが、平面における対象物体の異なる２つの方向の移動を検出できれば、赤外線センサ１ａ〜１ｅをＸ字状に配置してもよく、赤外線センサ１ｃは、２つの方向が交わる点に配置される。
【００４９】
＜第４実施形態＞
図８は、第４実施形態におけるポインティングデバイス２００Ａの構成を示す概略ブロック図である。
同図に示すように、ポインティングデバイス２００Ａは、位置検出部１０と、近接検出部１３と、信号処理回路４Ａとを具備している。位置検出部１０及び近接検出部１３は、第２実施形態の位置検出部１０及び近接検出部１３と同じ構成であり、相当する箇所には、同じ符号（１ａ〜１ｃ、２ａ、２ｃ、５、６、７、１０、１３）を付してその説明を省略する。
なお、赤外線センサ１ａ、１ｂ、１ｃは、第１実施形態と同様に、位置検出部１０の赤外線センサ１ａ、１ｂが、近接検出部１３の赤外線センサ１ｃを挟むように、並んで配置されている。以下、赤外線センサ１ａ〜１ｃが並んで配置された方向をＸ軸方向という。
【００５０】
信号処理回路４Ａには、位置検出部１０から出力される信号Ｖｏｕｔ１と、近接検出部１３の増幅回路２ｃから出力される信号Ｖｏｕｔ２と、近接検出部１３のコンパレータ回路５から出力される信号Ｖｏｕｔ３とが入力される。また、信号処理回路４は、位置信号合成部４１と、位置判定部４２とを備えている。
位置信号合成部４１は、位置検出部１０から入力される信号Ｖｏｕｔ１の絶対値を算出し、予め定められた係数αにより算出した絶対値を増幅する。そして位置信号合成部４１は、増幅回路２ｃから入力される信号Ｖｏｕｔ２と、係数αで増幅した信号を加算により合成し信号Ｖｚを生成する。
【００５１】
位置判定部４２は、位置検出部１０から入力される信号Ｖｏｕｔ１と、位置信号合成部４１が生成する信号Ｖｚとに基づいて対象物の移動方向の検出及び移動量の算出を行い、検出した移動方向及び算出した移動量を示す情報を出力する。具体的には、位置判定部４２は、第１実施形態の信号処理回路４と同様に、信号Ｖｏｕｔ１により赤外線センサ１ａ〜１ｃの配置された方向における、移動方向の検出及び移動量の算出を行う。また、位置判定部４２は、位置信号合成部４１が生成した信号Ｖｚの増減により、対象物が赤外線センサ１ａ〜１ｃに対して近づく方向又は遠ざかる方向のいずれかの方向に移動しているかの検出、及びその方向における移動量を算出する。すなわち、位置判定部４２は、赤外線センサ１ａ〜１ｃを並べて配置された方向の法線方向（以下、Ｚ軸方向という）における、移動方向の検出及び移動量の算出を行う。
【００５２】
また、位置判定部４２は、コンパレータ回路５から入力される信号Ｖｏｕｔ３に応じて前述の対象物の移動方向の検出、及び移動量の算出を行うか否かを選択する。具体的には、位置判定部４２は、コンパレータ回路３から入力される信号Ｖｏｕｔ３がＨレベルの場合、上述の移動方向の検出及び移動量の算出を行う。また、位置判定部４２は、検出した移動方向及び算出した移動量を出力端子を介して接続された外部の装置に出力し、信号Ｖｏｕｔ３がＬレベルの場合、上述の移動方向の検出及び移動量の算出を行わず、接続された外部の装置に対しての出力も行わない。
【００５３】
以下、図９、１０を用いて、位置信号合成部４１において行われる信号を合成する処理と、位置判定部４２が行うＺ方向における移動方向及び移動量の算出について説明する。
【００５４】
図９は、本実施形態の位置信号合成部４１が行う信号の合成する処理を示す図である。同図において、横軸は対象物の位置を示し、縦軸はそれぞれの信号のレベルを示している。また、同図は、赤外線センサ１ａ〜１ｃの横軸（Ｘ軸）方向における配置の関係も示している。赤外線センサ１ａは位置Ｐ４に対応し、赤外線センサ１ｂは位置Ｐ２に対応し、赤外線センサ１ｃは位置Ｐ３に対応する。
なお、同図が示す波形は、対象物が、赤外線センサ１ａ〜１ｃが順に配置された方向に平行なＸ軸方向において位置Ｐ１から位置Ｐ５に向かって、あるいは、位置Ｐ５から位置Ｐ１に向かって移動した場合の波形を示している。
【００５５】
図９（ａ）は、位置信号合成部４１が入力される信号Ｖｏｕｔ１から算出する信号Ｖｏｕｔ１の絶対値を示す波形図である。ここで、波形Ｓ１〜Ｓ３は、それぞれ対象物の赤外線センサ１ａ〜１ｃまでの距離が異なる場合の波形を示している。波形Ｓ１は、波形Ｓ１〜Ｓ３のうち、対象物が赤外線センサ１ａ〜１ｃに最も近い場合の波形を示している。波形Ｓ３は、波形Ｓ１〜Ｓ３のうち、対象物が赤外線センサ１ａ〜１ｃに最も遠い場合の波形を示している。波形Ｓ２は、対象物が、波形Ｓ１に対応する位置と波形Ｓ３に対応する位置との間に位置している場合の波形を示している。すなわち、波形Ｓ１〜Ｓ３は、赤外線センサ１ａ〜１ｃが並んで配置されている方向に対するＺ軸方向の距離が異なる場合の波形を示している。
【００５６】
図９（ｂ）は、増幅回路２ｃから対象物の位置に応じて出力される信号Ｖｏｕｔ２の波形図である。波形Ｓ４〜Ｓ６それぞれは、図９（ａ）における波形Ｓ１〜Ｓ３それぞれに対応している。波形Ｓ４は、対象物が波形Ｓ１を得たときと同じ移動をした場合に得られる波形である。波形Ｓ５は、対象物が波形Ｓ２を得たときと同じ移動をした場合に得られる波形である。波形Ｓ６は、対象物が波形Ｓ３を得たときと同じ移動をした場合に得られる波形である。
【００５７】
図９（ｃ）は、位置信号合成部４１から出力される信号Ｖｚの波形を示す図である。波形Ｓ７は、波形Ｓ１に係数ａを乗じて波形Ｓ４と加算することにより得られた波形である。波形Ｓ８は、波形Ｓ２に係数αを乗じて波形Ｓ５と加算することにより得られた波形である。波形Ｓ９は、波形Ｓ３に係数αを乗じて波形Ｓ６と加算することにより得られた波形である。ここでは、係数αが、例えば「０．２５」である場合を示している。
【００５８】
図９（ｃ）に示すように、位置信号合成部４１が生成する信号Ｖｚは、係数αを予め適宜選択することにより、Ｘ軸方向における対象物の移動に関わらずレベルがほとんど変化しないフラット区間を位置Ｐ２と位置Ｐ４との間に設けることができる。このフラット区間においては、対象物がＺ軸方向に移動すると信号Ｖｚのレベルが変化する。そして、位置判定部４２は、位置信号合成部４１から出力される信号Ｖｚのレベルの変化を検出して対象物のＺ軸上における移動方向及びその移動量を検出する。
【００５９】
具体的には、位置判定部４２は、信号Ｖｚのレベルが高くなる変化が生じた場合、対象物が赤外線センサ１ａ〜１ｃに近づいていることを検出し、信号Ｖｚのレベルの変化量に基づいてＺ軸方向の移動量を算出する。また、位置判定部４２は、信号Ｖｚのレベルが小さくなる変化が生じた場合、対象物が赤外線センサ１ａ〜１ｃから遠ざかっていることを検出し、信号Ｖｚのレベルの変化量に基づいてＺ軸方向の移動量を算出する。なお、移動量の算出には、信号Ｖｚの変化に対応する移動量が予め記憶されたテーブルを位置判定部４２に設け、信号Ｖｚの変化量に対応した移動量を当該テーブルから読み出すことにより移動量を算出するようにしてもよい。
【００６０】
図９（ｄ）は、係数αを図９（ｃ）より大きい値にした場合の位置信号合成部４１から出力される信号Ｖｚの波形を示す図である。波形Ｓ１０は、波形Ｓ１に係数αを乗じて波形Ｓ４と加算することにより得られた波形である。波形Ｓ１１は、波形Ｓ２に係数αを乗じて波形Ｓ５と加算することにより得られた波形である。波形Ｓ１２は、波形Ｓ３に係数αを乗じて波形Ｓ６と加算することにより得られた波形である。ここでは、係数αが、例えば「１．０」である場合を示している。
図示するように、係数αを大きくすることで、波形Ｓ１０〜Ｓ１２それぞれの間隔を大きくすることができる。すなわち、対象物のＺ軸方向の移動により生じる信号Ｖｚの変化量を大きくすることができ、対象物のＺ軸方向の移動の検出の感度を高めることができる。
【００６１】
なお、係数αを大きくすると位置Ｐ３において信号Ｖｚのレベルの極小点が生じてフラット区間が形成されず、対象物のＺ軸方向の移動であるか、対象物のＸ軸方向の移動であるかの区別が困難になる場合がある。
この場合、例えば、赤外線センサ１ａ〜１ｃが配置されているＸ軸から対象物までの距離ごとに信号Ｖｚの最大値と、位置Ｐ３における極小値との差を予め算出しておき、この差をＺ軸方向に移動が生じたか否かを判定する閾値とする。そして、位置判定部４２は、信号Ｖｚの信号の単位時間における変化量がこの閾値を超えた場合に対象物がＺ軸方向に移動したと判定する。これにより、対象物のＸ軸方向の移動と、対象物のＺ軸方向の移動との判定を誤らずに行える。
【００６２】
図１０は、第４実施形態のポインティングデバイス２００Ａの特徴を第１〜第３実施形態のポインティングデバイスとの対比により示す図である。
図１０（ａ）は、対象物を人間の指とし、赤外線センサ１ａ〜１ｃと指との距離が異なる３つの位置Ｐｚ１、Ｐｚ２、Ｐｚ３を示す図である。位置Ｐｚ１、位置Ｐｚ２、位置Ｐｚ３の順に赤外線センサ１ａ〜１ｃまでの距離がＺ軸方向に近くなっている。以下、位置Ｐｚ２からＸ軸方向に対して指を平行に移動させた初期位置Ｐ０から指を動かした場合を例にして説明を行う。
【００６３】
図１０（ｂ）は、図１０（ａ）に示した位置Ｐｚ１〜Ｐｚ３それぞれからＸ軸方向に対して平行に指を移動させた際の信号Ｖｏｕｔ１及び信号Ｖｏｕｔ２それぞれの波形を示している。横軸は指の位置を示し、縦軸はそれぞれの信号のレベルを示している。波形Ｖ１１及び波形Ｖ２１は、位置Ｐｚ１からＸ軸方向に対して平行に指を動かした場合の波形である。また、波形Ｖ１２及び波形Ｖ２２は、位置Ｐｚ２からＸ軸方向に対して平行に指を動かした場合の波形である。また、波形Ｖ１３及び波形Ｖ２３は、位置Ｐｚ３から指をＸ軸方向に対して平行に指を動かした場合の波形である。
【００６４】
初期位置Ｐ０からＸ軸方向に対して平行に指を図１０（ａ）において右方向、すなわち、赤外線センサ１ａに近づく方向に動かす動作ａを行った場合、図示するように信号Ｖｏｕｔ１のレベルは、波形Ｖ１２上において減少し、信号Ｖｏｕｔ２のレベルは、波形Ｖ２２上において増加する。
次に、初期位置Ｐ０からＺ軸方向に対して平行に赤外線センサ１ａ〜１ｃから遠ざかる方向に指を動かした場合、図示するように、信号Ｖｏｕｔ１のレベルは、波形Ｖ１１に向かって小さくなり、信号Ｖｏｕｔ２のレベルは、波形Ｖ２１に向かって小さくなる。
【００６５】
第１〜第３実施形態のポインティングデバイスは、信号Ｖｏｕｔ１と信号Ｖｏｕｔ２との減少を検出することにより動作ｂによるＺ軸方向の移動を検出することができる。しかし、動作ａに対しては、Ｚ軸方向の移動であるのか、Ｘ軸方向の移動であるのかを判定することができず、Ｚ軸方向の移動の検出を誤りなく行うことが困難である。すなわち、指がＸ軸方向に移動したことによりＶｏｕｔ２が増加したのか、指が赤外線センサ１ａ〜１ｃに近づくＺ軸方向に移動したことによりＶｏｕｔ２が増加したのかを判別することができない。
一方、本実施形態のポインティングデバイス２００Ａは、位置信号合成部４１により生成される信号Ｖｚの変化に基づいてＺ軸方向の指の移動を検出することができる。
【００６６】
上述のように、本実施形態のポインティングデバイス２００Ａは、位置検出部１０から出力される信号Ｖｏｕｔ１と、近接検出部１３から出力される信号Ｖｏｕｔ２とから信号Ｖｚを生成し、生成した信号Ｖｚの変化に基づいてＺ軸方向の対象物の移動を判定するようにした。これにより、第１〜第３実施形態のポインティングデバイスでは、判定が困難であるＺ軸方向の対象物の移動を検出することができる。
【００６７】
なお、対象物の移動以外の原因による信号Ｖｚの変化、例えば外乱により生じるノイズなどによる誤検出を防ぐために、閾値を予め定め、信号Ｖｚの単位時間あたりの変化量がこの閾値を超えた場合に対象物がＺ軸方向に移動したと判定するようにしてもよい。
また、係数αは、ポインティングデバイス２００Ａにより操作するアプリケーションに応じた実測に基づいて、位置Ｐ２と位置Ｐ３との間に信号Ｖｚのレベルがフラットになる区間を有するように予め設定するようにしてもよい。また、係数αは、赤外線センサ１ａ〜１ｃの特性に応じて、ポインティングデバイス２００Ａの対象物の移動に対する判定の感度などに基づいて予め設定するようにしてもよい。
【００６８】
＜第５実施形態＞
図１１は、第５実施形態におけるポインティングデバイス３００Ａの構成を示す概略ブロック図である。
同図に示すように、ポインティングデバイス３００Ａは、位置検出部１０ａ、１０ｂ、近接検出部１２、及び、信号処理回路８Ａを具備している。ポインティングデバイス３００Ａは、２つの位置検出部１０ａ、１０ｂを設けることにより、２つの軸、例えば、直交する垂直方向と水平方向とに沿った移動方向の検出及び移動量の算出を行う。
本実施形態のポインティングデバイス３００Ａは、第３実施形態のポインティングデバイス３００と比べ、信号処理回路８Ａが異なる点を除いて、同じ構成であり相当する箇所には同じ符号（１ａ〜１ｃ、２ａ〜２ｃ、３、１０ａ、１０ｂ、１２）を付して、その説明を省略する。
【００６９】
なお、赤外線センサ１ａ〜１ｅは、第３実施形態と同様に、赤外線センサ１ａ、１ｂが、赤外線センサ１ｃを挟むように並んで配置される。また、赤外線センサ１ｄ、１ｅが、赤外線センサ１ｃを挟むように、赤外線センサ１ａ、１ｃ、１ｂの並びと直交するように並んで配置されている。以下、赤外線センサ１ａ、１ｃ、１ｂが並んで配置された方向をＸ軸方向といい、赤外線センサ１ｄ、１ｃ、１ｅが並んで配置された方向をＹ軸方向という。また、このＸ軸方向及びＹ軸方向に直交する方向をＺ軸方向という。
【００７０】
信号処理回路８Ａには、位置検出部１０ａから出力される信号Ｖｏｕｔ１と、位置検出部１０ｂから出力される信号Ｖｏｕｔ４と、近接検出部１２の増幅回路２ｃから出力される信号Ｖｏｕｔ２と、近接検出部１２のコンパレータ回路３から出力される信号Ｖｏｕｔ３とが入力される。また、信号処理回路８Ａは、位置信号合成部４１ａ、４１ｂと、位置判定部４３とを備えている。
位置信号合成部４１ａと位置信号合成部４１ｂとは、第４実施形態の位置信号合成部４１と同じ構成を有している。位置信号合成部４１ａは、信号Ｖｏｕｔ１と信号Ｖｏｕｔ２とを合成して信号Ｖｚ１を生成する。位置信号合成部４１ｂは、信号Ｖｏｕｔ４と信号Ｖｏｕｔ２とを合成して信号Ｖｚ２を生成する。ここで、信号Ｖｚ１は、赤外線センサ１ａ、１ｂ、１ｃの出力する信号に基づいて生成される信号である。また、信号Ｖｚ２は、赤外線センサ１ｄ、１ｅ、１ｃの出力する信号に基づいて生成される信号である。
【００７１】
位置判定部４３は、第３実施形態の信号処理回路８と同様に、位置検出部１０ａから入力される信号Ｖｏｕｔ１から対象物のＸ軸上における移動方向の検出及び移動量の算出を行い、位置検出部１０ｂから入力される信号Ｖｏｕｔ２から対象物のＹ軸上における移動方向の検出及び移動量の算出を行う。また、位置判定部４３は、位置信号合成部４１ａが生成する信号Ｖｚ１と、位置信号合成部４１ｂが生成する信号Ｖｚ２とに基づいて、第４実施形態の位置判定部４２と同様に、Ｚ軸上における移動方向の検出及び移動量の算出を行う。また、位置判定部４３は、コンパレータ回路３から入力される信号Ｖｏｕｔ３がＨレベルの場合、上述の移動方向の検出及び移動量の算出を行い、検出した移動方向及び算出した移動量を出力端子を介して接続された外部の装置に出力する。一方、信号Ｖｏｕｔ３がＬレベルの場合、位置判定部４３は、上述の移動方向の検出及び移動量の算出を行わず、接続された外部の装置に対しての出力も行わない。
【００７２】
なお、信号Ｖｚ１に基づいて検出したＺ軸上の移動方向と、信号Ｖｚ２に基づいて検出したＺ軸上の移動方向とが異なる場合、予め定めた選択方向に基づいて移動方向及び移動量の検出を行う。具体的には、信号Ｖｚ１及び信号Ｖｚ２から検出した移動方向が一致する場合に対象物がＺ軸方向に移動したと判定する。また、信号Ｖｚ１から算出された移動量と、信号Ｖｚ２から算出された移動量とが異なる場合、それらの平均値をＺ軸方向の移動量とするようにしてもよい。
【００７３】
上述の構成により、ポインティングデバイス３００Ａは、赤外線センサ１ａ、１ｃ、１ｂが配置された対象物のＸ軸方向における移動方向の検出及び移動量の算出と、赤外線センサ１ｄ、１ｃ、１ｅが配置された対象物のＹ軸方向における移動方向の検出及び移動量の算出と、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に直交するＺ軸方向における移動方向の検出及び移動量の算出とを精度よく行うことができる。
なお、本実施形態のポインティングデバイス３００Ａにおいて、第２実施形態の近接検出部１３のように、温度センサ６及び閾値生成回路７を設けて外乱による温度ドリフトの影響を低減させるようにしてもよい。
【００７４】
図１２は、本実施形態における赤外線センサ１ａ〜１ｅの配置、及び、移動方向の対応関係、及び使用例を示す模式図である。図１２（ａ）に示すように、赤外線センサ１ｂ、１ｃ、１ａの順に並べて配置されている方向をＸ軸方向とし、赤外線センサ１ｅ、１ｃ、１ｄの順に並べて配置されている方向をＹ軸方向とし、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に直交する方向をＺ軸方向としている。
図１２（ｂ）は、ポインティングデバイス３００Ａが接続された外部の装置、例えば、コンピュータの画面上におけるポインタの動きを示す模式図である。コンピュータは、ポインティングデバイス３００Ａから出力されるＸ軸及びＹ軸における移動方向及び移動量に基づいて、ポインタを画面上のＡ〜Ｄ方向に移動させることができる。また、コンピュータは、ポインティングデバイス３００Ａから出力されるＺ軸上の移動方向及び移動量に基づいて、クリック及びダブルクリックの操作を検出することができる。そして、ポインティングデバイス３００Ａは、指などの対象物の動きを検出してその情報をコンピュータに出力することにより、マウスなどの入力装置と同様に、ポインタを移動させて画面上に表示されているアイコンを選択するなどの操作を行うことができる。
【００７５】
なお、第１、３、５実施形態において、近接検出部１２は、赤外線センサ１ｃを備える構成としたが、対象物体の近接を検出できる非接触静電容量センサを替わりに用いて構成してもよい。また、第１実施形態から第５実施形態において、センサ部１１は、赤外線センサ１ａ、１ｂを備える構成としたが、替わりに対象物体との距離に応じた信号を出力する素子、例えば、非接触静電容量センサなどを用いて構成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
非接触型のセンサを用いた移動方向の検出及び移動量の算出を行う装置に適用することができる。
【符号の説明】
【００７７】
１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ…赤外線センサ
２ａ、２ｂ、２ｃ…増幅回路
３、５…コンパレータ回路
４、４Ａ、８、８Ａ…信号処理回路
６…温度センサ、７…閾値生成回路
４１、４１ａ、４１ｂ…位置信号合成部
４２、４３…位置判定部
１００、２００、３００、２００Ａ、３００Ａ…ポインティングデバイス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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