JP2011213184A - See-through display device - Google Patents

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JP2011213184A JP2010081386A JP2010081386A JP2011213184A JP 2011213184 A JP2011213184 A JP 2011213184A JP 2010081386 A JP2010081386 A JP 2010081386A JP 2010081386 A JP2010081386 A JP 2010081386A JP 2011213184 A JP2011213184 A JP 2011213184A
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Kazuaki Fujii
一彰 藤井
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Equos Research Co Ltd
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Equos Research Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make an observer observe a part concealed by a member blocking the vision of the observer such as a pillar in a vehicle.SOLUTION: A see-through display device includes image pickup units 17L, 17R for picking up images of part concealed by blocking members 22L, 22R at the position of observation, holographic optical elements 20L, 20R arranged on surfaces of the blocking members 22L, 22R at the opposing side with respect to the position of observation, and projector units 10L, 10R for projecting the images picked up by the image pickup units 17L, 17R on the holographic optical elements 20L, 20R. The holographic optical elements 20L, 20R diffract the images projected by the projector units 10L, 10R in the direction of the position of observation.

Description

本発明は、車両内においてピラーなど、視覚を遮る構造物に対し、撮像装置で撮影した映像を投影し、遮られた部分の視覚情報を補うシースルー表示装置に関するものである。   The present invention relates to a see-through display device that projects an image captured by an imaging device onto a structure that blocks vision, such as a pillar in a vehicle, and compensates for the visual information of the blocked portion.

従来、自動車などの移動体において、車両の屋根を支えるピラーは、車両の運転者に対して死角を形成し安全な走行を妨げる一要因となっている。特に、フロントウィンドウを支えているAピラーは、交差点や急カーブにおいて車両の運転者の前方に死角を形成するものであって、運転者はこの死角部分に十分な注意を払いつつ運転を行う必要がある。   2. Description of the Related Art Conventionally, in a moving body such as an automobile, a pillar that supports the roof of a vehicle forms a blind spot for a vehicle driver and is a factor that hinders safe driving. In particular, the A pillar supporting the front window forms a blind spot ahead of the driver of the vehicle at an intersection or a sharp curve, and the driver needs to drive while paying sufficient attention to this blind spot. There is.

このようなピラーによる死角部分を解決するため、LCDや有機ELなどのディスプレイ装置を車室内側のAピラー上に配置し、外部カメラによる映像を表示することで死角を埋める各種表示装置が提案されている。   In order to solve such a blind spot portion caused by pillars, various display devices have been proposed in which a display device such as an LCD or an organic EL is arranged on the A-pillar on the vehicle interior side and the blind spot is filled by displaying an image from an external camera. ing.

特許文献1には、このような死角を埋める表示装置として、取得された視点位置の情報と液晶ディスプレイ40の設置状態の情報とに基づいて、運転者の視点位置から液晶ディスプレイ40の設置領域が透過して車外が見えた場合と同じ映像が液晶ディスプレイ40に表示されるように、撮影装置10により撮影された映像を座標変換する車両周囲映像提供装置が開示されている。この車両周囲映像提供装置によれば、あたかも液晶ディスプレイ40が透過して車外が見えるかのように、液晶ディスプレイ40に映像表示が行うことが可能となっている。   In Patent Document 1, as a display device that fills such a blind spot, the installation area of the liquid crystal display 40 is determined from the viewpoint position of the driver based on the acquired information on the viewpoint position and the information on the installation state of the liquid crystal display 40. A vehicle surrounding image providing device is disclosed that coordinates-converts an image captured by the image capturing device 10 so that the same image as when the outside of the vehicle is seen through is displayed on the liquid crystal display 40. According to this vehicle surrounding image providing device, it is possible to display an image on the liquid crystal display 40 as if the liquid crystal display 40 is transmitted and the outside of the vehicle can be seen.

また、特許文献2には、前方ピラーによる運転者の運転死角地帯の映像を撮影するための撮影装置と、撮影装置から撮影された映像情報を分析、変換及び加工する映像制御装置と、映像制御装置から供給される映像信号を運転者に表示する車両の前方ピラーによる運転死角モニタリング装置が開示されている。   Patent Document 2 discloses a photographing device for photographing a driver's driving blind spot image by a front pillar, a video control device for analyzing, converting and processing video information photographed from the photographing device, and video control. A driving blind spot monitoring device using a front pillar of a vehicle that displays a video signal supplied from the device to a driver is disclosed.

特開2007−96638号公報JP 2007-96638 A 特開2004−34957号公報JP 2004-34957 A

刊行物1の車両周囲映像提供装置、刊行物2の運転死角モニタリング装置は、どちらも死角に対応する映像を表示する表示装置として自己発光型の表示装置(液晶ディスプレイ装置)が用いられている。このような自己発光型の表示装置は、平面形状で構成されているため車室内において、ピラー上に配置させた場合にはデザイン上の違和感が生じてしまう。   Both the vehicle surrounding image providing device of Publication 1 and the driving blind spot monitoring device of Publication 2 use a self-luminous display device (liquid crystal display device) as a display device that displays an image corresponding to the blind spot. Since such a self-luminous display device is configured in a planar shape, when it is arranged on a pillar in a vehicle interior, a sense of incongruity in design occurs.

特に、車両前方のAピラー(フロントウィンドウを支えるピラー)は、車両の外観上、重要な部分であって車種やグレードなどによって多様な形状を有する。そして、Aピラーの内側についても、Aピラーの外部形状との関係、並びに、内部インテリアを良好なものとするためには、平面形状として液晶ディスプレイ装置などを配置することはデザイン上の違和感を招くこととなる。   In particular, the A pillar in front of the vehicle (the pillar that supports the front window) is an important part in the appearance of the vehicle and has various shapes depending on the vehicle type, grade, and the like. Also, regarding the inside of the A pillar, in order to improve the relationship with the external shape of the A pillar and the internal interior, it is inconvenient in design to arrange the liquid crystal display device as a planar shape. It will be.

また、液晶ディスプレイ装置など自己発光式の表示装置を車室内に配置した場合、運転
者に対しては死角を補う役割を果たすが、他の同乗者に対してはピラー内部に関係のない映像が表示されることとなり、違和感が生じる。同乗者に対して表示される映像は、車両外部の映像ではあるが、車室外風景とは連続性のない映像であるため、人によっては気分が悪くなってしまうこともある。さらには、表示装置がオフ状態、すなわち、非表示状態となった場合には黒色の画面が車室内に残ることとなり、車室内のデザインを乱す、あるいは、統一感のあるデザインを行うことが非常に困難となる。
In addition, when a self-luminous display device such as a liquid crystal display device is arranged in the passenger compartment, it plays a role of supplementing the blind spot for the driver, but for other passengers, an image not related to the inside of the pillar is displayed. It will be displayed, causing a sense of incongruity. Although the image displayed to the passenger is an image outside the vehicle, it is an image that is not continuous with the scenery outside the vehicle compartment, so that some people may feel uncomfortable. Furthermore, when the display device is in the off state, that is, in the non-display state, a black screen remains in the vehicle interior, which disturbs the design of the vehicle interior or makes it a very unified design. It becomes difficult.

また、自己発光式の表示装置に代えて、投影式のプロジェクタ装置を用いることも考えられるが、この場合においてもピラー内側には、反射特性が良好なスクリーン(通常、白色)を設ける必要があるため、デザイン上の違和感は残ることとなる。プロジェクタ装置では、ピラー内側が曲面であっても映像を投影することは可能ではあるものの、撮影した映像を曲面に投影した場合には、曲面により投影像に歪みが生じ、投影する映像に対して予め曲面を考慮した変形処理を行う必要がある。そして、運転者以外の同乗者に対しては、自己発光式の表示装置と同様、必要のない映像が表示されることとなり違和感が生じる。   In addition, it is conceivable to use a projection type projector device instead of the self-luminous display device. In this case, however, it is necessary to provide a screen (usually white) with good reflection characteristics inside the pillar. Therefore, a sense of incongruity in design remains. In the projector device, although it is possible to project an image even if the inside of the pillar is a curved surface, when a captured image is projected onto a curved surface, the projected image is distorted by the curved surface, and the projected image It is necessary to perform a deformation process in consideration of the curved surface in advance. For passengers other than the driver, unnecessary images are displayed as in the self-luminous display device, and a sense of incongruity occurs.

上記課題を解決するため、本発明のシースルー表示装置は、観察位置において遮蔽部材で隠される部分を撮像する撮像部と、遮蔽部材の表面上であって、前記観察位置に対向する側に配設されるホログラフィック光学素子と、前記撮像部で撮像された映像を前記ホログラフィック光学素子に投影するプロジェクタ部とを備え、前記ホログラフィック光学素子は、前記プロジェクタ部が投影する映像を、前記観察位置の方向に回折させることを特徴としている。   In order to solve the above-described problems, a see-through display device according to the present invention is provided on an imaging unit that images a portion hidden by a shielding member at an observation position, and on the surface of the shielding member that faces the observation position. Holographic optical element, and a projector unit that projects the image captured by the imaging unit onto the holographic optical element, wherein the holographic optical element displays the image projected by the projector unit as the observation position. It is characterized by diffracting in the direction of.

さらに、本発明のシースルー表示装置において、前記遮蔽部材は、車両のピラー部であることを特徴としている。   Furthermore, in the see-through display device of the present invention, the shielding member is a pillar portion of a vehicle.

さらに、本発明のシースルー表示装置において、前記遮蔽部材の表面は曲面であって、前記ホログラフィック光学素子は前記曲面に沿って配設されることを特徴としている。   Furthermore, in the see-through display device of the present invention, the surface of the shielding member is a curved surface, and the holographic optical element is disposed along the curved surface.

さらに、本発明のシースルー表示装置において、前記ホログラフィック光学素子は、前記遮蔽部材と略同じ曲面の状態において、参照光と物体光にて記録されることを特徴としている。   Further, in the see-through display device of the present invention, the holographic optical element is recorded with reference light and object light in a state of a curved surface substantially the same as the shielding member.

さらに、本発明のシースルー表示装置において、前記ホログラフィック光学素子は、光学拡大機能を有することを特徴としている。   Furthermore, in the see-through display device of the present invention, the holographic optical element has an optical magnification function.

本発明によれば、本発明によれば、車室内に自己発光型の表示装置やスクリーンなど、車室内のデザインを阻害するものを設置する必要が無いとともに、ホログラフィック光学素子20の優れた透過性を利用することで、車室内のデザインを乱すことなく、運転者に対して遮蔽部材背後の映像を提供し、車両運転の安全性の向上を図ることが可能となる。   According to the present invention, according to the present invention, it is not necessary to install a self-luminous display device, a screen, or the like that obstructs the design of the interior of the vehicle, and excellent transmission of the holographic optical element 20 is achieved. By utilizing the characteristics, it is possible to provide the driver with an image behind the shielding member without disturbing the design of the passenger compartment, and to improve the safety of driving the vehicle.

また、ホログラフィック光学素子20は、優れた角度選択性を有するため、ホログラフィック光学素子20の回折角度を予め運転者(観察者)の観察位置に向くように設定しておくことで、運転者に対してのみ映像を提供するとともに、必要のない映像を他の同乗者にとっては提供することなく車室内での違和感を抑えることが可能となる。   Since the holographic optical element 20 has excellent angle selectivity, the holographic optical element 20 is set so that the diffraction angle of the holographic optical element 20 faces the observation position of the driver (observer) in advance. It is possible to suppress the uncomfortable feeling in the vehicle interior without providing unnecessary images to other passengers while providing images only for the vehicle.

さらには、ホログラフィック光学素子20を、配設する遮蔽部材の形状と略同形状の状態で作成(干渉縞を記録)することで、遮蔽部材が曲面を有する場合であっても観察者に
対して、曲面による歪みのない映像を提供することが可能となり、曲面形状を考慮した歪み除去処理などの負担を削減することが可能となる。
Furthermore, by creating the holographic optical element 20 in a state substantially the same as the shape of the shielding member to be arranged (recording interference fringes), even if the shielding member has a curved surface, it is possible for the observer. Thus, it is possible to provide an image without distortion due to a curved surface, and it is possible to reduce a burden such as distortion removal processing in consideration of the curved surface shape.

本発明の実施形態に係るシースルー表示装置を示す図。The figure which shows the see-through display apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るシースルー表示装置を示す図。The figure which shows the see-through display apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態で用いるホログラフィック光学素子を示す図。The figure which shows the holographic optical element used by embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るシースルー表示装置を示す図。The figure which shows the see-through display apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るシースルー表示装置の制御構成を示す図。The figure which shows the control structure of the see-through display apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るプロジェクタ装置を示す図。1 is a diagram showing a projector device according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態で用いるホログラフィック光学素子の記録、再生を説明するための図。The figure for demonstrating recording and reproduction | regeneration of the holographic optical element used by embodiment of this invention.

図1は、本発明の実施形態に係るシースルー表示装置を示した図であって、車両内部から前方をみた様子を示している。本実施形態は、運転者に対し前方方向の遮蔽部材となる左右2つのAピラー部に適用したものとしている。本実施形態に限らず、他のBピラー部、Cピラー部など車両の他のピラー部に対して適用してもよいし、ピラー部に限らず、トラックなどにおける運転席背後の遮蔽部材に対しても適用することとしてもよい。   FIG. 1 is a view showing a see-through display device according to an embodiment of the present invention, and shows a state of looking forward from the inside of a vehicle. This embodiment is applied to the two left and right A-pillar portions that serve as a forward shielding member for the driver. The present invention is not limited to this embodiment, and may be applied to other pillar parts of the vehicle such as other B pillar parts and C pillar parts. However, it may be applied.

左右に配置されたシースルー表示装置は、それぞれ、プロジェクタ装置10R、10L(プロジェクタ部)、ピラーカメラ(撮像部)17R、17L、ホログラフィック光学素子20R、20L、また、図示しないがピラーカメラ17R、17Lで撮像した映像を処理してプロジェクタ装置10R、10Lに供給する制御部を備えている。   The see-through display devices arranged on the left and right are respectively projector devices 10R, 10L (projector units), pillar cameras (imaging units) 17R, 17L, holographic optical elements 20R, 20L, and pillar cameras 17R, 17L (not shown). And a control unit that processes the video imaged in step S10 and supplies the processed video image to the projector devices 10R and 10L.

ここでは、右側に配置されているシースルー表示装置について説明する。左側のシースルー表示装置についても構成は同様である。ピラー部22Rは、観察者である運転者が着座したとき、所定方向、所定範 ピラー部22Rの内側、すなわち、運転者と対向する方向には、ホログラフィック光学素子20Rが配設されている。ホログラフィック光学素子20Rは、フィルム状の部材であってピラー部22Rの内側に貼着される。このホログラフィック光学素子20Rは、透過性に優れた部材であるため、ピラー部22Rに貼着した場合、ピラー部22Rの内側の色が透過して視認可能となるため、従来の自己発光型表示装置を設けることや、白色のスクリーンを設けることと比較して、車室内のデザインを乱すことがない。   Here, the see-through display device arranged on the right side will be described. The configuration of the left see-through display device is the same. When the driver, who is an observer, sits on the pillar portion 22R, the holographic optical element 20R is arranged in a predetermined direction, inside the predetermined range of the pillar portion 22R, that is, in a direction facing the driver. The holographic optical element 20R is a film-like member and is attached to the inside of the pillar portion 22R. Since the holographic optical element 20R is a member having excellent transparency, when it is attached to the pillar portion 22R, the color inside the pillar portion 22R can be transmitted and visually recognized. Therefore, the conventional self-luminous display Compared with providing a device or providing a white screen, the design of the vehicle interior is not disturbed.

ピラー部22Rの内側にホログラフィック光学素子20Rを簡易に貼着するには、ピラー部22Rの内側形状を平面にしておくとよい。しかしながら、ホログラフィック光学素子20Rは、それ自体に像を形成する訳ではないので、ピラー部22Rが曲面であったとしても、その曲面を考慮して記録を行い、曲面に沿って貼着することで、ピラー部22Rの内側形状が曲面の場合にも柔軟に対応することが可能である。このように、ホログラフィック光学素子20Rを採用することで、ピラー部22Rの形状についても平面に限定されることが無く車室内のデザインの幅を広げることが可能となる。   In order to easily attach the holographic optical element 20R to the inside of the pillar portion 22R, the inner shape of the pillar portion 22R may be made flat. However, since the holographic optical element 20R does not form an image on its own, even if the pillar portion 22R is a curved surface, recording is performed in consideration of the curved surface, and pasting is performed along the curved surface. Thus, even when the inner shape of the pillar portion 22R is a curved surface, it is possible to flexibly cope with it. As described above, by adopting the holographic optical element 20R, the shape of the pillar portion 22R is not limited to a plane, and the width of the design in the vehicle compartment can be increased.

プロジェクタ装置10Rは、ピラーカメラ17Rで撮像された映像を、ピラー部22Rの内側に配設されたホログラフィック光学素子20Rに対して投影する。このとき、撮像された映像をそのまま投影することも考えられるが、撮像された映像から必要とされる範囲を切り出し、また、必要であれば変形処理などを制御部で行って投影するとよい。これらの処理は、運転者の体格や着座位置によって変化する眼の位置、すなわち、観察位置に応じて調整することで、外景と一体感のある映像を投影することが可能となる。なお、観察位置の検出は、カメラで運転者の顔を検出してもよいし、座席の調整位置や着座状況を
センサで検出して判断してもよい。
The projector device 10R projects an image captured by the pillar camera 17R onto the holographic optical element 20R disposed inside the pillar portion 22R. At this time, it is conceivable to project the captured video as it is. However, it is preferable to cut out a necessary range from the captured video, and perform a transformation process or the like by the control unit if necessary. These processes can be adjusted according to the position of the eye that changes depending on the physique and seating position of the driver, that is, the observation position, thereby projecting an image having a sense of unity with the outside scene. The observation position may be detected by detecting the driver's face with a camera or by detecting the seat adjustment position and the seating situation with a sensor.

図2は、本発明の実施形態に係るシースルー表示装置であって、左側に配置されたシースルー表示装置の垂直方向における断面となっている。ピラーカメラ17Rは、ピラー部22Rにて隠される部分を含む撮像範囲1を撮像を行う。ピラー部22Rの内側、すなわち、観察者と対向する側にはホログラフィック光学素子20Rが配設されており、観察者は、プロジェクタ装置10Rにて投影された映像を視認することが可能となる。本実施形態ではホログラフィック光学素子20Rを利用するため、観察される像をホログラフィック光学素子20Rの位置ではなく、遠方結像させることも可能である。そのため、観察者は外景を見るのと略同様の焦点距離にてピラー部22Rで隠された部分を視認することが可能となり、頻繁な焦点の移動を抑えることが可能となる。   FIG. 2 shows a see-through display device according to an embodiment of the present invention, which is a cross section in the vertical direction of the see-through display device arranged on the left side. The pillar camera 17R images the imaging range 1 including a portion hidden by the pillar portion 22R. The holographic optical element 20R is disposed inside the pillar portion 22R, that is, on the side facing the observer, and the observer can visually recognize the image projected by the projector device 10R. In the present embodiment, since the holographic optical element 20R is used, it is possible to form a far image instead of the position of the holographic optical element 20R. Therefore, the observer can visually recognize the portion hidden by the pillar portion 22R at the same focal length as when viewing the outside scene, and can suppress frequent movement of the focus.

図3は、本発明の実施形態で用いるホログラフィック光学素子を説明するための図である。ホログラフィック光学素子20は、高い透過性を有しており、外来光はほとんど損失のないままこのホログラフィック光学素子20を透過する。したがって、ホログラフィック光学素子20を部材に貼着した場合、部材の色はそのまま透過されて観察することが可能となる。このようにホログラフィック光学素子20の優れた透過性を利用することで、ホログラフィック光学素子20をピラー部などの遮蔽部材に貼着した場合にも遮蔽部材の色がそのまま観察できるため、車室内のデザイン性の向上を図ることができる。   FIG. 3 is a diagram for explaining a holographic optical element used in the embodiment of the present invention. The holographic optical element 20 has high transparency, and extraneous light passes through the holographic optical element 20 with almost no loss. Therefore, when the holographic optical element 20 is attached to a member, the color of the member is transmitted as it is and can be observed. By utilizing the excellent transparency of the holographic optical element 20 in this way, the color of the shielding member can be observed as it is even when the holographic optical element 20 is attached to a shielding member such as a pillar portion. The design can be improved.

また、ホログラフィック光学素子20は、所定方向から発せられた入射光(再生光)を、所定方向に回折する優れた角度選択性を有している。また、回折光が集光点に向けて回折するようホログラフィック光学素子20を製作することでレンズ機能(光学拡大機能)を持たせることも可能となる。本実施形態では、ホログラフィック光学素子20の優れた角度選択性を利用することで、予め設定された観察位置においては、プロジェクタ装置10にて投影された映像を観察可能とし、他の位置では、当該映像を不可視とすることができる。特に、車室内では運転者のみに遮蔽物で隠された部分の映像を観察させることができ、他の同乗者に対する映像による違和感を防ぐことが可能となる。   The holographic optical element 20 has excellent angle selectivity that diffracts incident light (reproduced light) emitted from a predetermined direction in a predetermined direction. It is also possible to provide a lens function (optical magnification function) by manufacturing the holographic optical element 20 so that the diffracted light is diffracted toward the condensing point. In the present embodiment, by utilizing the excellent angle selectivity of the holographic optical element 20, the image projected by the projector device 10 can be observed at a preset observation position, and at other positions, The video can be invisible. In particular, in the passenger compartment, only the driver can observe the image of the portion hidden by the shielding object, and it is possible to prevent the other passengers from feeling uncomfortable due to the image.

図4は、本発明の実施形態に係るシースルー表示装置を示す図であって、図1の実施形態における水平方向の断面図となっている。図中右側に配置されたシースルー表示装置では、プロジェクタ装置10Rから発せられた入射光1は、ホログラフィック光学素子20Rにて所定方向に回折し、運転者(観察者)の視点位置である観察位置に回折光1として入射し、プロジェクタ装置10Rによる映像を視認させる。ホログラフィック光学素子20Rは、優れた角度選択性を備えるため、観察位置以外での視認性はほとんど無い。したがって、助手席など同乗者はピラー部22Rの内側に投影された映像を視認することはできず、違和感の無い車内を実現できる。   FIG. 4 is a view showing a see-through display device according to the embodiment of the present invention, and is a horizontal sectional view in the embodiment of FIG. In the see-through display device arranged on the right side in the figure, the incident light 1 emitted from the projector device 10R is diffracted in a predetermined direction by the holographic optical element 20R, and is an observation position that is the viewpoint position of the driver (observer). Is incident as diffracted light 1, and the image by the projector device 10R is visually recognized. Since the holographic optical element 20R has excellent angle selectivity, there is almost no visibility other than the observation position. Therefore, passengers such as the passenger seat cannot view the image projected inside the pillar portion 22R, and can realize the interior without a sense of incongruity.

一方、左側に配置されたシースルー表示装置も同様であって、プロジェクタ装置10Lから発せられた入射光2は、ホログラフィック光学素子20Lにて所定方向に回折し、運転者(観察者)の視点位置である観察位置に回折光2として入射し、プロジェクタ装置10Lによる映像を観察者に視認させる。この左側に位置するピラー部22Lは、助手席に座る同乗者に近い位置にあるため、ピラー部22Lに投影された映像を視認させない効果は非常に高い。   On the other hand, the see-through display device arranged on the left side is also the same, and the incident light 2 emitted from the projector device 10L is diffracted in a predetermined direction by the holographic optical element 20L, and the viewpoint position of the driver (observer). Is incident on the observation position as diffracted light 2, and the viewer visually recognizes the image by the projector device 10L. Since the pillar portion 22L located on the left side is close to the passenger sitting in the passenger seat, the effect of not visually recognizing the image projected on the pillar portion 22L is very high.

図5は、本発明の実施形態に係るシースルー表示装置の制御構成を示す図である。本実施形態では、左右の各シースルー表示装置は独立して制御されている。制御部30は、右側のシースルー表示装置を制御する第1映像処理部31と、左側のシースルー表示装置を制御する第2映像処理部32の機能を有している。制御部30は、CPU、GPU、RAMなどの各種記億装置を備えて構成され、各映像処理部の処理を例えば時分割で実行する
FIG. 5 is a diagram showing a control configuration of the see-through display device according to the embodiment of the present invention. In the present embodiment, the left and right see-through display devices are controlled independently. The control unit 30 has functions of a first video processing unit 31 that controls the right see-through display device and a second video processing unit 32 that controls the left see-through display device. The control unit 30 includes various storage devices such as a CPU, a GPU, and a RAM, and executes the processing of each video processing unit, for example, in a time division manner.

また、シースルー表示装置の制御に、車両の速度やハンドルの切り角度など車両制御情報や、GPSなどを利用した車両位置情報などの車両情報を利用することとしてもよい。必要な状況でのみプロジェクタ装置10を動作させることで、外景と投影像の不一致の違和感を低減させることが可能となる。プロジェクタ装置10を動作させる状況としては、低速走行時、交差点通過時、カーブ走行時などが考えられる。さらに、必要なプロジェクタ装置のみを動作させることとしてもよい。例えば、通常走行時に右カーブにて右側にハンドルが切られた、あるいは、車両位置情報により右側にカーブする状況が判定された場合には、右側プロジェクタ装置10Rを動作させることで、運転者が注意を払うべき方向の視野を十分に確保することが可能となる。   In addition, vehicle control information such as the speed of the vehicle and the turning angle of the steering wheel, and vehicle information such as vehicle position information using GPS may be used for controlling the see-through display device. By operating the projector device 10 only in a necessary situation, it is possible to reduce the uncomfortable feeling of mismatch between the outside scene and the projected image. As a situation where the projector device 10 is operated, it is conceivable that the vehicle is traveling at a low speed, passing through an intersection, or traveling on a curve. Furthermore, only the necessary projector device may be operated. For example, when the steering wheel is turned to the right on the right curve during normal driving or the situation where the vehicle turns to the right is determined based on the vehicle position information, the driver is careful by operating the right projector device 10R. It is possible to secure a sufficient field of view in the direction in which to pay.

このときの表示像を遠方に結像することで、前方視界を視認する際との視点移動量を少なくするなどしても良い。また、例えば車両位置情報により交差点に進入する状況が判定された場合には左右のプロジェクタ装置10R、10Lを動作させ、両側のピラー部を透過させ左右への安全確認の為の視野を十分に確保することが可能となる。このときの表示像を近傍に結像することで、左右安全確認する際との視点移動量を少なくするなどしても良い。また、車両周辺監視装置との連動によって検出した交差点へ近づく注意すべき対象に合わせて結像距離を決めてもよい。   By forming the display image at this time in the distance, the amount of viewpoint movement with respect to when viewing the front field of view may be reduced. In addition, for example, when the situation of entering the intersection is determined based on the vehicle position information, the left and right projector devices 10R, 10L are operated, and the pillars on both sides are transmitted to ensure a sufficient field of view for checking the safety on the left and right. It becomes possible to do. By forming the display image at this time in the vicinity, the amount of viewpoint movement when checking the left and right safety may be reduced. Further, the imaging distance may be determined in accordance with an object to be noted that approaches the intersection detected by interlocking with the vehicle periphery monitoring device.

さらに、制御部30は、各種カメラによる映像以外に、車両情報に基づいて映像を形成する画像描画エンジンを採用し、各種カメラからの映像と一緒に車両情報に基づく映像をプロジェクタ装置10に出力するよう構成してもよい。車両情報に基づく映像としては、車速(車両制御情報)による速度計や、車両位置情報を利用した誘導方向などの他に、車両周辺監視装置との連動によって検出した交差点へ近づく注意すべき対象などを気付かせるアラート表示などが採用できる。   Furthermore, the control unit 30 employs an image drawing engine that forms video based on vehicle information in addition to video from various cameras, and outputs video based on vehicle information to the projector device 10 together with video from various cameras. You may comprise. Examples of images based on vehicle information include speedometers based on vehicle speed (vehicle control information), guidance directions using vehicle position information, and other objects that should be watched close to intersections detected by interlocking with vehicle periphery monitoring devices. Alert display etc. that can be noticed can be adopted.

図6は、本発明の実施形態に係るプロジェクタ装置を示す図である。本実施形態では、光源にレーザーを用いるとともに、画像を形成する画像形成部に液晶表示素子を用いた構成としている。レーザー光源11は、レーザー半導体112、発散光学系111などを含んで構成される光源装置であって、レーザー半導体112から放射された出力光を、発散光学系111にて所定の照射断面形状に揃えて外部に出力する。   FIG. 6 is a diagram showing a projector apparatus according to an embodiment of the present invention. In the present embodiment, a laser is used as a light source, and a liquid crystal display element is used in an image forming unit that forms an image. The laser light source 11 is a light source device including a laser semiconductor 112, a diverging optical system 111, and the like, and the output light radiated from the laser semiconductor 112 is aligned in a predetermined irradiation cross-sectional shape by the diverging optical system 111. Output to the outside.

レーザー光源11から出力された出力光は、ビームエキスパンダ12にて、バックライトとして必要な面積に調整された後、画像形成部13の背後に照射される。本実施形態では、この画像形成部13として、液晶表示素子131を用いた液晶表示手段が採用されている。レーザー光源11の出力光は、拡散板132にて強度分布が均一となるように調整された後、液晶表示素子131に形成された画像を背後から照射して、プロジェクション光学系14を介して投影像を形成する。   The output light output from the laser light source 11 is adjusted to a necessary area as a backlight by the beam expander 12 and then irradiated to the back of the image forming unit 13. In the present embodiment, a liquid crystal display unit using a liquid crystal display element 131 is employed as the image forming unit 13. The output light of the laser light source 11 is adjusted by the diffusion plate 132 so that the intensity distribution is uniform, and then the image formed on the liquid crystal display element 131 is irradiated from behind and projected through the projection optical system 14. Form an image.

なお、本実施形態では一例として上記構成のプロジェクタを説明したが、光源はLEDやその他自己発光素子でも構わないし、画像形成部にLCOSやDLP、その他の画像デバイスを用いても良い。EL素子やFE素子など自己発光素子を用いたディスプレイを光源+画像形成部の代わりとしてもよい。   In the present embodiment, the projector having the above-described configuration is described as an example. However, the light source may be an LED or other self-luminous element, and LCOS, DLP, or other image devices may be used for the image forming unit. A display using a self-luminous element such as an EL element or an FE element may be used instead of the light source + image forming unit.

観察者は、ホログラフィック光学素子20を介してこの投影像を観察する。これは、ホログラフィック光学系20が有する偏光機能により可能となるものであるが、ホログラフィック光学素子20にレンズ機能(光学拡大機能)を持たせることで、観察者に大きな映像を提供することができるとともに、プロジェクタ装置10内のプロジェクション光学系14の小型化を図り、プロジェクタ装置10自体の小型化を図ることも可能となる。   The observer observes this projection image through the holographic optical element 20. This is made possible by the polarization function of the holographic optical system 20, but by providing the holographic optical element 20 with a lens function (optical magnification function), a large image can be provided to the observer. In addition, the projection optical system 14 in the projector apparatus 10 can be downsized, and the projector apparatus 10 itself can be downsized.

図7は、本発明の実施形態で用いるホログラフィック光学素子の記録、再生の様子を説明するための図であって、図7(a)は、記録時の様子を示しており、図7(b)は、再生時の様子を示している。   FIG. 7 is a diagram for explaining the recording and reproducing states of the holographic optical element used in the embodiment of the present invention. FIG. 7A shows the recording state, and FIG. b) shows a state during reproduction.

本実施形態では、ピラー部22などのように曲面形状の部材に配設することを考慮したホログラフィック光学素子20の記録を行う方法となっている。図7(a)に示されるようにホログラフィック光学素子20は、配設(貼着)される部材の形状と略同形状に保たれた状態で記録が行われる。ホログラフィック光学素子20は、配設される部材と略同形状の透明な部材に配設された状態、あるいは、配設される状態と略同形状に支持された状態で、参照光と物体光が照射され、内部に両光の干渉縞が記録される。   In the present embodiment, the recording is performed on the holographic optical element 20 in consideration of the arrangement on a curved member such as the pillar portion 22. As shown in FIG. 7A, the holographic optical element 20 performs recording in a state where the holographic optical element 20 is maintained in substantially the same shape as the shape of the member to be disposed (attached). The holographic optical element 20 has a reference beam and an object beam in a state where the holographic optical element 20 is disposed on a transparent member having substantially the same shape as the disposed member, or in a state where the holographic optical element 20 is supported in approximately the same shape as the disposed member. And interference fringes of both lights are recorded inside.

図7(b)は、再生時の様子であって、干渉縞が記録されたホログラフィック光学素子20は、例えば、本実施形態のようなピラー部22の曲面22aに配設される。記録時に参照光光源が位置していた角度から再生光光源により再生光を照射すると、ホログラフィック光学素子20にて回折される。この回折光は観察者にとって、記録時の物体光光源に位置するように観察される。本実施形態では、再生光光源としてプロジェクタ装置10を用いられ、観察者は、ホログラフィック光学素子20が配設される形状に関係なく、プロジェクタ装置10が投影する映像を、曲面22aによる歪みのない状態で観察することが可能となる。   FIG. 7B shows a state at the time of reproduction. The holographic optical element 20 on which interference fringes are recorded is disposed on the curved surface 22a of the pillar portion 22 as in the present embodiment, for example. When the reproduction light is irradiated from the angle at which the reference light source is located at the time of recording, the light is diffracted by the holographic optical element 20. This diffracted light is observed by the observer so as to be positioned in the object light source at the time of recording. In the present embodiment, the projector device 10 is used as a reproduction light source, and an observer can display an image projected by the projector device 10 without distortion due to the curved surface 22a regardless of the shape in which the holographic optical element 20 is disposed. It becomes possible to observe in a state.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明によれば、車室内に自己発光型の表示装置やスクリーンなど、車室内のデザインを阻害するものを設置する必要が無いとともに、ホログラフィック光学素子20の優れた透過性を利用することで、車室内のデザインを乱すことなく、運転者に対して遮蔽部材背後の映像を提供し、車両運転の安全性の向上を図ることが可能となる。   As described above, the embodiments of the present invention have been described. According to the present invention, it is not necessary to install a self-luminous display device, a screen, or the like that obstructs the design of the vehicle interior, and the holographic optics. By utilizing the excellent permeability of the element 20, it is possible to provide the driver with an image behind the shielding member without disturbing the design of the passenger compartment, and to improve the safety of driving the vehicle. .

また、ホログラフィック光学素子20は、優れた角度選択性を有するため、ホログラフィック光学素子20の回折角度を予め運転者(観察者)の観察位置に向くように設定しておくことで、運転者に対してのみ映像を提供するとともに、必要のない映像を他の同乗者にとっては提供することなく車室内での違和感を抑えることが可能となる。   Since the holographic optical element 20 has excellent angle selectivity, the holographic optical element 20 is set so that the diffraction angle of the holographic optical element 20 faces the observation position of the driver (observer) in advance. It is possible to suppress the uncomfortable feeling in the vehicle interior without providing unnecessary images to other passengers while providing images only for the vehicle.

さらには、ホログラフィック光学素子20を、配設する遮蔽部材の形状と略同形状の状態で作成(干渉縞を記録)することで、遮蔽部材が曲面を有する場合であっても観察者に対して、曲面による歪みのない映像を提供することが可能となり、曲面形状を考慮した歪み除去処理などの負担を削減することが可能となる。   Furthermore, by creating the holographic optical element 20 in a state substantially the same as the shape of the shielding member to be arranged (recording interference fringes), even if the shielding member has a curved surface, it is possible for the observer. Thus, it is possible to provide an image without distortion due to a curved surface, and it is possible to reduce a burden such as distortion removal processing in consideration of the curved surface shape.

なお、本発明はこれらの実施形態のみに限られるものではなく、それぞれの実施形態の構成を適宜組み合わせて構成した実施形態も本発明の範疇となるものである。   Note that the present invention is not limited to these embodiments, and embodiments configured by appropriately combining the configurations of the respective embodiments also fall within the scope of the present invention.

10R、10L…プロジェクタ装置、11…レーザー光源、111…発散光学系、112…レーザー半導体、12…ビームエキスパンダ、13…画像形成部、131…LCD、132…拡散板、14…プロジェクション光学系、15…凹面鏡、17R、17L…ピラーカメラ(撮像部)、20R、20L…ホログラフィック光学素子、22R、22L…ピラー部、21…フロントウィンドウ、30…制御部、31…第1映像処理部、32…第2映像処理部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10R, 10L ... Projector apparatus, 11 ... Laser light source, 111 ... Divergence optical system, 112 ... Laser semiconductor, 12 ... Beam expander, 13 ... Image formation part, 131 ... LCD, 132 ... Diffusing plate, 14 ... Projection optical system, DESCRIPTION OF SYMBOLS 15 ... Concave mirror, 17R, 17L ... Pillar camera (imaging part), 20R, 20L ... Holographic optical element, 22R, 22L ... Pillar part, 21 ... Front window, 30 ... Control part, 31 ... 1st image processing part, 32 ... Second video processing unit

Claims (5)

観察位置において遮蔽部材で隠される部分を撮像する撮像部と、
遮蔽部材の表面上であって、前記観察位置に対向する側に配設されるホログラフィック光学素子と、
前記撮像部で撮像された映像を前記ホログラフィック光学素子に投影するプロジェクタ部とを備え、
前記ホログラフィック光学素子は、前記プロジェクタ部が投影する映像を、前記観察位置の方向に回折させることを特徴とする
シースルー表示装置。
An imaging unit for imaging a portion hidden by the shielding member at the observation position;
A holographic optical element disposed on the surface of the shielding member and facing the observation position;
A projector unit that projects the image captured by the imaging unit onto the holographic optical element;
The see-through display device, wherein the holographic optical element diffracts an image projected by the projector unit in a direction of the observation position.
前記遮蔽部材は、車両のピラー部であることを特徴とする
請求項1に記載のシースルー表示装置。
The see-through display device according to claim 1, wherein the shielding member is a pillar portion of a vehicle.
前記遮蔽部材の表面は曲面であって、前記ホログラフィック光学素子は前記曲面に沿って配設されることを特徴とする
請求項1または請求項2に記載のシースルー表示装置。
The see-through display device according to claim 1, wherein a surface of the shielding member is a curved surface, and the holographic optical element is disposed along the curved surface.
前記ホログラフィック光学素子は、前記遮蔽部材と略同じ曲面の状態において、参照光と物体光にて記録されることを特徴とする
請求項3に記載のシースルー表示装置。
The see-through display device according to claim 3, wherein the holographic optical element is recorded with reference light and object light in a state of a curved surface substantially the same as the shielding member.
前記ホログラフィック光学素子は、光学拡大機能を有することを特徴とする
請求項1から請求項4の何れか1項に記載のシースルー表示装置。
The see-through display device according to any one of claims 1 to 4, wherein the holographic optical element has an optical enlargement function.
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