JP2019168622A - 視線誘導シート、視線誘導システム、車両用照明装置、および、車両 - Google Patents
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Abstract
【課題】ユーザの視線をひきつけ、視線を誘導することのできるシートを提供する。【解決手段】ユーザが外部を見る窓の少なくとも一部を覆うように視線誘導シートを配置し、視線誘導シートの一部領域を発光させることによりユーザの視線を誘導する。視線誘導シートは、光透過性基材層と、複数のＬＥＤダイと、配線パターンとを有する。制御部は、ユーザが窓を通して視認可能な領域の画像を撮像した撮像部から画像を受け取って、画像に含まれる視線を誘導すべき物体を検出し、物体の位置に対応する視線誘導シート上のＬＥＤダイを発光させる。【選択図】図２
Description
本発明は、ユーザの視線を誘導するシステムに関する。
視覚を通じた表示を行う表示体として、道路等の標識や、自動車等のナンバープレート、液晶表示パネルなどが広く用いられている。これらの表示体は、見るものの視認性を高めるための工夫が施されている。例えば、液晶表示パネルであれば、その構造や表示内容を工夫することで視認性を高め、道路標識は、夜間にライトによって全体を照明することにより視認性を高める構造が採用されている。具体的には、特許文献１には、液晶表示パネルの周端面を傾斜させることによりガラス基板の端部が光って見えることを防止し、表示品位の低下を防止する構造が提案されている。また、特許文献２には、道路標識の上部に照明装置を取り付け表示面全体に光を照射するとともに、災害発生時には標識への照射輝度を増加させる標識照明装置が開示されている。
しかしながら、液晶表示パネルは、一つ一つのピクセルの光強度が小さいため、視認性を高めるために表示内容を工夫しても、逆光時の視認性の低下は避け難い。また、道路標識は、通常、夜間に標識全体を照明しているが、光の反射や散乱のためにぼんやりとした表示になり、視認性を高めることは難しい。
本発明の目的は、ユーザの視線をひきつけ、視線を誘導することのできる視線誘導シートを提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明では、ユーザが外部を見るための窓の少なくとも一部を覆うように配置され、ユーザの視線を誘導するシートが提供される。視線誘導シートは、光透過性基材層と、光透過性基材層に搭載された複数のＬＥＤダイと、光透過性基材層の表面に設けられ、ＬＥＤダイに接合された配線パターンとを有する。
本発明によれば、ユーザの視線をひきつけ、視線を誘導する視線誘導シートが提供できるため、危険物等の視認性を高めることができる。
本発明の一実施形態について図面を用いて説明する。
＜第１の実施形態＞
第１の実施形態として、視線誘導システムについて、図１等を用いて説明する。
第１の実施形態として、視線誘導システムについて、図１等を用いて説明する。
本実施形態に視線誘導システム５０は、図１に示すように、視線誘導シート３００と、制御部４００とを備えている。視線誘導シート３００は、ユーザ１００が外部を見る窓やフロントガラス等の窓２００の少なくとも一部を覆うように配置され（図２（ａ）参照）、図２（ｂ）のように一部領域が発光することによりユーザの視線を誘導する。制御部４００は、視線誘導シート３０の発光する領域を制御する。
視線誘導シート３００は、図２（ａ），（ｂ）に正面図を、図３に断面図を示したように、光透過性基材層１と、光透過性基材層１に搭載された複数のＬＥＤダイ３と、配線パターン２とを備えている。配線パターン２は、光透過性基材層１の表面に設けられ、ＬＥＤダイ３に接合されている。この配線パターン２ａ，２ｂ、２ｃ（以下、配線パターン２ａ、２ｂ、２ｃをまとめて配線パターン２とも呼ぶ）は、導電性粒子を焼結したものである。ＬＥＤダイ３の電極３１ａにより配線パターン２に接合されている。
例えば、配線パターン２は、電磁波を照射することにより導電性粒子を焼結することにより形成することができる。ここでいう電磁波とは、紫外光、可視光、赤外光、および、マイクロ波の波長域のものを含む。
このように、配線パターン２を導電性粒子を焼結した材料によって構成したことにより、例えば電磁波を集束して配線パターン形成箇所および接合箇所に照射することにより、配線パターン２を形成することができる。これにより、配線パターン２の配線の幅に対する厚さの比（アスペクト比）が大きい、すなわち線幅の小さく、電気抵抗の小さい配線パターン２を形成できる。
但し、本実施形態の配線パターン２は、導電性粒子を焼結した材料によって形成したものに限られず、銅箔などの導電性材料で形成された細線を接着することによって形成することもできる。
また、パッケージされていないＬＥＤダイ３は、μｍオーダーのサイズである。よって、配線パターン２やＬＥＤダイ３が光透過性基材層１を覆う面積が小さい視線誘導シート３０を作製することができ、窓２００を覆うように視線誘導シートを配置した場合でも、ユーザ１００が外部を見る視線を妨げない。また、ＬＥＤダイ３を所定の領域で発光させることにより、ユーザ１００の視線をその領域に惹きつけることができる。
一方、制御部４００は、図１に示すように、物体検出部４０１と、座標変換部４０２と、発光制御部４０３とを備えている。
物体検出部４０１は、接続されている撮像部５００からユーザ１００が窓を通して視認可能な領域（図２（ａ）の景色の範囲）の画像を受け取って、この画像を処理する。これにより、画像に含まれる予め定めておいた視線を誘導すべき物体を検出する。視線を誘導すべき物体としては、例えば、歩行者、対向車両、前方先行車両および、電柱等の障害物が挙げられる。
座標変換部４０２は、物体の画像上の位置に対応する視線誘導シート３００上の領域を求める。発光制御部４０３は、求めた視線誘導シート３００上の領域に配置されているＬＥＤダイ３を発光させる。
光透過性基材層１は、光透過性が高いため、ＬＥＤダイ３を点灯させた場合には、ＬＥＤダイ３の発する光がユーザ１００に到達し、ユーザ１００の視線を、ＬＥＤダイ３の発する光の明るさと色等により引き付けることができる。例えば、図２（ｂ）のように、電柱の領域のＬＥＤダイ３を発光させた場合には、ユーザ１００の視線が発光しているＬＥＤダイ３の領域に引き付けられるため、電柱が存在することを認識できる。よって、ユーザが車両を運転しており、窓２００が車両のフロントガラスである場合には、ユーザは電柱を認識し、電柱に車両が衝突しないように注意を払うことができる。これにより、本実施形態の視線誘導システム５０は、ユーザの運転補助を行うことができる。
本実施形態の視線誘導シート３００では、図２（ａ），（ｂ）に示したように、複数のＬＥＤダイ３が、間隔をあけて縦横に配列して（マトリクス状に）配置されている。これにより、所望の位置のＬＥＤダイ３を発光させることにより、所望の位置の物体へ視線を誘導することができる。
マトリクス状に配置された複数のＬＥＤダイ３のうち任意の１以上のＬＥＤダイ３を発光させるために、配線パターン２は、縦方向の配線パターン２ａと、横方向の配線パターン２ｂとを含む。縦方向の配線パターン２ａと横方向の配線パターン２ｂとが交差する位置あるいはその近傍にＬＥＤダイ３が配置され、複数のＬＥＤダイ３に個別に電流を供給可能である。例えば、図３のように、縦方向の配線パターン２ａおよび横方向の配線パターン２ｂは、一方が光透過性基材層１の一側の面に主に配置し、他方が光透過性基材層１の他側の面に主に配置する。光透過性基材層１のＬＥＤダイ３の搭載面とは逆側の面に配置されている配線パターン２ｂは、光透過性基材層１に設けられたビア２ｃを通って、ＬＥＤダイ３の近傍に引き出され、ＬＥＤダイ３の電極３１ａに接続される。光透過性基材層１のＬＥＤダイ３の搭載面側に配置されている配線パターン２ａは、直接ＬＥＤダイ３のもう一方の電極３１ａに接続される。これにより、図４のようなマトリクス回路を構成することができ、ＬＥＤダイ３を個別点灯させることができる。
このように、マトリクス状にＬＥＤダイ３を配置し、所望のＬＥＤダイ３を選択的に点灯可能にすることにより、ユーザーが進行中の車両を運転している場合のように、窓２００から見える外部の景色が時々刻々と変化する場合であっても、視線誘導すべき物体のその時の位置のＬＥＤダイ３を点灯させることにより、視認性を向上させることができる。
なお、図３では、視線誘導シート３００は、ＬＥＤダイ３を窓２００側に向けて窓２００を覆うように配置されている例を示したが、視線誘導シート３００は、光透過性基材層１を窓２００側に向けていてもよい。ＬＥＤダイ３を保護するために、光透過性基材層１のＬＥＤダイ３の上に、保護層を配置することも可能である。また、視線誘導シート３００は、窓２００の外部側の面を覆うように配置してもよい。また、窓２００を２枚の構成とし、視線誘導シート３００を２枚の窓２００の間に挟み込む構成としても良い。
つぎに、制御部１の構成および機能について説明する。制御部４００は、その機能をソフトウエアによって実現することも可能であるし、その一部または全部をハードウエアによって実現することも可能である。ソフトウエアによって実現する場合、制御部４００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等のプロセッサとメモリを内蔵するコンピュータシステムにより構成され、CPU等が、メモリに予め格納されたプログラムを読み込んで実行することにより、物体検出部４０１、座標変換部４０２、発光制御部４０３の機能を実現する。また、ハードウエアによって実現する場合には、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）のようなカスタムＩＣや、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）のようなプログラマブルＩＣを用いて制御部４００を構成し、その機能を実現するように回路設計を行えばよい。
制御部４００の動作について図５、図６のフローチャートを用いて説明する。制御部４００の物体検出部４０１は、ユーザ１００が窓２００を通して見える前方の情報を検出するため、ユーザが窓を通して視認可能な領域について撮像部５００が撮像した画像撮像した前方の画像を取り込む（ステップ１０１）。
なお、ユーザが窓を通して視認可能な領域は、予め定めた範囲とすることも可能であるし、予めユーザの操作により視認可能な領域の範囲を不図示の入力部を介して受け付けてもよい。また、ユーザの目の位置や視線の方向を検出するセンサ６００を窓２００の近傍に配置し、センサ６００の検出結果に応じてユーザが視認可能な領域を設定してもよい。
撮像部５００が、ユーザの視認可能な領域よりも広い範囲の前方画像を取り込んでいる場合は、物体検出部４０１は、撮像部５００から受け取った画像から、ユーザの視認可能な領域の画像を抽出する。また、物体検出部４０１は、撮像部５００が、撮像の範囲や方向を調整可能な構成である場合には、物体検出部４０１は、ユーザの視認可能な領域を撮像部５００に設定し、撮像部５００がユーザの視認可能な領域を撮像するように撮像範囲や方向を調整してよい。
物体検出部４０１は、撮像部５００から受け取った画像を処理することにより、画像に含まれる、予め定めておいた視線を誘導すべき物体を検出する（ステップ１０２）。視線を誘導すべき物体としては、例えば、歩行者、対向車両、前方先行車両および、電柱等の障害物等が挙げられるが、ここでは、物体検出部４０１は、歩行者と障害物（電柱）を視線を誘導すべき物体として検出する。
物体検出部４０１によるステップ１０２の処理を、図６のフローチャートを用いてさらに詳しく説明する。
物体検出部４０１は、撮像部５００から受け取った画像に対して、フィルタ処理や２値化処理等の画像処理を施し、画像に含まれる物体を検出する（ステップ１６１）。物体検出部４０１は、検出した物体の特徴量を抽出する（ステップ１６２）。そして、抽出した特徴量を、予め求めておいた視線誘導を行うべき物体（例えば、歩行者と障害物（電柱））の特徴量と比較し、一致度合を例えば相互相関関数等により求めることにより、検出した物体が歩行者または障害物（電柱）であるかどうかを判定する（ステップ１６３）。物体の特徴量としては、形状や大きさ等の予め定めた特徴量を用いてもよいし、予め多数の学習用画像からディープラーニングにより抽出した視線誘導を行うべき物体（歩行者または障害物（電柱））に共通する特徴量を用いてもよい。
物体検出部４０１は、撮像部５００から受け取った画像内に視線誘導すべき物体（歩行者または障害物（電柱））がある場合（ステップ１０２）、ステップ１０４に進み、物体検出部４０１内のレベル判定部４１１が、視線誘導すべき物体の危険レベルを判定する。
レベル判定部４１１は、視線誘導すべき物体の画像上における位置、物体の移動速度、および、物体と窓２００あるいはユーザとの距離、のうち少なくとも一つに基づいて、強調レベルを判定する。ここでは、上記物体の位置、物体の移動速度、物体と窓２００あるいはユーザとの距離をすべて用いて判定する。
レベル判定部４１１は、ステップ１０２で検出した視線誘導すべき物体と画像の中心との距離ａを求め、距離ａが予め定めておいた基準距離Ａより小さい場合、画像の中心付近に位置し、危険レベルの高い物体と判定する。
また、レベル判定部４１１は、前回ステップ１０１で画像を受け取って、ステップ１０２で検出した視線誘導すべき物体と、今回のステップ１０２で検出した視線誘導すべき物体とが同一物体であるかどうかを判定する。例えば、前回のステップ１０２で検出した視線誘導すべき物体についてステップ１６２で求めた特徴量と、今回のステップ１０２で検出した視線誘導すべき物体についてステップ１６２で求めた特徴量との一致度合を算出し、一致度合が予め定めた基準値以上である場合には、同一物体であると判定する。そして、前回ステップ１０２で検出した物体の位置と今回ステップ１０２で検出した物体の位置の差（距離）を求め、これを、前回のステップ１０１の撮像時点と今回のステップ１０１の撮像時点との時間差で除することにより、物体の移動速度ｖを求める。レベル判定部４１１は、物体の移動速度ｖが、予め定めておいた基準速度Ｖよりも大きい場合、危険レベルの高い物体と判定する。
また、レベル判定部４１１は、接続されている距離センサ７００から、距離センサ７００と物体あるいはユーザとの距離を示す信号を受け取って、この信号を用いて物体と窓２００あるいはユーザとの距離を求める。求めた距離ｌが、予め定めておいた基準距離Ｌよりも小さい場合、窓２００に近い危険レベルの高い物体と判定する。なお、距離センサ７００としては、例えばＴＯＦ（Time of flight）センサを用いることができる。
レベル判定部４１１は、視線誘導すべき物体の画像上における位置、物体の移動速度、および、物体と窓２００あるいはユーザとの距離の３項目うちいずれか１つの項目で危険レベルが高いと判定した場合には、その物体は、危険レベル１であると判断する。また、２つの項目で危険レベルが高いと判定した場合には、危険レベル２であると判断し、３つの項目のすべてで危険レベルが高いと判定した場合には、危険レベル３であると判断する。
つぎに、制御部４００の座標変換部４０２は、物体検出部４０１からステップ１０２で検出した視線を誘導すべき物体（歩行者または障害物（電柱））の画像上の位置を受け取り、予めユーザ等から受け付けておいた窓２００と視線誘導シート３００の位置関係に基づいて、視線を誘導すべき物体の画像上の位置に対応する視線誘導シート上の領域を求める（ステップ１０５）。
つぎに、制御部４００の発光制御部４０３は、座標変換部４０２が求めた物体の視線誘導シート上の領域に位置するＬＥＤダイ３を点灯させる（ステップ１０８〜１１０）。このとき、領域内のすべてのＬＥＤダイ３を点灯させてもよいし、図２（ｂ）のように予め定めておいたルールに基づいて物体の領域内のＬＥＤダイ３の一部のみを点灯させてもよい。図２（ｂ）の例では、視線を誘導すべき物体が、障害物（電柱）である場合、物体の領域内のＬＥＤダイ３の内、視線誘導シート３００の中心に近い側の上下方向の列のＬＥＤダイ３を点灯させている。また、領域の輪郭近傍のＬＥＤダイ３のみを点灯させてもよい。
このとき発光制御部４０３は、レベル判定部４１１がステップ１０４で求めたその物体の危険レベルを受け取り、危険レベルを判定して、ＬＥＤダイ３の発光強度（明るさ）または点滅点灯の周波数を制御する（ステップ１０６，１０７）。すなわち、発光制御部４０３は、受け取った危険レベルが１である物体は、予め定めた明るさ小、または、周波数小（ゆっくりした点滅）でＬＥＤダイ３を点灯させ（ステップ１０６、１０８）。危険レベルが２である物体は、予め定めた明るさ中、または、周波数中（中程度の点滅）でＬＥＤダイ３を点灯させ（ステップ１０７、１０９）、危険レベルが３である物体は、予め定めた明るさ大、または、周波数大（速い点滅）でＬＥＤダイ３を点灯させる（ステップ１１０）。これにより、危険レベルが高い物体の領域ほど、ＬＥＤダイ３の発光を明るく、または、速い点滅にして、ユーザの注意を大きくひきつけ、視線を誘導して、物体をユーザに認識させることができる。なお、ＬＥＤダイ３の発光の明るさと点滅の速さとを組み合わせてユーザの注意を危険レベルに応じてひきつける構成にしてもよい。
また、ステップ１０２において、視線誘導すべき物体が検出されなかった場合には、ステップ１０３からステップ１１１に進み、すべてのＬＥＤダイを消灯する。
上述してきたように、本実施形態の視線誘導システム５０によれば、ユーザの視線をひきつけ、視線を誘導することができるため、危険物等の視認性を高めることができる。
なお、ユーザ１００が車両に搭乗しており、窓２００がフロントガラスである場合、ステップ１０４において、レベル判定部４１１は、自車両の速度を取り込んで危険レベルの判定に用いてもよい。
なお、上述してきた説明では、視線誘導システム５０は、撮像部５００、視線の方向を検出するセンサ６００、ならびに、距離センサ７００を直接備えておらず、外付けのこれら撮像部５００等から、画像や信号を受け取って処理に用いる構成であったが、本発明は、この構成に限定されるものではない。視線誘導システム５０が、撮像部５００、視線の方向を検出するセンサ６００、ならびに、距離センサ７００を内蔵していてもかまわない。
視線誘導シート３００についてさらに説明する。光透過性基材層１は、光を透過する基板であることが望ましく、その材質としては、ガラス、ＰＳ（ポリスチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ポリイミドなどを用いることができる。光透過性基材層１の厚さは、一例として２５〜１００μｍである。
配線パターン２は、導電性粒子を含むインクを電磁波によって焼結させたものである。導電性粒子は、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｄ、ＩＴＯ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｆｅなどの導電性金属および導電性金属酸化物のうちの１つ以上を用いることができる。電磁波による焼結を効率的に行うため、導電性粒子を含むインクの電磁波吸収特性を高める事が望ましく、導電性粒子の一部または全部がナノサイズ形状となっていることが望ましい。含まれる粒子サイズは一例として１０〜１５０ｎｍである。
ＬＥＤダイ３としては、視認性向上に適した所望の波長の光を発するものを用いる。
なお、図３、図４では、すべての配線パターン２を、光透過性基材層１のＬＥＤダイ３の搭載面に形成した例を示しているが、配線パターン２の一部は、光透過性基材層１の逆側に面に配置してもよい。
本実施形態では、ＬＥＤダイ３と配線パターンとの接合を、電磁波焼結により行った場合、光透過性基材層１が湾曲した場合の歪応力が加わってもＬＥＤダイ３と配線パターンとの接合部が破断や剥離を生じにくく、耐久性を高めることができる。
また、視線誘導シート３００は、配線パターン２が光透過性基材層１の表面に直接搭載されているため、ＬＥＤダイ３の発光時の発熱を配線パターン２により熱伝導して効率よく光透過性基材層１に伝導することができる。これにより、ＬＥＤダイ３の放熱性能を高めることができる。
＜第１の実施形態の視線誘導シートの製造方法＞
ここで、視線誘導シート３００の製造方法を説明する。まず、光透過性基材層１に配線パターン２を形成し、ＬＥＤダイ３を接合する工程を図７（ａ）〜（ｄ）を用いて説明する。ここでは、電磁波として光を用いて導電性粒子を焼結する例について説明する。
ここで、視線誘導シート３００の製造方法を説明する。まず、光透過性基材層１に配線パターン２を形成し、ＬＥＤダイ３を接合する工程を図７（ａ）〜（ｄ）を用いて説明する。ここでは、電磁波として光を用いて導電性粒子を焼結する例について説明する。
まず、図７（ａ）のように、導電性粒子を溶媒に分散させた導電ペーストを用意する。導電性ペーストは、溶媒と、導電性粒子の他に、ポリビニルピロリドンなどの分散剤や、樹脂等を含有していてもよい。導電性ペーストを、光透過性基材層１の表面に所望の配線パターンの形状に塗布する。塗布方法は、インクジェット、ディスペンス、フレキソ、グラビア、グラビアオフセット、スクリーン印刷手法などの方法を用いる事が可能である。これにより、光透過性基材層１の表面に、導電性粒子の膜２１を形成する。必要に応じて膜２１を加熱し、溶媒を蒸発させて乾燥させる。
形成した膜２１の微粒子を焼結させるため、電磁波を照射することで局所的に配線部のみ加熱し、微粒子を焼結させる。電磁波は、フラッシュランプの様な光のパルス波、レーザー光の様な連続波、マイクロ波の様な長波長の電磁波を用いることができる。ここでは、まず、図７（ｂ）のように、ＬＥＤダイ３を、その電極３１ａが膜２１に接触するように、未焼結の配線パターン２に搭載する。つぎに、図７（ｃ）、（ｄ）のように、光透過性基材層１を透過させて光束１２を膜２１に照射する。この方法では、例えば配線パターン２の形成と、発光素子３０と配線パターン２との接続とを、光束１２の照射により同時にまたは連続して行うことができる。具体的には、図７（ｃ）のように、光透過性基材層１の、膜２１が形成されていない側から光束１２を電極３１と光透過性基材層１の間の領域に照射して、膜２１の導電性粒子を光焼結し、電極接続領域となる配線パターン２を形成する。さらに、図７（ｄ）のように、光束１２を照射し、他の配線パターン２も形成する。形成順序は、他の配線パターンを形成した後にＬＥＤダイ３の電極接続領域となる配線パターン２を形成しても良い。
また、配線パターン２を形成し焼結後、配線パターン２と電極３１ａの間に導電性粒子含有インクをさらに塗布し、ＬＥＤダイ３の電極３１ａを搭載した後、さらに光束１２を照射することで電極接続領域を形成することも可能である。
膜２１の光束１２が照射された領域は、導電性粒子が光のエネルギーを吸収して温度が上昇する。これにより、導電性粒子は、その粒子を構成する材料のバルクの融点よりも低い温度で溶融する。溶融した導電性ナノ粒子は、隣接する粒子と融合する。これにより、導電性粒子同士が焼結され、光透過性基材層１の上面に配線パターン２が形成される。このとき、溶融した導電性粒子は、光透過性基材層１に固着する。特に、光透過性基材層１の膜２１が形成されていない側の面から光束１２を照射することにより、光透過性基材層１と配線パターン２の界面の固着強度を高めることができる。
なお、上述のように、膜２１の光束１２の照射を受けた領域の導電性粒子は、光を照射することにより温度が上昇し、この熱は、導電性粒子の焼結に用いられるとともに、周囲の膜２１、光透過性基材層１に伝導し、放熱される。よって、膜２１のうち光束１２の照射を受けた領域のみ、もしくは、その光束１２の照射を受けた領域とその近傍領域のみが、導電性粒子が焼結される温度に到達し、その外側領域の膜２１や光透過性基材層１の温度は、それらを構成する材料を溶融させたり変質させたりする温度には到達しない。すなわち、本実施形態では、膜２１の一部領域のみに光束１２を照射することにより、光透過性基材層１の温度上昇を抑制することができ、光透過性基材層１の光焼結による変形や歪、白濁等の変質を防止することができる。また、光透過性基材層１がフレキシブルである場合にはそのフレキシブル性を維持することができる。
図７（ｃ）、（ｄ）の工程では、形成される配線パターン２が多孔質（ポーラス）となるように形成することが望ましい。すなわち、隣接する導電性粒子同士は、全体が完全に溶融して混ざりあうのではなく、接触する界面で焼結され、図８のように、焼結後の導電性粒子間の少なくとも一部に空孔４０ａを形成するような温度で光焼結することが望ましい。例えば、光束１２として、レーザー光を用い、通過する光透過性基材層１を溶融させない程度の照射強度で膜２１に照射することにより、光束１２が照射された膜２１の領域に短時間に比較的大きなエネルギーを投入でき、導電性粒子を加熱して溶融させ焼結できるとともに、レーザー光の光束１２の照射を停止することにより、周囲の膜２１や光透過性基材層１への熱伝導により速やかに冷却することができるため、多孔質の配線パターンを形成することができる。言い換えると、膜２１をレーザー光の光束１２で焼結するときに、膜２１が適切な温度になるように、光束１２の照射強度を調節することで、多孔質の配線パターン２を形成できる。具体例としては、光透過性基材層１として、延伸されたポリエチレンテレフタレート（PET）フィルム（融点２５０℃程度、耐熱温度１５０℃程度）を用い、光透過性基材層１の形状が維持されるようにレーザー光の光束１２の強度を調整して光透過性基材層１の裏面から膜２１に照射し、膜２１の導電性粒子を焼結した場合、多孔質の配線パターン２を形成することができる。
配線パターン２が多孔質である場合には、上述したように、配線パターン２自体が追随性（可撓性）を有するため、フレキシブルな光透過性基材層１を変形させた場合にも、それに伴って配線パターン２が追随するため、配線パターン２が光透過性基材層１からはがれにくく、ひび割れ等も生じにくい。よって、断線の生じにくい、フレキシブルな視線誘導シート３００を提供することができる。
なお、図７（ｃ）、（ｄ）の工程において、膜２１へ照射する際の光束１２の形状は、マスクを通過させることにより配線パターン２の形状に整形してから照射してもよいし、照射スポットが円形や矩形の光束１２を走査させて配線パターン２を描いてもよい。
以上の工程により、配線パターン２とＬＥＤダイ３が搭載された光透過性基材層１を形成できる。
なお、光束１２は、光透過性基材層１の膜２１が設けられている側の面から照射することももちろん可能である。この場合、ＬＥＤダイ３を搭載する電極の接続部分には使用できないが、他の配線パターン部は焼結できるため、電極接続部と配線パターン形成の工程をパラレルに実施することも可能である。
なお、照射する光束（電磁波）１２の波長は、膜２１に含まれる導電性粒子に吸収される波長を用いる。照射する光は、紫外、可視、赤外いずれの光であってもよいし、マイクロ波であってもよい。例えば導電性粒子として、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｐｄなどを用いた場合、４００〜１０６４ｎｍの光を用いることができる。
導電性粒子は、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｄ、ＩＴＯ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｆｅなどの導電性金属および導電性金属酸化物のうちの１つ以上を用いることができる。導電性粒子の粒子径は、１μｍ未満のナノ粒子のみであってもよいし、１μｍ未満のナノ粒子と１μｍ以上のマイクロ粒子とが混合されていてもよい。溶媒は、有機溶媒や水を用いる。溶媒には、分散性を向上させる添加剤（ポリマー成分等）を添加し、また固着力を向上させるために樹脂成分（エポキシやシリコーン、ウレタンなど）を添加しても良い。
配線パターン２の厚みは、配線パターンの幅の２倍以上であることが好ましく、３倍以上であるとさらに好ましい。配線パターン２は、例えば１μｍ以上、厚みは、１ｎｍ〜５０μｍ程度に形成することが可能である。また、配線パターン１４，１５の電気抵抗率は、１０−４Ω・ｃｍ以下であることが望ましく、特に、１０−６Ω・ｃｍオーダー以下の低抵抗であることが望ましい。
ＬＥＤダイ３を保護するために、ＬＥＤダイ３を覆うように、もしくは、ＬＥＤダイ３と所定の間隔をあけて保護層を設けることも可能である。保護層としてエポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂等の光透過性の樹脂材料を用いることが望ましい。
＜第２の実施形態＞
第２の実施形態について図９を用いて説明する。第２の実施形態は、視線誘導システム付き車両用照明装置６０の実施形態である。
第２の実施形態について図９を用いて説明する。第２の実施形態は、視線誘導システム付き車両用照明装置６０の実施形態である。
図９に示すように本実施形態の車両用照明装置６０は、車両８００の前方を照明する光源６１と、車両８００の前方の画像を撮像する撮像部５００と、ユーザの視線を誘導する視線誘導システム５０とを少なくとも備えている。この他に、車両用照明装置６０のリフレクタや光の出射面を構成する光透過部を備える筐体６２や、距離センサ７００や、ユーザの視線の方向を検出するセンサ６００を備えていてもよい。光源６１、距離センサ７００、撮像部５００は、筐体６２内に配置されている。
視線誘導システム５０は、第１の実施形態で説明した構成であるので、詳しい説明を省略する。視線誘導システム５０の制御部４００は、光源６１とともに、筐体６２内に配置された撮像部５００や距離センサ７００から画像や、物体と距離センサ７００との距離を示す信号を受け取って、視線を誘導すべき物体を検出し、視線誘導シート３００の物体に対応する領域のＬＥＤダイ３を点灯させる。
このように、本実施形態では、視線誘導システム５０を備えることにより、ユーザの視線をひきつけ、視線を誘導することができるため、危険物等の視認性を高め、運転を補助することのできる車両用照明装置を提供することができる。
＜第３の実施形態＞
第３の実施形態について図１０を用いて説明する。第３の実施形態は、７０の実施形態である。
第３の実施形態について図１０を用いて説明する。第３の実施形態は、７０の実施形態である。
図９に示すように本実施形態の車両用照明装置６０は、車両８００の前方を照明するヘッドランプ用光源６１と、車両８００の前方の画像を撮像する撮像部５００と、光量制御部７１と、ユーザの視線を誘導する視線誘導システム５０とを少なくとも備えている。ヘッドランプ用光源６１は、例えば２次元アレイ状に並べられた複数の発光素子を含み、それぞれの発光素子のオンオフおよび出射光量を調整可能な構成である。この他に、車両用照明装置６０のリフレクタや光の出射面を構成する光透過部を備える筐体６２や、距離センサ７００や、ユーザの視線の方向を検出するセンサ６００を備えていてもよい。図１０の例では、光源６１、距離センサ７００、撮像部５００は、筐体６２内に配置されている。
光量制御部７１は、撮像部５００の画像を処理して照射光量を調整すべき物体を検出し、光源６１の照射光量を調整すべき物体方向への光量を制御する。これにより、所望の前方領域のみ光の照射を行わず、別の前方領域には周囲よりも照射強度を大きい光束を照射する等が可能であり、配光可変（ＡＤＢ）の照明を行う。
具体的には、図１１のフローに示すように、光量制御部７１は、撮像部５００から前方の画像を受け取って（ステップ１５１）、前方車両を検出する（ステップ１５２）。前方車両の検出方法は、図６のステップ１６１〜１６３と同様であり、画像中の物体を検出してその特徴量を求め、予め求めておいた前方車両の特徴量との一致度合により、物体が前方車両であるかどうか判定する。前方車両が検出された場合には、前方車両の存在する領域へ光照射する発光素子を図１２（ａ）のように消灯する（ステップ１５３）。これにより、前方車両の運転者がまぶしさを感じない。つぎに、光量制御部７１は、画像中の物体が歩行者であるかどうかをステップ１５２と同様に判定し、歩行者を検出する（ステップ１５４）。歩行者が検出された場合には、歩行者が存在する領域へ照射する光束を出射している発光素子への供給電流を大きくする等して、歩行者へ光強度の大きい光束を照射する（ステップ１５５）。
一方、視線誘導システム５０は、第１の実施形態で説明した構成であるが、視線誘導すべき物体には、歩行者と前方車両の少なくとも一方が含まれるように設定する。そして、図５のステップ１０２、１０３において、視線誘導すべき物体（ここでは歩行者および前方車両とする）を検出したならば、ステップ１０４でその危険レベルを判定し、視線誘導すべき物体（歩行者および前方車両）に対応する視線誘導シート３００の領域のＬＥＤダイ３を危険レベルに応じて点灯させる（ステップ１０６〜１１０）。
これにより、図１２（ａ）のように、前方車両の領域には、ヘッドランプ用光源６１から光束が照射されていないために暗く、ユーザは前方車両を認識しにくいが、視線誘導シート３００のＬＥＤダイ３が図１２（ｂ）のように点灯するため、前方車両の視認性を高めることができる。また、歩行者の場合は、ヘッドランプ光源６１から周囲よりも光強度の大きい光束が照射され、強調されているが、視線誘導シート３００のＬＥＤダイ３を点灯させることにより、さらに歩行者の視認性をさらに高めることができる。
このように、本実施形態では、視線誘導システム５０を備えることにより、ユーザの視線をひきつけ、視線を誘導することができるため、危険物等の視認性を高め、運転を補助することのできる配光可変（ADB)車両用照明装置を提供することができる。
なお、第３の実施形態において、光量制御部７１は、視線誘導システム５０の物体検出部４０１を兼用する構成としてもよい。この場合、視線誘導システム５０の座標変換部４０２は、光量制御部７１が検出した照射光量を調整すべき物体を受け取り、これを視線を誘導すべき物体として、物体の画像上の位置に対応する視線誘導シート３００上の領域を求める。発光制御部４０３は、求めた領域内のＬＥＤダイ３を点灯させる。
このように、光量制御部７１が物体検出部４０１を兼用する構成とすることにより、視線誘導システム５０の構成を簡素にすることができる。
上述してきたように、第１の実施形態では、ユーザが窓２００を通して見える画像中の物体に視線を誘導する構成であるが、窓２００は、車両のフロントガラスに限定されるものではなく、リアガラスやサイドガラスであってもよい。また、車両に限られるものではなく、電車や飛行機など他の輸送機器の窓であってもよい。
さらに、本実施形態において、視線を誘導する物体は、危険物や障害物に限定されるものではない。例えば、所定の建造物に視線を誘導することにより、観光案内を行うこともできる。
また、本実施形態は、撮像部５００が撮像する画像内の物体に視線を誘導する構成に限定されるものではなく、画像であってもよい。よって、映画やテレビ番組やゲーム機やパチンコ機等で表示される画像に含まれる物体に視線を誘導することも可能である。
１…光透過性基材層、２…配線パターン、３…ＬＥＤダイ
Claims (16)
- ユーザが外部を見るための窓の少なくとも一部を覆うように配置され、ユーザの視線を誘導するシートであって、
光透過性基材層と、
前記光透過性基材層に搭載された複数のＬＥＤダイと、
前記光透過性基材層の表面に設けられ、前記ＬＥＤダイに接合された配線パターンとを有することを特徴とする視線誘導シート。 - 請求項１に記載の視線誘導シートであって、前記配線パターンは、導電性粒子を焼結したものであることを特徴とする視線誘導シート。
- 請求項２に記載の視線誘導シートであって、前記配線パターンは、樹脂を含まないことを特徴とする視線誘導シート。
- 請求項１ないし３のいずれか１項に記載の視線誘導シートであって、前記複数のＬＥＤダイは、間隔をあけて縦横に配列して配置されていることを特徴とする視線誘導シート。
- 請求項４に記載の視線誘導シートであって、前記配線パターンは、縦方向の配線パターンと、横方向の配線パターンとを含み、前記縦方向の配線パターンと横方向の配線パターンとが交差する位置あるいはその近傍に前記ＬＥＤダイが配置され、前記複数のＬＥＤダイに個別に電流を供給可能であることを特徴とする視線誘導シート。
- ユーザが外部を見る窓の少なくとも一部を覆うように配置され、一部領域が発光することによりユーザの視線を誘導する視線誘導シートと、前記視線誘導シートの発光する領域を制御する制御部とを有し、
前記視線誘導シートは、光透過性基材層と、前記光透過性基材層に搭載された複数のＬＥＤダイと、前記光透過性基材層の表面に設けられ、前記ＬＥＤダイに接合された配線パターンとを有し、
前記制御部は、前記ユーザが窓を通して視認可能な領域の画像を撮像した撮像部から前記画像を受け取って、この画像を処理することにより、前記画像に含まれる予め定めておいた視線を誘導すべき物体を検出する物体検出部と、前記物体の前記画像上の位置に対応する前記視線誘導シート上の領域を求める座標変換部と、求めた前記視線誘導シートの領域に配置されている前記ＬＥＤダイを発光させる発光制御部とを有することを特徴とする視線誘導システム。 - 請求項６に記載の視線誘導システムであって、前記配線パターンは、導電性粒子を焼結したものであることを特徴とする視線誘導システム。
- 請求項６または７に記載の視線誘導システムであって、前記制御部は、予め定めた判定基準にしたがって、前記物体が、視線誘導の複数の危険レベルのいずれに該当するかを判定するレベル判定部をさらに有し、
前記発光制御部は、前記レベル判定部の判定結果に応じて、前記ＬＥＤダイの発光強度および発光の点滅周波数の少なくとも一方を変化させることを特徴とする視線誘導システム。 - 請求項８に記載の視線誘導システムであって、前記レベル判定部は、前記物体の前記画像上における位置、前記物体と前記窓との距離、および、前記物体の移動速度のうち少なくとも一つに基づいて、前記危険レベルを判定することを特徴とする視線誘導システム。
- 請求項９に記載の視線誘導システムであって、前記レベル判定部は、接続されている距離センサから、当該距離センサと前記物体または前記ユーザとの距離を示す信号を受け取って、前記信号を用いて前記物体と前記窓との距離を求めることを特徴とする視線誘導システム。
- 請求項６ないし１０のいずれか１項に記載の視線誘導システムであって、前記物体検出部が検出する物体は、歩行者、車両、および、障害物のいずれかを含むことを特徴とする視線誘導システム。
- 請求項６ないし１１のいずれか１項に記載の視線誘導システムであって、前記撮像部をさらに含むことを特徴とする視線誘導システム。
- 車両の前方を照明する光源と、前記車両の前方の画像を撮像する撮像部と、ユーザの視線を誘導する視線誘導システムとを有し、
前記視線誘導システムは、請求項６ないし１２のいずれか１項に記載の視線誘導システムであり、
前記視線誘導システムの前記視線誘導シートは、前記車両のフロントガラスの少なくとも一部を覆うように配置され、前記視線誘導システムの制御部は、前記撮像部から前記ユーザがフロントガラスを通して視認可能な領域の画像を受け取ることを特徴とする視線誘導システム付き車両用照明装置。 - 車両の前方を照明する光源と、前記車両の前方の画像を撮像する撮像部と、前記画像を処理して照射光量を調整すべき物体を検出し、前記光源の前記照射光量を調整すべき物体方向への光量を制御する光量制御部と、ユーザの視線を誘導する視線誘導システムとを有し、
前記視線誘導システムは、請求項６ないし１２のいずれか１項に記載の視線誘導システムであり、
前記視線誘導システムの前記視線誘導シートは、前記車両のフロントガラスの少なくとも一部を覆うように配置され、前記視線誘導システムの制御部は、前記撮像部から前記ユーザがフロントガラスを通して視認可能な領域の画像を受け取ることを特徴とする視線誘導システム付き配向可変車両用照明装置。 - 請求項１４に記載の視線誘導システム付き配向可変車両用照明装置であって、前記光量制御部は、前記視線誘導システムの前記物体検出部を兼用しており、
前記視線誘導システムの座標変換部は、前記光量制御部が検出した前記照射光量を調整すべき物体を受け取って、これを前記視線を誘導すべき物体として、前記物体の前記画像上の位置に対応する前記視線誘導シート上の領域を求めることを特徴とする視線誘導システム付き配向可変車両用照明装置。 - フロントガラスと、前方を照明する光源と、前記前方の画像を撮像する撮像部と、前記画像を処理して照射光量を調整すべき物体を検出し、前記光源の前記照射光量を調整すべき物体方向への光量を制御する光量制御部と、運転者の視線を誘導する視線誘導システムとを有し、
前記視線誘導システムは、請求項６ないし１２のいずれか１項に記載の視線誘導システムであり、
前記視線誘導システムの前記視線誘導シートは、前記フロントガラスの少なくとも一部を覆うように配置され、前記視線誘導システムの制御部は、前記撮像部から前記運転者がフロントガラスを通して視認可能な領域の画像を受け取ることを特徴とする車両。
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