JP5136190B2 - レーザ光表示器 - Google Patents

Description

本発明は、車室内レーザ光を照射して車室内の表示面に任意の表示を行うレーザ光表示装置に関する。

従来、車室内のルーフあるいは車室内のルームミラーに配置された投射ユニットから車室内の表示面に対しレーザービームを照射し、表示面に実像の表示をするという技術がある。この技術では車室内のあらゆる面に表示を可能にするという利点がある（例えば、特許文献１参照）。
特表２００４−５０５３１５号公報

ところが、車室の内装は、様々な部品により構成されているため、その部品の継ぎ目や凹凸部分が数多く存在し、上記の従来技術のユニットを使って描画を行った場合に、部品の継ぎ目や凹凸部分にて反射や光の間延び（光が部品の隙間に入り込み展表示にならないケース）が発生する。このような場合には、目的とする画像をきれいに表示できないという問題がある。

本発明は、こうした問題に鑑みなされたもので、車室内の壁面に継ぎ目などの不連続面があっても、きれいな表示を行うことができるレーザ光表示器を提供することを目的とする。

かかる問題を解決するためになされた請求項１に記載の車載用レーザ光表示器（１：この欄においては、発明に対する理解を容易にするため、必要に応じて「発明を実施するための最良の形態」欄において用いた符号を付すが、この符号によって請求の範囲を限定することを意味するものではない。）は、レーザ光照射手段（１０）、レーザ光乱反射部特定手段（２０）及びレーザ光点滅制御手段（４０）を備えている。

レーザ光照射手段（１０）は、指令信号に基づき車室内の任意の位置をレーザ光で照射可能に構成され、レーザ光乱反射部特定手段（２０）は、レーザ光照射手段（１０）で照射される車室内の照射面においてレーザ光が正常に反射しない部分を特定する。

レーザ光点滅制御手段（４０）は、レーザ光照射手段（１０）で照射される照射面がレーザ光乱反射部特定手段（２０）で特定される部分であるか否かを判定し、照射面が照射面がレーザ光乱反射部特定手段（２０）で特定される部分である場合に、レーザ光照射手段（１０）で照射するレーザ光点滅時間を制御する。

このような、車載用レーザ光表示器（１）によれば、車室内の壁面に継ぎ目などの不連続面があっても、きれいな表示を行うことができるレーザ光表示器とすることができる。以下説明する。

車室内の継ぎ目などの不連続面にレーザ光が当たると、レーザ光が当たる角度によってレーザ光が正常に反射せず図４に示すように乱反射したり、間延びしたりする。そこで、レーザ光乱反射部特定手段（２０）でレーザ光が正常に反射されない部分を特定し、レーザ光の照射面がその特定された部分である場合に、レーザ光照射手段（１０）で照射するレーザ光点滅時間を変化させる。

例えば、レーザ光が正常に反射されない部分（不連続面）を照射する場合には、レーザ光を消灯し、それ以外では点灯するように制御する。そうすると、レーザ光を車室内の壁面の任意の位置を照射して表示をするとき、レーザ光が正常に反射されない部分（不連続面）ではレーザ光が乱反射したり、間延びしたりしなくなるのできれいな表示を行うことができる。

ここで、「レーザ光が正常に反射しない部分」とは、車室内の壁面（照射面）を構成する材料の表面でレーザ光が通常反射される形態とは異なる反射をする部分を意味しており、例えば、照射面が複数の材料で構成されているときの継ぎ目や凹凸部分などである。

ところで、レーザ光が正常に反射されない部分を特定するには種々の方法がある。車室内の不連続面は、固定された位置にあり、時間とともに変化するものではない。したがって、請求項２に記載のように、レーザ光乱反射部特定手段（２０）は、車室内において、レーザ光照射手段（１０）で照射されるレーザ光が正常に反射しない部分の位置を記憶しておく非正常反射位置記憶手段（３０）を備え、レーザ光点滅制御手段（４０）は、非正常反射位置記憶手段（３０）に記憶された、レーザ光が正常に反射しない部分に対して、レーザ光照射手段（１０）で照射するレーザ光点滅時間を制御するようにするとよい。

このようにすると、非正常反射位置記憶手段（３０）に、例えば予め記憶された位置、つまり、レーザ光が正常に反射されない部分では、例えばレーザ光を消灯するようにレーザ光点滅制御手段（４０）を制御すると、レーザ光が正常に反射されない箇所（不連続面）ではレーザ光が乱反射したり、間延びしたりしなくなるのできれいな表示を行うことができる。

ところで、レーザ光が正常に反射されない部分の位置を予め記憶しておいてもよいが、車室内の状況に応じて記憶されるようになっていると、非正常反射位置の入力が不要であり、また、車室内のレイアウト変更に容易に対応することができるので便利である。

さらに、レーザ光が正常に反射する位置ではレーザ光の形状が乱反射や間延びしたりしない。したがって、照射されるレーザ光の断面形状が例えば円である場合には、照射点のレーザ光の形状は円や楕円であることが予め想定できる。

そこで、請求項３に記載のように、レーザ光乱反射部特定手段（２０）は、レーザ光照射手段（１０）で照射される照射面の画像を取得する撮像手段（５０）を備え、撮像手段（５０）で取得した照射面の画像から、レーザ光の照射点におけるレーザ光の形状が所定の形状以外である場合に当該照射点がレーザ光が正常に反射しない部分であるとして特定し、その特定した位置を非正常反射位置記憶手段（３０）に記憶するようにするとよい。

このようにすると、照射点におけるレーザ光の形状が所定の形状以外の形状、例えば、照射点におけるレーザ光の面積が所定より大きい場合、縦横比が所定より大きい場合、反射点が複数発生した場合などの場合には、その部分が、レーザ光が正常に反射しない部分であると特定できるので、その位置が非正常反射位置記憶手段（３０）に記憶される。したがって、車室内のレイアウト変更の際などに非正常反射位置の入力が必要でないので便利である。

ところで、撮像手段（５０）を用いてレーザ光が正常に反射しない部分を特定する際、特定した位置を記憶せず、リアルタイムの処理してもよい。つまり、請求項４に記載のように、請求項４に記載のように、レーザ光乱反射部特定手段（２０）は、レーザ光照射手段（１０）で照射される照射面の画像を取得する撮像手段（５０）を備え、撮像手段（５０）で取得した照射面の画像から、レーザ光の照射点におけるレーザ光の形状が所定の形状以外である場合に当該照射点がレーザ光が正常に反射しない部分であると特定し、レーザ光点滅制御手段（４０）は、レーザ光乱反射部特定手段（２０）で特定されたレーザ光が正常に反射しない部分に対して、レーザ光照射手段（１０）で照射するレーザ光点滅時間を制御するようにしてもよい。

このようにすると、照射点におけるレーザ光の形状が所定の形状以外の形状、つまりその部分が、レーザ光が正常に反射しない部分であると特定できるので、レーザ光照射手段（１０）で照射するレーザ光点滅時間をリアルタイムに制御することができる。

ところで、レーザ光が正常に反射しない部分でレーザ光を乱反射などをさせないためには種々の方法が考えられる。１つの方法として、請求項５に記載のように、レーザ光点滅制御手段（４０）は、レーザ乱反射部特定手段（２０）によりレーザ光が正常に反射しない部分として特定された部分に対しては、レーザ光照射手段（１０）から照射されるレーザ光を消灯するようにするとよい。

このようにすると、レーザ光が正常に反射しない部分では、レーザ光が照射されないので、その部分でレーザ光が反射しない。さらに、通常、レーザ光により車室内に表示を行うためには、レーザ光照射手段（１０）で照射面を高速でスキャンしている。また、照射面における不連続面などレーザ光が正常に反射しない部分の面積は、照射面全体の面積に対して非常に小さい。

したがって、レーザ光が正常に反射しない部分でレーザ光を消灯しても、瞬間的にしか消灯しないので、照射面に不連続面などレーザ光が正常に反射しない部分があっても、レーザ光が乱反射したり、間延びしたりせず、しかも、きれいな表示を行うことができる。

また、レーザ光が正常に反射しない部分でレーザ光を乱反射などさせないための他の方法として、レーザ光が正常に反射しない部分で点滅時間を高速化する方法がある。つまり、請求項６に記載のように、レーザ光点滅制御手段（４０）は、レーザ乱反射部特定手段（２０）によりレーザ光が正常に反射しない部分として特定された部分に対しては、レーザ光照射手段（１０）から照射されるレーザ光の点滅時間を所定の時間間隔より短い時間間隔とするのである。

このように、不連続面などのレーザ光が正常に反射しない部分でレーザ光を点滅させると、連続的に照射する場合に比べ乱反射したり、間延びしたりする効果が減少する。したがって、きれいな表示を行うことができる。

ここで、レーザ光が乱射反射する態様は、不連続面などの形状、例えば、不連続面が溝の場合には、その溝の幅や深さによって異なる。したがって、「所定の時間間隔」とは、レーザ光の照射面の不連続面などレーザ光が正常に反射しない部分において、レーザ光の乱反射が最小となるレーザ光の点滅時間間隔を意味している。

以下、本発明が適用された実施形態について図面を用いて説明する。なお、本発明の実施の形態は、下記の実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採りうる。

［第１実施形態］
図１は、本発明が適用された車載用レーザ光表示器１の概略の構成を示すブロック図であり、図２は、車載用レーザ光表示器１の車室内での配置を示す図である。車載用レーザ光表示器１は、図１に示すように、レーザ光照射装置１０、レーザ光乱反射部特定部２０及び制御部４０を備えている。

レーザ光照射装置１０は、指令信号に基づき車室内の壁面の任意の位置をレーザ光で照射可能に構成されている。
具体的には、レーザ光を発光するレーザダイオード、レーザダイオードが発光したレーザ光の照射角度を変更してスキャンするＭＥＭＳ素子（Micro Electro Mechanical System素子の略）などから構成されており、制御部４０からの指令信号に応じて、レーザ光の点滅間隔やレーザ光を照射する角度を制御できるようになっている。

レーザ光照射装置１０は、図２に示すように、車室上部に取り付けられているルームミラー１２の車室側から見て裏面に、車室内を照射できるように取り付けられ、断面形状が円のレーザ光を照射する。

レーザ光乱反射部特定部２０は、レーザ光照射装置１０で照射されるレーザ光による車室内の照射面においてレーザ光が正常に反射しない部分を特定するものであり、記憶装置３０及びレーザ光撮像用カメラ５０を備えている。

また、レーザ光乱反射部特定部２０は、レーザ光撮像用カメラ５０で取得した照射面の画像から、レーザ光の照射点におけるレーザ光の形状が所定の形状以外である場合に当該照射点がレーザ光が正常に反射しない部分であると特定し、レーザ光が正常に反射しない部分であると特定した位置を記憶装置３０に記憶する
レーザ光撮像用カメラ５０は、レーザ光照射装置１０で照射する照射面の画像を取得する小型のＣＣＤカメラであり、光学系に、レーザ光照射装置１０で照射するレーザ光を撮像できる波長特性を有する光学フィルタを備えている。

レーザ光撮像用カメラ５０は、図２に示すように、車室上部に取り付けられているルームミラー１２の車室側から見て裏面に、車室内のレーザ光照射面を撮像できるように、レーザ光照射装置１０と並列に取り付けられている。

記憶装置３０は、車室内においてレーザ光照射装置１０で照射した場合、照射されるレーザ光が正常に反射しない部分の位置を記憶しておくものであり、ハードディスク装置あるいはメモリスティックなどの記憶装置である。

制御部４０は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及びＩ／Ｏを備えており、Ｉ／Ｏを介してバス６０から入力される表示データに基づいて、レーザ光照射装置１０のレーザ光照射位置を制御するとともに、レーザ光を点滅させてレーザ光による車室内の表示面への表示を行う。

また、制御部４０は、表示データに基づく表示の際、以下の（ア）〜（ウ）に示すレーザ光点滅処理を行う。
（ア）レーザ光照射装置１０でレーザ光を照射する照射面がレーザ光乱反射部特定部２０で特定される部分であるか否かを判定する。

（イ）レーザ光の照射点がレーザ光乱反射部特定部２０の記憶装置３０に記憶された、レーザ光乱反射部特定部２０特定される部分であると判定した場合に、レーザ光照射装置１０にレーザ光を消灯する旨の指令信号を出力する。

（ウ）レーザ光乱反射部特定部２０の記憶装置３０に記憶された、レーザ光が正常に反射しない部分以外の部分と判定した場合には、レーザ光を照射する。
（レーザ光点滅処理の説明）
次に、図３に基づき、制御部４０で実行されるレーザ光点滅処理について説明する。図３は、レーザ光点滅処理の流れを示すフローチャートである。

レーザ光点滅処理では、Ｓ１００において、バス６０から車室内に表示する表示データが取得され、続くＳ１０５において、レーザ光が正常に反射されない部分の位置が記憶装置３０から取得される。

続くＳ１１０では、Ｓ１００において取得された表示データから、レーザ光照射装置１０に対してレーザ光照射位置指令信号が出力され、続くＳ１１５では、Ｓ１１０において出力したレーザ光照射位置が、Ｓ１０５において取得した非正常反射位置であるか否かが判定される。

そして、レーザ光照射位置が非正常反射位置であると判定された場合（Ｓ１１５：Ｙｅｓ）、処理がＳ１４０へ移行され、非正常反射位置でないと判定された場合（Ｓ１１５：Ｎｏ）、処理がＳ１２０へ移行される。

Ｓ１２０では、レーザ光照射装置１０に対してレーザ光を照射する旨の指令信号が出力され、続くＳ１２５では、レーザ光撮像用カメラ５０から照射面の画像が取得される。続くＳ１３０では、Ｓ１２５において取得された画像から、照射面のレーザ光の形状が画像処理によって抽出される。ここでは、レーザ光の照度が背景（車室内の壁面）に比べ大きいため、二値化等の公知の画像処理によって抽出することができる。

続くＳ１３５では、Ｓ１３０において抽出されたレーザ光の形状から正常反射しているか否かが判定される。
つまり、レーザ光照射装置１０が照射するレーザ光の断面形状が円であるため、レーザ光が正常反射する場合には、照射点でのレーザ光の形状は円や楕円である。したがって、照射点におけるレーザ光の形状が所定の形状以外の形状、例えば、照射点におけるレーザ光の面積が所定より大きい場合、縦横比が所定より大きい場合、反射点が複数発生した場合などの場合には、その部分が、レーザ光が正常に反射しない部分であると特定できるのである。

そして、レーザ光が正常反射していると判定された場合（Ｓ１３５：Ｙｅｓ）、処理がＳ１１０へ戻され、レーザ光の照射が繰り返される。一方、レーザ光が正常反射していないと判定された場合（Ｓ１３５：Ｎｏ）、処理がＳ１４５へ移行される。

Ｓ１４５では、非正常反射位置として、そのレーザ光照射位置を記憶装置３０に記憶された後、処理がＳ１０５へ戻され、レーザ光の照射が繰り返される。また、Ｓ１４０では、レーザ光照射装置１０に対してレーザ光を消灯する旨の指令が出力される。

（車載用レーザ光表示器１の特徴）
以上のような車載用レーザ光表示器１では、車室内の壁面に継ぎ目などの不連続面があると、その部分の位置が記憶装置３０に非正常反射位置として記憶される。そして、レーザ光がその非正常反射位置を照射する場合には、レーザ光照射装置１０からのレーザ光が消灯される。

つまり、レーザ光照射面に不連続面など、レーザ光が正常反射しない部分があっても、その部分ではレーザ光が照射されないので、図４に示すように、不連続面Ａや不連続面Ｂにおいてレーザ光が乱反射したり、間延びしたり、二重に写るというようなことがない。したがって、不連続面があるような表示面であってもレーザ光によりきれいな表示を行うことができる。

また、照射点におけるレーザ光の形状が所定の形状以外の形状、例えば、照射点におけるレーザ光の面積が所定より大きい場合、縦横比が所定より大きい場合、反射点が複数発生した場合などの場合には、その部分が、レーザ光が正常に反射しない部分であると特定でき、その位置が記憶装置３０に記憶される。したがって、車室内のレイアウト変更の際に非正常反射位置の入力が必要でないので便利である。

［第２実施形態］
次に、第１実施形態において非正常反射位置を記憶装置３０に記憶させていたものを、記憶装置３０に記憶させず、照射面のレーザ光の形状に基づいて、非正常反射位置でリアルタイムにレーザ光を消灯させるようにした第２実施形態について、図５に基づいて説明する。

図５は、レーザ光点滅処理のフローチャートである。なお、第２実施形態における車載用レーザ光表示器１の構成は第１実施形態におけるものと同じであるためその説明は省略し、処理内容が異なるレーザ光点滅処理について説明する。

第２実施形態におけるレーザ光点滅処理は、図５に示すように、Ｓ２００において、バス６０から車室内に表示する表示データが取得され、続くＳ２０５では、Ｓ２００において取得した表示データから、レーザ光照射装置１０に対してレーザ光照射位置指令信号が出力され、続くＳ２１０では、レーザ光照射装置１０に対してレーザ光を照射する旨の指令信号が出力される。

続くＳ２１５では、レーザ光撮像用カメラ５０から照射面の画像が取得され、続くＳ２２０では、Ｓ２１５において取得された画像から、照射面のレーザ光の形状が画像処理によって抽出される。ここでは、レーザ光の照度が背景（車室内の壁面）に比べ大きいため、二値化等の公知の画像処理によって抽出することができる。

続くＳ２２５では、Ｓ２２０において抽出したレーザ光の形状から正常反射しているか否かが判定される。つまり、レーザ光照射装置１０が照射するレーザ光の断面形状が円であるため、レーザ光が正常反射する場合には、照射点でのレーザ光の形状は円や楕円である。

したがって、照射点におけるレーザ光の形状が所定の形状以外の形状、例えば、照射点におけるレーザ光の面積が所定より大きい場合、縦横比が所定より大きい場合、反射点が複数発生した場合などの場合には、その部分が、レーザ光が正常に反射しない部分であると特定できるのである。

そして、レーザ光が正常反射していると判定された場合（Ｓ２２５：Ｙｅｓ）、処理がＳ２０５へ戻され、レーザ光の照射が繰り返される。一方、レーザ光が正常反射していないと判定された場合（Ｓ２２５：Ｎｏ）、処理がＳ２３０へ移行される。

Ｓ２３０では、レーザ光照射装置１０に対してレーザ光を消灯する旨の指令が出力された後、処理がＳ２０５へ戻され、レーザ光の照射が繰り返される。
これにより、不連続面など、レーザ光が正常に反射しない部分でレーザ光を点滅させるため、連続的に照射する場合に比べ乱反射したり、間延びしたりする効果が減少する。したがって、きれいな表示を行うことができる。

また、照射点におけるレーザ光の形状が所定の形状以外の形状、つまりその部分が、レーザ光が正常に反射しない部分であると特定できるので、レーザ光照射装置１０で照射するレーザ光点滅時間をリアルタイムに制御することができる。

［第３実施形態］
次に、第１実施形態において非正常反射位置にてレーザ光を消灯することで、非正常反射位置でのレーザ光の乱反射などを防止する代わりに、レーザ光の点滅時間間隔を短くするようにした第２実施形態について説明する。なお、第３実施形態における車載用レーザ光表示器１の構成は第１実施形態におけるものと同じであるためその説明は省略し、処理内容が異なるレーザ光点滅処理について説明する。

第３実施形態では、図３に示すレーザ光点滅処理のフローチャートにおけるＳ１４０で、レーザ光照射装置１０に対し、消灯する旨の指令を出力する代わりに、レーザ光照射装置１０を所定の時間間隔で点滅させる旨の指令を出力するのである。

これにより、不連続面など、レーザ光が正常に反射しない部分でレーザ光を点滅させるため、連続的に照射する場合に比べ乱反射したり、間延びしたりする効果が減少する。したがって、きれいな表示を行うことができる。

ここで、レーザ光が乱射反射する態様は、不連続面などの形状、例えば、不連続面が溝の場合には、その溝の幅や深さによって異なる。したがって、「所定の時間間隔」とは、レーザ光の照射面の不連続面などレーザ光が正常に反射しない部分において、レーザ光の乱反射が最小となるレーザ光の点滅時間間隔を意味している。

車載用レーザ光表示器１の概略の構成を示すブロック図である。 車載用レーザ光表示器１の車室内での配置を示す図である。 第１実施形態におけるレーザ光点滅処理の流れを示すフローチャートである。 レーザ光の照射面においてレーザ光が乱反射したり、間延びしたり、二重に写る様子を示した図である。 第２実施形態におけるレーザ光点滅処理の流れを示すフローチャートである。

符号の説明

１…車載用レーザ光表示器、１０…レーザ光照射装置、１２…ルームミラー、２０…レーザ光乱反射部特定部、３０…記憶装置、４０…制御部、５０…レーザ光撮像用カメラ、６０…バス。

Claims (6)

1. 指令信号に基づき車室内の壁面の任意の位置をレーザ光で照射可能に構成されたレーザ光照射手段と、
   前記レーザ光照射手段で照射される車室内の照射面において前記レーザ光が正常に反射しない部分を特定するレーザ光乱反射部特定手段と、
   前記レーザ光照射手段で照射される照射面が前記レーザ乱反射部特定手段で特定される部分であるか否かを判定し、前記照射面が前記レーザ光乱反射部特定手段で特定される部分である場合に、前記レーザ光照射手段に指令信号を出力し、照射するレーザ光点滅時間を制御するレーザ光点滅制御手段と、
   を備えたことを特徴とする車載用レーザ光表示器。
2. 請求項１に記載の車載用レーザ光表示器において、
   前記レーザ光乱反射部特定手段は、
   前記車室内において、前記レーザ光照射手段で照射される前記レーザ光が正常に反射しない部分の位置を記憶しておく非正常反射位置記憶手段を備え、
   前記レーザ光点滅制御手段は、
   前記非正常反射位置記憶手段に記憶された、前記レーザ光が正常に反射しない部分に対して、前記レーザ光照射手段で照射するレーザ光点滅時間を制御することを特徴とする車載用レーザ光表示器。
3. 請求項２に記載の車載用レーザ光表示器において、
   前記レーザ光乱反射部特定手段は、
   前記レーザ光照射手段で照射される照射面の画像を取得する撮像手段を備え、
   前記撮像手段で取得した照射面の画像から、前記レーザ光の照射点における前記レーザ光の形状が所定の形状以外である場合に当該照射点を、前記レーザ光が正常に反射しない部分であるとして特定し、該特定した位置を前記非正常反射位置記憶手段に記憶することを特徴とする車載用レーザ光表示器。
4. 請求項１に記載の車載用レーザ光表示器において、
   前記レーザ光乱反射部特定手段は、
   前記レーザ光照射手段で照射される照射面の画像を取得する撮像手段を備え、
   前記撮像手段で取得した照射面の画像から、前記レーザ光の照射点における前記レーザ光の形状が所定の形状以外である場合に当該照射点が前記レーザ光が正常に反射しない部分であると特定し、
   前記レーザ光点滅制御手段は、
   前記レーザ光乱反射部特定手段で特定された前記レーザ光が正常に反射しない部分に対して、前記レーザ光照射手段で照射するレーザ光点滅時間を制御することを特徴とする車載用レーザ光表示器。
5. 請求項１〜請求項４の何れかに記載の車載用レーザ光表示器において、
   前記レーザ光点滅制御手段は、
   前記レーザ乱反射部特定手段により前記レーザ光が正常に反射しない部分として特定された部分に対しては、前記レーザ光照射手段から照射されるレーザ光を消灯することを特徴とする車載用レーザ光表示器。
6. 請求項１〜請求項４の何れかに記載の車載用レーザ光表示器において、
   前記レーザ光点滅制御手段は、
   前記レーザ乱反射部特定手段により前記レーザ光が正常に反射しない部分として特定された部分に対しては、前記レーザ光照射手段から照射されるレーザ光の点滅時間を前記所定の時間間隔より短い時間間隔とすることを特徴とする車載用レーザ光表示器。