DE112019003490T5

DE112019003490T5 - Eingabegerät

Info

Publication number: DE112019003490T5
Application number: DE112019003490.1T
Authority: DE
Inventors: Masayuki Shinohara; Yasuhiro Tanoue; Norikazu Kitamura; Yuto MORI
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2018-07-10
Filing date: 2019-03-11
Publication date: 2021-05-12
Also published as: CN112262451A; JP2020009682A; US20230205369A1; JP7056423B2; WO2020012711A1; US20210263612A1; CN112262451B

Abstract

Um eine vereinfachte Struktur in einem Raum von einer Lichtleiterplatte in Richtung des Benutzers zu stellen. Ein Eingabegerät (1A) umfasst: eine Lichtleiterplatte (11), die so konfiguriert ist, dass sie von einer Lichtquelle eintretendes Licht so lenkt, dass das Licht aus einer Lichtemissionsfläche (IIa) austritt und ein Bild (I) ausbildet, wobei das Bild ein Objekt für eine Eingabeaktion eines Benutzers ist;ein Positionserfassungssensor (2), der so konfiguriert ist, dass er einen Finger (F) erfasst, der von einem Benutzer für die Eingabeaktion verwendet wird;eine Eingabeerfassungseinheit, die so konfiguriert ist, dass sie eine Eingabe eines Benutzers; undeine Benachrichtigungseinheit, die so konfiguriert ist, dass sie einen Benutzer benachrichtigt, dass die Eingabe erfasst wurde. Der Positionserfassungssensor (2) befindet sich an einer Stelle, die sich gegenüber der Emissionsfläche (IIa) befindet.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Eingabegerät zum Ausbilden eines Bildes in einem Raum, während eine Eingabe eines Benutzers in Bezug auf das Bild erfasst wird.
HINTERGRUND
Es sind bereits Eingabegeräte bekannt, die ein Bild in einem Raum ausbilden, indem sie Licht von der lichtemittierenden Oberfläche einer Lichtleiterplatte emittieren und dabei ein Objekt erfassen, das sich auf der Seite der lichtemittierenden Oberfläche der Lichtleiterplatte befindet. Patentdokument 1 offenbart z. B. ein Gerät bzw. eine Vorrichtung, das/die ein Bild in einem Raum erzeugt bzw. ausbildet und ein Objekt in dem Raum erkennt. Diese Art von Gerät ermöglicht es dem Benutzer, eine Eingabeaktion auszuführen, indem er das schwebende Bild einer stereoskopisch im Raum dargestellten Taste virtuell berührt.
Stand der Technik
Patentdokumente
[Patentdokument 1] Japanische Patentveröffentlichung Nr. JP 2014-67071 A
ZUSAMMENFASSUNG
[Technische Aufgabe
Die in Patentdokument 1 offenbarten Merkmale erfordern jedoch, dass der Sensor zur Erkennung von Eingaben eines Benutzers eher auf der Benutzerseite als auf der Lichtleiterplatte installiert wird, da der Sensor auf der Seite der lichtemittierenden Oberfläche der Lichtleiterplatte angeordnet ist. Dadurch entstand das Problem, dass der Raum von der Lichtleiterplatte in Richtung zum Benutzer komplexer war.
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung zielt darauf ab, ein Eingabegerät zu erreichen, das in der Lage ist, eine vereinfachte Struktur in dem Raum von der Lichtleiterplatte in Richtung zum Benutzer hin bereitzustellen.
Lösung des Problems
Um die oben genannten Probleme zu bewältigen, umfasst eine Eingabevorrichtung bzw. ein Eingabegerät gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Lichtleiterplatte, die so konfiguriert ist, dass sie Licht, das von einer Lichtquelle eintritt, so lenkt, dass das Licht aus einer lichtemittierenden Oberfläche bzw. Lichtemissionsfläche austritt und ein Bild in einem Raum ausbildet, wobei das Bild ein Objekt für eine Eingabeaktion eines Benutzers ist; einen Sensor, der so konfiguriert ist, dass er ein Objekt erfasst, das von einem Benutzer für die Eingabeaktion verwendet wird; eine Eingabeerfassungseinheit, die so konfiguriert ist, dass sie eine Eingabe von einem Benutzer auf der Grundlage eines Erfassungsergebnisses von dem Sensor für das Objekt erfasst; und eine Benachrichtigungseinheit, die so konfiguriert ist, dass sie einen Benutzer benachrichtigt, dass die Eingabe erfasst wurde, wenn die Eingabeerfassungseinheit eine Eingabe von einem Benutzer erfasst hat; und wobei der Sensor in einem Raum gegenüber der lichtemittierenden Oberfläche bzw. Lichtemissionsfläche der Lichtleiterplatte angeordnet ist.
Wirkungen
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ermöglicht eine vereinfachte Struktur in dem Raum von der Lichtleiterplatte aus in Richtung zu dem Benutzer hin.
Figurenliste

1 ist ein Seitenansicht eines Eingabegeräts gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ist ein Blockdiagramm des Eingabegeräts;
3 ist eine perspektivische Ansicht einer Anzeigeeinheit zum Anzeigen eines stereoskopischen Bildes, die in dem Eingabegerät vorgesehen ist;
4 ist eine Abbildung, die das Eingabegerät zeigt, bevor das Eingabegerät eine Eingabe von einem Benutzer annimmt;
5 ist eine Abbildung, die das Erscheinungsbild zeigt, wenn das Eingabegerät eine Eingabe von einem Benutzer annimmt;
6 ist eine Abbildung, die einen Bereich zeigt, in dem der in dem Eingabegerät vorgesehene Positionserfassungssensor ein Objekt erfasst;
7 ist ein Blockdiagramm, das die Hauptbestandteile des Eingabegeräts zeigt, wenn das Eingabegerät als Schalter verwendet wird;
8A und 8B sind Abbildungen, die Beispielkonfigurationen eines Eingabegeräts zeigen, wenn das Eingabegerät als Wechselschalter funktioniert;
9A bis 9E dienen zur Beschreibung des Betriebs des Eingabegeräts;
10 ist eine Abbildung, die ein Beispiel des Eingabegeräts zeigt;
11 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Konfiguration einer Lichtleiterplatte als ein Modifikationsbeispiel der in dem Eingabegerät vorgesehenen Lichtleiterplatte zeigt;
12 ist eine Seitenansicht, die eine Konfiguration eines Eingabegeräts als ein Modifikationsbeispiel des Eingabegeräts zeigt;
13 ist eine Abbildung zur Veranschaulichung einer Struktur bzw. eines Aufbaus eines Eingabegeräts als weiteres Modifikationsbeispiel des Eingabegeräts;
14 ist eine Abbildung zur Veranschaulichung einer Konfiguration eines Eingabegeräts als weiteres Modifikationsbeispiel des Eingabegeräts;
15a und 15b sind Abbildungen zur Veranschaulichung von Beispielen eines stereoskopischen Bildes, das von einer in dem Eingabegerät vorgesehenen Anzeigeeinheit zum Anzeigen eines stereoskopischen Bildes ausgebildet wird;
16 ist eine Querschnittsansicht, die eine Struktur bzw. einen Aufbau eines Schalters gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung zeigt;
17 ist ein Blockdiagramm eines Eingabegeräts als weiteres Modifikationsbeispiel des Eingabegeräts;
18 ist eine perspektivische Ansicht einer Anzeigeeinheit zum Anzeigen eines stereoskopischen Bildes als ein Modifikationsbeispiel der Anzeigeeinheit zum Anzeigen eines stereoskopischen Bildes in der ersten Ausführungsform;
19 ist eine Querschnittsansicht, die eine Konfiguration der Anzeigeeinheit zum Anzeigen eines stereoskopischen Bildes zeigt;
20 ist eine Draufsicht, die eine Konfiguration der Anzeigeeinheit zum Anzeigen eines stereoskopischen Bildes zeigt;
21 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Konfiguration von Abschnitten zur Änderung des optischen Weges zeigt, die in der Anzeigeeinheit zum Anzeigen eines stereoskopischen Bildes vorgesehen sind;
22 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Verteilung der Abschnitte zur Änderung des optischen Weges zeigt;
23 ist eine perspektivische Ansicht, die zeigt, wie ein stereoskopisches Bild durch die Anzeigeeinheit zum Anzeigen eines stereoskopischen Bildes gebildet wird;
24 ist eine perspektivische Ansicht einer Anzeigeeinheit zum Anzeigen eines stereoskopischen Bildes als ein Modifikationsbeispiel der Anzeigeeinheit zum Anzeigen eines stereoskopischen Bildes in der ersten Ausführungsform;
25 ist eine Querschnittsansicht, die eine Konfiguration der Anzeigeeinheit zum Anzeigen eines stereoskopischen Bildes zeigt; und
26a und 26b sind perspektivische Ansichten, die Beispiele für einen Spielautomaten zeigen, in dem das obige Eingabegerät verwendet wird.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Erste Ausführungsform
Eine Ausführungsform (im Folgenden „die Ausführungsform“) gemäß einem Aspekt der Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen beschrieben. Die nachfolgend beschriebene Ausführungsform ist jedoch in jeder Hinsicht nur ein Beispiel der Erfindung. Es versteht sich von selbst, dass verschiedene Modifikationen und Abwandlungen möglich sind, ohne den Umfang der Erfindung zu verlassen. Das heißt, dass bei der Umsetzung der Erfindung gegebenenfalls spezifische Konfigurationen als geeignet entsprechend der Ausführungsform eingesetzt werden können.
Beispiel-Anwendung
Zunächst wird anhand von 6 ein Beispiel für eine mögliche Anwendung der vorliegenden Erfindung beschrieben. 6 ist eine Abbildung, die das Erscheinungsbild zeigt, wenn das Eingabegerät bzw. die Eingabevorrichtung 1A eine Eingabe von einem Benutzer annimmt.
Ein Eingabegerät bzw. eine Eingabevorrichtung 1A eines Aspekts der vorliegenden Erfindung kann als eine Bedieneinheit bzw. Betätigungseinheit oder ein Schalter oder dergleichen in einer Maschine eingesetzt werden und nimmt Eingaben in Bezug auf die Maschine entgegen. Wie in 6 dargestellt, ist das Eingabegerät 1A mit einer Anzeigeeinheit 10 zum Anzeigen eines stereoskopischen Bildes und einem Positionserfassungssensor 2 vorgesehen.
Die Anzeigeeinheit 10 zum Anzeigen eines stereoskopischen Bildes des Eingabegeräts 1A bildet das stereoskopische Bild I aus, das ein Objekt für eine Eingabeaktion durch einen Benutzer ist, wie in 6 dargestellt. Das stereoskopische Bild hat die Form eines Trapezstumpfes bzw. abgeschnittenen Trapezes, dessen Höhe mit der Längsrichtung (die senkrecht zur Lichtleiterplatte 11 steht) zusammenfällt, und bildet einen Schalter nach. Der Benutzer führt eine Eingabeaktion in Bezug auf das Eingabegerät 1A aus, indem er einen Finger F in Richtung der Emissionsfläche 11a der Lichtleiterplatte 11 in einer Richtung senkrecht zur Emissionsfläche 11a bewegt und den Finger F bis zur Frontfläche AF bewegt. Der Positionserfassungssensor 2 ist so konfiguriert, dass er ein Objekt erfasst, das sich in einem Bereich A1 vor der Frontfläche AF des stereoskopischen Bildes I in einem vorgegebenen Abstand davon in einer Richtung senkrecht zur Emissionsfläche 11a der Lichtleiterplatte 11 befindet.
Wie in 6 dargestellt, ist der Positionserfassungssensor 2 in einem Raum gegenüber bzw. entgegengesetzt zu der Emissionsfläche 11a der Lichtleiterplatte 11 angeordnet. Dadurch ist es möglich, den Aufbau bzw. die Struktur im Raum von der Lichtleiterplatte 11 aus in Richtung des Benutzers zu vereinfachen, da der Positionserfassungssensor 2 gegenüber bzw. entgegengesetzt zu der Emissionsfläche 11a angeordnet ist.
Beispiel-Konfiguration
Eine beispielhafte Konfiguration bzw. ein beispielhafter Aufbau einer Eingabevorrichtung bzw. eines Eingabegeräts der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. 1 ist eine Seitenansicht des Eingabegeräts 1A in der Ausführungsform. 2 ist ein Blockdiagramm des Eingabegeräts 1A.
Wie in 1 und 2 dargestellt, ist das Eingabegerät 1A mit einer Anzeigeeinheit 10 zum Anzeigen eines stereoskopischen Bildes, einem Positionserfassungssensor 2 (Sensor), einer Tonausgabeeinheit 3 (Tonausgabevorrichtung bzw. -gerät) und einer Steuereinheit 30 vorgesehen. Es ist zu beachten, dass sich die folgende Beschreibung der Einfachheit halber auf die positive X-Achsenrichtung, die negative X-Achsenrichtung, die positive Y-Achsenrichtung, die negative Y-Achsenrichtung, die positive Z-Achsenrichtung und die negative Z-Achsenrichtung in 1 jeweils als vorwärts, rückwärts, aufwärts, abwärts, rechts und links bezieht. Es ist zu beachten ist, dass die Anzeigeeinheit 10 zum Anzeigen eines stereoskopischen Bildes und der Positionserfassungssensor 2 in dieser Ausführungsform in einem Gehäuse (nicht dargestellt) untergebracht sind. Die Emissionsfläche 11a der Lichtleiterplatte 11 (später beschrieben) ist jedoch von dem oben genannten Gehäuse freigelegt.
Die Anzeigeeinheit 10 zum Anzeigen eines stereoskopischen Bildes bildet ein stereoskopisches Bild I aus, das vom Benutzer in einem Raum ohne Bildschirm wahrgenommen werden kann.
3 ist eine perspektivische Ansicht der Anzeigeeinheit 10 zum Anzeigen eines stereoskopischen Bildes. Der Einfachheit halber zeigt 3 das Erscheinungsbild der Anzeigeeinheit 10 zum Anzeigen eines stereoskopischen Bildes, die ein knopfförmiges bzw. tastenförmiges stereoskopisches Bild 1 (in positiver X-Richtung vorstehend), das das Wort „ON“ bzw. „AN“ zeigt, als Beispiel für das stereoskopische Bild I darstellt. Wie in 3 dargestellt, ist die Anzeigeeinheit 10 zum Anzeigen eines stereoskopischen Bildes mit der Lichtleiterplatte 11 und einer Lichtquelle 12 vorgesehen.
Die Lichtleiterplatte 11 ist ein rechteckiger (Fest-)Körper und besteht aus einem transparenten Harzmaterial mit einem relativ hohen Brechungsindex. Die Lichtleiterplatte 11 kann z. B. aus einem Polycarbonat-Harz, einem Poly-Methylmethacrylat-Harz, Glas oder ähnlichem hergestellt werden. Die Lichtleiterplatte 11 ist mit einer Emissionsfläche 11a (d.h. einer lichtemittierenden Oberfläche), die Licht abgibt, einer der Emissionsfläche 11a gegenüberliegenden Rückfläche 11b (Gegenfläche) und vier Endflächen 11c, 11d, 11e, 11 f vorgesehen. Die Endfläche 11c ist eine Einfallsfläche, an der das von der Lichtquelle 12 projizierte Licht in die Lichtleiterplatte 11 eintritt. Die Endfläche 11d liegt der Endfläche 11c gegenüber; und die Endfläche 11e liegt der Endfläche 11f gegenüber. Die Lichtleiterplatte 11 leitet das Licht der Lichtquelle 12 so, dass sich das Licht planar in einer Ebene parallel zur Emissionsfläche 11a ausbreitet. Die Lichtquelle 12 kann z. B. eine Leuchtdiode (LED) sein. In der Ausführungsform ist die Lichtleiterplatte 11 so angeordnet, dass die Emissionsfläche 11a parallel zu einer vertikalen Richtung verläuft. Es ist zu beachten ist, dass in einem Aspekt der vorliegenden Erfindung die Lichtleiterplatte 11 so angeordnet sein kann, dass die Emissionsfläche 11a in einem vorbestimmten Winkel relativ zur vertikalen Richtung steht.
Eine Vielzahl von Abschnitten 13 zur Änderung des optischen Wegs sind auf der Rückfläche 11b der Lichtleiterplatte 11 ausgebildet, die einen Abschnitt 13a zur Änderungen des optischen Wegs, einen Abschnitt 13b zur Änderung des optischen Wegs und einen Abschnitts 13c zur Änderung des optischen Wegs umfasst. Die Abschnitte zur Änderung des optischen Wegs sind zum größten Teil entlang der Z-Achsenrichtung nacheinander ausgebildet. Mit anderen Worten wird die Vielzahl von Abschnitten zur Änderung des optischen Wegs entlang vorbestimmter Linien in einer Ebene parallel zur Emissionsfläche 11a ausgebildet. Von der Lichtquelle 12 projiziertes und von der Lichtleiterplatte 11 gelenktes bzw. geleitetes Licht fällt an jeder Position der Abschnitte zur Änderung des optischen Wegs entlang der Z-Achsenrichtung ein. Die Abschnitte zur Änderung des optischen Wegs bewirken, dass Licht, das an jeder ihrer Stellen einfällt, im Wesentlichen in einem festen Punkt konvergiert, der dem Abschnitt zur Änderung des optischen Wegs entspricht. Der Abschnitt 13a zur Änderung des optischen Wegs, der Abschnitt 13b zur Änderung des optischen Wegs und der Abschnitt 13c zur Änderung des optischen Wegs sind insbesondere in 3 als ein Abschnitt bzw. Ausschnitt der Abschnitte zur Änderung des optischen Wegs dargestellt; der Abschnitt 13a zur Änderung des optischen Wegs, der Abschnitt 13b zur Änderung des optischen Wegs und der Abschnitt zur Änderung 13c des optischen Wegs sind insbesondere in einem Zustand dargestellt, in dem die Vielzahl der daraus austretenden Lichtstrahlen konvergieren.
Genauer gesagt entspricht der Abschnitt 13a zur Änderung des optischen Wegs einem festen Punkt PA in dem stereoskopischen Bild I. Licht, das von jedem Ort bzw. jeder Stelle des Abschnitts 13a zur Änderung des optischen Wegs ausgeht, konvergiert am festen Punkt PA. Daher erscheint die optische Wellenfront aus dem Abschnitt 13a zur Änderung des optischen Wegs als eine optische Wellenfront, die von dem festen Punkt PA ausstrahlt. Der Abschnitt 13b zur Änderung des optischen Wegs entspricht einem festen Punkt PB im stereoskopischen Bild I. Licht, das von jeder Stelle des Abschnitt zur Änderung 13b des optischen Wegs ausgeht, konvergiert im festen Punkt PB. Somit bewirkt jeder Abschnitt 13 zur Änderung des optischen Wegs, dass das an jedem Ort bzw. jeder Stelle davon einfallende Licht im Wesentlichen in einem entsprechenden festen Punkt konvergiert. Somit kann jeder Abschnitt 13 zur Änderung des optischen Wegs eine optische Wellenfront darstellen, die von einem entsprechenden festen Punkt auszustrahlen scheint. Die Abschnitte 13 zur Änderung des optischen Wegs entsprechen gegenseitig unterschiedlichen festen Punkten. Die Gruppierung einer Vielzahl von festen Punkten, die den Abschnitten 13 zur Änderung des optischen Wegs entsprechen, erzeugt ein stereoskopisches Bild I in einem Raum, das von einem Benutzer wahrgenommen werden kann. Genauer gesagt wird das stereoskopische Bild I in einem Raum nahe der Emissionsfläche 11a in Bezug auf die Lichtleiterplatte 11 erzeugt.
Wie in 3 dargestellt, sind die Abschnitte 13a, 13b und 13c zur Änderung des optischen Wegs entlang der Linien La, Lb bzw. Lc ausgebildet. Dabei sind die Linien La, Lb und Lc Geraden bzw. geraden Linien, die im Wesentlichen parallel zur Z-Achsenrichtung verlaufen. Jeder beliebige Abschnitt zur Änderung des optischen Wegs wird zum größten Teil entlang einer geraden Linie parallel zur Z-Achsenrichtung ausgebildet.
Es ist zu beachten ist, dass die Lichtleiterplatte 11 vorzugsweise eine Trübung, die das Verhältnis des gesamten durchgelassenen Lichts zum gestreuten Licht darstellt, von weniger als oder gleich einem vorbestimmten Zahlenwert (z. B. weniger als oder gleich 28 %) aufweist. Dadurch wird das Licht des Positionserfassungssensors 2, das die Lichtleiterplatte beleuchtet, nicht oder nur in geringem Maße gestreut.
Die Abschnitte zur Änderung des optischen Wegs sind mit einer Reflexionsfläche vorgesehen, um das durch die Lichtleiterplatte 11 geführte bzw. geleitete Licht in Richtung der Emissionsfläche 11a zu reflektieren. Die Oberflächendichte der Reflexionsfläche im Verhältnis zur Rückfläche 11b (mit anderen Worten, das Verhältnis des Flächenbereichs der Reflexionsfläche zum Flächenbereich der Rückfläche 11b bei Betrachtung der Emissionsfläche 11a aus einer senkrechten Richtung) ist vorzugsweise kleiner oder gleich 30%. Hierdurch kann ein Objekt über das Erfassungslicht, das durch die Lichtleiterplatte 11 hindurchgeht, auch dann erfasst werden, wenn der Positionserfassungssensor 2 in dem Raum an der Rückfläche 11b vorgesehen ist.
Der Positionserfassungssensor 2 dient zum Erfassen eines Objekts, das sich in einem Raum befindet, der den Bilderzeugungsort umfasst, an dem das stereoskopische Bild I von der Anzeigeeinheit 10 zum Anzeigen eines stereoskopischen Bildes erzeugt wird. Der Positionserfassungssensor 2 ist in der Ausführungsform ein Sensor mit begrenzter Reflexion. Der Positionserfassungssensor 2 ist mit einem lichtemittierenden Element (nicht dargestellt) und einem lichtempfangenden Element (nicht dargestellt) vorgesehen. Das lichtemittierende Element sendet Licht aus, und das lichtempfangende Element empfängt Licht, das normalerweise von einem Erfassungsobjekt reflektiert wird; dadurch erkennt der Positionserfassungssensor 2 ein Objekt, das sich an einem bestimmten Ort bzw. bestimmter Stelle befindet. Der Positionserfassungssensor 2 gibt das Erfassungsergebnis an eine später beschriebene Eingangserfassungseinheit 31 aus.
Der Positionserfassungssensor 2 befindet sich hinter der Anzeigeeinheit 10 zum Anzeigen eines stereoskopischen Bildes (in negativer X-Achsenrichtung) an einer Position in vertikaler Richtung, an der das stereoskopische Bild I ausgebildet wird. Der Positionserfassungssensor 2 ist in einem Raum gegenüber bzw. entgegengesetzt zu der Emissionsfläche 11a der Lichtleiterplatte 11 angeordnet.
Es ist zu beachten ist, dass neben dem Sensor mit begrenzter Reflexion auch ein anderer Sensortyp als Positionserfassungssensor 2 in einer Eingabevorrichtung bzw. Eingabegerät der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann. Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung kann einen Lichtlaufzeitsensor, einen Näherungssensor, einen kapazitiven Sensor, einen Positionssensor oder einen Gestensensor als Positionserfassungssensor 2 in dem Eingabegerät verwenden; es kann auch ein Sensor verwendet werden, der eine schalenförmige LED mit einer Fotodiode kombiniert.
Die Tonausgabeeinheit 3 erhält einen Befehl von einer Benachrichtigungssteuereinheit 33 (später beschrieben) und gibt einen Ton aus.
Die Steuereinheit 30 führt die Gesamtsteuerung der Einheiten in dem Eingabegerät 1A durch. Die Steuereinheit 30 ist mit einer Eingabeerfassungseinheit 31, einer Bildsteuereinheit 32 (Benachrichtigungseinheit) und der Benachrichtigungssteuereinheit 33 (Benachrichtigungseinheit) ausgestattet.
Die Eingabeerfassungseinheit 31 erfasst eine Eingabe des Benutzers auf der Grundlage des Ergebnisses der Erfassung eines Objekts durch den Positionserfassungssensor 2. Wenn eine Eingabe von einem Benutzer erfasst wird, gibt die Eingabeerfassungseinheit 31 diese Information an die Bildsteuereinheit 32 und die Benachrichtigungssteuereinheit 33 aus.
Die Bildsteuereinheit 32 steuert das stereoskopische Bild I, das von der Eingabevorrichtung bzw. dem Eingabegerät 1A dargestellt wird. Genauer gesagt ändert die Bildsteuereinheit 32 das von dem Eingabegerät 1A dargestellte Bild, wenn die Bildsteuereinheit 32 die Information erhält, dass die Eingabeerfassungseinheit 31 eine Eingabe des Benutzers erkannt hat. Die Details dazu werden später beschrieben.
Die Benachrichtigungssteuereinheit 33 steuert den Betrieb der Tonausgabeeinheit 3. Genauer gesagt gibt die Benachrichtigungssteuereinheit 33 einen Befehl aus, der die Tonausgabeeinheit 3 anweist, einen Ton auszugeben, wenn die Benachrichtigungssteuereinheit 33 die Information erhält, dass die Eingabeerfassungseinheit 31 eine Eingabe des Benutzers erfasst hat.
Betriebsbeispiel
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beispielhaft ein Betrieb der Eingabeeinrichtung bzw. des Eingabegeräts 1A beschrieben. 4 ist eine Abbildung, die die Eingabevorrichtung bzw. das Eingabegerät 1A zeigt, bevor das Eingabegerät eine Eingabe von einem Benutzer annimmt; und 5 ist eine Abbildung, die das Erscheinungsbild zeigt, wenn das Eingabegerät 1A eine Eingabe von einem Benutzer empfängt.
Die Bildsteuereinheit 32 in dem Eingabegerät 1A steuert die Lichtquelle 12 in der Anzeigeeinheit 10 zum Anzeigen eines stereoskopischen Bildes so, dass die Lichtquelle eingeschaltet wird, während das Eingabegerät 1A auf eine Eingabe des Benutzers wartet. Somit befindet sich das Eingabegerät in einem Zustand, in dem das stereoskopische Bild I wie in 4 dargestellt ausgebildet wird. Dieses Betriebsbeispiel wird verwendet, um einen Fall zu beschreiben, in dem die Anzeigeeinheit 10 zum Anzeigen eines stereoskopischen Bildes ein stereoskopisches Bild I erzeugt, das die Form eines abgestumpften Trapezes bzw. eines Trapezstumpfes hat, dessen Höhe mit der Längsrichtung zusammenfällt (die senkrecht zur Lichtleiterplatte 11 ist). In diesem Beispiel emuliert das stereoskopische Bild einen Schalter. Die Fläche im stereoskopischen Bild I, die am weitesten von der Lichtleiterplatte 11 entfernt ist (d.h. die Fläche, die die Spitze bzw. Oberseite des Trapezstumpfes bildet), wird im Folgenden als vordere Fläche bzw. Frontfläche AF bezeichnet.
Wie in 4 dargestellt, ist der Trapezstumpf, der das stereoskopische Bild I darstellt, so geformt, dass seine Höhe senkrecht zur Emissionsfläche 11a der Lichtleiterplatte 11 ist. In diesem Fall führt der Benutzer eine Eingabeaktion in Bezug auf das Eingabegerät 1A aus, indem er einen Finger F (das Objekt) in Richtung der Emissionsfläche 11a der Lichtleiterplatte 11 in einer Richtung senkrecht zur Emissionsfläche 11a bewegt und den Finger F bis zur Frontfläche AF hin, wie in 5 veranschaulicht, bewegt.
6 ist eine Abbildung, die einen Bereich A1 zeigt, in dem der Positionserfassungssensor 2 ein Objekt erfasst. Wie in 6 veranschaulicht, ist der Positionserfassungssensor 2 der Ausführungsform so konfiguriert, dass er ein Objekt erfasst, das sich in einem Bereich A1 vor der Frontfläche AF des stereoskopischen Bildes I in einem vorgegebenen Abstand davon in einer Richtung senkrecht zur Emissionsfläche 11a der Lichtleiterplatte 11 befindet. Mit anderen Worten ist der Positionserfassungssensor 2 so konfiguriert, dass er erfasst, dass der Finger F entlang der Richtung, in der die Eingabeaktion vom Benutzer ausgeführt wird, in einem Bereich positioniert ist, der einen vorbestimmten Abstand von dem Ort bzw. der Stelle entfernt ist, an dem das stereoskopische Bild I in einer Richtung entgegengesetzt zur Richtung, in der die Eingabeaktion ausgeführt wird, gebildet wird.
Die obige Konfiguration ermöglicht es dem Positionserfassungssensor 2, den Finger F des Benutzers zu erfassen, bevor der Finger F des Benutzers das stereoskopische Bild I erreicht. Der Positionserfassungssensor 2 gibt eine Information an die Eingabeerfassungseinheit 31 dahingehend aus, dass der Finger F des Benutzers erfasst wurde.
Bei Erhalt der Information vom Positionserfassungssensor 2, dass der Finger des Benutzers erfasst wurde, erfasst die Eingabeerfassungseinheit 31, dass der Benutzer eine Eingabe in Bezug auf die Eingabevorrichtung bzw. das Eingabegerät 1A eingegeben hat. Wenn eine Eingabe von dem Benutzer erfasst wird, gibt die Eingabeerfassungseinheit 31 diese Information an die Bildsteuereinheit 32 und die Benachrichtigungssteuereinheit 33 aus.
Die Bildsteuereinheit 32 schaltet die Lichtquelle 12 in der Anzeigeeinheit 10 zum Anzeigen eines stereoskopischen Bildes aus, wenn sie die Information erhält, dass eine Eingabe des Benutzers erfasst wurde. Somit wird das stereoskopische Bild I nicht ausgebildet. Das heißt, die Bildsteuereinheit 32 ändert den Anzeigezustand des stereoskopischen Bildes I. Dadurch wird dem Benutzer mitgeteilt, dass die Eingabevorrichtung bzw. das Eingabegerät 1A die in Bezug auf die Eingabevorrichtung bzw. das Eingabegerät 1A durchgeführte Betätigung akzeptiert hat.
Zusätzlich weist die Benachrichtigungssteuereinheit 33 die Tonausgabeeinheit 3 an, einen Ton auszugeben, wenn sie die Information vom Positionserfassungssensor 2 erhält, dass der Finger des Benutzers erfasst wurde. Die Tonausgabeeinheit 3 kann einen Ton ausgeben, z. B. „Ihre Eingabe wurde empfangen“ oder ähnliches. Dadurch wird dem Benutzer mitgeteilt, dass das Eingabegerät 1A die in Bezug auf das Eingabegerät 1A durchgeführte Betätigung akzeptiert hat.
Wie oben beschrieben, ist der Positionserfassungssensor 2 in dem Eingabegerät 1A in einem Raum gegenüber bzw. entgegengesetzt zu der Emissionsfläche 11a der Lichtleiterplatte 11 angeordnet. Dadurch ist es möglich, den Aufbau bzw. die Struktur im Raum von der Lichtleiterplatte 11 aus in Richtung des Benutzers zu vereinfachen, da der Positionserfassungssensor 2 gegenüber bzw. entgegengesetzt zu der Emissionsfläche 11a angeordnet ist.
Zusätzlich ist die Lichtleiterplatte 11 wie oben beschrieben transparent. Dadurch wird die Übertragung des Erkennungslichts zur Erfassung des Objekts vom Positionserfassungssensor 2 durch die Lichtleiterplatte 11 erleichtert.
Vorhandene Positionserfassungssensor sind so konfiguriert, dass sie eine Eingabe des Benutzers erfassen, indem sie erfassen, dass der Finger des Benutzers an der Stelle positioniert ist, an der das stereoskopische Bild ausgebildet wird. Dadurch erhöht sich die Zeit, bis der Benutzer erkennt, dass das Eingabegerät die Eingabeaktion des Benutzers erfasst hat, und in einigen Fällen entsteht das Problem, dass der Benutzer nachfragt, ob das Eingabegerät die Eingabe richtig erfasst hat.
Im Gegensatz dazu ist der Positionserfassungssensor 2 in dem Eingabegerät 1A dieser Ausführungsform so konfiguriert, dass er ein Objekt in einem Bereich A1 vor dem stereoskopischen Bild I um einen vorbestimmten Abstand in einer Richtung senkrecht zur Emissionsfläche 11a der Lichtleiterplatte 11 erfasst. Daher kann dem Benutzer schneller mitgeteilt werden, dass das Eingabegerät 1A die Eingabe des Benutzers akzeptiert hat. Dadurch kann dem Benutzer ein zufriedenstellenderes Bediengefühl bzw. Betätigungsgefühl in Bezug auf das Eingabegerät 1A vermittelt werden.
Eine Befragung von drei Probanden wurde hinsichtlich des Betätigungsgefühls des Eingabegerät 1A durchgeführt, wenn die Erfassungsposition des Positionserfassungssensors 2 wie in den folgenden Fällen (A) bis (C) festgelegt wurde:

(A) einen Bereich von dort, wo das stereoskopische Bild I ausgebildet wird, bis vor das stereoskopische Bild I um einen vorgegebenen Abstand in einer Richtung senkrecht zur Emissionsfläche 11a der Lichtleiterplatte 11;
(B) einen Bereich, in dem das stereoskopische Bild erzeugt wird; und
(C) einen Bereich, von dem aus das stereoskopische Bild I ausgebildet wird, bis hinter das stereoskopische Bild I um einen vorgegebenen Abstand in einer Richtung senkrecht zur Emissionsfläche 11a der Lichtleiterplatte 11.

Letztendlich antworteten alle Probanden, dass (A) das beste Betätigungsgefühl vermittelt und (C) das schlechteste Betätigungsgefühl.
Es sei angemerkt, dass der Abstand in Längsrichtung zwischen der Frontfläche AF des stereoskopischen Bildes I und dem Bereich A1, in dem der Positionserfassungssensor 2 die Erfassung durchführt, vorzugsweise 5 bis 35 cm beträgt. Dadurch vermittelt das Eingabegerät dem Benutzer ein zuverlässigeres Bediengefühl bzw. Betätigungsgefühl.
In dieser Ausführungsform des Eingabegeräts 1A ist der Positionserfassungssensor 2 so konfiguriert, dass er ein Objekt in einem Bereich A1 vor dem stereoskopischen Bild I um einen vorbestimmten Abstand in einer Richtung senkrecht zur Emissionsfläche 11a der Lichtleiterplatte 11 erfasst; eine Eingabevorrichtung bzw. ein Eingabegerät gemäß der vorliegenden Erfindung ist hierauf jedoch nicht beschränkt. Das heißt, ein Aspekt der vorliegenden Erfindung kann so konfiguriert sein, dass das stereoskopische Bild I an oder in der Nähe der Stelle ausgebildet wird, an der der Positionserfassungssensor 2 das Objekt erfasst, mit dem der Benutzer die Eingabeaktion durchführt.
Die Eingabevorrichtung bzw. das Eingabegerät 1A kann als Eingabeeinheit für einen Toilettensitz mit Warmwasserbidet, als Eingabeeinheit für einen Aufzug, als Beleuchtungsschalter für einen Waschtisch/Toilettentisch/Frisiertisch, als Betätigungsschalter für einen Wasserhahn, als Betätigungsschalter für eine Dunstabzugshaube, als Betätigungsschalter für einen Geschirrspüler, einen Betätigungsschalter für einen Kühlschrank, einen Betätigungsschalter für eine Mikrowelle, einen Betätigungsschalter für ein Induktionskochfeld, einen Betätigungsschalter für einen Elektrolytwassergenerator, einen Betätigungsschalter für eine Gegensprechanlage, einen Flurbeleuchtungsschalter oder einen Betätigungsschalter an einer Kompakt-Stereoanlage oder dergleichen eingesetzt werden. Der Einsatz bzw. die Verwendung des Eingabegeräts 1A als eine dieser Arten von Eingabeeinheiten oder Schaltern bietet folgenden Vorteil: (i) Erleichterung der Reinigung, da es keine Rippen oder Rillen an der Eingabeeinheit gibt; (ii) verbesserte Designflexibilität, da ein stereoskopisches Bild nur zum gewünschten Zeitpunkt dargestellt werden muss; (iii) Sauberkeit, da kein Schalter berührt werden muss; und (iv) Bruchfestigkeit, da es keine beweglichen Teile gibt.
7 ist ein Blockdiagramm, das die Hauptbestandteile des Eingabegeräts 1A zeigt, wenn das Eingabegerät 1A als Schalter verwendet wird. Wie in 7 dargestellt, kann die Eingabevorrichtung bzw. das Eingabegerät 1A zusammen mit einem Relais R integriert sein, wenn das Eingabegerät 1A als Schalter verwendet wird. In dem Fall, in dem das Eingabegerät 1A als Schalter verwendet wird, kann das Eingabegerät 1A als vorübergehender Schalter funktionieren, bei dem der Schalter in einem eingeschalteten Zustand ist, während der Positionserfassungssensor 2 ein Objekt im Bereich A1 erfasst. In diesem Fall präsentiert das Eingabegerät 1A ein stereoskopisches Bild, das zeigt, dass der Schalter nur im eingeschalteten Zustand ist, während der Positionserfassungssensor 2 das Objekt im Bereich A1 erfasst. Die Eingabevorrichtung bzw. das Eingabegerät 1A kann auch als Wechselschalter funktionieren, wobei der Schalter im eingeschalteten Zustand ist, wenn der Positionserfassungssensor 2 das Objekt im Bereich A1 erfasst; der Schalter bleibt danach im eingeschalteten Zustand, wenn der Positionserfassungssensor 2 das Objekt im Bereich A1 nicht mehr erkennt und bis der Positionserfassungssensor 2 wieder ein Objekt im Bereich A1 erkennt. In diesem Fall stellt das Eingabegerät 1A ein stereoskopisches Bild dar, das zeigt, dass der Schalter im eingeschalteten Zustand ist, und zwar von dem Zeitpunkt an, an dem der Positionserfassungssensor 2 das Objekt im Bereich A1 erfasst, bis der Positionserfassungssensor 2 erneut ein Objekt im Bereich A1 erfasst. Das heißt, das Eingabegerät 1A ist mit einem Relais R vorgesehen und kann als Schalter verwendet werden, indem das Öffnen und Schließen des Relais R in Übereinstimmung mit dem Erfassungszustand der von der Eingabeerfassungseinheit 31 erfassten Eingabe des Benutzers gesteuert wird.
Es wird ein Konfigurationsbeispiel für ein Eingabegerät 1Aa beschrieben, das als Wechselschalter fungiert. 8a und 8b sind Abbildungen, die Beispielkonfigurationen des Eingabegeräts 1Aa zeigen. Wie in 8a und 8b dargestellt, ist das Eingabegerät 1Aa mit zwei Anzeigeeinheiten 10 zum Anzeigen eines stereoskopischen Bildes vorgesehen. Zur Unterscheidung der beiden Anzeigeeinheiten 10 zum Anzeigen eines stereoskopischen Bildes werden die Einheiten als Anzeigeeinheit 10A zum Anzeigen eines stereoskopischen Bildes bzw. Anzeigeeinheit 10B zum Anzeigen eines stereoskopischen Bildes bezeichnet. Wie in 8a und 8b dargestellt, ist die Anzeigeeinheit 10A zum Anzeigen eines stereoskopischen Bildes mit einer Lichtleiterplatte 11A und einer Lichtquelle 12A vorgesehen. Die Anzeigeeinheit 10B zum Anzeigen eines stereoskopischen Bildes ist mit einer Lichtleiterplatte 11B und einer Lichtquelle 12B vorgesehen. Die Anzeigeeinheit 10A zum Anzeigen eines stereoskopischen Bildes und die Anzeigeeinheit 10B zum Anzeigen eines stereoskopischen Bildes werden von der Lichtquelle 12A und der Lichtquelle 12B beleuchtet, um dadurch jeweils unterschiedliche stereoskopische Bilder 11, 12 zu erzeugen.
9a bis 9e dienen zur Beschreibung des Betriebs des Eingabegeräts 1Aa. Die Bildsteuereinheit 32 in dem Eingabegerät 1Aa steuert die Lichtquelle 12A in der Anzeigeeinheit 10A zum Anzeigen eines stereoskopischen Bildes so, dass die Lichtquelle eingeschaltet ist, während das Eingabegerät 1Aa auf eine Eingabe des Benutzers wartet. Wie in 9a dargestellt, bildet die Anzeigeeinheit 10A zum Anzeigen eines stereoskopischen Bildes also das stereoskopische Bild 11 aus. Es wird angenommen, dass sich der Schalter zu diesem Zeitpunkt im Zustand „Aus“ befindet.
Der Benutzer positioniert dann einen Finger F an der Stelle bzw. dem Ort, an der bzw. dem das stereoskopische Bild 11 ausgebildet wird. Sobald die Eingabeerfassungseinheit 31 die Eingabe des Benutzers erfasst, schaltet das Eingabegerät 1Aa den Schalter in den Ein-Zustand. An diesem Punkt schaltet die Bildsteuereinheit 32 die Lichtquelle 12A aus und die Lichtquelle 12B ein. So entsteht anstelle des stereoskopischen Bildes 11 das stereoskopische Bild 12.
Anschließend bewegt der Benutzer den Finger F vom Schalter weg. An diesem Punkt bleibt der Schalter eingeschaltet und das stereoskopische Bild 12 bleibt so, wie es in 9C dargestellt ist.
Als nächstes positioniert der Benutzer einen Finger F an der Stelle bzw. an dem Ort, an der bzw. an dem das stereoskopische Bild I2 gebildet wird, wie in 9d dargestellt.
Sobald die Eingabeerfassungseinheit 31 die Eingabe des Benutzers erfasst, schaltet das Eingabegerät 1Aa den Schalter in den „Aus“-Zustand. An diesem Punkt schaltet die Bildsteuereinheit 32 die Lichtquelle 12B aus und die Lichtquelle 12A ein. So wird anstelle des stereoskopischen Bildes 12 das stereoskopische Bild 11 ausgebildet, wie in der 9e gezeigt ist.
Die Eingabevorrichtung bzw. das Eingabegerät 1A dieser Ausführungsform ist so konfiguriert, dass das stereoskopische Bild I eine abgestumpfte Trapezform bzw. ein Trapezstumpf bildet, deren/dessen Höhe mit der Längsrichtung (die senkrecht zur Lichtleiterplatte 11 ist) zusammenfällt. Weiterhin bewegt der Benutzer einen Finger F in Richtung der Emissionsfläche 11a in einer Richtung senkrecht zur Emissionsfläche 11a der Lichtleiterplatte 11. Ein Eingabegerät der vorliegenden Erfindung ist hierauf jedoch nicht beschränkt. Eine Eingabevorrichtung in einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann so konfiguriert sein, dass das stereoskopische Bild I eine abgestumpfte Trapezform bzw. ein Trapezstumpf ist, deren/dessen Höhe mit der vertikalen Richtung (die parallel zur Lichtleiterplatte 11 ist) zusammenfällt, und der Benutzer bewegt einen Finger F vertikal in Bezug auf die Emissionsfläche 11 a der Lichtleiterplatte 11. Das Eingabegerät kann auch so konfiguriert sein, dass das stereoskopische Bild eine abgeschnittene Trapezform bzw. Trapezstumpfform hat, deren Höhe in einem Winkel zur vertikalen Richtung steht, und der Benutzer den Finger F in einem Winkel zur Emissionsfläche 11a der Lichtleiterplatte 11 bewegt.
Eine Eingabevorrichtung bzw. ein Eingabegerät eines Aspekts der vorliegenden Erfindung kann auch so modifiziert werden, dass die Erfassungsposition des Positionserfassungssensors 2 zu einem Ort bzw. zu einer Stelle weg von der Emissionsfläche 11a der Lichtleiterplatte 11 wechselt, wenn die Eingabeerfassungseinheit 31 eine Eingabe des Benutzers erfasst hat. Wenn hier der Finger F des Benutzers im Raum erfasst wird, ist die Position des Fingers F unstetig und kann zu einem „Flattern“ führen, bei dem der Schalter wiederholt für kurze Zeit ein- und ausgeschaltet wird. Die obige Konfiguration ändert die Erfassungsposition des Positionserfassungssensors 2 in eine Position bzw. Stelle, die von der Emissionsfläche 11a der Lichtleiterplatte 11 entfernt ist, wenn die Eingabeerfassungseinheit 31 die Eingabe des Benutzers erfasst hat. Es kann ein Zustand aufrechterhalten werden, in dem der Positionserfassungssensor 2 den Finger F erfasst, auch wenn die Position des Fingers F unstetig ist, nachdem die Eingabeerfassungseinheit 31 die Eingabe des Benutzers erfasst hat. Somit ist es möglich, ein „Flattern“ zu verhindern.
Die vorgenannte Konfiguration ist besonders effektiv, wenn das Eingabegerät als vorübergehender Schalter (Momentanschalter bzw. federnder Schalter) fungiert. Das heißt, wenn das Eingabegerät als vorübergehender Schalter fungiert, muss der Benutzer einen Finger F so lange in dem Raum halten, wie er den Schalter eingeschaltet lassen möchte. Es ist möglich, dass die Position des Fingers F an dieser Stelle unstetig wird; die obige Konfiguration ist jedoch in der Lage, ein Flattern zu unterdrücken.
Eine Eingabevorrichtung bzw. ein Eingabegerät eines Aspekts der vorliegenden Erfindung kann auch mit einer Mehrzahl von Anzeigeeinheiten 10 zum Anzeigen eines stereoskopischen Bildes und einer Mehrzahl von Positionserfassungssensoren 2 entsprechend der Mehrzahl von Anzeigeeinheiten 10 zum Anzeigen eines stereoskopischen Bildes 10 konfiguriert sein. Die obige Konfiguration ermöglicht es, ein Eingabegerät zu implementieren, das auf mehrere Arten von Eingaben eines Benutzers reagiert. Diese Art von Eingabegerät kann für den Einsatz in einem Bedienfeld bzw. Betätigungsfeld für die Fabrikautomation (FA), für ein Haushaltsgerät oder ähnliches geeignet sein.
Es ist zu beachten ist, dass während in dieser Ausführungsform die Anzeigeeinheit 10 zum Anzeigen eines stereoskopischen Bildes und der Positionserfassungssensor 2 in einem Gehäuse untergebracht sind, eine Eingabevorrichtung bzw. ein Eingabegerät der vorliegenden Erfindung hierauf nicht beschränkt ist. Eine Eingabevorrichtung bzw. ein Eingabegerät nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann so aufgebaut sein, dass die Anzeigeeinheit 10 zum Anzeigen eines stereoskopischen Bildes und der Positionserfassungssensor 2 nicht in demselben Gehäuse untergebracht sind, sondern voneinander getrennt sind. 10 ist eine Abbildung, die ein Beispiel des Eingabegeräts 1A der ersten Ausführungsform zeigt. Die Anzeigeeinheit 10 zum Anzeigen eines stereoskopischen Bildes und der Positionserfassungssensor 2 können z. B. an dem durch die gestrichelte Linie in 10 angedeuteten Querschnitt getrennt sein.
Wenn das Eingabegerät 1A z. B. als Lichtschalter in einem Gebäude verwendet wird, kann der Positionserfassungssensor 2 in die Wand eingelassen sein. Die Normen/Standards bezüglich der Größe des Sensors, der in eine Wand eingelassen werden kann, können jedoch je nach Land variieren. Wenn die Struktur des Eingabegeräts so beschaffen ist, dass die Anzeigeeinheit 10 zum Anzeigen eines stereoskopischen Bildes und der Positionserfassungssensor 2 voneinander getrennt sind, kann der Positionserfassungssensor 2 in einer Größe hergestellt werden, die den vorgenannten Normen entspricht, und in die Wand eingelassen werden, und die Anzeigeeinheit 10 zum Anzeigen eines stereoskopischen Bildes kann danach installiert werden. Die Anzeigeeinheit 10 zum Anzeigen eines stereoskopischen Bildes kann daher so installiert werden, dass sie mit der Erfassungsposition des Sensors übereinstimmt. Auch das Design der Anzeigeeinheit 10 zum Anzeigen eines stereoskopischen Bildes lässt sich leicht ändern.
Beispiele für Abwandlungen
Während eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung oben ausführlich beschrieben wird, sind alle Aspekte in der vorhergehenden Beschreibung lediglich Beispiele für die vorliegende Erfindung. Es versteht sich von selbst, dass verschiedene Modifikationen und Abwandlungen möglich sind, ohne den Umfang der Erfindung zu verlassen. Zum Beispiel sind folgende Modifikationen möglich. Man beachte, dass konstituierende Elemente, die mit den konstituierenden Elementen in der oben beschriebenen Ausführungsform identisch sind, die gleichen Bezugszeichen erhalten und gegebenenfalls eine Beschreibung von Merkmalen, die mit der oben beschriebenen Ausführungsform identisch ist, weggelassen wird. Die folgenden Abwandlungen können gegebenenfalls kombiniert werden.
4.1
Die nachfolgend beschriebene Lichtleiterplatte 11A ist ein Modifikationsbeispiel der Lichtleiterplatte 11.
11 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Konfiguration der Lichtleiterplatte 11 zeigt. Wie in 11 dargestellt, ist in der Lichtleiterplatte 11A eine Öffnung 15 ausgebildet.
Die Öffnung 15 dient zum Durchlassen von Licht, das der Positionserfassungssensor 2 zur Erkennung eines Objekts verwendet. Die Öffnung 15 ist in der Eingabevorrichtung bzw. dem Eingabegerät 1A in diesem Modifikationsbeispiel so ausgebildet, dass bei Betrachtung des Eingabegeräts 1A von vorne (einer Richtung senkrecht zur Emissionsfläche 11a) der Umriss des stereoskopischen Bildes I und der Außenumfang der Öffnung 15 identisch oder im Wesentlichen identisch sind.
Die obige Konfiguration ermöglicht es dem Benutzer, die Öffnung 15 als Referenzfläche bei der Erkennung des stereoskopischen Bildes I zu verwenden. Die Dreidimensionalität des stereoskopischen Bildes I wird dadurch verbessert. Dadurch werden auch die konstruktiven Eigenschaften des Eingabegeräts 1A verbessert.
4.2
Als weiteres Modifikationsbeispiel des Eingabegeräts 1A wird als nächstes ein Eingabegerät 1B beschrieben.
12 ist eine Seitenansicht, die eine Konfiguration eines Eingabegeräts 1B zeigt. Wie in 12 dargestellt, unterscheidet sich die Position, an der der Positionserfassungssensor 2 in der Eingabevorrichtung 1B angeordnet ist, von der Position in der Eingabevorrichtung 1A der ersten Ausführungsform. Genauer gesagt ist der Positionserfassungssensor 2 in dem Eingabegerät 1B weiter vorne (in Richtung der positiven X-Achse) angeordnet als die Anzeigeeinheit 10 zum Anzeigen eines stereoskopischen Bildes und außerhalb der Lichtleiterplatte 11, wenn das Eingabegerät 1A von vorne betrachtet wird (aus einer Richtung senkrecht zur Emissionsfläche 11a). Der Positionserfassungssensor 2 ist außerdem so konfiguriert, dass er ein Objekt erfasst, das sich in einem Bereich A1 vor dem stereoskopischen Bild I in einem vorgegebenen Abstand davon in einer Richtung senkrecht zur Emissionsfläche 11a der Lichtleiterplatte 11 befindet.
Ähnlich wie bei dem Eingabegerät 1A in der ersten Ausführungsform ermöglicht die obige Konfiguration eine schnellere Benachrichtigung des Benutzers, dass das Eingabegerät 1A die Eingabe des Benutzers akzeptiert hat. Dadurch kann dem Benutzer ein zufriedenstellenderes Bediengefühl bzw. Betätigungsgefühl in Bezug auf das Eingabegerät 1A vermittelt werden.
Der Positionserfassungssensor 2 ist ebenfalls außerhalb der Lichtleiterplatte 11 angeordnet, wenn das Eingabegerät 1A von vorne betrachtet wird (aus einer Richtung senkrecht zur Emissionsfläche 11a). So kann auch bei transparenter Lichtleiterplatte 11 sichergestellt werden, dass der Benutzer den Positionserfassungssensor 2 nicht sieht, wenn er das stereoskopische Bild I betrachtet.
4.3
Als weiteres Modifikationsbeispiel des Eingabegeräts 1A wird als nächstes ein Eingabegerät 1C beschrieben.
13 ist eine Abbildung, die die Struktur des Eingabegeräts 1C zeigt. Wie in 13 dargestellt, ist zusätzlich zur Konfiguration des Eingabegeräts 1A der ersten Ausführungsform das Eingabegerät 1C mit einem Blatt 8 bzw. einer dünne Platte 8 vorgesehen.
Die dünne Platte 8 ist zwischen der Lichtleiterplatte 11 und dem Positionserfassungssensor 2 angeordnet. Die dünne Platte 8 ist auf der Vorderseite mit einem Design, z. B. Holzmaserung o. ä., bedruckt. Zusätzlich ist die Lichtleiterplatte 11 wie oben beschrieben transparent. Die obige Konfiguration ermöglicht es, einem Benutzer das auf der Vorderseite der dünnen Platte gedruckte Design zu zeigen, wenn der Benutzer eine Eingabeaktion in Bezug auf das Eingabegerät 1A ausführt. Dadurch verbessert sich die Flexibilität bei der Gestaltung des Eingabegeräts 1C.
In der dünnen Platte 8 kann auch ein Schlitz 8a ausgebildet sein, durch den das vom Positionserfassungssensor 2 emittierte Licht hindurchtreten kann. Der Schlitz 8a kann an einem Endteil der dünnen Platte 8 ausgebildet sein, so dass der Benutzer den Schlitz nicht erkennen kann.
Es ist zu beachten ist, dass es sich bei der dünnen Platte bzw. dem dünnen Blatt 8 um Papier mit dem obigen Design darauf oder um eine Platte bzw. Panel mit dem obigen Design darauf handeln kann. Es ist kein Spalt 8a erforderlich, solange die dünne Platte bzw. das Blatt 8 das vom Positionserfassungssensor 2 ausgesendete Licht durchlassen kann.
4.4
Als weiteres Modifikationsbeispiel des Eingabegeräts 1A wird als nächstes ein Eingabegerät 1D beschrieben.
14 ist eine Abbildung, die die Konfiguration des Eingabegeräts 1D zeigt. Wie in 14 dargestellt, ist das Eingabegerät 1D zusätzlich zur Konfiguration des Eingabegeräts 1A der ersten Ausführungsform mit einer 2D-Bildanzeigeeinheit 20 vorgesehen.
Die 2D-Bildanzeigeeinheit 20 ist zwischen der Lichtleiterplatte 11 und dem Positionserfassungssensor 2 angeordnet. Die 2D-Bildanzeigeeinheit 20 ist ein Anzeigegerät wie eine Flüssigkristallanzeige (LCD) oder eine organische Leuchtdiode (OLED).
Die Anzeigeeinheit 10 zum Anzeigen eines stereoskopischen Bildes des Eingabegeräts 1D ist so konfiguriert, dass sie eine Vielzahl von stereoskopischen Bildern I darstellt. Die vorgenannte Konfiguration kann durch Einfügen einer Vielzahl von Lichtquellen 12 in das Eingabegerät 1D, die der Vielzahl von stereoskopischen Bildern I entsprechen, und durch Ausbilden von den Abschnitten zur Änderung des optischen Wegs in der Lichtleiterplatte 11, die jeder der Lichtquellen 12 entsprechen, realisiert werden.
15a und 15b sind Abbildungen, die Beispiele für ein stereoskopisches Bild I zeigen, das von einer Anzeigeeinheit 10 zum Anzeigen eines stereoskopischen Bildes in diesem Modifikationsbeispiel gebildet wird. Die Anzeigeeinheit 10 zum Anzeigen eines stereoskopischen Bildes kann in dem Modifikationsbeispiel ein stereoskopisches Bild eines Gitters bilden, wie in 15a dargestellt, oder ein stereoskopisches Bild einer Vielzahl von Tastenformen bilden, wie in 15b dargestellt.
In dem Eingabegerät 1D dieses Modifikationsbeispiels stellt die 2D-Bildanzeigeeinheit 20 Bilder dar, die den einzelnen stereoskopischen Bildern entsprechen. Die 2D-Bildanzeigeeinheit 20 kann z. B. Zeichen bzw. Buchstaben/Ziffern an Positionen darstellen, die den stereoskopischen Bildern entsprechen, wobei das Zeichen bzw. der Buchstabe/die Ziffer ein Objekt für eine Eingabeaktion in Bezug auf das stereoskopische Bild ist (z. B. wenn das Eingabegerät als Aufzugseingabegerät verwendet wird, können die Zeichen die Zahlen sein, die ein Zielstockwerk angeben). So kann der Benutzer erkennen, welche Aktion erforderlich ist, wenn der Benutzer versucht, eine Eingabe zu machen.
Außerdem kann die 2D-Bildanzeigeeinheit 20 so konfiguriert sein, dass das darzustellende Bild veränderbar ist. So kann sich ein Eingabemenü, das ein Objekt für eine Eingabeaktion des Benutzers ist, entsprechend ändern.
4.5
Als nächstes wird ein Schalter beschrieben, der ein Eingabegerät der vorliegenden Erfindung und einen typischen Druckschalter (Tastschalter) kombiniert.
16 ist eine Querschnittsansicht, die einen Aufbau eines Schalters 40 gemäß dem Modifikationsbeispiel zeigt; wie in 16 dargestellt, ist der Schalter 40 mit einem Eingabegerät 1E, einem Druckschalter 41 und einer Abdeckung 42 vorgesehen. Als Druckschalter 41 kann ein typischer Schalter übernommen werden; daher ist in 16 eine vereinfachte Ansicht des Druckschalters 41 dargestellt.
Der Druckschalter 41 ist mit einem druckaufnehmenden Bauteil 41a versehen. Der Druckschalter 41 ist so konfiguriert, dass er durch einen Druck nach unten (16) auf das druckaufnehmende Bauteil 41a zwischen Ein und Aus wechselt.
Das Eingabegerät 1E ist mit einer Lichtleiterplatte 16 anstelle der Lichtleiterplatte 11 des Eingabegeräts 1A der ersten Ausführungsform versehen. Die Lichtleiterplatte 16 ist in einem Querschnitt, der in 16 senkrecht zur vertikalen Richtung verläuft, U-förmig. Die Lichtquelle 12 im Eingabegerät 1E ist an einem Endteil der Lichtleiterplatte 16 angebracht. Das von der Lichtquelle 12 emittierte Licht wird im Inneren der Lichtleiterplatte 16 reflektiert, während es durch diese hindurchgeführt wird. Der Strahlengang bzw. der optische Weg des durch die Lichtleiterplatte 16 geführten Lichts ändert sich dann aufgrund von den Abschnitten zur Änderung des optischen Wegs (nicht dargestellt), die auf der Gegenfläche 16b ausgebildet sind, die der Emissionsfläche 16a der Lichtleiterplatte 16 gegenüberliegt, aus der Emissionsfläche 16a austritt und das stereoskopische Bild I bildet.
Die Abdeckung 42 ist transparent und soll verhindern, dass der Finger des Benutzers die Lichtleiterplatte 16 berührt.
Der Schalter 40 ist in der Lage, eine Bedienung bzw. Betätigung durch den Benutzer über die folgenden zwei Methoden zu erfassen: Eine Methode besteht darin, den Finger F des Benutzers zu erfassen, wenn der Finger F an einer Stelle bzw. einem Ort positioniert ist, die/der einen vorbestimmten Abstand von der Emissionsfläche 16a der Lichtleiterplatte 16 entfernt ist, wie in der ersten Ausführungsform beschrieben.
Eine andere Methode besteht darin, zu erkennen, dass der Benutzer das druckaufnehmende Bauteil 41a in dem Druckschalter 41 physisch betätigt. In diesem Fall bewegt sich die Abdeckung 42 nach unten, weil der Benutzer nach unten auf die Abdeckung 42 drückt. Anschließend bewegt sich die Lichtleiterplatte 16 nach unten, da die Abdeckung 42 nach unten auf die Lichtleiterplatte 16 drückt. Dann wird die Betätigung des Benutzers dadurch erfasst, dass sich das druckaufnehmende Bauteil 41a des Druckschalters 41 aufgrund der Lichtleiterplatte 16 nach unten bewegt.
Wie oben beschrieben, funktioniert der Schalter 40 als Drucktastenschalter und als kontaktloser Schalter.
4.6
Als weiteres Modifikationsbeispiel des Eingabegeräts 1A wird als nächstes ein Eingabegerät 1F beschrieben. 17 ist ein Blockdiagramm der Eingabevorrichtung 1F in dem Modifikationsbeispiel.
Wie in 17 dargestellt, ist die Eingabevorrichtung bzw. das Eingabegerät 1F anstelle der Tonausgabeeinheit 3 der ersten Ausführungsform mit einem Ultraschallerzeugungsgerät 6 (Gerät für taktilen Stimulus) vorgesehen.
Das Ultraschallerzeugungsgerät 6 erhält einen Befehl von der Benachrichtigungssteuereinheit 33 und gibt Ultraschallwellen aus. Das Ultraschallerzeugungsgerät 6 ist mit einem Ultraschallwandler-Array (nicht dargestellt) ausgestattet, bei dem mehrere Ultraschallwandler in einem Raster angeordnet sind. Das Ultraschallerzeugungsgerät 6 erzeugt eine Ultraschallwelle aus dem Ultraschallwandler-Array, um einen Fokuspunkt von Ultraschallwellen an einer gewünschten Stelle in der Luft zu erzeugen. Im Fokuspunkt der Ultraschallwellen entsteht ein statischer Druck (auch als akustischer Strahlungsdruck bezeichnet). Befindet sich ein menschliches Körperteil (z. B. der Finger des Benutzers) im Fokuspunkt der Ultraschallwellen, wird aufgrund des statischen Drucks ein Druck auf das physikalische Objekt ausgeübt. Somit ist das Ultraschallerzeugungsgerät 6 in der Lage, aus der Ferne einen Stimulus auf den Tastsinn des Fingers des Benutzers auszuüben.
Nach Erhalt der Information von dem Positionserfassungssensor 2, dass der Finger des Benutzers erfasst wurde, gibt die Benachrichtigungssteuereinheit 33 in dem Eingabegerät 1F einen Befehl an die Ultraschallerzeugungsgerät 6 aus, Ultraschallwellen zu erzeugen. So kann das Eingabegerät 1F dem Benutzer mitteilen, dass die Eingabe des Benutzers akzeptiert wurde.
4.7
Die Anzeigeeinheit 10 zum Anzeigen eines stereoskopischen Bildes in dem Eingabegerät 1A kann durch die unten beschriebene Anzeigeeinheit 60 zum Anzeigen eines stereoskopischen Bildes ersetzt werden.
18 ist eine perspektivische Ansicht der Anzeigeeinheit 60 zum Anzeigen eines stereoskopischen Bildes; 19 ist eine Querschnittsansicht, die eine Konfiguration der Anzeigeeinheit 60 zum Anzeigen eines stereoskopischen Bildes veranschaulicht; 20 ist eine Draufsicht, die eine Konfiguration der Anzeigeeinheit 60 zum Anzeigen eines stereoskopischen Bildes veranschaulicht; und 21 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Konfiguration von Abschnitten 63 zur Änderung des optischen Weges veranschaulicht, die in der Anzeigeeinheit 60 zum Anzeigen eines stereoskopischen Bildes vorgesehen sind.
Wie in 18 und 19 dargestellt, ist die Anzeigeeinheit 60 zum Anzeigen eines stereoskopischen Bildes mit der Lichtleiterplatte 61 und einer Lichtquelle 62 vorgesehen.
Die Lichtleiterplatte 61 leitet das von der Lichtquelle 62 eintretende Licht (d. h. das einfallende Licht). Die Lichtleiterplatte 61 wird aus einem Harzmaterial hergestellt, das transparent ist und einen relativ hohen Brechungsindex hat. Die Lichtleiterplatte 61 kann z. B. aus einem Polycarbonat-Harz, einem Poly-Methylmethacrylat-Harz oder ähnlichem hergestellt werden. In diesem Modifikationsbeispiel wird die Lichtleiterplatte 61 aus einem Poly-Methyl-Methacrylat-Harz hergestellt. Die Lichtleiterplatte 61 ist mit einer Emissionsfläche 61a (Lichtaustrittsfläche bzw. Licht emittierende Fläche), einer Rückfläche 61b und einer Einfallsfläche 61c versehen, wie in 19 dargestellt.
Die Emissionsfläche 61a emittiert Licht, das durch die Lichtleiterplatte 16 geführt und durch einen Abschnitt 63 zur Änderung des optischen Wegs modifiziert wird. Die Emissionsfläche 61a ist als Frontfläche der Lichtleiterplatte 61 ausgebildet. Die Rückfläche 61b und die Emissionsfläche 61a sind zueinander parallel, und der später beschriebene Abschnitt 63 zur Änderung des optischen Wegs ist darauf angeordnet. Das von der Lichtquelle 62 emittierte Licht fällt an der Einfallsfläche 61c auf die Lichtleiterplatte 61.
Licht, das von der Lichtquelle 62 ausgeht und von der Einfallsfläche 61c in die Lichtleiterplatte 61 eintritt, wird zwischen der Emissionsfläche 61a und der Rückfläche 61b total reflektiert und durch die Lichtleiterplatte 61 geleitet.
Wie in 19 dargestellt, ist auf der Rückfläche 61b innerhalb der Lichtleiterplatte 61 ein Abschnitt 63 zur Änderung des optischen Weges ausgebildet; der Abschnitt 63 zur Änderung des optischen Weges ändert den optischen Weg des durch die Lichtleiterplatte 61 geführten Lichts und bewirkt, dass das Licht aus der Emissionsfläche 61a austritt. Auf der Rückfläche 61b der Lichtleiterplatte 61 befindet sich eine Vielzahl von Abschnitt 63 zur Änderung des optischen Wegs.
Wie in 20 dargestellt, sind die Abschnitte 63 zur Änderung des optischen Wegs entlang einer Richtung parallel zur Endeinfallsfläche 61c vorgesehen. Wie in 21 dargestellt, sind die Abschnitte 63 zur Änderung des optischen Wegs Tetraeder, die mit Reflexionsflächen 63a vorgesehen sind, die einfallendes Licht reflektieren (total reflektieren). Die Abschnitte 63 zur Änderung des optischen Wegs können beispielsweise Aussparungen sein, die in der Rückfläche 61b der Lichtleiterplatte 61 ausgebildet sind. Es ist zu beachten, dass die Abschnitte 63 zur Änderung des optischen Wegs nicht darauf beschränkt sind, Tetraeder zu sein. Wie in 20 dargestellt, kann die Vielzahl von Abschnitten 63 zur Änderung des optischen Wegs aus einer Vielzahl von Gruppen von Abschnitten 64a, 64b, 64c... zur Änderung des optischen Wegs bestehen, die auf der Rückfläche 61b der Lichtleiterplatte 61 ausgebildet ist.
22 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Verteilung der Abschnitte 63 zur Änderung des optischen Weges zeigt. Wie in 22 dargestellt, ist die Mehrzahl der Abschnitte 63 zur Änderung des optischen Wegs in jeder Gruppe der Abschnitte 64a, 64b, 64c... zur Änderung des optischen Wegs auf der Rückseite 61b der Lichtleiterplatte 61 so angeordnet, dass die Winkel der Reflexionsflächen 63a in Bezug auf die Lichteinfallsrichtung zueinander unterschiedlich sind. Somit ändert jede Gruppe von Abschnitten 64a, 64b, 64c... zur Änderung des optischen Wegs den optischen Weg des einfallenden Lichts und bewirkt, dass das Licht in verschiedenen Richtungen aus der Emissionsfläche 61a austritt.
Das Verfahren, wie die Anzeigeeinheit 60 zum Anzeigen eines stereoskopischen Bildes ein stereoskopisches Bild I erzeugt, wird als nächstes unter Bezugnahme auf 23 beschrieben. In diesem Fall ist die Ebene senkrecht zur Emissionsfläche 61a der Lichtleiterplatte 61 die stereoskopische Bilderzeugungsebene (Ebene zur Erzeugung eines stereoskopischen Bildes) P, und das durch die Abschnitte 63 zur Änderung des optischen Wegs modifizierte Licht bildet ein stereoskopisches Bild I als planares Bild in der stereoskopischen Bilderzeugungsebene P aus.
23 ist eine perspektivische Ansicht, die veranschaulicht, wie ein stereoskopisches Bild I durch die Anzeigeeinheit 60 zum Anzeigen eines stereoskopischen Bildes gebildet wird; es ist zu beachten ist, dass in dem beschriebenen Fall das stereoskopische Bild I, das in der stereoskopischen Bilderzeugungsebene P gebildet wird, ein Ring mit einer schrägen Linie durch diesen ist.
Wie in 23 dargestellt, können die Abschnitte 63 zur Änderung des optischen Wegs aus einer Gruppe von den Abschnitten 64a zur Änderung des optischen Wegs den optischen Weg des Lichts in der stereoskopischen Bildanzeigeeinheit 60 so ändern, dass das geänderte Licht die Linien La1 und La2 in der stereoskopischen Bilderzeugungsebene P schneidet, wodurch ein Linienbild LI, das ein Teil des stereoskopischen Bildes I ist, in der stereoskopischen Bilderzeugungsebene P gebildet wird. Das Linienbild LI ist parallel zur Ebene YZ. Auf diese Weise erzeugt das Licht von mehreren Abschnitten 63 zur Änderung des optischen Wegs, die zur Gruppe der Abschnitte 64a zur Änderung des optischen Wegs gehören, ein Linienbild LI aus der Linie La1 und der Linie La2. Licht, das ein Bild der Linie La1 und der Linie La2 erzeugt, benötigt nur mindestens zwei Abschnitte 63 zur Änderung des optischen Wegs in der Gruppe der Abschnitte 64a zur Änderung des optischen Wegs.
In ähnlicher Weise schneidet Licht, dessen optischer Weg sich aufgrund der Abschnitte 63 zur Änderung des optischen Wegs in einer Gruppe von den Abschnitten 64b zur Änderung des optischen Wegs ändert, die Linien Lb1, Lb2 und Lb3 in der stereoskopischen Bilderzeugungsebene P. Hierdurch wird ein Linienbild LI, das ein Teil des stereoskopischen Bildes I ist, in der stereoskopischen Bilderzeugungsebene P gebildet.
Licht, dessen optischer Weg sich aufgrund der Abschnitte 63 zur Änderung des optischen Wegs in einer Gruppe von den Abschnitten 64c zur Änderung des optischen Wegs ändert, schneidet sich mit den Linien Lc1 und Lc2. Dabei entsteht in der stereoskopischen Bilderzeugungsebene P ein Linienbild LI, das ein Teil des stereoskopischen Bildes I ist.
Die Gruppen der Abschnitte 64a, 64b, 64c... zur Änderung des optischen Wegs bilden Linienbilder LI an zueinander unterschiedlichen Positionen entlang der X-Achsenrichtung aus. Verringern des Abstandes zwischen den Gruppen der Abschnitte 64a, 64b, 64c... zur Änderung des optischen Wegs in der stereoskopischen Bildanzeigeeinheit 60 verringert den Abstand zwischen den Linienbildern LI, die von den Gruppen der Abschnitte 64a, 64b, 64c...zur Änderung des optischen Wegs in Richtung der X-Achse erzeugt werden. Als Ergebnis ändern die Abschnitte 63 zur Änderung des optischen Wegs in den Gruppen der Abschnitte 64a, 64b, 64c... zur Änderung des optischen Wegs in der Anzeigeeinheit 60 zum Anzeigen eines stereoskopischen Bildes den optischen Weg des Lichts, wodurch die Gruppierung der Vielzahl von Linienbildern LI, die durch dieses Licht erzeugt werden, ein stereoskopisches Bild I als flächiges Bild in der stereoskopischen Bilderzeugungsebene P bildet.
Es ist zu beachten, dass die stereoskopische Bilderzeugungsebene P senkrecht zur X-Achse, senkrecht zur Y-Achse oder senkrecht zur Z-Achse sein kann. Zusätzlich kann die stereoskopische Bilderzeugungsebene P relativ zur X-Achse, zur Y-Achse oder zur Z-Achse nicht vertikal sein. Außerdem kann die stereoskopische Bilderzeugungsebene P gekrümmt sein, anstatt eine ebene bzw. flache Ebene zu sein. Mit anderen Worten, die Anzeigeeinheit 60 zum Anzeigen eines stereoskopischen Bildes kann ein stereoskopisches Bild I in einer beliebigen Ebene im Raum (flach oder gekrümmt) mit Hilfe der Abschnitte 63 zur Änderung des optischen Wegs erzeugen. Ein dreidimensionales Bild kann also durch eine Kombination mehrerer planarer Bilder entstehen.
4.8
Die Anzeigeeinheit 10 zum Anzeigen eines stereoskopischen Bildes in dem Eingabegerät 1A kann durch die unten beschriebene Anzeigeeinheit 80 zum Anzeigen eines stereoskopischen Bildes ersetzt werden.
24 ist eine perspektivische Ansicht der Anzeigeeinheit 80 zum Anzeigen eines stereoskopischen Bildes. 25 ist eine Querschnittsansicht, die eine Konfiguration der Anzeigeeinheit 80 zum Anzeigen eines stereoskopischen Bildes zeigt.
Die Anzeigeeinheit 80 zum Anzeigen eines stereoskopischen Bildes ist mit einer Bildanzeigevorrichtung bzw. Bildanzeigegerät 81, einer bilderzeugenden Linse 82, einer Kollimationslinse 83, einer Lichtleiterplatte 84 und einer Maske/Blende 85 ausgestattet, wie in 24 und 25 dargestellt. Die Bildanzeigevorrichtung 81, die bilderzeugende Linse 82, die Kollimationslinse 83 und die Lichtleiterplatte 84 sind in dieser Reihenfolge entlang der Y-Achsenrichtung angeordnet. Außerdem sind die Lichtleiterplatte 84 und die Maske 85 in dieser Reihenfolge entlang der X-Achsenrichtung angeordnet.
Die Bildanzeigevorrichtung 81 stellt ein zweidimensionales Bild dar, das über die Anzeigeeinheit 80 zum Anzeigen eines stereoskopischen Bildes in einem Anzeigebereich in Übereinstimmung mit einem von einer Steuereinrichtung (nicht dargestellt) empfangenen Bildsignal in einen Raum projiziert wird. Die Bildanzeigevorrichtung 81 ist z. B. eine typische Flüssigkristallanzeige, die in der Lage ist, Bildlicht auszugeben, indem ein Bild in einem Anzeigebereich angezeigt wird. Im dargestellten Beispiel sind der Anzeigebereich der Bildanzeigevorrichtung 81 und die diesem Anzeigebereich zugewandte Einfallsfläche 84a in der Lichtleiterplatte 84 beide parallel zur XZ-Ebene angeordnet. Die Rückfläche 84b und die Emissionsfläche 84c (d. h. eine Lichtaustrittsfläche) in der Lichtleiterplatte 84 sind parallel zur YZ-Ebene angeordnet. Die Emissionsfläche 84b, die Licht auf die Maske/Blende 85 abstrahlt, ist der Rückfläche 84c zugewandt, auf der Prismen 141 (später beschrieben) vorgesehen sind. Außerdem ist die Fläche, auf der die (später beschriebenen) Schlitze 151 in der Maske/Blende 85 vorgesehen sind, parallel zur YZ-Ebene. Es ist zu beachten, dass der Anzeigebereich in der Bildanzeigevorrichtung 81 und die Einfallsfläche 84a in der Lichtleiterplatte 84 einander gegenüberliegen können, oder der Anzeigebereich in der Bildanzeigevorrichtung 81 kann relativ zur Einfallsfläche 84a geneigt sein.
Die bilderzeugende Linse 82 ist zwischen der Bildanzeigevorrichtung 81 und der Einfallsfläche 84a angeordnet. Bildlicht tritt aus der Bildanzeigevorrichtung 81 aus und tritt in die bilderzeugenden Linse 82 ein, die das Bildlicht in der YZ-Ebene fokussiert; das Bildlicht tritt aus der bilderzeugenden Linse 82 aus und tritt in die Kollimationslinse 83 ein. Es ist zu beachten, dass die YZ-Ebene parallel zur Länge der Einfallsfläche 84a verläuft. Die bilderzeugende Linse 82 kann von beliebigem Typ sein, solange sie in der Lage ist, das Bildlicht zu fokussieren. Die bilderzeugende Linse 82 kann eine Bulk-Linse, eine Fresnel-Linse, eine Beugungslinse o.ä. sein. Die bilderzeugende Linse 82 kann auch eine Kombination aus einer Vielzahl von Linsen sein, die entlang der Z-Achsenrichtung angeordnet sind.
Die Kollimationslinse 83 ist zwischen der Bildanzeigevorrichtung 81 und der Einfallsfläche 84a angeordnet. Die Kollimationslinse 83 kollimiert das von der bilderzeugenden Linse 82 fokussierte Bildlicht in der XY-Ebene; die XY-Ebene ist orthogonal zur Länge der Einfallsfläche 84a. Kollimiertes Bildlicht, das aus der Kollimationslinse 83 austritt, tritt in die Einfallsfläche 84a der Lichtleiterplatte 84 ein. Ähnlich wie die bilderzeugende Linse 82 kann auch die Kollimationslinse 83 eine Bulk-Linse oder eine Fresnel-Linse sein. Die bilderzeugende Linse 82 und die Kollimationslinse 83 können in umgekehrter Reihenfolge angeordnet sein. Zusätzlich können die Funktionen der bilderzeugenden Linse 82 und der Kollimationslinse 83 durch eine einzige Linse oder durch eine Kombination mehrerer Linsen erreicht werden. Mit anderen Worten: Die Kombination aus der bilderzeugenden Linse 83 und der Kollimationslinse 81 kann in beliebiger Weise konfiguriert werden, solange das vom Anzeigebereich der Bildanzeigevorrichtung 82 ausgegebene Bildlicht in der YZ-Ebene konvergiert und in der XY-Ebene kollimiert wird.
Die Lichtleiterplatte 84 ist ein transparentes Harz; das von der Kollimationslinse 83 kollimierte Bildlicht tritt an der Einfallsfläche 84a in die Lichtleiterplatte 84 ein und verlässt die Lichtleiterplatte 84 an der Emissionsfläche 84. Im dargestellten Beispiel ist die Lichtleiterplatte 84 eine flache rechteckige Platte, deren der Kollimationslinse 83 zugewandte Oberfläche parallel zur XZ-Ebene als Einfallsfläche 84a genommen wird. Die Rückfläche wird als die Fläche betrachtet, die parallel zur YZ-Ebene verläuft und in Richtung der negativen X-Achse liegt, während die Emissionsfläche 84c als die Fläche betrachtet wird, die parallel zur YZ-Ebene verläuft und der hinteren Fläche 84b gegenüberliegt. In der Lichtleiterplatte 84 sind mehrere Prismen 141 (d. h. emittierende Strukturen, Abschnitte zur Änderung des optischen Wegs) vorgesehen.
Die mehreren Prismen 141 reflektieren das Bildlicht, das von der Einfallsfläche 84a in die Lichtleiterplatte eintritt. Die Prismen 141 sind an der Rückfläche 84b der Lichtleiterplatte 84 vorgesehen und ragen von dort in Richtung der Emissionsfläche 84c vor. Wenn sich das Bildlicht beispielsweise entlang der Y-Achsenrichtung ausbreitet, kann die Vielzahl der Prismen 141 im Wesentlichen dreieckige Nuten mit einer vorbestimmten Breite in Y-Achsenrichtung (z. B. 10 µm) sein, die in einem vorbestimmten Abstand bzw. Intervall entlang der Y-Achsenrichtung (z. B. 1 mm) angeordnet sind. Die Prismen 141 enthalten eine reflektierende Oberfläche 141a, die die optische Oberfläche ist, die näher an der Einfallsfläche 84a liegt, bezogen auf die Richtung, entlang der sich das Bildlicht bewegt (d. h. die positive Y-Achsenrichtung). Im dargestellten Beispiel sind die mehreren Prismen 141 parallel zur Z-Achse an der Rückfläche 84b vorgesehen. Somit sind die Reflexionsflächen 141a in der Vielzahl der Prismen 141 parallel zur Z-Achse und orthogonal zur Y-Achse vorgesehen; die Reflexionsflächen 141a reflektieren das von der Einfallsfläche 84a eintretende und sich entlang der Y-Achsenrichtung ausbreitende Bildlicht. Jedes der mehreren Prismen 141 bewirkt, dass Bildlicht, das von zueinander unterschiedlichen Positionen im Anzeigebereich der Bildanzeigevorrichtung 81 entlang der Richtung orthogonal zur Länge der Einfallsfläche 84a (d. h. der X-Achse) emittiert wird, aus der Emissionsfläche 84c austritt. Das heißt, die Prismen 141 ermöglichen den Austritt von Bildlicht von einer Oberfläche der Lichtleiterplatte 84 in Richtung eines vorbestimmten Blickpunkts 100. Details zu den Reflexionsflächen 141a werden später beschrieben.
Die Maske/Blende 85 ist aus einem Material aufgebaut, das für sichtbares Licht undurchsichtig ist und eine Vielzahl von Schlitzen 151 enthält. Die Maske 85 lässt nur Licht, das von der Emissionsfläche 84c der Lichtleiterplatte 84 emittiert wird und auf den Bilderzeugungspunkt 101 in einer Ebene 102 ausgerichtet ist, durch die Vielzahl der Schlitze 151 hindurch.
Die Vielzahl der Schlitze 151 lässt nur Licht durch, das von der Emissionsfläche 84c der Lichtleiterplatte 84 emittiert wird, die in einer Ebene 102 auf den Bilderzeugungspunkt 101 ausgerichtet ist. Im dargestellten Beispiel ist die Mehrzahl der Schlitze 151 parallel zur Z-Achse vorgesehen. Einzelne Schlitze 151 können auch einem beliebigen Prisma 141 aus der Vielzahl der Prismen 141 entsprechen.
Wenn sie wie oben beschrieben konfiguriert ist, bildet und projiziert eine Anzeigeeinheit 80 zum Anzeigen eines stereoskopischen Bildes das von der Bildanzeigevorrichtung 81 dargestellte Bild auf eine virtuelle Ebene 102 außerhalb der Anzeigeeinheit 80 zum Anzeigen eines stereoskopischen Bildes. Genauer gesagt durchläuft das vom Anzeigebereich in der Bildanzeigevorrichtung 81 emittierte Bildlicht die bilderzeugende Linse 82 und die Kollimationslinse 83, wonach das Bildlicht in die Einfallsfläche 84a eintritt, die eine Endfläche der Lichtleiterplatte 84 ist. Anschließend breitet sich das auf die Lichtleiterplatte 84 auftreffende Bildlicht durch diese hindurch aus und trifft auf die Prismen 141, die auf der Rückfläche 84b der Lichtleiterplatte 84 vorgesehen sind. Die Reflexionsflächen 141a reflektieren das an den Prismen 141 ankommende Bildlicht in Richtung der positiven X-Achsenrichtung und bewirken dadurch, dass das Bildlicht aus der Lichtleiterplatte 84 an der zur YZ-Ebene parallelen Emissionsfläche 84c austritt. Das von der Emissionsfläche 84c emittierte und durch die Schlitze 151 der Maske/Blende 85 hindurchtretende Bildlicht bildet ein Bild des Bilderzeugungspunktes 101 in der Ebene 102. Mit anderen Worten: Bildlicht, das von Punkten im Anzeigebereich der Bildanzeigevorrichtung 81 ausgeht, konvergiert in der YZ-Ebene, kollimiert in der XY-Ebene und wird danach auf einen Bilderzeugungspunkt 101 in einer Ebene 102 projiziert. Die Anzeigeeinheit 80 zum Anzeigen eines stereoskopischen Bildes verarbeitet alle Punkte im Anzeigebereich auf die oben beschriebene Weise, um dadurch eine Bildausgabe im Anzeigebereich der Bildanzeigevorrichtung 81 auf die Ebene 102 zu projizieren. Wenn also ein Benutzer diese virtuelle Ebene 102 von einem Standpunkt 100 aus betrachtet, nimmt der Benutzer das Bild wahr, das in die Luft projiziert wird. Es ist zu beachten ist, dass die Ebene 102, auf der das projizierte Bild ausgebildet wird, eine virtuelle Ebene ist; es kann jedoch ein Bildschirm in der Ebene 102 angeordnet sein, um die Sichtbarkeit zu verbessern.
Es ist zu beachten, dass die Anzeigeeinheit 80 zum Anzeigen eines stereoskopischen Bildes in dieser Ausführungsform so konfiguriert ist, dass sie ein Bild über das von der Emissionsfläche 84c emittierte und durch die in einer Maske/Blende 85 vorgesehenen Schlitze 151 hindurchtretende Bildlicht erzeugt. Die Konfiguration kann jedoch die Maske/Blende 151 und die Schlitze 85 ausschließen, wenn es möglich ist, ein Bild aus dem Bildlicht an einem Bilderzeugungspunkt 101 in der virtuellen Ebene 102 zu erzeugen.
Beispielsweise kann der Winkel zwischen den Reflexionsflächen an den Prismen 141 und der Rückfläche 84b so festgelegt werden, dass er mit dem Abstand von der Einfallsfläche 84a zunimmt, um ein Bild mit Bildlicht an einem Bilderzeugungspunkt 101 in der virtuellen Ebene 102 zu erzeugen. Es ist zu beachten, dass der Winkel des Prismas 141, der am weitesten von der Einfallsfläche 84a entfernt ist, vorzugsweise ein Winkel ist, der eine Totalreflexion des Lichts von der Bildanzeigevorrichtung 81 bewirkt.
Licht geht von einem Punkt auf dem Anzeigebereich der Bildanzeigevorrichtung 81 aus, der auf einen vorbestimmten Blickpunkt ausgerichtet ist; bei den wie oben beschriebenen konfigurierten Winkeln ist das Prisma 141 umso weiter von der Einfallsfläche 84a entfernt, das dieses Licht reflektiert, je näher dieser Austrittspunkt an der Rückfläche 84b liegt (d. h. mehr in Richtung der negativen X-Achsenrichtung). Ohne auf diese Konfiguration beschränkt zu sein, reicht es jedoch aus, eine Stelle in X-Achsenrichtung auf dem Anzeigebereich der Bildanzeigevorrichtung 81 einem Prisma 141 zuzuordnen. Darüber hinaus ist das von einem Prisma 141 reflektierte Licht mit zunehmendem Abstand des Prismas 141 von der Einfallsfläche 84a zunehmend auf die Einfallsfläche 84a ausgerichtet; wohingegen das von einem Prisma 141 reflektierte Licht zunehmend von der Einfallsfläche 84a weg ausgerichtet ist, wenn sich das Prisma 141 der Einfallsfläche 84a nähert. Daher kann das Licht der Bildanzeigevorrichtung 81 auch ohne die Maske/Blende 85 in Richtung eines bestimmten Blickpunkts abgestrahlt werden. Das aus der Lichtleiterplatte 84 austretende Licht bildet in der Ebene, auf die das Bild projiziert wird, ein Bild und streut in Abhängigkeit vom Abstand zur Ebene in Richtung der Z-Achse. Dadurch kann ein Parallaxeneffekt in der Z-Achsen-Richtung entstehen, wodurch ein Betrachter beide Augen entlang der Z-Achsen-Richtung ausrichten kann, um ein in Z-Achsen-Richtung projiziertes Bild stereoskopisch zu betrachten.
Da in der oben genannten Konfiguration kein von den Prismen 141 reflektiertes und auf den Betrachtungspunkt gerichtetes Licht blockiert wird, kann ein Beobachter ein auf der Bildanzeigevorrichtung 81 dargestelltes und in die Luft projiziertes Bild sehen, selbst wenn sich der Standpunkt des Beobachters entlang der Y-Achsenrichtung bewegt. Allerdings ändert sich der Winkel zwischen den Lichtstrahlen von den Prismen 141, die auf den Betrachtungspunkt ausgerichtet sind, und der Reflexionsfläche der Prismen 141 mit dem Ort des Betrachtungspunktes entlang der Y-Achsenrichtung; daher ändert sich auch die Position des Betrachtungspunktes in der Bildanzeigevorrichtung 81, die dem Lichtstrahl entspricht, mit dem Ort des Betrachtungspunktes entlang der Y-Achsenrichtung. Zusätzlich wird in diesem Beispiel das Licht von jedem der Punkte in der Bildanzeigevorrichtung 81 aufgrund der Prismen 141 in gewissem Maße auch in Richtung der Y-Achse ausgebildet. Daher kann ein Betrachter, der beide Augen in Richtung der Y-Achse ausrichtet, auch ein Bild vom stereoskopischen Typ sehen.
Außerdem schließt die oben erwähnte Konfiguration die Maske/Blende 85 aus; dadurch wird der Verlust an Lichtintensität reduziert und die stereoskopische Bildanzeigeeinheit kann ein helleres Bild in einen Raum projizieren. Da keine Maske/Blende verwendet wird, ermöglicht die Anzeigeeinheit zum Anzeigen eines stereoskopischen Bildes außerdem, dass ein Objekt hinter der Lichtleiterplatte 84 (nicht dargestellt) und das projizierte Bild von einem Betrachter gleichzeitig wahrgenommen werden können.
4.9
Die Anzeigeeinheit 10 zum Anzeigen eines stereoskopischen Bildes im Eingabegerät 1A kann so konfiguriert sein, dass sie Bilder individuell für eine Vielzahl von Blickpunkten erzeugt. Die Anzeigeeinheit zum Anzeigen eines stereoskopischen Bildes kann z. B. ein Anzeigemuster für das rechte Auge zur Erzeugung eines Bildes für das rechte Auge und ein Anzeigemuster für das linke Auge zur Erzeugung eines Bildes für das linke Auge enthalten. In diesem Fall kann die Anzeigeeinheit 10 zum Anzeigen eines stereoskopischen Bildes ein Bild erzeugen, das dreidimensional ist. Die Anzeigeeinheit 10 zum Anzeigen eines stereoskopischen Bildes kann so konfiguriert werden, dass sie Bilder individuell für drei oder mehr Blickwinkel erzeugt.
Die Anzeigeeinheit 10 zum Anzeigen eines stereoskopischen Bildes kann auch das von einem physischen Objekt emittierte Licht verwenden, um Licht von den optischen Elementen zu emittieren und ein stereoskopisches Bild oder ein Referenzbild zu erzeugen, wobei das physische Objekt als Bildquelle für das stereoskopische Bild oder das Referenzbild dient. Betrachtet wird zum Beispiel (1) eine Anzeigevorrichtung, die eine Zwei-Ebenen-Reflektor-Array-Struktur verwendet, bei der eine Vielzahl von zueinander orthogonalen Spiegelebenen-Elementen in einer optischen Kopplungselement-Ebene angeordnet ist, und (2) eine Anzeigevorrichtung, die einen Halbspiegel verwendet, d. h. eine so genannte Papier-Ghost-Anzeigevorrichtung. Beide können als Anzeigegerät dienen, das das von einem physischen Objekt abgestrahlte Licht verwendet, um das Licht aus den optischen Elementen auszustrahlen und ein stereoskopisches Bild oder ein Referenzbild zu erzeugen, wobei das physische Objekt als Quellbild dient.
4.10
Als nächstes wird ein Beispiel für die Übernahme des Eingabegeräts 1A in einen Spielautomaten M beschrieben.
26a und 26b sind perspektivische Ansichten, die Beispiele für einen Spielautomaten zeigen, in dem das obige Eingabegerät 1A verwendet wird. Es ist zu beachten ist, dass das Eingabegerät 1A in 26a und 26b nicht abgebildet ist.
Wie in 26A dargestellt, enthält ein Spielautomat M1 ein Spielbrett, über das der Benutzer den Spielautomat M1 manipuliert, und das Eingabegerät 1A bildet ein stereoskopisches Bild I als mindestens einen von mehreren Schaltern, die ein Benutzer auf dem Spielbrett manipuliert.
Wie in 26b dargestellt, kann das Eingabegerät 1A in einem Spielautomaten M2 auch ein Bild bilden, das einen Bildschirm überlappt, auf dem einem Benutzer ein Effekt präsentiert wird, und ein stereoskopisches Bild I als Schalter bilden, der ein Objekt für die Eingabe des Benutzers ist. In diesem Fall kann das Eingabegerät 1A das stereoskopische Bild 1 nur dann darstellen, wenn das stereoskopische Bild 1 für die Darstellung eines Effekts benötigt wird.
Übersicht
Eine Eingabevorrichtung bzw. ein Eingabegerät gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Lichtleiterplatte, die so konfiguriert ist, dass sie Licht, das von einer Lichtquelle eintritt, so lenkt, dass das Licht aus einer lichtemittierenden Oberfläche bzw. Lichtemissionsfläche austritt und ein Bild in einem Raum ausbildet, wobei das Bild ein Objekt für eine Eingabeaktion eines Benutzers ist; einen Sensor, der so konfiguriert ist, dass er ein Objekt erfasst, das von einem Benutzer für die Eingabeaktion verwendet wird; eine Eingabeerfassungseinheit, die so konfiguriert ist, dass sie eine Eingabe von einem Benutzer auf der Grundlage eines Erfassungsergebnisses von dem Sensor für das Objekt erfasst; und eine Benachrichtigungseinheit, die so konfiguriert ist, dass sie einen Benutzer benachrichtigt, dass die Eingabe erfasst wurde, wenn die Eingabeerfassungseinheit eine Eingabe von einem Benutzer erfasst hat; und wobei der Sensor in einem Raum gegenüber der lichtemittierenden Oberfläche bzw. Lichtemissionsfläche der Lichtleiterplatte angeordnet ist.
Die obige Konfiguration ermöglicht eine Vereinfachung des Aufbaus im Raum von der Lichtleiterplatte aus in Richtung des Benutzers, da der Sensor gegenüber bzw. entgegengesetzt zu der Lichtaustrittsfläche der Lichtleiterplatte angeordnet ist.
Ein Eingabegerät gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann vorzugsweise so konfiguriert sein, dass die Lichtleiterplatte transparent ist.
Die obige Konfiguration erleichtert die Übertragung des vom Sensor ausgesandten Erfassungslichts zur Erfassung eines Objekts durch die Lichtleiterplatte.
Ein Eingabegerät gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann vorzugsweise so konfiguriert sein, dass sie ferner eine Vielzahl von Abschnitten zur Änderung des optischen Weges umfasst, die auf der gegenüberliegenden Oberfläche, die der lichtemittierenden Oberfläche bzw. Lichtemissionsfläche in der Lichtleiterplatte gegenüberliegt, ausgebildet sind, wobei die Abschnitte zur Änderung des optischen Weges Reflexionsflächen zum Reflektieren von durch die Lichtleiterplatte geführtem bzw. geleitetem Licht in Richtung der lichtemittierenden Oberfläche bzw. Lichtemissionsfläche aufweisen; und wobei die Oberflächendichte der Reflexionsflächen zu der gegenüberliegenden Oberfläche weniger als oder gleich 30 % beträgt.
Die obige Konfiguration minimiert die Dämpfung des Erfassungslichts durch die Lichtleiterplatte auch dann, wenn der Sensor im Zwischenraum an der gegenüberliegenden Oberfläche platziert ist.
Ein Eingabegerät gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann vorzugsweise so konfiguriert sein, dass sie ferner eine Vielzahl der Lichtleiterplatten umfasst; wobei die Vielzahl der Lichtleiterplatten jeweils ein anderes der Bilder im Raum bildet; und die Benachrichtigungseinheit die Bilder ändert, wenn die Eingabe erfasst wird.
Ein Eingabegerät gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann vorzugsweise so konfiguriert sein, dass die Lichtleiterplatte ein Bild an oder in der Nähe der Stelle bzw. dem Ort erzeugt, an der/dem der Sensor das Objekt erfasst.
Eine Eingabevorrichtung bzw. ein Eingabegerät gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Lichtleiterplatte, die so konfiguriert ist, dass sie Licht, das von einer Lichtquelle eintritt, so lenkt, dass das Licht aus einer lichtemittierenden Oberfläche bzw. Lichtemissionsfläche austritt und ein Bild in einem Raum ausbildet, wobei das Bild ein Objekt für eine Eingabeaktion eines Benutzers ist; einen Sensor, der so konfiguriert ist, dass er ein Objekt erfasst, das von einem Benutzer für die Eingabeaktion verwendet wird; eine Eingabeerfassungseinheit, die so konfiguriert ist, dass sie eine Eingabe von einem Benutzer auf der Grundlage eines Erfassungsergebnisses von dem Sensor für das Objekt erfasst; und eine Benachrichtigungseinheit, die so konfiguriert ist, dass sie einen Benutzer benachrichtigt, dass die Eingabe erfasst wurde, wenn die Eingabeerfassungseinheit eine Eingabe von einem Benutzer erfasst hat; wobei die Lichtleiterplatte das Bild an oder nahe der Stelle bzw. dem Ort ausbildet, an der/dem der Sensor das Objekt erfasst.
Das Bediengefühl bestehender Eingabegeräte ist für einen Benutzer meist schwer zu erkennen. Die obige Konfiguration hingegen liefert eine Benachrichtigung, dass das Eingabegerät das Objekt erkannt hat, wenn der Benutzer ein Objekt zur Durchführung einer Eingabeaktion an oder in der Nähe der Position positioniert, an der das Bild gebildet wird. So kann dem Benutzer ein Gefühl für die Bedienung des Eingabegerätes vermittelt werden.
Ein Eingabegerät gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann vorzugsweise so konfiguriert sein, dass die Eingabeerfassungseinheit die Eingabe erfasst, wenn der Sensor erfasst hat, dass das Objekt entlang der Richtung, in der die Eingabeaktion durchgeführt wird, in einem Bereich positioniert ist, der einen vorbestimmten Abstand von der Stelle bzw. dem Ort entfernt ist, an dem das Bild in einer Richtung entgegengesetzt zur Richtung, in der die Eingabeaktion durchgeführt wird, gebildet wird.
Die obige Konfiguration ermöglicht die Erfassung einer Eingabe des Benutzers, bevor das Objekt an der Stelle bzw. dem Ort eintrifft, an der/dem das Bild erzeugt wird. Daher kann dem Benutzer schneller mitgeteilt werden, dass das Eingabegerät die Eingabe des Benutzers akzeptiert hat. Dadurch kann dem Benutzer ein zufriedenstellenderes Bediengefühl bzw. Betätigungsgefühl in Bezug auf das Eingabegerät vermittelt werden.
Ein Eingabegerät gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann vorzugsweise so konfiguriert sein, dass die Benachrichtigungseinheit eine Änderung des Anzeigezustands des Bildes bewirkt, wenn die Eingabeerfassungseinheit eine Eingabe von einem Benutzer erkannt hat.
Die obige Konfiguration erlaubt es, das Bild zu variieren, um dem Benutzer mitzuteilen, dass die Eingabe akzeptiert wurde.
Ein Eingabegerät gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann vorzugsweise so konfiguriert sein, dass sie ferner ein Tonausgabegerät umfasst, das als Benachrichtigungseinheit dient, zur Ausgabe eines Tons, wenn die Eingabeerfassungseinheit eine Eingabe eines Benutzers erfasst hat.
Die obige Konfiguration ermöglicht die Benachrichtigung mittels Ton, um dem Benutzer mitzuteilen, dass das Eingabegerät eine Betätigung bzw. Bedienung in Bezug auf das Eingabegerät akzeptiert hat.
Ein Eingabegerät gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann vorzugsweise so konfiguriert sein, dass sie ferner ein Gerät für einen taktilen Stimulus umfasst, das als Benachrichtigungseinheit dient, um eine Fernstimulation des Tastsinns eines menschlichen Körpers zu bewirken, der als Objekt dient.
Die obige Konfiguration, die obige Konfiguration ermöglicht es, die Stimulation des Tastsinns zu verwenden, um dem Benutzer mitzuteilen, dass das Eingabegerät eine Bedienung in Bezug auf das Eingabegerät akzeptiert hat.
Ein Eingabegerät gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann vorzugsweise so konfiguriert sein, dass in der Lichtleiterplatte eine Öffnung zum Durchlassen von Licht für den Sensor zum Erfassen des Objekts ausgebildet ist; und wenn das Bild aus einer Richtung senkrecht zur lichtemittierenden Oberfläche bzw. Lichtemissionsfläche betrachtet wird, haben der Umriss des Bildes und der Außenumfang der Öffnung die gleiche oder im Wesentlichen die gleiche Form.
Die obige Konfiguration ermöglicht es dem Benutzer, die Öffnung als Referenzfläche beim Erkennen des Bildes zu verwenden. Die Dreidimensionalität des Bildes wird dadurch verbessert. Dadurch werden auch die konstruktiven Eigenschaften des Eingabegeräts verbessert.
Ein Eingabegerät gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann vorzugsweise so konfiguriert sein, dass sie ein Blatt bzw. dünne Platte umfasst, das/die gegenüber der lichtemittierenden Oberfläche bzw. Lichtemissionsfläche der Lichtleiterplatte ausgebildet ist, wobei das Blatt bzw. die dünne Platte ein Design bzw. eine Ausgestaltung darauf aufweist, das/die dem Bild entspricht.
Die obige Konfiguration ermöglicht es, einem Benutzer das auf der Vorderseite des Blattes bzw. der dünnen Platte gebildete Design zu zeigen, wenn der Benutzer eine Eingabeaktion in Bezug auf das Eingabegerät ausführt. Dadurch verbessert sich die Flexibilität bei der Gestaltung des Eingabegeräts.
Ein Eingabegerät gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann vorzugsweise so konfiguriert sein, dass sie eine 2D-Bildanzeigeeinheit enthält, die so konfiguriert ist, dass sie ein zweidimensionales Bild anzeigt, wobei die 2D-Bildanzeigeeinheit gegenüber der lichtemittierenden Oberfläche bzw. Lichtemissionsfläche vorgesehen ist; die Lichtleiterplatte bildet eine Vielzahl der Bilder; und die 2D-Bildanzeigeeinheit stellt das zweidimensionale Bild entsprechend der Vielzahl der Bilder dar.
Die obige Konfiguration ermöglicht es dem Benutzer zu erkennen, welche Aktion erforderlich ist, wenn der Benutzer versucht, eine Eingabe zu machen.
Ein Eingabegerät gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann vorzugsweise so konfiguriert sein, dass die 2D-Bildanzeigeeinheit konfiguriert ist, um das dargestellte zweidimensionale Bild zu ändern.
Die obige Konfiguration erlaubt es also, ein Eingabemenü, das ein Objekt für eine Eingabeaktion des Benutzers ist, entsprechend zu ändern.
Ein Eingabegerät gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann vorzugsweise so konfiguriert sein, dass, wenn der Sensor das Objekt erfasst hat, der Sensor den Bereich, in dem das Objekt erfasst werden soll, auf einen Bereich ändert, der weiter entfernt ist als der vorgegebene Abstand.
Die obige Konfiguration ermöglicht es, einen Zustand aufrechtzuerhalten, in dem der de Sensor das Objekt erfasst, selbst wenn die Position des Objekts unstetig ist, nachdem die Eingabeerfassungseinheit die Eingabe des Benutzers erkannt hat. Somit ist es möglich, ein „Flattern‟ zu verhindern.
Ein Eingabegerät gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann vorzugsweise so konfiguriert sein, dass sie ferner ein Relais umfasst; und das Eingabegerät steuert das Öffnen und Schließen des Relais in Übereinstimmung mit dem Erfassungszustand der von der Eingabeerfassungseinheit erfassten Eingabe des Benutzers.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, und verschiedene Modifikationen können innerhalb des Umfangs der Ansprüche vorgenommen werden, und die Ausführungsformen, die durch geeignete Kombination der in den verschiedenen Ausführungsformen offenbarten technischen Mittel erhalten werden, sind ebenfalls im technischen Umfang der vorliegenden Erfindung enthalten.
Bezugszeichenliste

1A - 1F, 1Aa: Eingabegerät
2: Positionserfassungssensor
3: Tonausgabegerät
6: Ultraschallerzeugungsgerät
8: Blatt
11, 11A, 11B, 16, 61, 84: Lichtleiterplatte
11a, 16a, 61a, 84c: Emissionsfläche (lichtemittierenden Oberfläche)
11b: gegenüberliegenden Rückfläche (Gegenfläche)
15: Öffnung
20: 2D-Bildanzeigeeinheit
31: Eingabeerfassungseinheit
32: Bildsteuereinheit
33: Benachrichtigungssteuereinheit
F: Finger (Objekt)
I, I1, I2: stereoskopisches Bild (Bild)
R: Relais

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2014067071 A [0003]

Claims

Eingabegerät, das umfasst: eine Lichtleiterplatte, die so konfiguriert ist, dass sie von einer Lichtquelle eintretendes Licht so lenkt, dass das Licht aus einer Lichtemissionsfläche austritt und ein Bild in einem Raum ausbildet, wobei das Bild ein Objekt für eine Eingabeaktion eines Benutzers ist; einen Sensor, der so konfiguriert ist, dass er ein Objekt erfasst, das von einem Benutzer für die Eingabeaktion verwendet wird; eine Eingabeerfassungseinheit, die so konfiguriert ist, dass sie eine Eingabe eines Benutzers auf der Grundlage eines Erfassungsergebnisses des Sensors für das Objekt erfasst; und eine Benachrichtigungseinheit, die so konfiguriert ist, dass sie einen Benutzer benachrichtigt, dass die Eingabe erfasst wurde, wenn die Eingabeerfassungseinheit eine Eingabe von einem Benutzer erfasst hat; und wobei der Sensor in einem Raum gegenüber der Lichtemissionsfläche der Lichtleiterplatte platziert ist.
Eingabegerät nach Anspruch 1, wobei die Lichtleiterplatte transparent ist.
Eingabegerät nach Anspruch 1 oder 2, ferner umfassend: eine Vielzahl von Abschnitten zur Änderung des optischen Wegs, die auf der gegenüberliegenden Oberfläche ausgebildet sind, die der Lichtemissionsfläche in der Lichtleiterplatte gegenüberliegt, wobei die Abschnitte zur Änderung des optischen Wegs Reflexionsflächen zum Reflektieren von durch die Lichtleiterplatte geführtem Licht in Richtung der Lichtemissionsfläche aufweisen; und die Oberflächendichte der Reflexionsflächen zur gegenüberliegenden Oberfläche kleiner oder gleich 30% ist.
Eingabegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, umfassend eine Vielzahl der Lichtleiterplatten; wobei die Vielzahl von Lichtleiterplatten jeweils ein anderes Bild in dem Raum ausbilden; und wobei die Benachrichtigungseinheit die Bilder ändert, wenn die Eingabe erfasst wird.
Eingabegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Lichtleiterplatte an oder in der Nähe der Stelle, an der der Sensor das Objekt erfasst, ein Bild erzeugt.
Eingabegerät, das umfasst: eine Lichtleiterplatte, die so konfiguriert ist, dass sie von einer Lichtquelle eintretendes Licht so lenkt, dass das Licht aus einer Lichtemissionsfläche austritt und ein Bild in einem Raum ausbildet, wobei das Bild ein Objekt für eine Eingabeaktion eines Benutzers ist; einen Sensor, der so konfiguriert ist, dass er ein Objekt erfasst, das von einem Benutzer für die Eingabeaktion verwendet wird; eine Eingabeerfassungseinheit, die so konfiguriert ist, dass sie eine Eingabe eines Benutzers auf der Grundlage eines Erfassungsergebnisses des Sensors für das Objekt erfasst; und eine Benachrichtigungseinheit, die so konfiguriert ist, dass sie einen Benutzer benachrichtigt, dass die Eingabe erfasst wurde, wenn die Eingabeerfassungseinheit eine Eingabe von einem Benutzer erfasst hat; und wobei die Lichtleiterplatte das Bild an oder in der Nähe der Stelle erzeugt, an der der Sensor das Objekt erfasst.
Eingabegerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Eingabeerfassungseinheit die Eingabe erfasst, wenn der Sensor erfasst hat, dass das Objekt entlang der Richtung, in der die Eingabeaktion durchgeführt wird, in einem Bereich positioniert ist, der einen vorbestimmten Abstand von der Stelle entfernt ist, an dem das Bild in einer Richtung entgegengesetzt zur Richtung, in der die Eingabeaktion durchgeführt wird, gebildet wird.
Eingabegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Benachrichtigungseinheit bewirkt, dass sich der Anzeigezustand des Bildes ändert, wenn die Eingabeerfassungseinheit eine Eingabe von einem Benutzer erfasst hat.
Eingabegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, ferner umfassend: ein Tonausgabegerät, das als Benachrichtigungseinheit dient, um einen Ton auszugeben, wenn die Eingabeerfassungseinheit eine Eingabe von einem Benutzer erfasst hat.
Eingabegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, ferner umfassend: ein Gerät für einen taktilen Stimulus, das als Benachrichtigungseinheit dient, zur Fernstimulation des Tastsinns eines menschlichen Körpers, der als Objekt dient.
Eingabegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei in der Lichtleiterplatte eine Öffnung zum Durchlassen von Licht für den Sensor zum Erfassen des Objekts ausgebildet ist; und wenn das Bild aus einer Richtung senkrecht zur Lichtemissionsfläche betrachtet wird, der Umriss des Bildes und der Außenumfang der Öffnung die gleiche oder im Wesentlichen die gleiche Form haben.
Eingabegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 11, ferner umfassend: ein Blatt, das gegenüber der Lichtemissionsfläche der Lichtleiterplatte ausgebildet ist, wobei das Blatt ein dem Bild entsprechendes Design darauf aufweist.
Eingabegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 12, ferner umfassend: eine 2D-Bildanzeigeeinheit, die so konfiguriert ist, dass sie ein zweidimensionales Bild anzeigt, wobei die 2D-Bildanzeigeeinheit gegenüber der Lichtemissionsfläche vorgesehen ist; wobei die Lichtleiterplatte eine Vielzahl der Bilder ausbildet; und die 2D-Bildanzeigeeinheit das zweidimensionale Bild entsprechend der Vielzahl der Bilder darstellt.
Eingabegerät nach Anspruch 13, wobei die 2D-Bildanzeigeeinheit so konfiguriert ist, dass sie das dargestellte zweidimensionale Bild ändert.
Eingabegerät nach Anspruch 7, wobei der Sensor, wenn er das Objekt erfasst hat, den Bereich, in dem das Objekt erfasst werden soll, in einen Bereich ändert, der weiter entfernt ist als der vorgegebene Abstand.
Eingabegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 15, weiter umfassend: ein Relais, wobei das Eingabegerät das Öffnen und Schließen des Relais in Abhängigkeit vom Erfassungszustand der von der Eingabeerfassungseinheit erfassten Eingabe des Benutzers steuert .