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JP7209310B2 - Input device and image display system - Google Patents
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Description

本発明は、入力装置および画像表示システムに関するものである。 The present invention relates to input devices and image display systems.

従来から、三次元仮想空間に仮想立体構造物をアウトプットする装置として、3D立体テレビやヘッドマウントディスプレイ等が知られている。また、3D立体テレビやヘッドマウントディスプレイの三次元仮想空間に表示する仮想立体構造物は、例えばCAD(Computer-aided design)によって作成することができる。また、作成した仮想立体構造物の加工を行う際のデータ入力装置としては、一般的に、特許文献1に示すような公知のマウス、キーボード、コントローラー等が使用される。 Conventionally, 3D stereoscopic televisions, head-mounted displays, and the like have been known as devices that output a virtual three-dimensional structure in a three-dimensional virtual space. Also, a virtual three-dimensional structure to be displayed in a three-dimensional virtual space on a 3D stereoscopic television or head-mounted display can be created by, for example, CAD (computer-aided design). As a data input device for processing the created virtual three-dimensional structure, a known mouse, keyboard, controller, etc. as disclosed in Patent Document 1 are generally used.

特表2008-541268号公報Japanese Patent Publication No. 2008-541268

しかしながら、マウス、キーボード、コントローラー等の既存の入力装置では、繊細で直感的な入力を行うことができない。 However, existing input devices such as mice, keyboards, and controllers do not allow for delicate and intuitive input.

本発明の目的は、繊細で直感的な入力を行うことのできる入力装置および画像表示システムを提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an input device and an image display system that allow delicate and intuitive input.

このような目的は、下記の本発明により達成される。 Such objects are achieved by the present invention described below.

(1) 互いに離間して設定された第1位置基準部および第2位置基準部を有する第1部材と、
互いに離間して設定された第3位置基準部および第4位置基準部を有する第2部材と、を有し、
前記第1位置基準部、前記第2位置基準部、前記第3位置基準部および前記第4位置基準部で定まる仮想面の情報が生成されることを特徴とする入力装置。
(1) a first member having a first position reference portion and a second position reference portion spaced apart from each other;
a second member having a third position reference portion and a fourth position reference portion spaced apart from each other;
An input device, wherein information of a virtual plane determined by the first position reference portion, the second position reference portion, the third position reference portion, and the fourth position reference portion is generated.

(2) 前記情報には、前記仮想面の形状、前記仮想面の傾きおよび前記仮想面の位置の少なくとも1つが含まれる上記(1)に記載の入力装置。 (2) The input device according to (1) above, wherein the information includes at least one of the shape of the virtual surface, the inclination of the virtual surface, and the position of the virtual surface.

(3) 外力が入力される第1面および前記第1面の反対側の第2面が規定される弾性層と、
前記弾性層に配置され、前記弾性層の変形に伴って変位するマーカーと、
前記弾性層の前記第2面側に位置づけられ、前記マーカーの変位に基づいて前記弾性層の変形を検出する検出部と、を備える上記(1)または(2)に記載の入力装置。
(3) an elastic layer defining a first surface to which an external force is input and a second surface opposite to the first surface;
a marker disposed on the elastic layer and displaced as the elastic layer deforms;
The input device according to (1) or (2) above, further comprising a detection unit positioned on the second surface side of the elastic layer and detecting deformation of the elastic layer based on displacement of the marker.

(4) 前記マーカーは、前記弾性層の厚さ方向にずれて配置された第1マーカーおよび第2マーカーを有する上記(3)に記載の入力装置。 (4) The input device according to (3) above, wherein the markers include a first marker and a second marker that are displaced in the thickness direction of the elastic layer.

(5) 前記第1部材および前記第2部材は、分離されている上記(1)ないし(4)のいずれかに記載の入力装置。 (5) The input device according to any one of (1) to (4) above, wherein the first member and the second member are separated.

(6) 前記第1部材および前記第2部材は、回動可能に連結されている上記(1)ないし(4)のいずれかに記載の入力装置。 (6) The input device according to any one of (1) to (4) above, wherein the first member and the second member are rotatably connected.

(7) 前記第1部材および前記第2部材は、接近および離間が可能である上記(6)に記載の入力装置。 (7) The input device according to (6) above, wherein the first member and the second member can be moved toward and away from each other.

(8) 前記第1部材および前記第2部材は、合体および分離が可能である上記(6)または(7)に記載の入力装置。 (8) The input device according to (6) or (7) above, wherein the first member and the second member can be combined and separated.

(9) 前記第1部材および前記第2部材の一方は、使用者の右手に把持され、他方は、使用者の左手に把持される上記(1)ないし(8)のいずれかに記載の入力装置。 (9) The input according to any one of (1) to (8) above, wherein one of the first member and the second member is held in the user's right hand and the other is held in the user's left hand. Device.

(10) 基体と、
前記基体に設けられ、互いに離間した第1位置基準部および第2位置基準部と、
前記基体に設けられ、所定方向を検出する方向検出部と、を有し、
前記第1位置基準部および前記第2位置基準部で定まる仮想直線と、前記所定方向と、で定まる仮想面の情報が生成されることを特徴とする入力装置。
(10) a substrate;
a first position reference portion and a second position reference portion provided on the base body and separated from each other;
a direction detection unit provided on the base for detecting a predetermined direction,
An input device, wherein information of a virtual plane defined by a virtual straight line defined by the first position reference portion and the second position reference portion and the predetermined direction is generated.

(11) 前記所定方向は、鉛直方向である上記(10)に記載の入力装置。 (11) The input device according to (10) above, wherein the predetermined direction is a vertical direction.

(12) 前記仮想加工用具は、仮想物体に接触させる接触部を有し、
前記接触部は、前記仮想直線によって定められる上記(10)または(11)に記載の入力装置。
(12) the virtual processing tool has a contact portion that contacts the virtual object;
The input device according to (10) or (11), wherein the contact portion is defined by the virtual straight line.

(13) 前記接触部を変形させる弾性入力部を有する上記(12)に記載の入力装置。 (13) The input device according to (12) above, which has an elastic input portion that deforms the contact portion.

(14) 前記弾性入力部は、外力が入力される第1面および前記第1面の反対側の第2面が規定される弾性層と、
前記弾性層に配置され、前記弾性層の変形に伴って変位するマーカーと、
前記弾性層の前記第2面側に位置づけられ、前記マーカーの変位に基づいて前記弾性層の変形を検出する検出部と、を備える上記(13)に記載の入力装置。
(14) the elastic input portion includes an elastic layer defining a first surface to which an external force is input and a second surface opposite to the first surface;
a marker disposed on the elastic layer and displaced as the elastic layer deforms;
The input device according to (13) above, further comprising: a detection unit positioned on the second surface side of the elastic layer and detecting deformation of the elastic layer based on displacement of the marker.

(15) 仮想現実または拡張現実により生成される仮想物体の表面に前記仮想面を押し当てることで、前記仮想物体を加工することができる上記(1)ないし(14)のいずれかに記載の入力装置。 (15) The input according to any one of (1) to (14) above, wherein the virtual object generated by virtual reality or augmented reality can be processed by pressing the virtual surface against the surface of the virtual object. Device.

(16) 仮想現実または拡張現実に、前記仮想面に対応した仮想加工用具が表示される上記(15)に記載の入力装置。 (16) The input device according to (15) above, wherein a virtual machining tool corresponding to the virtual surface is displayed in virtual reality or augmented reality.

(17) 前記仮想加工用具の前記仮想物体への接触を報知する報知部を有している上記(16)に記載の入力装置。 (17) The input device according to (16) above, further comprising a notification unit that notifies of contact of the virtual machining tool with the virtual object.

(18) 前記報知部は、振動部を有している上記(17)に記載の入力装置。 (18) The input device according to (17) above, wherein the notification unit has a vibration unit.

(19) 上記(1)ないし(18)のいずれかに記載の入力装置と、
画像を表示する画像表示装置と、を有することを特徴とする画像表示システム。
(19) The input device according to any one of (1) to (18) above;
and an image display device for displaying an image.

本発明によれば、第1位置基準部、第2位置基準部、第3位置基準部および第4位置基準部で定まる仮想面の情報に応じた信号を生成することができる。例えば、一方の手で第1部材を把持し、他方の手で第2部材を把持し、第1部材と第2部材とを捩じるようにして捜査して仮想面の形状を変形させたり、第1部材と第2部材との相対的位置関係を維持したままこれらを移動させたりすることで、繊細で直感的な入力を行うことができる。 According to the present invention, it is possible to generate a signal according to information on a virtual plane determined by the first position reference portion, the second position reference portion, the third position reference portion, and the fourth position reference portion. For example, one hand holds the first member, the other hand holds the second member, and the first and second members are twisted to deform the shape of the virtual surface. By moving the first member and the second member while maintaining the relative positional relationship between them, delicate and intuitive input can be performed.

また、本発明によれば、第1位置基準部および第2位置基準部で定まる仮想直線と、方向検出部で検出される所定方向と、で定まる仮想平面の情報に応じて入力信号が生成されるようになっている。そのため、例えば、基体を把持し、基体の姿勢を変化させたり、基体を移動させたりすることで、繊細で直感的な入力を行うことができる。 Further, according to the present invention, the input signal is generated according to the information of the virtual plane determined by the virtual straight line determined by the first position reference portion and the second position reference portion and the predetermined direction detected by the direction detection portion. It has become so. Therefore, for example, by holding the base and changing the posture of the base or moving the base, delicate and intuitive input can be performed.

本発明の第1実施形態に係る画像表示システムの構成図である。1 is a configuration diagram of an image display system according to a first embodiment of the present invention; FIG. 図1に示す画像表示装置に表示される仮想立体構造物の一例を示す図である。2 is a diagram showing an example of a virtual three-dimensional structure displayed on the image display device shown in FIG. 1; FIG. 入力装置の斜視図である。1 is a perspective view of an input device; FIG. 入力装置によって形成される仮想面の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the virtual surface formed by an input device. 入力装置によって形成される仮想面の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the virtual surface formed by an input device. 入力装置によって形成される仮想面の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the virtual surface formed by an input device. 仮想立体構造物の加工方法を示す図である。It is a figure which shows the processing method of a virtual three-dimensional structure. 仮想立体構造物の加工方法を示す図である。It is a figure which shows the processing method of a virtual three-dimensional structure. 仮想立体構造物の別の加工方法を示す図である。It is a figure which shows another processing method of a virtual three-dimensional structure. 報知部の作動を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the operation|movement of an alerting|reporting part. 報知部の作動を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the operation|movement of an alerting|reporting part. 報知部の作動を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the operation|movement of an alerting|reporting part. 報知部の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of an alerting|reporting part. 本発明の第2実施形態の入力装置を示す平面図である。FIG. 10 is a plan view showing an input device according to a second embodiment of the invention; 図14に示す入力装置が有する弾性入力部の断面図である。FIG. 15 is a cross-sectional view of an elastic input portion included in the input device shown in FIG. 14; 図15に示す弾性入力部への入力方法を示す断面図である。FIG. 16 is a cross-sectional view showing an input method to the elastic input portion shown in FIG. 15; 図15に示す弾性入力部の機能を説明する図である。16A and 16B are diagrams for explaining the function of the elastic input unit shown in FIG. 15; 図15に示す弾性入力部の機能を説明する図である。16A and 16B are diagrams for explaining the function of the elastic input unit shown in FIG. 15; 弾性入力部の変形例を示す断面図である。It is a cross-sectional view showing a modification of the elastic input portion. 弾性入力部の変形例を示す断面図である。It is a cross-sectional view showing a modification of the elastic input portion. 弾性入力部の変形例を示す断面図である。It is a cross-sectional view showing a modification of the elastic input portion. 本発明の第3実施形態の入力装置を示す平面図である。It is a top view which shows the input device of 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4実施形態の入力装置を示す平面図である。It is a top view which shows the input device of 4th Embodiment of this invention. 本発明の第5実施形態の入力装置を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the input device of 5th Embodiment of this invention. 図24に示す入力装置の側面図である。25 is a side view of the input device shown in FIG. 24; FIG. 図24に示す入力装置の使用方法の一例を示す図である。25 is a diagram showing an example of how to use the input device shown in FIG. 24; FIG. 本発明の第6実施形態の入力装置を示す断面図である。It is a cross-sectional view showing an input device according to a sixth embodiment of the present invention. 本発明の第7実施形態の入力装置を示す断面図である。FIG. 14 is a cross-sectional view showing an input device according to a seventh embodiment of the invention; 本発明の第8実施形態の入力装置を示す断面図である。FIG. 21 is a cross-sectional view showing an input device according to an eighth embodiment of the present invention; 本発明の第9実施形態の入力装置を示す断面図である。It is a cross-sectional view showing an input device according to a ninth embodiment of the present invention. 本発明の第10実施形態の入力装置を示す断面図である。FIG. 21 is a cross-sectional view showing an input device according to a tenth embodiment of the present invention; 本発明の第11実施形態の入力装置を示す断面図である。It is a cross-sectional view showing an input device according to an eleventh embodiment of the present invention. 本発明の第12実施形態の入力装置を示す断面図である。FIG. 21 is a cross-sectional view showing an input device according to a twelfth embodiment of the present invention; 本発明の第13実施形態の入力装置を示す断面図である。FIG. 22 is a cross-sectional view showing an input device according to a thirteenth embodiment of the present invention; 本発明の第14実施形態の入力装置を示す断面図である。FIG. 20 is a cross-sectional view showing an input device according to a fourteenth embodiment of the present invention; 本発明の第14実施形態の入力装置を示す断面図である。FIG. 20 is a cross-sectional view showing an input device according to a fourteenth embodiment of the present invention; 本発明の第14実施形態の入力装置を示す断面図である。FIG. 20 is a cross-sectional view showing an input device according to a fourteenth embodiment of the present invention; 本発明の第15実施形態の入力装置を示す平面図である。FIG. 20 is a plan view showing an input device according to a fifteenth embodiment of the present invention; 仮想立体構造物の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a virtual three-dimensional structure. 仮想立体構造物の加工方法を示す図である。It is a figure which shows the processing method of a virtual three-dimensional structure. 報知部の作動を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the operation|movement of an alerting|reporting part. 報知部の作動を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the operation|movement of an alerting|reporting part. 報知部の作動を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the operation|movement of an alerting|reporting part. 本発明の第16実施形態の入力装置を示す平面図である。FIG. 20 is a plan view showing an input device according to a sixteenth embodiment of the present invention; 図44に示す入力装置の側面図である。45 is a side view of the input device shown in FIG. 44; FIG. 図44に示す入力装置が有する弾性入力部を示す横断面図である。45 is a cross-sectional view showing an elastic input portion included in the input device shown in FIG. 44; FIG. 弾性入力部の機能を説明する図である。It is a figure explaining the function of an elastic input part. 弾性入力部の機能を説明する図である。It is a figure explaining the function of an elastic input part.

以下、本発明の入力装置および画像表示システムを添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION An input device and an image display system according to the present invention will now be described in detail based on preferred embodiments shown in the accompanying drawings.

<第1実施形態>
まず、本発明の第1実施形態に係る画像表示システムについて説明する。
<First embodiment>
First, an image display system according to the first embodiment of the present invention will be described.

図1は、本発明の第1実施形態に係る画像表示システムの構成図である。図2は、図1に示す画像表示装置に表示される仮想立体構造物の一例を示す図である。図3は、入力装置の斜視図である。図4ないし図6は、それぞれ、入力装置によって形成される仮想面の一例を示す図である。図7および図8は、それぞれ、仮想立体構造物の加工方法を示す図である。図9は、仮想立体構造物の別の加工方法を示す図である。図10ないし図12は、それぞれ、報知部の作動を説明するための図である。図13は、報知部の変形例を示す図である。 FIG. 1 is a configuration diagram of an image display system according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing an example of a virtual three-dimensional structure displayed on the image display device shown in FIG. FIG. 3 is a perspective view of the input device. 4 to 6 are diagrams each showing an example of a virtual surface formed by the input device. 7 and 8 are diagrams respectively showing a method of processing a virtual three-dimensional structure. FIG. 9 is a diagram showing another processing method for a virtual three-dimensional structure. 10 to 12 are diagrams for explaining the operation of the notification unit. FIG. 13 is a diagram showing a modification of the notification unit.

図1に示す画像表示システム100は、入力装置200と、画像表示装置300と、端末400と、を有している。 The image display system 100 shown in FIG. 1 has an input device 200 , an image display device 300 and a terminal 400 .

[画像表示装置]
画像表示装置300は、使用者の頭部に固定して用いられるVR(仮想現実)用のヘッドマウントディスプレイであり、公知のものを用いることができる。また、画像表示装置300は、ポジショントラッキング機能を有していることが好ましい。これにより、空間内での使用者の位置を認識することができ、使用者の移動に応じて画像表示装置300の画像を変化(追従)させることができる。そのため、より現実感のある画像表示システム100となる。
[Image display device]
The image display device 300 is a VR (virtual reality) head-mounted display fixed to the user's head, and a known device can be used. Also, the image display device 300 preferably has a position tracking function. Thereby, the position of the user in the space can be recognized, and the image of the image display device 300 can be changed (followed) according to the movement of the user. Therefore, the image display system 100 is more realistic.

なお、画像表示装置300としては、AR(拡張現実)用のヘッドマウントディスプレイを用いてもよい。また、画像表示装置300としては、仮想立体構造物(仮想物体)を表示することができればヘッドマウントディスプレイに限定されず、使用者の周囲に設置されているディスプレイであってもよい。また、スクリーンとプロジェクターを用いたものであってもよい。 As the image display device 300, a head-mounted display for AR (Augmented Reality) may be used. Further, the image display device 300 is not limited to a head-mounted display as long as it can display a virtual three-dimensional structure (virtual object), and may be a display installed around the user. Alternatively, a screen and a projector may be used.

[端末]
端末400は、特に限定されず、例えば、パーソナルコンピューター、タブレット端末、ワークステーション、ゲームマシン、スマートフォン等で構成されている。また、端末400は、例えば、CAD(Computer-aided design)等のシステムを用いて、図2に示すように、画面310に、仮想立体構造物Xおよび仮想立体構造物Xを加工するための仮想加工用具900を表示する。また、端末400は、入力装置200からの入力信号に基づいて画面310内で仮想加工用具900を動かし、仮想加工用具900の動きに応じて仮想立体構造物Xの形状を変化させる。これにより、使用者は、仮想立体構造物Xが仮想加工用具900によって加工される様を確認できる。
[Terminal]
The terminal 400 is not particularly limited, and includes, for example, a personal computer, a tablet terminal, a work station, a game machine, a smart phone, and the like. Further, the terminal 400 uses a system such as CAD (computer-aided design), for example, to display a virtual three-dimensional structure X and a virtual three-dimensional structure for processing the virtual three-dimensional structure X on a screen 310 as shown in FIG. A processing tool 900 is displayed. Also, the terminal 400 moves the virtual processing tool 900 within the screen 310 based on the input signal from the input device 200 , and changes the shape of the virtual three-dimensional structure X according to the movement of the virtual processing tool 900 . Thereby, the user can confirm how the virtual three-dimensional structure X is processed by the virtual processing tool 900 .

[入力装置]
入力装置200は、使用者が把持して使用するものである。図3に示すように、入力装置200は、対をなし、互いに分離された第1部材210および第2部材220を有している。そして、第1部材210および第2部材220の一方は、使用者の右手に把持され、他方は、使用者の左手に把持される。なお、図3では、第1部材210を右手で把持し、第2部材220を左手で把持している。
[Input device]
The input device 200 is held and used by a user. As shown in FIG. 3, the input device 200 has a first member 210 and a second member 220 which are paired and separated from each other. One of the first member 210 and the second member 220 is held in the user's right hand, and the other is held in the user's left hand. In FIG. 3, the first member 210 is held with the right hand, and the second member 220 is held with the left hand.

また、第1部材210には互いに離間して設定された第1位置基準部231および第2位置基準部232が設けられており、第2部材220には互いに離間して設定された第3位置基準部233および第4位置基準部234が設けられている。そして、入力装置200では、第1位置基準部231、第2位置基準部232、第3位置基準部233および第4位置基準部234で定まる仮想面Fの情報(以下、「仮想面情報」ともいう。)が生成されるようになっている。なお、第1位置基準部231、第2位置基準部232、第3位置基準部233および第4位置基準部234で定まる仮想面Fとは、例えば、第1位置基準部231、第2位置基準部232、第3位置基準部233および第4位置基準部234と交わる仮想面Fや、第1位置基準部231、第2位置基準部232、第3位置基準部233および第4位置基準部234を角とする略矩形状の仮想面Fのことを言う。 Further, the first member 210 is provided with a first position reference portion 231 and a second position reference portion 232 which are set apart from each other, and the second member 220 is provided with a third position reference portion which is set apart from each other. A reference portion 233 and a fourth position reference portion 234 are provided. In the input device 200, information of the virtual plane F determined by the first position reference portion 231, the second position reference portion 232, the third position reference portion 233, and the fourth position reference portion 234 (hereinafter also referred to as "virtual plane information"). ) is generated. The virtual plane F defined by the first position reference portion 231, the second position reference portion 232, the third position reference portion 233, and the fourth position reference portion 234 is, for example, the first position reference portion 231, the second position reference portion 232, the third position reference portion 233 and the fourth position reference portion 234; It means a substantially rectangular imaginary plane F having corners of .

画像表示システム100は、仮想面情報を生成する生成部500を有している。このような生成部500は、例えば、第1部材210または第2部材220に内蔵されていたり、端末400や画像表示装置300に内蔵されていたりする。なお、本実施形態では、生成部500は、端末400に内蔵されている。 The image display system 100 has a generator 500 that generates virtual plane information. Such a generator 500 is built in the first member 210 or the second member 220, or built in the terminal 400 or the image display device 300, for example. Note that the generation unit 500 is built in the terminal 400 in this embodiment.

また、生成部500が生成する仮想面情報には、仮想面Fの形状、仮想面Fの傾きおよび仮想面Fの位置の少なくとも1つが含まれていることが好ましく、これら全てが含まれていることがより好ましい。このような情報が仮想面情報に含まれていることで、後述するような仮想立体構造物Xの加工をより精度よく行うことができる。 The virtual surface information generated by the generation unit 500 preferably includes at least one of the shape of the virtual surface F, the inclination of the virtual surface F, and the position of the virtual surface F, and includes all of them. is more preferable. Since such information is included in the virtual surface information, it is possible to process the virtual three-dimensional structure X as described later with higher accuracy.

第1位置基準部231~第4位置基準部234の構成としては、それぞれ、現実空間内での位置を検知することができれば特に限定されず、例えば、各種ポジショントラッキング技術に用いられる構成とすることができる。例えば、第1位置基準部231~第4位置基準部234は、それぞれ、赤外線を出射する赤外線出射部を備える構成とすることができる。この場合、各第1位置基準部231~第4位置基準部234から出射された赤外線を、空間内に配置した複数の赤外線カメラで検知することで、空間内での各第1位置基準部231~第4位置基準部234の位置を検知することができる。また、第1位置基準部231~第4位置基準部234は、それぞれ、ポイント(マーカー)であり、これらポイントを空間内に配置した複数のカメラで検知することで、空間内での各第1位置基準部231~第4位置基準部234の位置を検知してもよい。 The configuration of the first position reference unit 231 to the fourth position reference unit 234 is not particularly limited as long as each of them can detect the position in the real space. can be done. For example, each of the first position reference section 231 to the fourth position reference section 234 can be configured to include an infrared emitting section for emitting infrared rays. In this case, infrared rays emitted from each of the first position reference section 231 to the fourth position reference section 234 are detected by a plurality of infrared cameras arranged in the space, so that each of the first position reference sections 231 in the space to detect the position of the fourth position reference portion 234; Further, the first position reference part 231 to the fourth position reference part 234 are points (markers), respectively. The positions of the position reference portion 231 to the fourth position reference portion 234 may be detected.

また、第1位置基準部231~第4位置基準部234の構成としては、例えば、GPS(Globle Postioning System)等の空間内での位置を検知する装置や、気圧センサー等の空間内での高さ(高度)を検知する装置や、3軸加速度センサー(互いに直交するX軸、Y軸およびZ軸のそれぞれの軸方向の加速度を検知することのできるセンサー)および3軸角速度センサー(互いに直交するX軸、Y軸およびZ軸のそれぞれの軸まわりの角速度を検知することのできるセンサー)を組み合わせた6軸モーションセンサー等の傾きを検知する装置を用いてもよく、これらのうちの2つ以上を組み合わせて用いてもよい。 Further, as the configuration of the first position reference unit 231 to the fourth position reference unit 234, for example, a device for detecting a position in space such as a GPS (Globle Positioning System) or a device for detecting a high altitude in a space such as an air pressure sensor. A device for detecting height (altitude), a triaxial acceleration sensor (a sensor capable of detecting acceleration in each of the mutually orthogonal X, Y, and Z axes) and a triaxial angular velocity sensor (mutually orthogonal A device for detecting tilt, such as a 6-axis motion sensor that combines sensors capable of detecting angular velocities around each of the X, Y, and Z axes, may be used, or two or more of these may be used. may be used in combination.

ここで、第1部材210は、略矩形の板状をなしており、その側面に、使用時に第2部材220に対向させる第1対向面211を有している。同様に、第2部材220は、板状をなしており、その側面に、使用時に第1部材210に対向させる第2対向面221を有している。すなわち、入力装置200は、第1部材210の第1対向面211と第2部材220の第2対向面221とを対向させた状態で使用される。そのため、第1部材210と第2部材220とが面状に配置され、使用者が仮想面Fをイメージし易くなる。ただし、第1部材210および第2部材220のそれぞれの形状としては、特に限定されず、例えば、板状をなしていなくてもよい。 Here, the first member 210 has a substantially rectangular plate shape, and has a first facing surface 211 on its side surface that faces the second member 220 during use. Similarly, the second member 220 has a plate-like shape and has a second facing surface 221 on its side surface that faces the first member 210 during use. That is, the input device 200 is used with the first facing surface 211 of the first member 210 and the second facing surface 221 of the second member 220 facing each other. Therefore, the first member 210 and the second member 220 are arranged in a plane, and the user can easily imagine the virtual plane F. FIG. However, the shape of each of the first member 210 and the second member 220 is not particularly limited, and for example, does not have to be plate-like.

また、第1対向面211と第2対向面221とを対向させて配置したとき、これら第1、第2対向面211、221の並び方向であって、第1部材210の第1対向面211と反対側の端部には第1部材210を把持するための把持部212が設けられており、第2部材220の第2対向面221と反対側の端部には第2部材220を把持するための把持部222が設けられている。把持部212は、第1部材210を第1対向面211とは反対側から握るように形成(形状付け)されており、把持部222は、第2部材220を第2対向面221とは反対側から握るように形成(形状付け)されている。そのため、第1部材210を右手で把持し、第2部材220を左手で把持すると、第1対向面211と第2対向面221とが自然に向き合うようになっている。このような構成とすることで、入力装置200の操作性が向上する。 Further, when the first opposing surface 211 and the second opposing surface 221 are arranged to face each other, the direction in which the first and second opposing surfaces 211 and 221 are arranged is the direction in which the first opposing surface 211 of the first member 210 is arranged. A gripping portion 212 for gripping the first member 210 is provided at the end opposite to the second member 220, and the second member 220 is gripped at the end opposite to the second facing surface 221 of the second member 220. A gripper 222 is provided for holding. The gripping portion 212 is formed (shaped) so as to grip the first member 210 from the side opposite to the first facing surface 211 , and the gripping portion 222 grips the second member 220 opposite to the second facing surface 221 . It is formed (shaped) to be gripped from the side. Therefore, when the first member 210 is held with the right hand and the second member 220 is held with the left hand, the first opposing surface 211 and the second opposing surface 221 naturally face each other. With such a configuration, the operability of the input device 200 is improved.

また、第1部材210に設けられた第1、第2位置基準部231、232は、第1対向面211に沿って配置されている。すなわち、第1、第2位置基準部231、232を結ぶ線分が第1対向面211とほぼ平行となっている。特に、本実施形態では、第1、第2位置基準部231、232を結ぶ線分が第1部材210の厚さ方向に対してほぼ直交している。同様に、第2部材220に設けられた第3、第4位置基準部233、234は、第2対向面221に沿って配置されている。すなわち、第3、第4位置基準部233、234を結ぶ線分が第2対向面221とほぼ平行となっている。特に、本実施形態では、第3、第4位置基準部233、234を結ぶ線分が第2部材220の厚さ方向に対してほぼ直交している。第1位置基準部231~第4位置基準部234をこのような配置とすることで、使用者が仮想面Fをイメージし易くなる。 Also, the first and second position reference portions 231 and 232 provided on the first member 210 are arranged along the first opposing surface 211 . That is, the line segment connecting the first and second position reference portions 231 and 232 is substantially parallel to the first opposing surface 211 . In particular, in this embodiment, the line segment connecting the first and second position reference portions 231 and 232 is substantially perpendicular to the thickness direction of the first member 210 . Similarly, the third and fourth position reference portions 233 and 234 provided on the second member 220 are arranged along the second facing surface 221 . That is, the line segment connecting the third and fourth position reference portions 233 and 234 is substantially parallel to the second opposing surface 221 . In particular, in this embodiment, the line segment connecting the third and fourth position reference portions 233 and 234 is substantially orthogonal to the thickness direction of the second member 220 . By arranging the first position reference portion 231 to the fourth position reference portion 234 in this manner, the user can easily imagine the virtual plane F. FIG.

次に、画像表示システム100の使用方法(入力装置200の操作方法)について一例をあげて説明する。以下では、画像表示システム100を用いて自動車のデザインを行う方法について説明するが、画像表示システム100の使用方法(入力装置200の入力方法)については、特に限定されない。 Next, an example of how to use the image display system 100 (how to operate the input device 200) will be described. A method of designing an automobile using the image display system 100 will be described below, but the method of using the image display system 100 (the input method of the input device 200) is not particularly limited.

図2に示すように、画面310には、加工対象である仮想立体構造物Xと、仮想面Fに対応し、仮想立体構造物Xを加工するための仮想加工用具900(例えば「ヘラ」のような工具)とが表示される。仮想立体構造物Xは、工業用クレイに見立てたものであり、仮想空間での位置が固定されている。そのため、使用者が移動することで、仮想立体構造物Xを前方から見たり、後方から見たり、横側から見たりすることができる。一方、仮想加工用具900は、板状の本体910と、本体910に設けられ、仮想立体構造物Xに接触させる刃部920(接触部)とを有している。このような仮想加工用具900は、仮想面Fに対応しており(仮想面F上に表示され)、特に、刃部920の位置および傾きは、仮想面Fの下辺の位置および傾きに対応している。そのため、使用者は、自身が把持している入力装置200を刃部920と対応付けることができ、より直感的な入力(操作)が可能となる。また、画面310に仮想加工用具900が表示されることで、より現実空間に近い状態(感覚)で、仮想立体構造物Xを加工することができる。 As shown in FIG. 2, a screen 310 displays a virtual three-dimensional structure X to be processed and a virtual processing tool 900 (for example, a “spatula”) corresponding to a virtual plane F for processing the virtual three-dimensional structure X. tool) is displayed. The virtual three-dimensional structure X is likened to industrial clay, and its position in the virtual space is fixed. Therefore, by moving the user, the virtual three-dimensional structure X can be viewed from the front, from the rear, or from the side. On the other hand, the virtual processing tool 900 has a plate-like main body 910 and a blade portion 920 (contact portion) provided on the main body 910 and brought into contact with the virtual three-dimensional structure X. FIG. Such a virtual processing tool 900 corresponds to the virtual plane F (displayed on the virtual plane F). ing. Therefore, the user can associate the input device 200 held by the user with the blade portion 920, thereby enabling more intuitive input (operation). In addition, by displaying the virtual processing tool 900 on the screen 310, the virtual three-dimensional structure X can be processed in a state (feeling) closer to the real space.

例えば、図4に示すように、第1部材210と第2部材220とが同一平面上に位置しているとき、仮想面Fは、矩形状の平坦面となり、対応する仮想加工用具900も矩形状で、刃部920が直線状のものとなる。なお、以下では、この状態を「基準状態」ともいる。 For example, as shown in FIG. 4, when the first member 210 and the second member 220 are positioned on the same plane, the virtual plane F becomes a rectangular flat plane, and the corresponding virtual machining tool 900 is also rectangular. In terms of shape, the blade portion 920 is linear. Note that this state is hereinafter also referred to as a “reference state”.

また、図5に示すように、基準状態から第2部材220を奥側に回転させると、仮想面Fは、捩じれた湾曲面となる。そのため、仮想加工用具900は、基準状態から捩じれた形状となる。また、第1部材210と第2部材220とを離間させると、仮想面Fが伸びる。そのため、仮想加工用具900は、基準状態から伸びた形状となる。また、図6に示すように、第1部材210と第2部材220と円弧状(扇状)に離間させると、仮想面Fは、円弧状に湾曲した平坦面となる。そのため、仮想加工用具900は、基準状態から円弧状に湾曲した形状となる。このように、第1、第2部材210、220を操作することで、仮想加工用具900の形状を自在に変化させることができる。 Further, as shown in FIG. 5, when the second member 220 is rotated backward from the reference state, the virtual plane F becomes a twisted curved plane. Therefore, the virtual machining tool 900 has a twisted shape from the reference state. Further, when the first member 210 and the second member 220 are separated from each other, the virtual plane F extends. Therefore, the virtual machining tool 900 has a shape extending from the reference state. Further, as shown in FIG. 6, when the first member 210 and the second member 220 are spaced apart in an arc shape (fan shape), the virtual plane F becomes a flat surface curved in an arc shape. Therefore, the virtual machining tool 900 has a shape curved in an arc from the reference state. By operating the first and second members 210 and 220 in this manner, the shape of the virtual processing tool 900 can be freely changed.

このような仮想加工用具900は、第1位置基準部231、第2位置基準部232、第3位置基準部233および第4位置基準部234のそれぞれの位置情報を取得した生成部500により生成され、画像表示装置300の画面310に表示されると共に、入力装置200の変位に応じて画面310内で変位する。 Such a virtual processing tool 900 is generated by the generation unit 500 that acquires the position information of each of the first position reference unit 231, the second position reference unit 232, the third position reference unit 233, and the fourth position reference unit 234. , is displayed on the screen 310 of the image display device 300 and is displaced within the screen 310 according to the displacement of the input device 200 .

このような構成では、刃部920を仮想立体構造物Xに接触させることで、刃部920によって仮想立体構造物Xを加工することができる。具体的には、例えば、図7に示すように、仮想加工用具900の刃部920を仮想立体構造物Xの角に押し当てながらスライドさせると、その角を削り取ることができる。また、この際、刃部920を湾曲させることで、仮想立体構造物Xの角に丸みを付けることもできる。また、例えば、図8に示すように、刃部920の端921を仮想立体構造物Xの面に押し当てながらスライドさせると、その面に溝や段差を形成することができる。このように、入力装置200を用いて仮想加工用具900を操作し、仮想立体構造物Xを加工することで、自動車をデザインすることができる。特に、入力装置200によれば、第1、第2部材210、220を両手で操作するため、仮想立体構造物の加工が現実の動作に近くなる。そのため、繊細で直感的な入力を行うことができ、仮想立体構造物Xの加工をより精密に行うことができる。 In such a configuration, the virtual three-dimensional structure X can be processed by the blade portion 920 by bringing the blade portion 920 into contact with the virtual three-dimensional structure X. Specifically, for example, as shown in FIG. 7, when the cutting edge 920 of the virtual processing tool 900 is slid while being pressed against the corner of the virtual three-dimensional structure X, the corner can be scraped off. Also, at this time, the corners of the virtual three-dimensional structure X can be rounded by curving the blade portion 920 . Further, for example, as shown in FIG. 8, when the end 921 of the blade portion 920 is slid while being pressed against the surface of the virtual three-dimensional structure X, grooves and steps can be formed on the surface. Thus, by operating the virtual processing tool 900 using the input device 200 and processing the virtual three-dimensional structure X, an automobile can be designed. In particular, according to the input device 200, since the first and second members 210 and 220 are operated with both hands, the processing of the virtual three-dimensional structure becomes closer to the actual operation. Therefore, delicate and intuitive input can be performed, and the virtual three-dimensional structure X can be processed more precisely.

また、別の具体例として、例えば、画面310には、図9に示すように、仮想面Fから下方に突出し、かつ仮想面Fに対して直交する仮想加工用具900が表示されるようになっている。そして、この仮想加工用具900を仮想立体構造物Xに接触させることで、仮想立体構造物Xを加工するようになっていてもよい。なお、本実施形態では、仮想面Fの中央部から突出するように仮想加工用具900が配置されているが、仮想加工用具900の配置としては、特に限定されず、例えば、仮想面Fの端部に配置されていてもよい。 As another specific example, for example, the screen 310 displays a virtual machining tool 900 projecting downward from the virtual plane F and perpendicular to the virtual plane F, as shown in FIG. ing. Then, the virtual three-dimensional structure X may be processed by bringing this virtual processing tool 900 into contact with the virtual three-dimensional structure X. In this embodiment, the virtual machining tool 900 is arranged so as to protrude from the central portion of the virtual plane F, but the arrangement of the virtual machining tool 900 is not particularly limited. may be placed in the department.

ここで、図3に示すように、入力装置200には少なくとも1つのボタンを有する入力部290が設けられている。入力部290としては、特に限定されず、例えば、図7ないし図9に示したような仮想立体構造物Xへの入力(加工)をキャンセルすることのできるキャンセルボタンや、仮想立体構造物Xを回転させるためのボタンや、仮想面Fの形状を固定するボタン等を含む構成とすることができる。このような入力部290を有することで、仮想立体構造物Xの加工をより容易に行うことができる。なお、入力部290のボタンの配置としては、特に限定されないが、使用者が第1部材210および第2部材220を把持した状態で操作し易い場所に配置することが好ましい。本実施形態では、第1部材210の把持部212近傍と、第2部材220の把持部222近傍とにそれぞれ3つずつ配置されており、それぞれの手の親指で操作できるようになっている。 Here, as shown in FIG. 3, the input device 200 is provided with an input section 290 having at least one button. The input unit 290 is not particularly limited. The configuration may include a button for rotating, a button for fixing the shape of the virtual plane F, and the like. By having such an input unit 290, processing of the virtual three-dimensional structure X can be performed more easily. Although the arrangement of the buttons of the input unit 290 is not particularly limited, it is preferable that the buttons be arranged at positions where the user can easily operate them while holding the first member 210 and the second member 220 . In this embodiment, three are arranged near the grip portion 212 of the first member 210 and three near the grip portion 222 of the second member 220, respectively, and can be operated with the thumb of each hand.

また、図3に示すように、入力装置200には報知部250が設けられている。報知部250は、第1部材210に配置された第1報知部251と、第2部材220に配置された第2報知部252と、を有し、第1報知部251および第2報知部252によって仮想立体構造物Xに対する仮想加工用具900の接触状態が報知されるようになっている。ここで、前記「接触状態」には、例えば、仮想立体構造物Xに対する仮想加工用具900の接触強度や接触角度が挙げられる。このような報知部250を有することで、使用者が仮想立体構造物Xに対する仮想加工用具900の接触状態を認識し易くなり、仮想立体構造物Xをより思い通りに加工することができる。 In addition, as shown in FIG. 3, the input device 200 is provided with a notification unit 250 . The notification unit 250 has a first notification unit 251 arranged on the first member 210 and a second notification unit 252 arranged on the second member 220. The first notification unit 251 and the second notification unit 252 The contact state of the virtual processing tool 900 with respect to the virtual three-dimensional structure X is notified by . Here, the "contact state" includes, for example, the contact strength and contact angle of the virtual processing tool 900 with respect to the virtual three-dimensional structure X. FIG. By having such a notification unit 250, the user can easily recognize the contact state of the virtual processing tool 900 with respect to the virtual three-dimensional structure X, and can process the virtual three-dimensional structure X as desired.

ここで、第1報知部251は、振動部2511を有しており、第2報知部252は、振動部2521を有している。これら振動部2511、2521は、それぞれ、例えば、携帯電話(スマートフォンを含む)に内蔵されているようなバイブレーターで構成することができる。第1報知部251および第2報知部252をこのような構成とすることで、より確実に、仮想立体構造物Xに対する仮想加工用具900の接触状態を使用者に報知することができる。 Here, the first notification section 251 has a vibration section 2511 and the second notification section 252 has a vibration section 2521 . These vibrating units 2511 and 2521 can each be composed of a vibrator built in, for example, a mobile phone (including a smart phone). By configuring the first notification unit 251 and the second notification unit 252 in this manner, the contact state of the virtual processing tool 900 with respect to the virtual three-dimensional structure X can be notified to the user more reliably.

特に、本実施形態では、振動部2511は、第1位置基準部231と第2位置基準部232とに対応するように2つ配置されている。すなわち、第1位置基準部231の近傍に一方の振動部2511が配置されており、第2位置基準部232の近傍に他方の振動部2511が配置されている。同様に、振動部2521は、第3位置基準部233と第4位置基準部234とに対応するように2つ配置されている。すなわち、第3位置基準部233の近傍に一方の振動部2521が配置されており、第4位置基準部234の近傍に他方の振動部2521が配置されている。 In particular, in this embodiment, two vibrating portions 2511 are arranged so as to correspond to the first position reference portion 231 and the second position reference portion 232 . That is, one vibrating portion 2511 is arranged near the first position reference portion 231 , and the other vibrating portion 2511 is arranged near the second position reference portion 232 . Similarly, two vibrating portions 2521 are arranged so as to correspond to the third position reference portion 233 and the fourth position reference portion 234 . That is, one vibrating portion 2521 is arranged near the third position reference portion 233 , and the other vibrating portion 2521 is arranged near the fourth position reference portion 234 .

例えば、図10に示すように、仮想加工用具900を仮想立体構造物Xに押し当てた際、その接触強度が強い程、報知部250全体の振動が大きくなる。なお、接触強度は、仮想加工用具900が仮想立体構造物Xと接触する状態に対応する入力装置200の位置と、現実の入力装置200の位置とのずれに基づいて求めることができる。すなわち、入力装置200が図10の実線で示す状態のときに、仮想加工用具900が仮想立体構造物Xに接触するとすれば、その位置と現実の入力装置200の位置(鎖線で示す状態)との接触方向(押し当て方向)におけるずれ量が大きい程、接触強度が大きいとすることができる。 For example, as shown in FIG. 10, when the virtual processing tool 900 is pressed against the virtual three-dimensional structure X, the stronger the contact strength, the greater the vibration of the notification unit 250 as a whole. The contact strength can be obtained based on the deviation between the position of the input device 200 corresponding to the state in which the virtual processing tool 900 contacts the virtual three-dimensional structure X and the actual position of the input device 200 . That is, if the virtual processing tool 900 contacts the virtual three-dimensional structure X when the input device 200 is in the state indicated by the solid line in FIG. It can be said that the greater the amount of deviation in the contact direction (pressing direction), the greater the contact strength.

また、例えば、図11に示すように、仮想加工用具900を仮想立体構造物Xに押し当てた際、第1部材210側の接触強度と第2部材220側の接触強度とが等しい場合には、第1報知部251の振動強度と第2報知部252の振動強度とを等しくする。また、第1部材210側の接触強度が第2部材220側の接触強度よりも大きい場合には、第1報知部251の振動強度を第2報知部252の振動強度よりも大きくし、第1部材210側の接触強度と第2部材220側の接触強度との差が大きい程、第1報知部251の振動強度と第2報知部252の振動強度との差が大きくなる。反対に、第1部材210側の接触強度が第2部材220側の接触強度よりも小さい場合には、第1報知部251の振動強度を第2報知部252の振動強度よりも小さくし、第1部材210側の接触強度と第2部材220側の接触強度との差が大きい程、第1報知部251の振動強度と第2報知部252の振動強度との差が大きくなる。 Further, for example, as shown in FIG. 11, when the virtual processing tool 900 is pressed against the virtual three-dimensional structure X, if the contact strength on the first member 210 side and the contact strength on the second member 220 side are equal, , the vibration intensity of the first notification unit 251 and the vibration intensity of the second notification unit 252 are made equal. Further, when the contact strength on the first member 210 side is greater than the contact strength on the second member 220 side, the vibration strength of the first notification unit 251 is made larger than the vibration strength of the second notification unit 252, and the first As the difference between the contact strength on the member 210 side and the contact strength on the second member 220 side increases, the difference between the vibration strength of the first notification unit 251 and the vibration strength of the second notification unit 252 increases. Conversely, when the contact strength on the first member 210 side is smaller than the contact strength on the second member 220 side, the vibration strength of the first notification unit 251 is made smaller than the vibration strength of the second notification unit 252, and the vibration strength of the second notification unit 252 is reduced. As the difference between the contact strength on the first member 210 side and the contact strength on the second member 220 side increases, the difference between the vibration strength of the first notification unit 251 and the vibration strength of the second notification unit 252 increases.

また、例えば、図12に示すように、仮想加工用具900を仮想立体構造物Xの角に押し当てた際、刃部920が仮想立体構造物Xの角に均等に接している場合、すなわち、刃部920と面X1とのなす角θ1と、刃部920と面X2とのなす角θ2が等しい場合には、第1報知部251の振動強度と第2報知部252の振動強度とを等しくする。これに対して、刃部920が面X1側に傾いている場合、すなわち、θ1<θ2の場合には、第1報知部251の振動強度を第2報知部252の振動強度よりも大きくし、θ1とθ2との差が大きい程、第1報知部251の振動強度と第2報知部252の振動強度との差が大きくなる。反対に、刃部920が面X2側に傾いている場合、すなわち、θ1>θ2の場合には、第1報知部251の振動強度を第2報知部252の振動強度よりも小さくし、θ1とθ2との差が大きい程、第1報知部251の振動強度と第2報知部252の振動強度との差が大きくなる。 Further, for example, as shown in FIG. 12, when the virtual processing tool 900 is pressed against the corner of the virtual three-dimensional structure X, the blade portion 920 is evenly in contact with the corner of the virtual three-dimensional structure X, that is, When the angle θ1 between the blade portion 920 and the plane X1 is equal to the angle θ2 between the blade portion 920 and the plane X2, the vibration intensity of the first notification portion 251 and the vibration intensity of the second notification portion 252 are made equal. do. On the other hand, when the blade portion 920 is inclined toward the plane X1, that is, when θ1<θ2, the vibration intensity of the first notification portion 251 is made larger than the vibration intensity of the second notification portion 252, As the difference between θ1 and θ2 increases, the difference between the vibration intensity of the first notification portion 251 and the vibration intensity of the second notification portion 252 increases. Conversely, when the blade portion 920 is inclined toward the plane X2, that is, when θ1>θ2, the vibration intensity of the first notification portion 251 is made smaller than the vibration intensity of the second notification portion 252, and θ1 and As the difference from θ2 increases, the difference between the vibration intensity of the first notification unit 251 and the vibration intensity of the second notification unit 252 increases.

このように、接触状態によって報知部250の全体の振動強度を変化させたり、第1報知部251と第2報知部252の振動強度に差を付けたりすることで、使用者が仮想立体構造物Xに対する仮想加工用具900の接触状態を認識し易くなり、仮想立体構造物Xをより思い通りに加工することができる。 In this way, by changing the vibration intensity of the entire notification unit 250 according to the contact state, or by making a difference between the vibration intensity of the first notification unit 251 and the second notification unit 252, the user can sense the virtual three-dimensional structure. It becomes easier to recognize the contact state of the virtual processing tool 900 with respect to X, and the virtual three-dimensional structure X can be processed as desired.

なお、振動部2511、2521の数や配置は、特に限定されない。例えば、図13に示すような配置で、振動部2511、2521が設けられていてもよい。 Note that the number and arrangement of the vibrating portions 2511 and 2521 are not particularly limited. For example, vibrating portions 2511 and 2521 may be provided in an arrangement as shown in FIG.

<第2実施形態>
次に、本発明の第2実施形態に係る画像表示システムについて説明する。
<Second embodiment>
Next, an image display system according to a second embodiment of the invention will be described.

図14は、本発明の第2実施形態の入力装置を示す平面図である。図15は、図14に示す入力装置が有する弾性入力部の断面図である。図16は、図15に示す弾性入力部への入力方法を示す断面図である。図17および図18は、それぞれ、図15に示す弾性入力部の機能を説明する図である。図19ないし図21は、それぞれ、弾性入力部の変形例を示す断面図である。 FIG. 14 is a plan view showing the input device according to the second embodiment of the invention. 15 is a cross-sectional view of an elastic input portion included in the input device shown in FIG. 14. FIG. 16 is a cross-sectional view showing a method of inputting to the elastic input portion shown in FIG. 15. FIG. 17 and 18 are diagrams for explaining the function of the elastic input section shown in FIG. 15, respectively. 19 to 21 are cross-sectional views showing modifications of the elastic input portion.

本実施形態に係る画像表示システムは、入力装置の構成が異なること以外は、前述した第1実施形態の画像表示システムと同様である。 The image display system according to this embodiment is the same as the image display system of the first embodiment described above, except that the configuration of the input device is different.

なお、以下の説明では、第2実施形態の画像表示システムに関し、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図14ないし図20では前述した実施形態と同様の構成について、同一符号を付している。 In the following description, the image display system of the second embodiment will be described with a focus on the differences from the above-described embodiments, and the description of the same matters will be omitted. Moreover, in FIGS. 14 to 20, the same reference numerals are given to the same configurations as in the above-described embodiment.

図14に示すように、本実施形態の入力装置200は、入力部290とは別に、入力部290とは異なる構成の弾性入力部600を有している。このような弾性入力部600は、第1部材210および第2部材220のうちの一方にのみ設けられていてもよいし、両方に設けられていてもよい。なお、本実施形態では、弾性入力部600は、第1部材210にのみ設けられている。 As shown in FIG. 14 , the input device 200 of this embodiment has an elastic input section 600 having a different configuration from the input section 290 , apart from the input section 290 . Such an elastic input portion 600 may be provided on only one of the first member 210 and the second member 220, or may be provided on both. Note that, in this embodiment, the elastic input portion 600 is provided only on the first member 210 .

図15に示すように、弾性入力部600は、中空状の筐体610と、筐体610の外側に配置され、筐体610の外周面に配置された弾性層620と、弾性層620に配置されたマーカーMと、筐体610の内側に配置され、弾性層620の変形を検出する検出部630と、弾性層620を照らす光源640と、検出部630の検出結果から入力信号を生成する信号生成部650と、を有している。 As shown in FIG. 15, the elastic input unit 600 includes a hollow housing 610, an elastic layer 620 arranged outside the housing 610 and arranged on the outer peripheral surface of the housing 610, and an elastic layer 620. a detection unit 630 that is arranged inside the housing 610 and detects deformation of the elastic layer 620; a light source 640 that illuminates the elastic layer 620; and a generation unit 650 .

筐体610は、弾性層620を内側から支持している。また、筐体610は、中空の半球体をなし、その内側に内部空間Sを有している。筐体610の外周面には弾性層620が配置されており、内部空間Sに検出部630および光源640が収納されている。なお、筐体610の形状としては、特に限定されず、入力装置200の用途によって適宜設定することができる。 The housing 610 supports the elastic layer 620 from inside. Further, the housing 610 has a hollow hemispherical shape and has an internal space S inside thereof. An elastic layer 620 is arranged on the outer peripheral surface of the housing 610, and a detection section 630 and a light source 640 are housed in the internal space S. Note that the shape of the housing 610 is not particularly limited, and can be appropriately set according to the application of the input device 200 .

また、筐体610は、硬質な部材、具体的には指による押圧程度では実質的に変形しない程度の硬さを有する部材で構成されている。また、筐体610は、光透過性を有している。本実施形態では、筐体610は、樹脂材料で構成されており、実質的に無色透明である。なお、筐体610は、例えば、弾性層620が筐体610に支持されなくても実質的に一定の形状を保つことができるような場合等には、省略してもよい。 Further, the housing 610 is made of a hard member, specifically, a member having such hardness that it is not substantially deformed when pressed by a finger. Further, the housing 610 has optical transparency. In this embodiment, the housing 610 is made of a resin material and is substantially colorless and transparent. Note that the housing 610 may be omitted if, for example, the elastic layer 620 can maintain a substantially constant shape without being supported by the housing 610 .

弾性層620は、使用者により操作される入力部としての機能を有する。例えば、弾性層620を押したり、摘まんだり、伸ばしたりすることで弾性入力部600への入力を行うことができる。これらの各動作は、人間が日常、特に意識することなく行っている動作である。また、弾性層620は、反発によって弾性層620に触れた使用者に対して「何か物に触れている」との感覚を与えることもできる。そのため、使用者は、弾性層620への直感的な入力が可能となる。また、使用者は、弾性層620への入力の強さ、方向、速度等を繊細なタッチ(感覚)で自由に決定することができるため、より細かい入力が可能となる。 The elastic layer 620 functions as an input section operated by the user. For example, input to the elastic input unit 600 can be performed by pressing, pinching, or stretching the elastic layer 620 . Each of these motions is a motion that a person performs on a daily basis without being particularly conscious of it. In addition, the elastic layer 620 can give the user who touches the elastic layer 620 a sense of "touching something" by repulsion. Therefore, the user can intuitively input to the elastic layer 620 . In addition, since the user can freely determine the strength, direction, speed, etc., of input to the elastic layer 620 with delicate touch (sense), more detailed input is possible.

また、弾性層620は、外力が入力される外周面620a(第1面)および外周面620aの反対側の内周面620b(第2面)が規定される層である。このような弾性層620は、弾性を有しており、弾性変形が可能である。具体的には、弾性層620は、使用者が押したり、引っ張ったり、摘まんだりすることで弾性変形する程度に柔らかい弾性を有している。 The elastic layer 620 is a layer defining an outer peripheral surface 620a (first surface) to which an external force is input and an inner peripheral surface 620b (second surface) opposite to the outer peripheral surface 620a. Such an elastic layer 620 has elasticity and can be elastically deformed. Specifically, the elastic layer 620 has such soft elasticity as to be elastically deformed when pushed, pulled, or pinched by the user.

また、弾性層620は、筐体610の外周面側に位置し、筐体610を覆って配置されている。そのため、弾性層620は、その内周面620b側から筐体610に支持されていると言える。また、弾性層620は、筐体610の外形に倣った形状、すなわち半球状となっている。このように、弾性層620を半球状、すなわち凸状に湾曲した部分を有する形状とすることで、弾性層620への入力をより自然に行うことができる。また、弾性層620を引っ張り易くもなるし、摘まみ易くもなるため、その分、より繊細な入力を行うことができる。 In addition, the elastic layer 620 is located on the outer peripheral surface side of the housing 610 and arranged to cover the housing 610 . Therefore, it can be said that the elastic layer 620 is supported by the housing 610 from the inner peripheral surface 620b side. In addition, the elastic layer 620 has a shape that follows the outer shape of the housing 610, that is, has a hemispherical shape. In this way, by forming the elastic layer 620 into a hemispherical shape, that is, having a convexly curved portion, input to the elastic layer 620 can be performed more naturally. In addition, since the elastic layer 620 can be easily pulled and pinched, more delicate input can be performed accordingly.

このような弾性層620には、弾性層620の変形によって変位するマーカーMが配置されている。このマーカーMは、検出部630で検出可能な検出対象である。マーカーMは、弾性層620の厚さ方向にずれて配置された第1マーカー621、第2マーカー622および第3マーカー623を有している。また、第1マーカー621、第2マーカー622および第3マーカー623は、それぞれ、ドット状すなわち点形状をなしている。また、これら第1マーカー621、第2マーカー622および第3マーカー623は、筐体610からの距離が互いに異なっている。 A marker M that is displaced by deformation of the elastic layer 620 is arranged on the elastic layer 620 . This marker M is a detection target that can be detected by the detection unit 630 . The marker M has a first marker 621 , a second marker 622 and a third marker 623 that are shifted in the thickness direction of the elastic layer 620 . Also, the first marker 621, the second marker 622 and the third marker 623 are each dot-shaped, that is, point-shaped. Also, the first marker 621 , the second marker 622 and the third marker 623 have different distances from the housing 610 .

これら第1マーカー621、第2マーカー622および第3マーカー623は、それぞれ、弾性層620の変形に伴って変位する。そのため、第1マーカー621、第2マーカー622および第3マーカー623の変位に基づいて弾性層620の変形を検出でき、さらには、弾性層620の変形から弾性層620への入力を検出することができる。 These first marker 621 , second marker 622 and third marker 623 are each displaced as the elastic layer 620 is deformed. Therefore, the deformation of the elastic layer 620 can be detected based on the displacements of the first marker 621, the second marker 622 and the third marker 623, and the input to the elastic layer 620 can be detected from the deformation of the elastic layer 620. can.

また、弾性層620は、筐体610の外周に配置され、第1マーカー621を有する第1弾性層624(第1マーカー配置層)と、第1弾性層624上に配置され、第2マーカー622を有する第2弾性層625(第2マーカー配置層)と、第2弾性層625上に配置され、第3マーカー623を有する第3弾性層626(第3マーカー配置層)と、第3弾性層626上に配置された保護層627と、を有している。 In addition, the elastic layer 620 is arranged on the outer periphery of the housing 610 and has a first marker 621 on the first elastic layer 624 (first marker arrangement layer), and is arranged on the first elastic layer 624 and has a second marker 622 on the first elastic layer 624 . a second elastic layer 625 (second marker placement layer), a third elastic layer 626 (third marker placement layer) disposed on the second elastic layer 625 and having third markers 623, and a third elastic layer and a protective layer 627 disposed over 626 .

第1弾性層624は、光透過性および弾性(復元力)を有している。そして、第1弾性層624の表面に複数の第1マーカー621が互いに離間して配置されている。また、第2弾性層625は、光透過性および弾性(復元力)を有している。そして、第2弾性層625の表面に複数の第2マーカー622が互いに離間して配置されている。また、第3弾性層626は、光透過性および弾性(復元力)を有している。そして、第3弾性層626の表面に複数の第3マーカー623が互いに離間して配置されている。 The first elastic layer 624 has optical transparency and elasticity (resilience). A plurality of first markers 621 are spaced apart from each other on the surface of the first elastic layer 624 . In addition, the second elastic layer 625 has optical transparency and elasticity (restoring force). A plurality of second markers 622 are spaced apart from each other on the surface of the second elastic layer 625 . In addition, the third elastic layer 626 has optical transparency and elasticity (restoring force). A plurality of third markers 623 are spaced apart from each other on the surface of the third elastic layer 626 .

本実施形態では、これら第1、第2、第3弾性層624、625、626は、それぞれ、実質的に無色透明である。ただし、第1、第2、第3弾性層624、625、626は、光透過性を有していれば、その少なくとも1つが、例えば、有色透明であってもよい。 In this embodiment, the first, second and third elastic layers 624, 625 and 626 are each substantially colorless and transparent. However, at least one of the first, second, and third elastic layers 624, 625, and 626 may be colored and transparent, for example, as long as it has optical transparency.

なお、第1、第2、第3弾性層624、625、626の構成材料としては、特に限定されず、例えば、ポリウレタン系エラストマー、スチレン系熱可塑性エラストマー、オレフィン系熱可塑性エラストマー、塩ビ系熱可塑性エラストマー、エステル系熱可塑性エラストマー、アミド系熱可塑性エラストマー、シリコーン系熱可塑性エラストマー、フッ素系熱可塑性エラストマー等の各種熱可塑性エラストマー、アクリル系ゴム、シリコーン系ゴム、ブタジエン系ゴム、スチレン系ゴム等の各種ゴム材料等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて(例えば2層以上の積層体として)用いることができる。 The material constituting the first, second, and third elastic layers 624, 625, and 626 is not particularly limited, and examples thereof include polyurethane elastomer, styrene thermoplastic elastomer, olefin thermoplastic elastomer, and vinyl chloride thermoplastic Various thermoplastic elastomers such as elastomers, ester thermoplastic elastomers, amide thermoplastic elastomers, silicone thermoplastic elastomers, fluorine thermoplastic elastomers, acrylic rubbers, silicone rubbers, butadiene rubbers, styrene rubbers, etc. Rubber materials and the like can be mentioned, and one or more of these can be used in combination (for example, as a laminate of two or more layers).

また、第1、第2、第3弾性層624、625、626の弾性率(ヤング率)は、それぞれ、特に限定されず、互いに等しくてもよいし、互いに異なっていてもよい。第1、第2、第3弾性層624、625、626の弾性率を異ならせる場合には、例えば、第1弾性層624のヤング率をE1とし、第2弾性層625のヤング率をE2とし、第3弾性層626のヤング率をE3としたとき、E1<E2<E3の関係を満足するように設計してもよいし、反対に、E1>E2>E3の関係を満足するように設計してもよい。 Also, the elastic moduli (Young's moduli) of the first, second, and third elastic layers 624, 625, and 626 are not particularly limited, and may be equal to or different from each other. When the elastic moduli of the first, second, and third elastic layers 624, 625, and 626 are different, for example, the Young's modulus of the first elastic layer 624 is set to E1, and the Young's modulus of the second elastic layer 625 is set to E2. , where E3 is the Young's modulus of the third elastic layer 626, it may be designed to satisfy the relationship of E1<E2<E3, or conversely, to satisfy the relationship of E1>E2>E3. You may

例えば、E1>E2>E3の関係を満足するように設計した場合、弱い力F1の入力では、最も柔らかい第3弾性層626だけを実質的に変形させ、力F1よりも大きい力F2の入力では、第2、第3弾性層625、626だけを実質的に変形させ、力F2よりも大きい力F3の入力では、第1、第2、第3弾性層624、625、626を変形させるといった設計を実現することができる。この場合には、どの弾性層のマーカーMが変位したかを検出することで、入力強度を大まかに検出することができる。 For example, when designed to satisfy the relationship E1>E2>E3, an input of a weak force F1 substantially deforms only the softest third elastic layer 626, and an input of a force F2 larger than the force F1 causes deformation. , only the second and third elastic layers 625, 626 are substantially deformed, and upon input of a force F3 greater than the force F2, the first, second and third elastic layers 624, 625, 626 are deformed. can be realized. In this case, the input intensity can be roughly detected by detecting which elastic layer's marker M has been displaced.

また、第1、第2、第3マーカー621、622、623は、形状および色彩の少なくとも一方が互いに異なっており、検出部630によって識別可能となっている。本実施形態では、第1、第2、第3マーカー621、622、623は、互いに色彩が異なっており、例えば、第1マーカー621が赤色、第2マーカー622が緑色、第3マーカー623が青色となっている。なお、第1、第2、第3マーカー621、622、623の色彩ではなく形状を互いに異ならせる場合には、例えば、第1マーカー621を円形、第2マーカー622を三角形、第3マーカー623を四角形とすることができる。もちろん、色彩および形状を共に異ならせてもよいし、色彩や形状を異ならせる以外の方法によって第1、第2、第3マーカー621、622、623を検出部630で識別可能としてもよい。 Also, the first, second, and third markers 621 , 622 , 623 are different from each other in at least one of shape and color, and are identifiable by the detection unit 630 . In this embodiment, the first, second, and third markers 621, 622, and 623 have different colors. For example, the first marker 621 is red, the second marker 622 is green, and the third marker 623 is blue. It has become. If the shapes of the first, second, and third markers 621, 622, and 623 are different from each other instead of the colors, for example, the first marker 621 is circular, the second marker 622 is triangular, and the third marker 623 is It can be rectangular. Of course, both the colors and shapes may be made different, or the first, second, and third markers 621, 622, and 623 may be made distinguishable by the detection unit 630 by a method other than making the colors and shapes different.

また、第1、第2、第3マーカー621、622、623は、自然状態において、検出部630のカメラ631から見て互いに重ならないように配置されていることが好ましい。すなわち、カメラ631によって撮像される画像上で、第2マーカー622がその手前にある第1マーカー621に隠れることなく、第3マーカー623がその手前にある第1、第2マーカー621、622に隠れることがないように配置されていることが好ましい。これにより、カメラ631によって、弾性層620への入力時における第1、第2、第3マーカー621、622、623の変位をそれぞれより正確に捉えることができる。そのため、信号生成部650は、より精度のよい入力信号を生成することができる。なお、前記「自然状態」とは、例えば、静止した状態で、弾性層620に使用者が触れていない状態(言い換えると、実質的に重力以外の外力が加わっていない状態)を言う。 Also, the first, second, and third markers 621, 622, and 623 are preferably arranged so as not to overlap each other when viewed from the camera 631 of the detection unit 630 in the natural state. That is, in the image captured by the camera 631, the second marker 622 is not hidden by the first marker 621 in front of it, and the third marker 623 is hidden by the first and second markers 621 and 622 in front of it. It is preferably arranged so as not to Accordingly, the displacement of the first, second and third markers 621 , 622 and 623 at the time of input to the elastic layer 620 can be captured more accurately by the camera 631 . Therefore, the signal generator 650 can generate a more accurate input signal. The "natural state" refers to, for example, a state in which the user does not touch the elastic layer 620 (in other words, a state in which no external force other than gravity is applied).

なお、第1、第2、第3マーカー621、622、623の構成は、それぞれ、検出部630で検出可能であれば、特に限定されない。例えば、第1、第2、第3マーカー621、622、623は、ドット状すなわち点形状に限定されず、線形状、面形状、立体形状等であってもよい。また、例えば、第1、第2、第3マーカー621、622、623は、それぞれ、第1、第2、第3弾性層624、625、626の表面に貼着されたものであってもよいし、第1、第2、第3弾性層624、625、626の表面にインク等を用いて印刷されたものであってもよい。また、例えば、弾性層620を覆うように被せる球状のシート体にマーカーMを配置した構成であってもよい。また、例えば、第1、第2、第3マーカー621、622、623は、それぞれ、第1、第2、第3弾性層624、625、626内に埋設されていてもよい。 Note that the configurations of the first, second, and third markers 621, 622, and 623 are not particularly limited as long as they can be detected by the detection unit 630, respectively. For example, the first, second, and third markers 621, 622, and 623 are not limited to dot shapes, ie, point shapes, and may be linear shapes, surface shapes, three-dimensional shapes, and the like. Also, for example, the first, second and third markers 621, 622 and 623 may be attached to the surfaces of the first, second and third elastic layers 624, 625 and 626, respectively. Alternatively, the surfaces of the first, second, and third elastic layers 624, 625, and 626 may be printed using ink or the like. Further, for example, a configuration in which the marker M is arranged on a spherical sheet body that covers the elastic layer 620 may be used. Also, for example, the first, second and third markers 621, 622 and 623 may be embedded in the first, second and third elastic layers 624, 625 and 626, respectively.

保護層627は、主に、第3弾性層626を保護する機能を有している。また、保護層627は、第1、第2、第3弾性層624、625、626と同様に、光透過性および弾性を有している。本実施形態では、保護層627は、無色透明である。ただし、保護層627は、有色透明であってもよい。このような保護層627の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、前述した第1、第2、第3弾性層624、625、626の構成材料と同様の材料が挙げられる。 The protective layer 627 mainly functions to protect the third elastic layer 626 . Also, the protective layer 627 has optical transparency and elasticity, like the first, second, and third elastic layers 624 , 625 , and 626 . In this embodiment, the protective layer 627 is colorless and transparent. However, the protective layer 627 may be colored and transparent. The constituent material of such a protective layer 627 is not particularly limited, but for example, materials similar to the constituent materials of the first, second, and third elastic layers 624, 625, and 626 described above can be used.

以上のような弾性入力部600では、弾性層620を押したり、摘まんだり、伸ばしたりすることで入力が行われる。これらの動作は、人間が日常で行っている動作であるため、直感的な入力が可能となる。また、弾性層620への入力の強さ、方向、速度等を繊細なタッチ(感覚)で行うことができるため、繊細な入力が可能となる。なお、本実施形態では、弾性入力部600は、使用者の親指で操作できるようになっている。親指を用いることで、弾性入力部600への入力がし易くなると共に、より繊細な入力が可能となる。 In the elastic input unit 600 as described above, input is performed by pressing, pinching, or stretching the elastic layer 620 . Since these actions are actions that humans perform in their daily lives, intuitive input is possible. Further, since the strength, direction, speed, etc. of input to the elastic layer 620 can be performed with a delicate touch (feeling), delicate input is possible. In this embodiment, the elastic input section 600 can be operated with the user's thumb. Using the thumb facilitates input to the elastic input unit 600 and enables more delicate input.

検出部630は、ステレオ写真法によって、弾性層620の変形を三次元的に検出する。このように、ステレオ写真法を用いることで、弾性層620の変形を比較的簡単に、かつ、精度よく検出することができる。 The detection unit 630 three-dimensionally detects deformation of the elastic layer 620 by stereo photography. Thus, by using the stereophotography method, the deformation of the elastic layer 620 can be detected relatively easily and accurately.

検出部630は、内部空間S内に配置された複数のカメラ631を有している。各カメラ631は、弾性層620の方を向いて配置されており、弾性層620を撮像可能となっている。また、弾性層620の各部は、少なくとも2つのカメラ631で撮像できるようになっており、これにより、弾性層620の各部を三次元画像認識、すなわちステレオ画像認識することができるようになっている。カメラ631としては、特に限定されず、例えば、CCDカメラ、CMOSカメラ等を用いることができる。 The detection unit 630 has a plurality of cameras 631 arranged inside the internal space S. As shown in FIG. Each camera 631 is arranged to face the elastic layer 620 and is capable of imaging the elastic layer 620 . Also, each part of the elastic layer 620 can be imaged by at least two cameras 631, so that each part of the elastic layer 620 can be recognized as a three-dimensional image, that is, as a stereo image. . The camera 631 is not particularly limited, and for example, a CCD camera, a CMOS camera, or the like can be used.

なお、本実施形態では、2つのカメラ631を用いて弾性層620の各部を三次元画像認識しているが、これに限定されず、例えば、複数の光軸を有するレンズを用いて1つのカメラ631で複数の画像を時分割で取得し、これらの画像を用いて弾性層620の各部を三次元画像認識してもよい。このような構成によれば、撮像部の小型化および低コスト化を図ることができる。 In this embodiment, two cameras 631 are used to perform three-dimensional image recognition of each part of the elastic layer 620. However, the present invention is not limited to this. A plurality of images may be acquired in a time division manner at 631 and three-dimensional image recognition of each portion of the elastic layer 620 may be performed using these images. With such a configuration, it is possible to reduce the size and cost of the imaging unit.

また、検出部630は、各カメラ631からの画像情報に基づいて弾性層620の三次元画像認識を行う処理部632を有している。処理部632は、例えば、各カメラ631等の各部を制御するCPU632a、メモリー632b、フラッシュメモリー等の記憶部632c等を含んでおり、所定のプログラム(コード)を実行できるように構成されている。なお、前記プログラムは、例えば、記憶媒体に記憶されていてもよいし、外部のサーバーからダウンロードしてもよい。 The detection unit 630 also has a processing unit 632 that performs three-dimensional image recognition of the elastic layer 620 based on image information from each camera 631 . The processing unit 632 includes, for example, a CPU 632a that controls each unit such as each camera 631, a memory 632b, a storage unit 632c such as a flash memory, etc., and is configured to execute a predetermined program (code). Note that the program may be stored in a storage medium, or may be downloaded from an external server, for example.

ここで、前述したように、弾性入力部600への入力は、弾性層620を押したり、摘まんだり、伸ばしたり、引っ張ったりすることで行われる。そして、この入力に応じて弾性層620が変形し、当該変形に伴って第1、第2、第3マーカー621、622、623がそれぞれ変位する。具体的な例を挙げれば、例えば、図16に示すように、弾性層620のある部分が押されて変形した場合には、その直下および周囲に位置する第1、第2、第3マーカー621、622、623がそれぞれ受けた力に応じて変位する。処理部632は、このような第1、第2、第3マーカー621、622、623の変位を三次元画像認識によって検出し、その検出結果に基づいて、入力位置、入力方向、入力強度、入力速度、入力加速度等を含む入力情報(接触入力情報)を得る。 Here, as described above, input to the elastic input section 600 is performed by pushing, pinching, stretching, or pulling the elastic layer 620 . The elastic layer 620 is deformed according to this input, and the first, second and third markers 621, 622 and 623 are displaced along with the deformation. To give a specific example, for example, as shown in FIG. 16, when a certain portion of the elastic layer 620 is pushed and deformed, the first, second, and third markers 621 positioned immediately below and around it are deformed. , 622 and 623 are displaced according to the force received. The processing unit 632 detects such displacements of the first, second, and third markers 621, 622, and 623 by three-dimensional image recognition, and based on the detection results, determines the input position, input direction, input intensity, input Input information (contact input information) including velocity, input acceleration, etc. is obtained.

このように、弾性層620に第1、第2、第3マーカー621、622、623が配置されていることで、検出部630は、第1、第2、第3マーカー621、622、623の変位に基づいて、弾性層620の変形をより精度よく検出することができる。特に、本実施形態では、第1、第2、第3マーカー621、622、623が弾性層620の厚さ方向にずれて配置されている。そのため、検出部630は、弾性層620の厚さ方向に異なる位置での変形を検出することができ、弾性層620の変形をより詳細に検出することができる。 Since the first, second and third markers 621 , 622 and 623 are arranged on the elastic layer 620 in this way, the detection unit 630 can detect the first, second and third markers 621 , 622 and 623 Deformation of the elastic layer 620 can be detected more accurately based on the displacement. In particular, in this embodiment, the first, second, and third markers 621, 622, and 623 are shifted in the thickness direction of the elastic layer 620 and arranged. Therefore, the detection unit 630 can detect deformation at different positions in the thickness direction of the elastic layer 620, and can detect deformation of the elastic layer 620 in more detail.

ここで、処理部632による入力情報の取得方法の一例について簡単に説明する。処理部632の記憶部632cには予め各カメラ631の3次元座標が記憶されている。そして、処理部632は、所定マーカーMの変位を検出するのに用いられる2台のカメラ631によって同時刻における画像を取得し、両画像中の所定マーカーMの2次元座標を取得する。次に、処理部632は、両画像中の所定マーカーMの2次元座標のずれと各カメラ631の3次元座標とに基づいて所定マーカーMの3次元座標を取得し、記憶部632cに記憶する。処理部632は、この作業をフレーム毎に連続的に行う。そして、処理部632は、前回取得した前記所定マーカーMの3次元座標と、今回新たに取得した前記所定マーカーMの3次元座標とを比較することで、その間に生じた所定マーカーMの変位を検出する。処理部632は、このような作業を全マーカーMについて行うことで、入力情報を得ることができる。なお、各カメラ631のフレームレートとしては、特に限定されず、例えば、15フレーム/秒、30フレーム/秒、60フレーム/秒等とすることができる。 Here, an example of a method for acquiring input information by the processing unit 632 will be briefly described. The storage unit 632c of the processing unit 632 stores the three-dimensional coordinates of each camera 631 in advance. Then, the processing unit 632 obtains images at the same time using the two cameras 631 used to detect the displacement of the predetermined marker M, and obtains the two-dimensional coordinates of the predetermined marker M in both images. Next, the processing unit 632 acquires the three-dimensional coordinates of the predetermined marker M based on the deviation of the two-dimensional coordinates of the predetermined marker M between the two images and the three-dimensional coordinates of each camera 631, and stores them in the storage unit 632c. . The processing unit 632 continuously performs this operation for each frame. Then, the processing unit 632 compares the previously acquired three-dimensional coordinates of the predetermined marker M with the three-dimensional coordinates of the predetermined marker M newly acquired this time, and calculates the displacement of the predetermined marker M that occurred between them. To detect. The processing unit 632 can obtain input information by performing such work for all the markers M. FIG. Note that the frame rate of each camera 631 is not particularly limited, and may be, for example, 15 frames/second, 30 frames/second, 60 frames/second, or the like.

以上、処理部632による入力情報の取得方法について説明したが、入力情報の取得方法は、これに限定されない。例えば、全マーカーMについて上述の作業を行うと処理量が膨大となってしまい、処理部632の性能等によっては処理が追いつかない場合が考えられる。また、用途によっては、大まかな入力情報が得られれば、それで足りる場合も考えられる。そのため、このような場合には、例えば、処理部632は、予め選択した一部のマーカーMについてのみ上述の作業を行うようにしてもよい。 Although the method of acquiring input information by the processing unit 632 has been described above, the method of acquiring input information is not limited to this. For example, if the above-described operation is performed for all markers M, the amount of processing becomes enormous, and depending on the performance of the processing unit 632, the processing may not be able to keep up. Also, depending on the application, it may be sufficient if rough input information is obtained. Therefore, in such a case, for example, the processing unit 632 may perform the above-described operation only for some markers M selected in advance.

また、処理部632は、例えば、自然状態における弾性層620の各部の画像を基準画像として記憶しておき、この基準画像と、上述のように得られた画像とをリアルタイムに比較して第1、第2、第3マーカー621、622、623の変位を特定することで、上記の入力情報を得てもよい。 Further, the processing unit 632 stores, for example, an image of each part of the elastic layer 620 in a natural state as a reference image, and compares the reference image with the image obtained as described above in real time to obtain a first image. , second and third markers 621 , 622 , 623 may obtain the above input information.

なお、処理部632での処理方法としては、上述の方法に限定されず、例えば、自然状態における画像と入力が行われた状態における画像とをリアルタイムに比較して、第1、第2、第3マーカー621、622、623の変位を特定することで、上記の入力信号を生成することもできる。 Note that the processing method in the processing unit 632 is not limited to the above-described method. By specifying the displacement of the three markers 621, 622, 623, the above input signals can also be generated.

信号生成部650は、検出部630が取得した入力情報(接触入力情報)を受信し、受信した入力情報に基づいて入力信号(接触入力信号)を生成する。なお、このような信号生成部650は、検出部630に含まれていてもよい。 The signal generator 650 receives the input information (contact input information) acquired by the detector 630 and generates an input signal (contact input signal) based on the received input information. Note that such a signal generator 650 may be included in the detector 630 .

なお、本実施形態では、処理部632および信号生成部650が入力装置200内に配置されているが、これに限定されず、例えば、端末400や画像表示装置300が有していてもよいし、クラウド上に有していてもよい。 In this embodiment, the processing unit 632 and the signal generation unit 650 are arranged in the input device 200, but are not limited to this. , may have it on the cloud.

ここで、本実施形態では、弾性層620の各層624、625、626、627が無色透明である。そのため、カメラ631は、弾性層620を介して弾性入力部600の外界を撮像することができる。そのため、処理部632は、使用者の指の動きを捉えることができ、弾性層620に触れることのない入力、または、マーカー621、622、623が変位しない程度に軽く触れた状態での入力が可能となる。具体的には、例えば、弾性層620を撫でるように親指を動かすと、この親指の動きを処理部632が認識し、その動きに基づく入力情報から入力信号を生成することが可能となる。前述したような接触型の入力に加えて、このような非接触型の入力が可能となることで、弾性入力部600への入力の多様性が増し、操作性および利便性が向上する。 Here, in this embodiment, each layer 624, 625, 626, 627 of the elastic layer 620 is colorless and transparent. Therefore, the camera 631 can image the external world of the elastic input section 600 via the elastic layer 620 . Therefore, the processing unit 632 can capture the movement of the user's finger, and input without touching the elastic layer 620 or input with the markers 621, 622, and 623 touched lightly to the extent that the markers 621, 622, and 623 are not displaced. It becomes possible. Specifically, for example, when the thumb is moved to stroke the elastic layer 620, the processing unit 632 can recognize the movement of the thumb and generate an input signal from input information based on the movement. In addition to the contact-type input as described above, such non-contact-type input becomes possible, thereby increasing the variety of inputs to the elastic input unit 600 and improving operability and convenience.

例えば、非接触型の入力に基づく入力信号は、画像認識した指と重なる部分のマーカー621、622、623が変位していない場合に生成され、画像認識した指と重なる部分のマーカー621、622、623が変位している場合には、接触型の入力に基づいた入力信号のみを生成するようになっていることが好ましい。これにより、誤った入力信号の生成を低減することができる。また、接触型の入力と非接触型の入力とを同時に行うことができるようになっていてもよい。すなわち、例えば、ある指で接触型の入力をしつつ、別の指で非接触型の入力を行うことができるようになっていてもよい。 For example, the input signal based on the non-contact input is generated when the markers 621, 622, 623 overlapping the image-recognized fingers are not displaced, and the markers 621, 622, 623, 622, 623 Preferably, when 623 is displaced, it will only generate an input signal based on a touch-type input. This can reduce the generation of erroneous input signals. In addition, contact input and non-contact input may be performed at the same time. That is, for example, it may be possible to perform contact-type input with one finger while performing non-contact-type input with another finger.

なお、非接触型の入力は、必須ではなく、できなくてもよい。この場合、保護層627は、光透過性を有する必要がないため、光透過性を有していなくてもよい。保護層627が光透過性を有しなければ、光源640の光が弾性入力部600の外部に漏れることがないため、使用者が眩しく感じることがなくなる。 Note that non-contact input is not essential and may not be possible. In this case, the protective layer 627 does not need to be optically transparent, so it does not have to be optically transparent. If the protective layer 627 does not transmit light, the light from the light source 640 does not leak out of the elastic input part 600, and the user does not feel dazzled.

光源640は、筐体610の内側から弾性層620を照らすことができる。図15に示すように、光源640は、内部空間S内に配置された少なくとも1つの発光部641を有している。発光部641としては、特に限定されず、例えば、LEDを用いることができる。また、発光部641は、可視光を出射してもよいし、NIR光(近赤外光)を出射してもよいし、紫外光を出射してもよい。発光部641として可視光を出射するものを用いる場合には、各カメラ631を可視光に対応した構成とし、発光部641としてNIR光を出射するものを用いる場合には、各カメラ631をNIR光に対応した構成とし、発光部641として紫外光を出射するものを用いる場合には、各カメラ631を紫外光に対応した構成とすればよい。特に、NIR光や紫外光は、人間の目には見えないため、弾性層620を介して外部に漏れたとしても使用者が眩しく思うことがない。また、特に、各カメラ631が紫外光を出射する場合には、マーカーMは、蛍光体であってもよい。これにより、マーカーMをカメラ631によってより鮮明に撮像することができる。 A light source 640 can illuminate the elastic layer 620 from inside the housing 610 . As shown in FIG. 15, the light source 640 has at least one light emitting section 641 arranged within the internal space S. As shown in FIG. The light emitting unit 641 is not particularly limited, and for example, an LED can be used. Further, the light emitting section 641 may emit visible light, NIR light (near infrared light), or ultraviolet light. When the light emitting unit 641 that emits visible light is used, each camera 631 is configured to support visible light. , and when a device that emits ultraviolet light is used as the light emitting unit 641, each camera 631 may be configured to support ultraviolet light. In particular, since NIR light and ultraviolet light are invisible to the human eye, even if they leak outside through the elastic layer 620, the user will not feel dazzled. In particular, when each camera 631 emits ultraviolet light, the marker M may be a phosphor. Thereby, the marker M can be imaged more clearly by the camera 631 .

なお、光源640は、例えば、外界からの光によって弾性層620を画像認識可能な程に十分に明るく保てる場合等には省略してもよい。また、内部空間Sに輝度センサーを配置して、この輝度センサーにより検知された内部空間Sの明るさに基づいて、発光部641の駆動が制御されるようになっていてもよい。これにより、例えば、内部空間S内をほぼ一定の明るさに保つことができ、検出部630による弾性層620(マーカーM)の画像認識をより安定して行うことができる。 Note that the light source 640 may be omitted, for example, when the elastic layer 620 can be kept sufficiently bright so that the image can be recognized by light from the outside. Further, a luminance sensor may be arranged in the internal space S, and driving of the light emitting unit 641 may be controlled based on the brightness of the internal space S detected by the luminance sensor. As a result, for example, the interior space S can be maintained at a substantially constant brightness, and image recognition of the elastic layer 620 (marker M) by the detection unit 630 can be performed more stably.

以上、弾性入力部600について説明した。次に、このような弾性入力部600を備えた入力装置200の使用方法について一例をあげて説明する。図17および図18に、画像表示装置300の画面310に表示される仮想加工用具900を示す。図17に示すように、通常状態(弾性入力部600からの入力が行われていない状態)では仮想加工用具900の刃部920が直線状となっている。この状態から、例えば、図18に示すように、弾性入力部600を押圧すると、当該押圧により生成された入力信号に基づいて、仮想加工用具900の刃部920が変形するようになっている。そして、刃部920を思い通りの形状に変形させた状態で仮想立体構造物Xに接触させることで、仮想立体構造物Xを刃部920の形状に倣って加工することができる。このように、刃部920の形状が弾性入力部600への入力によって変形可能に構成されていることで、仮想立体構造物Xをより繊細に加工することができる。特に、弾性入力部600を押せば刃部920が凹むようにして変形し(図18参照)、弾性入力部600を摘まめば刃部920が突出するように変形するようになっていることで、すなわち、弾性層620の変形と刃部920の変形とを連動(対応)させることで、より直感的で繊細な入力が可能となる。 The elastic input unit 600 has been described above. Next, an example of how to use the input device 200 having such an elastic input unit 600 will be described. 17 and 18 show a virtual processing tool 900 displayed on the screen 310 of the image display device 300. FIG. As shown in FIG. 17, in a normal state (a state in which no input is made from the elastic input section 600), the blade section 920 of the virtual processing tool 900 is linear. From this state, for example, as shown in FIG. 18, when the elastic input part 600 is pressed, the blade part 920 of the virtual processing tool 900 is deformed based on the input signal generated by the pressing. By bringing the blade portion 920 into contact with the virtual three-dimensional structure X in a state of being deformed into a desired shape, the virtual three-dimensional structure X can be processed following the shape of the blade portion 920 . Since the shape of the blade portion 920 is configured to be deformable by input to the elastic input portion 600 in this manner, the virtual three-dimensional structure X can be processed more delicately. In particular, when the elastic input portion 600 is pushed, the blade portion 920 is deformed so as to be recessed (see FIG. 18), and when the elastic input portion 600 is pinched, the blade portion 920 is deformed so as to protrude. By linking (corresponding to) the deformation of the elastic layer 620 and the deformation of the blade portion 920, more intuitive and delicate input becomes possible.

このような第2実施形態によっても、前述した第1実施形態と同様の効果を発揮することができる。 Such a second embodiment can also exhibit the same effect as the first embodiment described above.

なお、弾性入力部600の構成としては、上記の構成に限定されない。例えば、本実施形態では、弾性層620は、第1弾性層624と、第2弾性層625と、第3弾性層626と、を有しているが、弾性層620としては、第1弾性層624を有していれば、特に限定されず、例えば、第2弾性層625および第3弾性層626の少なくとも1つを省略してもよい。 Note that the configuration of the elastic input portion 600 is not limited to the configuration described above. For example, in the present embodiment, the elastic layer 620 has a first elastic layer 624, a second elastic layer 625, and a third elastic layer 626. 624 is provided, and for example, at least one of the second elastic layer 625 and the third elastic layer 626 may be omitted.

また、例えば、弾性層620は、その弾性力が可変となっていてもよい。この場合の弾性層620の構成としては、特に限定されないが、例えば、筐体610を覆い、筐体610との間に第1気密空間を有する第1被覆部と、第1被覆部の表面に配置された第1マーカー621と、第1被覆部を覆い、第1被覆部との間に第2気密空間を有する第2被覆部と、第2被覆部の表面に配置された第2マーカー622と、第2被覆部を覆い、第2被覆部との間に第3気密空間を有する第3被覆部と、第3被覆部の表面に配置された第3マーカー623と、第3被覆部を覆い、第3被覆部との間に第4気密空間を有する保護被覆部と、を有し、ポンプ等によって、第1気密空間、第2気密空間、第3気密空間、第4気密空間のそれぞれに空気、希ガス等の気体を供給することで、これら各空間の圧力が調整可能となっている構成が挙げられる。また、この場合には、例えば、第1気密空間内に配置された実質的に伸縮しない紐のようなもので、筐体610と第1被覆部とを数か所接続し、筐体610に対する第1被覆部の不本意な変位を抑制しておくことが好ましい。第2、第3、保護被覆部についても同様である。 Also, for example, the elastic layer 620 may have a variable elastic force. The structure of the elastic layer 620 in this case is not particularly limited. A first marker 621 arranged, a second covering covering the first covering and having a second airtight space between the first covering and a second marker 622 arranged on the surface of the second covering. a third covering portion covering the second covering portion and having a third airtight space between itself and the second covering portion; a third marker 623 disposed on the surface of the third covering portion; a cover, and a protective covering portion having a fourth airtight space between the cover and the third covering portion; By supplying a gas such as air or rare gas to the space, the pressure of each space can be adjusted. Further, in this case, for example, a substantially non-stretchable string arranged in the first airtight space connects the housing 610 and the first covering part at several points, and the housing 610 It is preferable to suppress unintentional displacement of the first covering portion. The same is true for the second, third and protective coverings.

また、本実施形態では、マーカーMが、筐体610からの距離が互いに異なる第1、第2、第3マーカー621、622、623を有しているが、少なくとも1つのマーカーを有していれば、第1、第2、第3マーカー621、622、623の少なくとも1つを省略してもよい。 Further, in this embodiment, the marker M has the first, second, and third markers 621, 622, and 623 with different distances from the housing 610. For example, at least one of the first, second, and third markers 621, 622, 623 may be omitted.

また、本実施形態では、第1弾性層624に第1マーカー621を配置し、第2弾性層625に第2マーカー622を配置し、第3弾性層626に第3マーカー623を配置しているが、例えば、図19に示すように、筐体610からの距離が異なるように、1層の弾性層620内に複数のマーカーMが規則的または不規則に配置されていてもよい。 In this embodiment, the first marker 621 is placed on the first elastic layer 624, the second marker 622 is placed on the second elastic layer 625, and the third marker 623 is placed on the third elastic layer 626. However, for example, as shown in FIG. 19, a plurality of markers M may be arranged regularly or irregularly within one elastic layer 620 so that the distances from the housing 610 are different.

また、弾性入力部600は、弾性層620の変形によって変位せず、検出部630によって検出可能な基準マーカーを有していてもよい。具体的には、例えば、図20に示すように、弾性入力部600は、弾性層620が押されたり、引っ張られたりしても実質的に変位しない基準マーカー628を有していてもよい。なお、図20の構成では、基準マーカー628は、第1弾性層624と筐体610との間であって筐体610の外周面に配置されているが、基準マーカー628の配置としては、これに限定されず、例えば、筐体610の内周面に配置されていてもよい。 Also, the elastic input section 600 may have a reference marker that is not displaced by deformation of the elastic layer 620 and that can be detected by the detection section 630 . Specifically, for example, as shown in FIG. 20, the elastic input portion 600 may have a reference marker 628 that does not substantially displace when the elastic layer 620 is pushed or pulled. In the configuration of FIG. 20, the reference marker 628 is arranged between the first elastic layer 624 and the housing 610 and on the outer peripheral surface of the housing 610. , and may be arranged on the inner peripheral surface of the housing 610, for example.

基準マーカー628は、各カメラ631との相対的位置関係が一定であり、検出部630が第1、第2、第3マーカー621、622、623の変位を検出する際の基準として機能する。このような構成によれば、例えば、検出部630は、基準マーカー628に対する第1、第2、第3マーカー621、622、623の変位を検出することで、より精度のよい入力情報を得ることができる。なお、基準マーカー628は、検出部630が第1、第2、第3マーカー621、622、623のそれぞれと区別(識別)できるように、例えば、第1、第2、第3マーカー621、622、623と形状および色彩の少なくとも一方が異なっていることが好ましい。 The reference marker 628 has a constant relative positional relationship with each camera 631 and functions as a reference when the detection unit 630 detects displacements of the first, second and third markers 621 , 622 and 623 . According to such a configuration, for example, the detection unit 630 detects the displacement of the first, second, and third markers 621, 622, and 623 with respect to the reference marker 628, thereby obtaining more accurate input information. can be done. Note that the reference marker 628 is, for example, the first, second, and third markers 621, 622 so that the detection unit 630 can distinguish (distinguish) from the first, second, and third markers 621, 622, and 623, respectively. , 623 in at least one of shape and color.

また、本実施形態では、弾性層620が保護層627を有しているが、図21に示すように、保護層627を省略してもよい。この場合には、弾性層620の表面に第3マーカー623が位置することになる。すなわち、弾性層620は、弾性層620の表面に露出する露出マーカーとしての第3マーカー623を有している。弾性層620の表面は、入力を直接的に受ける場所であるため、このような位置に第3マーカー623を配置することで、より繊細な入力が可能となる。 In addition, although the elastic layer 620 has the protective layer 627 in this embodiment, the protective layer 627 may be omitted as shown in FIG. In this case, the third marker 623 is positioned on the surface of the elastic layer 620 . That is, the elastic layer 620 has a third marker 623 as an exposed marker exposed on the surface of the elastic layer 620 . Since the surface of the elastic layer 620 is a place that directly receives an input, placing the third marker 623 at such a position enables more delicate input.

また、第3マーカー623が弾性層620の表面に露出している場合、第3マーカー623は、弾性層620の表面から突出する部分を有することが好ましい。これにより、第3マーカー623に、弾性層620を押圧する指が引っかかり易くなり、特に、弾性層620の表面で指を滑らせるような入力に対する応答性が向上する。また、この場合、第3マーカー623のヤング率は、第3弾性層626のヤング率よりも大きいことが好ましい。すなわち、第3マーカー623は、第3弾性層626よりも硬いことが好ましい。これにより、第3マーカー623にさらに指が引っかかり易くなり、上述した効果がより顕著なものとなる。 Also, when the third marker 623 is exposed on the surface of the elastic layer 620 , the third marker 623 preferably has a portion protruding from the surface of the elastic layer 620 . This makes it easier for the finger pressing the elastic layer 620 to get caught on the third marker 623 , and in particular, improves the responsiveness to input such as sliding the finger on the surface of the elastic layer 620 . Also, in this case, the Young's modulus of the third marker 623 is preferably larger than that of the third elastic layer 626 . That is, it is preferable that the third marker 623 be harder than the third elastic layer 626 . This makes it easier for the finger to get caught on the third marker 623, making the above-described effect more remarkable.

また、本実施形態では、筐体610が硬質な部材で形成されているが、例えば、筐体610が入力時に撓む程度の軟質な部材で形成されていてもよい。すなわち、弾性層620への入力があった際に、筐体610が弾性層620と共に変形してもよい。これにより、第1、第2、第3マーカー621、622、623の変位量をそれぞれより大きくすることができる。そのため、検出部630は、より高精度の入力情報を得ることができる。 Further, in the present embodiment, the housing 610 is made of a hard member, but may be made of a soft member that bends at the time of input, for example. That is, the housing 610 may deform together with the elastic layer 620 when an input is applied to the elastic layer 620 . Thereby, the amount of displacement of each of the first, second and third markers 621, 622 and 623 can be increased. Therefore, the detection unit 630 can obtain more accurate input information.

また、入力装置200は、弾性層620への入力を行う指に触覚を提供する触覚提供部を有していてもよい。これにより、入力の感覚がより現実に近くなり、より直感的な入力が可能となる。触覚提供部の構成としては、特に限定されないが、例えば、筐体610内に複数のスピーカーを配置し、これらスピーカーのうちの少なくとも1つから弾性層620の入力箇所に向けて超音波(音波)を出力することで、弾性層620への入力を行っている指に触覚を提供するように構成されていてもよい。特に、複数のスピーカーから超音波を出力し、弾性層620の入力箇所に音の焦点を形成することで、より効果的に、前記指に触覚を提供することができる。 Also, the input device 200 may have a tactile sense providing unit that provides a tactile sense to the finger performing input on the elastic layer 620 . This makes the feeling of input more realistic and enables more intuitive input. The structure of the tactile sensation providing unit is not particularly limited, but for example, a plurality of speakers are arranged in the housing 610, and ultrasonic waves (sound waves) are emitted from at least one of the speakers toward the input point of the elastic layer 620. may be configured to provide a tactile sensation to the finger performing input on elastic layer 620 by outputting . In particular, by outputting ultrasonic waves from a plurality of speakers and forming a focal point of the sound at an input point of the elastic layer 620, it is possible to more effectively provide a tactile sensation to the finger.

また、入力装置200は、筐体610の内側から筐体610の内周面に向けて映像光を投影し、弾性層620の外側から視認可能な画像(映像)を表示する画像投影部を有していてもよい。前記画像としては、特に限定されないが、例えば、弾性層620への入力を補助、案内する画像が挙げられる。これにより、弾性入力部600の操作性が向上し、弾性層620への入力が容易となる。なお、前記画像投影部としては、特に限定されないが、例えば、液晶型のプロジェクター、光走査型のプロジェクター等を有する構成とすることができる。 The input device 200 also has an image projection unit that projects image light from the inside of the housing 610 toward the inner peripheral surface of the housing 610 to display an image (video) visible from the outside of the elastic layer 620. You may have The image is not particularly limited, but includes, for example, an image that assists and guides input to the elastic layer 620 . This improves the operability of the elastic input portion 600 and facilitates input to the elastic layer 620 . Although the image projection unit is not particularly limited, for example, a liquid crystal projector, an optical scanning projector, or the like can be used.

<第3実施形態>
次に、本発明の第3実施形態に係る画像表示システムについて説明する。
<Third Embodiment>
Next, an image display system according to a third embodiment of the invention will be described.

図22は、本発明の第3実施形態の入力装置を示す平面図である。 FIG. 22 is a plan view showing the input device of the third embodiment of the invention.

本実施形態に係る画像表示システムは、入力装置の構成が異なること以外は、前述した第1実施形態の画像表示システムと同様である。 The image display system according to this embodiment is the same as the image display system of the first embodiment described above, except that the configuration of the input device is different.

なお、以下の説明では、第3実施形態の画像表示システムに関し、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図22では前述した実施形態と同様の構成について、同一符号を付している。 In the following description, the image display system of the third embodiment will be described with a focus on the differences from the above-described embodiments, and the description of the same matters will be omitted. Also, in FIG. 22, the same reference numerals are assigned to the same configurations as in the above-described embodiment.

図22に示すように、本実施形態の入力装置200は、第1部材210と第2部材220とが、第1対向面211と第2対向面221とが対向した状態で回動可能に連結している。また、本実施形態の入力装置200では、第1部材210と第2部材220とが第1対向面211と第2対向面221の並び方向に接近および離間が可能となっている。このような構成とすることで、例えば、第1実施形態のような第1部材210と第2部材220とが分離している構成と比較して、第1部材210と第2部材220との位置関係を把握し易く、その分、仮想立体構造物Xの加工がし易くなる。 As shown in FIG. 22, in the input device 200 of the present embodiment, the first member 210 and the second member 220 are rotatably connected with the first facing surface 211 and the second facing surface 221 facing each other. are doing. Further, in the input device 200 of the present embodiment, the first member 210 and the second member 220 can approach and separate in the direction in which the first opposing surface 211 and the second opposing surface 221 are arranged. With such a configuration, for example, compared to the configuration in which the first member 210 and the second member 220 are separated as in the first embodiment, the first member 210 and the second member 220 are separated. The positional relationship can be easily grasped, and the processing of the virtual three-dimensional structure X is facilitated accordingly.

このような第3実施形態によっても、前述した第1実施形態と同様の効果を発揮することができる。 Such a third embodiment can also exhibit the same effect as the first embodiment described above.

<第4実施形態>
次に、本発明の第4実施形態に係る画像表示システムについて説明する。
<Fourth Embodiment>
Next, an image display system according to a fourth embodiment of the invention will be described.

図23は、本発明の第4実施形態の入力装置を示す平面図である。 FIG. 23 is a plan view showing an input device according to a fourth embodiment of the invention.

本実施形態に係る画像表示システムは、入力装置の構成が異なること以外は、前述した第1実施形態の画像表示システムと同様である。 The image display system according to this embodiment is the same as the image display system of the first embodiment described above, except that the configuration of the input device is different.

なお、以下の説明では、第4実施形態の画像表示システムに関し、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図23では前述した実施形態と同様の構成について、同一符号を付している。 In the following description, the image display system of the fourth embodiment will be described with a focus on the differences from the above-described embodiments, and the description of the same items will be omitted. In addition, in FIG. 23, the same reference numerals are assigned to the same configurations as in the above-described embodiment.

本実施形態の入力装置200では、第1部材210および第2部材220は、合体および分離が可能である。なお、図23に示すように、第1部材210と第2部材220とが合体した状態では、第1対向面211と第2対向面221とが対向しており、仮想面Fが平坦面となっている。このような構成によれば、第1部材210と第2部材220とを分離させることで、前述した第1実施形態で説明したように仮想面Fの形状を変化させることができるし、第1部材210と第2部材220とを合体させることで、仮想面Fの形状を固定することができる。そのため、仮想面Fを変化させたい場合と固定したい場合との両方に対応することができる入力装置200となり、その操作性が向上する。 In the input device 200 of this embodiment, the first member 210 and the second member 220 can be combined and separated. As shown in FIG. 23, when the first member 210 and the second member 220 are combined, the first opposing surface 211 and the second opposing surface 221 face each other, and the imaginary plane F is flat. It's becoming According to such a configuration, by separating the first member 210 and the second member 220, it is possible to change the shape of the virtual plane F as described in the above-described first embodiment. By combining the member 210 and the second member 220, the shape of the virtual plane F can be fixed. Therefore, the input device 200 can cope with both the case where the virtual plane F is to be changed and the case where the virtual plane F is to be fixed, and the operability is improved.

なお、第1部材210および第2部材220を合体、分離させる構造としては特に限定されず、例えば、磁石を利用した構成や凹凸嵌合を利用した構成とすることができる。なお、本実施形態では、凹凸嵌合を利用しており、第1、第2対向面211、221に設けられた突起281と、第1、第2対向面211、221に設けられ、突起281と嵌合可能な凹部282と、を有している。 The structure for uniting and separating the first member 210 and the second member 220 is not particularly limited. In addition, in this embodiment, a concave-convex fitting is used, and the protrusions 281 provided on the first and second opposing surfaces 211 and 221 and the protrusions 281 provided on the first and second opposing surfaces 211 and 221 and a concave portion 282 that can be fitted with.

このような第4実施形態によっても、前述した第1実施形態と同様の効果を発揮することができる。 Such a fourth embodiment can also exhibit the same effect as the first embodiment described above.

<第5実施形態>
次に、本発明の第5実施形態に係る画像表示システムについて説明する。
<Fifth Embodiment>
Next, an image display system according to a fifth embodiment of the invention will be described.

図24は、本発明の第5実施形態の入力装置を示す斜視図である。図25は、図24に示す入力装置の側面図である。図26は、図24に示す入力装置の使用方法の一例を示す図である。 FIG. 24 is a perspective view showing an input device according to a fifth embodiment of the invention. 25 is a side view of the input device shown in FIG. 24. FIG. 26 is a diagram showing an example of how to use the input device shown in FIG. 24. FIG.

本実施形態に係る画像表示システムは、入力装置の構成が異なること以外は、前述した第1実施形態の画像表示システムと同様である。 The image display system according to this embodiment is the same as the image display system of the first embodiment described above, except that the configuration of the input device is different.

なお、以下の説明では、第5実施形態の画像表示システムに関し、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図24および図25では前述した実施形態と同様の構成について、同一符号を付している。 In the following description, the image display system of the fifth embodiment will be described with a focus on differences from the above-described embodiments, and descriptions of the same items will be omitted. Also, in FIGS. 24 and 25, the same reference numerals are assigned to the same configurations as in the above-described embodiment.

図24および図25に示すように、本実施形態の入力装置200では、第1部材210および第2部材220は、一方の手で握って把持される形状となっている。そして、第1部材210および第2部材220のそれぞれに弾性入力部600が設けられている。また、本実施形態では、弾性入力部600は、略球状となっている。また、図25に示すように、第1部材210内には、第1位置基準部231および第2位置基準部232が配置されており、さらに、報知部250(第1報知部251)が配置されている。なお、図示しないが、第2部材220内には、第1部材210と同じように、第3位置基準部233および第4位置基準部234が配置されており、さらに、報知部250(第2報知部252)が配置されている。 As shown in FIGS. 24 and 25, in the input device 200 of this embodiment, the first member 210 and the second member 220 are shaped to be grasped by one hand. An elastic input portion 600 is provided on each of the first member 210 and the second member 220 . Moreover, in the present embodiment, the elastic input portion 600 has a substantially spherical shape. Further, as shown in FIG. 25, a first position reference portion 231 and a second position reference portion 232 are arranged in the first member 210, and a notification portion 250 (first notification portion 251) is arranged. It is Although not shown, a third position reference portion 233 and a fourth position reference portion 234 are arranged in the second member 220 in the same manner as the first member 210, and a notification portion 250 (second A notification unit 252) is arranged.

このような第5実施形態によっても、前述した第1実施形態と同様の効果を発揮することができる。 Such a fifth embodiment can also exhibit the same effect as the first embodiment described above.

なお、本実施形態の入力装置200は、例えば、図26に示すように、第1部材210および第2部材220を揃えた状態(例えば弾性入力部600同士を接触させた状態)で、入力装置200を手前側に引くようにして使用することができる。この動きは、「ヘラ」の動かし方と似ているため、より直感的な入力が可能となる。 26, the input device 200 of the present embodiment is configured such that the first member 210 and the second member 220 are aligned (for example, the elastic input portions 600 are in contact with each other). It can be used by pulling 200 toward you. This movement is similar to how a spatula is moved, allowing for more intuitive input.

<第6実施形態>
次に、本発明の第6実施形態に係る画像表示システムについて説明する。
<Sixth embodiment>
Next, an image display system according to a sixth embodiment of the invention will be described.

図27は、本発明の第6実施形態の入力装置を示す断面図である。 FIG. 27 is a cross-sectional view showing an input device according to a sixth embodiment of the invention.

本実施形態に係る画像表示システムは、入力装置の弾性入力部の構成が異なること以外は、前述した第2実施形態の画像表示システムと同様である。 The image display system according to this embodiment is the same as the image display system according to the second embodiment described above, except that the configuration of the elastic input section of the input device is different.

なお、以下の説明では、第6実施形態の画像表示システムに関し、前述した第2実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図27では前述した実施形態と同様の構成について、同一符号を付している。 In the following description, the image display system of the sixth embodiment will be described, focusing on differences from the second embodiment described above, and descriptions of the same items will be omitted. In addition, in FIG. 27, the same reference numerals are given to the same configurations as in the above-described embodiment.

図27に示すように、本実施形態の入力装置200では、弾性層620は、筐体610の外周面に配置された光透過層620Aと、光透過層620Aの表面に積層された光反射層620Bと、を有している。光透過層620Aは、光透過性を有しており、特に、本実施形態では実質的に無色透明である。一方、光反射層620Bは、後述する光Lを反射する光反射性を有している。また、光透過層620Aは、弾性入力部600への入力時に光反射層620Bと共に変形し、光反射層620Bの内面620B’の形状変化を許容する機能を有している。 As shown in FIG. 27, in the input device 200 of the present embodiment, the elastic layer 620 includes a light transmission layer 620A arranged on the outer peripheral surface of the housing 610 and a light reflection layer laminated on the surface of the light transmission layer 620A. 620B and . The light-transmitting layer 620A has light-transmitting properties, and in particular, is substantially colorless and transparent in this embodiment. On the other hand, the light reflecting layer 620B has a light reflectivity of reflecting light L, which will be described later. In addition, the light transmission layer 620A deforms together with the light reflection layer 620B when the input to the elastic input section 600 is performed, and has a function of allowing the shape change of the inner surface 620B' of the light reflection layer 620B.

検出部810は、光プローブ法によって弾性層620の変形を三次元的に検出する。光プローブ法を用いることで、弾性層620の変形を比較的簡単に、かつ、精度よく検出することができる。以下、検出部810について説明する。 The detection unit 810 three-dimensionally detects deformation of the elastic layer 620 by an optical probe method. By using the optical probe method, the deformation of the elastic layer 620 can be detected relatively easily and accurately. The detection unit 810 will be described below.

図27に示すように、検出部810は、光反射層620Bの内面620B’に向けて光Lを出射する光源811と、スポット状の光の一次元の位置を受光面上で検出することのできるフォトダイオードから構成される半導体位置検出素子812(PSD)と、を有する光学システム813を備えている。なお、光源811としては、特に限定されず、例えば、LD(レーザーダイオード)を用いることができる。 As shown in FIG. 27, the detection unit 810 detects a light source 811 that emits light L toward the inner surface 620B′ of the light reflecting layer 620B and the one-dimensional position of the spot light on the light receiving surface. It comprises an optical system 813 having a semiconductor position sensitive device 812 (PSD) consisting of a photodiode capable of transmitting light. Note that the light source 811 is not particularly limited, and for example, an LD (laser diode) can be used.

光源811から出射された光Lは、レンズ系814によって細い光束に絞られ、光反射層620Bの内面620B’上に光スポットLSを形成する。この光スポットLSは、レンズ系815によって半導体位置検出素子812の表面に結像される。このような構成では、光学システム813と光スポットLSとの間の相対的変位量Z1は、半導体位置検出素子812の表面上の像の移動量Aとして観察される。すなわち、移動量Aから相対的変位量Z1を求めることができ、内面620B’の光スポットLSが形成されている部分の座標値を求めることができる。 Light L emitted from the light source 811 is narrowed by the lens system 814 to form a light spot LS on the inner surface 620B' of the light reflecting layer 620B. This light spot LS is imaged on the surface of the semiconductor position detecting element 812 by the lens system 815 . In such a configuration, the amount of relative displacement Z1 between the optical system 813 and the light spot LS is observed as the amount of movement A of the image on the surface of the semiconductor position sensitive element 812. FIG. That is, the relative displacement amount Z1 can be obtained from the movement amount A, and the coordinate values of the portion of the inner surface 620B' where the light spot LS is formed can be obtained.

このような構成の検出部810によれば、例えば、自然状態における内面620B’の各部の座標値を基準座標値として記憶しておき、この基準座標値と、内面620B’の各部の座標値と、をリアルタイムに比較することで、内面620B’の変形を検出することができる。さらに、検出部810は、内面620B’の変形に基づいて、弾性層620の変形、すなわち弾性層620への入力を検出することができる。 According to the detection unit 810 having such a configuration, for example, the coordinate values of each portion of the inner surface 620B′ in the natural state are stored as reference coordinate values, and the reference coordinate values and the coordinate values of each portion of the inner surface 620B′ are stored. , in real time, the deformation of the inner surface 620B' can be detected. Furthermore, the detection unit 810 can detect deformation of the elastic layer 620, that is, input to the elastic layer 620, based on the deformation of the inner surface 620B'.

なお、前述したように、検出部810では内面620B’の変形に基づいて弾性層620の変形を検出しているため、光反射層620Bは、薄い方が好ましい。例えば、光反射層620Bは、光透過層620Aの厚さよりも薄いことが好ましい。これにより、内面620B’を弾性層620の表面(入力が行われる面)の近くに配置することができるため、内面620B’を入力に対してより正確にかつより大きく変形させることができる。そのため、検出部810の検出精度が向上する。このようなことから、本実施形態では、光反射層620BがマーカーMとして機能しているとも言える。 As described above, since the detector 810 detects the deformation of the elastic layer 620 based on the deformation of the inner surface 620B', the light reflecting layer 620B is preferably thin. For example, the light reflecting layer 620B is preferably thinner than the light transmitting layer 620A. This allows the inner surface 620B' to be positioned closer to the surface of the elastic layer 620 (the surface on which the input is made), thereby allowing the inner surface 620B' to deform more accurately and to a greater extent in response to the input. Therefore, detection accuracy of the detection unit 810 is improved. For this reason, it can be said that the light reflecting layer 620B functions as the marker M in this embodiment.

このような第6実施形態によっても、前述した第2実施形態と同様の効果を発揮することができる。なお、検出部810は、1つの光学システム813を用いて内面620B’の各部の座標値を求めてもよいし、複数の光学システム813を用いて内面620B’の各部の座標値を求めてもよい。 Such a sixth embodiment can also exhibit the same effect as the above-described second embodiment. Note that the detection unit 810 may obtain the coordinate values of each portion of the inner surface 620B′ using one optical system 813, or may obtain the coordinate values of each portion of the inner surface 620B′ using a plurality of optical systems 813. good.

<第7実施形態>
次に、本発明の第7実施形態に係る画像表示システムについて説明する。
<Seventh embodiment>
Next, an image display system according to a seventh embodiment of the invention will be described.

図28は、本発明の第7実施形態の入力装置を示す断面図である。 FIG. 28 is a cross-sectional view showing an input device according to a seventh embodiment of the invention.

本実施形態に係る画像表示システムは、入力装置の検出部の構成が異なること以外は、前述した第6実施形態の画像表示システムと同様である。 The image display system according to this embodiment is the same as the image display system according to the sixth embodiment described above, except that the configuration of the detection unit of the input device is different.

なお、以下の説明では、第7実施形態の画像表示システムに関し、前述した第6実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図28では前述した実施形態と同様の構成について、同一符号を付している。 In the following description, the image display system of the seventh embodiment will be described with a focus on differences from the above-described sixth embodiment, and the description of the same items will be omitted. In addition, in FIG. 28, the same reference numerals are assigned to the same configurations as in the above-described embodiment.

本実施形態の検出部820は、光プローブ法によって、弾性層620の変形を三次元的に検出する。図28に示すように、検出部820は、光反射層620Bの内面620B’に向けて光Lを出射する光源821(例えばLD)と、光Lを集光するレンズ系822と、光源821とレンズ系822との間に配置されたビームスプリッタ823と、ディテクタ824(フォトダイオード)と、レンズ系822を移動させるモータ825と、を有する光学システム826を備えている。 The detection unit 820 of this embodiment three-dimensionally detects deformation of the elastic layer 620 by an optical probe method. As shown in FIG. 28, the detection unit 820 includes a light source 821 (for example, an LD) that emits light L toward the inner surface 620B′ of the light reflecting layer 620B, a lens system 822 that collects the light L, and a light source 821. It comprises an optical system 826 having a beam splitter 823 arranged between the lens system 822 , a detector 824 (photodiode) and a motor 825 for moving the lens system 822 .

光源821から出射された光Lは、レンズ系822によって集光され、光反射層620Bの内面620B’上に光スポットLSを形成する。そして、内面620B’で反射した光Lは、レンズ系822を通ってビームスプリッタ823で反射した後結像する。そして、当該結像点にはディテクタ824が配置されている。また、ディテクタ824に結像点が常に位置するように、モータ825によってレンズ系822を光軸方向に移動させる。この時のレンズ系822の移動量に基づいて、内面620B’の光スポットLSが形成されている部分の座標値を求めることができる。 Light L emitted from the light source 821 is collected by the lens system 822 to form a light spot LS on the inner surface 620B' of the light reflecting layer 620B. The light L reflected by the inner surface 620B' passes through the lens system 822, is reflected by the beam splitter 823, and forms an image. A detector 824 is arranged at the imaging point. Also, the lens system 822 is moved in the optical axis direction by a motor 825 so that the image forming point is always positioned on the detector 824 . Based on the amount of movement of the lens system 822 at this time, the coordinate values of the portion of the inner surface 620B' where the light spot LS is formed can be obtained.

このような構成の検出部820によれば、例えば、自然状態における内面620B’の各部の座標値を基準座標値として記憶しておき、この基準座標値と、内面620B’の各部の座標値と、をリアルタイムに比較することで、内面620B’の変形を検出することができる。さらに、検出部820は、内面620B’の変形に基づいて、弾性層620の変形、すなわち弾性層620への入力を検出することができる。 According to the detection unit 820 having such a configuration, for example, the coordinate values of each portion of the inner surface 620B′ in the natural state are stored as reference coordinate values, and the reference coordinate values and the coordinate values of each portion of the inner surface 620B′ are stored. , in real time, the deformation of the inner surface 620B' can be detected. Furthermore, the detection unit 820 can detect deformation of the elastic layer 620, that is, input to the elastic layer 620, based on the deformation of the inner surface 620B'.

このような第7実施形態によっても、前述した第6実施形態と同様の効果を発揮することができる。なお、検出部820は、1つの光学システム826を用いて内面620B’の各部の座標値を求めてもよいし、複数の光学システム826を用いて内面620B’の各部の座標値を求めてもよい。 Such a seventh embodiment can also exhibit the same effect as the above-described sixth embodiment. Note that the detection unit 820 may obtain the coordinate values of each portion of the inner surface 620B′ using one optical system 826, or may obtain the coordinate values of each portion of the inner surface 620B′ using a plurality of optical systems 826. good.

<第8実施形態>
次に、本発明の第8実施形態に係る画像表示システムについて説明する。
<Eighth embodiment>
Next, an image display system according to an eighth embodiment of the invention will be described.

図29は、本発明の第8実施形態の入力装置を示す断面図である。 FIG. 29 is a cross-sectional view showing an input device according to an eighth embodiment of the invention.

本実施形態に係る画像表示システムは、入力装置の検出部の構成が異なること以外は、前述した第6実施形態の画像表示システムと同様である。 The image display system according to this embodiment is the same as the image display system according to the sixth embodiment described above, except that the configuration of the detection unit of the input device is different.

なお、以下の説明では、第8実施形態の画像表示システムに関し、前述した第6実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図29では前述した実施形態と同様の構成について、同一符号を付している。 In the following description, the image display system of the eighth embodiment will be described with a focus on differences from the above-described sixth embodiment, and the description of the same items will be omitted. Also, in FIG. 29, the same reference numerals are assigned to the same configurations as in the above-described embodiment.

本実施形態の検出部830は、光プローブ法によって、弾性層620の変形を三次元的に検出する。図29に示すように、検出部830は、光反射層620Bの内面620B’に向けて光Lを出射する光源831(例えばLD)と、光Lを拡大平行光とするレンズ系832と、レンズ系832を通過した光Lを集光するレンズ系833と、レンズ系832、833の間に位置する偏光ビームスプリッタ834と、偏光ビームスプリッタ834とレンズ系833との間に位置するλ/4板835と、内面620B’で反射した光Lを分割する波面分割ミラー836と、波面分割ミラー836で分割された一方の光Lを受光する第1ディテクタ837(フォトダイオード)および他方の光Lを受光する第2ディテクタ838(フォトダイオード)と、を有する光学システム839を備えている。 The detection unit 830 of the present embodiment three-dimensionally detects deformation of the elastic layer 620 by an optical probe method. As shown in FIG. 29, the detection unit 830 includes a light source 831 (for example, an LD) that emits light L toward the inner surface 620B′ of the light reflecting layer 620B, a lens system 832 that expands the light L into parallel light, and a lens A lens system 833 that collects the light L that has passed through the system 832, a polarizing beam splitter 834 positioned between the lens systems 832 and 833, and a λ/4 plate positioned between the polarizing beam splitter 834 and the lens system 833. 835, a wavefront splitting mirror 836 that splits the light L reflected by the inner surface 620B′, a first detector 837 (photodiode) that receives one light L split by the wavefront splitting mirror 836, and the other light L. an optical system 839 having a second detector 838 (photodiode) that

このような構成では、内面620B’がレンズ系833の焦点位置から変位すると、反射光束が変化し、第1、第2ディテクタ837、838の光量に差が生じる。そのため、この差に基づいて、内面620B’の光Lが照射されている部分の座標値を求めることができる。 In such a configuration, when the inner surface 620B' is displaced from the focal position of the lens system 833, the reflected light flux changes and a difference in the light amount of the first and second detectors 837 and 838 is produced. Therefore, based on this difference, the coordinate values of the portion of the inner surface 620B' irradiated with the light L can be obtained.

このような構成の検出部830によれば、例えば、自然状態における内面620B’の各部の座標値を基準座標値として記憶しておき、この基準座標値と、内面620B’の各部の座標値と、をリアルタイムに比較することで、内面620B’の変形を検出することができる。さらに、検出部830は、内面620B’の変形に基づいて、弾性層620の変形、すなわち弾性層620への入力を検出することができる。 According to the detection unit 830 having such a configuration, for example, the coordinate values of each portion of the inner surface 620B′ in the natural state are stored as reference coordinate values, and the reference coordinate values and the coordinate values of each portion of the inner surface 620B′ are stored. , in real time, the deformation of the inner surface 620B' can be detected. Furthermore, the detection unit 830 can detect deformation of the elastic layer 620, that is, input to the elastic layer 620, based on the deformation of the inner surface 620B'.

このような第7実施形態によっても、前述した第6実施形態と同様の効果を発揮することができる。なお、検出部830は、1つの光学システム839を用いて内面620B’の各部の座標値を求めてもよいし、複数の光学システム839を用いて内面620B’の各部の座標値を求めてもよい。 Such a seventh embodiment can also exhibit the same effect as the above-described sixth embodiment. Note that the detection unit 830 may obtain the coordinate values of each portion of the inner surface 620B′ using one optical system 839, or may obtain the coordinate values of each portion of the inner surface 620B′ using a plurality of optical systems 839. good.

<第9実施形態>
次に、本発明の第9実施形態に係る画像表示システムについて説明する。
<Ninth Embodiment>
Next, an image display system according to a ninth embodiment of the invention will be described.

図30は、本発明の第9実施形態の入力装置を示す断面図である。 FIG. 30 is a cross-sectional view showing an input device according to a ninth embodiment of the invention.

本実施形態に係る画像表示システムは、入力装置の検出部の構成が異なること以外は、前述した第6実施形態の画像表示システムと同様である。 The image display system according to this embodiment is the same as the image display system according to the sixth embodiment described above, except that the configuration of the detection unit of the input device is different.

なお、以下の説明では、第9実施形態の画像表示システムに関し、前述した第6実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図30では前述した実施形態と同様の構成について、同一符号を付している。 In the following description, the image display system of the ninth embodiment will be described with a focus on the differences from the sixth embodiment described above, and the description of the same items will be omitted. Also, in FIG. 30, the same reference numerals are assigned to the same configurations as in the above-described embodiment.

本実施形態の検出部840は、断面計測法、特に光切断法によって、弾性層620の変形を三次元的に検出する。具体的には、スリット状の光Lを内面620B’に照射し、内面620B’に写った光Lの形状に基づいて、弾性層620の変形を検出する。このような断面計測法(光切断法)を用いることで、弾性層620の変形を比較的簡単に、かつ、精度よく検出することができる。 The detection unit 840 of the present embodiment three-dimensionally detects deformation of the elastic layer 620 by a cross-sectional measurement method, particularly a light section method. Specifically, the inner surface 620B' is irradiated with a slit-shaped light L, and the deformation of the elastic layer 620 is detected based on the shape of the light L reflected on the inner surface 620B'. By using such a cross-sectional measurement method (optical section method), deformation of the elastic layer 620 can be detected relatively easily and accurately.

図30に示すように、検出部840は、光反射層620Bの内面620B’に向けて光Lを出射する光源841と、光Lをスリット状にするスリット光形成部842と、光Lの光軸からずれた位置に設けられ、内面620B’に写ったスリット状の光Lを撮像する撮像素子844と、内面620B’と撮像素子844との間に位置するレンズ系845と、を有する光学システム846を備えている。 As shown in FIG. 30, the detection unit 840 includes a light source 841 that emits light L toward the inner surface 620B′ of the light reflecting layer 620B, a slit light forming unit 842 that forms the light L into a slit, An optical system having an imaging element 844 which is provided at an off-axis position and captures the slit-shaped light L reflected on the inner surface 620B′, and a lens system 845 positioned between the inner surface 620B′ and the imaging element 844. 846 is provided.

このような構成では、撮像素子844によって取得された画像、すなわち内面620B’に写る光Lの形状に基づいて、内面620B’の光Lが写っている部分の断面形状を取得することができる。そのため、例えば、スリット状の光Lを内面620B’の全域に走査し、内面620B’の各部の断面形状を取得することで、内面620B’の形状を検出することができる。 With such a configuration, the cross-sectional shape of the portion of the inner surface 620B' where the light L is captured can be obtained based on the image captured by the imaging device 844, that is, the shape of the light L reflected on the inner surface 620B'. Therefore, for example, the shape of the inner surface 620B' can be detected by scanning the entire inner surface 620B' with the slit-shaped light L and obtaining the cross-sectional shape of each portion of the inner surface 620B'.

このような構成の検出部840によれば、例えば、自然状態における内面620B’の形状を基準形状として記憶しておき、この基準形状と内面620B’の形状とをリアルタイムに比較することで、内面620B’の変形を検出することができる。さらに、検出部840は、内面620B’の変形に基づいて、弾性層620の変形、すなわち弾性層620への入力を検出することができる。 According to the detection unit 840 having such a configuration, for example, the shape of the inner surface 620B′ in the natural state is stored as a reference shape, and the reference shape and the shape of the inner surface 620B′ are compared in real time to detect the inner surface 620B′. A deformation of 620B' can be detected. Further, the detection unit 840 can detect deformation of the elastic layer 620, that is, input to the elastic layer 620, based on the deformation of the inner surface 620B'.

このような第9実施形態によっても、前述した第6実施形態と同様の効果を発揮することができる。なお、検出部840は、1つの光学システム846を用いて内面620B’の全域の形状を検出してもよいし、複数の光学システム846を用いて内面620B’の全域の形状を検出してもよい。 Such a ninth embodiment can also exhibit the same effect as the above-described sixth embodiment. Note that the detection unit 840 may detect the shape of the entire inner surface 620B′ using one optical system 846, or may detect the shape of the entire inner surface 620B′ using a plurality of optical systems 846. good.

<第10実施形態>
次に、本発明の第10実施形態に係る画像表示システムについて説明する。
<Tenth Embodiment>
Next, an image display system according to a tenth embodiment of the invention will be described.

図31は、本発明の第10実施形態の入力装置を示す断面図である。 FIG. 31 is a cross-sectional view showing an input device according to the tenth embodiment of the invention.

本実施形態に係る画像表示システムは、入力装置の検出部の構成が異なること以外は、前述した第6実施形態の画像表示システムと同様である。 The image display system according to this embodiment is the same as the image display system according to the sixth embodiment described above, except that the configuration of the detection unit of the input device is different.

なお、以下の説明では、第10実施形態の画像表示システムに関し、前述した第6実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図31では前述した実施形態と同様の構成について、同一符号を付している。 In the following description, the image display system of the tenth embodiment will be described with a focus on differences from the sixth embodiment described above, and descriptions of the same items will be omitted. Also, in FIG. 31, the same reference numerals are assigned to the same configurations as in the above-described embodiment.

本実施形態の検出部850は、等高線計測法、特に、モアレ縞を用いたモアレトポグラフィー法によって、弾性層620の変形を三次元的に検出する。具体的には、内面620B’のモアレ縞画像を取得し、このモアレ縞画像に基づいて、弾性層620の変形を検出する。このような等高線計測法を用いることで、弾性層620の変形を比較的簡単に、かつ、精度よく検出することができる。以下、検出部850について簡単に説明する。 The detection unit 850 of the present embodiment three-dimensionally detects deformation of the elastic layer 620 by a contour measurement method, particularly a moire topography method using moire fringes. Specifically, a moiré fringe image of the inner surface 620B' is acquired, and deformation of the elastic layer 620 is detected based on this moiré fringe image. By using such a contour line measurement method, the deformation of the elastic layer 620 can be detected relatively easily and accurately. The detection unit 850 will be briefly described below.

図31に示すように、検出部850は、光Lを出射する光源851と、撮像素子852と、光源851および撮像素子852と内面620B’との間に設けられた格子853と、を有する光学システム854を備えている。 As shown in FIG. 31, the detection unit 850 includes a light source 851 that emits light L, an imaging device 852, and a grating 853 provided between the light source 851 and the imaging device 852 and the inner surface 620B′. A system 854 is provided.

このような構成では、格子853を通った光源851からの光Lと、格子853を通して撮像素子852で見える部分と、が交差する部分が撮像素子852により撮像される部分であり、この交点を連ねた面に実質的な等高面が作られ、撮像素子852で取得した画像には、前記等高面に応じたモアレ縞が映し出される。この画像をモアレ縞画像とすれば、当該モアレ縞画像に基づいて、内面620B’の形状を取得することができる。 In such a configuration, the portion where the light L from the light source 851 that has passed through the grating 853 and the portion that can be seen by the imaging device 852 through the grating 853 intersects is the portion that is imaged by the imaging device 852. A substantially contoured surface is formed on the surface, and moire fringes corresponding to the contoured surface appear in the image acquired by the imaging device 852 . If this image is a moiré fringe image, the shape of the inner surface 620B' can be obtained based on the moiré fringe image.

このような構成の検出部850によれば、例えば、自然状態における内面620B’の形状を基準形状として記憶しておき、この基準形状と、リアルタイムに求められた内面620B’の形状と、を比較することで、内面620B’の変形を検出することができる。さらに、検出部850は、内面620B’の変形に基づいて、弾性層620の変形、すなわち弾性層620への入力を検出することができる。 According to the detection unit 850 having such a configuration, for example, the shape of the inner surface 620B′ in the natural state is stored as a reference shape, and this reference shape is compared with the shape of the inner surface 620B′ obtained in real time. By doing so, the deformation of the inner surface 620B' can be detected. Further, the detection unit 850 can detect deformation of the elastic layer 620, that is, input to the elastic layer 620, based on the deformation of the inner surface 620B'.

このような第10実施形態によっても、前述した第6実施形態と同様の効果を発揮することができる。なお、検出部850は、1つの光学システム854を用いて内面620B’の全域の形状を検出してもよいし、複数の光学システム854を用いて内面620B’の全域の形状を検出してもよい。 Such a tenth embodiment can also exhibit the same effect as the sixth embodiment described above. Note that the detection unit 850 may detect the shape of the entire inner surface 620B′ using one optical system 854, or may detect the shape of the entire inner surface 620B′ using a plurality of optical systems 854. good.

<第11実施形態>
次に、本発明の第11実施形態に係る画像表示システムについて説明する。
<Eleventh Embodiment>
Next, an image display system according to the eleventh embodiment of the present invention will be described.

図32は、本発明の第11実施形態の入力装置を示す断面図である。 FIG. 32 is a cross-sectional view showing an input device according to the eleventh embodiment of the invention.

本実施形態に係る画像表示システムは、入力装置の検出部の構成が異なること以外は、前述した第6実施形態の画像表示システムと同様である。 The image display system according to this embodiment is the same as the image display system according to the sixth embodiment described above, except that the configuration of the detection unit of the input device is different.

なお、以下の説明では、第11実施形態の画像表示システムに関し、前述した第6実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図32では前述した実施形態と同様の構成について、同一符号を付している。 In the following description, the image display system of the eleventh embodiment will be described with a focus on the differences from the sixth embodiment described above, and the description of the same items will be omitted. Moreover, in FIG. 32, the same reference numerals are given to the same configurations as in the above-described embodiment.

本実施形態の検出部860は、パターン投影法によって、弾性層620の変形を検出する。パターン投影法を用いることで、弾性層620の変形を比較的簡単に、かつ、精度よく検出することができる。図32に示すように、検出部860は、光Lからなる基準パターンを内面620B’に投影する画像投影部861と、画像投影部861の光軸からずれた位置から内面620B’に投影された基準パターンを撮像する撮像素子862と、を有する光学システム863を備えている。このような構成では、撮像素子862で取得した画像に写る基準パターンの形状に基づいて、基準パターンが投影されている部分の内面620B’の形状を検出することができる。そのため、例えば、内面620B’の全域に基準パターンを投影することで、内面620B’の形状を検出することができる。なお、内面620B’に投影する基準パターンとしては、特に限定されず、例えば、平行な直線が離間して並ぶ格子状のパターンを用いることができる。 The detection unit 860 of this embodiment detects deformation of the elastic layer 620 by a pattern projection method. By using the pattern projection method, the deformation of the elastic layer 620 can be detected relatively easily and accurately. As shown in FIG. 32, the detection unit 860 includes an image projection unit 861 that projects a reference pattern made up of light L onto the inner surface 620B′, and an image projection unit 861 that projects a reference pattern onto the inner surface 620B′ from a position shifted from the optical axis of the image projection unit 861. and an optical system 863 having an imaging element 862 for imaging the reference pattern. With such a configuration, it is possible to detect the shape of the inner surface 620B' on which the reference pattern is projected, based on the shape of the reference pattern captured in the image acquired by the imaging element 862. FIG. Therefore, for example, the shape of the inner surface 620B' can be detected by projecting the reference pattern over the entire inner surface 620B'. The reference pattern to be projected onto the inner surface 620B' is not particularly limited, and for example, a lattice pattern in which parallel straight lines are spaced apart from each other can be used.

このような構成の検出部860によれば、例えば、自然状態における内面620B’の形状を基準形状として記憶しておき、この基準形状と、リアルタイムに求められた内面620B’の形状と、を比較することで、内面620B’の変形を検出することができる。さらに、検出部860は、内面620B’の変形に基づいて、弾性層620の変形、すなわち弾性層620への入力を検出することができる。 According to the detection unit 860 having such a configuration, for example, the shape of the inner surface 620B′ in the natural state is stored as a reference shape, and this reference shape is compared with the shape of the inner surface 620B′ obtained in real time. By doing so, the deformation of the inner surface 620B' can be detected. Further, the detection unit 860 can detect deformation of the elastic layer 620, that is, input to the elastic layer 620, based on the deformation of the inner surface 620B'.

このような第11実施形態によっても、前述した第6実施形態と同様の効果を発揮することができる。なお、検出部860は、1つの光学システム863を用いて内面620B’の全域の形状を検出してもよいし、複数の光学システム863を用いて内面620B’の全域の形状を検出してもよい。 Such an eleventh embodiment can also exhibit the same effect as the sixth embodiment described above. Note that the detection unit 860 may detect the shape of the entire inner surface 620B′ using one optical system 863, or may detect the shape of the entire inner surface 620B′ using a plurality of optical systems 863. good.

<第12実施形態>
次に、本発明の第12実施形態に係る画像表示システムについて説明する。
<Twelfth Embodiment>
Next, an image display system according to a twelfth embodiment of the invention will be described.

図33は、本発明の第12実施形態の入力装置を示す断面図である。 FIG. 33 is a cross-sectional view showing an input device according to a twelfth embodiment of the invention.

本実施形態に係る画像表示システムは、入力装置の検出部の構成が異なること以外は、前述した第6実施形態の画像表示システムと同様である。 The image display system according to this embodiment is the same as the image display system according to the sixth embodiment described above, except that the configuration of the detection unit of the input device is different.

なお、以下の説明では、第12実施形態の画像表示システムに関し、前述した第6実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図33では前述した実施形態と同様の構成について、同一符号を付している。 In the following description, the image display system of the twelfth embodiment will be described with a focus on the differences from the sixth embodiment described above, and the description of the same items will be omitted. In addition, in FIG. 33, the same reference numerals are assigned to the same configurations as in the above-described embodiment.

本実施形態の検出部870は、位相シフト法によって、弾性層620の変形を検出する。位相シフト法を用いることで、弾性層620の変形を比較的簡単に、かつ、精度よく検出することができる。図33に示すように、検出部870は、基準パターンを内面620B’に投影する画像投影部871と、画像投影部871の光軸からずれた位置から内面620B’に投影された基準パターンを撮像する撮像素子872と、を有する光学システム873を備えている。 The detection unit 870 of this embodiment detects deformation of the elastic layer 620 by a phase shift method. By using the phase shift method, the deformation of the elastic layer 620 can be detected relatively easily and accurately. As shown in FIG. 33, the detection unit 870 captures an image projection unit 871 that projects the reference pattern onto the inner surface 620B′ and the reference pattern projected onto the inner surface 620B′ from a position shifted from the optical axis of the image projection unit 871. and an optical system 873 having an imaging device 872 that

このような構成では、例えば、基準パターンとして、輝度値の明暗で正弦波を表した縞パターンを内面620B’に投影し、内面620B’に投影された基準パターンを撮像素子872で撮像する。基準パターンは、π/2ずつずらして4回投影され、その都度、撮像素子872で撮像する。こうして得られた4つの画像から、基準パターンが投影されている部分の内面620B’の形状を検出することができる。なお、基準パターンや基準パターンのずらし方等は、特に限定されない。 In such a configuration, for example, as a reference pattern, a fringe pattern representing a sine wave with brightness values is projected onto the inner surface 620B′, and the image sensor 872 captures an image of the reference pattern projected on the inner surface 620B′. The reference pattern is shifted by π/2 and projected four times, and each time the image is captured by the imaging device 872 . From the four images thus obtained, the shape of the inner surface 620B' where the reference pattern is projected can be detected. Note that the reference pattern, the method of shifting the reference pattern, and the like are not particularly limited.

このような構成の検出部870によれば、例えば、自然状態における内面620B’の形状を基準形状として記憶しておき、この基準形状と、リアルタイムに求められた内面620B’の形状と、を比較することで、内面620B’の変形を検出することができる。さらに、検出部870は、内面620B’の変形に基づいて、弾性層620の変形、すなわち弾性層620への入力を検出することができる。 According to the detection unit 870 having such a configuration, for example, the shape of the inner surface 620B′ in the natural state is stored as a reference shape, and this reference shape is compared with the shape of the inner surface 620B′ obtained in real time. By doing so, the deformation of the inner surface 620B' can be detected. Furthermore, the detection unit 870 can detect deformation of the elastic layer 620, that is, input to the elastic layer 620, based on the deformation of the inner surface 620B'.

このような第12実施形態によっても、前述した第6実施形態と同様の効果を発揮することができる。なお、検出部870は、1つの光学システム873を用いて内面620B’の全域の形状を検出してもよいし、複数の光学システム873を用いて内面620B’の全域の形状を検出してもよい。 Such a twelfth embodiment can also exhibit the same effect as the sixth embodiment described above. Note that the detection unit 870 may detect the shape of the entire inner surface 620B′ using one optical system 873, or may detect the shape of the entire inner surface 620B′ using a plurality of optical systems 873. good.

なお、前述した第6実施形態から本実施形態まで、光学的な方法によって内面620B’の形状変化を検出し、これにより、弾性入力部600への入力を検出する方法について説明したが、内面620B’の形状変化を検出する方法としては、第6実施形態から本実施形態に限定されない。すなわち、内面620B’の形状を検出することができれば、如何なる方法を用いてもよい。例えば、いわゆる「点計測式」の方法であれば、前述した第6、第7、第8実施形態で説明した光プローブ方式の他にも、超音波プローブを用いた超音波方式、磁気を利用した磁気方式等を用いることができる。また、いわゆる「面計測式」の方法であれば、シルエット法、光包絡線法、前述した第9実施形態で説明した光切断法等を含む断面計測方式、干渉縞法、ホログラフィ法、前述した第10実施形態のモアレトポグラフィー法等を含む等高線計測方式を用いることができる。 Note that, from the sixth embodiment described above to the present embodiment, the method of detecting the change in shape of the inner surface 620B′ by an optical method and thereby detecting the input to the elastic input section 600 has been described. ' is not limited to the sixth embodiment to the present embodiment. That is, any method may be used as long as the shape of the inner surface 620B' can be detected. For example, if it is a so-called "point measurement type" method, in addition to the optical probe method described in the sixth, seventh, and eighth embodiments, an ultrasonic method using an ultrasonic probe and a magnetic method are used. A magnetic method or the like can be used. In addition, if it is a so-called "surface measurement type" method, the silhouette method, the optical envelope method, the cross-sectional measurement method including the light section method described in the ninth embodiment, the interference fringe method, the holography method, the above-described method, etc. A contour measurement method including the moire topography method of the tenth embodiment can be used.

<第13実施形態>
次に、本発明の第13実施形態に係る画像表示システムについて説明する。
<Thirteenth Embodiment>
Next, an image display system according to a thirteenth embodiment of the present invention will be described.

図34は、本発明の第13実施形態の入力装置を示す断面図である。 FIG. 34 is a sectional view showing an input device according to a thirteenth embodiment of the invention.

本実施形態に係る画像表示システムは、入力装置の弾性入力部の構成が異なること以外は、前述した第2実施形態の画像表示システムと同様である。 The image display system according to this embodiment is the same as the image display system according to the second embodiment described above, except that the configuration of the elastic input section of the input device is different.

なお、以下の説明では、第13実施形態の画像表示システムに関し、前述した第2実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図34では前述した実施形態と同様の構成について、同一符号を付している。 In the following description, the image display system of the thirteenth embodiment will be described with a focus on the differences from the second embodiment described above, and the description of the same items will be omitted. In addition, in FIG. 34, the same reference numerals are given to the same configurations as in the above-described embodiment.

図34に示すように、弾性層620は、筐体610の外周面に配置された光透過層620Aと、光透過層620Aの表面に積層された画像表示層620Cと、を有している。光透過層620Aは、光透過性を有しており、特に、本実施形態では実質的に無色透明である。一方、画像表示層620Cは、光反射性を有しており、後述する画像投影部890からの光によって画像が表示される層である。光透過層620Aは、弾性入力部600への入力時に画像表示層620Cと共に変形し、画像表示層620Cの内面620C’の形状変化を許容する機能を有している。 As shown in FIG. 34, the elastic layer 620 has a light transmission layer 620A arranged on the outer peripheral surface of the housing 610 and an image display layer 620C laminated on the surface of the light transmission layer 620A. The light-transmitting layer 620A has light-transmitting properties, and in particular, is substantially colorless and transparent in this embodiment. On the other hand, the image display layer 620C has light reflectivity, and is a layer on which an image is displayed by light from an image projection section 890, which will be described later. The light transmission layer 620A has a function of deforming together with the image display layer 620C at the time of input to the elastic input section 600 and allowing the shape change of the inner surface 620C' of the image display layer 620C.

また、本実施形態の入力装置200は、筐体610内に配置された画像投影部890を有している。なお、画像投影部890としては、特に限定されないが、例えば、液晶型のプロジェクター、光走査型のプロジェクター等を有する構成とすることができる。 The input device 200 of this embodiment also has an image projection unit 890 arranged inside the housing 610 . Although the image projection unit 890 is not particularly limited, for example, a liquid crystal projector, an optical scanning projector, or the like can be used.

そして、画像投影部890からの光によって画像表示層620Cの内面620C’に所定の画像が表示されるようになっている。特に、本実施形態では、画像投影部890によって画像表示層620Cの内面620C’に、マーカーMが表示される。すなわち、本実施形態の入力装置200では、内面620C’にマーカーMを表示することで、弾性層620にマーカーMを配置している。これにより、マーカーMのパターンを目的に応じて変更することができるため、入力装置200は、優れた利便性を発揮することができる。 A predetermined image is displayed on the inner surface 620C' of the image display layer 620C by the light from the image projection unit 890. FIG. In particular, in this embodiment, the image projection unit 890 displays the marker M on the inner surface 620C' of the image display layer 620C. That is, in the input device 200 of the present embodiment, the markers M are arranged on the elastic layer 620 by displaying the markers M on the inner surface 620C'. Accordingly, since the pattern of the marker M can be changed according to the purpose, the input device 200 can exhibit excellent convenience.

このようなマーカーMは、内面620C’の変形に伴って変位するため、検出部630は、マーカーMの変位を検出することで、内面620C’の変形を検出することができる。さらに、検出部630は、内面620C’の変形に基づいて、弾性層620の変形、すなわち弾性層620への入力を検出することができる。 Since such markers M are displaced along with the deformation of the inner surface 620C', the detector 630 can detect the deformation of the inner surface 620C' by detecting the displacement of the markers M. Furthermore, the detection unit 630 can detect deformation of the elastic layer 620, that is, input to the elastic layer 620, based on the deformation of the inner surface 620C'.

このような第13実施形態によっても、前述した第2実施形態と同様の効果を発揮することができる。 Such a thirteenth embodiment can also exhibit the same effect as the above-described second embodiment.

<第14実施形態>
次に、本発明の第14実施形態に係る画像表示システムについて説明する。
<14th Embodiment>
Next, an image display system according to a fourteenth embodiment of the invention will be described.

図35ないし図37は、それぞれ、本発明の第14実施形態の入力装置を示す断面図である。 35 to 37 are cross-sectional views showing the input device according to the fourteenth embodiment of the present invention.

本実施形態に係る画像表示システムは、入力装置の弾性入力部の構成が異なること以外は、前述した第2実施形態の画像表示システムと同様である。 The image display system according to this embodiment is the same as the image display system according to the second embodiment described above, except that the configuration of the elastic input section of the input device is different.

なお、以下の説明では、第14実施形態の画像表示システムに関し、前述した第2実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図35ないし図37では前述した実施形態と同様の構成について、同一符号を付している。 In the following description, the image display system of the 14th embodiment will be described with a focus on the differences from the second embodiment described above, and the description of the same items will be omitted. Further, in FIGS. 35 to 37, the same reference numerals are given to the same configurations as in the above-described embodiment.

図35に示すように、本実施形態の入力装置200では、第1マーカー621は、第1弾性層624と第2弾性層625との間に配置され、膜状(シート状)をなしている。また、第2マーカー622は、第2弾性層625と第3弾性層626との間に配置され、膜状(シート状)をなしている。また、第3マーカー623は、第3弾性層626と保護層627との間に配置され、膜状(シート状)をなしている。これら第1、第2、第3マーカー621、622、623は、それぞれ、弾性層620の変形に伴って変形する。 As shown in FIG. 35, in the input device 200 of the present embodiment, the first marker 621 is arranged between the first elastic layer 624 and the second elastic layer 625 and has a film shape (sheet shape). . The second marker 622 is arranged between the second elastic layer 625 and the third elastic layer 626 and has a film shape (sheet shape). The third marker 623 is arranged between the third elastic layer 626 and the protective layer 627 and has a film shape (sheet shape). These first, second, and third markers 621 , 622 , 623 deform as the elastic layer 620 deforms.

また、第1マーカー621、第2マーカー622および第3マーカー623は、それぞれ、特定の波長の光を反射し、それ以外の波長の光を透過する。また、第1マーカー621、第2マーカー622および第3マーカー623は、それぞれ、反射する光の波長が異なっている。このような第1マーカー621、第2マーカー622および第3マーカー623としては、例えば、ダイクロイックフィルター等の光学フィルターを用いることができる。 Also, the first marker 621, the second marker 622, and the third marker 623 each reflect light of a specific wavelength and transmit light of other wavelengths. Also, the first marker 621, the second marker 622, and the third marker 623 have different wavelengths of reflected light. As such first marker 621, second marker 622 and third marker 623, for example, optical filters such as dichroic filters can be used.

また、本実施形態の入力装置200は、前述した第6実施形態で用いられている検出部810を有している。また、図35~図37に示すように、検出部810は、第1マーカー621の変形を検出する第1検出部810Aと、第2マーカー622の変形を検出する第2検出部810Bと、第3マーカー623の変形を検出する第3検出部810Cと、を有している。 Further, the input device 200 of this embodiment has the detection section 810 used in the sixth embodiment described above. 35 to 37, the detection unit 810 includes a first detection unit 810A that detects deformation of the first marker 621, a second detection unit 810B that detects deformation of the second marker 622, and a second detection unit 810B that detects deformation of the second marker 622. and a third detection unit 810C that detects deformation of the 3-marker 623 .

図35に示すように、第1検出部810Aでは、光源811から第1マーカー621で反射される波長の光L1が出射される。一方、半導体位置検出素子812には、光L1を透過し、後述する光L2、L3の透過を阻止する図示しないバンドパスフィルターが配置されている。そのため、第1検出部810Aは、光L1を用いて、第1マーカー621の変形を検出することができる。第1検出部810Aは、例えば、自然状態における第1マーカー621の各部の座標値を基準座標値として記憶しておき、この基準座標値と、第1マーカー621の各部の座標値と、をリアルタイムに比較することで、第1マーカー621の変形を検出することができる。 As shown in FIG. 35, in the first detector 810A, the light source 811 emits light L1 having a wavelength reflected by the first marker 621. As shown in FIG. On the other hand, the semiconductor position detection element 812 is provided with a bandpass filter (not shown) that transmits the light L1 and blocks the transmission of the light L2 and L3, which will be described later. Therefore, the first detection unit 810A can detect deformation of the first marker 621 using the light L1. For example, the first detection unit 810A stores the coordinate values of each part of the first marker 621 in the natural state as reference coordinate values, and detects the reference coordinate values and the coordinate values of each part of the first marker 621 in real time. , the deformation of the first marker 621 can be detected.

また、図36に示すように、第2検出部810Bでは、光源811から第2マーカー622で反射される波長の光L2が出射される。なお、この光L2は、第1マーカー621を透過する。一方、半導体位置検出素子812には、光L2を透過し、光L1、L3の透過を阻止する図示しないバンドパスフィルターが配置されている。そのため、第2検出部810Bは、光L2を用いて、第2マーカー622の変形を検出することができる。第2検出部810Bは、例えば、自然状態における第2マーカー622の各部の座標値を基準座標値として記憶しておき、この基準座標値と、第2マーカー622の各部の座標値と、をリアルタイムに比較することで、第2マーカー622の変形を検出することができる。 Further, as shown in FIG. 36, in the second detection section 810B, light L2 having a wavelength reflected by the second marker 622 is emitted from the light source 811. As shown in FIG. Note that this light L2 passes through the first marker 621 . On the other hand, the semiconductor position detecting element 812 is provided with a band-pass filter (not shown) that transmits the light L2 and blocks the transmission of the light L1 and L3. Therefore, the second detector 810B can detect deformation of the second marker 622 using the light L2. For example, the second detection unit 810B stores the coordinate values of each part of the second marker 622 in the natural state as reference coordinate values, and detects the reference coordinate values and the coordinate values of each part of the second marker 622 in real time. , the deformation of the second marker 622 can be detected.

また、図37に示すように、第3検出部810Cでは、光源811から第3マーカー623で反射される波長の光L3が出射される。なお、この光L3は、第1マーカー621および第2マーカー622を透過する。一方、半導体位置検出素子812には、光L3を透過し、光L1、L2の透過を阻止する図示しないバンドパスフィルターが配置されている。そのため、第3検出部810Cは、光L3を用いて、第3マーカー623の変形を検出することができる。第3検出部810Cは、例えば、自然状態における第3マーカー623の各部の座標値を基準座標値として記憶しておき、この基準座標値と、第3マーカー623の各部の座標値と、をリアルタイムに比較することで、第3マーカー623の変形を検出することができる。 Further, as shown in FIG. 37, in the third detector 810C, the light source 811 emits light L3 having a wavelength reflected by the third marker 623. As shown in FIG. Note that this light L3 passes through the first marker 621 and the second marker 622 . On the other hand, the semiconductor position detecting element 812 is provided with a bandpass filter (not shown) that transmits the light L3 and blocks the transmission of the light L1 and L2. Therefore, the third detector 810C can detect deformation of the third marker 623 using the light L3. For example, the third detection unit 810C stores the coordinate values of each part of the third marker 623 in the natural state as reference coordinate values, and detects the reference coordinate values and the coordinate values of each part of the third marker 623 in real time. , the deformation of the third marker 623 can be detected.

このような構成の検出部810によれば、第1検出部810Aで検出された第1マーカー621の変形、第2検出部810Bで検出された第2マーカー622の変形および第3検出部810Cで検出された第3マーカー623の変形に基づいて弾性層620の変形を検出することができる。 According to the detection unit 810 having such a configuration, the deformation of the first marker 621 detected by the first detection unit 810A, the deformation of the second marker 622 detected by the second detection unit 810B, and the deformation of the second marker 622 detected by the third detection unit 810C Deformation of the elastic layer 620 can be detected based on the detected deformation of the third marker 623 .

このような第14実施形態によっても、前述した第2実施形態と同様の効果を発揮することができる。なお、本実施形態では、3つの検出部810A、810B、810Cを有しているが、これに限定されず、1つの検出部810を有する構成であってもよい。この場合には、例えば、光源811が光L1、L2、L3を周期的に切り替えて出射するように構成し、第1、第2、第3マーカー621、622、623の変形を時分割で検出するようにすればよい。 Such a 14th embodiment can also exhibit the same effect as the above-described second embodiment. Although the present embodiment includes three detection units 810A, 810B, and 810C, the configuration is not limited to this, and one detection unit 810 may be provided. In this case, for example, the light source 811 is configured to cyclically switch and emit the lights L1, L2, and L3, and the deformation of the first, second, and third markers 621, 622, and 623 is detected in a time division manner. You should do it.

また、検出部810に替えて、例えば、前述した第7実施形態から第12実施形態で説明したような検出部820、830、840、850、860、870を用いてもよい。 Also, instead of the detection unit 810, for example, the detection units 820, 830, 840, 850, 860, and 870 described in the seventh to twelfth embodiments may be used.

<第15実施形態>
次に、本発明の第15実施形態に係る画像表示システムについて説明する。
<Fifteenth embodiment>
Next, an image display system according to a fifteenth embodiment of the present invention will be described.

図38は、本発明の第15実施形態の入力装置を示す平面図である。図39は、仮想立体構造物の一例を示す図である。図40は、仮想立体構造物の加工方法を示す図である。図41ないし図43は、それぞれ、報知部の作動を説明するための図である。 FIG. 38 is a plan view showing an input device according to the fifteenth embodiment of the invention. FIG. 39 is a diagram showing an example of a virtual three-dimensional structure. FIG. 40 is a diagram showing a method of processing a virtual three-dimensional structure. 41 to 43 are diagrams for explaining the operation of the notification unit.

本実施形態に係る画像表示システムは、入力装置の構成が異なること以外は、前述した第1実施形態の画像表示システムと同様である。 The image display system according to this embodiment is the same as the image display system of the first embodiment described above, except that the configuration of the input device is different.

入力装置700は、図38に示すように、使用者が把持して使用するものである。入力装置700は、長尺な板状をなす基体710を有している。基体710は、例えば、両端部において両手で把持される。基体710の形状としては、特に限定されず、例えば、棒状をなしていてもよい。また、図示しないが、基体710には、例えば、腕を通すことのできるストラップ等の、基体710の落下を防止することのできる落下防止部が設けられていることが好ましい。 The input device 700 is held and used by the user, as shown in FIG. The input device 700 has an elongated plate-shaped base 710 . The base 710 is, for example, grasped with both hands at both ends. The shape of the base 710 is not particularly limited, and may be, for example, a rod shape. Moreover, although not shown, the base 710 is preferably provided with a fall prevention portion, such as a strap through which the arm can be passed, which can prevent the base 710 from falling.

また、入力装置700は、基体710に設けられ、互いに離間した第1位置基準部720および第2位置基準部730と、基体710に設けられ、所定方向Zを検出する方向検出部740と、を有している。そして、第1位置基準部720および第2位置基準部730で定まる仮想直線Lvと、所定方向Zと、で定まる仮想面Fの情報(以下、「仮想面情報」ともいう。)が生成されるようになっている。なお、仮想直線Lvは、第1位置基準部720および第2位置基準部730を結ぶ仮想直線として定めることができ、また、第1位置基準部720および第2位置基準部730を結ぶ仮想直線とほぼ平行な仮想直線として定めることができる。また、仮想面Fは、例えば、上記のようにして定められた仮想直線Lvと、この仮想直線Lvと交わり所定方向Zに沿う軸と、を含む仮想面として定めることができる。 Further, the input device 700 includes a first position reference portion 720 and a second position reference portion 730 provided on the base 710 and separated from each other, and a direction detection portion 740 provided on the base 710 for detecting the predetermined direction Z. have. Then, information (hereinafter also referred to as “virtual surface information”) of the virtual plane F determined by the virtual straight line Lv determined by the first position reference portion 720 and the second position reference portion 730 and the predetermined direction Z is generated. It's like Note that the virtual straight line Lv can be defined as a virtual straight line connecting the first position reference portion 720 and the second position reference portion 730, and can also be defined as a virtual straight line connecting the first position reference portion 720 and the second position reference portion 730. It can be defined as almost parallel imaginary straight lines. Also, the virtual plane F can be defined as a virtual plane including, for example, the virtual straight line Lv defined as described above and an axis that intersects with the virtual straight line Lv and extends along the predetermined direction Z.

特に、本実施形態では、所定方向Zは、鉛直方向である。そのため、仮想面Fは、鉛直方向と平行な平面、言い換えると、鉛直方向を面内に含む平面で構成される。このような向きの仮想面Fとすることで、後述するように、仮想面Fに基づいて画面310中に表示される仮想加工用具900の姿勢が自然なものとなり、仮想加工用具900を用いて仮想立体構造物Xを加工し易くなる。なお、所定方向Zは、鉛直方向に限定されず、例えば、水平方向であってもよいし、鉛直方向および水平方向の両方に対して傾斜した方向であってもよい。 In particular, in this embodiment, the predetermined direction Z is the vertical direction. Therefore, the virtual plane F is composed of a plane parallel to the vertical direction, in other words, a plane including the vertical direction. By setting the virtual plane F in such a direction, as will be described later, the posture of the virtual machining tool 900 displayed on the screen 310 based on the virtual plane F becomes natural. It becomes easier to process the virtual three-dimensional structure X. Note that the predetermined direction Z is not limited to the vertical direction, and may be, for example, a horizontal direction or a direction inclined with respect to both the vertical direction and the horizontal direction.

画像表示システム100は、仮想面情報を生成する生成部500を有している。生成部500は、例えば、基体710に内蔵されていたり、端末400や画像表示装置300に内蔵されていたりする。なお、本実施形態では、生成部500は、端末400に内蔵されている。また、生成部500が生成する仮想面情報には、仮想面Fの傾きおよび仮想面Fの位置が含まれている。 The image display system 100 has a generator 500 that generates virtual plane information. The generation unit 500 is built in the base 710, or built in the terminal 400 or the image display device 300, for example. Note that the generation unit 500 is built in the terminal 400 in this embodiment. The virtual surface information generated by the generation unit 500 includes the tilt of the virtual surface F and the position of the virtual surface F. FIG.

第1位置基準部720および第2位置基準部730の構成は、それぞれ、現実空間内でのその位置を検知することができれば特に限定されず、例えば、GPS(Globle Postioning System)等の空間内での位置を検知する装置や、気圧センサー等の空間内での高さ(高度)を検知する装置や、3軸加速度センサー(互いに直交するX軸、Y軸およびZ軸のそれぞれの軸方向の加速度を検知することのできるセンサー)および3軸角速度センサー(互いに直交するX軸、Y軸およびZ軸のそれぞれの軸まわりの角速度を検知することのできるセンサー)を組み合わせた6軸モーションセンサー等の傾きを検知する装置や、複数のカメラを用いた空間認識技術において各カメラで捉えられるポイント(マーカー)等の1つを用いてもよいし、2つ以上を組み合わせて用いてもよい。 The configurations of the first position reference unit 720 and the second position reference unit 730 are not particularly limited as long as their positions in the physical space can be detected. , a device that detects the height (altitude) in space such as an air pressure sensor, and a three-axis acceleration sensor (acceleration in each of the X, Y, and Z axes that are perpendicular to each other) sensor) and a 6-axis motion sensor that combines a 3-axis angular velocity sensor (a sensor that can detect angular velocity around each of the mutually orthogonal X, Y, and Z axes). or a point (marker) captured by each camera in space recognition technology using a plurality of cameras, or a combination of two or more.

また、第1位置基準部720および第2位置基準部730は、長尺状の基体710の両端部に設けられている。そのため、第1位置基準部720と第2位置基準部730を結ぶ線分(すなわち、仮想直線Lv)は、基体710の長手方向(延在方向)とほぼ一致している。後述するように、仮想面Fに基づいて画面310中に表示される仮想加工用具900は、仮想立体構造物Xと接触し、仮想立体構造物Xを削る刃部(接触部)920を有しており、刃部920の傾きは、仮想直線Lvの傾きに対応している。そのため、仮想直線Lvを基体710の長手方向(延在方向)とほぼ一致させることで、基体710の長手方向の傾きが刃部920の傾きに対応することになる。よって、使用者に、刃部920の傾きをイメージさせ易くなり、使用者は、画面310中において、より自然に、仮想立体構造物Xを加工することができる。 Also, the first position reference portion 720 and the second position reference portion 730 are provided at both ends of the elongated base 710 . Therefore, the line segment connecting the first position reference portion 720 and the second position reference portion 730 (that is, the virtual straight line Lv) substantially coincides with the longitudinal direction (extending direction) of the base 710 . As will be described later, the virtual processing tool 900 displayed on the screen 310 based on the virtual plane F has a blade portion (contact portion) 920 that comes into contact with the virtual three-dimensional structure X and cuts the virtual three-dimensional structure X. , and the inclination of the blade portion 920 corresponds to the inclination of the virtual straight line Lv. Therefore, by aligning the virtual straight line Lv substantially with the longitudinal direction (extending direction) of the base 710 , the inclination of the base 710 in the longitudinal direction corresponds to the inclination of the blade portion 920 . Therefore, it becomes easier for the user to imagine the inclination of the blade portion 920 , and the user can more naturally process the virtual three-dimensional structure X in the screen 310 .

方向検出部740は、所定方向Z(本実施形態では鉛直方向)を検出することができれば、特に限定されず、例えば、加速度センサーやジャイロセンサー、3軸加速度センサー(互いに直交するX軸、Y軸およびZ軸のそれぞれの軸方向の加速度を検知することのできるセンサー)や、3軸角速度センサー(互いに直交するX軸、Y軸およびZ軸のそれぞれの軸まわりの角速度を検知することのできるセンサー)や、これら加速度センサーと角速度センサーを組み合わせた軸モーションセンサー等の傾きを検知する装置を用いることができる。 The direction detection unit 740 is not particularly limited as long as it can detect a predetermined direction Z (vertical direction in this embodiment). and Z-axis), or a triaxial angular velocity sensor (a sensor capable of detecting angular velocity around each of the mutually orthogonal X-, Y-, and Z-axes). ), or an axial motion sensor combining an acceleration sensor and an angular velocity sensor.

次に、画像表示システム100の使用方法について一例を挙げて説明する。なお、以下では、画像表示システム100を用いて自動車のデザインを行う方法について説明するが、画像表示システム100の使用方法については、特に限定されない。 Next, an example of how to use the image display system 100 will be described. Although a method of designing an automobile using the image display system 100 will be described below, the method of using the image display system 100 is not particularly limited.

図39に示すように、画面310には、加工対象である仮想立体構造物Xと、仮想面Fに対応し、仮想立体構造物Xを加工するための仮想加工用具900と、が表示される。仮想加工用具900は、例えば、ヘラのような工具である。仮想加工用具900は、板状の本体910と、本体910に設けられ、仮想立体構造物Xに接触させる刃部920(接触部)とを有している。本体910の板面(主面)911は、仮想面Fと平行であり、刃部920の位置および傾きは、仮想直線Lv(基体710の延在方向)の位置および傾きに対応している。そのため、使用者は、自身が把持している入力装置700を刃部920と対応付けることができ、より直感的な入力(操作)が可能となる。また、画面310に仮想加工用具900が表示されることで、より現実空間に近い状態(感覚)で、仮想立体構造物Xを加工することができる。 As shown in FIG. 39, a screen 310 displays a virtual three-dimensional structure X to be processed and a virtual processing tool 900 for processing the virtual three-dimensional structure X corresponding to the virtual plane F. . A virtual processing tool 900 is, for example, a tool such as a spatula. The virtual processing tool 900 has a plate-like main body 910 and a blade portion 920 (contact portion) provided on the main body 910 and brought into contact with the virtual three-dimensional structure X. FIG. A plate surface (principal surface) 911 of the main body 910 is parallel to the virtual plane F, and the position and inclination of the blade portion 920 correspond to the position and inclination of the virtual straight line Lv (extending direction of the base 710). Therefore, the user can associate the input device 700 held by the user with the blade portion 920, thereby enabling more intuitive input (operation). In addition, by displaying the virtual processing tool 900 on the screen 310, the virtual three-dimensional structure X can be processed in a state (feeling) closer to the real space.

仮想立体構造物Xは、工業用クレイに見立てたものであり、仮想空間での位置が固定されている。そのため、使用者が移動することで、仮想立体構造物Xを前方から見たり、後方から見たり、横側から見たりすることができる。 The virtual three-dimensional structure X is likened to industrial clay, and its position in the virtual space is fixed. Therefore, by moving the user, the virtual three-dimensional structure X can be viewed from the front, from the rear, or from the side.

刃部920を仮想立体構造物Xに接触させることで、刃部920によって仮想立体構造物Xを加工することができる。具体的には、例えば、図40に示すように、入力装置700を操作して、仮想加工用具900の刃部920を仮想立体構造物Xの角に押し当てながらスライドさせると、その角を削り取ることができる。このように、入力装置700を用いて仮想加工用具900を操作し、仮想立体構造物Xを加工することで、自動車をデザインすることができる。 By bringing the blade portion 920 into contact with the virtual three-dimensional structure X, the virtual three-dimensional structure X can be processed by the blade portion 920 . Specifically, for example, as shown in FIG. 40, by operating the input device 700 and sliding the cutting edge 920 of the virtual processing tool 900 while pressing against the corner of the virtual three-dimensional structure X, the corner is scraped off. be able to. Thus, by operating the virtual processing tool 900 using the input device 700 and processing the virtual three-dimensional structure X, an automobile can be designed.

ここで、図38に示すように、入力装置700には少なくとも1つのボタンを有する入力部790が設けられている。入力部790としては、特に限定されず、例えば、仮想立体構造物Xの加工をキャンセルすることのできるキャンセルボタンや、仮想加工用具900の種類を変更する変更ボタン等を含む構成とすることができる。このような入力部790を有することで、仮想立体構造物Xの加工をより容易に行うことができる。なお、入力部790のボタンの配置としては、特に限定されないが、使用者が基体710を把持した状態で操作し易い場所に配置することが好ましい。本実施形態では、それぞれの手の親指で操作し易い位置に設けられている。 Here, as shown in FIG. 38, the input device 700 is provided with an input section 790 having at least one button. The input unit 790 is not particularly limited, and may include, for example, a cancel button for canceling processing of the virtual three-dimensional structure X, a change button for changing the type of the virtual processing tool 900, and the like. . By having such an input unit 790, the virtual three-dimensional structure X can be processed more easily. Although the arrangement of the buttons of the input unit 790 is not particularly limited, it is preferable that the buttons be arranged in places where the user can easily operate them while holding the base body 710 . In this embodiment, it is provided at a position where it is easy to operate with the thumb of each hand.

また、図38に示すように、入力装置700には報知部750が設けられている。報知部750は、基体710の一方の端部に配置された第1報知部751と、他方の端部に配置された第2報知部752と、を有している。そして、報知部750は、第1報知部751および第2報知部752によって、仮想立体構造物Xに対する刃部920の接触状態が報知されるようになっている。なお、前記「接触状態」には、例えば、仮想立体構造物Xに対する刃部920の接触強度や接触角度が挙げられる。報知部750により、使用者が仮想立体構造物Xに対する刃部920の接触状態を認識し易くなり、仮想立体構造物Xをより思い通りに加工することができる。 Further, as shown in FIG. 38, the input device 700 is provided with a notification section 750 . The notification section 750 has a first notification section 751 arranged at one end of the base 710 and a second notification section 752 arranged at the other end. The notification unit 750 is configured to notify the contact state of the blade part 920 with respect to the virtual three-dimensional structure X by the first notification unit 751 and the second notification unit 752 . The "contact state" includes, for example, the contact strength and contact angle of the blade part 920 with respect to the virtual three-dimensional structure X. The notification unit 750 makes it easier for the user to recognize the contact state of the blade part 920 with respect to the virtual three-dimensional structure X, so that the virtual three-dimensional structure X can be processed as desired.

また、第1報知部751および第2報知部752は、それぞれ、振動可能な振動部を有している。これら振動部としては、例えば、携帯電話(スマートフォンを含む)に内蔵されているような小型のバイブレーターを用いることができる。これにより、報知部750は、振動によって前記接触状態を使用者に報知することができる。そのため、より確実に、前記接触状態を使用者に報知することができる。ただし、報知部750の構成としては、接触状態を使用者に報知することができれば、特に限定されず、例えば、振動以外の手段(音、光等)で使用者に報知する構成となっていてもよい。 Also, the first notification section 751 and the second notification section 752 each have a vibration section capable of vibrating. As these vibrating units, for example, a small vibrator built in a mobile phone (including a smart phone) can be used. Accordingly, the notification unit 750 can notify the user of the contact state by vibration. Therefore, it is possible to more reliably notify the user of the contact state. However, the configuration of the notification unit 750 is not particularly limited as long as it can notify the user of the contact state. good too.

例えば、図41に示すように、刃部920を仮想立体構造物Xに押し当てた際、その接触強度が強い程、報知部750全体の振動が大きくなる。接触強度は、刃部920が仮想立体構造物Xと接触する状態に対応する入力装置700の位置と、現実の入力装置700の位置とのずれに基づいて求めることができる。すなわち、入力装置700が図41の実線で示す状態のときに、刃部920が仮想立体構造物Xに接触するとすれば、その位置と現実の入力装置700の位置(鎖線で示す状態)との接触方向(押し当て方向)におけるずれ量が大きい程、接触強度が大きいと判断することができる。 For example, as shown in FIG. 41, when the blade portion 920 is pressed against the virtual three-dimensional structure X, the stronger the contact strength, the greater the vibration of the entire notification portion 750 . The contact strength can be obtained based on the deviation between the position of the input device 700 corresponding to the state in which the blade portion 920 contacts the virtual three-dimensional structure X and the actual position of the input device 700 . That is, if the blade portion 920 contacts the virtual three-dimensional structure X when the input device 700 is in the state indicated by the solid line in FIG. It can be determined that the greater the amount of deviation in the contact direction (pressing direction), the greater the contact strength.

また、図42に示すように、刃部920を仮想立体構造物Xに押し当てた際、第1報知部751側の端部の接触強度と第2報知部752側の端部の接触強度とが等しい場合には、第1報知部751の振動強度と第2報知部752の振動強度とが等しくなる。 Further, as shown in FIG. 42, when the blade portion 920 is pressed against the virtual three-dimensional structure X, the contact strength of the end portion on the first notification portion 751 side and the contact strength of the end portion on the second notification portion 752 side are are equal, the vibration intensity of the first notification unit 751 and the vibration intensity of the second notification unit 752 are equal.

また、第1報知部751側の端部の接触強度が、第2報知部752側の端部の接触強度よりも大きい場合には、第1報知部751の振動強度が第2報知部752の振動強度よりも大きくなり、これらの接触強度の差が大きい程、第1報知部751の振動強度と第2報知部752の振動強度との差が大きくなる。 Further, when the contact strength of the end portion on the first notification portion 751 side is greater than the contact strength of the end portion on the second notification portion 752 side, the vibration strength of the first notification portion 751 is greater than that of the second notification portion 752 . The difference between the vibration intensity of the first notification unit 751 and the vibration intensity of the second notification unit 752 increases as the difference between these contact strengths increases.

反対に、第1報知部751側の端部の接触強度が、第2報知部752側の端部の接触強度よりも小さい場合には、第1報知部751の振動強度が第2報知部752の振動強度よりも小さくなり、これらの接触強度の差が大きい程、第1報知部751の振動強度と第2報知部752の振動強度との差が大きくなる。 Conversely, when the contact strength of the end portion on the first notification portion 751 side is smaller than the contact strength of the end portion on the second notification portion 752 side, the vibration strength of the first notification portion 751 is greater than that of the second notification portion 752 . , and the greater the difference between these contact strengths, the greater the difference between the vibration strength of the first notification unit 751 and the vibration strength of the second notification unit 752 .

また、例えば、図43に示すように、刃部920を仮想立体構造物Xの角に押し当てた際、刃部920が仮想立体構造物Xの角に均等に接している場合、すなわち、刃部920と面X1とのなす角θ1と、刃部920と面X2とのなす角θ2が等しい場合には、第1報知部751の振動強度と第2報知部752の振動強度とが等しくなる。 Further, for example, as shown in FIG. 43, when the blade portion 920 is pressed against the corner of the virtual three-dimensional structure X, when the blade portion 920 is evenly in contact with the corner of the virtual three-dimensional structure X, that is, when the blade When the angle θ1 between the portion 920 and the surface X1 is equal to the angle θ2 between the blade portion 920 and the surface X2, the vibration intensity of the first notification portion 751 and the vibration intensity of the second notification portion 752 are equal. .

また、刃部920が面X1側に傾いている場合、すなわち、θ1<θ2の場合には、第1報知部751の振動強度が第2報知部752の振動強度よりも大きくなり、θ1とθ2との差が大きい程、第1報知部751の振動強度と第2報知部752の振動強度との差が大きくなる。 Further, when the blade portion 920 is inclined toward the plane X1 side, that is, when θ1<θ2, the vibration intensity of the first notification portion 751 becomes larger than the vibration intensity of the second notification portion 752, and θ1 and θ2 , the difference between the vibration intensity of the first notification unit 751 and the vibration intensity of the second notification unit 752 increases.

反対に、刃部920が面X2側に傾いている場合、すなわち、θ1>θ2の場合には、第1報知部751の振動強度が第2報知部752の振動強度よりも小さくなり、θ1とθ2との差が大きい程、第1報知部751の振動強度と第2報知部752の振動強度との差が大きくなる。 Conversely, when the blade portion 920 is inclined toward the plane X2, that is, when θ1>θ2, the vibration intensity of the first notification portion 751 becomes smaller than the vibration intensity of the second notification portion 752. As the difference from θ2 increases, the difference between the vibration intensity of the first notification portion 751 and the vibration intensity of the second notification portion 752 increases.

このように、接触状態によって報知部750の全体の振動強度を変化させたり、第1報知部751と第2報知部752の振動強度に差を付けたりすることで、使用者が仮想立体構造物Xに対する刃部920の接触状態を認識し易くなり、仮想立体構造物Xをより思い通りに加工することができる。 In this manner, by changing the vibration intensity of the entire notification unit 750 or by varying the vibration intensity of the first notification unit 751 and the second notification unit 752 depending on the contact state, the user can sense the virtual three-dimensional structure. It becomes easy to recognize the contact state of the blade part 920 with respect to X, and the virtual three-dimensional structure X can be processed as desired.

このような第15実施形態によっても、前述した第1実施形態と同様の効果を発揮することができる。 Such a fifteenth embodiment can also exhibit the same effect as the first embodiment described above.

<第16実施形態>
次に、本発明の第16実施形態に係る画像表示システムについて説明する。
<Sixteenth Embodiment>
Next, an image display system according to the sixteenth embodiment of the present invention will be described.

図44は、本発明の第16実施形態の入力装置を示す平面図である。図45は、図44に示す入力装置の側面図である。図46は、図44に示す入力装置が有する弾性入力部を示す横断面図である。図47および図48は、それぞれ、弾性入力部の機能を説明する図である。 FIG. 44 is a plan view showing an input device according to the sixteenth embodiment of the present invention; 45 is a side view of the input device shown in FIG. 44. FIG. 46 is a cross-sectional view showing an elastic input portion of the input device shown in FIG. 44. FIG. 47 and 48 are diagrams for explaining the function of the elastic input section.

本実施形態に係る画像表示システムは、入力装置の構成が異なること以外は、前述した第1実施形態の画像表示システムと同様である。 The image display system according to this embodiment is the same as the image display system of the first embodiment described above, except that the configuration of the input device is different.

なお、以下の説明では、第16実施形態の画像表示システムに関し、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図44ないし図48では前述した実施形態と同様の構成について、同一符号を付している。 In the following description, the image display system of the 16th embodiment will be described with a focus on the differences from the above-described embodiments, and the description of the same matters will be omitted. Moreover, in FIGS. 44 to 48, the same reference numerals are given to the same configurations as in the above-described embodiment.

図44および図45に示すように、本実施形態の入力装置700は、前述した第15実施形態の構成に加えて、仮想加工用具900の刃部920を変形させる弾性入力部600を有している。また、弾性入力部600は、基体710の下端部に設けられており、基体710の長手方向(仮想直線Lv)に沿って延在して配置されている。なお、現実世界において、弾性入力部600は、刃部920に見立てられる。このような構成によれば、使用者は、入力装置700と仮想加工用具900とをより直感的に対応付けることができ、繊細で直感的な入力を行うことのできる入力装置700となる。 As shown in FIGS. 44 and 45, an input device 700 of this embodiment has an elastic input section 600 that deforms a blade section 920 of a virtual processing tool 900 in addition to the configuration of the fifteenth embodiment described above. there is The elastic input portion 600 is provided at the lower end portion of the base 710 and arranged to extend along the longitudinal direction (virtual straight line Lv) of the base 710 . In the real world, the elastic input section 600 is likened to the blade section 920 . According to such a configuration, the user can associate the input device 700 and the virtual processing tool 900 more intuitively, and the input device 700 can perform delicate and intuitive input.

図46に示すように、弾性入力部600は、中空状の筐体610と、筐体610の外側に配置され、筐体610の外周面に配置された弾性層620と、弾性層620に配置されたマーカーMと、筐体610の内側に配置され、弾性層620の変形を検出する検出部630と、弾性層620を照らす光源640と、検出部630の検出結果から入力信号を生成する信号生成部650と、を有している。なお、弾性入力部600は、主に弾性層620の形状が異なること以外は、前述した第2実施形態と同様の構成であるため、その説明を省略する。 As shown in FIG. 46 , the elastic input unit 600 includes a hollow housing 610 , an elastic layer 620 arranged outside the housing 610 , and an elastic layer 620 arranged on the outer peripheral surface of the housing 610 . a detection unit 630 that is arranged inside the housing 610 and detects deformation of the elastic layer 620; a light source 640 that illuminates the elastic layer 620; and a generation unit 650 . Note that the elastic input section 600 has the same configuration as that of the above-described second embodiment except that the elastic layer 620 has a different shape, so the description thereof will be omitted.

次に、弾性入力部600の使用方法について説明する。例えば、図47に示すように、弾性入力部600の一部を押し込むと、押し込まれた箇所および変位量に対応して、仮想加工用具900の刃部920がくぼみ変形する。また、例えば、図48に示すように、弾性入力部600の一部を摘まむ(引っ張る)と、摘ままれた箇所および変位量に対応して、仮想加工用具900の刃部920が突出変形する。このように、弾性入力部600による入力によって、刃部920の形状を自在に変形することができる。そして、変形させた状態の刃部920で仮想立体構造物Xを加工することで、より多彩な加工を行うことができる。 Next, how to use the elastic input section 600 will be described. For example, as shown in FIG. 47, when part of the elastic input part 600 is pushed, the blade part 920 of the virtual processing tool 900 is recessed and deformed according to the pushed position and displacement amount. Also, for example, as shown in FIG. 48, when a portion of the elastic input unit 600 is pinched (pulled), the blade portion 920 of the virtual processing tool 900 protrudes and deforms according to the pinched portion and the amount of displacement. . In this manner, the shape of the blade portion 920 can be freely deformed by input from the elastic input portion 600 . Further, by processing the virtual three-dimensional structure X with the blade portion 920 in a deformed state, more diverse processing can be performed.

このような第16実施形態によっても、前述した第1実施形態と同様の効果を発揮することができる。 Such a sixteenth embodiment can also exhibit the same effect as the first embodiment described above.

以上、本発明の入力装置および画像表示システムについて、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。また、各実施形態を適宜組み合わせてもよい。 Although the input device and the image display system of the present invention have been described above based on the illustrated embodiments, the present invention is not limited to this, and the configuration of each section may be any configuration having similar functions. can be replaced with Also, other optional components may be added to the present invention. Further, each embodiment may be combined as appropriate.

100…画像表示システム、200…入力装置、210…第1部材、211…第1対向面、212…把持部、220…第2部材、221…第2対向面、222…把持部、231…第1位置基準部、232…第2位置基準部、233…第3位置基準部、234…第4位置基準部、250…報知部、251…第1報知部、252…第2報知部、281…突起、282…凹部、290…入力部、300…画像表示装置、310…画面、400…端末、500…生成部、600…弾性入力部、610…筐体、620…弾性層、620A…光透過層、620B…光反射層、620B’…内面、620C…画像表示層、620C’…内面、620a…外周面、620b…内周面、621…第1マーカー、622…第2マーカー、623…第3マーカー、624…第1弾性層、625…第2弾性層、626…第3弾性層、627…保護層、628…基準マーカー、630…検出部、631…カメラ、632…処理部、632a…CPU、632b…メモリー、632c…記憶部、640…光源、641…発光部、650…信号生成部、700…入力装置、710…基体、720…第1位置基準部、730…第2位置基準部、740…方向検出部、750…報知部、751…第1報知部、752…第2報知部、790…入力部、810…検出部、810A…第1検出部、810B…第2検出部、810C…第3検出部、811…光源、812…半導体位置検出素子、813…光学システム、814…レンズ系、815…レンズ系、820…検出部、821…光源、822…レンズ系、823…ビームスプリッタ、824…ディテクタ、825…モータ、826…光学システム、830…検出部、831…光源、832…レンズ系、833…レンズ系、834…偏光ビームスプリッタ、835…λ/4板、836…波面分割ミラー、837…第1ディテクタ、838…第2ディテクタ、839…光学システム、840…検出部、841…光源、842…スリット光形成部、844…撮像素子、845…レンズ系、846…光学システム、850…検出部、851…光源、852…撮像素子、853…格子、854…光学システム、860…検出部、861…画像投影部、862…撮像素子、863…光学システム、870…検出部、871…画像投影部、872…撮像素子、873…光学システム、890…画像投影部、900…仮想加工用具、910…本体、911…板面、920…刃部、921…端、2511…振動部、2521…振動部、A…移動量、F…仮想面、L…光、L1…光、L2…光、L3…光、LS…光スポット、Lv…仮想直線、M…マーカー、S…内部空間、X…仮想立体構造物、X1…面、X2…面、Z1…相対的変位量、θ1…角、θ2…角

DESCRIPTION OF SYMBOLS 100... Image display system 200... Input device 210... 1st member 211... 1st opposing surface 212... Gripping part 220... 2nd member 221... 2nd opposing surface 222... Gripping part 231... 3rd 1 position reference part 232...second position reference part 233...third position reference part 234...fourth position reference part 250...informing part 251...first informing part 252...second informing part 281... Projection 282 Concave portion 290 Input unit 300 Image display device 310 Screen 400 Terminal 500 Generation unit 600 Elastic input unit 610 Housing 620 Elastic layer 620A Light transmission Layer 620B... Light reflecting layer 620B'... Inner surface 620C... Image display layer 620C'... Inner surface 620a... Outer peripheral surface 620b... Inner peripheral surface 621... First marker 622... Second marker 623... Third 3 markers 624 first elastic layer 625 second elastic layer 626 third elastic layer 627 protective layer 628 reference marker 630 detector 631 camera 632 processor 632a CPU 632b Memory 632c Storage unit 640 Light source 641 Light emitting unit 650 Signal generation unit 700 Input device 710 Substrate 720 First position reference unit 730 Second position reference unit , 740... direction detection unit, 750... notification unit, 751... first notification unit, 752... second notification unit, 790... input unit, 810... detection unit, 810A... first detection unit, 810B... second detection unit, 810C... Third detector, 811... Light source, 812... Semiconductor position detector, 813... Optical system, 814... Lens system, 815... Lens system, 820... Detector, 821... Light source, 822... Lens system, 823... Beam Splitter 824 Detector 825 Motor 826 Optical system 830 Detector 831 Light source 832 Lens system 833 Lens system 834 Polarization beam splitter 835 λ/4 plate 836 Wavefront Split mirror 837 First detector 838 Second detector 839 Optical system 840 Detector 841 Light source 842 Slit light forming unit 844 Imaging device 845 Lens system 846 Optical system , 850... Detector, 851... Light source, 852... Imaging device, 853... Grating, 854... Optical system, 860... Detecting unit, 861... Image projecting unit, 862... Imaging device, 863... Optical system, 870... Detecting unit, 871... Image projection unit 872... Imaging device 873... Optical system 890... Image projection unit 900... Virtual processing tool , 910...main body, 911...plate surface, 920...blade part, 921...end, 2511...vibration part, 2521...vibration part, A...movement amount, F...virtual plane, L...light, L1...light, L2...light , L3...light, LS...light spot, Lv...virtual straight line, M...marker, S...internal space, X...virtual three-dimensional structure, X1...plane, X2...plane, Z1...relative displacement amount, θ1...angle, θ2...Angle

Claims (7)

基体と、
前記基体に設けられ、互いに離間した第1位置基準部および第2位置基準部と、
前記基体に設けられ、所定方向を検出する方向検出部と、
前記基体に設けられ、仮想加工用具の仮想物体との接触部を変形させる弾性入力部と、を有し、
前記第1位置基準部および前記第2位置基準部を結ぶ仮想直線と前記所定方向とが交わり、前記仮装直線と前記所定方向とで定まる仮想面の情報が生成され、
前記接触部は、前記仮想直線に沿って延び、
前記弾性入力部は、基体に設けられ、外力が入力される第1面および前記第1面の反対側の第2面が規定される弾性層と、
前記弾性層に配置され、前記弾性層の変形に伴って変位するマーカーと、
前記基体内に配置され、前記弾性層の前記第2面側に位置づけられ、前記マーカーの変位に基づいて前記弾性層の変形を検出する検出部と、を備えることを特徴とする入力装置。
a substrate;
a first position reference portion and a second position reference portion provided on the base body and separated from each other;
a direction detection unit provided on the base for detecting a predetermined direction;
an elastic input unit provided on the base and deforming a contact portion of the virtual machining tool with the virtual object;
a virtual straight line connecting the first position reference portion and the second position reference portion intersects the predetermined direction, and information of a virtual plane defined by the temporary straight line and the predetermined direction is generated;
The contact portion extends along the imaginary straight line,
The elastic input portion is provided on a base body and defines a first surface to which an external force is input and a second surface opposite to the first surface; an elastic layer;
a marker disposed on the elastic layer and displaced as the elastic layer deforms;
an input device, comprising: a detector arranged in the base, positioned on the second surface side of the elastic layer, and detecting deformation of the elastic layer based on displacement of the marker.
前記所定方向は、鉛直方向である請求項1に記載の入力装置。 2. The input device according to claim 1, wherein said predetermined direction is a vertical direction. 仮想現実または拡張現実により生成される仮想物体の表面に前記仮想面を押し当てることで、前記仮想物体を加工することができる請求項1または2に記載の入力装置。 3. The input device according to claim 1, wherein the virtual object generated by virtual reality or augmented reality can be processed by pressing the virtual surface against the surface of the virtual object. 仮想現実または拡張現実に、前記仮想面に対応した仮想加工用具が表示される請求項に記載の入力装置。 4. The input device according to claim 3 , wherein a virtual processing tool corresponding to said virtual surface is displayed in virtual reality or augmented reality. 前記仮想加工用具の前記仮想物体への接触を報知する報知部を有している請求項に記載の入力装置。 5. The input device according to claim 4 , further comprising a notification unit for notifying that said virtual machining tool has come into contact with said virtual object. 前記報知部は、振動部を有している請求項に記載の入力装置。 6. The input device according to claim 5 , wherein the notification section has a vibrating section. 請求項1ないしのいずれか1項に記載の入力装置と、
画像を表示する画像表示装置と、を有することを特徴とする画像表示システム。
an input device according to any one of claims 1 to 6 ;
and an image display device for displaying an image.
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