(57)【要約】【課題】簡易な構成で移動体の位置変動を検出する位置変動を検出する位置変動検出装置の提供。【解決手段】当該位置変動検出装置は、移動体（１０）に取り付けられた第１の音波送信素子（２）及び第１の音波受信素子（３）と、移動体（１０）の位置移動を検出する検出部（１ｂ）とを備える。第１の音波受信素子（３）は、第１の音波送信素子（２）から送信される音波送信信号を受信する。検出部（１ｂ）は、音波送信信号の送受の遅延時間の変動に基づいて移動体（１０）の位置移動を検出する。【選択図】図１
2019090646.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体に取り付けられた第１の音波送信素子及び第１の音波受信素子と、前記移動体の位置移動を検出する検出部と、を備え、
前記第１の音波受信素子は、前記第１の音波送信素子から送信される音波送信信号を受信し、
前記検出部は、前記音波送信信号の送受の遅延時間の変動に基づいて前記移動体の移動距離を検出する、
位置変動検出装置。
【請求項２】
筒状体をさらに備え、
前記筒状体は、前記音波送信信号が前記第１の音波送信素子から前記第１の音波受信素子まで放射される経路の少なくとも一部を包含することを特徴とする、
請求項１に記載の位置変動検出装置。
【請求項３】
前記第１の音波送信素子は、超音波送信素子であり、
前記第１の音波受信素子は、超音波受信素子であることを特徴とする、
請求項１又は２に記載の位置変動検出装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の位置変動検出装置を備え、
定期的に前記移動距離を検出し、検出した前記移動距離を積算することによって全移動量を求めて、現時点の位置を検出する、
位置検出装置。
【請求項５】
請求項３項に記載の位置変動検出装置を備え、
前記位置変動検出装置は、前記移動体に取り付けられた第２の音波送信素子及び第２の音波受信素子を、備え、
前記第１の音波送信素子と、前記第１の音波受信素子とは、第１の仮想軸上に所定の間隔を空けて配置されており、
前記第２の音波送信素子と、前記第２の音波受信素子とは、第２の仮想軸上に所定の間隔を空けて配置されており、
前記第１の仮想軸と前記第２の仮想軸とは直交する、
ことを特徴とする平面位置検出装置。
【請求項６】
請求項４に記載の平面位置検出装置を備え、
前記平面位置検出装置は、前記移動体に取り付けられた第３の音波送信素子及び第３の音波受信素子を、備え、
前記第３の音波送信素子と、前記第３の音波受信素子とは、第３の仮想軸上に所定の間隔を空けて配置されており、
前記第３の仮想軸と前記第１の仮想軸とは直交し、
前記第３の仮想軸と前記第２の仮想軸とは直交する、
ことを特徴とする空間位置検出装置。
【請求項７】
位置変動検出装置を備える移動体であって、
前記位置変動検出装置は、移動体に取り付けられた第１の音波送信素子及び第１の音波受信素子と、前記移動体の位置移動を検出する検出部と、を備え、
前記第１の音波受信素子は、前記第１の音波送信素子から送信される音波送信信号を受信し、
前記検出部は、前記音波送信信号の送受の遅延時間の変動に基づいて前記移動体の位置移動を検出する、
移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は位置変動検出装置、位置検出装置、平面位置検出装置、空間位置検出装置及び移動体に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に開示の位置検出装置は、使用者の頭部に装着されたヘッドマウントディスプレイと、ヘッドマウントディスプレイに設けられた２個の送信用超音波素子と、この使用者の周辺に設けられたディスプレイの上に配置された受信用超音波素子とを備える。この位置検出装置は、送信用超音波素子から放射された超音波を受信用超音波素子が受信し、その受信した時間差に基づいて、送信用超音波素子の位置を演算する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２８３４７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような装置では、超音波送信素子及び超音波受信素子の少なくとも一方を移動体の周辺に設けることを必要とする。そのため、装置構成を簡易化する余地があった。
【０００５】
本発明は、簡易な構成で移動体の位置変動を検出するものとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る位置変動検出装置は、
移動体に取り付けられた第１の音波送信素子及び第１の音波受信素子と、前記移動体の位置移動を検出する検出部と、を備え、
前記第１の音波受信素子は、前記第１の音波送信素子から送信される音波送信信号を受信し、
前記検出部は、前記音波送信信号の送受の遅延時間の変動に基づいて前記移動体の位置移動を検出する。
【０００７】
このような構成によれば、音波送信素子と音波受信素子とを移動体に取り付けるため、両素子の一方を移動体の周辺に固定する必要が無い。そのため、移動体の周辺に対する制約が少ないため、位置変動検出装置の構成が簡易となる。すなわち、簡易な構成で移動体の位置変動を検出することができる。
【０００８】
また、本発明に係る位置変動検出装置は、筒状体をさらに備え、前記筒状体は、前記音波送信信号が前記第１の音波送信素子から前記第１の音波受信素子まで放射される経路の少なくとも一部を包含することを特徴としてもよい。
【０００９】
このような構成によれば、音波送信素子から音波受信素子までの間に、物体が侵入することを防止する。このような物体の侵入による音波進行の妨害を抑制するため、音波を安定して進行させる。
【００１０】
また、本発明に係る位置変動検出装置は、前記第１の音波送信素子は、超音波送信素子であり、前記第１の音波受信素子は、超音波受信素子であることを特徴としてもよい。
【００１１】
このような構成によれば、超音波を音波として用いるため、超音波の送受信を使用者に感じさせない。
【００１２】
また、本発明に係る位置検出装置は、上記した位置変動検出装置を備え、定期的に前記移動距離を検出し、検出した前記移動距離を積算することによって全移動量を求めて、現時点の位置を検出する。
【００１３】
このような構成によれば、簡易な構成の位置変動検出装置を用いて、移動体の位置を検出することができる。
【００１４】
また、本発明に係る平面位置検出装置は、上記した位置変動検出装置を備え、前記位置変動検出装置は、前記移動体に取り付けられた第２の音波送信素子及び第２の音波受信素子を、備え、前記第１の音波送信素子と、前記第１の音波受信素子とは、第１の仮想軸上に所定の間隔を空けて配置されており、前記第２の音波送信素子と、前記第２の音波受信素子とは、第２の仮想軸上に所定の間隔を空けて配置されており、前記第１の仮想軸と前記第２の仮想軸とは直交する。
【００１５】
このような構成によれば、簡易な構成の位置変動検出装置を用いて、平面上における移動体の位置を検出することができる。
【００１６】
また、本発明に係る空間位置検出装置は、上記した平面位置検出装置を備え、前記平面位置検出装置は、前記移動体に取り付けられた第３の音波送信素子及び第３の音波受信素子を、備え、前記第３の音波送信素子と、前記第３の音波受信素子とは、第３の仮想軸上に所定の間隔を空けて配置されており、前記第３の仮想軸と前記第１の仮想軸とは直交し、前記第３の仮想軸と前記第２の仮想軸とは直交する。
【００１７】
このような構成によれば、簡易な構成の位置変動検出装置を用いて、３次元空間上における移動体の位置を検出することができる。
【００１８】
また、本発明に係る移動体は、位置変動検出装置を備える移動体であって、前記位置変動検出装置は、移動体に取り付けられた第１の音波送信素子及び第１の音波受信素子と、前記移動体の位置移動を検出する検出部と、を備え、前記第１の音波受信素子は、前記第１の音波送信素子から送信される音波送信信号を受信し、前記検出部は、前記音波送信信号の送受の遅延時間の変動に基づいて前記移動体の位置移動を検出する。
【００１９】
このような構成によれば、簡易な構成の位置変動検出装置を用いて、移動体は自己の位置変動を検出することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明は、簡易な構成で移動体の位置変動を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施の形態１にかかる移動体の全体構成図である。
【図２】実施の形態１にかかる移動体の位置検出方法の一例を示す図である。
【図３】実施の形態１にかかる移動体の位置検出方法の他の一例を示す図である。
【図４】実施の形態１にかかる移動体の位置検出方法の他の一例を示す図である。
【図５】時間に対する送受信をチャートである。
【図６】実施の形態２にかかる移動体の平面位置検出方法の一例を示す図である。
【図７】実施の形態３にかかる移動体の全体構成図である。
【図８】実施の形態３にかかる移動体の一変形例の全体構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
実施の形態１
以下、図１〜図５を参照して実施の形態１に係る移動体１０について説明する。
【００２３】
図１に示すように、移動体１０は、本体１と、超音波送信素子２と、超音波受信素子３とを備える。
【００２４】
本体１は、移動体１０を移動させることができる技術的な手段を備えてもよく、図１に示す本体１の一例は、車輪１ａと、検出部１ｂとを備える。本体１の一例は、車輪１ａを回転させたり、車輪１ａの向きを変更させたりすることによって、移動体１０を自律的に所定方向に進行させる技術的な手段をさらに備えてもよい。なお、本体１は、必ずしも自走する必要が無く、本体１の周辺に配置された別体の装置や、使用者等の人によって移動してもよい。検出部１ｂは、超音波送信素子２が超音波を放射した時点を示す信号や、超音波受信素子３から超音波の波形信号を受け取る等して、後述する位置変動検出方法を用いて、移動体１０の位置変動を検出する。具体的には、検出部１ｂは、音波送信信号の送受の遅延時間の変動に基づいて移動体１０の位置移動を検出する。超音波送信素子２と、超音波受信素子３と、検出部１ｂとが、位置変動検出装置として機能する。
【００２５】
超音波送信素子２は、本体１に取り付けられており、所定の方向に、超音波Ｕを放射する。超音波送信素子２は、超音波受信素子３へ超音波Ｕを放射するように本体１に取り付けられているとよい。この超音波信号に係る超音波Ｕの波形は、送信時点と受信時点とを特定することができるものであればよく、例えば、パルス波、正弦波、三角波、鋸歯状波等の多種多様な波形を利用することができる。図１に示す超音波送信素子２の一例は、本体１の上部の一端部に取り付けられている。
【００２６】
超音波受信素子３は、超音波送信素子２から放射される超音波信号を受信可能なように、超音波送信素子２と所定の間隔を空けて本体１に取り付けられている。超音波は、超音波送信素子２から超音波受信素子３までの所定の経路を進行する。この所定の経路には、物体を配置することなく、所定の空間を確保することが好ましい。これによって、超音波を反射させることなく、吸収させることもなく、その進行を抑制することがない。すなわち、超音波が空気等の気体のみを伝播するため、超音波の放射とその受信をスムーズに行うことができて好ましい。図１に示す超音波受信素子３の一例は、本体１の上部の他端部に取り付けられている。
【００２７】
なお、本体１の一例は、例えば、電源、モータドライバ、モータ、制御部等を備えてもよい。制御部は、ハードウェア構成として、例えば、制御処理、演算処理等と行うＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＣＰＵによって実行される制御プログラム、演算プログラム等が記憶されたＲＯＭ（Read Only Memory）、処理データ等を記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）等からなるマイクロコンピュータを中心にして、ハードウェア構成されている。制御部は、検出部１ｂの動作を行なってもよい。制御プログラム、演算プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（tangible storage medium）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ（Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ）を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（transitory computer readable medium）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。
【００２８】
（位置変動検出方法）
次に、図２〜図５に示すように、各状態における位置変動検出方法について説明する。状態は、移動体が静止した静止状態と、移動体が移動する移動状態１、２とがある。
【００２９】
（静止状態）
図２に示すように、移動体１０は、地面Ｇ１に載置されており、静止している。超音波送信素子２は、超音波Ｕ１を放射し、超音波受信素子３が超音波Ｕ１を受けて、超音波Ｕ１に係る超音波信号を受信する。
【００３０】
図５に示すように、具体的には、超音波送信素子２は、時点ｔ１から所定時間、超音波Ｕ１を送信する。なお、図５に示す超音波Ｕ１の波形の一例はパルス波である。超音波受信素子３は、時点ｔ２から所定期間、超音波Ｕ１を受信する。
【００３１】
（移動状態１）
図３に示すように、移動体１０は、地面Ｇ１に載置されており、超音波送信素子２から放射される超音波Ｕ２の放射方向と逆方向（ここでは、Ｘ軸マイナス側）に移動している。
【００３２】
図５に示すように、超音波送信素子２は、時点ｔ１から所定時間、超音波Ｕ２を送信する。超音波受信素子３は、時点ｔ２−Δｔ１から所定期間、超音波Ｕ２を受信する。静止状態における受信時点ｔ２からの差分Δｔ１と、移動体１０が時点ｔ１から時点ｔ２までに超音波送信素子２から放射される超音波の放射方向と逆方向（ここでは、Ｘ軸マイナス側）に移動する移動距離Ｄ１と、超音波の速度Ｖｕとは、以下の関係式１を満たす。
Ｄ１＝Ｖｕ×Δｔ１      （…関係式１）
関係式１を用いて、移動体１０の移動距離Ｄ１を求めることができる。移動距離Ｄ１は、超音波送信素子２から放射される超音波の放射方向に−Ｄ１移動したことになる。
【００３３】
（移動状態２）
図４に示すように、移動体１０は、地面Ｇ１に載置されており、超音波送信素子２から放射される超音波Ｕ３の放射方向（ここでは、Ｘ軸プラス側）に移動している。
【００３４】
図５に示すように、超音波送信素子２は、時点ｔ１から所定時間、超音波Ｕ３を送信する。超音波受信素子３は、時点ｔ２＋Δｔ２から所定期間、超音波Ｕ３を受信する。受信時点の差分Δｔ２と、移動体１０が時点ｔ１から時点ｔ２までに超音波送信素子２から放射される超音波の放射方向と同じ方向（ここでは、Ｘ軸プラス側）に移動する移動距離Ｄ２と、超音波の速度Ｖｕとは、以下の関係式２を満たす。
Ｄ２＝Ｖｕ×Δｔ２      （…関係式２）
関係式２を用いて、移動体１０の移動距離Ｄ２を求めることができる。移動距離Ｄ２は、超音波送信素子２から放射される超音波の放射方向にＤ２移動したことになる。
【００３５】
さらに、予め基準となる基準位置Ｘ０（図２参照）を求めておき、定期的に移動距離を求め、求めた移動距離を時点毎に積算してもよい。この積算結果と基準位置Ｘ０と基づいて、移動体１０のＸ軸方向における全移動量を求めることができる。また、移動体１０のＸ軸方向における、現時点を含む各時点の位置を求めることができる。
【００３６】
（平面位置検出装置）
次に、図６を参照して、実施の形態２にかかる移動体の平面位置検出装置について説明する。
【００３７】
図６に示すように、平面位置検出装置１１０は、超音波送信素子２１、２２と、超音波受信素子３１、３２と、検出部（図示略）と、を備える。超音波送信素子２１、２２と、超音波受信素子３１、３２とは、移動体１０（図１参照）の一平面（ここでは、ＸＹ平面）上に設けられている。超音波送信素子２１、２２は、超音波送信素子２（図１参照）と同じ構成を備え、超音波受信素子３１、３２は、超音波受信素子３（図１参照）と同じ構成を備える。
【００３８】
超音波送信素子２１と、超音波受信素子３１とは、仮想軸Ｘ１上に沿って配置されている。超音波送信素子２１は、超音波Ｕｘを放射し、超音波受信素子３１が超音波Ｕｘを受けて、超音波Ｕｘに係る超音波信号を受信する。
【００３９】
超音波送信素子２２と、超音波受信素子３２とは、仮想軸Ｙ１上に沿って所定の間隔を空けて配置されている。超音波送信素子２２は、超音波Ｕｙを放射し、超音波受信素子３２が超音波Ｕｙを受けて、超音波Ｕｙに係る超音波信号を受信する。
【００４０】
仮想軸Ｘ１、Ｙ１は、点Ｃ１で直交する。図６に示す超音波送信素子２１、及び超音波受信素子３１の一例は、点Ｃ１から仮想軸Ｘ１上にこの順に設けられている。図６に示す超音波送信素子２２、及び超音波受信素子３２の一例は、点Ｃ１から仮想軸Ｘ１上にこの順に設けられている。
【００４１】
平面位置検出装置１１０が備える検出部（図示略）は、検出部１ｂと同様に、超音波送信素子２１、２２が超音波を放射した時点を示す信号や、超音波受信素子３１、３２から超音波の波形信号を受け取る等する。さらに、この検出部は、上記した位置変動検出方法を用いて、移動体１０の位置変動を検出する。具体的には、当該検出部は、音波送信信号の送受の遅延時間の変動に基づいて移動体１０の位置移動を検出する。当該検出部は、検出部１ｂと同様な構成を備えるとよい。
【００４２】
以上より、平面位置検出装置１１０は、上記した位置変動検出方法を用いて、移動体１０のＹ方向における位置変動、及び移動体１０のＸ方向における位置変動を検出することができる。これらの検出値に基づいて、ＸＹ平面における移動体１０の位置変動を検出することができる。さらに、予め基準となる基準位置を求めておき、定期的に位置変動を求め、求めた位置変動を時点毎に積算する。これによって、ＸＹ平面における移動体１０の位置を検出することができる。
【００４３】
（空間位置検出装置及び移動体）
次に、図７を参照して、移動体１０の一具体例であるヘッドマウントディスプレイ１００について説明する。
【００４４】
図７に示すように、ヘッドマウントディスプレイ１００は、本体１００ａと、本体１００ａに搭載された空間位置検出装置２１０とを備える。本体１００ａは、ディスプレイ１００ｂと、アーム１００ｃとを備える。ヘッドマウントディスプレイ１００が使用者（図示略）に装着された場合、ディスプレイ１００ｂは、使用者の両眼を覆うように使用者頭部の前側周方向に延びた形状を備える。ディスプレイ１００ｂは、使用者の両眼に画像を表示し、アーム１００ｃは、ディスプレイ１００ｂの両端から使用者の頭部後方に向かって延びて、使用者の頭部側方に支持される。
【００４５】
本体１００ａは、使用者に装着されて、この使用者の動きに伴って三次元空間において移動することができる。すなわち、三次元空間における本体１００ａの位置が変動する。
【００４６】
空間位置検出装置２１０は、超音波送信素子２３及び超音波受信素子３３を備えるところを除いて、平面位置検出装置１１０と同じ構成を有する。
【００４７】
超音波送信素子２１と、超音波受信素子３１とは、本体１００ａのアーム１００ｃの長手方向に延びる仮想軸Ｘ１上に配置されている。アーム１００ｃの長手方向に延びる仮想軸Ｘ１は、ヘッドマウントディスプレイ１００が使用者の頭部に装着された場合、使用者の頭部の前後方向に延びる。
【００４８】
また、超音波送信素子２２と、超音波受信素子３２とは、本体１００ａのディスプレイ１００ｂの長手方向に延びる仮想軸Ｙ１上に配置されている。ディスプレイ１００ｂの長手方向に延びる仮想軸Ｙ１は、ヘッドマウントディスプレイ１００が使用者の頭部に装着された場合、使用者の頭部前側において左右方向に延びる。
【００４９】
また、超音波送信素子２３と、超音波受信素子３３とは、所定の間隔を空けて、本体１００ａのディスプレイ１００ｂの短手方向に延びる仮想軸Ｚ１上に配置されている。ディスプレイ１００ｂの長手方向に延びる仮想軸Ｚ１は、ヘッドマウントディスプレイ１００が使用者の頭部に装着された場合、使用者の鼻から頭頂部に延びる。
【００５０】
仮想軸Ｘ１と仮想軸Ｙ１とは点Ｃ２で直交し、仮想軸Ｙ１と仮想軸Ｚ１とは点Ｃ２で直交し、仮想軸Ｚ１と仮想軸Ｘ１とは点Ｃ２で直交する。
【００５１】
なお、空間位置検出装置２１０が備える検出部（図示略）は、検出部１ｂと同様に、超音波送信素子２１、２２、２３が超音波を放射した時点を示す信号や、超音波受信素子３１、３２、３３から超音波の波形信号を受け取る等する。さらに、この検出部（図示略）は、上記した位置変動検出方法を用いて、ヘッドマウントディスプレイ１００の位置変動を検出する。具体的には、当該検出部は、音波送信信号の送受の遅延時間の変動に基づいてヘッドマウントディスプレイ１００の位置移動を検出する。当該検出部は、検出部１ｂと同様な構成を備えると良い。
【００５２】
以上より、空間位置検出装置２１０は、上記した位置変動検出方法を用いて、ヘッドマウントディスプレイ１００のＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向における位置変動を検出することができる。これら検出値に基づいて、ヘッドマウントディスプレイ１００の三次元空間における位置変動を検出する。さらに、予め基準となる基準位置を求めておき、定期的に位置変動を求め、求めた位置変動を時点毎に積算する。これによって、ＸＹＺ空間におけるヘッドマウントディスプレイ１００の位置を検出することができる。
【００５３】
（一変形例）
次に、図８を参照して、ヘッドマウントディスプレイ１００（図７参照）の一変形例であるヘッドマウントディスプレイ２００について説明する。ヘッドマウントディスプレイ２００は、空間位置検出装置３１０を備えるところを除いて、ヘッドマウントディスプレイ１００と同じ構成を有する。
【００５４】
図８に示すように、ヘッドマウントディスプレイ２００は、空間位置検出装置３１０を備える。空間位置検出装置３１０は、筒状体４１、４２、４３を備えるところを除いて、空間位置検出装置２１０と同じ構成を有する。
【００５５】
筒状体４１は、超音波送信素子２１と超音波受信素子３１との間に設けられている。筒状体４１は、超音波が超音波送信素子２１から超音波受信素子３１まで放射される経路の少なくとも一部を包含する。超音波送信素子２１は、超音波Ｕｘを放射すると、超音波Ｕｘは、筒状体４１の内側を通過して、超音波受信素子３１に到達する。使用者が意図しない物体が、超音波送信素子２１と超音波受信素子３１との間に入り込もうとしても、筒状体４１が、このような物体の入り込みを抑制する。筒状体４１は、超音波Ｕｘの伝播のため、密封されることなく、空気などのガスが所定の量、入り込むような構造を有するとよい。
【００５６】
筒状体４２は、超音波送信素子２２と超音波受信素子３２との間に設けられている。筒状体４２は、超音波が超音波送信素子２２から超音波受信素子３２まで放射される経路の少なくとも一部を包含する。超音波送信素子２２は、超音波Ｕｙを放射すると、超音波Ｕｙは、筒状体４２の内側を通過して、超音波受信素子３２に到達する。使用者が意図しない物体が、超音波送信素子２２と超音波受信素子３２との間に入り込もうとしても、筒状体４２が、このような物体の入り込みを抑制する。筒状体４２は、超音波Ｕｙの伝播のため、密封されることなく、空気などのガスが所定の量、入り込むような構造を有するとよい。
【００５７】
筒状体４３は、超音波送信素子２３と超音波受信素子３３との間に設けられている。筒状体４３は、超音波が超音波送信素子２３から超音波受信素子３３まで放射される経路の少なくとも一部を包含する。超音波送信素子２３は、超音波Ｕｚを放射すると、超音波Ｕｚは、筒状体４３の内側を通過して、超音波受信素子３３に到達する。使用者が意図しない物体が、超音波送信素子２３と超音波受信素子３３との間に入り込もうとしても、筒状体４３が、このような物体の入り込みを抑制する。筒状体４３は、超音波Ｕｚの伝播のため、密封されることなく、空気などのガスが所定の量、入り込むような構造を有するとよい。
【００５８】
以上より、ヘッドマウントディスプレイ２００は、ヘッドマウントディスプレイ１００と異なり、筒状体４１、４２、４３を備える。そのため、使用者の意図しない物体が超音波送信素子２１、２２、２３と超音波受信素子３１、３２、３３とのそれぞれの間に入り込むおそれが少ない。従って、超音波を安定して進行させることができ、ヘッドマウントディスプレイ２００の位置変動を安定して検出することができる。さらに、予め基準となる基準位置を求めておき、定期的に位置変動を求め、求めた位置変動を時点毎に積算する。これによって、ＸＹＺ空間におけるヘッドマウントディスプレイ２００の位置を検出することができる。
【００５９】
なお、ヘッドマウントディスプレイ１００、２００は、その周辺に超音波送信素子及び超音波受信素子を配置することないので、簡易な構成で位置変動を検出することができる。そのため、消費電力が低い。このような位置変動検出装置、位置検出装置は、例えば、ＶＲやＡＲについてのデバイスに利用すると好ましい。このようなデバイスを用いると、ゲームやシミュレーション、具体的には、車両等の乗り物への搭乗、住宅の設計、家具配置、自動車組み立て等について、仮想現実において体験させるゲームやシミュレーションを実現させることができる。このようなデバイスの利用者は、手足を自由としたまま、仮想現実において各種体験をすることができる。
【００６０】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、また、上記した実施の形態３に係る空間位置検出装置は、ヘッドマウントディスプレイに適用したが、ヘッドマウントディスプレイ以外のウェラブルデバイス等に適用することができる。このようなウェラブルデバイスとして、例えば、スマートグラス、スマートリストバンド、スマートウォッチ等が挙げられる。また、上記した実施の形態１〜３に係る位置変動検出装置、平面位置検出装置１１０、空間位置検出装置２１０、３１０、及び移動体１０は、超音波送信素子２、２１、２２、２３及び超音波受信素子３、３１、３２、３３を備えたが、可聴域の周波数を有する音波を送受信する音波送信素子及び音波受信素子を備えてもよい。
【符号の説明】
【００６１】
１０  移動体                              
１１０  平面位置検出装置                  ２１０、３１０  空間位置検出装置
１ｂ  検出部
２、２１、２２  超音波送信素子            ３、３１、３２  超音波受信素子
４１、４２、４３  筒状体
１００、２００  ヘッドマウントディスプレイ
Ｃ１、Ｃ２  点                            Ｄ１、Ｄ２  移動距離
ｔ１、ｔ２  時点
Ｕ、Ｕ１、Ｕ２、Ｕ３、Ｕｘ、Ｕｙ、Ｕｚ  超音波
Ｖｕ  速度                                Ｘ０  基準位置
Ｘ１、Ｙ１、Ｚ１  仮想軸                  Δｔ１、Δｔ２  差分
【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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