JP2023075473A - 車両用表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 車室内の天井への映像の表示と車室内の照明との両立を図ることができる車両用表示装置を提供する。【解決手段】 本発明に係る車両用表示装置１００は、照明や映像表示に関する操作情報Ｓを入力する操作入力部１１０と、外部機器から映像データを取り込むインターフェース（Ｉ／Ｆ）部１２０と、制御部１３０と、照明用映像データやエンターテイメント用映像データを格納する記憶部１４０と、車両の天井に映像を投射するプロジェクター１５０と、音声を出力する音声出力部１６０とを含む。制御部１３０は、操作情報Ｓに基づきプロジェクター１５０を制御し、操作情報Ｓが照明用映像に関する操作であるとき、プロジェクター１５０に照明用映像を天井２００に投射させ、天井２００を照明する。【選択図】 図２

Description

本発明は、車両用表示装置に関し、特に、車室内の天井に照明用意映像やエンターテイメント用映像などを表示する機能を備えた車両用表示装置に関する。

自動車のインスツルメンツパネルには、ナビゲーション画像、電子ミラー、車載カメラで撮像された車両の周辺画像を表示するためのディスプレイを一体に形成するものがある。また、このようなディスプレイとは別に、特許文献１は、車速および周辺環境に基づきカメラで撮影された動画像を車室内の天井に表示する車両用表示装置を開示している。

特開２０１９－１４４５０号公報

車内を快適な空間として過ごすために車室内の天井に映像を表示することが検討されている。映像表示のためには、例えば、図１に示すように天井１０をスクリーンと見立て、プロジェクター２０による映像の投影が想定される。

しかしながら、天井１０を表示エリアとした場合、車室内の天井に設置された器具類が表示の障害となり得る。例えば、車室内を照明するための照明器具３０、エアコンによる冷暖気を出力するためのエアコンダクト４０、アシストグリップ５０などが天井１０に設置されており、これらが表示の際に障害となり得る。つまり、これら天井設置器具を避けて映像を表示することは、表示範囲を制限することとなり、他方、天井設置器具と映像とが重複すると映像の見栄えが低下してしまう。特に、照明器具３０は、車室内全体を照明するために天井の中央に備え付けられているケースが多く、それ自体が発光するために天井に表示された映像を見ている際に点灯すると、映像の視聴を著しく阻害してしまう。

本発明は、このような従来の課題を解決し、車室内の天井への映像の表示と車室内の照明との両立を図ることができる車両用表示装置を提供することを目的とする。

本発明に係る車両用表示装置は、車室内の天井に映像を投射する投射手段と、投射する映像に関するユーザー操作を入力する入力手段と、前記ユーザー操作に基づき前記投射手段を制御する制御手段とを含み、前記制御手段は、ユーザー操作が照明に関する操作であるとき、前記投射手段に照明用映像を投射させる。

ある態様では、前記制御手段は、前記ユーザー操作に応じて前記投射手段により投射される前記照明用映像の明るさを制御する。ある態様では、前記制御手段は、前記ユーザー操作に応じて前記投射手段により投射される前記照明用映像の位置を制御する。ある態様では、前記制御手段は、前記ユーザー操作に応じて前記投射手段により投射される前記照明用映像のサイズを制御する。ある態様では、前記制御手段は、前記ユーザー操作に応じて前記投射手段により投射される前記照明用映像の色合いを制御する。ある態様では、前記照明用映像は、白色映像またはグレースケール映像である。ある態様では、前記天井には、車室内を照明するための照明器具が設置されていない。ある態様では、前記天井には、前記投射手段から投射された映像を特定の方向に反射する反射部材が設置される。ある態様では、前記反射部材は、前記天井の端部に設置される。ある態様では、前記制御手段は、前記ユーザー操作がエンターテイメントに関する操作であるとき、前記投射手段にエンターテイメント用映像を投射させる。ある態様では、前記制御手段は、前記ユーザー操作が照明に関する操作とエンターテイメントに関する操作を含むとき、前記投射手段に照明用映像およびエンターテイメント用映像を投射させる。

本発明によれば、ユーザー操作に応答して投射手段により照明用映像を天井に照射させるようにしたので、天井に照明器具を設置することなく車室内の照明を行うことができる。

従来の車両用表示装置の課題を説明する図である。 本発明の実施例に係る車両用表示装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施例に係る車両用表示装置の動作フローを示す図である。 本発明の実施例による車両用表示装置の表示例を示す図である。 本発明の実施例による車両用表示装置の表示例を示す図である。 本発明の実施例による車両用表示装置の表示例を示す図である。 本発明の実施例による車両用表示装置の表示例を示す図である。 本発明の別の実施例に係る車両用表示装置の構成を示す図である。 本発明の別の実施例による車両用表示装置の表示例を示す図である。

次に、本発明の実施の形態について説明する。本発明の車両用表示装置は、自動車等の車両に搭載され、車室内の天井にエンターテイメントなどの映像を表示する機能と車室内を照明する機能とを備える。車両用表示装置は、他の外部機器や通信機器と連携し、エンターテイメント等の映像などとして、例えば、オーディオ・ビジュアル・ナビゲーションによって再生される映像、テレビ映像、インターネット等を介してダウンロードされた映像、車外を撮像するカメラによって撮像された映像、スマートフォンの画面に映された映像などを表示することが可能である。これらの映像を、エンターテイメント用映像と称す。

次に、本発明の実施例について詳細に説明する。図２は、本発明の実施例に係る車両用表示装置の構成を示すブロック図である。車両用表示装置１００は、操作入力部１１０、インターフェース（Ｉ／Ｆ）部１２０、制御部１３０、記憶部１４０、プロジェクター１５０および音声出力部１６０を含んで構成される。

操作入力部１１０は、照明やエンターテイメント用映像に関するユーザー操作を受け取り、その操作情報Ｓを制御部１３０に提供する。操作入力部１１０は、特に限定されないが、例えば、操作スイッチ１１２や監視用カメラ１１４などを含むことができる。

操作スイッチ１１２は、車室内の照明に関する照明用スイッチやエンターテイメント用映像に関するエンターテイメント用スイッチを含むことができる。照明用スイッチやエンターテイメント用スイッチは、物理的なスイッチ、リモコンによるスイッチ、タッチパネルを利用したタッチスイッチなどを用いて構成される。

照明用スイッチは、例えば、照明をオン／オフするスイッチ、照明の色を調整するスイッチ、光量を調整するスイッチ、照明の場所を選択するスイッチなどを含むことができる。また、エンターテイメント用スイッチは、エンターテイメント用映像をオン／オフするスイッチ、映像リソースを選択するスイッチやコンテンツを選択するスイッチなどを含むことができる。照明用スイッチやエンターテイメント用スイッチから指示された操作情報Ｓは制御部１３０に提供される。

監視用カメラ１１４は、ユーザーのジェスチャーを監視するためのジェスチャー監視用カメラ（CMS: Cabin Monitoring System）を含み、監視用カメラ１１４によって撮像された画像データは、操作情報Ｓとして制御部１３０に提供される。ユーザーのジェスチャーは、上記した照明用スイッチやエンターテイメント用スイッチによる指示を表現するものである。

ＩＦ部１２０は、外部機器（例えば、オーディオ・ビジュアル・ナビゲーション機能を備えた装置、テレビ受信する機能を備えた装置、スマートフォン等の多機能型携帯端末、車外を撮像するカメラなど）との接続を可能にし、外部機器から映像データを取り込むことができる。ＩＦ部１２０から取り込まれた映像データは、プロジェクター１５０によって天井に投射することができる。

制御部１３０は、特に限定されないが、例えば、ハードウエアやソフトウエアを含み、操作入力部１１０からの操作情報Ｓに基づき映像データの種々の処理を行う。

ここでは、制御部１３０は、演算ユニット１３２および映像データ生成部１３４を含み、演算ユニット１３２は、操作入力部１００からの操作情報Ｓを解読し、照明用映像を表示させる場合には、記憶部１４０から照明用映像データを読み出し、映像データの明るさ（輝度）、色味、色調、表示位置等を制御する。

操作情報Ｓによってエンターテイメント用映像を表示させる場合には、演算ユニット１３２は、ＩＦ部１２０を介して映像リソースから映像データを取り込んだり、あるいは記憶部１４０から映像データを読出し、映像データの明るさ（輝度）、色味、色調、表示位置等を制御する。

操作情報Ｓによって照明用映像データとエンターテイメント用映像とを一緒に表示させる場合には、演算ユニット１３２は、両映像データの明るさ（輝度）、色味、色調、表示位置等を制御する。なお、監視カメラ１１４によってジェスチャーが撮像された場合には、演算ユニット１３２は、撮像された画像データからジェスチャーを解析し、解析結果に基づき映像データを制御する。

映像データ生成部１３４は、演算ユニット１３２の演算結果に基づきプロジェクター１５０が投射するための映像データを生成する。映像データ生成部１３４は、一定のアスペクト比を有する複数の画素からなるフレームを生成する。１つの画素は、例えば、Ｒ、Ｇ、Ｂが８ビットの２４ビットデータ（２５６階調）から構成される。映像データ生成部１３４によって生成されたフレームは、プロジェクター１５０に提供される。

照明用映像を表示する場合、映像データ生成部１３４は、ＲＧＢデータの階調を変えることで白色またはグレースケールの映像データを生成する。仮に、ＲＧＢが２４ビットである場合、白色（Ｒ＝Ｇ＝Ｂ＝２５５）が最も明るい映像（輝度が高い映像）であり、それよりも階調を下げることで（Ｒ＝Ｇ＝Ｂ＜２５５）、照明用映像の明るさまたは輝度を下げることができる。また、暖色系、寒色系などの照明用映像を表示する場合には、映像データ生成部１３４は、ＲＧＢデータを適宜調整する。

また、映像データ生成部１３４は、操作情報Ｓに応じてフレーム内に生成する照明用映像データの大きさを調整する。例えば、フレーム内の全ての領域に照明用映像データを生成した場合には、フルサイズの照明用映像が天井に表示される。フレーム内の１／２の領域に照明用映像データを生成すれば、半分のサイズの照明用映像が表示される。

さらに映像データ生成部１３４は、操作情報Ｓに応じてフレーム内に生成する照明用映像データの位置を調整する。例えば、フレーム内の前方領域に照明用映像データを生成した場合には、照明用映像が天井の前方領域に表示され、フレームの中央領域に照明用映像データを生成した場合には、照明用映像が天井の中央領域に表示され、フレーム内の後方領域に照明用映像データを生成した場合には、照明用映像が天井の後方領域に表示される。

また、映像データ生成部１３４は、照明用映像とエンターテイメント用映像とを同時に表示させる場合には、フレーム内に照明用映像データとエンターテイメント用映像データとを生成する。

記憶部１４０は、車両用表示装置１００にとって必要なデータを格納し、例えば、照明用映像データ、エンターテイメント用映像データ、ソフトウエアプログラムなどを格納することができる。制御部１３０は、記憶部１４０に格納されたプログラムを実行することで演算ユニット１３２や映像データ生成部１３４を制御することができる。

プロジェクター１５０は、特に限定されないが、例えば液晶プロジェクターやＤＭＤ(Digital Mirror Device)プロジェクターを用いて構成される。プロジェクター１５０の取り付け位置は特に限定されないが、例えば、車両の後部に取り付けられ、そこから天井に向けて映像を投射する。任意プロジェクター１５０は、映像データ生成部１３４によって生成された映像データ（フレーム）に基づき光源からの光を光学的に変調し、変調した光を車両の天井に向けて投射する。これにより、車両の天井に照明用映像やエンターテイメント用映像の動画または静止画が表示される。プロジェクター１５０によって投射される映像のサイズが天井のサイズに合うようにプロジェクター１５０の焦点距離や投射方向が調整される。この調整は、ユーザーが任意に行うようにしてもよい。

音声出力部１６０は、エンターテイメント用映像を表示させるとき、これに同期する音声をスピーカーから出力する。

図３は、本発明の実施例による車両用表示装置１００の動作を説明するフローである。先ず、操作入力部１１０から操作情報Ｓが入力される（Ｓ１００）。操作情報Ｓは、照明用映像に関する指示やエンターテイメント用映像に関する指示を含み、例えば、照明用映像に関する指示は、照明のＯＮ／ＯＦＦ、照明の明るさ、色味、照明の表示位置などを含み、エンターテイメント用映像に関する指示は、エンターテイメント用映像のＯＮ／ＯＦＦ、映像リソースやコンテンツの選択、映像の明るさ、表示位置などを含むことができる。

演算ユニット１３２は、操作情報Ｓを受け取り、照明用映像に関する指示か否かを判定する（Ｓ１１０）。なお、操作情報Ｓがユーザーのジェスチャーを撮像した画像データである場合には、演算ユニット１３２は、当該画像データを解析し、解析結果から照明用映像に関する指示か否かを判定する。照明用映像に関する指示と判定された場合、映像データ生成部１３４は、操作内容に応じた照明用映像データを生成する（Ｓ１２０）。つまり、明るさ、サイズ、色、位置などが制御された照明用映像データがフレーム内に生成される。

映像データ生成部１３４によって生成された照明用映像データが一定のフレームレートでプロジェクター１５０に提供され、プロジェクター１５０は、照明用映像データによって光学的に変調された映像を天井に投射する（Ｓ１３０）。これにより車室内の照明が行われる。

一方、演算ユニット１３２によってエンターテイメント用映像に関する指示と判定された場合、映像データ生成部１３４は、操作内容に応じたエンターテイメント用映像データを生成する（Ｓ１４０）。つまり、サイズ、色、位置などが制御されたエンターテイメント用映像がフレーム内に生成される。

映像データ生成部１３４によって生成されたエンターテイメント用映像データが一定のフレームレートでプロジェクター１５０に提供され、プロジェクター１５０は、エンターテイメント用映像データによって変調された映像を天井に投射する（Ｓ１５０）。

なお、上記フローでは、照明用映像とエンターテイメント用映像とを同時に表示する動作を省略しているが、操作情報Ｓが照明用映像に関する指示とエンターテイメント映像表示に関する指示とを含む場合には、映像データ生成部１３４は、照明用映像データとエンターテイメント用映像データとを含むフレームを生成し、プロジェクター１５０は、このフレームに基づく映像を天井に投射することで、照明用映像とエンターテイメント用映像が天井に表示される。

次に、本実施例の車両用表示装置による種々の表示例について図４ないし図７を参照して説明する。図４（Ａ）は、フルサイズの白色の照明用映像Ｐを天井２００に表示させた例であり、図４（Ｂ）は、中サイズの白色の照明用映像Ｐ１を天井２００に表示させた例である。ここで留意すべきは、車両用表示装置１００が車室内の照明機能を有するため、天井２００には、図１に示すような照明器具３０の設置は不要である。

フルサイズの照明用映像Ｐは、エアコンダクト４０やアシストグリップ５０を含む領域に表示されているが、これは一例であり、フルサイズの照明用映像Ｐは、エアコンダクト４０やアシストグリップ５０を含まない領域に表示されるようにしてもよい。また、図４（Ｂ）に示すように、中サイズの照明用映像Ｐ１が天井２００の中央部に表示されているが、これは一例であり、前方または後方などの他の領域に表示されてもよい。さらにここには例示しないが、中サイズよりもさらに小さい小サイズの照明用映像を表示することも可能である。例えば、操作入力部１１０には、照明用映像の複数のサイズを選択するためのスイッチが用意され、ユーザーは、その中から所望のサイズを選択することができる。

図５（Ａ）は、照明用映像がＯＦＦの状態、図５（Ｂ）は、照明用映像Ｐ２の明るさが最大であり、図５（Ｃ）は、照明用映像Ｐ３の明るさが中レベル、図５（Ｄ）は、照明用映像Ｐ４の明るさが小レベルを示している。例えば、操作入力部１１０において照明用映像の複数の明るさを選択するためのスイッチが用意され、ユーザーは、その中から所望の明るさを選択することができる。なお、ここにはフルサイズの照明用映像を例示しているが、中サイズや小サイズの照明用映像であっても明るさを変化させることが可能である。

図６（Ａ）は、照明用映像Ｐ５を前方の右側座席位置に合わせて表示させた例、図６（Ｂ）は、照明用映像Ｐ６を前方の左側座席位置に合わせて表示させた例、図６（Ｃ）は、照明用映像Ｐ７を後方の右座席位置に合わせて表示させた例、図６（Ｄ）は、照明用映像を後方の左座席位置に合わせて表示させた例を示している。例えば、操作入力部１１０において照明用映像を表示させる複数の位置を選択するためのスイッチが用意され、ユーザーは、その中から所望の位置を選択することができる。なお、ここには矩形状の照明用映像を例示しているが、円形状またはスポット状の照明用映像であってもよい。

図６（Ｅ）は、寒色系の照明用映像Ｐ９の表示例、図６（Ｆ）は、暖色系の照明用映像Ｐ１０の表示例である。例えば、操作入力部１１０において照明用映像の複数の色合いを選択するためのスイッチが用意され、ユーザーは、その中から所望の色合いを選択することができる。寒色系や暖色系などの色合いは、照明用画像データのＲＧＢを調整することで実施される。

図７（Ａ）は、前方の右側座席位置と後方の左側座席位置に合わせて２つの異なる明るさの照明用映像Ｐ１１、Ｐ１２を表示させた例を示している。照明用映像Ｐ１１の明るさが最大であり、照明用映像Ｐ１２の明るさが小レベルである。例えば、操作入力部１１０において、照明用映像を表示させる位置と明るさとを選択することで１つまたは複数の位置に１つまたは複数の明るさの照明用映像を表示させることができる。

図７（Ｂ）は、前方の左側座席位置に合わせて照明用映像Ｐ１３を表示させ、後方の座席位置に合わせてエンターテイメント用映像Ｐ１４を表示させた例を示している。例えば、操作入力部１１０において、ユーザーは、エンターテイメント用映像についての指示（表示するコンテンツや表示する位置などを含む）と照明用映像についての指示を行う。ここでは、エンターテイメント用映像Ｐ１４として車外の風景を撮像した映像を表示させているが、メディアを再生した映像やスマートフォンの画面の映像などを表示させることも可能である。

このように本実施例によれば、天井設置器具のうち照明器具について、間接照明のようにプロジェクターから発せられる映像光を室内照明用に併用することで、障害となり得る照明器具を取り外しつつ室内照明機能を提供することができる。また、従来のように照明器具の取り換え作業（電球交換等）を行わなくても、照明用の映像を差し替えることで照明色、光量、照明場所を自由に調整できる。これによって、映像視聴を阻害しない場所、明るさ、色味で照明機能を使用することができる。

次に、本発明の別の実施例について説明する。図８（Ａ）は、先の実施例によるプロジェクター１５０による照明機能を示している。プロジェクター１５０から発せられた光Ｌ１は、天井２００またはそのスクリーン面で拡散するように反射し、その反射光Ｌ２によって室内が照明される。天井２００の反射面を、例えば拡散面とすることで車室内を広範囲に照明することができる。

一方、図８（Ｂ）は、天井２００またはスクリーン面の所望の位置に反射部材２１０を取付けた例である。反射部材２１０は、プロジェクター１５０から発せられた光Ｌ１を特定の方向に向けて反射し、その反射光Ｌ２により車室内の特定のエリアをより明るく照明することができる。反射部材２１０は、指向性をもつように構成されてもよいし、また、平板に限らず、光を集光するような凹面形状、または光を拡散するような凸面形状であってもよい。

図９（Ａ）は、反射部材２１０を天井２００の両サイドに取り付けた例を示す。天井２００の両サイドには、エアコンダクト４０やアシストグリップ５０が設置されており、これら領域は、エンターテイメント用映像を表示するのに適していない。そこで、中央の矩形領域２２０にエンターテイメント用映像を表示させ、これと干渉しない両サイドに反射部材２１０を設け、この反射部材２１０に照明用映像を投射する。

図９（Ｂ）は、反射部材２１０による照射例を示している。反射部材２１０の取付け角度を調整することで、反射部材２１０に向けて発せられた光Ｌ１の反射光Ｌ２を座席２３０に向けて反射させ、座席の空間をスポット照明することができる。なお、反射部材２１０の取り付け位置は、必ずしも天井の両サイドに限定されるものではなく、これ以外の位置に取り付けるようにしてもよい。例えば、天井の前方や後方に取り付けるようにしてもよい。または反射部材によって照明する領域も適宜選択することができる。さらに反射部材の形状や数は任意であり適宜選択することが可能である。

このように本実施例によれば、天井またはスクリーン面を拡散面にすることでプロジェクターからの光を広範囲に拡散させ広範囲の照明を行うことができる。さらに本実施例によれば、天井またはスクリーン面に１つまたは複数の反射部材を取付けることでプロジェクターからの光の１つまたは複数の領域に向けて反射させ特定の領域の照明を行うことができる。

以上、本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明は、特定の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された発明の要旨の範囲において、種々の変形、変更が可能である。

１０：天井 ２０：プロジェクター
３０：照明器具 ４０：エアコンダクト
５０：アシストグリップ １００：車両用表示装置
１１０：操作入力部 １１２：操作スイッチ
１１４：監視カメラ １３０：制御部
１３２：演算ユニット １３４：映像生成部
１５０：プロジェクター ２００：天井
２１０：反射部材
Ｐ～Ｐ１４：天井に表示された映像
Ｌ１：投射された光
Ｌ２：反射光

Claims (11)

1. 車室内の天井に映像を投射する投射手段と、
   投射する映像に関するユーザー操作を入力する入力手段と、
   前記ユーザー操作に基づき前記投射手段を制御する制御手段とを含み、
   前記制御手段は、ユーザー操作が照明に関する操作であるとき、前記投射手段に照明用映像を投射させる、車両用表示装置。
2. 前記制御手段は、前記ユーザー操作に応じて前記投射手段により投射される前記照明用映像の明るさを制御する、請求項１に記載の車両用表示装置。
3. 前記制御手段は、前記ユーザー操作に応じて前記投射手段により投射される前記照明用映像の位置を制御する、請求項１または２に記載の車両用表示装置。
4. 前記制御手段は、前記ユーザー操作に応じて前記投射手段により投射される前記照明用映像のサイズを制御する、請求項１ないし３いずれか１つに記載の車両用表示装置。
5. 前記制御手段は、前記ユーザー操作に応じて前記投射手段により投射される前記照明用映像の色合いを制御する、請求項１ないし４いずれか１つに記載の車両用表示装置。
6. 前記照明用映像は、白色映像またはグレースケール映像である、請求項１ないし５いずれか1つに記載の車両用表示装置。
7. 前記天井には、車室内を照明するための照明器具が設置されていない、請求項１ないし６いずれか１つに記載の車両用表示装置。
8. 前記天井には、前記投射手段から投射された映像を特定の方向に反射する反射部材が設置される、請求項１に記載の車両用表示装置。
9. 前記反射部材は、前記天井の端部に設置される、請求項８に記載の車両用表示装置。
10. 前記制御手段は、前記ユーザー操作がエンターテイメントに関する操作であるとき、前記投射手段にエンターテイメント用映像を投射させる、請求項１に記載の車両用表示装置。
11. 前記制御手段は、前記ユーザー操作が照明に関する操作とエンターテイメントに関する操作を含むとき、前記投射手段に照明用映像およびエンターテイメント用映像を投射させる、請求項１に記載の車両用表示装置。
    

Images