特開 2023-180053 空中像インタラクティブ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023180053

(43)【公開日】2023-12-20

(54)【発明の名称】空中像インタラクティブ装置

(51)【国際特許分類】

   G06F 3/0346 20130101AFI20231213BHJP

   G02B 30/56 20200101ALI20231213BHJP

   G06F 3/04815 20220101ALI20231213BHJP

   G06F 3/01 20060101ALI20231213BHJP

   G09F 9/00 20060101ALI20231213BHJP

【ＦＩ】

G06F3/0346 422

G02B30/56

G06F3/04815

G06F3/01 570

G09F9/00 357

G09F9/00 366Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022093116

(22)【出願日】2022-06-08

(71)【出願人】

【識別番号】504133110

【氏名又は名称】国立大学法人電気通信大学

(74)【代理人】

【識別番号】100165179

【弁理士】

【氏名又は名称】田▲崎▼ 聡

(74)【代理人】

【識別番号】100188558

【弁理士】

【氏名又は名称】飯田 雅人

(74)【代理人】

【識別番号】100175824

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 淳一

(74)【代理人】

【識別番号】100152272

【弁理士】

【氏名又は名称】川越 雄一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100181722

【弁理士】

【氏名又は名称】春田 洋孝

(72)【発明者】

【氏名】安藤 将平

(72)【発明者】

【氏名】小泉 直也

【テーマコード（参考）】

2H199

5B087

5E555

5G435

【Ｆターム（参考）】

2H199BA49

2H199BA51

2H199BA61

2H199BB17

2H199BB20

5B087AA07

5B087AB02

5B087BC12

5B087CC33

5E555AA27

5E555AA64

5E555BA29

5E555BB29

5E555BC04

5E555BE16

5E555CA42

5E555CB45

5E555CB66

5E555CC01

5E555DA11

5E555DB53

5E555DC13

5E555EA11

5E555FA00

5G435AA01

5G435BB12

5G435CC11

5G435DD04

5G435DD09

5G435GG09

(57)【要約】

【課題】ユーザの注意を逸らさずに空中像を連続的に観察させ、空中像に対するユーザの動きを高精度に検出可能な空中像インタラクティブ装置を提供する。
【解決手段】本発明に係る空中像インタラクティブ装置は、表示面を有し、表示面から可視波長域の第１光を出射する表示装置と、表示面から出射される第１光の進行方向の前方の領域に配置され、表示面に対して所定の角度をなす再帰透過面を有し、再帰透過面に入射する第１光を再帰透過する再帰透過素子と、再帰透過面に対して表示装置が配置されている側の領域とは反対側の領域に配置され、赤外波長域の第２光を受光する撮像装置と、前述の反対側の領域で第１再帰透過面と平行に配置された反射面を有し、反射面に入射する第２光を反射する反射素子と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

表示面を有し、前記表示面から可視波長域の第１光を出射する表示装置と、
前記表示面から出射される前記第１光の進行方向の前方の領域に配置され、前記表示面に対して所定の角度をなす再帰透過面を有し、前記再帰透過面に入射する前記第１光を再帰透過する再帰透過素子と、
前記再帰透過面に対して前記表示装置が配置されている側の領域とは反対側の領域に配置され、赤外波長域の第２光を受光する撮像装置と、
前記第１光を透過し、前記反対側の領域で前記再帰透過面と平行に配置された反射面を有し、前記反射面に入射する第２光を反射する反射素子と、
を備える、
空中像インタラクティブ装置。

【請求項2】

前記表示装置及び前記撮像装置が前記再帰透過面によって再帰透過された前記第１光が結像する結像位置に形成される空中像を観察するユーザの視野外の領域に配置されている、
請求項１に記載の空中像インタラクティブ装置。

【請求項3】

前記再帰透過面によって再帰透過された前記第１光の進行方向において前記再帰透過面と前記第１光が結像する結像位置との間に配置された遮蔽板を備え、
前記遮蔽板は外光を遮蔽する板状部材で構成され、前記板状部材の板面は前記進行方向に直交し、
前記遮蔽板には、前記進行方向に直交する面内で前記再帰透過面によって再帰透過された前記第１光が照射される照射領域よりも大きい開口が形成され、
前記表示装置及び前記撮像装置は前記進行方向に沿って見たときに前記開口の縁よりも前記第１光から離れて配置されている、
請求項１に記載の空中像インタラクティブ装置。

【請求項4】

前記表示面は水平面と平行に配置され、
前記所定の角度は４５°である、
請求項１又は３に記載の空中像インタラクティブ装置。

【請求項5】

前記表示面は水平面に対して４５°傾斜して配置され、
前記所定の角度は４５°である、
請求項１又は３に記載の空中像インタラクティブ装置。

【請求項6】

前記再帰透過面は前記水平面に平行に配置されている、
請求項５に記載の空中像インタラクティブ装置。

【請求項7】

前記再帰透過面は前記水平面に直交して配置されている、
請求項５に記載の空中像インタラクティブ装置。

【請求項8】

表示面を有し、前記表示面から可視波長域の第１光を出射する表示装置と、
前記表示面から出射される前記第１光の進行方向の前方の領域に配置され、前記表示面に対して所定の角度をなす第１反射面を有し、前記第１反射面に入射する前記第１光の少なくとも一部を反射する第１反射素子と、
前記第１反射面に対して前記表示装置が配置されている側の領域と同じ側の領域に配置され、前記第１反射面で反射された前記第１光の少なくとも一部を再帰反射する再帰反射面を有する再帰反射素子と、
前記第１反射面に対して前記表示装置が配置されている側の領域とは反対側の領域に配置され、赤外波長域の第２光を受光する撮像装置と、
前記第１光を透過し、前記反対側の領域で前記第１反射面と平行に配置された第２反射面を有し、前記第２反射面に入射する第２光を反射する第２反射素子と、
を備える、
空中像インタラクティブ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、空中像インタラクティブ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

空中像は、光源から出射された光を光学素子等によって反射・屈折させ、空間の任意の位置に結像させた実像である。例えば、立体化していない任意の２次元画像を空中像として表示すると、ユーザは、特殊な装置を装着することなく、空中像を周囲から浮き上がっているように視認し、立体感を得ることができる。近年、衛生面の観点から、非接触インターフェースとして空中像を活用した表示装置（空中像インタラクティブ装置）や入力装置（空中像インタラクティブ装置）が提案されている。

【0003】

例えば、特許文献１には、表示部に表示される映像をユーザの入力案内画面として空中に結像させる空中像投射ユニットを有する空中像表示入力装置（空中像インタラクティブ装置）が開示されている。特許文献１の空中像表示入力装置では、ユーザ側に開口する筐体の内部に表示部が配置され、筐体の開口を塞ぐように光分岐部材が配置されている。筐体の内部の表示部とは異なる位置には、表示部から出力された後に光分岐部材によって反射された映像を再帰反射する再帰反射部材が配置されている。特許文献１の空中像表示入力装置のユーザは、光分岐部材を挟んで筐体とは反対側に立ち、再帰反射部材から再帰反射されて光分岐部材を通ってユーザの視線上で光分岐部材とユーザの目との間の３次元空間投射面に結像する画像（空中像）を視認できる。

【0004】

また、特許文献１の空中像表示入力装置は、人力検出センサとして、ユーザの手の動きを検知する反射光距離センサを備える。特許文献１の空中像表示入力装置では、反射光距離センサの検出領域内の３次元空間投射面に対する手の動きや相対位置、距離が検知され、ユーザが３次元空間投射面に結像した画像に対して行う操作の内容が判断される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０２２－００７８６８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献１の空中像表示入力装置では、反射光距離センサが光分岐部材の下端部且つ筐体の外部に配置され、ユーザの視線の範囲外にはあるものの、ユーザの視野内で視認される。空中像の魅力を活かしてユーザが立体感や躍動感を味わうためには、ユーザが空中像に対して操作している間に空中像を連続的に観察することが重要である。特許文献１の空中像表示入力装置では、ユーザの視野内で空中像以外の機器や装置が視認され、ユーザの注意が３次元空間投射面の画像から逸れ、画像を介したユーザの操作意欲の低下や誤操作を招く虞があった。

【0007】

また、特許文献１の空中像表示入力装置では、反射光距離センサがユーザの足元と略同じ高さに配置され、反射光距離センサからユーザの手元までの検出時の距離が確保される。しかしながら、操作時のユーザの体勢や体格、空中像表示入力装置の設置環境での制約等によっては、反射光距離センサからユーザの手元までの検出時の距離を確保し難く、ユーザの操作に関する検知精度が低下する虞があった。一方で、ユーザの手の動きを高精度に検知し、反射光距離センサからユーザの手元までの検出時の距離を確保しようすると、特許文献１の空中像表示入力装置の表示部を含む構成要素の配置の自由度が低下する虞があった。

【0008】

さらに、特許文献１の空中像表示入力装置では、反射光距離センサの検知範囲の中心線と３次元空間投射面に交差してユーザの手に沿う軸線とが互いに角度をなしてずれている。そのため、ユーザの操作に関する検知精度が低下する虞があった。

【0009】

本発明は、ユーザの注意を逸らさずに空中像を連続的に観察させ、空中像に対するユーザの動きを高精度に検出可能な空中像インタラクティブ装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明に係る空中像インタラクティブ装置は、表示面を有し、前記表示面から可視波長域の第１光を出射する表示装置と、前記表示面から出射される前記第１光の進行方向の前方の領域に配置され、前記表示面に対して所定の角度をなす再帰透過面を有し、前記再帰透過面に入射する前記第１光を再帰透過する再帰透過素子と、前記再帰透過面に対して前記表示装置が配置されている側の領域とは反対側の領域に配置され、赤外波長域の第２光を受光する撮像装置と、前記第１光を透過し、前記反対側の領域で前記再帰透過面と平行に配置された反射面を有し、前記反射面に入射する第２光を反射する反射素子と、を備える。

【0011】

本発明に係る空中像インタラクティブ装置では、前記表示装置及び前記撮像装置が前記再帰透過面によって再帰透過された前記第１光が結像する結像位置に形成される空中像を観察するユーザの視野外の領域に配置されていてもよい。

【0012】

本発明に係る空中像インタラクティブ装置は、前記再帰透過面によって再帰透過された前記第１光の進行方向において前記再帰透過面と前記第１光が結像する結像位置との間に配置された遮蔽板を備え、前記遮蔽板は外光を遮蔽する板状部材で構成され、前記板状部材の板面は前記進行方向に直交し、前記遮蔽板には、前記進行方向に直交する面内で前記再帰透過面によって再帰透過された前記第１光が照射される照射領域よりも大きい開口が形成され、前記表示装置及び前記撮像装置は前記進行方向に沿って見たときに前記開口の縁よりも前記第１光から離れて配置されていてもよい。

【0013】

本発明に係る空中像インタラクティブ装置では、前記表示面は水平面と平行に配置され、前記所定の角度は４５°であってもよい。

【0014】

本発明に係る空中像インタラクティブ装置では、前記表示面は水平面に対して４５°傾斜して配置され、前記所定の角度は４５°であってもよい。このような構成を備える空中像インタラクティブ装置では、前記再帰透過面は前記水平面に平行に配置されていてもよく、前記水平面に直交して配置されていてもよい。

【0015】

本発明に係る空中像インタラクティブ装置は、表示面を有し、前記表示面から可視波長域の第１光を出射する表示装置と、前記表示面から出射される前記第１光の進行方向の前方の領域に配置され、前記表示面に対して所定の角度をなす第１反射面を有し、前記第１反射面に入射する前記第１光の少なくとも一部を反射する第１反射素子と、前記第１反射面に対して前記表示装置が配置されている側の領域と同じ側の領域に配置され、前記第１反射面で反射された前記第１光の少なくとも一部を再帰反射する再帰反射面を有する再帰反射素子と、前記第１反射面に対して前記表示装置が配置されている側の領域とは反対側の領域に配置され、赤外波長域の第２光を受光する撮像装置と、前記第１光を透過し、前記反対側の領域で前記第１反射面と平行に配置された第２反射面を有し、前記第２反射面に入射する第２光を反射する第２反射素子と、を備える。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、ユーザの注意を逸らさずに空中像を連続的に観察させ、空中像に対するユーザの動きを高精度に検出可能な空中像インタラクティブ装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明に係る第１実施形態の空中像インタラクティブ装置の側面図である。

【図2】本発明に係る第２実施形態の空中像インタラクティブ装置の側面図である。

【図3】本発明に係る第３実施形態の空中像インタラクティブ装置の側面図である。

【図4】本発明に係る第４実施形態の空中像インタラクティブ装置の側面図である。

【図5】本発明に係る第５実施形態の空中像インタラクティブ装置の側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明に係る空中像インタラクティブ装置の好ましい実施形態について、図面を参照して説明する。

【0019】

（第１実施形態）
図１に示すように、本発明に係る第１実施形態の空中像インタラクティブ装置１０１は、設置面Ｂに設置されている。設置面Ｂは、例えば屋内や室内の床面、屋外の地面、或いは任意の環境に設けられた机又は台の天板面（すなわち、上面）であるが、空間像インタラクティブ装置１０１の設置時の基準となる平坦面である。設置面Ｂは、水平面に平行である。

【0020】

空中像インタラクティブ装置１０１は、表示装置１１０と、再帰透過素子１２０と、撮像装置１３０と、反射素子１４０と、制御装置２００と、筐体２２０と、を備える。筐体２２０は、箱体であり、板状部材２３０で構成されている。筐体２２０には、少なくとも表示装置１１０、再帰透過素子１２０、撮像装置１３０、及び反射素子１４０が収容され、本実施形態では制御装置２００も収容されている。なお、制御装置２００は、筐体２２０の外部に配置されてもよい。筐体２２０の構成については、後述する。

【0021】

表示装置１１０は、任意の画像ＩＭや発光パターンを表示する表示面１１２を有する。表示面１１２は、設置面Ｂに平行である。表示装置１１０としては、表示面１１２を有する光学装置であれば限定されないが、例えばコンピュータやタブレット端末の液晶ディスプレイ等が挙げられる。このような表示装置１１０の表示面１１２には、複数の画素（図示略）が設けられている。表示面１１２には前述の画素や微小光源等が設けられており、各々の画素や微小光源から可視波長域の光（第１光）Ｌ１が出射される。光Ｌ１は、各々の画素や微小光源から放射状に拡がる。

【0022】

再帰透過素子１２０は、表示装置１１０の表示面１１２から発せられた光Ｌ１の進行方向と平行な方向Ｚの前方の領域Ｅ１に配置されている。ここで、光Ｌ１の進行方向は、表示面１１２から発せられた光Ｌ１の光軸Ａ１に平行な方向を意味する。また、本実施形態における進行方向の前方の領域Ｅ１は、筐体２２０の内部空間において表示装置１１０の表示面１１２よりも光Ｌ１が出射され且つ伝搬する領域を意味する。

【0023】

再帰透過素子１２０は、再帰透過面１２２を有する。方向Ｚに直交する１つの方向Ｘからみたとき、再帰透過面１２２は、表示装置１１０の表示面１１２に対して所定の角度θをなしている。本実施形態では、θ＝４５°である。つまり、再帰透過素子１２０は、再帰透過面１２２が表示面１１２に対して４５°をなすように配置されている。また、再帰透過面１２２は、少なくとも照射される光Ｌ１の照射領域よりも大きい。

【0024】

以下では、光Ｌ１の進行方向すなわち方向Ｚ及び方向Ｘの各々に直交する方向を方向Ｙとする。再帰透過面１２２に入射した光Ｌ１は、再帰透過面１２２に再帰透過され、方向Ｙに沿って伝搬し、結像位置Ｐに結像する。結像位置Ｐは、表示面１１２における光Ｌ１の発光位置を再帰透過面１２２を基準として折り返した位置である。すなわち、表示装置１１０の表示面１１２の複数の発光点の各々から出射された光Ｌ１は、光Ｌ１の光路上の結像位置Ｐにおいて結像し、表示面１１２に表示された画像と同じ画像の空中像ＡＲを形成する。

【0025】

再帰透過素子１２０としては、再帰透過面１２２を有し、再帰透過面１２２に入射する光Ｌ１を再帰透過させることができる素子であり、例えばＭＭＡＰ（Ｍｉｃｒｏ－Ｍｉｒｒｏｒ Ａｒｒａｙ Ｐｌａｔｅｓ）（再帰透過素子）が挙げられる。ＭＭＡＰは、互いに直交する第１のミラーアレイ（図示略）と、第２のミラーアレイ（図示略）と、を備える。第１及び第２のミラーアレイの各々は、複数の帯状のミラーを有する。複数の帯状のミラーは、互いに平行な長辺を上端及び底端として立てられ、板面同士の間隔をあけて配置されている。ＭＭＡＰすなわち再帰透過素子１２０の厚み方向に第１のミラーアレイと第２のミラーアレイが積層され、厚み方向から見たときに第１のミラーアレイの帯状のミラーと第２ミラーアレイの帯状のミラーが互いに直交している。したがって、ＭＭＡＰに入射した光Ｌ１は、第１のミラーアレイで反射及びされた後に第２のミラーアレイに入射し、反射されるため、入射する際の光路を再帰透過面１２２に平行な面で折り返した光路上に出射され、ＭＭＡＰを再帰透過する。なお、再帰透過面１２２で再帰透過された光１は、後述する反射素子１４０を透過する。

【0026】

撮像装置１３０は、筐体２２０の内部空間において、再帰透過素子１２０の再帰透過面１２２及びその延長面に対して表示装置１１０が配置されている側の領域Ｅ１とは反対側の領域Ｅ２に配置されている。本実施形態では、表示装置１１０は、設置面Ｂよりも上方且つ再帰透過素子１２０の再帰透過面１２２よりも下方の領域Ｅ１に配置されている。撮像装置１３０は、再帰透過面１２２及びその延長面よりも上方且つ筐体２２０の上壁２２１の内側の面２２１ｃよりも下方の領域Ｅ２に配置されている。撮像装置１３０の不図示の受光面は、設置面Ｂに平行である。

【0027】

撮像装置１３０は、赤外波長域の光（第２光）Ｌ２を受光可能な装置であり、例えばＩＲ（Ｉｎｆｒａｒｅｄ）カメラである。撮像装置１３０としては、空中像ＡＲに対して方向Ｙの前方から後方に向かって、すなわち再帰透過素子１２０で再帰透過した光Ｌ１が方向Ｙの後方から前方に進行する進行方向とは逆向きから動作するユーザＵの動きやユーザＵが操作する部材（図示略）の動きを光Ｌ２で検出可能な装置であればよく、例えばＴｏＦ（Ｔｉｍｅ ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ）カメラが好適である。なお、本願の各図では、ユーザＵの手が図示されている。

【0028】

反射素子１４０は、可視波長域の光Ｌ１を透過する素子であって、入射する赤外波長域の光Ｌ２を反射する反射面１４２を有する。反射面１４２は、再帰透過素子１２０の再帰透過面１２２及びその延長面に対して表示装置１１０が配置されている側の領域Ｅ１とは反対側の領域Ｅ２に配置され、再帰透過面１２２と平行である。図１では詳細に図示されていないが、反射素子１４０は、基板と、波長選択性を有する反射層と、を備える。基板は、再帰透過素子１２０に当接している。反射層は、基板の互いに平行な板面のうち、再帰透過素子１２０に接している板面とは反対側の板面、すなわち領域Ｅ２に露出する板面に積層され、光Ｌ１を透過し、光Ｌ２を反射する。このような構成を備える反射素子１４０として、例えばホットミラーが挙げられる。

【0029】

上述の構成において、例えば表示装置１１０の表示面１１２に複数のボタンの画像ＩＭが表示された場合、画像ＩＭと同様に複数のボタンの空中像ＡＲが結像位置Ｐに形成される。ユーザＵは、空中像ＡＲの複数のボタンのうちの所望のボタンを押すように、方向Ｙの前方から後方に向かって手を動かす。撮像装置１３０は、ＴｏＦ方式に基づいて撮像範囲内、すなわち画角φの範囲内において、ユーザＵの手の方向Ｙにおける移動距離、方向Ｘ及び方向Ｚを含むＸＺ平面における移動距離、及び空中像ＡＲとの離間距離を検出できる。具体的には、撮像装置１３０は、少なくとも光軸Ａ２に沿って赤外波長域の光Ｌ２を出射する不図示の光源と、赤外波長域の光Ｌ２を受光する受光面を有する受光器と、を備える。光源から出射された光Ｌ２は、方向Ｚと平行な光軸Ａ２に沿って方向Ｚとは逆向きに進行し、反射素子１４０の反射面１４２によって反射され、方向Ｙに沿って進行し、インタラクティブ領域Ｅ３に照射される。インタラクティブ領域Ｅ３は、空中像インタラクティブ装置１０１においてユーザＵと空中像ＡＲとの交流がなされる領域である。インタラクティブ領域Ｅ３において、ユーザＵの手や頭、顔のパーツ等に照射された光Ｌ２は、手や顔によって反射され、インタラクティブ領域Ｅ３から発せられる。インタラクティブ領域Ｅ３から発せられた光Ｌ２は、当該領域への照射時とは逆向きに進行する、すなわちインタラクティブ領域Ｅ３から方向Ｙとは略逆向きに進行し、反射素子１４０の反射面１４２によって反射され、反射面１４２から方向Ｚに沿って進行し、撮像装置１３０の受光面に照射され、受光器で検出される。ＴｏＦ方式では、撮像装置１３０の光源から発せられた光Ｌ２がユーザＵの手や頭、顔のパーツ等の各々ので反射して撮像装置１３０に戻り、撮像装置１３０の検出器で検出されるまでの時間を計測することによって、当該時間、光Ｌ２の波長に関する情報に基づき、ユーザＵの手や頭、顔のパーツ等の各々の空中像ＡＲに対する相対位置を算出する。撮像装置１３０には、前述のように算出したユーザＵの手や頭、顔のパーツ等の空中像ＡＲに対する相対位置が、例えば不図示の出力装置等に画像又は動画として出力される。

【0030】

制御装置２００は、筐体２２０の内部空間において領域Ｅ１に配置され、表示装置１１０及び撮像装置１３０の各々と有線又は無線で接続されている。制御装置２００は、所望の画像又は発光パターンの電気信号を表示装置１１０に出力し、表示面１１２に所望の画像又は発光パターンを表示させる。制御装置２００には、撮像装置１３０からユーザＵの動作に関する電気信号が入力される。制御装置２００は、入力された電気信号から算出したユーザＵの動作に関する情報と予め設定されている光Ｌ１の結像位置Ｐに関する情報、及び表示装置１１０で表示する画像又は発光パターンに関する情報との関係から、ユーザＵの動きに応じた前述の移動距離や離間距離を取得し、ユーザＵの空中像ＡＲに対する相対動作を判別する。制御装置２００は、例えばコンピュータである。制御装置２００には、前述の各種情報の取得、算出を行うプログラムやソフトウェアが内蔵されている。なお、制御装置２００が表示装置１１０及び撮像装置１３０と接続可能であれば、制御装置２００の配置は特に限定されない。制御装置２００は、筐体２２０の内部空間において領域Ｅ２に配置されてもよく、筐体２２０の外部に配置されてもよい。

【0031】

筐体２２０は、板状部材２３０で構成された上壁２２１、底壁２２２、側壁２２３～２２５、及び方向Ｘの後方の不図示の側壁を備える。上壁２２１及び底壁２２２の各々の板面は、設置面Ｂに平行である。側壁２２３～２２５及び不図示の側壁は、上壁２２１の周縁と当該周縁に対応する底壁２２２の周縁とを方向Ｚで連結する。側壁２２３～２２５及び不図示の側壁の各々の板面は、設置面Ｂに直交し、鉛直方向に平行である。

【0032】

板状部材２３０は、筐体２２０の外部から内部に向かう外光を遮蔽し、ユーザＵに対して表示装置１１０及び撮像装置１３０を遮蔽する。板状部材２３０が太陽光、或いは例えば蛍光灯やＬＥＤ等からの照明光を含む可視波長域の外光を遮蔽する特性を有していてもよい。板状部材２３０の素材が外光を透過する場合は、上壁２２１、底壁２２２、側壁２２３～２２５、及び不図示の側壁おいて筐体２２０の内部空間に向く面２２１ｃ，２２２ｃ，２２３ｃ～２２５ｃ及び不図示の面の各々に、光Ｌ１，Ｌ２を遮蔽する布、フィルム、塗料、外光を遮蔽する遮蔽層が設けられる。なお、上壁２２１、底壁２２２、側壁２２３～２２５の内側の面２２１ｃ，２２２ｃ，２２３ｃ～２２５ｃ、及び不図示の側壁の内側の面の各々に、暗幕や黒色塗料等が施される場合、赤外波長域の光Ｌ２がこれらの内側の面で反射し、撮像装置１３０で取得する画像に干渉する。その場合、暗幕や黒色塗料等の外光の遮蔽材や遮蔽層のさらに内側に光Ｌ２の吸光材が設けられる。

【0033】

側壁２２３～２２５のうち、側壁（遮蔽板）２２５は、方向Ｚから見たときに、再帰透過素子１２０から再帰透過して出射される光Ｌ１及びインタラクティブ領域Ｅ３から反射素子１４０に向かう光Ｌ２の各々の進路と交差する。すなわち、側壁２２５は、再帰透過素子１２０の再帰透過面１２２によって再帰透過された光Ｌ１の進行方向すなわち方向Ｙにおいて、再帰透過面１２２と光Ｌ１の結像位置Ｐとの間に配置されている。

【0034】

側壁２２５の板面は、設置面Ｂに平行な方向Ｙに直交している。側壁２２５には、光Ｌ１，Ｌ２が方向Ｙで通過するための開口ＯＰが形成されている。開口ＯＰのＸＺ平面での大きさＳ１０は、少なくとも側壁２２５の方向Ｙでの位置Ｑにおける光Ｌ１の照射領域Ｒ１の大きさＳ１よりも大きい。ユーザＵの視線領域ＥＶの中心線ＶＸが設置面Ｂ及び方向Ｙと平行である場合、或いは当該中心線が設置面Ｂ及び方向Ｙに対して極めて小さい角度（例えば、５°以下）をなす場合、開口ＯＰの大きさＳ１０は、位置Ｑにおける光Ｌ２の照射領域Ｒ２の大きさＳ２と同等であり、ユーザＵの視線領域ＥＶの角度、中心線ＶＸ、及びユーザＵの視野を考慮し、大きさＳ２よりも適度に大きく設定されることが好ましい。位置Ｑにおける光Ｌ１の照射領域Ｒ１の大きさＳ１は、表示装置１１０の表示面１１２から出射する光Ｌ１の光軸Ａ１に対する拡がりを表す角度ωと、表示面１１２での発光点から光軸Ａ１に沿った方向での位置Ｑでの光軸Ａ１までの距離によって、凡そ算出可能である。位置Ｑにおける光Ｌ２の照射領域Ｒ２の大きさＳ２は、撮像装置１３０の画角φと、撮像装置１３０の受光面から光Ｌ２の光軸Ａ２に沿った方向での位置Ｑでの光軸Ａ２までの距離によって、凡そ算出可能である。

【0035】

空中像インタラクティブ装置１０１では、表示装置１１０は、側壁２２５において開口ＯＰの底縁Ｆ１にある端２２５ｅよりも下方すなわち方向Ｚの後方に配置されている。また、撮像装置１３０は、側壁２２５において開口ＯＰの上縁Ｆ２にある端２２５ｅよりも上方すなわち方向Ｚの前方に配置されている。これらのことから、空中像インタラクティブ装置１０１では、方向Ｙに沿って見たときに、表示装置１１０及び撮像装置１３０は、再帰透過素子１２０の再帰透過面１２２から再帰透過された光Ｌ１の光軸Ａ１を中心とする径方向において開口ＯＰの縁Ｆ及び縁Ｆに接する側壁２２５の端２２５ｅよりも光Ｌ１から離れた位置に配置されている。

【0036】

ユーザＵの位置Ｑにおける視線領域ＥＶ及び視野の各々の大きさは、ユーザＵの不図示の目の位置、目から結像位置Ｐの空中像ＡＲの方向Ｚの中心とを結ぶ仮想線と設置面Ｂとがなす角度、及びユーザＵの視線領域ＥＶ、視野の角度等から凡そ算出可能である。例えば、ユーザＵである人間の視野は、上方すなわち方向Ｚの前方に約６０°であり、下方すなわち方向Ｚの後方に約７０°であり、方向Ｘの前後両方に両目で約１２０°である。前述の視野に、目が動いた場合の角度の変化幅を追加して考慮されてもよい。なお、ユーザＵの視線の中心線は、反射素子１４０を通って空中像ＡＲを形成する光Ｌ１の光軸Ａ１と略重なる、或いは反射素子１４０を通って空中像ＡＲを形成する光軸Ａ１に対して±１０°以内の角度をなしている。ユーザＵの視線と光軸Ａ１とのなす角度と人間の視野を前述のように考慮することによって、後述するように側壁２２５で遮蔽する表示装置１１０及び撮像装置１３０、或いは床面や天井に配置する表示装置１１０及び撮像装置１３０の位置を好適に決められる。

【0037】

空中像インタラクティブ装置１０１では、図示されているようにユーザＵの視線領域ＥＶの中心線ＶＸが方向Ｙに略平行であり、再帰透過面１２２された光Ｌ１の光軸Ａ１と略平行である場合、表示装置１１０は、ユーザＵの目の位置と開口ＯＰの底縁Ｆ１及び側壁２２５において底縁Ｆ１に接する端２２５ｅとを結ぶ仮想線を筐体２２０の内部空間に延長した延長線よりも方向Ｚの後方且つ方向Ｙの前方の領域Ｅ１に配置されることがより好ましい。また、撮像装置１３０は、ユーザＵの目の位置と開口ＯＰの上縁Ｆ２及び側壁２２５において上縁Ｆ２に接する端２２５ｅとを結ぶ仮想線を筐体２２０の内部空間に延長した延長線よりも方向Ｚの前方且つ方向Ｙの前方の領域Ｅ２に配置されることがより好ましい。前述の延長線は図示されていないが、表示装置１１０及び撮像装置１３０は、前述のように配置されており、側壁２２５によって絞られたユーザＵの視線領域ＥＶから外れる。また、表示装置１１０及び撮像装置１３０が前述のように対応する延長線よりも方向Ｙの前方に大きくずれて、前述のように対応する延長線から方向Ｚで大きく離間して配置されることによって、ユーザＵの視野からも外れ、ユーザＵが多少目を動かしても視認されない。

【0038】

なお、ユーザＵの視線領域ＥＶの中心線ＶＸが側面視で方向Ｙに対して傾斜し、例えば中心線ＶＸが方向Ｙに対して比較的大きな角度をなし、方向Ｙの前方から後方に移動するに従って下降する場合には、表示装置１１０は、上述のように、ユーザＵの目の位置と開口ＯＰの底縁Ｆ１及び側壁２２５において底縁Ｆ１に接する端２２５ｅとを結ぶ仮想線を筐体２２０の内部空間に延長した延長線よりも方向Ｚの後方且つ領域Ｅ１に配置されることがより好ましい。但し、中心線ＶＸが方向Ｙに対して比較的大きな角度をなし、方向Ｙの前方から後方に移動するに従って下降する場合には、撮像装置１３０は、ユーザＵの視線領域ＥＶよりも上方に配置されればよく、ユーザＵの目の位置と開口ＯＰの上縁Ｆ２及び側壁２２５において上縁Ｆ２に接する端２２５ｅとを結ぶ仮想線を筐体２２０の内部空間に延長した延長線よりも方向Ｚの前方であっても、ユーザＵの視野領域から外れていれば方向Ｙの後方の領域Ｅ２に配置されてもよい。

【0039】

また、ユーザＵの視線領域ＥＶの中心線ＶＸが例えば中心線ＶＸが方向Ｙに対して比較的大きな角度をなし、方向Ｙの前方から後方に移動するに従って上昇する場合には、表示装置１１０は、ユーザＵの視線領域ＥＶよりも下方に配置されればよく、ユーザＵの目の位置と開口ＯＰの底縁Ｆ１及び側壁２２５において底縁Ｆ１に接する端２２５ｅとを結ぶ仮想線を筐体２２０の内部空間に延長した延長線よりも方向Ｚの後方ではあっても、ユーザＵの視野領域から外れていれば方向Ｙの後方の領域Ｅ１に配置されてもよい。但し、方向Ｙの前方から後方に移動するに従って上昇する場合には、撮像装置１３０は、上述のように、ユーザＵの目の位置と開口ＯＰの上縁Ｆ２及び側壁２２５において上縁Ｆ２に接する端２２５ｅとを結ぶ仮想線を筐体２２０の内部空間に延長した延長線よりも方向Ｚの前方且つ方向Ｙの前方の領域Ｅ２に配置されることがより好ましい。

【0040】

すなわち、本実施形態の空中像インタラクティブ装置１０１及び以下に説明する実施形態の空中像インタラクティブ装置１０２～１０４では、表示装置１１０及び撮像装置１３０は、ユーザＵの視野のうち、側壁２２５の縁Ｆによって絞られた視線領域ＥＶよりも中心線ＶＸを基準とする方向Ｚの外側の領域（領域Ｅ１又は領域Ｅ２）に配置されている。このことによって、表示装置１１０及び撮像装置１３０は、ユーザＵの視線領域ＥＶから外れ、視認されない。なお、以下に説明する実施形態の空中像インタラクティブ装置１０２～１０４及び空中像インタラクティブ装置１０５で参照する図面では、ユーザＵの視線領域ＥＶや中心線ＶＸは省略されている場合がある。

【0041】

以上説明した第１実施形態の空中像インタラクティブ装置１０１は、少なくとも表示装置１１０と、再帰透過素子１２０と、撮像装置１３０と、反射素子１４０と、を備える。表示装置１１０は、表示面１１２を有し、表示面１１２から可視波長域の光（第１光）Ｌ１を出射する。再帰透過素子１２０は、表示装置１１０の表示面１１２から出射される光Ｌ１の方向Ｚの前方（進行方向の前方）の領域Ｅ１に配置され、表示面１１２に対して角度（所定の角度）θをなす再帰透過面１２２を有する。再帰透過素子１２０は、再帰透過面１２２に入射する光Ｌ１を再帰透過する。撮像装置１３０は、再帰透過素子１２０の再帰透過面１２２に対して表示装置１１０が配置されている側の領域Ｅ１とは反対側の領域Ｅ２に配置され、赤外波長域の光（第２光）Ｌ２を受光する。反射素子１４０は、光Ｌ１を透過し、領域（反対側の領域）Ｅ２で再帰透過面１２２と平行に配置された反射面１４２を有し、反射面１４２に入射する光Ｌ２を反射する。

【0042】

第１実施形態の空中像インタラクティブ装置１０１によれば、再帰透過素子１２０の再帰透過面１２２及び反射素子１４０の反射面１４２に対して表示装置１１０を下方の領域Ｅ１に配置し、撮像装置１３０を上方の領域Ｅ２に配置できる。その結果、表示装置１１０及び撮像装置１３０の各々の配置の自由度が拡がるので、表示装置１１０及び撮像装置１３０をユーザＵの視線領域ＥＶの外、さらには視野外に置くことができる。また、撮像装置１３０をユーザＵの手を再帰透過素子１２０の再帰透過面１２２で再帰透過して再帰透過面１２２から結像位置Ｐに向かう光Ｌ１の光軸Ａ１に沿って正面から撮影可能な位置に配置できる。そのため、第１実施形態の空中像インタラクティブ装置１０１によれば、インタラクティブ領域Ｅ３における空中像ＡＲに対するユーザＵの手の配置及び相対移動を高精度に検出できる。したがって、第１実施形態の空中像インタラクティブ装置１０１によれば、ユーザＵの注意を逸らさずに空中像ＡＲを連続的に観察させ、空中像ＡＲに対するユーザＵの動きを高精度に検出できる。

【0043】

第１実施形態の空中像インタラクティブ装置１０１では、表示装置１１０及び撮像装置１３０が再帰透過面１２２によって再帰透過された光Ｌ１が結像する結像位置Ｐに形成される空中像ＡＲを観察するユーザＵの視野外の領域に配置されている。第１実施形態の空中像インタラクティブ装置１０１によれば、ユーザＵに表示装置１１０及び撮像装置１３０を視認させることなく、ユーザＵの注意を逸らさずに空中像ＡＲを連続的に観察させることができる。

【0044】

第１実施形態の空中像インタラクティブ装置１０１は、側壁（遮蔽板）２２５をさらに備える。側壁２２５は、再帰透過素子１２０の再帰透過面１２２によって再帰透過された光Ｌ１の進行方向すなわち方向Ｙにおいて再帰透過面１２２と光Ｌ１が結像する結像位置Ｐとの間の位置Ｑに配置されている。側壁２２５は、外光を遮蔽する板状部材２３０で構成されている。側壁２２５の板状部材２３０の板面は、光Ｌ１の進行方向すなわち方向Ｙに直交している。側壁２２５には、方向Ｙに直交するＸＺ平面内（進行方向に直交する面内）で再帰透過素子１２０の再帰透過面１２２によって再帰透過された光Ｌ１が位置Ｑにて照射される照射領域Ｒ１よりも大きい開口ＯＰが形成されている。表示装置１１０及び撮像装置１３０は、方向Ｙに沿って見たときに開口ＯＰの縁Ｆよりも光Ｌ１から離れて配置されている。

【0045】

第１実施形態の空中像インタラクティブ装置１０１によれば、また、表示装置１１０及び撮像装置１３０をユーザＵから見て側壁２２５よりも奥側且つ開口ＯＰよりも径方向の外側の領域Ｅ１，Ｅ２に配置し、ユーザＵに対して表示装置１１０及び撮像装置１３０を遮蔽できる。これらのことによって、表示装置１１０及び撮像装置１３０がユーザＵの視線領域ＥＶや視野から外れる。第１実施形態の空中像インタラクティブ装置１０１によれば、ユーザＵに表示装置１１０及び撮像装置１３０を視認させることなく、ユーザＵの注意を逸らさずに空中像ＡＲを連続的に観察させることができる。

【0046】

第１実施形態の空中像インタラクティブ装置１０１では、表示装置１１０の表示面１１２は水平面と平行に配置され、角度（所定の角度）θは４５°である。第１実施形態の空中像インタラクティブ装置１０１によれば、図１に二点鎖線で示した反射素子１４０の反射面１４２で折り返した光Ｌ２の光路及び撮像装置１３０を参照するとわかるように、撮像装置１３０を、ユーザＵの手や頭を再帰透過素子１２０の再帰透過面１２２で再帰透過して再帰透過面１２２から結像位置Ｐに向かう光Ｌ１の光軸Ａ１、及びインタラクティブ領域Ｅ３から発せられるユーザＵの手の動きや顔の表情を表す情報を含む光Ｌ２の光軸Ａ２に沿って正面から撮影可能な位置に配置できる。そのため、第１実施形態の空中像インタラクティブ装置１０１によれば、インタラクティブ領域Ｅ３における空中像ＡＲに対するユーザＵの手の配置及び相対移動やユーザＵの顔の表情を従来の装置よりも高精度に検出できる。したがって、第１実施形態の空中像インタラクティブ装置１０１によれば、空中像ＡＲに対するユーザＵの動きを高精度に検出できる。

【0047】

なお、第１実施形態の空中像インタラクティブ装置１０１では、再帰透過素子１２０と反射素子１４０とが互いに当接しているが、変形例として、再帰透過素子１２０と反射素子１４０との間に隙間があってもよく、再帰透過素子１２０と反射素子１４０との間に別の部材が介在してもよい。但し、再帰透過素子１２０と反射素子１４０との間に別の部材が介在する場合は、当該部材は少なくとも光Ｌ１を透過する素材で構成されている。

【0048】

また、第１実施形態の空中像インタラクティブ装置１０１では、インタラクティブ領域Ｅ３において空中像ＡＲに対するユーザＵの手の動きを撮像装置１３０で検出するが、撮像装置１３０は、手に限らず、ユーザＵの頭や顔の動き、或いはユーザＵが操作する指示部材等の動きを検出してもよい。表示装置１１０の表示面１１２に表示される画像は、撮像装置１３０の検出対象や空中像インタラクティブ装置１０１に応じて適宜変更される。

【0049】

また、第１実施形態の空中像インタラクティブ装置１０１では、筐体２２０が箱状に形成されているが、側壁２２５よりも方向Ｙの後方、すなわち側壁２２５に対してユーザＵがいる空間とは方向Ｙの反対側の領域Ｅ１，Ｅ２において、方向Ｙの前方からの外光が入射し難く、空中像ＡＲの光量及び光Ｌ２の検出精度が十分に得られる状況であれば、上壁２２１、底壁２２２及び側壁２２３，２２４及び不図示の側壁は、省略されてもよい。

【0050】

以下に、第１実施形態の空中像インタラクティブ装置１０１の変形例及び他の実施形態について説明する。下記の変形例及び他の実施形態において第１実施形態の空中像インタラクティブ装置１０１と共通する構成要素については該当する空中像インタラクティブ装置１０１の構成要素と同じ符号を付し、その説明は省略する。

【0051】

（第２実施形態）
図２は、本発明に係る第２実施形態の空中像インタラクティブ装置１０２の側面図である。図２に示すように、空中像インタラクティブ装置１０２では、表示装置１１０の表示面１１２は、水平面に対して４５°傾斜して配置され、角度（所定の角度）θは４５°である。本実施形態では、例えば図２で不図示の設置面Ｂは第１実施形態と同様に水平面に平行であり、再帰透過素子１２０の再帰透過面１２２及び反射素子１４０の反射面１４２は設置面Ｂ及び水平面に平行である。本実施形態の空中像インタラクティブ装置１０２では、上壁（遮蔽板）２２１及び側壁（遮蔽板）２２５によって、方向Ｙの前方からの外光が遮蔽される。表示装置１１０は、方向Ｚに沿って延在する側壁２２５によって、ユーザＵの視線領域外及び視野外に配置される。撮像装置１３０は、上壁２２１によってユーザＵの視線領域外及び視野外に配置される。上壁（遮蔽板）２２１は、側面視で鉛直面に対して略４５°の角度をなしている。なお、図２に示す上壁２２１は、開口ＯＰよりも上方の側壁２２５として構成されていてもよい。

【0052】

第２実施形態の空中像インタラクティブ装置１０２によれば、第１実施形態の空中像インタラクティブ装置１０１と同様の構成を備えるので、上述した空中像インタラクティブ装置１０１と同様の作用効果が得られる。すなわち、空中像インタラクティブ装置１０２によれば、ユーザＵに表示装置１１０及び撮像装置１３０を視認させることなく、ユーザＵの注意を逸らさずに空中像ＡＲを連続的に観察させることができる。

【0053】

第２実施形態の空中像インタラクティブ装置１０２では、表示装置１１０の表示面１１２は、水平面に対して４５°傾斜して配置され、角度（所定の角度）θは４５°である。第２実施形態の空中像インタラクティブ装置１０２によれば、二点鎖線で示した反射素子１４０の反射面１４２で折り返した光Ｌ２の光路及び撮像装置１３０を参照するとわかるように、撮像装置１３０をユーザＵの手や顔、頭を再帰透過素子１２０の再帰透過面１２２から結像位置Ｐに向かう光Ｌ１の光軸Ａ１、及びインタラクティブ領域Ｅ３から発せられる光Ｌ２の光軸Ａ２に沿って正面から撮影可能な位置に配置できる。そのため、第２実施形態の空中像インタラクティブ装置１０２によれば、インタラクティブ領域Ｅ３における空中像ＡＲに対するユーザＵの手の配置及び相対移動や顔の表情を従来の装置よりも高精度に検出できる。したがって、第２実施形態の空中像インタラクティブ装置１０２によれば、空中像ＡＲに対するユーザＵの動きを高精度に検出できる。

【0054】

第２実施形態の空中像インタラクティブ装置１０２では、上壁（遮蔽版、遮蔽板の少なくとも一部）２２１は、再帰透過素子１２０の再帰透過面１２２によって再帰透過された光Ｌ１の進行方向すなわち方向Ｙ，Ｚの間にあって双方に４５°をなす方向において再帰透過面１２２と光Ｌ１が結像する結像位置Ｐとの間の位置Ｑに配置されている。側壁（遮蔽板）２２５の端２２５ｅは、再帰透過面１２２によって再帰透過された光Ｌ１の進行方向において位置Ｑに配置されている。側壁２２５は、端２２５ｅから方向Ｚと平行に延在している。上壁２２１の板状部材２３０の板面は、光Ｌ１の進行方向に直交している。上壁２２１と側壁２２５との間には、光Ｌ１の進行方向に直交する面内で、再帰透過面１２２によって再帰透過された光Ｌ１が位置Ｑにて照射される照射領域Ｒ１よりも大きい開口ＯＰが形成されている。表示装置１１０及び撮像装置１３０は、再帰透過面１２２によって再帰透過された光Ｌ１の進行方向に沿って見たときに開口ＯＰの縁Ｆよりも光Ｌ１から離れて配置されている。

【0055】

第２実施形態の空中像インタラクティブ装置１０２によれば、上壁２２１及び側壁２２５よりも方向Ｙの後方への外光を遮蔽できる。また、表示装置１１０及び撮像装置１３０をユーザＵから見て側壁２２５よりも奥側且つ開口ＯＰよりも径方向の外側の領域Ｅ１，Ｅ２に配置し、ユーザＵに対して表示装置１１０及び撮像装置１３０を遮蔽できる。第２実施形態の空中像インタラクティブ装置１０２によれば、第１実施形態の空中像インタラクティブ装置１０１と同様に、ユーザＵに表示装置１１０及び撮像装置１３０を視認させることなく、ユーザＵの注意を逸らさずに空中像ＡＲを連続的に観察させることができる。

【0056】

（第３実施形態）
図３は、本発明に係る第３実施形態の空中像インタラクティブ装置１０３の側面図である。図３に示すように、空中像インタラクティブ装置１０３では、表示装置１１０の表示面１１２は、水平面及び不図示の設置面Ｂに対して４５°傾斜して配置され、角度（所定の角度）θは４５°である。本実施形態では、例えば不図示の設置面Ｂは水平面に平行であり、再帰透過素子１２０の再帰透過面１２２及び反射素子１４０の反射面１４２は設置面Ｂ及び水平面に直交し、鉛直面に平行である。本実施形態の空中像インタラクティブ装置１０３では、側壁（遮蔽板）２２５及び接続壁（遮蔽板）２２６によって、方向Ｙの前方からの外光が遮蔽される。表示装置１１０は、方向Ｚに沿って延在する側壁２２５によって、ユーザＵの視線領域外及び視野外に配置される。撮像装置１３０は、接続壁２２６によってユーザＵの視線領域外及び視野外に配置される。

【0057】

第３実施形態の空中像インタラクティブ装置１０３によれば、第１実施形態の空中像インタラクティブ装置１０１と同様の構成を備えるので、ユーザＵに表示装置１１０及び撮像装置１３０を視認させることなく、ユーザＵの注意を逸らさずに空中像ＡＲを連続的に観察させることができる。

【0058】

第３実施形態の空中像インタラクティブ装置１０３では、表示装置１１０の表示面１１２は、水平面に対して４５°傾斜して配置され、角度（所定の角度）θは４５°である。第３実施形態の空中像インタラクティブ装置１０３によれば、撮像装置１３０をユーザＵの手や顔、頭をインタラクティブ領域Ｅ３から発せられる光Ｌ２の光軸Ａ２に沿って正面から撮影可能な位置に配置できる。そのため、第３実施形態の空中像インタラクティブ装置１０３によれば、インタラクティブ領域Ｅ３における空中像ＡＲに対するユーザＵの手の配置及び相対移動や顔の表情を従来の装置よりも高精度に検出できる。

【0059】

第３実施形態の空中像インタラクティブ装置１０３では、側壁（遮蔽版、遮蔽板の少なくとも一部）２２５の端２２５ｅ、及び接続壁（遮蔽版、遮蔽板の少なくとも一部）２２６の開口ＯＰに面する端２２６ｅは、再帰透過素子１２０の再帰透過面１２２によって再帰透過された光Ｌ１の進行方向すなわち方向Ｙ，Ｚの間にあって双方に４５°をなす方向において再帰透過面１２２と光Ｌ１が結像する結像位置Ｐとの間の位置Ｑに配置されている。側壁２２５は、端２２５ｅから方向Ｚと平行に延在している。接続壁２２６は、端２２６ｅから方向Ｙと平行に延在している。側壁２２５と接続壁２２６との間には、光Ｌ１の進行方向に直交する面内で、再帰透過面１２２によって再帰透過された光Ｌ１が位置Ｑにて照射される照射領域Ｒ１よりも大きい開口ＯＰが形成されている。表示装置１１０及び撮像装置１３０は、再帰透過面１２２によって再帰透過された光Ｌ１の進行方向に沿って見たときに開口ＯＰの縁Ｆよりも光Ｌ１から離れて配置されている。なお、接続壁２２６の方向Ｙの前端部は、開口ＯＰの底縁Ｆ１よりも下方の不図示の側壁２２５の上端に接続されてもよい。接続壁２２６の素材が外光を透過する場合は、接続壁２２６おいて筐体２２０の内部空間に向く面に、光Ｌ１，Ｌ２を遮蔽する布、フィルム、塗料、外光を遮蔽する遮蔽層等が設けられる。

【0060】

第３実施形態の空中像インタラクティブ装置１０３によれば、側壁２２５よりも方向Ｙの後方への外光、及び接続壁２２６よりも方向Ｚの後方への外光を遮蔽できる。また、表示装置１１０及び撮像装置１３０をユーザＵから見て側壁２２５及び接続壁２２６よりも奥側且つ開口ＯＰよりも径方向の外側の領域Ｅ１，Ｅ２に配置し、ユーザＵに対して表示装置１１０及び撮像装置１３０を遮蔽できる。第３実施形態の空中像インタラクティブ装置１０３によれば、ユーザＵに表示装置１１０及び撮像装置１３０を視認させることなく、ユーザＵの注意を逸らさずに空中像ＡＲを連続的に観察させることができる。

【0061】

（第４実施形態）
図４は、本発明に係る第４実施形態の空中像インタラクティブ装置１０４の側面図である。図４に示すように、第４実施形態の空中像インタラクティブ装置１０４では、第１実施形態の空中像インタラクティブ装置１０１の再帰透過素子１２０に替えて、反射面１５２を有する反射素子１５０が配置されている。反射面１５２は、反射素子１５０において反射素子１４０と隣り合う板面とは反対側の板面に設けられている。反射面１５２は、方向Ｚの後方から光軸Ａ１に沿って入射する光Ｌ１のうちの少なくとも一部の光Ｌ１を反射し、方向Ｙと平行且つ逆向きの光軸Ａ１に沿って一部の光Ｌ１を出射する。反射素子１５０には、例えば光Ｌ１の波長帯に合わせて設計されたハーフミラーが用いられる。

【0062】

空中像インタラクティブ装置１０４では、反射素子１５０の反射面１５２で反射された光Ｌ１の進行方向の前方の領域Ｅ１に、再帰反射面１６２を有する再帰反射素子１６０が配置されている。再帰反射面１６２は、方向Ｚと平行に形成されている。反射素子１５０の反射面１５２で反射された光Ｌ１は、光軸Ａ１に沿って方向Ｙと平行且つ逆向きに進行し、再帰反射素子１６０の再帰反射面１６２によって再帰反射され、光軸Ａ１に沿って方向Ｙに進行する。方向Ｙの後方から反射素子１５０に入射した光Ｌ１の少なくとも一部の光Ｌ１は、反射素子１５０，１４０を順次透過し、第１実施形態の空中像空中像インタラクティブ装置１０１と同様に、集光して空中像ＡＲを形成する。

【0063】

第４実施形態の空中像インタラクティブ装置１０４によれば、第１実施形態の空中像インタラクティブ装置１０１と同様の原理及び構成によって空中像ＡＲを形成し、側壁２２５によって外光を遮蔽し、ユーザＵに表示装置１１０及び撮像装置１３０を視認させることなく、ユーザＵの注意を逸らさずに空中像ＡＲを連続的に観察させることができる。

【0064】

また、第４実施形態の空中像インタラクティブ装置１０４は、表示面１１２を有する表示装置１１０と、反射面（第１反射面）１５２を有する反射素子（第１反射素子）１５０と、再帰反射面１６２を有する再帰反射素子１６０と、撮像装置１３０と、反射面（第２反射面）１４２を有する反射素子（第２反射素子）１４０と、を備える。反射素子１５０は、表示面１１２から出射される光Ｌ１の進行方向の前方の領域Ｅ１に配置されている。反射面１５２は、表示面１１２に対して角度（所定の角度）θをなし、入射する光Ｌ１の少なくとも一部を鏡面反射（反射）する。再帰反射素子１６０は、反射面１５２に対して表示装置１１０が配置されている側の領域と同じ側の領域Ｅ１に配置されている。再帰反射面１６２は、反射面１５２で反射された光Ｌ１の少なくとも一部を再帰反射する。反射素子１４０は、再帰反射面１６２で再帰反射されて反射素子１５０を透過した光Ｌ１を透過する。すなわち、第４実施形態の空中像インタラクティブ装置１０４によれば、ＡＩＲＲ（Ａｅｒｉａｌ Ｉｍａｇｉｎｇ ｂｙ Ｒｅｔｒｏ－Ｒｅｆｅｌｅｃｔｉｏｎ）にも適用可能である。

【0065】

また、上述では再帰反射面１６２が方向Ｚと平行に形成されている旨を説明したが、本実施形態の空中像インタラクティブ装置１０４の変形例として再帰反射面１６２は、反射素子１５０の反射面１５２によって反射された光Ｌ１の光軸Ａ１に直交する平面に平行な方向（例えば、方向Ｘ，Ｚ）に対して曲面をなしていてもよく、当該平面に対して傾斜して配置されていてもよい。すなわち、再帰反射素子１６０は、方向Ｚに対して湾曲又は傾斜していてもよく、湾曲且つ傾斜していてもよい。

【0066】

また、本実施形態では、第１実施形態の空中像インタラクティブ装置１０１の構成に基づいてＡＩＲＲに適用した変形例を説明したが、第２実施形態の空中像インタラクティブ装置１０２又は第３実施形態の空中像インタラクティブ装置１０３に基づいて本実施形態の構成がＡＩＲＲに適用されてもよい。すなわち、空中像インタラクティブ装置１０２，１０３の各々において、再帰透過素子１２０に替えて、反射素子（第１反射素子）１５０及び再帰反射素子１６０が適宜配置されてもよい。

【0067】

（第５実施形態）
例えば、第５実施形態の空中像インタラクティブ装置１０５は、第１実施形態の空中像インタラクティブ装置１０１と同様に構成及び配置された表示装置１１０、再帰透過素子１２０、撮像装置１３０、反射素子１４０及び制御装置２００を備える。但し、空中像インタラクティブ装置１０５は、筐体（遮蔽板）２２０を備えなくてもよい。この場合、設置面Ｂは、例えば屋内の床面である。表示装置１１０は、設置面Ｂ上に載置されている。制御装置２００は、設置面Ｂ上に載置されていてもよく、設置面Ｂから遠隔に配置され、無線等で表示装置１１０及び撮像装置１３０に接続されてもよい。撮像装置１３０は、屋内の天井Ｔに設置されている。空中像インタラクティブ装置１０５では、表示面１１２以外の表示装置１１０の外側の面が床面と同系色になっていることが好ましい。同様に、受光面以外の撮像装置１３０の外側の面が天井Ｔと同系色になっていることが好ましい。

【0068】

第５実施形態の空中像インタラクティブ装置１０５によれば、少なくとも第１実施形態の空中像インタラクティブ装置１０１と同様の構成を備えるので、上述した空中像インタラクティブ装置１０１と同様の作用効果が得られる。すなわち、空中像インタラクティブ装置１０５によれば、ユーザＵに表示装置１１０及び撮像装置１３０を視認させることなく、ユーザＵの注意を逸らさずに空中像ＡＲを連続的に観察させることができる。

【0069】

第５実施形態の空中像インタラクティブ装置１０５では、表示装置１１０及び撮像装置１３０が再帰透過面１２２によって再帰透過された光Ｌ１が結像する結像位置Ｐに形成される空中像ＡＲを観察するユーザＵの視野ＧＶから外れた領域に配置されている。第５実施形態の空中像インタラクティブ装置１０５によれば、ユーザＵに表示装置１１０及び撮像装置１３０を視認させることなく、ユーザＵの注意を逸らさずに空中像ＡＲを連続的に観察させることができる。

【0070】

以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は特定の態様に限定されない。本発明は、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々変形及び変更可能である。

【符号の説明】

【0071】

１０１，１０２，１０３，１０４，１０５ 空中像インタラクティブ装置
１１０ 表示装置
１１２ 表示面
１２０ 再帰透過素子
１２２ 再帰透過面
１３０ 撮像装置
１４０ 反射素子、反射素子（第２反射素子）
１４２ 反射面、反射面（第２反射面）
１５０ 反射素子（第１反射素子）
１５２ 反射面（第１反射面）
Ｚ 方向（第１光の進行方向）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】