光学式操作装置
【課題】携帯機器にも搭載可能な省スペースの操作装置を提供する。
【解決手段】距離認識部２０ｂは、ＥＥＰＲＯＭ１４６の受光量−距離曲線とバッファメモリ１３５−２の受光量データｘ３、ｘ４とを参照し、指Ｆの距離Ｌｐ、Ｌｎを認識する。操作認識部２０ｃは、指Ｆの距離が増減していると判断した場合、動作量の入力があったと認識する。これに応じ、動作制御部２０ｅは、指Ｆの距離の増減量ΔＬ＝Ｌｎ−Ｌｐに応じた制御を行う。具体的には、メインＣＰＵ２０は、指Ｆの距離の増減ΔＬに比例した繰出量でレンズ鏡胴６０を移動する指令をモータドライバ６２に出力する。
【解決手段】距離認識部２０ｂは、ＥＥＰＲＯＭ１４６の受光量−距離曲線とバッファメモリ１３５−２の受光量データｘ３、ｘ４とを参照し、指Ｆの距離Ｌｐ、Ｌｎを認識する。操作認識部２０ｃは、指Ｆの距離が増減していると判断した場合、動作量の入力があったと認識する。これに応じ、動作制御部２０ｅは、指Ｆの距離の増減量ΔＬ＝Ｌｎ−Ｌｐに応じた制御を行う。具体的には、メインＣＰＵ２０は、指Ｆの距離の増減ΔＬに比例した繰出量でレンズ鏡胴６０を移動する指令をモータドライバ６２に出力する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光学式の操作装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ユーザ操作による動作量を入力する装置が考案されている。例えば特許文献１によると、電子カメラが発光した光を受光して当該電子カメラの動作量を検出し、その動作量をパソコンに送信する。すなわち、カメラをパソコンのマウスとして機能させることができる。
【特許文献１】特開２００３−１３４３７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記のように機器を平面上で動作させて動作量を入力する場合、動作用の平面が必要であり、あらゆる場所で使用する可能性のある携帯機器に適用すると使い勝手が悪い。本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、携帯機器にも搭載可能な省スペースの操作装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上述の課題を解決するため、本発明に係る光学式操作装置は、操作体へ発光する発光部と、前記発光部からの光が前記操作体に反射した反射光を受光して前記反射光の受光量に応じた電気信号を出力する受光部と、前記受光部の出力した電気信号に従って前記反射光の受光量を認識する受光量認識部と、前記受光量認識部の認識した前記反射光の受光量に従って前記操作体までの距離を認識する距離認識部と、前記距離認識部の認識した前記操作体までの距離に応じた入力操作を認識する操作認識部と、を備える。
【０００５】
この発明によると、指やペンなどの操作体までの距離に応じた入力操作が可能となる。このため、ユーザは、操作体の距離を変化させるだけで動作量の入力が可能となる。また、従来のように、平面的な動作量の入力手段（ボタン、レバーなど）を設ける必要がなく、操作装置の省スペース化に役立つ。
【０００６】
前記操作認識部は前記受光量認識部が前記反射光の受光量を認識することができなくなったことに応じて前記動作量を指定する入力操作が終了したことを認識するとよい。
【０００７】
こうすると、ユーザが操作体を離すだけで入力操作を終了できる。
【０００８】
前記操作認識部は前記操作体までの距離が所定の第１の距離から所定の第２の距離へ変化することで１回目の押下操作を認識し、かつ前記１回目の押下操作から所定の認識停止時間を隔てた後で前記操作体までの距離が所定の第１の距離から所定の第２の距離へ変化することで２回目の押下操作を認識することにより、ダブルクリック操作を認識するようにしてもよい。
【０００９】
前記発光部はＲ，Ｇ，Ｂの可視光を発光するＬＥＤからなるＬＥＤ群を備え、かつ前記操作体までの距離に応じてＲ，Ｇ，Ｂの発光色の組み合わせを切り替えてもよい。
【００１０】
こうすると、指の距離の変動に応じ、距離の認識に必要な色だけを発光させることで、無意味な電力消費を抑えることができる。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によると、指やペンなどの操作体までの距離に応じた入力操作が可能となる。このため、ユーザは、操作体の距離を変化させるだけで動作量の入力が可能となる。また、従来のように、平面的な動作量の入力手段（ボタン、レバーなど）を設ける必要がなく、操作装置の省スペース化に役立つ。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、添付した図面を参照し本発明の好ましい実施の形態を説明する。
【００１３】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の好ましい実施形態に係るデジタルカメラ（以下カメラと略す）１００の正面図である。
【００１４】
カメラ１００の正面に配備されたレンズ鏡胴６０には、ズームレンズ１０１ａ及びフォーカスレンズ１０１ｂを含む撮影レンズ１０１が内蔵されており、ズームレンズ１０１ａを光軸方向に移動させることで焦点距離調節が行なわれるとともに、フォーカスレンズ１０１ｂを光軸方向に移動させることによりピント調節が行なわれる。
【００１５】
レンズ鏡筒６０は、カメラボディ１８０に沈胴した状態から、予め設定された最短焦点距離位置であるワイド端と最長焦点距離位置であるテレ端との間で進退することで、カメラボディ１８０から繰り出し、また収納される。この図では、レンズ鏡胴６０がカメラボディ１８０に沈胴した状態が示されている。
【００１６】
またカメラ１００には、非撮影時には撮影レンズ１０１の前面を覆って撮像レンズ１０１と外界とを遮ることで撮像レンズ１０１を保護する状態をつくり出すとともに、撮像時には撮像レンズを外界に露出するレンズカバー６１が設けられている。
【００１７】
レンズカバー６１は開閉自在な機構で構成されており、開放状態で撮影レンズ１０１の前面を覆い、閉鎖状態で撮影レンズ１０１の前面を外界に露出する。レンズカバー６１は電源スイッチ１２１のオン／オフに連動して開放／閉鎖される。この図ではレンズカバー６１は開放状態となっている。
【００１８】
カメラ１００の上面には、中央部分にレリーズスイッチ１０４の配備されたモードダイヤル１２３と電源スイッチ１２１とが配備されており、正面には、ストロボ１０５ａ、ＡＦ補助光ランプ１０５ｂ、セルフタイマランプ１０５ｃ等が配備されている。
【００１９】
図２はカメラ１００の背面図である。カメラ１００の背面には、画像表示ＬＣＤ１０２、光学式操作機器１２４が配備されている。光学式操作機器１２４は、表面積の広い親指を載せるためのガイド１２５を備え、ガイド１２５の中心付近には穴３４が形成されている。光学式操作機器１２４は、右手親指を良好に載置できるように、カメラ背面右上に配備されている。光学式操作機器１２４は、穴３４を介した光の発光／受光によってユーザの指などの動きを検出する。光学式操作機器１２４は、従来のカメラに配備されるズームスイッチ、切替レバー、十字キー、情報位置指定キー等の操作系の役割を果たす。
【００２０】
図３はカメラ１００のブロック図である。カメラ１００にはユーザがこのカメラ１００を使用するときに種々の操作を行なうための操作部１２０が設けられている。この操作部１２０には、カメラ１００を作動させるための電源投入用の電源スイッチ１２１、オート撮影やマニュアル撮影等を選択するためのモードダイヤル１２３、光学式操作機器１２４が備えられている。
【００２１】
また、カメラ１００には、撮影画像や再生画像等を表示するための画像表示ＬＣＤ１０２と、操作の手助けを行なうための操作ＬＣＤ表示１０３が備えられている。
【００２２】
このカメラ１００にはレリーズスイッチ１０４が配備されている。このレリーズスイッチ１０４によって撮影の開始指示がメインＣＰＵ２０へと伝えられる。このカメラ１００では光学式操作機器１２４によって撮影と再生との切り替えが自在になっていて、撮影を行なうときにはユーザによって光学式操作機器１２４が撮影側に切り替えられ、再生を行なうときには光学式操作機器１２４が再生側に切り替えられる。また、カメラ１００には、閃光を発光する閃光発光管１０５ａを有する閃光発光装置が配備されている。
【００２３】
また、カメラ１００には、撮影レンズ１０１と、絞り１３１と、それら撮影レンズ１０１および絞り１３１を経由して結像された被写体像をアナログの画像信号に変換する撮像素子であるＣＣＤセンサ１３２（以下ＣＣＤ１３２と略記する）とが備えられている。ＣＣＤ１３２は、詳細には、そのＣＣＤ１３２に照射された被写体光により発生した電荷を可変の電荷蓄積時間（露光期間）の間蓄積することにより画像信号を生成するものである。ＣＣＤ１３２からは、ＣＧ部１３６から出力される垂直同期信号ＶＤに同期したタイミングでフレーム毎の画像信号が順次出力される。
【００２４】
撮像素子にＣＣＤ１３２を用いた場合には、色偽信号やモアレ縞等の発生を防止するために、入射光内の不要な高周波成分を除去する光学的ローパスフィルタ１３２ａが配設されている。また、入射光内の赤外線を吸収若しくは反射して、長波長域で感度が高いＣＣＤセンサ１３２固有の感度特性を補正する赤外カットフィルタ１３２ｂが配設されている。光学的ローパスフィルタ１３２ａ及び赤外カットフィルタ１３２ｂの具体的な配設の態様は特に限定されない。
【００２５】
また、カメラ１００には、ＣＣＤセンサ１３２からのアナログ画像信号が表わす被写体像のホワイトバランスを合わせるとともにその被写体像の階調特性における直線の傾き（γ）を調整し、さらにアナログ画像信号を増幅する増幅率可変の増幅器を含む白バランス・γ処理部１３３が備えられている。
【００２６】
さらに、カメラ１００には、白バランス・γ処理部１３３からのアナログ信号をディジタルのＲ，Ｇ，Ｂ画像データにＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ部１３４と、そのＡ／Ｄ部１３４からのＲ，Ｇ，Ｂ画像データを格納するバッファメモリ１３５が備えられている。
【００２７】
本実施形態では、Ａ／Ｄ部１３４は、８ビットの量子化分解能を有し、白バランス・γ処理部１３３から出力されるアナログＲ，Ｇ，Ｂ撮像信号をレベル０〜２５５のＲ，Ｇ，Ｂデジタル画像データに変換して出力する。ただし、この量子化分解能はあくまで一例であって本発明に必須の値ではない。
【００２８】
また、カメラ１００には、ＣＧ（クロックジェネレータ）部１３６と、測光・測距用ＣＰＵ１３７と、充電・発光制御部１３８と、通信制御部１３９と、ＹＣ処理部１４０と、電源電池６８とが備えられている。
【００２９】
ＣＧ部１３６は、ＣＣＤセンサ１３２を駆動するための垂直同期信号ＶＤ，高速掃き出しパルスＰを含む駆動信号、白バランス・γ処理部１３３，Ａ／Ｄ部１３４を制御する制御信号、および通信制御部１３９を制御する制御信号を出力する。また、このＣＧ部１３６には、測光・測距用ＣＰＵ１３７からの制御信号が入力される。
【００３０】
測光・測距用ＣＰＵ１３７は、ズーム用モータ１１０、フォーカス用モータ１１１、絞り調整を行う絞り用モータ１１２を制御してズームレンズ１０１ａ、フォーカスレンズ１０１ｂ、絞り１３１をそれぞれ駆動することにより測距を行ない、ＣＧ部１３６および充電・発光制御部１３８を制御する。ズーム用モータ１１０、フォーカス用モータ１１１、絞り用モータ１１２の駆動は、モータドライバ６２によって制御され、モータドライバ６２の制御コマンドは、測光・測距用ＣＰＵ１３７あるいはメインＣＰＵ２０から送られる。
【００３１】
測光・測距用ＣＰＵ１３７は、レリーズスイッチ１０４が半押し（Ｓ１オン）されると、ＣＣＤ１３２によって周期的（１／30秒から１／60秒ごと）に得られる画像データに基づいて被写体の明るさの測光（ＥＶ値の算出）を行う。
【００３２】
即ち、ＡＥ演算部１５１は、Ａ／Ｄ変換部１３４から出力されたＲ、Ｇ、Ｂの画像信号を積算し、その積算値を測光・測距用ＣＰＵ１３７に提供する。測光・測距用ＣＰＵ１３７は、ＡＥ演算部１５１から入力する積算値に基づいて被写体の平均的な明るさ（被写体輝度）を検出し、撮影に適した露出値（ＥＶ値）を算出する。
【００３３】
そして、測光・測距用ＣＰＵ１３７は、得られたＥＶ値に基づいて絞り１３１の絞り値（Ｆ値）及びＣＣＤ１３２の電子シャッタ（シャッタスピード）を含む露出値を所定のプログラム線図にしたがって決定する（ＡＥ動作）。
【００３４】
レリーズスイッチ１０４が全押し（Ｓ２オン）されると、測光・測距用ＣＰＵ１３７は、その決定した絞り値に基づいて絞り１３１を駆動し、絞り１３１の開口径を制御するとともに、決定したシャッタスピードに基づき、ＣＧ１３６を介してＣＣＤ１３２での電荷蓄積時間を制御する。
【００３５】
ＡＥ動作は、絞り優先ＡＥ，シャッタ速度優先ＡＥ，プログラムＡＥなどがあるが、いずれにおいても、被写体輝度を測定し、この被写体輝度の測光値に基づいて決められた露出値、すなわち絞り値とシャッタスピードとの組み合わせで撮影を行うことにより、適正な露光量で撮像されるように制御しており、面倒な露出決定の手間を省くことができる。
【００３６】
ＡＦ検出部１５０は、測光・測距ＣＰＵ１３７により選定された検出範囲に対応する画像データをＡ／Ｄ変換部１３４から抽出する。焦点位置を検出する方法は、合焦位置で画像データの高周波成分が最大振幅になるという特徴を利用して行う。ＡＦ検出部１５０は、抽出された画像データの高周波成分を１フィールド期間積分することにより、振幅値を算出する。ＡＦ検出部１５０は、測光・測距ＣＰＵ１３７がフォーカス用モータ１１０を駆動制御してフォーカスレンズ１０１ａを可動範囲内、即ち無限遠側の端点（ＩＮＦ点）から至近側の端点（ＮＥＡＲ点）の間で移動させている間に順次振幅値の計算を実行し、最大振幅を検出した時に検出値を測光・測距ＣＰＵ１３７に送信する。
【００３７】
測光・測距ＣＰＵ１３７は、この検出値を取得して対応する合焦位置に、フォーカスレンズ１０１ｂを移動させるようにフォーカス用モータ１１１に指令を出す。フォーカス用モータ１１１は、測光・測距ＣＰＵ１３７の指令に応じてフォーカスレンズ１０１ｂを合焦位置に移動させる（ＡＦ動作）。
【００３８】
測光・測距用ＣＰＵ１３７は、メインＣＰＵ２０とのＣＰＵ間通信によってレリーズスイッチ１０４と接続されており、ユーザによりレリーズスイッチ１０４が半押しされた時に、この合焦位置の検出が行われる。また、測光・測距用ＣＰＵ１３７には、ズーム用モータ１１１が接続されており、メインＣＰＵ２０が、ズームスイッチ１２７によってユーザからのＴＥＬＥ方向又はＷＩＤＥ方向へのズームの指令を取得した場合に、ズーム用モータ１１０を駆動させることにより、ズームレンズ１０１ａをＷＩＤＥ端とＴＥＬＥ端との間で移動させる。
【００３９】
充電・発光制御部１３８は，閃光発光管１０５ａを発光させるために電源電池６８からの電力の供給を受けて図示しない閃光発光用のコンデンサを充電したり、その閃光発光管１０５ａの発光を制御する。
【００４０】
充電・発光制御部１３８は，電源電池６８の充電開始、レリーズスイッチ１０４の半押し・全押し操作信号等の各種の信号や、発光量、発光タイミングを示す信号をメインＣＰＵ２０や測光・測距ＣＰＵ１３７から取り込んだことに応じ、セルフタイマランプ１０５ｃやＡＦ補助光１０５ｂへの電流供給制御を行い、所望の発光量が所望のタイミングで得られるように制御する。
【００４１】
具体的には、メインＣＰＵ２０あるいは測光・測距ＣＰＵ１３７から充電・発光制御部１３８へハイ（Ｈ）レベルの信号が入力されると、セルフタイマランプ１０５ｃは通電状態となり点灯する。一方、充電・発光制御部１３８へロー（Ｌ）レベルの信号が入力されると、セルフタイマランプ１０５ｃは非通電状態となり消灯する。
【００４２】
メインＣＰＵ２０あるいは測光・測距ＣＰＵ１３７は、Ｈ・Ｌレベル信号の出力時間の比率（デューティ比）を変化させて設定することでセルフタイマランプ１０５ｃの輝度（明るさ）を変化させる。
【００４３】
なお、セルフタイマランプ１０５ｃはＬＥＤで構成してもよく、ＡＦ補助光ランプ１０５ｂを構成するＬＥＤと共通にしてもよい。
【００４４】
メインＣＰＵ２０には、セルフタイマ回路８３が接続されている。メインＣＰＵ２０は、セルフ撮影モードが設定されている場合、レリーズスイッチ１０４の全押し信号に基づいて計時を行なう。この計時中に、メインＣＰＵ２０は測光・測距ＣＰＵ１３７を介し、残り時間に合わせて点滅速度をだんだんと早めながら、セルフタイマランプ１０５ｃを点滅させる。セルフタイマ回路８３は、計時完了後に計時完了信号をメインＣＰＵ２０に入力する。メインＣＰＵ２０は、計時完了信号に基づいて、ＣＣＤ１３２にシャッタ動作を実施させる。
【００４５】
通信制御部１３９には、通信ポート１０７が備えられており、この通信制御部１３９は、カメラ１００により撮影された被写体の画像信号をＵＳＢ端子が備えられたパーソナルコンピュータ等の外部装置に出力し、およびこのような外部装置からカメラ１００に画像信号を入力することにより、その外部装置との間のデータ通信を担うものである。また、このカメラ１００は、ロール状の写真フイルムに写真撮影を行なう通常のカメラが有するＩＳＯ感度１００，２００，４００，１６００等に切り替える機能を模擬した機能を有し、ＩＳＯ感度４００以上に切り替えられた場合、白バランス・γ処理部１３３の増幅器の増幅率が所定の増幅率を越えた高増幅率に設定された高感度モードとなる。通信制御部１３９は、高感度モードでの撮影中は、外部装置との通信を停止する。
【００４６】
また、カメラ１００には、圧縮・伸長＆ＩＤ抽出部１４３と、Ｉ／Ｆ部１４４が備えられている。圧縮・伸長＆ＩＤ抽出部１４３は、バッファメモリ１３５に格納された画像データを、バスライン１４２を介して読み出して圧縮し、Ｉ／Ｆ部１４４を経由してメモリカード２００に格納する。また、圧縮・伸長＆ＩＤ抽出部１４３は、メモリカード２００に格納された画像データの読み出しにあたり、メモリカード２００固有の識別番号（ＩＤ）を抽出し、そのメモリカード２００に格納された画像データを読み出して伸長し、バッファメモリ１３５に格納する。
【００４７】
バッファメモリ１３５に格納されたＹ／Ｃ信号は、圧縮・伸長＆ＩＤ抽出部１４３によって所定のフォーマットに従って圧縮された後、Ｉ／Ｆ１４４を介してメモリカード２００のようなリムーバブルメディアないしハードディスク（ＨＤＤ）７５のような内蔵型大容量記憶媒体に所定の形式（例えばExif（Exchangeable Image File Format）ファイル）で記録される。ハードディスク（ＨＤＤ）７５へのデータ記録またはハードディスク（ＨＤＤ）７５からのデータの読込みは、メインＣＰＵ２０の指令に応じてハードディスクコントローラ７４によって制御される。
【００４８】
また、カメラ１００には、メインＣＰＵ２０と、ＥＥＰＲＯＭ１４６と、ＹＣ／ＲＧＢ変換部１４７と、表示用のドライバ１４８とが備えられている。メインＣＰＵ２０は、このカメラ１００全体の制御を行なう。ＥＥＰＲＯＭ１４６には、このカメラ１００固有の固体データやプログラム等が格納されている。ＹＣ／ＲＧＢ変換部１４７は、ＹＣ処理部１４０で生成されたカラー映像信号ＹＣを３色のＲＧＢ信号に変換して表示用のドライバ１４８を経由して画像表示ＬＣＤ１０２に出力する。
【００４９】
ＣＰＵ２０は、ドライバ１４８に内蔵されたＯＳＤ信号発生回路１４８ａに対し、シャッタ速度や絞り値、撮影可能枚数、撮影日時、警告メッセージ、グラフィカルユーザインターフェイス（ＧＵＩ）等の文字及び記号情報を表示するための信号を発生させるコマンドを送る。ＯＳＤ信号発生回路１４８ａはこのコマンドに従って映像情報を出力する。ＯＳＤ信号発生回路１４８ａから出力される信号は、必要に応じてＹＣ／ＲＧＢ変換部１４７からの画像信号に混合されて、液晶パネル７１に供給される。これにより、スルー画像や再生画像に文字等が合成された合成画像が表示される。
【００５０】
また、カメラ１００は、ＡＣ電源から電力を得るためのＡＣアダプタ４８と電源電池６８とが着脱可能な構成となっている。電源電池６８は充電可能な二次電池、例えばニカド電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池で構成される。電源電池６８は使い切り型の一次電池、例えばリチウム電池、アルカリ電池で構成してもよい。電源電池６８は図示しない電池収納室に装填することにより、カメラ１００の各回路と電気的に接続される。
【００５１】
ＡＣアダプタ４８がカメラ１００に装填されＡＣ電源からＡＣアダプタ４８を介してカメラ１００に電力が供給される場合には、電源電池６８が電池収納室に装填されている場合であっても、優先的に当該ＡＣアダプタ４８から出力された電力がカメラ１００の各部に駆動用の電力として供給される。また、ＡＣアダプタ４８が装填されておらず、かつ電源電池６８が電池収納室に装填されている場合には、当該電源電池６８から出力された電力がカメラ１００の各部に駆動用の電力として供給される。
【００５２】
なお、図示しないが、カメラ１００には、電池収納室内に収納される電源電池６８とは別にバックアップ電池が設けられている。内蔵バックアップ電池には例えば専用の二次電池が用いられ、電源電池６８によって充電される。バックアップ電池は、電源電池６８の交換や取り外し等、電源電池６８が電池収納室に装填されていない場合、カメラ１００の基本機能に給電する。
【００５３】
即ち、電源電池６８又はＡＣアダプタ４８からの電源供給が停止すると、バックアップ電池がスイッチング回路（図示せず）によってＲＴＣ１５等に接続され、これらの回路に給電する。これにより、バックアップ電池２９が寿命に達しない限り、ＲＴＣ１５等の基本機能には、電源供給が間断なく継続する。
【００５４】
ＲＴＣ（Real Time Clock）１５は計時専用のチップであり、電源電池６８やＡＣアダプタ４８からの給電がオフされていてもバックアップ電池から電源供給を受けて継続的に動作する。
【００５５】
画像表示ＬＣＤ１０２には透過型又は半透過型の液晶パネル７１を背面側から照明するバックライト７０が配設されており、省電力モードの場合には、メインＣＰＵ２０によりそのバックライト７０の明るさ（輝度）がバックライトドライバ７２を介して制御され、バックライト７０の消費電力が低減されるようになっている。また、省電力モードは、光学式操作機器１２４を操作して画像表示ＬＣＤ１０２にメニュー画面を表示させ、そのメニュー画面で所定の操作を行うことによってオン／オフを設定することができるようになっている。
【００５６】
図４は本発明に係る光学式操作機器１２４周辺の要部構成を示す。光学式操作機器１２４は、発光輝度や発光色の調節が可能なＬＥＤ群１２４−１（Ｒ、Ｇ、ＢのＬＥＤ１２４Ｒ、１２４Ｇ、１２４Ｂ）ならびに電源電池６８からＬＥＤへの供給電流量の制御、ＬＥＤのオンオフのタイミング制御、ＬＥＤの発光量の制御を行うＬＥＤドライバ１２４Ｄで構成された発光部１２４−１、発光部１２４−１の発光した光が指Ｆで反射して穴３４から入射する反射光を受光して電気信号に変換する受光部１２４−２を備えている。
【００５７】
受光部１２４−２は、反射光の受光量に応じた電気信号をＡ／Ｄ変換部１３４−２に出力する。この電気信号を受光量信号と呼ぶ。受光部１２４−２は、具体的には、ＣＣＤセンサ１３２を用いることができる。あるいは、本出願人による特開２００１−３５２４９１に記載の撮像素子など、受光量に応じた電気信号を出力する回路であればなんでもよい。
【００５８】
以下、受光部１２４−２はＣＣＤセンサ１３２と同等の構成とし、受光部１２４−２の被写体は指Ｆであるものとして説明するが、形状的特徴を有するその他の物体（ペンなど）であってもよい。
【００５９】
Ａ／Ｄ変換部１３４−２は、受光部１２４−２からの受光量信号をデジタルデータに変換してバッファメモリ１３５−２に出力する。Ａ／Ｄ変換部１３４−２から出力されたデータを受光量データと呼ぶ。受光量データは、受光部１２４−２から受光量信号が出力されるごとに、バッファメモリ１３５−２の２つの領域に交互に記憶される。これにより、時刻の異なる２つの受光量データが同時に記憶され、受光量信号が出力されるごとに古い時刻の受光量データが新しいものに書き換えられる。なお、３つ以上の受光量データを同時に記憶してもよい。
【００６０】
ＣＰＵ２０は、発光部１２４−１の発光量や発光開始・終了タイミングを制御するモジュールである発光制御部２０ａ、ガイド１２５と略垂直な軸Ｚに沿った指Ｆの移動方向及びガイド１２５からの距離を、受光量データに基づいて認識するモジュールである距離認識部２０ｂ、指Ｆの移動方向及び距離に応じて入力操作を認識するモジュールである操作認識部２０ｃを実行する。発光制御部２０ａ、距離認識部２０ｂ、操作認識部２０ｃはＣＰＵ２０によって実行されるプログラムであり、ＥＥＰＲＯＭ１４６に記憶されている。
【００６１】
図５は、操作認識部２０ｃが受光量から距離を認識するために参照する、受光量と距離の関係を規定した曲線（受光量−距離曲線）の一例を示す。この受光量−距離曲線は、Ｌ０〜Ｌ６までの７つの離散的な距離と、受光量データによって識別される反射光の受光量との関係を規定する。操作認識部２０ｃは、ＥＥＰＲＯＭ１４６に記憶されている受光量−距離曲線を参照し、受光量データに対応する距離Ｌ０〜Ｌ６のいずれかを特定することで、指Ｆの距離を認識する。
【００６２】
ここで、図６（ａ）に示すように、距離Ｌ０はガイド１２５と指が最も近接する最小距離であり、図６（ｂ）に示すように、距離Ｌ６は操作認識部２０ｃが認識可能な遠方側の限界距離である。距離Ｌ０〜Ｌ７は段階的な距離であり、Ｌ０＜Ｌ１＜．．＜Ｌ６となっている。
【００６３】
以下、図７のフローチャートを参照し、本発明に係る入力操作認識動作の流れを説明する。
【００６４】
Ｓ１では、デジタルカメラ１００の電源スイッチ１２１がオンされると、Ａ／Ｄ変換部１３４−２は受光量データの出力を開始する。なお、この時点で発光部１２４−１は発光を開始しない。
【００６５】
Ｓ２、３では、バッファメモリ１３５−２は、Ａ／Ｄ変換部１３４−２から順次出力される受光量データｘ１、ｘ２を記憶する。
【００６６】
Ｓ４では、発光制御部２０ａは、ＲＡＭ１４９に記憶された新旧２つの受光量データｘ１、ｘ２を比較し、受光量が減少したかを判断することで、穴３４に指Ｆがかざされたか否かを判断する。受光量が減少した場合は穴３４に指Ｆがかざされたと判断してＳ６に移行し、受光量が減少していない場合は穴３４に指Ｆがかざされていないと判断してＳ５に移行する。
【００６７】
なお、単に受光量が減少すればそのままＳ６に移行するのでなく、さらに、受光量の減少量が所定の閾値以上であるか否かを判断し、所定の閾値以上であればＳ６に移行するようにしてもよい。こうすると、急激な受光量の減少に限って指が穴３４にかざされたと判断することになり、指Ｆをかざす動作と穴３４に関係ない微小な受光量の減少も指がかざされたと判断することを防げる。
【００６８】
Ｓ５では、発光制御部２０ａは、発光部１２４−１に発光を停止する指令を送る。発光部１２４−１は、この指令を受け取ると、ＬＥＤ群１２４−１の発光を停止する。なお、発光自体が開始していなければ、この指令を受け取っても引き続き発光を停止したままの状態を維持するのはいうまでもない。
【００６９】
Ｓ６では、発光制御部２０ａは、発光部１２４−１に発光を開始する指令を送る。発光部１２４−１は、この指令を受け取ると、ＬＥＤ群１２４−１を所定の発光量、所定の発光タイミングで発光させる。ＬＥＤ群１２４−１の発光は、発光制御部２０ａから発光を停止する指令が送られる（Ｓ５）限り継続する。
【００７０】
Ｓ７、８では、発光制御部２０ａは、バッファメモリ１３５−２に対し、受光量データｘ１、ｘ２を消去し、空いた領域に、Ａ／Ｄ変換部１３４−２から新たに出力される受光量データｘ３、ｘ４を記憶するよう指令する。ｘ３を第１データ、ｘ４を第２データと称する。
【００７１】
Ｓ９では、距離認識部２０ｂは、ＥＥＰＲＯＭ１４６の受光量−距離曲線とバッファメモリ１３５−２の基準データｘ３とを参照し、基準データｘ３によって示される指Ｆの距離Ｌｐ（これを基準距離とよぶ）を認識する。また、距離認識部２０ｂは、受光量−距離曲線と移動データｘ４とを参照し、移動データｘ４によって示される指Ｆの距離Ｌｎを認識する。ここで、距離ＬｐとＬｎの両方を認識できた場合はＳ１０１に移行し、少なくとも距離ＬｐかＬｎの一方を認識できなかった場合はＳ１０に移行する。
【００７２】
Ｓ１０では、距離認識部２０ｂは、バッファメモリ１３５−２に対し、受光量データｘ３、ｘ４を消去するよう指令する。そして、Ｓ１に戻り、新たに受光量データの記憶を行う。これは、ユーザがガイド１２５から指Ｆを離して入力操作を止める場合を考慮し、この場合に発光を停止させるかどうかを発光制御部２０ａに再び判断させるためである。
【００７３】
Ｓ１０１では、操作認識部２０ｃは、｜ΔＬ｜＝｜Ｌｎ−Ｌｐ｜＞０であるか、すなわち指Ｆの距離Ｌが増減しているか否かを判断する。増減していると判断した場合はＳ１２に移行し、増減していないと判断した場合はＳ８に戻る。
【００７４】
Ｓ１０２では、操作認識部２０ｃは、動作量の入力があったと認識する。これに応じ、動作制御部２０ｅは、指Ｆの距離の増減量ΔＬに応じた制御を行う。具体的には、メインＣＰＵ２０は、指Ｆの距離の増減ΔＬに比例した繰出量でレンズ鏡胴６０を移動する指令をモータドライバ６２に出力する。
【００７５】
例えば、
Δｘ＝ｒΔＬ・・（１）
を満たす繰出量Δｘを指令する。ｒは所定の比例定数である。
【００７６】
図８はかかる制御動作による鏡胴６０の移動の様子を例示する。
【００７７】
説明の簡略のため、基準位置までの距離Ｌｐ＝０とし、かつ、そのときの第１の鏡胴６０−１の前面はワイド端位置ＷＰに位置（レンズ繰り出し量ｘ＝０）するものとする。指Ｆをガイド１２５から離していくと、これに従ってΔｘが増大し、徐々に第１の鏡胴６０−１の前面がテレ端ＴＰに向けて繰り出されていく。指Ｆの距離が認識できなくなると繰り出しが停止する。
【００７８】
逆に、指Ｆをガイド１２５に向かって近づけていくと、これに従ってΔｘが減少し、徐々に第１の鏡胴６０−１の前面がワイド端ＷＰに向けて沈胴していく。
【００７９】
なお、Ｓ１２の終了後はＳ８に戻り、第１データｘ３を消去して、新たにＡ／Ｄ変換部１３４−２から出力される受光量データを新たな第２データｘ４として記憶する。かつ、既に記憶されている古い方の第２データｘ４は消去せず、第１データｘ３として保持する。
【００８０】
このように、指Ｆの距離を増減することによって鏡胴６０の繰出量が増減するから、ユーザは、鏡胴６０の繰り出し量を容易に調整することができる。なお、指Ｆの距離の増減量に応じた動作制御は、レンズ鏡胴６０の繰出量に限定されず、ＯＳＤ信号発生回路１４８ａに対するズームバーの移動量の指令などにも応用できるのはいうまでもない。
【００８１】
＜第２実施形態＞
第１実施形態では動作量の入力を認識させていたが、指Ｆの距離の変動でダブルクリックを認識させることも可能である。
【００８２】
図９はダブルクリックを認識させる動作の一例を示すフローチャートである。
【００８３】
Ｓ１１では、デジタルカメラ１００の電源スイッチ１２１がオンされると、受光部１２４−２及びＡ／Ｄ変換部１３４−２は、それぞれ受光量信号、受光量データの出力を開始する。受光量データを順次ＲＡＭ１４９に記憶する動作を繰り返すことで、ＲＡＭ１４９には異なる時点で得られた２つの受光量データが記憶される。
【００８４】
Ｓ１２では、操作認識部２０ｃは、ＲＡＭ１４９に記憶された新旧２つの受光量データを比較し、外光の入射量が増加したかまたは減少したかを判断することで、穴３４に指Ｆがかざされたか否かを判断する。増加したと判断した場合はＳ１３、減少したと判断した場合はＳ１４に移行する。
【００８５】
Ｓ１３では、発光制御部２０ａは、発光部１２４−１に発光を停止する指令を送る。発光部１２４−１は、この指令を受け取ると、ＬＥＤ群１２４−１の発光を停止する。
【００８６】
Ｓ１４では、発光制御部２０ａは、発光部１２４−１に発光を開始する指令を送る。発光部１２４−１は、この指令を受け取ると、ＬＥＤ群１２４−１を所定の発光量、所定の発光タイミング（例えば１０Ｗ、５０ｋＨｚ）で発光させる。ＬＥＤ群１２４−１の発光は、発光制御部２０ａから発光を停止する指令が送られる（Ｓ１３）限り継続する。
【００８７】
Ｓ１５では、距離認識部２０ｂは、バッファメモリ１３５−２に記憶された古い方の受光量データとＥＥＰＲＯＭ１４６に記憶さている受光量−距離曲線（図５参照）を参照し、受光量データに対応する指Ｆの距離Ｌ（Ｌ０〜Ｌ６のいずれか）を認識する。そして、この距離ＬがＬ０であるか否かを判断する。Ｌ＝Ｌ０の場合はＳ１６に移行し、Ｌ≠Ｌ０の場合はＳ１１に戻る。
【００８８】
Ｓ１６では、距離認識部２０ｂは、バッファメモリ１３５−２に記憶された新しい方の受光量データとＥＥＰＲＯＭ１４６に記憶さている受光量−距離曲線を参照し、受光量データに対応する指Ｆの距離Ｌ（Ｌ０〜Ｌ６のいずれか）を認識する。そして、この距離ＬがＬ１であるか否かを判断する。Ｌ＝Ｌ１の場合はＳ１６に移行し、Ｌ≠Ｌ１の場合はＳ１１に戻る。
【００８９】
Ｓ１７では、計時部２０ｄは、所定時間Ｔ０（例えば０．２秒間）の経過を計時する。動作制御部２０ｅは、計時部２０ｄが所定時間Ｔ０を計時する間、受光部１２４−２及びＡ／Ｄ変換部１３４−２、それぞれ受光量信号、受光量データの出力を停止するよう制御する。これに合わせ、計時部２０ｄが所定時間Ｔ０を計時する間、距離認識部２０ｂも指Ｆの距離Ｌの認識を停止する。
【００９０】
Ｓ１８では、計時部２０ｄによる所定時間Ｔ０の経過の計時完了後、動作制御部２０ｅは、受光部１２４−２及びＡ／Ｄ変換部１３４−２は、それぞれ受光量信号、受光量データの出力を再開するよう制御する。これに合わせ、距離認識部２０ｂも、指Ｆの距離Ｌの認識を再開する。距離認識部２０ｂは、バッファメモリ１３５−２に記憶された古い方の受光量データとＥＥＰＲＯＭ１４６に記憶さている受光量−距離曲線を参照し、受光量データに対応する指Ｆの距離Ｌ（Ｌ０〜Ｌ６のいずれか）を認識する。そして、この距離ＬがＬ０であるか否かを判断する。Ｌ＝Ｌ０の場合はＳ１９に移行し、Ｌ≠Ｌ０の場合はＳ２１に移行する。
【００９１】
Ｓ１９では、距離認識部２０ｂは、バッファメモリ１３５−２に記憶された新しい方の受光量データとＥＥＰＲＯＭ１４６に記憶さている受光量−距離曲線を参照し、受光量データに対応する指Ｆの距離Ｌ（Ｌ０〜Ｌ６のいずれか）を認識する。そして、この距離ＬがＬ１であるか否かを判断する。Ｌ＝Ｌ１の場合はＳ２０に移行し、Ｌ≠Ｌ１の場合はＳ２１に移行する。
【００９２】
Ｓ２０では、操作認識部２０ｃは、ダブルクリック操作があったと認識する。動作制御部２０ｅは、ダブルクリック操作に応じた制御を行う。例えば、動作制御部２０ｅは、グラフィカルユーザインターフェースの所望のメニューを選択した旨の表示を行う指令をＯＳＤ信号発生回路１４８ａに送る。
【００９３】
Ｓ２１では、操作認識部２０ｃは、クリック操作があったと認識する。動作制御部２０ｅは、クリック操作に応じた制御を行う。例えば、動作制御部２０ｅは、グラフィカルユーザインターフェースのカーソルの上下左右方向への移動表示を行う指令をＯＳＤ信号発生回路１４８ａに送る。
【００９４】
以上の動作によれば、指Ｆの距離を、近接側（Ｌ０）と遠望側（Ｌ１）の間で２往復させるだけで、簡単にダブルクリック操作を行うことができる。なお、Ｌ０とＬ１の関係は、Ｌ０≠Ｌ１であれば足りる。
【００９５】
＜第３実施形態＞
第１ないし第２実施形態では、受光部１２４−２は、指Ｆからの反射光に基づいて距離を認識するが、指Ｆがガイド１２５に近い場合も、発光部１２４―１から強い光を発するのは無駄である。逆に、指Ｆがガイド１２５から離れている場合、発光部１２４―１から弱い光を発すると、外乱光の影響などで受光部１２４−２が良好に反射光を受光できない。このため、発光部１２４―１は、指Ｆの距離Ｌに応じて発光量や発光色を調整することが好ましい。
【００９６】
例えば、図１０に例示するように、発光色の組み合わせと受光量−距離曲線の対応関係をＥＥＰＲＯＭ１４６に記憶する。ここでは、ＬＥＤ１２４Ｒ単独の発光には曲線Ｃ１、ＬＥＤ１２４ＲとＬＥＤ１２４Ｇを組み合わせた発光には曲線Ｃ２、ＬＥＤ１２４ＲとＬＥＤ１２４ＧとＬＥＤ１２４Ｂを組み合わせた発光には曲線Ｃ３が対応している。最長照射距離は、Ｒのみ、ＲとＧの組み合わせ、ＲとＧとＢの組み合わせの順に長くなるため、指Ｆの距離が長くなるに従って最長照射距離の長くなる発光色で発光させる。
【００９７】
発光制御部２０ａは、距離認識部２０ｂの認識した指Ｆの距離Ｌに応じてＬＥＤ群の発光色を切り替え、距離認識部２０ｂは、発光色に応じて参照すべき受光量−距離曲線ＣをＣ１〜Ｃ３に切り替える動作を行う。
【００９８】
図１１は発光色変更動作を具体的に示すフローチャートである。
【００９９】
Ｓ３１では、発光制御部２０ａは、ＬＥＤドライバ１２４Ｄに対し、ＬＥＤ１２４Ｒ、Ｇ、Ｂの３色全てを発光させるよう指令を送る。ＬＥＤドライバ１２４Ｄはこの指令を受け取ったことに応じ、ＬＥＤ１２４Ｒ、Ｇ、Ｂの全てに電流を供給することでＲＧＢからなる白色光を発光させる。
【０１００】
Ｓ３２では、距離認識部２０ｂは、受光量から距離を認識するために参照すべき受光量−距離曲線ＣをＣ３に切り替える。
【０１０１】
Ｓ３３は、バッファメモリ１３５−２は、Ａ／Ｄ変換部１３４−２からの受光量データを記憶する。このステップで記憶された受光量データを古いほうの受光量データｘ１とよぶ。
【０１０２】
Ｓ３４は、バッファメモリ１３５−２は、古いほうの受光量データｘ１が記憶された後、さらにＡ／Ｄ変換部１３４−２からの受光量データを記憶する。このステップで記憶された受光量データを古いほうの受光量データｘ２とよぶ。
【０１０３】
Ｓ３５では、距離認識部２０ｂは、受光量−距離曲線Ｃとバッファメモリ１３５−２に記憶された古い方の受光量データｘ１とを参照し、古い方の受光量データｘ１に対応する指Ｆの距離Ｌｐを認識する。また、距離認識部２０ｂは、受光量−距離曲線Ｃとバッファメモリ１３５−２に記憶された新しい方の受光量データｘ２とを参照し、新しい方の受光量データｘ２に対応する指Ｆの距離Ｌｎを認識する。
【０１０４】
そして、ΔＬ＝Ｌｎ−Ｌｐ＞０であるか、すなわち指Ｆの距離Ｌが増加しているか否かを判断する。増加していると判断した場合はＳ３６に移行し、引き続き白色光を発光させる。増加していないと判断した場合はＳ４１に移行する。
【０１０５】
Ｓ３６では、距離認識部２０ｂは、Ｌｎが曲線変更の第１の閾値（ここでは一例としてＬ４とするがこれに限定されず任意に設定可能）を超えているか否かを判断する。Ｌｎ＞Ｌ４の場合はＳ３７に移行し、Ｌｎ≦Ｌ４の場合はＳ３９に移行する。
【０１０６】
Ｓ３７では、発光制御部２０ａは、ＬＥＤドライバ１２４Ｄに対し、ＬＥＤ１２４Ｒ、Ｇ、Ｂの３色全てを発光させるよう指令を送る。この動作はＳ３１と同様である。
【０１０７】
Ｓ３８では、距離認識部２０ｂは、受光量から距離を認識するために参照すべき受光量−距離曲線ＣをＣ３に切り替える。この動作はＳ３２と同様である。
【０１０８】
Ｓ３９では、発光制御部２０ａは、ＬＥＤドライバ１２４Ｄに対し、ＬＥＤ１２４Ｒ、Ｇの２色で発光させるよう指令を送る。ＬＥＤドライバ１２４Ｄは、ＬＥＤ１２４Ｂへの電流供給を停止する。
【０１０９】
Ｓ４０では、距離認識部２０ｂは、受光量から距離を認識するために参照すべき受光量−距離曲線ＣをＣ２に切り替える。
【０１１０】
Ｓ４１では、距離認識部２０ｂは、Ｌｎが曲線変更の第２の閾値（ここでは一例としてＬ３とするがこれに限定されず任意に設定可能）を下回っているか否かを判断する。Ｌｎ＜Ｌ３の場合はＳ４２移行し、Ｌｎ≧Ｌ３の場合はＳ４４に移行する。
【０１１１】
Ｓ４２では、発光制御部２０ａは、ＬＥＤドライバ１２４Ｄに対し、ＬＥＤ１２４Ｒ、の１色で発光させるよう指令を送る。ＬＥＤドライバ１２４Ｄは、ＬＥＤ１２４Ｇ、Ｂへの電流供給を停止し、ＬＥＤ１２４Ｒの１色のみを発光させる。
【０１１２】
Ｓ４３では、距離認識部２０ｂは、受光量から距離を認識するために参照すべき受光量−距離曲線ＣをＣ１に切り替える。
【０１１３】
Ｓ４４では、発光制御部２０ａは、ＬＥＤドライバ１２４Ｄに対し、ＬＥＤ１２４Ｒ、Ｇの２色で発光させるよう指令を送る。この動作はＳ３９と同様である。
【０１１４】
Ｓ４５では、距離認識部２０ｂは、受光量から距離を認識するために参照すべき受光量−距離曲線ＣをＣ２に切り替える。この動作はＳ４０と同様である。
【０１１５】
以上の動作によると、指Ｆの距離がＬ３を下回って短くなっていくと、ＬＥＤ１２４Ｒのみが発光する。同時に、距離認識部２０ｂは、発光色に応じて参照すべき受光量−距離曲線ＣをＣ１に切り替える動作を行い、ＬＥＤ１２４Ｇのみの発光でＬ３を下回る指Ｆの距離を認識できる。
【０１１６】
また、指Ｆの距離がＬ４を超えて長くなっていくと、ＬＥＤ１２４Ｒ，Ｇ，Ｂが全て発光する。同時に、距離認識部２０ｂは、発光色に応じて参照すべき受光量−距離曲線ＣをＣ３に切り替える動作を行い、指Ｆの距離がＬ４を超えても指Ｆの距離を認識できる。
【０１１７】
指Ｆの距離がＬ３〜Ｌ４の場合はＬＥＤ１２４Ｒ，Ｇが発光する。同時に、距離認識部２０ｂは、発光色に応じて参照すべき受光量−距離曲線ＣをＣ２に切り替える動作を行い、ＬＥＤ１２４Ｒ，Ｇのみの発光でＬ３〜Ｌ４の間にある指Ｆの距離を認識できる。
【０１１８】
このように、指の距離の変動に応じ、距離の認識に必要な色だけを発光させることで、無意味な電力消費を抑えることができる。
【０１１９】
＜第４実施形態＞
発光部１２４−１は赤外線発光装置で構成してもよい。そして、受光部１２４−２は、赤外線フィルタを配置することで、赤外線のみを受光するように構成してもよい。こうすると、受光部１２４−２が受光する外乱光の影響を極力排除できる。
【０１２０】
あるいは、発光部１２４−１、受光部１２４−２、距離認識部２０ｂの代わりに超音波、赤外線、レーザーなどを利用した測距センサを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１２１】
【図１】デジタルカメラの正面図
【図２】デジタルカメラの背面図
【図３】デジタルカメラのブロック構成図
【図４】光学式操作機器周辺の要部構成図
【図５】受光量−距離曲線の一例を示す図
【図６】認識可能な指の距離を示す図
【図７】第１実施形態に係る入力操作認識動作の流れを示すフローチャート
【図８】レンズ繰り出し量を例示する図
【図９】第２実施形態に係る入力操作認識動作の流れを示すフローチャート
【図１０】発光色に応じた受光量−距離曲線の一例を示す図
【図１１】第３実施形態に係る発光色変更動作の流れを示すフローチャート
【符号の説明】
【０１２２】
２０ａ：発光制御部、２０ｂ：距離認識部、２０ｃ：操作認識部、２０ｄ：計時部、２０ｅ：動作制御部１２４−１：発光部、１２４−２：受光部
【技術分野】
【０００１】
本発明は光学式の操作装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ユーザ操作による動作量を入力する装置が考案されている。例えば特許文献１によると、電子カメラが発光した光を受光して当該電子カメラの動作量を検出し、その動作量をパソコンに送信する。すなわち、カメラをパソコンのマウスとして機能させることができる。
【特許文献１】特開２００３−１３４３７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記のように機器を平面上で動作させて動作量を入力する場合、動作用の平面が必要であり、あらゆる場所で使用する可能性のある携帯機器に適用すると使い勝手が悪い。本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、携帯機器にも搭載可能な省スペースの操作装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上述の課題を解決するため、本発明に係る光学式操作装置は、操作体へ発光する発光部と、前記発光部からの光が前記操作体に反射した反射光を受光して前記反射光の受光量に応じた電気信号を出力する受光部と、前記受光部の出力した電気信号に従って前記反射光の受光量を認識する受光量認識部と、前記受光量認識部の認識した前記反射光の受光量に従って前記操作体までの距離を認識する距離認識部と、前記距離認識部の認識した前記操作体までの距離に応じた入力操作を認識する操作認識部と、を備える。
【０００５】
この発明によると、指やペンなどの操作体までの距離に応じた入力操作が可能となる。このため、ユーザは、操作体の距離を変化させるだけで動作量の入力が可能となる。また、従来のように、平面的な動作量の入力手段（ボタン、レバーなど）を設ける必要がなく、操作装置の省スペース化に役立つ。
【０００６】
前記操作認識部は前記受光量認識部が前記反射光の受光量を認識することができなくなったことに応じて前記動作量を指定する入力操作が終了したことを認識するとよい。
【０００７】
こうすると、ユーザが操作体を離すだけで入力操作を終了できる。
【０００８】
前記操作認識部は前記操作体までの距離が所定の第１の距離から所定の第２の距離へ変化することで１回目の押下操作を認識し、かつ前記１回目の押下操作から所定の認識停止時間を隔てた後で前記操作体までの距離が所定の第１の距離から所定の第２の距離へ変化することで２回目の押下操作を認識することにより、ダブルクリック操作を認識するようにしてもよい。
【０００９】
前記発光部はＲ，Ｇ，Ｂの可視光を発光するＬＥＤからなるＬＥＤ群を備え、かつ前記操作体までの距離に応じてＲ，Ｇ，Ｂの発光色の組み合わせを切り替えてもよい。
【００１０】
こうすると、指の距離の変動に応じ、距離の認識に必要な色だけを発光させることで、無意味な電力消費を抑えることができる。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によると、指やペンなどの操作体までの距離に応じた入力操作が可能となる。このため、ユーザは、操作体の距離を変化させるだけで動作量の入力が可能となる。また、従来のように、平面的な動作量の入力手段（ボタン、レバーなど）を設ける必要がなく、操作装置の省スペース化に役立つ。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、添付した図面を参照し本発明の好ましい実施の形態を説明する。
【００１３】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の好ましい実施形態に係るデジタルカメラ（以下カメラと略す）１００の正面図である。
【００１４】
カメラ１００の正面に配備されたレンズ鏡胴６０には、ズームレンズ１０１ａ及びフォーカスレンズ１０１ｂを含む撮影レンズ１０１が内蔵されており、ズームレンズ１０１ａを光軸方向に移動させることで焦点距離調節が行なわれるとともに、フォーカスレンズ１０１ｂを光軸方向に移動させることによりピント調節が行なわれる。
【００１５】
レンズ鏡筒６０は、カメラボディ１８０に沈胴した状態から、予め設定された最短焦点距離位置であるワイド端と最長焦点距離位置であるテレ端との間で進退することで、カメラボディ１８０から繰り出し、また収納される。この図では、レンズ鏡胴６０がカメラボディ１８０に沈胴した状態が示されている。
【００１６】
またカメラ１００には、非撮影時には撮影レンズ１０１の前面を覆って撮像レンズ１０１と外界とを遮ることで撮像レンズ１０１を保護する状態をつくり出すとともに、撮像時には撮像レンズを外界に露出するレンズカバー６１が設けられている。
【００１７】
レンズカバー６１は開閉自在な機構で構成されており、開放状態で撮影レンズ１０１の前面を覆い、閉鎖状態で撮影レンズ１０１の前面を外界に露出する。レンズカバー６１は電源スイッチ１２１のオン／オフに連動して開放／閉鎖される。この図ではレンズカバー６１は開放状態となっている。
【００１８】
カメラ１００の上面には、中央部分にレリーズスイッチ１０４の配備されたモードダイヤル１２３と電源スイッチ１２１とが配備されており、正面には、ストロボ１０５ａ、ＡＦ補助光ランプ１０５ｂ、セルフタイマランプ１０５ｃ等が配備されている。
【００１９】
図２はカメラ１００の背面図である。カメラ１００の背面には、画像表示ＬＣＤ１０２、光学式操作機器１２４が配備されている。光学式操作機器１２４は、表面積の広い親指を載せるためのガイド１２５を備え、ガイド１２５の中心付近には穴３４が形成されている。光学式操作機器１２４は、右手親指を良好に載置できるように、カメラ背面右上に配備されている。光学式操作機器１２４は、穴３４を介した光の発光／受光によってユーザの指などの動きを検出する。光学式操作機器１２４は、従来のカメラに配備されるズームスイッチ、切替レバー、十字キー、情報位置指定キー等の操作系の役割を果たす。
【００２０】
図３はカメラ１００のブロック図である。カメラ１００にはユーザがこのカメラ１００を使用するときに種々の操作を行なうための操作部１２０が設けられている。この操作部１２０には、カメラ１００を作動させるための電源投入用の電源スイッチ１２１、オート撮影やマニュアル撮影等を選択するためのモードダイヤル１２３、光学式操作機器１２４が備えられている。
【００２１】
また、カメラ１００には、撮影画像や再生画像等を表示するための画像表示ＬＣＤ１０２と、操作の手助けを行なうための操作ＬＣＤ表示１０３が備えられている。
【００２２】
このカメラ１００にはレリーズスイッチ１０４が配備されている。このレリーズスイッチ１０４によって撮影の開始指示がメインＣＰＵ２０へと伝えられる。このカメラ１００では光学式操作機器１２４によって撮影と再生との切り替えが自在になっていて、撮影を行なうときにはユーザによって光学式操作機器１２４が撮影側に切り替えられ、再生を行なうときには光学式操作機器１２４が再生側に切り替えられる。また、カメラ１００には、閃光を発光する閃光発光管１０５ａを有する閃光発光装置が配備されている。
【００２３】
また、カメラ１００には、撮影レンズ１０１と、絞り１３１と、それら撮影レンズ１０１および絞り１３１を経由して結像された被写体像をアナログの画像信号に変換する撮像素子であるＣＣＤセンサ１３２（以下ＣＣＤ１３２と略記する）とが備えられている。ＣＣＤ１３２は、詳細には、そのＣＣＤ１３２に照射された被写体光により発生した電荷を可変の電荷蓄積時間（露光期間）の間蓄積することにより画像信号を生成するものである。ＣＣＤ１３２からは、ＣＧ部１３６から出力される垂直同期信号ＶＤに同期したタイミングでフレーム毎の画像信号が順次出力される。
【００２４】
撮像素子にＣＣＤ１３２を用いた場合には、色偽信号やモアレ縞等の発生を防止するために、入射光内の不要な高周波成分を除去する光学的ローパスフィルタ１３２ａが配設されている。また、入射光内の赤外線を吸収若しくは反射して、長波長域で感度が高いＣＣＤセンサ１３２固有の感度特性を補正する赤外カットフィルタ１３２ｂが配設されている。光学的ローパスフィルタ１３２ａ及び赤外カットフィルタ１３２ｂの具体的な配設の態様は特に限定されない。
【００２５】
また、カメラ１００には、ＣＣＤセンサ１３２からのアナログ画像信号が表わす被写体像のホワイトバランスを合わせるとともにその被写体像の階調特性における直線の傾き（γ）を調整し、さらにアナログ画像信号を増幅する増幅率可変の増幅器を含む白バランス・γ処理部１３３が備えられている。
【００２６】
さらに、カメラ１００には、白バランス・γ処理部１３３からのアナログ信号をディジタルのＲ，Ｇ，Ｂ画像データにＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ部１３４と、そのＡ／Ｄ部１３４からのＲ，Ｇ，Ｂ画像データを格納するバッファメモリ１３５が備えられている。
【００２７】
本実施形態では、Ａ／Ｄ部１３４は、８ビットの量子化分解能を有し、白バランス・γ処理部１３３から出力されるアナログＲ，Ｇ，Ｂ撮像信号をレベル０〜２５５のＲ，Ｇ，Ｂデジタル画像データに変換して出力する。ただし、この量子化分解能はあくまで一例であって本発明に必須の値ではない。
【００２８】
また、カメラ１００には、ＣＧ（クロックジェネレータ）部１３６と、測光・測距用ＣＰＵ１３７と、充電・発光制御部１３８と、通信制御部１３９と、ＹＣ処理部１４０と、電源電池６８とが備えられている。
【００２９】
ＣＧ部１３６は、ＣＣＤセンサ１３２を駆動するための垂直同期信号ＶＤ，高速掃き出しパルスＰを含む駆動信号、白バランス・γ処理部１３３，Ａ／Ｄ部１３４を制御する制御信号、および通信制御部１３９を制御する制御信号を出力する。また、このＣＧ部１３６には、測光・測距用ＣＰＵ１３７からの制御信号が入力される。
【００３０】
測光・測距用ＣＰＵ１３７は、ズーム用モータ１１０、フォーカス用モータ１１１、絞り調整を行う絞り用モータ１１２を制御してズームレンズ１０１ａ、フォーカスレンズ１０１ｂ、絞り１３１をそれぞれ駆動することにより測距を行ない、ＣＧ部１３６および充電・発光制御部１３８を制御する。ズーム用モータ１１０、フォーカス用モータ１１１、絞り用モータ１１２の駆動は、モータドライバ６２によって制御され、モータドライバ６２の制御コマンドは、測光・測距用ＣＰＵ１３７あるいはメインＣＰＵ２０から送られる。
【００３１】
測光・測距用ＣＰＵ１３７は、レリーズスイッチ１０４が半押し（Ｓ１オン）されると、ＣＣＤ１３２によって周期的（１／30秒から１／60秒ごと）に得られる画像データに基づいて被写体の明るさの測光（ＥＶ値の算出）を行う。
【００３２】
即ち、ＡＥ演算部１５１は、Ａ／Ｄ変換部１３４から出力されたＲ、Ｇ、Ｂの画像信号を積算し、その積算値を測光・測距用ＣＰＵ１３７に提供する。測光・測距用ＣＰＵ１３７は、ＡＥ演算部１５１から入力する積算値に基づいて被写体の平均的な明るさ（被写体輝度）を検出し、撮影に適した露出値（ＥＶ値）を算出する。
【００３３】
そして、測光・測距用ＣＰＵ１３７は、得られたＥＶ値に基づいて絞り１３１の絞り値（Ｆ値）及びＣＣＤ１３２の電子シャッタ（シャッタスピード）を含む露出値を所定のプログラム線図にしたがって決定する（ＡＥ動作）。
【００３４】
レリーズスイッチ１０４が全押し（Ｓ２オン）されると、測光・測距用ＣＰＵ１３７は、その決定した絞り値に基づいて絞り１３１を駆動し、絞り１３１の開口径を制御するとともに、決定したシャッタスピードに基づき、ＣＧ１３６を介してＣＣＤ１３２での電荷蓄積時間を制御する。
【００３５】
ＡＥ動作は、絞り優先ＡＥ，シャッタ速度優先ＡＥ，プログラムＡＥなどがあるが、いずれにおいても、被写体輝度を測定し、この被写体輝度の測光値に基づいて決められた露出値、すなわち絞り値とシャッタスピードとの組み合わせで撮影を行うことにより、適正な露光量で撮像されるように制御しており、面倒な露出決定の手間を省くことができる。
【００３６】
ＡＦ検出部１５０は、測光・測距ＣＰＵ１３７により選定された検出範囲に対応する画像データをＡ／Ｄ変換部１３４から抽出する。焦点位置を検出する方法は、合焦位置で画像データの高周波成分が最大振幅になるという特徴を利用して行う。ＡＦ検出部１５０は、抽出された画像データの高周波成分を１フィールド期間積分することにより、振幅値を算出する。ＡＦ検出部１５０は、測光・測距ＣＰＵ１３７がフォーカス用モータ１１０を駆動制御してフォーカスレンズ１０１ａを可動範囲内、即ち無限遠側の端点（ＩＮＦ点）から至近側の端点（ＮＥＡＲ点）の間で移動させている間に順次振幅値の計算を実行し、最大振幅を検出した時に検出値を測光・測距ＣＰＵ１３７に送信する。
【００３７】
測光・測距ＣＰＵ１３７は、この検出値を取得して対応する合焦位置に、フォーカスレンズ１０１ｂを移動させるようにフォーカス用モータ１１１に指令を出す。フォーカス用モータ１１１は、測光・測距ＣＰＵ１３７の指令に応じてフォーカスレンズ１０１ｂを合焦位置に移動させる（ＡＦ動作）。
【００３８】
測光・測距用ＣＰＵ１３７は、メインＣＰＵ２０とのＣＰＵ間通信によってレリーズスイッチ１０４と接続されており、ユーザによりレリーズスイッチ１０４が半押しされた時に、この合焦位置の検出が行われる。また、測光・測距用ＣＰＵ１３７には、ズーム用モータ１１１が接続されており、メインＣＰＵ２０が、ズームスイッチ１２７によってユーザからのＴＥＬＥ方向又はＷＩＤＥ方向へのズームの指令を取得した場合に、ズーム用モータ１１０を駆動させることにより、ズームレンズ１０１ａをＷＩＤＥ端とＴＥＬＥ端との間で移動させる。
【００３９】
充電・発光制御部１３８は，閃光発光管１０５ａを発光させるために電源電池６８からの電力の供給を受けて図示しない閃光発光用のコンデンサを充電したり、その閃光発光管１０５ａの発光を制御する。
【００４０】
充電・発光制御部１３８は，電源電池６８の充電開始、レリーズスイッチ１０４の半押し・全押し操作信号等の各種の信号や、発光量、発光タイミングを示す信号をメインＣＰＵ２０や測光・測距ＣＰＵ１３７から取り込んだことに応じ、セルフタイマランプ１０５ｃやＡＦ補助光１０５ｂへの電流供給制御を行い、所望の発光量が所望のタイミングで得られるように制御する。
【００４１】
具体的には、メインＣＰＵ２０あるいは測光・測距ＣＰＵ１３７から充電・発光制御部１３８へハイ（Ｈ）レベルの信号が入力されると、セルフタイマランプ１０５ｃは通電状態となり点灯する。一方、充電・発光制御部１３８へロー（Ｌ）レベルの信号が入力されると、セルフタイマランプ１０５ｃは非通電状態となり消灯する。
【００４２】
メインＣＰＵ２０あるいは測光・測距ＣＰＵ１３７は、Ｈ・Ｌレベル信号の出力時間の比率（デューティ比）を変化させて設定することでセルフタイマランプ１０５ｃの輝度（明るさ）を変化させる。
【００４３】
なお、セルフタイマランプ１０５ｃはＬＥＤで構成してもよく、ＡＦ補助光ランプ１０５ｂを構成するＬＥＤと共通にしてもよい。
【００４４】
メインＣＰＵ２０には、セルフタイマ回路８３が接続されている。メインＣＰＵ２０は、セルフ撮影モードが設定されている場合、レリーズスイッチ１０４の全押し信号に基づいて計時を行なう。この計時中に、メインＣＰＵ２０は測光・測距ＣＰＵ１３７を介し、残り時間に合わせて点滅速度をだんだんと早めながら、セルフタイマランプ１０５ｃを点滅させる。セルフタイマ回路８３は、計時完了後に計時完了信号をメインＣＰＵ２０に入力する。メインＣＰＵ２０は、計時完了信号に基づいて、ＣＣＤ１３２にシャッタ動作を実施させる。
【００４５】
通信制御部１３９には、通信ポート１０７が備えられており、この通信制御部１３９は、カメラ１００により撮影された被写体の画像信号をＵＳＢ端子が備えられたパーソナルコンピュータ等の外部装置に出力し、およびこのような外部装置からカメラ１００に画像信号を入力することにより、その外部装置との間のデータ通信を担うものである。また、このカメラ１００は、ロール状の写真フイルムに写真撮影を行なう通常のカメラが有するＩＳＯ感度１００，２００，４００，１６００等に切り替える機能を模擬した機能を有し、ＩＳＯ感度４００以上に切り替えられた場合、白バランス・γ処理部１３３の増幅器の増幅率が所定の増幅率を越えた高増幅率に設定された高感度モードとなる。通信制御部１３９は、高感度モードでの撮影中は、外部装置との通信を停止する。
【００４６】
また、カメラ１００には、圧縮・伸長＆ＩＤ抽出部１４３と、Ｉ／Ｆ部１４４が備えられている。圧縮・伸長＆ＩＤ抽出部１４３は、バッファメモリ１３５に格納された画像データを、バスライン１４２を介して読み出して圧縮し、Ｉ／Ｆ部１４４を経由してメモリカード２００に格納する。また、圧縮・伸長＆ＩＤ抽出部１４３は、メモリカード２００に格納された画像データの読み出しにあたり、メモリカード２００固有の識別番号（ＩＤ）を抽出し、そのメモリカード２００に格納された画像データを読み出して伸長し、バッファメモリ１３５に格納する。
【００４７】
バッファメモリ１３５に格納されたＹ／Ｃ信号は、圧縮・伸長＆ＩＤ抽出部１４３によって所定のフォーマットに従って圧縮された後、Ｉ／Ｆ１４４を介してメモリカード２００のようなリムーバブルメディアないしハードディスク（ＨＤＤ）７５のような内蔵型大容量記憶媒体に所定の形式（例えばExif（Exchangeable Image File Format）ファイル）で記録される。ハードディスク（ＨＤＤ）７５へのデータ記録またはハードディスク（ＨＤＤ）７５からのデータの読込みは、メインＣＰＵ２０の指令に応じてハードディスクコントローラ７４によって制御される。
【００４８】
また、カメラ１００には、メインＣＰＵ２０と、ＥＥＰＲＯＭ１４６と、ＹＣ／ＲＧＢ変換部１４７と、表示用のドライバ１４８とが備えられている。メインＣＰＵ２０は、このカメラ１００全体の制御を行なう。ＥＥＰＲＯＭ１４６には、このカメラ１００固有の固体データやプログラム等が格納されている。ＹＣ／ＲＧＢ変換部１４７は、ＹＣ処理部１４０で生成されたカラー映像信号ＹＣを３色のＲＧＢ信号に変換して表示用のドライバ１４８を経由して画像表示ＬＣＤ１０２に出力する。
【００４９】
ＣＰＵ２０は、ドライバ１４８に内蔵されたＯＳＤ信号発生回路１４８ａに対し、シャッタ速度や絞り値、撮影可能枚数、撮影日時、警告メッセージ、グラフィカルユーザインターフェイス（ＧＵＩ）等の文字及び記号情報を表示するための信号を発生させるコマンドを送る。ＯＳＤ信号発生回路１４８ａはこのコマンドに従って映像情報を出力する。ＯＳＤ信号発生回路１４８ａから出力される信号は、必要に応じてＹＣ／ＲＧＢ変換部１４７からの画像信号に混合されて、液晶パネル７１に供給される。これにより、スルー画像や再生画像に文字等が合成された合成画像が表示される。
【００５０】
また、カメラ１００は、ＡＣ電源から電力を得るためのＡＣアダプタ４８と電源電池６８とが着脱可能な構成となっている。電源電池６８は充電可能な二次電池、例えばニカド電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池で構成される。電源電池６８は使い切り型の一次電池、例えばリチウム電池、アルカリ電池で構成してもよい。電源電池６８は図示しない電池収納室に装填することにより、カメラ１００の各回路と電気的に接続される。
【００５１】
ＡＣアダプタ４８がカメラ１００に装填されＡＣ電源からＡＣアダプタ４８を介してカメラ１００に電力が供給される場合には、電源電池６８が電池収納室に装填されている場合であっても、優先的に当該ＡＣアダプタ４８から出力された電力がカメラ１００の各部に駆動用の電力として供給される。また、ＡＣアダプタ４８が装填されておらず、かつ電源電池６８が電池収納室に装填されている場合には、当該電源電池６８から出力された電力がカメラ１００の各部に駆動用の電力として供給される。
【００５２】
なお、図示しないが、カメラ１００には、電池収納室内に収納される電源電池６８とは別にバックアップ電池が設けられている。内蔵バックアップ電池には例えば専用の二次電池が用いられ、電源電池６８によって充電される。バックアップ電池は、電源電池６８の交換や取り外し等、電源電池６８が電池収納室に装填されていない場合、カメラ１００の基本機能に給電する。
【００５３】
即ち、電源電池６８又はＡＣアダプタ４８からの電源供給が停止すると、バックアップ電池がスイッチング回路（図示せず）によってＲＴＣ１５等に接続され、これらの回路に給電する。これにより、バックアップ電池２９が寿命に達しない限り、ＲＴＣ１５等の基本機能には、電源供給が間断なく継続する。
【００５４】
ＲＴＣ（Real Time Clock）１５は計時専用のチップであり、電源電池６８やＡＣアダプタ４８からの給電がオフされていてもバックアップ電池から電源供給を受けて継続的に動作する。
【００５５】
画像表示ＬＣＤ１０２には透過型又は半透過型の液晶パネル７１を背面側から照明するバックライト７０が配設されており、省電力モードの場合には、メインＣＰＵ２０によりそのバックライト７０の明るさ（輝度）がバックライトドライバ７２を介して制御され、バックライト７０の消費電力が低減されるようになっている。また、省電力モードは、光学式操作機器１２４を操作して画像表示ＬＣＤ１０２にメニュー画面を表示させ、そのメニュー画面で所定の操作を行うことによってオン／オフを設定することができるようになっている。
【００５６】
図４は本発明に係る光学式操作機器１２４周辺の要部構成を示す。光学式操作機器１２４は、発光輝度や発光色の調節が可能なＬＥＤ群１２４−１（Ｒ、Ｇ、ＢのＬＥＤ１２４Ｒ、１２４Ｇ、１２４Ｂ）ならびに電源電池６８からＬＥＤへの供給電流量の制御、ＬＥＤのオンオフのタイミング制御、ＬＥＤの発光量の制御を行うＬＥＤドライバ１２４Ｄで構成された発光部１２４−１、発光部１２４−１の発光した光が指Ｆで反射して穴３４から入射する反射光を受光して電気信号に変換する受光部１２４−２を備えている。
【００５７】
受光部１２４−２は、反射光の受光量に応じた電気信号をＡ／Ｄ変換部１３４−２に出力する。この電気信号を受光量信号と呼ぶ。受光部１２４−２は、具体的には、ＣＣＤセンサ１３２を用いることができる。あるいは、本出願人による特開２００１−３５２４９１に記載の撮像素子など、受光量に応じた電気信号を出力する回路であればなんでもよい。
【００５８】
以下、受光部１２４−２はＣＣＤセンサ１３２と同等の構成とし、受光部１２４−２の被写体は指Ｆであるものとして説明するが、形状的特徴を有するその他の物体（ペンなど）であってもよい。
【００５９】
Ａ／Ｄ変換部１３４−２は、受光部１２４−２からの受光量信号をデジタルデータに変換してバッファメモリ１３５−２に出力する。Ａ／Ｄ変換部１３４−２から出力されたデータを受光量データと呼ぶ。受光量データは、受光部１２４−２から受光量信号が出力されるごとに、バッファメモリ１３５−２の２つの領域に交互に記憶される。これにより、時刻の異なる２つの受光量データが同時に記憶され、受光量信号が出力されるごとに古い時刻の受光量データが新しいものに書き換えられる。なお、３つ以上の受光量データを同時に記憶してもよい。
【００６０】
ＣＰＵ２０は、発光部１２４−１の発光量や発光開始・終了タイミングを制御するモジュールである発光制御部２０ａ、ガイド１２５と略垂直な軸Ｚに沿った指Ｆの移動方向及びガイド１２５からの距離を、受光量データに基づいて認識するモジュールである距離認識部２０ｂ、指Ｆの移動方向及び距離に応じて入力操作を認識するモジュールである操作認識部２０ｃを実行する。発光制御部２０ａ、距離認識部２０ｂ、操作認識部２０ｃはＣＰＵ２０によって実行されるプログラムであり、ＥＥＰＲＯＭ１４６に記憶されている。
【００６１】
図５は、操作認識部２０ｃが受光量から距離を認識するために参照する、受光量と距離の関係を規定した曲線（受光量−距離曲線）の一例を示す。この受光量−距離曲線は、Ｌ０〜Ｌ６までの７つの離散的な距離と、受光量データによって識別される反射光の受光量との関係を規定する。操作認識部２０ｃは、ＥＥＰＲＯＭ１４６に記憶されている受光量−距離曲線を参照し、受光量データに対応する距離Ｌ０〜Ｌ６のいずれかを特定することで、指Ｆの距離を認識する。
【００６２】
ここで、図６（ａ）に示すように、距離Ｌ０はガイド１２５と指が最も近接する最小距離であり、図６（ｂ）に示すように、距離Ｌ６は操作認識部２０ｃが認識可能な遠方側の限界距離である。距離Ｌ０〜Ｌ７は段階的な距離であり、Ｌ０＜Ｌ１＜．．＜Ｌ６となっている。
【００６３】
以下、図７のフローチャートを参照し、本発明に係る入力操作認識動作の流れを説明する。
【００６４】
Ｓ１では、デジタルカメラ１００の電源スイッチ１２１がオンされると、Ａ／Ｄ変換部１３４−２は受光量データの出力を開始する。なお、この時点で発光部１２４−１は発光を開始しない。
【００６５】
Ｓ２、３では、バッファメモリ１３５−２は、Ａ／Ｄ変換部１３４−２から順次出力される受光量データｘ１、ｘ２を記憶する。
【００６６】
Ｓ４では、発光制御部２０ａは、ＲＡＭ１４９に記憶された新旧２つの受光量データｘ１、ｘ２を比較し、受光量が減少したかを判断することで、穴３４に指Ｆがかざされたか否かを判断する。受光量が減少した場合は穴３４に指Ｆがかざされたと判断してＳ６に移行し、受光量が減少していない場合は穴３４に指Ｆがかざされていないと判断してＳ５に移行する。
【００６７】
なお、単に受光量が減少すればそのままＳ６に移行するのでなく、さらに、受光量の減少量が所定の閾値以上であるか否かを判断し、所定の閾値以上であればＳ６に移行するようにしてもよい。こうすると、急激な受光量の減少に限って指が穴３４にかざされたと判断することになり、指Ｆをかざす動作と穴３４に関係ない微小な受光量の減少も指がかざされたと判断することを防げる。
【００６８】
Ｓ５では、発光制御部２０ａは、発光部１２４−１に発光を停止する指令を送る。発光部１２４−１は、この指令を受け取ると、ＬＥＤ群１２４−１の発光を停止する。なお、発光自体が開始していなければ、この指令を受け取っても引き続き発光を停止したままの状態を維持するのはいうまでもない。
【００６９】
Ｓ６では、発光制御部２０ａは、発光部１２４−１に発光を開始する指令を送る。発光部１２４−１は、この指令を受け取ると、ＬＥＤ群１２４−１を所定の発光量、所定の発光タイミングで発光させる。ＬＥＤ群１２４−１の発光は、発光制御部２０ａから発光を停止する指令が送られる（Ｓ５）限り継続する。
【００７０】
Ｓ７、８では、発光制御部２０ａは、バッファメモリ１３５−２に対し、受光量データｘ１、ｘ２を消去し、空いた領域に、Ａ／Ｄ変換部１３４−２から新たに出力される受光量データｘ３、ｘ４を記憶するよう指令する。ｘ３を第１データ、ｘ４を第２データと称する。
【００７１】
Ｓ９では、距離認識部２０ｂは、ＥＥＰＲＯＭ１４６の受光量−距離曲線とバッファメモリ１３５−２の基準データｘ３とを参照し、基準データｘ３によって示される指Ｆの距離Ｌｐ（これを基準距離とよぶ）を認識する。また、距離認識部２０ｂは、受光量−距離曲線と移動データｘ４とを参照し、移動データｘ４によって示される指Ｆの距離Ｌｎを認識する。ここで、距離ＬｐとＬｎの両方を認識できた場合はＳ１０１に移行し、少なくとも距離ＬｐかＬｎの一方を認識できなかった場合はＳ１０に移行する。
【００７２】
Ｓ１０では、距離認識部２０ｂは、バッファメモリ１３５−２に対し、受光量データｘ３、ｘ４を消去するよう指令する。そして、Ｓ１に戻り、新たに受光量データの記憶を行う。これは、ユーザがガイド１２５から指Ｆを離して入力操作を止める場合を考慮し、この場合に発光を停止させるかどうかを発光制御部２０ａに再び判断させるためである。
【００７３】
Ｓ１０１では、操作認識部２０ｃは、｜ΔＬ｜＝｜Ｌｎ−Ｌｐ｜＞０であるか、すなわち指Ｆの距離Ｌが増減しているか否かを判断する。増減していると判断した場合はＳ１２に移行し、増減していないと判断した場合はＳ８に戻る。
【００７４】
Ｓ１０２では、操作認識部２０ｃは、動作量の入力があったと認識する。これに応じ、動作制御部２０ｅは、指Ｆの距離の増減量ΔＬに応じた制御を行う。具体的には、メインＣＰＵ２０は、指Ｆの距離の増減ΔＬに比例した繰出量でレンズ鏡胴６０を移動する指令をモータドライバ６２に出力する。
【００７５】
例えば、
Δｘ＝ｒΔＬ・・（１）
を満たす繰出量Δｘを指令する。ｒは所定の比例定数である。
【００７６】
図８はかかる制御動作による鏡胴６０の移動の様子を例示する。
【００７７】
説明の簡略のため、基準位置までの距離Ｌｐ＝０とし、かつ、そのときの第１の鏡胴６０−１の前面はワイド端位置ＷＰに位置（レンズ繰り出し量ｘ＝０）するものとする。指Ｆをガイド１２５から離していくと、これに従ってΔｘが増大し、徐々に第１の鏡胴６０−１の前面がテレ端ＴＰに向けて繰り出されていく。指Ｆの距離が認識できなくなると繰り出しが停止する。
【００７８】
逆に、指Ｆをガイド１２５に向かって近づけていくと、これに従ってΔｘが減少し、徐々に第１の鏡胴６０−１の前面がワイド端ＷＰに向けて沈胴していく。
【００７９】
なお、Ｓ１２の終了後はＳ８に戻り、第１データｘ３を消去して、新たにＡ／Ｄ変換部１３４−２から出力される受光量データを新たな第２データｘ４として記憶する。かつ、既に記憶されている古い方の第２データｘ４は消去せず、第１データｘ３として保持する。
【００８０】
このように、指Ｆの距離を増減することによって鏡胴６０の繰出量が増減するから、ユーザは、鏡胴６０の繰り出し量を容易に調整することができる。なお、指Ｆの距離の増減量に応じた動作制御は、レンズ鏡胴６０の繰出量に限定されず、ＯＳＤ信号発生回路１４８ａに対するズームバーの移動量の指令などにも応用できるのはいうまでもない。
【００８１】
＜第２実施形態＞
第１実施形態では動作量の入力を認識させていたが、指Ｆの距離の変動でダブルクリックを認識させることも可能である。
【００８２】
図９はダブルクリックを認識させる動作の一例を示すフローチャートである。
【００８３】
Ｓ１１では、デジタルカメラ１００の電源スイッチ１２１がオンされると、受光部１２４−２及びＡ／Ｄ変換部１３４−２は、それぞれ受光量信号、受光量データの出力を開始する。受光量データを順次ＲＡＭ１４９に記憶する動作を繰り返すことで、ＲＡＭ１４９には異なる時点で得られた２つの受光量データが記憶される。
【００８４】
Ｓ１２では、操作認識部２０ｃは、ＲＡＭ１４９に記憶された新旧２つの受光量データを比較し、外光の入射量が増加したかまたは減少したかを判断することで、穴３４に指Ｆがかざされたか否かを判断する。増加したと判断した場合はＳ１３、減少したと判断した場合はＳ１４に移行する。
【００８５】
Ｓ１３では、発光制御部２０ａは、発光部１２４−１に発光を停止する指令を送る。発光部１２４−１は、この指令を受け取ると、ＬＥＤ群１２４−１の発光を停止する。
【００８６】
Ｓ１４では、発光制御部２０ａは、発光部１２４−１に発光を開始する指令を送る。発光部１２４−１は、この指令を受け取ると、ＬＥＤ群１２４−１を所定の発光量、所定の発光タイミング（例えば１０Ｗ、５０ｋＨｚ）で発光させる。ＬＥＤ群１２４−１の発光は、発光制御部２０ａから発光を停止する指令が送られる（Ｓ１３）限り継続する。
【００８７】
Ｓ１５では、距離認識部２０ｂは、バッファメモリ１３５−２に記憶された古い方の受光量データとＥＥＰＲＯＭ１４６に記憶さている受光量−距離曲線（図５参照）を参照し、受光量データに対応する指Ｆの距離Ｌ（Ｌ０〜Ｌ６のいずれか）を認識する。そして、この距離ＬがＬ０であるか否かを判断する。Ｌ＝Ｌ０の場合はＳ１６に移行し、Ｌ≠Ｌ０の場合はＳ１１に戻る。
【００８８】
Ｓ１６では、距離認識部２０ｂは、バッファメモリ１３５−２に記憶された新しい方の受光量データとＥＥＰＲＯＭ１４６に記憶さている受光量−距離曲線を参照し、受光量データに対応する指Ｆの距離Ｌ（Ｌ０〜Ｌ６のいずれか）を認識する。そして、この距離ＬがＬ１であるか否かを判断する。Ｌ＝Ｌ１の場合はＳ１６に移行し、Ｌ≠Ｌ１の場合はＳ１１に戻る。
【００８９】
Ｓ１７では、計時部２０ｄは、所定時間Ｔ０（例えば０．２秒間）の経過を計時する。動作制御部２０ｅは、計時部２０ｄが所定時間Ｔ０を計時する間、受光部１２４−２及びＡ／Ｄ変換部１３４−２、それぞれ受光量信号、受光量データの出力を停止するよう制御する。これに合わせ、計時部２０ｄが所定時間Ｔ０を計時する間、距離認識部２０ｂも指Ｆの距離Ｌの認識を停止する。
【００９０】
Ｓ１８では、計時部２０ｄによる所定時間Ｔ０の経過の計時完了後、動作制御部２０ｅは、受光部１２４−２及びＡ／Ｄ変換部１３４−２は、それぞれ受光量信号、受光量データの出力を再開するよう制御する。これに合わせ、距離認識部２０ｂも、指Ｆの距離Ｌの認識を再開する。距離認識部２０ｂは、バッファメモリ１３５−２に記憶された古い方の受光量データとＥＥＰＲＯＭ１４６に記憶さている受光量−距離曲線を参照し、受光量データに対応する指Ｆの距離Ｌ（Ｌ０〜Ｌ６のいずれか）を認識する。そして、この距離ＬがＬ０であるか否かを判断する。Ｌ＝Ｌ０の場合はＳ１９に移行し、Ｌ≠Ｌ０の場合はＳ２１に移行する。
【００９１】
Ｓ１９では、距離認識部２０ｂは、バッファメモリ１３５−２に記憶された新しい方の受光量データとＥＥＰＲＯＭ１４６に記憶さている受光量−距離曲線を参照し、受光量データに対応する指Ｆの距離Ｌ（Ｌ０〜Ｌ６のいずれか）を認識する。そして、この距離ＬがＬ１であるか否かを判断する。Ｌ＝Ｌ１の場合はＳ２０に移行し、Ｌ≠Ｌ１の場合はＳ２１に移行する。
【００９２】
Ｓ２０では、操作認識部２０ｃは、ダブルクリック操作があったと認識する。動作制御部２０ｅは、ダブルクリック操作に応じた制御を行う。例えば、動作制御部２０ｅは、グラフィカルユーザインターフェースの所望のメニューを選択した旨の表示を行う指令をＯＳＤ信号発生回路１４８ａに送る。
【００９３】
Ｓ２１では、操作認識部２０ｃは、クリック操作があったと認識する。動作制御部２０ｅは、クリック操作に応じた制御を行う。例えば、動作制御部２０ｅは、グラフィカルユーザインターフェースのカーソルの上下左右方向への移動表示を行う指令をＯＳＤ信号発生回路１４８ａに送る。
【００９４】
以上の動作によれば、指Ｆの距離を、近接側（Ｌ０）と遠望側（Ｌ１）の間で２往復させるだけで、簡単にダブルクリック操作を行うことができる。なお、Ｌ０とＬ１の関係は、Ｌ０≠Ｌ１であれば足りる。
【００９５】
＜第３実施形態＞
第１ないし第２実施形態では、受光部１２４−２は、指Ｆからの反射光に基づいて距離を認識するが、指Ｆがガイド１２５に近い場合も、発光部１２４―１から強い光を発するのは無駄である。逆に、指Ｆがガイド１２５から離れている場合、発光部１２４―１から弱い光を発すると、外乱光の影響などで受光部１２４−２が良好に反射光を受光できない。このため、発光部１２４―１は、指Ｆの距離Ｌに応じて発光量や発光色を調整することが好ましい。
【００９６】
例えば、図１０に例示するように、発光色の組み合わせと受光量−距離曲線の対応関係をＥＥＰＲＯＭ１４６に記憶する。ここでは、ＬＥＤ１２４Ｒ単独の発光には曲線Ｃ１、ＬＥＤ１２４ＲとＬＥＤ１２４Ｇを組み合わせた発光には曲線Ｃ２、ＬＥＤ１２４ＲとＬＥＤ１２４ＧとＬＥＤ１２４Ｂを組み合わせた発光には曲線Ｃ３が対応している。最長照射距離は、Ｒのみ、ＲとＧの組み合わせ、ＲとＧとＢの組み合わせの順に長くなるため、指Ｆの距離が長くなるに従って最長照射距離の長くなる発光色で発光させる。
【００９７】
発光制御部２０ａは、距離認識部２０ｂの認識した指Ｆの距離Ｌに応じてＬＥＤ群の発光色を切り替え、距離認識部２０ｂは、発光色に応じて参照すべき受光量−距離曲線ＣをＣ１〜Ｃ３に切り替える動作を行う。
【００９８】
図１１は発光色変更動作を具体的に示すフローチャートである。
【００９９】
Ｓ３１では、発光制御部２０ａは、ＬＥＤドライバ１２４Ｄに対し、ＬＥＤ１２４Ｒ、Ｇ、Ｂの３色全てを発光させるよう指令を送る。ＬＥＤドライバ１２４Ｄはこの指令を受け取ったことに応じ、ＬＥＤ１２４Ｒ、Ｇ、Ｂの全てに電流を供給することでＲＧＢからなる白色光を発光させる。
【０１００】
Ｓ３２では、距離認識部２０ｂは、受光量から距離を認識するために参照すべき受光量−距離曲線ＣをＣ３に切り替える。
【０１０１】
Ｓ３３は、バッファメモリ１３５−２は、Ａ／Ｄ変換部１３４−２からの受光量データを記憶する。このステップで記憶された受光量データを古いほうの受光量データｘ１とよぶ。
【０１０２】
Ｓ３４は、バッファメモリ１３５−２は、古いほうの受光量データｘ１が記憶された後、さらにＡ／Ｄ変換部１３４−２からの受光量データを記憶する。このステップで記憶された受光量データを古いほうの受光量データｘ２とよぶ。
【０１０３】
Ｓ３５では、距離認識部２０ｂは、受光量−距離曲線Ｃとバッファメモリ１３５−２に記憶された古い方の受光量データｘ１とを参照し、古い方の受光量データｘ１に対応する指Ｆの距離Ｌｐを認識する。また、距離認識部２０ｂは、受光量−距離曲線Ｃとバッファメモリ１３５−２に記憶された新しい方の受光量データｘ２とを参照し、新しい方の受光量データｘ２に対応する指Ｆの距離Ｌｎを認識する。
【０１０４】
そして、ΔＬ＝Ｌｎ−Ｌｐ＞０であるか、すなわち指Ｆの距離Ｌが増加しているか否かを判断する。増加していると判断した場合はＳ３６に移行し、引き続き白色光を発光させる。増加していないと判断した場合はＳ４１に移行する。
【０１０５】
Ｓ３６では、距離認識部２０ｂは、Ｌｎが曲線変更の第１の閾値（ここでは一例としてＬ４とするがこれに限定されず任意に設定可能）を超えているか否かを判断する。Ｌｎ＞Ｌ４の場合はＳ３７に移行し、Ｌｎ≦Ｌ４の場合はＳ３９に移行する。
【０１０６】
Ｓ３７では、発光制御部２０ａは、ＬＥＤドライバ１２４Ｄに対し、ＬＥＤ１２４Ｒ、Ｇ、Ｂの３色全てを発光させるよう指令を送る。この動作はＳ３１と同様である。
【０１０７】
Ｓ３８では、距離認識部２０ｂは、受光量から距離を認識するために参照すべき受光量−距離曲線ＣをＣ３に切り替える。この動作はＳ３２と同様である。
【０１０８】
Ｓ３９では、発光制御部２０ａは、ＬＥＤドライバ１２４Ｄに対し、ＬＥＤ１２４Ｒ、Ｇの２色で発光させるよう指令を送る。ＬＥＤドライバ１２４Ｄは、ＬＥＤ１２４Ｂへの電流供給を停止する。
【０１０９】
Ｓ４０では、距離認識部２０ｂは、受光量から距離を認識するために参照すべき受光量−距離曲線ＣをＣ２に切り替える。
【０１１０】
Ｓ４１では、距離認識部２０ｂは、Ｌｎが曲線変更の第２の閾値（ここでは一例としてＬ３とするがこれに限定されず任意に設定可能）を下回っているか否かを判断する。Ｌｎ＜Ｌ３の場合はＳ４２移行し、Ｌｎ≧Ｌ３の場合はＳ４４に移行する。
【０１１１】
Ｓ４２では、発光制御部２０ａは、ＬＥＤドライバ１２４Ｄに対し、ＬＥＤ１２４Ｒ、の１色で発光させるよう指令を送る。ＬＥＤドライバ１２４Ｄは、ＬＥＤ１２４Ｇ、Ｂへの電流供給を停止し、ＬＥＤ１２４Ｒの１色のみを発光させる。
【０１１２】
Ｓ４３では、距離認識部２０ｂは、受光量から距離を認識するために参照すべき受光量−距離曲線ＣをＣ１に切り替える。
【０１１３】
Ｓ４４では、発光制御部２０ａは、ＬＥＤドライバ１２４Ｄに対し、ＬＥＤ１２４Ｒ、Ｇの２色で発光させるよう指令を送る。この動作はＳ３９と同様である。
【０１１４】
Ｓ４５では、距離認識部２０ｂは、受光量から距離を認識するために参照すべき受光量−距離曲線ＣをＣ２に切り替える。この動作はＳ４０と同様である。
【０１１５】
以上の動作によると、指Ｆの距離がＬ３を下回って短くなっていくと、ＬＥＤ１２４Ｒのみが発光する。同時に、距離認識部２０ｂは、発光色に応じて参照すべき受光量−距離曲線ＣをＣ１に切り替える動作を行い、ＬＥＤ１２４Ｇのみの発光でＬ３を下回る指Ｆの距離を認識できる。
【０１１６】
また、指Ｆの距離がＬ４を超えて長くなっていくと、ＬＥＤ１２４Ｒ，Ｇ，Ｂが全て発光する。同時に、距離認識部２０ｂは、発光色に応じて参照すべき受光量−距離曲線ＣをＣ３に切り替える動作を行い、指Ｆの距離がＬ４を超えても指Ｆの距離を認識できる。
【０１１７】
指Ｆの距離がＬ３〜Ｌ４の場合はＬＥＤ１２４Ｒ，Ｇが発光する。同時に、距離認識部２０ｂは、発光色に応じて参照すべき受光量−距離曲線ＣをＣ２に切り替える動作を行い、ＬＥＤ１２４Ｒ，Ｇのみの発光でＬ３〜Ｌ４の間にある指Ｆの距離を認識できる。
【０１１８】
このように、指の距離の変動に応じ、距離の認識に必要な色だけを発光させることで、無意味な電力消費を抑えることができる。
【０１１９】
＜第４実施形態＞
発光部１２４−１は赤外線発光装置で構成してもよい。そして、受光部１２４−２は、赤外線フィルタを配置することで、赤外線のみを受光するように構成してもよい。こうすると、受光部１２４−２が受光する外乱光の影響を極力排除できる。
【０１２０】
あるいは、発光部１２４−１、受光部１２４−２、距離認識部２０ｂの代わりに超音波、赤外線、レーザーなどを利用した測距センサを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１２１】
【図１】デジタルカメラの正面図
【図２】デジタルカメラの背面図
【図３】デジタルカメラのブロック構成図
【図４】光学式操作機器周辺の要部構成図
【図５】受光量−距離曲線の一例を示す図
【図６】認識可能な指の距離を示す図
【図７】第１実施形態に係る入力操作認識動作の流れを示すフローチャート
【図８】レンズ繰り出し量を例示する図
【図９】第２実施形態に係る入力操作認識動作の流れを示すフローチャート
【図１０】発光色に応じた受光量−距離曲線の一例を示す図
【図１１】第３実施形態に係る発光色変更動作の流れを示すフローチャート
【符号の説明】
【０１２２】
２０ａ：発光制御部、２０ｂ：距離認識部、２０ｃ：操作認識部、２０ｄ：計時部、２０ｅ：動作制御部１２４−１：発光部、１２４−２：受光部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作体へ発光する発光部と、
前記発光部からの光が前記操作体に反射した反射光を受光して前記反射光の受光量に応じた電気信号を出力する受光部と、
前記受光部の出力した電気信号に従って前記反射光の受光量を認識する受光量認識部と、
前記受光量認識部の認識した前記反射光の受光量に従って前記操作体までの距離を認識する距離認識部と、
前記距離認識部の認識した前記操作体までの距離に応じた入力操作を認識する操作認識部と、
を備える光学式操作装置。
【請求項２】
前記操作認識部は前記操作体までの距離に応じた動作量を指定する入力操作を認識する請求項１に記載の光学式操作装置。
【請求項３】
前記操作認識部は前記受光量認識部が前記反射光の受光量を認識することができなくなったことに応じて前記動作量を指定する入力操作が終了したことを認識する請求項２に記載の光学式操作装置。
【請求項４】
前記操作認識部は前記操作体までの距離が所定の第１の距離から所定の第２の距離へ変化することで１回目の押下操作を認識し、かつ前記１回目の押下操作から所定の認識停止時間を隔てた後で前記操作体までの距離が所定の第１の距離から所定の第２の距離へ変化することで２回目の押下操作を認識することにより、ダブルクリック操作を認識する請求項１に記載の光学式操作装置。
【請求項５】
前記発光部はＲ，Ｇ，Ｂの可視光を発光するＬＥＤからなるＬＥＤ群を備え、かつ前記操作体までの距離に応じてＲ，Ｇ，Ｂの発光色の組み合わせを切り替える請求項１〜３のいずれかに記載の光学式操作装置。
【請求項１】
操作体へ発光する発光部と、
前記発光部からの光が前記操作体に反射した反射光を受光して前記反射光の受光量に応じた電気信号を出力する受光部と、
前記受光部の出力した電気信号に従って前記反射光の受光量を認識する受光量認識部と、
前記受光量認識部の認識した前記反射光の受光量に従って前記操作体までの距離を認識する距離認識部と、
前記距離認識部の認識した前記操作体までの距離に応じた入力操作を認識する操作認識部と、
を備える光学式操作装置。
【請求項２】
前記操作認識部は前記操作体までの距離に応じた動作量を指定する入力操作を認識する請求項１に記載の光学式操作装置。
【請求項３】
前記操作認識部は前記受光量認識部が前記反射光の受光量を認識することができなくなったことに応じて前記動作量を指定する入力操作が終了したことを認識する請求項２に記載の光学式操作装置。
【請求項４】
前記操作認識部は前記操作体までの距離が所定の第１の距離から所定の第２の距離へ変化することで１回目の押下操作を認識し、かつ前記１回目の押下操作から所定の認識停止時間を隔てた後で前記操作体までの距離が所定の第１の距離から所定の第２の距離へ変化することで２回目の押下操作を認識することにより、ダブルクリック操作を認識する請求項１に記載の光学式操作装置。
【請求項５】
前記発光部はＲ，Ｇ，Ｂの可視光を発光するＬＥＤからなるＬＥＤ群を備え、かつ前記操作体までの距離に応じてＲ，Ｇ，Ｂの発光色の組み合わせを切り替える請求項１〜３のいずれかに記載の光学式操作装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００７−７２６６８（Ｐ２００７−７２６６８Ａ）
【公開日】平成１９年３月２２日（２００７．３．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２５７７５３（Ｐ２００５−２５７７５３）
【出願日】平成１７年９月６日（２００５．９．６）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年３月２２日（２００７．３．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年９月６日（２００５．９．６）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
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