(57)【要約】  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。
2017125984.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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。
【請求項５】
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。
【請求項６】
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。
【請求項７】
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空中に画像を表示する空中表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−９８４７９号公報
【特許文献２】特開２０１５−２２５２８７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、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。【０００５】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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。
【発明の効果】
【０００７】
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。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、実施の形態に係る空中表示装置をキッチンに適用したときの適用例を示す図である。
【図２】図２は、実施の形態に係る空中表示装置をキッチンに適用したときの適用例を示す図である。
【図３】図３は、実施の形態に係る空中表示装置の原理を説明するための図である。
【図４】図４は、実施の形態に係る空中表示装置の外観図である。
【図５】図５は、実施の形態に係る空中表示装置の構成要素を説明するための模式断面図である。
【図６】図６は、実施の形態に係る空中表示装置における、ディスプレイに表示する画像の表示位置と結像光学素子と空中画像の表示位置との関係を示す図である。
【図７】図７は、実施の形態に係る空中表示装置において、空中画像の空中での表示位置を下げるときのディスプレイにおける画像の表示位置の変化を示す図である。
【図８】図８は、実施の形態に係る空中表示装置において、空中画像の空中での表示位置を上げるときのディスプレイにおける画像の表示位置の変化を示す図である。
【図９】図９は、比較例の空中表示装置で表示される空中画像とユーザとの関係を示す図である。
【図１０】図１０は、実施の形態に係る空中表示装置で表示される空中画像とユーザとの関係を示す図である。
【図１１】図１１は、変形例１に係る空中表示装置の外観図である。
【図１２】図１２は、変形例２に係る空中表示装置の模式断面図である。
【図１３】図１３は、変形例３に係る空中表示装置をキッチンに適用したときの適用例を示す図である。
【図１４】図１４は、変形例４に係る空中表示装置をユニットバスに適用したときの適用例を示す図である。
【図１５】図１５は、変形例に係る結像光学素子を用いた空中表示装置の構成要素を説明するための模式断面図である。
【図１６】図１６は、図１５に示す変形例に係る結像光学素子を用いた空中表示装置における、ディスプレイに表示する画像の表示位置と当該結像光学素子と空中画像の表示位置との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
（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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
（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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
（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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【符号の説明】
【００８６】
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
【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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【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】
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【国際調査報告】
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