JP7792785B2 - 空間浮遊映像情報表示システム - Google Patents

Description

本発明は、空間浮遊映像情報表示システムに関する。

空間浮遊映像情報表示システムとして、直接外部に向かって映像を空間像として表示する映像表示装置および表示方法については、既に知られている。また、表示された空間像の操作面における操作に対する誤検知を低減する検知システムについても、例えば、特開２０１９－１２８７２２号公報（特許文献１）に記載されている。

特開２０１９－１２８７２２号公報

特許文献１では、空気中に形成される像に対する操作の誤検知を低減することを目的として、ユーザが予め定めた方向から像に接近する場合、ユーザの動きを操作として受け付けることで、目的を達成する旨が記載されている。

しかしながら、特許文献１のような先行技術例では、空間浮遊映像として表示されるユーザインタフェースの取り扱いに不慣れなユーザ等に対しては、配慮が十分ではなく、特に、初めてシステムを利用するユーザにとっては、どのように操作すればよいか等、直感的な把握が難しく、使い勝手や利便性の観点で課題がある。

そこで、空間浮遊映像情報表示システムによる空間浮遊映像を、ユーザが操作可能なユーザインタフェースないしマン・マシン・インタフェースとして用いる場合に、使い勝手や利便性に優れたインタフェースを実現したい。特に、初めてシステムを利用するユーザや不慣れなユーザを含む、不特定多数のユーザが、空間浮遊映像によるインタフェースを使用する場合にも、ユーザが直感的に操作方法等を把握でき、かつ、誤操作や誤入力を低減できる、好適な空間浮遊映像情報表示システムを提供したい。また、例えば一般に「キオスク端末」と呼ばれる装置においても、空間浮遊映像による使い勝手や利便性に優れたユーザインタフェースを提供したい。

また、空間浮遊映像により形成されたユーザインタフェース、例えば押しボタン等の操作メニューは、非接触ユーザインタフェースであるため、物理的な押しボタン等の一般的な接触インタフェースに比べ、接触感染のリスクを最小限にできるといった利点を有する。このような利点を最大限活かした空間浮遊映像情報表示システムを実現したい。さらに、空間浮遊映像に係わるゴースト像を防止または低減できる等、空間浮遊映像によるユーザインタフェースの視認性を改善または向上できるシステムを実現したい。

本発明の目的は、空間浮遊映像情報表示システムに関して、使い勝手や利便性が高く、キオスク端末などの利用者に対して好適な空間浮遊映像によるインタフェースおよび必要な情報を提供できる技術を提供することである。

上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。本発明は、上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、一例を挙げるならば以下の通りである。実施の形態の空間浮遊映像情報表示システムは、空中に空間浮遊映像を形成する空間浮遊映像情報表示システムであって、少なくとも１個のオブジェクトの映像を表示する映像表示装置と、前記映像表示装置からの映像光を再帰反射させることで空中に前記空間浮遊映像を形成するための再帰性反射部材と、前記空間浮遊映像に対するユーザによる操作を検出するためのセンサを含むセンシングシステムと、前記映像表示装置および前記再帰性反射部材を備えた筐体と、検出された前記操作に基づいて所定の処理を実行する制御装置と、を備え、前記筐体に対し前記ユーザが近付いたことを検知した場合に、前記空間浮遊映像として前記オブジェクトの映像を表示する。

本開示のうち代表的な実施の形態によれば、空間浮遊映像情報表示システムに関して、使い勝手や利便性が高く、キオスク端末などの利用者に対して好適な空間浮遊映像によるインタフェースおよび必要な情報を提供できる。上記した以外の課題、構成および効果等については、発明を実施するための形態において示される。

一実施例に係る空間浮遊映像情報表示システムの使用形態の一例を示す図である。 一実施例に係る空間浮遊映像情報表示システムの内部構成の一例を示す図である。 一実施例に係る空間浮遊映像情報表示システムの主要部構成と再帰反射部構成の一例を示す図である。 一実施例に係る空間浮遊映像情報表示システムの主要部構成と再帰反射部構成の他の例を示す図である。 一実施例に係る再帰反射で発生する異常光線を遮る部材の配置例を示す斜視図である。 一実施例に係る再帰反射で発生する異常光線を遮る部材の配置例を示す断面図である。 一実施例に係る空間浮遊映像情報表示システムで用いる第１のセンシング技術の説明図である。 一実施例に係る空間浮遊映像情報表示システムで用いる第２のセンシング技術の説明図である。 一実施例に係る空間浮遊映像情報表示システムで用いるセンシングシステムの動作および装置についての説明図である。 太陽光の分光放射照度の特性を示す図である。 屈折率１．５の媒質に入射する偏光光の光線入射角度に対する反射特性を示す図である。 一実施例に係る、空間浮遊映像に文字などを入力・描画する技術についての説明図を示す。 本発明の一実施例に係る空間浮遊映像情報表示システムの主要部構成を示す図である。 本発明の一実施例に係る他の空間浮遊映像情報表示システムの主要部構成を示す図である。 キオスク端末の一例を示す図である。 一実施例（実施の形態１）に係るキオスク端末の外観例を示す図である。 実施の形態１に係るキオスク端末の断面構造例を示す図である。 一実施例（実施の形態２）に係るキオスク端末の外観例を示す図である。 実施の形態２に係るキオスク端末の断面構造例を示す図である。 一実施例（実施の形態３）に係るキオスク端末の表示例を示す図である。 実施の形態３に係るキオスク端末の第１動作フローを示す図である。 実施の形態３に係るキオスク端末の第２動作フローを示す図である。 一実施例（実施の形態４）に係るキオスク端末と携帯端末との連携動作を示す図である。 一実施例（実施の形態５）に係るキオスク端末でのサインの操作・表示例を示す図である。 実施の形態３等の変形例に係るキオスク端末での表示例を示す図である。 光源装置の具体的な構成例を示す断面図である。 光源装置の具体的な構成例を示す構造図である。 別方式の光源装置の具体的な構成例を示す図である。 一実施例（他の実施の形態）に係る自動販売機の外観例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態（実施例とも記載）を、図面を参照しながら詳細に説明する。図面において、同一部には原則として同一符号を付し、繰り返しの説明を省略する。図面において、構成要素の表現は、発明の理解を容易にするために、実際の位置、大きさ、形状、および範囲等を表していない場合がある。

説明上、プログラムによる処理について説明する場合に、プログラムや機能や処理部等を主体として説明する場合があるが、それらについてのハードウェアとしての主体は、プロセッサ、あるいはそのプロセッサ等で構成されるコントローラ、装置、計算機、システム等である。計算機は、プロセッサによって、適宜にメモリや通信インタフェース等の資源を用いながら、メモリ上に読み出されたプログラムに従った処理を実行する。これにより、所定の機能や処理部等が実現される。プロセッサは、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）やＧＰＵ等の半導体デバイス等で構成される。プロセッサは、所定の演算が可能な装置や回路で構成される。処理は、ソフトウェアプログラム処理に限らず、専用回路でも実装可能である。専用回路は、ＦＰＧＡ（ｆｉｅｌｄ-ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｇａｔｅ ａｒｒａｙ）、ＡＳＩＣ（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＣＰＬＤ（Ｃｏｍｐｌｅｘ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ）等が適用可能である。

プログラムは、対象計算機に予めデータとしてインストールされていてもよいし、プログラムソースから対象計算機にデータとして配布されてもよい。プログラムソースは、通信網上のプログラム配布サーバでもよいし、非一過性のコンピュータ読み取り可能な記憶媒体（例えばメモリカード）でもよい。プログラムは、複数のモジュールから構成されてもよい。コンピュータシステムは、複数台の装置によって構成されてもよい。コンピュータシステムは、クライアントサーバシステム、クラウドコンピューティングシステム等で構成されてもよい。各種のデータや情報は、例えばテーブルやリスト等の構造で構成されるが、これに限定されない。識別情報、識別子、ＩＤ（ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）、名、番号等の表現は互いに置換可能である。

一実施の形態の空間浮遊映像情報表示システム（以下、単にシステムと記載する場合もある）は、まず、空間浮遊映像の視認性を著しく低下させるゴースト像を無くし、空間浮遊映像の明るさを向上させることで、視認性を改善する構成を備える。一実施の形態のシステムは、キオスク端末などに適用され、空間浮遊映像による画面で操作メニューなどのユーザインタフェースを提供する。その上で、一実施の形態のシステムは、ユーザがシステム（キオスク端末）の筐体に近づいてきた時に、空間浮遊映像の画面上に、はじめに、所定の人物像としてのコンシェルジュ（コンシェルジュ映像などと記載する場合もある）を表示する。システムは、空間浮遊映像のコンシェルジュによって、ユーザに対し、あいさつ、ガイド、説明などを行う。

一実施の形態の空間浮遊映像情報表示システムは、ユーザが空間浮遊映像に近づいた場合や空間浮遊映像に対し操作した場合に、コンシェルジュ映像を、自動的に、所定の操作メニュー等、例えば複数の数字ボタンや選択肢ボタンなどを有しそのボタンを押下できる方式の操作メニュー画面に遷移・変化させる。システムは、適宜に、空間浮遊映像のコンシェルジュによって、ユーザに対し、操作メニューのガイドや説明を行う。特に、システムは、初めてのユーザや高齢のユーザであると判定した場合に、コンシェルジュによって、ユーザに対し、操作メニューを詳しくガイドする。また、システムは、ユーザが空間浮遊映像の操作方法などがよくわからない状態であると判定した場合には、コンシェルジュによって、ユーザに対し、操作メニューを詳しくガイドする。

また、一実施の形態の空間浮遊映像情報表示システムは、例えばカメラを用いた顔認証などによりユーザを識別・特定する機能を備える。システムは、その機能によって特定したユーザについて、年齢やシステム使用履歴などのユーザ属性情報を参照する。システムは、ユーザの属性に応じて、空間浮遊映像のコンシェルジュによるガイド等の方式や内容を変えるように制御する。

また、一実施の形態の空間浮遊映像情報表示システムは、空間浮遊映像の面に対し、ユーザが手指によって任意の文字や図形を入力することができる機能も提供する。システムは、空間浮遊映像の面に対する手指の接触の状態を検出し、空間浮遊映像の面で入力された線を描画する。システムは、この入力された線を例えばユーザのサインとして取得する。

なお、以下の実施の形態の説明において、空間に浮遊する映像、空中に表示される映像を、「空間浮遊映像」という用語で表現する場合がある。この用語の代わりに、「空中像」、「空間像」、「空中浮遊映像」、「表示映像の空間浮遊光学像」、「表示映像の空中浮遊光学像」等と表現しても構わない。実施の形態の説明で主に用いる「空間浮遊映像」の用語は、これらの用語の代表例として用いている。

＜空間浮遊映像情報表示システム＞
本開示は、例えば、大面積な映像発光源からの映像光による映像を、ショーウィンドのガラス等の、空間を仕切る透明部材を介して透過して、店舗空間の内部または外部に空間浮遊映像として表示可能な情報表示システムに関する。また、本開示は、かかる情報表示システムを複数用いて構成される大規模なデジタルサイネージシステムに関する。

以下の実施の形態によれば、例えば、ショーウィンドのガラス面や光透過性の板材上に高解像度な映像情報を空間浮遊した状態で表示可能となる。この時、出射する映像光の発散角を小さく、即ち鋭角とし、さらに特定の偏波に揃えることで、再帰反射部材（再帰性反射部材）または再帰反射板に対して正規の反射光だけを効率良く反射させることができる。このため、実施の形態によれば、光の利用効率が高く、従来の再帰反射方式での課題となっていた主空間浮遊像の他に発生するゴースト像を抑えることができ、鮮明な空間浮遊映像を得ることができる。

また、本開示の光源を含む装置により、消費電力を大幅に低減可能な、新規で利用性に優れた空間浮遊映像情報表示システムを提供できる。また、本開示の技術によれば、例えば、車両のフロントガラスやリアガラスやサイドガラスを含むシールドガラスを介して、車両外部において視認可能である、いわゆる、一方向性の空間浮遊映像の表示が可能な車両用空間浮遊映像情報表示システムを提供できる。

一方、従来の空間浮遊映像情報表示システムは、高解像度なカラー表示映像源として有機ＥＬパネルや表示パネル（液晶表示パネル、液晶パネル等と記載する場合がある）を、再帰反射部材と組み合わせる。従来技術による空間浮遊映像表示装置では、映像光が広角で拡散する。そのため、図３の（Ｂ）に示す多面体で構成された第一の実施例での再帰反射部材２を用いる場合、再帰反射部材２で正規に反射する反射光（それによる正規な空間浮遊映像）の他に、図３の（Ｃ）に示す再帰反射部材２（再帰反射部２ａ）に斜めから入射する映像光によって、ゴースト像が発生する。これにより、空間浮遊映像の画質が低下する。また、従来技術による空間浮遊映像表示装置では、正規な空間浮遊映像の他に、反射面の数に応じたゴースト像が複数発生する。このため、観視者以外の人にも、ゴースト像である同一空間浮遊映像を観視され、セキュリティ上の観点からも大きな課題があった。

＜空間浮遊映像情報表示システムの第１の構成例＞
図１の（Ａ）は、実施例の空間浮遊映像情報表示システムの使用形態の一例を示し、空間浮遊映像情報表示システムの全体構成の説明図を示す。図１の（Ａ）で、例えば、店舗等においては、ガラス等の透光性の部材（透明部材とも記載）であるショーウィンド（ウィンドガラスとも言う）１０５により、空間が仕切られている。本空間浮遊情報表示システムによれば、かかる透明部材を透過して、空間浮遊映像を、店舗空間の外部に対して一方向に表示が可能である。

具体的には、本システムによれば、映像表示装置１０から挟角な指向特性でかつ特定偏波の光が、映像光束として出射される。出射された映像光束は、再帰反射部材２に一旦入射し、再帰反射されて、ウィンドガラス１０５を透過して、店舗空間の外側に、実像である空間浮遊映像（空中像）３を形成する。図１の（Ａ）では、透明部材（ここではウィンドガラス）１０５の内側の店舗内を奥行方向とし、ウィンドガラス１０５の外側（例えば歩道）が手前になるように示している。他方、ウィンドガラス１０５に特定偏波を反射する部材を設け、かかる部材によって映像光束を反射させて、店舗内の所望の位置に空中像を形成することもできる。

図１の（Ｂ）は、映像表示装置１０の内部構成を示す。映像表示装置１０は、空中像の原画像を表示する映像表示部１１０２と、入力された映像をパネルの解像度に合わせて変換する映像制御部１１６０と、映像音声信号を受信・入力する映像・音声信号受信部１１３０とを含む。

このうち、映像・音声信号受信部１１３０は、例えば、ＨＤＭＩ（High-Definition Multimedia Interface）（登録商標）などの入力インタフェースを通じての有線での入力信号への対応と、Ｗｉ－Ｆｉ（Wireless Fidelity）（登録商標）などの無線入力信号への対応を行う役割を担う。また、映像・音声信号受信部１１３０は、映像受信・表示装置として単独で機能することもできる。さらに、映像・音声信号受信部１１３０は、タブレット端末、スマートフォンなどからの映像・音声情報を表示・出力することもできる。さらにまた、映像・音声信号受信部１１３０は、必要に応じてスティックＰＣなどのプロセッサ（演算処理装置）を接続することもでき、この場合、映像信号・音声信号受信部全体として、計算処理や映像解析処理などの能力を持たせることもできる。

［空間浮遊映像情報表示システムの機能ブロック］
図２は、空間浮遊映像情報表示システム１の機能ブロック図を示す。映像表示部１１０２は、映像信号に基づいて、映像表示部１１０２のパネルを透過する光を変調することで、映像を生成する。映像表示部１１０２は、例えば、透過型液晶表示パネルを用いてもよく、場合によっては、映像信号に基づいてパネルに反射する光を変調する反射型液晶表示パネルや、ＤＭＤパネル（ＤＭＤ：Digital Micromirror Device、登録商標）などを用いて構成されてもよい。

再帰性反射部１１０１は、映像表示部１１０２により変調された光を再帰反射する。再帰性反射部１１０１からの反射光のうち、空間浮遊映像情報表示システム１の外部に出力された光が空間浮遊映像３を形成する。光源１１０５は、映像表示部１１０２用の光を発生する。光源１１０５は、例えばＬＥＤ光源、レーザ光源等の固体光源が用いられる。電源１１０６は、外部から入力されるＡＣ電流をＤＣ電流に変換し、光源１１０５に電力を供給する。さらに、電源１１０６は、その他各部にそれぞれ必要なＤＣ電流を供給する。

導光体１１０４は、光源１１０５で発生した光を導いて映像表示部１１０２に照射する。導光体１１０４と光源１１０５との組み合わせを映像表示部１１０２のバックライトと称することもできる。導光体１１０４や光源１１０５の組み合わせは、様々な方式が考えられる。具体的な構成例は後述する。なお、図２に示すように、映像表示部１１０２と導光体１１０４と光源１１０５の３つの部品から構成される部分を、特に、映像表示装置１０と呼ぶ。

空中操作検出センサ１３５１は、ユーザの手指による空間浮遊映像３の操作（空中操作とも記載）を検出するために、空間浮遊映像３の表示範囲と少なくとも一部に重畳する範囲、またはすべての表示範囲に重畳する範囲をセンシングするセンサである。空中操作検出センサ１３５１は、具体的なセンサ構成としては、赤外線などの非可視光、非可視光レーザ、超音波などを用いた距離センサや、これを複数組み合わせて２次元平面の座標を検出できる構成としたものでもよい。また、空中操作検出センサ１３５１は、後述するＴｏＦ（Time of Flight）方式のＬｉＤＡＲ（Light Detection and Ranging）として構成してもよい。

空中操作検出部１３５０は、空中操作検出センサ１３５１が取得したセンシング信号を取得し、これに基づいて、ユーザの手指による空間浮遊映像３への接触の有無や、空間浮遊映像３における当該接触の位置の算出を行う。空中操作検出部１３５０は、ＦＰＧＡなどの回路で構成されてもよい。

空中操作検出センサ１３５１および空中操作検出部１３５０（これらをセンシングシステムと記載する場合がある）は、空間浮遊映像情報表示システム１に内蔵する構成としてもよいが、空間浮遊映像情報表示システム１とは別体の外部に設けてもよい。別体に設ける場合は、有線または無線の通信接続路や映像信号伝送路を介して空間浮遊映像情報表示システム１に情報または信号を伝達できるように構成すればよい。空中操作検出センサ１３５１および空中操作検出部１３５０の両者を別体で設けてもよい。この場合は、空中操作検出機能の無い空間浮遊映像情報表示システム１を本体として、空中操作検出機能のみをオプションで追加できるシステムを構築可能である。また、空中操作検出センサ１３５１のみを別体とし、空中操作検出部１３５０を空間浮遊映像情報表示システム１に内蔵してもよい。空間浮遊映像情報表示システム１の設置位置に対して空中操作検出センサ１３５１をより自由に配置したい場合などは、空中操作検出センサ１３５１のみを別体とする構成に利点がある。

撮像部１１８０は、イメージセンサを有する、いわゆるカメラであり、空間浮遊映像３の付近の空間、および／または、ユーザの顔、腕、指などを撮像する。撮像部１１８０は、用途に応じて、複数のカメラや、深度センサ付きカメラが用いられてもよい。撮像部１１８０は、空間浮遊映像情報表示システム１とは別体に設けてもよい。撮像部１１８０は、複数のカメラや深度センサ付きカメラを用いる場合には、ユーザによる空間浮遊映像３へのタッチ操作、言い換えると空間浮遊映像３の面に接触する操作、の検出について、空中操作検出部１３５０を補助してもよい。例えば、空中操作検出センサ１３５１が、空間浮遊映像３が属する平面を対象として、当該平面内への物体侵入センサとして構成された場合、当該平面内へ侵入していない物体（例えばユーザの指）がどのくらい当該平面に近いのか、空中操作検出センサ１３５１のみでは検出できない場合がある。このような場合には、撮像部１１８０における複数のカメラの撮像結果による深度算出情報や深度センサによる深度情報を用いることにより、当該空間浮遊映像３の平面内へ侵入していない物体（例えばユーザの指）と当該平面との距離を算出可能となる。この算出情報を、空間浮遊映像３における各種表示制御に用いることができる。

あるいは、本システムは、空中操作検出センサ１３５１を用いずに、撮像部１１８０の撮像結果に基づいて、空中操作検出部１３５０がユーザによる空間浮遊映像３のタッチ操作を検出するように構成されてもよい。

撮像部１１８０が空間浮遊映像３を操作するユーザの顔などを撮像し、撮像画像に基づいて、制御部１１１０がユーザの識別・特定処理、あるいはユーザの認証処理を行うように構成されてもよい。あるいは、空間浮遊映像３を操作するユーザの周辺や背後に他の人が立っていて、空間浮遊映像３に対するユーザの操作を覗き見ていないか等を判別するために、空間浮遊映像３を操作するユーザの周辺を含めて撮像するように、撮像部１１８０が構成されてもよい。

操作入力部１１０７は、操作ボタンやリモコン受光部であり、空間浮遊映像３に対する空中操作とは異なる、ユーザによる操作に関する信号を入力する。操作入力部１１０７は、空間浮遊映像３をタッチ操作する上述のユーザとは別に、空間浮遊映像情報表示システム１の管理者が、本システムを操作するために用いてもよい。

映像信号入力部１１３１は、外部の映像出力装置を接続して映像データを入力する機能を有する。音声信号入力部１１３３は、外部の音声出力装置を接続して音声データを入力する機能を有する。一方、音声信号出力部１１４０は、音声信号入力部１１３３に入力された音声データに基づいた音声信号を出力する機能を有する。また、音声信号出力部１１４０は、予めストレージ部１１７０に記録されている、数字や文字列等の音声データ、その他の操作音やエラー警告音のデータに基づいた音声信号を出力してもよい。なお、映像信号入力部１１３１、音声信号入力部１１３３を合わせて、映像・音声信号入力部１１３０と呼ぶ。映像信号入力部１１３１と音声信号入力部１１３３はそれぞれの構成でもよいが、合わせて1つでも構わない。

音声信号出力部１１４０は、スピーカまたは超指向性スピーカ３０に接続される。音声信号出力部１１４０は、通常の可聴帯域の音声を出力するスピーカに接続してもよいが、後述のキオスク端末などの実施例のように、特に、秘匿性が高くセキュリティに配慮する必要がある場合には、ユーザ以外の他の人には聞き取ることができないように、超指向性スピーカに接続してもよい。超指向性スピーカとは、特定の限られた空間領域に存在する人の耳のみには可聴帯域の音声を聴取でき、その特定の空間領域の外に存在する人の耳にはその可聴帯域の音声を聴取できないという特性を有するスピーカである。

超指向性スピーカ３０は、例えば、４０ｋＨｚ程度の超音波信号を発生できる超音波出力素子を平面上に複数個並べることで構成される。このとき、使用する超音波出力素子の数が多いほど、超指向性スピーカによって得られる音声の音量は大きくなる。超指向性スピーカの原理を簡単に説明する。よく知られるように、超音波は可聴帯域の音声（例えば人の話し声）と比較して直進性が高い。したがって、４０ｋＨｚの超音波信号をキャリア（搬送波）として、キャリアを可聴帯域の音声信号で変調（例えばＡＭ変調）することで、特定の限られた空間領域だけで音声が聞こえるようにすることが可能となる。

例えば、撮像部１１８０として複数のカメラを用いることで、ユーザの顔や耳の位置を特定し、その特定の結果に応じて、超指向性スピーカ３０からの出力によって、ユーザの耳の近傍領域においてのみ音声が聞こえるようにすることができる。具体的には、超指向性スピーカ３０を構成する超音波出力素子に入力する超音波信号の位相（言い換えると遅延時間）を制御することで、特定された限られた空間領域だけで音声が聞こえるようにすることができる。また、複数の超音波出力素子を、平面上ではなく、例えば、凹面状の面に配置する構成によっても、特定の限られた空間領域だけで音声が聞こえるようにすることができる。

不揮発性メモリ１１０８は、空間浮遊映像情報表示システム１で用いる各種データを格納する。不揮発性メモリ１１０８に格納されるデータには、空間浮遊映像３として表示される各種操作用のデータ、アイコンやボタン等のユーザインタフェース映像情報、ユーザが操作するためのオブジェクトのデータやレイアウト情報なども含まれてもよい。メモリ１１０９は、空間浮遊映像３として表示する映像データや装置の制御用データを記憶する。

制御部１１１０は、空間浮遊映像情報表示システム１のコントローラ（言い換えると制御装置）に相当し、接続される各部の動作を制御する。制御部１１１０は、プロセッサなどのデバイスを備えている。制御部１１１０は、不揮発性メモリ１１０８やストレージ部１１７０からメモリ１１０９または内蔵メモリに読み出したプログラムに従った処理を実行する。これにより、各種の機能が実現される。制御部１１１０は、メモリ１１０９に格納されるプログラムと協働して、接続される各部から取得した情報に基づいた演算処理を行ってもよい。制御部１１１０は、空間浮遊映像情報表示システム１を構成する筐体内に、マイコンなどを用いて実装されてもよいし、筐体外に接続・実装されてもよい。

通信部１１３２は、有線または無線の通信インタフェースを介して、外部機器や外部のサーバ等と通信を行う。通信部１１３２は、当該通信により、映像、画像、音声、各種データを送受信する。

ストレージ部１１７０は、映像、画像、音声、各種データなどを記録する。例えば、製品出荷時に、予め、映像、画像、音声、各種データなどをストレージ部１１７０に記録しておいてもよい。通信部１１３２を介して外部機器や外部のサーバ等から取得した映像、画像、音声、各種データなどをストレージ部１１７０に記録してもよい。ストレージ部１１７０に記録された映像、画像、各種データなどは、映像表示部１１０２、映像表示装置１０、および再帰性反射部１１０１を介して、空間浮遊映像３として出力可能である。

空間浮遊映像３にユーザインタフェース（後述の操作メニューやコンシェルジュ映像を含む）として表示する、アイコン、ボタン、ユーザが操作するためのオブジェクトなどのデータや、コンシェルジュ映像を構成するデータも、ストレージ部１１７０に記録する映像や画像のデータに含まれていてもよい。また、空間浮遊映像３にユーザインタフェースとして表示するアイコン、ボタン、オブジェクトなどの操作メニューやコンシェルジュのレイアウト情報や、操作メニューやコンシェルジュに関する各種メタデータなどの情報も、ストレージ部１１７０に記録する各種データに含まれていてもよい。また、空間浮遊映像３のコンシェルジュが音声出力するための音声データも、ストレージ部１１７０に記録されていてもよい。ストレージ部１１７０に記録されている音声データは、音声信号出力部１１４０を介して、スピーカまたは超指向性スピーカ３０から音声信号として出力すればよい。

制御部１１１０、または、映像制御部１１６０や音声信号出力部１１４０は、ストレージ部１１７０や不揮発性メモリ１１０８などに記憶されている、操作メニューやコンシェルジュを構成するための各種データに基づいて、操作メニューやコンシェルジュを表示・出力するための映像データや音声データを適宜に作成してもよい。

映像制御部１１６０は、映像表示部１１０２に入力する映像信号についての各種制御を行う。映像制御部１１６０は、例えば、メモリ１１０９に格納する映像と、映像信号入力部１１３１で入力した映像などのうち、どの映像を映像表示部１１０２に入力する映像とするか等の映像切り替え制御を行ってもよい。あるいは、映像制御部１１６０は、メモリ１１０９に格納する映像と、映像信号入力部１１３１で入力した映像とを重畳し、映像表示部１１０２に入力する合成映像を生成する制御を行ってもよい。また、映像制御部１１６０は、映像信号入力部１１３１で入力した映像データやメモリ１１０９に格納する映像などに対して画像処理の制御を行ってもよい。画像処理としては、例えば、画像の拡大、縮小、変形等を行うスケーリング処理や、輝度を変更するブライト調整処理や、画像のコントラストカーブを変更するコントラスト調整処理や、画像を光の成分に分解して成分ごとの重みづけを変更するレティネックス処理等がある。

また、映像制御部１１６０は、映像表示部１１０２に入力する映像に対して、ユーザの空中操作を補助するための特殊効果映像処理等を行ってもよい。特殊効果映像処理は、空中操作検出部１３５０によるユーザ操作の検出結果や、撮像部１１８０によるユーザの撮像結果に基づいて制御されればよい。

上述のように、空間浮遊映像情報表示システム１には、様々な機能を搭載可能である。しかしながら、空間浮遊映像情報表示システム１は、必ずしも上述した構成の全てを有する必要は無い。空間浮遊映像情報表示システム１は、少なくとも空間浮遊映像３を生成する機能があれば、どのような構成でもよい。

［空間浮遊映像の形成に関する第１方式］
図３は、実施例の空間浮遊映像情報表示システムにおける主要部構成を示し、また、空間浮遊映像３の形成、および再帰反射部材２の構成に関する一例（第１方式とする）を示す。

図３の（Ａ）に示すように、この空間浮遊映像情報表示システムは、ガラス等の透光性を有する透過性プレートである透明部材１００に対し、斜め方向に、特定偏波の映像光を挟角に発散させる映像表示装置１０を備える。映像表示装置１０は、液晶表示パネル１１と、挟角な拡散特性を有する特定偏波の光を生成する光源装置１３とを備えている。

映像表示装置１０から出射された特定偏波の映像光は、透明部材１００に設けられた、特定偏波の映像光を選択的に反射する膜を有する偏光分離部材１０１で反射され、反射された光が、再帰反射部材２に入射する。図３中では、シート状に形成された偏光分離部材１０１が、透明部材１００に粘着されている。

透明部材１００に対し、他方の斜め方向に、再帰反射部材２が設けられている。再帰反射部材２の映像光入射面には、λ／４板２１（言い換えると四分の一波長板）が設けられている。映像光は、再帰反射部材２への入射の際と出射の際との計２回、λ／４板２１を通過させられることで、特定偏波（一方の偏波）から他方の偏波へ偏光変換される。

ここで、特定偏波の映像光を選択的に反射する偏光分離部材１０１は、偏光変換後の他方の偏波の偏光については透過する性質を有する。よって、偏光変換後の他方の偏波の映像光は、偏光分離部材１０１を透過する。偏光分離部材１０１を透過した映像光は、図示のように、透明部材１００の外側に、実像である空間浮遊映像３を形成する。

なお、空中浮遊映像３を形成する光は、再帰反射部材２から空中浮遊映像３の光学像へ収束する光線の集合であり、これらの光線は、空中浮遊映像３の光学像を通過後も直進する。よって、空中浮遊映像３は、一般的なプロジェクタなどでスクリーン上に形成される拡散映像光とは異なり、高い指向性を有する映像である。

よって、図３の構成では、矢印Ａの方向からユーザが視認する場合には空中浮遊映像３は明るい映像として視認されるが、例えば矢印Ｂの方向から他の人物が視認する場合には、空中浮遊映像３は映像として一切視認できない。このような空中浮遊映像３の特性は、高いセキュリティが求められる映像や、ユーザに正対する人物には秘匿したい秘匿性の高い映像を表示するシステムなどに採用する場合に、非常に好適である。

なお、再帰反射部材２の性能によっては、反射後の映像光の偏光軸が不揃いになることがある。この場合、偏光軸が不揃いになった一部の映像光は、上述した偏光分離部材１０１で反射されて映像表示装置１０の方に戻る。この一部の映像光は、映像表示装置１０を構成する液晶表示パネル１１の映像表示面で再反射し、ゴースト像を発生させる。これにより、空間浮遊像３の画質の低下を引き起こす要因になり得る。

そこで、本実施例では、映像表示装置１０の映像表示面に吸収型偏光板１２が設けられている。吸収型偏光板１２は、映像表示装置１０から出射する映像光を当該吸収型偏光板１２にて透過させ、偏光分離部材１０１から戻ってくる反射光を当該吸収型偏光板１２で吸収させることで、再反射を抑制できる。したがって、吸収型偏光板１２を用いる本実施の形態によれば、空間浮遊映像３のゴースト像による画質低下を防止または抑制できる。

上述した偏光分離部材１０１は、例えば反射型偏光板や特定偏波を反射させる金属多層膜などで形成すればよい。

図３の（Ｂ）は、第１方式で用いる再帰反射部材２の構成例を示す。図３の（Ｂ）には、代表的な再帰反射部材２として、今回の検討に用いた日本カ－バイト工業株式会社製の再帰反射部材の表面形状を示す。この再帰反射部材２は、表面において、規則的に配列された６角柱の再帰反射部（再帰反射素子）２ａを有する。６角柱の内部に入射した光線は、６角柱の壁面と底面で反射され、再帰反射光として、入射光に対応した方向に出射し、映像表示装置１０に表示した映像に基づいて実像である空間浮遊映像３を表示する。

この空間浮遊映像３の解像度は、液晶表示パネル１１の解像度の他に、図３の（Ｂ）で示す再帰反射部材２の再帰反射部２ａの外形ＤとピッチＰに大きく依存する。例えば、７インチのＷＵＸＧＡ（１９２０×１２００画素）の液晶表示パネル１１を用いる場合には、１画素（１トリプレット）が約８０μｍであっても、例えば再帰反射部２ａの直径Ｄが２４０μｍでピッチＰが３００μｍであれば、空間浮遊映像３の１画素は３００μｍ相当となる。このため、空間浮遊映像３の実効的な解像度は、１／３程度に低下する。そこで、空間浮遊映像３の解像度を映像表示装置１０の解像度と同等にするためには、再帰反射部２ａの直径ＤとピッチＰを液晶表示パネル１１の１画素に近づけることが望まれる。他方、再帰反射部材２ａと液晶表示パネル１１の画素によるモアレの発生を抑えるためには、それぞれのピッチ比を１画素の整数倍から外して設計するとよい。また、形状は、再帰反射部２ａのいずれの一辺も液晶表示パネル１１の１画素のいずれの一辺と重ならないように配置するとよい。

一方、再帰反射部材２を低価格で製造するためには、ロールプレス法を用いて成形するとよい。この方法は、具体的には、再帰反射部２ａを整列させフィルム上に賦形する方法である。この方法は、賦形する形状の逆形状をロール表面に形成し、固定用のベース材の上に紫外線硬化樹脂を塗布し、ロール間を通過させることで、必要な形状を賦形し、紫外線を照射して硬化させ、所望形状の再帰反射部材２を得る。

［空間浮遊映像の形成に関する第２方式］
次に、図４は、本実施例の空間浮遊映像情報表示システムにおける空間浮遊映像３の形成、および再帰反射部材の構成に関する他の一例（第２方式とする）を示す。図４の（Ａ）は、第２方式での再帰反射部材３３０を用いた空間浮遊映像３の形成の概要を示す。再帰反射部材３３０に対し、一方の空間（本例ではＺ方向で下側の空間）内にある物体Ｐ（対応する点Ｐ）からの光は、再帰反射部材３３０に入射し、再帰反射されて、他方の空間（本例ではＺ方向で上側の空間）内に、空間浮遊映像３３１（対応する点Ｑ）を形成する。

図４の（Ｂ）は、代表的な再帰反射部材３３０として、今回の検討に用いた株式会社アスカネット製の再帰反射部材の動作原理を説明するための表面形状を示す。再帰反射部材３３０は、表面（図示のＸ－Ｙ面）において、規則的に配列された４面の構造体（言い換えると四面体）３３０Ａを有する。側壁３３０Ｂ間に、複数の構造体３３０Ａが配列されている。４面の構造体３３０Ａは、例えばＺ方向に延在する四角柱形状を有するマイクロミラーである。例えば物体Ｐからの光（物体光とも記載）が４面の構造体３３０Ａの内部に入射する。４面の構造体３３０Ａの内部に入射した光線は、４面の構造体３３０Ａの壁面のうち、２つの面（例えば反射面ＲＳ１と反射面ＲＳ２）で反射される。反射された光線（反射面ＲＳ１から上側へ出射される光線と、反射面ＲＳ２から上側へ出射される光線との両方）を、反射光Ｒ０として示す。反射光Ｒ０は、再帰反射光として、入射光に対応した方向に出射し、図４の（Ａ）のように、物体Ｐに基づいた実像である空間浮遊映像３３１を形成・表示する。

この空間浮遊映像３３１の解像度も、前述した図３の第１方式の再帰反射部材２と同様に、再帰反射部材３３０の再帰反射部（４面の構造体３３０Ａ）の外形（直径）ＤＳとピッチＰＴに大きく依存する。例えば、７インチのＷＵＸＧＡ（１９２０×１２００画素）の液晶表示パネルを用いる場合には、１画素（１トリプレット）が約８０μｍであっても、例えば再帰反射部の外形（直径）ＤＳが１２０μｍでピッチＰＴが１５０μｍであれば、空間浮遊像３３１の１画素は１５０μｍ相当となる。このため、空間浮遊映像３３１の実効的な解像度は、１／２程度に低下する。そこで、空間浮遊映像３３１の解像度を映像表示装置１０の解像度と同等にするためには、再帰反射部（構造体３３０Ａ）の直径ＤＳとピッチＰＴを、液晶表示パネルの１画素に近づけることが望まれる。他方、再帰反射部材３３０と液晶表示パネルの画素によるモアレの発生を抑えるためには、前述のようにそれぞれのピッチ比を１画素の整数倍から外して設計するとよい。また、形状は、再帰反射部（構造体３３０Ａ）のいずれの一辺も液晶表示パネルの１画素のいずれの一辺と重ならないように配置するとよい。

なお、空間浮遊映像３３１を形成する光は、再帰反射部材３３０から空中浮遊映像３３１の光学像へ収束する光線の集合であり、これらの光線は、空中浮遊映像３３１の光学像を通過後も直進する。よって、空間浮遊映像３３１は、一般的なプロジェクタなどでスクリーン上に形成される拡散映像光とは異なり、高い指向性を有する映像となる。

図４の構成では、矢印Ａの方向からユーザが視認する場合には、空間浮遊映像３３１は、明るい映像として視認されるが、例えば矢印Ｂの方向から他の人物が視認する場合には、空間浮遊映像３３１は映像として一切視認できない。このような空間浮遊映像３３１の特性は、前述の第１方式の再帰反射部材２を用いた空中浮遊映像と同様に、高いセキュリティが求められる映像や、ユーザに正対する人物には秘匿したい秘匿性の高い映像を表示するシステムなどに採用する場合に、非常に好適である。

なお、第２方式の再帰反射部材３３０においては、物体Ｐからの光は、図４（Ｂ）に示すように、再帰反射部材３３０に対して一方の側（Ｚ方向の下側）から入射し、再帰反射部材３３０を構成する４面の壁面に設けられた２つの反射面（ＲＳ１，ＲＳ２）で反射し、反射光Ｒ０として、他方の側（Ｚ方向の上側）に、点Ｑの位置に、空間浮遊映像３３１を結像する。この時、２つの反射面（ＲＳ１，ＲＳ２）では、反射光Ｒ０とは反射方向が異なる光として異常光Ｒ１，Ｒ２が発生する。２つの反射面（ＲＳ１，ＲＳ２）で発生した異常光Ｒ１，Ｒ２により、図４の（Ａ）に示すようなゴースト像３３２，３３３を発生させる。このため、ゴースト像３３２，３３３が空間浮遊映像３３１の画質の低下を引き起こす要因となり得る。

上述したように、第１方式での再帰反射部材２は、反射面の数に応じてゴースト像が発生する。それに対し、第２方式での再帰反射部材３３０は、物体光の入射角度により特定の２方向にのみゴースト像が発生する。よって、第２方式での再帰反射部材３３０の方が、ゴースト像の影響が少なく、高画質な空間映像表示が可能となる。そのため、以下に示す空間浮遊映像表示装置および空間浮遊映像情報表示システムとしては、第２方式の再帰反射部材３３０を適用する場合に絞って説明する。

［ゴースト像を低減する技術手段］
ゴースト像を低減した高画質な空間浮遊映像を形成できる空間映像表示装置などを実現するためには、映像表示素子としての液晶表示パネルからの映像光の発散角を制御して、所望の方向に曲げるために、液晶表示パネルの出射面に映像光制御シートを設けるとよい。さらに、再帰反射部材３３０の光線出射面、または光線入射面、またはそれらの両面に、映光制御シートを設けて、ゴースト像を発生させる要因となる異常光Ｒ１，Ｒ２（図４の（Ｂ））を吸収させるとよい。

図５には、上記映像光制御シートを空間浮遊映像表示装置に適用する具体的な方法および構成例を示す。図５では、映像光制御シート３３４が、映像表示素子である液晶表示パネル３３５の出射面に設けられる。図５では、液晶表示パネル３３５の出射面を、図示のＸ軸とＹ軸とが為す平面（Ｘ－Ｙ面）として示している。映像光制御シート３３４は、主面（Ｘ－Ｙ面）において、透過部と光吸収部とを有している。この場合に、液晶表示パネル３３５の画素と映像光制御シート３３４の透過部および光吸収部とのピッチによる干渉によってモアレが発生し得る。このモアレを低減するためには、以下に示す２つの方法が有効である。

（１）第１の方法としては、映像光制御シート３３４の透過部と光吸収部により生じる縦縞（図示の斜め線）を、液晶表示パネル３３５の画素の配列（Ｘ軸およびＹ軸）に対して、所定の角度（傾き）θ０だけ傾けて配置する。

（２）第２の方法としては、液晶表示パネル３３５の画素寸法をＡ、映像光制御シート３３４の縦縞のピッチをＢとした場合に、これらの比率（Ｂ／Ａ）を、整数倍から外した値に選択する。液晶表示パネル３３５の１画素は、ＲＧＢの３色のサブ画素が並列して成り、一般的には正方形であるため、上述したモアレの発生を画面全体で抑えることはできない。このため、（１）の第１の方法に示した傾きθ０は、空間浮遊映像を表示させない箇所にモアレの発生位置を意図的にずらして配置できるように、５度から２５度の範囲内で最適化すればよい。

上記モアレを低減するために、液晶表示パネルと映像光制御シート３３４を題材に述べたが、再帰反射部材３３０に映像光制御シート３３４を設ける場合に再帰反射部材３３０と映像光制御シート３３４との間に発生するモアレについても、同様の方法・構成が適用できる。再帰反射部材３３０と映像光制御シート３３４は、両者が線状の構造体であるため、映像光制御シート３３４を、再帰反射部材３３０のＸ軸およびＹ軸に着目して最適に傾ければよい。これにより、目視でも視認できる、波長が長く周波数が低い大柄なモアレを低減できる。

図６の（Ａ）は、液晶表示パネル３３５の映像光出射面３３５１に映像光制御シート３３４が配置された構成を有する映像表示装置１０の垂直断面図を示す。映像光制御シート３３４は、主面において、光透過部３３６と光吸収部３３７とが交互に配置して構成され、粘着層３３８により、液晶表示パネル３３５の映像光出射面３３５１に粘着固定されている。

また、前述したように、映像表示装置１０として７インチのＷＵＸＧＡ（１９２０×１２００画素）の液晶表示パネルを用いる場合には、１画素（１トリプレット）（図中のＡで示す）が約８０μｍであっても、以下の構成で、空間浮遊映像３３１の両側に発生する図４の（Ａ）のゴースト像３３２，３３３を軽減できる。例えば、映像光制御シート３３４のピッチＢとして、透過部３３６の距離ｄ２が３００μｍと、光吸収部３３７の距離ｄ１が４０μｍとからなるピッチＢを３４０μｍとする。この場合、映像光制御シート３３４により、十分な透過特性と、異常光の発生原因となる映像表示装置１０からの映像光の拡散特性とを制御することで、ゴースト像を軽減できる。この場合、映像制御シート３３４の厚さは、ピッチＢの２／３以上とすると、ゴースト低減効果が大幅に向上する。

図６の（Ｂ）は、再帰反射部材３３０（図４）の映像光出射面に映像光制御シート３３４が配置された構成の垂直断面図を示す。映像光制御シート３３４は、光透過部３３６と光吸収部３３７とが交互に配置されて構成され、再帰反射部材３３０に対し、再帰反射光３３４１の出射方向に合わせて所定の傾斜角θ１を持って傾斜配置されている。この結果、映像光制御シート３３４によって、前述した再帰反射に伴って発生する異常光Ｒ１，Ｒ２（図４の（Ｂ））を吸収し、他方、正常反射光は、再帰反射光３３４１として、損失無く透過させることができる。

再帰反射部材３３０は、前述の４面の構造体３３０Ａ（図４）による再帰反射部に対応する空間３３０１が配列されている。再帰反射部に対応する空間３３０１は、側壁３３０Ｂの面によって区切られている。空間３３０１内は例えば反射面Ｒ１や反射面Ｒ２を有する。再帰反射部材３３０に対し、例えば下側から入射した光ａ１は、例えば空間３３０１の反射面Ｒ１で反射され、反射された光ａ２はさらに例えば反射面Ｒ２で反射されて、再帰反射部材３３０の上側に出射する。その出射した光は、映像光制御シート３３４に入射されて、再帰反射光３３４１として出射される。

７インチのＷＵＸＧＡ（１９２０×１２００画素）の液晶表示パネルを用いる場合には、１画素（１トリプレット）が約８０μｍであっても、図４（Ａ）のような構成で、空間浮遊映像３３１の両側に発生するゴースト像３３２，３３３を軽減できる。図６の（Ｂ）に示すように、例えば、映像光制御シート３３４のピッチＢとして、再帰反射部材３３０の透過部３３６の距離ｄ２が４００μｍと、光吸収部３３７の距離ｄ１が２０μｍとからなるピッチＢが４２０μｍとする。この場合、映像光制御シート３３４により、十分な透過特性と、再帰反射部材３３０での異常光の発生原因となる映像表示装置１０からの映像光の拡散特性を制御し、ゴースト像を軽減できる。

上述した映像光制御シート３３４は、他方、外界からの外光が空間浮遊映像表示装置内に侵入する妨げにもなるため、構成部品の信頼性向上にも繋がる。この映像光制御シート３３４としては、例えば信越ポリマー（株）の視野角制御フィルム（ＶＣＦ）が適している。そのＶＣＦの構造は、透明シリコンと黒色シリコンとが交互に配置され、光入出射面に合成樹脂が配置されて、サンドウィッチ構造となっている。そのため、このＶＣＦを本実施例の映像光制御シート３３４として適用した場合に、上述の効果が期待できる。

［空間浮遊映像に対する操作をセンシングする技術］
ユーザ（利用者、監視者、操作者などと記載する場合もある）は、空間浮遊映像情報表示システム１による空間浮遊映像３（図２等）を介して、システムと双方向で接続される。言い換えると、ユーザは、空間浮遊映像３を見て操作することで、システムのアプリケーション（例えばキオスク端末のチケット販売機能）等を利用する。そのために、ユーザが空間浮遊映像３を疑似的に操作してその操作をセンシングするためのセンシング技術が必要である。このセンシング技術の例について、以下に具体例を挙げて説明する。ここでいう「センシング技術」とは、図２を用いて説明した空中操作検出センサ１３５１および空中操作検出部１３５０を含み、特に、３次元空間におけるユーザの操作（言い換えると空中操作）を検出するための技術である。空中操作検出センサ１３５１および空中操作検出部１３５０を、センシングシステムと記載する場合がある。

図７の（Ａ）は、第１のセンシング技術を説明するための原理図を示す。空間浮遊映像情報表示システム１による空間浮遊映像ＦＩが、複数のエリア（言い換えると領域）に分割される。本実施例では、空間浮遊映像ＦＩは、縦横で３×４＝１２のエリアに１２分割されている。図７の（Ａ）では、空間浮遊映像ＦＩの面をｘ－ｙ面として示しており、面に対する前後方向をｚ方向で示している。例えば図示のエリアＡ３０１は、センシング面ａ３のうちの左上の１つのエリアである。

第１のセンシング技術では、空間浮遊映像ＦＩのそれぞれのエリアに対応したＴＯＦ（Ｔｉｍｅ ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ）システムを内蔵した第１の測距装置３４０が設けられる。第１の測距装置３４０は、図２での空中操作検出センサ１３５１の代わりに設けられる。第１の測距装置３４０の発光部から、システムの信号に同期させて、光源であるＬＥＤ（Light Emitting Diode）を発光させる。ＬＥＤの光線出射側には、発散角を制御するための光学素子が設けられ、受光素子としてピコ秒の時間分解能を持つ高感度なアバランシェダイオード（ＡＰＤ）を一対として、１２エリアに対応するように、縦４列、横３行に整列配置される。システムからの信号に同期させて、光源であるＬＥＤが発光し、その光が、測距すべき対象物（ここではユーザの手指ＵＨの先端）に反射して、受光部に戻るまでの時間だけ、位相（後述の図９中のΔｔ）がずれる。

図９の（Ｂ）に示すセンシングシステムの演算ユニットは、システムからの信号と、第１の測距装置３４０の受光部であるアバランシェダイオードによって生成される信号とを受け取り、これらの信号から、位相シフトを計算することで、対象物までの距離を算出する。エリアごとに対応付けられたＴＯＦシステム（ＴＯＦ１～ＴＯＦ１２）ごとに、距離が算出される。図７の（Ａ）で、空間浮遊映像ＦＩの面に対し、ｚ方向で、対象物（手指ＵＨ）に近い側には、測距装置３４０の計測階層として、対象物に近い順に、センシング面ａ３，ａ２，ａ１（第１センシング面ａ３、第２センシング面ａ２、第３センシング面ａ１とも記載）を示し、さらに空間浮遊映像ＦＩから離れる側に、計測階層として、センシング面ａ０を示す。距離Ｌ１はセンシング面ａ０までの距離、距離Ｌ２はセンシング面ａ１までの距離、距離Ｌ３はセンシング面ａ２までの距離、距離Ｌ４はセンシング面ａ１までの距離を示す。

次に、センシングシステムは、対象物（手指ＵＨ）の移動の方向については、それぞれの計測階層（センシング面ａ３～ａ１）において、１２のエリアのどのエリアを通過したかを認識し、それぞれの計測階層の移動時間を前述した方法で算出することで、システムとして認識できる。

図９の（Ａ）には、１２の測定エリアごとのＬＥＤ光源の発光のタイミングと受光素子の受光のタイミングを示す。ＳＵ１～ＳＵ１２は、各エリアおよびＴＯＦに対応付けられたセンシングユニットごとの発光タイミングと受光タイミングを示す。センシングシステムは、ＬＥＤの発光のタイミングをそれぞれのエリアごとに遅延させることで、個々のデータを画一化させる。

実際に、システムに双方向で接続されるために、ユーザが、意思によって、空間浮遊映像ＦＩに向けて手指ＵＨを伸ばしたとする。その場合、センシングシステムは、空中浮遊映像ＦＩから最も遠いセンシング面ａ３において例えばエリアＡ３０１で感知した第１感知信号Ｓ１と、例えばセンシング面ａ２の特定エリアで感知した第２の感知信号Ｓ２と、例えば第３センシング面ａ１の特定エリアで感知した第３の感知信号Ｓ３とを得る。センシングシステムは、これらの感知信号（Ｓ１～Ｓ３）によって、手指ＵＨの移動方向とそれぞれのセンシング面を横切った時間差から、空間浮遊映像ＦＩとの接点位置を計算処理して求める。

さらに高精度な位置情報を取得するため、空間浮遊映像ＦＩから奥に離れた位置のセンシング面ａ０が設定される。センシングシステムは、センシング面ａ０での感知に基づいて、空間浮遊映像ＦＩを手指ＵＨが通過したことを終了信号として検知するとともに、その感知の位置座標と、前述した２つの感知信号とから、空間浮遊映像ＦＩへの接触点を３次元座標として求める。

また、図７の（Ｂ）は、ユーザの手指ＵＨ（特に指先端）によって空間浮遊映像ＦＩの一部を選択する動作と、ユーザの手指ＵＨが空間浮遊映像ＦＩの一部から離れる動作とを示す。図７の（Ｂ）に示すように、第１のセンシング技術では、ユーザが空間浮遊映像ＦＩの所望の位置座標に接触した後、手指ＵＨを戻した場合には、以下のようになる。すなわち、センシングシステムは、第３センシング面ａ３で感知した第３の感知信号Ｓ３と第２センシング面ａ２で感知した第２の感知信号Ｓ２とによって、更に第１センシング面ａ１で感知した第１の感知信号Ｓ１を、順次、センシングシステムの演算ユニットに伝達し、計算処理する。これにより、空間浮遊映像ＦＩの特定座標からユーザの手指ＵＨが離れたことが、システム上で認識される。

次に、空間浮遊映像を疑似的に操作するためのさらに高精度なセンシング技術について以下に説明する。

図８の（Ａ）は、第２のセンシング技術を説明するための原理図を示す。第２のセンシング技術は、図７の（Ａ）に示した第１のセンシング技術との違いとしては、第１の測距装置３４０に加え、第２の測距装置３４１が配置され、より高精度なセンシングを実現する。第１の測距装置３４０と第２の測距装置３４１が併設されてもよい。第２のセンシング技術では、第２の測距装置３４１（特にＣＭＯＳセンサ）を第２センシングシステムとして、第１センシングシステムと組み合わせて用いる。図８の（Ａ）に示すように、第２の測距装置３４１は、第１の測距装置３４０と同様の範囲（センシング面ａ１，ａ２，ａ３，ａ０）を対象としてセンシングする。

第１の測距装置３４０は、上述したように、空間浮遊映像ＦＩにおける例えば１２個に分割された複数のエリアの各エリアに対応したＴＯＦシステムを内蔵している（図８の（Ｂ）での第１センシングシステム）。他方、第２の測距装置３４１は、２次元の画像センサ、例えばセンシングカメラ用途の１／４インチＣＭＯＳセンサを適用する。このＣＭＯＳセンサの縦横比は、３：４が一般的である。このため、本実施例では、そのＣＭＯＳセンサの縦横比に合わせて、第１の測距装置３４０のＴＯＦシステムについても、センシングエリアを上述のように縦３分割、横４分割として合計１２エリアとしている。

また、ＣＭＯＳセンサの解像度は、１００万画素程度でも十分な分解能が得られるが、通常のカメラシステムとは異なり、ＲＧＢの色分離フィルターを設ける必要が無い。そのため、ＣＭＯＳセンサは、同一画素数では小型化や高感度化が実現できるばかりでなく、近赤外光に対する感度が高い。そのため、第２のセンシング技術では、第１の測距装置３４０のＴＯＦシステムの光源光によって測距すべき対象物（手指ＵＨの先端）がエリアごとに決められたタイミングで照明されるので、検知精度が大幅に向上する。詳解は省くが、図９の（Ｂ）には、以上述べたシステムを機能ブロック図として示している。

図８の（Ｂ）は、第１の測距装置３４０によるセンシング面ａ１，ａ２，ａ３と、それらに対応して設けられた、第２の測距装置３４１によるセンシング面ｂ１，ｂ２，ｂ３とを示す。そして、図８の（Ｂ）は、それらのセンシング面に対する、手指ＵＨによる、空間浮遊映像ＦＩの一部を選択する動作や、一部から離れる動作を示す。図８の（Ｂ）に示すように、第２のセンシング技術を用いた空間浮遊映像情報表示システムにおいては、ユーザが意思によって空間浮遊映像ＦＩに向けて手指ＵＨを伸ばした場合、以下のようになる。この場合、上述した第１の測距装置３４０による３次元情報の他に、第２の測距装置３４１による３次元情報が得られる。空中浮遊映像ＦＩから最も遠い第１の測距装置３４０のセンシング面ａ３に対応した第２の測距装置３４１のセンシング面ｂ３の平面分解能は、使用しているＣＭＯＳセンサの解像度に合わせて高精度化できる。同様に、センシング面ａ２にはセンシング面ｂ２が対応し、センシング面ａ１にはセンシング面ｂ１が対応している。これにより、平面方向の分解能を大幅に向上させたセンシングシステムが実現できる。

このとき、対象物（ユーザの手指ＵＨの先端）の移動方向については、第１の測距装置３４０および第２の測距装置３４１のそれぞれのセンシング面を横切った時間差から、空間浮遊映像ＦＩとの接点位置が、計算処理で求められる。更に高精度な位置情報を取得するため、空間浮遊映像ＦＩから奥側に離れたセンシング面ａ０が設定される。センシングシステムは、空間浮遊映像ＦＩを手指ＵＨが通過したことを終了信号として検知するとともに、そのセンシング面ａ０での位置座標と前述した２つの感知信号から、空間浮遊映像ＦＩへの接触点を、より精細度の高い３次元座標として算出できる。また、ＣＭＯＳセンサのフレームレートを１／２０秒から１／３０秒、１／１２０秒と高速化した場合には、平面方向の検知精度に加え、単位時間当たりに取り込む平面情報が増えるため、分解能が大幅に向上する。このとき、第２のセンシング技術による検出情報は、第１のセンシング技術による位置情報とは、システムから供給される同期信号により、系統付けされる。

更に、図８の（Ｂ）に示すように、ユーザが空間浮遊映像ＦＩの所望の位置座標に接触した後、手指ＵＨを戻した場合には、上述した第１のセンシング技術と同様に、第３センシング面ａ３で感知した第３の感知信号Ｓ３、第２センシング面ａ２で感知した第２の感知信号Ｓ２、および第１のセンシング面ａ１で感知した第１の感知信号Ｓ１が、順次にセンシングシステムの演算ユニットに伝達される。そして、演算ユニットでの計算処理によって、空間浮遊映像ＦＩの特定座標からユーザの手指ＵＨが離れたことが、システム上で認識される。

以上述べたセンシングシステムの第１の測距装置３４０のＴＯＦセンサで使用するＬＥＤ光源は、測距装置の太陽光などの外光に対する精度低下を防ぎ、肉眼で視認できない可視光範囲（３８０ｎｍ～７８０ｎｍ）を超えた領域で光のエネルギーが高い近赤外光を用いるとよい。

図１０には、太陽光の分光放射照度の特性図を示している。ＴＯＦセンサのＬＥＤの光源光の波長としては、図１０に示した太陽光の分光放射照度のエネルギーが少ない９２０ｎｍの波長λ_１の光を用いるとよい。

＜空間浮遊映像に対し文字や図形を入力する技術＞
次に、実施例の空間浮遊映像情報表示システムとして、ユーザが空間浮遊映像に文字や図形などの任意の像を入力できる技術について説明する。この技術を用いることで、ユーザが空間浮遊映像に対し例えばサイン（署名）の入力を行うことができる。

前述の図２の空中操作検出センサ１３５１を用いたセンシング技術や、図７や図８のＴＯＦシステムを用いたセンシング技術を用いることで、対象物としてユーザの手指の指先位置や移動方向、空間浮遊映像との接点位置、空間浮遊映像から指が離れた位置（離脱位置とも記載）などを求めることができる。よって、空間浮遊映像情報表示システムは、上記接点位置および離脱位置の検出情報に基づいて、それらの２点を結ぶ線分を、空間浮遊映像の面に像として描画が可能となる。

本実施例では、上記センシング技術を利用することで、空間浮遊映像の面上で、ユーザの手指の動き、言い換えると接点の位置の移動を検出することで、文字などの線を入力・表示することができる。

例えば、空間浮遊映像情報表示システムは、空間浮遊映像とユーザの指先との接点位置を検出し、その後、指先が面内で別の位置に移動し、その移動した先で指先が空間浮遊映像から離れたことおよび離脱点を検出する。これにより、空間浮遊映像の面上で、例えば、線分や曲線などの図形、あるいは、アルファベットや数字のような文字の描画が可能となる。これにより、あたかも、タッチパネル付きの液晶ディスプレイの面上で図形や文字を描くことと同様に、空間浮遊映像の面上で図形や文字の入力ができる。

また、図示しないが、空間浮遊映像情報表示システムは、センシング技術を用いて、空間浮遊映像に対するユーザの指先の動きを、所定の時間間隔（例えば１００ミリ秒）でサンプリングし、各サンプリング点を結ぶように空間浮遊映像に線を描画する。これにより、例えば数字の１、２、３、アルファベットのＬやＭなどのような、一筆書きができる文字や図形である場合、空間浮遊映像として描画が可能である。

さらに、例えば、４やＨなどのような、一筆書きができない文字や図形の場合には、以下のように対応できる。すなわち、ユーザが例えばＨの文字を入力する場合、システムは、まず、空間浮遊映像の面に対する指の連続的な接触による縦の線（第１の線）を検出・描画する。次に、システムは、ユーザが面から一旦指を離してから再び指を別の位置に接触したことを検出して、横の線（第２の線）を検出・描画する。最後に、システムは、ユーザが面から指を離して再び別の位置に接触したことを検出して、縦の線（第３の線）を検出・描画する。これにより、空間浮遊像の面にＨの文字を描画できる。

図１２は、上記空間浮遊映像に対するユーザの手指による文字や図形などの像を入力・描画する技術についての説明図を示す。図１２では、空間浮遊映像情報表示システム１により表示される空間浮遊映像ＦＩをユーザの視点から見た場合の模式図を示す。本例では、空間浮遊映像ＦＩは、システムの筐体１２０１の水平面に対し斜めに配置されており、ユーザの視点からはやや斜め下に空間浮遊映像ＦＩを見る。本例では、空間浮遊映像ＦＩは、四角形の枠１２０２（なお、これは枠状のデバイスではない）の表示を含んでいる。最初、枠１２０２は所定の色（例えば緑色）で表示されており、枠１２０２内には所定の背景色のみが表示されているとする。

図１２の例では、ユーザの手指の指先ＵＦによって、空間浮遊映像ＦＩ面上に、単純な文字の例として、アルファベットのＬを描く様子を示している。その際、ユーザは、文字を描くという意思を、何らかの方法で空間浮遊映像情報表示システム１に伝える。例えば、一実施例では、物理的な押しボタンとして、文字入力ボタン１２０３が、空間浮遊映像情報表示システム１の任意の箇所、本例では筐体１２０１上の右下の位置に設けられている。ユーザが文字入力ボタン１２０３を押した場合、システムは、ユーザが空間浮遊映像ＦＩに対し文字などを入力する意思として捉え、空間浮遊映像ＦＩに対し入力・描画するモード（文字入力モードとも記載）に遷移する。また、物理的な押しボタンではなく、音声で文字を描くという意思を空間浮遊映像情報表示システム１に伝えることも可能となる。

これに限らず、他の実施例では、空間浮遊映像情報表示システム１が提供する空間浮遊映像ＦＩの一部に、ユーザインタフェースとして、文字入力ボタンが表示されてもよい。ユーザがその文字入力ボタンをタッチ操作することで、同様に、システムは、空間浮遊映像ＦＩに対し入力・描画するモードに遷移する。

空間浮遊映像情報表示システム１は、文字入力モードでは、空間浮遊映像ＦＩの画面全体を例えば白色の表示に変化させる。また、システムは、文字入力モードでは、空間浮遊映像ＦＩの枠１２０２を、所定の色、例えば赤色に変化させる。システムは、空間浮遊映像ＦＩの面に対するユーザの指ＵＦの動きや接点位置を前述のように３次元的にセンシングする。そして、システムは、そのセンシングに基づいて、空間浮遊映像ＦＩの面において、指ＵＦの動きに対応した接点位置を、背景である白色とは異なる所定の色、例えば黒色あるいは青色などで描画する。これにより、指ＵＦの動きの軌跡が、空間浮遊映像ＦＩの白色の背景面上に、線として描画される。そうすれば、ユーザ自身が、空間浮遊映像ＦＩにおける自分が描いた線を見ながら、所望の文字や図形を描くことができる。

システムは、空間浮遊映像ＦＩの面に指ＵＦが接触していない状態（言い換えると指先が面の手前にある状態）と、空間浮遊映像ＦＩの面に指ＵＦが接触している状態（言い換えると指先が面の奥に差し込まれた状態）とで、空間浮遊映像ＦＩの表示状態が異なるように表示を制御する。これにより、ユーザは、自分の指ＵＦが空間浮遊映像ＦＩの面に触れているか否かをより容易に認識できる。

図１２で、ユーザが空間浮遊映像ＦＩの面上にアルファベットのＬを描く場合の手順を説明する。まず、手順Ｓ１２１として、ユーザは、空間浮遊映像ＦＩ上の任意の位置に対し、奥方向に指ＵＦを差し込む（言い換えると接触を維持させる）。次に、手順Ｓ１２２として、ユーザは、空間浮遊映像ＦＩ上で、その指ＵＦを、接触の状態のまま、下方に移動させる。下向きの矢印は、指ＵＦの移動方向（面に沿って下方）を示す。システムは、この移動の検出に伴い、Ｌという文字のうちの縦の線（第１の線）１２１１を、空間浮遊映像ＦＩの一部として描画する。

次に、手順Ｓ１２２は、縦の第１の線１２１１の下方の終端位置まで指ＵＦが達した状態を示す。ここまでで縦の第１の線１２１１が描画された。この状態で指ＵＦの接触は維持されている。次に、手順Ｓ１２３は、第１の線１２１１が描かれた時点から、ユーザが指ＵＦを右向きに移動させる。システムは、この移動の検出に伴い、Ｌという文字のうちの横の線（第２の線１２１２）を描画する。指ＵＦの位置は、横の第２の線１２１２の右端位置まで達している。

次に、手順Ｓ１２４として、ユーザは、第２の線１２１２の右端位置にある指ＵＦを、空間浮遊映像ＦＩの面から手前側に離す。システムは、この指ＵＦの離脱を検出し、第２の線１２１２の描画終了とする。上記のような一連の操作により、ユーザは、Ｌという文字を空間浮遊映像ＦＩ上に一筆書きで描くことができる。

ユーザにより、文字入力ボタン１２０３が押下されて文字入力モードになった場合、空間浮遊映像ＦＩは、画面全体（背景面）が白色に変化するのみならず、空間浮遊映像ＦＩの枠１２０２の部分が例えば緑色から赤色に変化する。これにより、ユーザは文字入力モードであることを容易に認識できるので、好適である。また、文字入力モードを終了したいときには、ユーザは、再び、文字入力ボタン１２０３を押下すればよい。その場合、システムは、文字入力モードを終了させて、元のモードに戻る。上記例では、空間浮遊映像ＦＩの画面全体が白色に変化するとしたが、これに限らず、白色以外の色、例えば黒色やその他の色でも構わない。

なお、上記文字入力モードとした上で、ユーザが空間浮遊映像ＦＩにタッチ（指ＵＦが接触）することで、空間浮遊映像ＦＩの枠１２０２の部分が、例えば赤色に変化するようにしてもよい。空間浮遊映像ＦＩの枠１２０２の部分を赤色に変化させることで、ユーザは、自分の指が空間浮遊映像ＦＩの面に接触していて文字を描画できる状態であることを認識できる。

上記した一連の動きにより、ユーザが指先を移動させることで、所望の文字や図形などを空間浮遊映像ＦＩの像として入力・描画できる。なお、空間浮遊映像ＦＩの枠１２０２の部分についても、赤色以外の色、例えば青色やその他の色としても構わない。さらに、上記例では、図形や文字などの像を入力・描画できる領域を空間浮遊映像ＦＩの画面全体とした。これに限らず、像を入力・描画できる領域は、空間浮遊映像ＦＩの画面のうちの所定の一部としても構わない。

ユーザは、空間浮遊映像ＦＩを、操作メニューなどのユーザインタフェースとして用いることができるのみならず、上記文字入力モードにおいては、空間浮遊映像ＦＩ上に、自分の手指（あるいは導電性の材質によるペンなどでもよい）により、任意の文字や図形を入力・描画可能となる。これにより、空間浮遊映像および空間浮遊映像表示装置の適用範囲を従来よりもさらに広げることができ、好適である。

＜空間浮遊映像情報表示システムの第２の構成例＞
図１３は、一実施例に係る空間浮遊映像情報表示システム１の主要部構成を示す。図１３の空間浮遊映像情報表示システム１は、監視者であるユーザが空間浮遊映像３を斜め上方から観察するのに適したシステムである。図１３中の座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）では、空間浮遊映像情報表示システム１の筐体３５０が水平面（Ｘ－Ｙ面）に配置されており、空間浮遊映像３は、鉛直方向（Ｚ方向）に対し、前後方向（Ｙ方向）でやや斜めに傾いて形成されている。ユーザの視点Ｅから、空間浮遊映像３の面を正対して好適に視認する場合、視点Ｅは、図示のように、空間浮遊映像３の面に対し、光軸Ｊ２に合わせて、Ｙ方向でやや斜め上に配置される。ユーザは、視点ＥからＹ方向でやや斜め下の視線で空間浮遊映像３を好適に視認できる。

筐体３５０内には、映像表示装置１０などが所定の位置関係で配置されている。筐体３５０の上面（Ｘ－Ｙ面）は、開口部となっており、所定の角度α１で、再帰反射部材３３０が配置されている。映像表示装置１０の光軸Ｊ１は、Ｙ方向に対し所定の角度β１で斜め上を向いている。

映像表示装置１０は、映像表示素子としての液晶表示パネル１１と、挟角な拡散特性を有する特定偏波の光を生成する光源装置１３とを備えて構成されている。液晶表示パネル１１は、画面サイズが５インチ程度の小型のものから８０インチを超える大型なものまで適用可能であり、それらから選択されたパネルで構成される。液晶表示パネル１１からの映像光は、光軸Ｊ１上、再帰反射部材３３０（再帰反射部または再帰反射板とも記載）に向けて出射される。液晶表示パネル１１には、後述する狭発散角な光源装置１３からの光を入射させる。これにより、狭発散角な映像光束φ１が生成される。その狭発散角な映像光束φ１を、光軸Ｊ１に沿って、Ｚ方向で下側から再帰反射部材３３０に入射させる。この再帰反射部材３３０での再帰反射により、前述の図４で説明した原理に従って、再帰反射部材３３０に対しＺ方向で上側に、光軸Ｊ２の方向に、狭発散角な映像光束φ２が生成される。その映像光束φ２により、筐体３５０の外の所定の位置に、空間浮遊映像３（図４での空間浮遊映像３３１）が得られる。光軸Ｊ２は、Ｙ方向に対し所定の角度β２で斜め上を向いている。

空間浮遊映像３は、再帰反射部材３３０を対称面とした映像表示装置１０の対称位置に形成される。斜めに配置された再帰反射部材３３０の面に対し、映像表示装置１０の面と空間浮遊映像３の面とが略対称な位置または対称的な位置に配置されている。空間浮遊映像３の面において、ｒ２は光軸Ｊ２に対応した中心位置を示し、ｒ１は映像光束φ２の下端の光線に対応した下端位置を示し、ｒ３は映像光束φ２の上端の光線に対応した上端位置を示す。

この構成において、図４で説明した、再帰反射部材３３０により発生するゴースト像３３２，３３３を消去して高画質な空間浮遊映像３を得るために、液晶表示パネル１１の出射側には、映像光制御シート３３４（詳しくは前述の図５や図６の（Ａ））が設けられている。これにより、不要な方向の拡散特性が制御される。

さらに、液晶表示パネル１１からの映像光は、図１１に示すように、再帰反射部材３３０等の反射部材での反射率を原理的に高くできるので、Ｓ偏波（電界成分が入射面に垂直な電磁波、Ｓはsenkrechtの略）を使用するとよい。しかしながら、ユーザが偏光サングラスを使用した場合には、空中浮遊映像３が偏光サングラスで反射または吸収されるため、これに対策する場合には、Ｐ偏波（電界成分が入射面に平行な電磁波、Ｐはparallelの略）を使用するとよい。そのためには、特定偏波の映像光の一部を光学的に他方の偏波に変換して疑似的に自然光に変換する素子として、図示の偏光解消素子３３９が設けられる。例えば偏光解消素子３３９が映像光制御シート３３４の出射側に配置されている。これにより、ユーザが偏光サングラスを使用している場合でも、良好な空間浮遊映像３を監視できる。

偏光解消素子３３９の市販品としては、コスモシャインＳＲＦ（東洋紡社製）、偏光解消粘着剤（長瀬産業社製）が挙げられる。コスモシャインＳＲＦ（東洋紡社製）の場合、画像表示装置上に粘着剤を貼合することにより、界面の反射を低減して輝度を向上させることができる。また、偏光解消粘着剤（長瀬産業社製）の場合、無色透明板と画像表示装置とを偏光解消粘着剤を介して貼合することで使用される。

また、本実施例では、再帰反射部材３３０の映像出射面にも、映像光制御シート３３４Ｂ（映像光制御シート３３４と同様のもの。詳しくは前述の図６の（Ｂ））が設けられる。これにより、不要光による空間浮遊映像３の正規像の両側に発生するゴースト像３３２，３３３（図４）が消去される。

本実施例では、再帰反射部材３３０を水平軸（Ｙ方向）に対して所定の角度α１で傾斜させ、空間浮遊映像３を水平軸に対して斜め（特に、水平面よりは垂直面に近い角度での斜め）に生成する構成とした。これに限らず、構成要素の配置を変更すれば、空間浮遊映像３の配置の位置や傾きを設計可能である。

また、本実施例では、筐体３５０の所定の位置に、第１の測距装置３４０が装着されている。すなわち、このシステムには、図７と同様のセンシング技術が実装されている。これにより、ユーザが空間浮遊映像３にアクセス、インタラクトできるシステムとする。第１の測距装置３４０を含む第１のセンシングシステムは、空間浮遊映像３に対するユーザの手指などによる操作の状態を検出する。さらに、図８や図９の（Ｂ）と同様に、第２の測距装置３４１を含む第２のセンシングシステムを追加した構成としてもよい。

第１の測距装置３４０の取り付け位置と視野角α３は、空間浮遊映像３の大きさを十分カバーできるように適宜選択するとよい。本例では、第１の測距装置３４０は、筐体３５０のうち、Ｙ方向で奥側（ユーザおよび空間浮遊映像３の位置に対し奥側）で、再帰反射部材３３０の斜面の延長上で、かつ、映像光の映像光束を遮らないように少し離れた位置である、図示の位置に取り付けられている。第１の測距装置３４０の視野角α３（上端Ａから下端Ｂまでの範囲）は、本例では、空間浮遊映像３全体とそれを基準位置（正対する位置）の視点Ｅから視認するユーザの顔を含む領域とをカバーできるように、十分に広い視野角とされている。視野角α３は、空間浮遊映像３全体を捉える視野角α２を内包している。視野角α２は、例えば図７のセンシング面ａ０，ａ１，ａ２，ａ３と対応している。

第１の測距装置３４０のＴＯＦセンサは、図７（あるいは図８）に示したように、空間浮遊映像３のセンシング面を複数のエリアに分割した測距システムを使用する。これにより、センシングの領域ごとの分解能が高められる。さらに、図８および図９の（Ｂ）のようなＣＭＯＳセンサを使用した第２のセンシング技術を使用する場合には、検知精度をより一層向上できる。

また、本実施例では、光源装置１３として、狭角の指向特性を有する可視光を発散させる光源を使用し、第１測距装置３４０を、筐体３５０側において挟角の映像光束に対し外側の位置に配置する。また、第２の測距装置３４１は配置されてもよい。これにより、空間浮遊映像３を形成する映像光のセンシング精度に対する悪影響を除くことができる。

＜空間浮遊映像情報表示システムの第３の構成例＞
図１４は、空間浮遊映像情報表示システムの他の実施例を示す。図１３の空間映像情報表示システム１は、ユーザが空間浮遊映像３を斜め上方から観察するのに適したシステムである。図１４中の座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）では、空間浮遊映像情報表示システム１の筐体３５０が水平面（Ｘ－Ｙ面）に配置されており、空間浮遊映像３は、鉛直方向（Ｚ方向）に対し、前後方向（Ｙ方向）でやや斜めに傾いて形成されている。ユーザの視点Ｅから、空間浮遊映像３の面を正対して好適に視認する場合、視点Ｅは、図示のように、空間浮遊映像３の面に対し、光軸Ｊ２に合わせて、Ｙ方向でやや斜め上に配置される。ユーザは、視点ＥからＹ方向でやや斜め下の視線で空間浮遊映像３を好適に視認できる。

筐体３５０内には、映像表示装置１０、ミラー３６０等が所定の位置関係で配置されている。筐体３５０の開口部、本例では概略的に鉛直方向に立つ面（Ｘ－Ｚ面）を持つ開口部には、Ｚ方向に対し所定の角度γ１（やや斜め下に傾いた角度）で、再帰反射部材３３０が配置されている。ミラー３６０は平面ミラーである。

本実施例では、映像表示装置１０からの映像光は、ミラー３６０で反射されてから、再帰反射部材３３０に入射される。筐体３５０は、Ｚ方向で上側に凸状に出ている部分を有し、その部分内に映像表示装置１０が配置されている。映像表示装置１０の光軸Ｊ１は、Ｚ方向で下側、Ｙ方向で奥側に、Ｚ方向に対する所定の角度δ１で斜め下を向いている。

映像表示装置１０は、映像表示素子としての液晶表示パネル１１と、挟角な拡散特性を有する特定偏波の光を生成する光源装置１３とを備えて構成されている。液晶表示パネル１１は、画面サイズが５インチ程度の小型のものから８０インチを超える大型なものまで適用可能であり、それらから選択されたパネルで構成される。液晶表示パネル１１からの映像光は、光軸Ｊ１上、光路折り返しミラーであるミラー３６０によって折り返され、折り返し後の光軸Ｊ１Ｂ上で、再帰反射部３３０材に向けて出射される。液晶表示パネル１１には、後述する狭発散角な光源装置１３からの光を入射させる。これにより、狭発散角な映像光束φ１が生成される。狭発散角な映像光束φ１は、ミラー３６０で反射後、映像光束φ１Ｂとなる。その狭発散角な映像光束φ１Ｂを、光軸Ｊ１Ｂに沿って、図示のＹ方向で右側から再帰反射部材３３０に入射させる。この再帰反射部材３３０での再帰反射により、前述の図４で説明した原理に従って、再帰反射部材３３０に対しＹ方向で左側に、光軸Ｊ２の方向に、狭発散角な映像光束φ２が生成される。その映像光束φ２により、筐体３５０の開口部に対して外の所定の位置に、空間浮遊映像３（図４での空間浮遊映像３３１）が得られる。光軸Ｊ２は、Ｙ方向に対し所定の角度δ２（Ｚ方向に対しては角度（９０度－δ２））で斜め上を向いている。

空間浮遊映像３は、再帰反射部材３３０を対称面として、ミラー３６０に対し概略的に対称位置に形成される。本実施例では、ミラー３６０により光路を折り返す構成であるため、映像表示装置１０は、Ｚ方向で空間浮遊映像３よりも上に配置されている。この結果、映像光線が再帰反射部材３３０に対し斜め上方から入射し、斜め上方に出射して、図示のように斜めに傾いた空間浮遊映像３を形成するシステムを実現できる。

また、空間浮遊映像３を筐体３５０に対して斜め上向き（図示の光軸Ｊ２上）に結像させるためには、再帰反射部材３３０を、図示のように筐体３５０の底面の垂直軸（Ｚ方向）に対して所定の角度γ１で傾斜させて配置することで実現できる。また、このように再帰反射部材３３０の出射軸がやや斜め下に傾いた構成の結果、外光が再帰反射部材３３０に入射して筐体３５０内部に侵入することで発生し得る空間浮遊映像３の画質低下を防止できる。

空間浮遊映像３で発生し得るゴースト像（図４）を消去してより高画質な空間浮遊映像３を得るためには、第２の実施例（図１３）と同様に、本実施例でも、液晶表示パネル１１の出射側に、映像光制御シート３３４（図５、図６の（Ａ））を設けることで、不要な方向の拡散特性を制御してもよい。また、再帰反射部材３３０の映像出射面にも、映像光制御シート３３４Ｂ（図６の（Ｂ））を設けることで、不要光により空間浮遊映像３の正規像の両側に発生するゴースト像を消去してもよい。

以上述べた構造物が筐体３５０の内部に配置されることで、再帰反射部材３３０に対し外光が入射することを防止し、ゴースト像の発生を防止することができる。

本実施例でも、液晶表示パネル１１からの映像光は、図１３と同様に、Ｓ偏波を使用してもよいし、偏光サングラスに対応する場合には、Ｐ偏波を使用して偏光解消素子３３９を設けてもよい。

本実施例では、再帰反射部材３３０を鉛直軸（Ｚ方向）に対して所定の角度γ１で傾斜させ、空間浮遊映像３を水平軸に対して斜め（特に、水平面よりは垂直面に近い角度での斜め）に生成する構成とした。これに限らず、構成要素の配置を変更すれば、空間浮遊映像３の配置の位置や傾きを調整可能である。

また、本実施例では、筐体３５０の所定の位置に、第１の測距装置３４０（図７）が装着されている。すなわち、このシステムには、図７と同様のセンシング技術が実装されている。これにより、ユーザが空間浮遊映像３にアクセス、インタラクトできるシステムとする。第１の測距装置３４０を含む第１のセンシングシステムは、空間浮遊映像３に対するユーザの手指などによる操作の状態を検出する。さらに、図８や図９の（Ｂ）と同様に、第２の測距装置３４１を含む第２のセンシングシステムを追加した構成としてもよい。

第１の測距装置３４０の取り付け位置と視野角γ３は、空間浮遊映像３の大きさを十分カバーできるように適宜選択するとよい。本例では、第１の測距装置３４０は、筐体３５０の底面部のうち、Ｙ方向で再帰反射部材３３０の手前の近傍で、かつ、映像光の映像光束を遮らないように少し離れた位置である、図示の位置に取り付けられている。第１の測距装置３４０の視野角γ３は、本例では、空間浮遊映像３全体とそれを基準位置の視点Ｅから視認するユーザの顔を含む領域とをカバーできるように、十分に広い視野角とされている。視野角γ３は、空間浮遊映像３全体を捉える視野角を内包している。

第１の測距装置３４０のみならず、さらに、図８および図９の（Ｂ）のようなＣＭＯＳセンサを使用した第２のセンシング技術を使用してもよい。

また、本実施例では、光源装置１３として、狭角の指向特性を有する可視光を発散させる光源を使用し、第１測距装置３４０（さらには第２の測距装置３４１）を、筐体３５０側において挟角の映像光束に対し外側の位置に配置する。これにより、空間浮遊映像３を形成する映像光のセンシング精度に対する悪影響を除くことができる。

さらに、本実施例では、空間浮遊映像３と再帰反射部材３３０との間に、図示のように、静電容量方式のタッチパネル３６１を、支持部材３６２で固定して配置してもよい。支持部材３６２は、例えば枠状として、内側にタッチパネル３６１を支持する。支持部材３６２は、例えば筐体３５０の底面部に対し固定されている。このタッチパネル３６１は、空間浮遊映像３を形成するための映像光、および第１の測距装置３４０からの光を透過させる部材で構成されている。

このタッチパネル３６１は、静電容量方式で、当該タッチパネルの面に対するユーザの手指の近接の状態を検出する。もしくは、このタッチパネル３６１は、当該タッチパネルの面に対するユーザの手指の接触の状態を検出する。このタッチパネル３６１を含む第３のセンシング技術を、第１のセンシング技術等と併用することで、検知精度をより一層向上できる。この静電容量方式のタッチパネル３６１の大きさと取り付け位置についても、同様に、空間浮遊映像３を十分カバーできるように選択するとよい。

高精度な位置情報を取り込むことができる静電容量方式のタッチパネル３６１としては、例えば投影型静電容量方式を採用できる。この方式のタッチパネルは、例えば、微細な線間距離を有する透明電極（Ｙ軸電極）であるＩＴＯと微細な線間距離を有する透明電極（Ｘ軸電極）である銅薄膜とを、透明ガラス基板の両面にフォトリソエッチングによりパターンニングすることで製造される。そのため、この透明ガラス基板に対象物（例えば指先端）が近づいた場合に、Ｘ軸電極とＹ軸電極のそれぞれで静電容量の変化を捉え、対象物の相対座標が得られる。また、この方式は、透明電極の線間距離が短いほど、高い分解能を得られるので、多点検出が可能である。そのため、この方式では、複数の指での同時入力も可能となる。

＜キオスク端末に係わる実施の形態１＞
本発明の一実施の形態として、これまでに説明した空間浮遊映像情報表示システム１を、いわゆるキオスク端末に適用した実施例（実施の形態１とする）について以下に説明する。

キオスク端末とは、従来、不特定多数の人が、タッチパネル操作などのマン・マシン・インタフェースやユーザインタフェースを通じて、必要な情報にアクセスしたり、様々なサービスを利用したりするための情報端末である。キオスク端末は、公共施設や交通機関、遊園地等のエンタテイメント施設、また、近年では、いわゆるコンビニエンスストアの店内などにも設置されている。キオスク端末は、各種のチケットの販売や、行政サービス（例えば、住民票の発行）にも用いられている。

なお、以下の実施の形態の説明において、特定の構成を有する情報端末を、「キオスク端末」という用語で表現している。この「キオスク端末」という用語の代わりに、「情報端末」の他、「情報表示装置」、「情報処理端末」、「発券端末」、「書類発行端末」、「行政端末」、「サービス端末」などと表現してもよい。実施の形態の説明で主として用いる「キオスク端末」の用語は、これらの用語の代表例として用いている。

図１５には、従来技術に基づいた一般的なキオスク端末の外観の一例を示す。このキオスク端末１４００は、例えば高さ１２０～５０ｃｍほどの金属製の筐体１４５０を備えており、筐体１４５０の表面（ユーザに対向する側の面、特に斜面１４５１）には、液晶表示画面１４１０や入力ボタン１４２０が設けられている。液晶表示画面１４１０は、液晶表示装置の一部であり、各種情報を表示して利用者のタッチ操作を受け付けるタッチパネル付きの画面である。入力ボタン１４２０は、利用者に固有の暗証番号等を入力するための物理的なボタン、あるいはタッチパネルで構成された画面内のタッチボタンである。また、筐体１４５０の表面の一部には、取り出し口１４３０が設けられている。取り出し口１４３０は、キオスク端末１４００に対する操作の結果、例えば発行されたチケットや行政書類などを取り出すための取り出し口である。

図１６は、実施の形態１の空間浮遊映像情報表示システムとしてのキオスク端末の外観構成例を示す。図１６ではキオスク端末１５００を斜め右から見た場合の概要を示す。図１６のキオスク端末１５００は、図１５のキオスク端末１４００との違いとしては、以下がある。図１６のキオスク端末１５００では、筐体１５５０の表面（特に斜面１５７０）に、液晶表示装置による液晶表示画面１５１０に加え、下方に、前述の空間浮遊映像３を表示するための空間浮遊映像表示部１５２０を備えている。言い換えると、このキオスク端末１５００は、液晶表示画面１５１０と空間浮遊映像表示部１５２０との２種類の映像による２画面を有し、斜面１５７０において液晶表示画面１５１０と空間浮遊映像表示部１５２０との２つに表示部に分かれている構成である。

図１６の構成では、２画面のうち、基本として使用されるのは、空間浮遊映像表示部１５２０の画面（第１画面とも記載）である。この第１画面において、空間浮遊映像３によるユーザインタフェースとして、コンシェルジュや操作メニューが表示される。空間浮遊映像表示部１５２０の第１画面は、縦横に所定のサイズの領域を基本としている。本例では、第１画面は、若干横長のサイズを有する。

他方、液晶表示画面１５１０（第２画面とも記載）は、任意の映像が表示可能であるが、例えば、一般的なキオスク端末と同様に、広告表示などの用途で使用される。液晶表示画面１５１０は、例えばタッチセンサを備えた液晶タッチパネル画面である。

なお、変形例では、液晶表示画面１５１０である第２画面を、空間浮遊映像表示部１５２０の第１画面と合わせて、操作メニューなどのユーザインタフェースとして使用してもよい。

また、変形例として、液晶表示画面１５１０である第２画面を設けない構成も可能である。

また、変形例として、図１６の空間浮遊映像表示部１５２０の第１画面に、１つの空間浮遊映像３としてコンシェルジュと操作メニューとの両方を表示させてもよい。ただし、第１画面のサイズが限られているので、第１画面内にそれらの両方を表示させた場合、小さく細かい表示内容となり、見にくい可能性がある。よって、図１６の実施例では、第１画面内には、コンシェルジュと操作メニューとの一方を、なるべく大きく表示するように、表示の切り替え等が制御される。

勿論、液晶表示画面１５１０と空間浮遊映像表示部１５２０との位置関係は、図１６の構成例に限らず可能である。例えばこれらの上下の配置を逆としてもよい。すなわち、斜面１５７０において、空間浮遊映像表示部１５２０が上部に配置され、下部に液晶表示画面１５１０が配置されてもよい。また、斜面１５７０において、それらが左右に並列して配置されてもよい。ただし、後述の図１７に示すように、キオスク端末１５００として液晶表示画面１５１０に加え空間浮遊映像表示部１５２０も備える構成では、液晶表示画面１５１０を上、空間浮遊映像表示部１５２０を下に配置する構成とした方が、筐体１５５０内の部品配置として、より好適である。

また、図１６に示すように２つの表示部による２画面を有する構成である場合、それらの２つの表示部の画面がそれぞれ液晶表示画面１５１０と空間浮遊映像表示部１５２０であることがユーザにわかりやすいように、それぞれの画面上に、例えば「これは液晶画面です」、「これは空間浮遊映像です」のように、その旨を伝える表示をしてもよい。これにより、ユーザにとっての使い勝手が良くなる。また、画面上の表示ではなく、それぞれの画面の枠部分などの近傍位置に、予め物理的に「液晶画面」、「空間浮遊映像」といった表記をしておいてもよい。

図１６に示す例では、空間浮遊映像表示部１５２０には、空間浮遊映像３として、コンシェルジュ１５２１（人物像、コンシェルジュ映像とも記載）が表示されている。詳細は後述するが、図１６に示す構成では、ユーザは、液晶表示画面１５１０に表示された画像または映像情報に加え、空間浮遊映像表示部１５２０に表示されるコンシェルジュ１５２１による操作案内に従って、画面（特に空間浮遊映像表示部１５２０に表示される操作メニューなど）を操作可能である。コンシェルジュ１５２１は、ユーザに対し、映像と音声によって、操作案内（操作ガイド、操作説明などとも記載）などを行う。

したがって、ユーザは、あたかも、キオスク端末１５００上に実際の人（コンシェルジュ）が存在するような感覚が得られる。しかも、そのコンシェルジュが、ユーザに対し、キオスク端末１５００の操作方法などについての説明を丁寧に行う。そのため、初めてキオスク端末に触れるユーザ等であっても、戸惑うことなく、キオスク端末１５００をより容易に操作でき、所望のサービスを受けることができる。

ここで、図１６の実施例における空間浮遊映像表示部１５２０は、空間浮遊映像３を形成するための方式としては、前述の図３の再帰反射部材２等の構成を適用してもよいし、あるいは、前述の図１３や図１４の再帰反射部材３３０等の構成を適用してもよい。また、上記方式に限らず、空中に空間浮遊映像を表示できる他の方式を適用してもよい。いずれも適用可能である。本実施例では特に図１４の構成を適用した場合（図１７）を示す。

さらに、図１６の実施例における、空間浮遊映像３に対するユーザの操作を検出する検出方式（センシング技術）については、前述の図２の空中操作検出センサ１３５１と空中操作検出部１３５０の組合せによる方式を適用してもよいし、前述の図７や図８の、第１または第２のセンシング技術による方式を適用してもよい。また、上記方式に限らず、空間浮遊映像に対する空中操作を検出できる他の方式を適用してもよい。いずれの方式も適用可能である。本実施例では特に図７および図１４の構成を適用した場合（図１７）を示す。

さらに、図１６のキオスク端末１５００には、筐体１５５０（特に斜面１５７０）の左右の位置に、２つのカメラ１５４１，１５４２が備えられている。これらのカメラは、図２の撮像部１１８０に対応するステレオカメラである。カメラ１５４１，１５４２は、このキオスク端末１５００の正面（図示のＹ方向での手前側）に対し近くにいるユーザ（例えば空間浮遊映像３を操作するユーザ）の顔や虹彩などを含む領域を撮像する。空間浮遊映像情報表示システム１であるキオスク端末１５００の制御部１１１０（図２）は、カメラ１５４１，５４２の撮像画像に基づいて、ユーザがキオスク端末１５００に近付いたことを検出する処理、ユーザを識別・特定する処理、あるいはユーザの認証処理などを行うように構成されている。本実施例では２つのカメラ１５４１，１５４２が配置されているが、1つまたは2つ以上でも構わない。また、カメラが筐体１５５０内部に配置されてもよいし、外部に配置されたカメラが撮像した撮像情報を有線または無線でキオスク端末１５００に送信するような構成されてもよい。

また、左右の２つのカメラ１５４１，１５４２により、ステレオ撮影が可能であり、ユーザの顔などを立体像として撮像でき、顔などの対象物までの距離や位置も計算可能である。よって、このシステムでは、１つのカメラによりユーザの顔を平面像として撮像する場合と比較して、ユーザの顔認証などの精度を高めることができ、不正使用防止の観点からも好適である。

また、図１６のキオスク端末１５００には、筐体１５５０の左右の位置に、２つのスピーカ、特に２つの超指向性スピーカ１５５１，１５５２（図２のスピーカ／超指向性スピーカ３０と対応）が備えられている。超指向性スピーカを備えることで、このキオスク端末１５００を操作しようとしているユーザのみにしか聞き取ることのできない、指向性が非常に高い音声を発することができる。キオスク端末１５００には、通常の可聴帯域の音声を出力するスピーカを備えてもよいが、以下のような場合には、対象ユーザ以外の他の人には聞き取ることができないように、特に超指向性スピーカ１５５１，１５５２を備える構成とすると好適である。すなわち、ユーザの操作などに応じてキオスク端末１５００から発する音声を、例えばユーザの氏名や生年月日や入力番号情報などとする場合などには、特に秘匿性を高くしてセキュリティに配慮する必要がある。このような場合には、超指向性スピーカの適用が好適である。

なお、図１６では、超指向性スピーカ１５５１，１５５２は、筐体１５５０の外部に張り出すように設置されているが、これに限らず、筐体１５５０の内部に配置されてもよい。超指向性スピーカ１５５１，１５５２により、空間浮遊映像３の操作メニューのボタン等が押下されたことを表す音声信号を、ユーザにのみ聞こえるように出力してもよい。

図１７は、図１６のキオスク端末１５００の内部構造の説明図を示す。図１７では、図１６の筐体１５５０を右側面から見た場合の内部透視のＹ－Ｚ断面を示している。筐体１５５０の上部は、斜面１５７０を有する形状である。その上部の中に、図１４で説明した空間浮遊映像情報表示システム１の構成要素である、映像表示装置１０、ミラー３６０、再帰反射部材３３０等が収容されている。この構成は、図１４と同様であるため、詳細説明を省略する。なお、図１７では、図１４でのタッチパネル３６１は適用していない。

筐体１５５０の下部の中には、図２の制御部１１１０を実装した制御装置や、通信部１１３２を実装した通信装置や、電源装置などの他の構成要素が収容されていてもよい。また、筐体１５５０の下部（例えば前面）には、図示のように、人感センサ１５６０が設けられてもよい。人感センサ１５６０は、キオスク端末１５００に人が近付いたことを検出する。

図１７の構成では、図１３と同様に、筐体１５５０内の映像表示装置１０から発される映像光の向きをミラー３６０によって変えて再帰反射部材３３０に入射させる。そして、再帰反射部材３３０による再帰反射光を、映像表示装置１０とは反対側（Ｙ方向で手前側）での斜め上に出射させる。これにより、空間浮遊映像表示部１５２０の位置に空間浮遊映像３が生成される。

筐体１５５０の斜面１５７０は、水平面（Ｙ方向）に対し所定の角度ε１を有する。斜面１５７０上において、上方の液晶表示画面１５１０に対し、斜め下の位置に、空間浮遊映像表示部１５２０の開口部（点線で示す）が設けられている。開口部には透明部材などが設けられてもよい。再帰反射部材３３０からの映像光は、その開口部を斜め上に通過し、斜面１５７０の外の所定の位置に、実像である空間浮遊映像３を形成する。この空間浮遊映像３は、斜面１５７０に対しては所定の角度ε２で前側に傾いて形成される。そのため、ユーザからは、空間浮遊映像３は、斜面１５７０に対し手前に張り出して浮遊したように見える。ユーザは、空間浮遊映像表示部１５２０に表示される空間浮遊映像３を、図１４と同様に、斜め上の視点Ｅから斜め下への視線によって好適に視認できる。

なお、このようにキオスク端末１５００に図１４の構成を適用した場合、筐体１５５０内でミラー３６０によって光路を折り返す構成であるため、筐体１５５０内での光路をより長く確保できる。これにより、再帰反射部材３３０に対し空間浮遊映像３が前方斜め上に飛び出す距離をより長く確保できる。また、これにより、筐体１５５０の奥行方向（Ｙ方向）での厚さ寸法は抑えることができる。

また、図１７の構成では、第１の測距装置３４０（前述のＴＯＦセンサ等を含む）は、空間浮遊映像表示部１５２０の開口部を通じて、空間浮遊映像３の全体をカバーする範囲をセンシングする。なお、図１７では、第１の測距装置３４０によるセンシングの範囲の下端Ｂは、開口部に合わせて、水平面（Ｙ方向）に対し斜め上となっているが、これに限らず、水平方向（Ｙ方向）に近付けてもよい。筐体１５５０の開口部の位置や第１の測距装置３４０の配置位置を変更することで、そのセンシングの範囲を設計可能である。

また、第１の測距装置３４０を含むセンシングシステムを、ユーザがキオスク端末１５００（筐体１５５０の斜面１５７０、または空間浮遊映像３など）に対し十分に近付いたかどうかの検出、あるいは、カメラと合わせてその検出の補助に用いてもよい。また、図１７の構成で図８のような第１の測距装置３４０と第２の測距装置３４１を設ける場合には、それらを例えば再帰反射部材３３０に対しＸ方向で左右の位置に配置し、測距の光軸を水平面（Ｙ方向）に近付けてもよい。

キオスク端末１５００は、第１の測距装置３４０を含むセンシングシステムを用いて、空間浮遊映像表示部１５２０の空間浮遊映像３に対するユーザの手指による操作をセンシングする。キオスク端末１５００の制御部１１１０は、そのセンシングを含む検出情報などに応じて、空間浮遊映像表示部１５２０での空間浮遊映像３の表示内容（コンシェルジュ１５２１や後述の操作メニューなどのユーザインタフェース）を制御する。

実施の形態１の空間浮遊映像情報表示システムであるキオスク端末によれば、使い勝手や利便性が高く、キオスク端末などの利用者に対して好適な空間浮遊映像によるインタフェースおよび必要な情報を提供できる。実施の形態１のシステムによれば、空間浮遊映像として表示された操作メニュー等のユーザインタフェースの操作が初めてのユーザ、操作に不慣れなユーザ、あるいは高齢のユーザなどであっても、当該ユーザに対し、空間浮遊映像として表示された親しみやすい人物像としてのコンシェルジュによる操作案内を提供する。これにより、空間浮遊映像のインタフェースに対するユーザの誤入力や誤操作を回避または低減でき、より確実な操作を可能とする。

＜キオスク端末に係わる実施の形態２＞
図１８は、キオスク端末に係わる他の実施例（実施の形態２とする）の外観構成例を示す。図１８に示すキオスク端末１６００は、図１６の構成に対する違いとしては、液晶表示画面１５１０を備えず、筐体１６５０の斜面１６７０において、概略的に全面に、空間浮遊映像表示部１６２０が備えられている。この空間浮遊映像表示部１６２０による１つの画面は、図１６での空間浮遊映像表示部１５２０の画面よりもサイズが大きい。図１８の実施例では、空間浮遊映像表示部１６２０は、縦長のサイズの１つの画面を有し、１つの空間浮遊映像３が表示される。本例では、この１つの画面の空間浮遊映像３内に、コンシェルジュと操作メニューとの両方が並列で表示され、コンシェルジュが操作メニューの操作についてガイドする。

空間浮遊映像表示部１６２０では、斜面１６７０に対し手前側に、空間浮遊映像３が表示される。本例では、空間浮遊映像３は、上部にコンシェルジュ１６２１が映し出されており、下部には、操作メニュー１６２２が映し出されている。操作メニュー１６２２には、例えば操作ボタン（丸や三角で示す）などが含まれている。コンシェルジュ１６２１は、操作メニュー１６２２に関する操作方法などを説明、ガイドする。この図１８の構成の場合でも、図１６の場合と同様に、ユーザは、コンシェルジュ１６２１によるガイド等に従って、キオスク端末１６００、特に操作メニュー１６２２を容易に操作でき、所望のサービスを受けることができる。

図１８の構成でも、筐体１６５０に、カメラ１６４１，１６４２や、超指向性スピーカ１６５１，１６５２や、人感センサ１６６０を備えており、図１６の構成と同様である。

図１９は、図１８のキオスク端末１６００の内部構造の例の説明図を示し、キオスク端末１６００を右側面から見た場合の内部透視のＹ－Ｚ断面を示している。このキオスク端末１６００は、筐体１６５０内に、前述の図１３の空間浮遊映像情報表示システム１の構成要素が収容されている。すなわち、筐体１６５０内の上部に、映像表示装置１０、再帰反射部材３３０等が配置されている。

図１９の構成では、筐体１６５０内の上部の底面部の上に、映像表示装置１０が概略的に水平面（詳しくはＹ方向に対し奥側がやや上に傾いた状態）に沿って配置されており、映像表示装置１０の光軸Ｊ１は概略的に鉛直上方（Ｚ方向）を向いている。また、筐体１６５０の上部の斜面１６７０には、空間浮遊映像表示部１６２０の開口部（点線で示す）が設けられている。筐体１６５０の上部内で、その開口部に対し近くには、再帰反射部材３３０が所定の角度で配置されている。斜面１６７０は所定の角度ε１を有しており、再帰反射部材３３０は、斜面１６７０に対し所定の角度ε３で配置されている。

図１９の構成では、図１３の場合と同様に、映像表示装置１０からの映像光を再帰反射部材３３０に入射し、再帰反射光を映像表示装置１０とは反対側、すなわち斜面１６７０の開口部の方に出射する。これにより、斜面１６７０の空間浮遊映像表示部１６２０における、開口部の外側の所定の位置に、実像である空間浮遊映像３が生成される。この空間浮遊映像３は、斜面１６７０に対し所定の角度ε２で斜めに配置されている。ユーザは、空間浮遊映像３に対し、斜め上の視点Ｅから、斜め下の視線によって、この空間浮遊映像３を好適に視認できる。

また、図１９の構成では、筐体１６５０の上部内の所定の位置、本例では再帰反射部材３３０の上端の付近の位置に、第１の測距装置３４０（ＴＯＦセンサ等を含む）が設置されている。この第１の測距装置３４０の光軸は、空間浮遊映像３の方を向いており、視野角は、空間浮遊映像３の全体をカバーする広さとされている。このキオスク端末１６００に実装されている、第１の測距装置３４０を含むセンシングシステムは、空間浮遊映像表示部１６２０の空間浮遊映像３に対するユーザの手指ＵＨによる操作をセンシングする。

図１８では、１つの空間浮遊映像表示部１６２０に、空間浮遊映像３としてのコンシェルジュ１６２１の姿と、空間浮遊映像３としての操作メニュー１６２２との両方が、同時に映し出されている。キオスク端末での空間浮遊映像の表示方法は、これに限らない。

変形例としては、空間浮遊映像表示部１６２０の１画面内で、コンシェルジュの表示と操作メニューの表示とが切り替えられてもよい。

＜キオスク端末に係わる実施の形態３＞
図２０は、一実施例（実施の形態３とする）として、キオスク端末における空間浮遊映像３の表示の一例を示す。図２０のキオスク端末は、図１６のキオスク端末１５００をベースとした場合の構成を示す。図２０のキオスク端末は、空間浮遊映像情報表示システム１により形成される空間浮遊映像３をユーザインタフェースとして適用したキオスク端末である。図２１，図２２は、図２０のキオスク端末をユーザが操作する場合の動作フローを示す。

図２１は、図２０のキオスク端末の起動時に係わる第１動作フローを示す。第１動作フローは基本的な動作を示す。ステップＳ１００で、フロー開始時、キオスク端末は、待機状態（言い換えるとスリープ状態）である。ステップＳ１０１で、キオスク端末は、ユーザがこのキオスク端末に近付いたかどうかを検知する。キオスク端末を利用しようとするユーザが、キオスク端末に近づいてくる、あるいは、ユーザがキオスク端末の近傍の所定の位置に立つ。ユーザがこのキオスク端末に近づいた際には、カメラ１５４１，１５４２による撮像に基づいて、ユーザがこのキオスク端末（特に斜面１５７０の正面）に近付いたことが検知される。もしくは、カメラの代わりに、図１６の赤外線を用いた人感センサ１５６０等によって、ユーザがこのキオスク端末１５００に近づいたことを検知してもよい。ユーザがキオスク端末に近付いたことを検知した場合（ＹＥＳ）、ステップＳ１０２で、キオスク端末は、起動状態に遷移する。その後、起動状態で、ユーザは、キオスク端末を使用できる。

ステップＳ１０３で、キオスク端末は、空間浮遊映像表示部１５２０に、コンシェルジュ１５２１または操作メニュー１５２２を表示して、ユーザに対し、操作方法等をガイド等しながら、操作メニュー１５２２での操作（言い換えると入力）を受け付け、その操作の検出に応じた所定の処理（アプリケーションやサービスの処理）を行う。具体例では、最初時には、図２０の（Ａ）のように、空間浮遊映像表示部１５２０にコンシェルジュ１５２１が表示され、コンシェルジュ１５２１の映像および音声により、ユーザに対し、あいさつや操作案内を行う。そして、あいさつ等が終わると、自動的に、図２０の（Ｂ）のように、空間浮遊映像表示部１５２０の表示はコンシェルジュ１５２１から操作メニュー１５２２に遷移する。ユーザは操作メニュー１５２２に対し手指で操作を行う。キオスク端末は、センシング技術を用いて操作を検出し、検出した操作に応じた処理を行う。

なお、コンシェルジュ１５２１の映像は、実際の人を予め撮影した動画でもよいし、ＣＧ等で作成した人物像でもよいし、人の姿を表すアニメーションなどでもよい。また、人に限らず、動物やフィクション上のキャラクター等としてもよい。

ステップＳ１０４では、ユーザがこのキオスク端末から離れたかどうかを検知する。ユーザがこのキオスク端末から離れた場合、カメラ１５４１，１５４２による撮像に基づいて、ユーザがこのキオスク端末（特に正面の斜面１５７０）から離れたことが検知される。もしくは、カメラの代わりに、図１６の人感センサ１５６０等によって、ユーザがこのキオスク端末から離れたことを検知してもよい。ユーザがキオスク端末から離れたことを検知した場合（Ｙ）、ステップＳ１０５で、キオスク端末は、待機状態に遷移する。

図２２は、図２０の実施の形態３でのキオスク端末の起動時に係わる第２動作フローを示す。第２動作フローは、第１動作フローよりも詳しい実施例を示す。第２動作フローは、キオスク端末が起動状態となった後の動作として、ユーザの認証などを行う場合の動作フローを示す。

ステップＳ２００で、フロー開始時、キオスク端末は、待機状態である。ユーザは、キオスク端末の正面に近づいてくる、あるいは、キオスク端末の近傍の所定の位置に立つ。ステップＳ２０１で、キオスク端末は、このキオスク端末（特に斜面１５７０の正面）にユーザが近付いたかどうかを２台のカメラによるステレオ撮影等によって検知する。ユーザを検知した場合（Ｙ）、ステップＳ２０２で、キオスク端末は、空間浮遊映像表示部１５２０に、図２０の（Ａ）のように、まず、コンシェルジュ１５２１を表示し、コンシェルジュ１５２１の映像および音声により、ユーザに対し、例えば「いらっしゃいませ、ご利用ありがとうございます。」等のあいさつを行い、また、あいさつのメッセージも表示する。

次に、ステップＳ２０３で、キオスク端末は、検知したユーザの認証を行う。この際、キオスク端末は、空間浮遊映像３として、「認証しています」等の、認証中を表すメッセージも表示する。キオスク端末は、認証として、２台のカメラ１５５１，１５５２の撮像画像（特に顔画像）に基づいて、近づいてきた人（すなわち検知したユーザ）の顔認証を行うことで、ユーザを識別・特定してもよい。または、ユーザの目の虹彩画像に基づいた認証が行われてもよい。ここでの認証とは、キオスク端末の正面前方の所定の範囲内に存在しているユーザの顔または虹彩などの部分を、２台のカメラで撮影して得られたステレオ画像に基づいて、ユーザが、予め本システムに登録された、このキオスク端末の正規のユーザであるか否かを判定することである。

ここで、１台のカメラによる撮影によってもユーザの画像の基づいた認証は可能であるが、２台のカメラ１５５１，１５５２によるステレオ画像を用いることで、１台のカメラ画像による認証と比較して、より精度が高く、不正利用のしにくいユーザ認証が可能となる。例えば、顔を正面からのみ撮影した画像が紙に印刷された顔画像を用いた、不正な認証を、見抜くことが可能となる。

上記顔認証などに限らず、ユーザの認証の他の方法としては、以下も適用できる。ユーザが所持しているマイナンバーカード等の本人確認証の情報や、定期券などの情報を、キオスク端末に読み込ませることで、ユーザ認証する方法も適用可能である。また、ユーザが所持する携帯端末などに記憶されているユーザ情報を、携帯端末とキオスク端末との近距離無線通信で授受することで、ユーザ認証を行う方法も適用できる。

また、ユーザが所持するスマートフォン等の携帯端末に、ユーザを特定できる個人情報（例えば氏名、住所、生年月日、キオスク端末の使用履歴など）を含むＱＲコード（登録商標）等のコード情報を表示し、そのコード情報をキオスク端末の空間浮遊映像表示部１５２０に対し提示（例えばカメラ１５５１，１５５２に対しかざす）させる。そして、キオスク端末のカメラ１５５１，１５５２により、上記提示されたユーザの情報を読み込むことで、ユーザ認証を行う方法も適用できる。

ステップＳ２０４では、キオスク端末は、上記ユーザの認証が成功したかを確認し、成功の場合にはステップＳ２０６へ、失敗の場合にはステップＳ２０５へ進む。ステップＳ２０５では、キオスク端末は、他の認証方法を促し、ステップＳ２０３に戻り、他の認証方法での認証を試みる。上記ユーザの認証のプロセスを経たあと、キオスク端末は、空間浮遊映像表示部１５２０に、所定の操作メニュー画面（不特定多数のユーザに対応した操作メニュー）を提示してもよいし、あるいは、認証で特定された個々のユーザに最適なメニュー画面（個人用の操作メニュー）を提示するようにしてもよい。

具体例では、認証成功後、図２０の（Ａ）から（Ｂ）に示すように、空間浮遊映像表示部１５２０の表示は、コンシェルジュ１５２１から操作メニュー１５２２に変化・遷移する。（Ｂ）の操作メニュー１５２２は、内容例としては、「タッチして項目を選んでください」とメッセージ（文字画像）が表示され、選択肢、項目となる押しボタンとして、例えば、「１ 住民票発行」、「２ チケット購入」、「３ 登録情報」、「４ 別のメニュー」が表示されている。「１ 住民票発行」は、住民票の発行などの行政手続きに係わる項目である。「２ チケット購入」は、コンサートや映画など、または電車などのチケットの購入や受け取りに係わる項目である。「３ 登録情報」は、ユーザに係わる登録情報の確認や変更などに係わる項目である。「４ 別のメニュー」は、別のメニューに遷移するための項目である。ユーザは、目的に応じて、例えば「２ チケット購入」項目のボタンを押す。キオスク端末は、押されたボタンに応じて、次の操作メニューの表示に遷移させる。さらに詳細な例について以下に示す。

［コンシェルジュによる操作案内］
図２２のステップＳ２０６で、キオスク端末の空間浮遊映像情報表示システム１は、通信部１１３２（図２）を介して、通信網上のキオスクサーバにアクセスし、上記ユーザ認証の結果情報を通知する。また、キオスク端末は、当該ユーザが過去に当該キオスク端末を使用したことのあるユーザであるか否かを、キオスクサーバ内の利用者データベースから当該ユーザの属性情報などを取得・参照することで判断する。もしくは、キオスク端末は、上記ユーザの携帯端末からのコード情報等に基づいて、ユーザの属性情報などを取得・参照してもよい。ユーザの属性情報には、例えばユーザの性別、年齢、過去のキオスク端末の使用履歴などの情報を含む。

また、ステップＳ２０６では、キオスク端末は、ユーザの携帯端末から無線通信でユーザ属性情報を含むユーザ情報などを取得してもよい。また、キオスク端末は、ユーザ属性情報のみならず、キオスクサーバ等の外部装置から、当該ユーザおよび操作メニューに係わる他の所定のデータ、例えばチケット予約情報などのユーザが予め入力・登録済みの情報を併せて取得してもよい。また、ステップＳ２０６で、キオスク端末は、カメラ１５４１，１５４２の画像に基づいて、当該ユーザの年齢などの属性を判断してもよい。ステップＳ２０６で取得されたユーザ属性情報は、次のステップＳ２０７の判定で使用される。

次のステップＳ２０７では、キオスク端末は、ステップＳ２０６で得られた、ユーザの属性情報に基づいて、当該ユーザが、当該キオスク端末を利用する「初めてのユーザ」、あるいは「高齢のユーザ」であるかを判断する。そのような所定の条件に該当するユーザであると判定された場合（ＹＥＳ）にはステップＳ２０８に進み、条件に該当しないユーザであると判定された場合（ＮＯ）にはステップＳ２０９に進む。

本システムは、ステップＳ２０７の判定結果に応じて、対応を分岐する。ここでは大きく２つの対応に分かれる。一方は、慣れたユーザを想定した第１処理フロー（ステップＳ２０９からのフロー）であり、他方は、不慣れなユーザ（初めてのユーザや高齢のユーザ）を想定した第２処理フロー（ステップＳ２０８からのフロー）である。第１処理フローでは、キオスク端末は、コンシェルジュによる操作ガイドを省略する、または、第２処理フローに比べて簡易化した操作ガイドとする。第２処理フローでは、キオスク端末は、コンシェルジュによる詳しい操作ガイドを行う。

ステップＳ２０８では、キオスク端末は、空間浮遊映像表示部１５２０において、「コンシェルジュによる音声付操作ガイド」を行う。なお、「コンシェルジュ」とは、「案内人」を意味し、例えば図２０の（Ａ）に示すように、空間浮遊映像３として、例えば、人物の上半身の映像としてのコンシェルジュ１５２１（図面では模式で図示している）が表示される。コンシェルジュ１５２１は、空間浮遊映像３をユーザインタフェースとして用いたキオスク端末の操作が初めてのユーザ、あるいは、その操作に不慣れな高齢のユーザのために、音声や身振りをまじえて、当該ユーザに対し、操作方法等に関するガイドを行う。コンシェルジュ１５２１は、（Ｂ）のような操作メニュー１５２２の操作に関してユーザがわからない箇所について説明やガイドを行う。

より具体的には、ステップＳ２０８では、まず、図２０の（Ａ）に示すように、空間浮遊映像表示部１５２０の画面上に、コンシェルジュ１５２１の映像が現れる。コンシェルジュ１５２１は、「私が、操作方法についてご案内させていただきますので、お客様は、私の説明に従って、メニュー操作をしてください。」などの文字映像および音声を出力する。音声は、例えば図２０の（Ａ）の超指向性スピーカ１５５１，１５５２により、当該ユーザにのみ聞き取ることができる方法で提供される。コンシェルジュ１５２１は、キオスク端末および操作メニューの使用方法を、逐次、ユーザに伝えることによって、操作ガイドを行う。

次に、ステップＳ２０８とステップＳ２０９とのいずれの場合でも、図２０の（Ａ）から（Ｂ）のように、空間浮遊映像３としてのコンシェルジュ１５２１の映像は、空間浮遊映像３としての操作メニュー１５２２の映像に切り替わる。ここで、ステップＳ２０８では、空間浮遊映像３の画面が操作メニュー１５２２に切り替わった後でも、コンシェルジュ１５２１によるガイドが継続する。キオスク端末は、適宜に、空間浮遊映像表示部１５２０でのコンシェルジュ１５２１の表示と操作メニュー１５２２の表示とを切り替える。ユーザは、コンシェルジュ１５２１の操作ガイドに従って、空間浮遊映像表示部１５２０の画面上の操作メニュー１５２２の操作を行う。

次に、ステップＳ２１０では、ユーザが、キオスク端末の操作メニュー１５２２に対し、所定の一連の操作、例えばチケットを発行するための、暗証番号の入力操作などを行う。キオスク端末は、その操作を検出して処理を行い、チケットを発行する。ユーザは、取り出し口１５３０からチケットを受け取る。ユーザの所望の操作およびそれに対応したキオスク端末の動作、例えばチケット発行が完了した場合（Ｙ）、ステップＳ２１２に移行する。

ステップＳ２１２では、キオスク端末は、空間浮遊映像表示部１５２０の画面に、再び操作メニュー１６２２（例えば最初のメニュー画面、または、次のメニューがある場合の次のメニュー画面、あるいは、最後のメニュー画面など）を表示する。もしくは、キオスク端末は、空間浮遊映像表示部１５２０での表示を終了する。また、キオスク端末は、表示終了の際には、画面に最後にコンシェルジュ１５２１を表示し、ユーザに対し終了の旨（「ご利用ありがとうございました」等）を出力させてもよい。

一方、ステップＳ２０９では、キオスク端末は、操作が初めてではなくある程度慣れているユーザを想定した表示を行う。キオスク端末は、空間浮遊映像表示部１５２０の画面の表示を、図２０の（Ｂ）のように、操作メニュー１５２２に切り替える。その後、ユーザは、画面の操作メニュー１６２２に従って、項目の選択などの所望の操作を行う。ステップＳ２１１では、ステップＳ２１０と同様に、所定の一連の操作およびそれに対応する動作（例えばチケット発行）が完了した場合（Ｙ）、ステップＳ２１２に移行する。

ここで、ステップＳ２０９に進んだ場合でも、ユーザによる操作がうまくいかない可能性を考慮し、ステップＳ２１２が設けられている。ステップＳ２１１で、ユーザの所定の一連の操作が完了しない場合（Ｎ）、ステップＳ２１２に進む。ステップＳ２１２で、キオスク端末は、操作メニュー１５２２において、ユーザの操作がうまくいっているかどうかを判断する。具体例では、キオスク端末は、操作メニュー１５２２において、ユーザによる操作が、所定の時間（例えば３０秒）よりも長い時間、停止（言い換えると入力が無い）しているかどうかを判断する。ユーザは、空間浮遊映像３としての操作メニュー１５２２の操作がよくわからない場合などに操作を停止している可能性がある。キオスク端末は、カメラやセンシング技術などを用いて、その長時間操作停止を検出する。長時間操作停止している等と判断された場合（Ｙ）にはステップＳ２０６に進み、そうでない場合（Ｎ）にはステップＳ２０９に進む。

また、他の例では、ステップＳ２１２で、キオスク端末は、ユーザが空間浮遊映像３の面（操作メニュー１５２２）に対し誤った操作をしているかどうかを判断してもよい。例えば手指が項目のボタン等から離れた位置でタッチしようとしている等が判断されてもよい。

ステップＳ２１２からステップＳ２０８に進んだ場合、キオスク端末は、当該ユーザに対し、空間浮遊映像表示部１５２０にコンシェルジュ１５２１を表示し、コンシェルジュ１５２１による操作ガイドを行う。この際、キオスク端末は、コンシェルジュ１５２１による操作ガイドとして、予め規定された内容による操作ガイドの再生としてもよいが、より好ましくは、ステップＳ２１２で当該ユーザが操作停止した操作メニュー１５２２の箇所についての操作ガイドを行う。例えば、図２０の（Ｂ）の「２．チケット購入」ボタンが押された後の操作メニューでユーザの操作が止まっていた場合には、キオスク端末は、その操作メニュー内で次にどのような操作をすればよいかを、コンシェルジュ１５２１によってガイドする。

なお、上述した動作例は、図１８の実施例、すなわち１つの空間浮遊映像３の画面内にコンシェルジュ１６２１と操作メニュー１６２２との両方を並列に表示する構成例にも、同様に適用できる。この場合、画面内で、コンシェルジュ１６２１が操作メニュー１６２２を例えば指先で指し示しながら操作ガイドすること等が可能である。

実施の形態３によれば、キオスク端末は、ユーザがキオスク端末に近づいたことを契機として、空間浮遊映像３としてコンシェルジュ１５２１を表示し、コンシェルジュ１５２１による操作ガイドを開始する。そのため、キオスク端末を初めて操作するユーザや、操作に不慣れな高齢者等のユーザであっても、コンシェルジュ１５２１による操作ガイドや、超指向性スピーカの音声（他の人には聞こえない操作ガイド）などに従って、所定の操作を確実に行うことができる。

実施の形態３によれば、認証によりユーザを特定し、ユーザの年齢やシステム利用履歴に基づいて、初めて操作を行うユーザや、操作に不慣れなユーザや、高齢のユーザに対しては、コンシェルジュにより丁寧に操作方法などを説明する。よって、そのようなユーザでも、空間浮遊映像としての操作メニューに対し、確実なキー入力操作などを行うことができる。慣れたユーザに対しては操作ガイドを省略または簡易化することで、効率的なサービスも可能である。

実施の形態３等の変形例として以下も可能である。図２５は、その変形例での表示例を示す。キオスク端末は、空間浮遊映像表示部１５２０による空間浮遊映像３の１画面内に、操作メニュー１５２２の映像をベースとしてなるべく大きく表示する。キオスク端末は、その操作メニュー１５２２上に、コンシェルジュ１５２１の映像を、相対的に小さいサイズで重畳表示させる。そして、キオスク端末は、そのコンシェルジュ１５２１により操作メニュー１５２２の操作をガイドさせる。コンシェルジュ１５２１は、静止画とするよりは、例えば身振り、手振り、口や目の動き等をまじえて動くような映像とすると好ましい。キオスク端末は、操作メニュー１５２２の画面内で適宜にコンシェルジュ１５２１の表示有無や表示位置などを変えてもよい。

＜キオスク端末に係わる実施の形態４＞
図２３は、他の実施例（実施の形態４とする）として、キオスク端末と、ユーザが保持する携帯端末との連携動作を行う実施例を示す。図２３のキオスク端末１７００は、空間浮遊映像情報表示システム１により形成された空間浮遊映像３をユーザインタフェースとして適用したキオスク端末である。ユーザ１７１０がこのキオスク端末１７００を操作する場合に、キオスク端末１７００と、ユーザ１７１０が所持するスマートフォン等の携帯端末１７４０との連携を行う。図２３のキオスク端末１７００は、図１８のキオスク端末１６００の構成をベースとしている。

一例として、ユーザ１７１０がキオスク端末１７００を利用してチケット（例えばあるコンサートのチケット）を購入する手続きを行う場合について説明する。前述の図２１，図２２と同様に、ユーザ１７１０がキオスク端末１７００に近づいた場合、キオスク端末１７００は、ユーザ１７１０の認証を行い、空間浮遊映像表示部１７２０に、コンシェルジュ１７２１や操作メニュー１７２２を表示する。ユーザは、コンシェルジュ１７２１によるガイド等に従い、操作メニュー１７２２を操作する。例えば図２０の（Ｂ）のような操作メニュー１５２２から、「２ チケット購入」が選択操作される。キオスク端末は、空間浮遊映像表示部１７２０の画面内に、「２ チケット購入」から遷移する操作メニュー１７２２を表示する。ユーザ１７２０は、操作メニュー１７２２で、チケットを購入するための詳細な操作を行う。

チケットは、例えば紙に印刷された形で発行され、ユーザ１７１０は、その紙のチケットを受け取る。あるいは、チケットの入手方法としては、紙に印刷されたチケットを受け取るだけではなく、いわゆる電子チケット（あるいは「ｅチケット」）の形で受け取ることも可能である。この場合、ユーザ１７１０は、紙に印刷されたチケットの代わりに、紙に印刷されたチケットと同一の情報（すなわち電子チケット）を、ユーザ１７１０が所有する携帯端末１７４０で受信する。本例では、操作メニュー１７２２での操作の際に、携帯端末１７４０とキオスク端末１７００との間で、例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などの通信インタフェースでの近距離無線通信が行われる。キオスク端末１７００から、ユーザの携帯端末１７４０に、上記電子チケットを直接送信する。この際に、キオスク端末は、コンシェルジュ１７２１により、その通信の操作をガイドする。

他の例として、図２３中に示すように、キオスク端末１７００は、空間浮遊映像表示部１７２０の画面上に、空間浮遊映像３（例えば操作メニュー１７２２の一部）として、上記電子チケットの情報内容を含む、バーコードまたはＱＲコード（登録商標）等のコード情報１７６０（言い換えるとコード映像）を表示する。ユーザ１７１０は、自分の携帯端末１７４０を用いて、そのコード情報を読み取る。例えば、ユーザ１７１０は、コンシェルジュ１７２１によるガイドに従い、操作メニュー１７２２内に表示されたコード情報１７６０を携帯端末１７４０のカメラ等のリーダ機能によって読み取る操作を行う。コンシェルジュ１７２１は、その読み取りの操作をガイドする。携帯端末１７４０は、読み取ったコード情報１７６０に基づいて、電子チケットを取得し、携帯端末１７４０内部のメモリ等に保持する。

ユーザ１７１０がキオスク端末１７００から受け取ることができる物や情報は、紙のチケットや電子チケットに限らず、例えば買い物に利用できるクーポンやポイントの情報、さらには電子書籍などであってもよい。紙に印刷されたチケットやクーポンは、紛失する可能性があるが、電子チケットやクーポンであれば、携帯端末１７４０の内部に保持されるので、紛失する可能性を低減できる。また、紛失の可能性を低減するのみならず、電子チケットやクーポンを携帯端末１７４０の内部に保持することで、紙に印刷されたチケットやクーポンに比べ、実際にチケットを利用する場合に、携帯端末を提示する、または、携帯端末に保持された電子チケットをチケット発行者が読み取る等の利用形態が可能である。これにより、ユーザにとっての使い勝手が向上する。

キオスク端末は、空間浮遊映像３の操作メニューに対するユーザの操作に応じて、ユーザの携帯端末に対し、無線通信で、その操作メニューに関連する情報（例えばアクセス履歴情報、操作履歴情報など）を送信してもよい。

＜キオスク端末に係わる実施の形態５＞
図２４は、一実施例（実施の形態５とする）として、前述の空間浮遊映像３に対しユーザが任意の文字や図形を入力・描画できる機能（図１２）に関する詳しい実施例を示す。例えば、図２３等で説明した一連の手続きによって、ユーザがキオスク端末から紙ベースのチケットまたは電子チケットを受け取った場合に、ユーザが、チケットを受け取ったことをユーザが認めるための「サイン」（署名）を行う。

図２４のキオスク端末２０００は、図１８や図２３のキオスク端末の構成をベースとした例で、空間浮遊映像表示部２０２０のみを図示している。（Ａ）は、空間浮遊映像表示部２０２０に、空間浮遊映像３としてコンシェルジュ２０２１が表示された状態を示す。（Ｂ）は、空間浮遊映像３としてサイン入力のためのユーザインタフェースが表示された状態を示す。（Ｃ）は、そのユーザインタフェース内にユーザによりサインが入力され描画された状態を示す。（Ｄ）は、空間浮遊映像３としてサイン入力の終了に応じたコンシェルジュ２０２１が表示された状態を示す。

キオスク端末がチケットを発行してユーザがそのチケットを受け取った後、キオスク端末は、図２４の（Ａ）に示すように、空間浮遊映像表示部２０２０に、空間浮遊映像３としてのコンシェルジュ２０２１を表示する。コンシェルジュ２０２１は、ユーザに対し、例えば「お客様がチケットをお受け取りになったことを確認するため、最後に、サインをお願いいたします」といったメッセージの映像および音声を出力する。これにより、ユーザに対し、空間浮遊映像３に対するサイン（言い換えると受領サイン）を行うことを促す。

次に、キオスク端末は、コンシェルジュ２０２１の姿の表示を消し、図２０の（Ｂ）に示すように、空間浮遊映像表示部２０２０に、空間浮遊映像３としてのサイン用画面２０２２（言い換えるとサイン入力のユーザインタフェース）を表示する。

図２４の（Ｂ）の例では、サイン用画面２０２２上に空間浮遊映像３として描かれた文字として「チケット受領サインをお願い致します」といった文言が表示される。その文言の下には、サインをする領域を示す枠線（サイン枠線領域）２０２３が表示される。枠線２０２１は、例えば所定の背景色（例えば黒）をベースに、４辺の枠線が所定の色（例えば緑色）で表示される。枠線２０２１内に指先が差し込まれていない時には、枠線２０２１はその所定の色（例えば緑色）で表示される。

次に、図２４の（Ｃ）に示すように、ユーザは、自身の手指ＵＨの指先、もしくは所定の導電性のペンを用いて、枠線２０２３内に、サインとして、自分の名前、本例では筆記体で“Tom”、を描くように操作を行う。この際、キオスク端末は、前述（図１２）と同様に、センシング技術を用いて、空間浮遊映像３の面での空中操作を検出し、検出した指先の接点位置などに合わせて、空間浮遊映像３の面内（枠線２０２３内）に、リアルタイムで線分を描画する。線分２０２４は、入力・描画されたサイン（“Tom”）に相当する一筆書きの線である。線分２０２４は、所定の色で表示される。

ユーザは、自分の名前をサインとして描き終えると、指先を空間浮遊映像３のサイン枠線領域２０２３から手前に離す。キオスク端末は、指先が離された後、所定の時間（例えば５秒）が経過したことを判断・検出すると、ユーザによるサインの入力が完了したとみなす。そして、キオスク端末は、図２４の（Ｄ）のように、サイン入力終了を表す画面２０２５に遷移させる。この画面２０２５では、例えばコンシェルジュ２０２１の姿と共に、「サインを頂き、ありがとうございました」といった文言が表示および音声出力される。以上で、ユーザがチケットを受け取ったことをユーザ自身が認めるための「サイン」を行う一連の操作が終了する。

なお、図２４の（Ｂ）に示した、ユーザが自身の指先等を用いて空間浮遊映像３としての枠線２０２３内に自分の名前をサインとして記入する技術は、前述の図１２で説明した技術を同様に適用できる。また、図１２の説明では、ユーザが自身の指先を空間浮遊映像３の面上の任意の位置に対し奥に差し込んだ時に、空間浮遊映像３全体の枠が例えば赤色に変化する例を記載した。これに対し、図２４の（Ｂ）の例では、空間浮遊映像３全体の枠ではなく、空間浮遊映像３内の一部の領域（サイン枠線領域２０２３）のみを、サインを入力し描画するための領域とする。そして、キオスク端末は、その領域内に指先が差し込まれた（言い換えると接触した）ことを検出した時に、その領域の枠線２０２３を、例えば赤色に変化させてもよい。

また、ユーザが自身の指先を空間浮遊映像３の面上の任意の位置に差し込んだ時、すなわち接触有りの状態の時に、枠線２０２３は、赤色に限らず、別の所定の色、例えば青色に表示されてもよい。また、接触有りの状態の時に、枠線２０２３を点滅させるようにしてもよい。さらに、接触有りの状態の時に、枠線２０２３内の背景領域を、白色に変化させ、その背景領域に書き込まれた線分の色を、別の所定の色、例えば黒色としてもよい。また、枠線２０２３内の背景領域を黒色とし、その背景領域に書き込まれた線分の色を白色としてもよい。すなわち、サイン枠線領域２０２３において、ユーザの指先の動きに従って描かれた文字や図形の線分が、ユーザにとって認識しやすいように、キオスク端末は、サイン枠線領域２０２３での表示を制御する。キオスク端末は、サイン枠線領域２０２３に対する指先の接触有無などの状態に応じて、サイン枠線領域２０２３での表示の態様を変えるように制御する。

従来の空間浮遊映像表示装置は、空間浮遊映像による操作メニューにおいてユーザが選択肢のボタンから選択する操作を行うことが主である。それに対し、実施の形態５では、空間浮遊映像３に対し、ユーザが手指を動かして任意の文字などをサインとして入力できる機能（空中サイン機能）が提供される。また、この機能では、空間浮遊映像３の面に指先が接触しているか否かに応じて枠線２０２３などの表示が変化するので、ユーザは、自分が空間浮遊映像３の面に指先が接触しているか否かの状態がわかりやすく、サインが入力しやすい。上記例では、空間浮遊映像３に対する入力を、サインに利用する例を示したが、これに限らず、他のアプリケーションにも利用できる。

＜映像表示装置の第１構成例＞
次に、図２６以降を用いて、空間浮遊映像情報表示システム１の詳細構成例を説明する。図２６は、空間浮遊映像情報表示システム１を構成する映像表示装置１０についてのより具体的な構成の一例を示す。図２６の光源装置１３は、後述の図２７等の光源装置と同様の構成を有する。この光源装置１３は、例えばプラスチックなどのケース内に、ＬＥＤ、コリメータ、偏光変換素子、合成拡散ブロック、導光体等を収納して構成されている。その光源装置１３の上面には、液晶表示パネル１１が取り付けられている。また、光源装置１３のケースの１つの側面には、半導体光源であるＬＥＤ素子１０２Ａや、ＬＥＤ素子の制御回路を実装したＬＥＤ基板１０２が取り付けられている。それと共に、ＬＥＤ基板１０２の外側面には、ＬＥＤ素子１０２Ａおよび制御回路で発生する熱を冷却するための部材であるヒートシンク（図示せず）が取り付けられる。

また、ケースの上面に取り付けられた液晶表示パネルフレームには、当該フレームに取り付けられた液晶表示パネル１１と、更に、液晶表示パネル１１に電気的に接続されたフレキシブル配線基板（Flexible Printed Circuit：ＦＰＣ）等が取り付けられて構成されている。即ち、液晶表示素子である液晶表示パネル１１は、固体光源であるＬＥＤ素子１０２Ａと共に、電子装置を構成する制御回路からの制御信号に基づいて、透過光の強度を変調することによって、表示映像を生成する。

＜光源装置の第１構成例＞
続いて、上記映像表示装置の第１構成例における、ケース内に収納されている光源装置等の光学系の構成例について、図２６と共に、図２７を参照しながら、詳細に説明する。図２６で、光源を構成するＬＥＤ１０２Ａは、コリメータ１５に対し、所定の位置に取り付けられている。なお、図２６では、一断面を図示しているので、１つのＬＥＤ素子やコリメータしか見えていないが、ＬＥＤ基板１０２には複数のＬＥＤ素子が配列されており、それらに対応させて複数のコリメータが配列されている。コリメータ１５は、各々、例えばアクリル等の透光性の樹脂により形成されている。コリメータ１５は、放物断面を回転して得られる円錐凸形状の外周面１５６を有すると共に、頂部（ＬＥＤ基板１０２に接する側）における中央部に、凸部（即ち凸レンズ面）１５７が形成された凹部１５３を有する。

また、コリメータ１５の平面部（上記頂部とは逆の側）の中央部には、外側に突出した凸レンズ面（あるいは、内側に凹んだ凹レンズ面でもよい）１５４を有している。なお、コリメータ１５の円錐形状の外周面を形成する放物面１５６は、ＬＥＤ素子１０２Ａから周辺方向に出射する光を内部で全反射することが可能な角度の範囲内において設定され、あるいは、反射面が形成されている。

また、ＬＥＤ素子１０２Ａ（図１７の（Ａ）ではＬＥＤ素子１４ａ，１４ｂ）は、ＬＥＤ基板１０２の表面上の所定の位置にそれぞれ配置されている。このＬＥＤ基板１０２は、コリメータ１５に対し、表面上のＬＥＤ素子１０２Ａが、それぞれ、凹部１５３の中央部に位置するように配置されて固定されている。

かかる構成によれば、上述したコリメータ１５によって、ＬＥＤ１０２Ａから放射される光のうち、特に、中央部分から上方（図面での右方向）に向かって放射される光は、コリメータ１５の外形を形成する２つの凸レンズ面１５７，１５４により集光されて略平行光となる。また、その他の部分から周辺方向に向かって出射される光は、コリメータ１５の円錐形状の外周面を形成する放物面によって反射され、同様に、集光されて、略平行光となる。換言すれば、中央部に凸レンズを構成すると共に周辺部に放物面を形成したコリメータ１５によれば、ＬＥＤ素子１０２Ａにより発生された光のほぼ全てを平行光として取り出すことが可能となる。これにより、発生した光の利用効率を向上可能となる。

なお、コリメータ１５の光の出射側には、偏光変換素子２１（言い換えると偏光変換部材）が設けられている。偏光変換素子２１は、入射された光の偏光特性を変換する素子である。偏光変換素子２１は、図２７の（Ａ）に示すように、断面が平行四辺形である柱状（平行四辺形柱）の透光性部材と、断面が三角形である柱状（三角形柱）の透光性部材とを組み合わせ、コリメータ１５からの平行光の光軸に対して直交する面に平行に、複数、アレイ状に配列して構成されている。更に、これらアレイ状に配列された隣接する透光性部材間の界面には、交互に、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ膜）２１１と反射膜２１２とが設けられている。また、偏光変換素子２１へ入射してＰＢＳ膜２１１を透過した光が出射する出射面には、λ／２位相板２１３（言い換えると半波長板）が備えられている。

偏光変換素子２１の出射面には、更に、図２７の（Ａ）にも示すように、矩形状の合成拡散ブロック１６が設けられている。ＬＥＤ素子１０２Ａから出射された光は、コリメータ１５の働きにより平行光となって、偏光変換素子２１を通じて偏光特性が変換された後、合成拡散ブロック１６へ入射し、出射側のテクスチャー１６１により拡散された後、導光体１７に到る。

導光体１７は、図２２の（Ｂ）に示すように、例えばアクリル等の透光性の樹脂により断面が略三角形の棒状に形成された部材である。そして、導光体１７は、図２６にも示すように、合成拡散ブロック１６の出射面に対し、第１の拡散板１８ａを介して対向する入射面を含んだ導光体光入射部１７１と、斜面を形成する反射面を含んだ導光体光反射部１７２と、第２の拡散板１８ｂを介して液晶表示パネル１１と対向する出射面を含んだ導光体光出射部１７３とを備えている。

導光体１７の導光体光反射部１７２には、図２７の（Ｂ）にも示すように、多数の反射面１７２ａと連接面１７２ｂとが交互に鋸歯状に形成されている。そして、反射面１７２ａ（図面では右上がりの線分）は、水平面に対して、角度として、αｎ（ｎは自然数であり本例では１～１３０である）を形成している。一例として、ここでは、αｎを４３度以下（ただし０度以上）に設定している。

導光体入射部１７１は、光源側に傾斜した湾曲の凸形状に形成されている。これによれば、合成拡散ブロック１６の出射面からの平行光は、第１の拡散板１８ａを介して拡散されて入射する。この入射光は、図面からも明らかなように、導光体入射部１７１により上方に僅かに屈曲、偏向しながら、導光体光反射部１７２に達してここで反射される。この反射光は、図面での上方の導光体出射部１７３の出射面から出射して、当該出射面に対し設けられた液晶表示パネル１１に到る。

以上の映像表示装置１０によれば、光利用効率や均一な照明特性をより向上するとともに、モジュール化されたＳ偏波の光源装置１３を含め、小型かつ低コストで製造可能となる。なお、上記説明では、偏光変換素子２１をコリメータ１５の後に取り付けるものとしたが、これに限定されず、偏光変換素子２１は液晶表示パネル１１に到る光路中に設けられればよい。

なお、導光体光反射部１７２には、多数の反射面１７２ａと連接面１７２ｂとが交互に鋸歯状に形成されており、照明光束は、各々の反射面１７２ａ上で全反射されて上方に向かう。更に、導光体光出射部１７３には挟角拡散板を設けて、略平行な拡散光束として指向特性を調整する光方向変換パネル５４に入射し、斜め方向から液晶表示パネル１１へ入射する。本実施例では、光方向変換パネル５４を導光体１７の出射面と液晶表示パネル１１との間に設けたが、光方向変換パネル５４を液晶表示パネル１１の出射面に設けても同様の効果が得られる。

＜映像表示装置の第２構成例＞
続いて、図２８を用いて、映像表示装置１０の具体的な構成の他の例を説明する。図２８の映像表示装置１０の光源装置は、前述の例と同様に、ＬＥＤ基板１０２に、光源を構成する複数のＬＥＤ素子が設けられている（ただし断面図であるため１個のみ図示されている）。これらのＬＥＤ素子はコリメータ１５に対し所定の位置に取り付けられている。ＬＥＤ素子からの光（Ｐ偏光とＳ偏光が混在する光）の発散光束を、コリメータ１５により略平行光束に変換し、反射型導光体３０４の反射面により、液晶表示パネル１１に向けて反射する。反射光は、液晶表示パネル１１と反射型導光体３０４との間に配置された反射型偏光板４９に入射する。

反射型偏光板４９では、特定の偏波（例えばＰ偏光）を透過して、液晶表示パネル１１に入射する。反射型偏光板４９では、他方の偏波（例えばＳ偏光）は反射され、再び反射型導光体３０４へ向かう。反射型偏光板４９は、反射型導光体３０４の反射面からの光の主光線に対して垂直とならないように傾きをもって設置されており、反射型偏光板４９で反射された光の主光線は、反射型導光体３０４の透過面に入射する。

反射型導光体３０４の透過面に入射した光は、反射型導光体３０４の背面を透過し、位相差板であるλ／４板２７０を透過し、反射板２７１で反射される。反射板２７１で反射された光は、再びλ／４板２７０を透過し、反射型導光体３０４の透過面を透過する。反射型導光体３０４の透過面を透過した光は、再び反射型偏光板４９に入射する。

このとき、反射型偏光板４９に再度入射する光は、λ／４板２７０を２回通過しているため、反射型偏光板４９を透過する偏波（例えばＰ偏光）へ偏光変換されている。よって、偏光変換されている光は、反射型偏光板４９を透過し、液晶表示パネル１１に入射する。なお、偏光変換に係る偏光設計について、上述の説明から、Ｓ偏光とＰ偏光との偏波を逆にする構成としてもかまわない。

この結果、光源であるＬＥＤ素子からの光は、特定の偏波（例えばＰ偏光）に揃えられて、液晶表示パネル１１に入射し、映像信号に合わせて輝度変調されて、パネル面に映像を表示する。

図２８でのコリメータ１５は、各々例えばアクリル等の透光性の樹脂またはガラスにより形成されている。図２８でのコリメータ１５は、図２７でのコリメータ１５と同様に、放物断面を回転して得られる円錐凸形状の外周面を有してもよく、頂部では、中央部に凸部（即ち凸レンズ面）を形成した凹部を有してもよい。また、コリメータ１５の「平面部の中央部には、外側に突出した凸レンズ面（あるいは、内側に凹んだ凹レンズ面でもよい）を有してもよい。コリメータ１５の円錐形状の外周面を形成する放物面は、ＬＥＤから周辺方向に出射する光を内部で全反射可能な角度の範囲内において設定され、あるいは、反射面が形成されている。

図２８でのＬＥＤ素子は、ＬＥＤ基板１０２の表面上の所定の位置にそれぞれ配置されている。ＬＥＤ基板１０２の表面上のＬＥＤは、それぞれ、コリメータ１５に対し、円錐凸形状の頂部の中央部（頂部に凹部が有る場合はその凹部）に位置するように配置されて固定されている。

かかる構成によれば、コリメータ１５によって、ＬＥＤ素子から放射される光のうち、特に、中央部分から放射される光は、コリメータ１５の外形を形成する凸レンズ面により集光されて平行光となる。また、その他の部分から周辺方向に向かって出射される光は、コリメータ１５の円錐形状の外周面を形成する放物面によって反射され、同様に、集光されて平行光となる。換言すれば、中央部に凸レンズを構成すると共に、周辺部に放物面を形成したコリメータ１５によれば、ＬＥＤ素子により発生された光のほぼ全てを平行光として取り出すことが可能となり、発生した光の利用効率を向上可能となる。

以上説明した光源装置１３等の構成は、前述の図１３や図１４等に示した空間浮遊映像情報表示システム１を構成する映像表示装置１０の光源装置１３として適用できる。

さらに、図２８に示したコリメータ１５により略平行光に変換された光は、反射型導光体３０４で反射される。この反射光のうち、反射型偏光板４９の作用により、特定の偏波の光は、反射型偏光板４９を透過し、反射型偏光板４９の作用により反射された他方の偏波の光は、再度導光体３０４を透過する。この光は、反射型導光体３０４に対し、液晶表示パネル１１とは逆の位置にある反射板２７１で反射される。この時、この光は、位相差板であるλ／４板２７０を２度通過することで偏光変換される。

反射板２７１で反射した光は、再び導光体３０４を透過して、反対面に設けられた反射型偏光板４９に入射する。この入射光は、偏光変換がなされているので、反射型偏光板４９を透過して、偏光方向を揃えて、液晶表示パネル１１に入射される。この結果、光源の光を全て利用できるので、光の幾何光学的な利用効率が２倍になる。また、反射型偏光板の偏光度（言い換えると消光比）もシステム全体の消光比に乗せられるので、本実施例の光源装置１３を用いることで、表示装置全体としてのコントラスト比が大幅に向上する。

なお、反射型導光体３０４の反射面の面粗さおよび反射板２７１の面粗さを調整することで、それぞれの反射面での光の反射拡散角を調整できる。液晶表示パネル１１に入射する光の均一性がより好適になるように、設計毎に、反射型導光体３０４の反射面の面粗さおよび反射板２７１の面粗さを調整すればよい。

＜自動販売機に係る実施の形態＞
ここで、図２９を用いて、本発明の他の実施の形態として、空間浮遊映像情報表示システムを、自動販売機に適用した例について説明する。図２９は、例えば、ドリンク類の自動販売機に本発明を適用した場合を示す図である。

図２９において、自動販売機本体２９００には、空間浮遊映像表示部２９２０が備えられている。また、この自動販売機２９００には、自動販売機２９００により販売されているドリンク類を表示するドリンク類ディスプレイ部２９８０、お札を投入するためのお札投入部２９８１、コインを投入するためのコイン投入部２９８２、つり銭を取り出すためのつり銭取り出し口２９８３、利用者によって購入されたドリンクを取り出すためのドリンク取り出し口２９８４が備えられている。

自動販売機本体２９００には、キオスク端末と同様に、カメラまたは人感センサ―が備えられており、利用者が近づくと、空間浮遊映像表示部２９２０が起動する。次に、図２９に示すように、空間浮遊映像表示部２９２０には、コンシェルジュが表れて、利用者に対して、例えば、「いらっしゃいませ。ご利用ありがとうございます。画面が数字ボタンに変わります。ご希望の商品番号をお選びください。」という音声を発する。その後、空間浮遊映像表示部２９２０は、コンシェルジュの姿が消え、続いて、数字ボタンと決定ボタンが表示される。このとき、図示しないが、数字ボタンと決定ボタンに加えて、取り消しボタンや、戻るボタンが表示されてもよい。

利用者が、空間浮遊映像表示部２９２０に表示された数字ボタンと決定ボタンを操作することによりドリンクを選択し、所定の金額を、お札投入部２９８１やコイン投入部２９８２に投入することで、当該ドリンクがドリンク取り出し口２９８４から取り出すことができる形で供出される。その後、空間浮遊映像表示部２９２０には、数字ボタンと決定ボタンが消えて、再び、コンシェルジュが表れ、例えば、「ありがとうございました。またのご利用をお持ちいたしております。」という音声を発する。この場合でも、キオスク端末と同様に、音声は、通常のスピーカから発せられてもよいし、超指向性スピーカにより、利用者だけが聞こえるように発せられてもよい。

上記の一連の操作により、利用者は所望のドリンクを購入することができる。なお、図２９の例では、空間浮遊映像表示部だけの例を示したが、自動販売機においても、キオスク端末の例と同様に、液晶表示装置と空間浮遊映像表示部の両方が備えられていてもよいし、また、空間浮遊映像表示部が１ヵ所ではなく、２か所以上に備えられてもよい。なお、空間浮遊映像表示部が２か所に備えられている場合には、そのうちのいずれか１つの空間浮遊映像表示部には、コンシェルジュが表示され、他の空間浮遊映像表示部には、数字ボタンと決定ボタンが表示されるようにしてもよい。

また、コンシェルジュとして、複数の、年齢や性別の異なる、別の人物像やアニメーションによるキャラクターを表示するようにしてもよい。上記複数の、年齢や性別の異なる、別の人物像やアニメーションによるキャラクターを表示するためのデータは、図２の不揮発性メモリ１１０８に格納されており、適宜、それら複数の人物像やアニメーションによるキャラクターのうちの１つが選択されて、コンシェルジュとして、空間浮遊映像表示部に表示されるようにしてもよい。その場合、利用者の属性（年齢など）に応じて、いずれの人物像またはキャラクターを表示するかを決定するようにしてもよい。

以上記載したように、本実施の形態でも、キオスク端末の場合と同様に、空間浮遊映像表示部を備えているので、利用者は非接触で商品を選択して購入することができる。また、利用者が自動販売機に近づくことを検知して、空間浮遊映像が表示されるので、従来の自動販売機にはない表示方法によりコンシェルジュとしての人物像やキャラクターが表示できる。この結果、通常の自動販売機に比べて、もの珍しさから、利用者をより引き付けることができるという効果もあり、自動販売機での商品の売り上げ向上にも資することが期待できる。

以上、本発明を実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は前述の実施の形態に限定されず、要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。各実施の形態は、必須構成要素を除き、構成要素の追加・削除・置換などが可能である。特に限定しない場合、各構成要素は、単数でも複数でもよい。各実施の形態を組み合わせた形態も可能である。

実施の形態に係る技術では、空間浮遊映像を高解像度かつ高輝度な映像情報を空間浮遊した状態で表示することにより、例えば、ユーザは感染症の接触感染に対する不安を感じることなく操作を可能にする。不特定多数のユーザが使用するシステムに本実施例に係る技術を用いれば、感染症の接触感染のリスクを低減し、不安を感じることなく使用できる非接触ユーザインタフェースを提供可能にする。このような技術を提供する本発明によれば、国連の提唱する持続可能な開発目標（ＳＤＧｓ：Sustainable Development Goals）の「3すべての人に健康と福祉を」に貢献する。

また、実施の形態に係る技術では、出射する映像光の発散角を小さくし、さらに特定の偏波に揃えることで、再帰反射部材に対して正規の反射光だけを効率良く反射させるため、光の利用効率が高く、明るく鮮明な空間浮遊映像を得ることが可能になる。実施の形態に係る技術によれば、消費電力を大幅に低減可能な、利用性に優れた非接触ユーザインタフェースを提供できる。このような技術を提供する本発明によれば、国連の提唱する持続可能な開発目標（ＳＤＧｓ：Sustainable Development Goals）の「9産業と技術革新の基盤をつくろう」および「11住み続けられるまちづくりを」に貢献する。

さらに、実施の形態に係る技術では、指向性（直進性）の高い映像光による空間浮遊映像の形成を可能にする。本実施例に係る技術では、いわゆるキオスク端末のような高いセキュリティが求められる映像や、ユーザに正対する人物には秘匿したい秘匿性の高い映像を表示する場合でも、指向性の高い映像光を表示することで、ユーザ以外に空間浮遊映像を覗き込まれる危険性が少ない非接触ユーザインタフェースを提供可能にする。本発明は、以上のような技術を提供することにより、国連の提唱する持続可能な開発目標（ＳＤＧｓ：Sustainable Development Goals）の「11住み続けられるまちづくりを」に貢献する。

１…空間浮遊映像情報表示システム、２…再帰反射部材、３…空間浮遊映像、１０…映像表示装置、１１…液晶表示パネル、１３…光源装置、１５００…キオスク端末、１５１０…液晶表示画面、１５２０…空間浮遊映像表示部、１５２１…コンシェルジュ、１５２２…操作メニュー、１５３０…取り出し口、１５４１，１５４２…カメラ、１５５０…筐体、１５５１，１５５２…超指向性スピーカ、１５６０…人感センサ、１５７０…斜面。

Claims (19)

1. 空中に空間浮遊映像を形成する空間浮遊映像情報表示システムであって、
   少なくとも１個のオブジェクトの映像を表示する映像表示装置と、
   前記映像表示装置からの映像光を再帰反射させることで空中に前記空間浮遊映像を形成するための再帰性反射部材と、
   前記空間浮遊映像に対するユーザによる操作を検出するためのセンサを含むセンシングシステムと、
   前記映像表示装置および前記再帰性反射部材を備えた筐体と、
   検出された前記操作に基づいて所定の処理を実行する制御装置と、
   を備え、
   前記筐体に対し前記ユーザが近付いたことを検知した場合に、前記空間浮遊映像として前記オブジェクトの映像を表示し、
   前記制御装置は、
   前記ユーザの認証または前記ユーザの属性情報の取得に基づいて、前記ユーザが前記操作に慣れた第１のユーザであるか、前記操作に不慣れな第２のユーザであるかに分け、
   前記第２のユーザの場合には、前記空間浮遊映像に表示する人物像としてのコンシェルジュにより前記ユーザに対し前記操作をガイドする第２のフローを適用し、
   前記第１のユーザの場合には、前記コンシェルジュによるガイドを省略または簡易化する第１のフローを適用し、
   前記第１のフローにおいて、前記ユーザによる前記操作として所定の操作が完了したか否かを、前記センシングシステムによる検出に基づいて判断し、その判断の際には、前記センシングシステムにより検出された前記ユーザの指先が前記空間浮遊映像の面から離された後、所定時間が経過して長時間操作を停止していることを検出した場合、または、前記空間浮遊映像の面に対して誤った操作をしていると判断した場合には、前記第２のフローに遷移させる、
   空間浮遊映像情報表示システム。
2. 請求項１に記載の空間浮遊映像情報表示システムにおいて、
   前記オブジェクトは、操作メニューを有し、
   前記コンシェルジュは、前記操作メニューの操作をガイドする、
   空間浮遊映像情報表示システム。
3. 請求項２に記載の空間浮遊映像情報表示システムにおいて、
   前記操作メニューと前記コンシェルジュとの両方を表示し、前記コンシェルジュが前記操作メニュー内の箇所を指し示す動作をしながら前記操作をガイドする、
   空間浮遊映像情報表示システム。
4. 請求項１に記載の空間浮遊映像情報表示システムにおいて、
   前記筐体に対し前記ユーザが近付いたことを検知した場合に、前記空間浮遊映像として、最初に、前記オブジェクトとしての人物像を表示し、次に、操作メニューを表示する、
   空間浮遊映像情報表示システム。
5. 請求項１に記載の空間浮遊映像情報表示システムにおいて、
   前記筐体に対し前記ユーザが近付いたことを検知した場合に、前記空間浮遊映像として、前記オブジェクトとしての人物像と操作メニューとの両方を表示する、
   空間浮遊映像情報表示システム。
6. 請求項１に記載の空間浮遊映像情報表示システムにおいて、
   前記ユーザを撮像する撮像装置を備え、
   前記撮像装置により取得した前記ユーザが写った画像に基づいて、前記ユーザが近付いたことを検知する、
   空間浮遊映像情報表示システム。
7. 請求項４に記載の空間浮遊映像情報表示システムにおいて、
   前記制御装置は、前記ユーザの認証を行い、前記認証の結果に基づいて、前記オブジェクトとして前記人物像の表示から前記操作メニューの表示へ遷移させる、
   空間浮遊映像情報表示システム。
8. 請求項１に記載の空間浮遊映像情報表示システムにおいて、
   前記ユーザを撮像する撮像装置を備え、
   前記撮像装置により取得した前記ユーザが写った画像に基づいて、前記ユーザの認証を行う、
   空間浮遊映像情報表示システム。
9. 請求項１に記載の空間浮遊映像情報表示システムにおいて、
   前記空間浮遊映像として、少なくとも２つ以上の選択肢を含んだ操作メニューを表示する、
   空間浮遊映像情報表示システム。
10. 請求項１に記載の空間浮遊映像情報表示システムにおいて、
    前記空間浮遊映像として、前記コンシェルジュと、少なくとも２つ以上の選択肢を含んだ操作メニューとを表示し、
    前記コンシェルジュの映像および音声により、前記操作メニューに対する操作をガイドする、
    空間浮遊映像情報表示システム。
11. 請求項１に記載の空間浮遊映像情報表示システムにおいて、
    前記ユーザにのみ聴取可能に音声信号を出力する超指向性スピーカを備える、
    空間浮遊映像情報表示システム。
12. 請求項１に記載の空間浮遊映像情報表示システムにおいて、
    前記制御装置は、前記ユーザの属性情報を取得し、前記属性情報に基づいて、前記ユーザが前記空間浮遊映像情報表示システムを初めて使用するユーザであるか、所定の年齢以上のユーザであるか、の少なくともいずれかを含む条件を判定し、
    前記条件を満たすユーザに対し、前記空間浮遊映像として前記コンシェルジュによるガイドを行う、
    空間浮遊映像情報表示システム。
13. 請求項１０に記載の空間浮遊映像情報表示システムにおいて、
    前記制御装置は、検出された前記操作に基づいて、書類を発行する処理を実行し、
    前記筐体の一部に、前記書類の取り出し口を備える、
    空間浮遊映像情報表示システム。
14. 請求項１３に記載の空間浮遊映像情報表示システムにおいて、
    前記空間浮遊映像情報表示システムは、前記書類としてチケットまたは行政証書を発行する機能を有するキオスク端末である、
    空間浮遊映像情報表示システム。
15. 請求項１に記載の空間浮遊映像情報表示システムにおいて、
    前記ユーザの所持する携帯端末との間で無線通信を行う通信部を備える、
    空間浮遊映像情報表示システム。
16. 請求項１５に記載の空間浮遊映像情報表示システムにおいて、
    前記無線通信に基づいて、前記携帯端末から送信された前記ユーザの情報を受信する、
    空間浮遊映像情報表示システム。
17. 請求項１５に記載の空間浮遊映像情報表示システムにおいて、
    前記制御装置は、検出された前記操作に基づいて、書類を発行する処理を実行し、
    前記無線通信に基づいて、前記書類の情報を前記携帯端末に送信する、
    空間浮遊映像情報表示システム。
18. 請求項１記載の空間浮遊映像情報表示システムにおいて、
    前記空間浮遊映像として、前記ユーザの携帯端末に読み取らせるためのコード情報を表示する、
    空間浮遊映像情報表示システム。
19. 請求項１記載の空間浮遊映像情報表示システムにおいて、
    前記ユーザを撮像する撮像装置を備え、
    前記撮像装置により、前記ユーザの携帯端末に表示されたコード情報を読み取る、
    空間浮遊映像情報表示システム。