[发明专利]非接触输入装置及方法

说明书

一种非接触输入装置(10)，其具有光成像单元(13)和设置于光成像单元(13)的一侧的显示器(11)，在该光成像单元(13)中，俯视时交叉的第一、第二微小反射面(20、21)分别在同一平面上立起地配置有多个，该非接触输入装置(10)使显示器(11)的图像(11a)作为第一实像(12)形成于光成像单元(13)的另一侧，并对接触第一实像(12)的指示构件(34)的图像位置进行光学检测，其中，在显示器(11)的正面具有光传感器(26)，在光传感器(26)中并排地设置有仅检测来自正面侧的光的传感器元件(28)，非接触输入装置借助于光成像单元(13)将来自指示构件(34)的反射光作为第二实像(35)形成于显示器(11)上，并通过光传感器(26)检测第二实像(35)的位置。

技术领域

本发明涉及在空中形成实像且能够一边观察该实像(例如，触控面板像)一边通过指示构件(例如，手指)的操作来进行信号输入的非接触输入装置及方法(即，以非接触的方式来检测再现图像的指示位置的装置及方法)。

背景技术

一直以来，已知这样的技术：在显示器(显示屏)上显示图像，当用手指按图像的特定位置时，通过压敏传感器等检测按压部分的XY坐标，并根据该输入信号进行接下来的动作(例如，参照专利文献1)。

另外，如专利文献2所记载那样，也提出了如下的方案：在显示器的正上方沿XY轴并行地排列多个发光元件和受光元件而形成矩阵，在用手指、笔等障碍物触摸显示器的表面的情况下，该障碍物横切矩阵，从而检测出与显示器抵接的位置。

另一方面，在专利文献3中提出了如下的方法及装置：使用光成像单元，将显示器的图像和使红外线在显示器表面漫反射而成的图像同时作为再现图像而在空中显示，并利用二维红外线照相机来检测触摸再现图像的指示构件的位置，从而检测出再现图像的指示位置，其中，所述光成像单元是以如下方式形成的：使在透明平板的内部平行且隔开一定间隔地分别排列有多个第一、第二平面光反射部而成的第一、第二光控制面板，以第一、第二平面光反射部在俯视图中成为垂直状态的方式抵接或者接近配置。

另外，如专利文献4所记载那样，还提出了如下的装置：使光传感器内置于构成液晶面板的晶体管形状面中，来识别手指在液晶表面上进行的多次触摸或者触摸笔的移动形状。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006-39745号公报

专利文献2：日本特开2000-56928号公报

专利文献3：日本特许第5509391号公报

专利文献4：日本特开2011-29919号公报

发明内容

发明要解决的课题

但是，在专利文献1、2所记载的触控面板中，为这样的结构：存在平面状的显示器，在显示器中显示特定的平面图像，按压该显示器上的特定的位置，并能够检测输入位置。因此，在用手指、笔等按压图像的情况下，必须与显示器面或者触控面板面接触或者碰撞，有时候会弄脏显示器等或者给显示器带来损伤。

在专利文献3中，除了显示器之外，还需要红外线的发生单元(红外线光)、红外线的漫反射面以及红外线照相机，装置结构变得更复杂。另外，因为红外线发生单元、红外线照相机被配置在与显示器和光成像单元不同的位置，因此存在需要设置空间这一问题。并且，因为在显示器的正面侧设置红外线的漫反射面，因此存在显示器的光的一部分被吸收的问题。而且，在专利文献3中，由于使用了光成像单元，因此，虽然没有如透镜那样用于成像的焦点距离，但是，尤其在使用红外线照相机的情况下，需要选定设置位置并进一步进行针对影像的焦点(中心)调整。

在专利文献4中，提出了具有带背光源的液晶面板和利用反射光检测触摸到液晶面板这一情况的光传感器的光学式触控面板，但触控面板不是空中成像式。