JP7121080B2 - 自動車用空中結像装置及び車載ヒューマンマシンインタフェース支援システム - Google Patents
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Description
図1と図2は本発明の自動車用空中結像装置の実施例一に関する。自動車内に実装される自動車用空中結像装置であって、表示画面を生成するための画像源1と、画像源1により生成された画面を拡大して自動車内の空中に実像5を形成させる結像拡大鏡3とを備える。
図3と図4に示すように、実施例二は、画像源1が例えばDLPプロジェクター6又はレーザMEMSモジュールのようなプロジェクター6である点で、実施例一と区別される。この場合、画像源1の発光特性が変わったため、プロジェクター6とフレネルレンズ群との間に拡散シート7が増設され、画像源1の発散角度を広げることによって、肉眼で実像5を観察する角度が拡大される。一般的には、拡散シート7の光透過率は70%±10%であり、80%を超える光透過率の場合、観察者はプロジェクター6の明るい入射点が見えてしまい、60%未満的光透過率の場合、画像がぼやけてしまい、輝度不足になり、ユーザの使用に影響を与える。
図12、図13、図14に示すように、実施例三は、結像拡大鏡3がレンズアレイである点で、実施例一及び実施例二と区別される。前記レンズアレイは、マトリクス状に配列された複数のレンズを含む。
図15、図16に示すように、実施例四は、結像拡大鏡3がフレネルレンズ、バイナリ回折レンズ、球面レンズ、非球面レンズ、自由曲面レンズ或平板マイクロレンズのうちの一つである点で、実施例一及び実施例二と区別される。結像拡大鏡3は、前記単体のレンズであってもよく、前記レンズの重ね合わせによって形成されるレンズ群であってもよい。前記レンズは、実施例一と実施例三で採用された結像拡大鏡3より構造が簡単となり、結像效果に対する要求が高くない場合に適用し、生産コストの低減に有利である。
図17、図18に示すように、実施例五は、結像拡大鏡3がフレネル反射鏡、バイナリ回折反射鏡、球面反射鏡、非球面反射鏡又は自由曲面反射鏡のうちの一つであることで、実施例一と実施例二と区別する。実施例一~四におけるレンズと比べて、反射鏡の場合は、画像源1と結像拡大鏡に反射された像が反射鏡の同側に位置することが可能なため、異なる位置関係の複数の可能性が増やされ、車内の状況によって位置関係を選択し易くなる。
実施例六は、画像源1が一つの発光源32に限らず、複数の発光源32をアレイ配置することによって形成される点で、実施例一~五と区別される。これによって、使用中に、表示しようとする画面に応じて異なる発光源32で表示される画面を調整可能であり、よりよい表示効果が得られる。複数の発光源32と実施例三におけるレンズアレイとを協働させる場合、図19に示すように、複数の発光源32(例えば複数のLCDディスプレイからなる表示群)はアレイ状に配列されてもよく、発光源32の数は、レンズアレイにおけるレンズの数と同じであってもなくてもよい。
図20、図21に示すように、車載ヒューマンマシンインタフェース支援システムは、実施例一乃至六のいずれかの自動車用空中結像装置を採用し、形成される実像5付近にジェスチャー認識装置10が設置され、当該ジェスチャー認識装置10と実像との具体的な位置関係は、ジェスチャー認識装置の感度及び実装プラットフォームの構造に応じて定められる。ジェスチャー認識装置10によって、ユーザが実行しようとする現在の画像における命令アイコンに対応する操作が判断され、画像が大きくなるため、命令を表示するアイコンも大きくなり、よって、ジェスチャー認識装置10は、ユーザのジェスチャーによって具体的にタッチされる命令アイコンを容易に認識できる。しかも、ユーザがジェスチャーでスライド操作を行う際に、スライド距離も合わせて大きくなるため、ジェスチャー認識装置の精度が高く求められずに、ジェスチャー認識装置10によってユーザの操作をより正確に認識でき、ユーザの体験が向上される。
2 第一反射鏡
3 結像拡大鏡
4 第二反射鏡
5 実像
6 プロジェクター
7 拡散シート
8 基板
9 ストレート歯
10 ジェスチャー認識装置
32 発光源
91 底辺
92 斜辺
93 稜線
Claims (20)
- 自動車内に実装される自動車用空中結像装置であって、
表示画面を生成するための画像源と、
画像源により生成された画面を拡大して自動車内の空中に実像を形成させる結像拡大鏡と、
を備え、
前記結像拡大鏡は、光軸方向に沿って、互いに平行に設置されているフレネルレンズを少なくとも二枚含むフレネルレンズ群であり、各前記フレネルレンズは、基板と基板上に平行に並べられているストレート歯とを含み、前記光軸方向に前記フレネルレンズを見た際に、隣り合う前記フレネルレンズそれぞれのストレート歯の延在方向が互いに平行でなく、
前記基板に対する、前記基板の中央に位置する前記ストレート歯の高さが最も高く、両側の前記ストレート歯の高さが次第に低くなり、且つ、前記ストレート歯の斜辺と前記基板が成す角度が前記ストレート歯それぞれで異なることを特徴とする自動車用空中結像装置。 - 前記光軸方向に前記フレネルレンズを見た際に、隣り合う前記フレネルレンズのストレート歯の延在方向が互いに垂直であることを特徴とする請求項1に記載の自動車用空中結像装置。
- 前記ストレート歯の基板から離れる先端には稜線が設けられており、かつ稜線が前記基板に平行な直線であることを特徴とする請求項1に記載の自動車用空中結像装置。
- 前記ストレート歯は三角柱であり、一つの側面が基板上に密着することを特徴とする請求項3に記載の自動車用空中結像装置。
- 各前記ストレート歯の断面は順にそれぞれの端部で連結された底辺と二本の斜辺とを含み、前記底辺は基板上に密着し、前記斜辺は一本が弧線であり、もう一本が弧線又は直線であることを特徴とする請求項3に記載の自動車用空中結像装置。
- 隣り合う二枚の前記フレネルレンズは、対向するように設置され、または、同じ向きに設置され、または、逆向きに設置されていることを特徴とする請求項1に記載の自動車用空中結像装置。
- 二枚の前記フレネルレンズは密着し、又は二枚の前記フレネルレンズの間に隙間が開けられていることを特徴とする請求項1に記載の自動車用空中結像装置。
- 前記画像源と結像拡大鏡との間の光路上に、第一反射鏡が更に設けられていることを特徴とする請求項1~7のいずれか一項に記載の自動車用空中結像装置。
- 前記結像拡大鏡と実像との間の光路上に、第二反射鏡が更に設けられていることを特徴とする請求項1~7のいずれか一項に記載の自動車用空中結像装置。
- 前記第二反射鏡は、自動車のフロントガラスであることを特徴とする請求項9に記載の自動車用空中結像装置。
- 自動車のフロントガラスの、結像拡大鏡に対応する部分は、楔状構造のガラスであることを特徴とする請求項10に記載の自動車用空中結像装置。
- 前記画像源は、一つ又は複数の発光源であることを特徴とする請求項1~7のいずれか一項に記載の自動車用空中結像装置。
- 前記画像源が複数の発光源である場合、当該発光源はマトリックス状に配列されることを特徴とする請求項12に記載の自動車用空中結像装置。
- 前記発光源は、LCD、LED、OLED、LOCS又はプロジェクターのうちの一つであることを特徴とする請求項12に記載の自動車用空中結像装置。
- 前記プロジェクターは、DLPプロジェクター又はレーザMEMSモジュールであり、前記プロジェクターと結像拡大鏡との間に拡散シートが更に設けられていることを特徴とする請求項14に記載の自動車用空中結像装置。
- 前記拡散シートの光透過率は70%±10%であることを特徴とする請求項15に記載の自動車用空中結像装置。
- 前記結像拡大鏡のサイズは、形成される実像のサイズより大きいことを特徴とする請求項1~7のいずれか一項に記載の自動車用空中結像装置。
- 請求項1乃至17のうちのいずれか一項に記載の自動車用空中結像装置を採用し、前記実像付近にジェスチャー認識装置が更に設けられていることを特徴とする車載ヒューマンマシンインタフェース支援システム。
- ユーザの音声を採取して実像で内容を表示する音声認識装置を更に含むことを特徴とする請求項18に記載の車載ヒューマンマシンインタフェース支援システム。
- 前記画像源は、車両のダッシュボード内に実装され、前記結像拡大鏡は、ダッシュボードの内部に実装され、前記ジェスチャー認識装置は、実像付近のダッシュボード内又は車両のキャブ内の天井に実装されていることを特徴とする請求項18に記載の車載ヒューマンマシンインタフェース支援システム。
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