(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】
(24)【登録日】2023-03-30
(45)【発行日】2023-04-07
(54)【発明の名称】虚像表示装置
(51)【国際特許分類】
B60R 11/02 20060101AFI20230331BHJP
G06F 3/0346 20130101ALI20230331BHJP
G06F 3/042 20060101ALI20230331BHJP
G02B 30/56 20200101ALI20230331BHJP
B60K 35/00 20060101ALI20230331BHJP
【ＦＩ】
B60R11/02 C
G06F3/0346 421
G06F3/042 473
G02B30/56
B60K35/00 A
【請求項の数】
6
(21)【出願番号】P 2020521208
(86)(22)【出願日】2019-05-17
(86)【国際出願番号】 JP2019019789
(87)【国際公開番号】W WO2019225516
(87)【国際公開日】2019-11-28
【審査請求日】2022-02-23
(31)【優先権主張番号】P 2018098076
(32)【優先日】2018-05-22
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000148689
【氏名又は名称】株式会社村上開明堂
(74)【代理人】
【識別番号】100088155
【弁理士】
【氏名又は名称】長谷川 芳樹
(74)【代理人】
【識別番号】100113435
【弁理士】
【氏名又は名称】黒木 義樹
(74)【代理人】
【識別番号】100182006
【弁理士】
【氏名又は名称】湯本 譲司
(72)【発明者】
【氏名】浜野 正孝
【審査官】上谷 公治
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１６－１３６３８１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０００－０７５８１６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００６－２８４４５４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０００－２７２４３１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－０６２７０９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－１６３７０１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０００－０９８２９８（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ６０Ｒ １１／０２
Ｇ０６Ｆ ３／０３４６
Ｇ０６Ｆ ３／０４２
Ｇ０２Ｂ ３０／５６
Ｂ６０Ｋ ３５／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
車両の乗員に情報を表示する虚像表示装置であって、前記情報として虚像を表示する第１虚像表示ユニットを備え、
前記第１虚像表示ユニットは、前記虚像を表示する虚像表示部と、前記乗員が前記虚像を視認可能な範囲において前記虚像表示部を回転させる回転ユニットと、を有し、
前記第１虚像表示ユニットは、前記虚像として操作部を表示し、
前記第１虚像表示ユニットは、
前記操作部に接近する対象物の位置を検出するセンサを有し、
前記虚像表示部は、前記操作部を前記虚像として空中に表示する空中結像素子を含み、
前記回転ユニットは、前記空中結像素子を露出させる上面部を備え、
前記センサは、前記回転ユニットの前記上面部に設けられている、
虚像表示装置。
【請求項2】
前記車両の運転者側に虚像を表示する第２虚像表示ユニットを更に備える、請求項１に記載の虚像表示装置。
【請求項3】
前記第２虚像表示ユニットは、前記第１虚像表示ユニットの表示に付随した情報を読み上げる人物像を表示する、請求項２に記載の虚像表示装置。
【請求項4】
前記第１虚像表示ユニットは、前記センサによって検出された前記対象物の位置に基づいて、前記操作部が押下されたか否かを判定する判定部を更に備え、
前記回転ユニットは、前記虚像表示部と共に前記センサを回転させる、
請求項１～３のいずれか一項に記載の虚像表示装置。
【請求項5】
前記センサは、前記操作部を挟んで前記対象物とは反対側に設けられる深度センサである、請求項４に記載の虚像表示装置。
【請求項6】
前記第１虚像表示ユニットは、前記車両の内部において前記車両の前後方向及び左右方向に移動可能とされている、請求項１～５のいずれか一項に記載の虚像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、車両の内部において情報を虚像として表示する虚像表示装置に関する。
【背景技術】
【0002】
車両の内部において情報を表示する装置としては従来から種々のものが知られている。特開２０１７－８４１３６号公報には、車両の内部に設けられると共にユーザーのジェスチャによる入力を受け付けるジェスチャ入力装置が記載されている。ジェスチャ入力装置は、ジェスチャを撮影するジェスチャ撮影カメラと、ジェスチャを認識するジェスチャ認識部と、フレーム像を表示するフレーム像表示装置と、ディスプレイと、ディスプレイへの画面表示を制御する制御装置とを備える。
【0003】
フレーム像表示装置は、ステアリングホイールの面に対して平行な面に実鏡映像結合光学系によってフレーム像を結像する。フレーム像は、ディスプレイの表示面を囲むフレームとして運転席のユーザーに視認可能となるように結像される。ジェスチャ入力装置は、運転席のユーザーの頭部周辺を撮影する頭部撮影カメラと、頭部撮影カメラで撮影した映像からユーザーの視線の位置を検出する視点位置検出部とを備える。視点位置検出部は、頭部撮影カメラによって撮影された映像からユーザーの目の位置を検出する。フレーム像表示装置では、ユーザーが視認しやすくなるように像の位置が可変とされている。
【0004】
特表２００７－５３１０６７号公報には、ホログラフィックイメージとして表示される入力デバイスに対するユーザーの操作を検出するホログラフィックヒューマンマシンインタフェース（ＨＭＩ）が記載されている。ＨＭＩは、ユーザーから見てホログラフィックイメージの後側に配置されたエミッタ／ディテクタを有する。エミッタ／ディテクタは、ホログラフィックイメージに向けて波を放射する。
【0005】
ＨＭＩでは、物体（例えばユーザーの指）がホログラフィックイメージの表示位置に存在すると、エミッタ／ディテクタからの波が当該物体で反射して反射波としてエミッタ／ディテクタに入射する。この反射波の入射により、エミッタ／ディテクタは、ホログラフィックイメージに対するユーザーの操作を検出する。ＨＭＩでは、ホログラフィックイメージとして表示される入力デバイスに対するユーザーの操作を検出することが可能である。ＨＭＩは、物体が入力デバイスの位置に実際に到達したときに入力デバイスが押下されたと判定することによって、入力デバイスに対するユーザーの押下操作を検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【文献】特開２０１７－８４１３６号公報
【文献】特表２００７－５３１０６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
ところで、前述したジェスチャ入力装置又はＨＭＩのように車両の乗員に情報を表示する装置において、空中に結像する像が２つ以上あるときに、ユーザーが２つの像のそれぞれを同時に認識しようとすることがある。この場合、２つの像のそれぞれに視野角があるため、一方の像に焦点を合わせると他方の像に焦点が合わなくなり、複数の像を同時に確認することが難しい場合がある。従って、視認性の点において改善の余地がある。
【0008】
本開示は、視認性を高めることができる虚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】
【0009】
本開示に係る虚像表示装置は、車両の乗員に情報を表示する虚像表示装置であって、情報として虚像を表示する第１虚像表示ユニットを備える。第１虚像表示ユニットは、虚像を表示する虚像表示部と、乗員が虚像を視認可能な範囲において虚像表示部を回転させる回転ユニットとを有し、第１虚像表示ユニットは、虚像として操作部を表示し、第１虚像表示ユニットは、操作部に接近する対象物の位置を検出するセンサを有し、虚像表示部は、操作部を虚像として空中に表示する空中結像素子を含み、回転ユニットは、空中結像素子を露出させる上面部を備え、センサは、回転ユニットの上面部に設けられている。
【0010】
この虚像表示装置では、第１虚像表示ユニットの虚像表示部が情報を虚像として表示するので、情報を浮き出たように表示することができる。このように情報を浮き出たように表示することにより、情報の視認性を高めることができる。第１虚像表示ユニットは、乗員が虚像を視認可能な範囲において虚像表示部を回転させる回転ユニットを有する。よって、第１虚像表示ユニットによる虚像の他に別の虚像を表示する場合であっても、第１虚像表示ユニットの回転ユニットが虚像表示部を回転させることにより、ユーザーは別の虚像に焦点を合わせた上で第１虚像表示ユニットによる虚像を同時に確認することができる。従って、視認性を高めることができると共に、虚像を確認する運転者は安全に運転を行うことができる。
【0011】
前述の虚像表示装置は、車両の運転者側に虚像を表示する第２虚像表示ユニットを更に備えてもよい。この場合、第１虚像表示ユニットが虚像を表示すると共に第２虚像表示ユニットが運転者側に虚像を表示することにより、第１虚像表示ユニットの虚像を第２虚像表示ユニットの虚像によって補完することができる。第１虚像表示ユニットの虚像を第２虚像表示ユニットの虚像が補完することにより、表示される情報のインパクトを高めて車両の乗員の気を引くことができる。２つの虚像を表示することによって、情報をより把握しやすくすることができる。
【0012】
第２虚像表示ユニットは、第１虚像表示ユニットの表示に付随した情報を読み上げる人物像を表示してもよい。この場合、第２虚像表示ユニットが情報を読み上げる人物像を虚像として表示することにより、車両の乗員にとって親しみやすく情報を提供することができる。第２虚像表示ユニットが第１虚像表示ユニットの表示に付随した情報を読み上げる人物像を表示することにより、情報のインパクトを更に高めることができる。
【0013】
第１虚像表示ユニットは、センサによって検出された対象物の位置に基づいて、操作部が押下されたか否かを判定する判定部を更に備えてもよい。回転ユニットは、虚像表示部と共にセンサを回転させてもよい。ところで、前述したＨＭＩにおいて、ホログラフィックイメージとして表示される入力デバイスに対して正面以外の方向からユーザーが操作を行う場合、ユーザーの指の位置によってはエミッタ／ディテクタが指先ではない部位を認識することがある。その結果、ユーザーの意図通りに操作がなされないことがある。これに対し、前述した虚像表示装置では、回転ユニットにより、センサが虚像表示部と共に回転可能とされている。よって、センサの位置を常に第１虚像表示ユニットの虚像の正面位置とすることができる。この場合、センサが第１虚像表示ユニットの虚像に対し常に正面位置にあるため、センサは常に対象物（例えばユーザーの指先）を認識できることとなり、ユーザーは虚像として表示される操作部を確実に操作することができる。従って、ユーザーの意図通りに操作がなされるので、操作部の操作性が良いとユーザーに感じさせることができる。
【0014】
センサは、操作部を挟んで対象物とは反対側に設けられる深度センサであってもよい。ところで、対象物が操作部に接近する接近方向と、深度センサの座標軸が示す各方向との間にずれが生じている場合、対象物の位置を正しく検出するために、深度センサの座標系に対して座標変換処理を行う必要がありうる。これに対し、操作部を挟んで対象物の反対側に深度センサが設けられる場合、操作部から見て深度センサを対象物の反対側に配置することによって、前述の座標変換処理の負荷を軽減させることができる。これにより、操作に伴う処理負荷を軽減することが可能になると共に、操作を行う対象物の認識の精度を一層高めることができる。
【0015】
第１虚像表示ユニットは、車両の内部において車両の前後方向及び左右方向に移動可能とされていてもよい。この場合、第１虚像表示ユニットが前後方向及び左右方向に移動可能とされている。よって、車両の全ての乗員に対して浮き出たような虚像を表示することができるため、全ての乗員が虚像を確実に視認することができる。従って、車両の乗員に対する虚像の視認性を更に高めることができる。
【発明の効果】
【0016】
本開示によれば、視認性を高めることができる虚像表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】実施形態に係る虚像表示装置が搭載された車両の例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下では、本開示に係る虚像表示装置の実施形態について図面を参照しながら説明する。図面の説明において、同一又は相当する要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。図面は、理解の容易のため、一部を簡略化又は誇張している場合があり、寸法及び角度等は図面に記載のものに限定されない。
【0019】
本実施形態に係る虚像表示装置１０は、図１に示されるように、車両１と、車両１の乗員との間においてＨＭＩ（Human Machine Interface）を構築する情報表示装置である。本明細書において「乗員」とは、車両１に乗っている者、及び虚像表示装置１０のユーザーＵ（図４参照）を含んでおり、運転席４に座って車両１を運転する運転者と、助手席２又は後部座席３に座る運転者以外の者と、を含んでいる。
【0020】
虚像表示装置１０が表示する情報は、速度情報等の車両１に関する車両情報、目的地に向かう進路の情報等の道路情報、及び、車両１に近接する歩行者の有無等を含む危険度情報を有しており、更に別の情報を含んでいてもよい。虚像表示装置１０は、車両１の乗員に充実した情報をよりユーザーフレンドリーな形で提供することにより、情報をより把握しやすくすることが可能である。
【0021】
図２は、虚像表示装置１０を示す斜視図である。図１及び図２に示されるように、虚像表示装置１０は、第１虚像表示ユニット１１と、第２虚像表示ユニット２１と、画像表示ユニット３０とを備える。例えば、第１虚像表示ユニット１１は第２虚像表示ユニット２１及び画像表示ユニット３０に対して分離可能とされていてもよく、第１虚像表示ユニット１１が車両１の前後方向及び左右方向に移動可能であってもよい。この場合、車両１の運転者以外の乗員に対して直接的に情報を表示することが可能となる。
【0022】
虚像表示装置１０は、例えば、車両１の左右方向の中央において車両１の前後方向に延びる基準線Ｂ１上に配置されている。すなわち、助手席２と運転席４の間、又は、運転席４に座った運転者から見て左斜め前の位置に配置されている。虚像表示装置１０は、第１虚像表示ユニット１１及び画像表示ユニット３０が設けられる第１表示ユニット部１０Ａと、第２虚像表示ユニット２１が設けられる第２表示ユニット部１０Ｂとを含んでいる。
【0023】
第１表示ユニット部１０Ａにおいて、第１虚像表示ユニット１１は画像表示ユニット３０の後側（図２の左側、運転者側）に設けられる。第１表示ユニット部１０Ａは、前後方向及び左右方向の双方に延在する平坦部１０ａと、平坦部１０ａの前側において斜め上方且つ斜め前方に延在する傾斜部１０ｂとを有する。第２表示ユニット部１０Ｂも同様の平坦部１０ａと傾斜部１０ｂとを有する。
【0024】
第１虚像表示ユニット１１は第１表示ユニット部１０Ａの平坦部１０ａに設けられており、第２虚像表示ユニット２１は第２表示ユニット部１０Ｂの平坦部１０ａに設けられている。画像表示ユニット３０は、第１表示ユニット部１０Ａの傾斜部１０ｂに設けられたディスプレイ３１を有する。ディスプレイ３１には、例えば、車両情報、道路情報及び危険度情報の少なくともいずれかが表示される。
【0025】
図２及び図３に模式的に示されるように、第１虚像表示ユニット１１は、虚像表示装置１０のユーザーＵから見て手前側に操作部１２を虚像Ｋ１として空中に表示すると共に、操作部１２に接近する対象物Ｆを検出する。操作部１２は、一例として、車両１に搭載された各機器（例えば車載用バックカメラ又はエアコン等）を動作させることが可能な操作スイッチを示しており、虚像Ｋ１としてスイッチ等のボタンを示している。対象物Ｆは、操作部１２を操作して機器を動作させるものを示しており、例えばユーザーＵの指又はペン等の棒状物を示している。
【0026】
第１虚像表示ユニット１１は、検出した対象物Ｆの位置に基づいて、対象物Ｆによる操作部１２の操作を検出し、検出した各操作に基づいて各機器を動作させる。操作の例としては、対象物Ｆによる操作部１２の押下操作、タップ操作又はスライド操作等が挙げられるが、操作の種類については特に限定されない。本実施形態では、操作部１２の操作として押下操作を例示する。なお、押下操作には、操作部１２を押し下げる操作、及び操作部１２を押し上げる操作の両方の操作が含まれる。
【0027】
第１虚像表示ユニット１１は、例えば、空中結像素子１３と、液晶パネル１４と、深度センサ（センサ）１５と、制御部１６とを備える。空中結像素子１３と液晶パネル１４は虚像表示部に相当する。空中結像素子１３は、操作部１２を虚像Ｋ１として空中に表示する。空中結像素子１３は、例えば、ＡＩ（Aerial Imaging）プレート（登録商標）であり、ＡＩプレートは、一例として特許第４８６５０８８号に記載された技術を用いて作製されている。空中結像素子１３は、液晶パネル１４に対して斜めに傾斜している。なお、液晶パネル１４に対する空中結像素子１３の傾斜角度は可変とされていてもよい。液晶パネル１４は、制御部１６から出力される信号に基づいて画像を表示する。
【0028】
図４は、第１虚像表示ユニット１１によって表示される虚像Ｋ１を示す概念図である。図４に示されるように、液晶パネル１４が表示する画像は、空中結像素子１３によって、虚像表示部（空中結像素子１３及び液晶パネル１４）に対してユーザーＵ側の位置に虚像Ｋ１として表示される。例えば、液晶パネル１４から出射して空中結像素子１３に入射した光Ｌ１は、空中結像素子１３において２回反射し、ユーザーＵから見て空中結像素子１３よりも手前側の空間に虚像Ｋ１を結像する。
【0029】
図２に示されるように、虚像Ｋ１として結像される操作部１２は、一例として、車載用バックカメラを操作可能な操作画面であり、操作部１２の各ボタンを押すことによって車載用バックカメラの撮影の位置を切り替えることができる。例えば、操作部１２は、車両１の左方を撮影する第１虚像ボタン１２ａと、車両１の後方を撮影する第２虚像ボタン１２ｂと、車両１の右方を撮影する第３虚像ボタン１２ｃとを含む。
【0030】
図３に示されるように、深度センサ１５は、操作部１２を挟んで対象物Ｆの反対側に設けられる。例えば、深度センサ１５は、操作部１２と対象物Ｆとを結ぶ仮想直線上、すなわち、虚像Ｋ１である操作部１２に対して正面位置に設けられる。深度センサ１５は、当該仮想直線に対して垂直な面における対象物Ｆの位置（２次元位置）の情報と、深度センサ１５から対象物Ｆまでの距離Ｄ１の情報とを含む距離画像データを取得する。深度センサ１５は、取得した距離画像データを所定の周期（例えば１／３０秒）で制御部１６に出力する。
【0031】
具体例として、深度センサ１５は、対象物Ｆを含む撮影領域内に存在する物体上の各点に光線（例えば赤外線）を照射し、物体上の各点から反射した光線を受光する。そして、深度センサ１５は、受光した光線に基づいて深度センサ１５と物体上の各点との距離を測定し、測定した距離を画素毎に出力する。深度センサ１５と物体上の各点との距離は、例えばＬｉｇｈｔ Ｃｏｄｉｎｇ方式によって測定されてもよい。
【0032】
Ｌｉｇｈｔ Ｃｏｄｉｎｇ方式では、深度センサ１５は、対象物Ｆを含む撮影領域内に存在する物体上の各点にランダムドットパターンで光線を照射する。そして、深度センサ１５は、物体上の各点から反射した光線を受光し、反射した光線のパターンの歪みを検出することによって、深度センサ１５と物体上の各点との距離を測定する。深度センサ１５は、物体上の各点の２次元位置の情報と、深度センサ１５から物体上の各点までの距離の情報とを複数の画素として検出し、検出した複数の画素を制御部１６に出力する。
【0033】
制御部１６は、液晶パネル１４及び深度センサ１５に通信可能とされている。制御部１６は、例えば、プログラムを実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等の記憶部と、入出力部と、ドライバとを備える。制御部１６の各機能は、ＣＰＵの制御の下で入出力部を動作させ、記憶部におけるデータの読み出し及び書き込みを行うことによって実現される。制御部１６の形態及び配置場所については特に限定されない。
【0034】
制御部１６は、操作部１２が操作されたか否かを判定する判定部１６ａを備える。判定部１６ａは、深度センサ１５によって検出された対象物Ｆの位置に基づいて判定を行う。判定部１６ａは、深度センサ１５から入力された位置データに基づき、対象物Ｆによって操作部１２の押下操作がなされたか否かを判定する。判定部１６ａは、深度センサ１５と対象物Ｆとの距離Ｄ１が閾値Ｔ以下であるか否かを判定する。
【0035】
判定部１６ａは、距離Ｄ１が閾値Ｔ以下であると判定したときに、対象物Ｆが仮想の押圧判定面Ｓに到達し、操作部１２が押下されたと判定する。押圧判定面Ｓは、深度センサ１５からの距離が一定である部位に形成された仮想の面であり、操作部１２の近接位置に設けられる。押圧判定面Ｓの位置は、操作部１２の位置と一致していてもよいし、操作部１２から所定距離だけ離間した位置であってもよい。本実施形態では、押圧判定面Ｓの位置は操作部１２の位置と一致している。
【0036】
第２虚像表示ユニット２１は、第１虚像表示ユニット１１と同様、空中結像素子１３、液晶パネル１４、深度センサ１５及び制御部１６を備える。第２虚像表示ユニット２１の構成は、第１虚像表示ユニット１１の構成と同様であるため、以下では第１虚像表示ユニット１１の構成と重複する説明を省略する。第２虚像表示ユニット２１は、例えば、第１虚像表示ユニット１１又は画像表示ユニット３０が表示する情報に連動する情報を提供する。第２虚像表示ユニット２１は、第１虚像表示ユニット１１又は画像表示ユニット３０の表示を補助する内容を表示してもよい。
【0037】
図２に示されるように、第２虚像表示ユニット２１は、車両１の乗員に話しかける人物像Ｈを虚像Ｋ２として表示する。第２虚像表示ユニット２１が人物像Ｈを表示することにより、車両１の乗員に親しみやすく情報を提供できると共に、乗員に対してより確実に情報提供を行うことができる。虚像表示装置１０は、第２虚像表示ユニット２１による虚像Ｋ２の表示に連動して音声を出力する音声出力部２２を備える。
【0038】
音声出力部２２は、例えば、人物像Ｈの声を出力する。音声出力部２２は、第１虚像表示ユニット１１又は画像表示ユニット３０が表示する情報を読み上げる人物像Ｈの声を出力してもよい。音声出力部２２の音声出力が人物像Ｈの声として第１虚像表示ユニット１１又は画像表示ユニット３０の表示に連動することにより、視覚及び聴覚による一層確実な情報の提供が可能となる。
【0039】
図５は、第１虚像表示ユニット１１を拡大した斜視図である。図２及び図５に示されるように、第１虚像表示ユニット１１は、虚像表示部（空中結像素子１３及び液晶パネル１４）を可動とする可動モジュール１７を備える。可動モジュール１７は、回転操作部１８と、空中結像素子１３及び液晶パネル１４を内蔵する回転ユニット１９とを備える。回転ユニット１９は、回転操作部１８の操作に伴って回転する。
【0040】
例えば、回転操作部１８は、虚像表示装置１０の平坦部１０ａにおける回転ユニット１９の後側に設けられており、ユーザーＵが回転操作部１８を回転操作することによって回転ユニット１９は回転する。一例として、回転操作部１８は、円柱状とされており、鉛直方向に延びる回転操作部１８の軸線Ｂ２を中心として回転操作が可能とされている。回転ユニット１９は、空中結像素子１３を露出させる上面部１９ａを備える。上面部１９ａは、例えば円形状とされており、鉛直方向に延びる上面部１９ａの軸線Ｂ３を中心として回転する。
【0041】
図６に示されるように、回転ユニット１９の上面部１９ａが回転することによって、虚像表示部、及び、第１虚像表示ユニット１１が表示する虚像Ｋ１も回転する。これにより、車両１の乗員が虚像Ｋ１を視認可能な範囲において回転ユニット１９が虚像表示部を回転する。ここで、「乗員が虚像を視認可能な範囲において虚像表示部を回転する」ことは、乗員が虚像を視認可能な範囲だけ虚像表示部を回転することに限られず、当該範囲を超えて虚像表示部を回転することも含まれる。すなわち、回転ユニット１９は、乗員が虚像Ｋ１を視認可能な範囲を超えて虚像表示部を回転してもよい。
【0042】
第１虚像表示ユニット１１が表示する虚像Ｋ１は、虚像Ｋ１の中心から正面方向に延びる基準線Ｌ３に対する傾斜角度である視認角度θ１を有し、視認角度θ１は例えば±２０°である。第２虚像表示ユニット２１が表示する虚像Ｋ２は、虚像Ｋ２の中心から正面方向に延びる基準線Ｌ４に対する傾斜角度である視認角度θ２を有し、視認角度θ２は例えば±２０°である。
【0043】
従って、仮に第１虚像表示ユニット１１が表示する虚像Ｋ１が車両１の前後方向に向けられていて、車両１の運転者の目Ｅが第２虚像表示ユニット２１の虚像Ｋ２に焦点を合わせた場合、当該運転者は虚像Ｋ１を確認することができない。しかしながら、本実施形態では、回転ユニット１９の回転に伴って虚像Ｋ１が回転可能とされているため、虚像Ｋ１及び虚像Ｋ２の両方を運転者の目Ｅで確認することが可能となる。
【0044】
図７及び図８に示されるように、深度センサ１５は、例えば、回転ユニット１９の上面部１９ａに設けられており、回転ユニット１９と共に回転する。ところで、仮に回転ユニットと共に深度センサが回転せず深度センサが固定されている場合、深度センサは操作部（虚像）に対して正面位置に設けられなくなる。よって、ユーザーは操作部に対して正面から指で操作をしていても、深度センサが指先ではない部位を認識することがあるため、ユーザーの意図通りに操作がなされないことがある。
【0045】
しかしながら、本実施形態では、回転ユニット１９と共に深度センサ１５が回転するので、ユーザーＵが操作部１２に対して正面から対象物Ｆで操作をしたときに、深度センサ１５が対象物Ｆの先端ではない位置を認識することを抑制することができる。従って、深度センサ１５が対象物Ｆの先端の位置を確実に認識することにより、ユーザーＵの意図通りの操作を実現させることができる。
【0046】
次に、本実施形態に係る虚像表示装置１０の作用効果について詳細に説明する。虚像表示装置１０では、第１虚像表示ユニット１１の虚像表示部が情報を虚像Ｋ１として表示するので、情報を浮き出たように表示することができる。このように情報を浮き出たように表示することにより、情報の視認性を高めることができる。第１虚像表示ユニット１１は、乗員が虚像Ｋ１を視認可能な範囲において虚像表示部を回転させる回転ユニット１９を有する。
【0047】
よって、図６に示されるように、第１虚像表示ユニット１１による虚像Ｋ１の他に別の虚像Ｋ２を表示する場合において、第１虚像表示ユニット１１の回転ユニット１９が虚像表示部を回転させることにより、ユーザーＵは別の虚像Ｋ２に焦点を合わせた上で第１虚像表示ユニット１１による虚像Ｋ１を同時に確認することができる。従って、視認性を高めることができると共に、虚像Ｋ１，Ｋ２を確認する運転者は安全に運転を行うことができる。
【0048】
虚像表示装置１０は、車両１の運転者側（ユーザーＵ側）に虚像Ｋ２を表示する第２虚像表示ユニット２１を備える。第１虚像表示ユニット１１が虚像Ｋ１を表示すると共に第２虚像表示ユニット２１が運転者側に虚像Ｋ２を表示することにより、第１虚像表示ユニット１１の虚像Ｋ１を第２虚像表示ユニット２１の虚像Ｋ２によって補完することができる。第１虚像表示ユニット１１の虚像Ｋ１を第２虚像表示ユニット２１の虚像Ｋ２が補完することにより、表示される情報のインパクトを高めて車両１の乗員の気を引くことができる。２つの虚像Ｋ１，Ｋ２を表示することによって、情報をより把握しやすくすることができる。
【0049】
第２虚像表示ユニット２１は、図２に示されるように、第１虚像表示ユニット１１の表示に付随した情報を読み上げる人物像Ｈを表示する。第２虚像表示ユニット２１が情報を読み上げる人物像Ｈを虚像Ｋ２として表示することにより、車両１の乗員にとって親しみやすく情報を提供することができる。第２虚像表示ユニット２１が第１虚像表示ユニット１１の表示に付随した情報を読み上げる人物像Ｈを表示することにより、情報のインパクトを更に高めることができる。
【0050】
第１虚像表示ユニット１１は、虚像Ｋ１として操作部１２を表示する。第１虚像表示ユニット１１は、操作部１２に接近する対象物Ｆの位置を検出する深度センサ１５と、深度センサ１５によって検出された対象物Ｆの位置に基づいて、操作部１２が押下されたか否かを判定する判定部１６ａと、を更に備える。回転ユニット１９は、虚像表示部と共に深度センサ１５を回転させる。
【0051】
よって、深度センサ１５の位置を常に第１虚像表示ユニット１１の虚像Ｋ１の正面位置とすることができる。この場合、深度センサ１５が第１虚像表示ユニット１１の虚像Ｋ１に対し常に正面位置にあるため、深度センサ１５は常に対象物Ｆを認識できることとなり、ユーザーＵは虚像Ｋ１として表示される操作部１２を確実に操作することができる。従って、ユーザーＵの意図通りに操作がなされるので、操作部１２の操作性が良いとユーザーＵに感じさせることができる。
【0052】
深度センサ１５は、操作部１２を挟んで対象物Ｆとは反対側に設けられる。ところで、対象物Ｆが操作部１２に接近する接近方向と、深度センサ１５の座標軸が示す各方向との間にずれが生じている場合、対象物Ｆの位置を正しく検出するために、深度センサ１５の座標系に対して座標変換処理を行う必要性がありうる。これに対し、操作部１２を挟んで対象物Ｆの反対側に深度センサ１５が設けられる場合、操作部１２から見て深度センサ１５を対象物Ｆの反対側に配置することによって、前述の座標変換処理の負荷を軽減させることができる。これにより、操作に伴う処理負荷を軽減させることが可能になると共に、深度センサ１５による対象物Ｆの認識の精度を一層高めることができる。
【0053】
第１虚像表示ユニット１１は、図１に示されるように、車両１の内部において車両１の前後方向及び左右方向に移動可能とされていてもよい。この場合、第１虚像表示ユニット１１が前後方向及び左右方向に移動可能とされている。よって、車両１の全ての乗員に対して浮き出たような虚像Ｋ１を表示することができるため、全ての乗員が虚像Ｋ１を確実に視認することができる。従って、車両１の乗員に対する虚像Ｋ１の視認性を更に高めることができる。車両１の全ての乗員が操作部１２を操作することも可能となる。
【0054】
以下では、変形例に係る虚像表示装置１０について説明する。変形例に係る虚像表示装置１０は、前述した実施形態の虚像表示装置１０の全ての構成を備えていてもよいし、前述した実施形態の虚像表示装置１０の一部の構成を備えていてもよい。変形例に係る虚像表示装置１０の第１虚像表示ユニット１１は、ユーザーＵ（図４参照）の顔を検出する。第１虚像表示ユニット１１は、検出したユーザーＵの顔の動きに基づいて各機器を動作させる。
【0055】
具体的には、前述した深度センサ１５がユーザーＵの顔の位置の情報を取得し、深度センサ１５が取得した顔の位置の情報を制御部１６に出力する。制御部１６は、例えば、ユーザーＵの顔が一定量以上動いたか否かを判定する。このとき、制御部１６は、顔が一定量以上動いたと判定したときには、例えば車両の各機器を動作させてもよい。また、制御部１６は、顔が一定量以上動いたと判定したときに、虚像表示装置１０の一部を動作（例えば振動）させてもよい。
【0056】
一例として、制御部１６は、顔が一定量以上動いたと判定したときに、回転ユニット１９を所定量回転させる。このように、顔が一定量以上動いたと制御部１６が判定したときに回転ユニット１９が回転することにより、ユーザーＵが顔を動かした場合であっても、ユーザーＵに第１虚像表示ユニット１１による虚像を確認させることができる。従って、視認性を高めることができると共に、虚像を確認する運転者は安全に運転を行うことができる。更に、顔が一定量動いたと制御部１６が判定したときに回転ユニット１９が回転することにより、ユーザーＵに注意喚起を促すことが可能である。例えば、運転者であるユーザーＵの顔が動いてよそ見をしたり居眠りをしたりすることを抑制することができる。なお、顔が一定量以上動いたと判定したときに制御部１６が動作させる対象の機器は、回転ユニット１９以外の機器であってもよい。
【0057】
以上、本開示に係る虚像表示装置の実施形態及び変形例について説明した。しかしながら、本開示は、前述の実施形態及び変形例に限定されるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲において更に変形し又は他のものに適用したものであってもよい。すなわち、虚像表示装置の各部の構成は、各請求項の要旨を変更しない範囲において適宜変更可能である。
【0058】
例えば、前述の実施形態では、像を空中に結像させる空中結像素子１３がＡＩプレートである例について説明した。しかしながら、空中結像素子はＡＩプレート以外の素子であってもよい。例えば、空中結像素子は、ホログラム等、ユーザーＵ側に立体的な虚像を結像する立体結像素子であってもよい。
【0059】
前述の実施形態では、空中結像素子１３、液晶パネル１４及び深度センサ１５を備える第１虚像表示ユニット１１について説明した。しかしながら、空中結像素子、液晶パネル及び深度センサの形状、大きさ、数及び配置態様は適宜変更可能である。第２虚像表示ユニット２１についても同様である。
【0060】
前述の実施形態では、深度センサ１５は、深度センサ１５と物体上の各点との距離をＬｉｇｈｔ Ｃｏｄｉｎｇ方式によって測定する例について説明したが、この方式に限定されない。例えば、深度センサ１５は、深度センサ１５と物体上の各点との距離を、ＴＯＦ（Ｔｉｍｅ Ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ）方式によって測定してもよい。ＴＯＦ方式では、深度センサ１５は、光線が物体上の各点で反射して深度センサ１５に到達するまでの光線の飛行時間（遅れ時間）を算出し、算出した飛行時間と光の速度とから、深度センサ１５と物体上の各点との距離を測定する。このような形態であっても、前述した実施形態と同様の効果を奏する。更に、センサの種類は深度センサに限定されない。すなわち、深度センサ１５に代えて、赤外線センサ又は超音波センサ等を備えていてもよく、センサの種類は適宜変更可能である。
【0061】
前述の実施形態では、第１表示ユニット部１０Ａ及び第２表示ユニット部１０Ｂを備えており、平坦部１０ａ及び傾斜部１０ｂを有する虚像表示装置１０について説明した。しかしながら、虚像表示装置の形状、大きさ及び配置態様は適宜変更可能である。更に、前述の実施形態では、画像表示ユニット３０を備えた虚像表示装置１０について説明した。しかしながら、画像表示ユニット３０の構成は適宜変更であり、更に画像表示ユニット３０を省略することも可能である。
【0062】
前述の実施形態では、第１虚像表示ユニット１１又は画像表示ユニット３０の表示を補助する内容を第２虚像表示ユニット２１が表示する例について説明した。しかしながら、第２虚像表示ユニット２１が表示する内容は、第１虚像表示ユニット１１又は画像表示ユニット３０の表示を補助するものでなくてもよい。すなわち、第１虚像表示ユニット１１及び第２虚像表示ユニット２１のそれぞれが表示する内容は、全く異なっていてもよく、特に限定されない。更に、第２虚像表示ユニットは人物像を表示するものでなくてもよいし、第２虚像表示ユニットを省略することも可能である。
【0063】
前述の実施形態では、回転操作部１８及び回転ユニット１９を有する可動モジュール１７を備える第１虚像表示ユニット１１について説明した。しかしながら、回転ユニットを備える可動モジュールの形状、大きさ、構成及び配置態様は適宜変更可能である。回転ユニット１９を回転操作する回転操作部１８の形状、大きさ、数、材料及び配置態様についても適宜変更可能である。回転操作部１８を省略することも可能であり、回転ユニット１９が自動で回転してもよい。
【0064】
前述の実施形態では、車両１に搭載された各機器を動作させる操作部１２を虚像Ｋ１として表示する第１虚像表示ユニット１１について説明した。また、操作部１２が第１虚像ボタン１２ａ、第２虚像ボタン１２ｂ及び第３虚像ボタン１２ｃを備える例について説明した。しかしながら、操作部のレイアウト及び種類は適宜変更可能である。
【0065】
前述の実施形態では、車両１の前後方向及び左右方向に移動可能とされている第１虚像表示ユニット１１について説明した。しかしながら、第１虚像表示ユニットは車両の前後方向及び左右方向に移動可能とされていなくてもよい。前述の実施形態では、深度センサ１５及び制御部１６を備え、操作部１２を虚像Ｋ１として表示する第１虚像表示ユニット１１について説明した。しかしながら、操作部を省略することも可能である。本開示に係る虚像表示装置は、操作部でない虚像を表示する第１虚像表示ユニットを備えていてもよい。本開示に係る虚像表示装置は、助手席２、後部座席３及び運転席４を備えた図１に示される車両１のみならず、あらゆる種類の車両に適用させることが可能である。
【符号の説明】
【0066】
１…車両、１０…虚像表示装置、１１…第１虚像表示ユニット、１２…操作部、１３…空中結像素子（虚像表示部）、１４…液晶パネル（虚像表示部）、１５…深度センサ（センサ）、１６ａ…判定部、１９…回転ユニット、２１…第２虚像表示ユニット、Ｈ…人物像、Ｋ１，Ｋ２…虚像。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】