特許 7633270 空中表示装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-02-10

(45)【発行日】2025-02-19

(54)【発明の名称】空中表示装置

(51)【国際特許分類】

   G02B 30/56 20200101AFI20250212BHJP

   G06F 3/0484 20220101ALI20250212BHJP

   H04B 10/114 20130101ALI20250212BHJP

   H04Q 9/00 20060101ALI20250212BHJP

【ＦＩ】

G02B30/56

G06F3/0484

H04B10/114

H04Q9/00 371A

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2022557299

(86)(22)【出願日】2021-09-17

(86)【国際出願番号】 JP2021034391

(87)【国際公開番号】W WO2022085346

(87)【国際公開日】2022-04-28

【審査請求日】2024-06-05

(31)【優先権主張番号】P 2020176011

(32)【優先日】2020-10-20

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000148689

【氏名又は名称】株式会社村上開明堂

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100182006

【弁理士】

【氏名又は名称】湯本 譲司

(72)【発明者】

【氏名】望月 隆義

【審査官】近藤 幸浩

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－１０５７４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１４６９６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－６９５７２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０２Ｂ ３０／５６

Ｇ０６Ｆ ３／０４８４

Ｈ０４Ｑ ９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

空中に虚像を表示する空中表示装置であって、
光を照射して情報を表示する表示装置と、
前記表示装置からの光を複数回反射させて空中に虚像を表示する再帰反射部材と、
データとして用いられる赤外線を前記再帰反射部材を介して送受信する赤外線送受信部と、
前記表示装置及び前記赤外線送受信部のそれぞれと制御信号を送受信する制御部と、
前記表示装置及び前記赤外線送受信部を収容する筐体と、
を備え、
前記再帰反射部材は、前記筐体に形成された開口に取り付けられており、
前記表示装置及び前記赤外線送受信部は、前記筐体の内部に配置されている、
空中表示装置。

【請求項2】

前記再帰反射部材は、前記虚像としてスイッチ付きの表示面を表示し、
前記スイッチに接近する対象物の位置を検出するセンサと、
前記センサによって検出された前記対象物の位置に基づいて、前記スイッチが操作されたか否かを判定する判定部と、
を備える請求項１に記載の空中表示装置。

【請求項3】

前記赤外線送受信部は、前記判定部が前記スイッチが操作されたと判定したときに、データとして用いられる赤外線を前記再帰反射部材を介して送信する、
請求項２に記載の空中表示装置。

【請求項4】

前記赤外線送受信部は、データとして用いられる赤外線を前記再帰反射部材を介して照射し、
前記赤外線送受信部が赤外線を照射する方向を切り替える切り替え手段を備える、
請求項１～３のいずれか一項に記載の空中表示装置。

【請求項5】

前記赤外線送受信部は、前記空中表示装置の外部に位置する外部機器を操作する赤外線リモコンコードとして赤外線を送信する、
請求項１～４のいずれか一項に記載の空中表示装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、虚像を表示する空中表示装置に関する。
本出願は、２０２０年１０月２０日の日本出願第２０２０－１７６０１１号に基づく優先権を主張し、前記日本出願に記載された全ての記載内容を援用するものである。

【背景技術】

【0002】

空中に虚像を表示する表示装置としては従来から種々のものが知られている。特開２０１６－１５４０３５号公報には、光センサ付きディスプレイを備えた非接触入力装置が記載されている。非接触入力装置は、平面状のディスプレイと、ディスプレイに表示される画像を入光してディスプレイの画像を第１の実像として結像する光結像手段とを備える。光結像手段は、ディスプレイの対称位置に結像を行う。

【0003】

光結像手段が結像した第１の実像には、指が触れられる。指が当該実像に触れられると、指にディスプレイから赤外線が照射される。指からの反射光が光結像手段を介してディスプレイ上に第２の実像として結像する。ディスプレイには赤外線センサが内蔵されている。赤外線センサが第２の実像の位置を光学的に検知することにより、指が第１の実像のどの部分を押したかが認識される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１６－１５４０３５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、指の検知等のセンシング以外の目的として赤外線を送受信する場合であって、当該赤外線を送受信する赤外線送受信部を筐体の内部に配置する場合、赤外線の送受信のための窓を別途筐体に形成しなければならないことがある。このように、センシング以外の目的で赤外線の送受信を行う場合には、筐体に窓を別途形成する必要が生じうる。従って、筐体のデザイン性、及び筐体の作製にかかるコストの点で改善の余地がある。

【0006】

本開示は、筐体のデザイン性の低下を抑制すると共に、筐体の作製にかかるコストの増大を抑制することができる空中表示装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示に係る空中表示装置は、空中に虚像を表示する空中表示装置である。空中表示装置は、光を照射して情報を表示する表示装置と、表示装置からの光を複数回反射させて空中に虚像を表示する再帰反射部材と、データとして用いられる赤外線を再帰反射部材を介して送受信する赤外線送受信部と、表示装置及び赤外線送受信部のそれぞれと制御信号を送受信する制御部と、表示装置及び赤外線送受信部を収容する筐体と、を備える。再帰反射部材は、筐体に形成された開口に取り付けられており、表示装置及び赤外線送受信部は、筐体の内部に配置されている。

【0008】

この空中表示装置では、表示装置が再帰反射部材に光を照射することによって空中に虚像を表示すると共に、データとして用いられる赤外線を再帰反射部材を介して赤外線送受信部が送受信する。表示装置及び赤外線送受信部は筐体の内部に配置されており、再帰反射部材は筐体の開口に取り付けられている。従って、光を照射して情報を表示する表示装置と、データ通信用の赤外線を送受信する赤外線送受信部とで、筐体の開口に取り付けられた再帰反射部材を共用することができる。すなわち、表示装置が虚像を表示するため、及び赤外線の送受信のための双方の目的で再帰反射部材を共用することができる。よって、開口とは別に筐体に窓を形成する必要がないので、筐体のデザインをシンプルにして筐体の作製にかかるコストの増大を抑制することができる。表示装置及び赤外線送受信部のそれぞれに制御信号を送受信する制御部が設けられることにより、表示装置による虚像の表示と赤外線送受信部によるデータの送受信とを連動させることができる。

【0009】

再帰反射部材は、虚像としてスイッチ付きの表示面を表示し、スイッチに接近する対象物の位置を検出するセンサと、センサによって検出された対象物の位置に基づいて、スイッチが操作されたか否かを判定する判定部と、を備えてもよい。この場合、表示装置が虚像としてスイッチ付きの表示面を表示し、スイッチに接近する指等の対象物の位置をセンサが検出する。対象物の位置に基づいて、判定部は、スイッチが操作されたか否かを判定する。従って、空中に虚像としてスイッチを表示してスイッチが操作されたか否かの判定を行うことができるので、スイッチの操作に連動して赤外線送受信部による赤外線の送受信を行うことができる。

【0010】

赤外線送受信部は、判定部がスイッチが操作されたと判定したときに、データとして用いられる赤外線を再帰反射部材を介して送信してもよい。この場合、スイッチが操作されたと判定部が判定したときにデータとしての赤外線が送信されるので、スイッチの操作と赤外線の照射とを連動させることができる。

【0011】

赤外線送受信部は、データとして用いられる赤外線を再帰反射部材を介して照射し、赤外線送受信部が赤外線を照射する方向を切り替える切り替え手段を備えてもよい。この場合、赤外線送受信部が送信する赤外線の方向を切り替え手段によって所望の方向に切り替えることができる。

【0012】

赤外線送受信部は、空中表示装置の外部に位置する外部機器を操作する赤外線リモコンコードとして赤外線を送信してもよい。この場合、表示装置による虚像の表示と赤外線リモコンコードの送信とを連動させることができると共に、赤外線リモコンコードの送信によって外部機器を操作することができる。

【発明の効果】

【0013】

本開示によれば、筐体のデザイン性の低下を抑制すると共に、筐体の作製にかかるコストの増大を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】実施形態に係る空中表示装置が設置された例示的なトイレを示す斜視図である。

【図2】実施形態に係る空中表示装置がスイッチ付きの表示面を表示している状態を示す斜視図である。

【図3】実施形態に係る空中表示装置の縦断面図である。

【図4】実施形態に係る空中表示装置の機能を示すブロック図である。

【図5】変形例に係る空中表示装置の縦断面図である。

【図6】変形例に係る空中表示装置の縦断面図である。

【図7】変形例に係る空中表示装置の縦断面図である。

【図8】変形例に係る空中表示装置の縦断面図である。

【図9】変形例に係る空中表示装置の縦断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下では、本開示に係る空中表示装置の実施形態について図面を参照しながら説明する。図面の説明において同一又は相当する要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。図面は、理解の容易化のため、一部を簡略化又は誇張して描いている場合があり、寸法比率及び角度等は図面に記載のものに限定されない。

【0016】

図１は、本実施形態に係る一例としての空中表示装置１を示す斜視図である。図２は、空中表示装置１が空中にスイッチ１１付きの表示面１０を表示している状態を示す斜視図である。例えば、本実施形態に係る空中表示装置１は、機器を操作するための操作入力装置である。

【0017】

空中表示装置１は、一例として、トイレＴに設けられ、表示面１０のスイッチ１１はトイレＴの各部を動作させるスイッチである。スイッチ１１付きの表示面１０は、空中に浮き出るように表示される空中浮遊像である。スイッチ１１付きの表示面１０は、空中に虚像として表示される。操作者は直接ボタン等に触れなくて済むため衛生的にトイレＴの各部を操作することが可能である。

【0018】

例えば、トイレＴは、便器Ｂと、便器Ｂに隣接する壁部Ｗとを備える。例えば、壁部Ｗは、便器Ｂに着座した操作者から見て右側に設けられる。例示的な壁部Ｗには、空中表示装置１及びトイレットペーパーＥが固定されており、洗面台Ｍが設けられていてもよい。便器Ｂは、例えば、ウォシュレット（登録商標）付きである。表示面１０のスイッチ１１からトイレＴのウォシュレットが操作可能とされている。例えば、表示面１０は、複数のスイッチ１１を備える。操作者が複数のスイッチ１１を操作することによってウォシュレットの各部を動作させることが可能である。

【0019】

空中表示装置１は、例えば、壁部Ｗに固定されている。空中表示装置１は、壁部Ｗに埋め込まれていてもよいし、壁部Ｗに対して着脱可能であってもよい。例示的な空中表示装置１は、筐体２と、筐体２の下部から突出する突出部３とを備える。突出部３には、スイッチ１１に接近する対象物Ｆを検出する複数のセンサ１２が埋め込まれている。

【0020】

本開示において、「対象物」とは、スイッチ１１を操作して機器を動作させるものを示しており、例えば、操作者の指を示している。センサ１２はスイッチ１１に対応して設けられている。各スイッチ１１は各センサ１２の斜め上方に表示される。一例として、スイッチ１１及びセンサ１２の数は７である。

【0021】

表示面１０は、空中表示装置１の上下方向Ｄ１、及び壁部Ｗからの突出方向Ｄ３の双方に対して斜め上方に向けられるように表示される。これにより、操作者に表示面１０を視認しやすくすることができる。例えば、表示面１０は光って表示されるので、周囲の明るさにかかわらず容易に表示面１０を視認することができる。表示面１０は、例えば、左右方向Ｄ２に長く延びる形状を呈する。

【0022】

一例として、表示面１０は、矩形状に表示される。表示面１０の縦方向の長さＬ１は表示面１０の横方向の長さＬ２よりも短い。長さＬ１と長さＬ２のアスペクト比を１：Ｘ（Ｘを実数）とすると、例えば、Ｘの値は２以上且つ１０以下である。Ｘの値の下限は３であてもよいし、Ｘの値の上限は５、６、７、８又は９であってもよい。

【0023】

一例として、上記のＸの値は４であり、長さＬ１と長さＬ２のアスペクト比は１：４であってもよい。スイッチ１１は、例えば、矩形状を呈する。一例として、スイッチ１１は正方形状であってもよい。スイッチ１１の一辺の長さは、例えば、１８ｍｍ以上且つ２４ｍｍ以下である。しかしながら、スイッチ１１の形状及び大きさは適宜変更可能である。

【0024】

表示面１０は、複数のスイッチ１１以外のものを表示してもよい。例えば、表示面１０は、複数のスイッチ１１と、文字情報１３とを含んでもよい。文字情報１３は、一例として、日付情報、時刻情報、気温情報、温度情報及び気圧情報の少なくともいずれかを含んでいてもよい。

【0025】

表示面１０では、例えば、表示面１０の下側において複数のスイッチ１１が横方向に並ぶように表示され、複数のスイッチ１１の上方に文字情報１３が表示されてもよい。スイッチ１１は、表示面１０の中心１０ｂからずれた位置に中心１１ｂが位置するように配置されてもよい。一例として、複数のスイッチ１１のそれぞれは、中心１０ｂを通ると共に表示面１０の長手方向（横方向）に延びる基準線Ｖからオフセットした位置に表示される。

【0026】

図３は、例示的な筐体２及び突出部３を示す縦断面図である。図２及び図３に示されるように、例えば、筐体２は、横長に延びる箱状を呈する。一例として、筐体２は、前面２ｂと、左右一対の側面２ｃと、上面２ｄと、下面２ｆとを有する。前面２ｂは、壁部Ｗに取り付けられた状態において上下方向Ｄ１及び左右方向Ｄ２に延びる。側面２ｃは、上下方向Ｄ１及び壁部Ｗからの突出方向Ｄ３に延びる。上面２ｄは、左右方向Ｄ２及び突出方向Ｄ３に延びる。下面２ｆは、上面２ｄの反対側を向く。

【0027】

突出部３は、例えば、矩形板状を呈する。一例として、突出部３は、前面２ｂの下側から突出すると共に上方に向けられる主面３ｂと、左右方向Ｄ２又は突出方向Ｄ３を向く端面３ｃと、主面３ｂの反対側を向く裏面３ｄとを有する。前述したように突出部３にはセンサ１２が内蔵されている。これにより、センサ１２によって対象物Ｆを検出しやすくすることができる。

【0028】

空中表示装置１は、スイッチ１１付きの表示面１０を表示する再帰反射部材１４と、筐体２の内部に配置された表示装置１５と、制御部２０と、データとして用いられる赤外線Ｓを送受信する赤外線送受信部３０とを備える。赤外線送受信部３０は、例えば、赤外線ＬＥＤである。

【0029】

一例として、赤外線送受信部３０は、制御部２０から制御信号を受けて赤外線Ｓを送信する。しかしながら、赤外線送受信部３０は、空中表示装置１の外部の装置（例えばリモコン）から赤外線を受信してもよい。再帰反射部材１４及び表示装置１５は、表示面１０を虚像として空中に表示する虚像表示部に相当する。再帰反射部材１４は、例えば、筐体２の前面２ｂの内側に位置する開口２ｇに固定されている再帰反射鏡である。

【0030】

開口２ｇは、例えば、筐体２の前面２ｂを構成する一対の第１板部２ｈと、第１板部２ｈの筐体２の内側に固定された一対の第２板部２ｊとによって画成される。一例として、第１板部２ｈ及び第２板部２ｊは、上下一対に設けられる。再帰反射部材１４は、第１板部２ｈと第２板部２ｊの間に挟まれた状態で筐体２に固定されている。

【0031】

再帰反射部材１４は、例えば、左右方向Ｄ２に延びる長辺と、上下方向Ｄ１に延びる短辺とを有する長方形状とされている。再帰反射部材１４の一方の長辺及び他方の長辺のそれぞれが、第１板部２ｈと第２板部２ｊの間に挟まれている。表示装置１５は、再帰反射部材１４に対して斜めに配置されている。

【0032】

一例として、表示装置１５は液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）である。表示装置１５は、筐体２の内部において再帰反射部材１４の斜め上方に配置されている。表示装置１５は、画像を表示するスクリーン１５ｂを有する。スクリーン１５ｂは、例えば、再帰反射部材１４に向けて斜め下方に画像としての光Ｃを照射する。再帰反射部材１４は、表示装置１５からの光Ｃを内部において複数回（例えば２回）反射し、操作者から見て再帰反射部材１４よりも手前側の空間に表示面１０を結像する。

【0033】

センサ１２は、例えば、突出部３の主面３ｂに露出していてもよい。一例として、センサ１２は深度センサである。例えば、センサ１２は、スイッチ１１から延びる仮想直線上、すなわち、虚像であるスイッチ１１に対して正面位置に設けられる。センサ１２は、当該仮想直線に対して垂直な面における対象物Ｆの位置（２次元位置）の情報と、センサ１２から対象物Ｆまでの距離Ｋの情報とを含む距離画像データを取得する。センサ１２は、例えば、距離画像データを取得する。センサ１２は、例えば、取得した距離画像データを所定の周期（例えば１／３０秒）で制御部２０に出力する。

【0034】

具体例として、センサ１２は、対象物Ｆを含む撮影領域内に存在する物体上の各点に光線（又は赤外線）を照射し、物体上の各点から反射した光線を受光する。センサ１２は、受光した光線に基づいてセンサ１２と物体上の各点との距離を測定し、測定した距離を画素毎に出力する。センサ１２と物体上の各点との距離は、例えばＬｉｇｈｔ Ｃｏｄｉｎｇ方式によって測定されてもよい。

【0035】

Ｌｉｇｈｔ Ｃｏｄｉｎｇ方式では、センサ１２は、対象物Ｆを含む撮影領域内に存在する物体上の各点にランダムドットパターンで光線を照射する。センサ１２は、物体上の各点から反射した光線を受光し、反射した光線のパターンの歪みを検出することによって、センサ１２と物体上の各点との距離を測定する。センサ１２は、物体上の各点の２次元位置の情報と、センサ１２から物体上の各点までの距離の情報とを複数の画素として検出し、検出した複数の画素を制御部２０に出力する。

【0036】

制御部２０は、センサ１２、表示装置１５及び赤外線送受信部３０のそれぞれと通信可能とされている。制御部２０は、例えば、プログラムを実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）を含む記憶部と、入出力部と、ドライバとを含む。制御部２０の各機能は、ＣＰＵの制御の下で入出力部を動作させ、記憶部におけるデータの読み出し又は書き込みを行うことによって実現される。制御部２０の形態及び配置場所については特に限定されない。

【0037】

図４は、制御部２０の機能ブロック図である。図３及び図４に示されるように、制御部２０は、機能的構成要素として、画像出力部２１と、対象物検出部２２と、判定部２３と、信号出力部２４と、通知部２５とを有する。画像出力部２１は、表示装置１５に表示される画像の画像データの制御信号を表示装置１５に出力する。表示装置１５は、画像出力部２１からの画像データの制御信号に基づいて、様々な種類の画像を表示することが可能である。

【0038】

対象物検出部２２は、センサ１２から出力される距離画像データに基づいて対象物Ｆを検出する。対象物検出部２２は、対象物Ｆを検出すると、対象物Ｆの位置を示す位置データを判定部２３に出力する。判定部２３は、対象物検出部２２から出力された位置データに基づいて、対象物Ｆによってスイッチ１１が押下されたかどうかを判定する。

【0039】

具体的には、判定部２３は、センサ１２と対象物Ｆとの距離Ｋが閾値Ｙ以下であるか否かを判定する。判定部２３は、距離Ｋが閾値Ｙ以下であると判定したときに、対象物Ｆが仮想の押下判定面Ｚに到達し、スイッチ１１が押下されたと判定する。例えば、判定部２３は、スイッチ１１が押下されたと判定したときにスイッチ１１の操作が行われたことを示す操作信号を生成する。

【0040】

押下判定面Ｚは、センサ１２からの距離が一定である部位に形成された仮想の面である。例えば、押下判定面Ｚは、スイッチ１１の近接位置に設けられる。押下判定面Ｚの位置は、スイッチ１１の位置と一致していてもよいし、スイッチ１１から所定位置だけ離間した位置であってもよい。本実施形態では、押下判定面Ｚの位置はスイッチ１１の位置と一致している。

【0041】

通知部２５は、スイッチ１１が押下されたと判定部２３が判定したときに判定部２３から操作信号を受信する。通知部２５は、スイッチ１１が操作されたと判定部２３が判定したときに、スイッチ１１が操作されたことを操作者に通知する通知手段である。通知部２５は、例えば、音声出力部２５ｂと、色彩変更部２５ｃとを有する。

【0042】

一例として、音声出力部２５ｂは、スピーカであり、判定部２３から操作信号を受信したときに音声を出力する。音声出力部２５ｂからの音声を操作者が聞くことにより、操作者はスイッチ１１が操作された旨を把握可能となる。色彩変更部２５ｃは、例えば、判定部２３から操作信号を受信したときに色彩変更信号を生成する。色彩変更部２５ｃは、色彩変更信号を表示装置１５に出力する。

【0043】

表示装置１５は、色彩変更部２５ｃから色彩変更信号を受信すると、例えば、操作者が押下したスイッチ１１の色彩を変更する。スイッチ１１の色彩が変更されたことを操作者が視認することにより、操作者はスイッチ１１が操作された旨を把握可能となる。表示装置１５は、色彩変更部２５ｃから色彩変更信号を受信したときに、スイッチ１１以外の箇所の色彩を変更してもよい。

【0044】

以上の通知部２５を備えることにより、操作者はスイッチ１１が操作された旨を把握できる。しかしながら、通知部２５では、音声出力部２５ｂ及び色彩変更部２５ｃの少なくともいずれかが省略されてもよい。通知部２５は、音声出力部２５ｂによる音声出力、又は色彩変更部２５ｃによる色彩変更、とは異なる態様でスイッチ１１が操作された旨を操作者に通知してもよい。

【0045】

信号出力部２４は、スイッチ１１の押下操作がなされたと判定部２３が判定したときに、スイッチ１１の押下操作に基づく制御信号を生成する。信号出力部２４は、生成した制御信号を赤外線送受信部３０に送信する。制御信号を受けた赤外線送受信部３０は空中表示装置１の外部の機器を動作させる。

【0046】

一例としての赤外線送受信部３０は、データとして用いられる赤外線Ｓを再帰反射部材１４を介して送信することによって、空中表示装置１の外部機器を制御する装置制御部である。赤外線送受信部３０は、例えば、ウォシュレット付きの便器Ｂ（図１参照）、ウォシュレットの各部、及び洗面台Ｍのいずれかを動作させてもよい。一例として、赤外線送受信部３０は、便器洗浄に対応するスイッチ１１が押下されたときに便器Ｂに便器洗浄を行わせてもよい。このように、例示的な空中表示装置１では、虚像として表示されるスイッチ１１の操作でトイレＴの各部を動作させることが可能である。従って、トイレＴの各部の動作のためにボタン等を直接（物理的に）押す必要がないため、衛生的に操作を実現させることができる。

【0047】

赤外線送受信部３０が送信する赤外線Ｓは、データ通信に用いられる。赤外線送受信部３０は、例えば、筐体２の内部であって、再帰反射部材１４から見て操作者の反対側に設けられる。赤外線送受信部３０は、虚像を表示する再帰反射部材１４に赤外線Ｓを照射する。再帰反射部材１４に照射された赤外線Ｓは再帰反射部材１４において再帰反射される。

【0048】

例えば、赤外線送受信部３０は、表示装置１５が照射する光Ｃに交差する方向に赤外線Ｓを照射する。一例として、赤外線送受信部３０は、筐体２の内部において再帰反射部材１４の斜め下方に配置されている。この場合、赤外線送受信部３０は、表示装置１５の下方に設けられ、斜め上方に赤外線Ｓを照射する。しかしながら、赤外線送受信部３０の位置、及び赤外線送受信部３０が赤外線Ｓを照射する方向は特に限定されない。

【0049】

赤外線送受信部３０からの赤外線Ｓは、表示装置１５からの光Ｃと同様に再帰反射部材１４を通る。例えば、筐体２には赤外線Ｓを通すための専用の開口が設けられていない。すなわち、本実施形態では、筐体２の開口２ｇを、赤外線Ｓを通すため及び光Ｃを通るために共用している。

【0050】

再帰反射部材１４は、赤外線送受信部３０からの赤外線Ｓを内部において複数回（例えば２回）反射し、操作者から見て再帰反射部材１４よりも手前側の空間に赤外線送受信部Ｘを結像する。赤外線Ｓは、例えば、空中表示装置１の外部機器を操作するための赤外線リモコンコード（リモコン用赤外線）である。

【0051】

赤外線送受信部３０が再帰反射部材１４から見て一方側（筐体２の内側）に配置されると、他方側（筐体２の外側）に面対称で赤外線送受信部Ｘが光学的に配置されることとなる。この赤外線送受信部Ｘを、例えば、トイレＴの各部（一例として便器Ｂ）に向けることによってトイレＴの各部に赤外線リモコンコードを照射することが可能となる。

【0052】

次に、本実施形態に係る空中表示装置１の作用効果について説明する。空中表示装置１では、表示装置１５が再帰反射部材１４に光Ｃを照射することによって空中に虚像を表示する。データとして用いられる赤外線Ｓを再帰反射部材１４を介して赤外線送受信部３０が送受信する。表示装置１５及び赤外線送受信部３０は筐体２の内部に配置されている。再帰反射部材１４は筐体２の開口２ｇに取り付けられている。従って、光Ｃを照射して情報を表示する表示装置１５と、データ通信用の赤外線Ｓを送受信する赤外線送受信部３０とで、筐体２の開口２ｇに取り付けられた再帰反射部材１４を共用することができる。

【0053】

表示装置１５が虚像を表示するため、及び赤外線Ｓの送受信のための双方の目的で再帰反射部材１４を共用することができる。よって、開口２ｇとは別に筐体２に窓を形成する必要がないので、筐体２のデザインをシンプルにして筐体２の作製にかかるコストの増大を抑制することができる。表示装置１５及び赤外線送受信部３０のそれぞれに制御信号を送受信する制御部２０を備えることにより、表示装置１５による虚像の表示と赤外線送受信部３０によるデータの送受信とを連動させることができる。

【0054】

本実施形態に係る空中表示装置１では、再帰反射部材１４は、虚像としてスイッチ１１付きの表示面１０を表示する。空中表示装置１は、スイッチ１１に接近する対象物Ｆの位置を検出するセンサ１２と、センサ１２によって検出された対象物Ｆの位置に基づいて、スイッチ１１が操作されたか否かを判定する判定部２３と、を備える。表示装置１５が虚像としてスイッチ１１付きの表示面１０を表示し、スイッチ１１に接近する指等の対象物Ｆの位置をセンサ１２が検出する。対象物Ｆの位置に基づいて、判定部２３は、スイッチ１１が操作されたか否かを判定する。従って、空中に虚像としてスイッチ１１を表示してスイッチ１１が操作されたか否かの判定を行うことができるので、スイッチ１１の操作に連動して赤外線送受信部３０による赤外線Ｓの送受信を行うことができる。

【0055】

本実施形態に係る空中表示装置１において、赤外線送受信部３０は、判定部２３がスイッチ１１が操作されたと判定したときに、データとして用いられる赤外線Ｓを再帰反射部材１４を介して送信する。よって、スイッチ１１が操作されたと判定部２３が判定したときにデータとしての赤外線Ｓが送信されるので、スイッチ１１の操作を赤外線Ｓの照射とを連動させることができる。

【0056】

本実施形態に係る空中表示装置１において、赤外線送受信部３０は、空中表示装置１の外部に位置する外部機器（一例としてトイレＴの各機器）を操作する赤外線リモコンコードとして赤外線Ｓを送信する。よって、表示装置１５による虚像の表示と赤外線リモコンコードの送信とを連動させることができる。赤外線リモコンコードを外部機器の受信機に送信することによって外部機器を操作することができる。

【0057】

次に、本開示に係る空中表示装置の種々の変形例について説明する。なお、本開示は、後述する変形例の内容に限定されない。後述する種々の変形例に係る空中表示装置の一部の構成は、前述した空中表示装置１の一部の構成と重複するため、以下では空中表示装置１と重複する内容の説明を適宜省略する。なお、図５～図９では、理解の容易化のため、一部の図示を簡略化している。

【0058】

図５に示される空中表示装置３１は赤外線送受信部３５を備え、赤外線送受信部３５による赤外線Ｓの照射方向が空中表示装置１とは異なっている。赤外線送受信部３５は、再帰反射部材１４に対して垂直に赤外線Ｓを照射する。赤外線送受信部３５からの赤外線Ｓは、再帰反射部材１４を透過し、空中表示装置３１の外部に送信される。

【0059】

再帰反射部材１４は、再帰反射部材１４に対して垂直に入射した赤外線Ｓに対しては、赤外線Ｓを再帰反射させることなくそのまま赤外線Ｓを透過させる。一般的に、赤外線Ｓは指向性が高いので、再帰反射部材１４に対して赤外線Ｓを垂直に照射させると、拡散及び再帰反射させることなく再帰反射部材１４に赤外線Ｓを透過させることが可能である。従って、再帰反射部材１４に対して垂直方向に強度が集中して指向性が高い赤外線Ｓを照射できる。

【0060】

図６に示されるように、変形例に係る空中表示装置４１は、赤外線送受信部４５を備える。例えば、赤外線送受信部４５は、表示装置１５の隣接位置に配置されており、表示装置１５の光Ｃに沿うように赤外線Ｓを照射する。赤外線送受信部４５は、例えば、再帰反射部材１４に向けて斜め下方に赤外線Ｓを照射する。この場合、再帰反射部材１４から斜め上方に赤外線Ｓを照射できるので、例えば、天井がある方向に赤外線Ｓを送信することができる。

【0061】

図７に示されるように、変形例に係る空中表示装置５１は、赤外線送受信部５５と、赤外線送受信部５５が赤外線Ｓを照射する方向を切り替える切り替え手段５６とを備える。一例として、切り替え手段５６は筐体２の内面に固定されており、切り替え手段５６に赤外線送受信部５５が上下方向に揺動可能に固定されている。

【0062】

以上のように、変型例に係る空中表示装置５１において、赤外線送受信部５５は、データとして用いられる赤外線Ｓを再帰反射部材１４を介して照射し、赤外線送受信部５５が赤外線Ｓを照射する方向を切り替える切り替え手段５６を備える。従って、赤外線送受信部５５が送信する赤外線Ｓの方向を切り替え手段５６によって所望の方向に切り替えることができる。その結果、送信される赤外線Ｓの位置を切り替えたり、赤外線Ｓの再帰反射及び透過の双方を実現させることが可能となる。

【0063】

図８に示される空中表示装置６１では、赤外線送受信部６５が赤外線Ｓを受信する受信機として機能する。一例として、空中表示装置６１は、開口６２ｇ付きの筐体６２を備えたデジタルサイネージである。赤外線送受信部６５は、空中表示装置６１の外部機器から再帰反射部材１４を介して赤外線Ｓを受信する。空中表示装置６１において、赤外線Ｓは、例えば、空中表示装置６１が表示する画像Ｐ（虚像）の画像データである。

【0064】

赤外線送受信部６５が赤外線Ｓを受信すると、赤外線送受信部６５から制御部２０に画像データが制御信号として出力される。制御部２０は当該画像データを制御信号として表示装置１５に出力する。当該画像データの画像の光Ｃを表示装置１５が再帰反射部材１４に照射することにより、再帰反射部材１４が当該画像データの画像Ｐを虚像として表示する。

【0065】

以上、空中表示装置６１では、赤外線送受信部６５が再帰反射部材１４を介して赤外線Ｓを外部機器から受信して、制御部２０が画像データを表示装置１５に出力して表示装置１５が再帰反射部材１４に当該画像データの画像Ｐの光Ｃを照射する。従って、再帰反射部材１４によって当該画像データの画像Ｐを虚像として表示することができる。例えば空中表示装置６１が高所にあって手が届きにくい場所にあったとしても、遠隔から空中表示装置６１に赤外線Ｓを送信して容易に画像Ｐを表示させることができる。

【0066】

図９に示されるように、変形例に係る空中表示装置７１は、筐体２とは異なる形状の筐体７２と、ビームスプリッタ７３と、再帰反射部材７４と、赤外線送受信部７５とを備える。筐体７２は、ビームスプリッタ７３が取り付けられる開口７２ｇを有する。筐体７２は、開口７２ｇが形成された傾斜面７２ｂと、傾斜面７２ｂの上端から下方に延びる側面７２ｃと、側面７２ｃ及び傾斜面７２ｂの間に延在する底面７２ｄとを有する。一例として、側断面視において筐体７２は傾斜面７２ｂを斜辺とした直角三角形状を呈する。

【0067】

再帰反射部材７４及び赤外線送受信部７５は、筐体７２の内部に配置されている。ビームスプリッタ７３には、表示装置１５から光Ｃが照射される。ビームスプリッタ７３は、表示装置１５からの光Ｃを再帰反射部材７４に向けて反射する。再帰反射部材７４は、ビームスプリッタ７３から光Ｃを受けることにより、筐体７２の外部に虚像Ｑを表示する。

【0068】

空中表示装置７１のように、筐体２とは形状が異なる筐体７２を用いて、再帰反射部材７４及び赤外線送受信部７５が筐体７２の内部に配置されている場合がある。このような場合でも、制御部２０からの制御信号を受けて赤外線送受信部７５から赤外線Ｓが照射されるので、前述した空中表示装置１等と同様の作用効果を得られる。

【0069】

以上、本開示に係る空中表示装置の実施形態及び変形例について説明した。しかしながら、本開示に係る空中表示装置は、前述した実施形態又は変形例に限定されるものではない。本開示に係る空中表示装置は、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲において変形し、又は他のものに適用したものであってもよい。空中表示装置の各部の構成、形状、大きさ、数、材料及び配置態様は、前述した要旨を変更しない範囲において適宜変更可能である。

【0070】

前述したように、本開示において、赤外線送受信部の配置位置、及び赤外線の照射方向は、特に限定されず、適宜変更可能である。図７では、切り替え手段５６に赤外線送受信部５５が上下方向に揺動可能に固定されている例について説明した。しかしながら、本開示に係る空中表示装置において、赤外線送受信部が揺動する方向は、上下方向に限られず、例えば３６０°方向であってもよく、適宜変更可能である。

【0071】

例えば、前述の実施形態では、センサ１２は、センサ１２と物体上の各点との距離をＬｉｇｈｔ Ｃｏｄｉｎｇ方式によって測定する例について説明した。しかしながら、センサ１２の方式は上記の方式に限定されない。例えば、センサ１２は、センサ１２と物体上の各点との距離を、ＴＯＦ（Ｔｉｍｅ Ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ）方式によって測定してもよい。ＴＯＦ方式では、センサ１２は、光線が物体上の各点で反射してセンサ１２に到達するまでの光線の飛行時間（遅れ時間）を算出し、算出した飛行時間と光の速度とから、センサ１２と物体上の各点との距離を測定する。このような形態であっても、前述した実施形態と同様の効果を奏する。更に、センサの種類は深度センサに限定されない。深度センサであるセンサ１２に代えて、赤外線センサ又は超音波センサ等を備えていてもよく、センサの種類は適宜変更可能である。

【0072】

前述の実施形態では、下部に複数のスイッチ１１が横方向に並ぶように配置され、スイッチ１１の上方に文字情報１３が表示される表示面１０を再帰反射部材１４及び表示装置１５が表示する例について説明した。しかしながら、表示面のスイッチ等のレイアウトは、上記の例に限られず適宜変更可能である。更に、空中表示装置は、スイッチ１１付きの表示面１０を表示する操作入力装置以外の装置であってもよく、前述したデジタルサイネージ等であってもよい。このように、本開示に係る空中表示装置は、空中に虚像を表示させる種々の機器に対して適用可能である。

【符号の説明】

【0073】

１，３１，４１，５１，６１，７１…空中表示装置、２，７２…筐体、２ｂ…前面、２ｃ…側面、２ｄ…上面、２ｆ…下面、２ｇ…開口、２ｈ…第１板部、２ｊ…第２板部、３…突出部、３ｂ…主面、３ｃ…端面、３ｄ…裏面、１０…表示面、１０ｂ…中心、１１…スイッチ、１１ｂ…中心、１２…センサ、１３…文字情報、１４，７４…再帰反射部材、１５…表示装置、１５ｂ…スクリーン、２０…制御部、２１…画像出力部、２２…対象物検出部、２３…判定部、２４…信号出力部、２５…通知部、２５ｂ…音声出力部、２５ｃ…色彩変更部、３０，３５，４５，５５，６５，７５…赤外線送受信部、５６…切り替え手段、７２ｂ…傾斜面、７２ｃ…側面、７２ｄ…底面、７２ｇ…開口、７３…ビームスプリッタ、Ｂ…便器、Ｃ…光、Ｄ１…上下方向、Ｄ２…左右方向、Ｄ３…突出方向、Ｅ…トイレットペーパー、Ｆ…対象物、Ｋ…距離、Ｍ…洗面台、Ｐ…画像、Ｑ…虚像、Ｓ…赤外線、Ｔ…トイレ、Ｖ…基準線、Ｗ…壁部、Ｘ…赤外線送受信部、Ｙ…閾値、Ｚ…押下判定面。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】