JP6186538B2 - 投写表示システム及び投写表示装置の制御方法 - Google Patents

投写表示システム及び投写表示装置の制御方法 Download PDF

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Description

本発明は、投写表示システム及び投写表示装置の制御方法に関する。
自動車のフロントガラスや、自動車車内のフロントガラス付近に配置されるコンバイナをスクリーンとして用い、これらに投写光を投写して画像を表示させる自動車用のＨＵＤ（Ｈｅａｄ−Ｕｐ Ｄｉｓｐｌａｙ）装置が知られている（特許文献１−４参照）。このＨＵＤを用いれば、自動車車内にいる利用者は、ＨＵＤから投写された画像光によってフロントガラス等に表示される画像を、そのフロントガラス等の裏側にある自車両前方の風景に重畳させて視認することができる。
特許文献１には、車両に搭載される複数のＨＵＤを含むヒューマンマシンインタフェースが記載されている。
特許文献２には、第一と第二の表示器をもつ車両用表示装置が記載されている。また、第一表示器の輝度設定に基づき第二の表示器の輝度制御を行うことが記載されている。
特許文献３には、複数の投写型表示装置を用いた表示システムが記載されている。また、複数の映像の間の隙間による違和感をなくすために、複数の画像を重ねて表示することが記載されている。
特許文献４には、周囲の明るさに応じて表示の明るさを制御する車両用のＨＵＤが記載されている。
特開２０１３−１４８９０１号公報 特開２０１１−２３０６２５号公報 特開２０１３−１３７３５５号公報 特開２０１２−０６６６４６号公報
ＨＵＤを車両に搭載する場合には、様々な種類の可視情報を様々な箇所にそれぞれ表示したいという要望がある。また、映像が投影される車両のフロントガラスは面積が広いので、１台のＨＵＤだけでは必要とされる十分な表示機能を実現できない。
したがって、例えば特許文献２及び特許文献３のように、車両上に複数の表示器を搭載してこれらを同時に使用する環境が想定される。また、特許文献３のように、複数の投写領域を部分的に重ねるか、又は隣接した位置に配置して使用することも想定される。
一方、車両にＨＵＤを用いる場合には、太陽光のように車両外から入射する外光による明るさの影響により表示の視認性が大きく変化する。したがって、例えば特許文献４のように、周囲の明るさに応じて表示の明るさを制御することが必要になる。
自動車に搭載する複数のＨＵＤのそれぞれに、外光の光量等を検知するセンサと、画像光の明るさを自動調整する調光機構とを備え、複数のＨＵＤの投写領域を互いに隣接した位置に配置すると、隣接する２つの投写領域の境界で一時的に明るさに違いが生じる場合がある。
例えば、日が暮れる時のようなタイミングでは、２つのＨＵＤのそれぞれのセンサに入射する外光の入射角度の違いにより、２つのＨＵＤのそれぞれの画像光の明るさが順次に異なるタイミングで切り替わることになる。
そのため、隣接する２つの画像光の明るさに違いが発生し、ユーザが違和感を覚えることになる。特に、隣接する複数の投写領域をつなぎ合わせて全体として面積の広い投写領域を形成する場合には、単一の画像光が２つの投写領域の境界を跨ぐ箇所に投写されることもある。この境界における明るさの違いは、視認性の低下や大きな違和感の発生に繋がる可能性がある。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、独立した複数の投写型表示装置の投写領域を互いに隣接する位置に配置したり、隣接する複数の投写領域をつなぎ合わせたりする場合であっても、調光に伴う各投写領域の境界における視認性の低下や違和感の発生を防止することが可能な投写表示システム及び投写型表示装置の制御方法を提供することを目的とする。
本発明の投写表示システムは、１つの投写面における複数の領域の各々に画像光を投写する複数の投写型表示装置を有する投写表示システムであって、上記複数の投写型表示装置の各々は、画像光を投写する上記領域の明るさを検出する明るさ検出部と、上記明るさ検出部により検出された明るさ情報に基づいてその領域に投写する画像光の投写条件を制御する第一の制御部と、を含み、上記複数の投写型表示装置のいずれかの投写型表示装置を第一の投写型表示装置とし、上記複数の投写型表示装置のうち上記第一の投写型表示装置以外の投写型表示装置を第二の投写型表示装置とし、上記第二の投写型表示装置による画像光の投写条件を、上記第一の投写型表示装置の上記第一の制御部によって決められた投写条件に合わせる制御を行う第二の制御部を備え、上記第二の制御部による制御の有効と無効を切り替える切替部と、上記複数の投写型表示装置の電源を個別に制御する電源制御部と、を更に備え、上記切替部は、上記電源制御部により、上記第一の投写型表示装置が画像光を投写する領域に隣接した領域に画像光を投写する投写型表示装置の電源がオンになっている場合にのみ、上記第二の制御部による制御を有効に切り替える投写表示システムである。
また、本発明の投写表示システムは、１つの投写面における複数の領域の各々に画像光を投写する複数の投写型表示装置を有する投写表示システムであって、上記複数の投写型表示装置は自動車に搭載される投写型表示装置であり、上記複数の投写型表示装置の各々は、画像光を投写する上記領域の明るさを検出する明るさ検出部と、上記明るさ検出部により検出された明るさ情報に基づいて当該領域に投写する画像光の投写条件を制御する第一の制御部と、を含み、上記複数の投写型表示装置のいずれかの投写型表示装置を第一の投写型表示装置とし、上記複数の投写型表示装置のうち上記第一の投写型表示装置以外の投写型表示装置を第二の投写型表示装置とし、上記第二の投写型表示装置による画像光の投写条件を、上記第一の投写型表示装置の上記第一の制御部によって決められた投写条件に合わせる制御を行う第二の制御部を備え、上記第一の投写型表示装置は、上記投写面における複数の領域のうちの上記自動車の運転席に最も近い領域に画像光を投写する投写型表示装置である投写表示システム。
本発明の投写型表示装置の制御方法は、１つの投写面における複数の領域の各々に画像光を投写する複数の投写型表示装置の制御方法であって、上記複数の投写型表示装置の各々は、画像光を投写する上記領域の明るさを検出する明るさ検出部と、上記明るさ検出部により検出された明るさ情報に基づいて当該領域に投写する画像光の投写条件を制御する第一の制御部と、を含み、上記複数の投写型表示装置のいずれかの投写型表示装置を第一の投写型表示装置とし、上記複数の投写型表示装置のうち上記第一の投写型表示装置以外の投写型表示装置を第二の投写型表示装置とし、上記第二の投写型表示装置による画像光の投写条件を、上記第一の投写型表示装置の上記第一の制御部によって決められた投写条件に合わせる制御を行う制御ステップを備え、上記複数の投写型表示装置の電源を個別に制御する電源制御ステップを更に備え、上記電源制御ステップによって、上記第一の投写型表示装置の電源と、上記第一の投写型表示装置によって画像光が投写される領域に隣接する領域に画像光を投写する投写型表示装置の電源とがオンになっている場合にのみ、上記制御部における制御ステップを実行する制御方法である。
また、本発明の投写型表示装置の制御方法は、１つの投写面における複数の領域の各々に画像光を投写する複数の投写型表示装置の制御方法であって、上記複数の投写型表示装置は自動車に搭載される投写型表示装置であり、上記複数の投写型表示装置の各々は、画像光を投写する上記領域の明るさを検出する明るさ検出部と、上記明るさ検出部により検出された明るさ情報に基づいて当該領域に投写する画像光の投写条件を制御する第一の制御部と、を含み、上記複数の投写型表示装置のいずれかの投写型表示装置を第一の投写型表示装置とし、上記複数の投写型表示装置のうち上記第一の投写型表示装置以外の投写型表示装置を第二の投写型表示装置とし、 上記第一の投写型表示装置は、上記投写面における複数の領域のうちの上記自動車の運転席に最も近い領域に画像光を投写する投写型表示装置であり、上記第二の投写型表示装置による画像光の投写条件を、上記第一の投写型表示装置の上記第一の制御部によって決められた投写条件に合わせる制御を行う制御ステップを備える制御方法である。
本発明によれば、独立した複数の投写型表示装置の投写領域を互いに隣接する位置に配置したり、隣接する複数の投写領域をつなぎ合わせたりする場合であっても、調光に伴う、投写領域の境界における視認性の低下や違和感の発生を防止できる。
本発明の一実施形態の投写表示システムを搭載した車両の車室内上方から運転席前方を視た状態の具体例を示す斜視図である。 図１に示す投写型表示装置１００Ａの概略構成を示す模式図である。 図２に示す表示ユニット４の内部構成を示す図である。 図１に示す投写表示システム全体の主要な構成要素を示す図である。 図１に示す投写表示システムにおいて、表示連動スイッチがオンの場合の動作を説明するためのフローチャートである。 図１に示す投写表示システムにおいて、表示連動スイッチがオフの場合の動作を説明するためのフローチャートである。 図１に示す投写表示システムの変形例を示す図４に対応する図である。
以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態の投写表示システムを搭載した車両の車室内上方から運転席前方を視た状態の具体例を示す図である。
図１に示す投写表示システムは、それぞれをＨＵＤとして構成した複数（図の例では３台）の投写型表示装置１００Ａ、１００Ｂ、及び１００Ｃを備えている。図１の例では、投写型表示装置１００Ａが自動車のダッシュボード３の右側、すなわち運転席前方に配置され、投写型表示装置１００Ｂがダッシュボード３の中央部に配置され、投写型表示装置１００Ｃがダッシュボード３の左側に配置されている。図１では、右ハンドル車に投写表示システムを適用した例を示しているが、左ハンドル車にも同様に適用可能である。左ハンドル車の場合は、投写型表示装置１００Ａが自動車のダッシュボード３の左側、すなわち運転席前方に配置され、投写型表示装置１００Ｂがダッシュボード３の中央部に配置され、投写型表示装置１００Ｃがダッシュボード３の右側に配置される。
また、図１に示した投写表示システムは、自動車のフロントガラス１のほぼ面全体をカバーする領域を１つの投写面とし、この投写面を、運転席に最も近い領域である右側の領域Ａ１、中央の領域Ａ２、及び左側の領域Ａ３の３領域に区分してある。そして、投写型表示装置１００Ａが領域Ａ１に画像光を投写し、投写型表示装置１００Ｂが領域Ａ２に画像光を投写し、投写型表示装置１００Ｃが領域Ａ３に画像光を投写するように割り当ててある。
３つの領域Ａ１、Ａ２、及びＡ３は互いに隣接させて図１に示すように並べて配置されている。したがって、３つの投写型表示装置１００Ａ、１００Ｂ、及び１００Ｃを連動することにより、フロントガラス１の広い面全体の中の任意の箇所に所望の画像を表示することが可能になる。
図２は、図１に示す投写型表示装置１００Ａの概略構成を示す模式図である。投写型表示装置１００Ｂと投写型表示装置１００Ｃの構成は、投写型表示装置１００Ａと同じであるため図示を省略する。
投写型表示装置１００Ａ、１００Ｂ、及び１００Ｃのそれぞれは、図２に示すように、自動車のダッシュボード３に内蔵された表示ユニット４と、拡散板５、反射ミラー６、及び拡大鏡７を含む投写ユニットと、自動車のフロントガラス１内面に貼り付けられたコンバイナ２と、を備える。
拡散板５は、表示ユニット４から出射された投写用画像情報に応じた光を拡散させることによって、画像情報に応じた光を面光源化する。本明細書において、「画像情報に応じた光」を「画像光」とも言う。
反射ミラー６は、拡散板５で拡散された画像光を拡大鏡７側に反射させる。
拡大鏡７は、反射ミラー６で反射されてきた画像光を拡大させてコンバイナ２に投写する。
投写型表示装置１００Ａに含まれるコンバイナ２は、投写型表示装置１００Ａが画像光を投写する領域Ａ１に貼り付けられている。投写型表示装置１００Ｂに含まれるコンバイナ２は、投写型表示装置１００Ｂが画像光を投写する領域Ａ２に貼り付けられている。投写型表示装置１００Ｃに含まれるコンバイナ２は、投写型表示装置１００Ｃが画像光を投写する領域Ａ３に貼り付けられている。
コンバイナ２は、自動車のフロントガラス１上に存在する投写面であり、拡大鏡７から投写された画像光を反射する。自動車の運転者は、コンバイナ２によって反射された画像光を見ることで、運転に関する情報等を視認することが可能である。また、コンバイナ２は、拡大鏡７から投写された画像光を反射すると同時に、フロントガラス１の外部（外界）からの光を透過する機能を持つ。このため、運転者は、拡大鏡から投写された画像光に基づく投写画像と共に、フロントガラス１外の外界の景色を重畳させて視認することができる。
図３は、図２に示す表示ユニット４の内部構成を示す図である。
表示ユニット４は、光源ユニット４０Ａと、光変調素子４４と、光変調素子４４を駆動する駆動部４５と、投写光学系４６と、情報取得部４７と、全体を統括制御するシステム制御部４８と、を備える。
光源ユニット４０Ａは、光源制御部４０と、赤色光を出射する赤色光源であるＲ光源４１ｒと、緑色光を出射する緑色光源であるＧ光源４１ｇと、青色光を出射する青色光源であるＢ光源４１ｂと、ダイクロイックプリズム４３と、Ｒ光源４１ｒとダイクロイックプリズム４３の間に設けられたコリメータレンズ４２ｒと、Ｇ光源４１ｇとダイクロイックプリズム４３の間に設けられたコリメータレンズ４２ｇと、Ｂ光源４１ｂとダイクロイックプリズム４３の間に設けられたコリメータレンズ４２ｂと、を備える。
ダイクロイックプリズム４３は、Ｒ光源４１ｒ、Ｇ光源４１ｇ、及びＢ光源４１ｂの各々から出射される光を同一光路に導くための光学部材である。このような機能を持つ光学部材としては、ダイクロイックプリズムに限らない。例えば、クロスダイクロイックミラーを用いてもよい。
ダイクロイックプリズム４３は、コリメータレンズ４２ｒによって平行光化された赤色光を透過させて光変調素子４４に出射する。また、ダイクロイックプリズム４３は、コリメータレンズ４２ｇによって平行光化された緑色光を反射させて光変調素子４４に出射する。また、ダイクロイックプリズム４３は、コリメータレンズ４２ｂによって平行光化された青色光を反射させて光変調素子４４に出射する。
Ｒ光源４１ｒ、Ｇ光源４１ｇ、及びＢ光源４１ｂは、それぞれ、レーザ及びＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等の発光素子が用いられる。本実施形態では、Ｒ光源４１ｒとＧ光源４１ｇとＢ光源４１ｂの３つの光源を含むＨＵＤを例にするが、光源の数は２つまたは４つ以上であってもよい。
光源制御部４０は、Ｒ光源５１ｒ、Ｇ光源５１ｇ、及びＢ光源５１ｂの各々から光を出射させる制御を行う。
光変調素子４４は、ダイクロイックプリズム４３から出射された光を変調して、画像情報に応じた光（赤色画像光、青色画像光、及び緑色画像光）を投写光学系４６に出射する。
光変調素子４４としては、例えば、ＬＣＯＳ（Ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｏｎ ｓｉｌｉｃｏｎ）、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）素子、及び液晶表示素子等を用いることができる。
駆動部４５は、システム制御部４８から入力される画像情報にしたがって光変調素子４４を駆動し、画像情報に応じた光（赤色画像光、青色画像光、及び緑色画像光）を投写光学系４６に出射させる。駆動部４５と光変調素子４４は光変調部を構成する。
投写光学系４６は、光変調素子４４から出射された画像光を拡散板５に投写するための光学系である。
システム制御部４８は、光源制御部４０と駆動部４５を制御する。また、システム制御部４８は投写型表示装置１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃの動作を連携させる制御も行う。
情報取得部４７は、画像光を投写する領域（投写型表示装置が画像光を投写するフロントガラス１の領域）の明るさを検出したり、表示すべき様々な情報を必要に応じて取得したりする。
図４は、図１に示す投写表示システム全体の主要な構成要素を示す図である。投写型表示装置１００Ｃの内部構成は、投写型表示装置１００Ｂと同じであるため、詳細な図示を省略している。
図４に示すように、投写表示システムに含まれる３つの投写型表示装置１００Ａ、１００Ｂ、及び１００Ｃは、通信線１１０を介して互いに接続されている。３つの投写型表示装置１００Ａ、１００Ｂ、及び１００Ｃの各々の表示ユニット４に含まれる情報取得部４７には、図４に示すように表示情報取得部４７ａ及び明るさ検出部４７ｂが備わっている。
表示情報取得部４７ａは、ＨＵＤにより表示すべき様々な情報を取得する機能を有する。例えば、車両の走行速度を表す速度情報や、図示しないカーナビゲーション装置から出力される右折、左折等の指示を表す情報や、図示しない車載カメラで撮影した車外の映像あるいはそれを画像処理した結果の情報などを取得することが可能である。
明るさ検出部４７ｂは、例えばダッシュボード３の表面に配置された照度センサにより構成されており、フロントガラス１の特定領域を透過して車両外部から入射する太陽光等の光の照度を検出する。
投写型表示装置１００Ａに含まれる明るさ検出部４７ｂは、領域Ａ１の明るさ（領域Ａ１の照度）を検出する。投写型表示装置１００Ｂに含まれる明るさ検出部４７ｂは、領域Ａ２の明るさ（領域Ａ２の照度）を検出する。投写型表示装置１００Ｃに含まれる明るさ検出部４７ｂは、領域Ａ３の明るさ（領域Ａ３の照度）を検出する。
投写型表示装置１００Ａの表示ユニット４に含まれるシステム制御部４８は、図４に示すように、表示画像情報生成部５１、第一の制御部５２、第二の制御部５３、通信部５４、及び切替部５５を備える。
表示画像情報生成部５１は、表示情報取得部４７ａが取得した様々な情報に基づき表示用の画像情報を生成する。表示画像情報生成部５１が生成した画像情報は駆動部４５に入力される。駆動部４５の制御により、光源ユニット４０Ａの投写する光が画像情報に従って変調され、画像情報に対応する画像光が投写光学系４６に入射する。
図４の構成においては、車両の運転席に最も近い位置の領域Ａ１を投写面として利用する投写型表示装置１００Ａが、投写表示システムの中でマスタとして動作する第一の投写型表示装置として割り当てられている。また、他の投写型表示装置１００Ｂ及び１００Ｃは、スレーブとして動作する第二の投写型表示装置として割り当てられている。
投写型表示装置１００Ａの第一の制御部５２は、自装置内の明るさ検出部４７ｂにより検出された明るさ情報に基づいて、自装置に割り当てられた領域Ａ１に投写する画像光の投写条件を制御する。
本明細書において投写条件とは、投写する画像光の視認性に影響を与えるパラメータであり、例えば画像光の輝度、画像光の色味が挙げられる。色味とは、色相、明度、及び彩度で示される色の情報である。第一の制御部５２は、画像光の視認性に影響を与えるパラメータ、例えば輝度及び色味の一方又は両方を制御するための制御信号を光源制御部４０に与える。
投写型表示装置１００Ａの第二の制御部５３は、スレーブとして動作する投写型表示装置１００Ｂ及び投写型表示装置１００Ｃの各々が投写する画像光の投写条件を、自装置内の第一の制御部５２によって決められた投写条件に合わせる表示連動制御を行う。また、投写型表示装置１００Ａの第二の制御部５３は、投写型表示装置１００Ａ、投写型表示装置１００Ｂ、及び投写型表示装置１００Ｃの各々が投写する画像光の投写条件を、各々の明るさ検出部４７ｂにより検出された明るさ情報に基づいた投写条件に制御する個別表示制御を行う。
なお、上記において、投写型表示装置１００Ａが第一の投写型表示装置として機能し、投写型表示装置１００Ｂ及び投写型表示装置１００Ｃのいずれか一方又は両方が第二の投写型表示装置として機能する。
第二の制御部５３は、表示連動制御時には、第一の制御部５２が決定した画像光の投写条件である輝度及び色味の情報を、通信部５４から投写型表示装置１００Ｂ及び投写型表示装置１００Ｃに伝送させる。また、第二の制御部５３は、表示連動制御時には、後述する投写型表示装置１００Ｂ及び投写型表示装置１００Ｃの各々の選択部５８を制御する連動制御信号を、通信部５４から投写型表示装置１００Ｂ及び投写型表示装置１００Ｃに伝送させる。
第二の制御部５３は、個別表示制御時には、後述する投写型表示装置１００Ｂ及び投写型表示装置１００Ｃの各々の選択部５８を制御する個別制御信号を、通信部５４から投写型表示装置１００Ｂ及び投写型表示装置１００Ｃに伝送させる。
切替部５５は、第二の制御部５３による表示連動制御の有効と無効を切り替える。
例えば、運転者等が操作可能な図示しない表示連動スイッチがオンされると、切替部５５は表示連動制御を有効とする有効信号を第二の制御部５３に出力し、表示連動スイッチがオフされると、切替部５５は表示連動制御を無効とする無効信号を第二の制御部３３に出力する。第二の制御部５３は、有効信号が入力されると表示連動制御を行い、無効信号が入力されると表示連動制御を無効にして、個別表示制御を行う。
通信部５４は、通信線１１０を介して、表示連動制御と個別表示制御に必要な情報の伝達を行う。通信部５４は、通信線１１０を用いて有線による通信を行うものとしているが、無線で通信を行ってもよい。
投写型表示装置１００Ｂ及び投写型表示装置１００Ｃの第一の制御部５２Ａは、自装置内の明るさ検出部４７ｂにより検出された明るさ情報に基づいて、自装置に割り当てられた領域（Ａ２又はＡ３）に投写する画像光の投写条件を制御する。
投写型表示装置１００Ｂ及び投写型表示装置１００Ｃの各々の第三の制御部５７は、自装置に割り当てられた領域（Ａ２又はＡ３）に投写する画像光の投写条件を、投写型表示装置１００Ａから受信した投写条件に合わせる制御を行う。
選択部５８は、投写型表示装置１００Ａから送信されてくる連動制御信号又は個別制御信号にしたがって、第一の制御部５２Ａと第三の制御部５７のいずれかを有効にする。
選択部５８は、連動制御信号を受けると、第一の制御部５２Ａを無効にして第三の制御部５７を有効にする。選択部５８は、個別制御信号を受けると、第一の制御部５２Ａを有効にして第三の制御部５７を無効にする。
尚、図４に示した情報取得部４７及びシステム制御部４８の各機能については、例えばマイクロコンピュータ、あるいはそれと同等の機能を実現する論理回路を主体とする電気回路を用いて構成することができる。
図５は、図１に示す投写表示システムにおいて、表示連動スイッチ（図示せず）がオンの場合の動作を説明するためのフローチャートである。
表示連動スイッチがオンの場合は有効信号が第二の制御部５３に出力される。この有効信号にしたがって第二の制御部５３は、通信部５４を介して、連動制御信号を投写型表示装置１００Ｂ及び投写型表示装置１００Ｃに送信する（ステップＳ１）。
連動制御信号を受信した投写型表示装置１００Ｂ及び投写型表示装置１００Ｃの各々の選択部５８は、この連動制御信号にしたがって、第三の制御部５７を有効にし、第一の制御部５２Ａを無効にする（ステップＳ６）。
ステップＳ１の後、投写型表示装置１００Ａの明るさ検出部４７ｂにより領域Ａ１の明るさが検出され（ステップＳ２）、この明るさに基づいて投写型表示装置１００Ａの第一の制御部５２により、投写条件Ｃａが決定される（ステップＳ３）。
投写条件Ｃａが決定されると、投写型表示装置１００Ａの第二の制御部５３は、この投写条件Ｃａを投写型表示装置１００Ｂ及び投写型表示装置１００Ｃに送信する（ステップＳ４）。
ステップＳ４の後、投写型表示装置１００Ａの第一の制御部５２は、決定した投写条件Ｃａとなるように光源制御部４０を制御し、投写型表示装置１００Ａからは、決定された投写条件Ｃａで画像光が領域Ａ１に投写される（ステップＳ５）。ステップＳ５の後はステップＳ２に処理が戻る。
ステップＳ４で送信された投写条件Ｃａを受信した投写型表示装置１００Ｂ及び投写型表示装置１００Ｃの各々の第三の制御部５７は、受信した投写条件Ｃａとなるように光源制御部４０を制御し、投写型表示装置１００Ｂ及び投写型表示装置１００Ｃからは、決定された投写条件Ｃａで画像光が領域Ａ２及び領域Ａ３に投写される（ステップＳ７）。投写型表示装置１００Ｂ及び投写型表示装置１００Ｃの各々の第三の制御部５７は、ステップＳ７の後は新たな投写条件の受信を待機し、投写条件を受信すると再びステップＳ７の処理を行う。
図６は、図１に示す投写表示システムにおいて、表示連動スイッチがオフの場合の動作を説明するためのフローチャートである。
表示連動スイッチがオフの場合は無効信号が第二の制御部５３に出力されるため、この無効信号にしたがって第二の制御部５３は、通信部５４を介して、個別制御信号を投写型表示装置１００Ｂ及び投写型表示装置１００Ｃに送信する（ステップＳ１１）。
個別制御信号を受信した投写型表示装置１００Ｂ及び投写型表示装置１００Ｃの各々の選択部５８は、この個別制御信号にしたがって、第三の制御部５７を無効にし、第一の制御部５２Ａを有効にする（ステップＳ１５）。
ステップＳ１１の後、投写型表示装置１００Ａの明るさ検出部４７ｂにより領域Ａ１の明るさが検出され（ステップＳ１２）、この明るさに基づいて投写型表示装置１００Ａの第一の制御部５２により、投写条件Ｃａが決定される（ステップＳ１３）。
投写条件Ｃａが決定されると、投写型表示装置１００Ａの第一の制御部５２は、決定した投写条件Ｃａとなるように光源制御部４０を制御し、投写型表示装置１００Ａからは決定された投写条件Ｃａで画像光が領域Ａ１に投写される（ステップＳ１４）。ステップＳ１４の後はステップＳ１２に処理が戻る。
ステップＳ１５で第一の制御部５２Ａが有効になると、投写型表示装置１００Ｂ（又は１００Ｃ）の明るさ検出部４７ｂにより、領域Ａ２（又はＡ３）の明るさが検出され（ステップＳ１６）、この明るさに基づいて投写型表示装置１００Ｂ（又は１００Ｃ）の第一の制御部５２Ａにより、投写条件が決定される（ステップＳ１７）。
ステップＳ１７で投写条件が決定されると、投写型表示装置１００Ｂ（又は１００Ｃ）の第一の制御部５２Ａは、決定した投写条件となるように光源制御部４０を制御し、投写型表示装置１００Ｂ（又は１００Ｃ）からは決定された投写条件で画像光が領域Ａ２（又はＡ３）に投写される（ステップＳ１８）。ステップＳ１８の後はステップＳ１６に処理が戻る。
次に、投写表示システムの使用環境の具体例について説明する。図１に示す使用例では、投写型表示装置１００Ａが領域Ａ１に画像光を投写し、投写型表示装置１００Ｂが領域Ａ２に画像光を投写し、投写型表示装置１００Ｃが領域Ａ３に画像光を投写する。また、領域Ａ１、Ａ２、及びＡ３が互いに隣接した状態で配置されている。このため、投写型表示装置１００Ａ、１００Ｂ、及び１００Ｃを連動させることにより、３つの領域Ａ１〜Ａ３をつなぎ合わせて、フロントガラス１のほほ全体の領域に渡る広い範囲内の所望の位置に所望の像を表示することができる。
したがって、例えば図１に示す像６１のように、１つの像６１が２つの領域Ａ１、Ａ２にまたがった状態で表示されることもある。
一方、投写型表示装置１００Ａ〜１００Ｃが互いに離間した位置に配置されているので、投写型表示装置１００Ａの照度センサが検出する照度と、投写型表示装置１００Ｂの照度センサが検出する照度と、投写型表示装置１００Ｃの照度センサが検出する照度との間に違いが生じる。
また、投写型表示装置１００Ａ〜１００Ｃがそれぞれ独立して投写条件の制御を行う場合には、各装置で検出される照度に違いが生じることで、図１に示す像６１の、領域Ａ１とＡ２の境界から右側の範囲に入る部分と左側の範囲に入る部分とで、像の輝度等に違いが生じる。したがって、運転者等はこの表示に違和感を覚えることになる。
しかし、投写表示システムが図５に示した動作を実施する場合には、マスタとして割り当てられた投写型表示装置１００Ａが領域Ａ１に投写する画像光の輝度や色味と、スレーブとして割り当てられた投写型表示装置１００Ｂが領域Ａ２に投写する画像光の輝度や色味とが同じに制御される。
したがって、２つの領域Ａ１、Ａ２にまたがった位置に表示される図１に示す像６１について、領域Ａ１、Ａ２の境界の左右で、像の輝度や色味等に違いが生じることがない。
互いに隣接する領域Ａ１〜Ａ３に投写される画像光の輝度に大きな違いがあると、運転操作に悪影響を及ぼす可能性があるが、領域Ａ１〜Ａ３に投写される画像光の輝度を統一的に制御することにより、安全性の観点から望ましい結果が得られる。また、互いに隣接する領域Ａ１〜Ａ３に投写される画像光の色味に大きな違いがあると、運転者に違和感を与える虞があるが、領域Ａ１〜Ａ３に投写される画像光の色味を統一的に制御することにより、違和感を軽減することができる。
また、領域Ａ１〜Ａ３の中で、運転者の着座位置に最も近い領域Ａ１の照度を検出する投写型表示装置１００Ａをマスタ、すなわち第一の投写型表示装置とすることで、運転者の実際の運転環境に合わせて、投写画像の輝度や色味を制御することができ、安全性の観点から好ましい結果が得られる。
なお、投写表示システムが図６に示した動作を実施する場合には、上述した効果は得られない。しかし、例えば、運転席に座る人と、助手席に座る人とで、個別に情報を表示させる使用形態（例えば、助手席の同乗者は領域Ａ３で動画を閲覧し、運転席に座る運転者は領域Ａ１で運転に必要な情報を確認する形態）を採用する場合、図６に示す動作としたほうが、各人に最適な輝度や色味での表示が可能となり好ましい。本実施形態の投写表示システムでは、図５と図６の動作を自由に切り替え可能であるため、使用形態に応じた使い方が可能となる。
図７は、図４に示すシステム構成の変形例を示す図である。この変形例では、投写型表示装置１００Ａ、投写型表示装置１００Ｂ、及び投写型表示装置１００Ｃの各々を図示しない操作部によって個別に電源オンオフできる構成としている。また、図７では、投写型表示装置１００Ａ、投写型表示装置１００Ｂ、及び投写型表示装置１００Ｃの各々のシステム制御部４８に、電源制御部５６を追加している点が図４とは異なる。
電源制御部５６は、図示しない操作部の操作によって、自装置（１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃのいずれか）の電源のオンオフを制御する。また、自装置の電源状態を識別し、識別結果を示す電源状態情報を出力する。
図７に示す変形例における投写型表示装置１００Ａの切替部５５は、投写型表示装置１００Ａに対応する領域Ａ１と隣接する領域（図１の領域Ａ２）に画像光を投写する投写型表示装置１００Ｂから電源状態情報を取得し、この電源状態情報に基づいて、投写型表示装置１００Ｂの電源がオンになっているか否かを判定する。
切替部５５は、投写型表示装置１００Ｂの電源がオンになっている場合に有効信号を第二の制御部５３に出力し、投写型表示装置１００Ｂの電源がオフになっている場合には無効信号を第二の制御部５３に出力する。
この変形例によれば、例えば、投写型表示装置１００Ｂだけが電源オフになっている場合には、投写型表示装置１００Ａと投写型表示装置１００Ｃとでそれぞれ個別に投写条件が制御される。一方、投写型表示装置１００Ａと投写型表示装置１００Ｂの電源がオンであり、投写型表示装置１００Ｃの電源がオフの場合には、投写型表示装置１００Ａと投写型表示装置１００Ｂとで、同じ投写条件（投写型表示装置１００Ａで決定される投写条件）にしたがって画像光の投写が行われる。
つまり、３つの投写型表示装置１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃの全てを同時に利用したり、２つの投写型表示装置１００Ａ、１００Ｂを同時に利用したりして大画面の表示を行っているような利用環境においては、図６の動作が実施されることにより、視認性を向上させることができる。
また、大画面の表示を利用していない時、例えば中央の投写型表示装置１００Ｂの電源がオフにされ、助手席の人と運転席の人とが別々に投写型表示装置１００Ｃ及び１００Ａを利用するような状態では、連動機能を自動的にオフにするので、投写型表示装置１００Ｃ及び１００Ａの投写条件を個別に最適化することができる。
今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
例えば、上記実施形態では車載システムを想定しているが、投写により大画面表示を行う車載以外の様々な表示システムに本発明を適用可能である。すなわち、複数の投写型表示装置を用いて複数の投写画像をつなぎ合わせた状態で表示する場合には、車載装置に限らず、投写画像をつなぎ合わせた複数領域の境界で輝度や色味などの違いが生じ、違和感が生じるので、本発明の採用が見込まれる。
また、以上の説明では、運転席に最も近い領域Ａ１に対応する投写型表示装置１００Ａをマスタとしたが、投写型表示装置１００Ｂ又は投写型表示装置１００Ｃをマスタとしてもよい。また、上記実施形態では、３つの投写型表示装置を想定しているが、必要に応じて、投写型表示装置の数を更に多くすることも可能である。
以上説明してきたように、本明細書には以下の事項が開示されている。
開示された投写表示システムは、１つの投写面における複数の領域の各々に画像光を投写する複数の投写型表示装置を有する投写表示システムであって、上記複数の投写型表示装置の各々が、画像光を投写する上記領域の明るさを検出する明るさ検出部と、上記明るさ検出部により検出された明るさ情報に基づいてその領域に投写する画像光の投写条件を制御する第一の制御部と、を含み、上記複数の投写型表示装置のいずれかの投写型表示装置を第一の投写型表示装置とし、上記複数の投写型表示装置のうち上記第一の投写型表示装置以外の投写型表示装置を第二の投写型表示装置とし、上記第二の投写型表示装置による画像光の投写条件を、上記第一の投写型表示装置の上記第一の制御部によって決められた投写条件に合わせる制御を行う第二の制御部を備える投写表示システムである。
開示された投写表示システムは、上記投写条件が、画像光の輝度を含む投写表示システムである。
開示された投写表示システムは、上記投写条件が、画像光の色味を含む投写表示システムである。
開示された投写表示システムは、上記複数の投写型表示装置が自動車に搭載される投写表示システムであり、上記第一の投写型表示装置が、上記投写面における複数の領域のうちの上記自動車の運転席に最も近い領域に画像光を投写する投写表示システムである。
開示された投写表示システムは、上記第二の制御部による制御の有効と無効を切り替える切替部を更に備える投写表示システムである。
開示された投写表示システムは、上記複数の投写型表示装置の電源を個別に制御する電源制御部を更に備え、上記複数の投写型表示装置は３つの投写型表示装置であり、上記切替部が、上記電源制御部により、上記第一の投写型表示装置が画像光を投写する領域に隣接した領域に画像光を投写する投写型表示装置の電源がオンになっている場合にのみ、上記第二の制御部による制御を有効にする投写表示システムである。
開示された投写表示装置の制御方法は、１つの投写面における複数の領域の各々に画像光を投写する複数の投写型表示装置の制御方法であって、上記複数の投写型表示装置の各々が、画像光を投写する上記領域の明るさを検出する明るさ検出部と、上記明るさ検出部により検出された明るさ情報に基づいてその領域に投写する画像光の投写条件を制御する第一の制御部と、を含み、上記複数の投写型表示装置のいずれかの投写型表示装置を第一の投写型表示装置とし、上記複数の投写型表示装置のうち上記第一の投写型表示装置以外の投写型表示装置を第二の投写型表示装置とし、上記第二の投写型表示装置による画像光の投写条件を、上記第一の投写型表示装置の上記第一の制御部によって決められた投写条件に合わせる制御を行う制御ステップを備える制御方法である。
開示された投写表示装置の制御方法は、上記投写条件が、画像光の輝度を含む制御方法である。
開示された投写表示装置の制御方法は、上記投写条件が、画像光の色味を含む制御方法である。
開示された投写表示装置の制御方法は、上記複数の投写型表示装置が自動車に搭載される投写型表示装置であり、上記第一の投写型表示装置が、上記投写面における複数の領域のうちの上記自動車の運転席に最も近い領域に画像光を投写する制御方法である。
開示された投写表示装置の制御方法は、上記複数の投写型表示装置の電源を個別に制御する電源制御ステップを更に備え、上記複数の投写型表示装置は３つの投写型表示装置であり、上記電源制御ステップによって、上記第一の投写型表示装置と、上記第一の投写型表示装置によって画像光が投写される領域に隣接する領域に画像光を投写する投写型表示装置との電源がオンになっている場合にのみ、上記制御ステップを実行する制御方法である。
１ フロントガラス
２ コンバイナ
４ 表示ユニット
４０ 光源制御部
４０Ａ 光源ユニット
４４ 光変調素子
４５ 駆動部
４６ 投写光学系
４７ｂ 明るさ検出部
５２，５２Ａ 第一の制御部
５３ 第二の制御部
５４ 通信部
５５ 切替部
５６ 電源制御部
１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ 投写型表示装置
Ａ１，Ａ２，Ａ３ 領域

Claims (13)

  1. １つの投写面における複数の領域の各々に画像光を投写する複数の投写型表示装置を有する投写表示システムであって、
    前記複数の投写型表示装置の各々は、画像光を投写する前記領域の明るさを検出する明るさ検出部と、前記明るさ検出部により検出された明るさ情報に基づいて当該領域に投写する画像光の投写条件を制御する第一の制御部と、を含み、
    前記複数の投写型表示装置のいずれかの投写型表示装置を第一の投写型表示装置とし、前記複数の投写型表示装置のうち前記第一の投写型表示装置以外の投写型表示装置を第二の投写型表示装置とし、
    前記第二の投写型表示装置による画像光の投写条件を、前記第一の投写型表示装置の前記第一の制御部によって決められた投写条件に合わせる制御を行う第二の制御部を備え、
    前記第二の制御部による制御の有効と無効を切り替える切替部と、
    前記複数の投写型表示装置の電源を個別に制御する電源制御部と、を更に備え、
    前記切替部は、前記電源制御部により、前記第一の投写型表示装置が画像光を投写する領域に隣接した領域に画像光を投写する投写型表示装置の電源がオンになっている場合にのみ、前記第二の制御部による制御を有効に切り替える投写表示システム。
  2. １つの投写面における複数の領域の各々に画像光を投写する複数の投写型表示装置を有する投写表示システムであって、
    前記複数の投写型表示装置は自動車に搭載される投写型表示装置であり、
    前記複数の投写型表示装置の各々は、画像光を投写する前記領域の明るさを検出する明るさ検出部と、前記明るさ検出部により検出された明るさ情報に基づいて当該領域に投写する画像光の投写条件を制御する第一の制御部と、を含み、
    前記複数の投写型表示装置のいずれかの投写型表示装置を第一の投写型表示装置とし、前記複数の投写型表示装置のうち前記第一の投写型表示装置以外の投写型表示装置を第二の投写型表示装置とし、
    前記第二の投写型表示装置による画像光の投写条件を、前記第一の投写型表示装置の前記第一の制御部によって決められた投写条件に合わせる制御を行う第二の制御部を備え、
    前記第一の投写型表示装置は、前記投写面における複数の領域のうちの前記自動車の運転席に最も近い領域に画像光を投写する投写型表示装置である投写表示システム。
  3. 請求項２記載の投写表示システムであって、
    前記第二の制御部による制御の有効と無効を切り替える切替部を更に備える投写表示システム。
  4. 請求項３記載の投写表示システムであって、
    前記複数の投写型表示装置の電源を個別に制御する電源制御部を更に備え、
    前記切替部は、前記電源制御部により、前記第一の投写型表示装置が画像光を投写する領域に隣接した領域に画像光を投写する投写型表示装置の電源がオンになっている場合にのみ、前記第二の制御部による制御を有効に切り替える投写表示システム。
  5. 請求項１〜４のいずれか１項記載の投写表示システムであって、
    前記投写条件は、画像光の輝度を含む投写表示システム。
  6. 請求項１〜５のいずれか１項記載の投写表示システムであって、
    前記投写条件は、画像光の色味を含む投写表示システム。
  7. 請求項１〜６のいずれか１項記載の投写表示システムであって、
    前記複数の投写型表示装置は３つの投写型表示装置を含む投写表示システム。
  8. １つの投写面における複数の領域の各々に画像光を投写する複数の投写型表示装置の制御方法であって、
    前記複数の投写型表示装置の各々は、画像光を投写する前記領域の明るさを検出する明るさ検出部と、前記明るさ検出部により検出された明るさ情報に基づいて当該領域に投写する画像光の投写条件を制御する第一の制御部と、を含み、
    前記複数の投写型表示装置のいずれかの投写型表示装置を第一の投写型表示装置とし、前記複数の投写型表示装置のうち前記第一の投写型表示装置以外の投写型表示装置を第二の投写型表示装置とし、
    前記第二の投写型表示装置による画像光の投写条件を、前記第一の投写型表示装置の前記第一の制御部によって決められた投写条件に合わせる制御を行う制御ステップを備え、
    前記複数の投写型表示装置の電源を個別に制御する電源制御ステップを更に備え、
    前記電源制御ステップによって、前記第一の投写型表示装置と、前記第一の投写型表示装置によって画像光が投写される領域に隣接する領域に画像光を投写する投写型表示装置との電源がオンになっている場合にのみ、前記制御ステップを実行する制御方法。
  9. １つの投写面における複数の領域の各々に画像光を投写する複数の投写型表示装置の制御方法であって、
    前記複数の投写型表示装置は自動車に搭載される投写型表示装置であり、
    前記複数の投写型表示装置の各々は、画像光を投写する前記領域の明るさを検出する明るさ検出部と、前記明るさ検出部により検出された明るさ情報に基づいて当該領域に投写する画像光の投写条件を制御する第一の制御部と、を含み、
    前記複数の投写型表示装置のいずれかの投写型表示装置を第一の投写型表示装置とし、前記複数の投写型表示装置のうち前記第一の投写型表示装置以外の投写型表示装置を第二の投写型表示装置とし、
    前記第一の投写型表示装置は、前記投写面における複数の領域のうちの前記自動車の運転席に最も近い領域に画像光を投写する投写型表示装置であり、
    前記第二の投写型表示装置による画像光の投写条件を、前記第一の投写型表示装置の前記第一の制御部によって決められた投写条件に合わせる制御を行う制御ステップを備える制御方法。
  10. 請求項９記載の制御方法であって、
    前記複数の投写型表示装置の電源を個別に制御する電源制御ステップを更に備え、
    前記電源制御ステップによって、前記第一の投写型表示装置と、前記第一の投写型表示装置によって画像光が投写される領域に隣接する領域に画像光を投写する投写型表示装置との電源がオンになっている場合にのみ、前記制御ステップを実行する制御方法。
  11. 請求項８〜１０のいずれか１項記載の制御方法であって、
    前記投写条件は、画像光の輝度を含む制御方法。
  12. 請求項８〜１１のいずれか１項記載の制御方法であって、
    前記投写条件は、画像光の色味を含む制御方法。
  13. 請求項８〜１２のいずれか１項記載の制御方法であって、
    前記複数の投写型表示装置は３つの投写型表示装置を含む制御方法。
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