特許 7549175 非接触入力装置、非接触入力システム、及びプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-09-02

(45)【発行日】2024-09-10

(54)【発明の名称】非接触入力装置、非接触入力システム、及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   G06F 3/041 20060101AFI20240903BHJP

【ＦＩ】

G06F3/041 532

G06F3/041 662

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2024072756

(22)【出願日】2024-04-26

【審査請求日】2024-07-03

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000005887

【氏名又は名称】三井化学株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002952

【氏名又は名称】弁理士法人鷲田国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】永田 桂

(72)【発明者】

【氏名】箕輪 晃

【審査官】仲野 一秀

(56)【参考文献】

【文献】中国実用新案第２１７５４３７５７（ＣＮ，Ｕ）

【文献】国際公開第２０２０／１２９７７２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１９－１０９６３７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０６Ｆ ３／００－３／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

タッチ操作を受け付ける表示部の表示画像を空中に空中画像として結像する結像部と、
前記タッチ操作に対応する前記空中画像に対するユーザの操作に関する情報を検出する検出部と、
前記操作に関する情報を前記表示部に送る制御部と、を備える、
非接触入力装置。

【請求項2】

前記空中画像における座標は、前記表示画像における座標に対応する、
請求項１に記載の非接触入力装置。

【請求項3】

前記表示部を着脱可能に支持する支持部を、更に備える、
請求項１に記載の非接触入力装置。

【請求項4】

前記表示部を収容する筐体を、更に備え、
前記結像部は、前記表示画像の光のうち、前記結像部に入射する結像対象光を、前記空中画像として結像し、
前記筐体は、前記筐体内における前記結像対象光以外の光を吸収する光吸収部を有する、
請求項１に記載の非接触入力装置。

【請求項5】

前記結像部は、前記表示画像の光のうち、前記結像部に入射する結像対象光を、前記空中画像として結像し、
前記非接触入力装置は、前記表示画像の光のうち、前記結像対象光以外の光が、前記結像部を通って前記空中に漏洩することを抑制する光調整部を、更に備える、
請求項１に記載の非接触入力装置。

【請求項6】

前記空中画像に対する前記ユーザの操作に応じて、前記ユーザの手に刺激を付与する刺激付与機構を、更に備える、
請求項１に記載の非接触入力装置。

【請求項7】

前記表示部を収容する筐体と、
前記筐体の内部空間において前記表示部が発生する音を、前記筐体の外部空間に伝達する音伝達部と、を更に備える、
請求項１に記載の非接触入力装置。

【請求項8】

前記表示部を収容する筐体を、更に備え、
前記筐体は、
前記筐体に作用する衝撃を吸収する衝撃吸収機構、
前記筐体の外部空間の熱が前記筐体の内部空間に伝わることを抑制する断熱機構、又は、
前記筐体の外部空間の水が、前記筐体の内部空間に浸入することを抑制する防水機構を有する、
請求項１に記載の非接触入力装置。

【請求項9】

前記表示部を収容する筐体を、更に備え、
前記筐体は、
前記表示部を収容する収容空間と、
前記筐体の外部空間から前記収容空間に前記表示部を挿入する挿入口と、
前記収容空間に設けられ前記挿入口から挿入された前記表示部を着脱可能に支持する支持部と、を備え、
前記表示部は、前記支持部に支持された状態で、前記制御部に接続される、
請求項１に記載の非接触入力装置。

【請求項10】

タッチ操作を受け付ける表示部を有する端末と、
請求項１に記載の非接触入力装置と、を備える、
非接触入力システム。

【請求項11】

請求項１に記載の非接触入力装置に組み込まれる端末であって、タッチ操作を受け付ける表示部を有する前記端末において動作するプログラムであって、
前記端末は、前記プログラムを実行することにより、
前記非接触入力装置から前記操作に関する情報を取得し、
取得した前記操作に関する情報を、前記タッチ操作に対応する操作情報に変換し、
前記操作情報に基づいて、前記端末を制御する、
プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、非接触入力装置、非接触入力システム、及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、特許文献１に開示されたように、画像表示装置の表示部に表示された画像を空中における結像面に結像して、当該結像面に画像（以下、空中画像と称する。）を表示する非接触入力装置が知られている。このような非接触入力装置は、表示部に表示された画像を、空中画像として結像する結像部を有する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１４－６７０７１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、上述のような非接触入力装置の場合、表示部は、予め非接触入力装置に組み込まれている。このため、表示部として、タッチ操作を受け付けることができる表示部を採用することを意図していない。

【0005】

本発明の目的は、タッチ操作を受け付ける表示部を操作できる、非接触入力装置、非接触入力システム、及びプログラムを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明に係る非接触入力装置の一態様は、
タッチ操作を受け付ける表示部の表示画像を空中に空中画像として結像する結像部と、
タッチ操作に対応する空中画像に対するユーザの操作に関する情報を検出する検出部と、
操作に関する情報を表示部に送る制御部と、を備える。

【0007】

本発明に係る非接触入力システムの一態様は、
タッチ操作を受け付ける表示部を有する端末と、
上述の非接触入力装置と、を備える。

【0008】

本発明に係るプログラムの一態様は、
上述の非接触入力装置に組み込まれる端末であって、タッチ操作を受け付ける表示部を有する端末において動作するプログラムであって、
端末は、プログラムを実行することにより、
非接触入力装置から操作に関する情報を取得し、
取得した操作に関する情報を、タッチ操作に対応する操作情報に変換し、
操作情報に基づいて、端末の表示部の表示を制御する。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、タッチ操作を受け付ける表示部を操作できる非接触入力装置、非接触入力システム、及びプログラムを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、本発明の実施形態に係る非接触入力システムの斜視図である。

【図2】図２は、非接触入力システムの断面図である。

【図3】図３は、非接触入力システムの機能ブロック図である。

【図4】図４は、ユーザが空中画像を操作する状態を示す模式図である。

【図5】図５は、変形例１に係る非接触入力装置の断面図である。

【図6】図６は、変形例２に係る非接触入力装置の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明に係る非接触入力装置、非接触入力システム、及びプログラムの一例について、図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下で説明する非接触入力装置、非接触入力システム、及びプログラムは、本発明に係る非接触入力装置、非接触入力システム、及びプログラムの一例であり、本発明は後述の実施形態により限定されない。

【0012】

［実施形態］
図１～図４を参照して、非接触入力システムＡ及び非接触入力装置１の構成について説明する。

【0013】

図１は、非接触入力システムＡの斜視図である。又、図２は、非接触入力装置１の断面図である。尚、図２において、ユーザＵと非接触入力システムＡとの大小関係は、実際の大小関係とは異なる。

【0014】

非接触入力システムＡは、所謂空中ディスプレイを備えた装置である。空中ディスプレイは、空中に情報や映像を投影する。

【0015】

非接触入力システムＡは、種々の場所（店舗、公共施設、医療現場、及び工場等）において、ユーザＵが情報を入力するための端末、又は、ユーザＵが情報を取得するための端末として使用される。

【0016】

特に、本実施形態に係る非接触入力システムＡの場合、後述の表示部８１（図２参照）として、ユーザＵが個人的に所有する端末（例えば、スマートフォン又はタブレット）を使用できる。このような端末は、タッチ操作を受け付ける表示部（例えば、ディスプレイ）を有する。

【0017】

非接触入力システムＡは、ユーザＵの端末における表示部８１に表示された画像を、空中画像として結像する。ユーザＵは、端末の表示部をタッチ操作する代わりに、空中画像を操作することにより、端末を操作する。つまり、ユーザＵは、空中画像を介して、端末を操作する。

【0018】

以下の説明において、非接触入力システムＡ及び非接触入力装置１の構造を説明するにあたり、図１及び図２に示す直交座標系（Ｘ、Ｙ、Ｚ）を使用することもある。Ｘ方向は、非接触入力システムＡ及び非接触入力装置１の前後方向に一致する。Ｘ方向＋側は、非接触入力システムＡ及び非接触入力装置１の前側に一致する。Ｘ方向－側は、非接触入力システムＡ及び非接触入力装置１の後側に一致する。

【0019】

又、Ｙ方向は、非接触入力システムＡ及び非接触入力装置１の左右方向及び幅方向に一致する。Ｙ方向＋側は、非接触入力システムＡ及び非接触入力装置１の前方から非接触入力システムＡ及び非接触入力装置１を見た場合の左側に一致する。Ｙ方向－側は、非接触入力システムＡ及び非接触入力装置１の前方から非接触入力システムＡ及び非接触入力装置１を見た場合の右側に一致する。

【0020】

Ｚ方向は、非接触入力システムＡ及び非接触入力装置１の上下方向に一致する。Ｚ方向＋側は、非接触入力システムＡ及び非接触入力装置１の上側に一致する。Ｚ方向－側は、非接触入力システムＡ及び非接触入力装置１の下側に一致する。

【0021】

非接触入力システムＡは、非接触入力装置１、及び、端末８を有する。

【0022】

非接触入力装置１は、筐体２、結像部３、光調整部４、入力検出部５、及び制御部６を有する。

【0023】

本実施形態に係る非接触入力装置１は、所謂横置き式の非接触入力装置である。横置き式の非接触入力装置の場合、空中画像Ｇ１は、図２に示すように、非接触入力装置１における結像部３の上方に表示される。尚、非接触入力装置は、横置き式の非接触入力装置に限定されない。

【0024】

非接触入力装置は、所謂縦置き式の非接触入力装置であってもよい。縦置き式の非接触入力装置は、図２に示す非接触入力装置１を図２における反時計回りの方向に９０°回転させた如き構成を有する。縦置き式の非接触入力装置の場合、空中画像Ｇ１は、非接触入力装置１における結像部３の前方に表示される。

【0025】

本実施形態に係る非接触入力装置１は、第１の使用態様として、所定の場所に固定された状態で使用されてよい。又、本実施形態に係る非接触入力装置１は、第２の使用態様として、所定の場所に固定されない状態で使用されてもよい。

【0026】

非接触入力装置１が第２の使用態様で使用される場合、非接触入力装置１の大きさは、ユーザＵが持ち運べる程度の大きさであると好ましい。

【0027】

筐体２は、箱状であって、非接触入力装置１を構成する各エレメントを収容又は支持するための部材である。本実施形態の場合、筐体２は、前後方向に長い直方体状である。

【0028】

但し、筐体の形状は、本実施形態の筐体２の形状に限定されない。筐体の形状は、非接触入力装置１が使用される環境に応じて適宜決定されてよい。筐体２の形状は、箱状に限定されない。筐体２の形状は、非接触入力装置１を構成する各エレメントを収容又は支持することができる種々の形状であってよい。

【0029】

筐体２は、前側板部２ａ、後側板部２ｂ、左側板部２ｃ、右側板部２ｄ、及び底板部２ｅを有する。前側板部２ａ、後側板部２ｂ、左側板部２ｃ、右側板部２ｄ、及び底板部２ｅは、上方が開口した箱状に組み合わされている。

【0030】

筐体２は、収容空間２１、挿入口２２、及び支持部２３を有する。

【0031】

収容空間２１は、前側板部２ａ、後側板部２ｂ、左側板部２ｃ、右側板部２ｄ、及び底板部２ｅにより囲まれた空間である。

【0032】

挿入口２２は、右側板部２ｄに設けられている。挿入口２２は、右側板部２ｄを左右方向に貫通する貫通孔である。挿入口２２は、端末８（図２参照）が通過可能な形状及び大きさを有する。挿入口２２の外側の開口部は、例えば、蓋部材（不図示）により塞がれてよい。

【0033】

ユーザＵは、非接触入力装置１の外部空間で端末８にケーブル（不図示）の第一端部を装着する。ケーブルは、端末８と制御部６とを接続するケーブルである。ケーブルの第二端部は、制御部６に接続されている。

【0034】

ユーザＵは、端末８にケーブルを装着した後、挿入口２２を介して、端末８を筐体２の外部空間から収容空間２１に挿入する。挿入口２２を通過して収容空間２１に挿入された端末８は、自動的に、後述の支持部２３に支持されてよい。

【0035】

尚、挿入口の構成は、上述の挿入口２２の構成に限定されない。図５及び図６を参照して、挿入口の変形例について説明する。

【0036】

図５は、変形例１に係る非接触入力システムＡａの断面図である。非接触入力システムＡａは、挿入口２２ａの構成が、上述の実施形態に係る非接触入力システムＡの挿入口２２と異なる。

【0037】

具体的には、挿入口２２ａは、底板部２ｅに設けられている。挿入口２２ａは、底板部２ｅを上下方向に貫通する貫通孔である。挿入口２２ａは、端末８が通過可能な形状及び大きさを有する。挿入口２２ａの外側の開口部は、例えば、蓋部材（不図示）により塞がれてよい。

【0038】

ユーザＵは、非接触入力装置１の外部空間で端末８にケーブル（不図示）の第一端部を装着する。ケーブルは、端末８と制御部６とを接続するケーブルである。ケーブルの第二端部は、制御部６に接続されている。

【0039】

ユーザＵは、端末８にケーブルを装着した後、挿入口２２ａを介して、端末８を筐体２の外部空間から収容空間２１に挿入する。挿入口２２ａを通過して収容空間２１に挿入された端末８は、自動的に、支持部２３に支持されてよい。

【0040】

このような変形例１に係る非接触入力システムＡａの場合、挿入口２２ａが、底板部２ｅに設けられている。このような構成は、外部空間の光が、挿入口２２ａを通って収容空間２１に侵入することを抑制できる。

【0041】

次に、図６は、変形例２に係る非接触入力システムＡｂの断面図である。非接触入力システムＡｂは、挿入口２２ｂの構成が、上述の実施形態に係る非接触入力システムＡの挿入口２２と異なる。

【0042】

具体的には、挿入口２２ｂは、前側板部２ａに設けられている。挿入口２２ｂは、前側板部２ａを前後方向に貫通する貫通孔である。挿入口２２ｂは、端末８が通過可能な形状及び大きさを有する。挿入口２２ｂの外側の開口部は、例えば、蓋部材（不図示）により塞がれてよい。

【0043】

ユーザＵは、非接触入力装置１の外部空間で端末８にケーブル（不図示）の第一端部を装着する。ケーブルは、端末８と制御部６とを接続するケーブルである。ケーブルの第二端部は、制御部６に接続されている。

【0044】

ユーザＵは、端末８にケーブルを装着した後、挿入口２２ｂを介して、端末８を筐体２の外部空間から収容空間２１に挿入する。挿入口２２ｂを通過して収容空間２１に挿入された端末８は、自動的に、支持部２３に支持されてよい。

【0045】

支持部２３は、収容空間２１に設けられている。支持部２３は、後述の端末８を支持する。具体的には、支持部２３は、端末８を着脱可能に支持する。又、支持部２３は、端末８の角度θ_１（図２参照）を調節可能である。又、支持部２３は、端末８の高さを調節可能である。

【0046】

支持部２３の動作は、後述の制御部６により制御されてよい。例えば、支持部２３は、制御部６の制御下で、端末８が支持部２３に装着された状態と、端末８が支持部２３から離脱した状態とを切り換える。

【0047】

支持部２３は、端末８が支持部２３から離脱した場合、端末８を収容空間２１から外部空間に出してよい。この際、端末８は、挿入口２２を通って、収容空間２１から外部空間に移動する。

【0048】

又、例えば、支持部２３は、制御部６の制御下で、端末８の角度を調整する。又、支持部２３は、制御部６の制御下で、端末８の高さを調整する。尚、制御部６は、ユーザＵの操作入力に基づいて、支持部２３の動作を制御してもよい。

【0049】

尚、筐体２は、筐体２内（つまり、収容空間２１）における結像対象光以外の光を吸収する光吸収部２４を有する。

【0050】

結像対象光は、後述の端末８における表示部８１が表示する表示画像の光のうち、後述の結像部３により結像面Ｓに空中画像Ｇ１として結像される光である。結像対象光以外の光は、端末８における表示部８１が表示する表示画像の光のうち、後述の結像部３により結像面Ｓに空中画像Ｇ１として結像されない光である。

【0051】

光吸収部２４は、例えば、黒色のシートである。光吸収部２４は、筐体２の内側面に設けられている。換言すれば、光吸収部２４は、前側板部２ａ、後側板部２ｂ、左側板部２ｃ、右側板部２ｄ、及び底板部２ｅの内側面に設けられている。

【0052】

又、筐体２は、筐体２の側板部（具体的には、左側板部２ｃ及び右側板部２ｄ）に、音伝達部２５を有する。音伝達部２５は、筐体２の内部空間（つまり、収容空間２１）において端末８が発生する音を、筐体２の外部空間に伝達する。

【0053】

本実施形態の場合、音伝達部２５は、左側板部２ｃ及び右側板部２ｄに設けられた複数の貫通孔により構成されている。尚、図１において、左側板部２ｃに設けられた音伝達部２５は、省略されている。左側板部２ｃに設けられた音伝達部２５は、右側板部２ｄに設けられた音伝達部２５と左右方向に対面する位置に設けられている。

【0054】

筐体２の内部空間（つまり、収容空間２１）において端末８が発生する音は、左側板部２ｃ及び右側板部２ｄに設けられた音伝達部２５を通って、外部空間に伝達される。

【0055】

又、筐体２は、衝撃吸収機構（不図示）を有してもよい。衝撃吸収機構は、筐体２に作用する衝撃を吸収する。筐体２に作用する衝撃とは、例えば、非接触入力装置１の落下にともなって筐体２に作用する衝撃である。

【0056】

衝撃吸収機構は、例えば、発泡ポリウレタン、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリスチレンにより構成される緩衝材であってよい。衝撃吸収機構は、前側板部２ａ、後側板部２ｂ、左側板部２ｃ、右側板部２ｄ、及び底板部２ｅに設けられてよい。衝撃吸収機構は、前側板部２ａ、後側板部２ｂ、左側板部２ｃ、右側板部２ｄ、及び底板部２ｅの内側面及び／又は外側面に設けられてよい。

【0057】

衝撃吸収機構は、前側板部２ａ、後側板部２ｂ、左側板部２ｃ、右側板部２ｄ、及び底板部２ｅに埋め込まれてもよい。このような衝撃吸収機構は、非接触入力装置１が衝撃により損傷することを抑制できる。

【0058】

又、筐体２は、断熱機構（不図示）を有してもよい。断熱機構は、筐体２の外部空間の熱が筐体２の内部空間に伝わることを抑制する。

【0059】

断熱機構は、例えば、発泡ポリウレタン、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリスチレンにより構成される断熱材であってよい。断熱機構は、前側板部２ａ、後側板部２ｂ、左側板部２ｃ、右側板部２ｄ、及び底板部２ｅに設けられてよい。断熱機構は、前側板部２ａ、後側板部２ｂ、左側板部２ｃ、右側板部２ｄ、及び底板部２ｅの内側面及び／又は外側面に設けられてよい。

【0060】

断熱機構は、前側板部２ａ、後側板部２ｂ、左側板部２ｃ、右側板部２ｄ、及び底板部２ｅに埋め込まれてもよい。このような断熱機構は、非接触入力装置１を構成する部材（例えば、端末８）が高温又は低温により動作不良となることを抑制できる。

【0061】

このため、ユーザＵは、端末８を使用できない過酷な温度環境であっても、非接触入力装置１に端末８を組み込むことにより、端末８を使用できる。

【0062】

又、筐体２は、防水機構（不図示）を有してもよい。防水機構は、筐体２の外部空間の水が、筐体２の内部空間（つまり、収容空間２１）に浸入することを抑制する。

【0063】

防水機構は、例えば、シリコーン又はウレタンにより構成されるシール材であってよい。防水機構は、筐体２と後述の結像部３との境界に設けられてよい。防水機構は、筐体２において外部空間から内部空間に水が通過可能な隙間に設けられてよい。

【0064】

このような防水機構は、非接触入力装置１を構成する部材（例えば、端末８）が水に触れることを抑制できる。このため、ユーザＵは、外部空間に水が存在するような環境において、非接触入力装置１に端末８を組み込むことにより、端末８を使用できる。

【0065】

結像部３は、図２に示すように、プレート状の部材である。結像部３は、透明な樹脂又はガラス製である。結像部３は、前後方向及び左右方向に平行な状態で配置されている。結像部３は、表示部８１の表示画像を空中画像Ｇ１として結像面Ｓに結像する。

【0066】

本実施形態の場合、結像部３は、複数の光反射面（不図示）を有する。図２に示すように、結像部３には、矢印Ａ_１が示す方向から、表示部８１における表示画像の光が入射する。以下、結像部３に入射する表示画像の光を、「表示画像に関する入射光」と称することもある。

【0067】

表示画像に関する入射光は、複数の光反射面により、複数回（例えば、２回）反射して、結像部３から図２の矢印Ａ_２が示す方向に出射される。そして、表示画像に関する出射光は、結像面Ｓに空中画像Ｇ１として結像される。結像部３から出射された表示画像の光を、「表示画像に関する出射光」と称することもある。

【0068】

尚、表示画像に関する入射光の入射角は、仮想線α_１に対する表示部８１の傾斜角度θ_１と等しい。本実施形態の場合、表示画像に関する入射光の入射角は、４５°である。又、表示画像に関する出射光の出射角は、表示画像に関する入射光の入射角と等しい。本実施形態の場合、表示画像に関する出射光の出射角は、４５°である。

【0069】

光調整部４は、表示画像に関する出射光における結像対象光以外の光が、結像部３を通って空中に漏洩することを抑制する。尚、光調整部４は、表示画像に関する出射光における結像対象光以外の光の総ての漏洩を抑制する必要はない。

【0070】

又、光調整部４は、表示画像に関する出射光における結像対象光を通す。又、光調整部４は、端末８の表示部８１から使用状態のユーザＵ（つまり、図２におけるユーザＵ）に向かう光を遮断する。

【0071】

このような構成によれば、表示部８１から使用状態のユーザＵに向かう光が遮断されるため、ユーザＵには、表示部８１が見えない。この結果、空中画像Ｇ１の視認性を向上できる。

【0072】

光調整部４は、結像部３の外側の面（第一面と称することもある。）に設けられている。具体的には、光調整部４は、ルーバーフィルムにより構成されている。

【0073】

尚、光調整部４は、ルーバーフィルムに限定されない。光調整部は、ルーバーフィルムと同様の機能を実現できる種々の部材であってよい。

【0074】

このように、光調整部４が、結像部３の外側の面に設けられているため、端末８（換言すれば、表示部８１）の表面により反射する光を、光調整部４により遮断できる。このため、使用状態のユーザＵから端末８（換言すれば、表示部８１）が見えないようにできる。この結果、空中画像Ｇ１の視認性を向上できる。

【0075】

又、本実施形態の場合、筐体２に収容された部材の表面により反射する光、或いは、筐体２に収容された部材が照射する光も遮断できる。このため、使用状態のユーザＵから筐体２に収容された部材が見えないようにできる。このような観点からも、本実施形態の場合、空中画像Ｇ１の視認性を向上できる。

【0076】

又、本実施形態の場合、光調整部４は、上面（つまり、外側の面）に模様（つまり、意匠性）を有する。このような構成は、非接触入力装置１のデザイン性を向上できる。

【0077】

又、光調整部４の上面の模様を、非接触入力装置１が使用される環境に合わせた模様にすることで、非接触入力装置１の使用環境に、非接触入力装置１を馴染ませることができる。

【0078】

尚、光調整部の位置は、上述の光調整部４の位置に限定されない。例えば、光調整部は、結像部３の内側の面（第二面と称することもある。）に設けられてもよい。

【0079】

又、光調整部は、端末８における表示部８１の表面に設けられてもよい。本実施形態の場合、端末８は、ユーザＵの所有物である。よって、表示部８１の表面に光調整部を設ける構成を採用する場合、光調整部は、表示部８１に対して着脱可能に構成されると好ましい。

【0080】

又、光調整部は、筐体２の収容空間２１において、端末８と結像部３との間の所定位置に設けられてもよい。

【0081】

入力検出部５は、検出部の一例に該当し、ユーザＵ（図２参照）の空中画像Ｇ１に対する操作入力に関する情報（以下、操作入力情報と称する。）を検出する。ユーザＵ（図２参照）の空中画像Ｇ１に対する操作入力は、端末８の表示部８１がユーザＵから受け付けるタッチ操作に対応する。

【0082】

入力検出部５は、検出した操作入力情報を、制御部６に送る。このような入力検出部５は、筐体２に支持されている。但し、入力検出部５は、筐体２以外の部分に設けられてもよい。

【0083】

入力検出部５は、複数のセンサ（不図示）により構成されている。入力検出部５を構成するセンサは、例えば、ユーザＵの入力動作を検出するモーションセンサである。つまり、入力検出部５は、ユーザＵの入力動作に関する情報（入力動作情報とも称する。）を検出する。入力動作情報は、操作入力情報に含まれてよい。

【0084】

入力検出部５は、例えば、ユーザＵが操作した空中画像Ｇ１における位置に関する情報（操作位置情報とも称する。）を検出する。操作位置情報は、操作入力情報に含まれてもよい。

【0085】

操作位置情報は、例えば、空中画像Ｇ１における座標に関する情報（操作座標情報とも称する。）であってよい。操作座標情報は、Ｘ方向の座標、Ｙ方向の座標、及びＺ方向の座標からなる三次元座標であってよい。

【0086】

以下、空中画像Ｇ１におけるＸ方向の座標を、空中画像Ｇ１のＸ座標と称する。又、空中画像Ｇ１におけるＹ方向の座標を、空中画像Ｇ１のＹ座標と称する。空中画像Ｇ１におけるＺ方向の座標を、空中画像Ｇ１のＺ座標と称する。

【0087】

空中画像Ｇ１のＸ座標は、表示部８１が表示する表示画像のＸ座標に対応する。又、空中画像Ｇ１のＹ座標は、表示部８１が表示する表示画像のＹ座標に対応する。

【0088】

尚、表示部８１が表示する表示画像が３次元に対応している場合、空中画像Ｇ１のＺ座標は、表示部８１が表示する表示画像のＺ座標に対応する。

【0089】

上述のように、空中画像Ｇ１の座標と、表示部８１が表示する表示画像の座標とが対応しているため、空中画像Ｇ１に対するユーザＵの操作は、表示部８１が表示する表示画像に対するユーザＵの操作に対応する。つまり、ユーザＵは、空中画像Ｇ１を操作することで、表示部８１の表示画像を操作できる。

【0090】

本実施形態の場合、入力検出部５が検出するユーザＵの入力動作は、表示部８１がユーザＵから受け付ける入力動作に対応している。

【0091】

ユーザＵの入力動作は、例えば、タップ動作、ダブルタップ動作、ロングタップ動作、スワイプ動作、フリック動作、ドラッグ動作、マルチタップ動作、マルチスワイプ動作、ピンチイン動作、及びピンチアウト動作、並びに、タッチパネルでは実施できない３次元操作を含んでよい。３次元操作は、例えば、映像をつまんで引き延ばす動作、及び、映像を指ではじき飛ばす動作などを含んでよい。

【0092】

タップ動作は、ユーザＵが指Ｆ（図４参照）で空中画像Ｇ１を軽く叩くような動作である。

【0093】

又、ダブルタップ動作は、ユーザＵが指Ｆで空中画像Ｇ１を短い間隔で２回叩く動作である。

【0094】

又、ロングタップ動作は、ユーザＵが指Ｆで空中画像Ｇ１の１箇所を所定時間（例えば、１秒）押し続ける動作である。

【0095】

又、スワイプ動作は、ユーザＵが指Ｆで空中画像Ｇ１を押したまま、上下左右に指Ｆを動かす動作である。

【0096】

又、フリック動作は、画面に指Ｆを置いた後、上下左右に指Ｆを払うように動かす動作である。

【0097】

又、ドラッグ動作は、ユーザＵが指Ｆで空中画像Ｇ１の１箇所を所定時間（例えば、１秒）押し続けた後、そのまま空中画像Ｇ１に触れた状態で指Ｆを動かす動作である。

【0098】

又、マルチタップ動作は、ユーザＵが２本以上の指Ｆで同時に空中画像Ｇ１を叩く動作である。

【0099】

マルチスワイプ動作は、ユーザＵが２本以上の指Ｆで空中画像Ｇ１に触れた状態で、指Ｆを上下左右に動かす動作である。

【0100】

ピンチイン動作は、ユーザＵが２本の指Ｆを開いた状態で空中画像Ｇ１に触れて、２本の指Ｆの間隔を狭める動作である。

【0101】

ピンチアウト動作は、ユーザＵが２本の指Ｆを開いた状態で空中画像Ｇ１に触れて、２本の指Ｆの間隔を広める動作である。

【0102】

制御部６は、入力検出部５から取得した操作入力情報を、端末８（換言すれば、表示部）に送る。

【0103】

制御部６は、実体的には、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及びＨＤＤ等がバスで接続される構成、又は、ワンチップのＬＳＩ等からなる構成であってよい。

【0104】

次に、端末８について説明する。端末８は、例えば、ユーザＵが所有するスマートフォン又はタブレットである。

【0105】

端末８は、筐体２の挿入口２２から筐体２の収容空間２１に挿入される。そして、端末８は、筐体２の支持部２３に支持される。端末８は、支持部２３に支持された状態で、非接触入力装置１（具体的には、制御部６）に、通信可能な状態で接続される。

【0106】

端末８と非接触入力装置１（具体的には、制御部６）との接続方法は、有線接続であってもよいし、無線接続であってもよい。

【0107】

端末８は、表示部８１、及び、端末側制御部８２を有する。端末８を、表示部と捉えることもできる。

【0108】

表示部８１は、例えば、画像を表示する種々のディスプレイ（例えば、液晶ディスプレイ）であってよい。表示部８１は、タッチ操作を受け付ける。表示部８１（換言すれば、端末８）は、結像部３に向かって、後側斜め上方を向いている。

【0109】

具体的には、表示部８１は、水平方向に平行な仮想線α_１に対して、表示部８１の前端が結像部３に近づく方向に所定角度θ_１傾いた状態で、支持部２３に支持されている。本実施形態の場合、所定角度θ_１は、４５°である。

【0110】

表示部８１は、画像の光を出射する。表示部８１が表示する表示画像の光は、後述の結像部３により、結像面Ｓに空中画像Ｇ１として結像される。空中画像Ｇ１は、実像の一例に該当する。結像面Ｓは、筐体２の外部の空中に存在する仮想領域である。

【0111】

表示部８１が表示する表示画像の光のうち、結像部３により結像面Ｓに空中画像Ｇ１として結像される光が、結像対象光である。

【0112】

表示部８１が表示する表示画像の光には、結像部３により結像面Ｓに空中画像Ｇ１として結像される光以外の光である非結像対象光も含まれる。

【0113】

結像面Ｓは、少なくとも空中画像Ｇ１を結像可能な大きさを有する仮想領域と捉えてよい。

【0114】

又、結像面Ｓは、結像部３（換言すれば、仮想線α_２）に関して、表示部８１と面対称となる位置に存在する仮想領域である。仮想線α_２は、結像部３を通り、水平方向に平行な仮想線である。仮想線α_２は、結像部３を通り、且つ、結像部３に平行な面を示す線でもある。

【0115】

具体的には、結像面Ｓは、水平方向に平行な仮想線α_３に対して、結像面Ｓの前端が結像部３に近づく方向に所定角度θ_２傾いた仮想領域である。本実施形態の場合、所定角度θ_２は、４５°である。

【0116】

表示部８１の表示動作は、非接触入力装置１の制御部６から受け取った操作入力情報に基づいて、端末側制御部８２により制御される。

【0117】

端末側制御部８２は、実体的には、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及びＨＤＤ等がバスで接続される構成、又は、ワンチップのＬＳＩ等からなる構成であってよい。

【0118】

端末側制御部８２は、端末８に組み込まれたプログラムを実行することにより、表示部８１の動作を制御する。端末側制御部８２は、端末８の動作を制御する制御部でもある。プログラムは、端末８において動作するプログラムである。

【0119】

プログラムは、ＣＰＵによる読み取りが可能な記録媒体に記録された形態で提供されてもよい。

【0120】

記録媒体の一例としては、フレキシブルディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＣＤ－Ｒ、ＣＤ－ＲＷ、ＭＯ、ＤＶＤ、ブルーレイディスク、及びポータブルハードディスクが挙げられる。又、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）メモリ等の半導体メモリも記録媒体の一例である。

【0121】

端末側制御部８２は、制御部６（換言すれば、非接触入力装置１）から取得した操作入力情報を、端末８における表示部８１を操作するためのタッチ操作に対応する操作情報（以下、タッチ操作情報と称する。）に変換する。

【0122】

以下、端末８における表示部８１を操作するためのタッチ操作を、単に「端末８のタッチ操作」と称することもある。

【0123】

そして、端末側制御部８２は、取得したタッチ操作情報に基づいて、端末８（換言すれば、表示部８１）を制御する。

【0124】

以上のような端末側制御部８２の動作は、端末側制御部８２（換言すれば、端末８）がプログラムを実行することにより実現される。

【0125】

換言すれば、端末側制御部８２（換言すれば、端末８）は、プログラムを実行することにより、制御部６（換言すれば、非接触入力装置１）から操作入力情報を取得する。

【0126】

次に、端末側制御部８２は、プログラムを実行することにより、取得した操作入力情報を、端末８のタッチ操作に対応するタッチ操作情報に変換する。

【0127】

そして、端末側制御部８２（換言すれば、端末８）は、プログラムを実行することにより、取得したタッチ操作情報に基づいて、端末８（換言すれば、表示部８１）を制御する。

【0128】

（非接触入力システムの動作、及び、作用・効果）
以下、非接触入力システムの動作を簡単に説明しつつ、本実施形態に係る非接触入力システムＡの作用・効果について説明する。

【0129】

先ず、ユーザＵは、非接触入力装置１に、端末８をセットする。この際、端末８は、電源が入っている。尚、非接触入力装置１は、端末８の電源の状態を切り換える機能を有してもよい。又、非接触入力装置１は、端末８がスリープ状態の場合、端末８のスリープ状態を解除する機能を有してもよい。

【0130】

次に、ユーザＵは、非接触入力装置１の電源をＯＮ状態にする。すると、端末８の表示部８１に表示された画像の光のうち結像対象光（図２の光Ｌ_１）が、結像部３に入射する。結像部３に入射した結像対象光（図２の光Ｌ_１）は、結像部３から出射される。

【0131】

そして、結像部３から出射された結像対象光（図２の光Ｌ_１）は、光調整部４を通過して、結像面Ｓに空中画像Ｇ１として結像される。

【0132】

図４は、非接触入力装置１により結像された空中画像Ｇ１の一例を示している。空中画像Ｇ１は、端末８の表示部８１に表示された表示画像である。

【0133】

空中画像Ｇ１は、ユーザの手の形を模したカーソル画像Ｇ１０を含む。カーソル画像Ｇ１０は、端末８の端末側制御部８２により表示された画像である。ユーザＵは、カーソル画像Ｇ１０を操作するための入力動作を行う。

【0134】

尚、カーソル画像Ｇ１０の形状は、特に限定されない。カーソル画像Ｇ１０の形状は、円形、多角形、又は矢印等の種々の形状であってよい。又、カーソル画像Ｇ１０は、省略されてもよい。

【0135】

非接触入力装置１の入力検出部５は、ユーザＵの空中画像Ｇ１（具体的には、カーソル画像Ｇ１０）に対する操作入力情報（換言すれば、入力動作情報）を検出する。入力検出部５は、検出した操作入力情報を制御部６に送る。そして、制御部６は、入力検出部５から取得した操作入力情報を端末８に送る。

【0136】

次に、端末８の端末側制御部８２は、操作入力情報を取得する。そして、端末側制御部８２は、端末８のタッチ操作に対応する操作情報（つまり、タッチ操作情報）に変換する。そして、端末側制御部８２は、取得したタッチ操作情報に基づいて、端末８（換言すれば、表示部８１）を制御する。

【0137】

上述のように、本実施形態に係る非接触入力システムＡによれば、ユーザＵは、空中画像Ｇ１を操作することにより、非接触入力装置１に組み込まれた端末８を操作できる。この際、ユーザＵが空中画像Ｇ１に対して行う入力動作は、ユーザＵが端末８を直接操作するために行う入力動作と同じである。よって、ユーザＵは、端末８を直接操作する場合と同じ感覚で、空中画像Ｇ１を操作できる。

【0138】

（付記）
上述の実施形態に係る非接触入力装置１を実施する場合に、好ましくは、非接触入力装置１は、刺激付与機構７（図２参照）を備えてもよい。刺激付与機構７は、空中画像Ｇ１に対するユーザＵの操作に応じて、ユーザＵの手（具体的には、指Ｆの腹）に刺激を付与する。

【0139】

刺激付与機構７は、例えば、ハプティクス機構である。刺激付与機構７がユーザＵの手（具体的には、指Ｆの腹）に付与する刺激は、例えば、始動である。刺激付与機構７は、ユーザＵの手（具体的には、指Ｆの腹）に超音波を照射することにより、ユーザＵの手（具体的には、指Ｆの腹）に刺激（振動）を付与する。

【0140】

刺激付与機構７の動作は、上述の制御部６により制御されてよい。制御部６は、入力検出部５から取得した操作入力情報に応じて、刺激付与機構７の動作（刺激付与動作とも称する。を制御する。

【0141】

刺激付与機構７がユーザＵの手に付与する刺激のパターンは、ユーザＵの入力動作のパターンに対応してもよい。ユーザＵの入力動作のパターンは、既述の通りである。この場合、制御部６は、入力検出部５から取得した操作入力情報（具体的には、入力動作情報）に基づいて、刺激付与機構７がユーザＵの手に付与する刺激のパターンを決定する。そして、制御部６は、決定した刺激のパターンに応じて、刺激付与機構７の動作を制御する。

【産業上の利用可能性】

【0142】

本発明は、種々の用途で使用される非接触入力装置に適用できる。

【符号の説明】

【0143】

Ａ、Ａａ、Ａｂ 非接触入力システム
１ 非接触入力装置
２ 筐体
２ａ 前側板部
２ｂ 後側板部
２ｃ 左側板部
２ｄ 右側板部
２ｅ 底板部
２１ 収容空間
２２、２２ａ、２２ｂ 挿入口
２３ 支持部
２４ 光吸収部
２５ 音伝達部
３ 結像部
４ 光調整部
５ 入力検出部
６ 制御部
７ 刺激付与機構
８ 端末
８１ 表示部
８２ 端末側制御部
Ｇ１ 空中画像
Ｇ１０ カーソル画像
Ｕ ユーザ
Ｆ 指
Ｓ 結像面

【要約】

【課題】タッチ操作を受け付ける表示部を操作できる非接触入力装置を提供する。
【解決手段】非接触入力装置は、タッチ操作を受け付ける表示部の表示画像を空中に空中画像として結像する結像部と、タッチ操作に対応する空中画像に対するユーザの操作に関する情報を検出する検出部と、操作に関する情報を表示部に送る制御部と、を備える。
【選択図】図２

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】