特開 2023-1957 空中映像表示装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023001957

(43)【公開日】2023-01-10

(54)【発明の名称】空中映像表示装置

(51)【国際特許分類】

   G02B 30/60 20200101AFI20221227BHJP

【ＦＩ】

G02B30/60

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021102882

(22)【出願日】2021-06-22

(71)【出願人】

【識別番号】591036457

【氏名又は名称】三菱電機エンジニアリング株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002941

【氏名又は名称】弁理士法人ぱるも特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】坂井 雅彦

【テーマコード（参考）】

2H199

【Ｆターム（参考）】

2H199BA32

2H199BA47

2H199BA49

2H199BB18

2H199BB20

(57)【要約】

【課題】観察者から見やすい位置に空中映像を表示する空中映像表示装置を提供する。
【解決手段】空中映像のコンテンツ映像を表示する映像表示器３と、光を透過または反射させるビームスプリッタ４と、映像表示器３から出射されビームスプリッタ４で反射された光を再帰反射させる再帰反射シート５と、観察者１１ａ、１１ｂの位置を検出するセンサ６とを備え、センサ６によって検出された観察者１１ａ、１１ｂの位置に応じてコンテンツ映像を表示する位置が変更される。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

空中映像のコンテンツ映像を表示する映像表示器と、
光を透過または反射させるビームスプリッタと、
前記映像表示器から出射され前記ビームスプリッタで反射された光を再帰反射させる再帰反射シートと、
観察者の位置を検出するセンサとを備え、
前記センサによって検出された前記観察者の位置に応じて前記コンテンツ映像を表示する位置が変更されることを特徴とする空中映像表示装置。

【請求項2】

前記映像表示器の位置を移動させる可動機構を備え、
前記可動機構は、前記センサによって検出された前記観察者の位置に応じて前記映像表示器を移動させることを特徴とする請求項１に記載の空中映像表示装置。

【請求項3】

少なくとも２つの前記映像表示器を備え、
前記センサによって検出された前記観察者の位置に応じて前記コンテンツ映像を表示する前記映像表示器を選択する制御器を備えたことを特徴とする請求項１に記載の空中映像表示装置。

【請求項4】

前記映像表示器は、少なくとも２つの映像表示エリアを持ち、
前記センサによって検出された前記観察者の位置に応じて前記コンテンツ映像を表示する前記映像表示エリアを選択する制御器を備えたことを特徴とする請求項１に記載の空中映像表示装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本願は、空中映像表示装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

特殊なメガネが不要で、霧などのスクリーンを使用せずに空中に映像を表示することができる空中映像表示装置が知られている。例えば、ビームスプリッタと再帰反射シートとを用いて、映像表示器に表示された映像をビームスプリッタに対して面対称な位置の空間に結像させて映像を表示する空中映像表示装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００９－２５７７６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に示された空中映像表示装置では、空中に表示された映像（以下、空中映像と記す）の位置を移動させることはできない。そのため、観察者の位置によっては空中映像が見にくくなってしまうという課題があった。

【0005】

本願は、上述の課題を解決するためになされたものであり、観察者から見やすい位置に空中映像を表示する空中映像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】

本願に開示される空中映像表示装置は、空中映像のコンテンツ映像を表示する映像表示器と、光を透過または反射させるビームスプリッタと、映像表示器から出射されビームスプリッタで反射された光を再帰反射させる再帰反射シートと、観察者の位置を検出するセンサとを備え、センサによって検出された観察者の位置に応じてコンテンツ映像を表示する位置が変更されることを特徴とする。

【発明の効果】

【0007】

本願に開示される空中映像表示装置は、空中映像のコンテンツ映像を表示する映像表示器を備え、センサによって検出された観察者の位置に応じてコンテンツ映像を表示する位置が変更されるので、観察者から見やすい位置に空中映像を表示することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施の形態１による空中映像表示装置の模式図である。

【図2】実施の形態２による空中映像表示装置の模式図である。

【図3】実施の形態３による空中映像表示装置の模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本願を実施するための実施の形態に係る空中映像表示装置について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一符号は同一もしくは相当部分を示している。

【0010】

実施の形態１．
図１は実施の形態１による空中映像表示装置１の模式図である。空中映像表示装置１は、筐体２と、筐体２の内部に配置された映像表示器３と、筐体２の開口部に設けられたビームスプリッタ４と、筐体２の内部に配置された再帰反射シート５と、観測者の位置を検出するセンサ６と、映像表示器３の位置を移動させる可動機構７とを備えている。映像表示器３は、例えばディスプレイであり、静止画あるいは動画などの空中映像のコンテンツ映像を表示する。第一の位置１２に配置された映像表示器３から出射された光はビームスプリッタ４に入射し、その一部が反射されて再帰反射シート５に入射する。再帰反射シート５は、入射した光を入射方向へ反射する特性を有している。再帰反射シート５は、ビームスプリッタ４から入射した光をビームスプリッタ４に向かって反射させる。再帰反射シート５からビームスプリッタ４に向かって反射された光は、一部がビームスプリッタ４を透過する。このようにして、第一の位置１２に配置された映像表示器３から出射された光は、ビームスプリッタ４を透過して筐体２の外側で結像され、空中映像１０ａとなる。観察者は、この空中映像１０ａを観察することができる。

【0011】

センサ６は、観察者の位置を検出するものであり、例えば、空間領域内の物体の位置を検出する三次元距離センサである。三次元距離センサとしては、例えば、ＴｏＦセンサ（Ｔｉｍｅ ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ Ｓｅｎｓｏｒ）である。ＴｏＦセンサによって検出した距離データから、センサ６から見える範囲の物体までの距離が分かり、物体の形状が分かるため、人の頭の位置および大きさを算出する。頭の位置および大きさの情報から、目の位置、方向を求めることができる。センサ６は、例えば、ステレオカメラでもよい。ステレオカメラを用いることにより、目あるいは頭を画像認識によって検出し、センサ６から目までの距離を求めることができる。センサ６は、例えば、通常のカメラと赤外線距離センサを組み合わせたものでもよい。通常のカメラによって取得した画像情報から画像認識によって目を検出し、赤外線距離センサによってセンサ６から目までの距離を測定してもよい。

【0012】

実施の形態１による空中映像表示装置１では、センサ６によって検出された観察者の位置に応じて、可動機構７が映像表示器３の位置を移動させることによりコンテンツ映像を表示する位置を変更し、観察者にとって見やすい位置に空中映像を表示する。例えば、センサ６によって観察者１１ａが検出されたときは、可動機構７が映像表示器３を第一の位置１２に配置し、観察者１１ａにとって見やすい位置にある空中映像１０ａを表示する。また、センサ６によって観察者１１ｂが検出されたときは、可動機構７が映像表示器３を第二の位置１３に配置する。第二の位置１３に配置された映像表示器３から出射された光はビームスプリッタ４に入射し、その一部が反射されて再帰反射シート５に入射する。再帰反射シート５からビームスプリッタ４に向かって反射された光は、一部がビームスプリッタ４を透過して、第二の位置１３に配置された映像表示器３から出射された光は空中映像１０ｂとなる。観察者１１ｂは、この空中映像１０ｂを観察することができる。

【0013】

可動機構７が映像表示器３を移動させる位置、すなわち、コンテンツ映像を表示する位置は、第一の位置１２または第二の位置１３に限るものではなく、可動機構７の可動範囲内においてセンサ６によって検出された観察者の位置に応じた位置であればよい。コンテンツ映像を表示する位置は、例えば、空中映像を表示できるそれぞれの位置とセンサ６によって検出された観察者の目の位置との相対位置を算出し、それぞれの相対位置の情報からどの位置に表示される空中映像が見やすいかを判断して決定する。また、コンテンツ映像を表示する角度は、目の位置から空中映像への視線が空中映像の表示面に対して垂直になるようにしてもよく、あるいは、目の位置から空中映像への視線が空中映像の表示面に対して垂直に近くなるようにしても良い。

【0014】

以上のように、実施の形態１による空中映像表示装置１は、空中映像のコンテンツ映像を表示する映像表示器３と、光を透過または反射させるビームスプリッタ４と、映像表示器３から出射されビームスプリッタ４で反射された光を再帰反射させる再帰反射シート５と、観察者１１ａ、１１ｂの位置を検出するセンサ６とを備え、センサ６によって検出された観察者１１ａ、１１ｂの位置に応じてコンテンツ映像を表示する位置が変更されるので、観察者から見やすい位置に空中映像を表示することができる。

【0015】

また、実施の形態１による空中映像表示装置１は、映像表示器３の位置を移動させる可動機構７をさらに備え、可動機構７は、センサ６によって検出された観察者１１ａ、１１ｂの位置に応じて映像表示器３を移動させるので、１つの映像表示器３によって観察者から見やすい位置に空中映像を表示することができる。

【0016】

実施の形態２．
図２は実施の形態２による空中映像表示装置１ａの模式図である。図２に示す実施の形態２による空中映像表示装置１ａを図１に示す実施の形態１による空中映像表示装置１と比較すると、映像表示器３および可動機構７が、映像表示器３ａ、映像表示器３ｂおよび制御器８になっている。実施の形態２による空中映像表示装置１ａの他の構成は、実施の形態１による空中映像表示装置１と同じである。

【0017】

実施の形態２による空中映像表示装置１ａは、少なくとも２つの映像表示器を備え、センサ６によって検出された観察者の位置に応じて制御器８がコンテンツ映像を表示する映像表示器を選択する。図２に示す空中映像表示装置１ａは、映像表示器３ａおよび映像表示器３ｂの２つの映像表示器を備えている。例えば、センサ６によって観察者１１ａが検出されたときは、観察者１１ａにとって見やすい位置にある空中映像１０ａを表示するために、制御器８が映像表示器３ａを選択し、映像表示器３ａにコンテンツ映像が表示され、映像表示器３ｂにはコンテンツ映像は表示されない。また、センサ６によって観察者１１ｂが検出されたときは、観察者１１ｂにとって見やすい位置にある空中映像１０ｂを表示するために、制御器８が映像表示器３ｂを選択し、映像表示器３ｂにコンテンツ映像が表示され、映像表示器３ａにはコンテンツ映像は表示されない。設置位置に応じて設置角度を変えて映像表示器３ａおよび映像表示器３ｂを設置することにより、空中映像１０ａおよび空中映像１０ｂを見やすくすることができる。

【0018】

センサ６によって検出された観察者の位置に応じてコンテンツ映像を表示する映像表示器を選択する方法については、例えば、観察者の位置に応じて複数の映像表示器の中から１つの映像表示器を選択してもよく、観察者の位置に応じてコンテンツ映像を表示する映像表示器の組み合わせを変更してもよい。例えば、図２に示す空中映像表示装置１ａにおいて、センサ６によって観察者１１ａが検出されたときは、制御器８が映像表示器３ａを選択し、映像表示器３ａにコンテンツ映像が表示され、センサ６によって観察者１１ｂが検出されたときは、制御器８が映像表示器３ａおよび映像表示器３ｂの両方を選択し、映像表示器３ａにコンテンツ映像の上半分が表示され、映像表示器３ｂにコンテンツ映像の下半分が表示されることにより、映像表示器３ａおよび映像表示器３ｂの２つの映像表示器によって１つのコンテンツ映像が表示されてもよい。

【0019】

以上のように、実施の形態２による空中映像表示装置１ａは、少なくとも２つの映像表示器３ａ、３ｂを備え、センサ６によって検出された観察者１１ａ、１１ｂの位置に応じてコンテンツ映像を表示する映像表示器を選択する制御器８を備えたので、映像表示器を移動させることなく、観察者から見やすい位置に空中映像を表示することができる。

【0020】

実施の形態３．
図３は、実施の形態３による空中映像表示装置１ｂの模式図である。図３に示す実施の形態３による空中映像表示装置１ｂを図１に示す実施の形態１による空中映像表示装置１と比較すると、映像表示器３および可動機構７が、映像表示器９および制御器８ａになっている。実施の形態３による空中映像表示装置１ｂの他の構成は、実施の形態１による空中映像表示装置１と同じである。

【0021】

実施の形態３による空中映像表示装置１ｂでは、映像表示器９は、少なくとも２つの映像表示エリアを持っており、センサ６によって検出された観察者の位置に応じて制御器８ａがコンテンツ映像を表示する映像表示エリアを選択する。複数の映像表示エリアのそれぞれは、領域が重なっていてもよく、大きさが異なっていてもよい。図３に示す空中映像表示装置１ｂでは、映像表示器９は１つのディスプレイであり、映像表示器９において映像表示エリア９ａおよび映像表示エリア９ｂの２つの映像表示エリアを持っている。映像表示エリア９ａは映像表示器９の観察者から見た上半分の表示領域であり、映像表示エリア９ｂは映像表示器９の観察者から見た下半分の表示領域である。例えば、センサ６によって観察者１１ａが検出されたときは、観察者１１ａにとって見やすい位置にある空中映像１０ａを表示するために、制御器８ａが映像表示エリア９ａを選択し、映像表示器９の映像表示エリア９ａにコンテンツ映像が表示され、映像表示エリア９ｂにはコンテンツ映像が表示されない。また、センサ６によって観察者１１ｂが検出されたときは、観察者１１ｂにとって見やすい位置にある空中映像１０ｂを表示するために、制御器８ａが映像表示エリア９ｂを選択し、映像表示器９の映像表示エリア９ｂにコンテンツ映像が表示され、映像表示エリア９ａにはコンテンツ映像が表示されない。

【0022】

センサ６によって検出された観察者の位置に応じてコンテンツ映像を表示する映像表示エリアを選択する方法については、例えば、観察者の位置に応じて複数の映像表示エリアの中から１つの映像表示エリアを選択してもよく、観察者の位置に応じてコンテンツ映像を表示する映像表示エリアの組み合わせを変更してもよい。例えば、図３に示す空中映像表示装置１ｂにおいて、センサ６によって観察者１１ａが検出されたときは、制御器８ａが映像表示エリア９ａを選択し、映像表示エリア９ａにコンテンツ映像が表示され、センサ６によって観察者１１ｂが検出されたときは、制御器８ａが映像表示エリア９ａおよび映像表示エリア９ｂの両方を選択し、映像表示エリア９ａと映像表示エリア９ｂとを合わせた映像表示器９の全体においてコンテンツ映像を表示してもよい。

【0023】

制御器８ａがセンサ６によって検出された観察者の位置に応じてコンテンツ映像を表示する映像表示エリアを選択するので、映像表示器９を移動させることなく、１つの映像表示器９を用いて、空中映像の位置を変更することができる。さらに、映像表示エリアを多く設定することが可能であり、観察者の位置に細かく対応して空中映像の位置を変更することができる。例えば、観察者の移動に合わせて空中映像を滑らかに移動させることもできる。

【0024】

以上のように、映像表示器９は、少なくとも２つの映像表示エリア９ａ、９ｂを持ち、センサ６によって検出された観察者１１ａ、１１ｂの位置に応じてコンテンツ映像を表示する映像表示エリア９ａ、９ｂを選択する制御器８ａを備えたので、映像表示器９を移動させることなく、観察者の位置に細かく対応して空中映像の位置を変更することができる。

【0025】

本願は、様々な例示的な実施の形態が記載されているが、１つまたは複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、および機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
したがって、例示されていない無数の変形例が、本願に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。

【符号の説明】

【0026】

１、１ａ、１ｂ 空中映像表示装置、２ 筐体、３、３ａ、３ｂ 映像表示器、４ ビームスプリッタ、５ 再帰反射シート、６ センサ、７ 可動機構、８、８ａ 制御器、９ 映像表示器、９ａ、９ｂ 映像表示エリア、１０ａ、１０ｂ 空中映像、１１ａ、１１ｂ 観察者、１２ 第一の位置、１３ 第二の位置。

【図1】

【図2】

【図3】