WO2022019279A1 - 入力装置 - Google Patents

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WO2022019279A1
WO2022019279A1 PCT/JP2021/027020 JP2021027020W WO2022019279A1 WO 2022019279 A1 WO2022019279 A1 WO 2022019279A1 JP 2021027020 W JP2021027020 W JP 2021027020W WO 2022019279 A1 WO2022019279 A1 WO 2022019279A1
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WO
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aerial image
image display
displayed
display area
beam splitter
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伸也 宮澤
淳朗 竹内
将也 藤本
洋介 小口
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日本電産サンキョー株式会社
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Publication date
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    • G06F3/0428—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by opto-electronic means by sensing at the edges of the touch surface the interruption of optical paths, e.g. an illumination plane, parallel to the touch surface which may be virtual

Definitions

  • the present invention relates to an input device for a user to input information such as a personal identification number using a fingertip.
  • the aerial image display device includes an aerial imaging mechanism and a display unit.
  • the personal identification number display input unit includes a personal identification number display unit and a personal identification number input unit.
  • a keypad for inputting a personal identification number is displayed on the display unit.
  • the aerial imaging mechanism projects a keypad displayed on the display unit into space to form an image as an aerial image and displays it on the personal identification number display unit.
  • the personal identification number input unit is provided with a detection mechanism for detecting an operation performed by a user on an aerial image of a keypad displayed on the personal identification number display unit.
  • the detection mechanism is, for example, an infrared sensor, a camera, or the like, and detects the position of the user's fingertip on a plane including an aerial image of the keypad displayed on the personal identification number display unit.
  • the user sequentially moves the fingertip to a predetermined position of the aerial image of the keypad displayed on the password display unit, and the password is input based on the detection result of the detection mechanism. Will be done.
  • the inventor of the present application has developed an input device for a user to input information such as a personal identification number using an aerial image displayed in space, such as the automatic teller machine described in Patent Document 1. Further, the inventor of the present application is considering adding an information reading function for optically reading predetermined information such as a bar code or a two-dimensional code to this input device. In this input device, it is preferable that predetermined information can be easily optically read with a simple configuration.
  • an object of the present invention is to easily optically read predetermined information with a simple configuration in an input device for a user to input a personal identification number or the like using an aerial image displayed in an aerial image display area. Is to provide an input device capable of.
  • the input device of the present invention is an input device for inputting information using a user's fingertip, and is displayed on the display surface and a display mechanism having a display surface for displaying an image.
  • An aerial imaging mechanism that forms an image as an aerial image by projecting the image into space, a detection mechanism for detecting the user's fingertip in the aerial image display area, which is the area where the aerial image is displayed, and an aerial image display. It is equipped with a camera module that is arranged at a position where the area can be photographed, the aerial image display area is an input unit for the user to input information, and the aerial imaging mechanism is the light emitted from the display surface.
  • the beam splitter that reflects a part of the beam splitter and a retroreflective material that reflects the incident light toward the beam splitter in the same direction as the incident direction as well as the incident light reflected by the beam splitter. After reflection, the light transmitted through the beam splitter forms an aerial image in the aerial image display area, and the camera module is located on the side where the beam splitter is arranged with respect to the aerial image display area. do.
  • the camera module is arranged on the side where the beam splitter is arranged with respect to the aerial image display area, and is arranged at a position where the aerial image display area can be photographed. Therefore, in the present invention, when the user holds a medium or device on which predetermined information is recorded or displayed over an aerial image displayed in the aerial image display area, the predetermined information can be captured by the camera module. It will be possible. That is, in the present invention, when the user holds a medium or device on which the predetermined information is recorded or displayed over the aerial image displayed in the aerial image display area, the predetermined information is optically read by the camera module. Will be possible. Therefore, in the present invention, predetermined information can be easily read optically.
  • predetermined information can be optically read by the camera module. Therefore, in the present invention, predetermined information can be optically read with a simple configuration. Further, in the present invention, since the camera module is arranged on the side where the beam splitter is arranged with respect to the aerial image display area, the beam splitter and the aerial image display area are arranged in order to form the aerial image in the aerial image display area. The space formed between and the camera module can be effectively used as a space for optically reading predetermined information by the camera module.
  • the display mechanism displays a frame on the display surface for showing the area over which the imaged portion on which the information captured by the camera module is recorded or displayed is held, and the aerial imaging mechanism displays the display surface.
  • the frame displayed in is displayed in the aerial image display area as an aerial image. In this case, the user can recognize which part of the aerial image display area the imaged portion should be held over.
  • the display mechanism displays on the display surface a guide for encouraging the user to hold the imaged portion on which the information captured by the camera module is recorded or displayed over the aerial image display area, and is connected in the air.
  • the image mechanism displays the guidance displayed on the display surface as an aerial image in the aerial image display area. In this case, the user can hold the imaged portion according to the guidance displayed in the aerial image display area.
  • predetermined information can be easily optically read with a simple configuration. Will be possible.
  • FIG. 1 It is a schematic diagram for demonstrating the structure of the input device which concerns on embodiment of this invention. It is a schematic diagram for demonstrating the configuration of the input device shown in FIG. It is a figure which shows an example of the aerial image displayed in the aerial image display area shown in FIG.
  • FIG. 1 is a schematic diagram for explaining the configuration of the input device 1 according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the configuration of the input device 1 shown in FIG.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of an aerial image displayed in the aerial image display area R shown in FIG.
  • the input device 1 of the present embodiment is a device for inputting information using a user's fingertip, for example, an ATM, an authentication device at the time of payment of a credit card, an automatic ticket issuing machine, a vending machine, or an entry / exit. It is used by being mounted on a higher-level device such as a management device. In the input device 1 of this embodiment, for example, a personal identification number is input. Further, in the input device 1 of the present embodiment, it is possible to optically read predetermined information.
  • the input device 1 includes an aerial image display device 2 that displays an aerial image in a three-dimensional space, and a detection mechanism 3 for detecting the position of a user's fingertip in the aerial image display area R, which is an area where the aerial image is displayed.
  • a camera module 4 for optically reading predetermined information, and a housing 5 in which these configurations are housed are provided.
  • the aerial image display device 2 includes a display mechanism 6 having a display surface 6a for displaying an image, and an aerial imaging mechanism 7 for forming an image as an aerial image by projecting an image displayed on the display surface 6a into space. ing.
  • the aerial imaging mechanism 7 includes a beam splitter 8 and a retroreflective material 9.
  • the Y direction in FIG. 1 which is orthogonal to the vertical direction (vertical direction), is the left-right direction
  • the direction orthogonal to the up-down direction and the left-right direction is the front-back direction.
  • the X1 direction side of FIG. 1, which is one side in the front-rear direction is referred to as the "front" side
  • the X2 direction side of FIG. 1, which is the opposite side is referred to as the "rear" side.
  • a user standing on the front side of the input device 1 inputs predetermined information on the front side of the input device 1.
  • the display mechanism 6 is, for example, a liquid crystal display or an organic EL display, and the display surface 6a is a screen of the display.
  • the display surface 6a faces diagonally backward and upward.
  • the beam splitter 8 is formed in a flat plate shape.
  • the beam splitter 8 is arranged behind the display mechanism 6.
  • the beam splitter 8 reflects a part of the light emitted from the display surface 6a. That is, one surface of the beam splitter 8 is a reflecting surface 8a that reflects a part of the light emitted from the display surface 6a.
  • the reflective surface 8a faces diagonally forward and downward.
  • the retroreflective material 9 is formed in a flat plate shape.
  • the retroreflective material 9 is arranged behind the display mechanism 6 and below the beam splitter 8.
  • the light reflected by the beam splitter 8 is incident on the retroreflective material 9.
  • the retroreflective material 9 reflects the incident light toward the beam splitter 8 in the same direction as the incident direction. That is, one surface of the retroreflective material 9 is a retroreflective surface 9a on which the light reflected by the beam splitter 8 is incident and the incident light is reflected toward the beam splitter 8 in the same direction as the incident direction. ..
  • a 1/4 wave plate is attached to the retroreflective surface 9a.
  • the retroreflective surface 9a faces diagonally forward and upward.
  • a part of the light emitted from the display surface 6a of the display mechanism 6 is reflected by the reflection surface 8a of the beam splitter 8 and is incident on the retroreflective surface 9a of the retroreflective material 9.
  • the light reflected by the reflecting surface 8a heads diagonally backward and downward.
  • the light incident on the retroreflective surface 9a is reflected in the same direction as the light incident on the retroreflective surface 9a.
  • the light reflected by the retroreflective surface 9a goes diagonally to the front upper side and passes through the beam splitter 8.
  • the light transmitted through the beam splitter 8 forms an aerial image in the aerial image display region R.
  • the aerial image display region R is formed on the upper side of the beam splitter 8.
  • the aerial image formed in the aerial image display area R is recognized by the user standing in front of the input device 1 as an image that is slightly tilted toward the front side and thus toward the lower side.
  • the housing 5 includes a frame 11 that surrounds the aerial image display area R.
  • the inner peripheral side of the frame 11 is an opening 11a leading to the inside of the housing 5.
  • the opening 11a is formed in a rectangular shape or a square shape.
  • the aerial image display area R is formed in the opening 11a.
  • the aerial image display area R is an input unit 12 for inputting information using the fingertips of the user. A user standing in front of the input device 1 inputs a personal identification number or the like from above the input unit 12 in the input unit 12.
  • the detection mechanism 3 detects the position of the user's fingertip in the aerial image display area R. That is, the input unit 12 is included in the detection range of the detection mechanism 3.
  • the detection mechanism 3 is an optical sensor. Specifically, the detection mechanism 3 is an infrared sensor. Further, the detection mechanism 3 is a line sensor.
  • the detection mechanism 3 is a reflection type optical sensor including a light emitting unit that emits infrared light and a light receiving unit that emits infrared light emitted from the light emitting unit and reflected by the user's fingertip.
  • the detection mechanism 3 is arranged on the side of the opening 11a.
  • the detection mechanism 3 detects the position of the user's fingertip in the plane including the aerial image display area R (that is, in the plane including the input unit 12).
  • the detection mechanism 3 may be a transmissive optical sensor.
  • the camera module 4 is fixed inside the housing 5.
  • the camera module 4 is arranged at a position where the aerial image display area R can be photographed. Further, the camera module 4 is arranged below the aerial image display area R. That is, the camera module 4 is arranged at a position where the aerial image display area R can be photographed from below. Further, as described above, the aerial image display area R is formed above the beam splitter 8, and the beam splitter 8 is arranged below the aerial image display area R. That is, the camera module 4 is arranged on the side where the beam splitter 8 is arranged with respect to the aerial image display area R.
  • the camera module 4 is arranged behind the beam splitter 8 and behind the aerial image display area R. That is, the camera module 4 is arranged at a position that does not block the light transmitted through the beam splitter 8 after being reflected by the retroreflective material 9, and the aerial image display area R is arranged at a position where shooting can be performed from diagonally behind and below. Has been done. When viewed from the left-right direction, the optical axis of the camera module 4 is inclined toward the upper side toward the front side.
  • a predetermined object 15 such as a medium or a device on which predetermined information is recorded or displayed is held over an aerial image displayed in the aerial image display area R from above.
  • Information can be captured by the camera module 4. That is, in the present embodiment, the predetermined information is optically transferred by the camera module 4 by holding the photographing object 15 on which the predetermined information is recorded or displayed from above with respect to the aerial image displayed in the aerial image display area R. It is possible to read to.
  • a mobile device such as a smartphone on which a two-dimensional code is displayed on the screen is the object to be photographed 15, and the mobile device is held over the aerial image displayed in the aerial image display area R from above.
  • the two-dimensional code displayed on the screen of the camera module 4 can be optically read by the camera module 4.
  • the medium such as a card on which the barcode is recorded is the object to be photographed 15, and the barcode recorded on the medium is recorded by holding the medium over the aerial image displayed in the aerial image display area R from above.
  • the password can be input.
  • the display mechanism 6 displays the keypad for inputting the personal identification number on the display surface 6a, and the aerial imaging mechanism 7 is displayed on the display surface 6a.
  • the keypad is displayed as an aerial image in the aerial image display area R (see FIG. 3A).
  • the user inputs a personal identification number using the keypad displayed in the aerial image display area R.
  • the user inputs the password by sequentially moving the fingertip to the position of a predetermined key (number) in the keypad displayed in the aerial image display area R. That is, the user sequentially moves the fingertip on the input unit 12 to input the personal identification number.
  • the personal identification number input by the input unit 12 is recognized based on the detection result of the detection mechanism 3 (that is, the detection result of the position of the fingertip of the user).
  • the camera module 4 can optically read information such as a two-dimensional code.
  • the display mechanism 6 may record or display the information captured by the camera module 4 (for example, a two-dimensional code in the screen of a mobile device).
  • Frame F for showing the area where the image is displayed or the area where the bar code is recorded in the medium) and the user to urge the user to hold the imaged portion 15a over the aerial image display area R.
  • the guide G is displayed on the display surface 6a, and the aerial imaging mechanism 7 displays the frame F and the guide G displayed on the display surface 6a as an aerial image in the aerial image display area R (see FIG. 3B). .
  • the frame F is, for example, a rectangular frame.
  • the guidance G is, for example, a guidance message, an operation instruction, an arrow pointing to the frame F, or the like.
  • the information recorded or displayed on the imaged unit 15a is read by the camera module 4.
  • the part of the aerial image displayed in the aerial image display area R that does not interfere with the reading of the information by the camera module 4 illuminates. That is, when the information is read by the camera module 4, the aerial image displayed in the aerial image display area R serves as an illumination that illuminates the imaged portion 15a.
  • the camera module 4 is arranged on the side where the beam splitter 8 is arranged with respect to the aerial image display area R, and is arranged at a position where the aerial image display area R can be photographed.
  • the predetermined information is transferred by the camera module 4. It can be read optically. Therefore, in this embodiment, predetermined information can be easily read optically.
  • the aerial image displayed in the aerial image display area R serves as an illumination that illuminates the imaged portion 15a. Therefore, in the present embodiment, predetermined information can be optically read by the camera module 4 even if the input device 1 does not separately provide the illumination that illuminates the imaged portion 15a. Therefore, in the present embodiment, it is possible to optically read predetermined information with a simple configuration. Further, in the present embodiment, since the camera module 4 is arranged on the side where the beam splitter 8 is arranged with respect to the aerial image display area R, the beam splitter 8 is arranged to form an aerial image in the aerial image display area R. The space formed between the aerial image display area R and the aerial image display area R can be effectively used as a space for optically reading information by the camera module 4.
  • the frame F for showing the area over which the imaged portion 15a is held is displayed in the aerial image display area R as an aerial image. Therefore, in the present embodiment, the user can recognize which part of the aerial image display area R the imaged portion 15a should be held over. Further, in the present embodiment, when the camera module 4 optically reads information, the guide G for urging the user to hold the imaged portion 15a over the aerial image display area R is displayed in the aerial image display area R as an aerial image. Since it is displayed, the user can hold the imaged portion 15a according to the guidance G displayed in the aerial image display area R.
  • information other than the personal identification number may be input by the input device 1.
  • the user's signature may be input by the input device 1.
  • the frame in which the signature is input is displayed as an aerial image in the aerial image display area R.
  • the detection mechanism 3 may be a capacitance sensor or a motion sensor. Further, the detection mechanism 3 may be composed of two cameras. Further, in the above-described embodiment, the user standing behind the input device 1 may input predetermined information on the rear surface side of the input device 1.
  • Input device 3 Detection mechanism 4
  • Camera module 6 Display mechanism 6a Display surface 7
  • Aerial imaging mechanism 8 Beam splitter 9

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Abstract

空中像表示領域に表示される空中像を用いてユーザが暗証番号等を入力するための入力装置において、簡易な構成で容易に所定の情報を光学的に読み取ることが可能な入力装置を提供する。入力装置１は、表示機構６の表示面６ａから射出された光の一部を反射するビームスプリッタ８と、ビームスプリッタ８で反射した光が入射するとともに入射した光をビームスプリッタ８に向かって反射する再帰性反射材９と、空中像が表示される空中像表示領域Ｒにおいてユーザの指先を検知するための検知機構と、空中像表示領域Ｒを撮影可能な位置に配置されるカメラモジュール４とを備えている。入力装置１では、再帰性反射材９で反射した後、ビームスプリッタ８を透過した光によって、空中像表示領域Ｒに空中像が形成される。カメラモジュール４は、空中像表示領域Ｒに対してビームスプリッタ８が配置される側に配置されている。

Description

入力装置
　本発明は、ユーザが指先を用いて暗証番号等の情報を入力するための入力装置に関する。
　従来、ＡＴＭ（Ａｕｔｏｍａｔｅｄ　Ｔｅｌｌｅｒ　Ｍａｃｈｉｎｅ）等の自動取引装置として、空中像表示装置と暗証番号表示入力部とを備える自動取引装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の自動取引装置では、空中像表示装置は、空中結像機構と表示部とを備えている。暗証番号表示入力部は、暗証番号表示部と暗証番号入力部とを備えている。表示部には、暗証番号を入力するためのキーパッドが表示される。空中結像機構は、表示部に表示されるキーパッドを空間に投射することで空中像として結像させて、暗証番号表示部に表示する。
　特許文献１の自動取引装置では、暗証番号入力部は、暗証番号表示部に表示されたキーパッドの空中像に対してユーザが行った操作を検知するための検知機構を備えている。検知機構は、たとえば、赤外線センサやカメラ等であり、暗証番号表示部に表示されたキーパッドの空中像を含む平面におけるユーザの指先の位置を検知する。特許文献１の自動取引装置では、暗証番号表示部に表示されたキーパッドの空中像の所定の位置に、ユーザが指先を順次移動させることで、検知機構の検知結果に基づいて暗証番号が入力される。
特開２０２０－１３４８４３号公報
　本願発明者は、特許文献１に記載の自動取引装置のように、空間に表示される空中像を用いてユーザが暗証番号等の情報を入力するための入力装置を開発している。また、本願発明者は、この入力装置に、バーコードや二次元コード等の所定の情報を光学的に読み取るための情報読取機能を付加することを検討している。この入力装置では、簡易な構成で容易に所定の情報を光学的に読み取ることが可能であることが好ましい。
　そこで、本発明の課題は、空中像表示領域に表示される空中像を用いてユーザが暗証番号等を入力するための入力装置において、簡易な構成で容易に所定の情報を光学的に読み取ることが可能な入力装置を提供することにある。
　上記の課題を解決するため、本発明の入力装置は、ユーザの指先を用いて情報を入力するための入力装置であって、画像を表示する表示面を有する表示機構と、表示面に表示される画像を空間に投射することで空中像として結像させる空中結像機構と、空中像が表示される領域である空中像表示領域においてユーザの指先を検知するための検知機構と、空中像表示領域を撮影可能な位置に配置されるカメラモジュールとを備え、空中像表示領域は、ユーザが情報を入力するための入力部となっており、空中結像機構は、表示面から射出された光の一部を反射するビームスプリッタと、ビームスプリッタで反射した光が入射するとともに入射した光をビームスプリッタに向かって入射方向と同じ方向へ反射する再帰性反射材とを備え、再帰性反射材で反射した後、ビームスプリッタを透過した光によって、空中像表示領域に空中像が形成され、カメラモジュールは、空中像表示領域に対してビームスプリッタが配置される側に配置されていることを特徴とする。
　本発明の入力装置では、カメラモジュールは、空中像表示領域に対してビームスプリッタが配置される側に配置されるとともに、空中像表示領域を撮影可能な位置に配置されている。そのため、本発明では、ユーザが、所定の情報が記録または表示される媒体や機器等を空中像表示領域に表示される空中像に対してかざせば、所定の情報をカメラモジュールで撮影することが可能になる。すなわち、本発明では、ユーザが、所定の情報が記録または表示される媒体や機器等を空中像表示領域に表示される空中像に対してかざせば、所定の情報をカメラモジュールによって光学的に読み取ることが可能になる。したがって、本発明では、容易に所定の情報を光学的に読み取ることが可能になる。
　また、本発明では、空中像表示領域に表示される空中像を明るくすることで、所定の情報が記録または表示される媒体や機器等に光を当てる照明を入力装置が備えていなくても、所定の情報をカメラモジュールによって光学的に読み取ることが可能になる。したがって、本発明では、簡易な構成で所定の情報を光学的に読み取ることが可能になる。また、本発明では、カメラモジュールが、空中像表示領域に対してビームスプリッタが配置される側に配置されているため、空中像表示領域に空中像を形成するためにビームスプリッタと空中像表示領域との間に形成される空間を、カメラモジュールで所定の情報を光学的に読み取るための空間として有効利用することが可能になる。
　本発明において、たとえば、表示機構は、カメラモジュールに撮影される情報が記録または表示された被撮影部がかざされる領域を示すための枠を表示面に表示し、空中結像機構は、表示面に表示された枠を空中像として空中像表示領域に表示する。この場合には、ユーザは、空中像表示領域のどの部分に被撮影部をかざせば良いのかを認識することが可能になる。
　本発明において、たとえば、表示機構は、カメラモジュールに撮影される情報が記録または表示された被撮影部をユーザが空中像表示領域にかざすように促すための案内を表示面に表示し、空中結像機構は、表示面に表示された案内を空中像として空中像表示領域に表示する。この場合には、ユーザは、空中像表示領域に表示される案内にしたがって被撮影部をかざすことが可能になる。
　以上のように、本発明では、空中像表示領域に表示される空中像を用いてユーザが暗証番号等を入力するための入力装置において、簡易な構成で容易に所定の情報を光学的に読み取ることが可能になる。
本発明の実施の形態にかかる入力装置の構成を説明するための概略図である。 図１に示す入力装置の構成を説明するための概略図である。 図１に示す空中像表示領域に表示される空中像の一例を示す図である。
　以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。
　（入力装置の構成）
　図１は、本発明の実施の形態にかかる入力装置１の構成を説明するための概略図である。図２は、図１に示す入力装置１の構成を説明するための概略図である。図３は、図１に示す空中像表示領域Ｒに表示される空中像の一例を示す図である。
　本形態の入力装置１は、ユーザの指先を用いて情報を入力するための装置であり、たとえば、ＡＴＭ、クレジットカード等の決済時の認証装置、自動発券機、自動販売機、あるいは、入退出管理装置等の上位装置に搭載されて使用される。本形態の入力装置１では、たとえば、暗証番号が入力される。また、本形態の入力装置１では、所定の情報を光学的に読み取ることが可能になっている。入力装置１は、三次元空間に空中像を表示する空中像表示装置２と、空中像が表示される領域である空中像表示領域Ｒにおいてユーザの指先の位置を検知するための検知機構３と、所定の情報を光学的に読み取るためのカメラモジュール４と、これらの構成が収容される筐体５とを備えている。
　空中像表示装置２は、画像を表示する表示面６ａを有する表示機構６と、表示面６ａに表示される画像を空間に投射することで空中像として結像させる空中結像機構７とを備えている。空中結像機構７は、ビームスプリッタ８と再帰性反射材９とを備えている。以下の説明では、上下方向（鉛直方向）に直交する図１のＹ方向を左右方向とし、上下方向と左右方向とに直交する方向を前後方向とする。また、前後方向の一方側である図１のＸ１方向側を「前」側とし、その反対側である図１のＸ２方向側を「後ろ」側とする。本形態では、入力装置１の前側に立つユーザが入力装置１の前面側で所定の情報を入力する。
　表示機構６は、たとえば、液晶ディスプレイまたは有機ＥＬディスプレイであり、表示面６ａは、ディスプレイの画面である。表示面６ａは、斜め後ろ上側を向いている。ビームスプリッタ８は、平板状に形成されている。ビームスプリッタ８は、表示機構６の後ろ側に配置されている。ビームスプリッタ８は、表示面６ａから射出された光の一部を反射する。すなわち、ビームスプリッタ８の一方の面は、表示面６ａから射出された光の一部を反射する反射面８ａとなっている。反射面８ａは、斜め前下側を向いている。
　再帰性反射材９は、平板状に形成されている。再帰性反射材９は、表示機構６の後ろ側に配置されるとともにビームスプリッタ８の下側に配置されている。再帰性反射材９には、ビームスプリッタ８で反射した光が入射する。再帰性反射材９は、入射した光をビームスプリッタ８に向かって入射方向と同じ方向へ反射する。すなわち、再帰性反射材９の一方の面は、ビームスプリッタ８で反射した光が入射するとともに入射した光をビームスプリッタ８に向かって入射方向と同じ方向へ反射する再帰反射面９ａとなっている。再帰反射面９ａには、１／４波長板が取り付けられている。再帰反射面９ａは、斜め前上側を向いている。
　表示機構６の表示面６ａから射出された光の一部は、ビームスプリッタ８の反射面８ａで反射して、再帰性反射材９の再帰反射面９ａに入射する。反射面８ａで反射した光は、斜め後ろ下側に向かう。再帰反射面９ａに入射した光は、再帰反射面９ａへの光の入射方向と同じ方向に反射する。再帰反射面９ａで反射した光は、斜め前上側に向かい、ビームスプリッタ８を透過する。ビームスプリッタ８を透過した光によって、空中像表示領域Ｒに空中像が形成される。空中像表示領域Ｒは、ビームスプリッタ８の上側に形成される。空中像表示領域Ｒに形成される空中像は、入力装置１の前側に立つユーザに、前側に向かうしたがって下側に向かうようにわずかに傾斜している画像として認識される。
　筐体５は、空中像表示領域Ｒを囲む枠体１１を備えている。枠体１１の内周側は、筐体５の内部に通じる開口部１１ａとなっている。開口部１１ａは、長方形状または正方形状に形成されている。空中像表示領域Ｒは、開口部１１ａの中に形成される。空中像表示領域Ｒは、ユーザの指先を用いて情報を入力するための入力部１２となっている。入力装置１の前側に立つユーザは、入力部１２において入力部１２の上側から暗証番号等を入力する。
　検知機構３は、上述のように、空中像表示領域Ｒにおいてユーザの指先の位置を検知する。すなわち、入力部１２は、検知機構３の検知範囲に含まれている。検知機構３は、光学式のセンサである。具体的には、検知機構３は、赤外線センサである。また、検知機構３は、ラインセンサである。検知機構３は、赤外光を射出する発光部と、発光部から射出されてユーザの指先で反射した赤外光が入射する受光部とを備える反射型の光学式センサである。検知機構３は、開口部１１ａの側方に配置されている。検知機構３は、空中像表示領域Ｒを含む平面内（すなわち、入力部１２を含む平面内）においてユーザの指先の位置を検知する。なお、検知機構３は、透過型の光学式センサであっても良い。
　カメラモジュール４は、筐体５の内部に固定されている。カメラモジュール４は、空中像表示領域Ｒを撮影可能な位置に配置されている。また、カメラモジュール４は、空中像表示領域Ｒよりも下側に配置されている。すなわち、カメラモジュール４は、空中像表示領域Ｒを下側から撮影可能な位置に配置されている。また、上述のように、空中像表示領域Ｒは、ビームスプリッタ８の上側に形成されており、ビームスプリッタ８は、空中像表示領域Ｒの下側に配置されている。すなわち、カメラモジュール４は、空中像表示領域Ｒに対してビームスプリッタ８が配置される側に配置されている。
　また、カメラモジュール４は、ビームスプリッタ８の後ろ側に配置されるとともに、空中像表示領域Ｒよりも後ろ側に配置されている。すなわち、カメラモジュール４は、再帰性反射材９で反射した後ビームスプリッタ８を透過した光を遮らない位置に配置されるとともに、空中像表示領域Ｒを斜め後ろ下側から撮影可能な位置に配置されている。左右方向から見たときに、カメラモジュール４の光軸は、前側に向かうにしたがって上側に向かうように傾斜している。
　本形態では、所定の情報が記録または表示される媒体や機器等の撮影対象物１５（図１参照）を空中像表示領域Ｒに表示される空中像に対して上側からかざすことで、所定の情報をカメラモジュール４で撮影することが可能になっている。すなわち、本形態では、所定の情報が記録または表示される撮影対象物１５を空中像表示領域Ｒに表示される空中像に対して上側からかざすことで、所定の情報をカメラモジュール４によって光学的に読み取ることが可能になっている。
　たとえば、二次元コードが画面に表示されるスマートフォン等の携帯機器が撮影対象物１５であり、この携帯機器を空中像表示領域Ｒに表示される空中像に対して上側からかざすことで、携帯機器の画面に表示された二次元コードをカメラモジュール４によって光学的に読み取ることが可能になっている。あるいは、バーコードが記録されたカード等の媒体が撮影対象物１５であり、この媒体を空中像表示領域Ｒに表示される空中像に対して上側からかざすことで、媒体に記録されたバーコードをカメラモジュール４によって光学的に読み取ることが可能になっている。すなわち、入力装置１は、二次元コードやバーコードを読み取るコードリーダになる。
　入力装置１では、上述のように、暗証番号の入力が可能になっている。入力装置１において暗証番号が入力される場合には、表示機構６は、暗証番号を入力するためのキーパッドを表示面６ａに表示し、空中結像機構７は、表示面６ａに表示されたキーパッドを空中像として空中像表示領域Ｒに表示する（図３（Ａ）参照）。ユーザは、空中像表示領域Ｒに表示されるキーパッドを利用して暗証番号を入力する。具体的には、ユーザは、空中像表示領域Ｒに表示されたキーパッドの中の所定のキー（数字）の位置に指先を順次移動させることで、暗証番号を入力する。すなわち、ユーザは、入力部１２で指先を順次移動させて、暗証番号を入力する。入力部１２で入力された暗証番号は、検知機構３の検知結果（すなわち、ユーザの指先の位置の検知結果）に基づいて認識される。
　また、入力装置１では、上述のように、カメラモジュール４によって二次元コード等の情報を光学的に読み取ることが可能になっている。カメラモジュール４で情報を光学的に読み取るときには、たとえば、表示機構６は、カメラモジュール４に撮影される情報が記録または表示された被撮影部１５ａ（たとえば、携帯機器の画面の中の二次元コードが表示された部分や、媒体の中のバーコードが記録された部分）がかざされる領域を示すための枠Ｆと、ユーザが被撮影部１５ａを空中像表示領域Ｒにかざすように促すための案内Ｇとを表示面６ａに表示し、空中結像機構７は、表示面６ａに表示された枠Ｆおよび案内Ｇを空中像として空中像表示領域Ｒに表示する（図３（Ｂ）参照）。枠Ｆは、たとえば、長方形の枠である。案内Ｇは、たとえば、案内メッセージ、操作指示または枠Ｆを指し示す矢印等である。
　空中像表示領域Ｒに表示される枠Ｆに対してユーザが被撮影部１５ａをかざすと、被撮影部１５ａに記録または表示された情報がカメラモジュール４によって読み取られる。カメラモジュール４で情報を読み取るときには、空中像表示領域Ｒに表示される空中像の中の、カメラモジュール４による情報の読み取りに支障が生じない箇所が光る。すなわち、カメラモジュール４で情報を読み取るときには、空中像表示領域Ｒに表示される空中像は、被撮影部１５ａに光を当てる照明の役割を果たしている。
　（本形態の主な効果）
　以上説明したように、本形態では、カメラモジュール４は、空中像表示領域Ｒに対してビームスプリッタ８が配置される側に配置されるとともに、空中像表示領域Ｒを撮影可能な位置に配置されており、所定の情報が記録または表示される撮影対象物１５を空中像表示領域Ｒに表示される空中像に対してビームスプリッタ８の反対側からかざすことで、所定の情報をカメラモジュール４によって光学的に読み取ることが可能になっている。したがって、本形態では、容易に所定の情報を光学的に読み取ることが可能になる。
　本形態では、カメラモジュール４で光学的に情報を読み取るときに、空中像表示領域Ｒに表示される空中像は、被撮影部１５ａに光を当てる照明の役割を果たしている。そのため、本形態では、被撮影部１５ａに光を当てる照明を入力装置１が別途備えていなくても、所定の情報をカメラモジュール４によって光学的に読み取ることが可能になる。したがって、本形態では、簡易な構成で所定の情報を光学的に読み取ることが可能になる。また、本形態では、カメラモジュール４が、空中像表示領域Ｒに対してビームスプリッタ８が配置される側に配置されているため、空中像表示領域Ｒに空中像を形成するためにビームスプリッタ８と空中像表示領域Ｒとの間に形成される空間を、カメラモジュール４で光学的に情報を読み取るための空間として有効利用することが可能になる。
　本形態では、カメラモジュール４で光学的に情報を読み取るときに、被撮影部１５ａがかざされる領域を示すための枠Ｆが空中像として空中像表示領域Ｒに表示されている。そのため、本形態では、ユーザは、空中像表示領域Ｒのどの部分に被撮影部１５ａをかざせば良いのかを認識することが可能になる。また、本形態では、カメラモジュール４で光学的に情報を読み取るときに、ユーザが被撮影部１５ａを空中像表示領域Ｒにかざすように促すための案内Ｇが空中像として空中像表示領域Ｒに表示されているため、ユーザは、空中像表示領域Ｒに表示される案内Ｇにしたがって被撮影部１５ａをかざすことが可能になる。
　（他の実施の形態）
　上述した形態は、本発明の好適な形態の一例ではあるが、これに限定されるものではなく本発明の要旨を変更しない範囲において種々変形実施が可能である。
　上述した形態において、入力装置１で暗証番号以外の情報が入力されても良い。たとえば、ユーザの署名（サイン）が入力装置１で入力されても良い。この場合には、たとえば、署名が入力される枠が空中像として空中像表示領域Ｒに表示される。また、上述した形態において、カメラモジュール４で光学的に情報を読み取るときに、空中像表示領域Ｒに枠Ｆおよび案内Ｇの少なくともいずれか一方が表示されなくても良い。さらに、上述した形態において、検知機構３は、静電容量センサであっても良いし、モーションセンサであっても良い。また、検知機構３は、２台のカメラによって構成されていても良い。また、上述した形態において、入力装置１の後ろ側に立つユーザが入力装置１の後面側で所定の情報を入力しても良い。
　１　入力装置
　３　検知機構
　４　カメラモジュール
　６　表示機構
　６ａ　表示面
　７　空中結像機構
　８　ビームスプリッタ
　９　再帰性反射材
　１２　入力部
　１５ａ　被撮影部
　Ｆ　枠
　Ｇ　案内
　Ｒ　空中像表示領域

Claims (3)

  1. 　ユーザの指先を用いて情報を入力するための入力装置であって、
    　画像を表示する表示面を有する表示機構と、前記表示面に表示される画像を空間に投射することで空中像として結像させる空中結像機構と、前記空中像が表示される領域である空中像表示領域において前記ユーザの前記指先を検知するための検知機構と、前記空中像表示領域を撮影可能な位置に配置されるカメラモジュールとを備え、
    　前記空中像表示領域は、前記ユーザが情報を入力するための入力部となっており、
    　前記空中結像機構は、前記表示面から射出された光の一部を反射するビームスプリッタと、前記ビームスプリッタで反射した光が入射するとともに入射した光を前記ビームスプリッタに向かって入射方向と同じ方向へ反射する再帰性反射材とを備え、
    　前記再帰性反射材で反射した後、前記ビームスプリッタを透過した光によって、前記空中像表示領域に前記空中像が形成され、
    　前記カメラモジュールは、前記空中像表示領域に対して前記ビームスプリッタが配置される側に配置されていることを特徴とする入力装置。
  2. 　前記表示機構は、前記カメラモジュールに撮影される情報が記録または表示された被撮影部がかざされる領域を示すための枠を前記表示面に表示し、
    　前記空中結像機構は、前記表示面に表示された前記枠を前記空中像として前記空中像表示領域に表示することを特徴とする請求項１記載の入力装置。
  3. 　前記表示機構は、前記カメラモジュールに撮影される情報が記録または表示された被撮影部を前記ユーザが前記空中像表示領域にかざすように促すための案内を前記表示面に表示し、
    　前記空中結像機構は、前記表示面に表示された前記案内を前記空中像として前記空中像表示領域に表示することを特徴とする請求項１または２記載の入力装置。
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