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公開番号2024067476
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-05-17
出願番号2022177587
出願日2022-11-04
発明の名称空中表示装置
出願人TOPPANホールディングス株式会社
代理人弁理士法人鈴榮特許綜合事務所,個人,個人,個人,個人,個人,個人
主分類G06F 3/042 20060101AFI20240510BHJP(計算;計数)
要約【課題】観察者による空中像へのタッチ操作をより正確に検知することが可能な空中表示装置を提供する。
【解決手段】空中表示装置は、画像を表示する表示素子20と、表示素子20からの光を受けるように配置され、表示素子20からの光を、表示素子20と反対側に反射し、空中に空中像を結像する光学素子40と、空中像と重なる空間領域に検知領域を形成し、検知領域内の対象物を検知するセンシング素子50とを含む。隣接する空中像の間隔は、空中像の中心からの観察者の移動量に基づいて設定される。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
画像を表示する表示素子と、
前記表示素子からの光を受けるように配置され、前記表示素子からの光を、前記表示素子と反対側に反射し、空中に空中像を結像する光学素子と、
前記空中像と重なる空間領域に検知領域を形成し、前記検知領域内の対象物を検知するセンシング素子と、
を具備し、
前記表示素子から前記光学素子までの距離をＤｏｉ、前記光学素子から前記検知領域までの距離をＤａｏ、前記検知領域から観察者までの距離をＤｅａ、前記光学素子と平行な方向における前記空中像の中心からの前記観察者の移動量をＬ、隣接する空中像の間隔をＳｄとすると、Ｓｄは、以下の式を満たす
Ｓｄ＝（Ｄｏｉ＋Ｄａｏ）*Ｌ／（Ｄｏｉ＋Ｄａｏ＋Ｄｅａ）
空中表示装置。
続きを表示（約 860 文字）【請求項２】
Ｄｏｉ＝２０（ｍｍ）、Ｄａｏ＝３０（ｍｍ）、Ｄｅａ＝５００（ｍｍ）、Ｌ＝７４（ｍｍ）、Ｓｄ＝６．７（ｍｍ）に設定される
請求項１に記載の空中表示装置。
【請求項３】
前記空中表示装置は、１６歳以上が主に使用する機器に備えられる
請求項２に記載の空中表示装置。
【請求項４】
Ｄｏｉ＝２０（ｍｍ）、Ｄａｏ＝３０（ｍｍ）、Ｄｅａ＝５００（ｍｍ）、Ｌ＝５０（ｍｍ）、Ｓｄ＝４．５（ｍｍ）に設定される
請求項１に記載の空中表示装置。
【請求項５】
前記空中表示装置は、車椅子使用者向けの機器に備えられる
請求項４に記載の空中表示装置。
【請求項６】
Ｄｏｉ＝２０（ｍｍ）、Ｄａｏ＝３０（ｍｍ）、Ｄｅａ＝４００（ｍｍ）、Ｌ＝２５６（ｍｍ）、Ｓｄ＝２８（ｍｍ）に設定される
請求項１に記載の空中表示装置。
【請求項７】
前記空中表示装置は、１５歳以下が主に使用する機器に備えられる
請求項６に記載の空中表示装置。
【請求項８】
前記Ｓｄの情報を格納する記憶部と、
前記記憶部の情報に基づいて、前記空中像の間隔を設定する設定部と、
をさらに具備する
請求項１に記載の空中表示装置。
【請求項９】
前記センシング素子は、前記検知領域に向けて光を発光する発光部と、前記対象物で反射された反射光を受光する受光部とを含む
請求項１に記載の空中表示装置。
【請求項１０】
前記光学素子は、平面状の基材と、前記基材の下に設けられ、それぞれが第１方向に延び、前記第１方向に直交する第２方向に並んだ複数の光学要素とを含み、
前記複数の光学要素の各々は、前記基材の法線方向に対してそれぞれが傾き、互いに接する入射面及び反射面を有する
請求項１に記載の空中表示装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、空中表示装置に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
画像や動画などを空中像として表示可能な空中表示装置が研究され、新しいヒューマン・マシン・インターフェースとして期待されている。空中表示装置は、例えば、２面コーナーリフレクタがアレイ状に配列された２面コーナーリフレクタアレイを備え、表示素子の表示面から出射される光を反射し、空中に実像を結像する。２面コーナーリフレクタアレイによる表示方法は、収差が無く、面対称位置に実像（空中像）を表示することができる。
【０００３】
特許文献１は、透明平板の表面から突出した透明な四角柱を２面コーナーリフレクタとして使用し、複数の四角柱を平面上にアレイ状に配置した光学素子を開示している。また、特許文献２は、第１及び第２光制御パネルの各々を、透明平板の内部に垂直に複数の平面光反射部を並べて形成し、第１及び第２光制御パネルを、互いの平面光反射部が直交するように配置した光学素子を開示している。特許文献１、２の光学素子は、表示素子から出射された光を直交する反射面で２回反射させ、空中像を生成している。
【０００４】
観察者は、機器に接触することなく、空中表示装置が表示した空中像をタッチすることが可能である。空中表示装置が備えるセンシング素子は、空中像の領域に存在する物体を検知し、観察者が空中像をタッチしたことを認識する。
【０００５】
空中表示装置に対して観察者の視点が移動した場合に、視点の移動に合わせて空中像が移動する場合がある。この場合、空中像と、空中像を検知するための検知領域とがずれてしまう。この場合、センシング素子は、観察者が目標とする空中像とは異なる空中像がタッチされたと認識してしまう可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０１１－１９１４０４号公報
特開２０１１－１７５２９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、観察者による空中像へのタッチ操作をより正確に検知することが可能な空中表示装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１態様によると、画像を表示する表示素子と、前記表示素子からの光を受けるように配置され、前記表示素子からの光を、前記表示素子と反対側に反射し、空中に空中像を結像する光学素子と、前記空中像と重なる空間領域に検知領域を形成し、前記検知領域内の対象物を検知するセンシング素子とを具備し、前記表示素子から前記光学素子までの距離をＤｏｉ、前記光学素子から前記検知領域までの距離をＤａｏ、前記検知領域から観察者までの距離をＤｅａ、前記光学素子と平行な方向における前記空中像の中心からの前記観察者の移動量をＬ、隣接する空中像の間隔をＳｄとすると、Ｓｄは、以下の式を満たす
Ｓｄ＝（Ｄｏｉ＋Ｄａｏ）*Ｌ／（Ｄｏｉ＋Ｄａｏ＋Ｄｅａ）
空中表示装置が提供される。
【０００９】
本発明の第２態様によると、Ｄｏｉ＝２０（ｍｍ）、Ｄａｏ＝３０（ｍｍ）、Ｄｅａ＝５００（ｍｍ）、Ｌ＝７４（ｍｍ）、Ｓｄ＝６．７（ｍｍ）に設定される、第１態様に係る空中表示装置が提供される。
【００１０】
本発明の第３態様によると、前記空中表示装置は、１６歳以上が主に使用する機器に備えられる、第２態様に係る空中表示装置が提供される。
（【００１１】以降は省略されています）

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