特許 6859658 虚像表示装置および虚像表示方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6859658

(24)【登録日】2021年3月30日

(45)【発行日】2021年4月14日

(54)【発明の名称】虚像表示装置および虚像表示方法

(51)【国際特許分類】

   G02B 27/01 20060101AFI20210405BHJP

   B60K 35/00 20060101ALI20210405BHJP

   B60R 11/02 20060101ALI20210405BHJP

【ＦＩ】

   G02B27/01

   B60K35/00 A

   B60R11/02 C

【請求項の数】8

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2016-205562(P2016-205562)

(22)【出願日】2016年10月19日

(65)【公開番号】特開2018-66867(P2018-66867A)

(43)【公開日】2018年4月26日

【審査請求日】2019年9月30日

(73)【特許権者】

【識別番号】308036402

【氏名又は名称】株式会社ＪＶＣケンウッド

(74)【代理人】

【識別番号】100105924

【弁理士】

【氏名又は名称】森下 賢樹

(72)【発明者】

【氏名】山田 康之

【審査官】 山本 貴一

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０２−０８１７３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０３５７３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１２８０００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−２２５１１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−１１６８４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１７３２５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１９６４７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 独国特許出願公開第１０２０１３２０８９７１（ＤＥ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｂ ２７／０１

Ｂ６０Ｋ ３５／００

ＪＳＴＰｌｕｓ（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

表示光を生成し、前記表示光を虚像提示面に投射する投射部と、
前記表示光に基づく虚像を視認するユーザの上方に設けられ、超音波を用いて前記ユーザの頭頂部の高さ位置を所定の時間周期ごとに計測する超音波計測部と、
計測された前記ユーザの頭頂部の高さ位置に基づいて特定または推定した前記ユーザの目の高さに応じて、前記虚像提示面から前記ユーザに向かう前記表示光の方向を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、ａ）計測された前記ユーザの頭頂部の高さ位置の変化量が所定の基準値以内である場合、その変化量に応じて前記表示光の方向を変化させ、ｂ）計測された前記ユーザの頭頂部の高さ位置の変化量が前記基準値を超える場合、前記表示光の方向を固定したままとすることを特徴とする虚像表示装置。

【請求項2】

前記投射部は、前記表示光を反射させる投射鏡と、前記投射鏡の向きを変化させる駆動部とを含み、
前記制御部は、前記虚像提示面から前記ユーザに向かう前記表示光の方向が高さ方向に変化するよう前記駆動部を動作させることを特徴とする請求項１に記載の虚像表示装置。

【請求項3】

前記超音波計測部は、前記ユーザに向けて超音波信号を送信する送信部と、前記ユーザの頭皮で反射される超音波信号を受ける受信部とを含み、前記超音波信号の送信から受信までの時間差に基づいて前記ユーザの頭頂部の高さ位置を計測することを特徴とする請求項１または２に記載の虚像表示装置。

【請求項4】

前記送信部および前記受信部は、前記虚像を視認するユーザの前後方向に並んで配置されることを特徴とする請求項３に記載の虚像表示装置。

【請求項5】

前記送信部および前記受信部は、前記超音波計測部から前記ユーザの頭頂部までの高さ方向の距離よりも前記前後方向に離れて配置されることを特徴とする請求項４に記載の虚像表示装置。

【請求項6】

前記送信部および前記受信部の少なくとも一方は、前記前後方向に並んで複数設けられることを特徴とする請求項４に記載の虚像表示装置。

【請求項7】

前記虚像表示装置は車両用であり、前記超音波計測部は車両の天井に設けられることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の虚像表示装置。

【請求項8】

表示光を生成し、前記表示光を虚像提示面に投射するステップと、
前記表示光に基づく虚像を視認するユーザの上方から超音波を用いて前記ユーザの頭頂部の高さ位置を所定の時間周期ごとに計測するステップと、
計測された前記ユーザの頭頂部の高さ位置に基づいて特定または推定した前記ユーザの目の高さに応じて、前記虚像提示面から前記ユーザに向かう前記表示光の方向を制御するステップであって、ａ）計測された前記ユーザの頭頂部の高さ位置の変化量が所定の基準値以内である場合、その変化量に応じて前記表示光の方向を変化させ、ｂ）計測された前記ユーザの頭頂部の高さ位置の変化量が前記基準値を超える場合、前記表示光の方向を固定したままとするステップと、
を虚像表示装置が実行する虚像表示方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、虚像表示装置および虚像表示方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、車両用表示装置としてヘッドアップディスプレイが用いられることがある。ヘッドアップディスプレイは、画像表示光を車両のウィンドシールドなどに向けて投射し、画像表示光に基づく虚像を車外の風景に重畳して表示する。ヘッドアップディスプレイでは、運転者の目の位置の変化により虚像が適切に目視できない場合が生じるため、運転者の頭部をカメラで撮像し、撮像画像から目の位置を検出して表示位置の調整がなされることがある（例えば、特許文献１，２参照）。また、車両の天井にアレイ状に超音波センサを配置し、運転者の頭部の前後および左右方向の位置を検出することによって表示位置の調整がなされることもある（例えば、特許文献３参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１１−２４０８１３号公報

【特許文献2】特開２０１６−６４７６０号公報

【特許文献3】特開２００３−３４１３８３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

カメラによる位置検出をする場合、撮像素子と画像認識処理用のプロセッサを必要とするため、比較的高価な装置構成となる。また、使用時の環境光の明るさや照らされる向きなどの影響を受けるため、目の位置の正確な検出が困難となることがある。

【0005】

本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであり、簡易な構成で虚像の見え方を適切に調整する技術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】

上記課題を解決するために、本発明のある態様の虚像表示装置は、表示光を生成し、表示光を虚像提示面に投射する投射部と、表示光に基づく虚像を視認するユーザの上方に設けられ、超音波を用いてユーザの頭頂部の高さ位置を計測する超音波計測部と、計測されたユーザの頭頂部の高さ位置に応じて、虚像提示面からユーザに向かう表示光の方向を制御する制御部と、を備える。

【0007】

本発明の別の態様は、虚像表示方法である。この方法は、表示光を生成し、表示光を虚像提示面に投射するステップと、表示光に基づく虚像を視認するユーザの上方から超音波を用いてユーザの頭頂部の高さ位置を計測するステップと、計測されたユーザの頭頂部の高さ位置に応じて、虚像提示面からユーザに向かう表示光の方向を制御するステップと、を備える。

【0008】

なお、以上の構成要素の任意の組合せや本発明の構成要素や表現を、方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、簡易な構成により虚像の見え方を適切に調整できる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施の形態に係る虚像表示装置の構成を模式的に示す図である。

【図2】超音波計測部の構成を模式的に示す側面図である。

【図3】超音波計測部の構成を模式的に示す上面図である。

【図4】制御部の機能構成を示すブロック図である。

【図5】虚像表示装置の動作の流れを示すフローチャートである。

【図6】変形例に係る超音波計測部の構成を模式的に示す上面図である。

【図7】別の変形例に係る超音波計測部の構成を模式的に示す上面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。かかる実施の形態に示す具体的な数値等は、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

【0012】

図１は、実施の形態に係る虚像表示装置１０の構成を模式的に示す図である。本実施の形態では、移動体の一例である車両６０のダッシュボード内に虚像表示装置１０が設置される場合を示す。虚像表示装置１０は、いわゆるヘッドアップディスプレイ装置であり、虚像提示面であるウインドシールド６２に表示光を投射し、車両６０の進行方向（ｚ方向）の前方に虚像５０を提示する。運転者などのユーザ７０は、ウインドシールド６２を介して現実の風景に重畳される虚像５０を視認できる。そのため、ユーザ７０は、車両の走行中に視線をほとんど動かすことなく虚像５０に示される情報を得ることができる。

【0013】

虚像表示装置１０は、投射部２０と、超音波計測部３０と、制御部４０とを備える。
投射部２０は、照明部２２と、表示部２４と、投射鏡２６と、駆動部２８とを含む。投射部２０は、虚像５０を提示するための表示光を生成し、生成した表示光をウインドシールド６２に投射する。照明部２２からの照明光が表示部２４により変調されて表示光が生成され、生成された表示光が投射鏡２６により反射されてウインドシールド６２に投射される。投射鏡２６は、凹面鏡であり、表示部２４からの表示光をウインドシールド６２に向けて拡大して反射させる。駆動部２８は、投射鏡２６の向きを調整する機構であり、投射鏡２６の向きを変化させてユーザ７０に向かう表示光の方向を変化させる。駆動部２８は、投射鏡２６を回動させることにより、ユーザ７０に向かう表示光の方向を調整する。表示光の方向の調整は、虚像提示面がウインドシールド６２である場合、ウインドシールド６２に対する表示光の投射位置の調整と言いかえることもできる。駆動部２８は、制御部４０からの指示に基づいてステッピングモータを回転させるなどの動作により投射鏡２６の回転軸を回転させることで、投射鏡２６の向きを変化させる。

【0014】

超音波計測部３０は、ユーザ７０の上方に設けられ、超音波を用いてユーザ７０の頭頂部７４の高さ位置を計測する。本実施の形態において、超音波計測部３０は、車両６０の天井６４に設けられ、超音波計測部３０から頭頂部７４まで高さ方向の距離ｈ_１を計測する。超音波計測部３０は、超音波信号を送信する送信部と、超音波信号を受信する受信部とを含む。超音波計測部３０は、ユーザ７０の頭頂部７４の皮膚（頭皮）にて反射された超音波信号を受信し、送信から受信までの時間差に基づいて頭頂部７４の高さ位置を計測する。超音波を用いることにより、毛髪７８の量や形状による影響をほとんど受けることなく頭皮の高さ位置を計測することができる。ここで、頭頂部７４とは、頭部７２を構成する頭皮の最も高い位置であり、いいかえれば、超音波計測部３０に最も近い位置である。

【0015】

超音波計測部３０は、所定の時間周期ごとに頭頂部７４の高さｈ_１を計測するよう構成される。超音波計測部３０による計測の時間周期は特に限定されないが、例えば、１０ミリ秒（ｍｓ）、１００ｍｓ、５００ｍｓなどである。このような時間周期にて頭頂部７４の高さｈ_１を計測することにより、虚像表示装置１０の使用中におけるユーザ７０の頭頂部７４の位置変化を逐次モニタリングすることができる。

【0016】

制御部４０は、投射部２０の動作を制御して虚像５０の表示を制御する。制御部４０は、外部装置６８からの情報に基づいて表示用画像を生成し、表示用画像を表示部２４に表示させる。制御部４０は、超音波計測部３０からの頭頂部７４の高さ位置に応じて駆動部２８を動作させ、頭頂部７４の高さ位置に応じた適切な方向に表示光が投射されるようにする。制御部４０は、頭頂部７４までの高さｈ_１からユーザ７０の目７６の高さを推定し、目７６の高さ位置に適切に表示光が投射されるように投射鏡２６の向きを制御する。

【0017】

制御部４０は、外部装置６８と接続されている。外部装置６８は、虚像５０として表示される画像の元データを生成する装置である。外部装置６８は、例えば、車両６０の電子制御ユニット（ＥＣＵ；Electronic Control Unit）や、ナビゲーション装置、携帯電話やスマートフォン、タブレットといったモバイル装置などを含む。

【0018】

図２および図３は、超音波計測部３０の構成を模式的に示す図である。図２は側面図であり、図３は上面図である。超音波計測部３０は、超音波信号を送信する送信部３２と、超音波信号を受信する受信部３４とを含む。送信部３２および受信部３４は、虚像を視認するユーザ７０の前後方向（ｚ方向）に並んで配置される。送信部３２および受信部３４は、例えば、左右方向（ｘ方向）の位置が同じとなるように配置され、車両６０の運転席に着座するユーザ７０の中央に対応する位置に配置される。つまり、車両６０のステアリングホイール６６の中心を通って前後方向に延びる直線Ａ（図３参照）に沿って送信部３２および受信部３４が並べられる。

【0019】

送信部３２と受信部３４の間には、前後方向（ｚ方向）に距離ｄの間隔が設けられる。送信部３２と受信部３４の間隔ｄは、設計上想定するユーザ７０の頭頂部７４までの高さｈ_１と同程度もしくは高さｈ_１よりも大きい。送信部３２と受信部３４の間隔ｄは、例えば、５ｃｍ〜３０ｃｍ程度であり、好ましくは、１０ｃｍ〜２０ｃｍ程度である。送信部３２と受信部３４の間に所定の間隔ｄを設けることにより、ユーザ７０の頭部７２が前後方向に動く場合であっても、頭頂部７４の高さ位置をより適切に計測できる。具体的には、間隔ｄを設けることで前後方向の計測可能範囲を大きくするとともに、頭部７２の位置が前後にずれることに起因する頭頂部７４の高さｈ_１の計測誤差を小さくできる。

【0020】

図示する例では、送信部３２が後方、受信部３４が前方に配置される。変形例においては、送信部３２と受信部３４の配置が逆であってもよく、送信部３２が前方、送信部３２が後方に配置されてもよい。また、送信部３２と受信部３４が近接して配置されてもよく、送信部３２と受信部３４の間隔ｄが設計上想定するユーザ７０の頭頂部７４までの高さｈ_１よりも小さくてもよい。また、送信部３２と受信部３４が実質的に同じ位置に設けられてもよいし、送信部３２と受信部３４がモジュールとして同一素子内に組み込まれてもよい。

【0021】

図４は、制御部４０の機能構成を示すブロック図である。本明細書のブロック図において示される各ブロックは、ハードウェア的には、コンピュータのＣＰＵをはじめとする素子や機械装置で実現でき、ソフトウェア的にはコンピュータプログラム等によって実現されるが、ここでは、それらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックはハードウェア、ソフトウェアの組み合わせによっていろいろなかたちで実現できることは、当業者に理解されるところである。

【0022】

制御部４０は、表示制御部４２と、取得部４４と、特定部４６と、駆動制御部４８とを有する。表示制御部４２は、外部装置６８からの情報に基づいて表示用画像を生成し、生成した表示用画像を表示部２４に表示させる。表示制御部４２は、照明部２２の点灯および消灯、照明部２２の明るさを制御してもよい。

【0023】

取得部４４は、頭頂部７４の高さ位置に関する情報を超音波計測部３０から取得する。取得部４４は、受信部３４が受信する超音波信号を取得し、取得する超音波信号に基づいて頭頂部７４の高さ位置を算出する。取得部４４は、送信部３２が超音波信号を送信してから受信部３４が超音波信号を受信するまでの時間差と、送信部３２と受信部３４の間隔ｄとを用いて、図２に示される幾何学的な配置に基づいて頭頂部７４の高さｈ_１を算出する。なお、超音波計測部３０にて高さ位置の算出がなされてもよく、この場合、取得部４４は、超音波計測部３０から頭頂部７４の高さｈ_１を示す値を取得してもよい。

【0024】

特定部４６は、取得部４４が取得した情報に基づいてユーザ７０の目７６の高さ位置を特定する。特定部４６は、例えば、頭頂部７４の高さｈ_１に所定の定数（例えば高さｈ_２）を加算することにより目７６の高さ位置を特定する。特定部４６は、頭頂部７４の高さｈ_１と目７６の高さとの相関を示すテーブル情報や数式をあらかじめ保持し、そのテーブル情報や数式に基づいて目７６の高さ位置を特定してもよい。また、頭頂部７４の高さｈ_１と目７６の高さ位置との関係はユーザによって異なるため、ユーザが虚像５０を適切に視認できる位置で測定した頭頂部７４の高さを初期値として記憶してもよい。

【0025】

駆動制御部４８は、特定部４６により特定される目７６の高さ位置に応じて駆動部２８を動作させ、投射鏡２６により投射される表示光の向きを調整する。駆動制御部４８は、目７６の高さ位置の変化に応じて投射鏡２６の向きが変化するようにする。例えば、目７６の高さ位置が下がる場合、投射鏡２６により投射される表示光の向きが下方に変化するようにする。一方、目７６の高さ位置が上がる場合、投射鏡２６により投射される表示光の向きが上方に変化するようにする。これにより、目７６の高さ位置に応じて適切な向きで表示光が投射されるようにし、目７６の高さ位置が変化する場合であっても虚像５０の視認性が高い状態に維持されるようにする。

【0026】

駆動制御部４８は、頭頂部７４の高さ位置の変化量が所定の基準値を超える場合、投射鏡２６を駆動させず、表示光の向きが固定されたままとなるようにしてもよい。頭頂部７４の高さ位置の変化量が大きすぎる場合、ユーザ７０が虚像５０を視認しようとしている状態ではなく、上半身を左右に大きく動かしたり、前方にかかんだりしている状態にあると考えられる。このような場合に頭頂部７４の高さ位置に応じて表示光の向きを大きく変化させてしまうと、ユーザ７０の姿勢が虚像５０を視認できる状態に戻った場合にその復帰のために表示光の向きを大きく変化させなければならなくなる。駆動部２８の構造にもよるが、投射鏡２６の向きを微調整可能な駆動部２８を採用した場合、投射鏡２６の向きを大きく変化させるにはある程度の時間を要する。その結果、ユーザ７０の大きな姿勢変化に応じて投射鏡２６の向きを変化させてしまうと、投射鏡２６の向きを復帰させるために長い時間が必要となり、かえって虚像５０の視認性を低下させてしまう。そこで、頭頂部７４の高さ位置の変化量が所定の基準値以内である場合に投射鏡２６の向きを微調整することとし、頭頂部７４の高さ位置の変化量が基準値を超える場合には投射鏡２６の向きを変えずに固定したままとする。

【0027】

図５は、虚像表示装置１０の動作の流れを示すフローチャートである。虚像表示装置１０は、表示光を虚像提示面に投射して虚像５０を提示する（Ｓ１０）。超音波計測部３０は、虚像５０を視認するユーザ７０の頭頂部７４の高さ位置を超音波で計測し（Ｓ１２）、特定部４６は、計測した頭頂部７４の高さ位置に基づいてユーザ７０の目７６の高さ位置を特定する（Ｓ１４）。高さ位置の変化量が基準値以内であれば（Ｓ１６のＹ）、駆動制御部４８は、高さ位置の変化量に応じて表示光の向きを調整する（Ｓ１８）。高さ位置の変化量が基準値を超える場合（Ｓ１６のＮ）、Ｓ１８の処理をスキップし、表示光の向きを固定したままとする。

【0028】

以上の構成によれば、虚像表示装置１０は、ユーザ７０の上方に設けられる超音波計測部３０を用いて、ユーザ７０の目７６の高さ位置に応じて適切な見え方となるように虚像５０を提示できる。本実施の形態によれば、車両６０の天井６４に設けられる超音波計測部３０を用いるため、カメラを用いて目７６の高さ位置を検出する場合に問題となりうる環境光の影響を排除することができる。また、赤外線カメラを用いる場合のようにユーザの目７６に向けて赤外光を常時照射する必要がないため、長時間の光照射による目７６への影響を排除することもできる。したがって、本実施の形態によれば、超音波を利用することで、環境光の影響や安全性への懸念を抑えつつ、目７６の高さ位置に応じて適切に虚像５０を提示することができる。

【0029】

本実施の形態によれば、超音波計測部３０として、送信部３２および受信部３４を一つずつ前後方向に並べて配置すればよいため、高さ位置の計測にかかる部品コストを比較的安くできる。これは、カメラによる画像認識技術を用いる場合と比べて対照的である。したがって、本実施の形態によれば、安価で簡易な構成を用いながら、虚像５０の見え方を適切に調整することができる。

【0030】

本実施の形態によれば、虚像５０の見え方について上下方向のみ調整可能とする構成としているため、左右方向にも調整可能とする場合よりも装置構成を簡略化することができる。車両６０の運転者であるユーザ７０から見て、自身の姿勢を微調整することで虚像５０の上下方向の見え方を微調整することは通常困難である。一方、自身の姿勢を微調整することで虚像５０の左右方向の見え方を微調整することは比較的容易である。本実施の形態によれば、ユーザ７０が自ら調整することが困難な上下方向の見え方を自動調整できるため、調整方向が上下方向に限定されていたとしても、虚像５０の視認性を好適に向上させることができる。

【0031】

以上、本発明を上述の実施の形態を参照して説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、各表示例に示す構成を適宜組み合わせたものや置換したものについても本発明に含まれるものである。

【0032】

（変形例１）
図６は、変形例に係る超音波計測部３０の構成を模式的に示す上面図である。本変形例に係る超音波計測部３０は、一つの送信部３２と、複数の受信部３４ａ，３４ｂ，３４ｃ（総称して受信部３４ともいう）とを含む。本変形例について、上述の実施の形態との相違点を中心に説明する。

【0033】

図示されるように、送信部３２および複数の受信部３４ａ〜３４ｃは、直線Ａに沿って一列に並んで配置されている。複数の受信部３４ａ〜３４ｃは、等間隔となるように並んで配置されている。送信部３２は、複数の受信部３４ａ〜３４ｃの中央付近に配置されている。複数の受信部３４ａ〜３４ｃのそれぞれは、送信部３２から送信され、ユーザ７０の頭頂部７４にて反射された超音波信号を受信する。

【0034】

本変形例では、複数の受信部３４ａ〜３４ｃのそれぞれによる計測結果を用いて頭頂部７４の高さ位置を計測する。例えば、複数の受信部３４ａ〜３４ｃのそれぞれの計測結果のうち、計測される高さ位置の値が最も小さい値を頭頂部７４の高さ位置として採用する。これにより、頭頂部７４からの距離が最も近い受信部３４が計測する高さを用いることができ、受信部３４を一つだけ設ける場合よりも測定精度を高めることができる。

【0035】

なお、さらなる変形例では、受信部３４を複数設ける代わりに、送信部３２を複数設けてもよい。つまり、超音波計測部３０は、複数の送信部３２と、一つの受信部３４とを含んでもよい。この場合、複数の送信部３２と一つの受信部３４は、図６の直線Ａに沿って一列に並んで配置されてもよい。受信部３４は、複数の送信部３２のそれぞれが送信する超音波信号を受信し、複数の送信部３２のそれぞれについて計測結果が得られるようにしてもよい。この場合、計測結果のうち最も小さい値を頭頂部７４の高さ位置として採用してもよい。

【0036】

複数の送信部３２は、時分割で超音波信号を送信することにより、受信部３４にて受信する超音波信号がいずれの送信部３２から送信されたものであるかが識別できるようにしてもよい。複数の送信部３２は、それぞれが異なる周波数の超音波信号を送信してもよい。これにより、複数の送信部３２が同時に超音波信号を送信する場合であっても、周波数の違いを利用して受信する超音波信号を分離できるようにしてもよい。

【0037】

（変形例２）
図７は、別の変形例に係る超音波計測部３０の構成を模式的に示す上面図である。超音波計測部３０は、一つの受信部３４と、複数の第１送信部３６ａ，３６ｂ，３６ｃ（総称して第１送信部３６ともいう）と、複数の第２送信部３８ａ，３８ｂ（総称して第２送信部３８ともいう）とを含む。本変形例について、上述の実施の形態および変形例との相違点を中心に説明する。

【0038】

図示されるように、受信部３４および複数の第１送信部３６ａ〜３６ｃは、直線Ａに沿って一列に並んで配置されている。一方、複数の第２送信部３８ａ，３８ｂのそれぞれは、直線Ａから離れた位置に配置されており、ユーザ７０の着座位置から左右方向にずれた位置に配置されている。複数の第１送信部３６ａ〜３６ｃは、上述の実施の形態および変形例と同様、ユーザ７０の頭頂部７４の高さ位置を計測するために設けられる。一方、複数の第２送信部３８ａ，３８ｂは、ユーザ７０の頭部７２が直線Ａの近傍から左右方向にずれた位置にあるか否かを検知するために設けられる。

【0039】

特定部４６は、第２送信部３８ａ，３８ｂからの超音波信号に基づき、ユーザ７０の頭部７２が左右方向に大きくずれている否かを特定する。例えば、第１送信部３６ａ〜３６ｃのいずれかが超音波信号を送信してから受信部３４が受信するまでの時間差（第１時間差）よりも、第２送信部３８ａ，３８ｂのいずれかが超音波信号を送信してから受信部３４が受信するまでの時間差（第２時間差）の方が小さい場合、ユーザ７０の頭部７２が左右方向にずれていると特定する。つまり、第１送信部３６ａ〜３６ｃのいずれかよりも第２送信部３８ａ，３８ｂのいずれかに近い位置にユーザ７０の頭部７２があることが検知される場合、頭部７２が左右方向にずれていると特定する。この場合、駆動制御部４８は、第１送信部３６からの超音波信号に基づいて計測される高さ位置に応じた表示光の調整をせず、表示光の向きが固定されたままとなるようにする。これにより、上述の実施の形態と同様の効果を実現することができる。

【0040】

複数の第１送信部３６ａ〜３６ｃと、複数の第２送信部３８ａ，３８ｂとは、互いに周波数の異なる超音波信号を送信してもよい。複数の第１送信部３６ａ〜３６ｃのそれぞれは、相対的に高周波（例えば、２００ｋＨｚ）の超音波信号を送信し、複数の第２送信部３８ａ，３８ｂのそれぞれは、相対的に低周波（例えば、４０ｋＨｚ）の超音波信号を送信してもよい。車両６０から頭頂部７４までの短い距離を測定するための第１送信部３６に周波数の高い超音波信号を用いることで、測定分解能を高めることができる。一方、第２送信部については高い分解能を必要としないため、相対的に周波数の低い超音波信号を用いたとしても十分な効果を得ることができる。

【0041】

上述の実施の形態および変形例では、虚像表示装置１０を車両６０に搭載する場合について示した。さらなる変形例においては、車両用以外の用途に虚像表示装置１０を適用してもよい。

【符号の説明】

【0042】

１０…虚像表示装置、２０…投射部、２６…投射鏡、２８…駆動部、３０…超音波計測部、３２…送信部、３４…受信部、４０…制御部、４２…表示制御部、４４…取得部、４６…特定部、４８…駆動制御部、５０…虚像、６０…車両、６４…天井、７０…ユーザ、７４…頭頂部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】