JP2018054845A - 投影装置、移動体、及び投影方法 - Google Patents

Abstract

【課題】外用者による虚像の視認を妨げずに遮光性能を向上する。【解決手段】投影装置２は、利用者Ｕの視野内に画像を虚像として投影する投影装置２であって、画像の投影光を射出する表示装置２０と、表示装置２０から射出された投影光の一部を減光又は遮光することにより、投影光の光路を制限する減光部材４０と、減光部材４０を投影光の光路に交差する方向に変位させるドライバ６０と、利用者Ｕの目の位置に基づいて、ドライバ６０により減光部材４０を変位させるコントローラ５０と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、投影装置、移動体、及び投影方法に関する。

従来、液晶表示部からの投影光を車両のウィンドシールドで反射させ、その反射した投影光を車両の操作者の眼球に入射させることで、車両の操作者に虚像を視認させる表示装置が知られている。

このような表示装置では、ウィンドシールドを透過して表示装置内に入射する太陽光線等の外光によって、表示装置内に設置されている例えば液晶表示部、投影光学系等の部材の温度が上昇し、性能が劣化するおそれがあった。

そこで、表示装置内に設置されている部材の、外光による温度上昇に伴う性能劣化を抑制するために、特許文献１には、投影光学系が回転移動して、液晶シャッタ、ＭＥＭＳシャッタ等を備える透過窓部を透過した投影光の光路を変更させることが記載されている。また、特許文献２には、ハウジングの開口と投影光学系との間に遮光部材を設けることによって、太陽光が投影光学系で反射されて撮像素子に到達するのを防ぐ方法が記載されている。また、特許文献３には、表示対象に対応する投影光のみが通過するように遮光部材を変形する方法が記載されている。

特開２０１５−１３８１７５号公報 特開２００６−１１１６８号公報 特開２００４−１７０６６１号公報

しかしながら、利用者に虚像を視認させるための表示装置において、利用者による虚像の視認を妨げずに、表示装置に入射する外光をより低減させることが望まれている。

上記のような課題に鑑みてなされた本発明の目的は、利用者による虚像の視認を妨げずに、表示装置に入射する外光をより低減させる投影装置、移動体、及び投影方法を提供することにある。

上記課題を解決する投影装置は、利用者の視野内に画像を虚像として投影する投影装置であって、前記画像の投影光を射出する表示装置と、前記表示装置から射出された投影光の一部を減光又は遮光することにより、前記投影光の光路を制限する減光部材と、前記減光部材を前記投影光の光路に交差する方向に変位させるドライバと、前記利用者の目の位置に基づいて、前記ドライバにより前記減光部材を変位させるコントローラと、を備える。

上記課題を解決する移動体は、利用者の視野内に画像を虚像として投影する移動体であって、前記画像の投影光を射出する表示装置と、前記表示装置から射出された投影光の一部を減光することにより、前記投影光の光路を制限する減光部材と、前記減光部材を前記投影光の光路に交差する方向に変位させるドライバと、前記利用者の目の位置に基づいて、前記ドライバにより前記減光部材を変位させるコントローラと、を含む投影装置を備える。

上記課題を解決する投影方法は、利用者の視野内に画像を虚像として投影する、表示装置と、減光部材と、ドライバと、コントローラとを備える投影装置が実行する投影方法であって、前記表示装置が、前記画像の投影光を射出し、前記減光部材が、前記表示装置から射出された投影光の一部を減光することにより、前記投影光の光路を制限し、前記ドライバが、前記減光部材を前記投影光の光路に交差する方向に変位させ、前記コントローラが、前記利用者の目の位置に基づいて、前記ドライバにより前記減光部材を変位させる。

本発明の一実施形態に係る投影装置、移動体、および投影方法によれば、利用者による虚像の視認を妨げずに表示装置に入射する外光をより低減させる。

図１は、本発明の一実施形態に係る移動体および投影システムを示す図である。 図２は、図１に示す投影装置の概略構成を示す図である。 図３は、図２に示す表示装置の光軸に沿った断面図である。 図４は、図１に示す筺体の、第１開口側から見た側面図である。 図５は、図１に示す筺体の投影光透過領域を説明するための図である。 図６は、図２に示す投影装置における減光部材４０を変位させた例を示す図である。 図７は、図１に示す投影装置の処理フローを示すフロー図である。 図８は、図１に示す投影装置の処理フローの他の例を示すフロー図である。

以下、本発明に係る実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の説明で用いられる図は模式的なものであり、図面上の寸法比率等は現実のものとは必ずしも一致していない。

本実施形態に係る表示システム１は、図１に示すように、投影装置２と、撮像装置３とを備える。投影装置２は、移動体４に搭載される。具体的には、投影装置２は、移動体４の、例えばダッシュボードに収容される。

ここで「移動体」は、自動車、鉄道車両、産業車両、および生活車両を含むが、これに限られない。例えば、「移動体」には、滑走路を走行する飛行機を含めてよい。自動車は、乗用車、トラック、バス、二輪車、およびトロリーバス等を含むがこれに限られず、道路上を走行する他の車両を含んでよい。軌道車両は、機関車、貨車、客車、路面電車、案内軌道鉄道、ロープウエー、ケーブルカー、リニアモーターカー、およびモノレールを含むがこれに限られず、軌道に沿って進む他の車両を含んでよい。産業車両は、農業および建設向けの産業車両を含む。産業車両には、フォークリフト、およびゴルフカートを含むがこれに限られない。農業向けの産業車両には、トラクター、耕耘機、移植機、バインダー、コンバイン、および芝刈り機を含むが、これに限られない。建設向けの産業車両には、ブルドーザー、スクレーバー、ショベルカー、クレーン車、ダンプカー、およびロードローラを含むが、これに限られない。生活車両には、自転車、車いす、乳母車、手押し車、および電動立ち乗り２輪車を含むが、これに限られない。車両の動力機関は、ディーゼル機関、ガソリン機関、および水素機関を含む内燃機関、並びにモーターを含む電気機関を含むが、これに限られない。「車両」は、人力で走行するものを含む。なお、「移動体」の分類は、上述に限られない。例えば、自動車には、道路を走行可能な産業車両を含んでよく、複数の分類に同じ車両が含まれてよい。

投影装置２は、例えば移動体４のダッシュボード内に設置されてよい。投影装置２は、例えば移動体４の利用者Ｕに所望の画像の虚像ＶＥを視認させる、ヘッドアップディスプレイの一部として機能する。具体的には、一実施形態において投影装置２は、移動体４に備えられた第１光学部材４ａの所定領域に向かって画像の投影光を射出する。一実施形態において、第１光学部材４ａはウィンドシールドであってよい。他の実施形態において、第１光学部材４ａはコンバイナであってよい。投影装置２が第１光学部材４ａを有すると、投影装置２はヘッドアップディスプレイとして機能する。画像の投影光の詳細については後述する。第１光学部材４ａの所定領域で反射した画像の投影光は、アイボックスＥＢに到達する。アイボックスＥＢは、例えば利用者Ｕの体格、姿勢、および姿勢の変化等を考慮して、利用者Ｕの両眼が存在し得ると想定される実空間上の空間領域である。図１に示す矢印は、投影装置２から射出された画像の投影光の一部がアイボックスＥＢまで到達する経路を示す。利用者Ｕは、アイボックスＥＢ内に両眼が存在する場合、アイボックスＥＢに到達する画像の投影光によって、当該画像の虚像ＶＥを視認可能である。虚像ＶＥは、例えば移動体４の前方に視認され得る。

図２を参照して、一実施形態に係る投影装置２について詳細に説明する。投影装置２は、第１光学部材と協働して利用者の視野内に画像の虚像ＶＥを投影する。投影装置２は、筺体１０と、表示装置２０と、１以上の第２光学部材３０と、減光部材４０と、コントローラ５０と、ドライバ６０とを備える。図２は、投影装置２に２つの第２光学部材３１および３２が備えられた構成を例示している。

筺体１０は、表示装置２０と、１以上の第２光学部材３０とを収容する。筺体１０は、表示装置２０から射出された投影光が、外部に射出するために通過する第１開口１０ａを有する。筺体１０は、減光部材４０と、コントローラ５０と、ドライバ６０とを収容してもよい。

表示装置２０は、筺体１０の内部において、画像を表示する投影光を射出する。表示装置２０の詳細な構成については後述する。

第２光学部材３０は、表示装置２０から射出された画像の投影光を投影装置２の外部に到達させる。一実施形態において、第２光学部材３０は第２光学部材３１および３２を含んでよい。第２光学部材３１および３２の少なくとも一方は、ミラーであってよい。図２に示す矢印は、表示装置２０から射出された画像の投影光の一部が、第２光学部材３１および３２によって反射され、投影装置２の筺体１０に設けられた第１開口１０ａを通過し投影装置２の外部まで到達する経路を示す。

投影装置２の外部に到達した画像の投影光は、図１に示すように移動体４に備えられた第１光学部材４ａの所定領域に到達する。他の実施形態において、第２光学部材３１および３２の少なくとも一方は、レンズであってもよい。他の実施形態において、第２光学部材３１および３２の一方がミラーであり、他方がレンズであってよい。第２光学部材３１および３２の何れかがミラーの場合、当該ミラーは平面鏡、凹面鏡または凸面鏡とすることができる。第２光学部材３１および３２の双方がミラーの場合、例えば、第２光学部材３１および３２をともに凹面鏡で構成してよい。または、第２光学部材３１および３２の双方がミラーの場合、第２光学部材３１および３２の一方を凹面鏡とし、他方を平面鏡または凸面鏡としてよい。

図３を参照して、一実施形態に係る表示装置２０について詳細に説明する。表示装置２０は、基板２１と、光源素子２２と、第３光学部材２３と、ディスプレイ２４と、制御部２５と、を備える。基板２１、第３光学部材２３、およびディスプレイ２４は、表示装置２０の内部において固定的に配置される。光源素子２２および制御部２５は、基板２１上に配置される。制御部２５は、基板２１の上以外に位置してよい。

光源素子２２は、例えば１以上の発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emission Diode）またはレーザ装置等を含む。光源素子２２は、制御部２５の制御に応じて光を射出する。

第３光学部材２３は、例えばコリメータレンズを含む。第３光学部材２３は、光源素子２２から入射される光をコリメートする。コリメートされた光は、第３光学部材２３の光軸方向に進行する略平行な光である。

ディスプレイ２４は、例えばＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等の透過型液晶デバイスを含む。ディスプレイ２４は、制御部２５の制御に応じて画像を表示する表示面２４ａを有する。ディスプレイ２４は、ディスプレイ２４の表示面２４ａの法線方向と、第３光学部材２３の光軸の方向とが略一致するように配置されてよい。ディスプレイ２４は、第３光学部材２３を通過した光を透過または遮断することによって、表示面２４ａに表示された画像の投影光を表示装置２０の外部に射出する。

制御部２５は、１以上のプロセッサを含む。プロセッサは、特定のプログラムを読み込ませて特定の機能を実行する汎用のプロセッサ、および特定の処理に特化した専用のプロセッサを含んでよい。専用のプロセッサは、特定用途向けＩＣ（ＡＳＩＣ；Application Specific Integrated Circuit）を含んでよい。プロセッサは、プログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ；Programmable Logic Device）を含んでよい。ＰＬＤは、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）を含んでよい。制御部２５は、１つまたは複数のプロセッサが協働するＳｏＣ（System-on-a-Chip）、およびＳｉＰ（System In a Package）のいずれかであってよい。制御部２５は、表示装置２０全体の動作を制御する。例えば、制御部２５は、光源素子２２の発光を制御する。制御部２５は、ディスプレイ２４に画像を表示させる。言い換えると、制御部２５は、ディスプレイ２４に表示する画像を制御する。画像は、文字または図形を含んでよい。

減光部材４０は、第１開口１０ａを通過して筺体１０に入出射する光の一部を減光することにより、投影光の光路を制限する部材である。具体的には減光部材４０は、太陽光等の外光を減光、すなわち、外光の少なくとも一部を反射、吸収、または拡散する部材である。また、減光部材４０は、表示装置２０から射出された光を減光する。また、減光部材４０は、投影装置２の外部に射出され、外部の物体に反射されて投影装置２の方に戻る光を減光する。なお、本願における「減光」とは、透過する光の強度を減らすことを意味する。強度を減らすことは、強度を０にすることを含む。即ち、「減光」には、光を遮る「遮光」を含む。

減光部材４０は、例えば、第１開口１０ａに隣接して配置することができる。減光部材４０は、コントローラ５０による制御に基づいてドライバ６０によって移動されることによって変位する。具体的には、減光部材４０は、図２及び図４に示すように、第１開口１０ａを通る光の一部を減光するように配置される。以降の説明では、第１開口１０ａにおいて減光部材４０が配置されない部分を投影光通過領域という。すなわち、投影光通過領域は、第１開口１０ａより小さい。減光部材４０は、平板状の部材に投影光通過領域を確保するための第２開口４０ａを設けた枠状の部材とすることができる。あるいは、減光部材４０は、投影光通過領域を確保するためのガラス等の光透過性の部材の周りを囲むように配置され、光透過性の部材と一体として構成されてもよい。減光部材４０は、投影光通過領域の位置を変更するように変位する。減光部材４０が変位する際、投影光通過領域の大きさが変更されてもよい。投影光通過領域の形状は、ディスプレイ２４の表示面２４ａの形状及び投影光の光路と第１開口１０ａを含む面との間の角度等に基づいて設計することができる。ディスプレイ２４が矩形の場合、投影光通過領域の形状は矩形とすることができる。

撮像装置３は、利用者Ｕの顔を含む範囲を撮像するように移動体４に取り付けられる。撮像装置３は、直接、利用者Ｕの顔を撮像するように、例えば、図１に示すように第１光学部材４ａの上部に取り付けることができる。また、撮像装置３は、投影装置２の筺体１０内に配置され、１つ以上のミラーを介して、利用者Ｕの顔を撮像してもよい。撮像装置３の設置位置はこれに限られず、シートに着座した運転者の顔が位置すると想定される撮像範囲を撮像できる位置であればよい。撮像装置３は、ダッシュボード上、メーターフード内、ステアリングコラム上、コクピットの天井等に設置してよい。

撮像装置３は、レンズ等により構成される光学系及び撮像素子を備えることができる。光学系は、利用者Ｕの顔の像を撮像素子の撮像面に結像させるように構成される。撮像素子は、例えば、ＣＣＤイメージセンサ（Charge-Coupled Device Image Sensor）、及びＣＭＯＳイメージセンサ（Complementary MOS Image Sensor）である。撮像装置３は、該撮像素子で結像された画像を電気信号として出力する。また、撮像装置３は、撮像した画像について、歪み補正、明度調整、コントラスト調整、ガンマ補正等の任意の処理を行った後画像を出力してよい。撮像装置３は、居眠り運転等の防止のために運転者の状態を監視する、ドライバーモニタ用のカメラを兼用することができる。

コントローラ５０は、１以上のプロセッサを含む。プロセッサは、特定のプログラムを読み込ませて特定の機能を実行する汎用のプロセッサ、および特定の処理に特化した専用のプロセッサを含んでよい。専用のプロセッサは、特定用途向けＩＣ（ＡＳＩＣ；Application Specific Integrated Circuit）を含んでよい。プロセッサは、プログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ；Programmable Logic Device）を含んでよい。ＰＬＤは、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）を含んでよい。制御部２５は、１つまたは複数のプロセッサが協働するＳｏＣ（System-on-a-Chip）、およびＳｉＰ（System In a Package）のいずれかであってよい。

コントローラ５０は、利用者Ｕの両眼（目）の位置に基づいて、利用者Ｕの視認に寄与しない投影光を減光するよう減光部材４０を変位させる。ここで、コントローラ５０が減光部材４０を変位させる処理について詳細に説明する。

まず、コントローラ５０は、撮像装置３によって撮像された、利用者Ｕの顔を含む範囲を撮像した画像を、撮像装置３から受信する。

コントローラ５０は、利用者Ｕが撮像されている画像に基づいて、実空間での利用者Ｕの両眼の位置を検出する。

具体的には、コントローラ５０は、撮像装置３によって撮像された画像の画像空間での両眼の位置を検出する。そして、コントローラ５０は、画像空間での両眼の位置に基づいて実空間での両眼の位置を算出する。例えば、コントローラ５０は、２台の撮像装置３によって構成されるステレオ装置によって撮像された２つの画像における利用者Ｕの両眼の位置の差から、実空間における両眼の位置を検出する。また、コントローラ５０は、車両の進行方向における利用者Ｕの両眼の位置を固定とし、画像空間における両眼の位置に基づいて、実空間における進行方向に垂直な面内での両眼の位置を算出してもよい。コントローラ５０が実空間での両眼の位置を検出する方法はこれらに限られず、任意の方法を用いることができる。

コントローラ５０は、実空間での利用者Ｕの両眼の位置に基づいて、利用者Ｕの両眼が、所望の画像の虚像ＶＥの全体を視認できるように、開口における、投影光が通過すべき投影光通過領域を判定する。言い換えれば、コントローラ５０は、利用者Ｕの両眼が虚像ＶＥ全体を視認できる範囲であるアイボックスＥＢの位置を、利用者Ｕの眼に合わせるための投影光通過領域を判定する。

コントローラ５０は、投影光通過領域を判定すると、第１開口１０ａにおける投影光通過領域以外の領域に到達した光を減光するように、ドライバ６０を制御して減光部材４０を変位させる。

ここで、コントローラ５０が投影光通過領域を判定する例について、図５を参照して説明する。図５は、筺体１０の投影光透過領域を説明するため、利用者Ｕの頭上側から見た投影光の光学系を投影光の光路に沿って展開して示している。ディスプレイ２４から射出された投影光は第２光学部材３０で反射されるが、図示を容易にするため、第２光学部材３０に入射する投影光を第２光学部材３０の左側に、第２光学部材３０で反射される投影光を第２光学部材３０の右側に記載している。

コントローラ５０によって、利用者Ｕの両眼の位置がそれぞれ図５のＡ₁、Ａ₂に示す位置であると検出された場合、位置Ａ₁、Ａ₂にそれぞれある利用者Ｕの両眼が、所望の画像の虚像ＶＥの全体を視認できるように、ディスプレイ２４の位置Ｐ₁から射出された投影光（図５の２本の二点破線の間）の少なくとも一部と、位置Ｐ₂から射出された投影光（図４の２本の破線の間）の少なくとも一部と、位置Ｐ₃から射出された投影光（図５の２本の一点破線の間）の少なくとも一部とが、図５のＲ_Aに示す領域を通過すればよい。そのため、コントローラ５０は、図５のＲ_Aに示す領域を投影光通過領域とする。

同様にして、利用者Ｕの両眼の位置が図５のＡ₁、Ａ₂に示す位置より、移動体４の進行方向左側にあるＢ₁、Ｂ₂に示す位置であるであると検出された場合、位置Ｂ₁、Ｂ₂にある利用者Ｕの両眼が、所望の画像の虚像ＶＥの全体を視認できるように、ディスプレイ２４の位置Ｐ₁から射出された投影光（図５の２本の二点破線の間）の少なくとも一部と、位置Ｐ₂から射出された投影光（図５の２本の破線の間）の少なくとも一部と、位置Ｐ₃から射出された投影光（図４の２本の一点破線の間）の少なくとも一部とが、図５のＲ_Bに示す領域を通過すればよい。そのため、コントローラ５０は、図５のＲ_Bに示す領域を投影光通過領域とする。

コントローラ５０によって、利用者Ｕの両眼の位置が図５のＡ₁、Ａ₂に示す位置より上下にずれた場合、上下かつ左右にずれた場合も同様にして、利用者Ｕが虚像ＶＥの全範囲を視認するために投影光が通過すべき開口における領域を投影光通過領域として判定する。

コントローラ５０は、撮像装置３によって撮像された、利用者Ｕの顔を含む画像に基づいて両眼の位置を検出し、該両眼の位置に基づいて投影光通過領域を判定するとしたが、この限りではない。例えば、投影装置２は入力端子（入力部）を備え、入力端子が外部の装置から利用者Ｕの両眼の位置を示す情報を受信してもよい。この場合、コントローラ５０は、入力端子によって受信された情報に示される両眼の位置と、筺体１０の開口の位置と、投影光の進行方向とに基づいて投影光通過領域を判定する。

ドライバ６０は、第１開口１０ａのうち投影光通過領域に減光部材４０の第２開口４０ａが位置し、投影光通過領域を除く領域に減光部材４０の開口していない部分が位置するように減光部材４０を変位させる。ドライバ６０は、減光部材４０を投影光の光路に交差する方向に変位させる。具体的には、ドライバ６０は、投影光の光路に交差する面内で減光部材４０を２次元的に変位させる。例えば、ドライバ６０は、第１開口１０ａに沿う面内で変位させる。

具体的にはドライバ６０は、図２，４，及び５に示すように、例えば、第１モーター（第１駆動素子）６１、第２モーター（第２駆動素子）６２、ステージ６３等を含んで構成される。第１モーター６１は、投影光の光路に交差する方向、例えば第１開口１０ａに沿う方向に減光部材４０を搭載したステージ６３を第１方向に駆動する。第２モーター６２は、減光部材４０をステージ６３に対して第１方向に垂直な第２方向に駆動する。ドライバ６０は、コントローラ５０によって算出された投影光通過領域に基づいて減光部材４０を変位させる。

例えば、コントローラ５０が投影光通過領域を図５のＲ_Aに示す領域であると判定した場合、ドライバ６０は、図４（ａ）及び図６（ａ）に示すように、減光部材４０の第２開口４０ａが投影光通過領域Ｒ_Aに位置するように減光部材４０を変位させる。また、例えば、コントローラ５０が投影光通過領域を図５のＲ_Bに示す領域であると判定した場合、ドライバ６０は、図４（ｂ）及び図６（ｂ）に示すように、第２開口４０ａが投影光通過領域Ｒ_Aに位置するように減光部材４０を変位させる。

続いて、本実施形態の投影装置２の投影方法について、図７を参照して説明する。

まず、投影装置２のコントローラ５０は、撮像装置３によって撮像された、利用者Ｕの顔を含む範囲を撮像した画像を、撮像装置３から受信する（ステップＳ１）。

ステップＳ１で画像が受信されると、コントローラ５０は、画像に基づいて利用者Ｕの両眼の位置を算出する（ステップＳ２）。

ステップＳ２で両眼の位置が算出されると、コントローラ５０は、両眼の位置に基づいて投影光通過領域を判定する（ステップＳ３）。判定にあたって、コントローラ５０は、両眼の位置に基づいて、筺体１０の第１開口１０ａの位置、第１光学部材４ａの位置等を用いて投影光通過領域を算出してもよい。また、コントローラ５０は、あらかじめ、両眼の位置と投影光通過領域とを対応付けて記憶しているルックアップテーブルを参照して投影光通過領域を抽出してもよい。

ステップＳ３で投影光通過領域が判定されると、コントローラ５０は、投影光通過領域に基づいてドライバ６０が減光部材４０を駆動するよう制御する（ステップＳ４）。これによって、減光部材４０は、第２開口４０ａが投影光通過領域となるよう変位する。

また、他の実施形態では、図８に示すように、図７に示す上述の実施形態と同様に、コントローラ５０は、撮像装置３によって撮像された、利用者Ｕの顔を含む範囲を撮像した画像を、撮像装置３から受信する（ステップＳ１１）。

ステップＳ１１で画像が受信されると、コントローラ５０は、画像に基づいて利用者Ｕの両眼の位置を算出する（ステップＳ１２）。

ステップＳ１２で両眼の位置が算出されると、コントローラ５０は、両眼の位置に基づいて投影光通過領域を判定する（ステップＳ１３）。

ステップＳ１３で投影光通過領域が判定されると、コントローラ５０は、利用者Ｕの視認範囲に虚像ＶＥの全範囲が含まれるか否かを判定する（ステップＳ１４）。

この場合、ステップＳ１４で視認範囲に虚像ＶＥの全範囲が含まれないと判定されると、コントローラ５０は、第２開口４０ａが投影光通過領域に位置するように、ドライバ６０が減光部材４０を駆動するよう制御する（ステップＳ１５）。これによって、減光部材４０は、第２開口４０ａが投影光通過領域となるよう変位する。

また、ステップＳ５１４で利用者Ｕの視認範囲に虚像ＶＥの全範囲が含まれると判定されると、コントローラ５０は、ドライバ６０が減光部材４０を駆動させずに処理を終了する。

上述の実施形態においては、投影装置２は、利用者Ｕの両眼の位置に基づいて、利用者Ｕの視認に寄与しない投影光を減光するよう減光部材４０を備え、第１開口１０ａの一部を減光又は遮光することによって投影装置２における外部に対して開いている面積を小さくすることができる。さらに、減光部材４０は第２開口４０ａが投影光通過領域となるように変位するため、利用者Ｕの視認性を保つことができる。すなわち、投影装置２は、視認性を保った状態で該投影装置２の内部に入射する太陽光等の外光を低減することができる。したがって、投影装置２は、利用者Ｕの視認性を保ったまま、内部の部品等の外光による温度上昇を防ぐことができる。

また、上述の実施形態においては、コントローラ５０は、撮像装置３によって撮像された利用者Ｕの画像に基づいて実空間における利用者Ｕの両眼の位置を検出する。そのため、移動体４の利用者Ｕが変わったり、利用者Ｕの姿勢が変わったりすることによって、両眼の位置が変化しても、正確に投影光通過領域を判定することができる。したがって、利用者Ｕによる虚像ＶＥの視認が妨げられるのを防ぐことができる。

減光部材４０は、開口を含む面内を移動するため、減光部材４０は、開口を形成する筺体１０の部分に沿って配置することができ、これにより、投影装置２の大型化を防ぐことができる。

本発明を諸図面や実施形態に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各構成部、各ステップなどに含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の構成部やステップなどを１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。

また、上述の実施形態においては、コントローラ５０が、画像空間の両眼の位置に基づいて検出した実空間の両眼の位置に基づいて、投影光通過領域を判定するとしたが、これに限られない。例えば、投影装置２は、メモリをさらに備え、メモリが画像空間の各位置に関連付けて投影光通過領域を関連付けて記憶してもよい。ここで、各位置に対応付けられている投影光通過領域は、あらかじめ任意のプロセッサ等によって算出された、各位置に両眼が位置した場合の投影光通過領域である。この場合、コントローラ５０は、撮像装置３によって撮像された画像に基づいて、画像空間での両眼の位置を検出すると、検出された両眼の位置に関連付けてメモリに記憶されている光通過領域を抽出する。そして、ドライバ６０は、上述の実施形態と同様に、光通過領域に基づいて、減光部材４０を移動させる。

１ 投影システム
２ 投影装置
３ 撮像装置
４ 移動体
４ａ 第１光学部材
１０ 筺体
１０ａ 第１開口
２０ 表示装置
２１ 基板
２２ 光源素子
２３ 第３光学部材
２４ ディスプレイ
２４ａ 表示面
２５ 制御部
３０,３１,３２ 第２光学部材
４０ 減光部材
４０ａ 第２開口
５０ コントローラ
６０ ドライバ

Claims (10)

1. 画像を虚像として投影する投影装置であって、
   前記画像の投影光を射出する表示装置と、
   前記表示装置から射出された投影光の一部を減光することにより、前記投影光の光路を制限する減光部材と、
   前記減光部材を前記投影光の光路に交差する方向に変位させるドライバと、
   前記利用者の目の位置に基づいて、前記ドライバにより前記減光部材を変位させるコントローラと、
   を備える投影装置。
2. 前記利用者の目の位置を示す情報を受信する入力部を備え、
   前記コントローラは、前記情報に示される前記目の位置に基づいて前記減光部材を変位させる請求項１に記載の投影装置。
3. 前記コントローラは、撮像装置によって撮像された前記利用者の目を含む範囲の画像を受信し、前記画像に基づいて前記目の位置を検出し、前記検出した目の位置に基づいて前記減光部材を変位させる請求項１に記載の投影装置。
4. 前記表示装置は、
   前記表示装置を収容する筺体を備え、
   前記筺体は、前記表示装置によって射出された投影光を通過させる第１開口を有し、
   前記減光部材は、前記第１開口に隣接して配置される請求項１から３のいずれか一項に記載の投影装置。
5. 前記減光部材は、前記第１開口に沿う面内で変位する請求項４に記載の投影装置。
6. 前記表示装置から射出された投影光を、前記第１開口の方へ反射する光学部材を備える請求項１から５のいずれか一項に記載の投影装置。
7. 前記減光部材は前記投影光を通過させる第２開口を有する枠状の部材であり、前記第２開口の面積は、前記表示装置から射出され前記光学部材で反射された投影光が前記筺体の前記開口を含む面に投影される面積よりも狭い請求項６に記載の投影装置。
8. 前記ドライバは、ステージと該ステージを第１方向に駆動する第１駆動素子と、前記ステージに対して前記減光部材を第２方向に駆動する第２駆動素子とを備え、前記減光部材を前記光路に交差する面内で２次元的に変位させる請求項１から７に記載の投影装置。
9. 画像を虚像として投影する移動体であって、
   前記画像の投影光を射出する表示装置と、
   前記表示装置から射出された投影光の一部を減光することにより、前記投影光の光路を制限する減光部材と、
   前記減光部材を前記投影光の光路に交差する方向に変位させるドライバと、
   前記利用者の目の位置に基づいて、前記ドライバにより前記減光部材を変位させるコントローラと、
   を含む投影装置を備える移動体。
10. 画像を虚像として投影する、表示装置と、減光部材と、ドライバと、コントローラとを備える投影装置が実行する投影方法であって、
    前記表示装置が、前記画像の投影光を射出し、
    前記減光部材が、前記表示装置から射出された投影光の一部を減光することにより、前記投影光の光路を制限し、
    前記ドライバが、前記減光部材を前記投影光の光路に交差する方向に変位させ、
    前記コントローラが、前記利用者の目の位置に基づいて、前記ドライバにより前記減光部材を変位させる投影方法。

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