(57)【要約】【課題】視覚情報のみによらずに、投影される空中像の位置と存在間を強調する。【解決手段】表示部17と、表示部に当接した筐体(11)内に光学素子(16〜18)を設けて、表示部17で表示される画像に応じた仮想像を筐体(11)の一面に設けた窓部(12)より視認可能に投影する空中像投影部(10)と、筐体(11)に分散配置した複数の振動子(13，14)と、空中像投影部(10)で投影する仮想像の位置に応じて複数の振動子(13，14)を駆動するＣＰＵ21、外部入出力部32、ヘッドホンジャック39(、ケーブル15)とを備える。【選択図】      図２
2018182535.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２次元の表示面を有する表示部と、
上記表示面に当接した筐体内に光学素子を設けて、上記表示面で表示される画像に応じた仮想像を上記筐体の一面に設けた窓部より視認可能に投影する空中像投影部と、
上記筐体に分散配置された複数の第１の振動子と、
上記空中像投影部で投影する仮想像の位置に応じて上記複数の第１の振動子を駆動する振動制御部と
を備える空中像投影装置。
【請求項２】
上記表示部は、第２の振動子を有し、
上記振動制御部は、上記空中像投影部で投影する仮想像の位置に応じて上記複数の第１の振動子と上記第２の振動子とを駆動する、
請求項１記載の空中像投影装置。
【請求項３】
上記振動制御部は、上記空中像投影部で投影する仮想像の位置に応じて、上記各振動子を相互に異なる振動強度で駆動する、請求項１または２記載の空中像投影装置。
【請求項４】
上記振動制御部は、上記空中像投影部で投影する仮想像の移動方向に応じて、上記各振動子をその振動強度を時間変化させて駆動する、請求項１または２記載の空中像投影装置。
【請求項５】
上記振動制御部は、上記空中像投影部で投影する仮想像の基準とする振動強度と位置とに応じて、上記各振動子を振動強度及び振動周波数の少なくとも一方を変えて駆動する、請求項１または２記載の空中像投影装置。
【請求項６】
上記振動制御部は、上記空中像投影部で投影する仮想像に予め設定した属性情報に応じて、上記各振動子を振動強度及び振動周波数の少なくとも一方を変えて駆動する、請求項１または２記載の空中像投影装置。
【請求項７】
上記振動制御部は、上記空中像投影部で投影する複数の仮想像それぞれの基準とする振動強度と位置関係の少なくとも一方に応じて、上記各振動子を相互に異なる振動強度で駆動する、請求項３記載の空中像投影装置。
【請求項８】
２次元の表示面を有する表示部と、上記表示面に当接した筐体内に光学素子を設けて、上記表示面で表示される画像に応じた仮想像を上記筐体の一面に設けた窓部より視認可能に投影する空中像投影部と、上記筐体に分散配置された複数の振動子とを備える装置により実行される空中像投影方法であって、
上記空中像投影部で投影する仮想像の位置に応じて上記複数の振動子を駆動する振動制御工程を有する空中像投影方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空中像投影装置及び空中像投影方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばスマートフォンなどの表示装置に装着する装置として、表示装置と虚像を形成する光学素子との距離を変えずに、観察者から見える虚像の奥行きを変えることができるようにした技術が提案されている。（特許文献１）
また、腹部と背中に装着した２つの振動子で時間差を与えて振動させることで、装着者に腹部を通過するような仮現運動を知覚させるようにした技術が提案されている。（非特許文献１）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】ＷＯ２０１７／０３８０９１号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】渡邊  淳司，福沢恭，梶本裕之，安藤英由樹“腹部を通過する仮現運動を利用した貫通感覚提示”情報処理学会論文誌  Ｖｏｌ．４９，Ｎｏ．１０，ｐｐ．３５４２−３５４５，２００８．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
スマートフォンやタブレット端末などの表示装置の表示面から出射された光を、表示面に対して傾斜して設けられたハーフミラーや透明板などの光学素子により反射することで、表示面に表示された表示像の虚像を空間に投影する空間像表示装置がある。
【０００６】
図１０は、この種の空間像投影装置の基本構成の一例を示す図である。同図において、表示装置としてのスマートフォンＳＰの表示面を下方に向け、その表示面に対向するように、空間像投影装置のケーシングＣＳの開口側を当接する。このケーシングＣＳ内には、２つのハーフミラーＨＭ１，ＨＭ２が、断面が逆ハの字となるように、スマートフォンＳＰの表示面に対して傾斜を設けて設置される。
【０００７】
ユーザである観賞者ＡＤ側に配置されたハーフミラーＨＭ１の、スマートフォンＳＰとは反対側の端点（辺）が基点ＢＰとなり、この基点ＢＰに端を接するように、スマートフォンＳＰの表示面と平行なフルミラーＦＭがハーフミラーＨＭ１を挟んで対向して設置される。
【０００８】
上述したように、表示装置であるスマートフォンＳＰの表示面と、空間像投影装置のケーシングＣＳの開口側とを当接させるが、図中では説明を容易にするために離して記載すると共に、表示面中で表示されている表示像ＤＩ１，ＤＩ２も、スマートフォンＳＰから離間して示すものとしている。
【０００９】
表示像ＤＩ１は、ハーフミラーＨＭ１を透過し、フルミラーＦＭで反射した後に、ハーフミラーＨＭ１で反射して、観賞者ＡＤに知覚されることで、スマートフォンＳＰの表示面から上記基点ＢＰまでの距離Ｄに基づいた、該基点ＢＰから距離Ｄだけ奥行きＤの位置に、虚像ＶＩ１として視認させることができる。
【００１０】
また、表示像ＤＩ２は、ハーフミラーＨＭ２で反射した後に、ハーフミラーＨＭ１を透過して、観賞者ＡＤに知覚されることで、上記ハーフミラーＨＭ１，ＨＭ２間の距離ｄｉｆに基づいた、上記虚像ＶＩ１よりさらに距離ｄｉｆ分だけ奥の位置に、虚像ＶＩ２として視認させることができる。
【００１１】
これにより、ハーフミラーＨＭ１，ＨＭ２間の距離ｄｉｆを、虚像ＶＩ１，ＶＩ２の高さＤ以下に設定したとしても、２つの虚像ＶＩ１，ＶＩ２が干渉せずに観賞者ＡＤに視認可能となる。
【００１２】
しかしながら、上述した空間像表示装置では、上記虚像ＶＩ１，ＶＩ２等の空中像の位置を提示する手がかりが視覚の情報のみであり、観賞者ＡＤに対して、奥行き方向をも含めて、空中像の空間的位置や存在感を提示するには不十分であった。
【００１３】
本発明は上記のような実情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、視覚情報のみによらずに、投影される空中像の位置と存在間を強調することが可能な空中像投影装置及び空中像投影方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の一態様は、２次元の表示面を有する表示部と、上記表示面に当接した筐体内に光学素子を設けて、上記表示面で表示される画像に応じた仮想像を上記筐体の一面に設けた窓部より視認可能に投影する空中像投影部と、上記筐体に分散配置された複数の第１の振動子と、上記空中像投影部で投影する仮想像の位置に応じて上記複数の第１の振動子を駆動する振動制御部とを備える。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、視覚情報のみによらずに、投影される空中像の位置と存在間を強調することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係る空中像投影装置の外観構成を示す斜視図。
【図２】同実施形態に係るスマートフォンの機能回路の構成を示すブロック図。
【図３】同実施形態に係るケーシング内部で仮想像の定位感を生成する一例を示す図。
【図４】同実施形態に係るケーシング内部で奥行き方向の位置も加えた仮想像の定位感を生成する一例を示す図。
【図５】同実施形態に係る第１実施例の運動感を提示する動作を示す図。
【図６】同実施形態に係る第２実施例の定位感、力感を提示する動作を示す図。
【図７】同実施形態に係る第３実施例の奥行き方向の移動感を提示する動作を示す図。
【図８】同実施形態に係る第４実施例の複数の仮想像の定位感、力感を提示する動作を示す図。
【図９】同実施形態に係る第５実施例の複数の仮想像の奥行き方向も含めた定位感、力感を提示する動作を示す図。
【図１０】一般的な空間像投影装置の基本構成を例示する図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明をスマートフォンとそのスマートフォン専用のビューワ装置とを組み合わせて空中像投影装置とする場合を例にとって、図面を参照して説明する。
【００１８】
［構成］  
図１は、本実施形態に係る空中像投影装置の外観構成を示す斜視図である。同図において、ビューワ装置１０は、有底筒状のケーシング１１の開口面を、図中のスマートフォン２０のディスプレイに当接して設置される。なお、図示はしていないが、ビューワ装置１０は、例えばケーシング１１下方の開口側に設けられたフック形状の専用係止具によりスマートフォン２０に固定されるものとしても良い。
【００１９】
ケーシング１１の４面ある側面のうち、長辺側の１側面にウィンドウ部１２を設ける。このウィンドウ部１２は、例えばポリカーボネイト等の透明部材で構成され、ケーシング１１内部を視認可能となる。
【００２０】
また、ケーシング１１の上記ウィンドウ部１２を設けた側面を挟む、短辺側の２側面にはそれぞれ振動子１３，１４が固定され、後述するようにスマートフォン２０のヘッドホンジャックとケーブル１５により有線接続される。
【００２１】
このケーシング１１の内部には、上記図１０で示した構造と同様に、スマートフォン２０のディスプレイ面に対して傾斜した角度で固定された一対のハーフミラー１６，１７と、一方のハーフミラー１６を挟んでスマートフォン２０のディスプレイ面と平行に対向したフルミラー１８とが設けられる。  
なお、上記図１は、スマートフォン２０のディスプレイを横長に設定した状態でウィンドウ部１２より内部を視認する場合を例示したが、ケーシング１１側面の短辺側にウィンドウ部１２を設け、２つの長辺側側面に振動子１３，１４を固定設置するものとしても良い。その場合、より奥行き方向での定位感、立体感を重視した画像を投影する場合に好適となる。
【００２２】
次に図２により、上記スマートフォン２０の機能回路の構成について説明する。ＣＰＵ２１がこのスマートフォン２０全体の動作制御を行なうものであり、バスＢを介して、メインメモリ２２、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ  Ｓｔａｔｅ  Ｄｒｉｖｅ）２３と接続される。
【００２３】
ＣＰＵ２１は、ＳＳＤ２３から読み出したＯＳ（オペレーティングシステム）及びアプリケーションプログラムや各種固定データ等をメインメモリ２２上で展開して記憶させた上で、それらプログラムに従った処理を実行することで、このスマートフォン２０での動作を制御する。
【００２４】
上記バスＢにはまた、撮像部２４、音声入出力部２５、表示部２６、タッチ入力部２７、バイブレータ２８、加速度センサ２９、通信部３０、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ：全地球測位システム）受信部３１、及び外部入出力部３２が接続される。
【００２５】
撮像部２４は、レンズ光学系とＣＭＯＳ撮像素子などの固体撮像素子、及び画像処理回路を含み、静止画像または動画像を撮影し、撮影した画像データをファイルする。
【００２６】
音声入出力部２５は、送られてきた音声データを必要により解凍した上でアナログ信号化し、スピーカ部３３により拡声、放音させる一方で、マイクロホン部３４から入力される音声信号をデジタル化し、その時点で必要とされている音声データファイルに圧縮する。
【００２７】
表示部２６は、スマートフォン２０のディスプレイを構成するバックライト付きのカラー液晶パネルとその駆動回路とで構成される。この表示部２６と一体にして、透明電極板を含むタッチ入力部２７が設けられ、ユーザのタッチ操作に応じた座標データを出力する。
【００２８】
バイブレータ２８は、モータの回転軸に偏心したウエイトを取付けて構成され、回転により振動を発生するもので、このバイブレータ２８による振動の強度及びタイミングは上記ＣＰＵ２１により制御される。
【００２９】
加速度センサ２９は、例えば互いに直交した３軸方向の加速度情報を検出することで、スマートフォン２０に与えられている外力を検出する他、重力加速度の方向からその時点のスマートフォン２０の姿勢角度を検出する。
【００３０】
通信部３０は、例えば第３世代及び第４世代の移動通信システム、及びＩＥＥＥ８０２．１１ａ／１１ｂ／１１ｇ／１１ｎ規格の無線ＬＡＮシステムに対応し、アンテナ３５〜３７を介して外部の基地局や無線ＬＡＮルータ等とデータの送受を行なう。
【００３１】
ＧＰＳ受信部３１は、ＧＰＳアンテナ３８を介して、図示しない複数のＧＰＳ衛星からの到来電波を受信し、現在位置の３次元座標と現在時刻とを算出する。
【００３２】
外部入出力部３２は、例えばヘッドホンジャック３９、マイクロＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）端子４０、及びメモリカードスロット４１と接続される。
【００３３】
ヘッドホンジャック３９は、例えばステレオミニジャック対応のプラグが挿入されることで、ステレオのアナログ音声信号を出力可能とする。また本実施形態では、このヘッドホンジャック３９に上記ビューワ装置１０のケーブル１５を接続することで、上記振動子１３，１４を駆動して振動させることが可能であるものとする。
【００３４】
マイクロＵＳＢ端子４０は、外部接続されるＵＳＢ機器との間でシリアルデータ通信及び電源供給を行なう。
【００３５】
メモリカードスロット４１は、例えばマイクロＳＤカードを装着し、当該カードに対して各種データの書込みと読出しとを行なう。
【００３６】
［動作］  
次に上記実施形態の動作について説明する。  
なお、以下に示す動作は、ＣＰＵ２１が、表示部２６で表示させる画像中の表示像の位置から、ビューワ装置１０のケーシング１１内で投影させる仮想像の位置を算出し、算出した位置に基づいて振動子１３，１４の振動強度及びパターン（振動周波数と振動の持続時間及び間欠時間等）を設定して、外部入出力部３２、外部入出力部３２、上記ケーブル１５を介して振動子１３，１４を駆動させる。
【００３７】
このＣＰＵ２１による制御動作は、ＳＳＤ２３に記憶される空中像投影用のアプリケーションプログラムを読出してメインメモリ２２上に展開して記憶させた上で、そのプログラムに従って順次実行することで、実現される。
【００３８】
まず、ビューワ装置１０のウィンドウ部１２から見えるケーシング１１内で仮想像に与える定位感と力感について説明する。  
基本的には、ケーシング１１内の仮想像の位置に基づいて、各振動子１３，１４の振動強度を決定する。振動子１３，１４が設置されたケーシング１１の（ウィンドウ部１２側から見て）右側、左側の側面から仮想像までの距離に基づいて振動強度を決定する。
【００３９】
また、仮想像の移動方向に対して平行となる面に設置された振動子では、振動強度を変化させないか、または振動強度を「０（ゼロ）」とする。
【００４０】
また振動パターン、特に振動の間欠時間に関し、間欠時間を設けずに連続的に振動させても良いし、あるいは所定の間欠時間を設けて振動させても良い。  
さらに、像自体の特徴、例えば像が生き物であればその動き方、動物であればその足音や鳴き声などの音声データに応じて振動パターンの各パラメータを可変設定することも考えられる。
【００４１】
間欠時間を設定する場合は、像の動き、具体的には画像中での移動の速度、または加速度が大きいほど、間欠時間を短縮して、像の動作を強調することが考えられる。
【００４２】
さらに、仮想像の位置を強調するべく、振動子を設けた壁面から一定以上距離が離れている仮想像の場合には、その振動子での振動強度を「０（ゼロ）」としても良い。
【００４３】
図３は、ケーシング１１内部で仮想像ＢＤの定位感を生成する一例を示す。
【００４４】
同図で、振動子１４での振動強度をＡ1、振動子１３での振動強度をＡ２、スマートフォン２０でのバイブレータ２８による振動強度をＡ３とすると、振動強度Ａn（ｎ＝１，２，３）は、次式  
Ａｎ＝Σ(ｗｉ／Ｌｎ，ｉ(ｔ))                        …(1)  
（但し、ｗｉ：像ｉの基準振動強度（像のサイズ等を基に任意に設定）、
Ｌｎ，ｉ(ｔ)：ある時点ｔでの、振動強度Ａｎの振動子が設置された側面から像ｉまでの距離。）  
で与えられる。  
【００４５】
ここで、仮想像ＢＤの基準振動強度をｗ１、ビューワ装置１０のケーシング１１の横方向の長さをＬＷ、仮想像ＢＤのケーシング１１内での左側面からの距離をＬ１，１、スマートフォン２０の表示面から仮想像ＢＤまでの距離をＬ3，１とすると、必要な振動強度Ａ１〜Ａ３は、  
Ａ１＝ｗ１／Ｌ１，１ 
Ａ２＝ｗ１／(ＬＷ−Ｌ１，１)  
Ａ３＝ｗ１／Ｌ3，１ 
となる。
【００４６】
さらに、上記図３と同様の図４（Ａ）に示す配置に加えて、ケーシング１１内での奥行きを考慮するべく、振動子１３，１４が付設されていない、上記ウィンドウ部１２を設けた側面と対向する奥側の側面からの距離に応じた振動強度についても考える。
【００４７】
図４（Ｂ）は、ケーシング１１の奥行き方向を上から見て示す図であり、仮想像ＢＤの背面からの距離をｚ１とする。ここで、振動強度Ａn（ｎ＝１，２，３）は、上記式（１）から、次式  
Ａｎ＝Σ{ｚｉ(ｔ)ｗｉ／ＬＤＬｎ，ｉ(ｔ))}                        …(2)  
（但し、ｚｉ(ｔ)：ある時点(ｔ)における像ｉの背面からの距離、
ＬＷ：ケーシング１１の横方向の長さ、
ＬＤ：ケーシング１１の奥行き。）  
に代えて与えられる。
【００４８】
ここで、必要な振動強度Ａ１〜Ａ３は、  
Ａ１＝ｚ１ｗ１／ＬＤＬ１，１ 
Ａ２＝ｚ１ｗ１／ＬＤ(ＬＷ−Ｌ１，１)  
Ａ３＝ｚ１ｗ１／ＬＤＬ3，１ 
となる。
【００４９】
このように、スマートフォン２０のバイブレータ機能を含んで、少なくとも２個以上の振動子、例えば振動子１３，１４により、仮想像の位置及び運動の方向に合せて、振動強度とパターンを調整して振動させる。この場合、複数の振動子は、単に同時に振動させるだけではなく、一定の時間差を設けて振動させるものとしても良く、それらの駆動パターンを適宜選択できるものとする。
【００５０】
これにより、ビューワ装置１０のケーシング１１内部に定位感、ケーシング１１内部のある位置に何かが存在するような感覚や力を掛けた感覚などの力感、及びケーシング１１内部で何かが動いた感覚の運動感を、任意の方向、及び任意の位置で生成する。これらの触感を視覚での像と組み合わせることで、仮想像の位置と存在感とを強調できる。
【００５１】
（第１実施例）  
次に、より具体的な振動強度、及び振動パターンの実施例をいくつか説明する。  
図５は、２点が一定の時間差で触刺激を受けると、その間での運動を知覚する「触覚仮現運動」の原理を使用し、視覚像の動きに合わせてケーシング１１内部の瞬間的な運動感を提示する場合を示す。
【００５２】
図５（Ａ）は、左側の振動子１４での振動タイミングＴ＝０［秒］、右側の振動子１３での振動タイミングＴ＝０．２［秒］として、同様の振動強度で振動させることにより、図中に矢印で示すように左方から右方へ仮想像が移動する場合を例示している。
【００５３】
図５（Ｂ）は、左側の振動子１４での２回の振動タイミングＴ＝０［秒］，０．１［秒］、右側の振動子１３での振動タイミングＴ＝０．２［秒］として、それぞれ同様の振動強度で振動させることにより、まず左側の振動子１４で２回連続して振動させることで左側をより強調しつつ、その振動子１４での２回目の振動から振動子１３での振動に至る間で、図中に矢印で示すように左方から右方へ仮想像が移動する場合を例示している。
【００５４】
図５（Ｃ）は、左側の振動子１４及び右側の振動子１３で共に振動タイミングＴ＝０［秒］とし、スマートフォン２０のバイブレータ２８による振動タイミングＴ＝０．２［秒］として、同様の振動強度で振動させることにより、図中に矢印で示すように左右中立位置の上方から下方へ仮想像が移動する場合を例示している。
【００５５】
図５（Ｄ）は、スマートフォン２０のバイブレータ２８による振動タイミングＴ＝０［秒］、右側の振動子１３での振動タイミングＴ＝０．２［秒］として、同様の振動強度で振動させることにより、図中に矢印で示すように左下から右上へ仮想像が斜め上に移動する場合を例示している。
【００５６】
これらに示したように、一定の時間差を用いて同程度の振動強度で複数点を順次振動させることにより、触覚仮現運動により像の平面的な移動を知覚することができるため、実際に投影する像の移動と連動して上記時間差による２点間での時間差を持った振動を与えることで、投影される像の位置と存在間を強調することができる。
【００５７】
（第２実施例）  
図６は、２点が一定の強度差で同時に触刺激を受けると、その強度差に応じた間の位置で定位する「ファントムセンセーション」の原理を使用し、視覚像の位置に合わせて、ケーシング１１内部に定位感、力感を提示する場合を示す。
【００５８】
図６（Ａ）は、左側の振動子１４、右側の振動子１３、及びスマートフォン２０のバイブレータ２８でそれぞれ振動タイミングＴ＝０［秒］として、振動強度５で同時に振動させる。３点での同時、且つ同振動強度での震度を与えることにより、図中に仮想像ＢＤを示すように３点間の画面の略中央下部での定位感を生成する場合を例示している。
【００５９】
これに対して、図６（Ｂ）は、上記図６（Ａ）の状態から、左側の振動子１４及び右側の振動子１３でそれぞれ振動タイミングＴ＝０［秒］として、振動強度５で同時に振動させた場合を示す。上記図６（Ａ）で示した場合と比して、下方のスマートフォン２０のバイブレータ２８での振動を与えていない。そのため、抜重感が与えられることとなり、仮想像ＢＤは画面下方への定位感が低く、やや上方に浮いた定位感を生成する場合を例示している。
【００６０】
さらに図６（Ｃ）は、上記図６（Ｂ）の状態から、左側の振動子１４及び右側の振動子１３でそれぞれ振動タイミングＴ＝０［秒］として、振動強度５で同時に振動させた後、スマートフォン２０のバイブレータ２８で振動タイミングＴ＝０．２［秒］の時間差を持って振動強度２で振動させた場合を示す。
【００６１】
上記図６（Ｂ）で示した場合と比して、時間差を持って下方のスマートフォン２０のバイブレータ２８での弱めの振動が与えられることとなる。そのため、例えば画像中で何らかのキャラクタが表われた場合や、ジャンプで着地する場合など、図中に矢印で示すように仮想像ＢＤに対する下方への移動を表現する場合の定位感を生成する場合を例示している。
【００６２】
続く図６（Ｄ）は、上記図６（Ｃ）の状態から、左側の振動子１４を振動タイミングＴ＝０［秒］で振動強度３、右側の振動子１３を振動タイミングＴ＝０［秒］で振動強度５として、同時に振動させた後、スマートフォン２０のバイブレータ２８で振動タイミングＴ＝０．１［秒］の時間差を持って振動強度４で振動させた場合を示す。
【００６３】
上記図６（Ｃ）で示した場合と比して、振動タイミングＴ＝０［秒］での振動強度が右方の振動子１３の方が大きく、且つその後の時間差を持った下方のスマートフォン２０のバイブレータ２８でも左方の振動子１４の振動強度より大きい値で振動させることとなる。そのため、左右中央よりやや右側に位置していた仮想像ＢＤが、図中に矢印で示すようにさらに相対的に右下方向へ移動するような定位感が生成されることとなる。
【００６４】
これらに示したように、２点が一定の強度差で同時に触刺激を受けることで、その強度差に応じた間の位置で定位して、仮想像ＢＤの定位感と力感とを提示できる。
【００６５】
（第３実施例）  
図７は、奥行き方向の移動感を提示する場合を示す。
【００６６】
一定の時間間隔で間欠的な振動を生成しながら、投影する仮想像ＢＤが小さくなるのに合わせて、振動強度を小さくすると、遠近法により、仮想像ＢＤが手前から奥の方向に向かって移動しているような間隔を得ることができる。
【００６７】
逆に、一定の時間間隔で間欠的な振動を生成しながら、投影する仮想像ＢＤが大きくなるのに合わせて、振動強度を大きくすると、遠近法により、仮想像ＢＤが奥から手前の方向に向かって移動しているような間隔を得ることができる。
【００６８】
図７は、上記前者の、仮想像ＢＤが手前から奥の方向に向かって移動する場合の提示例を示す。当初の図７（Ａ）では、左側の振動子１４と右側の振動子１３共に、振動タイミングＴ＝０［秒］で振動強度５とし、スマートフォン２０のバイブレータ２８での振動は無しとした場合の仮想像ＢＤの投影例を示す。仮想像ＢＤは、ウィンドウ部１２の画面中央に大きく投影されている。
【００６９】
その後、図７（Ｂ）に示すように、左側の振動子１４と右側の振動子１３共に、振動タイミングＴ＝０．２［秒］で振動強度３とし、スマートフォン２０のバイブレータ２８での振動は無しとする。このときウィンドウ部１２内の仮想像ＢＤは、画面中央で上記図７（Ａ）の場合に比して小さく投影されている。
【００７０】
さらに図７（Ｃ）に示すように、左側の振動子１４と右側の振動子１３共に、振動タイミングＴ＝０．４［秒］で振動強度１とし、スマートフォン２０のバイブレータ２８での振動は無しとする。このときウィンドウ部１２内の仮想像ＢＤは、画面中央で上記図７（Ｂ）の場合に比してもさらに小さく投影されている。
【００７１】
このように、投影する仮想像ＢＤの大きさと振動強度とを連動させて制御することで、遠近法により仮想像ＢＤが奥行き方向に沿って、手前側もしくは奥側に移動するような感覚を提示できる。
【００７２】
また上記奥行き方向に沿って、仮想像ＢＤが手前側もしくは奥側に移動するような投影を実行する場合、信号強度のみならず、例えば仮想像ＢＤが手前側に近付いて来る場合の振動周波数を高く、奥側に遠ざかる場合の振動周波数を低く設定するなど、その方向に応じて振動周波数も併せて制御することで、遠近の定位感をより強く提示できる。
【００７３】
（第４実施例）  
図８は、複数の仮想像のケーシング１１内での定位感と力感を提示する場合を示す。複数の仮想像をケーシング１１内で投影する場合、各仮想像の基準振動強度となる重量パラメータｗを設定し、ケーシング１１の側面からの距離を考慮した振動強度とすることで、複数の仮想像の定位感を提示する。
【００７４】
ここで上記重量パラメータｗは、当該仮想像の大きさや、その仮想像から出る音の振幅レベルから決定するものとしても良い。
【００７５】
また複数の仮想像それぞれに対応する振動の周波数は、できれば異なるものとすることで、それら仮想像が互いに異なる動きをした場合の振動パターンの変化を触刺激として識別して知覚できるようにすることが望ましい。
【００７６】
図８は、２体の仮想像ＢＤ１，ＢＤ２を同時に投影する場合の振動子１３，１４とスマートフォン２０のバイブレータ２８の各振動強度を説明する図である。同図に示すように、ウィンドウ部１２内の左側に投影する仮想像ＢＤ１の重量パラメータをｗ１、同右側に投影する仮想像ＢＤの重量パラメータをｗ２とし、ケーシング１１の横方向の長さをＬＷ、ケーシング１１の左側面から仮想像ＢＤ１までの距離をＬ１、同仮想像ＢＤ２までの距離をＬ２とする。スマートフォン２０のバイブレータ２８による振動強度を、図示する如く「ｗ１＋ｗ２」とする。
【００７７】
この場合、左側の振動子１４での振動強度Ａ１と、右側の振動子１３での振動強度Ａ２は、次式  
Ａ１＝ｗ１/Ｌ１＋ｗ２/Ｌ２ 
Ａ２＝ｗ１/(ＬＷ−Ｌ１)＋ｗ/(ＬＷ−Ｌ２)  
で表される。
【００７８】
このように、複数の仮想像ＢＤ１，ＢＤ２においても、それぞれの基準振動強度である重量パラメータと、その横方向の位置関係とから、最適な定位感を与えるような振動強度を算出して、設定することができる。
【００７９】
（第５実施例）  
上記第４実施例における基準振動強度である重量パラメータｗに対して、ケーシング１１の奥行き方向の位置に基づいた係数を乗ずることで、前後方向の位置も考慮して各振動子の振動強度に反映し、仮想像ＢＤ１，ＢＤ２により合致した定位感を提示することを実現する。
【００８０】
すなわち、上記図８と同様の図９（Ａ）に示す配置に加えて、ケーシング１１内での奥行きを考慮するべく、振動子１３，１４が付設されていない、上記ウィンドウ部１２を設けた側面と対向する奥側の側面からの距離に応じた振動強度についても考える。
【００８１】
図９（Ｂ）は、ケーシング１１の奥行き方向を上から見て示す図であり、仮想像ＢＤ１の背面からの距離をｄ１、仮想像ＢＤ２の背面からの距離をｄ２とする。ここで、仮想像ＢＤ１，ＢＤ２の各重量パラメータｗ１，ｗ２から、次式  
Ｗ１＝ｗ１ｄ１/(ｄ１＋ｄ２)  
Ｗ２＝ｗ２ｄ２/(ｄ１＋ｄ２)  
が導出できる。
【００８２】
これらＷ１，Ｗ２から、求める振動強度Ａ１，Ａ２が次式  
Ａ１＝Ｗ１/Ｌ１＋Ｗ２Ｌ２ 
Ａ２＝Ｗ１/(ＬＷ−Ｌ１)＋Ｗ２/(ＬＷ−Ｌ２)  
により算出できる。
【００８３】
このように、複数の仮想像ＢＤ１，ＢＤ２において、それぞれの基準振動強度である重量パラメータ、その横方向の位置、及び奥行き方向の位置から、３次元空間における最適な定位感を与えるような振動強度を算出して、設定することができる。
【００８４】
［実施形態の効果］  
以上詳述した如く本実施形態によれば、視覚情報のみによらずに、投影される空中像の位置と存在間を強調することが可能となる。
【００８５】
また上記実施形態では、ケーシング１１に設けた一対の振動子１３，１４のみならず、スマートフォン２０のバイブレータ２８も振動子として使用することにより、ケーシング１１内の３次元空間中で仮想像ＢＤ（，ＢＤ１，ＢＤ２）による定位感と力感をより確実に提示できる。
【００８６】
なお、上記実施形態は、スマートフォンとそのスマートフォン専用のビューワ装置とを組み合わせて空中像投影装置を構成する場合について説明したが、本発明はそのように構成に限定することなく、専用の空中像投影装置や、携帯ゲーム端末機とビューワ装置とを組み合わせた空中像投影装置など、種々の構成により実現することが可能である。
【００８７】
その他、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、各実施形態は適宜組み合わせて実施してもよく、その場合組み合わせた効果が得られる。更に、上記実施形態には種々の発明が含まれており、開示される複数の構成要件から選択された組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、課題が解決でき、効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【符号の説明】
【００８８】
１０…ビューワ装置、１１…ケーシング、１２…ウィンドウ部、１３，１４…振動子、１５…ケーブル、１６，１７…ハーフミラー、１８…フルミラー、２０…スマートフォン、２１…ＣＰＵ、２２…メインメモリ、２３…ＳＳＤ、２４…撮像部、２５…音声入出力部、２６…表示部、２７…タッチ入力部、２８…バイブレータ、２９…加速度センサ、３０…通信部、３１…ＧＰＳ受信部、３２…外部入出力部、３３…スピーカ部、３４…マイクロホン部、３５〜３７…アンテナ、３８…ＧＰＳアンテナ、３９…ヘッドホンジャック、４０…マイクロＵＳＢ端子、４１…メモリカードスロット、Ｂ…バス、ＢＤ，ＢＤ１，ＢＤ２…仮想像。
【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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