(57)【要約】運転者の視線が複雑に変化する状況においても、進行方向の状況を正確に把握することのできる投写型表示装置及び投写制御方法を提供する。投写型表示装置は、光源（４１ｒ、４１ｇ、４１ｂ）と、光源から出射される光を空間変調する光変調素子４４と、光変調素子４４により空間変調された光を投写光として乗り物に搭載された投写面２に投写する投写ユニット５０とを含む投写表示部と、乗り物の運転者の視線を検出する視線検出部７０と、視線検出部７０により検出される視線が投写面２外にある状態では、投写表示部による投写面２への投写光の投写を停止させ、視線が投写面２外から投写面２内に移ったと判断すると、その判断した時点から第一の時間経過後に、投写表示部による投写面２への投写光の投写を再開させるシステム制御部６０と、を備える。
2017018122.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、前記光源から出射される光を空間変調する光変調素子と、前記光変調素子により空間変調された光を投写光として乗り物に搭載された投写面に投写する投写部とを含む投写表示部と、
前記乗り物の運転者の視線を検出する視線検出部と、
前記視線検出部により検出される視線が前記投写面外にある状態では、前記投写表示部による前記投写面への前記投写光の投写を停止させ、前記視線が前記投写面外から前記投写面内に移ったと判断した時点から第一の時間経過後に、前記投写表示部による前記投写面への前記投写光の投写を再開させる投写制御部と、を備える投写型表示装置。
【請求項２】
請求項１記載の投写型表示装置であって、
前記投写制御部は、前記視線検出部により検出される視線が前記投写面外にある状態から前記投写面内に移り、前記視線が前記投写面内に第二の時間継続して存在する場合に、前記視線が前記投写面外から前記投写面内に移ったと判断する投写型表示装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の投写型表示装置であって、
前記投写制御部は、前記投写面への前記投写光の投写を再開させると、前記投写光によって結像される画像の視認性を時間経過と共に高くさせていく投写型表示装置。
【請求項４】
請求項３記載の投写型表示装置であって、
前記画像の視認性の変更方法がマニュアル設定可能である投写型表示装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項記載の投写型表示装置であって、
前記第一の時間がマニュアル設定可能である投写型表示装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項記載の投写型表示装置であって、
前記投写部は、前記投写光に基づく画像を実像又は虚像として視認可能に前記投写光を前記投写面に投写する投写型表示装置。
【請求項７】
光源と、前記光源から出射される光を空間変調する光変調素子と、前記光変調素子により空間変調された光を投写光として乗り物に搭載された投写面に投写する投写部とを含む投写表示部と、前記乗り物の運転者の視線を検出する視線検出部と、を有する投写型表示装置による投写制御方法であって、
前記視線検出部により検出される視線が前記投写面外にある状態では、前記投写表示部による前記投写面への前記投写光の投写を停止させ、前記視線が前記投写面外から前記投写面内に移ったと判断した時点から第一の時間経過後に、前記投写表示部による前記投写面への前記投写光の投写を再開させる投写制御ステップを備える投写制御方法。
【請求項８】
請求項７記載の投写制御方法であって、
前記投写制御ステップでは、前記視線検出部により検出される視線が前記投写面外にある状態から前記投写面内に移り、前記視線が前記投写面内に第二の時間継続して存在する場合に、前記視線が前記投写面外から前記投写面内に移ったと判断する投写制御方法。
【請求項９】
請求項７又は８記載の投写制御方法であって、
前記投写制御ステップでは、前記投写面への前記投写光の投写を再開させると、前記投写光によって結像される画像の視認性を時間経過と共に高くさせる投写制御方法。
【請求項１０】
請求項７〜９のいずれか１項記載の投写制御方法であって、
前記投写部は、前記投写面に前記投写光に基づく画像を実像又は虚像として視認可能に前記投写光を前記投写面に投写する投写制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投写型表示装置及び投写制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車、電車、重機、航空機、及び船舶等の乗り物内において、フロントウィンドシールドに、或いは、フロントウィンドシールドの付近に配置されるコンバイナをスクリーンとして用い、これに光を投写して画像を表示させる乗り物用のＨＵＤ（Ｈｅａｄ−ｕｐ  Ｄｉｓｐｌａｙ）が知られている（特許文献１、２参照）。このＨＵＤを用いれば、乗り物内にいる利用者（例えば、運転者）は、ＨＵＤから投写された投写光に基づく画像を、スクリーン上で実像として、又は、スクリーン前方において虚像として、視認することができる。【０００３】
特許文献１には、運転者の視線を検出し、視線方向が車両前方進路にある場合にのみ投写面に画像情報に基づく光を投写する車両用のＨＵＤが記載されている。【０００４】
特許文献２には、運転者の焦点調節反応を誘発しないように、投写光に基づく画像の空間周波数を制御するＨＵＤが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−２５７２２８号公報
【特許文献２】特開２００６−３２７３１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
人の身長や運転席に着座したときの姿勢などは運転者によって違うことに対して、ＨＵＤでは、代表的な運転者の目の位置を中心とする一定領域を想定して、この一定領域内に運転者の目がある限りは良好に実像又は虚像を視認できるように、投写面への投写光の投写範囲が設定されている。【０００７】
光の投写範囲と運転者の視線とが交差している状態では、運転者は実像又は虚像を視認することができる。一方、投写光の投写範囲と運転者の視線とが交差していない状態では、運転者は実像又は虚像を視認することはできない。乗り物の運転中は、進行方向前方の広い範囲に気を配る必要があり、投写光の投写範囲と運転者の視線とが交差しない状態も起こり得る。【０００８】
運転者が、投写範囲から視線を外した後、視線を投写範囲に戻した場合には、投写範囲における前方の状況よりも、投写範囲に投写される光に基づく実像又は虚像に焦点が合ってしまい、前方の状況を把握するまでに時間がかかる可能性がある。【０００９】
特許文献１に記載のＨＵＤは、視線が車両前方進路以外にある状態から、視線が車両前方進路に向くと、画像情報に基づく光が投写面にすぐに投写される構成である。このため、運転者の視線が車両前方進路に戻ったときに、すぐに視認可能となる実像又は虚像に焦点が合ってしまうことは避けられず、車両前方進路の状況を把握するまでに時間がかかる可能性がある。【００１０】
特許文献２は、視線が投写範囲から外れたときの動作について考慮していない。【００１１】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、運転者の視線が複雑に変化する状況においても、進行方向の状況を正確に把握することのできる投写型表示装置及び投写制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の投写型表示装置は、光源と、上記光源から出射される光を空間変調する光変調素子と、上記光変調素子により空間変調された光を投写光として乗り物に搭載された投写面に投写する投写部とを含む投写表示部と、上記乗り物の運転者の視線を検出する視線検出部と、上記視線検出部により検出される視線が上記投写面外にある状態では、上記投写表示部による上記投写面への上記投写光の投写を停止させ、上記視線が上記投写面外から上記投写面内に移ったと判断した時点から第一の時間経過後に、上記投写表示部による上記投写面への上記投写光の投写を再開させる投写制御部と、を備える。【００１３】
本発明の投写制御方法は、光源と、上記光源から出射される光を空間変調する光変調素子と、上記光変調素子により空間変調された光を乗り物に搭載された投写面に投写する投写部とを含む投写表示部と、上記乗り物の運転者の視線を検出する視線検出部と、を有する投写型表示装置による投写制御方法であって、上記視線検出部により検出される視線が上記投写面外にある状態では、上記投写表示部による上記投写面への上記投写光の投写を停止させ、上記視線が上記投写面外から上記投写面内に移ったと判断した時点から第一の時間経過後に、上記投写表示部による上記投写面への上記投写光の投写を再開させる投写制御ステップを備える。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、運転者の視線が複雑に変化する状況においても、進行方向の状況を正確に把握することのできる投写型表示装置及び投写制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の投写型表示装置の一実施形態であるＨＵＤの構成を示す概念図である。
【図２】図１に示すＨＵＤの詳細構成を示す模式図である。
【図３】図１に示すＨＵＤの動作を説明するためのフローチャートである。
【図４】投写再開時のアイコンの表示変更方法の一例を示す図である。
【図５】視認性変更のマニュアル操作を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１７】
図１は、本発明の投写型表示装置の一実施形態であるＨＵＤの概略構成を示す図である。このＨＵＤは、自動車に搭載され、自動車のフロントウィンドシールド１の一部の範囲を光の投写面２とし、投写面２に投写される光により結像された虚像を、自動車の運転者によって視認可能にする。図１のＨＵＤは、自動車以外に、電車、重機、建機、航空機、及び船舶等の乗り物に搭載して用いることができる。
【００１８】
図１に示すＨＵＤは、自動車のダッシュボード３に内蔵された光源部４と、同じくダッシュボード３に内蔵された拡散板５、反射ミラー６、及び拡大鏡７と、ダッシュボード３の運転席側に設けられた計器板９に取り付けられた撮像部１０と、を備えている。
【００１９】
拡散板５は、光源部４から出射された光を拡散させて面光源化する。反射ミラー６は、拡散板５によって面光源化された光を拡大鏡７側に反射させる。拡大鏡７は、反射ミラー６からの光を拡大し、フロントウィンドシールド１の一部の範囲である投写面２に投写する。投写面２は、拡大鏡７から投写された光が運転者の目の方向に反射するような加工がなされている。ここではフロントウィンドシールド１に対して光を投写する構成としているが、フロントウィンドシールド１付近に配置されるコンバイナに光を投写する構成としてもよい。この場合は、コンバイナが投写面２を構成する。
【００２０】
自動車の運転者は、投写面２に投写され、投写面２によって反射された光に基づく虚像により、運転に関する情報の絵や文字等を視認することができる。また、投写面２は、フロントウィンドシールド１の外部（車外）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７から投写された光に基づく虚像と外界の景色とが重畳された像を視認することができる。
【００２１】
計器板９に取り付けられた撮像部１０は、運転席にいる運転者の顔を撮像するものであり、有線又は無線を用いて光源部４と接続されている。撮像部１０により得られた運転者の顔の撮像画像データは、有線又は無線によって光源部４に転送される。
【００２２】
撮像部１０は、運転者の顔を撮像することができる場所であれば、計器板９以外の場所に取り付けてあってもよい。なお、撮像部１０は、自動車においてＨＵＤとは別の用途として設けられているものを利用してもよい。
【００２３】
図２は、図１に示すＨＵＤの詳細構成を示す模式図である。
【００２４】
図２に示すように、ＨＵＤは、光源部４と、投写ユニット５０と、撮像部１０と、操作部８０と、を備える。
【００２５】
光源部４は、光源ユニット４０と、光源ユニット４０に含まれる光変調素子４４を駆動する駆動部４５と、全体を統括制御するシステム制御部６０と、視線検出部７０と、を備えている。システム制御部６０は投写制御部として機能する。
【００２６】
光源ユニット４０は、光源制御部４０Ａ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、光変調素子４４と、を備えている。Ｒ光源４１ｒとＧ光源４１ｇとＢ光源４１ｂはＨＵＤの光源を構成する。
【００２７】
Ｒ光源４１ｒ、Ｇ光源４１ｇ、及びＢ光源４１ｂは、それぞれ、レーザ、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、この光源の数は１つ、２つ、または４つ以上であってもよい。
【００２８】
光源制御部４０Ａは、Ｒ光源４１ｒ、Ｇ光源４１ｇ、及びＢ光源４１ｂの各々の発光量を予め決められた発光量パターンに設定し、この発光量パターンに従ってＲ光源４１ｒ、Ｇ光源４１ｇ、及びＢ光源４１ｂから光を順次出射させる制御を行う。
【００２９】
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。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。さらに、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。光を同一光路に導く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。
【００３０】
光変調素子４４は、ダイクロイックプリズム４３により出射された光を、画像情報である投写画像データに基づいて空間変調し、投写画像データに応じた光（赤色画像光、青色画像光、及び緑色画像光）を投写ユニット５０に出射する。この画像情報は、例えば自動車の走行速度を示す情報、運転者への通知を行うための情報、ナビゲーション情報等である。
【００３１】
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。
【００３２】
駆動部４５は、システム制御部６０から入力される投写画像データにしたがって光変調素子４４を駆動し、投写画像データに応じた光を投写ユニット５０に出射させる。
【００３３】
投写ユニット５０は、投写光学系４６と、拡散板５と、反射ミラー６と、拡大鏡７と、を備えている。
【００３４】
投写光学系４６は、光変調素子４４によって空間変調された光を、拡散板５に投写するための光学系である。この光学系は、レンズに限らず、スキャナを用いることもできる。
【００３５】
投写ユニット５０は、光変調素子４４により空間変調された光を投写面２に投写する投写部を構成する。投写面２は、投写ユニット５０により投写される光（以下、投写光ともいう）の投写範囲となる。投写ユニット５０は、投写面２に投写された光に基づく画像がフロントウィンドシールド１前方の位置において虚像として運転者に視認可能となるように光学設計がなされている。
【００３６】
Ｒ光源４１ｒ、Ｇ光源４１ｇ、及びＢ光源４１ｂを含む光源と、光変調素子４４と、投写ユニット５０とにより、投写表示部が構成される。
【００３７】
システム制御部６０は、光源制御部４０Ａ及び駆動部４５を制御して、光源ユニット４０から、投写画像データに基づく光を投写ユニット５０に出射させる。
【００３８】
視線検出部７０は、撮像部１０で撮像して得られた撮像画像データを取得し、取得した撮像画像データに周知の視線検出処理を施すことによって、ＨＵＤが搭載された自動車の運転者の視線を検出する。視線検出部７０は、視線検出結果をシステム制御部６０に通知する。
【００３９】
操作部８０は、自動車に搭載される表示部（例えば、センターコンソールにあるタッチパネル付ディスプレイ）及び操作ボタン等であり、システム制御部６０に各種指示を行うためのインターフェースである。
【００４０】
システム制御部６０は、視線検出部７０の視線検出結果に基づき、投写ユニット５０によるフロントウィンドシールド１への光の投写範囲（投写面２）内に運転者の視線が存在するか否かを判定する。
【００４１】
投写面２内に視線が存在するとは、視線検出部７０により検出された視線が投写面２と交わっている状態を言う。投写面２外に視線が存在するとは、視線検出部７０により検出された視線が投写面２と交わっていない状態を言う。
【００４２】
システム制御部６０は、視線検出部７０により検出される視線が投写面２外にある状態において、投写表示部による投写面２への投写光の投写を停止させる。
【００４３】
また、システム制御部６０は、視線検出部７０により検出される視線が投写面２外にある状態から投写面２内に移ったと判断すると、この判断した時点から第一の時間経過後に、投写表示部による投写面２への投写光の投写を再開させる。
【００４４】
投写表示部による投写面２への投写光の投写の停止方法としては、駆動部４５を制御し光変調素子４４から光を出射させないようにする第一の方法、光源制御部４０Ａを制御して光源を停止させる第二の方法、光源ユニット４０全体を停止又はスタンバイ状態にさせる第三の方法等がある。
【００４５】
第二の方法或いは第三の方法によればＨＵＤの消費電力や発熱を低減することができる。投写表示部による投写面２への投写光の投写の再開は、光変調素子４４から投写画像データに応じた光を出射させる制御、光源を起動する制御、光源ユニット４０全体を起動又はスタンバイ解除する制御等によって行う。
【００４６】
また、投写ユニット５０において、投写光学系４６と拡散板５との間の光路上に、光を遮蔽するシャッタ（図示せず）を挿脱可能な構成として配置され、システム制御部６０がこのシャッタを閉じる制御を行うことによって、投写表示部による投写面２への投写光の投写を停止させてもよい。このシャッタの位置は、投写光路上であればどこでもよい。
【００４７】
この方法によれば、投写光の投写を停止した状態から投写光の投写を再開させるときに、シャッタを開くだけで投写面２への投写光の投写を再開することができる。このため、システム制御部６０が光の投写を再開させると判断してから、運転者に対して虚像が視認可能になるまでの時間を極力短くすることができる。また、光源ユニット４０は起動と停止を繰り返すことがないため、光源ユニット４０の耐久性を高めることができる。
【００４８】
図３は、図１に示すＨＵＤの動作を説明するためのフローチャートである。
【００４９】
ＨＵＤが起動すると、システム制御部６０は投写表示部による投写面２への投写光の投写を開始させる。その後、視線検出部７０は、撮像部１０で撮像された撮像画像データを取得する（ステップＳ１）。
【００５０】
次に、視線検出部７０は、ステップＳ１で取得した撮像画像データに基づき、運転者の視線を検出する（ステップＳ２）。
【００５１】
ステップＳ２の後、システム制御部６０は、視線検出部７０により検出された運転者の視線が、投写面２内にあるか否かを判定する（ステップＳ３）。システム制御部６０は、運転者の視線が投写面２外にあると判定した場合（ステップＳ３：ＮＯ）は、内蔵するタイマをリセットする（ステップＳ４）。
【００５２】
ステップＳ４の後、システム制御部６０は、内部メモリに記憶しているフラグを視線が投写面２外にある状態を示すフラグｏにセットし（ステップＳ５）、光源ユニット４０を停止又はスタンバイ状態にして、投写表示部による投写面２への投写光の投写を停止させる（ステップＳ６）。ステップＳ６の処理の後は、ステップＳ１に処理が戻る。
【００５３】
システム制御部６０は、ステップＳ３において、運転者の視線が投写面２内にあると判定した場合（ステップＳ３：ＹＥＳ）は、内部メモリのフラグがフラグｏにセットされているか否かを判定する（ステップＳ７）。
【００５４】
内蔵メモリのフラグが、視線が投写面２内にある状態を示すフラグｉにセットされている場合（ステップＳ７：ＮＯ）は、ステップＳ１に処理が戻る。
【００５５】
内蔵メモリのフラグがフラグｏにセットされている場合（ステップＳ７：ＹＥＳ）、システム制御部６０は、内蔵タイマによる時間計測を開始する（ステップＳ８）。
【００５６】
次に、システム制御部６０は、内蔵タイマの計測時間を参照し、計測時間が第二の時間（例えば１秒）以上か否かを判定する（ステップＳ９）。
【００５７】
内蔵タイマの計測時間が第二の時間未満である場合（ステップＳ９：ＮＯ）は、ステップＳ１に戻り、上述した処理が繰り返される。
【００５８】
システム制御部６０は、内蔵タイマの計測時間が第二の時間以上である場合（ステップＳ９：ＹＥＳ）は、運転者の視線が投写面２外から投写面２内に移ったと判断し（ステップＳ１０）、内蔵メモリのフラグをフラグｉにセットする（ステップＳ１１）。
【００５９】
例えば、運転者は、車線変更等において、バックミラーやサイドミラーを確認することがあり、そのような視線が複雑に変化する状況下では、視線が短時間のうちに投写面２内に入ったり、投写面２外に出たりを繰り返す。
【００６０】
このように視線が大きく動いている状況において、視線が投写面２外から投写面２内に移動したからとして投写表示部による光の投写を再開してしまうと、その後すぐに視線が投写面２外に出た場合に光の投写がすぐに停止されることになる。つまり、光の投写と非投射が頻繁に繰り返されることになる。
【００６１】
このような事態を避けるために、システム制御部６０は、運転者の視線が投写面２外にある状態から投写面２内に入り、かつ、投写面２内に視線がある状態が第二の時間継続した場合（ステップＳ９：ＹＥＳ）にのみ、運転者の視線が投写面２外から投写面２内に移ったと判断する。
【００６２】
また、システム制御部６０は、運転者の視線が投写面２外から投写面２内に移ったと判断してから、さらに第一の時間（例えば１秒〜４秒程度）経過後に、光源ユニット４０を起動し、投写画像データを駆動部４５に入力する。駆動部４５の駆動により、光変調素子４４が光源ユニット４０から出射される光をこの投写画像データにしたがって空間変調する。空間変調された光は投写ユニット５０から投写面２に投写されて、投写光の投写、すなわち虚像の投影が再開される（ステップＳ１２）。ステップＳ１２の処理の後は、ステップＳ１に処理が戻る。
【００６３】
以上のように、図１に示すＨＵＤを用いれば、運転者の視線が投写面２外にある場合は、投写面２への投写光の投写が停止される。また、運転者の視線が投写面２外から投写面２内に移ったと判断されると、その判断した時点から第一の時間経過後に、投写面２への投写光の投写が再開される。
【００６４】
このように、運転者が視線を投写面２外から投写面２内に移した場合でも、第一の時間経過するまでは、投写面２に光が投写されることはない。このため、虚像に焦点が合ってしまうことを避けることができ、進行方向の状況を正確に把握することが可能となる。この第一の時間は、人間工学に基づいて適当な値を決めておくことができるし、上述したように１秒〜４秒程度の時間とすることもよい。
【００６５】
また、図１のＨＵＤを用いれば、投写面２外に視線がある状態では、光源ユニット４０を停止したり、スタンバイ状態に移行させたりすることができる。このため、ＨＵＤの消費電力を低減することができる。
【００６６】
また、図１のＨＵＤでは、運転者の視線が投写面２外にある状態から投写面２内に入り、かつ、投写面２内に視線がある状態が第二の時間継続した場合（ステップＳ９：ＹＥＳ）にのみ、第一の時間経過後に投写面２への光の投写を再開するものとしている。
【００６７】
このため、運転者が視線を激しく動かしている状況において、投写面２に光が投写される状態と光が投写されない状態とが頻繁に切り替わるのを防ぐことができる。したがって、ＨＵＤの耐久性を向上させたり、運転者或いは同乗者にとってのＨＵＤの使用感を向上させたりすることができる。上記の第二の時間は、視線が安定したと判断できる程度の時間であればよく、実験的に求めて決めてもよいし、運転者の視線の履歴に基づいて値をリアルタイムで変化させてもよい。
【００６８】
なお、図３においてステップＳ７の判定がＹＥＳのときに、すぐにステップＳ１０に移行するようにしてもよい。この場合は、ステップＳ８は削除し、ステップＳ７の判定がＮＯのときにはステップＳ１に処理を移行させる。また、この場合は、第一の時間を１秒〜５秒程度としておくのが好ましい。このような動作であっても、視線を投写面２外から投写面２内に移したときに、運転者にすぐに虚像が提示されることはないため、虚像に焦点が合ってしまって背景に注意がいきにくくなるのを避けることができ、進行方向の状況を正確に把握することが可能となる。
【００６９】
また、図３のステップＳ１２における第一の時間はマニュアル設定可能にしておくことが好ましい。具体的には、操作部８０としての表示部（タッチパネル）に表示再開時間設定画面を表示させ、この画面上でのボタン操作により、第一の時間を任意に設定できるようにする。ただし、第一の時間の最短時間（例えば１秒）は予め決められており、それより短い時間に設定することはできない。そのようにすることで、運転者の視線が投写面２内に移ったと判断してから、すぐに虚像の投影が再開されてしまうのを防止することができる。
【００７０】
また、図３のステップＳ１２において投写面２への投写光の投写を再開させるときに、システム制御部６０は、虚像の視認性を最初から最大とすることではなく、時間経過と共に徐々に視認性を高めていくよう制御してもよい。このように、虚像の視認性が徐々に高くなっていくことにより、運転者に対し自然な形で虚像の提示を再開することができる。
【００７１】
具体的には、システム制御部６０は、ステップＳ１２において駆動部４５に入力する投写画像データを時間経過と共に変化させる。
【００７２】
図４（ａ）には、運転者に注意喚起するためのアイコン（「！」の文字を内部に記したアイコン）として、縁取りのみであり内部の文字以外を透明にしたアイコン５０Ａと、内部の文字以外を文字とは異なる色で塗りつぶしたアイコン５０Ｂとを示している。アイコンの内部の塗りつぶし領域の透過率が高いほど、背景を確認しやすくなるものの、アイコンとしての視認性は低下する。
【００７３】
システム制御部６０は、ステップＳ１２において、アイコン５０Ａを表示するための投写画像データを駆動部４５に入力した後、所定時間経過後に、アイコン５０Ｂを表示するための投写画像データを駆動部４５に入力することによって、アイコンの視認性を時間経過と共に上げていく。
【００７４】
ここではアイコンの表示を２段階で変化させているが、３段階以上で変化させてもよい。この場合は、アイコン５０Ａから、アイコンの内部の塗りつぶし色の濃度を徐々に上げていってアイコン５０Ｂに至るように投写画像データを変更すればよい。
【００７５】
図４（ｂ）には、運転者に注意喚起するためのアイコンとして、サイズの小さいアイコン５１Ａと、サイズが大きいアイコン５１Ｂとを示している。アイコンのサイズが小さいほど、背景を確認しやすくなるものの、アイコンとしての視認性は低下する。
【００７６】
システム制御部６０は、ステップＳ１２において、アイコン５１Ａを表示するための投写画像データを駆動部４５に入力した後、所定時間経過後に、アイコン５１Ｂを表示するための投写画像データを駆動部４５に入力することによって、アイコンの視認性を時間経過と共に上げていく。
【００７７】
ここではアイコンのサイズを２段階で変化させているが、３段階以上で変化させてもよい。この場合は、アイコン５１Ａから、アイコンサイズを徐々に上げていってアイコン５１Ｂに至るように投写画像データを変更すればよい。
【００７８】
図４（ｃ）には、運転者に注意喚起するためのアイコンとして、輝度の低いアイコン５２Ａと、輝度が高いアイコン５２Ｂとを示している。アイコンの輝度が低いほど、背景を確認しやすくなるものの、アイコンとしての視認性は低下する。
【００７９】
システム制御部６０は、ステップＳ１２において、アイコン５２Ａを表示するための投写画像データを駆動部４５に入力した後、所定時間経過後に、アイコン５２Ｂを表示するための投写画像データを駆動部４５に入力することによって、アイコンの視認性を時間経過と共に上げていく。
【００８０】
ここではアイコンの輝度を２段階で変化させているが、３段階以上で変化させてもよい。この場合は、アイコン５２Ａから、輝度を徐々に上げていってアイコン５２Ｂに至るように投写画像データを変更すればよい。ここでは視認性を変えるものとしたが、輝度の代わりに彩度を変えてもよい。彩度を徐々に高くすることによって、視認性を高くしていくことができる。
【００８１】
なお、図４に例示した３つの視認性変更方法は、ＨＵＤの操作者によってマニュアルで選択できるようにしてもよい。
【００８２】
例えば、投写面２に投写光を投写することに対して、図５（Ａ）に示す視認変更画面を虚像として提示するとともに、図５（Ｂ）に示すように、操作部８０の表示部（タッチパネル）に、操作ボタン８３〜８５を表示させる。
【００８３】
操作部８０に表示される操作ボタン８３〜８５は、図５（Ａ）の視認変更画面内の視認変更方法（表示方法１〜３）と対応付けられている。運転者は、図５（Ａ）の視認変更画面を確認しながら実際の見え方を確認し、希望する表示方法に対応する操作ボタン８３〜８５のいずれかを選択することによって、視認性の変更方法を任意に設定することができる。
【００８４】
操作部８０は、自動車に搭載される表示部（例えば、センターコンソールにあるタッチパネル付のディスプレイ）及び操作ボタン等としたが、運転者又は同乗者が所持する電子機器と通信する通信部を自動車内に設け、電子機器で操作された信号をこの通信部により受信してシステム制御部６０に出力するようにしてもよい。この通信部はＨＵＤに内蔵してもよい。
【００８５】
電子機器は、スマートフォン、カメラ付き携帯電話機、タブレット端末（携帯情報端末）等の携帯型コンピュータであって、電子機器上において図５（Ｂ）に示した操作画面を表示させて各種情報を入力できるものであればよい。このようにすることで、操作部８０と同等の操作を行うことができる。
【００８６】
なお、図１のＨＵＤでは、投写ユニット５０として、投写面２に投写された光に基づく画像が投写面２において実像として運転者に視認可能となるように光学設計を行った光学系を用いてもよい。この場合も、運転者が視線を投写面２外から投写面２内に移した場合には、第一の時間経過するまでは、投写面２に光が投写されることはない。このため、投写面２に表示される実像に焦点が合ってしまうのを避けることができ、進行方向の状況を正確に把握することが可能となる。
【００８７】
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。
【００８８】
開示された投写型表示装置は、光源と、上記光源から出射される光を空間変調する光変調素子と、上記光変調素子により空間変調された光を投写光として乗り物に搭載された投写面に投写する投写部とを含む投写表示部と、上記乗り物の運転者の視線を検出する視線検出部と、上記視線検出部により検出される視線が上記投写面外にある状態では、上記投写表示部による上記投写面への上記投写光の投写を停止させ、上記視線が上記投写面外から上記投写面内に移ったと判断した時点から第一の時間経過後に、上記投写表示部による上記投写面への上記投写光の投写を再開させる投写制御部と、を備えるものである。
【００８９】
開示された投写型表示装置は、上記投写制御部は、上記視線検出部により検出される視線が上記投写面外にある状態から上記投写面内に移り、上記視線が上記投写面内に第二の時間継続して存在する場合に、上記視線が上記投写面外から上記投写面内に移ったと判断するものである。
【００９０】
開示された投写型表示装置は、上記投写制御部は、上記投写面への上記投写光の投写を再開させると、上記投写光によって結像される画像の視認性を時間経過と共に高くさせるものである。
【００９１】
開示された投写型表示装置は、上記画像の視認性の変更方法がマニュアル設定可能であるものを含む。
【００９２】
開示された投写型表示装置は、上記第一の時間がマニュアル設定可能であるものを含む。
【００９３】
開示された投写型表示装置は、上記投写部は、上記投写光に基づく画像を実像又は虚像として視認可能に上記投写光を上記投写面に投写するものである。
【００９４】
開示された投写制御方法は、光源と、上記光源から出射される光を空間変調する光変調素子と、上記光変調素子により空間変調された光を投写光として乗り物に搭載された投写面に投写する投写部とを含む投写表示部と、上記乗り物の運転者の視線を検出する視線検出部と、を有する投写型表示装置による投写制御方法であって、上記視線検出部により検出される視線が上記投写面外にある状態では、上記投写表示部による上記投写面への上記投写光の投写を停止させ、上記視線が上記投写面外から上記投写面内に移ったと判断した時点から第一の時間経過後に、上記投写表示部による上記投写面への上記投写光の投写を再開させる投写制御ステップを備えるものである。
【００９５】
開示された投写制御方法は、上記投写制御ステップでは、上記視線検出部により検出される視線が上記投写面外にある状態から上記投写面内に移り、上記視線が上記投写面内に第二の時間継続して存在する場合に、上記視線が上記投写面外から上記投写面内に移ったと判断するものである。
【００９６】
開示された投写制御方法は、上記投写制御ステップでは、上記投写面への上記投写光の投写を再開させると、上記投写光によって結像される画像の視認性を時間経過と共に高くさせるものである。
【００９７】
開示された投写制御方法は、上記投写部は、上記投写光に基づく画像を実像又は虚像として視認可能に上記投写光を上記投写面に投写するものである。
【産業上の利用可能性】
【００９８】
本発明の投写型表示装置は、特に自動車に搭載して利便性が高く、有効である。
【符号の説明】
【００９９】
２  投写面
１０  撮像部
４０  光源ユニット
４４  光変調素子
４５  駆動部
５０  投写ユニット
６０  システム制御部
７０  視線検出部
【図１】
2017018122.tif 000003
【図２】
2017018122.tif 000004
【図３】
2017018122.tif 000005
【図４】
2017018122.tif 000006
【図５】
2017018122.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成29年9月7日(2017.9.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、前記光源から出射される光を空間変調する光変調素子と、前記光変調素子により空間変調された光を投写光として乗り物に搭載された投写面に投写する投写部とを含む投写表示部と、
前記乗り物の運転者の視線を検出する視線検出部と、
前記視線検出部により検出される視線が前記投写面外にある状態では、前記投写表示部による前記投写面への前記投写光の投写を停止させ、前記視線が前記投写面外から前記投写面内に移ったと判断した時点から第一の時間経過後に、前記投写表示部による前記投写面への前記投写光の投写を再開させる投写制御部と、を備え、
前記投写制御部は、前記投写面への前記投写光の投写を再開させると、前記投写光によって結像される画像の視認性を時間経過と共に高くさせていく投写型表示装置。
【請求項２】
請求項１記載の投写型表示装置であって、
前記投写制御部は、前記視線検出部により検出される視線が前記投写面外にある状態から前記投写面内に移り、前記視線が前記投写面内に第二の時間継続して存在する場合に、前記視線が前記投写面外から前記投写面内に移ったと判断する投写型表示装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の投写型表示装置であって、
前記画像の視認性の変更方法がマニュアル設定可能である投写型表示装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項記載の投写型表示装置であって、
前記第一の時間がマニュアル設定可能である投写型表示装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項記載の投写型表示装置であって、
前記投写部は、前記投写光に基づく画像を実像又は虚像として視認可能に前記投写光を前記投写面に投写する投写型表示装置。
【請求項６】
光源と、前記光源から出射される光を空間変調する光変調素子と、前記光変調素子により空間変調された光を投写光として乗り物に搭載された投写面に投写する投写部とを含む投写表示部と、前記乗り物の運転者の視線を検出する視線検出部と、を有する投写型表示装置による投写制御方法であって、
前記視線検出部により検出される視線が前記投写面外にある状態では、前記投写表示部による前記投写面への前記投写光の投写を停止させ、前記視線が前記投写面外から前記投写面内に移ったと判断した時点から第一の時間経過後に、前記投写表示部による前記投写面への前記投写光の投写を再開させる投写制御ステップを備え、
前記投写制御ステップでは、前記投写面への前記投写光の投写を再開させると、前記投写光によって結像される画像の視認性を時間経過と共に高くさせる投写制御方法。
【請求項７】
請求項６記載の投写制御方法であって、
前記投写制御ステップでは、前記視線検出部により検出される視線が前記投写面外にある状態から前記投写面内に移り、前記視線が前記投写面内に第二の時間継続して存在する場合に、前記視線が前記投写面外から前記投写面内に移ったと判断する投写制御方法。
【請求項８】
請求項６又は７記載の投写制御方法であって、
前記投写部は、前記投写面に前記投写光に基づく画像を実像又は虚像として視認可能に前記投写光を前記投写面に投写する投写制御方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
本発明の投写型表示装置は、光源と、上記光源から出射される光を空間変調する光変調素子と、上記光変調素子により空間変調された光を投写光として乗り物に搭載された投写面に投写する投写部とを含む投写表示部と、上記乗り物の運転者の視線を検出する視線検出部と、上記視線検出部により検出される視線が上記投写面外にある状態では、上記投写表示部による上記投写面への上記投写光の投写を停止させ、上記視線が上記投写面外から上記投写面内に移ったと判断した時点から第一の時間経過後に、上記投写表示部による上記投写面への上記投写光の投写を再開させる投写制御部と、を備え、上記投写制御部は、上記投写面への上記投写光の投写を再開させると、上記投写光によって結像される画像の視認性を時間経過と共に高くさせていくものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
本発明の投写制御方法は、光源と、上記光源から出射される光を空間変調する光変調素子と、上記光変調素子により空間変調された光を投写光として乗り物に搭載された投写面に投写する投写部とを含む投写表示部と、上記乗り物の運転者の視線を検出する視線検出部と、を有する投写型表示装置による投写制御方法であって、上記視線検出部により検出される視線が上記投写面外にある状態では、上記投写表示部による上記投写面への上記投写光の投写を停止させ、上記視線が上記投写面外から上記投写面内に移ったと判断した時点から第一の時間経過後に、上記投写表示部による上記投写面への上記投写光の投写を再開させる投写制御ステップを備え、上記投写制御ステップでは、上記投写面への上記投写光の投写を再開させると、上記投写光によって結像される画像の視認性を時間経過と共に高くさせるものである。
【国際調査報告】
2017018122.tif 000008
2017018122.tif 000009
2017018122.tif 000010
2017018122.tif 000011