JP2018088027A - センサシステム - Google Patents

Abstract

【課題】被投影物がハーフミラーにて反射した光がセンサへ入射するのを防ぎ、空中映像に対する人の操作をより高精度に検知するセンサシステムを提供する。【解決手段】センサシステム１は、発光体を有する被投影物としてディスプレイ１０の表示面に表示される画像１１０と、少なくとも１つのハーフミラー２０と、再帰反射シート３０とにより被投影物の実像を空中に空中像１２０として結像する投影光学系と、空中像を含む所定の領域からのディスプレイの発光波長の光を検知するセンサ４０と、ディスプレイの光がハーフミラーで１回反射してセンサに入射する光路に配置された遮光部材６０と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、センサシステムに関する。

従来、空中画像を閲覧可能とする技術の開発が進められている。

例えば、特許文献１には、可視光または赤外光の受発光素子を備え、受発光素子の光軸とパネルの法線が所定関係を満たすように配置することで、空中映像に対する人の操作をセンシングする光学システムが開示されている。

また、特許文献２には、カメラで空中映像位置をモニタリングし、人の手の位置を特定することで操作を判定し、空中映像に対する人の操作をセンシングする空中映像インタラクション装置が開示されている。

国際公開第２０１２／１３３２７９号 国際公開第２００８／１２３５００号

しかしながら、従来の空中映像インタラクション装置及び光学システムでは、被投影映像から照射され、ハーフミラーにて１回反射した光をセンサまたはカメラが必ず受光する。この場合、反射した光はノイズとなり、センサが誤認識しやすくなるため、人の操作を高精度に検知することが難しい。

そこで、本発明は、被投影物から照射され、ハーフミラーにて反射した光がセンサへ入射するのを防ぎ、空中映像に対する人の操作をより高精度に検知する手段を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明は、 発光体を有する被投影物と、少なくとも１つのハーフミラーと再帰反射シートとを備え、前記被投影物の実像を空中に空中像として結像する投影光学系と、前記空中像を含む所定範囲の領域からの前記発光体の発光波長の光を検知するセンサと、を備えたセンサシステムにおいて、 前記発光体の光が前記ハーフミラーへ入射し、前記ハーフミラーで１回反射して前記センサに入射する光路に遮光部材が配置される。

本発明に係るセンサシステムによれば、被投影物から照射され、ハーフミラーにて反射した光がセンサへ入射することを防ぎ、空中映像に対する人の操作をより高精度に検知することができる。

実施の形態１に係るセンサシステム１を有する筐体７０の外観斜視図である。 図１のＶ−Ｖ線における実施の形態１に係るセンサシステム１の断面図である。 実施の形態２に係るセンサシステム１０１の断面図である。 実施の形態２の変形例に係るセンサシステム２０１の断面図である。 実施の形態３に係るセンサシステム３０１の断面図である。

以下では、本発明の実施の形態に係るセンサシステムについて、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する趣旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。

また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。したがって、例えば、各図において縮尺などは必ずしも一致しない。また、各図において、実質的に同一の構成については同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。
（実施の形態１）
［概要］
まず、本実施の形態に係るセンサシステム１の概要について説明する。

図２に示すように、センサシステム１は、発光体を有する被投影物（ディスプレイ１０）と、ハーフミラー２０と再帰反射シート３０からなる投影光学系と、センサ４０と、制御部５０と、遮光部材６０とを備える。

ディスプレイ１０と、ハーフミラー２０と、再帰反射シート３０とからなるセンサシステム１（図２を参照）が、ディスプレイ１０からの画像を空中像１２０として空中に表示する。遮光部材６０は、ディスプレイ１０から照射され、ハーフミラー２０で反射してセンサ４０へ入射する光を遮光する。

本実施の形態の空中像１２０の表示原理を説明する。光の経路を細い実線又は破線の矢印で示している。

本実施の形態では、発光体を有する被投影物は、ディスプレイ１０の表示面に表示される画像１１０である。

ディスプレイ１０（画像１１０）から発光された光は、ハーフミラー２０によって反射光ＬＲ１と透過光とに分割される。透過光は、ハーフミラー２０を透過した後、結像することなく進行する。反射光ＬＲ１は、再帰反射シート３０によって再帰反射される。

再帰反射光ＬＲＲ１は、再帰反射シート３０に対する入射光である反射光ＬＲ１と逆方向に進行し、ハーフミラー２０によって反射光と透過光ＬＴ２とに分割される。透過光ＬＴ２は、ハーフミラー２０を透過した後、所定の位置で結像されて空中像１２０を形成する。

所定の位置は、具体的には、ハーフミラー２０を対称面とするディスプレイ１０（画像１１０）の面対称位置である。つまり、センサシステム１は、当該面対称位置に、ディスプレイ１０に表示された画像１１０の空中像１２０を表示する。

このように、センサシステム１は、ディスプレイ１０に表示された画像１１０を空中像１２０として空中に表示する。つまり、センサシステム１は、空中に浮かび上がった状態
で画像１１０（空中像１２０）を表示することができる。

［構成］
センサシステム１の詳細な構成について説明する。

図２に示すように、センサシステム１は、ディスプレイ１０と、ハーフミラー２０と、再帰反射シート３０と、センサ４０と、制御部５０と、遮光部材６０とを備える。

センサシステム１は、例えば図１に示すような筐体７０の内部に設けられ、１つ以上のスイッチ７３（図１においては３つ）が、筐体７０の外側面に取り付けられ操作される。このように、センサシステム１は、各構成部材が筐体７０の内部に収容され、又は、外部に固定されてユニット化されている。

これにより、センサシステム１の設置作業を容易に行うことができる。また、ディスプレイ１０、ハーフミラー２０、再帰反射シート３０及び遮光部材６０などの光学系を設置者が素手などで直接触らずに済むため、指紋又は異物などの汚れの付着を抑制することができる。これにより、汚れによる空中像１２０の不鮮明化などを抑制することができる。

［筐体］
筐体７０は、センサシステム１の外郭筐体７０であり、図１に示すように、内部にディスプレイ１０、ハーフミラー２０、再帰反射シート３０、センサ４０、制御部５０及び遮光部材６０が収納されている。筐体７０の外壁には、図１に示すように、スイッチ７３が埋め込まれ、スイッチ７３によってセンサシステム１が操作される。

本実施の形態では、筐体７０の外形は、略直方体状である。なお、筐体７０の外形は、略円柱状などでもよく、これらに限定されない。筐体７０は、例えば、アルミニウムなどの金属材料又は樹脂材料から形成される。

筐体７０には、ハーフミラー２０を透過した光を外部に取り出すための開口７１が、ハーフミラー２０に対向する面に設けられている。開口７１には透光プレート７２が設けられている。

透光プレート７２は、可視光を透過させる透光性のガラス板又は樹脂製の板材である。透光プレート７２は、例えば、透明なソーダガラスなどから形成される。透光プレート７２が開口７１を蓋することで、筐体７０の内部に異物などが進入するのを抑制することができる。

なお、透光プレート７２の代わりにハーフミラー２０が開口７１に設けられていてもよい。すなわち、ハーフミラー２０が開口７１を蓋する機能を有してもよい。これにより、センサシステム１の部品点数を削減することができ、軽量化を図ることができる。

［ディスプレイ］
図２には、図１の筐体７０のＶ−Ｖにおける断面形状の一例を示している。なお、筐体７０の形状は例として破線で示されている。筐体７０は、例えば、開口７１（透光プレート７２）がハーフミラー２０に対して傾斜した形状を有してもよい。

ディスプレイ１０は、行列状に複数の画素が配列された表示面を有する表示部である。表示面には、ディスプレイ１０に入力される画像１１０が表示される。本実施の形態では、ディスプレイ１０の表示面に表示される画像１１０が、空中像１２０として空中に表示される発光体を有する被投影物の一例である。

ディスプレイ１０は、例えば、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）又は有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）表示装置などのフラットパネルディスプレイである。

本実施の形態では、ディスプレイ１０に表示される画像１１０は、静止画及び動画像のいずれであってもよく、例えば、空中表示装置に記憶されたコンテンツ画像、テレビ番組の放送中の画像若しくは録画画像、ＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ（登録商標） Ｄｉｓｃ）若しくはＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）などの再生画像、又は、インターネット画像などである。

［ハーフミラー（ビームスプリッタ）］
ハーフミラー２０は、ディスプレイ１０から発光される光を反射及び透過することで、反射光及び透過光を出射するビームスプリッタの一例である。具体的には、ハーフミラー２０は、入射する光の一部を鏡面反射し、残りをそのまま（進行方向を実質的に変えることなく）透過させる。ハーフミラー２０は、例えば、入射する光を略１：１で反射及び透過する。すなわち、ハーフミラー２０は、入射する光の光束の５０％の反射光と５０％の透過光とを出射する。

ハーフミラー２０は、例えば、金属薄膜又は誘電体多層膜などの反射性の薄膜が表面に形成された透光性の板材である。透光性の板材としては、例えば、透明なソーダガラスなどのガラス材料、又は、アクリル（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）などの透明樹脂材料を用いて形成されている。金属薄膜は、アルミニウムなどの金属材料を用いて、光透過性及び光反射性を有する程度に薄く形成された薄膜である。

ハーフミラー２０は、ディスプレイ１０から発光される光を反射し、再帰反射シート３０に向けて反射光ＬＲ１を出射する。ハーフミラー２０は、再帰反射シート３０から再帰反射された再帰反射光ＬＲＲ１を透過させて、筐体７０の開口７１から外部へ透過光ＬＴ２を放出させる。

［再帰反射シート］
再帰反射シート３０は、ハーフミラー２０によって反射された反射光ＬＲ１を、又は、ハーフミラー２０を透過した透過光を再帰反射する。本実施の形態では、再帰反射シート３０は、ハーフミラー２０を基準としてディスプレイ１０と同じ側に位置しており、反射光ＬＲ１を再帰反射する。再帰反射シート３０は、例えば、複数の球状のガラスビーズが板状の基材の面内に敷き詰められた部材である。あるいは、再帰反射シート３０は、マイクロプリズムが設けられた板材でもよい。

本実施の形態では、再帰反射シート３０は、ディスプレイ１０と同じ側に配置されている。再帰反射シート３０は、ハーフミラー２０による反射光ＬＲ１の光路上に位置し、ハーフミラー２０に対して傾斜して配置される。再帰反射シート３０の配置は、これに限るものではなく、ハーフミラー２０に対して略垂直となるように配置されていてもよい。

この配置により、再帰反射シート３０は、ディスプレイ１０から発光されて、ハーフミラー２０によって反射された反射光を再帰反射する。再帰反射した再帰反射光ＬＲＲ１のうちハーフミラー２０を透過した透過光ＬＴ２が空中像１２０を形成する。

なお、再帰反射シート３０は、ハーフミラー２０を基準として、ディスプレイ１０の反対側（すなわち、空中像１２０側）に配置されていてもよい。この配置により、再帰反射シート３０は、ディスプレイ１０から発光されて、ハーフミラー２０を透過した透過光を
再帰反射する。再帰反射光のうちハーフミラー２０によって反射された反射光が空中像１２０を形成する。

［センサ］
センサ４０は、検知対象物が検知領域ＤＡ（図２を参照）に存在することを検知するセンサ４０である。センサ４０は、例えば、可視光センサである。センサ４０は、図２に示すように、ハーフミラー２０を基準としてディスプレイ１０と同じ側に配置される。

センサ４０は、検知領域ＤＡから入射する光を検出することによって、空中像１２０に対する検知対象物の接近又は接触を検知する。検知対象物は、例えば、人体を含む生体であり、具体的には、ユーザの指又は手のひらなどである。

センサ４０として可視光センサを用いる場合、ユーザの指又は手のひらが空中像１２０に接触するとき、空中像１２０を形成する光がユーザの指又は手のひらに拡散反射され、拡散反射された光のうち、センサ４０の方向へと進行する光がセンサ４０に検出される。例えば、センサ４０が検出した光の強度が所定の値より大きい場合に、空中像１２０に検知対象物が接近又は接触したと判定して検知信号を生成する。

［制御部］
制御部５０は、センサ４０から出力される検知信号を受信し、受信した検知信号に基づいて、検知対象物が検知領域ＤＡに存在することを検知する。制御部５０は、検知対象物が検知領域ＤＡに存在することを検知した場合、すなわち空中像１２０に対して操作があったと判断された場合、所定の制御を実行する。所定の制御とは、例えば、空中像１２０のサイズまたは内容などの表示形態の変更や、接続される外部機器（図示せず）の操作などである。

制御部５０は、例えば、各種制御処理及び演算処理を行う情報処理装置である。制御部５０は、システムＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）又はマイクロコンピュータなどの制御回路によって実現される。

空中像１２０には、ユーザが操作可能なボタンなどのＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ Ｕｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）オブジェクトが含まれていることが好ましい。センサ４０は、検知領域ＤＡがＧＵＩオブジェクトを含むように設けられている。

ユーザが指で空中像１２０のＧＵＩオブジェクトを触ろうとしたときに、センサ４０は、検知対象物が検知領域ＤＡに存在することを検知し、検知信号を出力する。制御部５０は、検知信号を受信した場合に、空中像１２０に含まれるボタンが操作されたことを検知した場合に次の操作画面をディスプレイ１０に表示させる。

［遮光部材］
遮光部材６０は、ディスプレイ１０の光がハーフミラー２０で反射してセンサ４０へ入射することを防ぐ。

遮光部材６０は、図２に示すように、ハーフミラー２０を基準としてディスプレイ１０と同じ側に配置される。遮光部材６０は、ディスプレイ１０から発光された光がハーフミラー２０へ入射する光路ＬＲ２上に配置される。

本実施の形態では、遮光部材６０は矩形板形状の部材とするが、形状はこれに限られるものではない。遮光部材６０の大きさは、特に限定されないが、ディスプレイ１０の表示面の形状や大きさと、遮光部材６０が配置される位置などによって決定される。

また、遮光部材６０は、ディスプレイ１０から発光された光の光路ＬＲ２に対して略垂直に配置されていているが、これに限るものではない。遮光部材６０は、ディスプレイ１０からの光がセンサ４０へ入射するのを防ぐ位置であればよく、傾斜角度も問わない。

遮光部材６０の材料としては、遮光シートなどを基材に積層して用いられてもよい。また、少なくとも画像１１０に対する面のみが遮光性を有するものであってもよい。

［効果など］
ここで、遮光部材６０を用いない場合の問題点について説明する。

センサ４０によって検知対象物が検知領域ＤＡに存在することを検知するためには、センサ４０の視野範囲ＤＢは検知領域ＤＡを含む必要がある。このとき、ハーフミラー２０を基準として、ディスプレイ１０が配置される側において、ディスプレイ１０から発光した光ＬＲ２が、ハーフミラー２０で反射し、反射光ＬＲＲ２となる。反射光ＬＲＲ２は、センサ４０の視野範囲ＤＢ内を進行してセンサ４０へと入射する。そのため、検出光の強度で空中像１２０に対する操作の有無を判断するセンサ４０においては、このセンサ４０へ入射する反射光ＬＲＲ２がノイズとなり、ＳＮ比が低く、空中像１２０の操作を高精度に検知することが困難である。

そこで、本実施の形態に係るセンサシステム１は、発光体を有する被投影物と、少なくとも１つのハーフミラー２０と再帰反射シート３０を備え、被投影物の実像を空中に結像する投影光学系と、実像を含む所定範囲の領域からの発光体の発光波長の光を検知するセンサ４０と、を備えたセンサシステム１において、発光体の光がハーフミラー２０へ入射し、ハーフミラー２０で１回反射してセンサ４０に入射する光路に遮光部材６０が配置される。 これにより、被投影物から発光された光ＬＲ２が、ハーフミラー２０で反射しノイズとしてセンサ４０に入射することを防ぐことができる。したがって、ユーザが空中像１２０を操作したときに、ユーザの動きを高精度に検知することができ、操作性を向上することができる。

また、被投影物は、画像１１０を表示するためのディスプレイ１０である。

これにより、ディスプレイ１０に表示される画像１１０を空中像１２０として表示することができるので、画像１１０の表示内容を変更することで、空中像１２０としての表示内容を簡単に変更することができる。

［その他］
なお、ディスプレイ１０、ハーフミラー２０及び遮光部材６０には、駆動素子（図示せず）が取り付けられ、制御部５０から送信される制御信号に基づいて、その位置及び姿勢が変更可能な状態で設けられていてもよい。例えば、ディスプレイ１０、ハーフミラー２０及び遮光部材６０の一方の端部を中心として回動可能に設けられている。このとき、制御部５０は、制御部５０が受信した検知信号に基づいて、空中像１２０の操作がしやすくなるようにディスプレイ１０、ハーフミラー２０及び遮光部材６０の各々の位置及び姿勢を制御してもよい。

（実施の形態２）
本実施の形態２について、図３を参照して説明する。

なお、ここでは、上記実施の形態１と相違する事項についてのみ説明し、その他の事項（結像原理、構成、作用効果等）については、上記実施の形態１と同様であるので、図面
において同じ符号を付してその説明を省略する。本実施の形態２に係るセンサシステム１０１は、被投影物が複数の発光体からなる複数の被投影物であって、複数の発光体は、それぞれ異なるタイミングで発光する点で実施の形態１と相違する。

［構成］
ディスプレイ１１は、複数の発光体から成る複数の被投影物、すなわち複数の画像１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃを所定時間ごとに表示する。ディスプレイ１１に表示される複数の画像１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃは、同一発光波長のもの（例えば、白黒画像）である。このとき、ディスプレイ１１に表示される複数の画像１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃは、ディスプレイ１１の表示面において、異なる位置で表示される。これにより、空中像１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃは、それぞれ異なる位置に表示される。

遮光部材６１ａ、６１ｂ、６１ｃは、図３に示されるように、複数の画像１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃに対応して、ディスプレイ１１から発光された光がハーフミラー２０へ入射する光路ＬＲ２１、ＬＲ２２、ＬＲ２３上に配置される。このとき、ディスプレイ１１において、画像１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃが表示される位置に対応して遮光部材６１ａ、６１ｂ、６１ｃが複数設けられるものとするが、遮光部材６１ａ、６１ｂ、６１ｃの数は、本実施の形態に限るものではない。

制御部５１は、センサ４１が検出した光の強度が、所定の値を越えたタイミング、もしくは所定の値を超えているタイミングによって、いずれの空中像１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃに検知対象物が接近又は接触したか、すなわちどの画像１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃに操作があったかを判断する。

なお、制御部５１は、ディスプレイ１１に複数の画像１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃを表示するタイミングを制御してもよい。

具体的には、図３に示すように、ディスプレイ１１が配置され、３つの画像１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃが異なる位置で表示される。それぞれの画像１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃに対応して遮光部材６１ａ、６１ｂ、６１ｃが３つ配置される。それぞれの画像１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃは所定時間間隔ごとに表示される。所定時間は、例えば０．０５秒であり、操作する人には常に表示されているように見えるよう制御される。制御部５１は、センサ４１が検出した光の強度が、所定の値を越えたタイミング、もしくは所定の値を超えているタイミングを検知する。検知したタイミング結果によって、制御部５１は、どの空中像１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃに検知対象物が接近又は接触したか、すなわち、どの画像１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃに操作がなされたかを判断し、操作された画像１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃに基づいて所定の制御を実行する。このとき、画像１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃが異なるタイミングで表示されても、それぞれに対応して設けられた遮光部材６１ａ、６１ｂ、６１ｃにより、検知領域にディスプレイ１１から発光した光がノイズとしてセンサ４１へ入射することを防ぐことができる。

なお、複数の画像１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃが表示される所定時間間隔は、それぞれの画像１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃごとに異なっていてもよい。例えば、画像１１１ａが０．０４秒間隔、画像１１１ｂが０．０５秒間隔、画像１１１ｃが０．０６秒間隔で表示されてもよい。また、複数の画像１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃの表示が開始されてから終了されるまでの期間は、それぞれの画像１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃで同一でなければよく、ある期間において複数の画像１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃのうち２つ以上の画像が同時に表示されていてもよい。

なお、遮光部材６１ａ、６１ｂ、６１ｃは、画像に対応して複数設けられるものとした
が、ディスプレイ１１に表示される画像１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃの表示面を遮光できるものであれば、個数はこれに限るものではなく、ひとつであってもよい。

［効果］
上記本実施の形態に係る発明は、被投影物は、複数の発光体からなる複数の被投影物であり、複数の発光体はそれぞれ異なるタイミングで発光する。空中像は、複数の被投影物が空中に投影された複数の空中像であり、複数の空中像はそれぞれ異なるタイミングで表示される。センサ４１が光を受光したタイミングにより、複数の空中像のいずれに対して人の操作がなされたかを検知する。

また、複数の発光体は、同一発光波長で発光することが好ましい。

これにより、複数の空中像１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃにおいて、表示されるタイミングが異なる空中像１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃのいずれに対して検知対象物が接近又は接触したか、すなわち、画像１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃのいずれに対して人の操作がなされたか、精度よく個別に検知することができる。そのため、複数の画像１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃが設けられた場合であっても、画像１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃに応じて複数の異なる操作を精度よく行うことができる。
（変形例）
以下では、実施の形態２の変形例について、説明する。

本変形例に係るセンサシステム２０１は、図４に示すように、画像１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃは、異なる発光波長である点で実施の形態２と相違する。以下では、実施の形態２との相違点を中心に説明し、共通点についての説明を省略又は簡略化する場合がある。

ディスプレイ１２は、複数の発光体から成る複数の被投影物、すなわち複数の画像１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃを表示する。ディスプレイ１２に表示される画像１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃは、それぞれ異なる発光波長の画像１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃである。
このとき、ディスプレイ１２に表示される複数の画像１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃは、ディスプレイ１２の表示面において、異なる位置で表示される。なお、ディスプレイ１２に表示される複数の画像１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃの位置は、本実施の形態に限るものではなく、同一であってもよい。このとき、空中像１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃは、複数の画像１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃが表示されるタイミングに対応して、それぞれ結像される。
センサ４２は、それぞれ異なる発光波長である画像１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃの発光波長のいずれも検出できる可視光センサが用いられる。

制御部５２は、センサ４２が検出した光の強度が、所定の値を越えたタイミング、もしくは所定の値を超えているタイミングを検知することで、いずれの空中像１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃに検知対象物が接近又は接触したかを検知し、いずれの画像１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃに操作がなされたかを判断する。制御部５２は、いずれの画像１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃに操作がなされたかに基づいて、所定の制御を実行する。

以上のように、本変形例におけるセンサシステム２０１では、発光体は異なる発光波長で発光し、センサ４２はいずれの発光波長の光でも検出できる。

これにより、表示する画像１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃが異なる発光波長であっても、センサ４２が光を受光したタイミングを検知することによって次の操作を行えるので、
センサ４２が異なる発光波長を判別して検知しなくとも、異なる画像１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃのいずれに操作がなされたかを識別することができ、また、発光波長の違いによるセンサ４２の誤認識を抑制することができる。

（実施の形態３）
本実施の形態３について、図５を参照して説明する。

なお、ここでは、上記実施の形態１、２と相違する事項についてのみ説明し、その他の事項（結像原理、構成、作用効果等）については、上記実施の形態１、２と同様であるので、図面において同じ符号を付してその説明を省略する。本実施の形態３に係るセンサシステム３０１は、被投影物が複数の発光体からなる複数の被投影物であって、複数の発光体は、それぞれ異なる発光波長で発光し、センサ４３は異なる発光波長を判別して検知することができる点で実施の形態１、２と相違する。

［構成］
ディスプレイ１３は、複数の発光体から成る複数の被投影物、すなわち複数の画像１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃを表示する。複数の画像１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃは、それぞれ異なる発光波長で発光するもの（例えば、カラー画像１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃ）である。このとき、ディスプレイ１３に表示される複数の画像１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃは、ディスプレイ１３の表示面において、異なる位置で表示される。これにより、空中像１２３ａ、１２３ｂ、１２３ｃは、それぞれ異なる位置に表示される。

遮光部材６３ａ、６３ｂ、６３ｃは、図５に示されるように、ディスプレイ１３に対応して、ディスプレイ１３から発光された光がハーフミラー２０へ入射する光路ＬＲ３１、ＬＲ３２、ＬＲ３３上に配置される。このとき、ディスプレイ１３において、画像１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃが表示される位置に対応して遮光部材６３ａ、６３ｂ、６３ｃが複数設けられるものとするが、遮光部材６３ａ、６３ｂ、６３ｃの数は、本実施の形態に限るものではない。

センサ４３は、異なる発光波長を判別して検知することができる可視光センサが用いられる。

制御部５３は、センサ４３が受光した発光波長を検知することで、いずれの空中像１２３ａ、１２３ｂ、１２３ｃに検知対象物が接近又は接触したかを検知する。制御部５３は、センサ４３が受光した発光波長の結果に基づいて、どの画像１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃに操作があったかを判断し、操作された画像１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃに基づいて所定の制御を実行する。

具体的には、図５に示すように、ディスプレイ１３が配置され、３つの画像１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃが異なる発光波長で表示される。それぞれの画像１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃに対応して遮光部材６３ａ、６３ｂ、６３ｃが３つ配置される。

制御部５３は、センサ４３が受光した発光波長を検知する。検知した発光波長によって、制御部５３は、どの画像１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃの操作がなされたかを判断し、操作された画像１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃに基づいて所定の制御を実行する。

［効果］
上記本実施の形態に係る発明は、被投影物は、複数の発光体からなる複数の被投影物であり、複数の発光体は、それぞれ異なる発光波長で発光し、センサ４３は、異なる発光波長を判別して検知でき、センサ４３が受光した光の波長によって、複数の被投影物のいず
れに対して人の操作がなされたかを検知する。

これにより、異なる発光波長の画像１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃにおいても、精度よく個別に検知することができる。そのため、一面に複数の操作画像が設けられた場合であっても、画像１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃに応じて複数の異なる操作を精度よく行うことができる。

（その他）
以上、本発明に係るセンサシステムについて、上記の実施の形態及びその変形例に基づいて説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではない。

例えば、上記の実施の形態では、被投影物の一例としてディスプレイ１０を示したが、これに限らない。例えば、被投影物は、案内表示、広告情報などの所定の情報を示す看板でもよい。看板に対して光を照射することで、看板による反射光又は透過光を、ハーフミラー２０及び再帰反射シート３０によって空中像として空中に表示してもよい。

また、例えば、上記の実施の形態では、投影光学系の例として、透過光と反射光との光束比が略１：１のハーフミラー２０を挙げたが、これに限らない。透過光と反射光とは、一方の光束が他方の光束より大きくてもよい。

また、上記の各実施の形態において、各構成要素は、専用のハードウェアで構成されてもよく、あるいは、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）又はプロセッサなどのプログラム実行部が、ハードディスク又は半導体メモリなどの記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。

なお、制御部が行う処理をステップとして含むプログラム、及び、そのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能なＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）などの記録媒体として実現することもできる。

つまり、上述した包括的又は具体的な態様は、システム、装置、集積回路、コンピュータプログラム又はコンピュータ読み取り可能な記録媒体で実現されてもよく、システム、装置、集積回路、コンピュータプログラム及び記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。

その他、各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。

１、１０１、２０１、３０１ センサシステム
１０、１１、１２、１３ ディスプレイ
２０ ハーフミラー（投影光学系）
３０ 再帰反射シート
４０、４１、４２、４３ センサ
５０、５１、５２、５３ 制御部
６０、６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６３ａ、６３ｂ、６３ｃ 遮光部材

Claims (6)

1. 発光体を有する被投影物と、
   少なくとも１つのハーフミラーと再帰反射シートとを備え、前記被投影物の実像を空中に空中像として結像する投影光学系と、
   前記空中像を含む所定の領域からの前記発光体の発光波長の光を検知するセンサと、
   を備えたセンサシステムにおいて、
   前記発光体の光が前記ハーフミラーへ入射し、前記ハーフミラーで１回反射して前記センサに入射する光路に遮光部材が配置される
   センサシステム。
2. 前記被投影物は、それぞれ異なるタイミングで発光する複数の発光体からなる複数の被投影物であり、
   前記投影光学系により、空中にそれぞれ異なるタイミングで複数の空中像が結像され、
   前記センサが光を受光したタイミングにより、前記複数の空中像のいずれに対して操作がなされたかを検知する
   請求項１に記載のセンサシステム。
3. 前記複数の発光体は、同一発光波長で発光する
   請求項２に記載のセンサシステム。
4. 前記複数の発光体は、それぞれ異なる発光波長で発光し、
   前記センサは前記異なる発光波長のいずれの発光波長の光でも検出できる
   請求項２に記載のセンサシステム。
5. 前記被投影物は、複数の発光体からなる複数の被投影物であり、
   前記複数の発光体は、それぞれ異なる発光波長で発光し、
   前記センサは、前記異なる発光波長を判別して検知でき、
   前記センサが受光した光の波長によって、前記複数の被投影物のいずれに対して操作がなされたかを検知する
   請求項１に記載のセンサシステム。
6. 前記被投影物は、画像を表示するためのディスプレイである
   請求項１乃至５のいずれか一項に記載のセンサシステム。

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