(57)【要約】【課題】空間に結像された画像に対して、ユーザが指などの物体を近づけていることを認識し、その旨をユーザに通知する。【解決手段】入力装置（１）は、光源から入射した光を導光して出射面から出射させ、空間に画像を結像させる導光板と、画像が結像される結像位置を含む空間における指示体を検出する位置検出センサ（２０）と、位置検出センサ（２０）による指示体の検出に応じてユーザによる入力を検知し、結像位置と指示体との距離に応じて、ユーザに対する報知方法を変化させる制御を行う報知制御部（４２）とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から入射した光を導光して光出射面から出射させ、空間に画像を結像させる第１導光板と、
前記画像が結像される結像位置を含む空間における物体を検出するセンサと、
前記センサによる前記物体の検出に応じてユーザによる入力を検知する入力検知部と、
前記センサによって検出された、前記結像位置と前記物体との距離に応じて、ユーザに対する報知方法を変化させる制御を行う報知制御部とを備えることを特徴とする入力装置。
【請求項２】
前記報知制御部が、前記結像位置に対して所定の距離の範囲である近傍空間に前記物体が存在している場合と、前記結像位置に前記物体が存在している場合とで、前記報知方法を異ならせることを特徴とする請求項１に記載の入力装置。
【請求項３】
前記画像が複数の位置に結像されているとともに、前記近傍空間が前記画像のそれぞれの結像位置毎に設定されており、
前記報知制御部が、前記近傍空間に前記物体が検出された場合に、該近傍空間に対応する位置に結像されている前記画像を特定する報知を行うように制御することを特徴とする請求項２に記載の入力装置。
【請求項４】
前記報知制御部が、前記画像の表示状態を変化させることによって前記報知方法を変化させる制御を行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の入力装置。
【請求項５】
前記第１導光板の前記光出射面側または前記光出射面の反対側に、場所に応じて光の出射状態または透過状態を変更する光制御装置をさらに備え、
前記画像が複数の位置に結像されているとともに、
前記報知制御部が、前記画像のそれぞれの結像位置に応じて、前記光制御装置における光の出射状態または透過状態を変更させることによって前記報知方法を変化させることを特徴とする請求項４に記載の入力装置。
【請求項６】
前記光制御装置が、
複数の場所に配置された発光部材の発光を制御する発光装置、
光源から入射した光を導光して光出射面から出射させるとともに、該光出射面から光を出射させる位置を制御する第２導光板装置、および、
位置に応じて光の出射または透過を制御する液晶表示装置
のいずれか１つであることを特徴とする請求項５に記載の入力装置。
【請求項７】
音を出力する音出力装置をさらに備え、
前記報知制御部が、前記音出力装置の出力を変化させることによって前記報知方法を変化させる制御を行うことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の入力装置。
【請求項８】
前記結像位置を含む空間に位置する人体の触覚を遠隔で刺激する触覚刺激装置をさらに備え、
前記報知制御部が、前記触覚刺激装置の出力を変化させることによって前記報知方法を変化させる制御を行うことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の入力装置。
【請求項９】
前記第１導光板が、複数の部分導光板から構成されているとともに、
前記部分導光板のそれぞれにおいて、前記光源からの光が入射する入射面と、前記光出射面において光が出射される領域との間に導光領域が設けられており、
少なくとも１つの前記部分導光板における光出射面側において、前記導光領域の少なくとも一部に重畳するように、別の前記部分導光板が配置されることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の入力装置。
【請求項１０】
前記画像が複数の位置に結像されているとともに、少なくとも一部の前記画像のそれぞれが数字または文字に対応しており、
前記入力検知部による検知結果に応じて、入力された文字情報を出力することを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の入力装置。
【請求項１１】
前記第１導光板は、当該第１導光板内を導光された光を光路変更させて前記光出射面から出射させる複数の光路変更部を有し、
複数の前記光路変更部によって光路変更され前記光出射面から出射した光が空間の所定位置で収束することによって画像が結像されることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の入力装置。
【請求項１２】
光源から入射した光を導光して光出射面から出射させ、スクリーンのない空間に画像を結像させる第１導光板と、
前記画像が結像される結像位置を含む空間における物体を検出するセンサと、
前記センサによる前記物体の検出に応じてユーザによる入力を検知する入力検知部と、
前記第１導光板の前記光出射面側または前記光出射面の反対側に、場所に応じて光の出射状態または透過状態を変更する光制御装置と、
前記センサの検出結果に応じて、前記光制御装置の制御を行う報知制御部とを備えることを特徴とする入力装置。
【請求項１３】
前記光制御装置が、
複数の場所に配置された発光部材の発光を制御する発光装置、
光源から入射した光を導光して光出射面から出射させるとともに、該光出射面から光を出射させる位置を制御する第２導光板装置、および、
位置に応じて光の出射または透過を制御する液晶表示装置
のいずれか１つであることを特徴とする請求項１２に記載の入力装置。
【請求項１４】
光源から入射した光を導光して光出射面から出射させ、空間に画像を結像させる第１導光板と、
前記画像が結像される結像位置を含む空間における物体を検出するセンサと、
前記センサによる前記物体の検出に応じてユーザによる入力を検知する入力検知部と、
前記入力検知部が、前記画像の前記結像位置からなる結像領域内での前記物体の移動が行われることによるユーザによる入力を検出した場合に、前記第１導光板による前記画像の結像状態を変化させる結像制御部とを備えることを特徴とする入力装置。
【請求項１５】
光源から入射した光を導光して光出射面から出射させ、空間に画像を結像させる第１導光板と、
前記画像が結像される結像位置を含む空間における物体を検出するセンサと、
前記センサによる前記物体の検出に応じてユーザによる入力を検知する入力検知部と、
前記画像の前記結像位置からなる結像領域を含む結像平面上であって、前記結像領域とは異なる位置に平面部を備える結像平面提示構造とを備えることを特徴とする入力装置。
【請求項１６】
光源から入射した光を導光して光出射面から出射させ、空間に画像を結像させる第１導光板と、
前記画像が結像される結像位置を含む空間における物体を検出するセンサと、
前記センサによる前記物体の検出に応じてユーザによる入力を検知する入力検知部と、
前記第１導光板の前記光出射面側または前記光出射面の反対側に、場所に応じて光の出射状態または透過状態を変更することによって、前記第１導光板によって結像される前記画像の投影形状からなる投影画像を表示する光制御装置とを備えることを特徴とする入力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、本発明は、空間に画像を結像させるとともに、該画像に対するユーザによる入力を検知する入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、導光板の光出射面から光を出射させて空間に像を形成するとともに、導光板の出射面側に位置する物体を検出する光デバイスが知られている（特許文献１）。また、特許文献２および特許文献３においても、空間に像を結像させるとともに、空間において物体を検知する装置が開示されている。このような装置によれば、ユーザは、空間に立体的に表示されているボタン画像を空中で仮想的に触れることによって入力動作を行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平２０１６−１３０８３２号公報
【特許文献２】特開２０１２−２０９０７６号公報
【特許文献３】特開２０１４−６７０７１号公報
【特許文献４】特許５８６１７９７号公報
【特許文献５】特開２００９−２１７４６５号公報
【特許文献６】特開２０１２−１７３８７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述のような従来技術の場合、以下のような問題がある。空間にボタンなどの像が投影されている場合、ユーザはその投影画像を触ろうとして指を近づける。この際に、仮想的な投影画像であるため、ユーザは自分の入力動作を装置側で的確に検知しているのかが不安になることが考えられる。
【０００５】
本発明の一態様は、空間に結像された画像に対して、ユーザが指などの物体を近づけていることを認識し、その旨をユーザに通知する入力装置を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る入力装置は、光源から入射した光を導光して光出射面から出射させ、空間に画像を結像させる第１導光板と、前記画像が結像される結像位置を含む空間における物体を検出するセンサと、前記センサによる前記物体の検出に応じてユーザによる入力を検知する入力検知部と、前記センサによって検出された、前記結像位置と前記物体との距離に応じて、ユーザに対する報知方法を変化させる制御を行う報知制御部とを備えることを特徴とする。
【０００７】
上記の特徴によれば、結像位置と物体との距離に応じてユーザに対する報知方法を変化させるので、物体による入力操作を入力装置が受け付けようとしていることをユーザに対して報知することができる。その結果、物体を介した入力操作を入力装置が認識していることをユーザが認識することができる。したがって、操作を入力装置が認識していないかもしれないというユーザの不安をなくすことができる。すなわち、空間に結像された画像に対して、ユーザが指などの物体を近づけていることを認識し、その旨をユーザに通知することができる。
【０００８】
本発明の一態様に係る入力装置において、前記報知制御部が、前記結像位置に対して所定の距離の範囲である近傍空間に前記物体が存在している場合と、前記結像位置に前記物体が存在している場合とで、前記報知方法を異ならせる構成であってもよい。
【０００９】
上記の構成によれば、指示体Ｆによる入力装置に対する操作を入力装置が受け付けたことをユーザが確認することができる。その結果、入力を入力装置が受け付けていないかもしれないというユーザの不安をなくすことができ、また、ユーザに対して入力装置に対する操作感を与えることができる。
【００１０】
本発明の一態様に係る入力装置において、前記画像が複数の位置に結像されているとともに、前記近傍空間が前記画像のそれぞれの結像位置毎に設定されており、前記報知制御部が、前記近傍空間に前記物体が検出された場合に、該近傍空間に対応する位置に結像されている前記画像を特定する報知を行うように制御する構成であってもよい。
【００１１】
上記の構成によれば、複数の画像のうちどの画像に対する操作を入力装置が受け付けようとしているかをユーザに対して報知することができる。これにより、ユーザは、どの画像に対する操作を入力装置が受け付けようとしているかを確認することができるので、意図していない画像に対する入力をしているのではないかというユーザの不安をなくすことができる。
【００１２】
本発明の一態様に係る入力装置において、前記報知制御部が、前記画像の表示状態を変化させることによって前記報知方法を変化させる制御を行う構成であってもよい。上記の構成よれば、画像の表示状態の変化を確認することによって、入力装置がユーザの操作を受け付けたこと、または入力装置がユーザの操作を受け付けようとしていることを、ユーザが認識することができる。
【００１３】
本発明の一態様に係る入力装置において、前記第１導光板の前記光出射面側または前記光出射面の反対側に、場所に応じて光の出射状態または透過状態を変更する光制御装置をさらに備え、前記画像が複数の位置に結像されているとともに、前記報知制御部が、前記画像のそれぞれの結像位置に応じて、前記光制御装置における光の出射状態または透過状態を変更させることによって前記報知方法を変化させる構成であってもよい。
【００１４】
上記の構成によれば、画像のそれぞれの結像位置に応じて光の出射状態または透過状態を変更させることにより、どの画像に対する操作を入力装置が受け付けようとしているか、または、どの画像に対する操作を入力装置が受け付けたかを確認することができる。
【００１５】
本発明の一態様に係る入力装置において、前記光制御装置が、複数の場所に配置された発光部材の発光を制御する発光装置、光源から入射した光を導光して光出射面から出射させるとともに、該光出射面から光を出射させる位置を制御する第２導光板装置、および、位置に応じて光の出射または透過を制御する液晶表示装置のいずれか１つであってもよい。
【００１６】
本発明の一態様に係る入力装置において、音を出力する音出力装置をさらに備え、前記報知制御部が、前記音出力装置の出力を変化させることによって前記報知方法を変化させる制御を行う構成であってもよい。
【００１７】
上記の構成によれば、音出力装置の出力を変化させることによって、入力装置がユーザの操作を受け付けたこと、または入力装置がユーザの操作を受け付けようとしていることを、ユーザが認識することができる。
【００１８】
本発明の一態様に係る入力装置において、前記結像位置を含む空間に位置する人体の触覚を遠隔で刺激する触覚刺激装置をさらに備え、前記報知制御部が、前記触覚刺激装置の出力を変化させることによって前記報知方法を変化させる制御を行う構成であってもよい。
【００１９】
上記の構成によれば、触覚刺激装置の出力を変化させることによって、入力装置がユーザの操作を受け付けたこと、または入力装置がユーザの操作を受け付けようとしていることを、ユーザが認識することができる。
【００２０】
本発明の一態様に係る入力装置において、前記第１導光板が、複数の部分導光板から構成されているとともに、前記部分導光板のそれぞれにおいて、前記光源からの光が入射する入射面と、前記光出射面において光が出射される領域との間に導光領域が設けられており、少なくとも１つの前記部分導光板における光出射面側において、前記導光領域の少なくとも一部に重畳するように、別の前記部分導光板が配置される構成であってもよい。
【００２１】
上記の構成によれば、光源から画像が結像されるまでの距離を長くすることができるため、光源の大きさ（幅）に起因する見かけ上の光源の光束の広がりを小さくすることができる。その結果、画像をより鮮明に結像（表示）することができる。また、光源と画像を表示する領域との距離を長くすることができるので、光束が広がった領域で画像を表示することができる（換言すれば、大きい画像を表示することができる）。
【００２２】
本発明の一態様に係る入力装置において、前記画像が複数の位置に結像されているとともに、少なくとも一部の前記画像のそれぞれが数字または文字に対応しており、前記入力検知部による検知結果に応じて、入力された文字情報を出力する構成であってもよい。上記の構成によれば、例えば暗証番号入力装置に適用することができる。
【００２３】
本発明の一態様に係る入力装置において、前記第１導光板は、当該第１導光板内を導光された光を光路変更させて前記光出射面から出射させる複数の光路変更部を有し、複数の前記光路変更部によって光路変更され前記光出射面から出射した光が空間の所定位置で収束することによって画像が結像される構成であってもよい。
【００２４】
本発明の一態様に係る入力装置は、光源から入射した光を導光して光出射面から出射させ、スクリーンのない空間に画像を結像させる第１導光板と、前記画像が結像される結像位置を含む空間における物体を検出するセンサと、前記センサによる前記物体の検出に応じてユーザによる入力を検知する入力検知部と、前記第１導光板の前記光出射面側または前記光出射面の反対側に、場所に応じて光の出射状態または透過状態を変更する光制御装置と、前記センサの検出結果に応じて、前記光制御装置の制御を行う報知制御部とを備えることを特徴とする。
【００２５】
ここで、物体による入力装置に対する操作を入力装置が受け付けたことをユーザに報知するために、以下の構成とすることが考えられる。すなわち、各画像が結像される領域について、画像を結像（表示）するための導光板と、画像に対する入力されたこと報知するための導光板との２つの導光板を設けることが考えられる。しかしながら、このような構成にした場合、画像の個数が多くなる場合、導光板の数が多くなってしまい、入力装置の構成が複雑になってしまうという問題がある。
【００２６】
これに対して上記の特徴によれば、場所に応じて光の出射状態または透過状態を変更する光制御装置を設けることにより、多数の導光板を必要としない構成とすることができる。その結果、入力装置の構成を簡素化することができる。
【００２７】
本発明の一態様に係る入力装置において、前記光制御装置が、複数の場所に配置された発光部材の発光を制御する発光装置、光源から入射した光を導光して光出射面から出射させるとともに、該光出射面から光を出射させる位置を制御する第２導光板装置、および、位置に応じて光の出射または透過を制御する液晶表示装置のいずれか１つであってもよい。
【００２８】
本発明の一態様に係る入力装置は、光源から入射した光を導光して光出射面から出射させ、空間に画像を結像させる第１導光板と、前記画像が結像される結像位置を含む空間における物体を検出するセンサと、前記センサによる前記物体の検出に応じてユーザによる入力を検知する入力検知部と、前記入力検知部が、前記画像の前記結像位置からなる結像領域内での前記物体の移動が行われることによるユーザによる入力を検出した場合に、前記第１導光板による前記画像の結像状態を変化させる結像制御部とを備えることを特徴とする。
【００２９】
上記の特徴によれば、物体の移動（モーション）に合わせて、画像の結像状態を変化させる。すなわち、入力装置は、ユーザからのより多様な入力指示を受け付け、当該入力指示に応じて画像の結像状態を変化させることができる。
【００３０】
本発明の一態様に係る入力装置は、光源から入射した光を導光して光出射面から出射させ、空間に画像を結像させる第１導光板と、前記画像が結像される結像位置を含む空間における物体を検出するセンサと、前記センサによる前記物体の検出に応じてユーザによる入力を検知する入力検知部と、前記画像の前記結像位置からなる結像領域を含む結像平面上であって、前記結像領域とは異なる位置に平面部を備える結像平面提示構造とを備える。
【００３１】
ここで、従来の入力装置では、空間に結像された画像の位置に対する距離感をつかみにくいという問題があった。これに対して、上記の特徴によれば、ユーザが画像を視認する際に、結像平面提示構造の平面部に焦点を合わせながら画像を見ることができる。これにより、ユーザが画像に焦点を合わせやすくなるので、ユーザに対して画像の立体感を感じさせやすくなる。
【００３２】
本発明の一態様に係る入力装置は、光源から入射した光を導光して光出射面から出射させ、空間に画像を結像させる第１導光板と、前記画像が結像される結像位置を含む空間における物体を検出するセンサと、前記センサによる前記物体の検出に応じてユーザによる入力を検知する入力検知部と、前記第１導光板の前記光出射面側または前記光出射面の反対側に、場所に応じて光の出射状態または透過状態を変更することによって、前記第１導光板によって結像される前記画像の投影形状からなる投影画像を表示することを特徴とする。
【００３３】
上述したように、従来の入力装置では、空間に結像された画像の位置に対する距離感をつかみにくいという問題があった。これに対して、上記の特徴によれば、ユーザが投影画像を画像の影であると認識することができる。その結果、ユーザが画像と第１導光板との間の距離感をつかみやすくなるため、ユーザに対して画像の立体感をより与えることができる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明の一態様によれば、空間に結像された画像に対して、ユーザが指などの物体を近づけていることを認識し、その旨をユーザに通知する入力装置を実現するという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施形態１に係る入力装置の要部の構成を示すブロック図である。
【図２】上記入力装置の平面図である。
【図３】上記入力装置を模式的に示すものであり、図２に示すＡ−Ａ線矢視断面図である。
【図４】上記入力装置が備える立体画像表示部の斜視図である。
【図５】上記入力装置に対するユーザの入力操作を示すものであり、（ａ）は指示体が立体画像の前面から所定の範囲に到達した様子を示す図であり、（ｂ）は指示体が立体画像の前面に到達した様子を示す図である。
【図６】実施形態１に係る入力装置の変形例としての入力装置の構成を説明するものであり、（ａ）は入力装置の平面図であり、（ｂ）は（ａ）に示すＡ−Ａ線矢視断面図である。
【図７】（ａ）は、従来の立体画像表示部における立体画像の結像方法を示す図であり、（ｂ）は、上記入力装置における立体画像の結像方法を示す図である。
【図８】実施形態１に係る入力装置のさらなる変形例としての入力装置の斜視図である。
【図９】上記入力装置が備える立体画像表示部の構成を示す断面図である。
【図１０】上記立体画像表示部の構成を示す平面図である。
【図１１】上記立体画像表示部が備える光路変更部の構成を示す斜視図である。
【図１２】上記光路変更部の配列を示す斜視図である。
【図１３】上記立体画像表示部による立体画像の結像方法を示す斜視図である。
【図１４】実施形態１に係る入力装置のさらなる変形例としての入力装置の構成を示す斜視図である。
【図１５】上記入力装置によって結像される立体画像を説明するものであり、（ａ）は実施形態１における立体画像を示す図であり、（ｂ）は変形例における立体画像を示す図である。
【図１６】本発明の実施形態２に係る入力装置の要部の構成を示すブロック図である。
【図１７】上記入力装置の模式図である。
【図１８】本発明の実施形態３に係る入力装置の要部の構成を示すブロック図である。
【図１９】上記入力装置１Ｆの平面図である。
【図２０】上記入力装置を模式的に示すものであり、図１９に示すＡ−Ａ線矢視断面図である。
【図２１】上記入力装置が備える発光面に形成される光路変更部の斜視図である。
【図２２】上記入力装置において、指示体が立体画像の前面に到達した状態を示す図である。
【図２３】図２２に示す状態における上記入力装置の平面図である。
【図２４】本発明の実施形態４に係る入力装置の要部の構成を示すブロック図である。
【図２５】上記入力装置の平面図である。
【図２６】上記入力装置を模式的に示すものであり、図２５に示すＡ−Ａ線矢視断面図である。
【図２７】上記入力装置において、指示体が立体画像の前面に到達した状態を示す図である。
【図２８】図２７に示す状態における上記入力装置の平面図である。
【図２９】本発明の実施形態５に係る入力装置の要部の構成を示すブロック図である。
【図３０】上記入力装置の平面図である。
【図３１】上記入力装置を模式的に示すものであり、図３０に示すＡ−Ａ線矢視断面図である。
【図３２】上記入力装置において、指示体が立体画像の前面に到達した状態を示す図である。
【図３３】図３２に示す状態における上記入力装置の平面図である。
【図３４】本発明の実施形態６に係る入力装置が画像を表示している状態を示す斜視図である。
【図３５】上記入力装置が画像を表示している状態を示す断面図である。
【図３６】本発明の実施形態７に係る入力装置の要部の構成を示すブロック図である。
【図３７】上記立体画像表示部の構成を示す図である。
【図３８】図３７におけるＡ−Ａ線矢視断面図である。
【図３９】上記入力装置の動作を説明するためのものであり、（ａ）はユーザからの入力を受け付ける前の上記入力装置の状態を示す図であり、（ｂ）はユーザからの入力を受け付けている状態の上記入力装置を示す図であり、（ｃ）はユーザからの入力を受け付けた後の上記入力装置の状態を示す図である。
【図４０】実施形態７に係る入力装置の変形例としての入力装置の斜視図である。
【図４１】上記入力装置が備える立体画像表示部の構成を示す断面図である。
【図４２】（ａ）〜（ｈ）は、上記入力装置の使用例を示す図である。
【図４３】（ａ）〜（ｃ）は、上記入力装置をエレベータの入力部に適用した様子を示す図である。
【図４４】上記入力装置を温水便座洗浄機の入力部に適用した様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
〔実施形態１〕
以下、本発明の一実施形態における入力装置１について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００３７】
（入力装置１の構成）
入力装置１の構成について、図１〜図４を参照しながら説明する。
【００３８】
図１は、入力装置１の要部の構成を示すブロック図である。図２は、入力装置１の平面図である。図３は、入力装置１を模式的に示すものであり、図２に示すＡ−Ａ線矢視断面図である。なお、以降では、説明の便宜上、図２における＋Ｘ方向を前方向、−Ｘ方向を後方向、＋Ｙ方向を上方向、−Ｙ方向を下方向、＋ｚ方向を右方向、−ｚ方向を左方向として説明する場合がある。
【００３９】
図１〜図３に示すように、入力装置１は、立体画像表示部１０と、位置検出センサ２０（センサ）と、発光部３１（発光部材）と、拡散板３２と、音出力部３３（音出力装置）と、制御部４０とを備えている。
【００４０】
立体画像表示部１０は、ユーザにより視認される立体画像Ｉ１〜Ｉ１２をスクリーンのない空間に結像する。なお、以降の説明では、立体画像Ｉ１〜Ｉ１２のそれぞれを区別しない場合には、立体画像Ｉと呼称する。
【００４１】
図４は、立体画像表示部１０の斜視図である。なお、図４では、立体画像表示部１０が立体画像Ｉ、より具体的には、「ＯＮ」の文字が表示されたボタン形状（＋Ｘ軸方向に突出した形状）の立体画像Ｉを表示している様子を示している。図４に示すように、立体画像表示部１０は、導光板１１（第１導光板）と、光源１２とを備えている。
【００４２】
導光板１１は、直方体形状しており、透明性および比較的高い屈折率を有する樹脂材料で成形されている。導光板１１を形成する材料は、例えばポリカーボネイト樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ガラスなどであってよい。導光板１１は、光を出射する出射面１１ａ（光出射面）と、出射面１１ａとは反対側の背面１１ｂと、四方の端面である、端面１１ｃ、端面１１ｄ、端面１１ｅおよび端面１１ｆとを備えている。端面１１ｃは、光源１２から投射された光が導光板１１に入射する入射面である。端面１１ｄは、端面１１ｃとは反対側の面である。端面１１ｅは、端面１１ｆとは反対側の面である。導光板１１は、光源１２からの光を出射面１１ａに平行な面内で面上に広げて導く。光源１２は、例えばＬＥＤ（Light Emitting diode）光源である。
【００４３】
導光板１１の背面１１ｂには、光路変更部１３ａ、光路変更部１３ｂ、および光路変更部１３ｃを含む複数の光路変更部１３が形成されている。光路変更部１３は、Ｚ軸方向に実質的に連続して形成されている。換言すれば、複数の光路変更部１３は、出射面１１ａに平行な面内でそれぞれ予め定められた線に沿って形成されている。光路変更部１３のＺ軸方向の各位置には、光源１２から投射され導光板１１によって導光されている光が入射する。光路変更部１３は、光路変更部１３の各位置に入射した光を、各光路変更部１３にそれぞれ対応する定点に実質的に収束させる。図４には、光路変更部１３の一部として、光路変更部１３ａ、光路変更部１３ｂ、および光路変更部１３ｃが特に示され、光路変更部１３ａ、光路変更部１３ｂ、および光路変更部１３ｃのそれぞれにおいて、光路変更部１３ａ、光路変更部１３ｂ、および光路変更部１３ｃのそれぞれから出射された複数の光が収束する様子が示されている。
【００４４】
具体的には、光路変更部１３ａは、立体画像Ｉの定点ＰＡに対応する。光路変更部１３ａの各位置からの光は、定点ＰＡに収束する。したがって、光路変更部１３ａからの光の波面は、定点ＰＡから発するような光の波面となる。光路変更部１３ｂは、立体画像Ｉ上の定点ＰＢに対応する。光路変更部１３ｂの各位置からの光は、定点ＰＢに収束する。このように、任意の光路変更部１３の各位置からの光は、各光路変更部１３に対応する定点に実質的に収束する。これにより、任意の光路変更部１３によって、対応する定点から光が発するような光の波面を提供できる。各光路変更部１３が対応する定点は互いに異なり、光路変更部１３にそれぞれ対応する複数の定点の集まりによって、空間上（より詳細には、導光板１１から出射面１１ａ側の空間上）にユーザにより認識される立体画像Ｉが結像される。なお、以降の説明では、図３および図４に示すように、立体画像Ｉのうち数字または文字が表示されている面を前面ＡＦと呼称する。
【００４５】
図４に示すように、光路変更部１３ａ、光路変更部１３ｂ、および光路変更部１３ｃは、線Ｌａ、線Ｌｂおよび線Ｌｃに沿ってそれぞれ形成されている。ここで、線Ｌａ、線Ｌｂおよび線Ｌｃは、Ｚ軸方向に略平行な直線である。任意の光路変更部１３は、Ｚ軸方向に平行な直線に沿って実質的に連続的に形成される。
【００４６】
なお、以降の説明では、立体画像表示部１０が、図２に示すように、立体画像Ｉ１〜Ｉ１２を表示するものとして説明する。すなわち、以降の説明における立体画像表示部１０では、立体画像Ｉ１〜Ｉ１２を表示するように、複数の光路変更部１３が導光板１１の背面１１ｂに形成されている。なお、立体画像Ｉ１〜Ｉ９は、「１」〜「９」の数字がそれぞれ表示されたボタン形状の立体画像であり、立体画像Ｉ１０は、「＊」の文字が表示されたボタン形状の立体画像であり、立体画像Ｉ１１は、「０」の数字が表示されたボタン形状の立体画像であり、立体画像Ｉ１２は、「♯」の数字が表示されたボタン形状の立体画像である。
【００４７】
位置検出センサ２０は、ユーザが入力装置１に対して入力を行うために使用する指示体（物体）Ｆ（本実施形態では、ユーザの指とする）の位置を検出するためのセンサである。位置検出センサ２０は、反射型の位置検出センサである。位置検出センサ２０は、立体画像表示部１０によって表示される立体画像Ｉ１〜Ｉ１２に対してそれぞれ設けられており、立体画像表示部１０に関して立体画像Ｉ１〜Ｉ１２とは反対側（立体画像表示部１０から−Ｘ方向側）に設けられている。なお、図４では、簡略化のため、立体画像Ｉ１に対応する位置検出センサ２０のみを図示している。位置検出センサ２０は、投光部２１と、受光部２２とを備えている。
【００４８】
投光部２１は、出射面１１ａ側の空間に光を投射する。投光部２１は、発光部２１ａと、投光側レンズ２１ｂとを備えている。発光部２１ａは、指示体Ｆを検出するための検出光を前方向（＋Ｘ軸方向）に投射する。発光部２１ａは、赤外光などの不可視光を発光する光源であってよく、例えば赤外ＬＥＤであってよい。発光部２１ａが検出光として不可視光を発光することにより、ユーザに検出光が認識されることを抑制することができる。投光側レンズ２１ｂは、発光部２１ａから投射された光の広がりを小さくするためのレンズである。発光部２１ａから投射された検出光は、投光側レンズ２１ｂを通過し、立体画像表示部１０（すなわち、出射面１１ａおよび背面１１ｂ）を透過して出射面１１ａ側の空間に投射される。
【００４９】
受光部２２は、投光部２１から投射されて指示体Ｆで反射した反射光を受光する。受光部２２は、フォトセンサ２２ａと、受光側レンズ２２ｂとを備えている。フォトセンサ２２ａは、光を受光するセンサである。受光側レンズ２２ｂは、フォトセンサ２２ａに光を集光するためのレンズである。
【００５０】
立体画像Ｉ付近に指示体Ｆが存在する場合、当該立体画像Ｉに対応する投光部２１から投射された検出光が物体Ｆに反射する。物体Ｆに反射した光は、導光板１１を透過し、当該立体画像Ｉに対応する受光部２２に向かう。当該反射光は、当該受光部２２の受光側レンズ２２ｂによってフォトセンサ２２ａに向けて集光されて、フォトセンサ２２ａに受光される。
【００５１】
位置検出センサ２０は、投光部２１から出射され、指示体Ｆに反射され、受光部２２が受光した光の強度に基づいて、位置検出センサ２０と指示体Ｆとの間の前後方向（Ｘ軸方向）の距離を算出する。位置検出センサ２０は、算出した位置検出センサ２０と指示体Ｆとの間の前後方向の距離を後述する制御部４０の距離算出部４１に出力する。
【００５２】
発光部３１は、後述する報知制御部４２の指示を受けて、立体画像Ｉに向けて光を投射する光源である。発光部３１は、立体画像表示部１０によって表示される立体画像Ｉ１〜Ｉ１２に対してそれぞれ設けられており、位置検出センサから後方向側（−Ｘ方向側）に設けられている。発光部３１は、例えばＬＥＤ光源である。
【００５３】
拡散板３２は、発光部３１から投射された光を拡散して投射する。拡散板３２は、導光板１１と発光部３１との間（より詳細には、位置検出センサ２０と発光部３１との間）に設けられている。拡散板３２を設けることにより、発光部３１から照射された光が拡散されるので、ユーザに対して発光部３１から照射された光を視認させやすくなる。
【００５４】
音出力部３３は、後述する報知制御部４２からの指示を受けて音を出力する。音出力部３３は、音の大きさ（音量）を変更できるようになっている。音出力部３３は、音を出力し、当該音の音量を変更できるものであれば特に制限されるものではなく、公知の音出力装置を用いることができる。また、音出力部３３は、音程を変更できる構成であってもよい。
【００５５】
制御部４０は、入力装置１の各部を統括的に制御する。制御部４０は、距離算出部４１と、報知制御部４２とを備えている。
【００５６】
距離算出部４１は、位置検出センサ２０（より詳細には、受光部２２）から出力された位置検出センサ２０と指示体Ｆとの間の前後方向の距離に基づいて、指示体Ｆと立体画像Ｉの前面ＡＦとの間の距離を算出する。距離算出部４１は、算出した指示体Ｆと立体画像Ｉの前面ＡＦとの間の距離を報知制御部４２に出力する。
【００５７】
報知制御部４２は、距離算出部４１によって算出された指示体Ｆと立体画像Ｉの前面ＡＦとの間の距離に応じて、発光部３１および音出力部３３によるユーザに対する報知方法を変化させる制御を行う。報知制御部４２は、位置検出センサ２０による指示体Ｆの検出に応じてユーザによる入力を検知する入力検知部としての機能を有する。報知制御部４２は、発光部３１の発光を制御する発光装置としての機能も有している。
【００５８】
図５は、入力装置１に対するユーザの入力操作を示すものであり、（ａ）は指示体Ｆが立体画像Ｉの前面ＡＦから所定の範囲に到達した様子を示す図であり、（ｂ）は指示体Ｆが立体画像Ｉの前面ＡＦに到達した様子を示す図である。なお、図５の（ａ）および（ｂ）では、簡略化のため、１つの立体画像Ｉのみを図示している。
【００５９】
＜指示体Ｆが前面ＡＦから所定の距離の範囲に到達した場合における制御＞
まず、図５の（ａ）に示すように、指示体Ｆが前面ＡＦから所定の距離の範囲に到達した場合における報知制御部４２の制御について説明する。距離算出部４１が算出した指示体Ｆと立体画像Ｉの前面ＡＦとの間の距離に基づいて指示体Ｆが前面ＡＦから所定の距離の範囲（以降では、近傍空間と称する）に到達したと判定した場合、報知制御部４２は、立体画像Ｉ１〜Ｉ１２にそれぞれ対応する発光部３１のうち、指示体Ｆが近傍空間に到達した立体画像Ｉに対応する発光部３１に対して、光を投射するように指示を出力する。また、当該発光部３１以外の発光部３１については、光を投射しないように各発光部３１に対して指示を出力する。より詳細には、報知制御部４２は、指示体Ｆと立体画像Ｉの前面ＡＦとの間の距離が小さいほど、より輝度の高い光を投射するように発光部３１に対して指示を出力する。これにより、指示体Ｆが近傍空間に到達した立体画像Ｉが光っているようにユーザに視認させることができる。
【００６０】
また、報知制御部４２は、指示体Ｆがいずれかの立体画像Ｉの近傍空間に到達したと判定した場合、音出力部３３に対して音を出力するように指示を出力する。より詳細には、報知制御部４２は、指示体Ｆと立体画像Ｉの前面ＡＦとの間の距離が小さいほどより大きな音量の音を出力するように音出力部３３に対して指示を出力する。
【００６１】
＜指示体Ｆが前面ＡＦに到達した場合における制御＞
次に、図５の（ｂ）に示すように、指示体Ｆが前面ＡＦに到達した場合における報知制御部４２の制御について説明する。距離算出部４１が算出した指示体Ｆと立体画像Ｉの前面ＡＦとの間の距離に基づいて指示体Ｆが前面ＡＦに到達したと判定した場合、報知制御部４２は、入力装置１がユーザの入力操作を受け付けたことをユーザに対して報知する。具体的には、報知制御部４２は、指示体Ｆが前面ＡＦに到達した立体画像Ｉに対応する発光部３１に対して、光の投射を中止するように指示を出力する。
【００６２】
また、報知制御部４２は、指示体Ｆがいずれかの立体画像Ｉの前面ＡＦに到達したと判定した場合、音出力部３３に対して、指示体Ｆがいずれかの立体画像Ｉの近傍空間に到達したに到達したと判定した場合に音出力部３３が出力した音とは異なる音（例えば、音程が異なる音）を出力するように指示を出力する。
【００６３】
以上のように、本実施形態における入力装置１では、報知制御部４２が、位置検出センサ２０によって検出された、立体画像Ｉと指示体Ｆとの距離に応じて、ユーザに対する報知方法を変化させる制御を行う。より詳細には、報知制御部４２は、指示体Ｆが立体画像Ｉの前面ＡＦから所定の範囲に到達したと判定した場合、（１）指示体Ｆと立体画像Ｉの前面ＡＦとの間の距離が小さいほどより輝度の高い光を投射するように発光部３１に対して指示を出力し（換言すれば、画像の表示状態を変化させるように指示を出力し）、（２）指示体Ｆと立体画像Ｉの前面ＡＦとの間の距離が小さいほどより大きな音量の音を出力するように音出力部３３に対して指示を出力する。
【００６４】
上記の構成によれば、発光部３１から投射された光または音出力部３３から出力された音を用いて、指示体Ｆが前面ＡＦに近づいていること（すなわち、指示体Ｆを介した入力操作を入力装置１が受け付けようとしていること）をユーザに対して報知することができる。その結果、指示体Ｆを介した入力操作を入力装置１が認識していることをユーザが認識することができる。したがって、操作を入力装置１が認識していないかもしれないというユーザの不安をなくす（解消する）ことができる。
【００６５】
また、本実施形態における入力装置１では、報知制御部４２が、指示体Ｆが近傍空間に存在している場合と、指示体Ｆが前面ＡＦに到達した場合とで、ユーザに対する報知方法を異ならせるように発光部３１および音出力部３３を制御する。
【００６６】
上記の構成によれば、指示体Ｆによる入力装置１に対する操作を入力装置１が受け付けたことをユーザが確認することができる。その結果、入力を入力装置１が受け付けていないかもしれないというユーザの不安をなくすことができ、また、ユーザに対して入力装置１に対する操作感を与えることができる。
【００６７】
ここで、ユーザの指示体Ｆによる入力装置１に対する操作を入力装置１が受け付けたことをユーザに報知するために、以下の構成とすることが考えられる。すなわち、各立体画像Ｉが結像される領域について、立体画像Ｉを結像（表示）するための導光板と、立体画像Ｉに対する入力されたこと報知するための導光板との２つの導光板を設けることが考えられる。しかしながら、このような構成にした場合、立体画像Ｉの個数が多くなる（例えば、本実施形態のように１２個の立体画像Ｉが結像される）場合、導光板の数が多くなってしまい、入力装置の構成が複雑になってしまうという問題がある。
【００６８】
これに対して、本実施形態の入力装置１では、発光部３１によってユーザの指示体Ｆによる入力装置１に対する操作を入力装置１が受け付けたことをユーザに報知するので、入力装置１の構成を簡素化することができる。
【００６９】
また、本実施形態における入力装置１では、複数の立体画像Ｉが結像されており、近傍空間が複数の立体画像Ｉのそれぞれの結像位置毎に設定されている。そして、報知制御部４２は、近傍空間に指示体Ｆが検出された場合に、当該近傍空間に対応する位置に結像されている立体画像Ｉを特定する報知を行う。具体的には、報知制御部４２は、当該立体画像Ｉに対応する発光部３１を発光させる。
【００７０】
上記の構成によれば、立体画像Ｉ１〜Ｉ１２のうちどの立体画像Ｉに対するユーザの操作を入力装置１が受け付けようとしているかをユーザに対して報知することができる。これにより、ユーザは、入力しようとしている立体画像Ｉに対する操作を入力装置１が受け付けようとしているかを確認することができるので、意図していない立体画像Ｉに対する入力をしているのではないかというユーザの不安をなくすことができる。
【００７１】
なお、本発明の一態様における入力装置では、報知制御部４２は、指示体Ｆが近傍空間に到達した場合において、当該近傍空間に対応する発光部３１に対して、指示体Ｆと立体画像Ｉの前面ＡＦとの間の距離が小さいほど光のＯＮ／ＯＦＦを切り替える間隔を短くするように発光部３１を制御してもよい。上記の構成によっても、指示体Ｆが立体画像Ｉの前面ＡＦに近づいていることをユーザに対して報知することができる。
【００７２】
また、本実施形態の入力装置では、指示体Ｆが近傍空間に到達した場合において、報知制御部４２は、音出力部３３に対して音を出力するように指示を出力する構成であったが、本発明の入力装置はこれに限られない。指示体Ｆが近傍空間に到達した場合において、発光部３１を発光させることにより、ユーザに対してユーザによる指示体Ｆを介した入力操作を入力装置１が受け付けようとしていることをユーザに対して報知することができるため、本発明の一態様の入力装置では、指示体Ｆが近傍空間に到達した場合において、報知制御部４２が発光部３１を発光させない構成であってもよい。
【００７３】
また、本発明の一態様における入力装置では、指示体Ｆが立体画像Ｉの前面ＡＦに到達した場合に、報知制御部４２は、指示体Ｆが近傍空間に到達した場合において発光部３１が発光した光の色とは異なる色の光を投射するように発光部３１に対して指示を出力してもよい。この構成によっても、指示体Ｆによる入力装置１に対する操作を入力装置１が受け付けたことをユーザに報知することができる。
【００７４】
また、入力装置１が設置される場所または入力装置１が使用される用途によっては、電源供給を行うことができない状況が想定される。このような場合には、入力装置１にバッテリ（内部電池）を内蔵させて、入力装置１を駆動させることが考えられる。しかしながら、バッテリは蓄電する容量が限られているため、立体画像Ｉを表示する時間をできるだけ少なくし、消費電力を低く抑えたいという課題がある。そこで、本発明の一態様における入力装置は、ユーザが入力装置１に対して入力を行おうとしていることを検知する検知部を備えていてもよい。上記検知部は、例えば、入力装置１へのユーザの物理的な操作を受け付けるボタンであってもよいし、ユーザが入力装置１に近づいたことを検知するセンサであってもよい。そして、上記検知部によりユーザが入力装置１に対して入力を行おうとしていることを検知した場合にのみ、報知制御部４２が立体画像表示部１０を駆動させる。これにより、ユーザが入力装置１に対して入力を行うとき以外においては、立体画像表示部１０を駆動させないので、バッテリの消費量を削減することができる。
【００７５】
また、本実施形態の入力装置１では、位置検出センサ２０が反射型の位置検出センサであったが、本発明の入力装置はこれに限られない。本発明の一態様における入力装置では、投光部２１から投射された光が、投光部２１から出射されてから指示体Ｆによって反射され受光部２２に受光されるまでの時間に基づいて、位置検出センサ２０と指示体Ｆとの間の前後方向（Ｘ軸方向）の距離を算出するＴＯＦ（Time Of Flight）方式のセンサを位置検出センサとして備える構成であってもよい。
【００７６】
また、本実施形態の入力装置１では、指示体Ｆがいずれかの立体画像Ｉの近傍空間に到達したと判定した場合、報知制御部４２が、指示体Ｆと立体画像Ｉの前面ＡＦとの間の距離が小さいほどより大きな音量の音を出力するように音出力部３３に対して指示を出力する構成であったが本発明の入力装置はこれに限られない。本発明の一態様における入力装置では、指示体Ｆがいずれかの立体画像Ｉの近傍空間に到達したと判定した場合に、報知制御部４２が、指示体Ｆと立体画像Ｉの前面ＡＦとの間の距離が小さいほど、音の出力のＯＮ／ＯＦＦを切り替える間隔を短くするように音出力部３３に対して指示を出力する構成であってもよい。さらに、本発明の一態様における入力装置では、指示体Ｆがいずれかの立体画像Ｉの近傍空間に到達したと判定した場合に、報知制御部４２が、指示体Ｆと立体画像Ｉの前面ＡＦとの間の距離が小さいほど、音程が高い（または低い）音を出力するように音出力部３３に対して指示を出力する構成であってもよい。
【００７７】
上記のように、入力装置１は、立体画像Ｉが複数の位置に結像されているとともに、立体画像Ｉのそれぞれが数字または文字に対応しており、位置検出センサ２０による検知結果に応じて、入力された文字情報を出力する暗証番号入力装置として用いることができる。そのほかにも入力装置１は、例えば、ＡＴＭ（Automated teller machine）の入力部、クレジットカードの読み取り器における入力部、金庫における施錠を解除するための入力部、暗証番号による開錠が行われるドアの入力部などに適用することができる。ここで、従来の暗証番号入力装置では、物理的に入力部に指を接触させることにより入力を行っている。このような場合には、入力部に指紋や温度履歴が残ってしまう。そのため、他人に暗証番号を知られてしまうという虞があった。これに対して、入力装置１を入力部として用いた場合、指紋や温度履歴が残ることが無いため、暗証番号を他人に知られてしまうことを防ぐことができる。その他の例として、入力装置１を駅などに設置される券売機などに適用することができる。
【００７８】
＜変形例１＞
実施形態１における入力装置１の変形例としての入力装置１Ａについて、図６を参照しながら説明する。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
【００７９】
図６は、入力装置１Ａの構成を説明するものであり、（ａ）は入力装置１Ａの平面図であり、（ｂ）は（ａ）に示すＡ−Ａ線矢視断面図である。
【００８０】
入力装置１Ａは、図６の（ａ）および（ｂ）に示すように、実施形態１における立体画像表示部１０に代えて立体画像表示部１０Ａを備えている。
【００８１】
立体画像表示部１０Ａは、４つの導光板１４Ａ〜１４Ｄ（部分導光板）を備えている。導光板１４Ａ〜１４Ｄの構成は、実施形態１における導光板１１の構成と略同様であるため、ここでは、導光板１４Ａについて、導光板１１と異なっている点についてのみ説明する。
【００８２】
導光板１４Ａは、光を出射する出射面１４ａ（光出射面）と、出射面１４ａとは反対側の背面１４ｂと、四方の端面である、端面１４ｃ、端面１４ｄ、端面１４ｅおよび端面１４ｆとを備えている。４つの導光板１４Ａ〜１４Ｄの背面１４ｂには、それぞれ３つの立体画像Ｉを結像させるように光路変更部１３が形成されている。導光板１４Ａの端面１４ｃには、３つの立体画像Ｉを結像させるためにそれぞれの立体画像Ｉに対応する光源１２が配置されている。導光板１４Ａは立体画像Ｉ１〜Ｉ３を結像し、導光板１４Ｂは立体画像Ｉ４〜Ｉ６を結像し、導光板１４Ｃは立体画像Ｉ７〜Ｉ９を結像し、導光板１４Ｄは立体画像Ｉ１０〜Ｉ１２を結像する。
【００８３】
図６の（ｂ）に示すように、導光板１４Ａ〜１４Ｄは、ＸＹ平面と平行な断面において、上下方向（Ｙ軸方向）に対して傾いた状態で配置されている。また、導光板１４Ｂは、前側から平面視したときに、導光板１４Ａの出射面１４ａ側において導光板１４Ａに重畳するように配置されている。同様に、導光板１４Ｃは、導光板１４Ｂの出射面１４ａ側において導光板１４Ｂに重畳するように配置されており、導光板１４Ｄは、導光板１４Ｃの出射面１４ａ側において導光板１４Ｃに重畳するように配置されている。入力装置１Ａでは、４つの導光板１４Ａ〜１４Ｄにより一枚の導光板が構成されているとも言える。
【００８４】
以上のように、入力装置１Ａでは、光源１２からの光が入射する端面１４ｃと、出射面１４ａにおいて光が出射される領域との間に導光領域が設けられており、導光板１４Ｂ〜１４Ｄにおける出射面１４ａ側において、上記導光領域（すなわち、導光板１４Ｂ〜１４Ｄ）の少なくとも一部に重畳するように、導光板１４Ａ〜１４Ｃがそれぞれ配置されている。
【００８５】
上記の構成によれば、光源１２から光路変更部１３を通って立体画像Ｉが結像されるまでの距離を長くすることができるため、光源１２の大きさ（幅）に起因する見かけ上の光源１２の光束の広がりを小さくすることができる（換言すれば、光源１２が点光源として機能できるようにできる）。その結果、立体画像Ｉをより鮮明に結像（表示）することができる。
【００８６】
図７の（ａ）は、従来の立体画像表示部における立体画像の結像方法を示す図であり、（ｂ）は、立体画像表示部１０Ａにおける立体画像の結像方法を示す図である。図７の（ａ）に示すように、従来のように複数の導光板を重畳しないように（同一平面上に）配置した場合、光源と立体画像を表示する領域との距離が短くなるので、立体画像を鮮明に結像させるためには、光束の広がりが小さい領域でのみ立体画像が表示されることになる。これに対して、立体画像表示部１０Ａでは、上記の構成を有していることにより、例えば、図７の（ｂ）に示すように、導光板１４Ａにおいて、光源１２と立体画像Ｉを表示する領域との距離を長くすることができるので、光束が広がった領域で立体画像Ｉを表示することができる（換言すれば、大きい立体画像Ｉを表示することができる）。
【００８７】
＜変形例２＞
実施形態１における入力装置１のさらなる変形例としての入力装置１Ｂについて、図８〜図１３を参照しながら説明する。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
【００８８】
図８は、入力装置１Ｂの斜視図である。図９は、入力装置１Ｂが備える立体画像表示部１０Ｂの構成を示す断面図である。図１０は、立体画像表示部１０Ｂの構成を示す平面図である。図１１は、立体画像表示部１０Ｂが備える光路変更部１６の構成を示す斜視図である。
【００８９】
図８に示すように、入力装置１Ｂは、実施形態１における立体画像表示部１０の代わりに立体画像表示部１０Ｂを備えている。なお、実施形態１における入力装置１と、本変形例における入力装置１Ｂとは、立体画像表示部１０Ｂによって立体画像Ｉを結像する以外の点については同じ構成であるため、ここでは、立体画像表示部１０Ｂによる立体画像Ｉの結像方法についてのみ説明する。図８〜図１３においても、立体画像表示部１０Ｂ以外の構成については、図示を省略している。
【００９０】
図８および図９に示すように、立体画像表示部１０Ｂは、光源１２と、導光板１５（第１導光板）とを備えている。
【００９１】
導光板１５は、光源１２から入射された光（入射光）を導光する部材である。導光板１５は、透明で屈折率が比較的高い樹脂材料で成形される。導光板１５を形成する材料としては、例えばポリカーボネイト樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂などを使用することができる。本変形例では、導光板１５は、ポリメチルメタクリレート樹脂によって成形されている。導光板１５は、図９に示すように、出射面１５ａ（光出射面）と、背面１５ｂと、入射面１５ｃとを備えている。
【００９２】
出射面１５ａは、導光板１５の内部を導光され、後述する光路変更部１６により光路変更された光を出射する面である。出射面１５ａは、導光板１５の前面を構成している。背面１５ｂは、出射面１５ａと互いに平行な面であり、後述する光路変更部１６が配置される面である。入射面１５ｃは、光源１２から出射された光が導光板１５の内部に入射される面である。
【００９３】
光源１２から出射され入射面１５ｃから導光板１５に入射した光は、出射面１５ａまたは背面１５ｂで全反射され、導光板１５内を導光される。
【００９４】
図９に示すように、光路変更部１６は、導光板１５の内部において背面１５ｂに形成されており、導光板１５内を導光された光を光路変更して出射面１５ａから出射させるための部材である。光路変更部１６は、導光板１５の背面１５ｂに複数設けられている。
【００９５】
光路変更部１６は、図１０に示すように、入射面１５ｃに平行な方向に沿って設けられている。図１１に示すように、光路変更部１６は、三角錐形状となっており、入射した光を反射（全反射）する反射面１６ａを備えている。光路変更部１６は、例えば、導光板１５の背面１５ｂに形成された凹部であってもよい。なお、光路変更部１６は、三角錐形状に限られるものではない。導光板１５の背面１５ｂには、図１０に示すように、複数の光路変更部１６からなる複数の光路変更部群１７ａ、１７ｂ、１７ｃ…が形成されている。
【００９６】
図１２は、光路変更部１６の配列を示す斜視図である。図１２に示すように、各光路変更部群１７ａ、１７ｂ、１７ｃ…では、複数の光路変更部１６の反射面１６ａが光の入射方向に対する角度が互いに異なるように導光板１５の背面１５ｂに配置されている。これにより、各光路変更部群１７ａ、１７ｂ、１７ｃ…は、入射光を光路変更して、出射面１５ａから様々な方向へ出射させる。
【００９７】
次に、立体画像表示部１０Ｂによる立体画像Ｉの結像方法について、図１３を参照しながら説明する。ここでは、導光板１５の出射面１５ａに垂直な面である立体画像結像面Ｐに、光路変更部１６により光路変更された光によって面画像としての立体画像Ｉを結像する場合について説明する。
【００９８】
図１３は、立体画像表示部１０Ｂによる立体画像Ｉの結像方法を示す斜視図である。なお、ここでは、立体画像結像面Ｐに立体画像Ｉとして斜め線入りリングマークを結像することについて説明する。
【００９９】
立体画像表示部１０Ｂでは、図１３に示すように、例えば、光路変更部群１７ａの各光路変更部１６によって光路変更された光は、立体画像結像面Ｐに線Ｌａ１および線Ｌａ２で交差する。これにより、立体画像結像面Ｐに立体画像Ｉの一部である線画像ＬＩを結像させる。線画像ＬＩは、ＹＺ平面に平行な線画像である。このように、光路変更部群１７ａに属する多数の光路変更部１６からの光によって、線Ｌａ１および線Ｌａ２の線画像ＬＩが結像される。なお、線Ｌａ１および線Ｌａ２の像を結像する光は、光路変更部群１７ａにおける少なくとも２つの光路変更部１６によって提供されていればよい。
【０１００】
同様に、光路変更部群１７ｂの各光路変更部１６によって光路変更された光は、立体画像結像面Ｐに線Ｌｂ１、線Ｌｂ２および線Ｌｂ３で交差する。これにより、立体画像結像面Ｐに立体画像Ｉの一部である線画像ＬＩを結像させる。
【０１０１】
また、光路変更部群１７ｃの各光路変更部１６によって光路変更された光は、立体画像結像面Ｐに線Ｌｃ１および線Ｌｃ２で交差する。これにより、立体画像結像面Ｐに立体画像Ｉの一部である線画像ＬＩを結像させる。
【０１０２】
各光路変更部群１７ａ、１７ｂ、１７ｃ…によって結像される線画像ＬＩのＸ軸方向の位置は互いに異なっている。立体画像表示部１０Ｂでは、光路変更部群１７ａ、１７ｂ、１７ｃ…間の距離を小さくすることによって、各光路変更部群１７ａ、１７ｂ、１７ｃ…によって結像される線画像ＬＩのＸ軸方向の距離を小さくすることができる。その結果、立体画像表示部１０Ｂでは、光路変更部群１７ａ、１７ｂ、１７ｃ…の各光路変更部１６によって光路変更された光によって結像された複数の線画像ＬＩを集積することにより、実質的に、面画像である立体画像Ｉを立体画像結像面Ｐに結像する。
【０１０３】
なお、立体画像結像面Ｐは、Ｘ軸に垂直な平面であってもよく、Ｙ軸に垂直な平面であってもよく、またＺ軸に垂直な平面であってもよい。また、立体画像結像面Ｐは、Ｘ軸、Ｙ軸、またはＺ軸に垂直でない平面であってもよい。さらに、立体画像結像面Ｐは、平面ではなく曲面であってもよい。すなわち、立体画像表示部１０Ｂは、光路変更部１６によって空間上の任意の面（平面および曲面）上に立体画像Ｉを結像させることができる。また、面画像を複数組み合わせることにより、３次元の画像を結像することができる。
【０１０４】
＜変形例３＞
実施形態１における入力装置１のさらなる変形例としての入力装置１Ｃについて、図１４を参照しながら説明する。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
【０１０５】
図１４は、本変形例のおける入力装置１Ｃの構成を示す斜視図である。図１４に示すように、入力装置１Ｃは、実施形態１における入力装置１の構成に加えて、参照体３５（結像平面提示構造）を備えている。
【０１０６】
参照体３５は、板状の構造体である。参照体３５は、平面である前面３５ａ（平面部）を備えている。図１４に示すように、参照体３５は、立体画像Ｉの前面ＡＦが結像されている平面Ｐと同一平面上に前面３５ａが配置されるように載置されている。換言すれば、前面３５ａは、立体画像Ｉの前面ＡＦ（結像領域）を含む平面（結像平面）上であって、前面ＡＦとは異なる位置に配置されている。
【０１０７】
上記の構成によれば、ユーザが立体画像Ｉ（より詳細には、前面ＡＦ）を視認する際に、参照体３５の前面３５ａに焦点を合わせながら立体画像Ｉを見ることができる。これにより、ユーザが立体画像Ｉに焦点を合わせやすくなるので、ユーザに対して立体画像Ｉの立体感を感じさせやすくなる。
【０１０８】
なお、本実施形態では、参照体３５が板状である構成であったが、本発明の入力装置はこれに限られない。すなわち、参照体は、立体画像Ｉの前面ＡＦを含む平面上であって、前面ＡＦとは異なる位置に配置される平面を備えるものであればどのような形状であってもよく、例えば、三角柱形状、台形形状、直方体形状などであってもよい。
【０１０９】
＜変形例４＞
実施形態１における入力装置１のさらなる変形例としての入力装置１Ｄについて、図１５を参照しながら説明する。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
【０１１０】
図１５は、本変形例のおける入力装置１Ｄによって結像される立体画像Ｉを説明するものであり、（ａ）は実施形態１における立体画像Ｉを示す図であり、（ｂ）は本変形例における立体画像Ｉを示す図である。
【０１１１】
図１５の（ｂ）に示すように、本変形例における入力装置１Ｄは、実施形態１における立体画像表示部１０に代えて立体画像表示部１０Ｃを備えている。
【０１１２】
図１５の（ａ）に示すように、実施形態１の立体画像表示部１０では、光路変更部１３の両端部によって光路変更され導光板１１から出射された光の出射方向と、導光板１１の出射面１１ａに垂直な方向とのなす角度（図１５の（ａ）に示す角度θ）が大きかった。そのため、入力装置１に対して入力しているユーザ以外の人が立体画像Ｉを視認することができた。そのため、例えば入力装置１を暗証番号入力装置として用いた場合、ユーザ以外の人に暗証番号を知られてしまう虞がある。
【０１１３】
これに対して、本変形例における入力装置１Ｄでは、図３に示す光路変更部１３（例えば、光路変更部１３ａ、光路変更部１３ｂ、および光路変更部１３ｃ）のＺ軸方向の長さを短くすることにより、角度θを小さくしている。これにより、入力装置１Ｄに対して入力しているユーザ以外の人が立体画像Ｉを視認することを防止することができる。具体的には、例えば、ユーザの目と導光板１１との間の距離が３００ｍｍである状態においてユーザが入力装置１Ｄに対して操作をする場合、角度θが１５°以下になるように、光路変更部１３のＺ軸方向の長さを調節することが好ましい。これにより、一般的な人では左目と右目との間隔が７０ｍｍ程度であるので、ユーザのみが立体画像Ｉを視認できるようにすることができる。
【０１１４】
〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態について、図１６および図１７に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
【０１１５】
図１６は、本実施形態における入力装置１Ｅの要部の構成を示すブロック図である。図１７は、入力装置１Ｅの模式図である。
【０１１６】
図１６および図１７に示すように、本実施形態における入力装置１Ｅは、実施形態１における音出力部３３および報知制御部４２に代えて、超音波発生装置３４（触覚刺激装置）および報知制御部４２Ａを備えている。
【０１１７】
超音波発生装置３４は、報知制御部４２Ａからの指示を受けて超音波を発生させる。超音波発生装置３４は、多数の超音波振動子を格子状に並べた超音波振動子アレー（不図示）を備えている。超音波発生装置３４は、上記超音波振動子アレーから超音波を発生させ、空中の任意の位置に超音波の焦点を作り出す。上記超音波の焦点では、静的な圧力（音響放射圧と呼ばれる）が発生する。上記超音波の焦点位置に指示体Ｆが存在すると、上記静的な圧力によって指示体Ｆに対して押圧力が印加される。これにより、超音波発生装置３４は、指示体Ｆとしてのユーザの指の触覚に対して遠隔で刺激を与えることができる。または、超音波発生装置３４は、指示体Ｆが例えばペン等の場合には、ペンなどを介してユーザの指（手）の触覚に対して刺激を与えることができる。指示体Ｆ（ユーザの指）に印加される押圧力の大きさは、上記超音波振動子アレーによって発生される出力を変更することにより、制御することができる。
【０１１８】
本実施形態における報知制御部４２Ａは、指示体Ｆがいずれかの立体画像Ｉの近傍空間に到達したと判定した場合、実施形態１における音出力部３３の制御に代えて、超音波発生装置３４を制御する。具体的には、報知制御部４２Ａは、指示体Ｆがいずれかの立体画像Ｉの近傍空間に到達したと判定した場合、指示体Ｆの位置を焦点とする超音波を所定の間隔でＯＮ／ＯＦＦを切り替えて発生させるように超音波発生装置３４に対して指示を出力する。これにより、ユーザによる指示体Ｆを介した入力操作を入力装置１Ｅが認識していることをユーザに対して報知することができる。その結果、ユーザによる指示体Ｆを介した入力操作を入力装置１Ｅが認識していることをユーザに認識させることができる。
【０１１９】
また、報知制御部４２Ａは、指示体Ｆと立体画像Ｉの前面ＡＦとの間の距離が小さいほど、上記所定の間隔を短くするように超音波発生装置３４に対して指示を出力してもよい。これにより、指示体Ｆが受付空間ＲＤに近づいていること（すなわち、指示体Ｆを介した入力操作を入力装置１が受け付けようとしていること）をユーザに対して報知することができる。
【０１２０】
また、報知制御部４２Ａは、指示体Ｆがいずれかの立体画像Ｉの前面ＡＦに到達したと判定した場合、超音波発生装置３４に対して、超音波の発生を中止するように指示を出力する。これにより、指示体Ｆによる入力装置１Ｅに対する操作を入力装置１Ｅが受け付けたことをユーザが確認することができるので、操作を入力装置１Ｅが受け付けていないかもしれないというユーザの不安をなくすことができる。
【０１２１】
〔実施形態３〕
本発明の他の実施形態について、図１８〜図２３に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
【０１２２】
図１８は、本実施形態における入力装置１Ｆの要部の構成を示すブロック図である。図１９は、入力装置１Ｆの平面図である。図２０は、入力装置１Ｆを模式的に示すものであり、図１９に示すＡ−Ａ線矢視断面図である。
【０１２３】
図１８〜図２０に示すように、本実施形態における入力装置１Ｆは、実施形態１における発光部３１および拡散板３２に代えて、発光装置５０（光制御装置、第２導光板装置）を備えている。また、入力装置１Ｆは、実施形態１における報知制御部４２に代えて、報知制御部４２Ｂを備えている。
【０１２４】
発光装置５０は、図１９および図２０に示すように、導光板５１と、１２個の光源５２ａ〜５２ｌとを備えている。なお、以降の説明では、光源５２ａ〜５２ｌのそれぞれを区別しない場合には、光源５２と呼称する。
【０１２５】
導光板５１は、直方体形状しており、透明性および比較的高い屈折率を有する樹脂材料で成形されている。導光板５１を形成する材料は、例えばポリカーボネイト樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ガラスなどであってよい。導光板５１は、所定の領域が発光する発光面５１ａと、発光面５１ａとは反対側の前面５１ｂ（光出射面）と、四方の端面である、端面５１ｃ、端面５１ｄ、端面５１ｅおよび端面５１ｆとを備えている。端面１１ｄは、端面１１ｃとは反対側の面である。端面１１ｅは、端面１１ｆとは反対側の面である。導光板５５１は、発光面５１ａが導光板１１の出射面１１ａと対向するように配置されている。
【０１２６】
図２１は、発光面５１ａに形成される光路変更部５３の斜視図である。発光面５１ａには、図２１に示す複数の光路変更部５３が形成されている。光路変更部５３は、光を反射する反射面５３ａを備えている。
【０１２７】
光源５２は、導光板５１に対して光を投射する。光源５２から投射され導光板５１に入射した光は、光路変更部５３の反射面５３ａに反射されて前面５１ｂから出射される。
【０１２８】
発光面５１ａは、立体画像Ｉ１〜Ｉ１２を前側から平面視したときに、立体画像Ｉ１〜Ｉ１２と重なる領域が発光するように、それぞれの領域において複数の光路変更部５３が形成されている。光源５２ａ〜５２ｌは、立体画像Ｉ１〜Ｉ１２と重なる領域を発光させる複数の光路変更部５３に対応している。例えば、光源５２ａは、立体画像Ｉ１を前側から平面視したときに立体画像Ｉ１と重なる領域を発光させる複数の光路変更部５３に対して光を投射する。光源５２ａ〜光源５２ｌは、それぞれ立体画像Ｉ１〜Ｉ１２と重なる領域を発光させる光路変更部５３に対して光を照射する。図１９に示すように、光源５２ａ、光源５２ｂおよび光源５２ｆは、端面５１ｃに設置されている。光源５２ｇ、光源５２ｋおよび光源５２ｌは、端面５１ｄに設置されている。光源５２ｄ、光源５２ｈおよび光源５２ｊは、端面５１ｅに設置されている。光源５２ｃ、光源５２ｅおよび光源５２ｉは、端面５１ｆに設置されている。なお、各光源５２から投射された光が対応する光路変更部５３以外の光路変更部５３に入射することを防止するために、各光源５２にコリメートレンズが設けられていることが好ましい。
【０１２９】
次に、本実施形態における報知制御部４２Ｂによる制御について説明する。ここでは、例として、指示体Ｆが立体画像Ｉ１の前面ＡＦに到達した場合について説明する。
【０１３０】
図２２は、指示体Ｆが立体画像Ｉ１の前面ＡＦに到達した状態を示す図である。図２３は、図２２に示す状態における入力装置１Ｆの平面図である。
【０１３１】
本実施形態では、図２２に示すように、指示体Ｆが立体画像Ｉ１の前面ＡＦに到達すると、報知制御部４２Ｂは、立体画像Ｉに対応する光源５２ａに対して光を投射するように指示を出力する。これにより、光源５２ａから投射された光が光路変更部５３により反射されて、図２２および図２３に示すように、発光面５１ａにおける立体画像Ｉ１と重なる領域が発光する。これにより、ユーザは、発光面５１ａにおける立体画像Ｉ１と重なる領域においては、立体画像表示部１０から出射された光と、発光装置５０から出射された光とを視認することになる。その結果、ユーザが立体画像Ｉ１を認識することができなくなる。したがって、指示体Ｆによる入力装置１Ｆに対する操作を入力装置１Ｆが受け付けたことをユーザが確認することができる。その結果、入力を入力装置１Ｆが受け付けていないかもしれないというユーザの不安をなくすことができ、また、ユーザに対して入力装置１Ｆに対する操作感を与えることができる。
【０１３２】
なお、立体画像表示部１０の光源１２が投射する光の色と、発光装置５０の光源５２が投射する光の色とを同じ色となるように構成してもよい。これにより、指示体Ｆが前面ＡＦに到達した立体画像Ｉをユーザに視認させにくくすることができる。また、立体画像表示部１０の光源１２が投射する光の色と、発光装置５０の光源５２が投射する光の色とを異なる色となるように構成してもよい。この場合においては、ユーザは、立体画像Ｉと、発光装置５０による発光とをともに視認することができるとともに、指示体Ｆによる入力装置１Ｆに対する操作を入力装置１Ｆが受け付けたことをユーザが確認することができる。
【０１３３】
また、指示体Ｆが前面ＡＦに到達した立体画像Ｉをユーザに視認させにくくするためには、発光装置５０の光源５２が投射する光の輝度が高いことが好ましい。ただし、発光装置５０の光源５２が投射する光の輝度が低い場合においても、指示体Ｆが前面ＡＦに到達した立体画像Ｉをユーザに視認されにくくすることができる。
【０１３４】
また、本実施形態における入力装置１Ｆにおける発光装置５０では、１枚の導光板５１によって、立体画像Ｉ１〜Ｉ１２に対応する１２個の領域を発光させる構成であったが、本発明の入力装置はこれに限られない。本発明の一態様の入力装置では、例えば、発光装置がそれぞれ３個の光源５２を有する４枚の導光板を備え、各導光板が３個の上記領域を発光させる構成であってもよい。これにより、各光源５２から投射された光が意図していない光路変更部５３に入射されることを抑制することができる。これにより、指示体Ｆが近傍領域に到達した立体画像Ｉ以外の立体画像Ｉの表示が不鮮明になることを抑制することができる。
【０１３５】
また、本実施形態における入力装置１Ｆでは、発光装置５０が立体画像表示部１０の出射面１１ａ側（前側、＋Ｘ方向側）に配置される構成であったが、本発明の入力装置はこれに限られない。本発明の一態様の入力装置では、発光装置５０が立体画像表示部１０の背面１１ｂ側（前側、＋Ｘ方向側）に配置される構成であってもよい。この構成においても、ユーザは、立体画像表示部１０から出射された光と、発光装置５０から出射された光とを視認することになる。その結果、ユーザが立体画像Ｉを認識することができなくなる。
【０１３６】
〔実施形態４〕
本発明の他の実施形態について、図２４〜図２８に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
【０１３７】
図２４は、本実施形態における入力装置１Ｇの要部の構成を示すブロック図である。図２５は、入力装置１Ｇの平面図である。図２６は、入力装置１Ｇを模式的に示すものであり、図２５に示すＡ−Ａ線矢視断面図である。
【０１３８】
図２４〜図２６に示すように、本実施形態における入力装置１Ｇは、実施形態１における発光部３１および拡散板３２に代えて、液晶表示装置６０（光制御装置、液晶表示装置）を備えている。また、入力装置１Ｇは、実施形態１における報知制御部４２に代えて、報知制御部４２Ｃを備えている。
【０１３９】
液晶表示装置６０は、立体画像表示部１０の出射面１１ａ側に配置されており、立体画像表示部１０から出射される光の出射または透過を制御する。液晶表示装置６０は、いわゆる液晶シャッターである。液晶表示装置６０の構成は、従来の液晶シャッターの構成と略同様であるため、従来の液晶シャッターと異なる構成についてのみ説明する。液晶表示装置６０は、立体画像表示部１０から出射された光の出射状態または透過状態を変更する光制御装置として機能する。
【０１４０】
液晶表示装置６０は、外部から印加される電圧によって液晶の分子配列・配向を制御することにより、立体画像Ｉ１〜Ｉ１２を前側から平面視したときに、立体画像Ｉ１〜Ｉ１２と重なるそれぞれの領域における光の透過率を制御できるようになっている。
【０１４１】
次に、本実施形態における報知制御部４２Ｃによる制御について説明する。ここでは、例として、指示体Ｆが立体画像Ｉ１の前面ＡＦに到達した場合について説明する。
【０１４２】
図２７は、指示体Ｆが立体画像Ｉ１の前面ＡＦに到達した状態を示す図である。図２８は、図２７に示す状態における入力装置１Ｇの平面図である。
【０１４３】
本実施形態では、図２７に示すように、指示体Ｆが立体画像Ｉ１の前面ＡＦに到達すると、報知制御部４２Ｃは、立体画像Ｉ１を前側から平面視したときに、立体画像Ｉ１と重なる領域（図２８に示す領域Ｂ）において光が透過しなくなるように（すなわち、透過率が０％となるように）液晶表示装置６０に対して指示を出力する。これにより、立体画像表示部１０から立体画像Ｉ１を結像するために出射された光が領域Ｂを透過できなくなるので、図２７に示すように立体画像Ｉ１が結像されなくなり、領域Ｂが黒くなる。したがって、指示体Ｆによる入力装置１Ｇに対する操作を入力装置１Ｇが受け付けたことをユーザが確認することができる。その結果、入力を入力装置１Ｇが受け付けていないかもしれないというユーザの不安をなくすことができ、また、ユーザに対して入力装置１Ｇに対する操作感を与えることができる。
【０１４４】
なお、領域Ｂにおいて光を透過させないようにする場合、報知制御部４２Ｃは、例えばデューティー比１／１０で光を透過させるように（例えば、０．９秒間光を透過させず、０．１秒間光を透過させることを繰り返すように）液晶表示装置６０に対して指示を出力する。これにより、位置検出センサ２０による指示体Ｆの位置検出を維持することができる。
【０１４５】
〔実施形態５〕
本発明の他の実施形態について、図２９〜図３３に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
【０１４６】
図２９は、本実施形態における入力装置１Ｈの要部の構成を示すブロック図である。図３０は、入力装置１Ｈの平面図である。図３１は、入力装置１Ｈを模式的に示すものであり、図３０に示すＡ−Ａ線矢視断面図である。
【０１４７】
図２９〜図３１に示すように、本実施形態における入力装置１Ｈは、実施形態１における発光部３１および拡散板３２に代えて、液晶パネル７０（光制御装置、液晶表示装置）を備えている。また、入力装置１Ｈは、実施形態１における位置検出センサ２０および報知制御部４２に代えて、位置検出センサ２０Ａ（センサ）および報知制御部４２Ｄを備えている。
【０１４８】
液晶パネル７０は、立体画像表示部１０の背面１１ｂ側に配置されており、液晶による画像を表示する。液晶パネル７０は、従来の液晶パネルを用いることができる。
【０１４９】
位置検出センサ２０Ａは、指示体Ｆの位置を検出するためのセンサである。位置検出センサ２０Ａは、図３０に示すように、７つの照射部２５と、各照射部２５にそれぞれ対応する７つの受光部２６とを備えている。照射部２５および受光部２６は、図３１に示すように、立体画像表示部１０よりも前側、より詳細には、前後方向（Ｘ軸方向）において立体画像Ｉの前面ＡＦを含む位置に配置されている。７つの照射部２５のうち３つの照射部２５は、Ｚ軸方向に沿って並んで配置されており、当該３つの照射部２５に対応する３つの受光部２６が立体画像表示部１０を挟んでＺ軸方向に沿って並んで配置されている。７つの照射部２５のうち残りの４つの照射部２５は、Ｙ軸方向に沿って並んで配置されており、当該４つの照射部２５に対応する４つの受光部２６が立体画像表示部１０を挟んでＹ軸方向に沿って並んで配置されている。位置検出センサ２０Ａでは、照射部２５から照射された光が対向する受光部２６に受光される。
【０１５０】
次に、本実施形態における指示体Ｆの位置の検出方法について説明する。ここでは、指示体Ｆが立体画像Ｉ１の前面ＡＦに到達した場合について説明する。この場合、照射部２５のうち図３０に示す立体画像Ｉ１から見て＋Ｙ軸方向にある照射部２５から出射された光が対応する受光部２６に受光されなくなる。これにより、位置検出センサ２０Ａは、指示体Ｆが立体画像Ｉ１、立体画像Ｉ４、立体画像Ｉ７および立体画像Ｉ１０のいずれかの前面ＡＦに存在していることを検知できる。さらに、照射部２５のうち図３０に示す立体画像Ｉ１から見て−Ｚ軸方向にある照射部２５から出射された光が対応する受光部２６に受光されなくなる。これにより、位置検出センサ２０Ａは、指示体Ｆが立体画像Ｉ１、立体画像Ｉ２および立体画像Ｉ３のいずれかの前面ＡＦに存在していることを検知できる。以上の２つの条件より、位置検出センサ２０Ａは、指示体Ｆが立体画像Ｉ１の前面ＡＦに存在していることを検知することができる。
【０１５１】
次に、本実施形態における報知制御部４２Ｄによる制御について説明する。ここでは、例として、指示体Ｆが立体画像Ｉ１の前面ＡＦに到達した場合について説明する。
【０１５２】
図３２は、指示体Ｆが立体画像Ｉ１の前面ＡＦに到達した状態を示す図である。図３３は、図３２に示す状態における入力装置１Ｈの平面図である。
【０１５３】
本実施形態では、図３２に示すように、指示体Ｆが立体画像Ｉ１の前面ＡＦに到達すると、報知制御部４２Ｄは、立体画像Ｉ１を前側から平面視したときに、立体画像Ｉ１と重なる領域（図３３に示す領域Ｈ）において画像（例えば、黒色の矩形状の画像）を表示するように液晶パネル７０に対して指示を出力する。これにより、立体画像Ｉ１の背景が黒くなるので、指示体Ｆによる入力装置１Ｈに対する操作を入力装置１Ｈが受け付けたことをユーザが確認することができる。その結果、入力を入力装置１Ｈが受け付けていないかもしれないというユーザの不安をなくすことができ、また、ユーザに対して入力装置１Ｈに対する操作感を与えることができる。
【０１５４】
〔実施形態６〕
本発明の他の実施形態について、図３４および図３５に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
【０１５５】
図３４は、本実施形態における入力装置１Ｉが画像を表示している状態を示す斜視図である。図３５は、入力装置１Ｉが画像を表示している状態を示す断面図である。
【０１５６】
本実施形態における入力装置１Ｉの構成は、実施形態５における入力装置１Ｈの構成と同様である。
【０１５７】
入力装置１Ｉでは、図３４および図３５に示すように、立体画像表示部１０によって面画像の立体画像Ｉを表示する。立体画像Ｉは、導光板１１の出射面１１ａに平行となるように結像される。また、入力装置１Ｉでは、液晶パネル７０によって立体画像Ｉを投影した投影画像ＩＰを表示する。より詳細には、液晶パネル７０は、立体画像Ｉを前側から平面視したときに立体画像Ｉと重なる領域に投影画像ＩＰを表示する。
【０１５８】
以上のように、本実施形態における入力装置１Ｉでは、立体画像Ｉを表示するとともに立体画像Ｉの投影形状からなる投影画像ＩＰを表示する。これにより、ユーザは、投影画像ＩＰを立体画像Ｉの影であると認識する。その結果、ユーザが立体画像Ｉと導光板１１との間の距離感をつかみやすくなるため、ユーザに対して立体画像Ｉの立体感をより与えることができる。
【０１５９】
なお、本実施形態では、投影画像ＩＰを液晶パネル７０によって表示する構成であったが、本発明の入力装置はこれに限られない。例えば、実施形態３および４で説明した発光装置５０を用いて投影画像ＩＰを表示する構成であってもよい。
【０１６０】
また、本実施形態では、立体画像Ｉの投影形状からなる投影画像ＩＰを表示する構成であったが、本発明の入力装置はこれに限られない。本発明の一態様の入力装置では、立体画像Ｉの輪郭のみを投影画像ＩＰとして表示してもよいし、前記輪郭の内部を例えば黒色で塗りつぶした画像を投影画像ＩＰとして表示してもよい。
【０１６１】
〔実施形態７〕
本発明の他の実施形態について、図３６〜図３９に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
【０１６２】
図３６は、入力装置１Ｊの要部の構成を示すブロック図である。図３６に示すように、入力装置１Ｊは、実施形態１における、立体画像表示部１０、位置検出センサ２０および制御部４０の代わりに、モーションセンサ２７（センサ）、立体画像表示部１０Ｄおよび制御部４０Ａを備えている。
【０１６３】
モーションセンサ２７は、指示体Ｆの位置を検出し、指示体Ｆのモーション（動き）を検出するためのセンサである。モーションセンサ２７は、公知のモーションセンサを用いることができるため、ここでは説明を省略する。モーションセンサ２７は、検出した指示体Ｆのモーションを後述する入力判定部４３（入力検知部）に出力する。
【０１６４】
図３７は、立体画像表示部１０Ｄの構成を示す図である。図３８は、図３７におけるＡ−Ａ線矢視断面図である。図３７および図３８に示すように、立体画像表示部１０Ｄは、導光板１１と、３つの光源１２ａ〜１２ｃとを備えている。立体画像表示部１０Ｄでは、光源１２ａが発光すると立体画像Ｉ１が表示され、光源１２ｂが発光すると立体画像Ｉ２が表示され、光源１２ｃが発光すると立体画像Ｉ３が表示される。立体画像Ｉ１〜Ｉ３は、バー状（棒状）の立体画像である。
【０１６５】
制御部４０Ｂは、入力判定部４３と、報知制御部４２Ｅ（結像制御部）とを備えている。
【０１６６】
入力判定部４３は、モーションセンサ２７から出力された指示体Ｆのモーションに基づいて、ユーザが入力装置１Ｊに対して入力を行ったかどうかを判定する。具体的な判定方法については後述する。
【０１６７】
次に、本実施形態における入力装置１Ｊの動作について、図３９を参照しながら説明する。入力装置１Ｊでは、ユーザのスライド操作を受け付ける。
【０１６８】
図３９は、入力装置１Ｊの動作を説明するためのものであり、（ａ）はユーザからの入力を受け付ける前の入力装置１Ｊの状態を示す図であり、（ｂ）はユーザからの入力を受け付けている状態の入力装置１Ｊを示す図であり、（ｃ）はユーザからの入力を受け付けた後の入力装置１Ｊの状態を示す図である。
【０１６９】
入力装置１Ｊでは、ユーザからの入力を受け付ける前の状態においては、光源１２ａ〜光源１２ｃのうち光源１２ｂだけが発光しており、図３９の（ａ）に示すように、立体画像Ｉ２のみが結像された状態となっている。
【０１７０】
次に、入力判定部４３が、ユーザが入力装置１Ｊに対してスライド操作を行ったかどうかを判定する。具体的には、入力判定部４３は、モーションセンサ２７から出力された指示体Ｆのモーションに基づいて、指示体Ｆが立体画像Ｉ２の前面ＡＦに到達し、その後指示体Ｆが左右方向（Ｚ軸方向）に移動したどうかを判定する。ここでは例として、図３９の（ｂ）に示すように、指示体Ｆが立体画像Ｉ２の前面ＡＦに到達し、その後指示体Ｆが左方向（−Ｚ方向）に移動した場合について説明する。入力判定部４３は、指示体Ｆが上記モーションを行った場合、入力装置１Ｊに対するユーザによる入力が行われたと判定し、判定した結果を報知制御部４２Ｅに出力する。
【０１７１】
報知制御部４２Ｅは、入力装置１Ｊに対するユーザによる入力が行われたこと示す情報を入力判定部４３から受け取った場合、光源１２ａを発光させるとともに、光源１２ｂを発光させないように立体画像表示部１０Ｄに対して指示を出力する。これにより、図３９の（ｃ）に示すように、立体画像Ｉ１のみが結像される。
【０１７２】
以上のように、本実施形態における入力装置１Ｊでは、入力判定部４３が立体画像Ｉの前面ＡＦにおいて指示体Ｆの移動が行われることによるユーザの入力を検出した場合に、報知制御部４２Ｅが、立体画像表示部１０Ｄ（より詳細には、導光板１１）による立体画像Ｉの結像位置を変化させる。
【０１７３】
上記の構成によれば、入力装置１Ｊは、指示体Ｆの移動（モーション）に合わせて、立体画像Ｉの結像状態を変化させる。すなわち、入力装置１Ｊは、ユーザからのより多様な入力指示を受け付け、当該入力指示に応じて立体画像Ｉの結像状態を変化させることができる。これにより、指示体Ｆによる入力装置１Ｊに対する操作を入力装置１Ｊが受け付けたことをユーザが確認することができる。その結果、入力を入力装置１Ｊが受け付けていないかもしれないというユーザの不安をなくすことができ、また、ユーザに対して入力装置１Ｊに対する操作感を与えることができる。
【０１７４】
＜変形例５＞
次に、実施形態７における入力装置１Ｊの変形例としての入力装置１Ｋについて図４０および図４１を参照しながら説明する。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
【０１７５】
図４０は、入力装置１Ｋの斜視図である。図４１は、入力装置１Ｋが備える立体画像表示部１０Ｅの構成を示す断面図である。
【０１７６】
図４０に示すように、入力装置１Ｋは、実施形態７における立体画像表示部１０Ｄの代わりに立体画像表示部１０Ｅを備えている。なお、実施形態７における入力装置１Ｊと、本変形例における入力装置１Ｋとは、立体画像表示部１０Ｅによって立体画像Ｉを結像する以外の点については同じ構成であるため、ここでは、立体画像表示部１０Ｅよる立体画像Ｉの結像方法についてのみ説明する。図４０および図４１においても、立体画像表示部１０Ｅ以外の構成については、図示を省略している。
【０１７７】
立体画像表示部１０Ｅは、図４０および図４１に示すように、画像表示装置８１と、結像レンズ８２と、コリメートレンズ８３と、導光板８４（第１導光板）と、マスク８５とを備えている。なお、Ｙ軸方向に沿って、画像表示装置８１、結像レンズ８２、コリメートレンズ８３、および導光板８４が順番に配置されている。また、Ｘ軸方向に沿って、導光板８４およびマスク８５が、この順番で配置されている。
【０１７８】
画像表示装置８１は、制御装置（不図示）から受信した映像信号に応じて、立体画像表示部１０Ｅにより空中に投影される２次元画像を表示領域に表示する。画像表示装置８１は、表示領域に画像を表示することによって、画像光を出力することができる、例えば一般的な液晶ディスプレイである。なお、図示の例において、画像表示装置８１の表示領域、および当該表示領域に対向する、導光板８４の入射面８４ａは、ともにＹＺ平面と平行となるように配置されている。また、導光板８４の、後述するプリズム１４１が配置されている背面８４ｂ、および当該背面８４ｂに対向する、マスク８５に対して光を出射する出射面８４ｃ（光出射面）は、ともにＸＹ平面と平行となるように配置されている。さらに、マスク８５の、後述するスリット１５１が設けられている面も、ＸＹ平面と平行になるように配置されている。なお、画像表示装置８１の表示領域と導光板８４の入射面８４ａとは、対向して配置されてもよいし、画像表示装置８１の表示領域が入射面８４ａに対して傾けて配置されてもよい。
【０１７９】
結像レンズ８２は、画像表示装置８１と入射面８４ａとの間に配置されている。結像レンズ８２は、画像表示装置８１の表示領域から出力された画像光を、入射面８４ａの長手方向と平行なＸＹ平面において収束光化した後、コリメートレンズ８３へ出射する。結像レンズ８２は、画像光を収束光化できるのであれば、どのようなものであってもよい。例えば、結像レンズ８２は、バルクレンズ、フレネルレンズ、または回折レンズなどであってもよい。また、結像レンズ８２は、Ｚ軸方向に沿って配置された複数のレンズの組み合わせであってもよい。
【０１８０】
コリメートレンズ８３は、画像表示装置８１と入射面８４ａとの間に配置されている。コリメートレンズ８３は、結像レンズ８２にて収束光化された画像光を、入射面８４ａの長手方向と直交するＸＹ平面において平行光化する。コリメートレンズ８３は、平行光化した画像光について、導光板８４の入射面８４ａに対して出射する。コリメートレンズ８３は、結像レンズ８２と同様に、バルクレンズおよびフレネルレンズであってもよい。なお、結像レンズ８２とコリメートレンズ８３とは、その配置順が逆であってもよい。また、結像レンズ８２とコリメートレンズ８３の機能について、１つのレンズによって実現してもよいし、多数のレンズの組み合わせによって実現してもよい。すなわち、画像表示装置８１が表示領域から出力した画像光を、ＸＹ平面においては収束光化し、ＹＺ平面においては平行光化することができるのであれば、結像レンズ８２およびコリメートレンズ８３の組み合わせは、どのようなものであってもよい。
【０１８１】
導光板８４は、透明な部材によって構成されており、コリメートレンズ８３によって平行光化された画像光を入射面８４ａにて受光し、出射面８４ｃから出射する。図示の例において、導光板８４は平板状に形成された直方体の外形を備えており、コリメートレンズ８３に対向する、ＸＺ平面と平行な面を入射面８４ａとする。また、ＹＺ平面と平行かつＸ軸の負方向側に存在する面を背面８４ｂとし、ＹＺ平面と平行かつ背面８４ｂに対向する面を出射面８４ｃとする。導光板８４は、複数のプリズム（出射構造部、光路変更部）１４１を備えている。
【０１８２】
複数のプリズム１４１は、導光板８４の入射面８４ａから入射した画像光を反射する。プリズム１４１は、導光板８４の背面８４ｂに、背面８４ｂから出射面８４ｃへ向けて突出して設けられている。複数のプリズム１４１は、例えば、画像光の伝搬方向がＹ軸方向であるときに、当該Ｙ軸方向に所定の間隔（例えば、１ｍｍ）で配置された、Ｙ軸方向に所定の幅（例えば、１０μｍ）を有する略三角形状の溝である。プリズム１４１は、プリズム１４１が有する光学面のうち、画像光の導光方向（＋Ｙ軸方向）に対して入射面８４ａから近い側の面である反射面１４１ａを備えている。図示の例において、複数のプリズム１４１は、背面８４ｂ上に、Ｚ軸と平行に設けられている。これにより、Ｙ軸方向に伝搬する入射面８４ａから入射した画像光が、Ｙ軸に直交するＺ軸と平行に設けられた複数のプリズム１４１の反射面１４１ａによって反射させられる。複数のプリズム１４１のそれぞれは、画像表示装置８１の表示領域で入射面８４ａの長手方向と直交するＺ軸方向において互いに異なる位置から発した画像光を、所定の視点１００へ向けて導光板８４の一方の面である出射面８４ｃから出射させる。反射面１４１ａの詳細については後述する。
【０１８３】
マスク８５は、可視光に対して不透明な材料にて構成され、複数のスリット１５１を備えている。マスク８５は、導光板８４の出射面８４ｃから出射された光のうち、平面１０２上の結像点１０１へ向かう光のみを、複数のスリット１５１を用いて透過させることができる。
【０１８４】
複数のスリット１５１は、導光板８４の出射面８４ｃから出射された光のうち、平面１０２上の結像点１０１へ向かう光のみを透過させる。図示の例において、複数のスリット１５１は、Ｚ軸と平行となるように設けられている。また、個々のスリット１５１は、複数のプリズム１４１のうち、いずれかのプリズム１４１と対応している。
【０１８５】
以上の構成を有することにより、立体画像表示部１０Ｄは、画像表示装置８１に表示された画像を、当該立体画像表示部１０Ｄの外部の仮想の平面１０２上に結像させ、投影する。具体的には、まず、画像表示装置８１の表示領域から出射された画像光は、結像レンズ８２およびコリメートレンズ８３を通した後、導光板８４の端面である、入射面８４ａへ入射する。次に、導光板８４へ入射した画像光は、当該導光板８４の内部を伝搬し、導光板８４の背面８４ｂに設けられたプリズム１４１に到達する。プリズム１４１に到達した画像光は、当該プリズム１４１の反射面１４１ａによってＸ軸の正方向へ反射させられ、ＹＺ平面と平行となるように配置された、導光板８４の出射面８４ｃから出射される。そして、出射面８４ｃから出射した画像光のうち、マスク８５のスリット１５１を通過した画像光は、平面１０２上の結像点１０１にて結像する。すなわち、画像表示装置８１の表示領域の個々の点から発した画像光について、ＹＺ平面においては収束光化し、ＸＹ平面においては平行光化した後、平面１０２上の結像点１０１に投影することができる。表示領域の全ての点に対して前記の処理を行うことにより、立体画像表示部１０Ｄは、画像表示装置８１の表示領域に出力された画像を、平面１０２上に投影することができる。これにより、ユーザは、視点１００から仮想の平面１０２を見たときに、空中に投影された画像を視認することができる。なお、平面１０２は、投影された画像が結像する仮想的な平面であるが、視認性を向上させるためにスクリーンなどを配置してもよい。
【０１８６】
このように、立体画像表示部１０Ｅでは、画像表示装置８１に表示された画像を立体画像Ｉとして結像することができる。これにより、入力判定部４３が立体画像Ｉの前面ＡＦにおいて指示体Ｆの移動が行われることによるユーザの入力を検出した場合に、報知制御部４２Ｅが、立体画像表示部１０Ｅ（より詳細には、導光板８４）による立体画像Ｉの結像状態（例えば、位置、大きさ、光量、入色など）を変化させることができる。これにより、指示体Ｆによる入力装置１Ｋに対する操作を入力装置１Ｋが受け付けたことをユーザが確認することができる。その結果、入力を入力装置１Ｋが受け付けていないかもしれないというユーザの不安をなくすことができ、また、ユーザに対して入力装置１Ｋに対する操作感を与えることができる。
【０１８７】
なお、本実施形態における立体画像表示部１０Ｅでは、出射面８４ｃから出射した画像光のうち、マスク８５が備えるスリット１５１を透過した画像光によって画像を結像する構成であった。しかしながら、仮想の平面１０２上の結像点１０１にて画像光を結像させることができるのであれば、マスク８５およびスリット１５１を備えない構成であってもよい。
【０１８８】
例えば、各プリズム１４１の反射面と背面８４ｂとのなす角度が、入射面８４ａから遠くなるほど大きくなるように設定することによって、仮想の平面１０２上の結像点１０１にて画像光を結像させることができる。なお、上記角度は、入射面８４ａから最も遠いプリズム１４１でも、画像表示装置８１からの光を全反射できる角度となるように設定されることが好ましい。
【０１８９】
上記のように上記角度を設定した場合、画像表示装置８１の表示領域上のＸ軸方向の位置がより背面８４ｂ側（−Ｘ軸方向側）となる点から発して所定の視点へ向かう光ほど、入射面８４ａから遠いプリズム１４１にて反射される。ただし、これに限られず、画像表示装置８１の表示領域上のＸ軸方向の位置と、プリズム１４１とが１対１に対応していればよい。また、入射面８４ａから遠いプリズム１４１で反射される光ほど、入射面８４ａ側へ向かい、一方、入射面８４ａに近いプリズム１４１で反射される光ほど、入射面８４ａから遠ざかる方向へ向かう。そのため、マスク８５が省略されても、画像表示装置８１からの光を、特定の視点へ向けて出射させることができる。また、導光板８４から出射した光は、Ｚ軸方向に関して、画像が投影される面上で結像し、その面から離れるにしたがって拡散する。そのため、Ｚ軸方向に関して視差を与えることができるので、観察者が両眼をＺ軸方向に沿って並ぶようにすることで、投影された画像を立体的に観察できる。
【０１９０】
また、上記の構成によれば、各プリズム１４１で反射され、その視点へ向かう光は遮られないので、観察者は、Ｙ軸方向に沿って観察者が視点を移動させても、画像表示装置８１に表示され、かつ、空中に投影された像を観察できる。ただし、各プリズム１４１から視点へ向かう光線と各プリズム１４１の反射面とのなす角度が、Ｙ軸方向における視点の位置に沿って変化するので、これに伴い、その光線に対応する画像表示装置８１上の点の位置も変化する。またこの例では、画像表示装置８１上の各点からの光は、各プリズム１４１により、Ｙ軸方向に関してもある程度結像される。そのため、観察者は、両眼をＹ軸方向に沿って並ぶようにしても、立体的な像を観察できる。
【０１９１】
さらに、上記の構成によれば、マスク８５が使用されないため、ロスとなる光の量が少なくなるので、立体画像表示部は、より明るい像を空中に投影できる。また、マスクが使用されないため、立体画像表示部は、導光板８４の背後にある物体（図示せず）と投影された画像の両方を観察者に視認させることができる。
【０１９２】
次に、実施形態７における入力装置１Ｊまたは変形例５における入力装置１Ｋの使用例について、図４２を参照しながら説明する。図４２の（ａ）〜（ｈ）は、入力装置１Ｊまたは入力装置１Ｋの使用例を示す図である。
【０１９３】
図４２の（ａ）に示すように、入力装置１Ｊまたは入力装置１Ｋは、リング状の立体画像Ｉを結像してもよい。そして、報知制御部４２Ｅは、指示体Ｆが立体画像Ｉのリングに沿って移動した旨の情報を入力判定部４３から受け取った場合、立体画像Ｉの結像状態を変化させる。例えば、リングの色を変化させてもよいし、リングの大きさを変化させてもよい。
【０１９４】
図４２の（ｂ）に示すように、入力装置１Ｊまたは入力装置１Ｋは、３次元上に配置された複数の点を表示させてもよい。そして、報知制御部４２Ｅは、モーションセンサ２７によって検知した指示体Ｆの移動に合わせて、指示体Ｆが移動した軌跡を表示するように立体画像Ｉを表示させる。図４２の（ｂ）に示す例は、空間パターンロックに適用することができる。なお、図４２の（ｃ）に示すように、同一平面上に複数の点を表示させてもよい。
【０１９５】
図４２の（ｄ）〜（ｇ）に示すように、入力装置１Ｊまたは入力装置１Ｋは、スイッチとして使用することもできる。図４２の（ｄ）は、複数のスイッチが並んで配置されるディップスイッチを立体画像Ｉとして表示している状態を示しており、図４２の（ｅ）は、トグルスイッチを立体画像Ｉとして表示している状態を示しており、図４２の（ｆ）は、ロータリースイッチを立体画像Ｉとして表示している状態を示しており、図４２の（ｇ）は、ロッカースイッチを立体画像Ｉとして表示している状態を示している。入力装置１Ｊまたは入力装置１Ｋは、モーションセンサ２７がこれらのスイッチとしての立体画像Ｉに対する指示体Ｆの入力がなされたことを検知した場合に、当該操作に応じて立体画像Ｉの結像状態を変化させ、また、当該操作に対応する出力を外部機器に対して出力してもよい。
【０１９６】
図４２の（ｈ）に示すように、入力装置１Ｊまたは入力装置１Ｋは、立体画像Ｉに対する指示体Ｆの入力を受け付けた場合に、当該入力を受け付けた位置を示すように立体画像Ｉを結像してもよい。
【０１９７】
＜適用例＞
次に、上記各実施形態および各変形例において説明した入力装置の適用例について、図４３〜図４４を参照しながら説明する。
【０１９８】
図４３の（ａ）〜（ｃ）は、本発明の入力装置をエレベータの入力部に適用した様子を示す図である。図４３の（ａ）に示すように、本発明の入力装置は、例えばエレベータの入力部２００に適用することができる。具体的には、入力部２００は、立体画像Ｉ１〜Ｉ１２を表示する。立体画像Ｉ１〜Ｉ１２は、エレベータの行先（階数）を指定するユーザの入力を受け付ける表示（立体画像Ｉ１〜Ｉ１０）、または、エレベータの扉の開閉の指示を受け付ける表示（立体画像Ｉ１１・Ｉ１２）が結像された立体画像である。入力部２００は、いずれかの立体画像Ｉに対するユーザの入力を受け付けた場合、当該立体画像Ｉの結像状態を変化させる（例えば、立体画像Ｉの色を変化させるなど）とともに、当該入力に対応する指示をエレベータの制御部に対して出力する。入力部２００による立体画像Ｉの表示は、入力部２００に人が近づいたときにのみ行うようにしてもよい。また、入力部２００は、エレベータの壁の内部に配置されてもよい。
【０１９９】
エレベータの入力部２００では、例えば、エレベータ内に人が多い場合では、ユーザの体の一部が立体画像Ｉの結像位置に位置してしまい、入力部２００がユーザの意図していない入力を受け付けてしまう虞がある。そこで、入力部２００は、例えば、図４３の（ｂ）に示すように、モーションセンサ２７によって立体画像Ｉに対して回転操作を受け付けた場合にのみユーザの入力を受け付けるようにしてもよい。回転操作は、ユーザが意図しないかぎり通常は行われない操作であるので、入力部２００がユーザの意図していない入力を受け付けてしまうことを防止することができる。また、図４３の（ｃ）に示すように、立体画像Ｉがエレベータの内壁に設けられた凹部に表示される構成としてもよい。これにより、指示体Ｆが上記凹部に挿入されたときにのみ立体画像Ｉに対する入力が行われるので、入力部２００がユーザの意図していない入力を受け付けてしまうことを防止することができる。
【０２００】
図４４は、本発明の入力装置を温水便座洗浄機の入力部に適用した様子を示す図である。図４４に示すように、本発明の入力装置は、例えば温水便座洗浄機の入力部３００（操作パネル部）に適用することができる。具体的には、入力部３００は、立体画像Ｉ１〜Ｉ４を表示する。立体画像Ｉ１〜Ｉ４は、温水便座洗浄機の洗浄機能の駆動・停止の指示を受け付ける表示が結像された立体画像である。入力部３００は、いずれかの立体画像Ｉに対するユーザの入力を受け付けた場合、当該立体画像Ｉの結像状態を変化させる（例えば、立体画像Ｉの色を変化させるなど）とともに、当該入力に対応する指示を温水便座洗浄機の制御部に対して出力する。温水便座洗浄機の操作パネルは、衛生上、直接触ることを好まないユーザが多い。これに対して、入力部３００では、ユーザは、入力部３００に直接触る（物理的に触る）ことなく操作をすることができる。したがって、ユーザは、衛生面を気にすることなく操作をすることができる。なお、本発明の入力装置は、衛生面的に直接触ることが好ましくない他の装置にも適用することができる。例えば、本発明の入力装置は、病院に設置される整理番号発券機や、不特定の人が触る移動ドアの操作部などに適用するのに好適である。また、病院に設置される整理番号発券機において外科や内科などの複数の選択肢がある場合に、それぞれの選択肢に対応する立体画像Ｉを表示することができるため好適である。また、本発明の入力装置は、飲食店に設置されるレジまたは食券販売機に適用するのに好適である。
【０２０１】
なお、本発明の一態様における入力装置は、立体画像表示部として、透明な導光板から出射した光を用い、視差による融像によって立体画像Ｉを表示する立体画像表示部を用いることもできる。また、本発明の一態様における入力装置は、立体画像表示部として、互いに直交する鏡面要素が、光学結合素子面内に複数配置される２面リフレクタアレイ構造を用いる立体画像表示部を用いることができる。さらに、本発明の一態様における入力装置は、立体画像表示部として、ハーフミラーを利用したいわゆるペッパーズゴーストと呼ばれる立体画像表示部を用いることもできる。
【０２０２】
〔ソフトウェアによる実現例〕
入力装置１、１Ａ〜１Ｋの制御ブロック（特に制御部４０および制御部４０Ａ）は、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いてソフトウェアによって実現してもよい。
【０２０３】
後者の場合、入力装置１、１Ａ〜１Ｋは、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するＣＰＵ、上記プログラムおよび各種データがコンピュータ（またはＣＰＵ）で読み取り可能に記録されたＲＯＭ（Read Only Memory）または記憶装置（これらを「記録媒体」と称する）、上記プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）などを備えている。そして、コンピュータ（またはＣＰＵ）が上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波等）を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明の一態様は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。
【０２０４】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０２０５】
１、１Ａ〜１Ｋ                              入力装置
１１、１５、８４                            導光板（第１導光板）
１１ａ、１４ａ、１５ａ、８４ｃ              出射面（光出射面）
１２、１２ａ〜１２ｃ、５２、５２ａ〜５２ｌ  光源
１３、１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１６          光路変更部
１４Ａ〜１４Ｄ                              導光板（部分導光板）
２０、２０Ａ                                位置検出センサ（センサ）
２７                                        モーションセンサ（センサ）
４２、４２Ａ〜４２Ｅ                        報知制御部（入力検知部、発光装置）
４３                                        入力判定部（入力検知部）
３１                                        発光部（発光部材）
３３                                        音出力部（音出力装置）
３４                                        超音波発生装置（触覚刺激装置）
３５                                        参照体（結像平面提示構造）
３５ａ                                      前面（平面部）
５０                                        発光装置（光制御装置、第２導光板装置）
５１ｂ                                      前面（光出射面）
６０                                        液晶表示装置（光制御装置、液晶表示装置）
７０                                        液晶パネル（光制御装置、液晶表示装置）
Ｉ、Ｉ１〜Ｉ１２                            立体画像（画像）
ＩＰ                                        投影画像
【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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【図８】
2018206149.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2018206149.tif 000018
【図１７】
2018206149.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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