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公開番号2025058526
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-09
出願番号2023168513
出願日2023-09-28
発明の名称薄型空中像表示装置及びそれを用いた非接触入力装置
出願人株式会社アスカネット
代理人個人,個人,個人
主分類G02B 30/56 20200101AFI20250402BHJP(光学)
要約【課題】薄型でありながら鮮明な空中像を形成することができ、省スペース性及び設置自在性に優れる薄型空中像表示装置及びそれを用いた非接触入力装置を提供する。
【解決手段】非接触入力装置10は、平行配置された入光面16と出光面17とを有する平板状に形成され、それぞれが入光面16及び出光面17に直角に形成され所定間隔で平行配置される複数の第1の光反射面と複数の第2の光反射面が、平面視して直交配置される光学結像手段18と、光学結像手段18の入光面16側に配置され、入光面16と平行な発光面19を有する平板状ディスプレイ20とを備え、光学結像手段18の出光面17側で出光面17に対して角度αで傾斜した結像面21に空中像12を表示する薄型空中像表示装置11と、薄型空中像表示装置11に取付けられ、空中像12に触れる指示手段13の位置を検知する検知手段14で構成される。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
平行配置された入光面と出光面とを有する平板状に形成され、前記入光面及び前記出光面に直角に形成され所定間隔で平行配置される複数の第１の光反射面と、前記入光面及び前記出光面に直角に形成され所定間隔で平行配置される複数の第２の光反射面とを有し、前記第１の光反射面と前記第２の光反射面が、平面視して直交配置される光学結像手段を備え、前記出光面側で該出光面に対して角度αで傾斜した結像面に空中像を表示する薄型空中像表示装置であって、
前記光学結像手段の前記入光面側に、前記光学結像手段を挟んで前記結像面と対象な位置で画像を表示する表示面を有する画像表示手段が仮想配置された時に、前記表示面から前記光学結像手段の前記入光面に向かって照射される光を、前記光学結像手段の前記入光面側に配置され、前記入光面と平行な発光面を有する平板状ディスプレイで再現し、該発光面から前記光学結像手段の前記入光面に向かって照射される光のうち、前記第１の光反射面で１回反射し、続けて前記第２の光反射面で１回反射する光により、前記画像に対応する空中像を前記結像面に結像させることを特徴とする薄型空中像表示装置。
続きを表示（約 710 文字）【請求項２】
請求項１記載の薄型空中像表示装置において、前記平板状ディスプレイの前記発光面は、格子状に配置された複数の発光素子で構成されることを特徴とする薄型空中像表示装置。
【請求項３】
請求項２記載の薄型空中像表示装置において、前記各発光素子から照射される光の中心軸は、前記画像表示手段の前記表示面と垂直であることを特徴とする薄型空中像表示装置。
【請求項４】
請求項２記載の薄型空中像表示装置において、前記各発光素子から照射される光の指向角は４０度以内であることを特徴とする薄型空中像表示装置。
【請求項５】
請求項２記載の薄型空中像表示装置において、前記発光素子は、マイクロＬＥＤであることを特徴とする薄型空中像表示装置。
【請求項６】
請求項１～５のいずれか１記載の薄型空中像表示装置を用いた非接触入力装置であって、前記薄型空中像表示装置と、該薄型空中像表示装置に取付けられ、前記空中像に触れる指示手段の位置を検知する検知手段とを備えたことを特徴とする非接触入力装置。
【請求項７】
請求項６記載の非接触入力装置において、前記検知手段は、前記空中像の下辺と平行に配置されることを特徴とする非接触入力装置。
【請求項８】
請求項７記載の非接触入力装置において、前記検知手段は、前記空中像と平行な方向に検出光を照射して該空中像と平行な検出面を形成する発光部と、正面視して前記空中像と重なる位置で前記指示手段が前記検出面に触れた時に該指示手段から反射する反射光を受光する受光部とを有することを特徴とする非接触入力装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、それぞれが例えば所定間隔で平行配置される複数の帯状の第１、第２の光反射面（鏡面）が、平面視して直交配置される空中像結像手段の入光面に平行配置される平板状ディスプレイ上の画像に基づいて空中像を表示する薄型空中像表示装置及びそれを用いた非接触入力装置に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
物体表面（対象物）から発せられる光（散乱光）を用いて、空中にその物体の立体像（空中像＝実像）を結像させるものとして、例えば、特許文献１に記載の立体像結像装置（光学結像装置）が知られている。この結像装置は、２枚の透明平板の内部に、この透明平板の一方の面に垂直に多数かつ帯状の金属反射面からなる光反射面を一定のピッチで並べて形成した第１、第２の光制御パネルを有し、この第１、第２の光制御パネルのそれぞれの光反射面が直交するように、第１、第２の光制御パネルの一面側を向い合わせて密着させたものである。この光学結像装置では、特許文献１の図３、５、６に示されたように、空中に結像する物体像Ｍ’又はＮ’は、光学結像装置を挟んで物体Ｍ又はＮと対称位置に生成される。これは、物体Ｍ又はＮの代わりに、ディスプレイ等の表示装置を設置し、表示装置に表示される画像の空中像を結像させる場合も同様である。従って、この光学結像装置を利用した非接触入力装置においても、例えば特許文献２の図２に示されたように、画像を表示する表示器と光学結像手段とのなす角ａと、光学結像手段と空間内に結像する空間画像とのなす角ａは等しくなっている
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
国際公開第２００９／１３１１２８号
実用新案登録第３２１９９６８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このように、特許文献１の光学結像装置も、特許文献２の非接触入力装置も、表示装置に表示される画像に基づいて、光学結像装置の上方空間に空中像を傾斜させて結像させる（浮き上がらせる）ためには、光学結像装置の下方に、表示装置を傾斜させた状態で設置しなければならず、広い設置スペースを必要とする。このため、光学結像装置及び非接触入力装置は、大型で設置自在性に欠けることとなり、それが光学結像装置及び非接触入力装置普及の妨げとなっていた。
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、薄型でありながら鮮明な空中像を形成することができ、省スペース性及び設置自在性に優れる薄型空中像表示装置及びそれを用いた非接触入力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】
【０００５】
前記目的に沿う第１の発明に係る薄型空中像表示装置は、平行配置された入光面と出光面とを有する平板状に形成され、前記入光面及び前記出光面に直角に形成され所定間隔で平行配置される複数の第１の光反射面と、前記入光面及び前記出光面に直角に形成され所定間隔で平行配置される複数の第２の光反射面とを有し、前記第１の光反射面と前記第２の光反射面が、平面視して直交配置される光学結像手段を備え、前記出光面側で該出光面に対して角度αで傾斜した結像面に空中像を表示する薄型空中像表示装置であって、
前記光学結像手段の前記入光面側に、前記光学結像手段を挟んで前記結像面と対象な位置で画像を表示する表示面を有する画像表示手段が仮想配置された時に、前記表示面から前記光学結像手段の前記入光面に向かって照射される光を、前記光学結像手段の前記入光面側に配置され、前記入光面と平行な発光面を有する平板状ディスプレイで再現し、該発光面から前記光学結像手段の前記入光面に向かって照射される光のうち、前記第１の光反射面で１回反射し、続けて前記第２の光反射面で１回反射する光により、前記画像に対応する空中像を前記結像面に結像させる。
【０００６】
第１の発明に係る薄型空中像表示装置において、前記平板状ディスプレイの前記発光面は、格子状に配置された複数の発光素子で構成されることが好ましい。
【０００７】
第１の発明に係る薄型空中像表示装置において、前記各発光素子から照射される光の中心軸は、前記画像表示手段の前記表示面と垂直であることが好ましい。
【０００８】
第１の発明に係る薄型空中像表示装置において、前記各発光素子から照射される光の指向角は４０度以内であることが好ましい。
【０００９】
第１の発明に係る薄型空中像表示装置において、前記発光素子は、マイクロＬＥＤであることが好ましい。
【００１０】
前記目的に沿う第２の発明に係る非接触入力装置は、第１の発明に係る薄型空中像表示装置を用いた非接触入力装置であって、前記薄型空中像表示装置と、該薄型空中像表示装置に取付けられ、前記空中像に触れる指示手段の位置を検知する検知手段とを備える。
（【００１１】以降は省略されています）

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