JP2018088027A - センサシステム - Google Patents
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Abstract
【課題】被投影物がハーフミラーにて反射した光がセンサへ入射するのを防ぎ、空中映像に対する人の操作をより高精度に検知するセンサシステムを提供する。【解決手段】センサシステム1は、発光体を有する被投影物としてディスプレイ10の表示面に表示される画像110と、少なくとも1つのハーフミラー20と、再帰反射シート30とにより被投影物の実像を空中に空中像120として結像する投影光学系と、空中像を含む所定の領域からのディスプレイの発光波長の光を検知するセンサ40と、ディスプレイの光がハーフミラーで1回反射してセンサに入射する光路に配置された遮光部材60と、を備える。【選択図】図2
Description
本発明は、センサシステムに関する。
従来、空中画像を閲覧可能とする技術の開発が進められている。
例えば、特許文献1には、可視光または赤外光の受発光素子を備え、受発光素子の光軸とパネルの法線が所定関係を満たすように配置することで、空中映像に対する人の操作をセンシングする光学システムが開示されている。
また、特許文献2には、カメラで空中映像位置をモニタリングし、人の手の位置を特定することで操作を判定し、空中映像に対する人の操作をセンシングする空中映像インタラクション装置が開示されている。
しかしながら、従来の空中映像インタラクション装置及び光学システムでは、被投影映像から照射され、ハーフミラーにて1回反射した光をセンサまたはカメラが必ず受光する。この場合、反射した光はノイズとなり、センサが誤認識しやすくなるため、人の操作を高精度に検知することが難しい。
そこで、本発明は、被投影物から照射され、ハーフミラーにて反射した光がセンサへ入射するのを防ぎ、空中映像に対する人の操作をより高精度に検知する手段を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために本発明は、 発光体を有する被投影物と、少なくとも1つのハーフミラーと再帰反射シートとを備え、前記被投影物の実像を空中に空中像として結像する投影光学系と、前記空中像を含む所定範囲の領域からの前記発光体の発光波長の光を検知するセンサと、を備えたセンサシステムにおいて、 前記発光体の光が前記ハーフミラーへ入射し、前記ハーフミラーで1回反射して前記センサに入射する光路に遮光部材が配置される。
本発明に係るセンサシステムによれば、被投影物から照射され、ハーフミラーにて反射した光がセンサへ入射することを防ぎ、空中映像に対する人の操作をより高精度に検知することができる。
以下では、本発明の実施の形態に係るセンサシステムについて、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する趣旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。したがって、例えば、各図において縮尺などは必ずしも一致しない。また、各図において、実質的に同一の構成については同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。
(実施の形態1)
[概要]
まず、本実施の形態に係るセンサシステム1の概要について説明する。
(実施の形態1)
[概要]
まず、本実施の形態に係るセンサシステム1の概要について説明する。
図2に示すように、センサシステム1は、発光体を有する被投影物(ディスプレイ10)と、ハーフミラー20と再帰反射シート30からなる投影光学系と、センサ40と、制御部50と、遮光部材60とを備える。
ディスプレイ10と、ハーフミラー20と、再帰反射シート30とからなるセンサシステム1(図2を参照)が、ディスプレイ10からの画像を空中像120として空中に表示する。遮光部材60は、ディスプレイ10から照射され、ハーフミラー20で反射してセンサ40へ入射する光を遮光する。
本実施の形態の空中像120の表示原理を説明する。光の経路を細い実線又は破線の矢印で示している。
本実施の形態では、発光体を有する被投影物は、ディスプレイ10の表示面に表示される画像110である。
ディスプレイ10(画像110)から発光された光は、ハーフミラー20によって反射光LR1と透過光とに分割される。透過光は、ハーフミラー20を透過した後、結像することなく進行する。反射光LR1は、再帰反射シート30によって再帰反射される。
再帰反射光LRR1は、再帰反射シート30に対する入射光である反射光LR1と逆方向に進行し、ハーフミラー20によって反射光と透過光LT2とに分割される。透過光LT2は、ハーフミラー20を透過した後、所定の位置で結像されて空中像120を形成する。
所定の位置は、具体的には、ハーフミラー20を対称面とするディスプレイ10(画像110)の面対称位置である。つまり、センサシステム1は、当該面対称位置に、ディスプレイ10に表示された画像110の空中像120を表示する。
このように、センサシステム1は、ディスプレイ10に表示された画像110を空中像120として空中に表示する。つまり、センサシステム1は、空中に浮かび上がった状態
で画像110(空中像120)を表示することができる。
で画像110(空中像120)を表示することができる。
[構成]
センサシステム1の詳細な構成について説明する。
センサシステム1の詳細な構成について説明する。
図2に示すように、センサシステム1は、ディスプレイ10と、ハーフミラー20と、再帰反射シート30と、センサ40と、制御部50と、遮光部材60とを備える。
センサシステム1は、例えば図1に示すような筐体70の内部に設けられ、1つ以上のスイッチ73(図1においては3つ)が、筐体70の外側面に取り付けられ操作される。このように、センサシステム1は、各構成部材が筐体70の内部に収容され、又は、外部に固定されてユニット化されている。
これにより、センサシステム1の設置作業を容易に行うことができる。また、ディスプレイ10、ハーフミラー20、再帰反射シート30及び遮光部材60などの光学系を設置者が素手などで直接触らずに済むため、指紋又は異物などの汚れの付着を抑制することができる。これにより、汚れによる空中像120の不鮮明化などを抑制することができる。
[筐体]
筐体70は、センサシステム1の外郭筐体70であり、図1に示すように、内部にディスプレイ10、ハーフミラー20、再帰反射シート30、センサ40、制御部50及び遮光部材60が収納されている。筐体70の外壁には、図1に示すように、スイッチ73が埋め込まれ、スイッチ73によってセンサシステム1が操作される。
筐体70は、センサシステム1の外郭筐体70であり、図1に示すように、内部にディスプレイ10、ハーフミラー20、再帰反射シート30、センサ40、制御部50及び遮光部材60が収納されている。筐体70の外壁には、図1に示すように、スイッチ73が埋め込まれ、スイッチ73によってセンサシステム1が操作される。
本実施の形態では、筐体70の外形は、略直方体状である。なお、筐体70の外形は、略円柱状などでもよく、これらに限定されない。筐体70は、例えば、アルミニウムなどの金属材料又は樹脂材料から形成される。
筐体70には、ハーフミラー20を透過した光を外部に取り出すための開口71が、ハーフミラー20に対向する面に設けられている。開口71には透光プレート72が設けられている。
透光プレート72は、可視光を透過させる透光性のガラス板又は樹脂製の板材である。透光プレート72は、例えば、透明なソーダガラスなどから形成される。透光プレート72が開口71を蓋することで、筐体70の内部に異物などが進入するのを抑制することができる。
なお、透光プレート72の代わりにハーフミラー20が開口71に設けられていてもよい。すなわち、ハーフミラー20が開口71を蓋する機能を有してもよい。これにより、センサシステム1の部品点数を削減することができ、軽量化を図ることができる。
[ディスプレイ]
図2には、図1の筐体70のV−Vにおける断面形状の一例を示している。なお、筐体70の形状は例として破線で示されている。筐体70は、例えば、開口71(透光プレート72)がハーフミラー20に対して傾斜した形状を有してもよい。
図2には、図1の筐体70のV−Vにおける断面形状の一例を示している。なお、筐体70の形状は例として破線で示されている。筐体70は、例えば、開口71(透光プレート72)がハーフミラー20に対して傾斜した形状を有してもよい。
ディスプレイ10は、行列状に複数の画素が配列された表示面を有する表示部である。表示面には、ディスプレイ10に入力される画像110が表示される。本実施の形態では、ディスプレイ10の表示面に表示される画像110が、空中像120として空中に表示される発光体を有する被投影物の一例である。
ディスプレイ10は、例えば、LCD(Liquid Crystal Display)又は有機EL(Electro Luminescence)表示装置などのフラットパネルディスプレイである。
本実施の形態では、ディスプレイ10に表示される画像110は、静止画及び動画像のいずれであってもよく、例えば、空中表示装置に記憶されたコンテンツ画像、テレビ番組の放送中の画像若しくは録画画像、BD(Blu−ray(登録商標) Disc)若しくはDVD(Digital Versatile Disc)などの再生画像、又は、インターネット画像などである。
[ハーフミラー(ビームスプリッタ)]
ハーフミラー20は、ディスプレイ10から発光される光を反射及び透過することで、反射光及び透過光を出射するビームスプリッタの一例である。具体的には、ハーフミラー20は、入射する光の一部を鏡面反射し、残りをそのまま(進行方向を実質的に変えることなく)透過させる。ハーフミラー20は、例えば、入射する光を略1:1で反射及び透過する。すなわち、ハーフミラー20は、入射する光の光束の50%の反射光と50%の透過光とを出射する。
ハーフミラー20は、ディスプレイ10から発光される光を反射及び透過することで、反射光及び透過光を出射するビームスプリッタの一例である。具体的には、ハーフミラー20は、入射する光の一部を鏡面反射し、残りをそのまま(進行方向を実質的に変えることなく)透過させる。ハーフミラー20は、例えば、入射する光を略1:1で反射及び透過する。すなわち、ハーフミラー20は、入射する光の光束の50%の反射光と50%の透過光とを出射する。
ハーフミラー20は、例えば、金属薄膜又は誘電体多層膜などの反射性の薄膜が表面に形成された透光性の板材である。透光性の板材としては、例えば、透明なソーダガラスなどのガラス材料、又は、アクリル(PMMA)、ポリカーボネート(PC)などの透明樹脂材料を用いて形成されている。金属薄膜は、アルミニウムなどの金属材料を用いて、光透過性及び光反射性を有する程度に薄く形成された薄膜である。
ハーフミラー20は、ディスプレイ10から発光される光を反射し、再帰反射シート30に向けて反射光LR1を出射する。ハーフミラー20は、再帰反射シート30から再帰反射された再帰反射光LRR1を透過させて、筐体70の開口71から外部へ透過光LT2を放出させる。
[再帰反射シート]
再帰反射シート30は、ハーフミラー20によって反射された反射光LR1を、又は、ハーフミラー20を透過した透過光を再帰反射する。本実施の形態では、再帰反射シート30は、ハーフミラー20を基準としてディスプレイ10と同じ側に位置しており、反射光LR1を再帰反射する。再帰反射シート30は、例えば、複数の球状のガラスビーズが板状の基材の面内に敷き詰められた部材である。あるいは、再帰反射シート30は、マイクロプリズムが設けられた板材でもよい。
再帰反射シート30は、ハーフミラー20によって反射された反射光LR1を、又は、ハーフミラー20を透過した透過光を再帰反射する。本実施の形態では、再帰反射シート30は、ハーフミラー20を基準としてディスプレイ10と同じ側に位置しており、反射光LR1を再帰反射する。再帰反射シート30は、例えば、複数の球状のガラスビーズが板状の基材の面内に敷き詰められた部材である。あるいは、再帰反射シート30は、マイクロプリズムが設けられた板材でもよい。
本実施の形態では、再帰反射シート30は、ディスプレイ10と同じ側に配置されている。再帰反射シート30は、ハーフミラー20による反射光LR1の光路上に位置し、ハーフミラー20に対して傾斜して配置される。再帰反射シート30の配置は、これに限るものではなく、ハーフミラー20に対して略垂直となるように配置されていてもよい。
この配置により、再帰反射シート30は、ディスプレイ10から発光されて、ハーフミラー20によって反射された反射光を再帰反射する。再帰反射した再帰反射光LRR1のうちハーフミラー20を透過した透過光LT2が空中像120を形成する。
なお、再帰反射シート30は、ハーフミラー20を基準として、ディスプレイ10の反対側(すなわち、空中像120側)に配置されていてもよい。この配置により、再帰反射シート30は、ディスプレイ10から発光されて、ハーフミラー20を透過した透過光を
再帰反射する。再帰反射光のうちハーフミラー20によって反射された反射光が空中像120を形成する。
再帰反射する。再帰反射光のうちハーフミラー20によって反射された反射光が空中像120を形成する。
[センサ]
センサ40は、検知対象物が検知領域DA(図2を参照)に存在することを検知するセンサ40である。センサ40は、例えば、可視光センサである。センサ40は、図2に示すように、ハーフミラー20を基準としてディスプレイ10と同じ側に配置される。
センサ40は、検知対象物が検知領域DA(図2を参照)に存在することを検知するセンサ40である。センサ40は、例えば、可視光センサである。センサ40は、図2に示すように、ハーフミラー20を基準としてディスプレイ10と同じ側に配置される。
センサ40は、検知領域DAから入射する光を検出することによって、空中像120に対する検知対象物の接近又は接触を検知する。検知対象物は、例えば、人体を含む生体であり、具体的には、ユーザの指又は手のひらなどである。
センサ40として可視光センサを用いる場合、ユーザの指又は手のひらが空中像120に接触するとき、空中像120を形成する光がユーザの指又は手のひらに拡散反射され、拡散反射された光のうち、センサ40の方向へと進行する光がセンサ40に検出される。例えば、センサ40が検出した光の強度が所定の値より大きい場合に、空中像120に検知対象物が接近又は接触したと判定して検知信号を生成する。
[制御部]
制御部50は、センサ40から出力される検知信号を受信し、受信した検知信号に基づいて、検知対象物が検知領域DAに存在することを検知する。制御部50は、検知対象物が検知領域DAに存在することを検知した場合、すなわち空中像120に対して操作があったと判断された場合、所定の制御を実行する。所定の制御とは、例えば、空中像120のサイズまたは内容などの表示形態の変更や、接続される外部機器(図示せず)の操作などである。
制御部50は、センサ40から出力される検知信号を受信し、受信した検知信号に基づいて、検知対象物が検知領域DAに存在することを検知する。制御部50は、検知対象物が検知領域DAに存在することを検知した場合、すなわち空中像120に対して操作があったと判断された場合、所定の制御を実行する。所定の制御とは、例えば、空中像120のサイズまたは内容などの表示形態の変更や、接続される外部機器(図示せず)の操作などである。
制御部50は、例えば、各種制御処理及び演算処理を行う情報処理装置である。制御部50は、システムLSI(Large Scale Integration)又はマイクロコンピュータなどの制御回路によって実現される。
空中像120には、ユーザが操作可能なボタンなどのGUI(Graphical User Interface)オブジェクトが含まれていることが好ましい。センサ40は、検知領域DAがGUIオブジェクトを含むように設けられている。
ユーザが指で空中像120のGUIオブジェクトを触ろうとしたときに、センサ40は、検知対象物が検知領域DAに存在することを検知し、検知信号を出力する。制御部50は、検知信号を受信した場合に、空中像120に含まれるボタンが操作されたことを検知した場合に次の操作画面をディスプレイ10に表示させる。
[遮光部材]
遮光部材60は、ディスプレイ10の光がハーフミラー20で反射してセンサ40へ入射することを防ぐ。
遮光部材60は、ディスプレイ10の光がハーフミラー20で反射してセンサ40へ入射することを防ぐ。
遮光部材60は、図2に示すように、ハーフミラー20を基準としてディスプレイ10と同じ側に配置される。遮光部材60は、ディスプレイ10から発光された光がハーフミラー20へ入射する光路LR2上に配置される。
本実施の形態では、遮光部材60は矩形板形状の部材とするが、形状はこれに限られるものではない。遮光部材60の大きさは、特に限定されないが、ディスプレイ10の表示面の形状や大きさと、遮光部材60が配置される位置などによって決定される。
また、遮光部材60は、ディスプレイ10から発光された光の光路LR2に対して略垂直に配置されていているが、これに限るものではない。遮光部材60は、ディスプレイ10からの光がセンサ40へ入射するのを防ぐ位置であればよく、傾斜角度も問わない。
遮光部材60の材料としては、遮光シートなどを基材に積層して用いられてもよい。また、少なくとも画像110に対する面のみが遮光性を有するものであってもよい。
[効果など]
ここで、遮光部材60を用いない場合の問題点について説明する。
ここで、遮光部材60を用いない場合の問題点について説明する。
センサ40によって検知対象物が検知領域DAに存在することを検知するためには、センサ40の視野範囲DBは検知領域DAを含む必要がある。このとき、ハーフミラー20を基準として、ディスプレイ10が配置される側において、ディスプレイ10から発光した光LR2が、ハーフミラー20で反射し、反射光LRR2となる。反射光LRR2は、センサ40の視野範囲DB内を進行してセンサ40へと入射する。そのため、検出光の強度で空中像120に対する操作の有無を判断するセンサ40においては、このセンサ40へ入射する反射光LRR2がノイズとなり、SN比が低く、空中像120の操作を高精度に検知することが困難である。
そこで、本実施の形態に係るセンサシステム1は、発光体を有する被投影物と、少なくとも1つのハーフミラー20と再帰反射シート30を備え、被投影物の実像を空中に結像する投影光学系と、実像を含む所定範囲の領域からの発光体の発光波長の光を検知するセンサ40と、を備えたセンサシステム1において、発光体の光がハーフミラー20へ入射し、ハーフミラー20で1回反射してセンサ40に入射する光路に遮光部材60が配置される。 これにより、被投影物から発光された光LR2が、ハーフミラー20で反射しノイズとしてセンサ40に入射することを防ぐことができる。したがって、ユーザが空中像120を操作したときに、ユーザの動きを高精度に検知することができ、操作性を向上することができる。
また、被投影物は、画像110を表示するためのディスプレイ10である。
これにより、ディスプレイ10に表示される画像110を空中像120として表示することができるので、画像110の表示内容を変更することで、空中像120としての表示内容を簡単に変更することができる。
[その他]
なお、ディスプレイ10、ハーフミラー20及び遮光部材60には、駆動素子(図示せず)が取り付けられ、制御部50から送信される制御信号に基づいて、その位置及び姿勢が変更可能な状態で設けられていてもよい。例えば、ディスプレイ10、ハーフミラー20及び遮光部材60の一方の端部を中心として回動可能に設けられている。このとき、制御部50は、制御部50が受信した検知信号に基づいて、空中像120の操作がしやすくなるようにディスプレイ10、ハーフミラー20及び遮光部材60の各々の位置及び姿勢を制御してもよい。
なお、ディスプレイ10、ハーフミラー20及び遮光部材60には、駆動素子(図示せず)が取り付けられ、制御部50から送信される制御信号に基づいて、その位置及び姿勢が変更可能な状態で設けられていてもよい。例えば、ディスプレイ10、ハーフミラー20及び遮光部材60の一方の端部を中心として回動可能に設けられている。このとき、制御部50は、制御部50が受信した検知信号に基づいて、空中像120の操作がしやすくなるようにディスプレイ10、ハーフミラー20及び遮光部材60の各々の位置及び姿勢を制御してもよい。
(実施の形態2)
本実施の形態2について、図3を参照して説明する。
本実施の形態2について、図3を参照して説明する。
なお、ここでは、上記実施の形態1と相違する事項についてのみ説明し、その他の事項(結像原理、構成、作用効果等)については、上記実施の形態1と同様であるので、図面
において同じ符号を付してその説明を省略する。本実施の形態2に係るセンサシステム101は、被投影物が複数の発光体からなる複数の被投影物であって、複数の発光体は、それぞれ異なるタイミングで発光する点で実施の形態1と相違する。
において同じ符号を付してその説明を省略する。本実施の形態2に係るセンサシステム101は、被投影物が複数の発光体からなる複数の被投影物であって、複数の発光体は、それぞれ異なるタイミングで発光する点で実施の形態1と相違する。
[構成]
ディスプレイ11は、複数の発光体から成る複数の被投影物、すなわち複数の画像111a、111b、111cを所定時間ごとに表示する。ディスプレイ11に表示される複数の画像111a、111b、111cは、同一発光波長のもの(例えば、白黒画像)である。このとき、ディスプレイ11に表示される複数の画像111a、111b、111cは、ディスプレイ11の表示面において、異なる位置で表示される。これにより、空中像121a、121b、121cは、それぞれ異なる位置に表示される。
ディスプレイ11は、複数の発光体から成る複数の被投影物、すなわち複数の画像111a、111b、111cを所定時間ごとに表示する。ディスプレイ11に表示される複数の画像111a、111b、111cは、同一発光波長のもの(例えば、白黒画像)である。このとき、ディスプレイ11に表示される複数の画像111a、111b、111cは、ディスプレイ11の表示面において、異なる位置で表示される。これにより、空中像121a、121b、121cは、それぞれ異なる位置に表示される。
遮光部材61a、61b、61cは、図3に示されるように、複数の画像111a、111b、111cに対応して、ディスプレイ11から発光された光がハーフミラー20へ入射する光路LR21、LR22、LR23上に配置される。このとき、ディスプレイ11において、画像111a、111b、111cが表示される位置に対応して遮光部材61a、61b、61cが複数設けられるものとするが、遮光部材61a、61b、61cの数は、本実施の形態に限るものではない。
制御部51は、センサ41が検出した光の強度が、所定の値を越えたタイミング、もしくは所定の値を超えているタイミングによって、いずれの空中像121a、121b、121cに検知対象物が接近又は接触したか、すなわちどの画像111a、111b、111cに操作があったかを判断する。
なお、制御部51は、ディスプレイ11に複数の画像111a、111b、111cを表示するタイミングを制御してもよい。
具体的には、図3に示すように、ディスプレイ11が配置され、3つの画像111a、111b、111cが異なる位置で表示される。それぞれの画像111a、111b、111cに対応して遮光部材61a、61b、61cが3つ配置される。それぞれの画像111a、111b、111cは所定時間間隔ごとに表示される。所定時間は、例えば0.05秒であり、操作する人には常に表示されているように見えるよう制御される。制御部51は、センサ41が検出した光の強度が、所定の値を越えたタイミング、もしくは所定の値を超えているタイミングを検知する。検知したタイミング結果によって、制御部51は、どの空中像121a、121b、121cに検知対象物が接近又は接触したか、すなわち、どの画像111a、111b、111cに操作がなされたかを判断し、操作された画像111a、111b、111cに基づいて所定の制御を実行する。このとき、画像111a、111b、111cが異なるタイミングで表示されても、それぞれに対応して設けられた遮光部材61a、61b、61cにより、検知領域にディスプレイ11から発光した光がノイズとしてセンサ41へ入射することを防ぐことができる。
なお、複数の画像111a、111b、111cが表示される所定時間間隔は、それぞれの画像111a、111b、111cごとに異なっていてもよい。例えば、画像111aが0.04秒間隔、画像111bが0.05秒間隔、画像111cが0.06秒間隔で表示されてもよい。また、複数の画像111a、111b、111cの表示が開始されてから終了されるまでの期間は、それぞれの画像111a、111b、111cで同一でなければよく、ある期間において複数の画像111a、111b、111cのうち2つ以上の画像が同時に表示されていてもよい。
なお、遮光部材61a、61b、61cは、画像に対応して複数設けられるものとした
が、ディスプレイ11に表示される画像111a、111b、111cの表示面を遮光できるものであれば、個数はこれに限るものではなく、ひとつであってもよい。
が、ディスプレイ11に表示される画像111a、111b、111cの表示面を遮光できるものであれば、個数はこれに限るものではなく、ひとつであってもよい。
[効果]
上記本実施の形態に係る発明は、被投影物は、複数の発光体からなる複数の被投影物であり、複数の発光体はそれぞれ異なるタイミングで発光する。空中像は、複数の被投影物が空中に投影された複数の空中像であり、複数の空中像はそれぞれ異なるタイミングで表示される。センサ41が光を受光したタイミングにより、複数の空中像のいずれに対して人の操作がなされたかを検知する。
上記本実施の形態に係る発明は、被投影物は、複数の発光体からなる複数の被投影物であり、複数の発光体はそれぞれ異なるタイミングで発光する。空中像は、複数の被投影物が空中に投影された複数の空中像であり、複数の空中像はそれぞれ異なるタイミングで表示される。センサ41が光を受光したタイミングにより、複数の空中像のいずれに対して人の操作がなされたかを検知する。
また、複数の発光体は、同一発光波長で発光することが好ましい。
これにより、複数の空中像121a、121b、121cにおいて、表示されるタイミングが異なる空中像121a、121b、121cのいずれに対して検知対象物が接近又は接触したか、すなわち、画像111a、111b、111cのいずれに対して人の操作がなされたか、精度よく個別に検知することができる。そのため、複数の画像111a、111b、111cが設けられた場合であっても、画像111a、111b、111cに応じて複数の異なる操作を精度よく行うことができる。
(変形例)
以下では、実施の形態2の変形例について、説明する。
(変形例)
以下では、実施の形態2の変形例について、説明する。
本変形例に係るセンサシステム201は、図4に示すように、画像112a、112b、112cは、異なる発光波長である点で実施の形態2と相違する。以下では、実施の形態2との相違点を中心に説明し、共通点についての説明を省略又は簡略化する場合がある。
ディスプレイ12は、複数の発光体から成る複数の被投影物、すなわち複数の画像112a、112b、112cを表示する。ディスプレイ12に表示される画像112a、112b、112cは、それぞれ異なる発光波長の画像112a、112b、112cである。
このとき、ディスプレイ12に表示される複数の画像112a、112b、112cは、ディスプレイ12の表示面において、異なる位置で表示される。なお、ディスプレイ12に表示される複数の画像112a、112b、112cの位置は、本実施の形態に限るものではなく、同一であってもよい。このとき、空中像122a、122b、122cは、複数の画像112a、112b、112cが表示されるタイミングに対応して、それぞれ結像される。
センサ42は、それぞれ異なる発光波長である画像112a、112b、112cの発光波長のいずれも検出できる可視光センサが用いられる。
このとき、ディスプレイ12に表示される複数の画像112a、112b、112cは、ディスプレイ12の表示面において、異なる位置で表示される。なお、ディスプレイ12に表示される複数の画像112a、112b、112cの位置は、本実施の形態に限るものではなく、同一であってもよい。このとき、空中像122a、122b、122cは、複数の画像112a、112b、112cが表示されるタイミングに対応して、それぞれ結像される。
センサ42は、それぞれ異なる発光波長である画像112a、112b、112cの発光波長のいずれも検出できる可視光センサが用いられる。
制御部52は、センサ42が検出した光の強度が、所定の値を越えたタイミング、もしくは所定の値を超えているタイミングを検知することで、いずれの空中像122a、122b、122cに検知対象物が接近又は接触したかを検知し、いずれの画像112a、112b、112cに操作がなされたかを判断する。制御部52は、いずれの画像112a、112b、112cに操作がなされたかに基づいて、所定の制御を実行する。
以上のように、本変形例におけるセンサシステム201では、発光体は異なる発光波長で発光し、センサ42はいずれの発光波長の光でも検出できる。
これにより、表示する画像112a、112b、112cが異なる発光波長であっても、センサ42が光を受光したタイミングを検知することによって次の操作を行えるので、
センサ42が異なる発光波長を判別して検知しなくとも、異なる画像112a、112b、112cのいずれに操作がなされたかを識別することができ、また、発光波長の違いによるセンサ42の誤認識を抑制することができる。
センサ42が異なる発光波長を判別して検知しなくとも、異なる画像112a、112b、112cのいずれに操作がなされたかを識別することができ、また、発光波長の違いによるセンサ42の誤認識を抑制することができる。
(実施の形態3)
本実施の形態3について、図5を参照して説明する。
本実施の形態3について、図5を参照して説明する。
なお、ここでは、上記実施の形態1、2と相違する事項についてのみ説明し、その他の事項(結像原理、構成、作用効果等)については、上記実施の形態1、2と同様であるので、図面において同じ符号を付してその説明を省略する。本実施の形態3に係るセンサシステム301は、被投影物が複数の発光体からなる複数の被投影物であって、複数の発光体は、それぞれ異なる発光波長で発光し、センサ43は異なる発光波長を判別して検知することができる点で実施の形態1、2と相違する。
[構成]
ディスプレイ13は、複数の発光体から成る複数の被投影物、すなわち複数の画像113a、113b、113cを表示する。複数の画像113a、113b、113cは、それぞれ異なる発光波長で発光するもの(例えば、カラー画像113a、113b、113c)である。このとき、ディスプレイ13に表示される複数の画像113a、113b、113cは、ディスプレイ13の表示面において、異なる位置で表示される。これにより、空中像123a、123b、123cは、それぞれ異なる位置に表示される。
ディスプレイ13は、複数の発光体から成る複数の被投影物、すなわち複数の画像113a、113b、113cを表示する。複数の画像113a、113b、113cは、それぞれ異なる発光波長で発光するもの(例えば、カラー画像113a、113b、113c)である。このとき、ディスプレイ13に表示される複数の画像113a、113b、113cは、ディスプレイ13の表示面において、異なる位置で表示される。これにより、空中像123a、123b、123cは、それぞれ異なる位置に表示される。
遮光部材63a、63b、63cは、図5に示されるように、ディスプレイ13に対応して、ディスプレイ13から発光された光がハーフミラー20へ入射する光路LR31、LR32、LR33上に配置される。このとき、ディスプレイ13において、画像113a、113b、113cが表示される位置に対応して遮光部材63a、63b、63cが複数設けられるものとするが、遮光部材63a、63b、63cの数は、本実施の形態に限るものではない。
センサ43は、異なる発光波長を判別して検知することができる可視光センサが用いられる。
制御部53は、センサ43が受光した発光波長を検知することで、いずれの空中像123a、123b、123cに検知対象物が接近又は接触したかを検知する。制御部53は、センサ43が受光した発光波長の結果に基づいて、どの画像113a、113b、113cに操作があったかを判断し、操作された画像113a、113b、113cに基づいて所定の制御を実行する。
具体的には、図5に示すように、ディスプレイ13が配置され、3つの画像113a、113b、113cが異なる発光波長で表示される。それぞれの画像113a、113b、113cに対応して遮光部材63a、63b、63cが3つ配置される。
制御部53は、センサ43が受光した発光波長を検知する。検知した発光波長によって、制御部53は、どの画像113a、113b、113cの操作がなされたかを判断し、操作された画像113a、113b、113cに基づいて所定の制御を実行する。
[効果]
上記本実施の形態に係る発明は、被投影物は、複数の発光体からなる複数の被投影物であり、複数の発光体は、それぞれ異なる発光波長で発光し、センサ43は、異なる発光波長を判別して検知でき、センサ43が受光した光の波長によって、複数の被投影物のいず
れに対して人の操作がなされたかを検知する。
上記本実施の形態に係る発明は、被投影物は、複数の発光体からなる複数の被投影物であり、複数の発光体は、それぞれ異なる発光波長で発光し、センサ43は、異なる発光波長を判別して検知でき、センサ43が受光した光の波長によって、複数の被投影物のいず
れに対して人の操作がなされたかを検知する。
これにより、異なる発光波長の画像113a、113b、113cにおいても、精度よく個別に検知することができる。そのため、一面に複数の操作画像が設けられた場合であっても、画像113a、113b、113cに応じて複数の異なる操作を精度よく行うことができる。
(その他)
以上、本発明に係るセンサシステムについて、上記の実施の形態及びその変形例に基づいて説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではない。
以上、本発明に係るセンサシステムについて、上記の実施の形態及びその変形例に基づいて説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではない。
例えば、上記の実施の形態では、被投影物の一例としてディスプレイ10を示したが、これに限らない。例えば、被投影物は、案内表示、広告情報などの所定の情報を示す看板でもよい。看板に対して光を照射することで、看板による反射光又は透過光を、ハーフミラー20及び再帰反射シート30によって空中像として空中に表示してもよい。
また、例えば、上記の実施の形態では、投影光学系の例として、透過光と反射光との光束比が略1:1のハーフミラー20を挙げたが、これに限らない。透過光と反射光とは、一方の光束が他方の光束より大きくてもよい。
また、上記の各実施の形態において、各構成要素は、専用のハードウェアで構成されてもよく、あるいは、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、CPU(Central Processing Unit)又はプロセッサなどのプログラム実行部が、ハードディスク又は半導体メモリなどの記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。
なお、制御部が行う処理をステップとして含むプログラム、及び、そのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能なDVD(Digital Versatile Disc)などの記録媒体として実現することもできる。
つまり、上述した包括的又は具体的な態様は、システム、装置、集積回路、コンピュータプログラム又はコンピュータ読み取り可能な記録媒体で実現されてもよく、システム、装置、集積回路、コンピュータプログラム及び記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
その他、各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。
1、101、201、301 センサシステム
10、11、12、13 ディスプレイ
20 ハーフミラー(投影光学系)
30 再帰反射シート
40、41、42、43 センサ
50、51、52、53 制御部
60、61a、61b、61c、62a、62b、62c、63a、63b、63c 遮光部材
10、11、12、13 ディスプレイ
20 ハーフミラー(投影光学系)
30 再帰反射シート
40、41、42、43 センサ
50、51、52、53 制御部
60、61a、61b、61c、62a、62b、62c、63a、63b、63c 遮光部材
Claims (6)
- 発光体を有する被投影物と、
少なくとも1つのハーフミラーと再帰反射シートとを備え、前記被投影物の実像を空中に空中像として結像する投影光学系と、
前記空中像を含む所定の領域からの前記発光体の発光波長の光を検知するセンサと、
を備えたセンサシステムにおいて、
前記発光体の光が前記ハーフミラーへ入射し、前記ハーフミラーで1回反射して前記センサに入射する光路に遮光部材が配置される
センサシステム。 - 前記被投影物は、それぞれ異なるタイミングで発光する複数の発光体からなる複数の被投影物であり、
前記投影光学系により、空中にそれぞれ異なるタイミングで複数の空中像が結像され、
前記センサが光を受光したタイミングにより、前記複数の空中像のいずれに対して操作がなされたかを検知する
請求項1に記載のセンサシステム。 - 前記複数の発光体は、同一発光波長で発光する
請求項2に記載のセンサシステム。 - 前記複数の発光体は、それぞれ異なる発光波長で発光し、
前記センサは前記異なる発光波長のいずれの発光波長の光でも検出できる
請求項2に記載のセンサシステム。 - 前記被投影物は、複数の発光体からなる複数の被投影物であり、
前記複数の発光体は、それぞれ異なる発光波長で発光し、
前記センサは、前記異なる発光波長を判別して検知でき、
前記センサが受光した光の波長によって、前記複数の被投影物のいずれに対して操作がなされたかを検知する
請求項1に記載のセンサシステム。 - 前記被投影物は、画像を表示するためのディスプレイである
請求項1乃至5のいずれか一項に記載のセンサシステム。
Priority Applications (1)
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Publications (1)
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JP2016229728A Pending JP2018088027A (ja) | 2016-11-28 | 2016-11-28 | センサシステム |
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-
2016
- 2016-11-28 JP JP2016229728A patent/JP2018088027A/ja active Pending
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