(57)【要約】      （修正有）【課題】車両に備え付けられ、画像を投影するプロジェクタと投影された画像を表示するスクリーンを備える画像表示装置において、投影された画像の光路に障害物が入り込まないようにする技術を提供する。【解決手段】座席の前方に設置された前方スクリーン２と、座席の側方又は後側方に配置される画像中継部と、画像中継部と離間して前方スクリーンよりも後ろに設置され、画像を光によって投影するプロジェクタ１とを備え、画像中継部は、プロジェクタからの投影画像を前方スクリーンに反射する反射部を有することを特徴とする画像表示装置である。【選択図】図１Ａ
2010179700.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に備え付けられた画像表示装置であって、
座席の前方に設置された前方スクリーンと、
前記座席の側方又は後側方に配置される画像中継部と、
前記画像中継部と離間して前記前方スクリーンよりも後ろに設置され、画像を光によって投影するプロジェクタとを備え、
前記画像中継部は、前記プロジェクタからの投影画像を前記前方スクリーンに反射する反射部を有することを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記座席は運転席であることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記プロジェクタは、車両において運転席と助手席の中間の床面に設置されている
ことを特徴とする請求項２に記載の画像表示装置。
【請求項４】
後部席の乗員に画像を表示する後部席スクリーンをさらに備え、
前記画像中継部は、前記プロジェクタが投影した画像を後部席スクリーンにも導く
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記反射部は入射光の一部を反射し一部を透過するハーフミラーであり、
前記画像中継部は前記反射部が反射した画像を前方スクリーンに出力し、前記反射部を透過した画像を後部席スクリーンに出力する
ことを特徴とする請求項４に記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記画像中継部は、前記プロジェクタからの投影画像のうち所定の領域を前記反射部により前方スクリーンに反射し、残りの領域を後部席スクリーンに導く
ことを特徴とする請求項４に記載の画像表示装置。
【請求項７】
前記プロジェクタが投影する画像は、前方スクリーンに表示する内容と後部席スクリーンに表示する内容により空間的に分割されており、
前記画像中継部は、前記前方スクリーンと後部席スクリーンに異なる画像を出力する
ことを特徴とする請求項６に記載の画像表示装置。
【請求項８】
前記反射部は、前記プロジェクタからの投影画像を前方スクリーンに反射する第一の位置と、投影画像を反射せず後部席スクリーンに透過させる第二の位置を取り得る可動な部材で構成されており、
前記画像中継部は、所定の時間間隔で前記反射部に第一の位置と第二の位置を交互に取らせる
ことを特徴とする請求項４に記載の画像表示装置。
【請求項９】
前記プロジェクタが投影する画像は、前方スクリーンに表示する内容と後部席スクリーンに表示する内容を所定の時間間隔で切り替えることにより時間的に分割されており、
前記画像中継部は、画像を切り替えるタイミングと、前記反射部の位置を変更するタイミングを連動させることによって、前方スクリーンと後部席スクリーンに異なる画像を出力する
ことを特徴とする請求項８に記載の画像表示装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の画像表示装置と、
前記前方スクリーンを撮影するカメラと、
前記カメラが撮影した画像中から、前記プロジェクタが投影した画像が遮られて生じた
影を検出し、当該影の位置情報に基づいてユーザ動作を検出する動作検出部と
を備えることを特徴とする動作検出装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の動作検出装置と、
前記動作検出部が検出したユーザ動作に応じた処理を行う情報処理部と
を備えることを特徴とする操作システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に備え付けられ、画像をプロジェクタからスクリーンに投影する画像表示装置、当該画像をユーザが遮断して生じる影の位置情報に基づいてユーザ動作を検出する動作検出装置、及び、当該動作検出装置を用いた操作システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両の運転席に座っているユーザに画像を提示する方法として、投影型の画像表示装置が存在する。これは光で画像を投影するプロジェクタと、投影された画像を表示するスクリーンによって構成され、ユーザはスクリーン上の画像を視認して情報を得ることができる。このような画像表示装置を例えばカーナビゲーション装置や車載テレビに適用することで、ユーザに有益な情報を提示でき、利便性が向上する。特開２００５−１８９７２５（特許文献１）には、プロジェクタを車両用の画像表示システムに用いる方法が記載されている。
【０００３】
また、ユーザがカーナビゲーション装置等を使用する際には、画像を表示させるだけではなく、何らかの指示を入力し操作を行いたい状況がある。投影型の画像表示装置に指示を与えるのに好適な操作方法として、ユーザの手などの影の位置情報をユーザからの指示として検出する方法が挙げられる。このときユーザは、プロジェクタからスクリーンに投影される画像を手などで遮ってスクリーン上に影を生じさせ、その影の形状や動きで指示を与える。動作検出部は、予め影の形状や動きを操作内容と対応付けて記憶している。そして、スクリーンをカメラで撮影した画像から操作内容を検出する。したがって、画像表示装置、カメラおよび動作検出部をまとめて、動作検出装置として捉えることも可能である。
【０００４】
かかる動作検出装置を用いたカーナビゲーション装置等の操作方法は、操作性の点で他の方法よりも有利である。つまり、タッチパネル方式の操作方法であれば、ユーザは身を乗り出してボタンを押さなければならず、リモコン方式の操作方法であれば、ユーザはリモコンとスクリーンとを見比べなければならない。しかし上記のような影を使った操作方法であればいずれの問題も生じない。したがって、投影型の画像表示装置を動作検出部と組み合わせて利用したいというニーズがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１８９７２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、投影型の画像表示装置を車両に備え付けるに当たっては、プロジェクタとスクリーンの間に一定以上の距離をおく必要がある。なぜならば、プロジェクタがスクリーンに近すぎるとプロジェクタ自体がユーザの視界を妨げることになるからである。また、レンズでピントを合わせるプロジェクタであれば、画像のサイズに応じてある程度の焦点距離を要するからである。
【０００７】
ところが、プロジェクタとスクリーンの間の距離が離れれば離れるほど、プロジェクタから画像を投影する光路上に障害物が入り込む可能性が高くなる。障害物としては例えば、車両の乗員や、車両に積載した荷物などが考えられる。このように障害物が光路を遮ると、スクリーン上に影が落ちるため、ユーザがその部分を視認できなくなってしまう。
【０００８】
障害物が光路に入り込まないようにするためには、プロジェクタの設置位置を天井などの高い場所や、スクリーンの裏側に置くなどする必要がある。また、光で画像を投影するためには、プロジェクタの設置位置から直線的に見通せる位置にスクリーンを配置する必要があるので、必ずしもユーザからの見やすさを最優先できない可能性がある。このように、投影型の画像表示装置を車両に備え付けるに当たっては、プロジェクタ及びスクリーンの設置位置が制約され、車内の空間デザインの幅が狭まるという課題がある。
【０００９】
一方、投影型画像表示装置と動作検出部を組み合わせた動作検出装置では、プロジェクタのレンズと手の位置が近付けば近付くほど、スクリーン上での影のサイズが大きくなるという特徴がある。影のサイズが大きくなると、ユーザはその下にあるオブジェクトを視認することができず、画面から得られる情報量が減少してしまう。また、スクリーンに生じた影のうち、どの部分で操作しているのか分かりにくくなる。したがって、プロジェクタのレンズと手の位置が近くなり過ぎることは、ユーザにとって好ましくない。
【００１０】
とは言え、スクリーンとの距離を広げるためにプロジェクタを車両の後方、例えば後部席の後ろなどに設置すると、障害物が入る可能性が高まり、スクリーンに影が生じて影の検出精度が落ちてしまう。また、後部席を持たない車両の場合はこの対策を取ることはできない。
【００１１】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、車両に備え付けられた投影型の画像表示装置において、投影画像が障害物によって遮断されないようにする技術を提供することである。
【００１２】
また、本発明のさらなる目的は、投影型の画像表示装置と動作検出部を組み合わせた動作検出装置において、スクリーン上での影のサイズを抑制するような技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
（反射部を有する画像表示装置）
上記目的を達成するために、本発明にかかる画像表示装置では、以下の構成を採用する。すなわち、車両に備え付けられた画像表示装置であって、座席の前方に設置された前方スクリーンと、前記座席の側方又は後側方に配置される画像中継部と、前記画像中継部と離間して前記前方スクリーンよりも後ろに設置され、画像を光によって投影するプロジェクタとを備え、前記画像中継部は、前記プロジェクタからの投影画像を前記前方スクリーンに反射する反射部を有することを特徴とする画像表示装置である。
【００１４】
このように、画像中継部が反射部を用いて、プロジェクタが投影した画像をスクリーンに反射するという構成を取ることにより、プロジェクタから画像を投影する光路を、障害物が入る可能性が少ない位置を経由させることができる。そのため、プロジェクタから直接スクリーンに画像を投影する場合に比べて、スクリーンに障害物の影が落ちて画像が見づらくなる状況を回避できるようになる。反射部としては例えば、ミラーなどのように光を反射しやすい材質を好適に用いることができる。
【００１５】
かかる画像表示装置を設置する際の、プロジェクタ、画像中継部及びスクリーンの好適な配置例を述べる。まず運転席と助手席の間のダッシュボードにスクリーンを置き、そのスクリーンよりも後方の床面に、上向きに画像を投影するような方向にプロジェクタを置く。そしてプロジェクタの上方に画像中継部を取り付ける。プロジェクタから画像が投影されると反射部が反射させて前方のスクリーンに投影する。またこのプロジェクタと画像中継部を一つの筐体に収めて外部と遮断することにより、光路に障害物が入る、後部席の
乗員が誤って操作する、外部の光が投影画像の光路に入る等の事態を防ぐことができる。
【００１６】
（後部席スクリーンを備える画像表示装置）
本発明にかかる画像表示装置では、以下の構成を採用することもできる。すなわち、上記の反射部を有する画像表示装置に加え、後部席の乗員に画像を表示する後部席スクリーンを備え、前記画像中継部は、前記プロジェクタが投影した画像を後部席スクリーンにも導くことを特徴とする画像表示装置である。
【００１７】
後部席スクリーンを備える画像表示装置における画像中継部は、投影画像を反射部により前方スクリーンに反射すると同時に、後部席スクリーンにも画像を出力する。後部席スクリーンに画像を出力する方法としては、画像中継部に投影される画像の一部の領域を反射部によって反射せずに、透過して後部席スクリーンに出力することが考えられる。
【００１８】
後部席スクリーンの設置位置は、画像中継部から光を導ける位置であればよい。例えば画像中継部の上方に設置して、透過光を直接スクリーンに投影するようにしても良いし、運転席のヘッドレストに埋め込むなど後部席から見やすい位置に設置して、反射等により画像を導いて来ても良い。
【００１９】
このようにプロジェクタからの画像を前席と後席に分割した場合、後部席スクリーンに画像を投影するためのプロジェクタを設けた場合に比べて、コスト的にも車内スペース的にも無駄を省くことができる。さらに前後の席に同じ画像を表示する場合の同調も容易である。
【００２０】
（反射部がハーフミラーからなる画像表示装置）
本発明にかかる画像表示装置が後部席スクリーンを備える場合は、以下の構成を採用することもできる。すなわち、前記反射部は入射光の一部を反射し一部を透過するハーフミラーであり、前記画像中継部は前記反射部が反射した画像を前方スクリーンに、透過した画像を後部席スクリーン出力することを特徴とする画像表示装置である。
【００２１】
ハーフミラーは入射光の一部反射し一部を透過するので、前方スクリーンと後部席スクリーンには同じ画像が表示される。これにより、例えば運転席と後部席で同じ画面を見ながら情報を共有して、後部席の乗員が道案内をしたり、コミュニケーションのきっかけにすることができる。なお、後部席スクリーンを備えることによる、後部席に画像を提供し利便性を高めるという利点をそのまま享受できることは言うまでもない。
【００２２】
（反射部が投影画像を空間的に分割する画像表示装置）
本発明にかかる画像表示装置が後部席スクリーンを備える場合は、以下の構成を採用することもできる。すなわち、前記画像中継部は前記プロジェクタからの投影画像のうち一定の領域を前記反射部により前方スクリーンに反射し、残りの領域を後部席スクリーンに導くことを特徴とする画像表示装置である。
【００２３】
この構成は、後部席スクリーンを備える画像表示装置において、特に反射部の構成に特徴があるものである。すなわち、反射部は投影画像の全領域ではなく一定の領域のみを反射し前方スクリーンに投影する。それ以外の領域は透過などにより後部席スクリーンに導かれるように画像中継部を構成しておくことにより、前後の席への画像の同時提供が可能になる。
【００２４】
投影画像のうちどの領域を反射して前方スクリーンに投影させるかは、反射部の構成を工夫することにより自由に設定できる。反射する領域と透過する領域が細かく入り交るようにすれば、前後それぞれのスクリーンに自然な画像を表示することが可能である。
【００２５】
かかる画像表示装置に通常の画像を投影した場合、２つのスクリーンには同じ画像が投影されることになる。また、プロジェクタから投影する画像を空間的に分割することにより、前方スクリーンと後部席スクリーンに異なる画像を出力することができる。すなわち、反射部のうち画像を反射する領域には運転席に表示したい画像が当たり、透過する領域には後部席に表示したい画像が当たるように投影画像を構成しておけば良い。前後で異なる画像が投影されるようにすれば、例えば後部席の乗員に娯楽コンテンツを提供し、運転者には地図情報を表示するような動作が可能になる。
【００２６】
（反射部が投影画像を時間的に分割する画像表示装置）
本発明にかかる画像表示装置が後部席スクリーンを備える場合は、以下の構成を採用することもできる。すなわち、前記反射部は、前記プロジェクタからの投影画像を前方スクリーンに反射する第一の位置と、投影画像を反射せず後部席スクリーンに透過させる第二の位置を取り得る可動な部材で構成されており、前記画像中継部は、所定の時間間隔で前記反射部に第一の位置と第二の位置を交互に取らせることを特徴とする画像表示装置である。
【００２７】
この構成は、後部席スクリーンを備える画像表示装置において、特に反射部の構成に特徴があるものである。すなわち、反射部は投影画像を常に反射するのではなく、反射しないで後部席スクリーンに出力するような位置を取ることもできる可動部材からなる。画像中継部が第一の位置と第二の位置の切り替えを行うことにより、前方スクリーンと後部席スクリーンに同時に画像を表示することができる。
【００２８】
かかる画像表示装置に通常の画像を投影した場合、２つのスクリーンには同じ画像が投影されることになる。また、プロジェクタから投影する画像を時間的に分割することにより、前方スクリーンと後部席スクリーンに異なる画像を出力することができる。すなわち、反射部が第一の位置にあるときには運転席に表示したい画像を投影し、第二の位置にある時には後部席に表示したい画像を投影するようにする。
【００２９】
（動作検出装置）
本発明の目的を達成するために、本発明にかかる動作検出装置は、上記の画像表示装置に加えて、前記前方スクリーンを表示するカメラと、前記カメラが撮影した画像中から前記プロジェクタが投影した画像が遮断されて生じた影を検出し、当該影の位置情報に基づいてユーザ動作を検出する動作検出部とを備える。
【００３０】
かかる動作検出装置によれば、画像中継部で投影画像を中継してスクリーンに表示することにより、プロジェクタから直接スクリーンに投影する場合よりも長い光路を確保することができる。その結果、ユーザが手の影を用いて指示を与える際に、プロジェクタのレンズと手の間の距離が近くなり過ぎることが無いので、スクリーン上での手の影の大きさを抑制することができる。したがってユーザは画像を視認しやすくなり、操作性が向上する。
【００３１】
さらに、後部席スクリーンを有する場合は、後部席の画面にもユーザの指示を伝達する手段を設けることにより、後部席の乗員も操作を行うこともできる。
【００３２】
（操作システム）
本発明の目的を達成するために、本発明にかかる操作システムは、上記の動作検出装置に加えて、動作検出装置が検出したユーザ動作に応じた処理を車両の各部分に実行させる情報処理部を備える。
【発明の効果】
【００３３】
本発明に係る車両に備え付けられた投影型の画像表示装置によれば、投影画像が障害物によって遮断されないようにすることが可能になる。また本発明に係る動作検出装置によれば、スクリーン上での影のサイズを抑制することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】実施形態１を説明する図であり、図１Ａは動作検出装置の構成、図１Ｂはスクリーンの状態を示す。
【図２】動作検出装置の構成図。
【図３】動作検出部のブロック図。
【図４】プロジェクタと反射部を筐体に収めた場合の断面図。
【図５】実施形態２の画像表示装置の構成。
【図６】実施形態２の反射部であり、図６Ａは走査方向に画像を分割する例、図６Ｂはブロック状に分割する例である。
【図７】実施形態２に関わる画像であり、図７Ａは前方スクリーンに、図７Ｂは後部席スクリーンに表示しようとする画像である。また図７Ｃは投影画像である。
【図８】実施形態３の反射部であり、図８Ａはシャッターが閉じている状態、図８Ｂはシャッターが開いている状態を示す。
【図９】実施形態３で前方スクリーンと後部席スクリーンに同じ画像を出力する際のタイムチャート。
【図１０】実施形態３で前方スクリーンと後部席スクリーンに異なる画像を出力する際のタイムチャート。
【図１１】従来の手の影による動作検出装置を説明する図であり、図１１Ａは動作検出装置の構成、図１１Ｂはスクリーンの状態を示す。
【図１２】対照例２を説明する図であり、図１２Ａは動作検出装置の構成、図１２Ｂはスクリーンの状態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下に図面を参照して、本発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。各実施形態においては、画像表示装置および動作検出装置の構成と機能や効果について説明する。また、それらの画像表示装置や動作検出装置を用いて画像表示やカーナビゲーションなどを行う操作システムについても述べる。
【００３６】
＜実施形態１＞
実施形態１において採用する画像表示装置および動作検出装置として、プロジェクタが投影した画像を反射部によって反射し、前方スクリーンに出力する画像表示装置および動作検出装置について説明する。
【００３７】
（ユーザ動作および動作検出装置の概要）
動作検出装置とは、スクリーン上に生じたユーザの手の影の位置情報からユーザ動作を検出するものである。ここでユーザ動作とは、ユーザが装置に指示を与えるために行う動作を言う。例えばカーナビゲーション装置を使用し、スクリーンにナビ画面を表示させている場合は、投影画像の中に表示されているボタンを押す、投影画像をスクロールさせる、投影画像として地図が表示されている中から目的地を選択する、など、様々な動作が想定できる。また、テレビジョン装置を使用し、スクリーンにテレビ放送画面とともに音量変更ボタン・チャンネル選択ボタンが表示されていれば、それらのボタンを操作することも考えられる。すなわち、ここで言うユーザ動作とは、スクリーンを使用する車載の装置によって予め定義されたユーザインタフェースに応じた動作である。このユーザインタフェースは装置ごとに異なる部分もあれば、一般的な共通操作を設けることも可能である。
【００３８】
（動作検出装置の構成）
図２を用いて、投影型の画像表示装置を利用する動作検出装置の構成例を述べる。プロジェクタ１は画像を前方スクリーン２に投影する。前方スクリーン２は運転席から視認しやすい位置に設置されており、運転席側や運転席と助手席の間のダッシュボード付近が好適である。プロジェクタ１は前方スクリーン２に光により画像を投影するので、両者の間に障害物が入り込まない位置が好ましい。プロジェクタ１が投影する画像は情報処理部５によって作成される。ユーザは手６を動かして投影画像を遮ることにより、前方スクリーン２に影７を生じさせる。したがってプロジェクタ１を設置する高さは、投影画像がユーザの手を掠めることができる範囲にする。カメラ３はユーザの手と重ならない位置から前方スクリーン２を撮影している。動作検出部４はこの撮影画像を分析して影の位置情報を取得し、ユーザ動作を検出する。情報処理部５はユーザ動作に基づいてユーザの要求する操作内容を認識し、次に表示する画像を作成する。
【００３９】
（ユーザ動作の検出方法）
図３を用いて動作検出部４が撮影画像からユーザ動作を検出する方法を説明する。動作検出部４は影検出部４１、パターン記憶部４２、パターン比較部４３を含む。まず影検出部４１は撮影画像中の明度のコントラストに基づいて、影の領域の位置情報を検出する。パターン記憶部４２は記憶装置であり、検出した影が手などの影であるかどうかや、手などの影であればどのような動作をしているかを認識するための画像パターンを保存している。そこで、パターン比較部４３は、影検出部４１が検出した影とパターン記憶部４２が保存している画像パターンを比較し、手などの影であるかどうか、及び、どのような動作をしているかを認識する。こうして検出されたユーザ動作は情報処理部５によって利用される。
【００４０】
なお、かかる動作検出装置は、様々な車載装置に適用することが可能である。とりわけスクリーンに画像を表示し、かつユーザからの指示を受け付ける機能を持つ装置において、ユーザに直感的に理解できるようなユーザインタフェースを提供したい場合に好適である。
【００４１】
（対照例１）
上記の動作検出装置に使用できる投影型画像表示装置の例を図１１Ａに示す。ここではプロジェクタ１が直接、前方スクリーン２に画像を投影している。しかし、このような画像表示装置を動作検出装置に採用すると、プロジェクタと前方スクリーンの距離関係に起因する不都合が起きる。
【００４２】
例えば、スクリーン上にカーナビゲーション装置が地図を表示している時に、ユーザが投影画像を遮って操作しようとすると、プロジェクタとユーザの手の位置が近すぎるため、図１１Ｂに示したように、画像中の広い面積が影７によって遮られることになる。その結果、スクリーン上に大きく表示されたユーザの手の影の下に何があるか確認できないため、操作性が低下してしまう。
【００４３】
（対照例２）
続いて対照例２として、対照例１でのスクリーン上の影が大きすぎるという問題を回避するためのプロジェクタ配置を説明する。すなわち、後部席を有する車両において、図１２Ａに示したように、プロジェクタが後部席よりも更に後ろに設置されている。ここでプロジェクタから投影した画像をユーザが手で遮ると、プロジェクタと手の距離が離れているために、図１２Ｂに示したスクリーンのように手の影のサイズが抑えられる。
【００４４】
しかし、影のサイズという点では利点があるものの、プロジェクタと手の間に後部席の乗員や積載物が入ってしまい、画像投影を邪魔される可能性が高まってしまう。また、そ
もそも後部座席が無い車両には適用できない。そこで、スクリーン上での手の影のサイズを抑制し、かつ障害物を避けるためには、プロジェクタと手の距離を広げつつ、両者の間に障害物が入り込まないような画像投影方法を採用する必要がある。
【００４５】
（本実施形態の画像表示装置の構成）
図１を用いて、本実施形態の画像表示装置について説明する。図１Ａの構成概略図に示したように、プロジェクタ１はレンズが上を向いた状態で床面に設置される。そして、プロジェクタ１の略上方には、入射光を反射する反射部８が設置されている。反射部８は、プロジェクタ１から画像投影を受けると、前方スクリーン２に向けて反射出力する。
【００４６】
反射部を設置する際には、前方スクリーンに画像を投影する都合上、前方スクリーンとの間に障害物が入らないような位置にする必要がある。また動作検出装置への適用を考えると、反射部からスクリーンへの光路にユーザの手が届くような位置関係が望ましい。またプロジェクタを設置する際には、反射部との間に障害物が入り込ませないことが重要になる。また当然ながら、前方スクリーンは運転席のユーザが視認できる位置になければならない。
【００４７】
以上を考慮した好適な配置例として、前方スクリーンを運転席と助手席の間のダッシュボードに設置し、プロジェクタを、左右方向で言うと車両の運転席と助手席の中間、前後方向で言うと前部席と後部席の境目付近に設置し、レンズは上を向けておく。そしてプロジェクタ上方、画像が投影される方向の天井に反射部を固定し吊り下げる。反射部の反射部は、プロジェクタからの入射光を前方のスクリーンに反射するような角度に設置しておく。これにより、光路に障害物が入らないようにしつつ画像が投影される距離を延長できる。他にも例えば、プロジェクタを運転席の下の床面に設置し、そこから運転席の背もたれ内の空間を通って上方に光を導く。そして、運転席の左肩口付近や、ヘッドレストを経由した運転者の頭上にある反射部まで投影画像を通し、反射させてスクリーンに投影させる方法も考えられる。また、反射部を固定する方法のバリエーションとして、床面から運転席の腕までの高さがある支持部材を設け、そこに固定することも可能である。また、プロジェクタの配置を上下反転させ、天井付近にレンズを下向きにプロジェクタを配置し、反射部によって前記プロジェクタの光を前方に反射させる構成にしても、同様の効果をもたらすことができる。
【００４８】
また、反射部８の材質は入射光を相当程度反射する必要があり、ミラーを用いるのが好適である。また、反射部８を設置する際には、入射光や反射光の位置を合わせるために、プロジェクタやスクリーンに対して、位置と角度を正確にする必要がある。そこで、プロジェクタと反射部とを同一の筐体に収めて位置関係を固定しても良い。このような筐体の断面図を図４に示す。これにより後部席の乗員に操作される、プロジェクタと反射部の間に障害物が入るなどの事態を避けるというさらなる効果も期待できる。
【００４９】
（動作検出装置への適用）
この画像表示装置にカメラ３および動作検出部４を加えて動作検出装置を作ることができる。ここでは図示しないが、カメラ３を設置する際には、スクリーン全体を（ユーザの手やその他の障害物に妨げられることなく）撮影する必要があるので、スクリーン２に対して反射部８とは異なる方向に置くことが好ましい。また動作検出部４は専用の回路によって実現されても良いし、不図示のメモリに格納されたプログラムを、不図示のＣＰＵが実行することにより実現されても良い。
【００５０】
この動作検出装置を含む操作システムに指示を与えるために、ユーザは反射部が反射した画像を手で遮ってスクリーンに影を生じさせることになる。この時、投影画像は反射部を経ているために、プロジェクタからユーザの手までの距離は充分に離れている。したが
って図１Ｂに示したように、スクリーンに生じる影のサイズは抑制されており、ユーザがスクリーン上の情報を視認する上で支障とならない。
【００５１】
（効果）
以上のように本実施形態の画像表示装置においては、画像中継部が反射部を用いて投影画像を反射することにより、プロジェクタとスクリーンの間に障害物が入り込みにくい配置にすることができる。これにより画像に影が落ちるような事態を避け、視認性が高まる効果がある。さらに、この画像表示装置にカメラと動作検出部を組み合わせた動作検出装置によれば、ユーザが手の影を用いて操作を行う際にプロジェクタと手の距離を確保することが可能になり、スクリーン上での手の影のサイズを抑制することができるので視認性が高まりユーザにとって快適な操作を実現できる。
【００５２】
＜実施形態２＞
実施形態２において採用する画像表示装置および動作検出装置について説明する。本実施形態の特徴は、後部席の乗員に画像を提供するための後部席スクリーンを有しており、プロジェクタが投影した画像を運転席と後部席の２つのスクリーンに出力する点である。また、反射部としてハーフミラーを用いることにより、運転席と後部席に同じ画像を出力することができる。
【００５３】
（装置の構成）
図５に後部席スクリーンを有する動作検出装置の概要を示す。プロジェクタ１、前方スクリーン２および反射部８を有する点は実施形態１と同様である。さらに、不図示のカメラ３、動作検出部４および情報処理部５も備えており、ユーザ動作を検出してユーザからの操作指示を受け取ることができる。
【００５４】
本実施形態が採用する動作検出装置の特徴は、後部席の乗員が視認できる位置、例えば図示したように反射部８の上方に後部席スクリーン９を設置し、画像を表示する点にある。後部席スクリーン９に画像を投影するために、図中の反射部８はハーフミラーで構成されており、入射光の一部を透過させて上方に出力し、一部を反射により前方スクリーン２に出力する。
【００５５】
後部席スクリーン９は反射部８の裏面（反射面とは異なる面）に隣接して設置され、反射部８を透過した画像が背面から投影される。このような投影方法は、例えば、後部席スクリーン９の材料としてリアプロジェクション装置に用いられるような透過型拡散スクリーン等を利用することにより実現できる。後部席スクリーン９への画像投影方法としては、他に、反射部８を透過した画像をミラーに中継させて表示しても良い。
【００５６】
本実施形態において、プロジェクタ、前方スクリーンおよび後部席スクリーンは様々な位置に設置することができる。例えば図５においては、車両の左右方向では運転席と助手席の間、前後方向では運転席の後端付近にプロジェクタを設置し、プロジェクタの上方に画像中継部を、画像中継部のさらに上方に後部席スクリーンを設けている。また別の例として、後部席スクリーンを運転席のヘッドレストに埋め込み、透過光をミラーにより導いて来るような設置形式も可能である。
【００５７】
さらに、後部席スクリーンを見ながら後部席の乗員が操作を行えるようなインタフェースを組み込むことにより、運転席の乗員との間で操作を分担することが可能になる。インタフェースとしては例えば、後部席スクリーンをタッチパネルにして操作を可能にすることや、後部席スクリーン付近にボタンを設置することが考えられる。
【００５８】
（効果）
本実施形態によれば、後部席スクリーンに画像を表示することが可能となり、後部席の乗員の利便性・快適性が増す。反射部としてハーフミラーを用いることにより運転席と後部席に同じ画像が提供されるので、例えば運転席と後部席の乗員で情報を共有することが可能になり、例えば後部席の乗員が道案内をしたり、共通の話題を見つけてコミュニケーションを活発にすることができる。また、後部席の乗員のユーザ動作を検出して指示を認識できるようにすれば、例えばカーナビゲーション装置を後部席の乗員に操作してもらうことが可能になり、運転者が操作するよりも安全性が高まる。また、本実施形態によればプロジェクタは１つ設置すれば足りるので、後部席スクリーン用のプロジェクタを設ける場合に比べてコスト的にも車内スペース的にも極めて有利になる。
【００５９】
＜実施形態３＞
実施形態３において採用する画像表示装置および動作検出装置について説明する。この画像表示装置および動作検出装置は、投影画像を空間的に分割し、反射部によって反射される画像を前方スクリーンに、透過される画像を後部席スクリーンに、それぞれ出力する。
【００６０】
（装置の構成）
本実施形態の画像表示装置の構成自体は、上の実施形態２で説明したものと大きな違いはない。すなわち、プロジェクタ１と、前方スクリーン２と、画像中継部８に加えて後部席スクリーン９を備えている。また、画像表示装置に不図示のカメラおよび動作検出部を追加することにより、動作検出装置として利用することができる。
【００６１】
（反射部の構成）
本実施形態の一つの特徴は反射部の構成にあるので、図６Ａに示した反射部の模式図を用いて説明する。図中で白い部分は反射率の高いミラーであり、網掛けの部分は透過率の高い材質からなる。これにより、プロジェクタから入射した画像の一部は反射により前方スクリーンに、一部は透過により後部席スクリーンに出力される。なお、実際に反射部を作成する際にはミラー部分と透過部分の幅を細かくするほど、より自然な画像を提供することが可能になる。また画像を分割するのは走査方向に限らない。例えば小ブロックに分割し、図６Ｂのような反射部を用いて表示しても良い。
【００６２】
（前後の席に同じ画像を投影する場合）
ここで、通常の投影画像が入射すると、ミラー部分については前方スクリーンに反射され、透過部分については後部席スクリーンに出力される。したがって、ミラー部分と透過部分を充分細かく分けるように構成しておけば、運転席と後部席には、やや明度が低下する可能性はあるものの、投影画像と同じ画像が投影される。
【００６３】
（前後の席に異なる画像を投影する場合）
本実施形態に係る画像表示装置を用いて運転席と後部席に異なる画像を提供することも可能であり、以下その方法について説明する。図７Ａに前席に出力しようとする画像を、図７Ｂに後席に出力しようとする画像を示す。プロジェクタから投影する画像として、この２つの画像を組み合わせたものを使用する。すなわち、それぞれの画像を走査方向に８つに分割し（Ａ１〜Ａ８、Ｂ１〜Ｂ８）、それぞれの画像から１つ置きに分割画像を並べることとする。つまり、投影画像の上から下にかけて、図７Ｃに示したように（Ａ１，Ｂ２，Ａ３，Ｂ４，Ａ５，Ｂ６，Ａ７，Ｂ８）という順序で分割画像が並ぶ。この画像を図６Ａの反射部に投影すると、前方スクリーンには図７Ａを１行飛ばしで並べた画像が、後部席スクリーンには図７Ｂを１行飛ばしで並べた画像が表示される。
【００６４】
また、後部席スクリーンにもカメラと動作検出部を設けて手の影を利用した動作検出をさせるか、後部席スクリーンをタッチパネルで構成することにより、後部席の乗員のユー
ザ動作を検出することが可能になる。後部席の乗員にカーナビゲーション装置を操作してもらうことができる。運転手が運転操作中にカーナビゲーション装置を操作すると注意散漫になる恐れがあるが、後部席の乗員に操作してもらうことで危険を防止できる。
【００６５】
（効果）
本実施形態のように、後部席スクリーンを設けてプロジェクタからの投影画像を透過させて表示する方法により、後部席の乗員にも画像により情報を提供できる。運転席と後部席双方のスクリーンに表示する画像を同じものにした場合、運転者と乗員が共通の画像を見ながら運転することができ、共通の話題を持つことができる、またナビゲーション画面を共有して後部席の乗員に案内してもらいながら運転することができるなど、実施形態２と同様の効果を享受できる。
【００６６】
さらに、投影画像を空間的に分割して、反射部がそれに対応したフィルタ構造を取ることによって運転席と後部席にそれぞれ異なる画像を提供することが可能になる。これにより、例えば運転手には道路案内情報を提供し、後部席には娯楽コンテンツを提供するなど、利便性・快適性の増大に貢献できる。また、動作検出装置として用いることも可能であり、運転席のみならず後部席の乗員によっても操作を行うことができる。
【００６７】
＜実施形態４＞
実施形態４において採用する画像表示装置および動作検出装置について説明する。この画像表示装置および動作検出装置は、反射部が所定の時間間隔で反射と透過を交互に行うことにより、前方スクリーンと後部席スクリーンに画像を出力する。なお、後部席スクリーンを有する画像表示装置・動作検出装置の構成は、実施形態３で説明したものと同様である。
【００６８】
（反射部の構成）
図８に、本実施形態で用いる反射部の構成例を示す。画像中継部は反射部８を備えており、反射部８は板状の可動部材８１を含む。可動部材８１は、所定の時間間隔で軸を中心に回転することにより、光路に対して開閉するシャッターからなる。シャッターは入射光を反射するミラーになっている。したがって、図８Ａに示したように、シャッターが閉じている時（第一の位置）は投影画像を反射して前方スクリーンに出力する。また、図８Ｂに示したように、シャッターが開いている時（第二の位置）は投影画像を透過して後部席スクリーンに出力する。
【００６９】
なお、本実施形態で用いる反射部の構成はこれに限るものではない。例えば、可動部材８１の数は画面の大きさやプロジェクタからの距離に応じて、適切な個数に設定することができる。図中では、可動部材が回転軸は車両の左右方向となっているが、車両の前後方向であっても良い。また、シャッターを開閉可能な絞り形状として、閉じた時は投影画像を反射し、開いたときは透過させるようにしても良い。
【００７０】
（前後の席に同じ画像を投影する場合）
前方スクリーンと後部席スクリーンに同じ画像を表示したい場合は、投影画像の構成を意識する必要はなく、適切な時間間隔を定めて反射部のシャッター開閉動作を行えば良い。この場合のタイムチャートを図９に示す。ここでは、投影画像１０１のフレームレートは秒間６０フレームであり、シャッターは１／１２０秒ごとに開閉を繰りかえしている。これにより、運転席に出力された画像１０２および後部席に出力された画像１０３においてフレームが欠落することなく画像を投影することができるので、動画像を投影するのに好適である。また、シャッター開閉速度を１／６０秒とすれば、１フレーム間隔でコマ落ちした画像が出力されることになる。テキスト情報など動きが小さい画像であれば、違和感なく視聴可能である。
【００７１】
（前後の席に異なる画像を投影する場合）
図１０に、運転席と後部席に異なる画像を投影する場合のタイムチャートを示す。前方スクリーンに出力しようとする画像２０１および後部席スクリーンに出力しようとする画像２０２は秒間６０フレームの動画像であり、それぞれ、Ｄ１〜Ｄ６、Ｒ１〜Ｒ６というフレームで構成されている。そして、情報処理部が投影画像２０３を作成する際は、双方の画像からフレームを交互に抜き出して構成する。
【００７２】
そして、投影画像を切り替えるタイミングに連動して、シャッターが１／６０秒ごとに開閉を繰り返すことにより、２つのスクリーンに画像が時間的に分割され出力される。このように出力された画像が、図中の運転席に実際に出力される画像２０４および後部席に実際に出力される画像２０５である。
【００７３】
（効果）
本実施形態によれば、運転席と後部席に同じ画像または異なる画像を投影することが可能となり利便性・快適性が向上するという実施形態３の利益をそのまま享受することができる。さらに、投影画像を空間的に分割する場合に比べて、微細な位置あわせが必要ないという利点があるので、振動の激しい環境でも機能を減ずることなく利用できる。
【符号の説明】
【００７４】
１    プロジェクタ
２    前方スクリーン
３    カメラ
４    動作検出部
５    情報処理部
８    反射部
９    後部席スクリーン
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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