JP2008040514A

JP2008040514A - 入力装置

Info

Publication number: JP2008040514A
Application number: JP2006209509A
Authority: JP
Inventors: Hideto Iizaka; 英仁飯坂
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2006-08-01
Filing date: 2006-08-01
Publication date: 2008-02-21

Abstract

【課題】簡易な構成とし、かつ良好な操作性を得ることが可能な入力装置を提供すること。
【解決手段】画像に応じた光を投写する投写エンジン部１１と、投写エンジン部１１からの光が入射する位置に設けられ、入力のための操作を受け付ける操作部であるタッチパネル１５と、を有し、タッチパネル１５は、投写エンジン部１１からの光を出射させる出射面Ｓを備え、投写エンジン部１１は、出射面Ｓにおいて画像を表示させ、タッチパネル１５は、投写エンジン部１１からの光を透過させる透光性部材を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、入力装置、特に、画像を表示するとともに入力操作を受け付ける入力装置の技術に関する。

従来、情報を入力するための入力装置として、画面の表示に従って画面をタッチすることにより入力操作を行うタッチパネル付ディスプレイが広く普及している。画面をタッチすることで簡単に入力操作を行うことが可能であるため、タッチパネル付きディスプレイは、特に、不特定のユーザを対象とする入力装置として適している。従来、タッチパネル付きディスプレイとしては、液晶パネルの表示面上にタッチパネルを設けた構成が広く採用されている。かかる構成の場合、画像が表示される表示面とユーザがタッチするタッチパネルの表面との間に間隔が存在する。表示の位置とタッチする位置とでユーザの目視位置からの距離に差が生じるために、表示されたキーからずれた位置をタッチしているような違和感をユーザに与える場合がある。液晶パネルの表示面上にタッチパネルを設けるものの他、入力装置としては、画像が投写されたスクリーン面をタッチすることにより入力操作を行うものがある（例えば、特許文献１参照）。画像が表示されたスクリーン面をタッチする構成とすることで上述のような違和感を低減できる。

特開平５−１５０９０１号公報

特許文献１に提案される技術によると、ビデオカメラを用いて撮影された画像の認識によりポインタの位置を特定する。画像に応じた光を投写するための投写エンジン部とビデオカメラとの２つを必要とすることにより、入力装置の構成が非常に大掛かりとなってしまう。また、画像解析のための処理が必要であるために応答性が悪化することがあり得る。さらに、ポインタ以外の物の像や外光の影響によって誤認識が発生する場合もある。このように、従来の技術によると、簡易な構成により良好な操作性を得ることが困難であるという問題を生じる。本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、簡易な構成とし、かつ良好な操作性を得ることが可能な入力装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明によれば、画像に応じた光を投写する投写エンジン部と、投写エンジン部からの光が入射する位置に設けられ、入力のための操作を受け付ける操作部と、を有し、操作部は、投写エンジン部からの光を出射させる出射面を備え、投写エンジン部は、出射面において画像を表示させることを特徴とする入力装置を提供することができる。

入力操作は、操作部のうち投写エンジン部側とは反対側である出射面にて行われる。画像が表示される位置と入力操作を行う位置とを一致させることにより、良好な操作性を得ることができる。また、液晶パネル等に操作部を設ける場合と比較して外光等の不要光の散乱を低減できることから、良好な視認性を得ることができる。さらに、撮影された像によりポインタの位置を特定する場合と比較して簡易かつ高い自由度で構成できる。これにより、簡易な構成とし、かつ良好な操作性を得ることが可能な入力装置を得られる。

また、本発明の好ましい態様としては、操作部は、投写エンジン部からの光を透過させる透光性部材を備えることが望ましい。透光性部材において投写エンジン部からの光を透過させることにより、操作部の出射面から画像に応じた光を出射させることができる。

また、本発明の好ましい態様としては、出射面に設けられたスクリーン部を有することが望ましい。これにより、入力装置の用途に適した輝度分布あるいは視野角特性を得られる。

また、本発明の好ましい態様としては、操作部は、タッチパネルを備えることが望ましい。これにより、画像に応じた光を出射させ、かつ入力のための操作を行うことができる。タッチパネルは、キーの位置、数、形状、大きさを表示によって適宜変化させることが可能であるから、高い汎用性を確保する上で好適である。

また、本発明の好ましい態様としては、操作部は、スイッチ機構を備えることが望ましい。スイッチ機構としては、従来用いられる構成を用いることができる。スイッチ機構は、画像に応じた光を出射可能な構成とすることができる。これにより、画像に応じた光を出射させ、かつ入力のための操作を行うことができる。スイッチ機構は、立体的な形状によりスイッチの存在が明確に認識でき、スイッチを押した感触により入力操作をなしたことが確認できるという利点がある。このような従来のスイッチ機構の操作感を維持するとともに、画像に応じた光によってユーザインターフェースのデザインに自由度を持たせることが可能となる。

また、本発明の好ましい態様としては、スイッチ機構は、メンブレンスイッチを備えることが望ましい。これにより、画像に応じた光を出射可能なスイッチ機構を構成できる。

また、本発明の好ましい態様としては、スイッチ機構は、プッシュ式スイッチを備えることが望ましい。これにより、画像に応じた光を出射可能なスイッチ機構を構成できる。

また、本発明の好ましい態様としては、反射により投写エンジン部からの光を操作部の方向へ折り曲げる反射部を有することが望ましい。筐体内で光路を折り曲げることにより、筐体を薄型とすることができる。

また、本発明の好ましい態様としては、投写エンジン部は、光を供給する発光ダイオード素子（ＬＥＤ）を備えることが望ましい。ＬＥＤを用いることにより、投写エンジン部を小型にできる。また、光源を長寿命とすることもできる。瞬時点灯を可能とすることで、休止状態からの早い立ち上がりが可能な構成とすることもできる。

また、本発明の好ましい態様としては、投写エンジン部は、画像信号に応じて光を変調する空間光変調装置を備えることが望ましい。これにより、画像に応じた光を投写することができる。空間光変調装置で形成された像を拡大投写させるため、空間光変調装置自体を小型とし、投写エンジン部を小型にすることができる。

以下に図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。

図１は、本発明の実施例１に係る入力装置１０の斜視構成を示す。図２は、入力装置１０の断面構成を示す。入力装置１０は、投写エンジン部１１及びタッチパネル１５を有する。タッチパネル１５は、入力のための操作を受け付ける操作部である。

図３は、投写エンジン部１１の構成を示す。投写エンジン部１１は、画像に応じた光を投写する。赤色（Ｒ）光用ＬＥＤ２０Ｒは、Ｒ光を供給する光源部である。Ｒ光用ＬＥＤ２０ＲからのＲ光は、コリメータレンズ２１で平行化された後、Ｒ光用空間光変調装置２２Ｒへ入射する。Ｒ光用空間光変調装置２２Ｒは、Ｒ光を画像信号に応じて変調する透過型の液晶表示装置である。Ｒ光用空間光変調装置２２Ｒで変調されたＲ光は、色合成光学系であるクロスダイクロイックプリズム２３へ入射する。

緑色（Ｇ）光用ＬＥＤ２０Ｇは、Ｇ光を供給する光源部である。Ｇ光用ＬＥＤ２０ＧからのＧ光は、コリメータレンズ２１で平行化された後、Ｇ光用空間光変調装置２２Ｇへ入射する。Ｇ光用空間光変調装置２２Ｇは、Ｇ光を画像信号に応じて変調する透過型の液晶表示装置である。Ｇ光用空間光変調装置２２Ｇで変調されたＧ光は、Ｒ光とは異なる側からクロスダイクロイックプリズム２３へ入射する。

青色（Ｂ）光用ＬＥＤ２０Ｂは、Ｂ光を供給する光源部である。Ｂ光用ＬＥＤ２０ＢからのＢ光は、コリメータレンズ２１で平行化された後、Ｂ光用空間光変調装置２２Ｂへ入射する。Ｂ光用空間光変調装置２２Ｂは、Ｂ光を画像信号に応じて変調する透過型の液晶表示装置である。Ｂ光用空間光変調装置２２Ｂで変調されたＢ光は、Ｒ光、Ｇ光とは異なる側からクロスダイクロイックプリズム２３へ入射する。なお、投写エンジン部１１は、光束の強度分布を均一化させる均一化光学系、例えば、ロッドインテグレータやフライアイレンズを配置しても良い。

クロスダイクロイックプリズム２３は、互いに略直交するように配置された２つのダイクロイック膜２４、２５を有する。第１ダイクロイック膜２４は、Ｒ光を反射し、Ｇ光及びＢ光を透過させる。第２ダイクロイック膜２５は、Ｂ光を反射し、Ｒ光及びＧ光を透過させる。クロスダイクロイックプリズム２３は、それぞれ異なる側から入射したＲ光、Ｇ光及びＢ光を合成し、投写レンズ１２の方向へ出射させる。投写レンズ１２は、クロスダイクロイックプリズム２３で合成された光を投写する。

図２に戻って、投写エンジン部１１からの光は、反射部１３へ入射する。反射部１３は、筐体１７の背面部に設けられている。反射部１３は、反射により投写エンジン部１１からの光をタッチパネル１５の方向へ折り曲げる。反射部１３は、略平坦な平面形状を有する。反射部１３は、平行平板上に反射膜を形成することにより構成できる。反射膜としては、高反射性の部材の層、例えばアルミニウム等の金属部材の層や誘電体多層膜等を用いることができる。反射部１３により筐体１７内で光路を折り曲げる構成とすることにより、筐体１７を薄型とすることができる。ポインタの撮影を行う従来の構成では、反射部を設ける場合にポインタの像を取り込むことが非常に困難となる。本発明の入力装置１０は、投写エンジン部１１からの光を投写可能な構成であれば良く、ポインタの撮影を行う場合と比較して高い自由度で構成を決定できる。

タッチパネル１５は、投写エンジン部１１から反射部１３を経た光が入射する位置であって、筐体１７の正面部に設けられている。タッチパネル１５は、投写エンジン部１１からの光を出射させる出射面Ｓを備える。投写エンジン部１１は、出射面Ｓにおいて画像信号に応じた画像を表示させる。スクリーン部１６は、タッチパネル１５の出射面Ｓに設けられている。スクリーン部１６は、出射面Ｓからの光の輝度分布を調整する。

例えば、正面方向へ多くの光を進行させるスクリーン部１６を用いることにより、正面において明るくし、かつ正面以外の位置からは表示を見られにくくすることが可能となる。プライバシー保護と正面輝度の確保とを実現するには、スクリーン部１６のスクリーンゲインは例えば４以上とすることができる。スクリーンゲインが大きいほど、正面方向へ多くの光を進行させることができる。このように、スクリーン部１６のゲインを適宜決定することにより、入力装置１０の用途に適した輝度分布あるいは視野角特性が得られる。また、光源としては比較的光量が少ないＬＥＤを用いる場合でも十分な正面輝度を確保可能な構成にできるため、スクリーン部１６は、光源としてＬＥＤを用いる場合に好適である。

図４は、タッチパネル１５の断面構成を示す。タッチパネル１５としては、タッチによる表面電荷の変化を検出するいわゆる静電容量方式のものを用いることができる。タッチパネル１５は、平行平板であるガラス基板３２を備える。第１透明電極層３１は、ガラス基板３２の裏面側に設けられている。第２透明電極層３３は、ガラス基板３２の表面側に設けられている。第１及び第２透明電極層３１、３３は、例えば金属酸化物であるＩＴＯやＩＺＯにより構成することができる。電極３４は、第２透明電極層３３上に設けられている。電極３４は、矩形形状のタッチパネル１５の四隅に設けられている。電極３４及び第２透明電極層３３の上には、保護膜３５が成膜されている。保護膜３５は、例えば透明プラスチック部材を用いて構成することができる。

タッチパネル１５のうち、ガラス基板３２、第１及び第２透明電極層３１、３３、保護膜３５は、いずれも投写エンジン部１１からの光を透過させる透明部材により構成されている。タッチパネル１５は、電極３４が設けられる部分以外の部分において投写エンジン部１１からの光を透過させる。タッチパネル１５は、透過率が高く（例えば９０％程度）、かつ光の散乱度が低い構成であることが望ましい。なお、ガラス基板３２、第１及び第２透明電極層３１、３３、保護膜３５は、必ずしも透明部材で構成されていなくても良く、投写エンジン部１１からの光を透過させる透光性部材であれば良い。

さらに、タッチパネル１５は、外光の反射を防止する反射防止（Anti Reflection、ＡＲ）膜を設けることとしても良い。ＡＲ膜により外光の反射を低減することで、さらに表示の視認性を向上させることができる。静電容量方式のタッチパネル１５は、人体の静電圧を検知するものであって、ユーザが直接触れることのみにより入力操作が可能であるから、誤作動を少なくすることができる。また、タッチパネル１５の変形を伴わずに入力操作が可能であることから、破損の発生を少なくでき、高い耐久性を確保できる。

図５は、入力装置１０を駆動するための概略構成を示す。ＣＰＵ４２は、予めＲＯＭ４３に記録されているプログラムを実行する。投写エンジン部１１は、ＣＰＵ４２からの画像信号に応じて光を投写する。投写エンジン部１１から投写される光により、図６の平面構成に示すように、タッチパネル１５には一又は複数のキー５０が表示される。

図５に戻って、コントローラ４１は、コネクタ４６及び配線４５を介して電極３４と接続されている。コントローラ４１は、４つの電極３４及び透明電極層３１、３３（図４参照）を介してタッチパネル１５全体に低圧の電界を形成させる。透明電極層３１、３３は、コントローラ４１の駆動により充電及び放電を繰り返す。ユーザがタッチパネル１５に触れたとき、ユーザが触れた位置にて放電が起きる。コントローラ４１は、電極３４に残された電荷量を測定することによりタッチパネル１５でタッチがなされたことを検知する。

また、コントローラ４１は、４つの電極３４における電荷量の差分を用いて位置情報を演算する。位置情報は、ＸＹ座標として出力される。コントローラ４１は、ＬＵＴ（Look Up Table）を参照することによりＸＹ座標を出力することとしても良い。ＣＰＵ４２は、投写エンジン部１１による表示内容とコントローラ４１からの出力に基づいて、ユーザの操作により選択された情報を認識する。ＣＰＵ４２において認識された情報はＲＡＭ４４に記憶される。このようにして、入力装置１０は、情報の入力がなされる。

図７は、本実施例の比較例である従来の入力装置６０の構成を説明するものである。入力装置６０は、液晶パネル６２の表示面にタッチパネル６３が設けられている。バックライト６１からの光は、液晶パネル６２で画像信号に応じて変調された後タッチパネル６３を透過する。この場合、画像が表示される表示面とユーザがタッチするタッチパネル６３の表面との間に間隔が存在する。表示の位置とタッチする位置とでユーザが目視する位置からの距離に差が生じるために、表示されたキーからずれた位置をタッチしているような違和感をユーザに与える場合がある。また、入力装置６０は、タッチパネル６３の透明電極等で外光や、表示画像に対する内部反射が生じることにより視認性を悪化させる場合もある。

本実施例の入力装置１０は、画像が表示される位置と入力操作を行う位置とを一致させることにより、良好な操作性を得ることができる。また、液晶パネル等にタッチパネルを設ける場合と比較して外光等の不要光の散乱を低減できることから、良好な視認性を得ることができる。さらに、撮影された像によりポインタの位置を特定する場合と比較して簡易かつ高い自由度で構成できる。これにより、簡易な構成とし、かつ良好な操作性を得ることができるという効果を奏する。

操作部であるタッチパネルは、静電容量方式のものに限られない。例えば、図８に示す抵抗膜方式のタッチパネル７０を用いても良い。抵抗膜方式の場合、タッチによる透明電極間の抵抗値の変化を検出する。タッチパネル７０は、平行平板であるガラス基板７１を備える。ガラス基板７１の一方の面には、第１透明電極層７２が設けられている。第１透明電極層７２の上には、スペーサ７７、及び両面粘着部材７３が設けられている。スペーサ７７は、ドット状に形成されている。第２透明電極層７４は、両面粘着部材７３及びスペーサ７７の上に設けられている。

両面粘着部材７３は、タッチパネル７０の外縁部において第１透明電極層７２及び第２透明電極層７４を接着する。第２透明電極層７４の上には、フィルム層７５及びハードコート膜７６が設けられている。フィルム層７５は、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムである。ハードコート膜７６は、例えば透明プラスチック部材を用いて構成することができる。図８にて図示する各部は、いずれの部分も透明部材により構成できる。なお、図８にて図示する各部は、必ずしも透明部材で構成されていなくても良く、光を透過させる透光性部材であれば良い。

第１透明電極層７２及び第２透明電極層７４には、予め電圧が印加されている。タッチがなされていないときは、第１透明電極層７２及び第２透明電極層７４は、電気的に絶縁されている。ユーザがタッチパネル７０に触れたとき、ユーザが触れた位置において第１及び第２透明電極層７２、７４が互いに接触する。第１透明電極層７２及び第２透明電極層７４間の抵抗値が低下したことにより、タッチパネル７０でタッチがなされたこと、及びその位置を検知する。

抵抗膜方式のタッチパネル７０は、ユーザが直接触れる場合のみならず、手袋を介してタッチする場合やペン等を用いたタッチによる入力操作も受け付けることができる。タッチパネル７０は、一面に形成された透明電極層７２、７４を用いる構成の他、短冊状に形成された透明電極膜を並列させる構成としても良い。短冊状の透明電極膜は、上下で直交させて配置される。これにより、タッチがなされた位置を、上下の透明電極膜によって特定することができる。

操作部であるタッチパネルは、本実施例で説明するものの他、従来用いられる他のタッチパネルを用いても良い。キーの位置、数、形状、大きさを表示によって適宜変化させることが可能であるから、タッチパネルを用いる構成は、高い汎用性を確保する上で好適である。また、ユーザの入力操作に従ってキーの表示を適宜変化させることで、多くの情報を入力可能とすることもできる。タッチパネルの表面を透明部材により保護可能であるから、環境に対する高い信頼性を確保し、環境に関わらず設置することが可能である。

光源部として用いられるＬＥＤは、小型かつ軽量、長寿命である等の特長を有する。ＬＥＤを用いることで、投写エンジン部１１を小型かつ軽量にできる。光源部を長持ちさせることが可能であるから、入力装置１０を業務用途に適した構成にできる。また、ＬＥＤは瞬時点灯が可能であるため、入力装置１０は、休止状態からの早い立ち上がりが可能となる。入力装置１０は、光源部としてＬＥＤを用いる場合に限られず、他の固体光源やランプ等を用いることとしても良い。

空間光変調装置としては透過型液晶表示装置を用いる場合に限らず反射型液晶表示装置（Liquid Crystal On Silicon、ＬＣＯＳ）、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）、ＧＬＶ（Grating Light Valve）等を用いても良い。空間光変調装置で形成された像を拡大投写させるため、空間光変調装置自体を小型とし、投写エンジン部１１を小型にすることができる。投写エンジン部１１は、空間光変調装置を用いる構成に限られない。例えば、投写エンジン部１１は、レーザ光を走査させることで画像を表示する構成としても良い。この場合、投写エンジン部１１は、画像信号に応じて変調されたレーザ光を供給するレーザ光源と、レーザ光源からの光を走査させる走査光学系とを備える構成にできる。さらに、投写エンジン部１１は、画像に応じた光を投写可能であれば良く、画像信号に応じて変調された光を投写する構成に限られない。

入力装置１０は、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色を用いて画像を表示する場合に限られず、少なくとも１色を用いて画像を表示するものであれば良い。本発明は、特に、対角寸法が７〜１７インチである中型の表示面を備える構成とする場合に適している。本発明は、例えば、券売機、現金自動預け払い機（ＡＴＭ）、販売時点管理（ＰＯＳ）用端末、自動受付システム、タッチパネル搭載ＰＣ等に適用することができる。

図９は、本発明の実施例２に係る入力装置について説明するものであって、操作部８０の要部平面構成を示す。上記実施例１と重複する説明は省略する。本実施例の入力装置は、スイッチ機構であるメンブレンスイッチ８１を備えることを特徴とする。操作部８０は、一又は複数のメンブレンスイッチ８１が設けられたスイッチパネルである。

図１０は、操作部８０のうちメンブレンスイッチ８１及びその周辺部の断面構成を示す。表面シート８９の表面は、投写エンジン部１１（図２参照）からの光を出射させる出射面である。表面シート８９は、例えば透明樹脂部材により形成されている。表面シート８９のうちメンブレンスイッチ８１の部分は、ドーム形状を備える。メンブレンスイッチ８１の部分は、例えば、周囲より０．４ｍｍ〜０．５ｍｍ程度隆起させている。メンブレンスイッチ８１は、表面シート８９のうちドーム形状部分、及び表面シート８９の下側に設けられた各部のうちドーム形状部分に対応する部分により構成される。表面シート８９をドーム形状としてメンブレンスイッチ８１部分の内部に空間を形成することにより、メンブレンスイッチ８１を押す際のクリック感を出すことが可能となる。また、表面シート８９は、光の輝度分布を調整するスクリーン部として機能する。

操作部８０のうち表面シート８９と反対側の面には、略平坦な裏面シート８８が設けられている。裏面シート８８は、例えば透明プラスチックにより形成されている。裏面シート８８の上には、第２接点シート８７が設けられている。第２接点シート８７の上面のうちメンブレンスイッチ８１部分には、第２導電部８５が形成されている。第２接点シート８７の上面のうちメンブレンスイッチ８１以外の部分には、絶縁体である第２スペーサ８６が設けられている。第２スペーサ８６の上には、第１接点シート８３が設けられている。第１接点シート８３及び第２接点シート８７は、上記実施例１の透明電極層３１、３３（図４参照）と同様に、金属酸化物であるＩＴＯやＩＺＯにより構成することができる。

第１接点シート８３のうちメンブレンスイッチ８１部分には、第１導電部８４が設けられている。第１導電部８４及び第２導電部８５は、透明かつ導電性を備える部材、例えばＩＴＯを分散させた導電インクにより構成できる。メンブレンスイッチ８１の押圧がなされないとき、第１導電部８４及び第２導電部８５の間に間隔が設けられる。第１接点シート８３と表面シート８９との間のうちメンブレンスイッチ８１以外の部分には、第１スペーサ８２が設けられている。

第１スペーサ８２及び第２スペーサ８６は、例えば透明樹脂部材により形成されている。操作部８０のうち図１０にて図示する各部は、いずれも透明部材により構成されている。このため、図中矢印で示すように操作部８０へ入射した光により、出射面である表面シート８９の表面に画像信号に応じた画像を表示することができる。なお、操作部８０のうち図１０にて図示する各部は、必ずしも透明部材で構成されていなくても良く、光を透過させる透光性部材であれば良い。

第１接点シート８３及び第２接点シート８７には、予め電圧が印加されている。メンブレンスイッチ８１が押されていないときは、第１接点シート８３及び第２接点シート８７は、第２スペーサ８６により電気的に絶縁されている。メンブレンスイッチ８１の押圧により表面シート８９のドーム形状部分が押し潰されると、第１導電部８４及び第２導電部８５が接触し合う。第１導電部８４及び第２導電部８５が接触することにより、第１接点シート８３及び第２接点シート８７は電気的に接続される。第１接点シート８３及び第２接点シート８７が接続されることにより、入力装置へ情報が入力される。

メンブレンスイッチ８１の押圧を停止し表面シート８９のドーム形状が復元すると、第１接点シート８３及び第２接点シート８７の接続は切断される。操作部８０に複数のメンブレンスイッチ８１を配置する場合は、メンブレンスイッチ８１ごとに絶縁させた第１接点シート８３及び第２接点シート８７を設ける構成とすることで、いずれのメンブレンスイッチ８１が押されたかを認識することができる。

メンブレンスイッチ８１を備えた操作部８０を用いることにより、画像に応じた光を出射させ、かつ入力のための操作を行うことができる。これにより、上記実施例１の場合と同様に、簡易な構成とし、かつ良好な操作性を得ることができる。スイッチ機構は、立体的な形状によりキーの存在が明確に認識でき、キーを押した感触により入力操作をなしたことが確認できるという利点がある。このような従来のスイッチ機構の操作感を維持するとともに、画像に応じた光によってユーザインターフェースのデザインに自由度を持たせることが可能となる。なお、操作部８０は、全面を透明部材により構成する場合に限られず、少なくともメンブレンスイッチ８１の部分を透明部材により構成すればよい。これにより、メンブレンスイッチ８１の表面に表示される画像を確認しながら入力操作を行うことができる。メンブレンスイッチ８１は必ずしも透明部材で構成されていなくても良く、光を透過させる透光性部材であれば良い。

メンブレンスイッチは、図１０に示す構成に限られず、透明電極層の接続及び絶縁により押圧の有無を認識可能であれば良い。例えば、図１１に示すメンブレンスイッチ９０は、上記の表面シート８９の機能と第１接点シート８３の機能とを兼ね備える表面接点シート９１を有する。表面接点シート９１は、例えば透明樹脂部材中にＩＴＯを分散させて構成できる。第１導電部９４は、表面接点シート９１のうちドーム形状部分の裏面に設けられている。裏面シート８８の上には、接点シート９３が設けられている。第２導電部９５は、接点シート９３の上面のうちメンブレンスイッチ９０部分に形成されている。

絶縁体であるスペーサ８２は、表面接点シート９１及び接点シート９３の間であって、メンブレンスイッチ９０以外の部分に設けられている。図１１にて図示する各部も、図１０に示す各部と同様に、いずれも透明部材により構成されている。メンブレンスイッチ９０の押圧により第１導電部９４及び第２導電部９５が接触することにより、表面接点シート９１及び接点シート９３は電気的に接続される。メンブレンスイッチ９０の押圧を停止することにより、表面接点シート９１及び接点シート９３の接続は切断される。図１１で説明するメンブレンスイッチ９０を用いる場合も、画像に応じた光を出射させ、かつ入力のための操作を行うことができる。なお、図１１にて図示する各部も、図１０に示す各部と同様に、必ずしも透明部材で構成されていなくても良く、光を透過させる透光性部材であれば良い。

図１２は、本実施例の変形例に係る入力装置について説明するものであって、操作部１００の一部平面構成を示す。本変形例は、スイッチ機構であるプッシュ式スイッチ１０１を備えることを特徴とする。操作部１００は、一又は複数のプッシュ式スイッチ１０１が設けられたスイッチパネルである。

図１３は、操作部１００の要部断面構成を示す。プッシュ式スイッチ１０１は、内部に空間を持たせた台形形状を有する。プッシュ式スイッチ１０１は、押圧しても台形形状が変形しない程度強固かつ透明な部材、例えば透明プラスチックにより形成されている。プッシュ式スイッチ１０１のうち台形形状の上面Ｓは、投写エンジン部１１（図２参照）からの光を出射させる出射面である。プッシュ式スイッチ１０１の上面Ｓには、光の輝度分布を調整するスクリーン部１０２が設けられている。なお、プッシュ式スイッチ１０１自体をスクリーン部として機能させても良い。また、プッシュ式スイッチ１０１は必ずしも透明な部材で構成されていなくても良く、光を透過させる透光性部材であれば良い。

プッシュ式スイッチ１０１の外縁部には、メカ部１０３が形成されている。メカ部１０３は、バネや可動接点（いずれも不図示）を備える。バネは、プッシュ式スイッチ１０１を押圧した状態から元の状態へ復元させる。プッシュ式スイッチ１０１が押されていないときは、プッシュ式スイッチ１０１側の可動接点と、メカ部１０３側に設けられた不図示の固定接点との接続が切断されている。プッシュ式スイッチ１０１が押されることにより、可動接点と固定接点とが接続される。可動接点と固定接点とが接続されることにより、入力装置へ情報が入力される。

操作部１００の表面のうちメカ部１０３に対応する部分には、遮光部１０４が設けられている。遮光部１０４は、操作部１００のうちメカ部１０３へ入射した光を遮光する。本変形例では、操作部１００のうちプッシュ式スイッチ１０１の部分のみにおいて画像を表示する。遮光部１０４を設けることにより、メカ部１０３における光の散乱を防止し、表示の視認性を向上させることができる。本変形例の場合も、画像に応じた光を出射させ、かつ入力のための操作を行うことができる。

なお、本変形例において、プッシュ式スイッチ１０１を押すことにより投写エンジン部１１（図２参照）から出射面Ｓまでの距離が変化することとなる。投写距離に対して出射面Ｓの変位量は僅かであるから、画像の焦点深度が確保されている限りプッシュ式スイッチ１０１を押している間も画像を表示することが可能である。本変形例のみならず、メンブレンスイッチを用いる上記の構成の場合も同様に、画像の焦点深度が確保されている限りメンブレンスイッチを押している間も画像を表示することができる。

図１２に示すように、操作部１００は、プッシュ式スイッチ１０１における表示を切り換えることが可能である。ユーザは、表示が切り換えられるごとに情報の選択を行うことができる。これにより、入力可能な情報量を増加させることができる。なお、メンブレンスイッチ８１を備える操作部８０（図９参照）の場合も、メンブレンスイッチ８１における表示を切り換えることにより、入力可能な情報量を増加させることができる。

操作部に用いるスイッチ機構は、メンブレンスイッチ８１、９０、プッシュ式スイッチ１０１に限られず、従来用いられる他のスイッチとしても良い。例えば、ダイヤル等の回転可能に形成された部位を用いて情報を選択する構成としても良い。従来のスイッチ機構を用いることで、従来品と同様の操作感を得ることができる。本実施例によると、従来のスイッチ機構の操作感を維持するとともに、画像に応じた光によってユーザインターフェースのデザインに自由度を持たせることが可能となる。

以上のように、本発明に係る入力装置は、画像を表示するとともに入力操作を受け付ける場合に適している。

本発明の実施例１に係る入力装置の斜視構成を示す図。入力装置の断面構成を示す図。投写エンジン部の構成を示す図。タッチパネルの断面構成を示す図。入力装置を駆動するための概略構成を示す図。タッチパネルの平面構成を示す図。従来の入力装置の構成を説明する図。抵抗膜方式のタッチパネルの構成を説明する図。本発明の実施例２に係る入力装置について説明する図。メンブレンスイッチ及びその周辺部の断面構成を示す図。メンブレンスイッチの他の構成を説明する図。実施例２の変形例に係る入力装置について説明する図。操作部の要部断面構成を示す図。

符号の説明

１０入力装置、１１投写エンジン部、１２投写レンズ、１３反射部、１５タッチパネル、１６スクリーン部、１７筐体、Ｓ出射面、２０ＲＲ光用ＬＥＤ、２０ＧＧ光用ＬＥＤ、２０ＢＢ光用ＬＥＤ、２１コリメータレンズ、２２ＲＲ光用空間光変調装置、２２ＧＧ光用空間光変調装置、２２ＢＢ光用空間光変調装置、２３クロスダイクロイックプリズム、２４第１ダイクロイック膜、２５第２ダイクロイック膜、３１第１透明電極層、３２ガラス基板、３３第２透明電極層、３４電極、３５保護膜、４１コントローラ、４２ＣＰＵ、４３ＲＯＭ、４４ＲＡＭ、４５配線、４６コネクタ、５０キー、６０入力装置、６１バックライト、６２液晶パネル、６３タッチパネル、７０タッチパネル、７１ガラス基板、７２第１透明電極層、７３両面粘着部材、７４第２透明電極層、７５フィルム層、７６ハードコート膜、７７スペーサ、８０操作部、８１メンブレンスイッチ、８２第１スペーサ、８３第１接点シート、８４第１導電部、８５第２導電部、８６第２スペーサ、８７第２接点シート、８８裏面シート、８９表面シート、９０メンブレンスイッチ、９１表面接点シート、９３接点シート、９４第１導電部、９５第２導電部、１００操作部、１０１プッシュ式スイッチ、１０２スクリーン部、１０３メカ部、１０４遮光部

Claims

画像に応じた光を投写する投写エンジン部と、
前記投写エンジン部からの光が入射する位置に設けられ、入力のための操作を受け付ける操作部と、を有し、
前記操作部は、前記投写エンジン部からの光を出射させる出射面を備え、
前記投写エンジン部は、前記出射面において前記画像を表示させることを特徴とする入力装置。
前記操作部は、前記投写エンジン部からの光を透過させる透光性部材を備えることを特徴とする請求項１に記載の入力装置。
前記出射面に設けられたスクリーン部を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の入力装置。
前記操作部は、タッチパネルを備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の入力装置。
前記操作部は、スイッチ機構を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の入力装置。
前記スイッチ機構は、メンブレンスイッチを備えることを特徴とする請求項５に記載の入力装置。
前記スイッチ機構は、プッシュ式スイッチを備えることを特徴とする請求項５に記載の入力装置。
反射により前記投写エンジン部からの光を前記操作部の方向へ折り曲げる反射部を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の入力装置。
前記投写エンジン部は、光を供給する発光ダイオード素子を備えることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の入力装置。
前記投写エンジン部は、画像信号に応じて光を変調する空間光変調装置を備えることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の入力装置。