JP3725945B2 - 切換表示装置およびバーチャルスイッチ - Google Patents
切換表示装置およびバーチャルスイッチ Download PDFInfo
- Publication number
- JP3725945B2 JP3725945B2 JP29750396A JP29750396A JP3725945B2 JP 3725945 B2 JP3725945 B2 JP 3725945B2 JP 29750396 A JP29750396 A JP 29750396A JP 29750396 A JP29750396 A JP 29750396A JP 3725945 B2 JP3725945 B2 JP 3725945B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- image
- light source
- surface light
- housing
- opening
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、透光性の画像プレートに描かれた少なくとも二種類の画像情報をそれぞれ正立実像として結像させて映像表示を行うとともに各映像を切換表示することが可能な切換表示装置およびバーチャルスイッチに関する。
【0002】
【従来の技術】
透光性の画像プレートに描かれた文字や図形等の画像情報を該画像プレートから離れた位置に正立実像として映像表示させることのできるいわゆるバーチャルスイッチが本件出願人により開発されている。
【0003】
バーチャルスイッチとは、操作者がキーやボタン類に直接指で接触する従来の機械的なスイッチと異なり、空間に結像した映像に指を接近させるとセンサが作動し、これによりON/OFFの切換えを行うことができるスイッチであって、機器に直接触れる必要がないため非常に衛生的であり、最近院内感染が問題となっている病院内の医療機器のスイッチとして、あるいは公衆トイレの水洗用のスイッチとして、またその他様々な分野において非常に大きな需要が見込まれるものである。
【0004】
このようなバーチャルスイッチの一例を図10に示す。
同図において、バーチャルスイッチ41は、上方に開口する筒状の筐体42を有しており、筐体42の底部には、LEDやEL等から構成される面光源43が配置されている。
【0005】
面光源43の上方には、文字や図形等の画像情報が描かれた透光性画像プレート(記銘板)44が配置されている。記銘板44のさらに上方には、記銘板44に表示された画像情報を筐体42の上部開口内に正立実像Aとして結像させるためのレンズユニット45が設けられている。レンズユニット45は、多数の屈折率分布形マイクロレンズ素子を密着させて接着剤により接合することにより構成されている。
【0006】
筐体42の上部開口内には、投光部46aと、これに対向配置された受光部46bとから構成される透過型光電スイッチ46が設けられている。また光電スイッチ46は、面光源43をON/OFFするための駆動回路(図示せず)に電気的に接続されている。
【0007】
このような構成になるバーチャルスイッチにおいては、面光源43がON状態のときには、面光源43から射出された光は記銘板44を通ってレンズユニット45に照射され、該レンズユニット45により、記銘板44上の画像情報が筐体42の上部開口内に正立実像A(たとえば英文字「ON」)として結像される。
【0008】
この状態から、操作者が筐体42の上部開口内に指を入れて正立実像Aに指を接近させると、光電スイッチ46の投光部46aから射出した光が指により遮断され、その結果、面光源43がOFFになる。
【0009】
また逆に、面光源43がOFF状態のときに操作者が筐体42の上部開口内に指を入れると、光電スイッチ46の投光部46aから射出した光が遮断され、その結果、面光源43がONとなって、再び正立実像Aが表示されることになる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の構成では、記銘板44に描かれた画像情報は一定の固定情報であってしかも一種類であるため、一種類の画像情報しか映像表示することができない。すなわち、この場合には、英文字「ON」しか表示することができない。したがって、英文字「ON」の他に英文字「OFF」をも表示させようとすれば、英文字「OFF」を表示させるためのバーチャルスイッチが別個必要になる。しかしながら、これではコスト高になるとともに、取付面積も2倍となる。
【0011】
本発明は、このような従来の実情に鑑みてなされたもので、二種類以上の画像情報を表示でき、しかも、構造を簡略化でき、コストを大幅に削減できる切換表示装置およびバーチャルスイッチを提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明に係る切換表示装置は、一端に開口部を有する筐体と、前記筐体の前記開口部と逆側の底部に配置された第1の面光源と、前記筐体の側部において前記第1の面光源の発光面と直交する位置にその発光面が配設された第2の面光源と、前記第1,第2の面光源の各発光面の近傍にそれぞれ配設された透光性の第1,第2の画像プレートと、前記第1の面光源から射出して前記第1の画像プレートを通った光を透過させるとともに、前記第2の面光源から射出して前記第2の画像プレートを通った光を反射させるハーフミラーと、前記筐体の前記開口部と前記ハーフミラーとの間に配置され、前記ハーフミラーからの透過光または反射光が照射されるとともに、前記第1,第2の画像プレートにそれぞれ描かれた第1,第2の画像情報を、前記筐体の前記開口部の近傍位置にそれぞれ正立実像として結像させるためのレンズユニットと、前記第1,第2の面光源のオン状態を切り換えるための切換手段とを備えたことを特徴としている。
【0013】
請求項2の発明に係る切換表示装置は、請求項1において、前記第1,第2の画像情報が、前記筐体の前記開口部の近傍において高低差のある異なった位置に結像するようになっていることを特徴としている。
【0014】
請求項3の発明に係るバーチャルスイッチは、一端に開口部を有する筐体と、前記筐体の前記開口部と逆側の底部に配置された第1の面光源と、前記筐体の側部において前記第1の面光源の発光面と直交する位置にその発光面が配設された第2の面光源と、前記第1,第2の面光源の各発光面の近傍にそれぞれ配設された透光性の第1,第2の画像プレートと、前記第1の面光源から射出して前記第1の画像プレートを通った光を透過させるとともに、前記第2の面光源から射出して前記第2の画像プレートを通った光を反射させるハーフミラーと、前記筐体の前記開口部と前記ハーフミラーとの間に配置され、前記ハーフミラーからの透過光または反射光が照射されるとともに、前記第1,第2の画像プレートにそれぞれ描かれた第1,第2の画像情報を、前記筐体の前記開口部の近傍位置にそれぞれ正立実像として結像させるためのレンズユニットと、前記筐体の前記開口部に配設された光電スイッチと、前記光電スイッチが操作者の手指を検出することにより発せられる検出信号に基づいて前記第1,第2の面光源のオン状態を切り換えるための切換手段とを備えたことを特徴としている。
【0015】
請求項4の発明に係るバーチャルスイッチは、一端に開口部を有する筐体と、前記筐体の前記開口部と逆側の底部に配置された第1の面光源と、前記筐体の側部において前記第1の面光源の発光面と直交する位置にその発光面が配設された第2の面光源と、前記第1,第2の面光源の各発光面の近傍にそれぞれ配設された透光性の第1,第2の画像プレートと、前記第1の面光源から射出して前記第1の画像プレートを通った光を透過させるとともに、前記第2の面光源から射出して前記第2の画像プレートを通った光を反射させるハーフミラーと、前記筐体の前記開口部と前記ハーフミラーとの間に配置され、前記ハーフミラーからの透過光または反射光が照射されるとともに、前記第1,第2の画像プレートにそれぞれ描かれた第1,第2の画像情報を、前記筐体の前記開口部の近傍位置にそれぞれ正立実像として結像させるためのレンズユニットと、前記筐体の前記開口部に配設され、前記レンズユニットによる映像がその内部に結像される透光性の押しボタンと、前記押しボタンの作動を検出して検出信号を出力するスイッチ部と、前記スイッチ部の検出信号に基づいて前記第1,第2の面光源のオン状態を切り換えるための切換手段とを備えたことを特徴としている。
【0016】
請求項5の発明に係るバーチャルスイッチは、請求項3または4において、前記第1,第2の画像情報が、前記筐体の前記開口部の近傍において高低差のある異なった位置に結像するようになっていることを特徴としている。
【0017】
請求項1の発明によれば、操作者が切換手段を操作して第1の面光源の方をオンさせた場合には、第1の面光源から射出された光は、第1の画像プレートを通ってハーフミラーを透過した後、レンズユニットに照射される。そして、レンズユニットにより、第1の画像プレートの第1の画像情報が筐体の開口部の近傍位置に正立実像の映像として結像される。
【0018】
次に、操作者が切換手段を操作して第2の面光源の方をオンさせた場合には、第2の面光源から射出された光は、第2の画像プレートを通ってハーフミラーで反射した後、レンズユニットに照射される。そして、レンズユニットにより、第2の画像プレートの第2の画像情報が筐体の開口部の近傍位置に正立実像の映像として結像される。
【0019】
このようにして、二種類の画像情報を表示することができる。
しかも、この場合には、安価で単純な構成の画像プレートが用いられるとともに、第1,第2の面光源およびこれらにそれぞれ対応する第1,第2の画像プレートが一つの筐体内にコンパクトに収納されるので、構造を簡略化でき、コストを削減することができる。
【0020】
なお、二種類の画像情報は、CRTやLCDによって表示することも可能ではあるが、この場合には、CRTやLCD自体が高価であり、またこれらを用いる場合には必ずCPUが必要となることから、コストが大幅に増加することになる。
【0021】
また、画像プレートを交換可能に設けることにより、画像プレートの交換のみで、本切換表示装置を種々のアプリケーションに適用することができるようになる。
【0022】
さらに、第1,第2の面光源および第1,第2の画像プレートの組み合わせをもう一組筐体内に設けることにより、四種類の画像情報を表示することが可能になり、このようにして、二種類以上の画像情報を表示することができるようになる。
【0023】
請求項2の発明では、レンズユニットの軸上色収差を積極的に利用することにより、第1,第2の画像情報が筐体の開口部近傍において高低差のある異なった位置に結像するようになっているので、操作者は、表示される映像の色や形態の違いのみならず、その結像位置の違いによって、表示状態の確認を行えるようになる。
【0024】
請求項3の発明によれば、第1の面光源の方がオン状態のときには、請求項1の発明の場合と同様に、レンズユニットにより、第1の画像プレートの第1の画像情報が筐体の開口部の近傍位置に正立実像の映像として結像される。
【0025】
この状態から、操作者が筐体の開口部近傍に結像された第1の画像情報の映像に指を接近させると、光電スイッチが作動し、該光電スイッチの検出信号を受けて、切換手段が第1の面光源をオフにするとともに、第2の面光源をオンにする。
【0026】
第2の面光源がオン状態のときには、請求項1の発明の場合と同様に、レンズユニットにより、第2の画像プレートの第2の画像情報が筐体の開口部の近傍位置に正立実像の映像として結像される。
【0027】
この状態から、操作者が筐体の開口部近傍に結像された第2の画像情報の映像に指を接近させると、光電スイッチが作動し、該光電スイッチの検出信号を受けて、切換手段が第2の面光源をオフにするとともに、第1の面光源をオンにする。
以下、同様にして、第1,第2の面光源のオン状態が切換手段により切り換えられる。
【0028】
このようにして、二種類の画像情報を映像表示することができるバーチャルスイッチを実現できる。しかも、請求項1の発明の場合と同様に、安価で単純な構成の画像プレートが用いられるとともに、第1,第2の面光源および第1,第2の画像プレートが一つの筐体内にコンパクトに収納されるので、構造を簡略化でき、コストを大幅に削減することができる。
【0029】
また、この場合においても、第1,第2の面光源および第1,第2の画像プレートの組み合わせを筐体内にもう一組設けることにより、四種類の画像情報を表示することができる。さらに、この場合においても、画像プレートを交換可能に設けることにより、画像プレートの交換のみで、本バーチャルスイッチを種々のアプリケーションに適用することができるようになる。
【0030】
請求項4の発明では、第1の面光源の方がオン状態のときには、レンズユニットにより、第1の画像プレートの第1の画像情報が筐体の開口部において透光性押しボタンの内部に正立実像の映像として結像される。
【0031】
この状態から、操作者が押しボタンを押すと、押しボタンの作動がスイッチ部により検出され、該スイッチ部が検出信号を出力する。そして、スイッチ部の検出信号を受けて、切換手段が第1の面光源をオフにするとともに、第2の面光源をオンにする。
【0032】
第2の面光源がオン状態のときには、レンズユニットにより、第2の画像プレートの第2の画像情報が筐体の開口部において押しボタンの内部に正立実像の映像として結像される。
【0033】
この状態から、操作者が押しボタンを押すと、押しボタンの作動がスイッチ部により検出され、該スイッチ部からの検出信号を受けて、切換手段が第2の面光源をオフにするとともに、第1の面光源をオンにする。
以下、同様にして、第1,第2の面光源のオン状態が切換手段により切り換えられる。
【0034】
このようにして、二種類の画像情報を表示することができる。しかも、この場合においても、安価で単純な構成の画像プレートが用いられるとともに、第1,第2の面光源および第1,第2の画像プレートが一つの筐体内にコンパクトに収納されるので、構造を簡略化でき、コストを大幅に削減することができる。
【0035】
また、請求項3の発明の場合と同様に、四種類の画像情報を表示することが可能であり、さらに、画像プレートを交換可能に設けることにより、本バーチャルスイッチを種々のアプリケーションに適用することができる。
【0036】
なお、この請求項4の発明の場合には、操作者が直接指を触れる押しボタンが設けられるため、狭義のバーチャルスイッチではないが、押しボタンを操作する際には、操作者が透光性の押しボタンの内部に結像された映像に指を接近させる感覚でボタン操作を行うことになるため、請求項4の発明は広義のバーチャルスイッチに含めることができるものである。
【0037】
請求項5の発明では、レンズユニットの軸上色収差を積極的に利用することにより、第1,第2の画像情報が筐体の開口部近傍において高低差のある異なった位置に結像するようになっているので、操作者は、表示される映像の色や形態の違いのみならず、その結像位置の違いによって、スイッチのオン/オフ状態の確認を行えるようになる。
【0038】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施態様を添付図面に基づいて説明する。
〔第1の実施態様〕
図1は、本発明の第1の実施態様による切換表示装置の縦断面概略構成図である。同図に示すように、切換表示装置1は、上方に開口する筒状の筐体2を有している。筐体2の底部2aには、LED(発光ダイオード)やEL(エレクトロルミネセンス)等から構成される面光源3が配置されている。
【0039】
面光源3の発光面3aの上方近傍には、文字や図形等の画像情報が描かれた透光性画像プレート(記銘板)4が配置されている。面光源3と記銘板4との間隔は、面光源3の光源色に応じて適宜決定される。
【0040】
筐体2の側部2bの底部2a寄りには、同様にLEDやEL等から構成される面光源5が配置されている。面光源5の発光面5aは、面光源3の発光面3aと直交している。
【0041】
面光源5の発光面5aの側方近傍には、記銘板4に描かれた画像情報とは異なる画像情報が描かれた透光性画像プレート(記銘板)6が配置されている。面光源5と記銘板6との間隔も、同様に面光源5の光源色に応じて適宜決定される。
【0042】
記銘板4の上方(すなわち記銘板6の側方)には、面光源3から射出して記銘板4を通った光L1を透過させるとともに、面光源5から射出して記銘板6を通った光L2を反射させるハーフミラー7が配設されている。
【0043】
ハーフミラー7の上方には、ハーフミラー7からの透過光または反射光が照射されるとともに、記銘板4,6に描かれた各画像情報を筐体2の上部開口部分よりも若干上方のSの位置にそれぞれ正立実像の映像A,Bとして結像させるためのレンズユニット8が設けられている。
【0044】
レンズユニット8は、多数の屈折率分布形マイクロレンズ素子を密着させて接着剤により接合することにより構成されている。なお、レンズユニット8として、多数の平凸マイクロレンズ素子または両凸マイクロレンズ素子をシート状に組み合わせてなるシートレンズを二枚用意し、これらを所定間隔を隔てて対向配置させたものを用いるようにしてもよい。
【0045】
なお、図示していないが、本切換表示装置1の外部には、各面光源3,5のON/OFF状態を操作者が外部から切り換えるための切換ユニットが設けられている。
【0046】
次に、本実施態様の作用効果について説明する。
まず、操作者が切換ユニットを操作して面光源3の方をONにした場合には、面光源3から射出され記銘板4を通った光L1は、ハーフミラー7を透過した後、レンズユニット8に照射される。そして、レンズユニット8により、記銘板3上の画像情報が筐体2の開口部上方のSの位置に正立実像の映像A(たとえば英文字「ON」)として結像される。
【0047】
次に、操作者が切換ユニットを操作して面光源5の方をONにした場合には、面光源5から射出され記銘板6を通った光L2は、ハーフミラー7で反射した後、レンズユニット8に照射される。そして、レンズユニット8により、記銘板6上の画像情報が筐体2の開口部上方のSの位置に正立実像の映像B(たとえば英文字「OFF」)として結像される。
【0048】
このようにして、二種類の画像情報が表示される。しかも、この場合には、安価で単純な構成の記銘板4,6が用いられるとともに、面光源3,5および記銘板4,6が一つの筐体2内にコンパクトに収納されるので、構造を簡略化でき、コストを削減できる。
【0049】
とくにCRTやLCDと比較した場合には、CRTやLCD自体が高価であり、またこれらを用いる場合には必ずCPUが必要となることから、コストを大幅に削減することが可能になる。
【0050】
また、記銘板4,6の双方もしくはいずれか一方を筐体2に対して差し換え可能に設けるようにすれば、記銘板4,6の交換のみで、本切換表示装置1を種々のアプリケーションに適用できるようになる。
【0051】
〔第2の実施態様〕
図2は本発明の第2の実施態様によるバーチャルスイッチの縦断面概略構成図であり、図3はその駆動系の概略ブロック図である。なお、図2中、図1と同一符号は同一または相当部分を示している。
【0052】
この第2の実施態様が前記第1の実施態様と異なるのは、筐体2の側部2bが上方に延長されるとともに、この側部2bの延長部分に透過型光電スイッチ9が設けられている点である。
【0053】
光電スイッチ9は、赤外線等の光を射出する投光部9aと、これに対向配置され、投光部9aから射出された光を受光する受光部9bとから構成されている。光電スイッチ9の投光回路および受光回路は、後述するように、バーチャルスイッチ1′の駆動系に組み込まれており、これにより、筐体2の上部開口内にたとえば指を入れて、投光部9aから射出した光を遮断すると、面光源3または5のいずれか一方がONするように、それぞれ切り換え可能になっている。
【0054】
次に、バーチャルスイッチ1′の駆動系について図3を用いて説明する。
同図において、クロック信号を出力するタイミング発生回路10が設けられている。光電スイッチ9の投光部9aを含む投光回路11および受光部9bを含む受光回路12には、タイミング発生回路10から出力されたクロック信号がそれぞれ入力される。また投光回路11の投光部9aからは常時光が射出されており、該射出光は受光回路12の受光部9bにより受光されている。
【0055】
受光回路12の出力側には、入力判定回路13が接続されている。この入力判定回路13は、投光回路11からの射出光が受光回路12に受光されていないかどうかを判定するためのものである。投光回路11からの射出光が操作者の指により遮断された結果、該射出光が受光回路12により受光されなければ、入力判定回路13は判定出力であるトリガ信号Dを出力する。
【0056】
入力判定回路13の出力側には、切換手段としてのフリップフロップ回路14が接続されている。フリップフロップ回路14には、同様にタイミング発生回路10からのクロック信号CLKが入力される。
【0057】
フリップフロップ回路14の信号Q出力側には、バッファ回路15および表示A駆動回路16が接続されている。バッファ回路15からは、映像Aに関係する出力Aがスイッチ出力として出力される。映像Aとしてたとえば英文字「START」が表示されるようにした場合には、出力Aはスタート信号として、バーチャルスイッチ1′が接続された機器の入力回路に入力される。また表示A駆動回路16は、映像Aを表示させるための回路であって、面光源3をONにする回路である。
【0058】
また、フリップフロップ回路14の信号Q′(信号Qの反転信号)出力側には、バッファ回路17および表示B駆動回路18が接続されている。バッファ回路17からは、映像Bに関係する出力Bがスイッチ出力として出力される。映像Bとしてたとえば英文字「STOP」が表示されるようにした場合には、出力Bは停止信号として、バーチャルスイッチ1′が接続された機器の入力回路に入力される。また表示B駆動回路18は、映像Bを表示させるための回路であって、面光源5をONにする回路である。
【0059】
次に、本実施態様の作用効果について説明する。
まず、面光源3がON状態で面光源5がOFF状態のときには、面光源3から射出され記銘板4を通った光L1は、ハーフミラー7を透過した後、レンズユニット8に照射される。そして、レンズユニット8により、記銘板4上の画像情報が筐体2の開口部内のSの位置に正立実像の映像A(たとえば英文字「START」)として結像される。
【0060】
なお、このとき、フリップフロップ回路14からは、ON信号である信号Qおよびその反転信号であるOFF信号の信号Q′が出力されており、信号Qはバッファ回路15および表示A駆動回路16に入力され、信号Q′はバッファ回路17および表示B駆動回路18に入力されている。
【0061】
信号Qが入力されたバッファ回路15からは、スイッチ出力として出力Aが出力される。この出力Aは、バーチャルスイッチ1′が接続された機器の入力回路にスタート信号として入力され、これにより、該機器が駆動状態におかれる。表示A駆動回路16は、信号Qの入力により作動しており、これにより面光源3がON状態におかれている。
【0062】
一方、信号Q′が入力されたバッファ回路17からはスイッチ出力は出力されず、また表示B駆動回路18は、信号Q′の入力により作動を停止しており、これにより面光源5がOFF状態におかれている。
【0063】
次に、操作者が筐体2の上部開口内に指を入れて映像Aに指を接近させると、光電スイッチ9の投光部9aから射出された光が指により遮断される。これにより、入力判定回路13がトリガ信号Dを出力する。
【0064】
入力判定回路13から出力されたトリガ信号Dは、フリップフロップ回路14に入力される。すると、フリップフロップ回路14は、OFF信号である信号Qおよびその反転信号であるON信号の信号Q′を出力する。
【0065】
信号Qが入力されたバッファ回路15からはスイッチ出力は出力されず、また表示A駆動回路16は、信号Qの入力により作動を停止し、これにより面光源3がOFF状態にされる。
【0066】
一方、信号Q′が入力されたバッファ回路17からは、スイッチ出力として出力Bが出力される。この出力Bは、バーチャルスイッチ1′が接続された機器の入力回路に停止信号として入力され、これにより、該機器が停止状態におかれる。また表示B駆動回路18は、信号Q′の入力により作動し、これにより面光源5がON状態にされる。
【0067】
このように、面光源5がON状態で面光源3がOFF状態のときには、面光源5から射出され記銘板6を通った光L2は、ハーフミラー7で反射した後、レンズユニット8に照射される。そして、レンズユニット8により、記銘板6上の画像情報が筐体2の開口部内のSの位置に正立実像の映像B(たとえば英文字「STOP」)として結像される。
【0068】
この状態から、操作者が筐体2の上部開口内に指を入れて映像Bに指を接近させると、光電スイッチ9の投光部9aから射出された光が遮断され、入力判定回路13が再びトリガ信号Dを出力する。
【0069】
トリガ信号Dは、フリップフロップ回路14に入力されて、フリップフロップ回路14がON信号である信号Qおよびその反転信号であるOFF信号の信号Q′を出力する。これにより、面光源5が再びOFF状態にされるとともに、面光源3がON状態にされる。
【0070】
以下、同様にして、操作者が筐体2の上部開口内に指を入れて、映像AまたはBに指を接近させる度に、面光源3,5のON状態が交互に切り換えられ、面光源3がON状態のときには記銘板4の画像情報が、また面光源5がON状態のときには記銘板6の画像情報がそれぞれ映像表示されることになる。
【0071】
このようにして、二種類の画像情報を表示することができるバーチャルスイッチを実現できる。しかも、この場合においても、前記第1の実施態様と同様に、安価で単純な構成の記銘板4,6が用いられるとともに、面光源3,5および記銘板4,6が一つの筐体2内にコンパクトに収納されるので、構造を簡略化でき、コストを大幅に削減できる。
【0072】
また、前記第1の実施態様の場合と同様に、記銘板4,6の双方もしくはいずれか一方を筐体2に対して差し換え可能に設けるようにすれば、記銘板4,6の交換のみで、本バーチャルスイッチ1′を種々のアプリケーションに適用できるようになる。
【0073】
〔第3の実施態様〕
前記第2の実施態様では、二種類の画像情報を映像表示することができるいわゆる二画面表示のバーチャルスイッチを例にとって説明したが、本発明は、図4に示すような四画面表示のバーチャルスイッチにも同様に適用できるものである。なお、同図において、図2と同一符号は同一または相当部分を示している。
【0074】
図4において、筐体2の中心線Lc の一方の側(図右側)には、前記第2の実施態様と同様に構成された、面光源3,5および記銘板4,6とハーフミラー7とからなる第1の光学系が配置されており、中心線Lc の他方の側(図左側)には、前記第1の光学系と対称に配置された、面光源3′,5′および記銘板4′,6′とハーフミラー7′とからなる第2の光学系が配置されている。なお、これら第1,第2の光学系による結像の仕方は前記実施態様の場合と同様なので、ここでは説明を省略する。
【0075】
また図5は、このバーチャルスイッチ1′aを上部開口側からみた平面図であって、この上部開口空間20の右半分に第1の光学系による映像A,Bが表示され、左半分に第2の光学系による映像A′,B′がそれぞれ表示されることになる。なお、図5において、中央の二点鎖線は説明の便宜上付け加えたものであって、画面の境界を示す仮想線である。
【0076】
このようにして、A,B,A′,B′という四種類の画像情報を映像表示することができるようになり、いわゆる四画面表示が可能になる。
【0077】
光学系の配置としては、この図4に示すものの他に種々のものが考えられる。たとえば図6の平面図に示すように、各々三角形状のハーフミラー7a,7b,7c,7dを四角錐の側面を構成するように隣接して配置するとともに、各ハーフミラーにそれぞれ対応して、記銘板4a,6a;4b,6b;4c,6c;4d,6dを設けるようにしてもよい。この場合には、八種類の画像情報を映像表示することが可能になる。なお、図6においては、光源を省略して示している。
【0078】
また図4において、ハーフミラー7,7′を紙面垂直方向に連設(端面同士を隣接)し、各ハーフミラーに対応して記銘板4,6,4′,6′を増やしていけば、映像表示できる画像情報を増やすことができる。
【0079】
このような種々の光学系の採用により、二種類またはそれ以上の画像情報を表示することができるバーチャルスイッチを実現できる。
【0080】
また、この第3の実施態様においても、安価で単純な構成の記銘板4,4′,6,6′が用いられるとともに、これらの記銘板および各面光源3,3′,5,5′が一つの筐体2内にコンパクトに収納されているので、構造を簡略化でき、コストを大幅に削減できる。
【0081】
〔第4の実施態様〕
前記第2および第3の実施態様では、光電スイッチ9として透過型のものを用いた例を示したが、本発明は、反射型光電スイッチを用いたバーチャルスイッチにも同様に適用できる。
【0082】
図7はこのようなバーチャルスイッチ1′bを示しており、同図において、図2と同一符号は同一または相当部分を示している。図中25が筐体2内に設けられた反射型光電スイッチであって、この反射型光電スイッチ25は、赤外線等の光を射出する投光部25aと、投光部25aから射出された光の反射光を受光する受光部25bとから構成されている。
【0083】
この第4の実施態様では、筐体2の開口部上方のSの位置に結像された正立実像の映像AまたはBに操作者が指Fを接近させると、光電スイッチ25の投光部25aから射出された光が操作者の指Fに反射して、その反射光が受光部25bで受光される。これにより、光電スイッチ25が作動して、面光源3,5のON状態の切換えが行われる。
【0084】
なお、この場合には、映像A,Bが筐体2の開口部上方のSの位置に結像されるようにしたが、筐体2の開口部内に結像されるようにしてもよい。
【0085】
〔第5の実施態様〕
前記第2ないし第4の実施態様では、映像が結像されている空間領域内に指を接近させることにより映像の切換表示を行う、いわゆる狭義のバーチャルスイッチを例にとって説明したが、本発明の適用はこれに限定されるものではなく、図8に示すような押しボタンを備えた広義のバーチャルスイッチにも同様に本発明を適用できる。
【0086】
図8において、図2と同一符号は同一または相当部分を示しており、この実施態様に示すバーチャルスイッチ1′cが前記第2ないし第4の実施態様に示すものと異なるのは、透光性の押しボタン30が筐体2の上部開口内に設けられている点である。
【0087】
なお、図示していないが、筐体2の内部には、押しボタン30の作動を検出して検出信号を出力するマイクロスイッチ(スイッチ部)が設けられている。また、バーチャルスイッチ1′cの駆動系には、マイクロスイッチの検出信号に基づいて面光源3,5のON状態を切り換えるための、前記第2の実施態様におけるフリップフロップ回路14と同様のフリップフロップ回路(図示せず)が設けられている。
【0088】
この第5の実施態様においては、面光源3,5がON状態のときにそれぞれ表示される映像A,Bは、透光性押しボタン30の内部に正立実像の映像として結像される。
【0089】
したがって、映像A,Bが結像された状態から、操作者が押しボタン30を押し込む際には、操作者は、押しボタン30の内部または上面に結像された映像A,Bに触れる感覚でボタン操作を行うことになる。
【0090】
映像Aが表示された状態から、操作者が押しボタン30を押し込むと、押しボタン30の作動がマイクロスイッチにより検出され、該マイクロスイッチが検出信号を出力する。このマイクロスイッチからの検出信号を受けて、フリップフロップ回路が面光源5をON状態にし、面光源3をOFF状態にする。この結果、押しボタン30内に結像される映像が映像Aから映像Bに切り換わる。
【0091】
次に、映像Bが結像された状態から、操作者が押しボタン30を押し込むと、押しボタン30の作動が同様にマイクロスイッチにより検出され、該マイクロスイッチが検出信号を出力する。このマイクロスイッチからの検出信号を受けて、フリップフロップ回路が面光源3をON状態にし、面光源5をOFF状態にする。この結果、押しボタン30内に結像される映像が映像Bから映像Aに切り換わる。
【0092】
以下、同様にして、押しボタン30を押し込む度に、面光源3,5のON状態が交互に切り換えられ、映像A,Bが交互に結像されることになる。
【0093】
なお、この第5の実施態様では、押しボタン30の作動をマイクロスイッチにより検出するようにしたが、本発明の適用はこれに限定されず、光電スイッチにより検出するようにしてもよい。
【0094】
また、押しボタン30の表面に拡散膜を貼り付けるようにしてもよく、この場合には、映像をより鮮明に表示させることが可能になる。
【0095】
〔第6の実施態様〕
前記第1ないし第5の実施態様においては、各面光源の光源色および各面光源からハーフミラーまでの距離を適宜設定することにより、各記銘板上の画像情報がいずれも同じ結像位置(筐体2の上部開口部近傍のSの位置)に結像されるようにした例を示したが、本発明の適用はこれに限定されるものではない。
【0096】
図9は、本発明の第6の実施態様によるバーチャルスイッチの縦断面概略構成図である。なお、同図中、図2と同一符号は同一または相当部分を示している。また、このバーチャルスイッチには、図3に示す駆動系と同様の駆動系が電気的に接続されている。
【0097】
図9に示すバーチャルスイッチ1′dでは、レンズユニット8の軸上色収差(レンズの光軸上で光の色の違いすなわち波長の違いにより結像点が異なる現象)を積極的に利用することにより、記銘板4上の画像情報を筐体2の上部開口内のS1の位置に結像させ、記銘板6上の画像情報を筐体2の上部開口内のS2の位置に結像させるようにしている。ここで、各結像面S1,S2間の距離Δは、操作者がその高低差を視認できる距離であればよく、好ましくは10mm程度に設定される。
【0098】
面光源3としては、波長の長いたとえば赤色または橙色の光源が用いられ、面光源5としては、赤色や橙色よりも波長の短いたとえば青色または緑色の光源が用いられる。なお、その他の色光の組合せももちろん可能である。
【0099】
また、面光源3と記銘板4との間あるいは面光源5と記銘板6との間のいずれか一方に、蛍光体からなる蛍光板を設置するようにしてもよい。たとえば、赤色を発する面光源3と記銘板4との間に蛍光板を設置した場合には、面光源3から発した赤色光が蛍光板に入射すると、蛍光板は赤色光とこれより波長の短いたとえば黄色光を発する。これにより、蛍光板から出た光は、赤色と黄色の合成色である、白色に近い光になる。したがって、この場合には、面光源3側の白色に近い光と面光源5側の青色光または緑色光との組合せになる。
【0100】
同様に、たとえば、青色を発する面光源5と記銘板6との間に蛍光板を設置した場合には、面光源5から発した青色光が蛍光板に入射すると、蛍光板は青色光とこれより波長の長いたとえば黄色光を発する。これにより、蛍光板から出た光は、青色と黄色の合成色である、白色に近い光になる。したがって、この場合には、面光源3側の赤色光または橙色光と面光源5側の白色に近い光との組合せになる。
【0101】
この実施態様においては、まず、面光源3がON状態で面光源5がOFF状態のときには、面光源3から射出され記銘板4を通った、たとえば赤色光L1は、ハーフミラー7を透過した後、レンズユニット8に照射される。そして、レンズユニット8により、記銘板4上の画像情報が筐体2の開口部内のS1の位置に正立実像の赤色の映像A(たとえば英文字「START」)として結像される。
【0102】
この状態から、操作者が筐体2の上部開口内に指を入れて映像Aに指を接近させると、光電スイッチ9の投光部9aから射出された光が指により遮断される。すると、前記第2の実施態様で説明したように、駆動系の作動により、面光源3がOFF状態にされ、面光源5がON状態にされる。
【0103】
このように面光源5がON状態で面光源3がOFF状態のときには、面光源5から射出され記銘板6を通った、たとえば青色光L2は、ハーフミラー7で反射した後、レンズユニット8に照射される。そして、レンズユニット8により、記銘板6上の画像情報が筐体2の開口部内のS2の位置に正立実像の青色の映像B(たとえば英文字「STOP」)として結像される。
【0104】
この状態から、操作者が再び筐体2の上部開口内に指を入れて映像Bに指を接近させると、光電スイッチ9の投光部9aから射出された光が遮断され、面光源3が再びON状態にされるとともに、面光源5がOFF状態にされる。
【0105】
以下、同様にして、操作者が筐体2の上部開口内に指を入れて、映像AまたはBに指を接近させる度に、面光源3,5のON状態が交互に切り換えられ、面光源3がON状態のときには記銘板4上の画像情報が、また面光源5がON状態のときには記銘板6上の画像情報がそれぞれ映像表示されることになる。
【0106】
このようにして、前記第1ないし第5の実施態様の場合と同様に、二種類の画像情報を表示することができる、コンパクトで安価なバーチャルスイッチを実現できる。
【0107】
しかも、この場合には、二つの結像面S1,S2の間に高低差Δを設けているので、面光源3による赤色の映像Aが筐体2の開口部内の開口寄りの位置(操作者から見て手前側の浮き上がった位置)に結像し、面光源5による青色の映像Bが筐体2の開口部内のやや奥側の位置(操作者から離れた沈んだ位置)に結像することになる。
【0108】
このように、二種類の映像の結像位置に高低差が設けられることによって、操作者は押しボタンを操作したのと同様の操作感を得ることができる。
【0109】
なお、図9では、光電スイッチ9を結像面S1の位置に一つだけ設けた例を示したが、同図中、二点鎖線で示すように、結像面S1のみならず結像面S2の位置にも投光部9′aおよび受光部9′bからなる光電スイッチ9′を設けるようにしてもよい。このとき、光電スイッチ9は映像Aが表示されているときにのみ作動可能な状態にしておき、同様に光電スイッチ9′は映像Bが表示されているときにのみ作動可能な状態にしておく。
【0110】
この場合においては、映像Aが表示されているときには、操作者が映像Aに指を接近させると、光電スイッチ9が作動して映像がAからBに切り換わり、逆に映像Bが結像しているときには、操作者が映像Bに指を接近させると、光電スイッチ9′が作動して映像がBからAに切り換わることになる。
【0111】
また、筐体2の開口部内に設ける光電スイッチとしては、図9に示すような透過型に限らず、前記第4の実施態様に示すような反射型であってもよい。
【0112】
さらに、光学系の配置は、図9に示すものには限定されず、前記第3の実施態様に示すような種々の光学系を採用することが可能である。
【0113】
また、前記第5の実施態様に示すような押しボタン付のバーチャルスイッチに本実施態様を適用するようにしてもよい。
【0114】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、二種類以上の画像情報を表示することができるとともに、構造を簡略化でき、コストを大幅に削減することができる切換表示装置およびバーチャルスイッチを実現できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施態様による切換表示装置の縦断面概略構成図。
【図2】本発明の第2の実施態様によるバーチャルスイッチの縦断面概略構成図。
【図3】前記バーチャルスイッチ(図2)の駆動系の概略ブロック構成図。
【図4】本発明の第3の実施態様によるバーチャルスイッチの縦断面概略構成図。
【図5】前記バーチャルスイッチ(図4)を上部開口側からみた平面図。
【図6】前記バーチャルスイッチ(図4)において光学系の配置の変形例を示す平面図。
【図7】本発明の第4の実施態様によるバーチャルスイッチの縦断面概略構成図。
【図8】本発明の第5の実施態様による押しボタン付バーチャルスイッチの縦断面概略構成図。
【図9】本発明の第6の実施態様によるバーチャルスイッチの縦断面概略構成図。
【図10】従来のバーチャルスイッチの縦断面概略構成図であって、本発明の図2に相当する図。
【符号の説明】
1 切換表示装置
1′,1′a,1′b バーチャルスイッチ
1′c,1′d バーチャルスイッチ
2 筐体
2a 底部
2b 側部
3,3′ (第1の)面光源
3a,3′a 発光面
4,4′,4a 記銘板(第1の画像プレート)
4b,4c,4d 記銘板(第1の画像プレート)
5,5′ (第2の)面光源
5a,5′a 発光面
6,6′,6a 記銘板(第2の画像プレート)
6b,6c,6d 記銘板(第2の画像プレート)
7,7′,7a ハーフミラー
7b,7c,7d ハーフミラー
8 レンズユニット
9,9′,25 光電スイッチ
9a,25a,9′a 投光部
9b,25b,9′b 受光部
18 フリップフロップ回路(切換手段)
30 押しボタン
S,S1,S2 結像位置
A,B,A′,B′ 映像
Claims (5)
- 一端に開口部を有する筐体と、
前記筐体の前記開口部と逆側の底部に配置された第1の面光源と、
前記筐体の側部において前記第1の面光源の発光面と直交する位置にその発光面が配設された第2の面光源と、
前記第1,第2の面光源の各発光面の近傍にそれぞれ配設された透光性の第1,第2の画像プレートと、
前記第1の面光源から射出して前記第1の画像プレートを通った光を透過させるとともに、前記第2の面光源から射出して前記第2の画像プレートを通った光を反射させるハーフミラーと、
前記筐体の前記開口部と前記ハーフミラーとの間に配置され、前記ハーフミラーからの透過光または反射光が照射されるとともに、前記第1,第2の画像プレートにそれぞれ描かれた第1,第2の画像情報を、前記筐体の前記開口部の近傍位置にそれぞれ正立実像として結像させるためのレンズユニットと、
前記第1,第2の面光源のオン状態を切り換えるための切換手段と、
を備えた切換表示装置。 - 前記第1,第2の画像情報が、前記筐体の前記開口部の近傍において高低差のある異なった位置に結像するようになっている、
ことを特徴とする請求項1記載の切換表示装置。 - 一端に開口部を有する筐体と、
前記筐体の前記開口部と逆側の底部に配置された第1の面光源と、
前記筐体の側部において前記第1の面光源の発光面と直交する位置にその発光面が配設された第2の面光源と、
前記第1,第2の面光源の各発光面の近傍にそれぞれ配設された透光性の第1,第2の画像プレートと、
前記第1の面光源から射出して前記第1の画像プレートを通った光を透過させるとともに、前記第2の面光源から射出して前記第2の画像プレートを通った光を反射させるハーフミラーと、
前記筐体の前記開口部と前記ハーフミラーとの間に配置され、前記ハーフミラーからの透過光または反射光が照射されるとともに、前記第1,第2の画像プレートにそれぞれ描かれた第1,第2の画像情報を、前記筐体の前記開口部の近傍位置にそれぞれ正立実像として結像させるためのレンズユニットと、
前記筐体の前記開口部に配設された光電スイッチと、
前記光電スイッチが操作者の手指を検出することにより発せられる検出信号に基づいて前記第1,第2の面光源のオン状態を切り換えるための切換手段と、
を備えたバーチャルスイッチ。 - 一端に開口部を有する筐体と、
前記筐体の前記開口部と逆側の底部に配置された第1の面光源と、
前記筐体の側部において前記第1の面光源の発光面と直交する位置にその発光面が配設された第2の面光源と、
前記第1,第2の面光源の各発光面の近傍にそれぞれ配設された透光性の第1,第2の画像プレートと、
前記第1の面光源から射出して前記第1の画像プレートを通った光を透過させるとともに、前記第2の面光源から射出して前記第2の画像プレートを通った光を反射させるハーフミラーと、
前記筐体の前記開口部と前記ハーフミラーとの間に配置され、前記ハーフミラーからの透過光または反射光が照射されるとともに、前記第1,第2の画像プレートにそれぞれ描かれた第1,第2の画像情報を、前記筐体の前記開口部の近傍位置にそれぞれ正立実像として結像させるためのレンズユニットと、
前記筐体の前記開口部に配設され、前記レンズユニットによる映像がその内部に結像さ れる透光性の押しボタンと、
前記押しボタンの作動を検出して検出信号を出力するスイッチ部と、
前記スイッチ部の検出信号に基づいて前記第1,第2の面光源のオン状態を切り換えるための切換手段と、
を備えたバーチャルスイッチ。 - 前記第1,第2の画像情報が、前記筐体の前記開口部の近傍において高低差のある異なった位置に結像するようになっている、
ことを特徴とする請求項3または4記載のバーチャルスイッチ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29750396A JP3725945B2 (ja) | 1996-08-30 | 1996-10-18 | 切換表示装置およびバーチャルスイッチ |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8-249129 | 1996-08-30 | ||
JP24912996 | 1996-08-30 | ||
JP29750396A JP3725945B2 (ja) | 1996-08-30 | 1996-10-18 | 切換表示装置およびバーチャルスイッチ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10123974A JPH10123974A (ja) | 1998-05-15 |
JP3725945B2 true JP3725945B2 (ja) | 2005-12-14 |
Family
ID=26539108
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP29750396A Expired - Fee Related JP3725945B2 (ja) | 1996-08-30 | 1996-10-18 | 切換表示装置およびバーチャルスイッチ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3725945B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3478192B2 (ja) | 1999-08-20 | 2003-12-15 | 日本電気株式会社 | 画面重畳表示型情報入出力装置 |
KR101162765B1 (ko) * | 2010-11-15 | 2012-07-05 | (주)코텍 | 슬롯머신용 버튼장치 |
JP2023130003A (ja) * | 2022-03-07 | 2023-09-20 | 凸版印刷株式会社 | 空中表示装置 |
-
1996
- 1996-10-18 JP JP29750396A patent/JP3725945B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH10123974A (ja) | 1998-05-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7310090B2 (en) | Optical generic switch panel | |
JP4193544B2 (ja) | 光学式タッチパネル及び電子機器 | |
KR20080044017A (ko) | 터치 스크린 | |
EP1660939A2 (en) | Interactive display system having an optical channeling element | |
WO2018146867A1 (ja) | 制御装置 | |
TW201643609A (zh) | 非接觸輸入裝置及方法 | |
JP4583378B2 (ja) | 自由にプログラミング設定可能なシンボルを備えた操作エレメント | |
JP2018088027A (ja) | センサシステム | |
TW201640299A (zh) | 非接觸輸入裝置及方法 | |
JP3725945B2 (ja) | 切換表示装置およびバーチャルスイッチ | |
JP2869619B2 (ja) | タッチレスパネルスイッチ | |
JP2008204047A (ja) | 表示検出装置および光検出装置 | |
JP4586370B2 (ja) | 投射表示装置及び投射表示方法 | |
JP3841929B2 (ja) | バーチャルスイッチの結像位置調整構造 | |
US7167619B2 (en) | Interactive display system having a matrix optical detector | |
JPH0367319A (ja) | 光学式座標入力装置 | |
JP2022177400A (ja) | 入力装置 | |
JPH0750788Y2 (ja) | 照明装置 | |
JP3525367B2 (ja) | タッチレススイッチ | |
JPH0428124A (ja) | ラベル付パネルスイッチ | |
JP5778117B2 (ja) | 自動販売機用商品選択スイッチ | |
JP3557489B2 (ja) | タッチレスパネルスイッチにおける物体検出方法 | |
JPH10321098A (ja) | 非接触スイッチ | |
JPH0895352A (ja) | 電子写真装置 | |
JP3622095B2 (ja) | マイクロレンズプレートを用いたタッチレスパネルスイッチ |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050401 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050707 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050830 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20050913 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20050926 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080930 Year of fee payment: 3 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080930 Year of fee payment: 3 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090930 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100930 Year of fee payment: 5 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |