JP2023001955A - Aerial video display device - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、空中映像表示装置に関する。 The present application relates to an aerial image display device.
特殊なメガネが不要で、霧などのスクリーンを使用せずに空中に映像を表示することができる空中映像表示装置が知られている。例えば、ビームスプリッターと再帰反射シートとを用いて、映像表示部に表示された映像をビームスプリッターに対して面対称な位置の空間に結像させて映像を表示する空中映像表示装置が開示されている(例えば、特許文献1参照)。
An aerial image display device is known that does not require special glasses and can display an image in the air without using a screen such as fog. For example, there has been disclosed an aerial image display device that uses a beam splitter and a retroreflective sheet to display an image by forming an image displayed on an image display unit in a space at a plane-symmetrical position with respect to the beam splitter. (See
空中映像表示装置において、空中に表示された映像(以下、空中映像と記す)としてタッチパネルを表示させ、使用者が指でそのタッチパネルを操作する空中タッチパネルとしての使用方法がある。空中映像は空中に浮いているため、その周囲に距離感の指標となる物体がない。そのため、使用者は、空中映像の位置と自分の指の位置との距離感の把握が困難になるという問題がある。 There is a method of using an aerial image display device as an aerial touch panel in which a touch panel is displayed as an image displayed in the air (hereinafter referred to as an aerial image) and a user operates the touch panel with a finger. Since the aerial image is floating in the air, there is no object around it that serves as an indicator of the sense of distance. Therefore, there is a problem that it becomes difficult for the user to grasp the sense of distance between the position of the aerial image and the position of his or her finger.
本願は、上述の課題を解決するためになされたもので、空中映像の位置と使用者の指の位置との距離感の把握が容易な空中映像表示装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present application has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide an aerial image display device that makes it easy to grasp the sense of distance between the position of the aerial image and the position of the user's finger.
本願の空中映像表示装置は、筐体と、筐体の内部に配置された映像表示部と、筐体の開口部に設置され、映像表示部に表示された映像を反射させるビームスプリッターと、筐体の内部に設置され、ビームスプリッターで反射された映像を再帰反射させる再帰反射シートと、再帰反射シートで再帰反射された映像が筐体の外部で結像された空中映像が含まれる空間領域内の使用者の指の位置を検出するセンサーと、センサーで検出された指の位置と空中映像の位置との離間距離に応じて変化する音を出力するスピーカとを備えている。 The aerial image display device of the present application includes a housing, an image display unit arranged inside the housing, a beam splitter installed in an opening of the housing for reflecting an image displayed on the image display unit, and a housing. A space area that includes a retroreflective sheet that is installed inside the body and retroreflects the image reflected by the beam splitter, and an aerial image that is formed outside the housing by retroreflecting the image retroreflected by the retroreflective sheet. A sensor for detecting the position of the user's finger, and a speaker for outputting a sound that changes according to the separation distance between the position of the finger detected by the sensor and the position of the aerial image.
本願の空中映像表示装置は、センサーで検出された指の位置と空中映像の位置との離間距離に応じて変化する音を出力するスピーカを備えているので、空中映像の位置と使用者の指の位置との距離感の把握が容易になる。 The aerial image display device of the present application includes a speaker that outputs a sound that changes according to the distance between the position of the finger detected by the sensor and the position of the aerial image. It becomes easy to grasp the sense of distance from the position of .
以下、本願を実施するための実施の形態に係る空中映像表示装置について、図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, an aerial image display device according to an embodiment for carrying out the present application will be described in detail with reference to the drawings.
実施の形態1.
図1は、実施の形態1に係る空中映像表示装置の模式図である。本実施の形態の空中映像表示装置1は、筐体2と、筐体2の内部に配置された映像表示部3と、筐体2の開口部に設けられたビームスプリッター4と、筐体2の内部に配置された再帰反射シート5とを有する。映像表示部3から出射された光は、ビームスプリッター4に入射し、その一部が反射されて再帰反射シート5に入射する。再帰反射シート5は、入射した光を入射方向へ反射する特性を有している。再帰反射シート5は、ビームスプリッター4から入射した光をビームスプリッター4に向かって反射させる。再帰反射シート5からビームスプリッター4に向かって反射された光は、一部がビームスプリッター4を透過する。このようにして映像表示部3に表示された映像は、ビームスプリッター4を通過して筐体2の外部で結像されて空中映像6となる。使用者10は、この空中映像6を観察することができる。例えば、空中映像6として種々の機器を操作するためのタッチパネルを表示させる。使用者10は、空中映像6として表示されたタッチパネルに指10aを近づけることでタッチパネルに対するタッチ操作を行うことができる。指10aの位置は、筐体2に設けられ、空中映像6が含まれる空間領域内の物体の位置を検出する三次元距離センサー7で測定することができる。映像表示部3としては、液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイ、LED素子が配列されたディスプレイなどを用いることができる。ビームスプリッター4としては、ハーフミラー、反射型偏光板などを用いることができる。再帰反射シート5としては、球状の透明ガラスビーズを並べたガラスビーズ方式のシート、透明な三角錐を配列したマイクロプリズム方式のシートなどを用いることができる。三次元距離センサー7としては、例えばToFセンサー(Time of Flight Sensor)、ステレオカメラなどを用いることができる。
FIG. 1 is a schematic diagram of an aerial image display device according to
使用者10は、空中映像6として表示されたタッチパネルに指10aを近づけてタッチ操作を行うことができる。指10aの位置と空中映像6との距離は、筐体2に設けられた三次元距離センサー7で測定することができる。このタッチ操作は非接触であるため、接触による指先の汚染、タッチパネルを介した有害物質の拡散などを防ぐことができる。
The
しかしながら、空中映像は空中に浮いているため、その周囲に距離感の指標となる物体がない。そのため、使用者が空中映像の位置と自分の指の位置との距離感の把握が困難になるという問題がある。 However, since the aerial image is floating in the air, there is no object around it that serves as an index of the sense of distance. Therefore, there is a problem that it becomes difficult for the user to grasp the sense of distance between the position of the aerial image and the position of his or her finger.
本実施の形態の空中映像表示装置1は、空中映像の位置と使用者の指の位置との距離感の把握が容易となるものである。そのため、本実施の形態の空中映像表示装置1は、三次元距離センサー7で検出された使用者10の指10aの位置と空中映像6の位置との離間距離を算出する制御部8と、制御部8に接続されたスピーカ9とを備えている。制御部8は、使用者10の指10aの位置と空中映像6の位置との離間距離を算出し、離間距離に応じて周波数が連続して変化する音をスピーカ9から出力させる。例えば、制御部8は、使用者10の指10aが空中映像6に近づいて離間距離が予め決められた閾値より小さくなるとスピーカ9から周波数の低い低音の音の出力を開始し、離間距離が小さくなるにしたがって徐々に周波数を上げてスピーカから出力させる音を高音に変化させる。
The aerial
このように構成された空中映像表示装置においては、使用者は空中映像の位置と自分の指の位置との離間距離をスピーカから出力される音の周波数の変化で認識することができる。そのため、本実施の形態の空中映像表示装置においては、使用者が空中映像の位置と自分の指の位置との距離感の把握が容易となる。 In the aerial image display device configured in this way, the user can recognize the separation distance between the position of the aerial image and the position of his/her finger by the change in the frequency of the sound output from the speaker. Therefore, in the aerial image display device of the present embodiment, the user can easily grasp the sense of distance between the position of the aerial image and the position of his or her finger.
制御部8は、指の位置と空中映像の位置とが一致したときにスピーカ9から出力させる音の周波数を不連続に変化させてもよい。また別の方法として、制御部8は、指の位置と空中映像の位置とが一致したときにスピーカ9から出力させる音を停止させてもよい。このように制御することで、使用者は自分の指が空中映像の位置に到達したことを認識できる。なお、指の位置と空中映像の位置とが一致したときとは、指の位置と空中映像の位置との離間距離が完全に零になったときに限定されず、予め決められた離間距離より小さい場合も含まれる。なお、使用者の指が空中映像を通過した場合はスピーカ9から出力される音の周波数は下がっていくので、使用者は自分の指が空中映像の位置を行き過ぎたことも認識できる。
The
なお、本実施の形態においては、制御部8は離間距離が小さくなるにしたがって徐々に周波数を上げてスピーカから出力させる音を高音に変化させているが、離間距離が小さくなるにしたがって徐々に周波数を下げてスピーカから出力させる音を低音に変化させてもよい。
In the present embodiment, the
実施の形態2.
実施の形態1の空中映像表示装置においては、制御部は使用者の指の位置と空中映像の位置との離間距離を算出し、離間距離に応じて周波数が連続して変化する音をスピーカから出力させている。実施の形態2に係る空中映像表示装置においては、制御部は使用者の指の位置と空中映像の位置との離間距離を算出し、離間距離に応じて音量が連続して変化する音をスピーカから出力させる。なお、本実施の形態の空中映像表示装置の構成は、図1に示す実施の形態1の空中映像表示装置の構成と同様である。
In the aerial image display device of
例えば、制御部8は、使用者10の指10aが空中映像6に近づいて離間距離が予め決められた閾値より小さくなるとスピーカ9から小音量の音の出力を開始し、離間距離が小さくなるにしたがってスピーカから出力させる音の音量を大きくする。
For example, when the
このように構成された空中映像表示装置においては、使用者は空中映像の位置と自分の指の位置との離間距離をスピーカから出力される音の音量の変化で認識することができる。そのため、本実施の形態の空中映像表示装置においては、使用者が空中映像の位置と自分の指の位置との距離感の把握が容易となる。 In the aerial image display device configured in this manner, the user can recognize the separation distance between the position of the aerial image and the position of the user's finger by the change in volume of the sound output from the speaker. Therefore, in the aerial image display device of the present embodiment, the user can easily grasp the sense of distance between the position of the aerial image and the position of his or her finger.
制御部8は、指の位置と空中映像の位置とが一致したときにスピーカ9から出力させる音の音量を不連続に変化させてもよい。また別の方法として、制御部8は、指の位置と空中映像の位置とが一致したときにスピーカ9から出力させる音を停止させてもよい。このように制御することで、使用者は自分の指が空中映像の位置に到達したことを認識できる。なお、指の位置と空中映像の位置とが一致したときとは、指の位置と空中映像の位置との離間距離が完全に零になったときに限定されず、予め決められた離間距離より小さい場合も含まれる。なお、使用者の指が空中映像を通過した場合はスピーカ9から出力される音の音量は下がっていくので、使用者は自分の指が空中映像の位置を行き過ぎたことも認識できる。
The
なお、本実施の形態においては、制御部8は離間距離が小さくなるにしたがってスピーカから出力させる音の音量を徐々に大きくしているが、離間距離が小さくなるにしたがってスピーカから出力させる音の音量を徐々に小さくしてもよい。
In this embodiment, the
実施の形態3.
実施の形態1の空中映像表示装置においては、制御部は使用者の指の位置と空中映像の位置との離間距離を算出し、離間距離に応じて周波数が連続して変化する音をスピーカから出力させている。また、実施の形態2の空中映像表示装置においては、制御部は使用者の指の位置と空中映像の位置との離間距離を算出し、離間距離に応じて音量が連続して変化する音をスピーカから出力させている。実施の形態3の空中映像表示装置においては、制御部は使用者の指の位置と空中映像の位置との離間距離を算出し、離間距離に応じて間欠的な音が連続して変化する音をスピーカから出力させる。なお、本実施の形態の空中映像表示装置の構成は、図1に示す実施の形態1の空中映像表示装置の構成と同様である。
In the aerial image display device of
例えば、制御部8は、使用者10の指10aが空中映像6に近づいて離間距離が予め決められた閾値より小さくなるとスピーカ9から間欠的な音の出力を開始する。このとき、スピーカ9から出力される音は一定の長さの音が停止期間を挟んで発生する音であり、制御部8は離間距離が小さくなるにしたがって停止期間を徐々に短くする。
For example, when the
このように構成された空中映像表示装置においては、使用者は空中映像の位置と自分の指の位置との離間距離をスピーカから出力される音の停止期間の変化で認識することができる。そのため、本実施の形態の空中映像表示装置においては、使用者が空中映像の位置と自分の指の位置との距離感の把握が容易となる。 In the aerial image display device configured in this manner, the user can recognize the separation distance between the position of the aerial image and the position of his/her finger by the change in the stop period of the sound output from the speaker. Therefore, in the aerial image display device of the present embodiment, the user can easily grasp the sense of distance between the position of the aerial image and the position of his or her finger.
なお、本実施の形態においては、スピーカ9から出力される音として、一定の長さの音が停止期間を挟んで発生し、離間距離が小さくなるにしたがって停止期間が徐々に短くなる音を用いている。別の方法として、停止期間を一定として、離間距離が小さくなるにしたがって音が発生する発生期間の長さを徐々に短くしてもよい。さらに別の方法として、間欠的な音の発生を開始する周期は一定として、離間距離が小さくなるにしたがってその周期内で音が発生している期間を徐々に変化させてもよい。すなわち、本実施の形態の空中映像表示装置においては、使用者の指の位置と空中映像の位置との離間距離に応じて間欠的な音の停止期間および発生期間の少なくとも一方が連続して変化するように構成されている。 In this embodiment, as the sound output from the speaker 9, a sound of a certain length is generated with a stop period intervening, and the stop period gradually shortens as the separation distance becomes smaller. ing. Alternatively, the stop period may be fixed, and the length of the sound generation period may be gradually shortened as the separation distance becomes smaller. Furthermore, as another method, the period at which intermittent sound generation is started may be constant, and the period during which the sound is generated may be gradually changed within that period as the separation distance becomes smaller. That is, in the aerial image display device of the present embodiment, at least one of the intermittent sound stop period and the intermittent sound generation period continuously changes according to the separation distance between the position of the user's finger and the position of the aerial image. is configured to
制御部8は、指の位置と空中映像の位置とが一致したときにスピーカ9から出力させる音の停止期間および発生期間の少なくとも一方を不連続に変化させてもよい。また別の方法として、制御部8は、指の位置と空中映像の位置とが一致したときにスピーカ9から出力させる音の周波数および音量の少なくとも一方を変化させてもよい。さらに別の方法として、制御部8は、指の位置と空中映像の位置とが一致したときにスピーカ9から出力させる音を停止させてもよい。このように制御することで、使用者は自分の指が空中映像の位置に到達したことを認識できる。なお、指の位置と空中映像の位置とが一致したときとは、指の位置と空中映像の位置との離間距離が完全に零になったときに限定されず、予め決められた離間距離より小さい場合も含まれる。なお、使用者の指が空中映像を通過した場合はスピーカ9から出力される音の停止期間または発生期間は長くなっていくので、使用者は自分の指が空中映像の位置を行き過ぎたことも認識できる。
The
なお、実施の形態1~3において、指10aの位置は三次元距離センサー7で測定される。実施の形態1~3の空中映像表示装置は、三次元距離センサー7で測定された指10aの位置からタッチパネルにタッチする位置となる指先の位置を算出するための認識部を備えていてもよい。また、実施の形態1~3においては、空中映像をタッチパネルとして使用するときにタッチ操作に応じて表示画像を切り替えることも想定される。実施の形態1~3の空中映像表示装置は、認識部で算出された指先の位置に基づいて映像表示部の表示画像を切り替えるための表示処理部を備えていてもよい。
Note that the position of the
また、実施の形態1~3においては、ビームスプリッターと再帰反射シートとを用いた方式の空中映像表示装置で説明した。これ以外の方式の空中映像表示装置として、二面コーナーリフレクタアレイと呼ばれる光学プレートを用いた方式、直交ミラーアレイと呼ばれる光学プレートを用いた方式のものがある。これらの方式の空中映像表示装置においては、図1に示した空中映像表示装置において、再帰反射シートが除かれビームスプリッターの位置に光学プレートが配置される。このような空中映像表示装置は、映像表示部に表示された映像を光学プレートに対して面対称な位置の空間に結像させて空中映像を表示することができる。このような方式の空中映像表示装置においても、使用者は空中映像の位置と自分の指の位置との距離感の把握が困難になるという問題がある。このような方式の空中映像表示装置においても、使用者の指の位置と空中映像の位置との離間距離に応じて変化する音を出力するスピーカを備えることで、使用者が空中映像の位置と自分の指の位置との距離感の把握が容易となる。 Further, in the first to third embodiments, the aerial image display device using a beam splitter and a retroreflective sheet has been described. Other types of aerial image display devices include a type using an optical plate called a dihedral corner reflector array and a type using an optical plate called an orthogonal mirror array. In these types of aerial image display devices, the retroreflective sheet is removed from the aerial image display device shown in FIG. 1, and an optical plate is arranged at the position of the beam splitter. Such an aerial image display device can display an aerial image by forming an image displayed on the image display unit in a space at a plane-symmetrical position with respect to the optical plate. Even in such an aerial image display device, there is a problem that it is difficult for the user to grasp the sense of distance between the position of the aerial image and the position of his or her finger. Also in the aerial image display device of such a method, by providing a speaker that outputs a sound that changes according to the separation distance between the position of the user's finger and the position of the aerial image, the user can easily hear the position of the aerial image. It becomes easy to grasp the sense of distance from the position of one's own finger.
本願は、様々な例示的な実施の形態および実施例が記載されているが、1つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、および機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
したがって、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも1つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも1つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。
While this application describes various exemplary embodiments and examples, various features, aspects, and functions described in one or more embodiments may not apply to particular embodiments. can be applied to the embodiments singly or in various combinations.
Therefore, numerous variations not illustrated are envisioned within the scope of the technology disclosed herein. For example, modification, addition or omission of at least one component, extraction of at least one component, and combination with components of other embodiments shall be included.
1 空中映像表示装置、2 筐体、3 映像表示部、4 ビームスプリッター、5 再帰反射シート、6 空中映像、7 三次元距離センサー、8 制御部、9 スピーカ、10 使用者、10a 指。 1 aerial image display device, 2 housing, 3 image display unit, 4 beam splitter, 5 retroreflective sheet, 6 aerial image, 7 three-dimensional distance sensor, 8 control unit, 9 speaker, 10 user, 10a finger.
Claims (9)
前記筐体の内部に配置された映像表示部と、
前記筐体の開口部に設置され、前記映像表示部に表示された映像を反射させるビームスプリッターと、
前記筐体の内部に設置され、前記ビームスプリッターで反射された前記映像を再帰反射させる再帰反射シートと、
前記再帰反射シートで再帰反射された前記映像が前記筐体の外部で結像される空中映像が含まれる空間領域内の使用者の指の位置を検出するセンサーと、
前記センサーで検出された前記指の位置と前記空中映像の位置との離間距離に応じて変化する音を出力するスピーカとを備えた空中映像表示装置。 a housing;
a video display unit arranged inside the housing;
a beam splitter that is installed in the opening of the housing and reflects the image displayed on the image display unit;
a retroreflective sheet installed inside the housing for retroreflecting the image reflected by the beam splitter;
a sensor for detecting the position of a user's finger in a space area containing an aerial image formed by imaging the image retroreflected by the retroreflective sheet outside the housing;
An aerial image display device comprising a speaker that outputs a sound that changes according to a distance between the position of the finger detected by the sensor and the position of the aerial image.
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2021
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