JP2017146564A - 空間表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】拡大表示又は遠方表示が可能な小型の空間表示装置を提供する。【解決手段】画像を空中の表示領域に結像させて空中画像として表示する空間表示装置１であって、表示面２１に画像を表示するディスプレイ２０と、凸レンズ４０と、素子面３１を有する結像光学素子３０であって、凸レンズ４０が存在しないと仮定した場合に、表示面２１に表示された画像を、素子面３１に対して表示面２１と面対称になる領域に結像させる結像光学素子３０と、ユーザを検知するカメラ７０と、カメラ７０が検知したユーザに応じて、表示面２１、凸レンズ４０及び結像光学素子３０の少なくとも１つの位置及び姿勢の少なくとも一方の調整を行う調整部８０とを備え、凸レンズ４０は、表示面２１と結像光学素子３０との間で、かつ、凸レンズ４０から表示面２１までの距離が凸レンズ４０の焦点距離より短くなる位置に配置されている。【選択図】図６

Description

本発明は、空中の表示領域に空中画像を表示する空間表示装置に関する。

近年、空中画像を閲覧可能とする技術の開発が進められている。例えば、特許文献１には、反射型面対称結像素子を備える光学システムが開示されている。

特開２００８−１５８１１４号公報

上記従来の反射型面対称結像素子は、ディスプレイに表示された画像を、素子面に対してディスプレイと面対称になる位置に空中画像として結像させる。すなわち、ディスプレイに表示された画像の大きさ及び素子面からの距離と、空中画像の大きさ及び素子面からの距離とは等しくなる。このため、空中画像を拡大して表示するためには、ディスプレイ及び反射型面対称結像素子のサイズが大きくなる。また、空中画像を反射型面対称結像素子から離れた位置に表示させる場合には、ディスプレイと反射型面対称結像素子との間の距離が大きくなるので、光学システムが大型化する。

そこで、本発明は、拡大表示又は遠方表示が可能な小型の空間表示装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る空間表示装置は、画像を空中の表示領域に結像させて空中画像として表示する空間表示装置であって、表示面に前記画像を表示する画像表示部と、凸レンズと、素子面を有する結像光学素子であって、前記凸レンズが存在しないと仮定した場合に、前記表示面に表示された画像を、前記素子面に対して前記表示面と面対称になる領域に結像させる結像光学素子と、ユーザを検知する検知部と、前記検知部が検知したユーザに応じて、前記表示面、前記凸レンズ及び前記結像光学素子の少なくとも１つの位置及び姿勢の少なくとも一方の調整を行う調整部とを備え、前記凸レンズは、前記表示面と前記結像光学素子との間で、かつ、当該凸レンズから前記表示面までの距離が当該凸レンズの焦点距離より短くなる位置に配置されている。

本発明によれば、拡大表示が可能な小型の空間表示装置を提供することができる。

実施の形態に係る空間表示装置のキッチンへの適用例を示す斜視図である。 実施の形態に係る空間表示装置のキッチンへの適用例を示す断面図である。 実施の形態に係る空間表示装置のキッチンへの別の適用例を示す断面図である。 実施の形態に係る空間表示装置のユニットバスへの適用例を示す断面図である。 実施の形態に係る空間表示装置において、凸レンズを備えないと仮定した場合の空中画像の表示原理を示す模式図である。 実施の形態に係る空間表示装置の概観斜視図である。 実施の形態に係る空間表示装置の構成を示す概略断面図である。 実施の形態に係る空間表示装置の原理を示す模式図である。 実施の形態に係るユーザと調整の態様とを対応付けた特性テーブルを示す図である。 実施の形態に係るユーザの動作と調整の態様とを対応付けた動作テーブルを示す図である。 実施の形態に係る凸レンズと表示面との間の距離に対する空中画像の表示倍率及び表示位置の関係を示す図である。 実施の形態に係る凸レンズとディスプレイとの間の距離を変化させた場合の空中画像の変化を示す模式図である。 実施の形態に係る凸レンズと結像光学素子との間の距離を変化させた場合の空中画像の変化を示す模式図である。

以下では、本発明の実施の形態に係る空間表示装置について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する趣旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。

また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。したがって、例えば、各図において縮尺などは必ずしも一致しない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。

（実施の形態）
［概要］
まず、本実施の形態に係る空間表示装置の概要について説明する。

図１は、本実施の形態に係る空間表示装置１のキッチン９０への適用例を示す斜視図である。図２Ａ及び図２Ｂはそれぞれ、本実施の形態に係る空間表示装置１のキッチン９０への適用例を示す断面図である。

空間表示装置１は、図１及び図２Ａに示すように、キッチン台９１に組み込まれている。あるいは、空間表示装置１は、図２Ｂに示すように、キッチン壁９２に組み込まれていてもよい。表示領域３は、キッチン台９１の上方かつキッチン壁９２の前方に位置する空間領域である。これにより、キッチン台９１及びキッチン壁９２の前方に立つユーザ５にとって、空中画像２が容易に視認可能になる。

キッチン９０は、例えばユーザ５が調理をし、食器を洗うための設備である。具体的には、キッチン９０は、システムキッチンであり、調理などの作業を行うためのキッチン台９１と、キッチン台９１の奥側に衝立状に配置されたキッチン壁９２と、キッチン台９１に組み込まれた流し台（シンク）９３と、キッチン台９１に併設された加熱調理器９４と、キッチン台９１の下方に設置された収納庫９５とを備える。本実施の形態において、空間表示装置１は、キッチン台９１に組み込まれている。

図１、図２Ａ又は図２Ｂに示すように、空間表示装置１は、画像を空中の表示領域３に結像させて空中画像２として表示する。空間表示装置１は、例えば、表示領域３に料理のレシピなどの空中画像２を表示する。これにより、ユーザ５は、空中画像２として表示されたレシピなどを見ながら調理することができる。

なお、詳細は後述するが、表示領域３に表示された空中画像２は、ユーザ５によって操作可能である。具体的には、表示領域３の位置に応じて定められたユーザ操作領域４が設けられている。ユーザ操作領域４は、表示領域３に略一致し、ユーザ５が空中画像２に触れるように操作した場合に、その操作を検知するための領域である。例えば、ユーザ操作によって、空中画像２が別の画像に変更される。

また、図３に示すように、空間表示装置１は、キッチン９０でなく、ユニットバス９６に適用してもよい。図３は、本実施の形態に係る空間表示装置１のユニットバス９６への適用例を示す模式図である。

図３に示すように、空間表示装置１は、ユニットバス９６のバス壁９７に組み込まれていてもよい。バス壁９７は、外壁９８の内側に固定されている。表示領域３は、浴槽９９の上方に位置する。これにより、ユーザ５は、浴槽９９に浸かった状態で、空中画像２を視認することができる。

図２Ａ、図２Ｂ又は図３に示すように、空間表示装置１は、ディスプレイ２０と、結像光学素子３０と、凸レンズ４０とを備える。空間表示装置１は、ディスプレイ２０が表示面に表示させた画像を、結像光学素子３０と凸レンズ４０とによって空中画像２として表示させる。

本実施の形態では、空間表示装置１は、凸レンズ４０を備えることで、ディスプレイ２０が表示する画像を拡大表示又は遠方表示することができる。まず、図４を用いて、空間表示装置１が凸レンズ４０を備えないと仮定した場合の空中画像２の表示原理について簡単に説明する。図４は、本実施の形態に係る空間表示装置１において、凸レンズ４０を備えないと仮定した場合の空中画像２の表示原理を示す模式図である。

図４に示すように、空間表示装置１は、ディスプレイ２０に表示された２次元画像を空中画像２として立体的に空中に表示する。つまり、空間表示装置１は、空中に浮かび上がった状態で画像（空中画像２）を表示することができる。このとき、空中画像２が表示される表示領域３は、結像光学素子３０の素子面に対して、ディスプレイ２０の表示面と面対称になる。空中画像２の大きさ及び位置は、表示面の大きさ及び位置に等しくなる。

なお、本実施の形態において、ディスプレイ２０の表示面に表示される画像（映像）は、静止画及び動画像のいずれであってもよく、例えば、空間表示装置１に記憶されたコンテンツ映像、テレビ番組の放送中の映像若しくは録画映像、ＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ（登録商標） Ｄｉｓｃ）若しくはＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）などの再生映像、又は、インターネット画像などである。

［構成］
続いて、空間表示装置１の詳細な構成について説明する。

図５は、本実施の形態に係る空間表示装置１の概観斜視図である。図６は、本実施の形態に係る空間表示装置１の構成を示す概略断面図である。具体的には、図６は、図５に示すＶＩ−ＶＩ線における断面を模式的に示している。

図５に示すように、空間表示装置１は、筐体１０と、モーションセンサ６０と、１以上のスイッチ６２と、カメラ７０とを備える。図６に示すように、空間表示装置１は、筐体１０の内部に、ディスプレイ２０と、結像光学素子３０と、凸レンズ４０と、表示面駆動部５０及び５１と、素子駆動部５２及び５３と、レンズ駆動部５４及び５５とを備える。

さらに、空間表示装置１は、表示制御部６５と、調整部８０と、記憶部８５とを備える。表示制御部６５、調整部８０及び記憶部８５は、システムＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）又はマイクロコンピュータなどの制御回路によって実現される。当該制御回路は、例えば、筐体１０の内部又は外部に取り付けられる。

このように、空間表示装置１は、各構成部材が筐体１０の内部に収容され、又は、外部に固定されてユニット化されている。これにより、空間表示装置１の設置作業を容易に行うことができる。また、ディスプレイ２０、結像光学素子３０及び凸レンズ４０などの光学系を設置者が素手などで直接触らずに済むため、指紋又は異物などの汚れの付着を抑制することができる。これにより、汚れによる空中画像２の不鮮明化などを抑制することができる。

［筐体］
筐体１０は、空間表示装置１の外郭筐体であり、図６に示すように、内部にディスプレイ２０、結像光学素子３０、凸レンズ４０、表示面駆動部５０及び５１、素子駆動部５２及び５３並びにレンズ駆動部５４及び５５が収納されている。筐体１０の外壁には、図５及び図６に示すように、モーションセンサ６０及びスイッチ６２が埋め込まれている。また、筐体１０の外側面には、カメラ７０が取り付けられている。なお、モーションセンサ６０及びカメラ７０の位置及び筐体１０への固定方法は、特に限定されない。

本実施の形態では、筐体１０の外形は、略直方体状である。なお、筐体１０の外形は、略円柱状などでもよく、これらに限定されない。筐体１０は、例えば、アルミニウムなどの金属材料又は樹脂材料から形成される。

筐体１０には、ディスプレイ２０からの光を外部に取り出すための開口１１が、結像光学素子３０に対向する面に設けられている。図５に示すように、開口１１にはカバーガラス１５が設けられている。カバーガラス１５は、可視光を透過させる透光性のガラス板である。カバーガラス１５は、例えば、透明なソーダガラスなどから形成される。カバーガラス１５が開口１１を蓋することで、筐体１０内部に異物などが進入するのを抑制することができる。

筐体１０の大きさは、特に限定されないが、例えば、幅又は奥行きが１０ｃｍ以下である。これにより、図３に示したように、一般的なユニットバス９６のバス壁９７などに筐体１０（空間表示装置１）を埋め込むことができる。

［ディスプレイ（画像表示部）］
ディスプレイ２０は、表示面２１に画像を表示する画像表示部の一例である。ディスプレイ２０は、図６に示すように、結像光学素子３０側に表示面２１を有する。ディスプレイ２０は、例えば、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）又は有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）表示装置などである。表示面２１には、例えば、マトリクス状に複数の画素が設けられている。表示面２１には、例えば１フレームの画像が表示される。

本実施の形態では、表示面２１の位置及び姿勢が調整可能である。図６には、表示面２１の可動域を破線で示している。図６に示すように、ディスプレイ２０の一の端部に表示面駆動部５０が取り付けられ、他の端部に表示面駆動部５１が取り付けられている。表示面駆動部５０及び５１がディスプレイ２０の端部を移動させることによって、表示面２１の位置及び姿勢が変更される。

［結像光学素子］
結像光学素子３０は、いわゆる反射型面対称結像素子である。結像光学素子３０は、例えば、樹脂材料で形成された平板状のプレートである。結像光学素子３０は、素子面３１を有する。図６の二点鎖線で示すように、素子面３１は、結像光学素子３０の厚み方向における中央を通る仮想的な面であって、結像光学素子３０の主面（入射面又は出射面）に平行な面である。

具体的には、素子面３１には、例えば、１辺が１００μｍ、深さが１００μｍの微小な貫通孔が形成されており、当該貫通孔の内壁が鏡面（マイクロミラー）になっている。貫通孔を通過する光は、隣接する２面のマイクロミラーによって２回反射される。

上記構成により、結像光学素子３０は、素子面３１に対して光源と面対称になる位置に、光源の鏡像を形成する。つまり、素子面３１から光源までの距離と、素子面３１から鏡像までの距離とは等しく、光源の大きさと鏡像の大きさとも等しくなる。

本実施の形態では、結像光学素子３０は、凸レンズ４０に対して、ディスプレイ２０とは反対側に配置されている。具体的には、結像光学素子３０は、凸レンズ４０とカバーガラス１５との間に配置されている。

図７は、本実施の形態に係る空間表示装置１の原理を示す模式図である。図７に示すように、結像光学素子３０は、凸レンズ４０が存在しないと仮定した場合に、表示面２１に表示された画像を、素子面３１に対して表示面２１と面対称になる領域に結像させる。本実施の形態では、結像光学素子３０は、凸レンズ４０によって形成される虚像２２を、素子面３１に対して虚像２２と面対称になる領域に空中画像２として結像させる。

結像光学素子３０の大きさは、例えば、ディスプレイ２０の表示面２１より大きい。これにより、結像光学素子３０は、表示面２１に表示される画像に基づいて、凸レンズ４０によって形成される虚像２２の全体を、表示領域３に結像させることができる。

本実施の形態では、結像光学素子３０の位置及び姿勢が調整可能である。図６には、結像光学素子３０（素子面３１）の可動域を破線で示している。図６に示すように、結像光学素子３０の一の端部に素子駆動部５２が取り付けられ、他の端部に素子駆動部５３が取り付けられている。素子駆動部５２及び５３が結像光学素子３０の端部を移動させることによって、素子面３１の位置及び姿勢が変更される。

［凸レンズ］
凸レンズ４０は、表示面２１と結像光学素子３０との間に配置されている。具体的には、図７に示すように、凸レンズ４０は、凸レンズ４０から表示面２１までの距離ａが凸レンズ４０の焦点距離ｆより短くなる位置に配置されている。すなわち、凸レンズ４０は、結像光学素子３０とディスプレイ２０との間で、かつ、０＜ａ＜ｆを満たす位置に配置されている。

表示面２１が凸レンズ４０の焦点距離ｆより凸レンズ４０に近い位置に位置しているので、凸レンズ４０は、表示面２１に表示される画像の虚像２２を形成する。図７に示すように、虚像２２は、表示面２１に表示される画像が拡大された正立虚像である。

虚像２２は、結像光学素子３０に対して虚光源として作用する。したがって、結像光学素子３０は、虚像２２に基づいて、虚像２２と面対称になる位置に、正立の実像として空中画像２を結像させる。つまり、表示領域３は、虚像２２と面対称になる領域である。空中画像２は、虚像２２と同じ大きさで形成されるので、表示面２１より大きな画像になる。

本実施の形態では、虚像２２、凸レンズ４０のディスプレイ２０側の焦点Ｆ１、ディスプレイ２０（表示面２１）、凸レンズ４０、結像光学素子３０、及び、凸レンズ４０のユーザ５側の焦点Ｆ２は、この順で位置している。これにより、ユーザ５と焦点Ｆ２との間に、空中画像２が表示される。なお、表示面２１が凸レンズ４０と焦点Ｆ１との間に位置するのであれば、結像光学素子３０は、焦点Ｆ２の外側に位置してもよい。

ここで、レンズの公式より、１／ａ−１／ｂ＝１／ｆが成立するので、凸レンズ４０と虚像２２との間の距離ｂは、次の（式１）で表される。

（式１） ｂ＝ａ×ｆ／（ｆ−ａ）

表示倍率ｍは、表示面２１に対する虚像２２（すなわち、空中画像２）の大きさで表される。具体的には、図７を参照して分かるように、表示倍率ｍは、ｂ／ａで表される。すなわち、表示倍率ｍは、（式１）に基づいて、次の（式２）で示される。

（式２） ｍ＝ｂ／ａ＝ｆ／（ｆ−ａ）

例えば、凸レンズ４０の焦点距離ｆが６０ｍｍである場合を想定する。この場合において、凸レンズ４０と表示面２１との間の距離ａが４０ｍｍであるとき、（式１）及び（式２）に基づいて、表示倍率ｍは３倍となり、距離ｂは１２０ｍｍとなる。

なお、結像光学素子３０と空中画像２との間の距離Ｂは、上述したように、結像光学素子３０と虚像２２との間の距離に等しくなる。したがって、距離Ｂは、結像光学素子３０と凸レンズ４０との間の距離Ｃと、凸レンズ４０と表示面２１との間の距離ａとの和で表される。例えば、距離ａを４０ｍｍ、距離Ｃを３０ｍｍとすることで、空中画像２は、結像光学素子３０から１５０ｍｍ離れた位置に表示される。なお、結像光学素子３０と表示面２１との間の距離Ａは、距離ａと距離Ｃとの和で表される。

本実施の形態では、凸レンズ４０の位置及び姿勢が調整可能である。図６には、凸レンズ４０の可動域を破線で示している。図６に示すように、凸レンズ４０の一の端部にレンズ駆動部５４が取り付けられ、他の端部にレンズ駆動部５４が取り付けられている。レンズ駆動部５４及び５５が凸レンズ４０の端部を移動させることによって、凸レンズ４０の位置及び姿勢が変更される。

凸レンズ４０の大きさは、例えば、ディスプレイ２０の表示面２１と同じ、又は、表示面２１より大きい。

［駆動部］
表示面駆動部５０及び５１は、調整部８０からの制御信号に基づいて、ディスプレイ２０の表示面２１の位置及び姿勢を変化させる。具体的には、図６に示すように、表示面駆動部５０は、カバーガラス１５の法線方向に沿ってディスプレイ２０の一の端部を移動させる。表示面駆動部５１は、表示面駆動部５０を支点としてディスプレイ２０を回動させる。

これにより、表示面駆動部５０及び５１は、ディスプレイ２０の姿勢を保ったまま、ディスプレイ２０を結像光学素子３０に近づける、又は、遠ざけることができる。なお、ディスプレイ２０の姿勢は、結像光学素子３０の素子面３１（又はカバーガラス１５）に対して表示面２１がなす角度（傾き）で表される。また、表示面駆動部５０及び５１は、ディスプレイ２０の端部（表示面駆動部５０）の位置を保ったまま、ディスプレイ２０の姿勢を変化させることができる。また、表示面駆動部５０及び５１は、ディスプレイ２０の位置及び姿勢の両方を変化させることができる。

素子駆動部５２及び５３は、調整部８０からの制御信号に基づいて、結像光学素子３０の素子面３１の位置及び姿勢を変化させる。素子駆動部５２及び５３の具体的な動作は、はそれぞれ、表示面駆動部５０及び５１と同様である。

これにより、素子駆動部５２及び５３は、結像光学素子３０の姿勢を保ったまま、結像光学素子３０を凸レンズ４０に近づける、又は、遠ざけることができる。なお、結像光学素子３０の姿勢は、凸レンズ４０の中心面（又はカバーガラス１５）に対して素子面３１がなす角度（傾き）で表される。また、素子駆動部５２及び５３は、結像光学素子３０の端部（素子駆動部５２）の位置を保ったまま、結像光学素子３０の姿勢を変化させることができる。また、素子駆動部５２及び５３は、結像光学素子３０の位置及び姿勢の両方を変化させることができる。

レンズ駆動部５４及び５５は、調整部８０からの制御信号に基づいて、凸レンズ４０の位置及び姿勢を変化させる。レンズ駆動部５４及び５５の具体的な動作はそれぞれ、表示面駆動部５０及び５１と同様である。

これにより、レンズ駆動部５４及び５５は、凸レンズ４０の姿勢を保ったまま、凸レンズ４０を結像光学素子３０に近づける、又は、遠ざけることができる。なお、凸レンズ４０の姿勢は、結像光学素子３０の素子面３１（又はカバーガラス１５）に対して凸レンズ４０の中心面がなす角度（傾き）で表される。また、レンズ駆動部５４及び５５は、凸レンズ４０の端部（レンズ駆動部５４）の位置を保ったまま、凸レンズ４０の姿勢を変化させることができる。また、レンズ駆動部５４及び５５は、凸レンズ４０の位置及び姿勢の両方を変化させることができる。

表示面駆動部５０及び５１、素子駆動部５２及び５３並びにレンズ駆動部５４及び５５は、例えば、モータ又はアクチュエータなどである。

［モーションセンサ（操作検知部）］
モーションセンサ６０は、表示領域３の位置に応じて定められたユーザ操作領域４内における空中画像２に対するユーザ５の操作を検知する操作検知部の一例である。図１〜図３に示すように、ユーザ操作領域４は、例えば、表示領域３を含む領域である。

モーションセンサ６０は、例えば、赤外ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）とイメージセンサとを備え、赤外ＬＥＤが発した赤外光のユーザ５の指による反射光をイメージセンサで受光することで、ユーザ５の操作を検知する。あるいは、モーションセンサ６０は、ステレオカメラ、又は、ＴＯＦ（Ｔｉｍｅ Ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ）式の距離センサなどでもよい。

本実施の形態では、モーションセンサ６０は、調整部８０が調整を行うことで表示領域３の大きさ、位置及び姿勢の少なくとも一方が変化した場合に、変更後の表示領域３に応じてユーザ操作領域４の大きさ、位置及び姿勢を調整する。具体的には、モーションセンサ６０は、表示領域３の変化に追随するように、ユーザ操作領域４を変化させる。

［スイッチ］
スイッチ６２は、表示制御部６５（又はディスプレイ２０）及び調整部８０を制御するためのスイッチである。スイッチ６２は、例えば、メカニカルスイッチ（押しボタンなど）、タッチセンサ、又は、非接触センサなどである。

本実施の形態では、図５に示すように、複数のスイッチ６２が筐体１０の外側面に設けられている。例えば、複数のスイッチ６２は、ディスプレイ２０の表示のオン及びオフを切り替えるための電源用のスイッチと、ディスプレイ２０、結像光学素子３０及び凸レンズ４０の各々の位置又は姿勢を調整するための調整用のスイッチとを含んでいる。

例えば、ユーザ５が調整用のスイッチ６２を操作した場合、スイッチ６２から制御信号が調整部８０に出力される。制御信号に応じて調整部８０は、ディスプレイ２０、結像光学素子３０及び凸レンズ４０の位置又は姿勢を制御する。あるいは、ユーザ５が電源用のスイッチ６２を操作した場合、スイッチ６２から制御信号が表示制御部６５（又はディスプレイ２０）に出力される。表示制御部６５（又はディスプレイ２０）は、表示面２１への画像の表示を開始又は停止する。

このように、空間表示装置１は、スイッチ６２を備えることで、例えば、空中画像２が表示されない場合、又は、モーションセンサ６０が機能しない場合などに、ユーザ５からの操作を受け付けることができる。これにより、ユーザ利便性を高めることができる。

［表示制御部］
表示制御部６５は、ディスプレイ２０の表示面２１への表示を制御する。具体的には、表示制御部６５は、画像を生成し、生成した画像を表示面２１へ表示させる。表示制御部６５は、操作画像などの静止画、又は、映像などの動画像を生成し、表示面２１へ表示させる。

具体的には、表示制御部６５は、モーションセンサ６０又はスイッチ６２によって検知されたユーザ操作に基づいて、所定の画像を生成する。例えば、操作画像に含まれるＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ Ｕｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）がユーザ５によって操作されたことをモーションセンサ６０が検知した場合に、表示制御部６５は、ＧＵＩの操作に応じた画像（例えば、次の操作画像）を生成して表示面２１へ表示させる。例えば、料理の手順を示すレシピ又は映画などの開始ボタンが押下されたことをモーションセンサ６０（又はスイッチ６２）が検知した場合に、表示制御部６５は、レシピ又は映画を表示面２１へ表示させる。

なお、本実施の形態では、表示制御部６５は、ディスプレイ２０とは異なる構成要素として示したが、ディスプレイ２０に備えられてもよい。

［カメラ（検知部）］
カメラ７０は、ユーザ５を検知する検知部の一例である。具体的には、カメラ７０は、ユーザ５の顔６、又は、ユーザ５の動作を検知する。例えば、カメラ７０は、ユーザ５を撮影することで、ユーザ５が映った動画像データを生成し、当該動画像データを調整部８０に出力する。カメラ７０は、具体的には、イメージセンサなどの受光素子及びレンズなどの光学素子を備える。

［調整部］
調整部８０は、表示面２１、結像光学素子３０及び凸レンズ４０の少なくとも１つの位置及び姿勢の少なくとも一方の調整を行う。本実施の形態では、調整部８０は、カメラ７０が検知したユーザ５に応じて調整を行う。

具体的には、調整部８０は、カメラ７０が検知したユーザ５の顔６の位置に基づいて調整を行う。例えば、調整部８０は、ユーザ５の顔６と結像光学素子３０との間の距離が所定距離より大きい場合、所定の第１位置に表示領域３が位置するように調整を行い、ユーザ５の顔６と結像光学素子３０との間の距離が所定距離より小さい場合、第１位置より結像光学素子３０に近い第２位置に表示領域３が位置するように調整を行う。一例として、調整部８０は、顔６が結像光学素子３０より遠い程、表示領域３が遠くになるように調整を行い、顔６が結像光学素子３０に近い程、表示領域３が近くになるように調整を行う。

これにより、例えば、身長が高いユーザ５にとっては、ユーザ５により近い位置に空中画像２が表示されるので、ユーザ利便性が高くなる。

本実施の形態では、調整部８０は、（ｉ）表示面２１と凸レンズ４０との間の距離を大きくすることで、表示領域３を拡大し、かつ、結像光学素子３０から、より遠い位置に移動させ、又は、（ｉｉ）表示面２１と凸レンズ４０との間の距離を小さくすることで、表示領域３を縮小し、かつ、結像光学素子３０から、より近い位置に移動させる。また、調整部８０は、表示面２１と凸レンズ４０とを固定した状態で結像光学素子３０を移動させることで、表示領域３の大きさを変化させることなく、表示領域３を移動させてもよい。詳細については、図１１及び図１２を用いて後で説明する。

なお、本実施の形態では、調整部８０は、記憶部８５に記憶されたテーブルを参照して調整を行ってもよい。具体的には、調整部８０は、記憶部８５に記憶された特性テーブル８６を参照して、カメラ７０が検知した顔６に対応する調整の態様を決定し、決定した態様で調整を行う。また、例えば、調整部８０は、記憶部８５に記憶された動作テーブル８７を参照して、カメラ７０が検知した動作に対応する調整の態様を決定し、決定した態様で調整を行う。各テーブルの詳細については、後で説明する。

調整部８０は、例えば、調整プログラムが格納された不揮発性メモリ、調整プログラムを実行するための一時的な記憶領域である揮発性メモリ、入出力ポート、調整プログラムを実行するプロセッサなどで実現される。

［記憶部］
記憶部８５は、特性テーブル８６及び動作テーブル８７を記憶するためのメモリである。記憶部８５は、例えば、フラッシュメモリなどの不揮発性メモリである。

図８は、本実施の形態に係るユーザ５と調整の態様とを対応付けた特性テーブル８６を示す図である。特性テーブル８６は、１以上のユーザ情報と調整の１以上の態様とを対応付けた第１テーブルの一例である。ユーザ情報は、具体的には、ユーザの顔を示す情報である。ユーザ情報には、ユーザ名などが含まれてもよい。

ユーザの顔は、具体的には、カメラ７０によって予め撮影されたユーザの顔画像で示される。あるいは、ユーザの顔画像から目、鼻、口などの特徴点を抽出してモデル化したデータでもよい。なお、ユーザの顔には、予め登録しておいたユーザの身長情報などが対応付けられていてもよい。

調整の態様は、具体的には、調整の対象物と、その調整量とによって表される。調整の対象物は、表示面２１（ディスプレイ２０）、結像光学素子３０及び凸レンズ４０の少なくとも１つである。調整量は、調整の対象物の現在の位置若しくは姿勢からの変化量、又は、調整後の位置若しくは姿勢で示される。

図８に示すように、例えば、高身長のユーザＰに対しては、ディスプレイ２０と凸レンズ４０との間の距離をＸＸｍｍにするという態様が対応付けられている。なお、「ＸＸｍｍ」という調整量は、ユーザＰにとって見やすい位置に空中画像２が表示されるように予め定められている。

また、低身長のユーザＱに対しては、ディスプレイ２０と凸レンズ４０との間の距離をＹＹｍｍにするという態様が対応付けられている。なお、「ＹＹｍｍ」という調整量は、ユーザＱにとって見やすい位置に空中画像２が表示されるように予め定められている。

例えば、高身長で顔の位置が高いユーザＰにとっては、空中画像２は、結像光学素子３０（カバーガラス１５）から離れた位置に表示される方が操作しやすい。このため、ユーザＰに対する空中画像２は、低身長で顔の位置が低いユーザＱに対する空中画像２よりも拡大され、かつ／又は、遠方の位置に表示される。詳細については、後で説明する。

図９は、本実施の形態に係るユーザ５の動作と調整の態様とを対応付けた動作テーブル８７を示す図である。動作テーブル８７は、ユーザ５による１以上の動作と調整の１以上の態様とを対応付けた第２テーブルの一例である。

ユーザ５による動作は、具体的には、ユーザ５の手、顔又は全身を使って行うジェスチャである。ジェスチャには、例えば、ユーザ５が手を上から下へ動かす動作、手を挙げる動作、首を横にふる動作などが含まれる。

図９に示す例では、手を上から下へ動かす動作に対して、ディスプレイ２０を凸レンズ４０からＺＺｍｍ遠ざけるという態様が対応付けられている。また、手を下から上へ動かす動作に対して、ディスプレイ２０を凸レンズ４０にＺＺｍｍ近づけるという態様が対応付けられている。これにより、ユーザ５の意思に基づいて、空中画像２の拡大若しくは縮小、又は、遠方表示若しくは近方表示を行わせることができる。

なお、本実施の形態において、「縮小」とは、空中画像２が、表示面２１に表示される画像を相対的に低い倍率で拡大することを意味する。すなわち、空中画像２は、表示面２１に表示される画像より小さくなる訳ではない。

［調整］
続いて、調整による空中画像２（表示領域３）の変化について、図１０〜図１２を用いて説明する。

本実施の形態では、調整部８０は、表示面２１（ディスプレイ２０）、結像光学素子３０及び凸レンズ４０の少なくとも１つの位置の調整を行うことにより、距離ａを変化させる。空中画像２の表示位置に相当する距離ｂ及び表示倍率ｍは、（式１）及び（式２）に示したように、距離ａを調整することによって変化させることができる。すなわち、調整部８０による表示面２１などの調整に基づいて、空中画像２の大きさ及び表示位置を変化させることができる。

図１０は、本実施の形態に係る凸レンズ４０と表示面２１との間の距離ａに対する空中画像２の表示倍率及び表示位置の関係を示す図である。なお、空中画像２の表示位置は、空中画像２と結像光学素子３０との間の距離Ｂであり、距離Ｂは、凸レンズ４０と虚像２２との間の距離ｂと、結像光学素子３０と凸レンズ４０との間の距離Ｃとの和で示される（Ｂ＝ｂ＋Ｃ）。図１０では、凸レンズ４０の焦点距離ｆが５０ｍｍの場合を示している。

図１０に示すように、凸レンズ４０と表示面２１との間の距離ａが大きくなるにつれて、空中画像２の表示倍率が大きくなる。また、凸レンズ４０と表示面２１との間の距離ａが大きくなるにつれて、凸レンズ４０と虚像２２との間の距離ｂも大きくなるため、結像光学素子３０と凸レンズ４０との間の距離Ｃが固定である場合、空中画像２と結像光学素子３０との間の距離Ｂも大きくなる。

以下では、表示面２１（ディスプレイ２０）、結像光学素子３０及び凸レンズ４０の各々の位置を調整した場合について、図面を用いて順に説明する。

＜凸レンズを移動＞
まず、図１１を用いて、結像光学素子３０及びディスプレイ２０（表示面２１）を固定した状態で凸レンズ４０のみを移動させる場合について説明する。図１１は、本実施の形態に係る凸レンズ４０とディスプレイ２０（表示面２１）との間の距離を変化させた場合の空中画像２の変化を示す模式図である。

凸レンズ４０をディスプレイ２０から遠ざけた場合（すなわち、ディスプレイ２０と凸レンズ４０との間の距離ａがａ１からａ２（＞ａ１）に変化した場合）、図１１に示すように、虚像２２も凸レンズ４０から遠い位置に移動する。具体的には、虚像２２と凸レンズ４０との間の距離ｂは、ｂ１１からｂ１２（＞ｂ１１）になって長くなる。なお、凸レンズ４０は、ディスプレイ２０が凸レンズ４０と焦点Ｆ１との間に位置する範囲内で移動させる。図１１に示すように、空中画像２は、結像光学素子３０の素子面３１に対して虚像２２の面対称の位置に形成されるので、結像光学素子３０から、より離れた位置に表示される。

また、距離ａが長くなることで、虚像２２の大きさも大きくなる。空中画像２の大きさは虚像２２の大きさに等しいので、凸レンズ４０をディスプレイ２０から遠ざけることで、空中画像２の大きさも大きくなる。

以上のように、凸レンズ４０をディスプレイ２０から遠ざけることで、空中画像２をより高い倍率で拡大し、かつ、より遠方（結像光学素子３０から距離Ｂ２の位置）に表示することができる。なお、凸レンズ４０をディスプレイ２０に近づけた場合は、上記と逆のことが成立するので、空中画像２を縮小（低い倍率で拡大）し、かつ、結像光学素子３０に近い位置（結像光学素子３０から距離Ｂ１の位置）に表示することができる。

なお、図１１に示す例では、結像光学素子３０と表示面２１とを固定した状態で凸レンズ４０を移動させたため、凸レンズ４０の移動に伴い、凸レンズ４０と結像光学素子３０との間の距離Ｃも変化している。具体的には、凸レンズ４０をディスプレイ２０から遠ざけることで、距離ＣはＣ１からＣ２（＜Ｃ１）になって短くなる。

＜ディスプレイを移動＞
次に、凸レンズ４０及び結像光学素子３０を固定した状態でディスプレイ２０のみを移動させる場合について説明する。この場合、ディスプレイ２０と凸レンズ４０との間の距離ａが変化するので、図１１で示したように、凸レンズ４０を変化させた場合と実質的に同じになる。

したがって、ディスプレイ２０を凸レンズ４０から遠ざけることで、空中画像２をより高い倍率で拡大し、かつ、より遠方に表示することができる。なお、ディスプレイ２０を凸レンズ４０に近づけた場合は、上記と逆のことが成立するので、空中画像２を縮小（低い倍率で拡大）し、かつ、結像光学素子３０に近い位置に表示することができる。

＜結像光学素子を移動＞
次に、図１２を用いて、ディスプレイ２０及び凸レンズ４０を固定した状態で結像光学素子３０のみを移動させる場合について説明する。図１２は、本実施の形態に係る凸レンズ４０と結像光学素子３０との間の距離を変化させた場合の空中画像２の変化を示す模式図である。

図１２に示すように、凸レンズ４０とディスプレイ２０との間の距離ａは変化しないので、虚像２２の大きさ及び位置（距離ｂ）も変化しない。結像光学素子３０は画像の拡大作用を有しないので、空中画像２の大きさも虚像２２の大きさと同じで変化しない。したがって、ディスプレイ２０及び凸レンズ４０を固定した状態では、空中画像２は、所定の倍率で拡大された状態で変化しない。

結像光学素子３０を凸レンズ４０から遠ざけた場合（すなわち、結像光学素子３０と凸レンズ４０の間の距離ＣがＣ３からＣ４（＞Ｃ３）に変化した場合）、図１２に示すように、虚像２２と結像光学素子３０との間の距離が大きくなる。具体的には、図１２に示すように、結像光学素子３０と虚像２２との間の距離は、ｂ＋Ｃ３からｂ＋Ｃ４になって長くなる。空中画像２は、虚像２２の素子面３１に対して面対称になるため、空中画像２は、結像光学素子３０から、より遠い位置に表示される。なお、このとき、ディスプレイ２０と結像光学素子３０との間の距離Ａの距離もＡ３からＡ４（＞Ａ４）に変化する。

以上のように、結像光学素子３０を凸レンズ４０から遠ざけることで、空中画像２を大きさが一定の状態で、結像光学素子３０から遠い位置（結像光学素子３０から距離Ｂ４の位置）に表示することができる。なお、結像光学素子３０を凸レンズ４０に近づけた場合は、上記と逆のことが成立するので、空中画像２を大きさが一定の状態で、かつ、結像光学素子３０の近く（結像光学素子３０から距離Ｂ３の位置）に表示することができる。このように、結像光学素子３０のみを移動させた場合には、空中画像２の大きさを変化させることなく、表示位置のみを変化させることができる。

以上のように、調整部８０がディスプレイ２０（表示面２１）、結像光学素子３０又は凸レンズ４０の位置を調整することで、空中画像２（表示領域３）の位置又は大きさを変更することができる。このとき、調整部８０は、位置だけでなく、姿勢（傾き）も調整してもよい。あるいは、調整部８０は、姿勢のみを調整してもよい。例えば、ディスプレイ２０を傾けることで、虚像２２も傾斜し、これに伴って空中画像２も傾斜する。傾斜の角度を調整することで、ユーザ５にとって見やすい位置に空中画像２を表示させることができる。なお、ディスプレイ２０（表示面２１）、結像光学素子３０及び凸レンズ４０のうち２つ以上を同時に動かしてもよい。

また、本実施の形態では、図１１及び図１２に示すように、空中画像２の大きさ、位置及び姿勢に基づいて、ユーザ操作領域４も変化する。例えば、図１１に示すように、凸レンズ４０とディスプレイ２０との間の距離を大きくすることで、空中画像２（表示領域３）が拡大され、かつ、遠方に表示される場合には、空中画像２に合わせてユーザ操作領域４も拡大され、かつ、遠方に変更される。凸レンズ４０とディスプレイ２０との間の距離を小さくすることで、空中画像２（表示領域３）が縮小され、かつ、結像光学素子３０の近方に表示される場合には、空中画像２に合わせてユーザ操作領域４も縮小され、かつ、近方に変更される。

［効果など］
以上のように、本実施の形態に係る空間表示装置１は、画像を空中の表示領域３に結像させて空中画像２として表示する空間表示装置であって、表示面２１に画像を表示するディスプレイ２０と、凸レンズ４０と、素子面３１を有する結像光学素子３０であって、凸レンズ４０が存在しないと仮定した場合に、表示面２１に表示された画像を、素子面３１に対して表示面２１と面対称になる領域に結像させる結像光学素子３０と、ユーザ５を検知するカメラ７０と、カメラ７０が検知したユーザ５に応じて、表示面２１、凸レンズ４０及び結像光学素子３０の少なくとも１つの位置及び姿勢の少なくとも一方の調整を行う調整部８０とを備え、凸レンズ４０は、表示面２１と結像光学素子３０との間で、かつ、凸レンズ４０から表示面２１までの距離が凸レンズ４０の焦点距離より短くなる位置に配置されている。

これにより、表示面２１に表示された画像は、凸レンズ４０と結像光学素子３０とによって拡大され、かつ、遠方に表示される。また、表示面２１に表示される画像の拡大表示又は遠方表示が可能であるので、表示面２１（ディスプレイ２０）を小型化することができる。このように、本実施の形態に係る空間表示装置１は、拡大表示又は遠方表示が可能となり、かつ、小型で実現される。

さらに、空間表示装置１が調整部８０を備えるので、表示面２１、結像光学素子３０及び凸レンズ４０の少なくとも１つの位置及び姿勢の少なくとも一方が可変になる。したがって、空中画像２の位置、大きさ又は姿勢（向き）を変化させることができる。このとき、本実施の形態では、検知されたユーザ５に応じて空中画像２の位置、大きさ又は姿勢を変化させることができる。例えば、ユーザ５にとって空中画像２を見やすく、また、操作しやすくすることができる。

また、例えば、カメラ７０は、ユーザ５の顔６を検知し、調整部８０は、検知された顔６の位置に基づいて調整を行う。

これにより、検知されたユーザ５の顔６の位置に基づいて空中画像２の位置、大きさ又は姿勢を変化させることができる。例えば、ユーザ５にとって空中画像２を見やすく、また、操作しやすくすることができる。

また、例えば、空間表示装置１は、さらに、１以上のユーザの顔と調整の１以上の態様とを対応付けた特性テーブル８６を記憶する記憶部８５を備え、調整部８０は、特性テーブル８６を参照して、カメラ７０が検知した顔６に対応する調整の態様を決定し、決定した態様で調整を行ってもよい。

これにより、例えば、ユーザ毎に空中画像２の適切な位置、大きさ又は姿勢などを予め対応付けておくことができるので、検知されたユーザに応じて適切な空中画像２を表示させることができる。

また、例えば、調整部８０は、ユーザ５の顔６と結像光学素子３０との間の距離が所定距離より大きい場合、第１位置に表示領域３が位置するように調整を行い、ユーザ５の顔６と結像光学素子３０との間の距離が所定距離より小さい場合、第１位置より結像光学素子３０に近い第２位置に表示領域３が位置するように調整を行う。

これにより、ユーザ５の顔６が近い場合には、顔６が遠い場合の空中画像２の表示位置よりも離れた位置に空中画像２を表示させることができる。例えば、顔６の位置に応じて、顔６と空中画像２との間の距離を略一定にすることができる。

また、例えば、空間表示装置１は、さらに、ユーザによる１以上の動作と調整の１以上の態様とを対応付けた動作テーブル８７を記憶する記憶部８５を備え、カメラ７０は、ユーザ５の動作を検知し、調整部８０は、動作テーブル８７を参照して、カメラ７０が検知した動作に対応する調整の態様を決定し、決定した態様で調整を行ってもよい。

これにより、ユーザ５の動作に応じて空中画像２の位置、大きさ又は姿勢などを変化させることができる。したがって、ユーザ５の要望に応じて空中画像２の表示の態様を変化させることができる。

また、例えば、調整部８０は、（ｉ）表示面２１と凸レンズ４０との間の距離を大きくすることで、表示領域３を拡大し、かつ／若しくは、結像光学素子３０から、より遠い位置に移動させ、又は、（ｉｉ）表示面２１と凸レンズ４０との間の距離を小さくすることで、表示領域３を縮小し、かつ／若しくは、結像光学素子３０から、より近い位置に移動させる。

これにより、表示面２１と凸レンズ４０との間の距離を変化させるだけで、空中画像２の大きさ及び／又は表示位置を変化させることができる。例えば、凸レンズ４０の位置を可変にする駆動機構（素子駆動部５５など）を設けるという簡易な構成で、空中画像２の拡大表示及び／又は遠方表示を実現することができる。

例えば、ディスプレイ２０、結像光学素子３０及び凸レンズ４０の少なくとも１つを移動させた場合に空中画像２が拡大されるとき、表示制御部６５は、各構成部材の移動に合わせて、ディスプレイ２０に表示させる画像を縮小してもよい。例えば、凸レンズ４０をディスプレイ２０から遠ざけた場合に、ディスプレイ２０に表示させる画像を縮小してもよい。すなわち、ディスプレイ２０の表示面２１の一部のみで画像を表示してもよい。これにより、例えば、空中画像２を一定の大きさに保ったまま、表示位置のみを変更することができる。

また、例えば、調整部８０は、表示面２１と凸レンズ４０とを固定した状態で結像光学素子３０を移動させることで、表示領域３の大きさを変化させることなく、表示領域３を移動させる。

これにより、表示面２１と凸レンズ４０とを固定した状態で結像光学素子３０を移動させるだけで、空中画像２の表示位置を変化させることができる。例えば、結像光学素子３０の位置を可変にする駆動機構（素子駆動部５２など）を設けるという簡易な構成で、空中画像２の拡大表示及び遠方表示を実現することができる。

また、例えば、空間表示装置１は、さらに、表示領域３の位置に応じて定められたユーザ操作領域４内における空中画像２に対するユーザ５の操作を検知するモーションセンサ６０を備え、モーションセンサ６０は、調整部８０が調整を行うことで表示領域３の大きさ、位置及び姿勢の少なくとも一方が変化した場合に、変更後の表示領域３に応じてユーザ操作領域４の大きさ、位置及び姿勢を調整する。

これにより、表示領域３が変化した場合には、ユーザ操作領域４も変化するので、ユーザ５は、表示領域３に表示される空中画像２に合わせて指を動かすことで、空中画像２に含まれるＧＵＩなどを操作することができる。したがって、ユーザ利便性を高めることができる。

（その他）
以上、本発明に係る空間表示装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではない。

例えば、筐体１０の開口１１には、カバーガラス１５ではなく、結像光学素子３０が取り付けられていてもよい。また、例えば、空間表示装置１は、筐体１０を備えずに、ユニット化されていなくてもよい。例えば、ディスプレイ２０、結像光学素子３０及び凸レンズ４０がそれぞれ、上述した位置関係を満たすように配置すればよい。

また、調整部８０は、高身長及び低身長などのユーザ５の顔６の高さに限らず、ユーザ５の立っている位置（具体的には、顔６の水平方向の位置）に基づいて、調整の態様を決定してもよい。例えば、図１において、ユーザ５が流し台９３の前に立っている場合は、流し台９３側に空中画像２を傾けて表示してもよい。同様に、ユーザ５が加熱調理器９４の前に立っている場合は、加熱調理器９４側に空中画像２を傾けて表示してもよい。これにより、調理又は洗い物を行っているユーザ５に対して、見やすい姿勢で空中画像２を表示することができる。

また、例えば、空間表示装置１は、画像表示部としてディスプレイ２０の代わりに画像を表示面に投影するプロジェクタを備えてもよい。例えば、プロジェクタは、筐体１０の内面（例えば、下面）に画像を投影することで、筐体１０の内面を表示面として画像を表示してもよい。

また、例えば、空間表示装置１は、検知部としてカメラ７０の代わりに赤外線センサを備えてもよい。例えば、赤外線センサは、ユーザ５の顔６の位置を検知する。また、検知部としての赤外線センサは、モーションセンサ６０と兼用されてもよい。

また、例えば、空間表示装置１は、カメラ７０などのユーザを検知する検知部を備えていなくてもよい。具体的には、調整部８０は、記憶部８５に記憶された特性テーブル８６を参照して、ユーザ５によって選択されたユーザ情報に対応する調整の態様を決定し、決定した態様で調整を行ってもよい。

例えば、ディスプレイ２０は、特性テーブル８６に記憶されたユーザの選択画面を表示面２１に表示する。ユーザの選択画面には、例えば、特性テーブル８６が示す１以上のユーザのユーザ名又はアイコン画像などが含まれる。これにより、空中画像２としてユーザの選択画面が表示されるので、ユーザ５は、選択画面に表示されたユーザ名又はアイコン画像を指でタッチする動作を行う。モーションセンサ６０がユーザ５の指の動きを検出することで、調整部８０は、選択されたユーザに基づいて凸レンズ４０などの位置及び姿勢の調整を行う。

このように、空間表示装置１は、ユーザ５を検知するのではなく、ユーザ５からの選択操作を受け付けてもよい。これにより、ユーザ５の検知がうまくできない場合でも、空間表示装置１は、ユーザ５に適した位置及び姿勢で空中画像２を表示することができる。

なお、ディスプレイ２０が選択画面を表示する代わりに、複数のスイッチ６２にユーザ５が対応付けられていてもよい。ユーザ５がスイッチ６２を選択することで、空間表示装置１は、選択されたスイッチ６２に対応付けられたユーザに基づいて凸レンズ４０などの位置及び姿勢の調整を行う。

また、本発明は、空間表示装置として実現できるだけではなく、空間表示装置の各構成要素が行う処理をステップとして含むプログラム、及び、そのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な非一時的な記録媒体として実現することもできる。

つまり、上述した包括的又は具体的な態様は、システム、装置、集積回路、コンピュータプログラム又はコンピュータ読み取り可能な記録媒体で実現されてもよく、システム、装置、集積回路、コンピュータプログラム及び記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。

その他、各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。

１ 空間表示装置
２ 空中画像
３ 表示領域
４ ユーザ操作領域
５ ユーザ
６ 顔
２０ ディスプレイ（画像表示部）
２１ 表示面
３０ 結像光学素子
４０ 凸レンズ
３１ 素子面
６０ モーションセンサ（操作検知部）
７０ カメラ（検知部）
８０ 調整部
８５ 記憶部
８６ 特性テーブル（第１テーブル）
８７ 動作テーブル（第２テーブル）

Claims (9)

1. 画像を空中の表示領域に結像させて空中画像として表示する空間表示装置であって、
   表示面に前記画像を表示する画像表示部と、
   凸レンズと、
   素子面を有する結像光学素子であって、前記凸レンズが存在しないと仮定した場合に、前記表示面に表示された画像を、前記素子面に対して前記表示面と面対称になる領域に結像させる結像光学素子と、
   ユーザを検知する検知部と、
   前記検知部が検知したユーザに応じて、前記表示面、前記凸レンズ及び前記結像光学素子の少なくとも１つの位置及び姿勢の少なくとも一方の調整を行う調整部とを備え、
   前記凸レンズは、前記表示面と前記結像光学素子との間で、かつ、当該凸レンズから前記表示面までの距離が当該凸レンズの焦点距離より短くなる位置に配置されている
   空間表示装置。
2. 前記検知部は、前記ユーザの顔を検知し、
   前記調整部は、前記検知された顔の位置に基づいて前記調整を行う
   請求項１に記載の空間表示装置。
3. さらに、
   １以上のユーザの顔と前記調整の１以上の態様とを対応付けた第１テーブルを記憶する記憶部を備え、
   前記調整部は、前記第１テーブルを参照して、前記検知部が検知した顔に対応する前記調整の態様を決定し、決定した態様で前記調整を行う
   請求項２に記載の空間表示装置。
4. 前記調整部は、
   前記ユーザの顔と前記結像光学素子との間の距離が所定距離より大きい場合、第１位置に前記表示領域が位置するように前記調整を行い、
   前記ユーザの顔と前記結像光学素子との間の距離が前記所定距離より小さい場合、前記第１位置より前記結像光学素子に近い第２位置に前記表示領域が位置するように前記調整を行う
   請求項２又は３に記載の空間表示装置。
5. さらに、
   前記ユーザによる１以上の動作と前記調整の１以上の態様とを対応付けた第２テーブルを記憶する記憶部を備え、
   前記検知部は、前記ユーザの動作を検知し、
   前記調整部は、前記第２テーブルを参照して、前記検知部が検知した動作に対応する前記調整の態様を決定し、決定した態様で前記調整を行う
   請求項１に記載の空間表示装置。
6. 前記調整部は、
   （ｉ）前記表示面と前記凸レンズとの間の距離を大きくすることで、前記表示領域を拡大し、かつ／若しくは、前記結像光学素子から、より遠い位置に移動させ、又は、
   （ｉｉ）前記表示面と前記凸レンズとの間の距離を小さくすることで、前記表示領域を縮小し、かつ／若しくは、前記結像光学素子から、より近い位置に移動させる
   請求項１〜５のいずれか１項に記載の空間表示装置。
7. 前記調整部は、前記表示面と前記凸レンズとを固定した状態で前記結像光学素子を移動させることで、前記表示領域の大きさを変化させることなく、前記表示領域を移動させる
   請求項１〜５のいずれか１項に記載の空間表示装置。
8. さらに、
   前記表示領域の位置に応じて定められたユーザ操作領域内における前記空中画像に対する前記ユーザの操作を検知する操作検知部を備え、
   前記操作検知部は、前記調整部が前記調整を行うことで前記表示領域の大きさ、位置及び姿勢の少なくとも一方が変化した場合に、変更後の表示領域に応じて前記ユーザ操作領域の大きさ、位置及び姿勢を調整する
   請求項１〜７のいずれか１項に記載の空間表示装置。
9. 画像を空中の表示領域に結像させて空中画像として表示する空間表示装置であって、
   表示面に前記画像を表示する画像表示部と、
   凸レンズと、
   素子面を有する結像光学素子であって、前記凸レンズが存在しないと仮定した場合に、前記表示面に表示された画像を、前記素子面に対して前記表示面と面対称になる領域に結像させる結像光学素子と、
   前記表示面、前記凸レンズ及び前記結像光学素子の少なくとも１つの位置及び姿勢の少なくとも一方の調整を行う調整部と、
   １以上のユーザ情報と前記調整の１以上の態様とを対応付けたテーブルを記憶する記憶部とを備え、
   前記調整部は、前記テーブルを参照して、ユーザによって選択されたユーザ情報に対応する前記調整の態様を決定し、決定した態様で前記調整を行う
   空間表示装置。

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