(57)【要約】【課題】指先の位置を正確に検出する。【解決手段】位置検出装置１は、指先からの赤外線の大きさに応じた検出信号Ｍ１、Ｍ２を出力する赤外線センサモジュール１１、１２と、検出信号Ｍ１、Ｍ２をＡＤ変換して検出データＤ１、Ｄ２を出力するＡＤ変換器２１、２２と、検出データＤ１、Ｄ２に基づいて位置データＤｐを生成するＣＰＵ４０とを備える。赤外線センサモジュール１１、１２の各々は、赤外線センサとその受光範囲を制限する受光制限部とを有し、他の赤外線センサモジュールの受光範囲に配置される。【選択図】図１
2014106142.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物からの赤外線に基づいて前記対象物の位置を示す位置データを生成する位置検出装置であって、
前記対象物からの赤外線の大きさに応じた検出信号を出力する複数の赤外線センサモジュールと、
複数の前記検出信号をＡＤ変換して複数の検出データを出力するＡＤ変換部と、
前記複数の検出データに基づいて前記位置データを生成する生成部とを備え、
前記複数の赤外線センサモジュールの各々は、
赤外線センサと前記赤外線センサの受光範囲を制限する受光制限部とを有し、
他の赤外線センサモジュールの受光範囲に配置される、
ことを特徴とする位置検出装置。
【請求項２】
Ｎ（Ｎは３以上の自然数）個以上の前記赤外線センサモジュールを備え、
前記ＡＤ変換部は、Ｎ個の前記検出データを生成し、
前記生成部は、
Ｎ個の前記検出データに基づいて、Ｎ個の赤外線センサモジュールから対象物までの各距離を特定し、
前記対象物の特性によって変化する赤外線の大きさを補正するための補正係数を、前記特定した各距離に乗算してＮ個の補正距離を算出し、
前記Ｎ個の補正距離のうち、互いに異なる２個の補正距離の複数の組み合わせに基づいて、複数個の対象物の位置を特定し、
複数個の対象物の位置が所定範囲内に入るように前記補正係数を特定し、
特定した前記補正係数を用いて、前記位置データを生成する、
ことを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項３】
前記複数の赤外線センサモジュールは、第１の赤外線センサモジュールと第２の赤外線センサモジュールを含み、
前記生成部は、
対象物が前記第１の赤外線センサモジュールから第１距離にあり、且つ前記第２の赤外線センサモジュールから第２距離にある状態を基準状態、前記第１の赤外線センサモジュールに対応する前記検出データを第１の検出データ、前記第２の赤外線センサモジュールに対応する前記検出データを第２の検出データとしたとき、
前記基準状態おいて、前記第１の検出データに基づいて対象物と前記第１の赤外線センサモジュールとの距離を第１の計測距離として求め、前記第２の検出データに基づいて対象物と前記第２の赤外線センサモジュールとの距離を第２の計測距離として求め、
前記第１距離と前記第１の計測距離に基づいて第１の補正係数を算出し、
前記第２距離と前記第２の計測距離に基づいて第２の補正係数を算出し、
対象物が基準状態にない場合に、前記第１の補正係数及び前記第２の補正係数を用いて、前記位置データを生成する、
ことを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項４】
前記受光制限部は、上側からの赤外線を前記赤外線センサに向けて反射することを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載の位置検出装置。
【請求項５】
前記受光制限部は、スリット形状をした溝であり、  前記赤外線センサは前記溝の底面に配置されることを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載の位置検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象物の位置を特定する位置検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種の装置に操作指示を入力するために指先の位置を検出する位置検出装置が知られている。このような位置検出装置として、指先の動きを撮像し画像解析によって指先の位置を検出する装置や、３個以上の赤外線センサを平面に配置し、各赤外線センサの出力信号に基づいて、位置検出を行う装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−８０２１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、画像解析によって指先の位置を検出する装置では、指先を認識して、その動きに追従する画像解析が必要となり、特別なソフトウエアと高速なハードウエアとが必要となる。また、特許文献１に開示された装置では、赤外線センサで赤外線を検知するが、指先よりも手の甲の部分の体積が大きいので、手の甲が熱源として大きく作用する。このため、指先の位置を正確に検出できないといった問題があった。
【０００５】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、簡易な構成で正確に対象物の位置を検出可能な位置検出装置を提供することを解決課題の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以上の課題を解決するために本発明に係る位置検出装置は、対象物からの赤外線に基づいて前記対象物の位置を示す位置データを生成するものであって、前記対象物からの赤外線の大きさに応じた検出信号を出力する複数の赤外線センサモジュールと、複数の前記検出信号をＡＤ変換して複数の検出データを出力するＡＤ変換部と、前記複数の検出データに基づいて前記位置データを生成する生成部とを備え、前記複数の赤外線センサモジュールの各々は、  赤外線センサと前記赤外線センサの受光範囲を制限する受光制限部とを有し、他の赤外線センサモジュールの受光範囲に配置される、ことを特徴とする。
【０００７】
この発明によれば、赤外線センサに入射する赤外線は受光制限部によって制限され、複数の赤外線センサモジュールの各々は、他の赤外線センサモジュールの受光範囲に配置される。このため、対象物の位置を３次元的な広がりの中で特定するのではなく、各赤外線センサモジュールの受光範囲が重複する２次元的な重複範囲で対象物の位置を特定する。この結果、対象物の近くに熱源となる物体があっても当該物体から照射される赤外線の影響を低減して対象物の位置を正確に特定することができる。
【０００８】
上述した位置検出装置において、Ｎ（Ｎは３以上の自然数）個以上の前記赤外線センサモジュールを備え、前記ＡＤ変換部は、Ｎ個の前記検出データを生成し、前記生成部は、  Ｎ個の前記検出データに基づいて、Ｎ個の赤外線センサモジュールから対象物までの各距離を特定し、前記対象物の特性によって変化する赤外線の大きさを補正するための補正係数を、前記特定した各距離に乗算してＮ個の補正距離を算出し、前記Ｎ個の補正距離のうち、互いに異なる２個の補正距離の複数の組み合わせに基づいて、複数個の対象物の位置を特定し、複数個の対象物の位置が所定範囲内に入るように前記補正係数を特定し、特定した前記補正係数を用いて、前記位置データを生成する、ことを特徴とする。
【０００９】
赤外線センサは赤外線の大きさに応じた検出信号を出力する。このため、対象物の熱に関する特性が変わると、赤外線センサから対象物までの距離が同じであっても検出信号の大きさが変化する。仮に、対象物の熱に関する特性が一定であれば、２個の赤外線センサから出力される検出信号に基づいて定められる対象物の位置は、赤外線センサの組み合わせが替わっても一定である。しかしながら、さらに、検出信号の大きさは距離の２乗に反比例するため、対象物の熱に関する特性が変化すると、赤外線センサの組み合わせによって対象物の位置が変化する。そこで、補正係数を導入して赤外線の発生源の特性を補正することが考えられるが、補正係数をどのように定めるかが問題となる。補正係数で補正した補正距離が正しければ、対象物の位置は、赤外線センサの組み合わせが替わっても一致する。そこで、本発明は、Ｎ個の赤外線センサと対象物との距離は補正係数を用いて補正したＮ個の補正距離を算出でき、Ｎ個の補正距離のうち、互いに異なる２個の補正距離の組み合わせに基づいて、対象物の位置を複数個特定する。そして、複数個の対象物の位置が所定範囲内に入るように補正係数を決定する。これによって、熱に関する特性に依存することなく対象物の位置を正確に特定することが可能となる。
【００１０】
上述した位置検出装置において、前記複数の赤外線センサモジュールは、第１の赤外線センサモジュールと第２の赤外線センサモジュールを含み、前記生成部は、対象物が前記第１の赤外線センサモジュールから第１距離にあり、且つ前記第２の赤外線センサモジュールから第２距離にある状態を基準状態、前記第１の赤外線センサモジュールに対応する前記検出データを第１の検出データ、前記第２の赤外線センサモジュールに対応する前記検出データを第２の検出データとしたとき、前記基準状態おいて、前記第１の検出データに基づいて対象物と前記第１の赤外線センサモジュールとの距離を第１の計測距離として求め、前記第２の検出データに基づいて対象物と前記第２の赤外線センサモジュールとの距離を第２の計測距離として求め、前記第１距離と前記第１の計測距離に基づいて第１の補正係数を算出し、前記第２距離と前記第２の計測距離に基づいて第２の補正係数を算出し、対象物が基準状態にない場合に、前記第１の補正係数及び前記第２の補正係数を用いて、前記位置データを生成する、ことが好ましい。
【００１１】
この発明によれば、対象物の位置が既知である基準状態において、計測した計測距離と既知の距離とに基づいて補正係数を算出し、補正係数を用いて位置データを生成するので、正確に対象物の位置を特定することができる。
【００１２】
また、上述した位置検出装置において、前記受光制限部は、上側からの赤外線を前記赤外線センサに向けて反射することが好ましい。さらに、効率を高める観点から、受光制限部はパラボラ形状をしており、その焦点に赤外線センサが配置されることが好ましい。
また、上述した位置検出装置において、前記受光制限部は、スリット形状をした溝であり、前記赤外線センサは前記溝の底面に配置されることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る位置検出装置の構成を示すブロック図である。
【図２】赤外線センサモジュールの構造の一例を示す斜視図である。
【図３】赤外線センサモジュールの受光範囲を平面的に説明するための説明図である。
【図４】赤外線センサモジュールの受光範囲を立体的に説明するための説明図である。
【図５】赤外線センサモジュールの他の構造例を説明するための説明図である。
【図６】指先の位置を算出する方法を説明するための説明図である。
【図７】２個の赤外線センサモジュールの配置の一例を示す平面図である。
【図８】２個の赤外線センサモジュールの受光範囲と配置との関係の一例を示す平面図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係る位置検出装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】３個の赤外線センサモジュールの配置の一例を示す平面図である。
【図１１】３個の赤外線センサモジュールの受光範囲と配置との関係の一例を示す平面図である。
【図１２】基準となる指先の位置を算出する方法を説明するための説明図である。
【図１３】計測対象となる指先の位置を算出する方法を説明するための説明図である。
【図１４】本発明の第３実施形態に係る位置検出装置の外観を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
＜１．第1実施形態＞
以下、図面を参照しつつ、本発明に係る第１実施形態を説明する。図１は、本発明の実施形態に係る位置検出装置１の主要構成を示すブロック図である。この位置検出装置１は、人の指先の位置を検出して位置データＤｐを生成する。位置検出装置１は、赤外線を受光して検出信号Ｍ１及びＭ２を出力する赤外線センサモジュール１１及び１２と、検出信号Ｍ１及びＭ２をアナログ信号からデジタル信号に変換して検出データＤ１及びＤ２を出力するＡＤ変換器２１及び２２と、メモリ３０と、ＣＰＵ４０とを備える。
【００１５】
赤外線センサモジュール１１の構造の一例を図２に示す。この例の赤外線センサモジュール１１は、機械要素部品と電子回路を一つのシリコン基板などに集積化したＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）によって構成されている。赤外線センサモジュール１１は、赤外線を受光して、受光した光量に応じた大きさの検出信号Ｍ１を出力する赤外線センサＳと、赤外線センサの受光範囲を制限する受光制限部Ａとを備える。赤外線センサＳとしては、熱起電力型、導電型、光導電型、あるいは光起電力型を用いることができる。受光制限部Ａは、シリコン基板又はガラス基板にパラボラ状に形成された溝の形状をしており、表面には赤外線反射材が形成されている。赤外線反射材は、例えば、アルミニウムである。
赤外線センサＳは、下向きに感度があり、例えばパラボラ状の断面形状を有する受光制限部Ａで反射された赤外線が集光されるようになっている。そのため、赤外線センサＳは、受光制限部Ａの真上から来る赤外線は受光するが、それ以外の方向から来る赤外線はほとんど受光しない。図３に示すように人の指先Ｆから照射される赤外線は、受光制限部Ａで反射され、赤外線センサＳに至る。
【００１６】
図４は、受光制限部Ａによって制限される受光範囲を示す説明図である。この図に示すように赤外線センサＳは、溝の幅Ｗの範囲の指向性を有し、当該範囲が受光範囲となる。このように受光範囲を制限したのは、手の甲と指先とを区別するためである。指先と比較して手の甲は体積が大きく、大きな熱源として作用する。赤外線は指先のみならず手の甲からも照射されるので、受光範囲を制限しないと、手の甲から照射される赤外線を赤外線センサＳで受光してしまう。手の甲からの赤外線は指先の位置を特定する場合にノイズとなる。本実施形態では、受光制限部Ａによって赤外線の受光範囲を制限するので、正確に指先の位置を特定することが可能となる。
【００１７】
赤外線センサモジュール１１の他の構造例を図５に示す。この例の赤外線センサモジュール１１は、ＭＥＭＳによって構成することができ、スリット状の受光制限部Ａと赤外線センサＳを備える。受光制限部Ａは溝で構成されている。受光範囲を制限する観点より、溝の側面は赤外線吸収材で形成されることが好ましい。また、赤外線センサＳは上部に感度があり、溝の底面の中央部に形成される。このため、赤外線センサＳは、溝の真上から来る赤外線は受光するが、それ以外の方向から来る赤外線はほとんど受光しない。つまり、赤外線センサＳは、溝の幅Ｗの範囲の指向性を有し、当該範囲が受光範囲となる。また、赤外線センサＳの受光部を上向きとし上部に凸レンズを設けて、検出エリアを集光しても同様の効果が得られる。
なお、赤外線センサモジュール１２は、例えば、図３及び図４に示す赤外線センサモジュール１１と同様の構造である。
【００１８】
次に、ＣＰＵ４０が指先Ｆの位置を特定する方法について、図６に示す説明図を参照して、説明する。ここで、赤外線センサモジュール１１の位置を原点(0,0)とし、赤外線センサモジュール１２に向かう軸をX軸、鉛直上方に向かう軸をY軸とする。赤外線センサモジュール１１及び１２の距離Ｌは既知であることから、指先Ｆの位置（ｘ，ｙ）は以下の式１及び式２で与えられる。但し、ｒ１は指先Ｆと赤外線センサモジュール１１との距離であり、ｒ２は指先Ｆと赤外線センサモジュール１２との距離である。
ｙ２＝（ｒ１２−ｘ２）＝（ｒ２２−（Ｌ−ｘ）２）であるから、
ｘ＝（Ｌ２+ｒ１２−ｒ２２）／（２Ｌ）……式１
ｙ＝sqrt（ｒ１２−ｘ２）……式２
【００１９】
指先Ｆから体温によって放出される赤外線の大きさは、指先Ｆからの距離の２乗に反比例するので、検出データＤ１及びＤ２から、距離ｒ１及びｒ２を特定することができる。すなわち、距離ｒ１及びｒ２と検出データＤ１及びＤ２との関係を近似テーブルを用いた関数funcで表現できる。
ｒ１＝func（Ｄ１）……式３
ｒ２＝func（Ｄ２）……式４
【００２０】
近似テーブルＴＢＬには、検出データＤ１及びＤ２の値と距離ｒ１及びｒ２とが対応付けられて記憶されている。このため、ＣＰＵ４０は、近似テーブルＴＢＬを参照することによって、距離ｒ１及びｒ２を特定する。さらに、ＣＰＵ３０は距離ｒ１及びｒ２を式１及び式２に代入して位置（ｘ，ｙ）を算出し、位置（ｘ，ｙ）を示す位置データＤｐを生成する。
【００２１】
ここで、赤外線センサモジュール１１の受光範囲と赤外線センサモジュール１２の受光範囲について図７及び図８を参照して説明する。図７及び図８は、赤外線センサモジュール１１及び１２を指先Ｆから垂直に見た平面図である。赤外線センサモジュール１１の受光範囲をＷ１、赤外線センサモジュール１２の受光範囲をＷ２としたとき、図７に示すように赤外線センサモジュール１１及び１２を直線上に配置し、受光範囲Ｗ１と受光範囲Ｗ２とが一致するように配置してもよい。また、図８に示すように赤外線センサモジュール１１が受光範囲Ｗ２に含まれ、且つ赤外線センサモジュール１２が受光範囲Ｗ１に含まれるように配置してもよい。この場合は、受光範囲Ｗ１と受光範囲Ｗ２との重複範囲が指先Ｆの位置を検出することが可能となる。
【００２２】
このように本実施形態においては、上下方向と赤外線センサモジュール１１及び１２を結ぶ直線の方向に限定した２次元で指先Ｆの位置を特定する。この結果、指先Ｆ以外の指、手、あるいは腕などから照射される赤外線の影響を排除することができ、正確に指先Ｆの位置を特定することが可能となる。
【００２３】
＜２．第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態に係る位置検出装置２について説明する。図９に位置検出装置２のブロック図を示す。位置検出装置２は、赤外線を受光して検出信号Ｍ３を出力する赤外線センサモジュール１３と、検出信号Ｍ３をアナログ信号からデジタル信号に変換して検出データＤ３を出力するＡＤ変換器２３とを備える点を除き、図１に示す第１実施形態の位置検出装置１と同様に構成されている。
また、赤外線センサモジュール１３は、例えば、図３及び図４に示す赤外線センサモジュール１１と同様の構造である。
【００２４】
次に、赤外線センサモジュール１１〜１３の受光範囲について図１０及び図１１を参照して説明する。図１０及び図１１は、赤外線センサモジュール１１〜１３を指先Ｆから垂直に見た平面図である。赤外線センサモジュール１１の受光範囲をＷ１、赤外線センサモジュール１２の受光範囲をＷ２、赤外線センサモジュール１３の受光範囲をＷ３としたとき、図１０に示すように赤外線センサモジュール１１〜１３を直線上に配置し、受光範囲Ｗ１〜Ｗ３が一致するように配置してもよい。また、図１１に示すように赤外線センサモジュール１１が受光範囲Ｗ２及びＷ３に含まれ、赤外線センサモジュール１２が受光範囲Ｗ３及びＷ１に含まれ、赤外線センサモジュール１３が受光範囲Ｗ１及びＷ２に含まれるように配置してもよい。この場合は、受光範囲Ｗ１〜Ｗ３の重複範囲において指先Ｆの位置を検出することが可能となる。すなわち、複数の赤外線センサモジュール１１〜１３の各々は、他の赤外線センサモジュールの受光範囲に配置されることが好ましい。
【００２５】
赤外線センサモジュール１１及び１２で受光する赤外線の大きさは、指先Ｆから赤外線センサモジュール１１及び１２までの距離が一定であったとしても、熱源である指先Ｆの太さや体温によって変化する。したがって、第１実施形態の位置検出装置１で生成される位置データＤｐは、指の太さや体温によってばらつくことになる。そこで、位置検出装置２では、赤外線を検出する系統を追加することによって、指の太さや体温の与える影響を低減して位置データＤｐの精度を向上させている。
【００２６】
ＣＰＵ４０が実行する位置データＤｐの生成方法について説明する。まず、基準となる指先Ｆrefを想定する。この指先Ｆrefは、基準となる指の太さで基準となる体温となっている。図１２は基準となる指先Ｆrefの位置を検出する場合の説明図である。第１実施形態で説明したように、２個の赤外線センサモジュールを用いて指先Ｆrefまでの各距離を求めれば、それらの距離から指先Ｆrefの位置を特定することができる。基準となる指先Ｆrefの場合は、赤外線センサモジュール１１及び１２を用いて特定した位置、赤外線センサモジュール１２及び１３を用いて特定した位置、並びに赤外線センサモジュール１３及び１１を用いて特定した位置が一致する。
【００２７】
しかしながら、図１３に示すように基準となる指先Ｆrefと比較して、指の太さが太い、あるいは体温が高い場合の指先Ｆａの場合には、赤外線センサモジュール１１及び１２を用いて特定した位置（ｘ１，ｙ１）、赤外線センサモジュール１２及び１３を用いて特定した位置（ｘ２，ｙ２）、並びに赤外線センサモジュール１３及び１１を用いて特定した位置（ｘ３，ｙ３）が
不一致となる。
【００２８】
基準となる指先Ｆrefと比較して、指の太さが細い、あるいは体温が低い場合、各赤外線センサモジュール１１〜１３で受光する赤外線の大きさは小さくなり、検出信号Ｍ１〜Ｍ３が一定の割合で低下する。この結果、検出距離も短くなる。ここで、係数をｋとし、係数kを各検出距離に乗算したものを補正距離（ｋ・ｒ１、ｋ・ｒ２、ｋ・ｒ３）とすると、以下の式５〜式１０に従って、誤差を有する位置（ｘ１，ｙ１）、位置（ｘ２，ｙ２）、及び位置（ｘ３，ｙ３）が特定される。
ｘ1＝（Ｌ２+（ｋ・ｒ１）２−（ｋ・ｒ２）２）／（２Ｌ）……式５
ｙ1＝sqrt（（ｋ・ｒ１）２−ｘ1２）……式６
ｘ２＝L+（Ｌ２+（ｋ・ｒ２）２−（ｋ・ｒ３）２）／（２Ｌ）……式７
ｙ２＝sqrt（（ｋ・ｒ２）２−ｘ2２）……式８
ｘ３＝（４Ｌ２+（ｋ・ｒ１）２−（ｋ・ｒ３）２）／（４Ｌ）……式９
ｙ３＝sqrt（（ｋ・ｒ３）２−ｘ3２）……式１０
【００２９】
ここで、位置（ｘ１，ｙ１）と位置（ｘ２，ｙ２）との距離をＲ１、位置（ｘ２，ｙ２）と位置（ｘ３，ｙ３）との距離をＲ２、位置（ｘ３，ｙ３）と位置（ｘ１，ｙ１）との距離をＲ３としたとき、評価関数Ｑを式１１で定義する。
Ｑ＝Ｒ１２+Ｒ２２+Ｒ３３……式１１
ＣＰＵ４０は、ｋを変化させ、Ｑが最小となるｋを特定する。このとき、位置（ｘ１，ｙ１）、位置（ｘ２，ｙ２）、及び位置（ｘ３，ｙ３）が最も近づくことになる。ＣＰＵ４０は、特定したｋを式５、式６に代入して、位置（ｘ１，ｙ１）を算出し、算出結果を位置データＤｐとして出力する。あるいは、複数検出位置が図１３の様に赤外線センサSの近傍にばらつく場合は、補正係数ｋを小さめに、遠くばらつく場合はｋを大きめにして位置を再演算する。この結果を見て許容誤差に入らなければ、同様の演算を繰り返すことにより補正係数ｋを求めることができる。
【００３０】
本実施形態によれば、指先Ｆの太さの影響を排除できるので、性別や年齢による誤差を低減できる。また、体温の影響を排除できるので、冷え性などの体質による誤差を低減できる。これにより、より正確な位置データＤｐを生成することが可能となる。なお、本来は式５と式７は等しくなることから、kは以下の通り求めることが出来る。
ｋ＝Ｌ・sprt（２／（ｒ１２−２・ｒ２２＋ｒ３２）
【００３１】
＜３．第３実施形態＞
第３実施形態に係る位置検出装置３は、キャリブレーションを実行する点で第１実施形態の位置検出装置１と相違する。図１４に第３実施形態に係る位置検出装置３の外観を示す。位置検出装置３は指先Ｆを所定位置Ｐに位置決めするための部材５０を有する。部材５０の一端は本体１００に固定されており、その他端はＵ字の形状をしている。そして、Ｕ字部分５１に指先Ｆを位置決めできるようになっている。
【００３２】
所定位置Ｐから赤外線センサモジュール１１までの距離ｒ１１、所定位置Ｐから赤外線センサモジュール１２までの距離ｒ２１は既知である。一方、指先ＦをＵ字部分５１に置いた場合の、赤外線センサモジュール１１の検出信号に基づいて測定された、所定位置Ｐから赤外線センサモジュール１１までの距離をｒ１２、赤外線センサモジュール１２の検出信号に基づいて測定された、所定位置Ｐから赤外線センサモジュール１２までの距離をｒ２２とする。指先Ｆの太さや体温によって、距離ｒ１１と距離ｒ１２との間、距離ｒ２１と距離ｒ２２との間に誤差が発生する。ここで、ＣＰＵ４０は、補正係数ｋ１、ｋ２を以下の式１１及び式１２に従って算出し、メモリ３０に記憶する。
ｋ１＝ｒ１１／ｒ１２……式１１
ｋ２＝ｒ２１／ｒ２２……式１２
【００３３】
そして、ＣＰＵ４０は、以下の式１３及び式１４に従って位置（ｘ，ｙ）を特定する。
ｘ＝（Ｌ２+（ｋ１・ｒ１２）２−（ｋ２・ｒ２２）２）／（２Ｌ）……式１３
ｙ＝sqrt（（ｋ１・ｒ１２）２−ｘ２）……式１４
【００３４】
このように本実施形態によれば、キャリブレーションを実行することによって、指先Ｆの太さや体温の影響を低減して、位置データＤｐの精度を向上させることができる。さらに、キャリブレーションを実行することによって、赤外線センサモジュール１１〜１３の感度のばらつきを補正することができる。
【００３５】
＜４．変形例＞
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に述べる各種の変形が可能である。また、上述した実施形態と各変形例は適宜組み合わせてもよいことは勿論である。
【００３６】
（１）上述した各実施形態では、検出データＤ１〜Ｄ３から距離ｒ１〜ｒ３を関数funcを用いて求めるのに近似テーブルＴＢＬを用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、ＣＰＵ４０が演算によって距離ｒ１〜ｒ３を算出してもよい。この場合、Ｄを検出データ、ｒを距離、ａ，ｂ，ｃ…を定数としたとき、以下に示す多項近似式を用いてもよい。なお、多項近似式は、実測値に最小２乗法を適用することによって得られる。また、多項近似式の次数は誤差が許容される範囲で定めればよい。
ｒ＝ａＤ０＋ｂＤ１＋ｃＤ２＋…  式１５
【００３７】
（２）上述した各実施形態では、赤外線センサモジュール１１〜１３の一例として、ＭＥＭＳを取り上げて説明したが、本発明はこれに限定されるのではなく、赤外線センサＳとその受光範囲を制限する受光制限部Ａを備えるのであれば、いかなる構造であってもよい。例えば、赤外線センサＳと受光制限部Ａとを個別に製造し、それらを組みたてて赤外線センサモジュール１１〜１３を構成してもよい。
【００３８】
（３）上述した各実施形態では、位置検出の対象物の一例として指先を取り上げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、対象物は顔、腕、あるいは手であってもよい。また、上述した各実施形態では、複数の赤外線センサモジュールの各々に対応してＡＤ変換器を設けたが、本発明はこれに限定されるものではなく、１個のＡＤ変換器を複数の赤外線センサモジュールで兼用してもよい。この場合には、ＡＤ変換器の前段にスイッチを設け複数のセンサモジュールから出力される検出信号を時分割で切り替えてＡＤ変換器に供給すればよい。
【００３９】
（４）上述した第２実施形態では３個の赤外線センサモジュール１１〜１３を用いたがN（Nは３以上の自然数）個以上の赤外線センサモジュールを用いて対象物の位置を検出してもよい。この場合、ＣＰＵ４０は、Ｎ個の検出データに基づいて、Ｎ個の赤外線センサモジュールから対象物までの各距離を特定する処理と、対象物の特性（例えば、指先の太さや体温）によって変化する赤外線の大きさを補正するための補正係数（ｋ）を特定した各距離に乗算してＮ個の補正距離（ｋ・ｒ１、ｋ・ｒ２、…ｋ・ｒN）を算出する処理と、Ｎ個の補正距離のうち、互いに異なる２個の補正距離の組み合わせに基づいて、複数個の対象物の位置（（ｘ１，ｙ１）、（ｘ2，ｙ2）、・・・（ｘN，ｙN））を特定する処理と、特定した複数個の対象物の位置が所定範囲内に入るように補正係数ｋを特定する処理と、特定した補正係数ｋを用いて位置データＤｐを生成する処理とを実行すればよい。
より具体的には、ＣＰＵ４０は、特定した複数個の対象物の位置が近接する程度を評価関数で評価し、評価値が閾値以下となる補正係数ｋを特定すればよい。そして、検出データによって得られた赤外線センサモジュールから対象物までの計測距離を補正係数ｋを用いて補正して補正距離を生成し、補正距離を用いて位置データＤｐを生成すればよい。
【符号の説明】
【００４０】
１，２……位置検出装置、１１〜１３……赤外線センサモジュール、２１〜２３……ＡＤ変換器、３０……メモリ、４０……ＣＰＵ、ＴＢＬ……近似テーブル、Ｓ……赤外線センサ、Ａ……受光制限部。Ｍ１〜Ｍ３……検出信号、Ｄ１〜Ｄ３……検出データ、Ｄｐ……位置データ。
【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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【図１３】
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【図１４】
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