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JP7672364B2 - Input Devices - Google Patents
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Description

本発明は、入力装置に関する。 The present invention relates to an input device.

特許文献1には、操作者の体の特定部位の動きに基づいて、車両機器に対する操作を行うジェスチャ入力装置が開示されている。当該ジェスチャ入力装置においては、動作検出部によって検出された操作者の体の動きを基にして、車両機器の表示部における表示画像の切替えや作動入力が行われる。 Patent Document 1 discloses a gesture input device that performs operations on vehicle equipment based on the movement of a specific part of the operator's body. In this gesture input device, the display image on the display unit of the vehicle equipment is switched and an operation input is performed based on the operator's body movement detected by a motion detection unit.

特開2015-184841号公報JP 2015-184841 A

しかしながら、上記のジェスチャ入力装置においては、どのような動作を行えば入力できるのかをユーザが認識しにくくなる虞がある。 However, with the above-mentioned gesture input device, there is a risk that it may be difficult for the user to recognize what actions are required to input.

本発明の一態様は、入力を行うための入力動作をユーザが認識しやすい入力装置を実現することを目的とする。 One aspect of the present invention aims to realize an input device that allows the user to easily recognize the input actions required to perform input.

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る入力装置は、空間の検出点において物体を非接触で検出するセンサと、前記センサによる前記物体の検出に応じてユーザによる入力を検知する入力検知部と、を備える入力装置であって、前記検出点を示す画像を空間上に表示する表示装置をさらに備え、前記センサは、前記入力動作が行われる方向において前記画像が結像されている位置よりも前記入力動作が行われる向きとは反対向きに所定の距離離れた領域において物体を検出することを特徴とする。 In order to solve the above problem, an input device according to one aspect of the present invention is an input device including a sensor that detects an object at a detection point in space in a non-contact manner, and an input detection unit that detects an input by a user in response to the detection of the object by the sensor, and further includes a display device that displays an image indicating the detection point in space, and is characterized in that the sensor detects the object in an area that is a predetermined distance away in the opposite direction to the direction in which the input action is performed from the position where the image is formed in the direction in which the input action is performed.

本発明の一態様に係る入力装置によれば、安価な装置でユーザが意図した場合にのみ入力を検知できる。 An input device according to one aspect of the present invention is an inexpensive device that can detect input only when the user intends it.

本実施形態に係る入力装置の要部の構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a configuration of a main part of an input device according to an embodiment of the present invention; 立体画像表示部の斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of a stereoscopic image display unit. (a)は、位置検出センサの一例を示す図であり、(b)は、1つの限定反射センサの構成を示す図である。FIG. 2A is a diagram showing an example of a position detection sensor, and FIG. 2B is a diagram showing the configuration of one limited reflection sensor. 位置検出センサの別の例の構成を示す図である。FIG. 13 is a diagram illustrating the configuration of another example of a position detection sensor. 入力装置の第1の具体例を示す図である。FIG. 1 illustrates a first specific example of an input device. 入力装置の第1の具体例の変形例を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing a modified example of the first specific example of the input device. 第1検出点および第2検出点の位置関係を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the positional relationship between a first detection point and a second detection point. (a)は、入力装置の第2の具体例を示す図であり、(b)は、第2の具体例において、(a)における立体画像とは別の立体画像を表示する例を示す図である。FIG. 13A is a diagram showing a second specific example of the input device, and FIG. 13B is a diagram showing an example of displaying a stereoscopic image different from the stereoscopic image in FIG. 13A in the second specific example. ユーザによる入力動作の方向を示す画像の例を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing an example of an image indicating the direction of an input action by a user. 図7の(a)および(b)に示した入力装置における、位置検出センサの設置位置の例について説明するための図であって、(a)は斜視図、(b)は側面図、(c)は上面図である。8A and 8B are diagrams for explaining examples of installation positions of position detection sensors in the input device shown in FIGS. 7A and 7B, where FIG. 8A is a perspective view, FIG. 8B is a side view, and FIG. 8C is a top view. 図7の(a)および(b)に示した入力装置における、位置検出センサの設置位置の、別の例について説明するための図であって、(a)は斜視図、(b)は側面図、(c)は上面図である。8A and 8B are diagrams for explaining another example of the installation position of the position detection sensor in the input device shown in FIG. 7A and FIG. 7B, where FIG. 8A is an oblique view, FIG. 8B is a side view, and FIG. 8C is a top view. (a)は、入力装置の第2の具体例の変形例を示す図であり、(b)は、入力装置の第2の具体例の、別の変形例を示す図である。FIG. 13A is a diagram showing a modified example of the second specific example of the input device, and FIG. 13B is a diagram showing another modified example of the second specific example of the input device. 図11の(a)および(b)に示した入力装置における、位置検出センサの設置位置の例について説明するための図であって、(a)は斜視図、(b)は側面図、(c)は上面図である。11A and 11B are diagrams for explaining examples of installation positions of position detection sensors in the input device shown in FIG. 11A and FIG. 11B, where FIG. 11A is a perspective view, FIG. 11B is a side view, and FIG. 11C is a top view. 図11の(a)および(b)に示した入力装置における、位置検出センサの設置位置の、別の例について説明するための図であって、(a)は斜視図、(b)は側面図、(c)は上面図である。11A and 11B are diagrams for explaining another example of the installation position of the position detection sensor in the input device shown in FIG. 11A and FIG. 11B, where FIG. 11A is an oblique view, FIG. 11B is a side view, and FIG. 11C is a top view. 入力装置の第3の具体例を示す図である。FIG. 13 is a diagram illustrating a third specific example of an input device. 第3の具体例における位置検出センサの例を示す図である。FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a position detection sensor in a third specific example. 第3の具体例における位置検出センサの、別の例としての測距センサを示す図である。FIG. 13 is a diagram showing a distance measuring sensor as another example of the position detection sensor in the third specific example. 第3の具体例における位置検出センサの、さらに別の例を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing yet another example of the position detection sensor in the third specific example. (a)~(c)は、上記入力装置をエレベータの入力部に適用した様子を示す図である。13A to 13C are diagrams showing a state in which the input device is applied to an input section of an elevator. 上記入力装置を温水便座洗浄機の入力部に適用した様子を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing a state in which the above-mentioned input device is applied to an input section of a warm water toilet seat washer. 本実施形態に係る入力装置の変形例としての入力装置の斜視図である。FIG. 13 is a perspective view of an input device as a modified example of the input device according to the embodiment. 上記入力装置が備える立体画像表示部の構成を示す断面図である。3 is a cross-sectional view showing a configuration of a stereoscopic image display unit included in the input device. FIG. 上記立体画像表示部の構成を示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing a configuration of the stereoscopic image display unit. 上記立体画像表示部が備える光路変更部の構成を示す斜視図である。4 is a perspective view showing a configuration of an optical path changing section included in the stereoscopic image display section. FIG. 上記光路変更部の配列を示す斜視図である。FIG. 4 is a perspective view showing an arrangement of the optical path changing units. 上記立体画像表示部による立体画像の結像方法を示す斜視図である。4 is a perspective view showing a method of forming a stereoscopic image by the stereoscopic image display unit. FIG. 本実施形態に係る入力装置の別の変形例としての入力装置の斜視図である。FIG. 13 is a perspective view of an input device as another modified example of the input device according to the embodiment. 上記入力装置が備える立体画像表示部の構成を示す断面図である。3 is a cross-sectional view showing a configuration of a stereoscopic image display unit included in the input device. FIG. (a)および(b)は、光学素子を用いた表示方法の表示例を示す図である。13A and 13B are diagrams showing a display example of a display method using an optical element. 上記入力装置が備える位置検出センサが物体を検知する範囲を示す図である。4 is a diagram showing a range in which a position detection sensor included in the input device detects an object. FIG. (a)および(b)は、上記入力装置が適用された遊技機の一例を示す斜視図である。1A and 1B are perspective views showing an example of a gaming machine to which the input device is applied.

以下、本発明の一側面に係る実施の形態(以下、「本実施形態」とも表記する)を、図面に基づいて説明する。 Below, an embodiment of one aspect of the present invention (hereinafter also referred to as "this embodiment") will be described with reference to the drawings.

§1 適用例
以下、本発明の一実施形態について、詳細に説明する。なお、以降では、説明の便宜上、図2における+X方向を前方向、-X方向を後方向、+Y方向を上方向、-Y方向を下方向、+z方向を右方向、-z方向を左方向として説明する場合がある。
§1 Application Example An embodiment of the present invention will be described in detail below. Note that, for convenience of explanation, in the following description, the +X direction in Fig. 2 may be referred to as the forward direction, the -X direction as the backward direction, the +Y direction as the upward direction, the -Y direction as the downward direction, the +z direction as the rightward direction, and the -z direction as the leftward direction.

図1は、本実施形態に係る入力装置1の要部の構成を示すブロック図である。図1に示すように、入力装置1は、立体画像表示部10と、位置検出センサ20と、制御部30と、記憶部40と、スピーカー50(音声出力部)を備える。 Fig. 1 is a block diagram showing the configuration of the main parts of an input device 1 according to this embodiment. As shown in Fig. 1, the input device 1 includes a stereoscopic image display unit 10, a position detection sensor 20, a control unit 30, a storage unit 40, and a speaker 50 (audio output unit).

立体画像表示部10は、位置検出センサ20による検出点(後述する第1検出点および第2検出点)を示す画像を表示する。これにより、入力を行うための入力動作をユーザが認識しやすくなる。 The stereoscopic image display unit 10 displays an image showing the detection points (first and second detection points described below) detected by the position detection sensor 20. This makes it easier for the user to recognize the input action for making an input.

図2は、立体画像表示部10の斜視図である。立体画像表示部10は、ユーザにより視認される立体画像をスクリーンのない空間に結像する。図2では、立体画像表示部10が立体画像I、より具体的には、「ON」の文字が表示されたボタン形状の立体画像Iを表示している様子を示している。図2に示すように、立体画像表示部10は、導光板11と、光源12とを備えている。 Figure 2 is a perspective view of the stereoscopic image display unit 10. The stereoscopic image display unit 10 forms a stereoscopic image in a space without a screen, which is viewed by the user. Figure 2 shows the stereoscopic image display unit 10 displaying a stereoscopic image I, more specifically, a button-shaped stereoscopic image I with the word "ON" displayed on it. As shown in Figure 2, the stereoscopic image display unit 10 includes a light guide plate 11 and a light source 12.

導光板11は、光源12から入射した光を導光して出射面11aから出射させ、空間に前記画像を結像させる。導光板11は、直方体形状をしており、透明性および比較的高い屈折率を有する樹脂材料で成形されている。導光板11を形成する材料は、例えばポリカーボネイト樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ガラスなどであってよい。導光板11は、光を出射する出射面11aと、出射面11aとは反対側の背面11bと、四方の端面である、端面11c、端面11d、端面11eおよび端面11fとを備えている。端面11cは、光源12から投射された光が導光板11に入射する入射面である。端面11dは、端面11cとは反対側の面である。端面11eは、端面11fとは反対側の面である。導光板11は、光源12からの光を出射面11aに平行な面内で面上に広げて導く。光源12は、例えばLED(Light Emitting diode)光源である。 The light guide plate 11 guides the light incident from the light source 12 and emits it from the emission surface 11a, forming the image in space. The light guide plate 11 has a rectangular parallelepiped shape and is molded from a resin material that is transparent and has a relatively high refractive index. The material forming the light guide plate 11 may be, for example, polycarbonate resin, polymethyl methacrylate resin, glass, etc. The light guide plate 11 has an emission surface 11a that emits light, a back surface 11b opposite the emission surface 11a, and end surfaces 11c, 11d, 11e, and 11f that are the four end surfaces. The end surface 11c is an entrance surface where the light projected from the light source 12 enters the light guide plate 11. The end surface 11d is the surface opposite the end surface 11c. The end surface 11e is the surface opposite the end surface 11f. The light guide plate 11 guides light from the light source 12 in a plane parallel to the light output surface 11a, spreading the light over the surface. The light source 12 is, for example, an LED (light emitting diode) light source.

導光板11の背面11bには、光路変更部13a、光路変更部13b、および光路変更部13cを含む複数の光路変更部13が形成されている。光路変更部13は、Z軸方向に実質的に連続して形成されている。換言すれば、複数の光路変更部13は、出射面11aに平行な面内でそれぞれ予め定められた線に沿って形成されている。光路変更部13のZ軸方向の各位置には、光源12から投射され導光板11によって導光されている光が入射する。光路変更部13は、光路変更部13の各位置に入射した光を、各光路変更部13にそれぞれ対応する定点に実質的に収束させる。図2には、光路変更部13の一部として、光路変更部13a、光路変更部13b、および光路変更部13cが特に示され、光路変更部13a、光路変更部13b、および光路変更部13cのそれぞれにおいて、光路変更部13a、光路変更部13b、および光路変更部13cのそれぞれから出射された複数の光が収束する様子が示されている。 On the back surface 11b of the light guide plate 11, a plurality of light path changing sections 13 including light path changing section 13a, light path changing section 13b, and light path changing section 13c are formed. The light path changing sections 13 are formed substantially continuously in the Z-axis direction. In other words, the plurality of light path changing sections 13 are formed along predetermined lines in a plane parallel to the exit surface 11a. Light projected from the light source 12 and guided by the light guide plate 11 is incident on each position of the light path changing section 13 in the Z-axis direction. The light path changing section 13 substantially converges the light incident on each position of the light path changing section 13 to a fixed point corresponding to each light path changing section 13. FIG. 2 particularly shows optical path changing unit 13a, optical path changing unit 13b, and optical path changing unit 13c as part of optical path changing unit 13, and shows how multiple beams of light emitted from optical path changing unit 13a, optical path changing unit 13b, and optical path changing unit 13c converge in optical path changing unit 13a, optical path changing unit 13b, and optical path changing unit 13c, respectively.

具体的には、光路変更部13aは、立体画像Iの定点PAに対応する。光路変更部13aの各位置からの光は、定点PAに収束する。したがって、光路変更部13aからの光の波面は、定点PAから発するような光の波面となる。光路変更部13bは、立体画像I上の定点PBに対応する。光路変更部13bの各位置からの光は、定点PBに収束する。このように、任意の光路変更部13の各位置からの光は、各光路変更部13に対応する定点に実質的に収束する。これにより、任意の光路変更部13によって、対応する定点から光が発するような光の波面を提供できる。各光路変更部13が対応する定点は互いに異なり、光路変更部13にそれぞれ対応する複数の定点の集まりによって、空間上(より詳細には、導光板11から出射面11a側の空間上)にユーザにより認識される立体画像Iが結像される。 Specifically, the light path changing unit 13a corresponds to a fixed point PA of the stereoscopic image I. Light from each position of the light path changing unit 13a converges to the fixed point PA. Therefore, the wavefront of light from the light path changing unit 13a becomes a wavefront of light that emanates from the fixed point PA. The light path changing unit 13b corresponds to a fixed point PB on the stereoscopic image I. Light from each position of the light path changing unit 13b converges to the fixed point PB. In this way, light from each position of any light path changing unit 13 substantially converges to a fixed point corresponding to each light path changing unit 13. This allows any light path changing unit 13 to provide a wavefront of light that emanates from the corresponding fixed point. The fixed points corresponding to each light path changing unit 13 are different from each other, and a stereoscopic image I recognized by the user is formed in space (more specifically, in the space on the exit surface 11a side from the light guide plate 11) by a collection of multiple fixed points corresponding to each light path changing unit 13.

図2に示すように、光路変更部13a、光路変更部13b、および光路変更部13cは、線La、線Lbおよび線Lcに沿ってそれぞれ形成されている。ここで、線La、線Lbおよび線Lcは、Z軸方向に略平行な直線である。任意の光路変更部13は、Z軸方向に平行な直線に沿って実質的に連続的に形成される。 As shown in FIG. 2, the optical path changing section 13a, the optical path changing section 13b, and the optical path changing section 13c are formed along the lines La, Lb, and Lc, respectively. Here, the lines La, Lb, and Lc are straight lines that are approximately parallel to the Z-axis direction. Any optical path changing section 13 is formed substantially continuously along a straight line that is parallel to the Z-axis direction.

位置検出センサ20は、空間の複数の検出点において物体を非接触で検出する。本実施形態において、検出点は、入力のためのユーザの入力動作を検出するための第1検出点と、入力動作の誤検出を防止するための第2検出点とを含む。なお、本明細書における「検出点」は、点だけでなく、一定の領域をも含む。また、位置検出センサ20は、検出点において物体を検出した場合に、検出した位置および時刻を示すデータを制御部30および記憶部40へ出力する。 The position detection sensor 20 detects objects at multiple detection points in space in a non-contact manner. In this embodiment, the detection points include a first detection point for detecting a user's input action for input, and a second detection point for preventing erroneous detection of the input action. Note that in this specification, a "detection point" includes not only a point, but also a certain area. Furthermore, when the position detection sensor 20 detects an object at a detection point, it outputs data indicating the detected position and time to the control unit 30 and the memory unit 40.

図3の(a)は、位置検出センサ20の一例を示す図である。図3の(a)に示す例では、位置検出センサ20は、複数の限定反射センサ21を組み合わせた構成を有する。それぞれの限定反射センサ21は、1つの検出点について物体を検出する。 Figure 3 (a) is a diagram showing an example of a position detection sensor 20. In the example shown in Figure 3 (a), the position detection sensor 20 has a configuration in which multiple limited reflection sensors 21 are combined. Each limited reflection sensor 21 detects an object at one detection point.

図3の(b)は、1つの限定反射センサ21の構成を示す図である。限定反射センサ21は、検出点P1の物体を検出するセンサである。図3の(a)に示すように、限定反射センサ21は、発光部21aと、投光レンズ21bと、受光レンズ21cと、受光部21dとを備える。発光部21aが発した光を、投光レンズ21bが検出点P1へ集光させる。検出点に物体が存在する場合には、当該物体により反射された光が受光レンズ21cを経由して受光部21dで受光される。限定反射センサ21は、受光部21dにおいて光を受光した位置に応じて物体の位置を検出する。 Figure 3 (b) is a diagram showing the configuration of one limited reflection sensor 21. The limited reflection sensor 21 is a sensor that detects an object at detection point P1. As shown in Figure 3 (a), the limited reflection sensor 21 includes a light emitting unit 21a, a light projecting lens 21b, a light receiving lens 21c, and a light receiving unit 21d. The light projecting lens 21b focuses the light emitted by the light emitting unit 21a onto the detection point P1. If an object is present at the detection point, the light reflected by the object is received by the light receiving unit 21d via the light receiving lens 21c. The limited reflection sensor 21 detects the position of the object according to the position at which the light is received by the light receiving unit 21d.

図4は、位置検出センサ20の別の例としての位置検出センサ22の構成を示す図である。図4に示す例では、位置検出センサ22は、検出点P2、P3、P4の物体を検出する。具体的には、位置検出センサ22は、発光部22aと、投光レンズ22bと、光分岐部22cと、複数の受光部22dとを備える。発光部22aが発した光を、投光レンズ22bが光分岐部22cへ集光させる。光分岐部22cは、光を複数の検出点の方向へ分岐させる。それぞれの検出点P2、P3、P4に物体が存在する場合には、当該物体により反射された光が、検出点に対応する受光部22dで受光される。なお、検出点の数は2または4以上であってもよい。その場合には、位置検出センサ22は、検出点の数に等しい数の受光部22dを備えていればよい。 Figure 4 is a diagram showing the configuration of the position detection sensor 22 as another example of the position detection sensor 20. In the example shown in Figure 4, the position detection sensor 22 detects objects at the detection points P2, P3, and P4. Specifically, the position detection sensor 22 includes a light emitting unit 22a, a light projection lens 22b, a light branching unit 22c, and a number of light receiving units 22d. The light projecting lens 22b focuses the light emitted by the light emitting unit 22a onto the light branching unit 22c. The light branching unit 22c branches the light in the direction of a number of detection points. When an object is present at each of the detection points P2, P3, and P4, the light reflected by the object is received by the light receiving unit 22d corresponding to the detection point. The number of detection points may be two or four or more. In that case, the position detection sensor 22 only needs to include a number of light receiving units 22d equal to the number of detection points.

このような位置検出センサ20は、立体画像表示部10の導光板11の背面に設置可能である。したがって、入力装置1をコンパクトなユニットとすることができる。 Such a position detection sensor 20 can be installed on the rear surface of the light guide plate 11 of the stereoscopic image display unit 10. This allows the input device 1 to be a compact unit.

制御部30は、入力装置1の動作を制御する。制御部30は、入力検知部31および報知部32を備える。 The control unit 30 controls the operation of the input device 1. The control unit 30 includes an input detection unit 31 and an alarm unit 32.

入力検知部31は、位置検出センサ20による複数回の検出結果に応じてユーザによる入力を検知する。具体的には、入力検知部31は、位置検出センサ20が所定の順番で複数の前記検出点に前記物体を検出した場合に前記入力を検知する。 The input detection unit 31 detects an input by a user according to multiple detection results by the position detection sensor 20. Specifically, the input detection unit 31 detects the input when the position detection sensor 20 detects the object at multiple detection points in a predetermined order.

報知部32は、入力検知部31の検知結果をユーザに報知する。具体的には、報知部32は、ユーザによる入力を入力検知部31が検知した場合および検知しない場合の両方について、ユーザに報知する。ただし、報知部32は、ユーザによる入力を入力検知部31が検知した場合および検知しない場合のいずれか一方のみユーザに報知してもよい。報知部32は、ユーザへの報知を、例えば立体画像表示部10を用いて行ってもよく、スピーカー50によって行ってもよい。 The notification unit 32 notifies the user of the detection result of the input detection unit 31. Specifically, the notification unit 32 notifies the user both when the input detection unit 31 detects an input by the user and when it does not detect it. However, the notification unit 32 may notify the user only when the input detection unit 31 detects an input by the user or when it does not detect it. The notification unit 32 may notify the user using, for example, the stereoscopic image display unit 10 or the speaker 50.

記憶部40は、制御部30による入力装置1の制御に必要なデータを記憶する。記憶部40は、例えば位置検出センサ20が物体を検出した時刻および検出点の位置を記憶する。なお、入力装置1は必ずしも記憶部40を備える必要はなく、入力装置1の外部に設けられた記憶装置と通信可能に接続されていてもよい。 The memory unit 40 stores data necessary for the control of the input device 1 by the control unit 30. The memory unit 40 stores, for example, the time when the position detection sensor 20 detects an object and the position of the detection point. Note that the input device 1 does not necessarily need to include the memory unit 40, and may be communicably connected to a storage device provided outside the input device 1.

スピーカー50は、音声を出力するための装置である。スピーカー50は、上述した報知部32による、ユーザへの報知に用いられる。ただし、報知部32が、立体画像表示部10のみによってユーザへの報知を行う場合には、入力装置1はスピーカー50を備えなくてもよい。 The speaker 50 is a device for outputting sound. The speaker 50 is used for notifying the user by the notification unit 32 described above. However, if the notification unit 32 notifies the user only by the stereoscopic image display unit 10, the input device 1 does not need to include the speaker 50.

§2 構成例
以下に、本発明の構成について、具体例を挙げて説明する。
§2 Configuration Examples The configuration of the present invention will be described below with reference to specific examples.

(第1の具体例)
図5は、入力装置1の第1の具体例を示す図である。図5には、立体画像表示部10により表示される立体画像と、位置検出センサ20による検出点とが示されている。図5に示す例では、立体画像表示部10は、1つのボタンの立体画像IAを表示する。位置検出センサ20による検出点は、立体画像IAの中央に位置する第1検出点PA11と、第1検出点PA11の周囲に位置する3つの第2検出点PA21、PA22およびPA23と、を含む。
(First concrete example)
Fig. 5 is a diagram showing a first specific example of the input device 1. Fig. 5 shows a stereoscopic image displayed by the stereoscopic image display unit 10 and detection points by the position detection sensor 20. In the example shown in Fig. 5, the stereoscopic image display unit 10 displays a stereoscopic image IA of one button. The detection points by the position detection sensor 20 include a first detection point PA11 located at the center of the stereoscopic image IA, and three second detection points PA21, PA22, and PA23 located around the first detection point PA11.

図5に示す例において、立体画像IAは、第1検出点PA11の位置に合わせて立体的に表示されている。このため、入力を行うための検出点である第1検出点PA11の位置を、ユーザが容易に認識できる。 In the example shown in FIG. 5, the stereoscopic image IA is displayed three-dimensionally according to the position of the first detection point PA11. This allows the user to easily recognize the position of the first detection point PA11, which is the detection point for input.

入力検知部31は、位置検出センサ20が第1検出点PA11に物体を検出した場合、当該物体を検出した時刻から所定の第1期間内に第2検出点PA21~PA23のいずれかに物体を検出したか否か判定する。第1期間の長さは、例えば0.1秒~0.2秒であってもよく、0.2秒~0.4秒であってもよい。 When the position detection sensor 20 detects an object at the first detection point PA11, the input detection unit 31 determines whether or not an object has been detected at any of the second detection points PA21 to PA23 within a predetermined first period from the time the object was detected. The length of the first period may be, for example, 0.1 to 0.2 seconds, or 0.2 to 0.4 seconds.

位置検出センサ20が所定の第1期間内に第2検出点PA21~PA23のいずれかに物体を検出した場合、入力検知部31は入力を検知する。一方、位置検出センサ20が、第2検出点PA21~PA23のいずれかに物体を検出した時刻から所定の第1期間内に第1検出点PA11に物体を検出した場合、入力検知部31は入力を検知しない。このとき、第2検出点PA21~PA23は、第1検出点PA11の誤作動防止用の検出点として機能するといえる。 When the position detection sensor 20 detects an object at any of the second detection points PA21-PA23 within a predetermined first period, the input detection unit 31 detects an input. On the other hand, when the position detection sensor 20 detects an object at the first detection point PA11 within the predetermined first period from the time when the position detection sensor 20 detects an object at any of the second detection points PA21-PA23, the input detection unit 31 does not detect an input. In this case, the second detection points PA21-PA23 can be said to function as detection points for preventing malfunction of the first detection point PA11.

したがって、入力検知部31は、例えばユーザが指などの指示体F(物体)を立体画像IAの中央に配し、さらに立体画像IAを押下する動作を行った場合に、入力を検知する。この場合、入力検知部31は、位置検出センサ20が第1検出点PA11に指示体Fを検出してから、第2検出点PA23に指示体Fを検出することで、入力を検知する。このような動作を、ユーザが意図せずに行う可能性は小さいと考えられる。また、虫などが入力装置1の近傍を通過した場合にも、第1検出点PA11および第2検出点PA21~PA23を上記の順番で通過する可能性は小さいと考えられる。したがって、入力装置1によれば、ユーザが意図した場合にのみ入力を検知することができる。また、入力装置1は、位置検出センサ20によって入力を検知するため、例えば特許文献1に開示されているようなジェスチャ入力装置と比較して、コストを低減することができる。 Therefore, the input detection unit 31 detects an input when, for example, the user places a pointer F (object) such as a finger in the center of the stereoscopic image IA and then performs an action of pressing down the stereoscopic image IA. In this case, the input detection unit 31 detects an input by the position detection sensor 20 detecting the pointer F at the first detection point PA11 and then detecting the pointer F at the second detection point PA23. It is considered that the possibility of the user performing such an action unintentionally is small. In addition, even if an insect or the like passes near the input device 1, it is considered that the possibility of passing the first detection point PA11 and the second detection points PA21 to PA23 in the above order is small. Therefore, according to the input device 1, it is possible to detect an input only when the user intends to do so. In addition, since the input device 1 detects an input using the position detection sensor 20, it is possible to reduce costs compared to a gesture input device such as that disclosed in Patent Document 1, for example.

なお、入力検知部31は、位置検出センサ20が第1検出点PA11に指示体Fを検出してから、第2検出点PA21またはPA22に指示体Fを検出した場合に入力を検知してもよい。この場合、入力検知部31は、どの方向の操作にも対応することができる。また、指示体Fは、ユーザの指の他、例えばペンなどであってもよい。 The input detection unit 31 may detect an input when the position detection sensor 20 detects a pointer F at the first detection point PA11 and then detects a pointer F at the second detection point PA21 or PA22. In this case, the input detection unit 31 can respond to operations in any direction. The pointer F may be, for example, a pen in addition to the user's finger.

また、入力検知部31は、位置検出センサ20が第2検出点PA21~PA23のいずれかに物体を検出した場合に、ユーザの意図によらない誤入力が発生したことを検知してもよい。この場合、入力検知部31は、位置検出センサ20が第2検出点PA21~PA23のいずれかに物体を検出するというシンプルな条件で、誤入力の検出を防止することができる。 The input detection unit 31 may also detect that an erroneous input has occurred that is not due to the user's intention when the position detection sensor 20 detects an object at any of the second detection points PA21 to PA23. In this case, the input detection unit 31 can prevent the detection of an erroneous input under the simple condition that the position detection sensor 20 detects an object at any of the second detection points PA21 to PA23.

また、第2検出点の数は、図5に示したように3点であってもよく、またさらに多くてもよい。すなわち、本実施形態に係る入力装置において、第2検出点の数は、例えば3点以上であってよい。この場合、高い精度で誤検出を防止できる。 The number of second detection points may be three as shown in FIG. 5, or may be even more. That is, in the input device according to this embodiment, the number of second detection points may be, for example, three or more. In this case, erroneous detection can be prevented with high accuracy.

一方で、本実施形態に係る入力装置において、第2検出点の数は、例えば2点であってもよい。具体的には、図5に示した例において、第2検出点PA21が省略されていてもよい。この場合、入力装置1を簡易な構成とすることができる。 On the other hand, in the input device according to this embodiment, the number of second detection points may be, for example, two. Specifically, in the example shown in FIG. 5, the second detection point PA21 may be omitted. In this case, the input device 1 can have a simple configuration.

図6は、入力装置1の第1の具体例の変形例を示す図である。図6には、立体画像表示部10により表示される立体画像と、位置検出センサ20による検出点とが示されている。図6に示す例では、立体画像表示部10は、立体画像IAを4つ表示する。位置検出センサ20による検出点は、4つの立体画像IAのそれぞれの中央に位置する第1検出点PA11、PA12、PA13およびPA14と、第1検出点PA11~PA14の周囲に位置する第2検出点PA21、PA22、PA23、PA24、PA25、PA26、PA27、PA28およびPA29とを含む。 Figure 6 is a diagram showing a modified example of the first specific example of the input device 1. Figure 6 shows a stereoscopic image displayed by the stereoscopic image display unit 10 and detection points by the position detection sensor 20. In the example shown in Figure 6, the stereoscopic image display unit 10 displays four stereoscopic images IA. The detection points by the position detection sensor 20 include first detection points PA11, PA12, PA13, and PA14 located at the center of each of the four stereoscopic images IA, and second detection points PA21, PA22, PA23, PA24, PA25, PA26, PA27, PA28, and PA29 located around the first detection points PA11 to PA14.

図6に示す例では、第2検出点PA23は、第1検出点PA11およびPA12の、両方の周囲に位置する。このため、第2検出点PA23は、第1検出点PA11およびPA12の両方に対して誤動作防止用の検出点として機能する。換言すれば、第2検出点PA23は、第1検出点PA11およびPA12の誤動作防止用の検出点として共有される。第2検出点PA25およびPA27も同様に、隣接する2つの第1検出点の誤動作防止用の検出点として共有される。 In the example shown in FIG. 6, the second detection point PA23 is located around both the first detection points PA11 and PA12. Therefore, the second detection point PA23 functions as a detection point for preventing malfunctions for both the first detection points PA11 and PA12. In other words, the second detection point PA23 is shared as a detection point for preventing malfunctions for the first detection points PA11 and PA12. Similarly, the second detection points PA25 and PA27 are shared as detection points for preventing malfunctions for the two adjacent first detection points.

このように、入力装置1においては、第1検出点が複数(PA11~PA14)であり、第2検出点PA21~PA29の少なくとも1つが、複数の第1検出点の間に配されていてもよい。ここでいう「複数の第1検出点の間」とは、複数の第1検出点を結ぶ直線の中間に限定されず、複数の第1検出点からの距離が略等しい領域を意味する。この場合、複数の第1検出点の間に配された第2検出点は、当該複数の第1検出点の全てについて入力動作の誤検出を防止するための検出点として機能する。したがって、検出点の数を削減することができるため、位置検出センサ20の構成を簡略化することができる。 In this way, in the input device 1, there may be a plurality of first detection points (PA11 to PA14), and at least one of the second detection points PA21 to PA29 may be disposed between the plurality of first detection points. Here, "between the plurality of first detection points" is not limited to the middle of the straight line connecting the plurality of first detection points, but means an area that is approximately equal in distance from the plurality of first detection points. In this case, the second detection point disposed between the plurality of first detection points functions as a detection point for preventing erroneous detection of an input operation for all of the plurality of first detection points. Therefore, the number of detection points can be reduced, and the configuration of the position detection sensor 20 can be simplified.

報知部32は、位置検出センサ20が第1検出点PA11~PA14のいずれかにおいて物体を検出した場合、および、第2検出点PA21~PA29のいずれかに物体を検出した場合のそれぞれに、互いに異なる音声をスピーカー50から出力してもよい。第1検出点PA11~PA14および第2検出点PA21~PA29のそれぞれについて、出力される音声は互いに異なることが好ましい。この場合、ユーザは入力により操作感を得ることができる。 The notification unit 32 may output different sounds from the speaker 50 when the position detection sensor 20 detects an object at any of the first detection points PA11 to PA14 and when it detects an object at any of the second detection points PA21 to PA29. It is preferable that the sounds output for the first detection points PA11 to PA14 and the second detection points PA21 to PA29 are different from each other. In this case, the user can get a sense of operation by inputting.

また、報知部32は、位置検出センサ20が第1検出点PA11~PA14および第2検出点PA21~PA29のいずれかに物体を検出した場合、そのことを立体画像表示部10によりユーザに報知してもよい。例えば立体画像表示部10は、位置検出センサ20が第1検出点PA11~PA14のいずれかに物体を検出した場合と、第2検出点PA21~PA29のいずれかに物体を検出した場合とで、立体画像IAの色を異ならせてもよい。また、立体画像表示部10は、位置検出センサ20が第2検出点PA21~PA29のいずれかに物体を検出した場合に、画像の表示を停止してもよい。 In addition, when the position detection sensor 20 detects an object at any of the first detection points PA11-PA14 and the second detection points PA21-PA29, the notification unit 32 may notify the user of this through the stereoscopic image display unit 10. For example, the stereoscopic image display unit 10 may change the color of the stereoscopic image IA depending on whether the position detection sensor 20 detects an object at any of the first detection points PA11-PA14 or any of the second detection points PA21-PA29. In addition, the stereoscopic image display unit 10 may stop displaying the image when the position detection sensor 20 detects an object at any of the second detection points PA21-PA29.

また、報知部32は、第2検出点PA21~PA29のいずれかに物体を検出し、かつ入力を検知しなかった場合、そのことをユーザに報知する。例えば報知部32は、立体画像IAの色を変更する、または立体画像IAの表示を消すといった方法でユーザに報知してもよい。また、報知部32は、先に第1検出点PA11~PA14のいずれかに物体を検出していた場合とは異なる音声を出力してもよい。 In addition, when the notification unit 32 detects an object at any of the second detection points PA21 to PA29 but does not detect an input, it notifies the user of this. For example, the notification unit 32 may notify the user by changing the color of the stereoscopic image IA or by erasing the display of the stereoscopic image IA. In addition, the notification unit 32 may output a sound that is different from the sound that is output when an object has been detected at any of the first detection points PA11 to PA14 earlier.

図7は、第1検出点PA11および第2検出点PA21、PA22の位置関係を示す図である。図7に示す例では、第2検出点PA21、PA22は、第1検出点PA11よりも、立体画像表示部10から離隔した位置に存在している。また、図7には表れていないが、第2検出点PA23についても、第1検出点PA11よりも、立体画像表示部10から離隔した位置に存在していてよい。この場合、第2検出点PA21~PA23は、第1検出点PA11よりも、ユーザからは近い位置に存在することになる。したがって、入力検知部31は、位置検出センサ20による入力動作の誤検出を、より早く検知できる。 Figure 7 is a diagram showing the positional relationship between the first detection point PA11 and the second detection points PA21 and PA22. In the example shown in Figure 7, the second detection points PA21 and PA22 are located farther away from the stereoscopic image display unit 10 than the first detection point PA11. Although not shown in Figure 7, the second detection point PA23 may also be located farther away from the stereoscopic image display unit 10 than the first detection point PA11. In this case, the second detection points PA21 to PA23 are located closer to the user than the first detection point PA11. Therefore, the input detection unit 31 can detect erroneous detection of an input operation by the position detection sensor 20 more quickly.

(第2の具体例)
図8の(a)は、入力装置1の第2の具体例を示す図である。図8の(a)には、立体画像表示部10により表示される立体画像と、位置検出センサ20による検出点とが示されている。第2の具体例は、第1の具体例と比較して、位置検出センサ20による検出点の位置が相違する。
(Second Specific Example)
Fig. 8A is a diagram showing a second specific example of the input device 1. Fig. 8A shows a stereoscopic image displayed by the stereoscopic image display unit 10 and points detected by the position detection sensor 20. The second specific example differs from the first specific example in the positions of the points detected by the position detection sensor 20.

図8の(a)に示す例では、位置検出センサ20による検出点は、立体画像IAの上下に位置する検出点PB1(第3検出点)および検出点PB2(第4検出点)、並びに立体画像IAの左右に位置する検出点PB3(第5検出点)および検出点PB4(第6検出点)を含む。検出点PB1およびPB2は互いに異なる。また、検出点PB3およびPB4は、検出点PB1およびPB2を両端とする線分(第1線分)と交差する線分(第2線分)の両端に位置する。 In the example shown in FIG. 8(a), the detection points detected by the position detection sensor 20 include detection points PB1 (third detection point) and PB2 (fourth detection point) located at the top and bottom of the stereoscopic image IA, as well as detection points PB3 (fifth detection point) and PB4 (sixth detection point) located at the left and right of the stereoscopic image IA. Detection points PB1 and PB2 are different from each other. Detection points PB3 and PB4 are located at both ends of a line segment (second line segment) that intersects with a line segment (first line segment) whose ends are detection points PB1 and PB2.

図8の(a)に示す例では、入力検知部31は、位置検出センサ20が検出点PB1に物体を検出した後、所定の第2期間内に検出点PB2に物体を検出し、かつ、検出点PB1に物体を検出した時刻から検出点PB2に物体を検出した時刻までの期間に検出点PB3およびPB4に物体を検出しなかった場合に、入力を検知する。第2期間の長さは、例えば上述した第1期間と同様であってよい。このとき、検出点PB3およびPB4は、検出点PB1および検出点PB2に対する誤動作防止用の検出点として機能するといえる。 In the example shown in FIG. 8(a), the input detection unit 31 detects an input when the position detection sensor 20 detects an object at detection point PB1, then detects an object at detection point PB2 within a predetermined second period, and does not detect an object at detection points PB3 and PB4 during the period from the time the object is detected at detection point PB1 to the time the object is detected at detection point PB2. The length of the second period may be, for example, the same as the first period described above. In this case, it can be said that the detection points PB3 and PB4 function as detection points for preventing malfunctions at detection points PB1 and PB2.

図8の(a)に示す入力装置1に対してユーザが入力動作を行う場合には、立体画像IAのボタンを押下するようにして、検出点PB1およびPB2に、順に指などの指示体Fを通過させればよい。このとき検出点PB3およびPB4のいずれにも指示体Fを通過させなければ、入力装置1の入力検知部31はユーザによる入力を検知する。より具体的には、ユーザは、検出点PB1およびPB2に、指示体Fを上から下に通過させればよい。 When a user performs an input operation on the input device 1 shown in FIG. 8(a), the user simply presses a button on the stereoscopic image IA and passes a pointer F, such as a finger, through detection points PB1 and PB2 in order. If the pointer F does not pass through either detection points PB3 or PB4, the input detection unit 31 of the input device 1 detects an input by the user. More specifically, the user simply passes the pointer F from top to bottom through detection points PB1 and PB2.

一方、例えば立体画像IAが表示されている空間を物体が通り過ぎるのみであれば、当該物体は、検出点PB1およびPB2のうちの一方で検出されてから他方で検出されるまでの間に、検出点PB3およびPB4のうち少なくともいずれかで検出される可能性が高い。したがって、図8の(a)に示す例によっても、ユーザが意図した場合にのみ入力を検知することができる。 On the other hand, for example, if an object simply passes through the space in which the stereoscopic image IA is displayed, the object is likely to be detected at at least one of the detection points PB3 and PB4 between the time it is detected at one of the detection points PB1 and PB2 and the time it is detected at the other. Therefore, even with the example shown in FIG. 8(a), it is possible to detect an input only when the user intends it to.

なお、検出点PB3およびPB4と、第1線分の垂直二等分線との間の距離は、いずれも第1線分の長さの半分未満であることが好ましい。この場合、物体が検出点PB1およびPB2のうちの一方で検出されてから他方で検出されるまでの間に、検出点PB3およびPB4のうち少なくともいずれかで検出される可能性がさらに高くなる。 It is preferable that the distance between each of detection points PB3 and PB4 and the perpendicular bisector of the first line segment is less than half the length of the first line segment. In this case, the possibility that an object will be detected at at least one of detection points PB3 and PB4 during the time between when the object is detected at one of detection points PB1 and PB2 and when the object is detected at the other detection point is further increased.

また、従来の入力装置においては、誤検出を防止するため、検出点において所定の期間連続して物体を検出し続けた場合に入力を検知するものが存在する。そのような従来の入力装置においては、ユーザは、検出点に指などを配した状態で所定の期間待つ必要がある。そのような従来の入力装置と比較して、入力装置1は、短時間で入力を検知できるという長所を有する。 In addition, some conventional input devices detect an input when an object is continuously detected at the detection point for a predetermined period of time to prevent false detection. In such conventional input devices, the user must wait for a predetermined period of time with a finger or the like placed at the detection point. Compared to such conventional input devices, input device 1 has the advantage of being able to detect an input in a short time.

図8の(b)は、第2の具体例において、立体画像IAとは別の立体画像IBを表示する例を示す図である。図8の(a)に示した例で表示される立体画像IAは、立体画像表示部10に対して上面が傾斜しているボタンの画像であった。一方、図8の(b)に示す例では、立体画像表示部10は立体画像IBを表示する。立体画像IBは、立体画像表示部10に対して上面が垂直なボタンの画像である。このような立体画像IBを表示する入力装置1も、図8の(a)に示した例と同様の検出点PB1、PB2、PB3およびPB4を検出する位置検出センサ20による検出結果に基づいて、入力を検知することができる。 8B is a diagram showing an example of displaying a stereoscopic image IB different from the stereoscopic image IA in the second specific example. The stereoscopic image IA displayed in the example shown in FIG. 8A was an image of a button whose top surface is inclined relative to the stereoscopic image display unit 10. On the other hand, in the example shown in FIG. 8B, the stereoscopic image display unit 10 displays a stereoscopic image IB. The stereoscopic image IB is an image of a button whose top surface is perpendicular to the stereoscopic image display unit 10. An input device 1 that displays such a stereoscopic image IB can also detect an input based on the detection result by a position detection sensor 20 that detects detection points PB1, PB2, PB3, and PB4 similar to the example shown in FIG. 8A.

図9は、ユーザによる入力動作の方向を示す画像の例を示す図である。入力装置1においては、立体画像IAまたはIBの他に、図9に示すような、ユーザによる入力動作の方向を示す画像を表示してもよい。当該画像を表示することで、入力装置1はユーザに対し、当該ユーザがどのような動作を行えば入力できるのかを示すことができる。 Figure 9 is a diagram showing an example of an image indicating the direction of an input action by a user. In addition to the stereoscopic image IA or IB, the input device 1 may display an image indicating the direction of an input action by a user, as shown in Figure 9. By displaying this image, the input device 1 can show the user what action the user should perform to input.

図10は、図8の(a)および(b)に示した入力装置1における、位置検出センサ20の設置位置の例について説明するための図であって、(a)は斜視図、(b)は側面図、(c)は上面図である。図10の(a)~(c)において、座標軸の原点は、入力装置1の表面の中央に位置するものとする。また、図10の(a)~(c)においては、位置検出センサ20については位置のみ示している。また、図10の(b)および(c)においては、入力装置1は省略されている。 Figure 10 is a diagram for explaining an example of the installation position of the position detection sensor 20 in the input device 1 shown in Figures 8(a) and (b), where (a) is a perspective view, (b) is a side view, and (c) is a top view. In Figures 10(a) to (c), the origin of the coordinate axes is located at the center of the surface of the input device 1. In Figures 10(a) to (c), only the position of the position detection sensor 20 is shown. In Figures 10(b) and (c), the input device 1 is omitted.

上述したとおり、図8の(a)および(b)に示した入力装置1においては、入力検知部31は、指示体Fが検出点PB1およびPB2を上から下に通過した場合に入力を検知する。このような入力装置1においては、位置検出センサ20は、検出点PB1よりも検出点PB2に近い位置に配されることが好ましい。換言すれば、位置検出センサ20は、入力を検知する動作の下流側に配されることが好ましい。 As described above, in the input device 1 shown in (a) and (b) of FIG. 8, the input detection unit 31 detects an input when the pointer F passes from top to bottom through detection points PB1 and PB2. In such an input device 1, it is preferable that the position detection sensor 20 is disposed at a position closer to detection point PB2 than to detection point PB1. In other words, it is preferable that the position detection sensor 20 is disposed downstream of the operation of detecting the input.

図10の(b)に示すように、位置検出センサ20が入力を検知する動作の下流側に配されていれば、指示体Fが検出点PB1で検出された後、検出点PB2で検出されるまでの間に、検出点PB2~PB4と位置検出センサ20との間が指示体Fに遮られる虞が小さい。このため、位置検出センサ20は検出点PB1~PB4においてユーザの指を適切に検出することができる。 As shown in FIG. 10(b), if the position detection sensor 20 is disposed downstream of the input detection operation, there is little risk that the indicator F will block the gap between the detection points PB2 to PB4 and the position detection sensor 20 after the indicator F is detected at the detection point PB1 and before it is detected at the detection point PB2. Therefore, the position detection sensor 20 can properly detect the user's finger at the detection points PB1 to PB4.

比較のため、位置検出センサ20が検出点PB2に物体を検出したあとに検出点PB1に物体を検出した場合に、入力検知部31が入力を検知する場合について考える。この場合、入力装置1の下側に配されている位置検出センサ20は、入力検知部31が入力を検知する動作の上流側に配されていることになる。この場合、図10の(b)に示すように、指示体Fが検出点PB2で検出された後、検出点PB1で検出されるまでの間に、検出点PB1、PB3およびPB4と位置検出センサ20との間が指示体Fに遮られる虞が大きい。このため、位置検出センサ20はユーザの指を適切に検出できない虞がある。 For comparison, consider the case where the input detection unit 31 detects an input when the position detection sensor 20 detects an object at detection point PB1 after detecting an object at detection point PB2. In this case, the position detection sensor 20 arranged on the lower side of the input device 1 is arranged upstream of the operation of the input detection unit 31 to detect the input. In this case, as shown in FIG. 10(b), after the indicator F is detected at detection point PB2, there is a high risk that the indicator F will block the gap between the detection points PB1, PB3, and PB4 and the position detection sensor 20 until it is detected at detection point PB1. For this reason, there is a risk that the position detection sensor 20 will not be able to properly detect the user's finger.

なお、左右方向における位置検出センサ20の位置は、入力動作の上流および下流のいずれであるかには無関係である。このため、図10の(a)および(c)に示すように、位置検出センサ20は、左右方向については任意の位置に配されてよい。 The position of the position detection sensor 20 in the left-right direction is independent of whether it is upstream or downstream of the input action. Therefore, as shown in (a) and (c) of FIG. 10, the position detection sensor 20 may be placed at any position in the left-right direction.

図11は、図8の(a)および(b)に示した入力装置1における、位置検出センサ20の設置位置の、別の例について説明するための図であって、(a)は斜視図、(b)は側面図、(c)は上面図である。図11の(a)~(c)においても、座標軸の原点は、入力装置1の表面の中央に位置するものとする。また、図11の(a)~(c)においても、位置検出センサ20については位置のみ示している。また、図11の(b)および(c)においても、入力装置1は省略されている。 Figure 11 is a diagram for explaining another example of the installation position of the position detection sensor 20 in the input device 1 shown in Figures 8(a) and (b), where (a) is a perspective view, (b) is a side view, and (c) is a top view. In Figures 11(a) to (c), the origin of the coordinate axes is located at the center of the surface of the input device 1. In Figures 11(a) to (c), only the position of the position detection sensor 20 is shown. In Figures 11(b) and (c), the input device 1 is also omitted.

図11の(a)~(c)においては、位置検出センサ20は、入力装置1の上下方向における中央付近に位置する。すなわち、位置検出センサ20の位置は、入力検知部31が入力を検知する動作における、上流側および下流側のいずれでもない。このような位置に位置検出センサ20が配されている場合にも、位置検出センサ20は検出点PB1~PB4において指示体Fを適切に検出することができる。 In (a) to (c) of FIG. 11, the position detection sensor 20 is located near the center in the vertical direction of the input device 1. In other words, the position of the position detection sensor 20 is neither upstream nor downstream in the operation of the input detection unit 31 to detect input. Even when the position detection sensor 20 is located in such a position, the position detection sensor 20 can properly detect the indicator F at the detection points PB1 to PB4.

図12の(a)は、入力装置1の第2の具体例の変形例を示す図である。図12の(a)に示す例では、立体画像表示部10は、ボタンの立体画像IAの代わりに、レバーの立体画像ICを表示する。また、位置検出センサ20による検出点は、立体画像ICの右側に位置する検出点PB1および左側に位置する検出点PB2、並びに立体画像ICの上側に位置する検出点PB3および下側に位置するPB4を含む。 Figure 12(a) is a diagram showing a modified example of the second specific example of the input device 1. In the example shown in Figure 12(a), the stereoscopic image display unit 10 displays a stereoscopic image IC of a lever instead of a stereoscopic image IA of a button. In addition, the detection points detected by the position detection sensor 20 include detection point PB1 located on the right side of the stereoscopic image IC, detection point PB2 located on the left side, detection point PB3 located above the stereoscopic image IC, and detection point PB4 located below the stereoscopic image IC.

図12の(a)に示す入力装置1に対してユーザが入力動作を行う場合には、立体画像ICのレバーを傾けるようにして、検出点PB1およびPB2に、順に指示体Fを通過させればよい。 When a user performs an input operation on the input device 1 shown in FIG. 12(a), the user simply tilts the lever of the stereoscopic image IC to pass the indicator F through detection points PB1 and PB2 in sequence.

また、図12の(a)に示すように、立体画像ICのレバーの先端の位置に、別の検出点PB5を設けてもよい。検出点PB5を有する入力装置1では、入力検知部31は、検出点PB5に物体が検出された後に検出点PB2に物体が検出された場合に入力を検知してもよい。 Also, as shown in FIG. 12(a), another detection point PB5 may be provided at the tip of the lever of the stereoscopic image IC. In an input device 1 having a detection point PB5, the input detection unit 31 may detect an input when an object is detected at detection point PB2 after an object is detected at detection point PB5.

図12の(b)は、入力装置1の第2の具体例の、別の変形例を示す図である。図12の(b)に示す例では、立体画像表示部10は、レバーの立体画像ICの代わりに、ダイヤルの立体画像IDを表示する。検出点PB1、PB2、PB3、PB4およびPB5の位置は、図12の(a)に示した例と同様である。このような立体画像IDを表示する入力装置1においても、入力検知部31は、図12の(a)に示した例と同様の検出点PB1、PB2、PB3、PB4およびPB5を検出する位置検出センサ20による検出結果に基づいて、入力を検知することができる。 Figure 12(b) is a diagram showing another modified example of the second specific example of the input device 1. In the example shown in Figure 12(b), the stereoscopic image display unit 10 displays a stereoscopic image ID of a dial instead of a stereoscopic image IC of a lever. The positions of detection points PB1, PB2, PB3, PB4, and PB5 are the same as in the example shown in Figure 12(a). Even in an input device 1 that displays such a stereoscopic image ID, the input detection unit 31 can detect an input based on the detection results by the position detection sensor 20 that detects detection points PB1, PB2, PB3, PB4, and PB5 similar to the example shown in Figure 12(a).

このように、表示する立体画像が示す操作方向を、入力検知部31が入力を検知するための検出点の順番に一致させることで、ユーザは入力装置1に対して直感的に入力動作を行うことができる。 In this way, by matching the operation direction indicated by the displayed stereoscopic image with the order of detection points used by the input detection unit 31 to detect input, the user can intuitively perform input operations on the input device 1.

図13は、図12の(a)および(b)に示した入力装置1における、位置検出センサ20の設置位置の例について説明するための図であって、(a)は斜視図、(b)は側面図、(c)は上面図である。図13の(a)~(c)において、座標軸の原点は、入力装置1の表面の中央に位置するものとする。また、図13の(a)~(c)において、位置検出センサ20については位置のみ示している。また、図13の(b)および(c)においては、入力装置1は省略されている。 Figure 13 is a diagram for explaining an example of the installation position of the position detection sensor 20 in the input device 1 shown in Figures 12(a) and (b), where (a) is a perspective view, (b) is a side view, and (c) is a top view. In Figures 13(a) to (c), the origin of the coordinate axes is located at the center of the surface of the input device 1. In Figures 13(a) to (c), only the position of the position detection sensor 20 is shown. In Figures 13(b) and (c), the input device 1 is omitted.

図10を参照して上述したとおり、入力装置1において位置検出センサ20は、入力検知部31が入力を検知する動作の下流側に配されることが好ましい。このため、図12の(a)および(b)に示した入力装置1においては、図13の(a)~(c)に示すように、入力装置1の左側に配されることが好ましい。また、図11の(a)および(b)に示した入力装置1においては、図13の(a)および(c)に示すように、位置検出センサ20は、上下方向については任意の位置に配されてよい。 As described above with reference to FIG. 10, in the input device 1, the position detection sensor 20 is preferably disposed downstream of the operation of the input detection unit 31 to detect the input. For this reason, in the input device 1 shown in FIGS. 12(a) and (b), it is preferably disposed on the left side of the input device 1, as shown in FIGS. 13(a) to (c). Also, in the input device 1 shown in FIGS. 11(a) and (b), the position detection sensor 20 may be disposed at any position in the vertical direction, as shown in FIGS. 13(a) and (c).

図14は、図12の(a)および(b)に示した入力装置1における、位置検出センサ20の設置位置の、別の例について説明するための図であって、(a)は斜視図、(b)は側面図、(c)は上面図である。図14の(a)~(c)において、座標軸の原点は、入力装置1の表面の中央に位置するものとする。また、図14の(a)~(c)においても、位置検出センサ20については位置のみ示している。また、図14の(b)および(c)においては、入力装置1は省略されている。 Figure 14 is a diagram for explaining another example of the installation position of the position detection sensor 20 in the input device 1 shown in Figures 12(a) and (b), where (a) is a perspective view, (b) is a side view, and (c) is a top view. In Figures 14(a) to (c), the origin of the coordinate axes is located at the center of the surface of the input device 1. Also, in Figures 14(a) to (c), only the position of the position detection sensor 20 is shown. Also, in Figures 14(b) and (c), the input device 1 is omitted.

図14の(a)~(c)においては、位置検出センサ20は、入力装置1の左右方向における中央付近に位置する。図11の(a)~(c)に示した例と同様、このような位置に位置検出センサ20が配されている場合にも、位置検出センサ20は検出点PB1~PB4においてユーザの指を適切に検出することができる。 In (a) to (c) of FIG. 14, the position detection sensor 20 is located near the center in the left-right direction of the input device 1. As with the examples shown in (a) to (c) of FIG. 11, even when the position detection sensor 20 is located in such a position, the position detection sensor 20 can properly detect the user's finger at detection points PB1 to PB4.

(第3の具体例)
図15は、入力装置1の第3の具体例を示す図である。図15に示す例では、立体画像表示部10は、1つのボタンの立体画像IAを表示する。また、図15に示す例では、位置検出センサ20による検出点のうち、ユーザの入力動作を検出するための第1検出点は、立体画像IAの中央に位置する検出点PC(第1検出点)のみである。また、第2検出点については図15においては省略されているが、検出点PCの周囲に任意に設けられていてよい。
(Third Specific Example)
Fig. 15 is a diagram showing a third specific example of the input device 1. In the example shown in Fig. 15, the stereoscopic image display unit 10 displays a stereoscopic image IA of one button. In addition, in the example shown in Fig. 15, among the detection points by the position detection sensor 20, the first detection point for detecting the input operation of the user is only the detection point PC (first detection point) located at the center of the stereoscopic image IA. In addition, the second detection point is omitted in Fig. 15, but may be provided arbitrarily around the detection point PC.

入力検知部31は、位置検出センサ20が同一の検出点PCに物体を、所定の第3期間内に2回(複数回)検出した場合に、入力を検知する。ここでいう2回検出とは、2回の検出の間に物体を検出しない期間が存在することを意味する。なお、入力検知部31は、位置検出センサ20が検出点PCに物体を3回以上検出した場合に入力を検知してもよい。 The input detection unit 31 detects an input when the position detection sensor 20 detects an object at the same detection point PC twice (multiple times) within a predetermined third period. Detecting twice here means that there is a period between two detections during which no object is detected. Note that the input detection unit 31 may also detect an input when the position detection sensor 20 detects an object at the detection point PC three or more times.

ユーザは、例えば立体画像IAのボタンを検出点PCよりも下まで押下してから放す動作を上記第3期間内に行うことで、入力装置1に入力を行うことができる。上記第3期間は、例えば上記第1期間および上記第2期間と同様であってよい。すなわち、上記第3期間は、例えば0.1秒~0.2秒であってもよく、0.2秒~0.4秒であってもよい。 The user can input to the input device 1, for example, by pressing the button on the stereoscopic image IA below the detection point PC and then releasing it during the third period. The third period may be, for example, the same as the first period and the second period. That is, the third period may be, for example, 0.1 seconds to 0.2 seconds, or 0.2 seconds to 0.4 seconds.

同一の検出点PCにおいて、物体が短期間で複数回検出される動作を、ユーザが意図せずに行う可能性は小さいと考えられる。したがって、図15に示す入力装置1によっても、ユーザが意図した場合にのみ入力を検知することができる。 It is considered unlikely that a user will unintentionally perform an action that would cause an object to be detected multiple times in a short period of time at the same detection point PC. Therefore, the input device 1 shown in FIG. 15 can also detect an input only when the user intends to do so.

図15に示す入力装置1において、入力検知部31が入力を検知した場合に報知部32がユーザに報知する方法について以下に例示する。例えば報知部32は、入力検知部31が入力を検知する前と後とで立体画像IAの色または明るさを異ならせてもよい。また、入力装置1がスピーカーを備える場合、入力を検知したことを示す音声を当該スピーカーから出力してもよい。また、入力装置1が、超音波発生装置などの、ユーザの触覚を刺激する装置を備える場合には、報知部32は、指の触覚に対して遠隔で刺激を与えてもよい。 In the input device 1 shown in FIG. 15, the notification unit 32 may notify the user when the input detection unit 31 detects an input, as exemplified below. For example, the notification unit 32 may change the color or brightness of the stereoscopic image IA before and after the input detection unit 31 detects the input. In addition, if the input device 1 includes a speaker, a sound indicating that an input has been detected may be output from the speaker. In addition, if the input device 1 includes a device for stimulating the user's tactile sense, such as an ultrasonic generator, the notification unit 32 may remotely stimulate the tactile sense of the fingers.

また、報知部32は、入力検知部31が入力を検知した場合に、入力を検知する前とは異なる立体画像を表示してもよい。具体的には報知部32は、例えば入力検知部31が入力を検知した場合に、押下された状態のボタンの立体画像を表示してもよい。このような立体画像の切り替えを行うためには、立体画像表示部10が(i)立体画像IAを表示するための導光板11および光源12と、(ii)入力検知部31が入力を検知した場合の立体画像を表示するための導光板11および光源12と、を互いに重畳された状態で備えていればよい。報知部32は、上記2つの光源12の点灯および消灯を切り換えることで、表示する立体画像の切り替えを行うことができる。 In addition, when the input detection unit 31 detects an input, the notification unit 32 may display a stereoscopic image different from that before the input was detected. Specifically, for example, when the input detection unit 31 detects an input, the notification unit 32 may display a stereoscopic image of a button in a pressed state. To switch between stereoscopic images in this manner, the stereoscopic image display unit 10 only needs to include (i) a light guide plate 11 and a light source 12 for displaying a stereoscopic image IA, and (ii) a light guide plate 11 and a light source 12 for displaying a stereoscopic image when the input detection unit 31 detects an input, in a state superimposed on each other. The notification unit 32 can switch between stereoscopic images to be displayed by switching on and off the two light sources 12.

また、報知部32は、入力検知部31が入力を検知する前には立体画像を表示し、入力を検知した後には平面画像を表示してもよい。この場合、表示が切り替わったことをユーザが認識しやすくなる。また、この場合には、立体画像表示部10が備える導光板は1枚でよい。 The notification unit 32 may display a stereoscopic image before the input detection unit 31 detects an input, and a flat image after the input is detected. In this case, it is easier for the user to recognize that the display has been switched. In this case, the stereoscopic image display unit 10 may be provided with only one light guide plate.

図16は、第3の具体例における位置検出センサ20の例としてのTOF(Time Of Flight)センサ23を示す図である。図16に示すTOFセンサ23は、投光部23aから出射された光が指示体Fで反射され、受光部23bで受光されるまでの時間に基づいて、TOFセンサ23から指示体Fまでの距離を算出する。 Fig. 16 is a diagram showing a TOF (Time Of Flight) sensor 23 as an example of the position detection sensor 20 in the third specific example. The TOF sensor 23 shown in Fig. 16 calculates the distance from the TOF sensor 23 to the pointer F based on the time it takes for light emitted from the light projecting unit 23a to be reflected by the pointer F and received by the light receiving unit 23b.

図17は、第3の具体例における位置検出センサ20の、別の例としての測距センサ24を示す図である。測距センサ24は、投光レンズを介して照射され、指示体Fで反射された光を、受光レンズを介して受光素子で受光する。このとき、測距センサ24は、指示体Fまでの距離によって受光素子での受光位置が変化することを利用して、測距センサ24と指示体Fとの間の距離を算出する。 Figure 17 is a diagram showing a distance measurement sensor 24 as another example of the position detection sensor 20 in the third specific example. The distance measurement sensor 24 receives light that is irradiated through a light-projecting lens and reflected by the indicator F with a light-receiving element via a light-receiving lens. At this time, the distance measurement sensor 24 calculates the distance between the distance measurement sensor 24 and the indicator F by utilizing the fact that the light-receiving position of the light-receiving element changes depending on the distance to the indicator F.

第3の具体例における位置検出センサ20は、例えば図16に示すようなTOFセンサ23、または図17に示すような測距センサ24であってもよい。この場合、入力検知部31は、位置検出センサ20が所定の距離(位置検出センサ20から検出点PCまでの距離)に物体を複数回検出した場合に入力を検知する。 The position detection sensor 20 in the third specific example may be, for example, a TOF sensor 23 as shown in FIG. 16, or a distance measurement sensor 24 as shown in FIG. 17. In this case, the input detection unit 31 detects an input when the position detection sensor 20 detects an object multiple times within a predetermined distance (the distance from the position detection sensor 20 to the detection point PC).

図18は、第3の具体例における位置検出センサ20の、さらに別の例を示す図である。位置検出センサ20は、図18に示すように、砲弾LED25aと、フォトダイオード25bとを組み合わせたものであってもよい。図18に示す位置検出センサ20は、限定反射センサ21の構成を簡略化したものであるといえる。 Figure 18 is a diagram showing yet another example of the position detection sensor 20 in the third specific example. As shown in Figure 18, the position detection sensor 20 may be a combination of a shell LED 25a and a photodiode 25b. The position detection sensor 20 shown in Figure 18 can be said to be a simplified version of the limited reflection sensor 21.

第3の具体例における位置検出センサ20は、例えば図18に示すような砲弾LED25aとフォトダイオード25bとの組み合わせであってもよい。この場合、入力検知部31は、位置検出センサ20が所定の空間(検出点PCを中心とする空間)に物体を複数回検出した場合に入力を検知する。 The position detection sensor 20 in the third specific example may be, for example, a combination of a shell LED 25a and a photodiode 25b as shown in FIG. 18. In this case, the input detection unit 31 detects an input when the position detection sensor 20 detects an object multiple times in a predetermined space (a space centered on the detection point PC).

また、位置検出センサ20は、検出点PCにおいて指示体Fを検出可能な、さらに別の構成を有するセンサであってもよい。例えば位置検出センサ20は、指示体Fの位置を検出し、指示体Fのモーション(動き)を検出するモーションセンサであってもよい。 The position detection sensor 20 may also be a sensor having a different configuration capable of detecting the indicator F at the detection point PC. For example, the position detection sensor 20 may be a motion sensor that detects the position of the indicator F and detects the motion of the indicator F.

§3 動作例
図19の(a)~(c)は、本発明の入力装置をエレベータの入力部に適用した様子を示す図である。図19の(a)に示すように、本発明の入力装置は、例えばエレベータの入力部200に適用することができる。具体的には、入力部200は、立体画像I1~I12を表示する。立体画像I1~I12は、エレベータの行先(階数)を指定するユーザの入力を受け付ける表示(立体画像I1~I10)、または、エレベータの扉の開閉の指示を受け付ける表示(立体画像I11・I12)が結像された立体画像である。入力部200は、いずれかの立体画像Iに対するユーザの入力を受け付けた場合、当該立体画像Iの結像状態を変化させる(例えば、立体画像Iの色を変化させるなど)とともに、当該入力に対応する指示をエレベータの制御部に対して出力する。入力部200による立体画像Iの表示は、入力部200に人が近づいたときにのみ行うようにしてもよい。また、入力部200は、エレベータの壁の内部に配置されてもよい。
§3 Operation Example FIGS. 19A to 19C are diagrams showing a state in which the input device of the present invention is applied to an input unit of an elevator. As shown in FIG. 19A, the input device of the present invention can be applied to, for example, an input unit 200 of an elevator. Specifically, the input unit 200 displays three-dimensional images I1 to I12. The three-dimensional images I1 to I12 are three-dimensional images formed by imaging a display (three-dimensional images I1 to I10) that accepts a user's input specifying the destination (floor) of the elevator, or a display (three-dimensional images I11 and I12) that accepts an instruction to open or close the elevator door. When the input unit 200 accepts a user's input for any one of the three-dimensional images I, it changes the imaging state of the three-dimensional image I (for example, changes the color of the three-dimensional image I) and outputs an instruction corresponding to the input to the control unit of the elevator. The display of the three-dimensional image I by the input unit 200 may be performed only when a person approaches the input unit 200. The input unit 200 may also be disposed inside the wall of the elevator.

エレベータの入力部200では、例えば、エレベータ内に人が多い場合では、ユーザの体の一部が立体画像Iの結像位置に位置してしまい、入力部200がユーザの意図していない入力を受け付けてしまう虞がある。そこで、入力部200は、例えばモーションセンサによって立体画像Iに対して回転操作を受け付けた場合にのみユーザの入力を受け付けるようにしてもよい。回転操作は、ユーザが意図しないかぎり通常は行われない操作であるので、入力部200がユーザの意図していない入力を受け付けてしまうことを防止することができる。また、図19の(c)に示すように、立体画像Iがエレベータの内壁に設けられた凹部に表示される構成としてもよい。これにより、指示体Fが上記凹部に挿入されたときにのみ立体画像Iに対する入力が行われるので、入力部200がユーザの意図していない入力を受け付けてしまうことを防止することができる。 In the input unit 200 of the elevator, for example, when there are many people in the elevator, a part of the user's body may be located at the imaging position of the stereoscopic image I, and the input unit 200 may receive an input that is not intended by the user. Therefore, the input unit 200 may receive a user's input only when a rotation operation is received for the stereoscopic image I by, for example, a motion sensor. Since a rotation operation is not usually performed unless the user intends it, it is possible to prevent the input unit 200 from receiving an input that is not intended by the user. In addition, as shown in (c) of FIG. 19, the stereoscopic image I may be configured to be displayed in a recess provided on the inner wall of the elevator. In this way, input to the stereoscopic image I is performed only when the indicator F is inserted into the recess, so it is possible to prevent the input unit 200 from receiving an input that is not intended by the user.

図20は、本発明の入力装置を温水便座洗浄機の入力部に適用した様子を示す図である。図20に示すように、本発明の入力装置は、例えば温水便座洗浄機の入力部300(操作パネル部)に適用することができる。具体的には、入力部300は、立体画像I1~I4を表示する。立体画像I1~I4は、温水便座洗浄機の洗浄機能の駆動・停止の指示を受け付ける表示が結像された立体画像である。入力部300は、いずれかの立体画像Iに対するユーザの入力を受け付けた場合、当該立体画像Iの結像状態を変化させる(例えば、立体画像Iの色を変化させるなど)とともに、当該入力に対応する指示を温水便座洗浄機の制御部に対して出力する。温水便座洗浄機の操作パネルは、衛生上、直接触ることを好まないユーザが多い。これに対して、入力部300では、ユーザは、入力部300に直接触る(物理的に触る)ことなく操作をすることができる。したがって、ユーザは、衛生面を気にすることなく操作をすることができる。なお、本発明の入力装置は、衛生面的に直接触ることが好ましくない他の装置にも適用することができる。例えば、本発明の入力装置は、病院に設置される整理番号発券機や、不特定の人が触る移動ドアの操作部などに適用するのに好適である。また、病院に設置される整理番号発券機において外科や内科などの複数の選択肢がある場合に、それぞれの選択肢に対応する立体画像Iを表示することができるため好適である。また、本発明の入力装置は、飲食店に設置されるレジまたは食券販売機に適用するのに好適である。 Figure 20 is a diagram showing the input device of the present invention applied to the input section of a warm water toilet seat washer. As shown in Figure 20, the input device of the present invention can be applied to, for example, the input section 300 (operation panel section) of a warm water toilet seat washer. Specifically, the input section 300 displays three-dimensional images I1 to I4. The three-dimensional images I1 to I4 are three-dimensional images formed by displaying an instruction to start/stop the cleaning function of the warm water toilet seat washer. When the input section 300 receives a user's input for any one of the three-dimensional images I, it changes the imaging state of the three-dimensional image I (for example, changes the color of the three-dimensional image I) and outputs an instruction corresponding to the input to the control section of the warm water toilet seat washer. Many users do not like to directly touch the operation panel of the warm water toilet seat washer for hygienic reasons. In contrast, with the input section 300, the user can operate it without directly touching (physically touching) the input section 300. Therefore, the user can operate it without worrying about hygiene. The input device of the present invention can also be applied to other devices where direct contact is undesirable from a hygienic standpoint. For example, the input device of the present invention is suitable for use in serial number issuing machines installed in hospitals and the operating parts of moving doors that are touched by an unspecified number of people. It is also suitable for serial number issuing machines installed in hospitals that have multiple options such as surgery and internal medicine, as it can display a stereoscopic image I corresponding to each option. The input device of the present invention is also suitable for use in cash registers or food ticket vending machines installed in restaurants.

そのほかにも入力装置1は、例えば、ATM(Automated teller machine)の入力部、クレジットカードの読み取り器における入力部、金庫における施錠を解除するための入力部、暗証番号による開錠が行われるドアの入力部などに適用することができる。ここで、従来の暗証番号入力装置では、物理的に入力部に指を接触させることにより入力を行っている。このような場合には、入力部に指紋や温度履歴が残ってしまう。そのため、他人に暗証番号を知られてしまうという虞があった。これに対して、入力装置1を入力部として用いた場合、指紋や温度履歴が残ることが無いため、暗証番号を他人に知られてしまうことを防ぐことができる。その他の例として、入力装置1を駅などに設置される券売機などに適用することができる。 In addition, the input device 1 can be applied to, for example, the input section of an ATM (Automated Teller Machine), the input section of a credit card reader, the input section for unlocking a safe, and the input section of a door that is unlocked by a PIN. In conventional PIN input devices, input is performed by physically touching the input section with a finger. In such cases, fingerprints and temperature history are left on the input section. As a result, there is a risk that the PIN will be known by others. In contrast, when the input device 1 is used as an input section, fingerprints and temperature history are not left behind, so it is possible to prevent the PIN from being known by others. As another example, the input device 1 can be applied to ticket vending machines installed in train stations, etc.

さらに、入力装置1は、洗面化粧台の照明スイッチ、蛇口の操作スイッチ、レンジフードの操作スイッチ、食器洗い機の操作スイッチ、冷蔵庫の操作スイッチ、電子レンジの操作スイッチ、IHクッキングヒータの操作スイッチ、電解水生成装置の操作スイッチ、インターホンの操作スイッチ、廊下の照明スイッチ、またはコンパクトステレオシステムの操作スイッチなどにも適用可能である。これらのスイッチに入力装置1を適用することで、(i)スイッチに凹凸がなくなるため掃除しやすい、(ii)必要時のみ立体画像を表示できるためデザイン性が向上する、(iii)スイッチに接触する必要がなくなるため衛生的である、(iv)可動部がなくなるため壊れにくくなる、といった利点が生じる。 Furthermore, the input device 1 can also be applied to a light switch for a bathroom vanity, a faucet operation switch, a range hood operation switch, a dishwasher operation switch, a refrigerator operation switch, a microwave oven operation switch, an induction cooking heater operation switch, an electrolytic water generating device operation switch, an intercom operation switch, a hallway light switch, or a compact stereo system operation switch. Applying the input device 1 to these switches provides the following advantages: (i) the switch is easy to clean since it is smooth, (ii) design is improved since a 3D image can be displayed only when necessary, (iii) it is hygienic since there is no need to touch the switch, and (iv) it is less likely to break since there are no moving parts.

§4 変形例
以上、本発明の実施の形態を詳細に説明してきたが、前述までの説明はあらゆる点において本発明の例示に過ぎない。本発明の範囲を逸脱することなく種々の改良や変形を行うことができることは言うまでもない。例えば、以下のような変更が可能である。なお、以下では、上記実施形態と同様の構成要素に関しては同様の符号を用い、上記実施形態と同様の点については、適宜説明を省略した。以下の変形例は適宜組み合わせ可能である。
§4 Modifications Although the embodiment of the present invention has been described above in detail, the above description is merely an example of the present invention in every respect. It goes without saying that various improvements and modifications can be made without departing from the scope of the present invention. For example, the following modifications are possible. In the following, the same reference numerals are used for components similar to those in the above embodiment, and the description of the same points as those in the above embodiment is omitted as appropriate. The following modifications can be combined as appropriate.

<4.1>
入力装置1の変形例としての入力装置1Aについて、図21~図26を参照しながら説明する。
<4.1>
An input device 1A as a modified example of the input device 1 will be described with reference to FIGS.

図21は、入力装置1Aの斜視図である。図22は、入力装置1Aが備える立体画像表示部10Aの構成を示す断面図である。図23は、立体画像表示部10Aの構成を示す平面図である。図24は、立体画像表示部10Aが備える光路変更部16の構成を示す斜視図である。 Figure 21 is a perspective view of the input device 1A. Figure 22 is a cross-sectional view showing the configuration of the stereoscopic image display unit 10A provided in the input device 1A. Figure 23 is a plan view showing the configuration of the stereoscopic image display unit 10A. Figure 24 is a perspective view showing the configuration of the optical path changing unit 16 provided in the stereoscopic image display unit 10A.

図21に示すように、入力装置1Aは、実施形態1における立体画像表示部10の代わりに立体画像表示部10Aを備えている。なお、実施形態1における入力装置1と、本変形例における入力装置1Aとは、立体画像表示部10Aによって立体画像Iを結像する以外の点については同じ構成であるため、ここでは、立体画像表示部10Aによる立体画像Iの結像方法についてのみ説明する。図21~図26においても、立体画像表示部10A以外の構成については、図示を省略している。 As shown in FIG. 21, input device 1A has a stereoscopic image display unit 10A instead of the stereoscopic image display unit 10 in embodiment 1. Note that input device 1 in embodiment 1 and input device 1A in this modification have the same configuration except for the fact that stereoscopic image I is formed by stereoscopic image display unit 10A, so only the method of forming stereoscopic image I by stereoscopic image display unit 10A will be described here. Configuration other than stereoscopic image display unit 10A is also omitted from the illustration in FIGS. 21 to 26.

図21および図22に示すように、立体画像表示部10Aは、光源12と、導光板15(第1導光板)とを備えている。 As shown in Figures 21 and 22, the stereoscopic image display unit 10A includes a light source 12 and a light guide plate 15 (first light guide plate).

導光板15は、光源12から入射された光(入射光)を導光する部材である。導光板15は、透明で屈折率が比較的高い樹脂材料で成形される。導光板15を形成する材料としては、例えばポリカーボネイト樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂などを使用することができる。本変形例では、導光板15は、ポリメチルメタクリレート樹脂によって成形されている。導光板15は、図22に示すように、出射面15a(光出射面)と、背面15bと、入射面15cとを備えている。 The light guide plate 15 is a member that guides the light (incident light) that is incident from the light source 12. The light guide plate 15 is molded from a transparent resin material with a relatively high refractive index. For example, polycarbonate resin, polymethyl methacrylate resin, etc. can be used as the material for forming the light guide plate 15. In this modified example, the light guide plate 15 is molded from polymethyl methacrylate resin. As shown in FIG. 22, the light guide plate 15 has an exit surface 15a (light exit surface), a back surface 15b, and an entrance surface 15c.

出射面15aは、導光板15の内部を導光され、後述する光路変更部16により光路変更された光を出射する面である。出射面15aは、導光板15の前面を構成している。背面15bは、出射面15aと互いに平行な面であり、後述する光路変更部16が配置される面である。入射面15cは、光源12から出射された光が導光板15の内部に入射される面である。 The exit surface 15a is a surface that emits light that has been guided inside the light guide plate 15 and has had its optical path changed by the optical path changing unit 16, which will be described later. The exit surface 15a constitutes the front surface of the light guide plate 15. The back surface 15b is a surface that is parallel to the exit surface 15a, and is the surface on which the optical path changing unit 16, which will be described later, is disposed. The entrance surface 15c is a surface through which the light emitted from the light source 12 enters the interior of the light guide plate 15.

光源12から出射され入射面15cから導光板15に入射した光は、出射面15aまたは背面15bで全反射され、導光板15内を導光される。 Light emitted from the light source 12 and entering the light guide plate 15 from the entrance surface 15c is totally reflected at the exit surface 15a or the back surface 15b, and is guided within the light guide plate 15.

図22に示すように、光路変更部16は、導光板15の内部において背面15bに形成されており、導光板15内を導光された光を光路変更して出射面15aから出射させるための部材である。光路変更部16は、導光板15の背面15bに複数設けられている。 As shown in FIG. 22, the light path changing section 16 is formed on the back surface 15b inside the light guide plate 15, and is a member for changing the light path of the light guided inside the light guide plate 15 and emitting it from the emission surface 15a. A plurality of light path changing sections 16 are provided on the back surface 15b of the light guide plate 15.

光路変更部16は、図23に示すように、入射面15cに平行な方向に沿って設けられている。図24に示すように、光路変更部16は、三角錐形状となっており、入射した光を反射(全反射)する反射面16aを備えている。光路変更部16は、例えば、導光板15の背面15bに形成された凹部であってもよい。なお、光路変更部16は、三角錐形状に限られるものではない。導光板15の背面15bには、図23に示すように、複数の光路変更部16からなる複数の光路変更部群17a、17b、17c…が形成されている。 As shown in FIG. 23, the light path changing section 16 is provided in a direction parallel to the incident surface 15c. As shown in FIG. 24, the light path changing section 16 is in a triangular pyramid shape and has a reflecting surface 16a that reflects (total reflection) the incident light. The light path changing section 16 may be, for example, a recess formed on the back surface 15b of the light guide plate 15. Note that the light path changing section 16 is not limited to a triangular pyramid shape. As shown in FIG. 23, a plurality of light path changing section groups 17a, 17b, 17c, etc., each consisting of a plurality of light path changing sections 16, are formed on the back surface 15b of the light guide plate 15.

図25は、光路変更部16の配列を示す斜視図である。図25に示すように、各光路変更部群17a、17b、17c…では、複数の光路変更部16の反射面16aが光の入射方向に対する角度が互いに異なるように導光板15の背面15bに配置されている。これにより、各光路変更部群17a、17b、17c…は、入射光を光路変更して、出射面15aから様々な方向へ出射させる。 Figure 25 is a perspective view showing the arrangement of the light path changing units 16. As shown in Figure 25, in each of the light path changing unit groups 17a, 17b, 17c, etc., the reflecting surfaces 16a of the multiple light path changing units 16 are arranged on the back surface 15b of the light guide plate 15 so that the angles with respect to the direction of light incidence are different from one another. As a result, each of the light path changing unit groups 17a, 17b, 17c, etc. changes the light path of the incident light and outputs it in various directions from the exit surface 15a.

次に、立体画像表示部10Aによる立体画像Iの結像方法について、図26を参照しながら説明する。ここでは、導光板15の出射面15aに垂直な面である立体画像結像面Pに、光路変更部16により光路変更された光によって面画像としての立体画像Iを結像する場合について説明する。 Next, the method of forming a stereoscopic image I by the stereoscopic image display unit 10A will be described with reference to FIG. 26. Here, a case will be described in which a stereoscopic image I is formed as a planar image by light whose optical path has been changed by the optical path changing unit 16 on a stereoscopic image forming plane P, which is a plane perpendicular to the exit surface 15a of the light guide plate 15.

図26は、立体画像表示部10Aによる立体画像Iの結像方法を示す斜視図である。なお、ここでは、立体画像結像面Pに立体画像Iとして斜め線入りリングマークを結像することについて説明する。 Figure 26 is a perspective view showing a method for forming a stereoscopic image I by the stereoscopic image display unit 10A. Note that, here, the method for forming a ring mark with a diagonal line as the stereoscopic image I on the stereoscopic image forming plane P will be described.

立体画像表示部10Aでは、図26に示すように、例えば、光路変更部群17aの各光路変更部16によって光路変更された光は、立体画像結像面Pに線La1および線La2で交差する。これにより、立体画像結像面Pに立体画像Iの一部である線画像LIを結像させる。線画像LIは、YZ平面に平行な線画像である。このように、光路変更部群17aに属する多数の光路変更部16からの光によって、線La1および線La2の線画像LIが結像される。なお、線La1および線La2の像を結像する光は、光路変更部群17aにおける少なくとも2つの光路変更部16によって提供されていればよい。 As shown in FIG. 26, in the stereoscopic image display unit 10A, for example, the light whose optical path has been changed by each optical path change unit 16 of the optical path change unit group 17a intersects with the stereoscopic image imaging plane P at lines La1 and La2. This causes a line image LI, which is a part of the stereoscopic image I, to be formed on the stereoscopic image imaging plane P. The line image LI is a line image parallel to the YZ plane. In this way, the line image LI of the lines La1 and La2 is formed by the light from the multiple optical path change units 16 belonging to the optical path change unit group 17a. Note that the light that forms the images of the lines La1 and La2 needs to be provided by at least two optical path change units 16 in the optical path change unit group 17a.

同様に、光路変更部群17bの各光路変更部16によって光路変更された光は、立体画像結像面Pに線Lb1、線Lb2および線Lb3で交差する。これにより、立体画像結像面Pに立体画像Iの一部である線画像LIを結像させる。 Similarly, the light whose path has been changed by each light path changing unit 16 of the light path changing unit group 17b intersects with the stereoscopic image forming plane P at lines Lb1, Lb2, and Lb3. This causes a line image LI, which is part of the stereoscopic image I, to be formed on the stereoscopic image forming plane P.

また、光路変更部群17cの各光路変更部16によって光路変更された光は、立体画像結像面Pに線Lc1および線Lc2で交差する。これにより、立体画像結像面Pに立体画像Iの一部である線画像LIを結像させる。 In addition, the light whose optical path has been changed by each optical path change unit 16 of the optical path change unit group 17c intersects with the stereoscopic image formation plane P at lines Lc1 and Lc2. This causes a line image LI, which is part of the stereoscopic image I, to be formed on the stereoscopic image formation plane P.

各光路変更部群17a、17b、17c…によって結像される線画像LIのX軸方向の位置は互いに異なっている。立体画像表示部10Aでは、光路変更部群17a、17b、17c…間の距離を小さくすることによって、各光路変更部群17a、17b、17c…によって結像される線画像LIのX軸方向の距離を小さくすることができる。その結果、立体画像表示部10Aでは、光路変更部群17a、17b、17c…の各光路変更部16によって光路変更された光によって結像された複数の線画像LIを集積することにより、実質的に、面画像である立体画像Iを立体画像結像面Pに結像する。 The positions in the X-axis direction of the line images LI formed by each of the light path change unit groups 17a, 17b, 17c... are different from each other. In the stereoscopic image display unit 10A, by reducing the distance between the light path change unit groups 17a, 17b, 17c..., it is possible to reduce the distance in the X-axis direction of the line images LI formed by each of the light path change unit groups 17a, 17b, 17c.... As a result, in the stereoscopic image display unit 10A, a stereoscopic image I, which is essentially a planar image, is formed on the stereoscopic image imaging plane P by accumulating multiple line images LI formed by light whose optical paths have been changed by each of the light path change units 16 of the light path change unit groups 17a, 17b, 17c....

なお、立体画像結像面Pは、X軸に垂直な平面であってもよく、Y軸に垂直な平面であってもよく、またZ軸に垂直な平面であってもよい。また、立体画像結像面Pは、X軸、Y軸、またはZ軸に垂直でない平面であってもよい。さらに、立体画像結像面Pは、平面ではなく曲面であってもよい。すなわち、立体画像表示部10Aは、光路変更部16によって空間上の任意の面(平面および曲面)上に立体画像Iを結像させることができる。また、面画像を複数組み合わせることにより、3次元の画像を結像することができる。 The stereoscopic image forming plane P may be a plane perpendicular to the X-axis, a plane perpendicular to the Y-axis, or a plane perpendicular to the Z-axis. The stereoscopic image forming plane P may also be a plane that is not perpendicular to the X-axis, Y-axis, or Z-axis. Furthermore, the stereoscopic image forming plane P may not be a flat surface, but a curved surface. In other words, the stereoscopic image display unit 10A can form a stereoscopic image I on any surface (flat surface or curved surface) in space by using the optical path changing unit 16. Also, a three-dimensional image can be formed by combining multiple surface images.

<4.2>
入力装置1の別の変形例としての入力装置1Bについて、図27および図28を参照しながら説明する。
<4.2>
An input device 1B as another modified example of the input device 1 will be described with reference to FIGS. 27 and 28. FIG.

図27は、入力装置1Bの斜視図である。図28は、入力装置1Bが備える立体画像表示部10Bの構成を示す断面図である。 Figure 27 is a perspective view of input device 1B. Figure 28 is a cross-sectional view showing the configuration of stereoscopic image display unit 10B provided in input device 1B.

図27に示すように、入力装置1Bは、立体画像表示部10の代わりに立体画像表示部10Bを備えている。なお、入力装置1と、本変形例における入力装置1Bとは、立体画像表示部10Bによって立体画像Iを結像する以外の点については同じ構成であるため、ここでは、立体画像表示部10Bによる立体画像Iの結像方法についてのみ説明する。図27および図28においても、立体画像表示部10B以外の構成については、図示を省略している。 As shown in FIG. 27, input device 1B has a stereoscopic image display unit 10B instead of stereoscopic image display unit 10. Note that input device 1 and input device 1B in this modified example have the same configuration except for the stereoscopic image I being formed by stereoscopic image display unit 10B, so only the method of forming stereoscopic image I by stereoscopic image display unit 10B will be described here. In FIG. 27 and FIG. 28, configuration other than stereoscopic image display unit 10B is not shown.

立体画像表示部10Bは、図27および図28に示すように、画像表示装置81と、結像レンズ82と、コリメートレンズ83と、導光板84(第1導光板)と、マスク85とを備えている。なお、Y軸方向に沿って、画像表示装置81、結像レンズ82、コリメートレンズ83、および導光板84が順番に配置されている。また、X軸方向に沿って、導光板84およびマスク85が、この順番で配置されている。 As shown in Figs. 27 and 28, the stereoscopic image display unit 10B includes an image display device 81, an imaging lens 82, a collimating lens 83, a light guide plate 84 (first light guide plate), and a mask 85. The image display device 81, the imaging lens 82, the collimating lens 83, and the light guide plate 84 are arranged in this order along the Y-axis direction. The light guide plate 84 and the mask 85 are arranged in this order along the X-axis direction.

画像表示装置81は、制御装置(不図示)から受信した映像信号に応じて、立体画像表示部10Bにより空中に投影される2次元画像を表示領域に表示する。画像表示装置81は、表示領域に画像を表示することによって、画像光を出力することができる、例えば一般的な液晶ディスプレイである。なお、図示の例において、画像表示装置81の表示領域、および当該表示領域に対向する、導光板84の入射面84aは、ともにXZ平面と平行となるように配置されている。また、導光板84の、後述するプリズム141が配置されている背面84b、および当該背面84bに対向する、マスク85に対して光を出射する出射面84c(光出射面)は、ともにYZ平面と平行となるように配置されている。さらに、マスク85の、後述するスリット151が設けられている面も、YZ平面と平行になるように配置されている。なお、画像表示装置81の表示領域と導光板84の入射面84aとは、対向して配置されてもよいし、画像表示装置81の表示領域が入射面84aに対して傾けて配置されてもよい。 The image display device 81 displays a two-dimensional image projected in the air by the stereoscopic image display unit 10B in the display area in response to a video signal received from a control device (not shown). The image display device 81 is, for example, a general liquid crystal display that can output image light by displaying an image in the display area. In the illustrated example, the display area of the image display device 81 and the incident surface 84a of the light guide plate 84 facing the display area are both arranged parallel to the XZ plane. In addition, the back surface 84b of the light guide plate 84 on which the prism 141 described later is arranged, and the exit surface 84c (light exit surface) that emits light to the mask 85 facing the back surface 84b are both arranged parallel to the YZ plane. Furthermore, the surface of the mask 85 on which the slit 151 described later is provided is also arranged parallel to the YZ plane. In addition, the display area of the image display device 81 and the incident surface 84a of the light guide plate 84 may be arranged opposite to each other, or the display area of the image display device 81 may be arranged at an angle with respect to the incident surface 84a.

結像レンズ82は、画像表示装置81と入射面84aとの間に配置されている。結像レンズ82は、画像表示装置81の表示領域から出力された画像光を、入射面84aの長手方向と平行なYZ平面において収束光化した後、コリメートレンズ83へ出射する。結像レンズ82は、画像光を収束光化できるのであれば、どのようなものであってもよい。例えば、結像レンズ82は、バルクレンズ、フレネルレンズ、または回折レンズなどであってもよい。また、結像レンズ82は、Z軸方向に沿って配置された複数のレンズの組み合わせであってもよい。 The imaging lens 82 is disposed between the image display device 81 and the incident surface 84a. The imaging lens 82 converges the image light output from the display area of the image display device 81 in the YZ plane parallel to the longitudinal direction of the incident surface 84a, and then emits the converged light to the collimator lens 83. The imaging lens 82 may be any type of lens that can converge the image light. For example, the imaging lens 82 may be a bulk lens, a Fresnel lens, or a diffractive lens. The imaging lens 82 may also be a combination of multiple lenses arranged along the Z-axis direction.

コリメートレンズ83は、画像表示装置81と入射面84aとの間に配置されている。コリメートレンズ83は、結像レンズ82にて収束光化された画像光を、入射面84aの長手方向と直交するXY平面において平行光化する。コリメートレンズ83は、平行光化した画像光について、導光板84の入射面84aに対して出射する。コリメートレンズ83は、結像レンズ82と同様に、バルクレンズおよびフレネルレンズであってもよい。なお、結像レンズ82とコリメートレンズ83とは、その配置順が逆であってもよい。また、結像レンズ82とコリメートレンズ83の機能について、1つのレンズによって実現してもよいし、多数のレンズの組み合わせによって実現してもよい。すなわち、画像表示装置81が表示領域から出力した画像光を、YZ平面においては収束光化し、XY平面においては平行光化することができるのであれば、結像レンズ82およびコリメートレンズ83の組み合わせは、どのようなものであってもよい。 The collimating lens 83 is disposed between the image display device 81 and the incident surface 84a. The collimating lens 83 converts the image light converged by the imaging lens 82 into parallel light in the XY plane perpendicular to the longitudinal direction of the incident surface 84a. The collimating lens 83 outputs the parallelized image light to the incident surface 84a of the light guide plate 84. The collimating lens 83 may be a bulk lens and a Fresnel lens, as with the imaging lens 82. The imaging lens 82 and the collimating lens 83 may be arranged in the reverse order. The functions of the imaging lens 82 and the collimating lens 83 may be realized by one lens or by a combination of multiple lenses. In other words, as long as the image light output from the display area by the image display device 81 can be converged in the YZ plane and parallelized in the XY plane, any combination of the imaging lens 82 and the collimating lens 83 may be used.

導光板84は、透明な部材によって構成されており、コリメートレンズ83によって平行光化された画像光を入射面84aにて受光し、出射面84cから出射する。図示の例において、導光板84は平板状に形成された直方体の外形を備えており、コリメートレンズ83に対向する、XZ平面と平行な面を入射面84aとする。また、YZ平面と平行かつX軸の負方向側に存在する面を背面84bとし、YZ平面と平行かつ背面84bに対向する面を出射面84cとする。導光板84は、複数のプリズム(出射構造部、光路変更部)141を備えている。 The light guide plate 84 is made of a transparent material, receives the image light collimated by the collimating lens 83 on the incident surface 84a, and emits it from the exit surface 84c. In the illustrated example, the light guide plate 84 has a rectangular parallelepiped outer shape formed in a flat plate shape, and the surface that faces the collimating lens 83 and is parallel to the XZ plane is the incident surface 84a. The surface that is parallel to the YZ plane and exists on the negative side of the X axis is the back surface 84b, and the surface that is parallel to the YZ plane and faces the back surface 84b is the exit surface 84c. The light guide plate 84 has a plurality of prisms (exit structure, light path changing section) 141.

複数のプリズム141は、導光板84の入射面84aから入射した画像光を反射する。プリズム141は、導光板84の背面84bに、背面84bから出射面84cへ向けて突出して設けられている。複数のプリズム141は、例えば、画像光の伝搬方向がY軸方向であるときに、当該Y軸方向に所定の間隔(例えば、1mm)で配置された、Y軸方向に所定の幅(例えば、10μm)を有する略三角形状の溝である。プリズム141は、プリズム141が有する光学面のうち、画像光の導光方向(+Y軸方向)に対して入射面84aから近い側の面である反射面141aを備えている。図示の例において、複数のプリズム141は、背面84b上に、Z軸と平行に設けられている。これにより、Y軸方向に伝搬する入射面84aから入射した画像光が、Y軸に直交するZ軸と平行に設けられた複数のプリズム141の反射面141aによって反射させられる。複数のプリズム141のそれぞれは、画像表示装置81の表示領域で入射面84aの長手方向と直交するX軸方向において互いに異なる位置から発した画像光を、所定の視点100へ向けて導光板84の一方の面である出射面84cから出射させる。反射面141aの詳細については後述する。 The multiple prisms 141 reflect the image light incident from the incident surface 84a of the light guide plate 84. The prisms 141 are provided on the back surface 84b of the light guide plate 84, protruding from the back surface 84b toward the exit surface 84c. The multiple prisms 141 are, for example, approximately triangular grooves having a predetermined width (e.g., 10 μm) in the Y-axis direction, arranged at a predetermined interval (e.g., 1 mm) in the Y-axis direction when the propagation direction of the image light is the Y-axis direction. The prism 141 has a reflection surface 141a, which is the surface closer to the incident surface 84a in the light guide direction (+Y-axis direction) of the image light among the optical surfaces of the prism 141. In the illustrated example, the multiple prisms 141 are provided on the back surface 84b parallel to the Z axis. As a result, the image light incident from the incident surface 84a propagating in the Y-axis direction is reflected by the reflecting surfaces 141a of the multiple prisms 141 arranged parallel to the Z-axis perpendicular to the Y-axis. Each of the multiple prisms 141 emits the image light emitted from different positions in the display area of the image display device 81 in the X-axis direction perpendicular to the longitudinal direction of the incident surface 84a from the exit surface 84c, which is one surface of the light guide plate 84, toward a predetermined viewpoint 100. Details of the reflecting surface 141a will be described later.

マスク85は、可視光に対して不透明な材料にて構成され、複数のスリット151を備えている。マスク85は、導光板84の出射面84cから出射された光のうち、平面102上の結像点101へ向かう光のみを、複数のスリット151を用いて透過させることができる。 The mask 85 is made of a material that is opaque to visible light and has a number of slits 151. The mask 85 can transmit only the light emitted from the exit surface 84c of the light guide plate 84 that travels toward the image point 101 on the plane 102 using the number of slits 151.

複数のスリット151は、導光板84の出射面84cから出射された光のうち、平面102上の結像点101へ向かう光のみを透過させる。図示の例において、複数のスリット151は、Z軸と平行となるように設けられている。また、個々のスリット151は、複数のプリズム141のうち、いずれかのプリズム141と対応している。 The multiple slits 151 transmit only light emitted from the exit surface 84c of the light guide plate 84 that travels toward the image point 101 on the plane 102. In the illustrated example, the multiple slits 151 are arranged parallel to the Z axis. Each slit 151 corresponds to one of the multiple prisms 141.

以上の構成を有することにより、立体画像表示部10Bは、画像表示装置81に表示された画像を、当該立体画像表示部10Bの外部の仮想の平面102上に結像させ、投影する。具体的には、まず、画像表示装置81の表示領域から出射された画像光は、結像レンズ82およびコリメートレンズ83を通した後、導光板84の端面である、入射面84aへ入射する。次に、導光板84へ入射した画像光は、当該導光板84の内部を伝搬し、導光板84の背面84bに設けられたプリズム141に到達する。プリズム141に到達した画像光は、当該プリズム141の反射面141aによってX軸の正方向へ反射させられ、YZ平面と平行となるように配置された、導光板84の出射面84cから出射される。そして、出射面84cから出射した画像光のうち、マスク85のスリット151を通過した画像光は、平面102上の結像点101にて結像する。すなわち、画像表示装置81の表示領域の個々の点から発した画像光について、YZ平面においては収束光化し、XY平面においては平行光化した後、平面102上の結像点101に投影することができる。表示領域の全ての点に対して前記の処理を行うことにより、立体画像表示部10Bは、画像表示装置81の表示領域に出力された画像を、平面102上に投影することができる。これにより、ユーザは、視点100から仮想の平面102を見たときに、空中に投影された画像を視認することができる。なお、平面102は、投影された画像が結像する仮想的な平面であるが、視認性を向上させるためにスクリーンなどを配置してもよい。 With the above configuration, the stereoscopic image display unit 10B forms and projects the image displayed on the image display device 81 onto a virtual plane 102 outside the stereoscopic image display unit 10B. Specifically, first, the image light emitted from the display area of the image display device 81 passes through the imaging lens 82 and the collimating lens 83, and then enters the entrance surface 84a, which is the end surface of the light guide plate 84. Next, the image light that enters the light guide plate 84 propagates inside the light guide plate 84 and reaches the prism 141 provided on the back surface 84b of the light guide plate 84. The image light that reaches the prism 141 is reflected by the reflecting surface 141a of the prism 141 in the positive direction of the X axis, and is emitted from the exit surface 84c of the light guide plate 84, which is arranged so as to be parallel to the YZ plane. Of the image light emitted from the exit surface 84c, the image light that passes through the slits 151 of the mask 85 is imaged at the image forming point 101 on the plane 102. That is, the image light emitted from each point in the display area of the image display device 81 can be projected onto the image forming point 101 on the plane 102 after being converged in the YZ plane and collimated in the XY plane. By performing the above processing on all points in the display area, the stereoscopic image display unit 10B can project the image output to the display area of the image display device 81 onto the plane 102. As a result, when the user looks at the virtual plane 102 from the viewpoint 100, the user can visually recognize the image projected in the air. Note that the plane 102 is a virtual plane on which the projected image is imaged, but a screen or the like may be placed to improve visibility.

<4.3>
入力装置1において、立体画像表示部10は、複数の視点用の画像を別個に結像させてもよい。例えば立体画像表示部10は、右目用画像を結像させる右目用表示パターンと、左目用画像を結像させる左眼用表示パターンとを含んでいてよい。この場合、立体画像表示部10は、立体感のある画像を結像させることができる。なお、立体画像表示部10は、3以上の視点用の画像を別個に結像させてよい。
<4.3>
In the input device 1, the stereoscopic image display unit 10 may separately form images for a plurality of viewpoints. For example, the stereoscopic image display unit 10 may include a right-eye display pattern for forming an image for the right eye, and a left-eye display pattern for forming an image for the left eye. In this case, the stereoscopic image display unit 10 can form an image with a three-dimensional effect. Note that the stereoscopic image display unit 10 may separately form images for three or more viewpoints.

<4.4>
入力装置1、1Aおよび1Bはそれぞれ、立体画像表示部10、10Aおよび10Bを備えるものであった。立体画像表示部10、10Aおよび10Bはそれぞれ、導光板11、15、および84の内部を導光させた光を、光路変更部により光路変更させて出射面から出射させ、立体画像または参照画像を結像させるものであった。
<4.4>
The input devices 1, 1A, and 1B were equipped with stereoscopic image display units 10, 10A, and 10B, respectively. The stereoscopic image display units 10, 10A, and 10B changed the optical path of light guided inside light guide plates 11, 15, and 84, respectively, by an optical path changing unit, and emitted the light from an exit surface, thereby forming a stereoscopic image or a reference image.

しかし、本発明に係る入力装置は、検出点を示す画像を立体画像表示部10、10Aおよび10Bのいずれとも異なる方法で空間上に表示してもよい。例えば、立体画像または参照画像の元画像となる物体から出射された光を用いて、光学素子から光を出射し、立体画像または参照画像を結像させてもよい。 However, the input device according to the present invention may display an image indicating the detection points in space in a manner different from that of the stereoscopic image display units 10, 10A, and 10B. For example, the stereoscopic image or reference image may be formed by emitting light from an optical element using light emitted from an object that is the source image of the stereoscopic image or reference image.

元画像となる物体から出射された光を用いて、光学素子から光を出射し、立体画像または参照画像を結像させる表示装置として、例えば、(1)特許文献2に開示されているように、互いに直交する鏡面要素が、光学結合素子面内に複数配置される2面リフレクタアレイ構造を用いる表示装置や、(2)ハーフミラーを利用したいわゆるペッパーズゴーストと呼ばれる表示装置がある。これらの表示装置においても、2面リフレクタアレイ構造またはハーフミラーなどの光学素子(以下、光学素子400と呼称する)は、透明であり、観察者が光学素子400を通して表示装置の背面側を視認することができるようになっている。 Examples of display devices that use light emitted from an object that serves as the source image to emit light from an optical element and form a stereoscopic image or a reference image include (1) a display device that uses a two-sided reflector array structure in which multiple mutually orthogonal mirror elements are arranged on the surface of an optical coupling element, as disclosed in Patent Document 2, and (2) a display device known as a Pepper's Ghost that uses a half mirror. In these display devices, the two-sided reflector array structure or the optical element such as the half mirror (hereinafter referred to as optical element 400) is transparent, allowing the observer to view the rear side of the display device through the optical element 400.

図29の(a)および(b)は、光学素子400を用いた表示方法の表示例を示す図である。光学素子400を用いる場合における表示例について、図29を参照しながら説明する。 Figures 29(a) and (b) are diagrams showing display examples of a display method using the optical element 400. A display example when the optical element 400 is used will be described with reference to Figure 29.

図29の(a)に示す例では、光学素子400に対して一方の側に、立体画像I5の元となる元画像を表示するディスプレイN1およびディスプレイN2(平面画像表示部)を配置する。ディスプレイN1とディスプレイN2とは、互いに平行に配置されている。ディスプレイN1およびディスプレイN2からそれぞれ出射された光は、光学素子400に入射し、光学素子400によって光路変更されて光学素子400から出射される。そして、光学素子400から出射された光によって、光学素子400に対して上記一方の側とは反対側に、立体画像I5としての、面画像I5aおよび面画像I5bをそれぞれ結像させる。すなわち、光学素子400は、ディスプレイN1およびディスプレイN2から入射した光を立体画像I5として空間に結像させる。 In the example shown in FIG. 29(a), display N1 and display N2 (flat image display units) that display the original image that is the basis of stereoscopic image I5 are arranged on one side of optical element 400. Display N1 and display N2 are arranged parallel to each other. Light emitted from display N1 and display N2 enters optical element 400, has its optical path changed by optical element 400, and is emitted from optical element 400. Then, the light emitted from optical element 400 forms planar images I5a and I5b as stereoscopic image I5 on the opposite side of optical element 400 from the one side. That is, optical element 400 forms the light incident from display N1 and display N2 in space as stereoscopic image I5.

以上のように、図29の(a)に示す例では、面画像I5a・I5bを結像する(すなわち、立体画像I5を結像する)。すなわち、立体画像I5は、互いに異なる平面上に位置する2つの面(面画像I5a・I5b)を有している。その結果、本表示例は、透明な光学素子400を用いた場合においても、観察者に対して面画像I5a・I5bがそれぞれ異なる平面に結像していると感じさせることができる。すなわち、本表示例では、観察者に立体感のある立体画像I5を視認させることができる。また、このとき、第2検出点(例えば図5等に示した第2検出点PA21~PA23)が立体画像I5の周囲に存在することで、位置検出センサ20は当該第2検出点により誤入力を適切に検出できる。 As described above, in the example shown in FIG. 29(a), planar images I5a and I5b are formed (i.e., a stereoscopic image I5 is formed). That is, the stereoscopic image I5 has two surfaces (planar images I5a and I5b) located on different planes. As a result, even when a transparent optical element 400 is used, this display example allows the observer to feel that the planar images I5a and I5b are formed on different planes. That is, this display example allows the observer to visually recognize a stereoscopic image I5 with a three-dimensional feel. In addition, at this time, since the second detection points (for example, the second detection points PA21 to PA23 shown in FIG. 5, etc.) are present around the stereoscopic image I5, the position detection sensor 20 can appropriately detect erroneous input using the second detection points.

図29の(b)に示す例では、光学素子400に対して一方の側に、立体画像I6の元画像となる光を出射するディスプレイN1およびディスプレイN3を配置する。なお、ディスプレイN3は、元画像となる光を出射する透明な導光板を備えている。ディスプレイN1とディスプレイN3とは、互いに垂直に配置されている。ディスプレイN1およびディスプレイN2からそれぞれ出射された光は、光学素子400に入射し、光学素子400によって光路変更されて光学素子400から出射される。そして、光学素子400から出射された光によって、光学素子400に対して上記一方の側とは反対側に、立体画像I6としての、面画像I6aおよび面画像I6bをそれぞれ結像させる。ディスプレイN3は、透明な導光板を備えているので、図29の(b)に示すように、ディスプレイN3がディスプレイN1よりも光学素子400に近い位置に位置している場合においても、ディスプレイN1から出射された光は、ディスプレイN3を透過し、面画像I6aを結像できるようになっている。 In the example shown in FIG. 29B, the display N1 and the display N3 are arranged on one side of the optical element 400, emitting light that is the original image of the stereoscopic image I6. The display N3 is equipped with a transparent light guide plate that emits light that is the original image. The display N1 and the display N3 are arranged perpendicular to each other. The light emitted from the display N1 and the display N2 enters the optical element 400, and the light path is changed by the optical element 400 and emitted from the optical element 400. Then, the light emitted from the optical element 400 forms the surface image I6a and the surface image I6b as the stereoscopic image I6 on the opposite side of the optical element 400 from the one side. Since the display N3 is equipped with a transparent light guide plate, as shown in FIG. 29B, even if the display N3 is located closer to the optical element 400 than the display N1, the light emitted from the display N1 can pass through the display N3 and form the surface image I6a.

以上のように、図29の(b)に示す例では、面画像I6a・I6bを結像する(すなわち、立体画像I6を結像する)。すなわち、立体画像I6は、互いに垂直な2つの面(面画像I6a・I6b)を有している。その結果、本表示例は、透明な光学素子400を用いた場合においても、観察者に対して面画像I6a・I6bがそれぞれ異なる平面に結像していると感じさせることができる。すなわち、本表示例では、観察者に立体感のある立体画像I6を視認させることができる。 As described above, in the example shown in FIG. 29(b), planar images I6a and I6b are formed (i.e., stereoscopic image I6 is formed). That is, stereoscopic image I6 has two mutually perpendicular planes (planar images I6a and I6b). As a result, this display example allows the viewer to feel that planar images I6a and I6b are formed on different planes, even when a transparent optical element 400 is used. That is, this display example allows the viewer to visually recognize stereoscopic image I6 with a sense of three-dimensionality.

なお、表示例8では、ディスプレイN3が光を出射する透明な導光板を備える態様であったが、これに限られるものではない。例えば、ディスプレイN3の代わりに、透明な平板(例えば、ガラス板)に発光体(例えば、マトリクス上に並べられた発光ダイオード、または、発光ワイヤ)を備え付けた部材を使用してもよい。 In display example 8, display N3 is provided with a transparent light guide plate that emits light, but this is not limited to the above. For example, instead of display N3, a member having light emitters (e.g., light-emitting diodes arranged in a matrix or light-emitting wires) attached to a transparent flat plate (e.g., a glass plate) may be used.

<4.5>
また、本発明に係る入力装置は、ユーザが検出点を認識できるのであれば、必ずしも検出点を示す画像を空間上に表示する必要はなく、例えば液晶ディスプレイなどの平面に表示してもよい。
<4.5>
Furthermore, as long as the user can recognize the detection point, the input device according to the present invention does not necessarily need to display an image indicating the detection point in space, and may display it on a flat surface such as a liquid crystal display.

<4.6>
図30は、位置検出センサ20が物体を検知する範囲A1の例を示す図である。図30に示すように、本実施形態における位置検出センサ20は、立体画像Iの前面AF側であって、導光板11の出射面11aに垂直な方向において立体画像Iよりも所定の距離だけ前側の範囲A1に存在する物体を検知するようになっていてよい。換言すれば、位置検出センサ20は、ユーザの入力動作が行われる方向において立体画像Iが結像されている位置よりも入力動作が行われる向きとは反対向きに所定の距離離れた領域において指Fを検出するようになっていてよい。
<4.6>
30 is a diagram showing an example of a range A1 in which the position detection sensor 20 detects an object. As shown in FIG. 30, the position detection sensor 20 in this embodiment may detect an object that is present in a range A1 on the front AF side of the stereoscopic image I and a predetermined distance in front of the stereoscopic image I in a direction perpendicular to the emission surface 11a of the light guide plate 11. In other words, the position detection sensor 20 may detect the finger F in an area that is a predetermined distance away from the position where the stereoscopic image I is formed in the direction in which the user's input operation is performed, in the opposite direction to the direction in which the input operation is performed.

従来では、位置検出センサが、立体画像が結像している位置にユーザの指が位置したことを検知することによりユーザの入力を検知する構成であった。そのため、ユーザは自分の入力動作を入力装置が検知したことを認識するまでの時間が長くなり、入力装置がユーザの入力を的確に検知しているのかが不安になってしまうという問題があった。 Conventionally, a position detection sensor would detect a user's input by detecting that the user's finger was positioned at the position where a stereoscopic image was formed. This caused a problem in that it took a long time for the user to realize that the input device had detected their input action, making the user unsure whether the input device was accurately detecting the user's input.

これに対して、上記の入力装置1などでは、位置検出センサ20が導光板11の出射面11aに垂直な方向において立体画像Iよりも所定の距離だけ前側の範囲A1に存在する物体を検知するようになっている。このため、入力装置1がユーザの入力を受け付けたことを、従来よりも早くユーザに報知することができる。これにより、入力装置1に対する良好な操作感をユーザに与えることができる。 In contrast, in the input device 1 described above, the position detection sensor 20 is configured to detect an object that is present in a range A1 a predetermined distance in front of the stereoscopic image I in a direction perpendicular to the exit surface 11a of the light guide plate 11. This makes it possible to notify the user that the input device 1 has accepted the user's input earlier than in the past. This allows the user to feel good about using the input device 1.

<4.7>
次に、入力装置1を遊技機Mに適用した適用例について説明する。
<4.7>
Next, an application example in which the input device 1 is applied to a gaming machine M will be described.

図31の(a)および(b)は、入力装置1が適用された遊技機の一例を示す斜視図である。なお、図31の(a)および(b)では、入力装置1の図示は省略している。 Figures 31(a) and (b) are perspective views showing an example of a gaming machine to which the input device 1 is applied. Note that the input device 1 is not shown in Figures 31(a) and (b).

図31の(a)に示すように、遊技機M1に対してユーザが操作する操作盤において、ユーザが操作する複数のスイッチのうちの少なくとも1つのスイッチとして、立体画像Iを入力装置1によって結像させてもよい。 As shown in FIG. 31(a), a stereoscopic image I may be formed by the input device 1 as at least one of a number of switches operated by a user on an operation panel operated by a user on the gaming machine M1.

また、図31の(b)に示すように、遊技機M2においてユーザに対する演出画像が表示される画面に重ねるように結像され、かつ、ユーザの操作対象となるスイッチとしての立体画像Iを入力装置1によって結像させてもよい。この場合、入力装置1は、立体画像Iを演出上必要な場合にのみ立体画像Iを表示させてもよい。 Also, as shown in FIG. 31(b), the input device 1 may image a three-dimensional image I as a switch to be operated by the user, which is superimposed on a screen on which a performance image for the user is displayed in the gaming machine M2. In this case, the input device 1 may display the three-dimensional image I only when it is necessary for the performance.

〔ソフトウェアによる実現例〕
入力装置1の制御ブロック(特に入力検知部31および報知部32)は、集積回路(ICチップ)等に形成された論理回路(ハードウェア)によって実現してもよいし、ソフトウェアによって実現してもよい。
[Software implementation example]
The control block of the input device 1 (particularly the input detection unit 31 and the notification unit 32) may be realized by a logic circuit (hardware) formed on an integrated circuit (IC chip) or the like, or may be realized by software.

後者の場合、入力装置1は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するコンピュータを備えている。このコンピュータは、例えば1つ以上のプロセッサを備えていると共に、上記プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を備えている。そして、上記コンピュータにおいて、上記プロセッサが上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。上記プロセッサとしては、例えばCPU(Central Processing Unit)を用いることができる。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、ROM(Read Only Memory)等の他、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記プログラムを展開するRAM(Random Access Memory)などをさらに備えていてもよい。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体(通信ネットワークや放送波等)を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明の一態様は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。 In the latter case, the input device 1 includes a computer that executes the instructions of a program, which is software that realizes each function. The computer includes, for example, one or more processors, and a computer-readable recording medium that stores the program. The object of the present invention is achieved by the processor reading the program from the recording medium and executing it in the computer. The processor can be, for example, a CPU (Central Processing Unit). The recording medium can be a "non-transient tangible medium," such as a ROM (Read Only Memory), tape, disk, card, semiconductor memory, programmable logic circuit, etc. The input device 1 may also include a RAM (Random Access Memory) that expands the program. The program may be supplied to the computer via any transmission medium (such as a communication network or broadcast waves) that can transmit the program. One aspect of the present invention can also be realized in the form of a data signal embedded in a carrier wave, in which the program is embodied by electronic transmission.

〔本発明の別の表現〕
本発明は以下のようにも表現される。
Alternative Expressions of the Invention
The present invention can also be expressed as follows.

本発明の一態様に係る入力装置は、空間の複数の検出点において物体を非接触で検出するセンサと、前記センサによる前記物体の検出に応じてユーザによる入力を検知する入力検知部と、を備える入力装置であって、前記検出点は、前記入力のための前記ユーザの入力動作を検出するための第1検出点と、前記入力動作の誤検出を防止するための第2検出点とを含み、前記検出点を示す画像を空間上に表示する表示装置をさらに備える。 An input device according to one aspect of the present invention includes a sensor that detects objects in a non-contact manner at a plurality of detection points in a space, and an input detection unit that detects an input by a user in response to the detection of the object by the sensor, the detection points including a first detection point for detecting an input action of the user for the input and a second detection point for preventing erroneous detection of the input action, and further includes a display device that displays an image indicating the detection points in space.

上記の構成によれば、入力装置において入力検知部は、第1検出点および第2検出点による検出結果に基づいて、高い精度で入力を検知する。このとき、検出点を示す画像を表示装置により空間上に表示することで、入力を行うための入力動作をユーザが認識しやすい入力装置を実現することができる。 According to the above configuration, the input detection unit in the input device detects the input with high accuracy based on the detection results from the first detection point and the second detection point. At this time, by displaying an image indicating the detection point in space using the display device, it is possible to realize an input device that allows the user to easily recognize the input action for performing the input.

また、本発明の一態様に係る入力装置において、前記第2検出点は2点であってよい。 In addition, in an input device according to one aspect of the present invention, the second detection points may be two points.

上記の構成によれば、第2検出点を2点とすることで、入力検知部は、当該第2検出点における検出結果に基づいて誤検出を防止できる。 According to the above configuration, by setting the second detection points to two points, the input detection unit can prevent erroneous detection based on the detection results at the second detection points.

また、本発明の一態様に係る入力装置において、前記第2検出点は3点以上であってもよい。 In addition, in an input device according to one aspect of the present invention, the second detection points may be three or more.

上記の構成によれば、第2検出点を3点以上とすることで、入力検知部は、当該第2検出点における検出結果に基づいて、より高い精度で誤検出を防止できる。 According to the above configuration, by setting the number of second detection points to three or more, the input detection unit can prevent erroneous detection with higher accuracy based on the detection results at the second detection points.

また、本発明の一態様に係る入力装置において、前記入力検知部は、前記センサが前記第2検出点において物体を検出した場合に、前記ユーザの意図によらない誤入力が発生したことを検知してもよい。 In addition, in an input device according to one aspect of the present invention, the input detection unit may detect that an erroneous input has occurred that is not due to the user's intention when the sensor detects an object at the second detection point.

上記の構成によれば、入力検知部は、センサが第2検出点において物体を検出するというシンプルな条件で、誤入力の検出を防止することができる。 With the above configuration, the input detection unit can prevent detection of erroneous input under the simple condition that the sensor detects an object at the second detection point.

また、本発明の一態様に係る入力装置において、前記第1検出点は複数であり、少なくとも1つの前記第2検出点は、複数の前記第1検出点の間に配されてもよい。 In addition, in an input device according to one aspect of the present invention, the first detection points may be multiple, and at least one of the second detection points may be disposed between the multiple first detection points.

上記の構成によれば、複数の第1検出点の間に配された第2検出点は、当該複数の第1検出点の全てについて入力動作の誤検出を防止するための検出点として機能する。したがって、検出点の数を削減することができる。 According to the above configuration, the second detection points arranged between the multiple first detection points function as detection points for preventing erroneous detection of input operations for all of the multiple first detection points. Therefore, the number of detection points can be reduced.

また、本発明の一態様に係る入力装置において、前記第2検出点は、前記第1検出点よりも、前記表示装置から離隔した位置に存在してもよい。 In addition, in an input device according to one aspect of the present invention, the second detection point may be located farther away from the display device than the first detection point.

上記の構成によれば、第2検出点は、第1検出点よりも、ユーザからは近い位置に存在するため、入力検知部は、入力動作の誤検出について、より早く検知できる。 According to the above configuration, the second detection point is located closer to the user than the first detection point, so the input detection unit can detect erroneous detection of an input action more quickly.

また、本発明の一態様に係る入力装置において、前記検出点は、(i)前記第1検出点としての、互いに位置が異なる第3検出点および第4検出点と、(ii)前記第2検出点としての、前記第3検出点および前記第4検出点を両端とする第1線分と交差する第2線分の両端に位置する第5検出点および第6検出点と、を含み、前記入力検知部は、前記センサが前記第3検出点に前記物体を検出した後、所定の第3期間内に前記第4検出点に前記物体を検出し、かつ、前記第3検出点に前記物体を検出した時刻から前記第4検出点に前記物体を検出した時刻までの期間に前記第5検出点および前記第6検出点に前記物体を検出しなかった場合に、前記入力を検知する。 In an input device according to one aspect of the present invention, the detection points include (i) a third detection point and a fourth detection point that are located at different positions as the first detection point, and (ii) a fifth detection point and a sixth detection point that are located at both ends of a second line segment that intersects with a first line segment having both ends at the third detection point and the fourth detection point, and the input detection unit detects the input when the sensor detects the object at the third detection point, detects the object at the fourth detection point within a predetermined third period, and does not detect the object at the fifth detection point and the sixth detection point during the period from the time the object is detected at the third detection point to the time the object is detected at the fourth detection point.

上記の構成によれば、ユーザが意図しない動作によってセンサが第3検出点および第4検出点にこの順番で物体を検出した場合には、第3検出点に物体を検出した後、第4検出点に物体を検出する前に、第5検出点および第6検出点の一方または両方に物体を検出する可能性が高い。したがって、ユーザが意図した場合にのみ入力を検知可能な入力装置を実現することができる。 According to the above configuration, if the sensor detects an object at the third detection point and the fourth detection point in this order due to an unintended action by the user, it is highly likely that after detecting the object at the third detection point, the sensor will detect an object at one or both of the fifth and sixth detection points before detecting the object at the fourth detection point. Therefore, it is possible to realize an input device that can detect input only when intended by the user.

また、本発明の一態様に係る入力装置において、前記センサは、前記第3検出点よりも前記第4検出点に近い位置に配されてもよい。 In addition, in an input device according to one aspect of the present invention, the sensor may be disposed at a position closer to the fourth detection point than to the third detection point.

上記の構成によれば、物体が第3検出点に検出された後、第4検出点で検出されるまでの間に、第4~第6検出点とセンサとの間が当該物体に遮られる虞が小さい。このため、センサは第3~第6検出点において物体を適切に検出することができる。 With the above configuration, after an object is detected at the third detection point, there is little risk that the object will block the path between the fourth to sixth detection points and the sensor before it is detected at the fourth detection point. This allows the sensor to properly detect objects at the third to sixth detection points.

また、本発明の一態様に係る入力装置において、前記入力検知部は、前記センサが同一の前記第1検出点に前記物体を、所定の第3期間内に複数回検出した場合に、前記入力を検知してもよい。 In addition, in an input device according to one aspect of the present invention, the input detection unit may detect the input when the sensor detects the object at the same first detection point multiple times within a predetermined third period.

上記の構成によれば、入力検知部は、センサが所定の第3期間内に検出点に物体を複数回検出するという、ユーザが意図しない限りは発生する可能性が低い事象に基づいて入力を検知する。したがって、ユーザが意図した場合にのみ入力を検知可能な入力装置を実現することができる。 According to the above configuration, the input detection unit detects an input based on an event that is unlikely to occur unless intended by the user, that is, the sensor detects an object at the detection point multiple times within a predetermined third period. Therefore, it is possible to realize an input device that can detect an input only when intended by the user.

また、本発明の一態様に係る入力装置において、前記表示装置は、前記センサが前記第1検出点に前記物体を検出した場合と、前記第2検出点に前記物体を検出した場合とで、前記画像の色を異ならせてもよい。 In addition, in an input device according to one aspect of the present invention, the display device may cause the color of the image to differ between when the sensor detects the object at the first detection point and when the sensor detects the object at the second detection point.

上記の構成によれば、センサが第1検出点および第2検出点のいずれに物体を検出したかをユーザが容易に認識できる。 The above configuration allows the user to easily recognize whether the sensor has detected an object at the first detection point or the second detection point.

また、本発明の一態様に係る入力装置において、前記表示装置は、前記センサが前記第2検出点に前記物体を検出した場合に、前記画像の表示を停止してもよい。 In addition, in the input device according to one aspect of the present invention, the display device may stop displaying the image when the sensor detects the object at the second detection point.

上記の構成によれば、センサが第2検出点に物体を検出した場合に、そのことをユーザが容易に認識できる。 With the above configuration, when the sensor detects an object at the second detection point, the user can easily recognize this.

また、本発明の一態様に係る入力装置は、前記センサが前記第1検出点または前記第2検出点に前記物体を検出した場合に音声を出力する音声出力部をさらに備え、前記音声出力部は、前記センサが前記第1検出点に前記物体を検出した場合と、前記センサが前記第2検出点に前記物体を検出した場合とで、異なる音声を出力してもよい。 In addition, the input device according to one aspect of the present invention may further include an audio output unit that outputs audio when the sensor detects the object at the first detection point or the second detection point, and the audio output unit may output different audio when the sensor detects the object at the first detection point and when the sensor detects the object at the second detection point.

上記の構成によれば、センサが第1検出点および第2検出点のいずれに物体を検出したかを、ユーザが音声により容易に認識できる。 With the above configuration, the user can easily recognize by voice whether the sensor has detected an object at the first detection point or the second detection point.

また、本発明の一態様に係る入力装置において、前記表示装置は、光源と、前記光源から入射した光を導光して光出射面から出射させ、空間に前記画像を結像させる導光板と、を備えていてもよい。 In addition, in an input device according to one aspect of the present invention, the display device may include a light source and a light guide plate that guides light incident from the light source and causes it to exit from a light exit surface, thereby forming the image in space.

上記の構成によれば、表示装置は、光源および導光板により、検出点を示す画像を空間上に結像させることができる。 With the above configuration, the display device can form an image showing the detection point in space using the light source and the light guide plate.

また、本発明の一態様に係る入力装置において、前記表示装置は、前記画像の元となる元画像を表示する平面画像表示部と、前記平面画像表示部から入射した光を前記画像として空間に結像させる光学素子とを備え、前記第2検出点は、前記画像の周囲に存在してもよい。 In addition, in an input device according to one aspect of the present invention, the display device includes a planar image display unit that displays an original image that is the basis of the image, and an optical element that focuses the light incident from the planar image display unit as the image in space, and the second detection points may be present around the image.

上記の構成によれば、表示装置は、平面画像表示部および光学素子により、検出点を示す画像を空間上に結像させることができる。さらに、結像した画像の周囲に第2検出点が存在することで、センサは当該第2検出点により誤入力を適切に検出できる。 According to the above configuration, the display device can form an image showing the detection point in space using the planar image display unit and the optical element. Furthermore, since the second detection point exists around the formed image, the sensor can properly detect erroneous input using the second detection point.

また、本発明の一態様に係る入力装置において、前記画像は、前記第1検出点の位置に合わせて立体的に表示されてもよい。 In addition, in an input device according to one aspect of the present invention, the image may be displayed three-dimensionally in accordance with the position of the first detection point.

上記の構成によれば、入力を行うための検出点である第1検出点の位置を、ユーザが容易に認識できる。 The above configuration allows the user to easily recognize the position of the first detection point, which is the detection point for input.

また、本発明の一態様に係る入力装置において、前記入力検知部は、前記入力動作が行われる方向において前記画像が結像されている位置よりも前記入力動作が行われる向きとは反対向きに所定の距離離れた領域に、前記物体が位置したことを前記センサが検知した場合に、前記入力を検知してもよい。 In an input device according to one aspect of the present invention, the input detection unit may detect the input when the sensor detects that the object is located in an area that is a predetermined distance away in a direction opposite to the direction in which the input action is performed from a position where the image is formed in the direction in which the input action is performed.

上記の構成によれば、画像が結像されている位置に物体が到達する前に、ユーザの入力を検知する。このため、入力装置がユーザの入力を受け付けたことを、従来よりも早くユーザに報知することができる。これにより、入力装置に対する良好な操作感をユーザに与えることができる。 According to the above configuration, the user's input is detected before the object reaches the position where the image is formed. Therefore, the user can be notified that the input device has accepted the user's input earlier than in the past. This allows the user to feel good about operating the input device.

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope of the claims. The technical scope of the present invention also includes embodiments obtained by appropriately combining the technical means disclosed in different embodiments.

1、1A、1B 入力装置
10、10A、10B 立体画像表示部
12 光源
11、15、84 導光板
11a、15a、84c 出射面
20 位置検出センサ(センサ)
31 入力検知部
32 報知部
1, 1A, 1B Input device 10, 10A, 10B Stereoscopic image display unit 12 Light source 11, 15, 84 Light guide plate 11a, 15a, 84c Emission surface 20 Position detection sensor (sensor)
31 Input detection unit 32 Notification unit

Claims (3)

空間の検出点において物体を非接触で検出するセンサと、
前記センサによる前記物体の検出に応じてユーザによる入力を検知する入力検知部と、を備える入力装置であって、
前記入力を行うための入力動作を前記ユーザが認識するための画像を空間上に表示する表示装置をさらに備え、
前記センサは、前記入力のための前記ユーザの入力動作が行われる方向において前記画像が結像されている位置よりも前記入力動作が行われる向きとは反対向きに所定の第1距離離れた領域において物体を検出し、
前記入力検知部は、前記センサが前記物体を検出した時点で、前記画像に対しての前記ユーザによる入力を受け付けたと検知し、
前記センサは、前記入力動作が行われる方向において前記画像が結像されている位置よりも前記入力動作が行われる向きに所定の第2距離離れた位置に配されており、
前記センサは、発光部および受光部を備え、前記発光部から前記検出点へ向かう方向、および、前記検出点から前記受光部へ向かう方向の少なくとも一方は、前記入力動作が行われる向きと一致することを特徴とする入力装置。
a sensor that detects an object at a detection point in space in a non-contact manner;
an input detection unit that detects an input by a user in response to detection of the object by the sensor,
a display device that displays in space an image for the user to recognize an input action for performing the input ;
the sensor detects an object in an area that is a predetermined first distance away from a position where the image is formed in a direction in which the user's input action for the input is performed, in a direction opposite to the direction in which the input action is performed;
the input detection unit detects that an input by the user to the image has been received at a point in time when the sensor detects the object;
the sensor is disposed at a position that is a predetermined second distance away in a direction in which the input motion is performed from a position at which the image is formed in the direction in which the input motion is performed ,
The sensor comprises a light-emitting unit and a light-receiving unit, and at least one of the direction from the light-emitting unit to the detection point and the direction from the detection point to the light-receiving unit coincides with the direction in which the input action is performed .
空間の検出点において物体を非接触で検出するセンサと、
前記センサによる前記物体の検出に応じてユーザによる入力を検知する入力検知部と、を備える入力装置であって、
前記入力を行うための入力動作を前記ユーザが認識するための画像を空間上に表示する表示装置をさらに備え、
前記センサは、前記入力のための前記ユーザの入力動作が行われる方向において前記画像が結像されている位置よりも前記入力動作が行われる向きとは反対向きに所定の第1距離離れた領域において物体を検出し、
前記入力検知部は、前記センサが同一の前記検出点に前記物体を、所定の第3期間内に複数回検出した場合に、前記入力を検知することを特徴とする入力装置。
a sensor that detects an object at a detection point in space in a non-contact manner;
an input detection unit that detects an input by a user in response to detection of the object by the sensor,
a display device that displays in space an image for the user to recognize an input action for performing the input ;
the sensor detects an object in an area that is a predetermined first distance away from a position where the image is formed in a direction in which the user's input action for the input is performed, in a direction opposite to the direction in which the input action is performed;
The input device, characterized in that the input detection unit detects the input when the sensor detects the object at the same detection point a plurality of times within a predetermined third period.
前記画像は、前記検出点の位置に合わせて立体的に表示されることを特徴とする請求項1または2に記載の入力装置。 The input device according to claim 1 or 2, characterized in that the image is displayed three-dimensionally according to the position of the detection point.
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