(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数の発光ブロックを有し、該発光ブロックの一部又は全部には光センサが組み込まれたディスプレイと、平面視して交差する第１、第２の微小反射面がそれぞれ同一平面上に多数立設して配置され、前記各第１の微小反射面からの第１の反射光を、対応する前記第２の微小反射面で受けて第２の反射光とする光結像手段とを備え、
前記光結像手段の一側に配置された前記ディスプレイの画像を前記光結像手段によって前記光結像手段の他側に第１の実像として結像し、前記第１の実像に触れた指示手段の画像を前記光結像手段の一側にある前記ディスプレイ上に第２の実像として結像させ、前記第２の実像の位置を前記ディスプレイの光センサで検知することを特徴とする非接触入力装置。
【請求項２】
請求項１記載の非接触入力装置において、前記光センサは赤外線センサであって、前記各発光ブロックは、可視光の発光部の他に、赤外線発光部と前記赤外線センサとを有することを特徴とする非接触入力装置。
【請求項３】
請求項１記載の非接触入力装置において、前記光センサは赤外線センサであって、前記各発光ブロックは、可視光の発光部の他に前記赤外線センサを有し、前記第１の実像に触れた前記指示手段を前記光結像手段の側から照らす赤外線発光手段を前記ディスプレイとは別に備え、前記第２の実像の位置を前記赤外線センサによって検知することを特徴とする非接触入力装置。
【請求項４】
請求項２又は３記載の非接触入力装置において、前記可視光の発光部がＲ発光手段、Ｇ発光手段、及びＢ発光手段を有することを特徴とする非接触入力装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１記載の非接触入力装置において、前記ディスプレイは液晶式であることを特徴とする非接触入力装置。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか１記載の非接触入力装置において、前記ディスプレイは発光ダイオード式であることを特徴とする非接触入力装置。
【請求項７】
多数の発光ブロックを有し、該発光ブロックの一部又は全部には光センサが組み込まれたディスプレイと、平面視して交差する第１、第２の微小反射面がそれぞれ同一平面上に多数立設して配置され、前記各第１の微小反射面からの第１の反射光を、対応する前記第２の微小反射面で受けて第２の反射光とする光結像手段とを用い、
前記光結像手段の一側に配置された前記ディスプレイの画像を、前記光結像手段によって前記光結像手段の他側に第１の実像として結像し、前記第１の実像に触れた指示手段の画像を前記光結像手段の一側にある前記ディスプレイ上に第２の実像として結像させ、該第２の実像の位置を、前記ディスプレイの光センサで検知することを特徴とする非接触入力方法。
【請求項８】
請求項７記載の非接触入力方法において、前記光センサは赤外線センサであって、前記各発光ブロックは、Ｒ発光手段、Ｇ発光手段、及びＢ発光手段を有する可視光の発光部の他に前記赤外線センサを備えていることを特徴とする非接触入力方法。
【請求項９】
請求項８記載の非接触入力方法において、前記各発光ブロックは赤外線発光部を備えていることを特徴とする非接触入力方法。
【請求項１０】
請求項７又は８記載の非接触入力方法において、前記指示手段に向けて赤外線を照射する赤外線発光手段を有していることを特徴とする非接触入力方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空中に実像を形成し、この実像（例えば、タッチパネル像）を見ながら指示手段（例えば、指）の操作によって信号入力ができる非接触入力装置及び方法（即ち、再生画像の指示位置を非接触で検知する装置及び方法）に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディスプレイ（表示器）に画像を表示し、画像の特定の場所を指で押すと感圧センサなどで押圧部分のＸＹ座標が検知され、この入力信号によって次の動作を行うことは従来から知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、特許文献２に記載されているように、ディスプレイの直上に発光素子と受光素子をＸＹ軸に沿って多数平行に並べてマトリックスを形成し、指やペン等の障害物でディスプレイの表面をタッチした場合は、その障害物がマトリックスを横切ることで、ディスプレイに当接した位置を検知することも提案されている。
【０００４】
一方、特許文献３には、透明平板の内部に多数の第１、第２の平面光反射部を平行かつ一定間隔でそれぞれ並べた第１、第２の光制御パネルを、第１、第２の平面光反射部が平面視して直交状態となるように当接又は近接配置した光結像手段を用い、ディスプレイの画像とディスプレイ表面に赤外線を乱反射させた画像とを同時に再生画像として空中に表示し、ディスプレイの再生画像にタッチした指示手段の位置を二次元赤外線カメラによって検知して、ディスプレイの再生画像の指示位置を検知する方法及び装置が提案されている。
【０００５】
また、特許文献４に記載されているように、液晶パネルを構成するトランジスタ形状面に光センサを内蔵させ、液晶表面での指によるマルチタッチやタッチペンの動きの形状を認識する装置も提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−３９７４５号公報
【特許文献２】特開２０００−５６９２８号公報
【特許文献３】特許第５５０９３９１号公報
【特許文献４】特開２０１１−２９９１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１、２記載のタッチパネルにおいては、平面状のディスプレイが裏面側に存在し、ディスプレイに特定の平面画像が表示され、そのディスプレイ上の特定の位置を押圧して入力位置が検知できる構造となっていた。従って、指やペン等で画像を押した場合、必ずディスプレイ面に接触又は衝突し、ディスプレイが汚れる又はディスプレイに疵を付けることがあった。
【０００８】
特許文献３には、ディスプレイパネルの他に赤外線の光源、赤外線の乱反射面、赤外線カメラも必要となって装置構成がより複雑になるという問題がある。
更に、特許文献４には、バックライト付きの液晶パネルと、液晶パネルにタッチしたことを反射光によって検知する光センサを備えた光学式タッチパネルが提案されているが、タッチパネルは空中結像式ではない。
【０００９】
更に、ＡＴＭなどでもディスプレイを用いたタッチパネルは使用されているが、不特定多数の人が画面に触れるので衛生的ではなく、接触感染防止には有効ではなかった。
また、ディスプレイに向けて光が照射されると、その反射光がディスプレイから放射され、ディスプレイが見にくい場合があった。
【００１０】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、結像させる画像を他の光源からの反射光でない空間画像とし、この空間画像の特定位置を指、指示棒、タッチペン等の指示手段で指してその位置を検知し、ディスプレイに物理的に接触しなくても信号入力ができる非接触入力装置及び方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的に沿う第１の発明に係る非接触入力装置は、多数の発光ブロックを有し、該発光ブロックの一部又は全部には光センサが組み込まれたディスプレイと、平面視して交差する第１、第２の微小反射面がそれぞれ同一平面上に多数立設して配置され、前記各第１の微小反射面からの第１の反射光を、対応する前記第２の微小反射面で受けて第２の反射光とする光結像手段とを備え、
前記光結像手段の一側に配置された前記ディスプレイの画像を前記光結像手段によって前記光結像手段の他側に第１の実像として結像し、前記第１の実像に触れた指示手段の画像を前記光結像手段の一側にある前記ディスプレイ上に第２の実像として結像させ、前記第２の実像の位置を前記ディスプレイの光センサで検知する。
【００１２】
なお、前記ディスプレイに表示する画像は、タッチパネル像、キーボード像等があるが、通常のカラー又は白黒の画面（画像）であってもよい（以下、非接触入力方法においても同じ）。
【００１３】
第１の発明に係る非接触入力装置において、前記光センサは赤外線センサであって、前記各発光ブロックは、可視光の発光部の他に、赤外線発光部と前記赤外線センサとを有するのが好ましい。なお、赤外線センサには可視光を検知しないようにフィルタ等を用いるのが好ましいが、必須の要件ではなく、光センサは可視光の光センサとすることもできる。
【００１４】
第１の発明に係る非接触入力装置において、前記光センサは赤外線センサであって、前記各発光ブロックは、可視光の発光部の他に前記赤外線センサを有し、前記第１の実像に触れた前記指示手段を前記光結像手段の側から照らす赤外線発光手段を前記ディスプレイとは別に備え、前記第２の実像の位置を前記赤外線センサによって検知することもできる。
【００１５】
第１の発明に係る非接触入力装置において、前記可視光の発光部がＲ発光手段、Ｇ発光手段、及びＢ発光手段を有するのが好ましい。ここで、Ｒは赤、Ｇは緑、Ｂは青を意味する。
【００１６】
第１の発明に係る非接触入力装置において、前記ディスプレイは液晶式であるのが好ましい。従って、液晶面の裏側に光源（バックライト）を有する。なお、発光ブロックに赤外線発光部を有する場合は、光源に赤外線発光源を含んでいるのが好ましい。
【００１７】
また、第１の発明に係る非接触入力装置において、前記ディスプレイは発光ダイオード式とすることもできる。この場合、可視光の発光部は三原色の発光ダイオードを、赤外線発光部は赤外線発光ダイオードを使用することができる。
【００１８】
なお、第１の発明に係る非接触入力装置において、光結像手段は特許第５０３６８９８号公報の記載のものを使用してもよいし、特許第４７３４６５２号公報に記載の２つの直交する光反射面を有する単位光学素子を平面状に並べて配置したものでもよい。
【００１９】
第２の発明に係る非接触入力方法は、多数の発光ブロックを有し、該発光ブロックの一部又は全部には光センサが組み込まれたディスプレイと、平面視して交差する第１、第２の微小反射面がそれぞれ同一平面上に多数立設して配置され、前記各第１の微小反射面からの第１の反射光を、対応する前記第２の微小反射面で受けて第２の反射光とする光結像手段とを用い、
前記光結像手段の一側に配置された前記ディスプレイの画像を、前記光結像手段によって前記光結像手段の他側に第１の実像として結像し、前記第１の実像に触れた指示手段の画像を前記光結像手段の一側にある前記ディスプレイ上に第２の実像として結像させ、該第２の実像の位置を、前記ディスプレイの光センサで検知する。
【００２０】
第２の発明に係る非接触入力方法において、前記光センサは赤外線センサであって、前記各発光ブロックは、Ｒ発光手段、Ｇ発光手段、及びＢ発光手段を有する可視光の発光部の他に前記赤外線センサを備えているのが好ましい。
この非接触入力方法において、前記各発光ブロックは赤外線発光部を備えていることもでき、また前記指示手段に向けて赤外線を照射する赤外線発光手段を別に有することもできるし、これらを同時に設けることもできる。
【００２１】
また、前記ディスプレイから発する光（赤外線も含む）、又は赤外線発光手段からの赤外線は高周波の変調がかけられ、自然光と区別するのが好ましい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に係る非接触入力装置及び方法は、ディスプレイの画像を光結像手段で空間内にある第１の実像として結像し、この第１の実像に触れた指示手段の画像を光結像手段で光結像手段の一側に、例えばディスプレイに第２の実像として結像させ、この第２の実像の位置を光センサで検知するので、比較的簡単に、指示手段の位置を検知できる。また、従来のように、特別な二次元赤外線カメラ等は不要となる。
また、光結像手段に対してディスプレイの位置が変わっても、指示手段の画像は元のディスプレイ上に結像する。
【００２３】
本発明に係る非接触入力装置及び方法において、ディスプレイが赤外線発光部及び赤外線センサを有する場合は、可視光の変化に関係なく、赤外線のみで、指示手段の位置を検知できる。また、赤外線を別置きした赤外線発光手段から発する場合は、ディスプレイの構造を簡略化できる。
【００２４】
なお、光として可視光を使用する場合は、従来の「光センサー液晶パッド」をそのままディスプレイに利用できる。この場合、ディスプレイの画像をキーボート等にする場合は、特別な光線画像（例えば、スポットライト）を個々のキーボード画像に設けるのが好ましい。これによって、光センサの位置も光線画像に合わせて、検知精度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１の実施例に係る非接触入力装置の説明図である。
【図２】同非接触入力装置に使用する光結像手段の説明図である。
【図３】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ同非接触入力装置に使用するディスプレイの説明図である。
【図４】同非接触入力装置に使用する変形例に係るディスプレイの説明図である。
【図５】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ本発明の第２の実施例に係る非接触入力装置に使用するディスプレイの説明図である。
【図６】本発明の第３の実施例に係る非接触入力装置の説明図である。
【図７】同非接触入力装置に使用するディスプレイの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
続いて、添付した図面を参照しながら、本発明を具体化した実施例について説明する。
図１、図２に示すように、本発明の第１の実施例に係る非接触入力装置１０は、平面状のディスプレイ１１と３０〜６０度の角度αを有して離れて形成され、ディスプレイ１１に表示される画像を入光して対称位置にディスプレイ１１の画像を実像１２として結像する光結像手段１３を備えている。なお、ここで、ディスプレイとしては通常の液晶ディスプレイのように平面板状のものの他に、内部に光源を有する立体状のもの、キーボードのように片側にのみ凹凸を有するものを使用することもできる（以下の実施例でも同じ）。また、光結像手段１３が透明プラスチック、ガラス等の透明材を主要材料として使用している場合は、空気中から透明材に入光し、透明材から空気中に出光するときに、透明材の材質に起因する屈折を生じるので、屈折角を考慮してディスプレイ１１の位置を決める（以下の実施例においても同じ）。なお、光結像手段に対するディスプレイの位置はある程度自由であり、レンズ系を用いる場合のピント合わせは必要でない。
【００２７】
光結像手段１３は、図２に詳細を示すように、一面側を当接又は近接して配置されたそれぞれ厚みがｔ１、ｔ２（例えば、０．１〜５ｍｍ）の平板状の第１、第２の光制御パネル１４、１５を有している。第１、第２の光制御パネル１４、１５内部には、それぞれ一方側の面に垂直に多数かつ帯状の平面光反射部１８、１９が一定のピッチ（ｐ１、ｐ２）で並べて形成されている。ここで、第１、第２の光制御パネル１４、１５の平面光反射部１８、１９は平面視して交差して（この実施例では直交状態で）配置されている。
【００２８】
第１、第２の光制御パネル１４、１５は、平面光反射部１８、１９以外の部分は、ガラス又は透明プラスチック等の透明材から形成されている。この平面光反射部１８、１９は反射効率のよい金属シート、蒸着金属、又は中間部に接着剤層を有する金属シート、鏡面シートからなって、表裏両面が反射面となっているのが好ましいが、片面のみが反射面となっている場合であっても本発明は適用される。なお、光結像手段１３の製造方法については、例えば、ＷＯ２００９／１３１１２８Ａ１等に記載されている。また、反射効率の高い金属にはアルミニウム、銀、チタン、ニッケル、クロム等がある。
【００２９】
通常は各平面光反射部１８、１９のピッチｐ１、ｐ２は同一であり、第１、第２の光制御パネル１４、１５の厚みｔ１、ｔ２は同一であるのが生産効率上好ましいので、以後、平面光反射部１８、１９のピッチはｐとして、第１、第２の光制御パネル１４、１５の厚みをｔとして扱う。このような光結像手段１３を平面視すると、図１の部分拡大図に示すように、平面光反射部１８、１９が交差して多数の正方形の枠を形成する。この場合の一つの枠（即ち、一層分の枠）のアスペクト比γ（高さ／幅）は、厚み（ｔ）／ピッチ（ｐ）となる。アスペクト比γは、１〜４．５程度になるが、一つの平面光反射部１８、１９で複数回反射させてより明るい実像１２を得るには、２．５〜４．５（更に詳細には、３を超え、４．５以下）とするのがよい。
【００３０】
第１、第２の光制御パネル１４、１５の一つの枠の部分で、平面視して交差する第１、第２の微小反射面２０、２１が形成される。この第１、第２の微小反射面２０、２１は、それぞれ同一平面上に多数立設して配置されている。従って、光結像手段１３の一側に配置されたディスプレイ１１からの光は、手前側（ディスプレイ１１側）にある第１の光制御パネル１４の各第１の微小反射面２０で反射し（第１の反射光）、対応する第２の微小反射面２１で更に反射して（第２の反射光）、光結像手段１３の他側に実像１２を形成する。この実像１２は空間部に形成され、ディスプレイ１１に形成された画像１１ａと同一大きさとなる。なお、入射光及び反射光は一つの枠の中のみで反射を行う場合の他、一つの枠を飛び越えて反射する場合も含む。
【００３１】
次に、図３（Ａ）、（Ｂ）、図４を参照しながら、非接触入力装置１０に使用したディスプレイ１１について説明する。このディスプレイ１１は、基本的には液晶タイプであって、バックライト２４と、液晶部２５と、それぞれ可視光の発光部の一例であるＲ発光手段２６、Ｇ発光手段２７、及びＢ発光手段２８（以下、単にＲＧＢ発光手段２６〜２８ともいう）を有する多数のセル（発光ブロック）２９が格子状に配置された表示部３０を有している。ここで、Ｒ発光手段２６、Ｇ発光手段２７、Ｂ発光手段２８は自身では発光せず、バックライト２４の光が液晶部２５を通過した場合にＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）に発光する部分をいい、単なる色フィルタであっても代替できる。
【００３２】
液晶部２５は周知の構造となって、上下にそれぞれＸ、Ｙ方向に格子状に配置された帯状の透明電極３１、３２によって給電されて、遮光状態及び透光状態でセル単位（即ち、ＲＧＢ発光手段２６〜２８単位）で制御できる。表示部３０に配置されたセル２９は、セル２９単位でＲＧＢ発光手段２６〜２８の他に赤外線発光部３３と光センサの一例である赤外線センサ３４とを有している。赤外線センサ３４の上下には、赤外線センサ３４から光信号を得る（給電する場合もある）帯状の透明電極３６、３７が上下に格子状に配置されている。なお、図３（Ａ）、（Ｂ）において、３９〜４１、４１ａは透明な保護板材を示し、４２は偏向フィルタを、４３は各セル２９の障壁を示す。また、バックライト２４の光源には、赤、青、緑の可視光を含むと共に、赤外光を含む光源を使用する。また、透明電極３１、３２を用いて液晶部２５を制御し、透明電極３６、３７を用いて、赤外線センサ３４を制御する。ここで、２５ａは液晶部本体を示す。なお、図４に示す透明電極３１、３２及び３６、３７は、図３に示す透明電極３１、３２及び３６、３７と方向が異なって示されている。従って、図４に示すディスプレイ１１は、図３に示すディスプレイ１１の変形例となる。また、光センサは発光ブロックの全てに設けてもよいし、一部の発光ブロックに設けてもよい。
【００３３】
このティスプレイ１１の動作について説明する。バックライト２４を点灯した状態で、透明電極３１、３２を介して各セル２９内のＲＧＢ発光手段２６〜２８、赤外線発光部３３に対応する（即ち、直下になる）液晶部２５をオンオフすると、一つのセル２９から可視光及び赤外光が発生する。これによって、ディスプレイ１１上に画像１１ａを形成することができると共に、ディスプレイ１１から均一照度の赤外線が発生する。
【００３４】
ディスプレイ１１に表示された画像１１ａからの光（ｒ１〜ｒ４）は、図１に示すように、光結像手段１３に入り、その他側に実像１２（第１の実像、以下、同じ）が形成される。なお、ディスプレイ１１と実像１２は、光結像手段１３を中心として左右対称又は上下対称に形成される。この場合、ディスプレイ１１の赤外線発光部３３から発した赤外線は、面状となって実像１２の位置に重なって形成されるが、視認することはできない。
ここで、図１に示すように、実像１２の所定位置に指示手段４５の一例である指（タッチペン、指示棒等でもよい）を入れると、指示手段４５から赤外線の反射光が発生し、その画像が光結像手段１３を介してディスプレイ１１側（即ち、ディスプレイ１１上）に第２の実像４５ａとして結像される。図１に示すように、指示手段４５からの赤外線の反射光は、ｒ１’、ｒ３’の帰路で光結像手段１３に入光し、光結像手段１３で屈曲反射し、ｒ２’、ｒ４’の帰路を通って第２の実像４５ａを結像する。第２の実像４５ａは赤外線による結像であるので、目視できない。図１（図６も同じ）において、θは第１の実像１２（７０）と第２の実像４５ａが光結像手段１３に対して対称に形成されることを示す。なお、ｒ１〜ｒ４、ｒ１’〜ｒ４’は結像に寄与する赤外線束の外側の赤外線を示す。
【００３５】
ここで、ディスプレイ１１に配置されている赤外線センサ３４で指示手段４５の赤外線画像を検知し、これによって、実像１２のどの部分を押したか検知できる。実像１２が例えば、キーボード等の場合は、キーボードの押圧位置を検知できる。
従って、この非接触入力装置１０においては、外付けの赤外線発光部や赤外線カメラ等は必要でない。
【００３６】
続いて、本発明の第２の実施例に係る非接触入力装置５０について説明する。第１の実施例に係る非接触入力装置１０の構成要素と同一な場合は同一の番号を付して詳しい説明を省略する（以下の実施例においても同じ）。
図１、図２に示すように、この非接触入力装置５０は、平面状のディスプレイ５１と３０〜６０度の角度αを有して離れて形成され、ディスプレイ５１に表示される画像１１ａを入光して対称位置に実像１２として結像する光結像手段１３を備えている。
【００３７】
ディスプレイ５１の部分拡大図を図５（Ａ）に、ディスプレイ５１の断面拡大部を図５（Ｂ）に示す。この非接触入力装置５０のディスプレイ５１は液晶式ではなく、発光ダイオード式を用いて画像を形成している。従って、ディスプレイ５１には、それぞれ発光ダイオードで形成されるＲ発光手段５２、Ｇ発光手段５３、Ｂ発光手段５４（可視光の発光部）の他に、発光ダイオードからなる赤外線発光部５５、フォトダイオード等からなる赤外線センサ（光センサの一例）５６とを有する多数のセル（発光ブロック）５８が設けられている。５７は各セル５８を区切る障壁を、６０、６１はＲ発光手段５２、Ｇ発光手段５３、Ｂ発光手段５４の各発光ダイオードに電力を供給し、赤外線センサ５６からの信号を受け取る帯状の透明電極を示す。なお、透明電極６１は不透明であってもよい。また、６３は透明保護板材を、６４は保護板材を、６５は偏向フィルタを示す。
【００３８】
これによって、ディスプレイ５１から、赤緑青の光を含む可視光線の画像と、赤外線とを発することができ、ディスプレイ５１に表示された画像１１ａは、光結像手段１３を介してその対称位置の空間に実像１２を形成する。
実像１２に指示手段４５で接触すると、その反射赤外線が光結像手段１３を介してディスプレイ５１の表面に赤外線画像（第２の実像４５ａ）を結像し、赤外線センサ５６によってその位置を検知できる。
【００３９】
図６に示す本発明の第３の実施例に係る非接触入力装置６７は、平面状のディスプレイ６８と３０〜６０度の角度αを有して離れて形成され、ディスプレイ６８に表示される画像（キーボード像、タッチパネル像等）６９からの光を入光し、対称位置にこの画像６９を実像（第１の実像）７０として結像する光結像手段１３を備えている。ここで、実像７０の全体に赤外線を照射する赤外線発光手段７１が、光結像手段１３の他側に設けられている。この赤外線発光手段７１は、例えば、赤外線発光ダイオード又は赤外線ランプ等からなって、実像７０に触れた指示手段４５を光結像手段１３の側から確実に照らし、反射光を光結像手段１３に向けて発するようになっている。なお、赤外線発光手段７１は原則光結像手段１３に向けて光（赤外線）を照射しない。
【００４０】
ディスプレイ６８は、図７に示すように、多数の発光ブロック（セル）７３を有し、各発光ブロック７３は、Ｒ発光手段７４、Ｇ発光手段７５、Ｂ発光手段７６を有する可視光の発光部、及び光センサの一例である赤外線センサ７７を備えている。
なお、ディスプレイ６８が液晶式の場合は、ＲＧＢ発光手段７４〜７６の底部に液晶部が設けられ、ディスプレイ６８が発光ダイオード式の場合は、ＲＧＢ発光手段７４〜７６がそれぞれ発光ダイオードからなっている。
【００４１】
従って、第３の実施例に係る非接触入力装置６７においては、赤外線発光手段７１によって、指示手段（指、タッチペン等）４５が赤外線照射され、図６に示すように、ｈ１、ｈ３の範囲にある赤外線反射光が、光結像手段１３を通過してディスプレイ６８上に第２の実像４５ａとして結像する。ｈ２、ｈ４は光結像手段１３を通過して外側を通る赤外線を示す。第２の実像４５ａの位置を赤外線センサ７７によって検知する。なお、第２の実像４５ａの面積が大きい場合は、多数の赤外線センサ７７に検知されるので、画像処理を行って、例えば、その重心位置を求めて、ディスプレイ６８の出力とするのが好ましい。
【００４２】
以上の第１〜第３の実施例に係る非接触入力装置１０、５０、６７において、赤外線発光部３３、５５、赤外線発光手段７１からの赤外線信号を、外部の赤外線と区別するため、変調をかけてオンオフ信号又は波形信号とすることが好ましい。その変調は、非接触入力装置１０の場合は液晶を制御して行い、非接触入力装置５０の場合は赤外線発光部（発光ダイオード）５５に与える電力に、非接触入力装置６７の場合は赤外線発光手段７１に与える電力に変調をかけることになる。
赤外線センサ３４、５６、７７は受光した赤外線を一旦電気信号に変えた後、フィルタを通して必要信号を選択する。
【００４３】
以上の実施例では、可視光の他に赤外光を使用していたが、赤外光を使用せず、可視光のみを使用して、非接触入力装置を構成することも可能である。この場合、赤外線発光部はセルの中に存在せず、赤外線センサの代わりに可視光の光センサを有する。従って、通常のパソコンに使用する光センサ式のタッチパネルを転用することもできる。
この場合、可視光に変調をかけるのが好ましく、更に可視光の一部の光のみを光センサが検知するようにしてもよい。また、赤外線は可視光線より波長が長い光線、例えば、遠赤外線等も含む。
【００４４】
本発明は以上の実施例に限定されず、例えば、第１〜第３の実施例に係る非接触入力装置の一部の構成を入れ換えて実施する場合も本発明は適用される。
第１〜第３の実施例では、発光ブロック（セル）の形状、構造を具体的に説明したが、本発明の要旨を変更しない範囲での改良、形状変更は可能である。
また、前記実施例においては、ＲＧＢ発光手段を用いたが、順序は入れ換えてもよく、更にはＲＧＢ以外の色を組み合わせてもよいし、更にモノクロームであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明に係る非接触入力装置及び方法（再生画像の指示位置を非接触で検知する装置及び方法）は、各種機械の操作盤に利用すると、操作ボタンを有する操作盤（例えば、キーボード、タッチパネル）の再生画像を空間に表示させ、再生画像の操作ボタンを押すと入力信号を得ることができる。従って、本発明に係る非接触入力装置及び方法は、工場の機械の操作盤だけでなく、携帯電話、パソコン、自動車、船等のタッチパネルにも最適に使用できる。
【符号の説明】
【００４６】
１０：非接触入力装置、１１：ディスプレイ、１１ａ：画像、１２：実像（第１の実像）、１３：光結像手段、１４：第１の光制御パネル、１５：第２の光制御パネル、１８、１９：平面光反射部、２０：第１の微小反射面、２１：第２の微小反射面、２４：バックライト、２５：液晶部、２５ａ：液晶部本体、２６：Ｒ発光手段、２７：Ｇ発光手段、２８：Ｂ発光手段、２９：セル、３０：表示部、３１、３２：透明電極、３３：赤外線発光部、３４：赤外線センサ、３６、３７：透明電極、３９〜４１、４１ａ：保護板材、４２：偏向フィルタ、４３：障壁、４５：指示手段、４５ａ：第２の実像、５０：非接触入力装置、５１：ディスプレイ、５２：Ｒ発光手段、５３：Ｇ発光手段、５４：Ｂ発光手段、５５：赤外線発光部、５６：赤外線センサ、５７：障壁、５８：セル、６０、６１：透明電極、６３：透明保護板材、６４：保護板材、６５：偏向フィルタ、６７：非接触入力装置、６８：ディスプレイ、６９：画像、７０：実像（第１の実像）、７１：赤外線発光手段、７３：発光ブロック、７４：Ｒ発光手段、７５：Ｇ発光手段、７６：Ｂ発光手段、７７：赤外線センサ
【要約】
多数の発光ブロック２９に光センサ３４が組み込まれたディスプレイ１１と、平面視して交差する第１、第２の微小反射面２０、２１がそれぞれ同一平面上に多数立設して配置された光結像手段１３とを用い、ディスプレイ１１の画像１１ａを光結像手段１３の他側に第１の実像１２として結像し、第１の実像１２に触れた指示手段４５の画像を光結像手段１３の一側に第２の実像４５ａとして結像させ、第２の実像４５ａの位置をディスプレイ１１の光センサ３４で検知する。【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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