JP2017087844A

JP2017087844A - 投影装置

Info

Publication number: JP2017087844A
Application number: JP2015217702A
Authority: JP
Inventors: 上野　直樹; Naoki Ueno; 直樹上野
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2015-11-05
Filing date: 2015-11-05
Publication date: 2017-05-25

Abstract

【課題】投影対象領域に画像を適正に投影することができる投影装置を提供する。【解決手段】投影装置１は、遮光部３０が、投影対象領域Ｔ１に照射される光を透過し、投影非対象領域Ｔ２に照射される光を遮光する。投影装置１は、遮光部３０が、照射レンズの一部を覆う遮光部材を備える。投影装置１は、投影対象領域Ｔ１が、車両１００に設けられたピラー１０１を含み、投影非対象領域Ｔ２が、ピラー１０１に隣接して光を透過するフロントガラス１０２ａ及びドアガラス１０２ｂを含む。【選択図】図１

Description

本発明は、投影装置に関する。

従来、投影装置であるプロジェクタは、車両内に設置され、ピラーなどの車両内の投影対象領域に画像を投影するものがある。例えば、プロジェクタは、車両の外部に設置されたカメラにより撮影された歩行者などの画像をピラーに投影する（例えば、特許文献１）。

特開２００６−２９０３０４号公報

しかしながら、ピラーなどの投影対象領域に画像を投影する点で、さらなる改善の余地がある。

そこで、本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、投影対象領域に画像を適正に投影することができる投影装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る投影装置は、画像を投影する対象である投影対象領域と、前記投影対象領域と隣接し前記画像を投影する対象でない投影非対象領域とを有する車両内に設置され、光を照射して前記投影対象領域に前記画像を投影する投影部と、前記投影部から照射される光の光路上に設置され、前記投影対象領域に照射される光を透過し、前記投影非対象領域に照射される光を遮光する遮光部と、を備えることを特徴とする。

また、上記投影装置において、前記投影部は、光を出力する光源と、前記光源から出力された光を前記投影対象領域に照射する照射レンズと、を備え、前記遮光部は、前記照射レンズの一部を覆う遮光部材を備えることが好ましい。

また、上記投影装置において、前記投影対象領域は、前記車両に設けられたピラーを含み、前記投影非対象領域は、前記ピラーに隣接して光を透過する透過部材を含むことが好ましい。

また、上記投影装置において、前記照射レンズを保持するレンズ保持部を備え、前記遮光部は、当該遮光部が前記レンズ保持部に装着された状態で、前記照射レンズに対し当該照射レンズの周方向における前記遮光部材の位置を調整する位置調整部を備えることが好ましい。

本発明に係る投影装置は、遮光部が、投影対象領域に照射される光を透過し、投影非対象領域に照射される光を遮光する。これにより、投影対象領域に画像を適正に投影することができる。

図１は、実施形態１に係る投影装置によるピラーへの投影例を示す図である。図２は、実施形態１に係る投影装置の構成例を示す斜視図である。図３は、実施形態１に係る遮光部の構成例を示す斜視図である。図４は、実施形態１に係る遮光部の構成例を示す平面図である。図５は、実施形態１に係る遮光部の装着例を示す斜視図である。図６は、実施形態１に係る投影装置の投影例（遮光部なし）を示す図である。図７は、実施形態１に係る投影装置の投影例（遮光部あり）を示す図である。図８は、実施形態２に係る遮光部の構成例を示す斜視図である。

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。

〔実施形態１〕
実施形態１に係る投影装置について説明する。図１は、実施形態１に係る投影装置によるピラーへの投影例を示す図である。図２は、実施形態１に係る投影装置の構成例を示す斜視図である。図３は、実施形態１に係る遮光部の構成例を示す斜視図である。図４は、実施形態１に係る遮光部の構成例を示す平面図である。図５は、実施形態１に係る遮光部の装着例を示す斜視図である。図６は、実施形態１に係る投影装置の投影例（遮光部なし）を示す図である。図７は、実施形態１に係る投影装置の投影例（遮光部あり）を示す図である。

投影装置１は、図１に示すように、例えば、プロジェクタであり、画像を投影するものである。投影装置１は、例えば、車両１００内に設置される。車両１００内には、画像を投影する対象である投影対象領域Ｔ１と、投影対象領域Ｔ１と隣接し、画像を投影する対象ではない投影非対象領域Ｔ２とがある。投影対象領域Ｔ１は、例えば、車両１００に設けられたピラー１０１（例えば、フロントピラー）の内側の面である。ピラー１０１は、画像が投影される部分の色が白色や灰色などが好ましい。また、ピラー１０１は、画像が投影される部分が鏡面であることが好ましい。ピラー１０１は、画像が投影される部分が平面であることが好ましいが曲面でもよい。投影装置１は、画像処理部４０（図２参照）を備え、ピラー１０１の画像が投影される部分が曲面の場合、ピラー１０１の曲面に合わせた画像を投影するように画像処理を実施してもよいし、当該画像処理を実施しなくてもよい。投影非対象領域Ｔ２は、ピラー１０１に隣接し、光を透過する透過部材１０２である。例えば、透過部材１０２は、ピラー１０１を挟んでピラー１０１の一方側に隣接するフロントガラス１０２ａや、ピラー１０１の他方側に隣接するドアガラス１０２ｂである。投影装置１は、例えば、車両１００内のダッシュボード１０３の内部に設置され、車両１００内のピラー１０１のみに画像を投影し、フロントガラス１０２ａやドアガラス１０２ｂには画像を投影しない。なお、投影装置１は、設置場所がダッシュボード１０３の内部に限定されず、また、投影対象領域Ｔ１は、ピラー１０１に限定されない。

投影装置１は、例えば、車両１００の外部に設けられた撮影カメラ２（図２参照）に接続される。撮影カメラ２は、例えば、ドアミラー１０５の近傍に設置され、車両１００の外部の歩行者などを撮影し、撮影した画像（静止画又は動画の少なくとも一方を含む）を投影装置１に出力する。投影装置１は、撮影カメラ２により撮影された画像をピラー１０１に投影する。例えば、投影装置１は、車両１００が動作中、常に、画像をピラー１０１に投影する。なお、投影装置１は、特定のタイミングにおいてのみ、画像をピラー１０１に投影してもよい。例えば、投影装置１は、車両１００が右旋回又は左旋回するタイミングにおいてのみ、画像をピラー１０１に投影する。具体的には、投影装置１は、図示しない方向指示レバーがＯＮ、つまり、右旋回又は左旋回が指示されたタイミングで画像をピラー１０１に投影し、方向指示レバーがＯＦＦ、つまり、右旋回又は左旋回の指示が解除されたタイミングで画像をピラー１０１に投影することを停止する。

投影装置１は、図２に示すように、投影部１０と、筐体２０と、遮光部３０とを備える。投影部１０は、光を照射して投影対象領域Ｔ１に画像を投影するものである。投影部１０は、光源（ランプ）１１と、光分解合成部１２と、照射レンズ１３とを備える。光源１１は、光分解合成部１２に光を出力する。光分解合成部１２は、光源１１から出力された光を三原色に分解し、分解された光を合成して照射レンズ１３に出力する。光分解合成部１２は、例えば、図示しないミラーや液晶パネル、プリズムなどから構成される。照射レンズ１３は、光分解合成部１２から出力された光を投影対象領域Ｔ１に照射する。

筐体２０は、筐体本体２１と、レンズ保持部２２（図５参照）とを備える。筐体本体２１は、光源１１及び光分解合成部１２を収容するものである。レンズ保持部２２は、照射レンズ１３を保持するものである。レンズ保持部２２は、円筒形状に形成され、筐体本体２１の前後方向の前側から前後方向に突出して設けられる。ここで、レンズ保持部２２の中心軸線Ｘ１に沿った方向をレンズ保持部２２の中心軸線方向とする。レンズ保持部２２は、内側に照射レンズ１３を収容して保持する。例えば、レンズ保持部２２は、レンズ保持部２２の中心軸線Ｘ１と照射レンズ１３の光軸Ｘ２とが同軸上になるように照射レンズ１３を保持する。つまり、レンズ保持部２２により保持された照射レンズ１３の光軸Ｘ２と、レンズ保持部２２の中心軸線Ｘ１とは、同軸上にある。

遮光部３０は、投影部１０の照射レンズ１３から照射される光の一部を遮光するものである。遮光部３０は、樹脂などから形成され、照射レンズ１３から照射される光の光路上に設置される。例えば、遮光部３０は、レンズ保持部２２の照射レンズ１３側に装着される。遮光部３０は、図３及び図４に示すように、円筒形状の円筒部材３１と、遮光部材３２と、開光部３３と、位置調整部３４とを備える。ここで、円筒部材３１の中心軸線Ｘ３に沿った方向を円筒部材３１の中心軸線方向とする。

円筒部材３１は、当該円筒部材３１の中心軸線方向における一方側には装着用開口部３１ａが設けられ、当該円筒部材３１の中心軸線方向における他方側には照射用開口部３１ｂが設けられる。円筒部材３１は、装着用開口部３１ａがレンズ保持部２２の照射レンズ１３側に装着される。円筒部材３１は、装着用開口部３１ａの内径がレンズ保持部２２の外径と略同じ径、又は、レンズ保持部２２の外径よりも一回り大きく形成される。円筒部材３１は、装着用開口部３１ａ側からレンズ保持部２２の中心軸線方向にレンズ保持部２２の照射レンズ１３側に向けて挿入され固定される。このとき、円筒部材３１の中心軸線Ｘ３とレンズ保持部２２の中心軸線Ｘ１とは、同軸上にある。

遮光部材３２は、照射レンズ１３の一部を覆い、投影非対象領域Ｔ２に照射される光を遮光するものである。遮光部材３２は、板状の部材であり、円筒部材３１の照射用開口部３１ｂに設けられる。遮光部材３２は、照射用開口部３１ｂの円形開口領域Ｑの一部を覆う。例えば、遮光部材３２は、照射用開口部３１ｂの円形開口領域Ｑにおいて、当該遮光部材３２により覆われる部分が、投影非対象領域Ｔ２の形状に合わせて規定される。つまり、円形開口領域Ｑは、遮光部材３２により覆われる部分が、投影非対象領域Ｔ２の形状（投影非対象領域Ｔ２の一部の形状を含む）と相似形である。また、円形開口領域Ｑは、遮光部材３２により覆われない部分が、投影対象領域Ｔ１の形状（投影対象領域Ｔ１の一部の形状を含む）と相似形である。実施形態１では、投影対象領域Ｔ１がピラー１０１である例について説明するが、これに限定されない。遮光部材３２は、第１遮光部材３２ａと、第２遮光部材３２ｂとを有する。第１遮光部材３２ａは、円形開口領域Ｑの第１円弧部３１０ｂの一端３１１ｂと他端３１２ｂとを結ぶ線分３１３ｂと、当該第１円弧部３１０ｂとで囲まれる第１領域Ｐ１を覆う。例えば、第１遮光部材３２ａは、照射用開口部３１ｂの第１円弧部３１０ｂから円筒部材３１の中心軸線方向に直交する方向に延在して第１領域Ｐ１を覆う。ここで、円筒部材３１の中心軸線方向に直交する方向は、円筒部材３１の中心軸線直交方向ともいう。第２遮光部材３２ｂは、円形開口領域Ｑの第１円弧部３１０ｂと対向する第２円弧部３１４ｂの一端３１５ｂと他端３１６ｂとを結ぶ線分３１７ｂと、当該第２円弧部３１４ｂとで囲まれる第２領域Ｐ２を覆う。例えば、第２遮光部材３２ｂは、照射用開口部３１ｂの第２円弧部３１４ｂから円筒部材３１の中心軸線直交方向に延在して第２領域Ｐ２を覆う。ここでは、第１領域Ｐ１は、フロントガラス１０２ａ側の投影非対象領域Ｔ２に対応し、第２領域Ｐ２は、ドアガラス１０２ｂ側の投影非対象領域Ｔ２に対応する。

開光部３３は、照射レンズ１３から投影対象領域Ｔ１に照射される光を透過するものである。つまり、開光部３３は、照射レンズ１３から投影対象領域Ｔ１に照射される光をそのまま通過させる。開光部３３は、照射用開口部３１ｂの円形開口領域Ｑにおいて、第１領域Ｐ１と第２領域Ｐ２とを除く第３領域Ｐ３である。開光部３３は、投影対象領域Ｔ１であるピラー１０１の形状（ピラー１０１の一部の形状を含む）と相似形である。遮光部３０は、当該遮光部３０がレンズ保持部２２の照射レンズ１３側に装着された状態で、遮光部材３２により、投影非対象領域Ｔ２であるフロントガラス１０２ａ及びドアガラス１０２ｂに照射される光を遮光し、開光部３３により、投影対象領域Ｔ１であるピラー１０１に照射される光を透過する。

位置調整部３４は、遮光部３０がレンズ保持部２２に装着された状態で、照射レンズ１３に対し、当該照射レンズ１３の周方向における遮光部材３２の位置を調整するものである。位置調整部３４は、円筒部材３１の内側に設けられたテーパー面３４ａを有する。テーパー面３４ａは、円筒部材３１の装着用開口部３１ａ側から照射用開口部３１ｂに向けて先細り形状に形成される。使用者は、図５に示すように、遮光部３０の円筒部材３１を装着用開口部３１ａ側からレンズ保持部２２に圧入し、遮光部３０をレンズ保持部２２に装着する。テーパー面３４ａは、遮光部３０がレンズ保持部２２に装着された状態でレンズ保持部２２の外周面２２ａ（図５参照）に圧接する。位置調整部３４は、遮光部３０がレンズ保持部２２に装着された状態で、テーパー面３４ａがレンズ保持部２２の外周面２２ａに圧接し、遮光部３０の円筒部材３１の周方向における位置を固定する。位置調整部３４は、遮光部３０がレンズ保持部２２に装着された状態で、使用者により遮光部３０の円筒部材３１が周方向に回動され、レンズ保持部２２に保持された照射レンズ１３に対し当該照射レンズ１３の周方向における遮光部材３２の位置を調整する。

投影装置１は、遮光部３０がレンズ保持部２２に装着されていない場合、図６に示すように、矩形状の画像Ｖ１を投影する。また、投影装置１は、遮光部３０がレンズ保持部２２に装着されている場合、図７に示すように、投影対象領域Ｔ１の形状に合わせた画像Ｖ２を投影する。投影装置１は、第１遮光部材３２ａにより画像Ｖ１の画像領域Ｖ１ａに係る部分の光を遮光し、第２遮光部材３２ｂにより画像Ｖ１の画像領域Ｖ１ｂに係る部分の光を遮光し、開光部３３により画像領域Ｖ１ｃに係る部分の光を透過して投影対象領域Ｔ１に投影する。

以上のように、実施形態１に係る投影装置１は、遮光部３０が、投影対象領域Ｔ１に照射される光を透過し、投影非対象領域Ｔ２に照射される光を遮光する。これにより、投影装置１は、投影対象領域Ｔ１に画像を適正に投影することができる。

また、実施形態１に係る投影装置１は、遮光部３０が、照射レンズ１３の一部を覆う遮光部材３２を備える。これにより、投影装置１は、照射レンズ１３を保持するレンズ保持部２２に、遮光部材３２を有する遮光部３０を装着するだけで、投影対象領域Ｔ１のみに画像を投影することができる。従って、投影装置１は、簡易な構成で投影対象領域Ｔ１のみに画像を投影することができる。

また、実施形態１に係る投影装置１は、投影対象領域Ｔ１が、車両１００に設けられたピラー１０１であり、投影非対象領域Ｔ２が、ピラー１０１に隣接して光を透過する透過部材１０２である。例えば、従来技術に係る投影装置は、ソフトウェアにより投影非対象領域Ｔ２に投影する画像をマスクする処理を行う場合があるが、この場合、画像にマスク処理を施しても、照射レンズ１３からマスク領域の光が照射される。このため、従来技術に係る投影装置は、フロントガラス１０２ａなどの投影非対象領域Ｔ２に光が照射され、当該投影非対象領域Ｔ２を透過した光が外部にいる歩行者の視界を妨げることがある。これに対して、投影装置１は、投影非対象領域Ｔ２に照射される光を遮光するので、例えば、投影非対象領域Ｔ２がフロントガラス１０２ａなどのような透過部材１０２である場合でも、照射した光が投影非対象領域Ｔ２から漏れて外部にいる歩行者の視界を妨げることがない。

また、実施形態１に係る投影装置１は、遮光部３０がレンズ保持部２２に装着された状態で、照射レンズ１３に対し当該照射レンズ１３の周方向における遮光部材３２の位置を調整する位置調整部３４を備える。これより、実施形態１に係る投影装置１は、遮光部３０を介して投影部１０から投影される画像Ｖ２の位置を投影対象領域Ｔ１に容易に合わせることができる。

〔実施形態２〕
実施形態２に係る投影装置１Ａについて説明する。図８は、実施形態２に係る遮光部の構成例を示す斜視図である。実施形態２は、遮光部３０Ａが照射レンズ１３上に形成される膜状の部材である点で実施形態１と異なる。実施形態１の投影装置１と同様の構成は、説明を省略する。

実施形態２に係る投影装置１Ａは、遮光部３０Ａを備える。遮光部３０Ａは、膜状の部材であり、照射レンズ１３上に形成される。遮光部３０Ａは、例えば、光を遮光するフィルムや塗装、テープなどである。実施形態２では、遮光部３０Ａは、フィルムとして説明する。遮光部３０Ａは、一枚のフィルムから構成され、レンズ面１３ａと略同じ大きさの円形に形成される。遮光部３０Ａは、遮光部材である遮光膜３２Ａと、開光部３３ａとを有する。遮光膜３２Ａは、照射レンズ１３のレンズ面１３ａの一部を覆い、投影非対象領域Ｔ２に照射される光を遮光する。例えば、遮光膜３２Ａは、レンズ面１３ａにおいて、当該遮光膜３２Ａにより覆われる部分が、投影対象領域Ｔ２の形状に合わせて規定される。実施形態２でも、投影対象領域Ｔ１がピラー１０１である例について説明するが、これに限定されない。遮光膜３２Ａは、第１遮光膜３２ｃと、第２遮光膜３２ｄとを有する。第１遮光膜３２ｃは、レンズ面１３ａの第１円弧部３１０ｃの一端３１１ｃと他端３１２ｃとを結ぶ線分３１３ｃと、当該第１円弧部３１０ｃとで囲まれる第１領域Ｐ１ａを覆う。第２遮光膜３２ｄは、レンズ面１３ａの第１円弧部３１０ｃと対向する第２円弧部３１４ｃの一端３１５ｃと他端３１６ｃとを結ぶ線分３１７ｃと、当該第２円弧部３１４ｃとで囲まれる第２領域Ｐ２ａを覆う。レンズ面１３ａは、遮光膜３２Ａにより覆われる部分が、投影非対象領域Ｔ２の形状（投影非対象領域Ｔ２の一部の形状を含む）と相似形である。

開光部３３ａは、投影対象領域Ｔ１に照射される光を透過するものである。開光部３３ａは、レンズ面１３ａにおいて、第１領域Ｐ１ａと第２領域Ｐ２ａとを除く第３領域Ｐ３ａの光を透過させる。開光部３３ａは、投影対象領域Ｔ１であるピラー１０１の形状（ピラー１０１の一部の形状を含む）と相似形である。遮光部３０Ａは、開光部３３ａがレンズ面１３ａに対して位置合わせされた状態で、レンズ面１３ａに貼着される。遮光部３０Ａは、遮光膜３２Ａにより、投影非対象領域Ｔ２であるフロントガラス１０２ａ及びドアガラス１０２ｂに照射される光を遮光し、開光部３３ａにより、投影対象領域Ｔ１であるピラー１０１に照射される光を透過する。

以上のように、実施形態２に係る投影装置１Ａは、遮光部３０Ａが、投影対象領域Ｔ１に照射される光を透過し、投影非対象領域Ｔ２に照射される光を遮光する。これにより、投影装置１Ａは、実施形態１の効果を有すると共に、簡易な構成で投影対象領域Ｔ１に画像を適正に投影することができる。

〔変形例〕
次に、実施形態１、２の変形例について説明する。投影装置１、１Ａは、車両１００の天井に設置してもよい。また、投影装置１、１Ａは、小型の投影装置を用いた場合、車両１００のヘッドレストやバックミラーなどに設置してもよい。

また、投影装置１、１Ａは、ピラー１０１以外にもドア（例えば、フロントドア）１０４やダッシュボード１０３を投影対象領域Ｔ１としてもよい。

また、位置調整部３４は、テーパー面３４ａの代わりに、レンズ保持部２２の外周面２２ａに周方向に沿って凹部が形成され、遮光部３０の円筒部材３１の内周面に周方向に沿って凸部が形成され、この凹部と凸部とが嵌合され、レンズ保持部２２に保持された照射レンズ１３に対し当該照射レンズ１３の周方向における遮光部材３２の位置を調整可能に取り付けられる構造でもよい。この場合、遮光部３０の円筒部材３１の凸部は、例えば、遮光部３０の円筒部材３１の中心軸線直交方向にバネなどの弾性部材により付勢され、レンズ保持部２２の凹部に対して円筒部材３１の中心軸線直交方向に移動することが好ましい。

また、位置調整部３４は、テーパー面３４ａの代わりに、突起部を有してもよい。この場合、位置調整部３４は、遮光部３０がレンズ保持部２２に装着された状態で、突起部がレンズ保持部２２の外周面２２ａに圧接し、レンズ保持部２２に保持された照射レンズ１３に対し当該照射レンズ１３の周方向における遮光部材３２の位置を調整する。

また、遮光部３０、３０Ａは、図示しない吸光材が設けられたミラーでもよい。例えば、ミラーは、投影部１０から照射される光の光路上に設置され、投影対象領域Ｔ１に照射される光を反射し、投影非対象領域Ｔ２に照射される光を吸光材により吸光する。また、遮光部３０、３０Ａは、投影対象領域Ｔ１と相似形に形成されたミラーでもよい。

また、投影装置１、１Ａは、撮影カメラ２により撮影された画像以外にも、投影装置１、１Ａの図示しない記憶部に記憶された画像や車両の情報を投影してもよい。また、投影装置１、１Ａは、撮影カメラ２により撮影された画像に、記憶部の車両の情報を重ねて投影してもよい。

１、１Ａ投影装置
１０投影部
１１光源
１３照射レンズ
１３ａレンズ面
２２レンズ保持部
３０、３０Ａ遮光部
３２遮光部材
３２ａ第１遮光部材
３２ｂ第２遮光部材
３２Ａ遮光膜（遮光部材）
３２ｃ第１遮光膜
３２ｄ第２遮光膜
３３、３３ａ開光部
３４位置調整部
３４ａテーパー面
１００車両
１０１ピラー
１０２透過部材
Ｐ１、Ｐ１ａ第１領域
Ｐ２、Ｐ２ａ第２領域
Ｐ３、Ｐ３ａ第３領域
Ｔ１投影対象領域
Ｔ２投影非対象領域
Ｘ１レンズ保持部の中心軸線
Ｘ２照射レンズの光軸
Ｘ３円筒部材の中心軸線

Claims

画像を投影する対象である投影対象領域と、前記投影対象領域と隣接し前記画像を投影する対象でない投影非対象領域とを有する車両内に設置され、光を照射して前記投影対象領域に前記画像を投影する投影部と、
前記投影部から照射される光の光路上に設置され、前記投影対象領域に照射される光を透過し、前記投影非対象領域に照射される光を遮光する遮光部と、を備えることを特徴とする投影装置。
前記投影部は、
光を出力する光源と、
前記光源から出力された光を前記投影対象領域に照射する照射レンズと、を備え、
前記遮光部は、
前記照射レンズの一部を覆う遮光部材を備える請求項１に記載の投影装置。
前記投影対象領域は、
前記車両に設けられたピラーを含み、
前記投影非対象領域は、
前記ピラーに隣接して光を透過する透過部材を含む請求項１又は２に記載の投影装置。
前記照射レンズを保持するレンズ保持部を備え、
前記遮光部は、
当該遮光部が前記レンズ保持部に装着された状態で、前記照射レンズに対し当該照射レンズの周方向における前記遮光部材の位置を調整する位置調整部を備える請求項２又は３に記載の投影装置。