(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、該光結像手段の一側に３０〜６０度の角度を有して距離をおいて設けられたディスプレイとを有し、前記ディスプレイの画像を前記光結像手段の他側に第１の像として形成する非接触表示入力装置において、
前記ディスプレイは、可視光の発光部の他に赤外線発光器を有し、
前記第１の像を表側からタッチした指示手段からの赤外線反射光を、前記光結像手段を介して前記ディスプレイ上に第２の像として結像し、該ディスプレイに設けられた赤外線センサによって該第２の像を検知し、前記第１の像にタッチした前記指示手段の位置を求め、しかも、前記赤外線センサによって検知される光は信号変調されていることを特徴とする非接触表示入力装置。
【請求項２】
請求項１記載の非接触表示入力装置において、前記赤外線センサはシート状の赤外線センサシートからなって、前記ディスプレイの表側に設けられていることを特徴とする非接触表示入力装置。
【請求項３】
請求項２記載の非接触表示入力装置において、前記赤外線センサシートの周囲には枠が設けられていることを特徴とする非接触表示入力装置。
【請求項４】
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、該光結像手段の一側に３０〜６０度の角度を有して距離をおいて設けられたディスプレイとを用い、前記ディスプレイの画像を前記光結像手段を用いて該光結像手段の他側に第１の像として形成し、該第１の像にタッチした指示手段の画像位置を光学的に検知する非接触表示入力方法において、
前記ディスプレイには可視光の発光部の他に信号変調された赤外線を発する赤外線発光器が組み込まれ、前記第１の像を表側から押圧する前記指示手段に照射した前記赤外線発光器からの赤外線の反射光を前記光結像手段によって前記ディスプレイ上に第２の像として結像し、該ディスプレイに設けられた赤外線センサによって前記指示手段の位置を検知することを特徴とする非接触表示入力方法。
【請求項５】
請求項４記載の非接触表示入力方法において、前記赤外線センサは前記ディスプレイ上に設けられた前記赤外線を検知する赤外線センサシートであることを特徴とする非接触表示入力方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空間に像を形成し、この像（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表示入力装置及び非接触表示入力方法（即ち、空間に形成した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、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、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、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又はタッチパネル面に接触又は衝突し、ディスプレイ等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、ディスプレイの他に赤外線の発生手段（赤外線ライト）、赤外線の乱反射面、及び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。また、赤外線発生手段、赤外線カメラはディスプレイ及び光結像手段とは別位置に配置されているので、設置空間を必要とするという問題があった。そして、ディスプレイの正面側に赤外線の乱反射面を置くので、ディスプレイの光の一部が吸収されるという問題があった。更に、特許文献３においては、光結像手段を用いているのでレンズのように結像のための焦点距離は有さないが、特に、赤外線カメラを使用する場合、設置位置を選定し、更に映像に対する焦点（ピント）調整を行う必要がある。
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、タッチパネルの画像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、ディスプレイに表示させる画像を空間画像とし、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表示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表示入力装置は、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、該光結像手段の一側に３０〜６０度の角度を有して距離をおいて設けられたディスプレイとを有し、前記ディスプレイの画像を前記光結像手段の他側に第１の像として形成する非接触表示入力装置において、
前記ディスプレイは、可視光の発光部の他に赤外線発光器を有し、
前記第１の像を表側からタッチした指示手段からの赤外線反射光を、前記光結像手段を介して前記ディスプレイ上に第２の像として結像し、該ディスプレイに設けられた赤外線センサによって該第２の像を検知し、前記第１の像にタッチした前記指示手段の位置を求め、しかも、前記赤外線センサによって検知される光は信号変調されている。
【００１２】
【００１３】
また、第１の発明に係る非接触表示入力装置において、前記赤外線センサは前記ディスプレイに内蔵されている場合と、前記赤外線センサはシート状の赤外線センサシートからなって、前記ディスプレイの表側に設けられている場合がある。
【００１４】
第１の発明に係る非接触表示入力装置において、前記指示手段からの反射光はディスプレイから発光された可視光を含み、前記光センサは可視光を検知可能なシート状の光センサシートから構成することもできる。この場合、前記光センサシートの周囲には枠を設けることもできる。
【００１５】
第２の発明に係る非接触表示入力方法は、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、該光結像手段の一側に３０〜６０度の角度を有して距離をおいて設けられたディスプレイとを用い、前記ディスプレイの画像を前記光結像手段を用いて該光結像手段の他側に第１の像として形成し、該第１の像にタッチした指示手段の画像位置を光学的に検知する非接触表示入力方法において、
前記ディスプレイには可視光の発光部の他に信号変調された赤外線を発する赤外線発光器が組み込まれ、前記第１の像を表側から押圧する前記指示手段に照射した前記赤外線発光器からの赤外線の反射光を前記光結像手段によって前記ディスプレイ上に第２の像として結像し、該ディスプレイに設けられた赤外線センサによって前記指示手段の位置を検知する。
【００１６】
第２の発明に係る非接触表示入力方法において、前記赤外線センサはディスプレイ上に設けられた前記赤外線を検知する赤外線センサシートであるのが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
第１、第２の発明に係る非接触表示入力装置及び非接触表示入力方法は、ディスプレイの表面に又は内部に指示手段からの反射光を検知する赤外線センサを有し、第１の像にタッチした（即ち、触れた）指示手段からの反射光を光結像手段を介してディスプレイ上に第２の像として形成し、第２の像の位置を赤外線センサで検知するので、特別な赤外線カメラ等を備えることなく、比較的簡単に、指示手段の位置を検出できる。
また、光結像手段はレンズ（カメラ）と異なり、特別な焦点距離を有さないので、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し、より正確な指示手段（例えば、指、ペン先等）の位置の検出ができる。
【００１８】
特に、第１、第２の発明に係る非接触表示入力装置及びその方法において、指示手段からの反射光が赤外線を含み、光センサが赤外線センサであるので、目視できない赤外線によって、指示手段の位置を検知できる。
また、第１の発明に係る非接触表示入力装置において、赤外線センサがシート状に形成される（即ち、赤外線センサシートである）場合、赤外線センサを有するディスプレイの製造が容易となり、通常のディスプレイの採用も可能となる。更に、光として可視光を使用する場合は、従来の「光センサ液晶パッド」をそのままディスプレイに利用できる。この場合は、光センサは裏側に非透光材を配置して、表側からの光のみを検知するようにするのがよい。なお、光センサをシート状としてディスプレイ上に載せる場合は、ディスプレイとは別構造のものであってもよい。
シート状の光センサで受光した第２の像は、例えば、この光センサを構成する各光センサ素子の受光データ（位置だけ又は位置と受光量）から重心位置を探す等の演算処理を行って指示手段（例えば、指先）の位置を求める。
【００１９】
ここで、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の中心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。
なお、第２の像が複数に分かれる場合、それぞれの第２の像を光センサで独立に検知するのが好ましい。また、第２の像は面積を有するので、第２の像の重心位置を演算して、第２の像の正確な指示位置を決定するのがよい。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る非接触表示入力装置の説明図である。
【図２】同非接触表示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表示入力装置に使用するディスプレイの説明図である。
【図４】同非接触表示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の実施の形態に係る非接触表示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の実施の形態に係る非接触表示入力装置の説明図である。
【図７】本発明の第４の実施の形態に係る非接触表示入力装置に使用するディスプレイの説明図である。
【図８】（Ａ）は同非接触表示入力装置に使用する光センサシートの説明図、（Ｂ）は同非接触表示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】
【００２１】
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の形態について説明する。
図１、図２に示すように、本発明の第１の実施の形態に係る非接触表示入力装置１０は、平面状のディスプレイ１１と２０〜７０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１１ａを入光して対称位置にディスプレイ１１の画像を第１の像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。ディスプレイがキーボードの場合、中央に周囲より明るい高輝度部を設けることもでき、これによって操作が容易となる。なお、液晶ディスプレイを使用する場合は、メモリに多種類の画像のデータを蓄積しておき、この画像を光結像手段１３によって空間に再生できる（以下の実施の形態でも同じ）。
【００２２】
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（以下の実施の形態においても同じ）。なお、光結像手段１３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。光結像手段１３を中央にして像１２は画像１１ａに対称に形成される。
【００２３】
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の内部には、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（この実施の形態では直交状態で）配置されている。
【００２４】
第１、第２の光制御パネル１４、１５は、表裏が鏡面として作用する平面光反射部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。
【００２５】
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も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像１２を得るには、アスペクト比γを２．５〜５．５（更に詳細には、３を超え、５以下）とするのがよい。
【００２６】
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の一側に距離を置いて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の他側に像１２を形成する。この像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。
【００２７】
次に、図３（Ａ）、（Ｂ）、図４を参照しながら、非接触表示入力装置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。
【００２８】
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）に制御できる。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（赤外線発光器の一部、１セル）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。なお、赤外線発光器は第１の像１２を裏側から照らす、信号変調（例えば高周波変調、信号が重畳）された赤外線を発する。各赤外線センサ（正確には赤外線センサ素子）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。光センサの一例である赤外線センサ３４の底部には非透光材が配置され、裏面からの光を検知しない構造となっている（以下の実施の形態においても同様）。
【００２９】
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。
【００３０】
ディスプレイ１１に表示された画像１１ａからの光（例えば、ｒ１、ｒ２）は、図１に示すように、光結像手段１３に入り、光結像手段１３から出た光（ｒ’１、ｒ’２）はその他側に像１２を形成する。なお、ディスプレイ１１の画像と像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。
【００３１】
ここで、図１に示すように、像１２の所定位置に表側から指示手段４５の一例である指（タッチペン、指示棒等でもよい）でタッチすると、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の像４６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、ｒ３、ｒ４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、ｒ’３、ｒ’４の帰路を通って第２の像４６を結像する。第２の像４６は赤外線による結像であるので、目視できない。図１において、αは第１の像１２と第２の像４６が光結像手段１３に対して対称に形成されることを示す。
【００３２】
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、像１２のどの部分を押したか検知できる。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、この非接触表示入力装置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が、ディスプレイ１１に赤外線発光部を設けず、光結像手段の一端部に赤外線発光器４５ａ、４５ｂ（いずれか一つでもよい）を設け、赤外線発光器４５ａ、４５ｂに、適当なフードを設けて赤外線が第１の像１２の全部を照射し、他の部分を照射しないようにするのが好ましい。なお、赤外線発光部４５ａ、４５ｂの位置は任意であるが、できる限り第１の像１２を操作する人の目に入らないような位置及び角度で配置するのが好ましい。
また、図１に示すように、第１の像１２の周囲に矩形の枠４６ａを設けることもでき、これによって、指示手段４５の操作領域の明確化を図ることができる。なお、枠４６ａをディスプレイ１１に表示することもできる。
【００３３】
続いて、本発明の第２の実施の形態に係る非接触表示入力装置５０について説明する。図１に示す非接触表示入力装置５０全体の構成は、ディスプレイ１１を除いて第１の実施の形態に係る非接触表示入力装置１０の構成要素と同じであり、この非接触表示入力装置５０は、ディスプレイ５１に液晶の代わりに発光ダイオードを用いている（以下の実施の形態においても同様に、液晶ディスプレイ及び発光ダイオードを用いたディスプレイがある）。
図１、図２に示すように、この非接触表示入力装置５０は、平面状のディスプレイ５１と２０〜７０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像１２として結像する光結像手段１３を備えている。
【００３４】
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。この非接触表示入力装置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（一つのセルを図５（Ａ）に斜線で示す）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は偏光フィルタを示すが、偏光フィルタ６５は省略可能である。また、平面上に並べられた複数の赤外線発光部５５によって、平面的発光を行う赤外線発光器を形成している（上記実施の形態においても同じ）。
【００３５】
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像１２を形成する。
像１２に指示手段４５で接触すると、その反射光（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の像４６）として結像し、赤外線センサ５６によってその位置を検知できる。
なお、ここで、ディスプレイ５１から赤外線発光部５５を除去し、赤外線発光部５５をディスプレイとは別位置に配置されることもできる。
【００３６】
図６には、本発明の第３の実施の形態に係る非接触表示入力装置のディスプレイのを示すが、それぞれ発光ダイオードからなるＲ発光手段６７、Ｇ発光手段６８、Ｂ発光手段６９と赤外線センサ７０を一つの発光ブロック（セル）７１に備えている。この場合、図１に例を示すように、赤外線発光器４５ａ、４５ｂはディスプレイ外、例えば、光結像手段１３の端部等にあるが、第２の像を裏から照射するものであれば、別位置に配置されてもよい。７２は各発光ブロック７１を区画する障壁である。
【００３７】
続いて、図７、図８を参照しながら、本発明の第４の実施の形態に係る非接触表示入力装置７５について説明する。
この非接触入力装置７５は、平面状のディスプレイ７６と例えば３０〜６０度の角度αを有して離れて形成され、ディスプレイ７６に表示される画像（例えば、キーボード、スイッチパネル等）７７を入光して対称位置にディスプレイ７６の画像７７を第１の像７８として結像する光結像手段７９（第１の実施の形態で使用した光結像手段１３と同一構造）を備えている。
【００３８】
次に、ディスプレイ７６について説明する。このディスプレイ７６は、基本的には液晶タイプであって、図８（Ｂ）に示すように、バックライト８０と、液晶表示部８１と、シート状の光センサ（光センサシート）の一例であるシート状の赤外線センサ８２と、表面の透明保護板８３とを有している。
バックライト８０は可視光を発光すると共に、赤外光を発光するのが好ましく、この場合、バックライト８０からの光（一部又は全部）に高周波変調（信号変調の一例）をかけるのが好ましい。バックライト８０に可視光を発光する発光手段Ａと赤外光を発光する発光手段Ｂの両方を別々に備える場合は、発光手段Ｂのみに高周波変調をかけてもよい。なお、バックライト８０として、発光ダイオードや蛍光灯を使用できる。また、ディスプレイとして例えば、有機又は無機のエレクトロルミネセンスを用いることもできる（以上の実施の形態においても同じ）。
【００３９】
ディスプレイ７６の表面に設けられたシート状の赤外線センサ８２は、図８（Ａ）、（Ｂ）に示すように、多数の赤外線センサ素子（センサ素子の一例）８４が格子状に配列され、上下（厚み方向）に導体線８６、８７が配置されている。赤外線センサ素子８４の裏側には、導電性又は非導電性の非透光材８９が設けられ、表側からの光のみを赤外線センサ素子８４が検知するようになっている。なお、９０は透明シートを示す。
【００４０】
導体線８６、８７は透明となって、可視光及び赤外光をよく通す。この赤外線センサ素子８４は赤外線にのみ反応し起電力を発生する。なお、赤外線センサ素子として、可視光及び赤外光に反応するセンサを用い、入光側に赤外線のみを通過させるフィルタを設けてもよい。赤外線センサ素子及び導体線のいずれか一方又は双方は不透明であってもよく、この場合はできる限り面積及び幅を狭くしてディスプレイの開口率を高めるのがよい。
また、前記シート状の赤外線センサ８２はディスプレイ７６とは別体となって、後からディスプレイ７６の表面に接合等で設けることもできる。
また、この実施の形態においては、光センサシートとして赤外線を用いたが可視光であってもよい。この光センサシートの周囲に枠９１を設けることもできる。
【００４１】
液晶表示部８１は周知の構造となって、可視光の発光部の一部であるＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のカラーフィルタが並列に配置され、Ｒ、Ｇ、Ｂのカラーフィルタのそれぞれの直下には液晶セルが配置される。この液晶セルの１）オンオフ、２）輝度調整、又は３）バックライト８０の下部からの光の調整によって、可視光の発光の制御を行うようになっている。従って、この液晶表示部８１によって、所定の形状（例えば、キーボード等）の画像７７が表示される。
【００４２】
ディスプレイとして、並列にＲ、Ｇ、Ｂ（又はその他の色）の発光ダイオードを用いた構造のものにも本発明は適用できる。Ｒ、Ｇ、Ｂの発光ダイオードと赤外線センサを並べて一つのブロックとし、ディスプレイがこのブロックを平面状に並べたものであってもよい。
ここで、光として可視光を使用し、可視光の光センサを使用する場合は、平面状に並べた各ブロックの上に、赤外線遮断シートを設けてもよい。
【００４３】
本発明は以上の実施の形態に限定されず、例えば、ディスプレイの画像はカラー画像ではなく白黒画像であってもよい。
また、本発明においてディスプレイには、単に画像を表示するものだけでなく、照光又は透光された実物像等も含まれる。即ち、ディスプレイとして、通常の看板のように透光性の部材（平面部材、曲面部材）を使用する場合は、各光センサ素子の裏側には遮光部材を設けるのがよいし、光センサ素子に表側からの光（可視光又は赤外光）のみを検知するものを使用してもよい。
以上に説明した各構成要素を組み合わせて、非接触表示入力装置及びその方法を形成する場合も本発明は適用される。
また、光センサシートはディスプレイとは分離可能、又は接合構造のものでもよい。
そして、ディスプレイ、光結像手段及び光センサは第１〜第４の実施の形態に係るものを組み合わせて形成する場合も本発明は適用される。
【符号の説明】
【００４４】
１０：非接触表示入力装置、１１：ディスプレイ、１１ａ：画像、１２：第１の像、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、４５ｂ：赤外線発光器、４６：第２の像、４６ａ：枠、５０：非接触表示入力装置、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：偏光フィルタ、６７：Ｒ発光手段、６８：Ｇ発光手段、６９：Ｂ発光手段、７０：赤外線センサ、７１：発光ブロック、７２：障壁、７５：非接触表示入力装置、７６：ディスプレイ、７７：画像、７８：第１の像、７９：光結像手段、８０：バックライト、８１：液晶表示部、８２：赤外線センサ、８３：透明保護膜、８４：赤外線センサ素子、８６、８７：導体線、８９：非透光材、９０：透明シート、９１：枠
【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】
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