WO2012032851A1 - 表示システム、および検出方法 - Google Patents

Abstract

　表示システム（１）は、表示領域（８１０）にオブジェクト（Ｄ～Ｆ）を予め定められた向きに並べて表示する。センサアレイ（３０）の１つの発光素子は、オブジェクト（Ｄ～Ｆ）に対して当該予め定められた向きに光を出射する。表示システム（１）は、オブジェクト（Ｄ～Ｆ）の各々に対して、互いに異なる数値範囲を対応付けたデータを予め格納している。表示システム（１）は、指（９１０）による反射光がセンサアレイ（３０）の受光素子によって受光されると、反射光を受光した受光素子の数を算出し、算出された受光素子の数と格納されたデータとに基づいて、算出された受光素子の数を含む数値範囲に対応付けされたオブジェクトをオブジェクト（Ｄ～Ｆ）から１つ特定し、特定されたオブジェクトに対応した処理を実行する。

Description

表示システム、および検出方法

　本発明は、表示システム、および検出方法に関する。本発明は、特に、空中に２次元画像を表示する表示システム、および当該２次元画像におけるに含まれるオブジェクトの選択を検出する検出方法に関する。

　従来、空中に２次元画像を表示する表示システムが知られている。
　特開２００５－１４１１０２号公報（特許文献１）には、上記表示システムとして、立体的二次元画像表示装置が開示されている。立体的二次元画像表示装置は、表示部と、マイクロレンズアレイと、位置検出センサと、制御部とを備える。

　表示部は、二次元画像を表示する画像表示面を備える。マイクロレンズアレイは、画像表示面から出射した光を画像表示面から離間した立体画像表示面に結像することにより、立体画像表示面に二次元画像を擬似立体的に表示する。位置検出センサは、立体画像表示面に対応づけて配置され、外部からの物理的な働きかけを受けた位置に対応した信号を出力する。制御部は、位置検出センサからの出力信号に応じて、立体画像表示面内の画像を変化させる。

　特開平９－５５１５２号公報（特許文献２）には、上記表示システムとして、タッチレスパネルスイッチを備えた表示装置が開示されている。当該タッチレスパネルスイッチにおいては、指を検出しようとしている所定の領域へ指が侵入してきたときに、投光素子からの光線が当該指に反射し、受光素子へ入射するように、当該投光素子と当該受光素子とからなる反射型光センサを、屈折率分布型レンズ素子の周囲の空間に、当該所定の領域毎に少なくとも１個以上設置している。

　また、従来、空中に２次元画像および３次元画像を表示する表示システムが知られている。

　国際公開第２００７／１１６６３９号公報（特許文献３）には、当該表示システムとして、結像素子を備えたディスプレイ装置が開示されている。当該ディスプレイ装置は、２次元または３次元の物体である被投影物を、結像素子に対して反対側に、２次元像または３次元像の実像として結像させる。より詳しく説明すると以下のとおりである。

　結像素子は、１つの平面を構成する素子面を光が透過する際に光線の屈曲を生じさせる光学素子である。結像素子は、素子面に垂直もしくはそれに近い角度で配置された１つ以上の鏡面による光の反射を行なう単位光学素子を複数配置することにより構成される。結像素子は、素子面の一方側に配置した被投影物から発せられる光を、素子面を透過する際に鏡面に反射させることによって、素子面の他方側の物理的実体のない空間に実像として結像させる。

　また、従来、ホログラムを利用した非接触スイッチが知られている。
　特開平１０－３０２５８９号公報（特許文献４）には、ホログラムレンズの後方にハーフミラーが設置され、さらにその後方に原像（元絵）が設置され、当該原像の背後にバックライトが設けられた非接触スイッチが開示されている。当該非接触スイッチは、ホログラムレンズの前面側の一方のサイドに発光素子が設置され、他方のサイドに第１の受光素子が設置されている。当該非接触スイッチは、物体反射光のうち、ホログラムレンズを透過し、且つハーフミラーで反射された反射光を受光するための第２の受光素子をさらに備える。

特開２００５－１４１１０２号公報 特開平９－５５１５２号公報 国際公開第２００７／１１６６３９号公報 特開平１０－３０２５８９号公報

　しかしながら、特許文献１では、空中に表示した２次元画像の周囲を囲むように位置検出センサを配置する必要がある。それゆえ、特許文献１では、空中に表示した２次元画像の周囲に枠が必要となる。したがって、ユーザは、特許文献１の立体的二次元画像表示装置が表示する画像と、表示パネルに画像を表示させる一般のディスプレイが表示する画像との違いを感じにくい。

　特許文献２では、１つのセンサによって、空中の２次元画像内の予め定められた位置に指等の物体が位置したことを検知している。このため、２次元画像を表示する表示領域について検知を行なうには、数多くのセンサが必要になる。さらに、各センサの設置位置の位置決めは、非常に難しい。

　特許文献３では、結像した２次元像または３次元画像の実像内のどの位置に物体が存在しているかを検知することはできない。

　特許文献４では、ホログラムレンズから結像の向きに、複数の選択可能なオブジェクトを並べて配置することはできない。

　本発明は上記の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、空中に表示させた２次元画像の周囲を枠で囲むことなく、簡易な構成で２次元画像におけるオブジェクトの選択を検出可能な表示システム、および当該表示システムにおける検出方法を提供することにある。

　本発明のある局面に従うと、表示システムは、ディスプレイと、ディスプレイに表示された画像に基づいて、空中の表示領域に２次元画像を表示する光学素子と、発光素子と複数の受光素子とを含んだセンサと、センサに電気的に接続され、表示領域に複数のオブジェクトを予め定められた向きに並べて表示させるプロセッサと、プロセッサに電気的に接続されたメモリとを備える。発光素子は、複数のオブジェクトに対して、上記予め定められた向きに光を出射する。複数の受光素子は、出射された光のうち物体により反射された光を受光可能に配置されている。メモリは、複数のオブジェクトの各々に対して、互いに異なる数値範囲を対応付けた第１のデータを予め格納している。プロセッサは、反射された光がセンサによって受光されると、反射された光を受光した受光素子の数を算出する。プロセッサは、算出された受光素子の数と第１のデータとに基づいて、算出された受光素子の数を含む数値範囲に対応付けされたオブジェクトを、複数のオブジェクトから１つ特定する。プロセッサは、特定されたオブジェクトに対応した処理を実行する。

　好ましくは、複数の受光素子は、発光素子に隣接して配置される。プロセッサは、反射された光がセンサによって受光されたことに基づき、当該反射された光により形成されるセンサにおける受光領域が、１つであるか否かを判断する。プロセッサは、受光領域が１つであると判断すると、オブジェクトの特定を行なう。プロセッサは、受光領域が１つでないと判断すると、オブジェクトの特定を行なわない。

　好ましくは、複数の受光素子は、発光素子を囲むように配置されている。
　好ましくは、複数の受光素子は、マトリクス状に配置されている。受光領域は、円形または楕円形である。メモリは、複数のオブジェクトの各々に対して、互いに異なる数値を対応付けた第２データをさらに格納している。上記数値は、オブジェクトとセンサとの間の距離に比例して広くなるように設定されている。プロセッサは、受光領域が楕円形である場合、反射した光を受光した受光素子のうち、当該楕円の長軸上に位置する受光素子の数と、特定されたオブジェクトに対応付けられた数値とを比較する。プロセッサは、受光素子の数が数値の所定倍未満のときには、特定されたオブジェクトに対応した処理を実行する。プロセッサは、受光素子の数が上記数値の所定倍以上のときには、特定されたオブジェクトに対応した処理を実行しない。

　好ましくは、プロセッサは、長軸上に位置する受光素子の数が上記数値の所定倍以上であると判断すると、特定したオブジェクトの表示態様を第１の表示態様から第２の表示態様に変更させる。

　好ましくは、プロセッサは、受光領域が１つであると判断すると、受光領域が予め定められた領域に含まれるか否かを判断する。プロセッサは、受光領域が予め定められた領域に含まれると判断すると、特定されたオブジェクトに対応した処理を実行する。プロセッサは、受光領域が予め定められた領域に含まれないと判断すると、特定されたオブジェクトに対応した処理を実行しない。

　好ましくは、予め定められた領域は、オブジェクト毎に設定されている。予め定められた領域は、オブジェクトとセンサとの間の距離に比例して広くなるように設定されている。

　好ましくは、プロセッサは、受光領域が予め定められた領域に含まれないと判断すると特定したオブジェクトの表示態様を第１の表示態様から第２の表示態様に変更させる。

　好ましくは、センサは、測距センサである。メモリは、センサにおける出力電圧と距離との対応関係を示した第３のデータと、複数のオブジェクトの各々の表示位置を示した第４のデータとをさらに格納している。プロセッサは、測距センサが出力した電圧値と第３のデータとに基づいて、物体の位置を検出する。プロセッサは、検出された物体の位置および第４のデータに基づいて、特定されたオブジェクトについての当該特定が正しいか否かを判断する。プロセッサは、特定が正しいと判断すると、特定されたオブジェクトに対応した処理を実行する。

　本発明の他の局面に従うと、検出方法は、空中の表示領域に表示した２次元画像に含まれるオブジェクトの選択を検出する表示システムにおける検出方法である。表示システムは、ディスプレイと、ディスプレイに表示された画像に基づいて、２次元画像を表示する光学素子と、発光素子と複数の受光素子とを含んだセンサと、センサに電気的に接続され、ディスプレイに複数のオブジェクトを予め定められた向きに並べて表示させるプロセッサと、プロセッサに電気的に接続されたメモリとを備える。メモリは、複数のオブジェクトの各々に対して、互いに異なる数値範囲を対応付けたデータを予め格納している。検出方法は、発光素子が、複数のオブジェクトに対して上記予め定められた向きに光を出射するステップと、複数の受光素子の少なくとも１つが、出射された光のうち物体により反射された光を受光するステップと、プロセッサが、反射された光がセンサによって受光されると、反射された光を受光した受光素子の数を算出するステップと、プロセッサが、算出された受光素子の数を含む数値範囲に対応付けされたオブジェクトを、複数のオブジェクトから１つ特定するステップと、プロセッサが、特定されたオブジェクトに対応した処理を実行するステップとを備える。

　本発明によれば、空中に表示させた２次元画像の周囲を枠で囲むことなく、簡易な構成で２次元画像におけるオブジェクトの選択を検出可能となる。

表示システムの外観および使用状態を示した図である。 図１におけるＩＩ－ＩＩ線矢視断面図である。 表示システムのハードウェア構成の一部を示したブロック図である。 センサアレイの構成を説明するための図である。 発光素子と発光素子の周囲の受光素子との上方に、反射部材の底面がセンサアレイの受光面と平行になるように反射部材を配置した状態を示した図である。 反射部材の底面と受光面との間の距離と、受光領域との関係を説明するための図である。 反射部材が発光素子により出射された一部の光しか反射できない位置にある状態における受光領域を示した図である。 ユーザ操作が確定したと判定される第１の例を示した図である。 ユーザ操作が確定したと判定される第２の例を示した図である。 ユーザ操作が確定していないと判定される例を示した図である。 反射部材が角度φａ傾いた場合に形成される受光領域を説明するための図である。 反射部材が角度φｂ傾いた場合に形成される受光領域を説明するための図である。 ＣＰＵによってオブジェクトＢの選択が有効であると判断される例を示した図である。 ＣＰＵによってオブジェクトＢの選択が無効であると判断される例を示した図である。 ＣＰＵによってオブジェクトＢの選択が無効であると判断される例を示した図である。 ＣＰＵによってオブジェクトＢの選択が有効であると判断される例を示した図である。 ＣＰＵによってオブジェクトＢの選択が無効であると判断される例を示した図である。 ＣＰＵによってオブジェクトＢの選択が無効であると判断される例を示した図である。 表示システムにおける処理の流れを示したフローチャートである。 測距センサの特性を示した図である。 表示システムに用いることが可能な他のセンサアレイの上面図である。 発光素子を１つだけ有する検出素子の一例を示した図である。 メモリに予め格納されている数値範囲データの構成を示した図である。

　以下、図面を参照しつつ、本発明の各実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。

　なお、以下では、「方向」とは、互いに異なる２つの向きを表す。「互いに異なる２つの向き」とは、たとえば、互いに反対を向いた２つの向きを表す。一例を挙げれば、Ｘ軸の方向とは、Ｘ軸の正の向きと、Ｘ軸の負の向きとを表す。

　図１は、表示システム１の外観および使用状態を示した図である。図１を参照して、表示システム１は、筐体１０と、開口部２０と、センサアレイ３０と、光学素子４０とを備える。

　光学素子４０は、筐体１０内のディスプレイ（図２参照）が発した光を透過して、空中の矩形の表示領域８１０に２次元画像（空中画像）を表示する。光学素子４０は、ＸＹ平面に平行に平行に配置されている。光学素子４０としては、たとえば、背景技術として説明した特許文献３の結像素子を用いることができる。

　表示領域８１０は、４つの辺８１０ａ，８１０ｂ，８１０ｃ，８１０ｄに囲まれた領域である。なお、辺８１０ａと辺８１０ｂとは平行であり、辺８１０ｃと辺８１０ｄとは平行である。表示領域８１０の法線の方向は、ｘｙｚ座標系においてｚ方向である。また、表示領域８１０は、ｘｙ平面に平行である。

　なお、ｘｙｚ座標系のｘ方向と、ＸＹＺ座標系のＸ方向とは平行である。ｘｙｚ座標系は、ＸＹＺ座標系をＸ軸を回転軸として所定の角度回転させた座標系である。

　開口部２０は、矩形状である。開口部２０は、表示領域８１０の下方（ｙ方向の負の向き）に、表示領域８１０の辺８１０ｂに沿って形成されている。

　センサアレイ３０は、複数の測距センサ３１＿ｋ（図４参照）をｘ方向に列状に配置している。センサアレイ３０は、筐体１０内において開口部２０に沿って配置されている。具体的には、センサアレイ３０は、各測距センサのセンシング面が表示領域８１０を向くように設置されている。

　表示領域８１０には、複数のオブジェクトが予め定められた向きに並べて表示される。たとえば、表示領域８１０には、オブジェクトＣ，Ｂ，Ａが、この順にｙ方向の正の向きに並べて表示される。また、表示領域８１０には、オブジェクトＦ，Ｅ，Ｄが、この順にｙ方向の正の向きに並べて表示される。また、表示領域８１０には、オブジェクトＩ，Ｈ，Ｇが、この順にｙ方向の正の向きに並べて表示される。つまり、オブジェクトＣ，Ｂ，Ａのｘ座標の値は同一であり、オブジェクトＦ，Ｅ，Ｄのｘ座標の値は同一であり、オブジェクトＩ，Ｈ，Ｇのｘ座標の値は同一である。また、オブジェクトＡ，Ｅ，Ｇのｙ座標の値は同一であり、オブジェクトＢ，Ｅ，Ｈのｙ座標の値は同一であり、オブジェクトＣ，Ｆ，Ｉのｙ座標の値は同一である。

　表示システム１においては、ユーザは、表示領域８１０に表示された空中画像を、たとえばユーザの指９１０で触る。具体的には、ユーザは、空中画像に含まれているオブジェクトＡ～Ｉを選択するために、指９１０で当該オブジェクトを触る。なお、「オブジェクト」とは、ユーザの操作対象として列挙されたアイテムである。「オブジェクト」とは、たとえば、選択可能に構成されたアイコンである。アイコンとしては、たとえば、ファイルを示した画像、ショートカットを示した画像、アプリケーションを実行するための画像である。

　図２は、図１におけるＩＩ－ＩＩ線矢視断面図である。図２を参照して、表示システム１は、筐体１０内に、センサアレイ３０と、ディスプレイ５０とを備える。表示システム１は、筐体１０の表面に設けられた開口部に、光学素子４０を備える。

　ディスプレイ５０は、光学素子４０の方向に画像を表示する。ディスプレイ５０が表示した画像が、光学素子４０により空中画像として表示領域８１０に表示される。より詳しく説明すれば、以下の通りである。

　ディスプレイ５０は、光学素子４０に対して、角度９０°－δａ傾いた状態で設置されている。なお、ディスプレイ５０が出射する光についての光学素子４０に対する入射角も、９０°－δａとなる。光学素子４０は、ディスプレイ５０が出射した光を、出射角９０°－δｂで出射する。これにより、表示領域８１０に、ディスプレイ５０が表示した画像が空中画像として表示される。

　センサアレイ３０は、表示領域８１０を含む平面と交わる位置に配置されている。つまり、センサアレイ３０は、表示領域８１０の辺８１０ａ，８１０ｂと平行となる位置に配されている（図１参照）。センサアレイ３０を構成する測距センサの各々は、測距センサの配列方向（ｘ方向）および表示領域８１０の法線の方向（ｚ方向）と垂直なｙ方向であって、表示領域８１０に近づく向きに光を出射する（図１の矢印７０１，７０２，７０３参照）。

　なお、センサアレイ３０が出射する光の光路と光学素子４０とがなす角δｃ（つまり、表示領域８１０と光学素子４０とがなす角）とδｂとの間には、δｃ＝９０°－δｂの関係が成立する。

　センサアレイ３０は、測距センサの各々が出射する光が表示領域８１０を通過する（つまり、光が表示領域８１０と重なる）ように配置されていてもよいし、あるいは当該光が表示領域８１０に沿って進むように（つまり、表示領域８１０と重ならずに、表示領域８１０から表示領域８１０の法線方向に対して予め定められた距離（たとえば、１ｃｍ）以内の領域を光が進むように）配置されていてもよい。以下では、測距センサの各々が出射する光が表示領域８１０を通過するように配置される場合を例に挙げて説明する。

　図３は、表示システム１のハードウェア構成の一部を示したブロック図である。図３を参照して、表示システム１は、センサアレイ３０と、ディスプレイ５０と、ＣＰＵ（Central　Processing　Unit）６０と、メモリ７０と、ディスプレイ駆動装置８０と、Ａ／Ｄ（Analog／Digital）コンバータ９０とを備える。

　センサアレイ３０は、センシング結果であるアナログの電圧値をＡ／Ｄコンバータ９０に出力する。Ａ／Ｄコンバータ９０は、アナログの電圧値をデジタルの電圧値に変換する。Ａ／Ｄコンバータ９０は、変換後のデジタルの電圧値を、ＣＰＵ６０に送る。

　メモリ７０は、たとえば、ＲＯＭ、ＲＡＭ、およびフラッシュメモリで構成される。メモリ７０は、表示システム１が実行するプログラム、複数のオブジェクトＡ～Ｉの各々の表示位置を示したデータ、および数値範囲データ７１等の各種データを格納している。数値範囲データについては後述する（図２３参照）。

　ＣＰＵ６０は、メモリ７０に予め格納されているプログラムを実行する。また、ＣＰＵ６０は、Ａ／Ｄコンバータ９０から取得した電圧値および数値範囲データ７１等を参照して、後述する処理を実行する。

　ディスプレイ駆動装置８０は、ＣＰＵ６０からの指令を受け、ディスプレイ５０を駆動する。

　図４は、センサアレイ３０の構成を説明するための図である。図４（ａ）は、センサアレイ３０の上面図である。図４（ｂ）は、図４（ａ）におけるＩＶｂ－ＩＶｂ線矢視断面図である。

　図４（ａ）を参照して、センサアレイ３０は、複数の測距センサ３１＿１～３１＿ｎにより構成される。なお、ｎは、２以上の自然数である。複数の測距センサの各々は、同じ構成を有する。各測距センサ３１＿ｋ（ｋは、１以上ｎ以下の任意の数）は、１つの発光素子と複数の受光素子とを備える。たとえば、測距センサ３１＿１は、１個の発光素子Ｅ１と、２５個の受光素子Ｒ（１，１）～Ｒ（１３，１），Ｒ（１，２）～Ｒ（６，２），Ｒ（８，２）～Ｒ（１３，２）とを備える。なお、受光素子の数は、２５個に限定されるものではない。また、ｚ方向の受光素子の数は、１３個に限定されるものではない。

　発光素子Ｅｋは、光を出射する。受光素子Ｒ（ｉ，ｊ）は、発光素子Ｅｋにより出射された光のうち、物体（たとえば指９１０）により反射された光を受光可能に配置されている。なお、ｋは、１以上ｎ以下の自然数である。ｉは、１以上１３以下の自然数である。ｊは、１以上ｍ以下の自然数である。ｍとｎとの間には、ｍ＝２×ｎの関係が成立している。また、ｉ＝７の場合には、ｊは偶数の値をとらない。

　１つの測距センサ３１＿ｋに着目した場合、当該センサに含まれる複数の受光素子Ｒ（ｉ，ｊ）は、当該センサに含まれる発光素子Ｅｋに隣接して配置されている。また、２つの測距センサに着目した場合、両センサに含まれる複数の受光素子が一方の測距センサに含まれる発光素子を囲むように配置されている。たとえば、発光素子Ｅ２は、測距センサ３１＿２の受光素子と測距センサ３１＿３の受光素子とに囲まれている。

　図４（ａ），（ｂ）を参照して、センサアレイ３０は、発光素子Ｅｋが出射した光が、受光素子Ｒ（ｉ，ｊ）に入射しないように構成されている。

　複数の測距センサの少なくとも１つは、オブジェクトＡ～Ｃに対して、ｙ方向の正の向き（予め定められた向き）に光を出射する。また、センサアレイ３０の測距センサの少なくとも１つは、オブジェクトＤ～Ｆに対して、ｙ方向の正の向きに光を出射する。また、センサアレイ３０の測距センサの少なくとも１つは、オブジェクトＧ～Ｉに対して、ｙ方向の正の向きに光を出射する。

　以下では、説明の便宜上、発光素子Ｅ２が、オブジェクトＡ～Ｃに対して、ｙ方向の正の向きに光を出射するものする。また、発光素子Ｅ４が、オブジェクトＤ～Ｆに対して、ｙ方向の正の向きに光を出射するものする。また、以下では、説明の便宜上、オブジェクトＡ～Ｉを、物体である指９１０の代わりに、物体である直方体の反射部材９５０（図５参照）にて触る（つまり、選択する）場合を例に挙げて説明する。なお、空中画像は物理的な物体ではないため、２次元画像に触っても当該２次元画像との物理的な接触はない。

　＜物体と受光面とが平行となる場合＞
　図５は、発光素子Ｅ２と発光素子Ｅ２の周囲の受光素子との上方（ｙ方向の正の向き）に、反射部材９５０の底面９５０ａ（反射面）がセンサアレイ３０の受光面と平行になるように反射部材９５０を配置した状態を示した図である。図５（ａ）は、反射部材９５０を当該状態で配置した場合における図４（ａ）のＩＶｂ－ＩＶｂ線矢視断面図である。図５（ｂ）は、反射部材９５０を当該状態で配置した場合におけるセンサアレイ３０の上面図である。

　図５（ａ）を参照して、発光素子Ｅ２から出射した光は、反射部材９５０の底面９５０ａで反射される。図５（ｂ）を参照して、反射光は、センサアレイ３０の受光面において、円形の受光領域６０１を形成する。それゆえ、反射部材９５０による反射光は、７個の受光素子Ｒ（６，３），Ｒ（７，３），Ｒ（８，３），Ｒ（６，４），Ｒ（８，４），Ｒ（６，５），Ｒ（７，５），Ｒ（８，５）により受光される。

　なお、受光領域６０１の半径はｒ０である。また、反射部材９５０の底面９５０ａと受光面との距離をｄ１とすると、ｔａｎθ＝ｒ０／ｄ１の関係が成立する。

　図６は、反射部材９５０の底面９５０ａと受光面との間の距離と、受光領域との関係を説明するための図である。図６を参照して、反射部材９５０と受光面との間の距離が長くなれば、受光領域の面積も大きくなる。物体と受光面との距離がｄ２のときに形成される受光領域６０５よりも、距離がｄ３（ｄ３＞ｄ２）のときに形成される受光領域６０６の方が面積は広くなる。なお、ｄ２とＬ１とθとの間には、ｔａｎθ＝Ｌ１／２ｄ２の関係が成立する。また、ｄ３とＬ２とθとの間には、ｔａｎθ＝Ｌ２／２ｄ２の関係が成立する。ただし、Ｌ１は、受光領域６０５の直径であり、Ｌ２は、受光領域６０６の直径である。たとえば、ｄ３＝２×ｄ２の場合、Ｌ２＝２×Ｌ１となる。

　このように、受光面と反射部材９５０との距離が長くなるにしたがって、受光面に形成される受光領域の大きさ（面積）は大きくなる。つまり、受光面と反射部材９５０との距離が長くなるにしたがって、反射光を受光する受光素子の数が多くなる。表示システム１は、この原理を用いて、ユーザにより選択されたオブジェクトが、複数のオブジェクトのうちどのオブジェクトであるかを判定する。以下、当該判定について具体的に説明する。

　図２３は、メモリ７０に予め格納されている数値範囲データ７１の構成を示した図である。図２３を参照して、数値範囲データ７１では、各オブジェクトＡ～Ｉと、数値（面積）範囲とが対応付けられている。より詳しくは、数値範囲データ７１は、複数のオブジェクトの各々に対して、互いに異なる数値範囲を対応付けている。好ましくは、数値範囲データ７１は、複数のオブジェクトの各々に対して、互いに重複しない数値範囲を対応付けている。つまり、数値範囲データ７１では、ユーザが反射部材９５０や指９１０により表示領域８１０においてオブジェクトを選択した場合、ＣＰＵ６０が選択されたオブジェクトを特定するように、各オブジェクトＡ～Ｉと数値範囲との対応付けが予めなされている。ただし、Ｔｈ１＞Ｔｈ２＞Ｔｈ３＞Ｔｈ４＞Ｔｈ５＞Ｔｈ６である。なお、図２３に示した数値範囲データ７１の形式は一例であって、図２３に示した形式に限定されるものではない。

　ＣＰＵ６０は、反射光が少なくとも測距センサ３１＿２および測距センサ３１＿３の受光素子Ｒ（ｉ，ｊ）によって受光されると、反射光を受光した受光素子の数を算出する。「反射光を受光した受光素子の数」とは、予め定められた値以上の強度の光を受光した受光素子の数をいう。たとえば、図５の場合には、ＣＰＵ６０は、７個の受光素子Ｒ（６，３），Ｒ（７，３），Ｒ（８，３），Ｒ（６，４），Ｒ（８，４），Ｒ（６，５），Ｒ（７，５），Ｒ（８，５）が予め定められた値以上の強度の光（反射光）を受光したとして、反射光を受光した受光素子の数を７個とする。

　ＣＰＵ６０は、反射光を受光した受光素子の位置（詳しくは、センサアレイ３０における受光素子のｘ方向の位置）に基づいて、少なくともオブジェクトＡ～Ｃのいずれか１つがユーザにより選択されたと判断する。また、ＣＰＵ６０は、算出された受光素子の数と数値範囲データ７１とに基づいて、算出された受光素子の数を含む数値範囲に対応付けされたオブジェクトを、複数のオブジェクトＡ～Ｃから１つ特定する。ＣＰＵ６０は、たとえば、Ｔｈ３≧７＞Ｔｈ４、またはＴｈ３＞７≧Ｔｈ４の関係を満たす場合、オブジェクトＢを特定する。なお、この場合、反射部材９５０は、表示領域８１０においてオブジェクトＢと交わっている。

　さらに、ＣＰＵ６０は、特定されたオブジェクトに対応した処理を実行する。ＣＰＵ６０は、たとえば、アプリケーションプログラムを起動したり、ファイルを開いたりする。

　一方、ＣＰＵ６０は、反射光が少なくとも測距センサ３１＿４および測距センサ３１＿５の受光素子Ｒ（ｉ，ｊ）によって受光されると、同様に、反射光を受光した受光素子の数を算出する。また、ＣＰＵ６０は、算出された受光素子の数と数値範囲データ７１とに基づいて、算出された受光素子の数を含む数値範囲に対応付けされたオブジェクトを、複数のオブジェクトＤ～Ｆから１つ特定する。さらに、ＣＰＵ６０は、特定されたオブジェクトに対応した処理を実行する。

　以上のように、表示システム１は、たとえばオブジェクトＡ～Ｃに着目した場合、次のような構成であるといえる。表示システム１のＣＰＵ６０は、表示領域８１０に複数のオブジェクトＣ，Ｂ，Ａを予め定められた向き（ｙ方向の正の向き）に並べて表示させる。発光素子Ｅ２は、複数のオブジェクトＡ～Ｃに対して、当該予め定められた向きに光を出射する。ＣＰＵ６０は、反射光を受光した受光素子の数を算出する。また、ＣＰＵ６０は、算出された受光素子の数と数値範囲データ７１とに基づいて、算出された受光素子の数を含む数値範囲に対応付けされたオブジェクトを、複数のオブジェクトＡ～Ｃから１つ特定する。さらに、ＣＰＵ６０は、特定されたオブジェクトに対応した処理を実行する。

　したがって、表示システム１では、空中に表示させた２次元画像の周囲を枠で囲むことなく、簡易な構成で２次元画像におけるオブジェクトの選択を検出可能となる。

　以下では、図５の状態では、オブジェクトＢがユーザにより選択されている状態であるとし、ＣＰＵ６０が複数のオブジェクトからオブジェクトＢを特定するものとして説明する。

　次に、表示システム１における反射部材９５０の検出の精度を高める手法について説明する。

　図７は、反射部材９５０が発光素子Ｅ２により出射された一部の光しか反射できない位置にある状態における受光領域を示した図である。図７（ａ）は、反射部材９５０を当該状態で配置した場合における図４（ａ）のＩＶｂ－ＩＶｂ線矢視断面図である。図７（ｂ）は、反射部材９５０を当該状態で配置した場合におけるセンサアレイ３０の上面図である。

　図７（ａ），（ｂ）を参照して、反射部材９５０が、発光素子Ｅ２により出射された一部の光しか反射できない位置にある場合、当該出射された光は物体の端面９５０ｂによっても反射される。このため、受光面では、２つの受光領域６１１，６１２が形成される。

　ＣＰＵ６０は、反射光が少なくとも測距センサ３１＿２および測距センサ３１＿３の受光素子Ｒ（ｉ，ｊ）によって受光されると、当該反射光により形成される受光領域が、１つであるか否かを判断する。ＣＰＵ６０は、受光領域が１つであると判断すると、オブジェクトの特定を行ない、当該特定されたオブジェクトに対応した処理を実行する。その一方、ＣＰＵ６０は、受光領域が１つでないと判断すると、オブジェクトの特定を行なわない。つまり、オブジェクトに対応した処理は行われない。

　たとえば、図５（ｂ）のように１つの受光領域６０１が受光面に形成されている場合には、ＣＰＵ６０は、オブジェクトの特定および特定されたオブジェクトに対する処理を実行するが、図７（ｂ）のように受光領域６１１，６１２が受光面に形成されている場合には、オブジェクトの特定を行なわない。

　以上のように、表示システム１は、反射部材９５０が発光素子Ｅｋから出射された赤外線を中途半端に遮る位置にある場合には、オブジェクトの特定を行なわない。このため、ユーザが、反射部材９５０あるいは指９１０をｚ方向の負の向きに或る程度押し込まない限り、オブジェクトに対応した処理が実行されることはない。それゆえ、表示システム１は、反射部材９５０の検出精度を高めることができる。

　なお、受光領域が２つ以上であると判断した場合、オブジェクトの特定を取り敢えず行なった後に、特定されたオブジェクトの実行を行なわないように、表示システム１を構成してもよい。

　次に、図８から図１０に基づいて、ユーザ操作が確定したか否かを判定する手法について説明する。

　図８は、ユーザ操作が確定したと判定される第１の例を示した図である。図８（ａ），（ｂ）は、反射部材９５０の位置が、それぞれ図７（ａ），（ｂ）と同じ位置にある状態を示した図である。図８（ｃ）は、図８（ａ）の状態から反射部材９５０を矢印７５１の方向（ｚ方向の負の向き）に一定距離移動させた状態のセンサアレイ３０の断面図である。より詳しくは、図８（ｃ）は、反射部材９５０を当該一定距離進めた状態における図４（ａ）のＩＶｂ－ＩＶｂ線矢視断面図である。図８（ｄ）は、当該状態におけるセンサアレイ３０の上面図である。なお、図８（ｃ），（ｄ）は、それぞれ図５（ａ），（ｂ）と同じ状態を示した図である。

　図８を参照して、ＣＰＵ６０は、受光面に形成される受光領域が、２つから１つになったと判断すると、ユーザ操作が確定したとして、オブジェクトの特定を行なう。このように、ＣＰＵ６０は、受光領域の状態変化を判断することによりユーザ操作が確定したことを判断するため、物体（反射部材９５０や指９１０）の微動などに基づく誤動作を防止できる。

　図９は、ユーザ操作が確定したと判定される第２の例を示した図である。また、図９は、ユーザがオブジェクトのドラッグ＆ドロップ操作を行なう場合の操作例を示した図でもある。

　図９（ａ），（ｂ）は、オブジェクトＥ（図１参照）がユーザにより選択された状態を示した図である。図９（ａ）は、オブジェクトＥが選択された状態における図４（ａ）のＩＸａ－ＩＸａ線矢視断面図である。図９（ｂ）は、当該状態におけるセンサアレイ３０の上面図である。図９（ｃ）は、オブジェクトＢを選択するために、図９（ａ）の状態から反射部材９５０をｘ方向の負の向きに移動させた状態のセンサアレイ３０の断面図である。より詳しくは、図９（ｃ）は、当該状態における図４（ａ）のＩＶｂ－ＩＶｂ線矢視断面図である。図９（ｄ）は、当該状態におけるセンサアレイ３０の上面図である。なお、図９（ｃ），（ｄ）は、それぞれ図５（ａ），（ｂ）と同じ状態を示した図である。

　図９を参照して、ＣＰＵ６０は、受光面に形成される受光領域が、１つの受光領域６１６から１つの受光領域６０１に遷移したと判断した場合、オブジェクトＥをドラッグして、オブジェクトＢに対してドロップする指令が入力されたと判断する。より詳しくは、ＣＰＵ６０は、受光領域６０１の状態が予め定められた時間持続した場合に、オブジェクトＥのオブジェクトＢへのドラッグ＆ドロップが行なわれたと判断する。

　このように、ＣＰＵ６０は、受光領域の状態変化を判断することによりユーザ操作が確定したことを判断するため、物体（反射部材９５０や指９１０）の微動などに基づく誤動作を防止できる。

　図１０は、ユーザ操作が確定していないと判定される例を示した図である。図１０（ａ），（ｂ）は、反射部材９５０の位置が、それぞれ図８（ａ），（ｂ）と同じ位置にある状態を示した図である。図１０（ｃ）は、図１０（ａ）の状態から反射部材９５０を矢印７５２の方向（ｚ方向の正の向き）に一定距離移動させた状態のセンサアレイ３０の断面図である。より詳しくは、図１０（ｃ）は、反射部材９５０を当該一定距離進めた状態における図４（ａ）のＩＶｂ－ＩＶｂ線矢視断面図である。図１０（ｄ）は、当該状態におけるセンサアレイ３０の上面図である。

　図１０を参照して、ＣＰＵ６０は、受光面に形成される受光領域が、２つから無しになったと判断すると、ユーザ操作が確定していないと判断する。つまり、ＣＰＵ６０は、ユーザによりオブジェクトＢの選択がなされていないと判断する。

　＜物体と受光面とが平行とならない場合＞
　上記においては、反射部材９５０の底面９５０ａが、ｘｚ平面に平行となる場合を例に挙げて説明した。しかしながら、表示システム１の使用時には、反射部材９５０や指９１０が、ｘｚ平面に平行とならない場合もある。以下では、このような場合における表示システム１の処理について説明する。

　以下では、反射部材９５０の底面９５０ａがｘ軸と平行な状態を維持しつつ、底面９５０ａがｘｚ平面に対して傾いた状態であるとして説明する。より詳しくは、発光素子Ｅｋが出射した光の物体による反射光が、１３個の受光素子Ｒ（１，２ｋ）～Ｒ（１３，２ｋ）の少なくとも１つ以上により受光されるか、あるいはセンサアレイ３０に含まれる全ての受光素子Ｒ（ｉ，ｊ）のいずれにも受光されないものとして説明する。

　図１１は、反射部材９５０が角度φａ傾いた場合に形成される受光領域を説明するための図である。図１１を参照して、反射部材９５０と受光面との距離がｄ４の場合、長軸の長さがＬ３となる楕円の受光領域が受光面に形成される。反射部材９５０と受光面との距離がｄ５（ｄ５＞ｄ４）の場合の場合、長軸の長さがＬ４（Ｌ４＞Ｌ３）となる楕円の受光領域が受光面に形成される。たとえば、ｄ５＝２×ｄ４の場合、Ｌ４＝２×Ｌ３となる。

　このように、反射部材９５０と受光面との距離が大きくなるほど、受光領域の面積も大きくなる。つまり、反射光を受光する受光素子Ｒ（ｉ，ｊ）の数も多くなる。

　したがって、反射部材９５０が傾いた場合であっても、ＣＰＵ６０は、反射光を受光した受光素子の数に基づいて、複数のオブジェクトの中から１つのオブジェクトを特定することができる。

　ところで、角度φａの値が大きくなるにつれ、Ｌ３，Ｌ４の値も大きくなる。このような場合には、表示システム１は、ユーザによるオブジェクトの選択の仕方が適切でないと判断することが好ましい。そこで、ＣＰＵ６０は、以下の処理を実行する。

　なお、メモリ７０は、複数のオブジェクトの各々に対して、互いに異なる数値を対応付けたデータをさらに予め格納しているものとする。また、当該数値は、オブジェクトと受光面との間の距離に比例して広くなるように設定されている。以下では、たとえば、オブジェクトＡ，Ｄ，Ｇには数値Ｎ１が、オブジェクトＢ，Ｅ，Ｈには数値Ｎ２が、オブジェクトＣ，Ｆ，Ｉには数値Ｎ３が対応付けられているとする。

　数値Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３は、図５に示したように、反射部材９５０が受光面と平行な状態となったときに、受光面に形成される円の直径に基づいた数である。たとえば、数値Ｎ１は、図５（ｂ）における受光領域６０１の直径に相当する数である。より具体的には、受光素子Ｒ（６，４），Ｒ（８，４）と発光素子Ｅ２とに反射光が到達するため、３つの素子分の値“３”を数値Ｎ１とする。数値Ｎ２，Ｎ３についても同様にして設定される。

　ＣＰＵ６０は、反射光を受光した受光素子のうち受光領域（楕円）の長軸上（ｚ方向の軸）に位置する受光素子の数と、特定されたオブジェクトに対応付けられた上記数値とを比較する。ＣＰＵ６０は、受光素子の数が上記数値の所定倍未満のときには、当該特定されたオブジェクトに対応した処理を実行する。その一方、ＣＰＵ６０は、受光素子の数が上記数値の所定倍以上のときには、特定されたオブジェクトに対応した処理を実行しない。なお、所定倍を示したデータについても予めメモリ７０に格納されている。

　具体例を挙げて説明すると、以下のとおりである。ユーザがオブジェクトＢを選択し、かつＣＰＵ６０が複数のオブジェクトからオブジェクトＢを特定した場合、反射光を受光した受光素子のうち受光領域の長軸上に位置する受光素子の数と、特定されたオブジェクトＢに対応付けられた数値Ｎ２とを比較する。

　ＣＰＵ６０は、受光素子の数が数値Ｎ２の所定倍（たとえば、１．６倍）未満のときには、当該特定されたオブジェクトに対応した処理を実行する。その一方、ＣＰＵ６０は、受光素子の数が数値の所定倍以上のときには、特定されたオブジェクトに対応した処理を実行しない。

　このような構成を表示システム１が有することにより、反射部材９５０や指９１０の傾きが大きい場合には、ユーザによるオブジェクトの選択の仕方が適切でないと判断できる。このため、表示システム１は、ユーザにとって操作性に優れる。

　図１２は、反射部材９５０が角度φｂ傾いた場合に形成される受光領域を説明するための図である。角度φｂは、反射光を受光した受光素子の数が上記数値の所定倍以上となる角度である。

　なお、以下では、反射部材９５０の底面９５０ａと受光面とが平行であって、底面９５０ａと受光面との距離がｄ６である場合には、オブジェクトＡがユーザにより選択されている状態であるとする。なお、当該状態では、ＣＰＵ６０が複数のオブジェクトからオブジェクトＡを特定する。

　図１２を参照して、反射部材９５０と受光面との距離がｄ１である場合、領域６９１内がオブジェクトＢの選択を有効と判断する受光領域である。つまり、領域６９１内に受光領域が形成される限り、反射光を受光した受光素子の数が数値Ｎ２の所定倍未満となる。受光面に受光領域６８１が形成される場合には、ＣＰＵ６０は、オブジェクトＢが正しく選択されていないとして、オブジェクトＢの表示態様を、通常の表示態様から通常とは異なる表示態様に変更する。たとえば、ＣＰＵ６０は、オブジェクトＢを点滅させて表示領域８１０に表示させる。

　反射部材９５０と受光面との距離がｄ６である場合、領域６９２内がオブジェクトＡの選択を有効と判断する受光領域である。つまり、領域６９２内に受光領域が形成される限り、反射光を受光素子の数が数値Ｎ１の所定倍未満となる。受光面に受光領域６８２が形成される場合には、ＣＰＵ６０は、オブジェクトＡが正しく選択されていないとして、オブジェクトＡの表示態様を、通常の表示態様から通常とは異なる表示態様に変更する。

　表示システム１は、このようにオブジェクトの表示態様を変更することにより、ユーザに反射部材９５０や指９１０の位置を微調整するように促すことができる。

　次に、オブジェクトが正しく選択されている（有効）と判断する場合と正しく選択されていない（無効）と判断する場合とについて、具体例を挙げて説明する。なお、以下では、「所定倍」を１．６倍として説明する。

　図１３は、ＣＰＵ６０によってオブジェクトＢの選択が有効であると判断される例を示した図である。より詳しくは、図１３は、反射部材９５０が角度φ１傾いた場合に形成される受光領域を説明するための図である。図１３（ａ）は、反射部材９５０が角度φ１傾いた場合における図４のＩＶｂ－ＩＶｂ線矢視断面図である。図１３（ｂ）は、反射部材９５０が角度φ１傾いた場合におけるセンサアレイ３０の上面図である。

　図１３（ａ），（ｂ）を参照して、少なくとも３つの受光素子Ｒ（４，４），Ｒ（５，４），Ｒ（６，４）が、反射部材９５０による反射光を受光する。この場合には、ＣＰＵ６０は、反射光を受光した受光素子の数“３”が数値Ｎ２（Ｎ２＝３）の１．６倍未満であると判断し、当該特定されたオブジェクトに対応した処理を実行する。

　図１４は、ＣＰＵ６０によってオブジェクトＢの選択が無効であると判断される例を示した図である。より詳しくは、図１４は、反射部材９５０が角度φ２（φ２＞φ１）傾いた場合に形成される受光領域を説明するための図である。図１４（ａ）は、反射部材９５０が角度φ２傾いた場合における図４のＩＶｂ－ＩＶｂ線矢視断面図である。図１４（ｂ）は、反射部材９５０が角度φ２傾いた場合におけるセンサアレイ３０の上面図である。

　図１４（ａ），（ｂ）を参照して、少なくとも５つの受光素子Ｒ（１，４），Ｒ（２，４），Ｒ（３，４），Ｒ（４，４），Ｒ（５，４）が、反射部材９５０による反射光を受光する。この場合には、ＣＰＵ６０は、反射光を受光した受光素子の数“５”が数値Ｎ２（Ｎ２＝３）の１．６倍以上であると判断し、当該特定されたオブジェクトに対応した処理を実行しない。

　図１５は、ＣＰＵ６０によってオブジェクトＢの選択が無効であると判断される例を示した図である。より詳しくは、図１５は、反射部材９５０が角度φ３（９０°＞φ３＞φ２）傾いた場合に形成される受光領域を説明するための図である。図１５（ａ）は、反射部材９５０が角度φ３傾いた場合における図４のＩＶｂ－ＩＶｂ線矢視断面図である。図１５（ｂ）は、反射部材９５０が角度φ３傾いた場合におけるセンサアレイ３０の上面図である。

　図１５（ａ），（ｂ）を参照して、受光面には反射光は照射されない。したがって、この場合には、上述したように、ＣＰＵ６０は、オブジェクトの特定を行なわない。

　図１６は、ＣＰＵ６０によってオブジェクトＢの選択が有効であると判断される例を示した図である。より詳しくは、図１６は、反射部材９５０が図１３とは反対方向に角度φ１傾いた場合に形成される受光領域を説明するための図である。図１６（ａ）は、反射部材９５０が角度φ１傾いた場合における図４のＩＶｂ－ＩＶｂ線矢視断面図である。図１６（ｂ）は、反射部材９５０が角度φ１傾いた場合におけるセンサアレイ３０の上面図である。

　図１６（ａ），（ｂ）を参照して、少なくとも３つの受光素子Ｒ（８，４），Ｒ（９，４），Ｒ（１０，４）が、反射部材９５０による反射光を受光する。この場合には、ＣＰＵ６０は、反射光を受光した受光素子の数“３”が数値Ｎ２（Ｎ２＝３）の１．６倍未満であると判断し、当該特定されたオブジェクトに対応した処理を実行する。

　図１７は、ＣＰＵ６０によってオブジェクトＢの選択が無効であると判断される例を示した図である。より詳しくは、図１７は、反射部材９５０が図１４とは反対方向に角度φ２傾いた場合に形成される受光領域を説明するための図である。図１７（ａ）は、反射部材９５０が角度φ２傾いた場合における図４のＩＶｂ－ＩＶｂ線矢視断面図である。図１７（ｂ）は、反射部材９５０が角度φ２傾いた場合におけるセンサアレイ３０の上面図である。

　図１７（ａ），（ｂ）を参照して、少なくとも５つの受光素子Ｒ（９，４），Ｒ（１０，４），Ｒ（１１，４），Ｒ（１２，４），Ｒ（１３，４）が、反射部材９５０による反射光を受光する。この場合には、ＣＰＵ６０は、反射光を受光した受光素子の数“５”が数値Ｎ２（Ｎ２＝３）の１．６倍以上であると判断し、当該特定されたオブジェクトに対応した処理を実行しない。

　図１８は、ＣＰＵ６０によってオブジェクトＢの選択が無効であると判断される例を示した図である。より詳しくは、図１８は、反射部材９５０が図１５とは反対方向に角度φ３傾いた場合に形成される受光領域を説明するための図である。図１８（ａ）は、反射部材９５０が角度φ３傾いた場合における図４のＩＶｂ－ＩＶｂ線矢視断面図である。図１８（ｂ）は、反射部材９５０が角度φ３傾いた場合におけるセンサアレイ３０の上面図である。

　図１８（ａ），（ｂ）を参照して、受光面には反射光は照射されない。したがって、この場合には、上述したように、ＣＰＵ６０は、オブジェクトの特定を行なわない。

　＜制御構造＞
　図１９は、表示システム１における処理の流れを示したフローチャートである。図１９を参照して、ステップＳ２において、センサアレイ３０の各発光素子Ｅ１～Ｅｎが赤外線を出射する。ステップＳ４において、センサアレイ３０に含まれる複数の受光素子Ｒのうち、一部の受光素子が反射光を受光する。

　ステップＳ６において、ＣＰＵ６０は、センサアレイ３０からの出力に基づき、受光領域が１つであるか否かを判断する。ＣＰＵ６０は、受光領域が１つであると判断した場合（ステップＳ６においてＹＥＳ）、ステップＳ８において、反射光を受光した受光素子の数を算出する。ＣＰＵ６０は、受光領域が１つでないと判断した場合（ステップＳ６においてＮＯ）、処理をステップＳ４に進める。

　ステップＳ１０において、ＣＰＵ６０は、反射光を受光した受光素子の位置と、算出された受光素子の数と、数値範囲データ７１とに基づき、複数のオブジェクトＡ～Ｉから１つのオブジェクトを特定する。

　ステップＳ１２において、ＣＰＵ６０は、反射光を受光した受光素子のうち受光領域の長軸上に位置する受光素子の数が、特定されたオブジェクトに対応付けられた数値の所定倍（１．６倍）未満であるか否かを判断する。ＣＰＵ６０は、所定倍未満であると判断した場合（ステップＳ１２においてＹＥＳ）、ステップＳ１４において、特定されたオブジェクトに対応した処理を実行する。ＣＰＵ６０は、所定倍以上であると判断した場合（ステップＳ１２においてＮＯ）、ステップＳ１６において、特定されたオブジェクトの表示態様を通常の表示態様から、通常の表示態様と異なる表示態様に変更する。

　＜出力電圧の利用＞
　ところで、センサアレイ３０は、複数の測距センサ３１＿１～３１＿ｎを含んでいる（図４参照）。以下では、測距センサ３１＿１～３１＿ｎとしてアナログの測距センサを用いることにより、より精度の高い検出を行なう表示システム１の構成について説明する。

　図２０は、測距センサ３１＿１～３１＿ｎの特性を示した図である。図２０を参照して、測距センサ３１＿１～３１＿ｎは、距離Ｄがｄ１１より大きい場合には、物体（反射部材９５０，指９１０）との距離が長くなるほど出力電圧が低下する特性を有する。

　なお、測距センサ３１が検出可能な距離範囲は、距離ｄ１１から出力電圧が一定値以下にならない距離ｄ１２までの距離となる。センサアレイ３０は、表示領域８１０が検出可能な距離範囲に含まれるような測距センサ３１＿１～３１＿ｎにより構成されている。また、メモリ７０には、図２０の特性を示したデータが予め格納されている。

　ＣＰＵ６０は、測距センサの各々が出力した電圧値と、図２０の特性を示したデータとて、物体の位置を検出する。ＣＰＵ６０は、検出された物体の位置と、メモリ７０に格納されたオブジェクトの表示位置を示したデータとに基づいて、特定されたオブジェクトについての当該特定が正しいか否かを判断する。ＣＰＵ６０は、特定が正しいと判断すると、当該特定されたオブジェクトに対応した処理を実行する。

　以上のように、表示システム１は、測距センサ３１＿１～３１＿ｎが出力する電圧値を併用することにより、さらに精度の高い検出を行なうことができる。

　＜センサアレイ３０の変形例＞
　ところで、上記においては、図４に示した構成のセンサアレイ３０を検出素子として用いた。しかしながら、表示システム１に用いることが可能な検出素子は、センサアレイ３０に限定されるものではない。

　図２１は、表示システム１に用いることが可能な他のセンサアレイ３０Ａの上面図である。図２１を参照して、センサアレイ３０Ａは、複数の測距センサ３２＿１～３２＿ｎ′により構成される。なお、ｎ′は、２以上の自然数である。複数の測距センサの各々は、同じ構成を有する。各測距センサは、１つの発光素子と複数の受光素子とを備える。たとえば、測距センサ３２＿１は、１個の発光素子Ｅ１と、３８個の受光素子Ｒ（１，１）～Ｒ（１３，１），Ｒ（１，２）～Ｒ（６，２），Ｒ（８，２）～Ｒ（１３，２），Ｒ（１，３）～Ｒ（１３，３）とを備える。

　発光素子Ｅｋは、光を出射する。受光素子Ｒ（ｉ，ｊ）は、発光素子Ｅｋにより出射された光のうち、物体（たとえば指９１０）により反射された光を受光可能に配置されている。ｉは、１以上１３以下の自然数である。ｊは、１以上ｍ′以下の自然数である。ｍ′とｎ′との間には、ｍ′＝２×ｎ′の関係が成立している。

　１つの測距センサ３１＿ｋに着目した場合、当該センサに含まれる複数の受光素子Ｒ（ｉ，ｊ）は、当該センサに含まれる発光素子Ｅｋを囲むように互いに隣接して配置されている。また、センサアレイ３０Ａは、発光素子Ｅｋが出射した光が、受光素子Ｒ（ｉ，ｊ）に入射しないように構成されている。表示システム１は、センサアレイ３０の代わりにセンサアレイ３０Ａを用いても、センサアレイ３０と同じような処理を行なうことができる。

　発光素子Ｅｋ同士の間隔は、表示される複数のオブジェクトのｘ方向の間隔に基づいて適宜設定すればよい。あるいは、表示システム１は、発光素子Ｅｋの間隔に合せてオブジェクトを表示するように構成すればよい。

　また、表示システム１が、表示領域８１０において、ｙ方向に一列だけオブジェクトを表示する場合には、発光素子を１つだけ有する検出素子をセンサアレイ３０の代わりに用いることができる。

　図２２は、発光素子を１つだけ有する検出素子（センサ）の一例を示した図である。より詳しくは、図２２は、検出素子である測距センサ３３の上面図である。図２２を参照して、センサの受光面は、矩形状である。測距センサ３３は、発光素子Ｅ１と、発光素子Ｅ１を囲むように配置された１６８個の受光素子（ｉ，ｊ）とを備える。測距センサ３３を用いる場合には、反射部材９５０の底面９５０ａがｚ軸と平行な状態を維持しつつ、底面９５０ａがｘｚ平面に対して傾いた状態であっても、オブジェクトを特定することができる。

　また、測距センサ３３を組み合わせたセンサアレイを検出素子として用いることも可能である。

　＜制御構造の変形例＞
　（１）図１９に示したステップＳ６とステップＳ８との処理の順序を逆にしてもよい。つまり、反射光を受光した受光素子の数を算出した後、照射領域が１つであるか否かを判断するように、表示システム１を構成してもよい。

　（２）図１９に示したステップＳ１２の処理を以下の処理に置き換えてもよい。すなわち、ステップＳ１２において、ＣＰＵ６０が、受光領域が予め定められた領域に含まれるか否かを判断するように構成する。この場合、受光領域が予め定められた領域に含まれると判断するとステップＳ１４に進み、受光領域が予め定められた領域に含まれないと判断するとステップＳ１６に進むように、表示システム１を構成すればよい。

　上記予め定められた領域は、オブジェクト毎に設定すればよい。また、当該予め定められた領域は、オブジェクトとセンサアレイとの間の距離に比例して広くなるように設定すればよい。予め定められた領域は、たとえば、発光素子Ｅｋを中心とする円形の領域とすればよい。

　＜付記＞
　表示システム１は、たとえばオブジェクトＡ～Ｃに着目した場合、発光素子は、複数のオブジェクトＡ～Ｃに対して、あるいは複数のオブジェクトＡ～Ｃから表示領域８１０の法線方向に対して予め定められた距離以内の領域を複数のオブジェクトＡ～Ｃに沿って光が進むように、上記予め定められた向きに光を出射する構成であればよい。

　今回開示された実施の形態は例示であって、上記内容のみに制限されるものではない。本発明の範囲は請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

　１　表示システム、１０　筐体、２０　開口部、３０，３０Ａ　センサアレイ、Ｅ１，Ｅ２，Ｅ４，Ｅｋ，Ｅｎ　発光素子、３１，３２，３３　測距センサ、４０　光学素子、５０　ディスプレイ、６０　ＣＰＵ、７０　メモリ、６０１，６０５，６０６，６１１，６１２，６１６，６８１，６８２　受光領域、８１０　表示領域、９１０　指、９５０　反射部材、９５０ａ　底面、９５０ｂ　端面。

Claims (10)

1. 　ディスプレイ（５０）と、
   　前記ディスプレイに表示された画像に基づいて、空中の表示領域（８１０）に２次元画像を表示する光学素子（４０）と、
   　発光素子と、複数の受光素子とを含んだセンサ（３０）と、
   　前記センサに電気的に接続され、前記表示領域に複数のオブジェクトを予め定められた向きに並べて表示させるプロセッサ（６０）と、
   　前記プロセッサに電気的に接続されたメモリ（７０）とを備え、
   　前記発光素子は、前記複数のオブジェクトに対して、前記予め定められた向きに光を出射し、
   　前記複数の受光素子は、前記出射された光のうち物体により反射された光を受光可能に配置され、
   　前記メモリは、前記複数のオブジェクトの各々に対して、互いに異なる数値範囲を対応付けた第１のデータを予め格納しており、
   　前記プロセッサは、
   　前記反射された光が前記センサによって受光されると、前記反射された光を受光した受光素子の数を算出し、
   　前記算出された受光素子の数と前記第１のデータとに基づいて、前記算出された受光素子の数を含む前記数値範囲に対応付けされた前記オブジェクトを、前記複数のオブジェクトから１つ特定し、
   　前記特定されたオブジェクトに対応した処理を実行する、表示システム（１）。
2. 　前記複数の受光素子は、前記発光素子に隣接して配置され、
   　前記プロセッサは、
   　前記反射された光が前記センサによって受光されたことに基づき、当該反射された光により形成される前記センサにおける受光領域が、１つであるか否かを判断し、
   　前記受光領域が１つであると判断すると、前記オブジェクトの特定を行ない、
   　前記受光領域が１つでないと判断すると、前記オブジェクトの特定を行なわない、請求項１に記載の表示システム。
3. 　前記複数の受光素子は、前記発光素子を囲むように配置されている、請求項２に記載の表示システム。
4. 　前記複数の受光素子は、マトリクス状に配置されており、
   　前記受光領域は、円形または楕円形であり、
   　前記メモリは、前記複数のオブジェクトの各々に対して、互いに異なる数値を対応付けた第２データをさらに格納しており、
   　前記数値は、前記オブジェクトと前記センサとの間の距離に比例して広くなるように設定されており、
   　前記プロセッサは、
   　前記受光領域が楕円形である場合、前記反射した光を受光した受光素子のうち、当該楕円の長軸上に位置する受光素子の数と、前記特定されたオブジェクトに対応付けられた前記数値とを比較し、
   　前記受光素子の数が前記数値の所定倍未満のときには、前記特定されたオブジェクトに対応した処理を実行し、
   　前記受光素子の数が前記数値の所定倍以上のときには、前記特定されたオブジェクトに対応した処理を実行しない、請求項２または３に記載の表示システム。
5. 　前記プロセッサは、前記長軸上に位置する受光素子の数が前記数値の所定倍以上であると判断すると、前記特定したオブジェクトの表示態様を第１の表示態様から第２の表示態様に変更させる、請求項４に記載の表示システム。
6. 　前記プロセッサは、
   　前記受光領域が１つであると判断すると、前記受光領域が予め定められた領域に含まれるか否かを判断し、
   　前記受光領域が前記予め定められた領域に含まれると判断すると、前記特定されたオブジェクトに対応した処理を実行し、
   　前記受光領域が前記予め定められた領域に含まれないと判断すると、前記特定されたオブジェクトに対応した処理を実行しない、請求項２または３に記載の表示システム。
7. 　前記予め定められた領域は、前記オブジェクト毎に設定されており、
   　前記予め定められた領域は、前記オブジェクトと前記センサとの間の距離に比例して広くなるように設定されている、請求項６に記載の表示システム。
8. 　前記プロセッサは、前記受光領域が前記予め定められた領域に含まれないと判断すると前記特定したオブジェクトの表示態様を第１の表示態様から第２の表示態様に変更させる、請求項７に記載の表示システム。
9. 　前記センサは、測距センサであり、
   　前記メモリは、前記センサにおける出力電圧と距離との対応関係を示した第３のデータと、前記複数のオブジェクトの各々の表示位置を示した第４のデータとをさらに格納しており、
   　前記プロセッサは、
   　前記測距センサが出力した電圧値と前記第３のデータとに基づいて、前記物体の位置を検出し、
   　前記検出された前記物体の位置および前記第４のデータに基づいて、前記特定されたオブジェクトについての当該特定が正しいか否かを判断し、
   　前記特定が正しいと判断すると、前記特定されたオブジェクトに対応した処理を実行する、請求項１から８のいずれか１項に記載の表示システム。
10. 　空中の表示領域（８１０）に表示した２次元画像に含まれるオブジェクトの選択を検出する表示システム（１）における検出方法であって、
    　前記表示システムは、ディスプレイ（５０）と、前記ディスプレイに表示された画像に基づいて、前記２次元画像を表示する光学素子（４０）と、発光素子と、複数の受光素子とを含んだセンサ（３０）と、前記センサに電気的に接続され、前記ディスプレイに複数のオブジェクトを予め定められた向きに並べて表示させるプロセッサ（６０）と、前記プロセッサに電気的に接続されたメモリ（７０）とを備え、前記メモリは、前記複数のオブジェクトの各々に対して、互いに異なる数値範囲を対応付けたデータを予め格納しており、
    　前記検出方法は、
    　前記発光素子が、前記複数のオブジェクトに対して前記予め定められた向きに光を出射するステップ（Ｓ２）と、
    　前記複数の受光素子の少なくとも１つが、前記出射された光のうち物体により反射された光を受光するステップ（Ｓ４）と、
    　前記プロセッサが、前記反射された光が前記センサによって受光されると、前記反射された光を受光した受光素子の数を算出するステップ（Ｓ８）と、
    　前記プロセッサが、前記算出された受光素子の数を含む前記数値範囲に対応付けされた前記オブジェクトを、前記複数のオブジェクトから１つ特定するステップ（Ｓ１０）と、
    　前記プロセッサが、前記特定されたオブジェクトに対応した処理を実行するステップ（Ｓ１４）とを備える、検出方法。

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