JP2015009765A - 車両用の投射型表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】運転者に対する映像の明るさの斑を抑えることができる車両用の投射型表示装置を提供する。【解決手段】映像投射装置１８は、第１領域１２１ａおよび第２領域１２１ｂで反射された映像光の反射光のうち再帰性反射成分が運転席１１Ｒ以外の所へ向かうように配置されているので、運転者４０は、反射光のうち再帰性反射成分ではなく、専ら拡散反射成分を視認することになる。そして、運転者４０に正対する面に第２領域１２１ｂよりも近い第１領域１２１ａにおいて、映像光の反射光に占める再帰性反射成分の割合は第２領域１２１ｂよりも大きい一方で拡散反射成分の割合は第２領域１２１ｂよりも小さい。そのため、運転者４０に対する映像の明るさにおいて第１領域１２１ａと第２領域１２１ｂとの差が縮小し、運転者４０に対する映像の明るさの斑を抑えることができる。【選択図】図１

Description

本発明は、車室内において光を投射することにより映像を表示する車両用の投射型表示装置に関するものである。

車室内に設けられた映像表示面に映像光を投射することにより映像を表示する車両用の投射型表示装置が、特許文献１に開示されている。その特許文献１の投射型表示装置は、具体的には、車両の車室内においてフロントピラーの表面を映像表示面として、映像を表示する。

特許第４２８０６４８号公報

上述の特許文献１では、映像表示面はフロントピラーの表面であり、その表面は立体的な形状を成している。そのため、立体的な映像表示面の何れの部位でも光を反射する特性が変わらないとすれば、映像を見る運転者に対する映像の明るさに、映像表示面の法線の向きに応じた斑が生じる。そして、明るさに斑のある映像を運転者が視認するとなると、運転者の快適性が損なわれるおそれがあった。

本発明は上記点に鑑みて、運転者に対する映像の明るさの斑を抑えることができる車両用の投射型表示装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明に係る車両用の投射型表示装置では、映像光（ＲＹｐｊ）を投射する映像投射装置（１８）と、
互いに法線方向が異なり映像光の再帰性反射および拡散反射をする第１領域（１２１ａ）とその映像光の少なくとも拡散反射をする第２領域（１２１ｂ）とを有し、運転席（１１Ｒ）側のフロントピラー（１２）の車室側に形成され、第１領域および第２領域での映像光の反射により映像が表示させられる映像表示面（１２１）とを備え、
第１領域の法線（ＬＶａ）は、第２領域の法線（ＬＶｂ）よりも、運転席の方を向いており、
第１領域において、映像光の反射光に占める再帰性反射成分の割合は第２領域よりも大きい一方で拡散反射成分の割合は第２領域よりも小さく、
映像投射装置は、第１領域および第２領域で反射された映像光の反射光のうち再帰性反射成分が運転席以外の所へ向かうように配置されていることを特徴とする。

ここで、映像表示面のうち第１領域では第２領域と比較して法線が運転席の方を向いているので、第１領域の方が第２領域よりも、運転席に着座している運転者に正対する面に近い面で構成されていることになる。従って、例えば第１領域と第２領域との両領域が何れも再帰性反射をせずに拡散反射をするだけであれば、第１領域上の映像の方が運転者には明るく見える。

これに対し、上述の発明によれば、映像投射装置は、第１領域および第２領域で反射された映像光の反射光のうち再帰性反射成分が運転席以外の所へ向かうように配置されているので、運転者は、反射光のうち再帰性反射成分ではなく、専ら拡散反射成分を視認することになる。そして、第１領域において、映像光の反射光に占める再帰性反射成分の割合は第２領域よりも大きい一方で拡散反射成分の割合は第２領域よりも小さいので、運転者に対する映像の明るさにおいて、第１領域と第２領域との差が縮小する。従って、第１領域と第２領域との間で、運転者に対する映像の明るさの斑を抑えることができる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した括弧内の各符号は、後述する実施形態に記載した各符号に対応したものである。

図１は、本発明に係る実施形態の投射型表示装置１０の概略構成を示すと共に、車室内から車両前方を見た状態を表した図である。 図１のＡピラー表面１２１の厚み方向の構成を示した断面図である。 図１の車室内において、Ａピラー表面１２１上の映像を見る観者である運転者４０と映像投射装置１８とＡピラー表面１２１との間の位置関係を模式的に表した図である。 図１の変形例を示した第１の図であって、図１に相当する図である。 図１の変形例を示した第２の図であって、図１に相当する図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、後述する他の実施形態を含む各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。

図１は、本発明に係る投射型表示装置１０の概略構成を示すと共に、車室内から車両前方を見た状態を表した図である。この投射型表示装置１０は、例えば車両用の表示装置であって、車室内に光学迷彩を施すために用いられる。例えば、投射型表示装置１０は、運転者４０（図３参照）に対し運転席１１Ｒ側のＡピラー１２による死角を光学的に消去するために、Ａピラー１２によって運転者４０に対し隠れている車外の景色から構成された映像を、Ａピラー１２の車室側の表面１２１すなわちＡピラー表面１２１に表示する。なお、Ａピラー表面１２１は本発明における映像表示面に対応する。また、運転者４０は、運転席１１Ｒに着座している乗員であって、Ａピラー表面１２１に映った映像を見る観者である。また、運転席１１Ｒは、例えば、運転者４０が着座する座面を構成する座面部と、運転者４０の背中を支持する背凭れ部と、運転者４０の頭部の後傾を抑止するヘッドレスト部とから構成されている。

投射型表示装置１０は、図１に示すように、運転者４０（図３参照）に対しＡピラー１２によって見えなくなっている車外の風景を撮影するための車外撮影用カメラ１６と、Ａピラー表面１２１に映像光ＲＹｐｊ（図３参照）を投射するプロジェクタとしての映像投射装置１８と、乗員から見えない箇所に設置された電子制御装置である処理装置２０とを備えている。

車外撮影用カメラ１６は例えばＣＣＤカメラである。車外撮影用カメラ１６は、運転席１１Ｒに着座した運転者４０の視線と略同一の方向からＡピラー１２の外方を撮影するように配設されている。例えば、車外撮影用カメラ１６は、フロントピラーすなわちＡピラー１２近傍の車外に取り付けられている。

映像投射装置１８は、レーザー光を出射して映像を表示するレーザープロジェクタである。映像投射装置１８は、例えば、レーザー光の出射する出射方向がＡピラー１２へ向くようにして車室天井２２の中央前方に設置されている。

具体的に、映像投射装置１８は、車外撮影用カメラ１６により撮影された映像をＡピラー表面１２１に表示するために、映像光ＲＹｐｊ（図３参照）としてのレーザー光を投射する。詳細に言えば、運転席１１Ｒに着座している運転者４０に対しＡピラー１２によって死角となっている車外の景色から構成された死角映像が、車外撮影用カメラ１６によって逐次撮影される。そして、映像投射装置１８は、その死角映像を、映像光ＲＹｐｊを投射することによりＡピラー表面１２１に逐次表示する。

Ａピラー１２は、運転席１１Ｒ側の運転席ドア２４とフロントガラス２６との間に配置されている。Ａピラー１２の車室側に形成されたＡピラー表面１２１は、映像光ＲＹｐｊ（図３参照）の反射により映像が表示させられる映像表示面であるが、再帰性反射をする特性と拡散反射をする特性との両方を備えている。

そのようなＡピラー表面１２１の光の反射特性は、例えば、Ａピラー表面１２１の厚み方向の構成を示した図２に示すように、先ずＡピラー表面１２１を拡散反射する拡散反射面１２２で構成しておき、その拡散反射面１２２上に、ガラスビーズ等を含むことにより再帰性反射をする再帰性反射材１２３を膜状に薄く塗布することで実現されている。そして、再帰性反射材の単位面積当たり塗布量を多くするほど、反射光に占める再帰性反射成分の割合が増加し拡散反射成分の割合が減少する。

図１および図３を用いて、Ａピラー表面１２１について説明する。図３は、運転者４０と映像投射装置１８とＡピラー表面１２１との間の位置関係を模式的に表した図である。

図１および図３に示すように、Ａピラー表面１２１は、運転席ドア２４側に第１領域１２１ａを有し、フロントガラス２６側に第２領域１２１ｂを有している。そして、第１領域１２１ａの法線ＬＶａの軸方向である法線ＬＶａ方向は、第２領域１２１ｂの法線ＬＶｂの軸方向である法線ＬＶｂ方向と異なっている。

詳細には、第１領域１２１ａの法線ＬＶａは、第２領域１２１ｂの法線ＬＶｂよりも、運転席１１Ｒ（図１参照）の方を向いている。この第１領域１２１ａと第２領域１２１ｂとの関係は、第１領域１２１ａと第２領域１２１ｂとの間でそれぞれの領域内の何れの部位同士を比較しても同じである。そして、その第１領域１２１ａと第２領域１２１ｂとの関係は、運転席１１Ｒの位置がその調節範囲内において何れの位置に調節されていても成立する。要するに、第１領域１２１ａの中の何れの部位も、第２領域１２１ｂと比較して、運転席１１Ｒに着座している運転者４０に正対する面に近い面で構成されている。なお、第１領域１２１ａおよび第２領域１２１ｂはそれぞれ、１つの曲面で構成されたＡピラー表面１２１の一部位であるが、図３では、理解を容易にするために、第１領域１２１ａと第２領域１２１ｂとは互いに異なる向きの平面で表されている。

また、Ａピラー表面１２１の第１領域１２１ａでは、再帰性反射材１２３の単位面積当たりの量が第２領域１２１ｂよりも多くなっている。これにより、第１領域１２１ａは、映像光ＲＹｐｊの反射光に占める再帰性反射成分の割合が第２領域１２１ｂよりも大きくなり且つ拡散反射成分の割合が第２領域１２１ｂよりも小さくなるように構成されている。

また、図３に示すように、映像投射装置１８は、映像を表示するＡピラー表面１２１全体に満遍なく映像光ＲＹｐｊを投射できるように配置されている。例えば、映像投射装置１８は、第１領域１２１ａおよび第２領域１２１ｂで反射された映像光の反射光のうち再帰性反射成分が運転席１１Ｒ以外の所へ向かうように配置されている。図１では映像投射装置１８は車室天井２２の中央前方に設置されているので、その再帰性反射成分は車室天井２２の中央前方へ向かう。要するに、上記反射光の再帰性反射成分は、第１領域１２１ａおよび第２領域１２１ｂから映像投射装置１８の光軸ＣＬｒｙに沿って進むので、運転席１１Ｒへは向かわずに運転席１１Ｒから外れた所へ向かう。このことは、運転席１１Ｒの位置がその調節範囲内において何れの位置に調節されていても成立する。これにより、上記反射光の再帰性反射成分は、運転席１１Ｒに着座している運転者４０の目には届かないことになる。なお、図３において反射光の再帰性反射成分は破線矢印ＲＲＹｐｊで表されている。

図１に戻り、処理装置２０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなる周知のマイクロコンピュータとその周辺回路とから構成された電子制御装置である。処理装置２０は、ＲＯＭ等に予め記憶されたコンピュータプログラムに従って種々の制御処理を実行する。

また、図１に示すように、処理装置２０には、例えば、車外撮影用カメラ１６が撮影した撮影情報を表す映像信号などが逐次入力される。また、処理装置２０からは、例えば、映像投射装置１８が投射する映像光ＲＹｐｊを制御する映像制御信号などが映像投射装置１８へ逐次出力される。

処理装置２０は、このような信号の入出力を逐次行うことにより、Ａピラー１２に対し映像光ＲＹｐｊを投射させ、Ａピラー表面１２１に映像を表示させる。

本実施形態において、Ａピラー表面１２１のうち第１領域１２１ａでは第２領域１２１ｂと比較して法線ＬＶａが運転席１１Ｒの方を向いているので、第１領域１２１ａの方が第２領域１２１ｂよりも、運転席１１Ｒに着座している運転者４０に正対する面に近い面で構成されていることになる。従って、例えば第１領域１２１ａと第２領域１２１ｂとの両領域が何れも再帰性反射をせずに拡散反射をするだけであれば、第１領域１２１ａ上の映像の方が運転者４０には明るく見える。

これに対し、本実施形態によれば、映像投射装置１８は、第１領域１２１ａおよび第２領域１２１ｂで反射された映像光の反射光のうち再帰性反射成分が運転席１１Ｒ以外の所へ向かうように配置されているので、運転者４０は、反射光のうち再帰性反射成分ではなく、専ら拡散反射成分を視認することになる。そして、第１領域１２１ａにおいて、映像光の反射光に占める再帰性反射成分の割合は第２領域１２１ｂよりも大きい一方で拡散反射成分の割合は第２領域１２１ｂよりも小さいので、運転者４０に対する映像の明るさにおいて、第１領域１２１ａと第２領域１２１ｂとの差が縮小する。従って、第１領域１２１ａと第２領域１２１ｂとの間で、運転者４０に対する映像の明るさの斑を抑えることができる。

（他の実施形態）
（１）上述の実施形態において、投射型表示装置１０は、車室内に光学迷彩を施すために用いられるが、その投射型表示装置１０は光学迷彩以外の目的で用いられてもよい。例えば、投射型表示装置１０は、映像光ＲＹｐｊの投射により、車室内に設けられ乗員に操作される操作部の機能または操作方法を示す映像を、その操作部またはその操作部周りに表示してもよい。その操作部が例えばエアコンスイッチであるとすれば、そのエアコンスイッチ表面に、エアコンスイッチの操作方向を示す映像が表示される。

また、投射型表示装置１０が光学迷彩のために用いられないとすれば、車外撮影用カメラ１６は不要である。更に、投射型表示装置１０は車両用でなくても差し支えない。

（２）上述の実施形態では、１つの映像投射装置１８が、Ａピラー表面１２１の全体すなわち第１領域１２１ａおよび第２領域１２１ｂに映像光ＲＹｐｊを投射するが、図４に示すように、投射型表示装置１０が２つの映像投射装置１８を備え、第１の映像投射装置１８は第１領域１２１ａに映像光ＲＹｐｊを投射し、第２の映像投射装置１８は第２領域１２１ｂに映像光ＲＹｐｊを投射しても差し支えない。図４では、例えば、第１の映像投射装置１８は車室天井２２の運転席１１Ｒ側前方に設置され、第２の映像投射装置１８は図１と同様に車室天井２２の中央前方に設置されている。

更に別の例として、図５に示すように、投射型表示装置１０は、第１、第２の映像投射装置１８に加え、第３の映像投射装置１８を備えていても差し支えない。その第３の映像投射装置１８は、例えば、ダッシュボードの下部４２、助手席１１Ｌ側のＡピラーにおける車室側の表面４４、運転席１１Ｒ側のドアにおける車室側の表面４６、助手席１１Ｌ側のドアにおける車室側の表面４８の何れか又は全部に映像光ＲＹｐｊを投射する。これにより、第３の映像投射装置１８は、その映像光ＲＹｐｊを投射する部位に、その部位によって運転者４０に対し死角となっている車外の景色から構成された死角映像を表示する。

（３）上述の実施形態において、映像投射装置１８は、レーザー光を発するレーザープロジェクタであるが、液晶プロジェクタなどの他の方式のプロジェクタであっても差し支えない。

（４）上述の実施形態において、処理装置２０は映像投射装置１８とは別個の装置であるが、映像投射装置１８は、処理装置２０を内蔵していても差し支えない。

（５）上述の実施形態において、Ａピラー表面１２１は第１領域１２１ａと第２領域１２１ｂとを有しているが、映像が表示される領域をその第１領域１２１ａおよび第２領域１２１ｂ以外に有していても差し支えない。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。また、上記実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、上記実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記実施形態において、構成要素等の材質、形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の材質、形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その材質、形状、位置関係等に限定されるものではない。

１０ 投射型表示装置
１１Ｒ 運転席
１２ Ａピラー
１２１ Ａピラー表面（映像表示面）
１２１ａ 第１領域
１２１ｂ 第２領域
１８ 映像投射装置

Claims (5)

1. 映像光（ＲＹｐｊ）を投射する映像投射装置（１８）と、
   互いに法線方向が異なり前記映像光の再帰性反射および拡散反射をする第１領域（１２１ａ）と該映像光の少なくとも拡散反射をする第２領域（１２１ｂ）とを有し、運転席（１１Ｒ）側のフロントピラー（１２）の車室側に形成され、前記第１領域および前記第２領域での前記映像光の反射により映像が表示させられる映像表示面（１２１）とを備え、
   前記第１領域の法線（ＬＶａ）は、前記第２領域の法線（ＬＶｂ）よりも、前記運転席の方を向いており、
   前記第１領域において、前記映像光の反射光に占める再帰性反射成分の割合は前記第２領域よりも大きい一方で拡散反射成分の割合は前記第２領域よりも小さく、
   前記映像投射装置は、前記第１領域および前記第２領域で反射された前記映像光の反射光のうち前記再帰性反射成分が前記運転席以外の所へ向かうように配置されていることを特徴とする車両用の投射型表示装置。
2. 前記映像投射装置は、前記運転席に着座している運転者（４０）に対し前記フロントピラーによって死角となっている車外の景色から構成された死角映像を、前記映像光を投射することにより前記映像表示面に表示することを特徴とする請求項１に記載の車両用の投射型表示装置。
3. 前記映像投射装置は、前記映像光を前記映像表示面に投射するように、車室天井（２２）の中央前方に設置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用の投射型表示装置。
4. 前記フロントピラーは前記運転席側の運転席ドア（２４）とフロントガラス（２６）との間に配置されており、
   前記映像表示面は、前記運転席ドア側に前記第１領域を有し、前記フロントガラス側に前記第２領域を有していることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の車両用の投射型表示装置。
5. 前記第１領域は、拡散反射をする拡散反射面（１２２）と、該拡散反射面上に膜状に形成され再帰性反射をする再帰性反射材（１２３）とから構成され、
   前記第１領域において、前記映像光の反射光に占める再帰性反射成分の割合は、前記第２領域と比較して、前記再帰性反射材の単位面積当たりの量が多いことにより大きくなっていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の車両用の投射型表示装置。
   

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