JPWO2017125984A1 - 空中表示装置 - Google Patents
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Abstract
空中表示装置(1)は、画像を表示するディスプレイ(10)と、ディスプレイ(10)に表示された画像を空中画像(3)として空中に結像させる結像光学素子(20)と、ユーザ情報を取得する取得部(40)と、取得部(40)で取得されたユーザ情報に応じてディスプレイ(10)における画像の表示位置を調整する調整部(61)と、を備える。
Description
本発明は、空中に画像を表示する空中表示装置に関する。
従来、ディスプレイに表示された2次元画像を空中画像として空中に表示することができる空中表示装置が提案されている(例えば特許文献1、2)。
しかしながら、従来の空中表示装置では、ユーザの身長又はユーザの位置等のユーザの特性によっては空中画像の見え方が異なり、適切な空中画像を見ることができない場合があるという課題がある。
本発明は、ユーザの特性に合った空中画像を表示することができる空中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に、本発明に係る空中表示装置の一態様は、画像を表示する画像表示部と、前記画像表示部に表示された画像を空中画像として空中に結像させる結像光学素子と、ユーザ情報を取得する取得部と、前記取得部で取得されたユーザ情報に応じて前記画像表示部における前記画像の表示位置を調整する調整部と、を備える。
本発明によれば、ユーザの特性に合った空中画像を表示することができる。
以下、本発明の実施の形態について説明する。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、構成要素の配置位置及び接続形態などは、一例であって本発明を限定する主旨ではない。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、各図において縮尺等は必ずしも一致しない。なお、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)
まず、実施の形態に係る空中表示装置1の概要について、図1〜図3を用いて説明する。図1及び図2は、実施の形態に係る空中表示装置1をキッチン100に適用したときの適用例を模式的に示す模式図であり、図1は正面斜め方向から見たときのキッチン100の斜視図、図2は側方から見たときのキッチン100の一部断面図である。図3は、実施の形態に係る空中表示装置1の原理を説明するための図である。
まず、実施の形態に係る空中表示装置1の概要について、図1〜図3を用いて説明する。図1及び図2は、実施の形態に係る空中表示装置1をキッチン100に適用したときの適用例を模式的に示す模式図であり、図1は正面斜め方向から見たときのキッチン100の斜視図、図2は側方から見たときのキッチン100の一部断面図である。図3は、実施の形態に係る空中表示装置1の原理を説明するための図である。
図1及び図2に示すように、空中表示装置1は、キッチン100に適用することができる。この場合、キッチン100を使用するユーザUが空中表示装置1を利用することができる。
キッチン100は、例えばユーザUが調理をしたり食器を洗ったりするための設備である。具体的には、キッチン100は、システムキッチンであり、調理等の作業を行うためのキッチン台110と、キッチン台110の奥側に衝立状に配置されたキッチン壁120と、キッチン台110に組み込まれた流し台(シンク)130と、キッチン台110に併設された加熱調理器140と、キッチン台110の下方に設置された収納庫150とを備える。本実施の形態において、空中表示装置1は、キッチン壁120に組み込まれている。
空中表示装置1は、空中の所定の表示領域2(空間領域)に画像を表示するための空間表示装置である。図1及び図2において、表示領域2は、キッチン台110の上方かつキッチン壁120の前方に位置する空間領域である。空中の表示領域2に表示された画像は、空中画像3であり、図2に示すように、キッチン壁120の前方に立つユーザUによって視認される。空中表示装置1は、例えば、表示領域2に料理のレシピ等の空中画像3を表示する。これにより、ユーザUは、空中画像3として表示されたレシピ等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、空中の表示領域2に表示された空中画像3は、ユーザUによって操作することができる。例えば、ユーザUによって空中画像3の表示内容を変更することができる。
図3に示すように、空中表示装置1は、ディスプレイ10と、結像光学素子20とを備えており、ディスプレイ10に表示された2次元画像を空中画像3として立体的に空中に表示する。つまり、空中表示装置1は、空中に浮かび上がった状態で画像(空中画像3)を表示することができる。
なお、本実施の形態において、画像(映像)は、静止画像及び動画像のいずれであってもよく、例えば、空中表示装置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や録画映像、BDやDVD等の再生映像、又は、インターネット画像等である。
ディスプレイ10は、画像を表示(出力)する画像表示部の一例であり、例えば液晶表示装置、有機EL表示装置又はLED表示装置等の2次元画像を表示するフラットパネルディスプレイである。ディスプレイ10は、ディスプレイ10に入力された画像が表示される表示面を有する。ディスプレイ10の表示面には、空中画像3として空中に表示するための画像が表示される。
ディスプレイ10の表示面は、マトリクス状に複数の画素が設けられた画素領域である。ディスプレイ10の表示面には、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、ディスプレイ10の表示面内で1フレームの画像の表示位置を変更できるように、ディスプレイ10の表示面の大きさは、1フレームの画像の大きさよりも大きい。
結像光学素子20は、ディスプレイ10に表示された画像を空中画像3として空中に結像させる光学デバイスである。本実施の形態において、結像光学素子20は、いわゆる反射型面対称結像素子であり、入射する光を透過及び反射することで結像光学素子20を対象軸として1:1で空中に実像を形成する。
具体的には、結像光学素子20は、例えば、ガラス基板又は透明樹脂基板等の透光性を有する基板と、基板上に樹脂材料等で形成された平面視形状が格子状の隔壁と、隔壁によって二次元的に区画された複数の開口部の内面に形成された反射膜とによって構成された平板状のプレートである。
複数の開口部の各々は、直方体であり、例えば、平面視形状が1辺100μm程度の正方形で、深さが100μm程度である。また、各開口部の隔壁の内面に形成された反射膜は、例えば銀又はアルミニウム等の金属膜である。つまり、反射膜の表面は、鏡面(マイクロミラー)である。
空中表示装置1では、ディスプレイ10に表示された画像から放たれる無数の光線が、円錐状に広がってその一つ一つが結像光学素子20に入射し、結像光学素子20の開口部の内面を構成する反射膜の表面のうち隣接する2つの反射面(直交する2つの反射面)で順次反射して結像することで、空中画像3として鏡像が空中に投影される。このように、結像光学素子20は、ディスプレイ10の表示面と面対称となる位置に、ディスプレイ10の表示面に表示される画像の空中画像3(鏡像)を形成する。したがって、結像光学素子20からディスプレイ10までの距離と、結像光学素子20から空中画像3までの距離とは等しく、ディスプレイ10の表示面に表示される画像の大きさと空中画像3の大きさも等しい。
図2に示すように、このように構成される空中表示装置1は、ディスプレイ10及び結像光学素子20が筐体30に収納されてユニット化されている。つまり、本実施の形態において、空中表示装置1は、ユニットとしてキッチン100に組み込まれている。ディスプレイ10及び結像光学素子20は、保持手段等によって筐体30内の所定の位置に保持されている。
図4に示すように、筐体30の外形は、略直方体状であり、例えば金属材料又は樹脂材料によって構成される。図4は、実施の形態に係る空中表示装置1の外観図である。なお、筐体30の外形は、略直方体状に限るものではなく、略円柱状等であってもよい。
また、筐体30には、ディスプレイ10に表示される画像から放たれる光を外部に取り出すための開口が設けられており、この開口には、ガラス製又は透明樹脂製の透光プレート31が設けられている。
このように、空中表示装置1をユニット化することで設置作業を容易に行うことができる。また、空中表示装置1をユニット化することで、ディスプレイ10及び結像光学素子20を設置者が素手などで直接触らずに済むため、指紋又は異物等の汚れがディスプレイ10及び結像光学素子20に付着することを抑制できる。これにより、汚れによって空中画像3が不鮮明化すること等を抑制できる。
次に、本実施の形態における空中表示装置1の詳細な構成について、図5を用いて説明する。図5は、実施の形態に係る空中表示装置1の構成要素を説明するための模式断面図である。
図5に示すように、空中表示装置1は、ディスプレイ10と、結像光学素子20と、筐体30と、取得部40と、操作検知部50と、処理部60と、とを備える。
取得部40は、ユーザUのユーザ情報を取得する機能を有する。本実施の形態において、取得部40は、ユーザ情報としてユーザUの特性を示す情報を検知するユーザ特性情報検知部である。ユーザUの特性を示す情報は、ユーザUの身長又はユーザUの位置等である。取得部40(特性情報検知部)は、例えば、赤外センサ、電波センサ又はイメージセンサ等のセンサであるが、ユーザUの身長又はユーザUの位置等のユーザUの特性が分かるものであれば、これらに限定されるものではない。
操作検知部50は、空中画像3に対するユーザUの操作を検知する機能を有する。例えば、空中画像3が表示される表示領域2内の位置に応じて予めユーザ操作領域が設定されており、操作検知部50は、空中画像3の一部としてユーザ操作領域に表示された操作ボタン等のGUI(Graphical User Interface)をユーザUが操作した場合に、当該GUIに対応した操作(指示)があったと検知する。これにより、ユーザUは、空中に表示された空中画像3を操作することができる。例えば、ユーザUの操作によって、空中画像3が別の画像に変更される。なお、ユーザ操作領域は、例えば表示領域2に略一致しており、ユーザUが空中画像3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。
操作検知部50は、例えば、モーションセンサである。モーションセンサは、例えば赤外光を発する赤外LEDとイメージセンサとを備えており、赤外LEDが発した赤外光のユーザU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Uの操作を検知する。なお、モーションセンサは、ステレオカメラ、又は、TOF(Time Of Flight)式の距離センサ等でもよい。
図2に示すように、操作検知部50は、筐体30の鉛直上方の位置(透光プレート31よりも上方の位置)に配置されているが、これに限るものではない。例えば、操作検知部50は、筐体30の鉛直下方の位置(透光プレート31よりも下方の位置)に配置されていてもよい。また、操作検知部50は、筐体30内に納められていてもよく、例えば、筐体30の鉛直下方又は鉛直上方の位置であって、かつ、透光プレート31の裏側の位置に配置されていてもよい。
処理部60は、各種制御処理及び演算処理等を行う情報処理装置であり、システムLSI(Large Scale Integration)又はマイクロコンピュータ等の制御回路によって実現される。処理部60は、調整部61と、制御部62とを備える。
調整部61は、取得部40で取得されたユーザ情報に応じてディスプレイ10における画像の表示位置を調整する機能を有する。本実施の形態では、取得部40がユーザUの特性を示す情報を検知する特性情報検知部であり、特性情報検知部(取得部40)で取得されたユーザUの特性を示す情報(ユーザ情報)がユーザUの身長である。この場合、調整部61は、ユーザUが空中画像3を適切に見ることができるように、ユーザUの身長に応じてディスプレイ10における画像の表示位置を調整することで、空中画像3の空中での表示位置を調整している。つまり、空中表示装置1の表示領域2を調整している。
ここで、調整部61による空中画像3の調整方法について、図6〜図8を用いて詳細に説明する。図6〜図8は、実施の形態に係る空中表示装置1における空中画像3の調整方法を説明するための図である。図6は、ディスプレイ10に表示する画像の表示位置と結像光学素子20と空中画像3の表示位置との関係を示している。図7は、空中画像3の空中での表示位置を下げるときのディスプレイ10における画像の表示位置の変化を示している。図8は、空中画像3の空中での表示位置を上げるときのディスプレイ10における画像の表示位置の変化を示している。
図6に示すように、ディスプレイ10は、表示面が結像光学素子20の主面に対して傾斜するように配置されている。具体的には、ディスプレイ10は、ディスプレイ10の表示面の上端と結像光学素子20との距離がディスプレイ10の表示面の下端と結像光学素子20との距離よりも小さくなるように配置されている。なお、ディスプレイ10の表示面に表示される画像は、上端が上方に位置し、かつ、下端が下方に位置するように表示される。
上述のように、本実施の形態において、取得部40は、ユーザUの特性を示す情報を検知する特性情報検知部である。また、特性情報検知部(取得部40)で取得されたユーザUの特性を示す情報(ユーザ情報)は、ユーザUの身長である。
このとき、ユーザUの身長が低い場合、つまり、ユーザUの視点位置が低視点である場合、図7の(a)及び(b)示すように、ディスプレイ10の表示面における画像の表示位置を、表示面の中央(図7(a))から表示面の下方(図7(b))に変更する。本実施の形態では、特性情報検知部(取得部40)でユーザUの身長を検知しているので、特性情報検知部(取得部40)で検知したユーザUの身長が所定値(第1の閾値)以下である場合に、調整部61は、ユーザUの視点位置が低視点であると判断し、ディスプレイ10における画像の表示位置が結像光学素子20から遠ざかるように画像の表示位置を調整する。具体的には、図6に示すように、ディスプレイ10の表示面における画像の表示位置(表示領域)を中位置11Mから低位置11Lに変更する。これにより、空中画像3の空中での表示位置を下げることができる。つまり、空中画像3の位置を、中視点に対応する位置(中位置3M)から低視点に対応する位置(低位置3L)に変更することができる。なお、低い身長の基準となる所定値(第1の閾値)は、例えば155cmであるが、これに限るものではない。
一方、ユーザUの身長が高い場合、つまり、ユーザUの視点位置が高視点である場合、図8の(a)及び(b)に示すように、ディスプレイ10の表示面における画像の表示位置を、表示面の中央(図8(a))から表示面の上方(図8(b))に変更する。本実施の形態では、特性情報検知部(取得部40)で検知したユーザUの身長が所定値(第2の閾値)以上である場合、調整部61は、ユーザUの視点位置が高視点であると判断し、ディスプレイ10における画像の表示位置が結像光学素子20に近づくように画像の表示位置を調整する。具体的には、図6に示すように、ディスプレイ10の表示面における画像の表示位置(表示領域)を中位置11Mから高位置11Hに変更する。これにより、空中画像3の空中での表示位置を上げることができる。つまり、空中画像3の位置を、中視点に対応する位置(中位置3M)から高視点に対応する位置(高位置3H)に変更することができる。なお、高い身長の基準となる所定値(第2の閾値)は、例えば175cmであるが、これに限るものではない。
また、ユーザUの身長が低くもなく高くもない場合、つまり、ユーザUの視点位置が中視点である場合、ディスプレイ10の表示面における画像の表示位置は中央のままとし、画像の表示位置を変更しないようになっている。本実施の形態では、特性情報検知部(取得部40)で検知したユーザUの身長が所定の範囲内である場合、調整部61は、ディスプレイ10における画像の表示位置を変更しない。この場合、空中画像3の空中での表示位置は変更されない。つまり、空中画像3の位置は、中視点に対応する位置(中位置3M)のままである。なお、空中画像3の表示位置を変更しない身長の所定の範囲は、例えば155cm〜175cmであるが、これに限るものではない。
制御部62は、画像表示部であって、操作検知部50で検知されたユーザUの操作に応じてディスプレイ10で表示する画像を制御する機能を有する。例えば、ユーザUが空中画像3の一部としてユーザ操作領域に表示された操作ボタンを操作したことを操作検知部50が検知した場合、制御部62は、操作検知部50で検知されたユーザUの操作内容にしたがって、ディスプレイ10で表示する画像を制御する。これにより、ユーザUの操作に応じてディスプレイ10で表示する画像が変更され、これに連動して空中画像3の表示内容も変更される。
なお、図示しないが、空中表示装置1は、記憶部(メモリ)を備えていてもよい。この記憶部には、ディスプレイ10に表示するための映像コンテンツが記憶されていてもよいし、処理部60での処理を実行するためのアプリケーションプログラム等が記憶されていてもよい。
次に、本実施の形態における空中表示装置1の効果について、図9及び図10を用いて説明する。図9は、比較例の空中表示装置1Xで表示される空中画像3XとユーザUとの関係を示す図である。図10は、実施の形態に係る空中表示装置1で表示される空中画像3とユーザUとの関係を示す図である。
図9に示すように、比較例の空中表示装置1Xでは、ユーザUの身長の高低によっては空中画像3Xの見え方が異なる。
具体的には、ユーザUの身長が低くもなく高くもなくユーザUの視点位置が中視点である場合、ユーザUは、空中画像3Xの全体を見ることができ、適切な空中画像3Xを見ることができる。
しかしながら、空中画像3Xの空中における位置及び角度は、ディスプレイ10X及び結像光学素子20の位置関係に依存して固定されているので、ユーザUは、適切な空中画像3Xを見ることができない場合がある。
例えば、ユーザUの身長が低い場合(ユーザUの視点位置が低視点である場合)、空中画像3Xの上端部が切れて見えることがある。一方、ユーザUの身長が高い場合(ユーザUの視点位置が高視点である場合)、空中画像3Xの下端部が切れて見えることがある。
これに対して、本実施の形態における空中表示装置1では、調整部61によってユーザUの身長に応じてディスプレイ10における画像の表示位置を調整することで、空中画像3の空中での表示位置を調整している。
具体的には、特性情報検知部(取得部40)で検知したユーザUの身長が所定値以下である場合、つまり、ユーザUの身長が低いと判断した場合、調整部61は、ディスプレイ10の表示面における画像の表示位置を下方に変更する。具体的には、図10に示すように、ディスプレイ10の表示面における画像の表示位置を中位置11Mから低位置11Lに変更する。これにより、空中画像3の空中での表示位置を下げることができるので、空中画像3の上端部が切れて見えてしまうことがなくなる。したがって、身長が低いユーザUであっても、適切な空中画像3を見ることができる。
一方、特性情報検知部(取得部40)で検知したユーザUの身長が所定値以上である場合、つまり、ユーザUの身長が高いと判断した場合、調整部61は、ディスプレイ10の表示面における画像の表示位置を上方に変更する。具体的には、図10に示すように、ディスプレイ10の表示面における画像の表示位置を中位置11Mから高位置11Hに変更する。これにより、空中画像3の空中での表示位置を上げることができるので、空中画像3の下端部が切れて見えてしまうことがなくなる。したがって、身長が高いユーザUであっても、適切な空中画像3を見ることができる。
このように、本実施の形態における空中表示装置1によれば、ディスプレイ10における画像の表示位置を変えるだけで空中画像3の空中での表示位置を変えることができる。つまり、駆動装置等によってディスプレイ10及び結像光学素子20そのものの位置又は角度を変更することなくユーザUの身長に合わせて空中画像3の空中での表示位置を変えることができる。したがって、低コストでユーザの身長に合った空中画像3を表示することができる。
(まとめ)
以上、本実施の形態に係る空中表示装置1によれば、画像を表示するディスプレイ10(画像表示部)と、ディスプレイ10に表示された画像を空中画像3として空中に結像させる結像光学素子20と、ユーザ情報を取得する取得部40と、取得部40で取得されたユーザ情報に応じてディスプレイ10における画像の表示位置を調整する調整部61と、を備えている。
以上、本実施の形態に係る空中表示装置1によれば、画像を表示するディスプレイ10(画像表示部)と、ディスプレイ10に表示された画像を空中画像3として空中に結像させる結像光学素子20と、ユーザ情報を取得する取得部40と、取得部40で取得されたユーザ情報に応じてディスプレイ10における画像の表示位置を調整する調整部61と、を備えている。
このように、空中表示装置1では、取得部40で取得されたユーザ情報に応じてディスプレイ10における画像の表示位置を調整している。これにより、駆動装置等によってディスプレイ10及び結像光学素子20そのものの位置又は角度を変更しなくても、空中画像3の空中での表示位置を変えることができる。したがって、低コストでユーザの特性に合った空中画像3を表示することができる。
また、本実施の形態において、取得部40は、ユーザ情報としてユーザの特性を示す情報を検知する特性情報検知部である。
これにより、特性情報検知部(取得部40)によってユーザの特性を示す情報を自動的に検知することができるので、調整部61は、ユーザUからの指示がなくても、ユーザの特性に応じてディスプレイ10における画像の表示位置を調整することができる。この結果、ユーザの特性に合わせて空中画像3の空中での表示位置を自動的に変えることができる。
また、本実施の形態において、ユーザの特性を示す情報は、ユーザの身長又はユーザの位置である。
これにより、調整部61は、ユーザの身長又はユーザの位置に応じてディスプレイ10における画像の表示位置を調整する。したがって、ユーザの身長又はユーザの位置に合うように空中画像3の空中での表示位置を変えることができる。
また、本実施の形態において、ディスプレイ10は、ディスプレイ10の表示面の上端と結像光学素子20との距離がディスプレイ10の表示面の下端と結像光学素子20との距離が小さくなるように配置されている。
そして、調整部61は、特性情報検知部(取得部40)で検知したユーザの身長が所定値以下である場合に、ディスプレイ10における画像の表示位置が結像光学素子20から遠ざかるように画像の表示位置を調整している。
一方、調整部61は、特性情報検知部(取得部40)で検知したユーザの身長が所定値以上である場合、ディスプレイ10における画像の表示位置が結像光学素子20に近づくように画像の表示位置を調整している。
これにより、ユーザUの身長が低い場合と高い場合とにおいてディスプレイ10における画像の表示位置を調整することで、空中画像3の空中での表示位置をユーザUにとって適切に位置に調整することができる。したがって、ユーザの身長に合った空中画像3を表示することができる。
また、本実施の形態において、空中画像3に対するユーザUの操作を検知する操作検知部50と、操作検知部50で検知されたユーザUの操作に応じてディスプレイ10で表示する画像を制御する制御部62とを備えている。
これにより、ユーザUが空中画像3を操作したときに、操作検知部50によって空中画像3に対するユーザUの操作が検知され、制御部62によって操作検知部50で検知されたユーザUの操作に応じてディスプレイ10で表示する画像が制御される。したがって、ユーザUの操作に応じてディスプレイ10で表示する画像が変更され、これに連動して空中画像3の表示内容も変更される。
(変形例)
以上、本発明に係る空中表示装置について、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。
以上、本発明に係る空中表示装置について、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、上記実施の形態において、取得部40は、操作検知部50と別の構成としたが、これに限るものではなく、取得部40と操作検知部50とは同一の構成であってもよい。つまり、取得部40が操作検知部50の機能を兼ねていてもよいし、操作検知部50が取得部40の機能を兼ねていてもよい。
また、上記実施の形態では、取得部40は、ユーザの特性を示す情報を検知する特性情報検知部であって、ユーザUの操作とは無関係にユーザUが意識することなくユーザの特性を示す情報を自動的に検知したが、これに限るものではない。取得部40としては、ユーザ情報として空中画像3の位置を調整するための位置調整情報を入力するための入力部であってもよい。つまり、ユーザUが空中画像3の位置を調整したいと考えたときに、ユーザUの入力によって調整部61がディスプレイ10における画像の表示位置を調整して空中画像3の空中での表示位置を変えてもよい。
また、上記実施の形態では、ディスプレイ10における画像の表示位置を3段階の高さ位置(低位置11L、中位置11M、高位置11H)で変更したが、これに限るものではなく、ディスプレイ10における画像の表示位置は、2段階又は4段階以上の高さ位置に変更されてもよい。
また、上記実施の形態では、ディスプレイ10における画像の表示位置は、中位置11Mを初期位置としたが、これに限るものではなく、低位置11L又は11Hを初期位置にしてもよい。この場合、上記実施の形態では、ディスプレイ10における画像の表示位置を1段階ずつ変更したが、2段階で変更してもよい。例えば、画像の初期位置を低位置11Lとした場合、画像の表示位置を低位置11Lから高位置11Hに変更してもよい。また、ディスプレイ10における画像の表示位置が4段階以上の位置に変更可能な場合は、3段階以上で画像の表示位置を変更してもよい。
また、上記実施の形態において、空中画像3に対するユーザUの操作に対応する制御部62の制御は、操作検知部50によってユーザUの操作を検知することで行ったが、これに限るものではない。例えば、図11に示すように、筐体30に設けられたスイッチ70によって、制御部62を直接制御してもよい。スイッチ70は、例えば、メカニカルスイッチ(押しボタン等)、タッチセンサ、又は、非接触センサ等である。なお、スイッチ70には、ディスプレイ10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が含まれていてもよい。また、取得部40が空中画像3の位置を調整するための位置調整情報を入力するための入力部である場合には、取得部40(入力部)がスイッチ70であってもよい。このように、空中表示装置がスイッチ70を備えることで、例えば、空中画像3が表示されない場合、又は、故障等によって操作検知部50が機能しない場合等でも、ユーザU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。
また、上記実施の形態では、ディスプレイ10及び結像光学素子20そのものの位置又は角度については変更させなかったが、これに限るものではない。例えば、図12に示すように、ディスプレイ10及び結像光学素子20の位置又は角度を微調整できるように、筐体30内にモータ等の制御機構を設けてもよい。これにより、ユーザUの身長又はユーザUの位置に一層適した空中画像3にすることができるので、ユーザUにとって見やすい空中画像3で表示することができる。なお、筐体30内には、レンズ等の光学系を設けてもよい。
また、上記実施の形態において、空中表示装置1は、キッチン壁120に組み込まれていたが、これに限るものではない。例えば、図13に示すように、空中表示装置1Aは、キッチン台110に組み込まれていてもよい。なお、この場合も、上記実施の形態と同様に、ディスプレイ10は、表示面が結像光学素子20の主面に対して傾斜するように配置されているが、図13に示される空中表示装置1Aでは、上記実施の形態とは反対に、ディスプレイ10は、ディスプレイ10の表示面の上端と結像光学素子20との距離がディスプレイ10の表示面の下端と結像光学素子20との距離が大きくなるように配置されている。
また、上記実施の形態において、空中表示装置1Bは、キッチン100に適用したが、これに限るものではない。例えば、図14に示すように、空中表示装置1は、ユニットバス200に適用してもよい。具体的には、空中表示装置1は、ユニットバス200のバス壁210に組み込まれていてもよい。これにより、ユーザUは、浴槽220に浸かった状態で空中画像3を視認することができる。
また、上記実施の形態において、空中表示装置1に用いられる光学結合素子20は、基板と、基板上に格子状の形成された隔壁と、隔壁によって二次元的に区画された複数の開口部の内面に形成された反射膜とによって構成された平板状のプレートとしたが、これに限らない。例えば、図15に示すように、再帰反射部材21とハーフミラー22とからなる光学結像素子20Aを用いた空中表示装置1Cであってもよい。
本変形例における光学結合素子20Aは、図16に示すように、ハーフミラー22を基準として、ディスプレイ10の面対称位置に空中画像3を表示させる。
再帰反射部材21は、ハーフミラー22によって反射された反射光を再帰反射する。本実施の形態において、再帰反射部材21は、ハーフミラー22を基準としてディスプレイ10と同じ側に位置しているが、これに限らない。
再帰反射部材21は、例えば、複数の球状のガラスビーズが板状の基材の面内に敷き詰められたシート状の部材、又は、マイクロプリズムが設けられた板材等を用いることができる。再帰反射部材21は、ハーフミラー22に対して所定角で傾斜するように配置されているが、これに限らない。
ハーフミラー22は、ディスプレイ10から放射される光を反射及び透過するビームスプリッタである。具体的には、ハーフミラー22は、入射する光の一部を鏡面反射し、残りをそのまま(進行方向を実質的に変えることなく)透過させる。本実施の形態において、ハーフミラー22は、ディスプレイ10から放射される光を再帰反射部材21に向けて反射するとともに、再帰反射部材21から再帰反射された光を透過させる。この透過した再帰反射光は、ハーフミラー22を基準としてディスプレイ102の反対側の空間で結像される。これにより、ディスプレイ10の実像である空中画像3が空中に表示される。
このように構成される本変形例における空中表示装置1Cにおいても、取得部40で取得されたユーザ情報に応じてディスプレイ10における画像の表示位置を調整することができる。
具体的には、図16に示すように、ユーザUの身長が低い場合(つまり、ユーザUの視点位置が低視点である場合)、ディスプレイ10の表示面における画像の表示位置を中位置11Mから低位置11Lに変更する。これにより、空中画像3の空中での表示位置を下げることができるので、空中画像3の位置を、中視点に対応する位置(中位置3M)から低視点に対応する位置(低位置3L)に変更することができる。
また、ユーザUの身長が高い場合(つまり、ユーザUの視点位置が高視点である場合)、ディスプレイ10の表示面における画像の表示位置を中位置11Mから高位置11Hに変更する。これにより、空中画像3の空中での表示位置を上げることができるので、空中画像3の位置を、中視点に対応する位置(中位置3M)から高視点に対応する位置(高位置3H)に変更することができる。
また、ユーザUの身長が低くもなく高くもない場合(つまり、ユーザUの視点位置が中視点である場合)、ディスプレイ10の表示面における画像の表示位置は中央のままとし、画像の表示位置を変更しない。つまり、空中画像3の位置は、中視点に対応する位置(中位置3M)のままである。
以上のように、本変形例における空中表示装置1Cは、上記実施の形態における空中表示装置1と同様に、駆動装置等によってディスプレイ10及び結像光学素子20そのものの位置又は角度を変更しなくても、空中画像3の空中での表示位置を変えることができる。したがって、低コストでユーザの特性に合った空中画像3を表示することができる。
また、本発明は、空中表示装置として実現できるだけではなく、空中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。
また、上記実施の形態において、空中表示装置1に用いられる光学結合素子20は、基板と、基板上に格子状の形成された隔壁と、隔壁によって二次元的に区画された複数の開口部の内面に形成された反射膜とによって構成された平板状のプレートとしたが、これに限らない。例えば、マイクロレンズアレイのようなレンズを用いた空中表示装置であってもよい。
なお、その他、上記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、又は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で上記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、1A、1B、1C 空中表示装置
3 空中画像
10 ディスプレイ(画像表示部)
20、20A 結像光学素子
40 取得部
50 操作検知部
61 調整部
62 制御部
3 空中画像
10 ディスプレイ(画像表示部)
20、20A 結像光学素子
40 取得部
50 操作検知部
61 調整部
62 制御部
Claims (7)
- 画像を表示する画像表示部と、
前記画像表示部に表示された画像を空中画像として空中に結像させる結像光学素子と、
ユーザ情報を取得する取得部と、
前記取得部で取得されたユーザ情報に応じて前記画像表示部における前記画像の表示位置を調整する調整部と、を備える、
空中表示装置。 - 前記取得部は、前記ユーザ情報としてユーザの特性を示す情報を検知する特性情報検知部である、
請求項1に記載の空中表示装置。 - 前記ユーザの特性を示す情報は、ユーザの身長又はユーザの位置である、
請求項2に記載の空中表示装置。 - 前記画像表示部は、前記画像表示部の表示面の上端と前記結像光学素子との距離が前記画像表示部の表示面の下端と前記結像光学素子との距離よりも小さくなるように配置されており、
前記ユーザの特性を示す情報は、ユーザの身長であり、
前記調整部は、前記特性情報検知部で検知した前記ユーザの身長が所定値以下である場合、前記画像表示部における前記画像の表示位置が前記結像光学素子から遠ざかるように前記画像の表示位置を調整する、
請求項2に記載の空中表示装置。 - 前記調整部は、前記特性情報検知部で検知した前記ユーザの身長が所定値以上である場合、前記画像表示部における前記画像の表示位置が前記結像光学素子に近づくように前記画像の表示位置を調整する、
請求項4に記載の空中表示装置。 - 前記取得部は、前記ユーザ情報として前記空中画像の位置を調整するための位置調整情報を入力するための入力部である、
請求項1に記載の空中表示装置。 - さらに、
前記空中画像に対するユーザの操作を検知する操作検知部と、
前記操作検知部で検知されたユーザの操作に応じて前記画像表示部で表示する画像を制御する制御部と、を備える、
請求項1〜6のいずれか1項に記載の空中表示装置。
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