JP2015009766A - 車両用の投射型表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】窓を通した乗員の視界を確保しつつ窓に映像を表示す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】反射部２０は、フロントガラス１２に複数並んで配設されているので、映像投射装置１８からの映像光をその反射部２０に反射させることによって、フロントガラス１２に重畳表示映像を表示することができる。更に、複数の反射部２０はフロントガラス１２の横方向に相互間隔ＳＰｈを空けて配設され、そのフロントガラス１２の横方向において、反射部２０の横幅ＷＤｈは、明所で人間の最小瞳孔径が２ｍｍ程度であることから２ｍｍ以下とされており、且つ、反射部２０同士の相互間隔ＳＰｈはその反射部２０の横幅ＷＤｈ以上である。そのため、フロントガラス１２を通した乗員の視界を十分に確保することが可能である。
【選択図】図１

Description

本発明は、車室を構成する窓に対して光を投射することによりその窓に映像を表示する投射型表示装置に関するものである。

車室を構成する所定部位に映像光を投射することにより映像を表示する投射型表示装置が、特許文献１に開示されている。その特許文献１では、上記所定部位はフロントピラーの車室側の表面である。特許文献１の投射型表示装置は、そのフロントピラーの表面に映像光を投射し、それによりその表面に映像を表示する。

特許第４２８０６４８号公報

車室を構成する窓は、透明であることにより、その窓を通して車外に及ぶ乗員の視界を確保するという機能を備えている。また、この窓に対し、乗員の視界を確保しつつ映像を表示したいという要請がある。

しかし、この要請に対し、上述した特許文献１の投射型表示装置を用いたとしても、その投射型表示装置が映像光を投射するフロントピラーの表面は不透明な部位であるので、窓を通した乗員の視界を確保しつつ窓に映像を表示することはできない。

本発明は上記点に鑑みて、窓を通した乗員の視界を確保しつつ窓に映像を表示す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、車室を構成する窓（１２）に複数並んで且つその窓の横方向に相互間隔（ＳＰｈ）を空けて配設され、光を反射する反射部（２０）と、
映像を表示するための映像光を反射部に投射する映像投射装置（１８）とを備え、
横方向において反射部の幅（ＷＤｈ）は２ｍｍ以下であり、且つ、横方向の相互間隔は横方向の反射部の幅以上であることを特徴とする。

上述の発明によれば、反射部は車室を構成する窓に複数並んで配設されているので、映像投射装置からの映像光をその反射部に反射させることによって、窓に映像を表示することができる。更に、複数の反射部は横方向に相互間隔を空けて窓に配設され、その横方向において反射部の幅は、明所で人間の最小瞳孔径が２ｍｍ程度であることから２ｍｍ以下とされており、且つ、横方向の反射部同士の相互間隔はその横方向の反射部の幅以上であるので、窓を通した乗員の視界を十分に確保することが可能である。

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。

第１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。 第２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２の車両において、車両幅方向ＤＲｗから見たフロントガラス１２の断面図である。 第３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。 第１実施形態の変形例である投射型表示装置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。

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、以下の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。

（第１実施形態）
図１は、第１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の投射型表示装置１０は、具体的には、車両用の表示装置であって、車室を構成する窓の１つであるフロントガラス１２を通して見える車外の景色に対して重畳表示される重畳表示映像を、フロントガラス１２に表示する。その重畳表示映像は、その車外の景色に関連する映像である。例えば、投射型表示装置１０は、フロントガラス１２を通した車室内の乗員の前方視界に含まれる道路標識を取り囲むようにして強調する重畳表示映像などを、フロントガラス１２に表示する。

投射型表示装置１０は、図１に示すように、フロントガラス１２へ映像光を投射するプロジェクタとしての映像投射装置１８と、フロントガラス１２上に複数配設され光を反射する反射部２０とを備えている。

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。すなわち、映像投射装置１８は、上記の重畳表示映像を表示するための映像光であるレーザー光を走査しつつフロントガラス１２に投射する。これにより、複数の反射部２０にて反射した映像光の反射光で構成された重畳表示映像は、その重畳表示映像を見る観者である車室内の乗員に、フロントガラス１２上に表示されているように見える。映像投射装置１８は、例えば、映像光をフロントガラス１２全体に投射できるように、車室天井２２の中央前方に設置されている。

フロントガラス１２は、車室の前方に設置された窓を構成する透明なガラス板すなわちウィンドシールドであり、車室内の乗員は、フロントガラス１２を通して車両前方を見ることができる。

反射部２０は、光を反射する膜状の反射材から構成されており、フロントガラス１２の車室側の面に貼り付けられ或いは印刷される等してフロントガラス１２に固定されている。また、反射部２０は、光を拡散反射する拡散反射材で構成されている。

図１に示すように、反射部２０は、フロントガラス１２の縦方向を長手方向とする矩形形状、言い換えれば短冊形状を成している。そして、反射部２０は、フロントガラス１２の横方向に複数並んでフロントガラス１２に取り付けられている。複数の反射部２０は、フロントガラス１２の横方向に相互間隔ＳＰｈを空けて配設されている。なお、フロントガラス１２の縦方向とは、フロントガラス１２のガラス面に沿った車両上下方向ＤＲｖである。また、フロントガラス１２の横方向とは、フロントガラス１２のガラス面に沿った車両幅方向ＤＲｗである。

具体的に、フロントガラス１２の横方向において、反射部２０の幅すなわち横幅ＷＤｈは２ｍｍ以下にされている。なぜなら、明所で人間の最小瞳孔径は２ｍｍ程度であることが知られており、この反射部２０の横幅ＷＤｈをその最小瞳孔径以下とするためである。そして、フロントガラス１２の横方向における反射部２０同士の相互間隔ＳＰｈは反射部２０の横幅ＷＤｈ以上である。

このように、人間の最小瞳孔径との関係から、反射部２０の横幅ＷＤｈと相互間隔ＳＰｈとが定められているので、車室内の乗員は、フロントガラス１２を通した前方視界を反射部２０により分断されることなく視認することができると共に、複数の反射部２０で映像光が反射することにより構成された重畳表示映像も視認することができる。

なお、反射部２０の横幅ＷＤｈおよび相互間隔ＳＰｈは、人間の最小瞳孔径との関係から定まる寸法であるので、乗員の視線に直交する方向の寸法で規定されるのが好ましいが、本実施形態では、フロントガラス１２のガラス面に沿った上記横方向の寸法で規定されている。乗員はフロントガラス１２のガラス面に直交する方向から車外を見ることもあればそのガラス面に対し斜めから車外を見ることもあるところ、そのガラス面に沿った横幅ＷＤｈが２ｍｍ以下であれば、そのガラス面を何れの方向から見てもその横幅ＷＤｈは２ｍｍ以下に見えるからである。また、横幅ＷＤｈと相互間隔ＳＰｈとの比率は、そのガラス面を見る方向に寄らず同じに見えるからである。

上述のように、本実施形態によれば、反射部２０は、フロントガラス１２に複数並んで配設されているので、映像投射装置１８からの映像光をその反射部２０に反射させることによって、フロントガラス１２に重畳表示映像を表示することができる。更に、複数の反射部２０はフロントガラス１２の横方向に相互間隔ＳＰｈを空けて配設され、そのフロントガラス１２の横方向において、反射部２０の横幅ＷＤｈは、明所で人間の最小瞳孔径が２ｍｍ程度であることから２ｍｍ以下とされており、且つ、反射部２０同士の相互間隔ＳＰｈはその反射部２０の横幅ＷＤｈ以上である。そのため、フロントガラス１２を通した乗員の視界を十分に確保することが可能である。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態では、前述の第１実施形態と異なる点を主として説明する。また、前述の実施形態と同一または均等な部分については省略または簡略化して説明する。後述の第３実施形態でも同様である。

図２は、第２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２に示すように、本実施形態では、前述の第１実施形態と異なり、反射部２０は、正方形形状または正方形に近い矩形形状を成している。

そして、複数の反射部２０は、第１実施形態と同様に、フロントガラス１２の横方向に相互間隔ＳＰｈを空けて配設されている。フロントガラス１２の横方向において、反射部２０の横幅ＷＤｈおよび相互間隔ＳＰｈは、第１実施形態と同じである。

更に、本実施形態では、複数の反射部２０は、フロントガラス１２の縦方向にも相互間隔ＳＰｖを空けて配設されている。具体的に、フロントガラス１２の縦方向において、反射部２０の幅すなわち縦幅ＷＤｖは２ｍｍ以下にされている。そして、フロントガラス１２の縦方向における反射部２０同士の相互間隔ＳＰｖは反射部２０の縦幅ＷＤｖ以上である。このことは、前述した反射部２０の横幅ＷＤｈおよび相互間隔ＳＰｈについての理由と同じ理由による。

なお、反射部２０の縦幅ＷＤｖおよび相互間隔ＳＰｖは、前述した横幅ＷＤｈおよび相互間隔ＳＰｈと同様に、乗員の視線に直交する方向の寸法で規定されるのが好ましいが、本実施形態では、前述した横幅ＷＤｈおよび相互間隔ＳＰｈと同様の理由から、図３のフロントガラス１２の断面図に示すように、フロントガラス１２のガラス面に沿った上記縦方向の寸法で規定されている。図３において矢印ＡＲ１は、フロントガラス１２の縦方向を表している。

本実施形態によれば、複数の反射部２０は、第１実施形態と同様にして定められた幅ＷＤｈ、ＷＤｖを有し、複数の反射部２０の相互間には、第１実施形態と同様にして定められた相互間隔ＳＰｈ、ＳＰｖが形成されているので、第１実施形態と同様に、フロントガラス１２を通した乗員の視界を十分に確保しつつフロントガラス１２に重畳表示をすることができる。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態では、前述の第２実施形態と異なる点を主として説明する。

図４は、第３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４に示すように、本実施形態では、反射部２０は、前述の第２実施形態と同様の形状を備えているが、その反射部２０の配置が、前述の第２実施形態とは異なっている。具体的には、複数の反射部２０は、図４に示すように市松模様状に配置されている。

本実施形態によれば、複数の反射部２０の配置は第２実施形態とは異なるものの、反射部２０の幅ＷＤｈ、ＷＤｖおよび相互間隔ＳＰｈ、ＳＰｖは第２実施形態と同様であるので、第２実施形態と同様に、フロントガラス１２を通した乗員の視界を十分に確保しつつフロントガラス１２に重畳表示をすることができる。

なお、本実施形態を前述の第１、２実施形態のうちの何れかと組み合わせることも可能である。

（他の実施形態）
（１）上述の各実施形態において、反射部２０は、フロントガラス１２の車室側の面に取り付けられているが、フロントガラス１２の車外側の面に取り付けられていてもよいし、フロントガラス１２が張合せガラスであれば、張り合わされたガラス同士の間に介装されていてもよい。

（２）上述の第１実施形態において、投射型表示装置１０は映像投射装置１８を１つ備えているだけであるが、例えば図５に示すように、２つの映像投射装置１８を備えていても差し支えない。

図５のように、２つの映像投射装置１８を備えている投射型表示装置１０では、例えば、２つの映像投射装置１８のうちの一方の映像投射装置１８は、フロントガラス１２の横方向に並んだ反射部２０の１つおきに映像光を投射する。そして、他方の映像投射装置１８は、一方の映像投射装置１８が映像光を投射しない反射部２０に映像光を投射する。

更に、複数の反射部２０のうち、一方の映像投射装置１８から映像光が投射される反射部２０は、運転席１１Ｒに着座している運転者の両目の一方に向けてその映像光を反射する。それと共に、他方の映像投射装置１８から映像光が投射される反射部２０は、その映像光を運転者の両目の他方に向けて反射する。そのような映像光の反射がなされるように、反射部２０は、例えばプリズムアレイで構成されている。このようにすれば、例えば、運転者の両目のそれぞれに互いに異なる映像を視認させることができ、運転者に三次元映像を見せることが可能である。

（３）上述の各実施形態において、反射部２０は拡散反射材で構成されているが、反射部２０は拡散反射以外の光反射特性を備えていても差し支えない。例えば、映像投射装置１８が、運転席１１Ｒ（図１参照）に着座している運転者の視線と略同じ方向から映像光をフロントガラス１２へ投射するように設置されていれば、反射部２０は専ら再帰性反射をする光反射特性を備えていてもよい。言い換えれば、映像投射装置１８が、運転席１１Ｒの上方から複数の反射部２０に映像光を投射するように設置され、且つ、反射部２０が再帰性反射材で構成されていてもよい。

そのようにしたとすれば、映像光は反射部２０で映像投射装置１８に向けて反射されるので、その映像光の反射光は運転者の目に届き易くなるからである。反射部２０に再帰性反射をさせるためには、反射部２０は、例えばビーズタイプ、プリズムタイプ、またはコーナーキューブタイプの再帰性反射材で構成される。

（４）上述の各実施形態において、反射部２０は何れも、拡散反射材で構成されており、光を反射する光反射特性は反射部２０相互において同じであるが、反射部２０の各々において光反射特性が異なっていても差し支えない。例えば、反射部２０のそれぞれが、車室内における所定範囲内に向けて映像投射装置１８からの映像光を反射するように構成されていてもよい。そのように個々の光反射特性を異ならせる場合には、例えば反射部２０はプリズムアレイで構成される。また、上記所定範囲は、例えば、運転席１１Ｒに着座している運転者の目の位置に相当するように予め定められている。

（５）上述の各実施形態において、映像投射装置１８は、映像光をフロントガラス１２に投射するが、フロントガラス１２のうち反射部２０が配設されている反射部位を選択するようにして、映像光を投射しても差し支えない。具体的に言えば、映像投射装置１８は、フロントガラス１２うち、隣り合う反射部２０同士の間である反射部２０の無い非反射部位には映像光を投射せずに、反射部位にだけ映像光を投射してもよいということである。そのようにすれば、映像投射装置１８からの映像光が車外に漏れ出ることを防止することができる。

（６）上述の各実施形態において、投射型表示装置１０は、重畳表示映像をフロントガラス１２に表示するが、車室を構成する何れの窓に、重畳表示映像を表示しても差し支えない。

（７）上述の各実施形態において、投射型表示装置１０は、フロントガラス１２を通して見える車外の景色に映像を重畳表示するために用いられるが、その投射型表示装置１０は重畳表示以外の目的で用いられてもよい。

（８）上述の各実施形態において、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。

（９）上述の各実施形態において、反射部２０は矩形形状を成しているが、その形状に限定はなく、例えば、円形状や楕円形状を成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、上記各実施形態において、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、上記各実施形態において、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、上記各実施形態において、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
１２ フロントガラス（窓）
２０ 反射部
１８ 映像投射装置

Claims (11)

1. 車室を構成する窓（１２）に複数並んで且つ該窓の横方向に相互間隔（ＳＰｈ）を空けて配設され、光を反射する反射部（２０）と、
   映像を表示するための映像光を前記反射部に投射する映像投射装置（１８）とを備え、
   前記横方向において前記反射部の幅（ＷＤｈ）は２ｍｍ以下であり、且つ、前記横方向の相互間隔は前記横方向の前記反射部の幅以上であ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、前記映像光の投射による前記映像として、前記窓を通して見える車外の景色に関連する映像を、該車外の景色に対して重畳するように前記窓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. 前記反射部は、前記窓の縦方向を長手方向とする矩形形状を成し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. 前記反射部は、前記窓の縦方向に相互間隔（ＳＰｖ）を空けて配設され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. 前記縦方向において前記反射部の幅（ＷＤｖ）は２ｍｍ以下であり、且つ、前記縦方向の相互間隔は前記縦方向の前記反射部の幅以上であることを特徴とする請求項４に記載の車両用の投射型表示装置。
6. 前記反射部は前記窓に市松模様状の配置で配設されていることを特徴とする請求項４または５に記載の車両用の投射型表示装置。
7. 前記映像投射装置は、前記反射部が前記窓に配設されている部位を選択するようにして、前記映像光を前記反射部に投射することを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の車両用の投射型表示装置。
8. 前記反射部は、前記窓としてのフロントガラスに配設されていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１つに記載の車両用の投射型表示装置。
9. 前記反射部は、光を拡散反射する拡散反射材で構成されていることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１つに記載の車両用の投射型表示装置。
10. 前記反射部は、光を再帰性反射する再帰性反射材で構成されており、
    前記映像投射装置は、前記車室内に設けられた運転席（１１Ｒ）の上方から前記反射部に前記映像光を投射することを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１つに記載の車両用の投射型表示装置。
11. 前記複数の反射部において、光を反射する特性はそれぞれ異なっており、
    前記反射部は、前記車室内における所定範囲内に向けて前記映像光を反射するように構成されていることを特徴とする請求項１ないし８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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