(57)【要約】【課題】  外来光による視認性の悪化を防止しつつも、情報の投影位置について自由度を向上させ、且つ、広い視認範囲を確保する車両用投影表示装置及び方法を提供する。【解決手段】  車両用投影表示装置１は、投射光を反射して車両乗員のアイポイント側に導くものである。この車両用投影表示装置１は、投射光が反射板３０を経由して最終的にアイポイント側に到達するまでの経路上に、光を拡散反射させる拡散板４０が設けられている。また、拡散板４０には外来光が入射しないようにするフード５０を設け、反射板３０は、外来光をアイポイント側に導くことがないように設置されている。【選択図】      図１
2006159931.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
提示すべき情報を投射する投射手段と、前記投射手段からの投射光を反射して車両乗員のアイポイント側に導く反射手段とを備える車両用投影表示装置において、
前記投射手段からの投射光が前記反射手段を経由して最終的にアイポイント側に到達するまでの経路上に、光を拡散反射させる拡散手段を設け、
前記拡散手段には外来光が入射しないようにする外来光遮断手段を設け、
前記反射手段は、外来光をアイポイント側に導くことがないように設置されている
ことを特徴とする車両用投影表示装置。
【請求項２】
前記投射手段は、光学的情報を含む光を発し、又は発された光学的情報を含む光を透過若しくは反射する表示デバイス部と、その表示デバイス部からの光を透過するレンズ部とを含んで構成されることを特徴とする請求項１に記載の車両用投影表示装置。
【請求項３】
前記投射手段は、前記拡散手段により拡散反射される拡散反射光のうち、反射率が所定値以上となる光がアイポイント側に導かれるように、設置位置及び投射箇所が定められていることを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載の車両用投影表示装置。
【請求項４】
車両乗員のアイポイントを推定するアイポイント推定手段と、
前記アイポイント推定手段により推定されたアイポイント、前記反射手段及び前記拡散手段の設置位置及び設置角度、並びに前記拡散手段の拡散特性から、適切な前記投射手段の投射方向を推定する投射方向推定手段と、
前記投射方向推定手段により推定された投射方向に、前記投射手段からの光が投射されるように、前記投射手段の投射方向を変更する投射方向変更手段と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の車両用投影表示装置。
【請求項５】
車両乗員のアイポイントを推定するアイポイント推定手段と、
前記アイポイント推定手段により推定されたアイポイント、前記反射手段及び前記拡散手段の設置位置及び設置角度、並びに前記拡散手段の拡散特性から、適切な前記投射手段の位置を推定する位置推定手段と、
前記投射位置推定手段により推定された位置に、前記投射手段を移動させる位置移動手段と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の車両用投影表示装置。
【請求項６】
前記投射手段は、提示すべき情報のうち優先度が高いものについて、前記拡散手段にて特定値以上の反射率で反射されるように投射し、提示すべき情報のうち優先度が低いものについて、前記拡散手段にて特定値未満の反射率で反射されるように投射することを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の車両用投影表示装置。
【請求項７】
前記反射手段は、反射面が凸面形状を為す部位を含み、
前記投射手段からの投射光は、前記反射手段の凸面形状の部位に投射され、
前記反射手段の凸面形状にて反射した反射光は、前記拡散手段にて拡散反射されて、最終的に車両乗員のアイポイント側に導かれる
ことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の車両用投影表示装置。
【請求項８】
前記投射手段及び前記反射手段は、インストルメントパネル上面に配置されていることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の車両用投影表示装置。
【請求項９】
提示すべき情報を投射する投射手段と、投射した光を反射して車両乗員のアイポイント側に導くことで情報表示する反射手段とを備える車両用投影表示装置において、
投射光は、投射の後に反射されて最終的に車両乗員のアイポイント側に導かれるまでに、拡散手段に入射して拡散反射され、
外来光は、前記拡散手段へ入射することがないように遮断されるようになっており、且つ、前記反射手段により反射されて車両乗員のアイポイントに導かれることがないようになっている
ことを特徴とする車両用投影表示装置。
【請求項１０】
提示すべき情報を投射手段で照射し、反射手段で投射光を反射して車両乗員のアイポイント側に導く車両用投影表示方法において、
投射光を車両乗員のアイポイント側に導かれるまでの間で拡散手段に入射させて拡散反射させ、外来光を遮断し前記拡散手段へ入射することがないようにするとともに、外来光が反射手段により反射されて車両乗員のアイポイントに導かれることがないようにすることを特徴とする車両用投影表示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用投影表示装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ヘッドアップディスプレイのようにプロジェクタなどの投射手段を用いて、表示情報を投影して、あたかも投影した情報が遠方に存在するかのようにし、ドライバの焦点移動の負担を軽減させた投影装置が知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
また、ドライバにとって煩わしくないように、投射手段をルームミラーの裏側に配置した投影装置が知られている（例えば特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２０００−２３８５５１号公報
【特許文献２】特開２００２−１８２３０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来の投影装置では、予め特定の方向から情報を視認しやすいようになっている。このため、従来の投影装置では、例えば助手席から情報を視認しようとしたり、運転者が頭部を大きく傾けるなど移動させた状態で情報を視認しようとしたりすると、視認し難いという問題があった。
【０００５】
また、運転席から情報を視認しやすいようにするためには、特定の箇所に情報を投射しなければならず、情報を投射する位置は限られたものとなる。
【０００６】
さらに、特許文献２の投影装置では、外来光によって視認性が悪化しないように、特殊な構造の反射板を採用しているが、このような特殊な反射板を用いることなく、外来光によって視認性が悪化しないようにすることが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の車両用投影表示装置は、提示すべき情報を投射する投射手段と、投射手段からの投射光を反射して車両乗員のアイポイント側に導く反射手段とを備えるものである。この車両用投影表示装置では、投射手段からの投射光が反射手段を経由して最終的にアイポイント側に到達するまでの経路上に、光を拡散反射させる拡散手段を設けている。さらに、拡散手段には外来光が入射しないようにする外来光遮断手段を設け、反射手段は、外来光をアイポイント側に導くことがないように設置されている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、投射光が反射手段にて反射されて最終的にアイポイント側に到達するまでの経路上に、光を拡散反射させる拡散手段を設けている。このため、投射光は拡散されて広い範囲に反射されることとなる。このため、運転席や助手席からにかかわらず情報が視認しやすくなる。また、投射光は拡散されて広い範囲に反射されるため、特定の箇所に情報を投射しなくとも、ドライバから情報を視認しやすいようにすることができ、投影位置の自由度を向上させることができる。
【０００９】
さらに、拡散手段には外来光が入射しないようにする外来光遮断手段を設け、且つ、反射手段は、外来光をアイポイント側に導くことがないように設置されている。このため、拡散手段や反射手段に外来光が入射して視認性が悪化しないようになっている。特に、外来光をアイポイント側に導くことがないような角度で反射手段を設置すると、投射光をアイポイントに好適に導くのに支障をきたし得る。ところが、投射光が拡散手段にて拡散反射されるため、投射光を最終的にアイポイントに到達させることができる。よって、外来光による視認性の悪化を防止することができる。
【００１０】
従って、外来光による視認性の悪化を防止しつつも、情報の投射位置について自由度を向上させ、且つ、広い視認範囲を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１２】
図１は、本発明の第１実施形態による車両用投影表示装置の構成図である。同図に示すように、車両用投影表示装置１は、提示すべき情報を所定箇所に投影することで情報表示を行うものであって、制御装置１０、プロジェクタ（投射手段）２０、反射板（反射手段）３０、拡散板（拡散手段）４０、及びフード（外来光遮断手段）５０を備えている。
【００１３】
制御装置１０は、例えばナビゲーションに接続され、ナビゲーションから自車位置や自車が進むべき経路の情報などを取得するようになっている。また、制御装置１０は、車速、エンジン回転数、及び燃料の残量などの車両情報を計測するセンサに接続され、車両情報を取得する構成となっている。また、制御装置１０は、これら情報に限らず、ＶＩＣＳ情報などを取得するように構成されている。
【００１４】
プロジェクタ２０は、制御装置１０により取得された情報のうち、車両乗員に提示すべき情報を所定方向に向けて投射するものである。具体的にプロジェクタ２０は、車両のルーフ１００又はその付近に取り付けられ、インストルメントパネル付近に向けて提示すべき情報を投射するようになっている。また、プロジェクタ２０は、表示デバイス部（図示せず）とレンズ部（図示せず）とを含んで構成される。表示デバイス部は、車速などの情報を光学的情報に変換し、この光学的情報を含む光を発するものである。レンズ部は、表示デバイス部からの光を透過して、所定方向に光を導くものである。なお、上記表示デバイス部は、光学的情報を含む光を入射し、その入射した光を透過若しくは反射するものであってもよい。
【００１５】
反射板３０は、プロジェクタ２０からの投射光を反射して車両乗員のアイポイント側に導くものである。具体的に反射板３０は、プロジェクタ２０からの投射光を直接に入射する位置、例えば、インストルメントパネルの上面部などに設けられている。また、反射板３０は、凹面形状を為しており、凹面の開放側（反射板３０を切断したときの断面にできる放物線の開放側）が車両乗員に向くように設置されている。さらに、反射板３０は、プロジェクタ２０からの投射光をほぼ真上に反射するようになっている。
【００１６】
拡散板４０は、光を拡散反射させるものである。また、拡散板４０は、反射板３０のほぼ真上に設置されている。このため、拡散板４０は、反射板３０にて反射された投射光を入射して、拡散反射することとなる。さらに、拡散板４０は、拡散反射する反射面が平面となっており、反射面が水平方向に伸びるように設置されている。
【００１７】
ここで、拡散板４０をさらに詳細に説明する。図２は、拡散板４０の説明である。同図に示すように、拡散板４０は、入射した光を拡散反射する。すなわち、入射角Φで入射した光の反射角は一般のミラーでは、入射角Φと同じ反射角Φとなる。ところが、拡散板４０は、入射角Φで入射した光の反射角がΦになるとは限らず、所定の拡散特性に従って拡散反射する。すなわち、拡散板４０は、入射角Φの場合、光を反射角Φで最も強く反射するものの、他の方向（例えば１／２Φ、２Φ、−１／２Φ）にも光を反射する。従って、拡散板４０は、入射した光の拡散反射して、拡散反射した光を反射板３０にあらゆる角度で入射させることとなる。この結果、拡散板４０にて反射された拡散反射光の一部は、必ず反射板３０にて反射されて運転者のアイポイント１２０に到達することとなる。
【００１８】
なお、拡散板４０は、上記の如く設置されている場合に限らず、プロジェクタ２０からの投射光が反射板３０を経由して最終的にアイポイント側に到達するまでの経路上に設けられていていればよい。
【００１９】
フード５０は、拡散板４０に外来光が入射しないようにするものである。具体的にフード５０の下面には、凹部が形成されており、その凹部に拡散板４０がはまるようになっている。これにより、外来光は、拡散板４０に入射せず、拡散反射の際に外来光が混じって情報の視認性が低下しないようになっている。
【００２０】
また、上記の反射板３０は、外来光をアイポイント側に導くことがないように設置されている。具体的に説明すると、フード５０は、拡散板４０への外来光の入射を遮断するだけでなく、拡散板４０の下方に設けられる反射板３０への外来光の入射についても遮断するようになっている。このため、反射板３０は外来光をアイポイント側に導かないようになっている。また、フード５０により遮断しきれずに外来光が反射板３０に入射したとしても、反射板３０の設置角度からして、外来光はアイポイント側に導かれることがないようになっている。
【００２１】
次に、第１実施形態に係る車両用投影表示装置１の動作を説明する。まず、制御装置１０は、ナビゲーションから自車位置情報や経路情報を取得する。また、制御装置１０は、車両情報等についても取得する。
【００２２】
次いで、制御装置１０は、提示すべき情報の内容等をプロジェクタ２０に送信する。プロジェクタ２０は、まず、車速やエンジン回転数などの情報を光学的情報に変換する。そして、プロジェクタ２０は光学的情報をレンズ部を通して投射する。
【００２３】
このとき、プロジェクタ２０は、予め分かっている拡散板４０の拡散特性に応じて情報を変換する。すなわち、プロジェクタ２０は、提示すべき情報のうち優先度が高いものについて、拡散板４０にて特定値以上の反射率で反射されるように投射する。また、プロジェクタ２０は、提示すべき情報のうち優先度が低いものについて、拡散板４０にて特定値未満の反射率で反射されるように投射する。これにより、本装置１は、優先度が高い重要情報を乗員に素早く視認させるようにする。なお、優先度の高低については、制御装置１０やプロジェクタ２０に記憶させておくとよい。
【００２４】
次に、プロジェクタ２０から投射された光は、反射板３０に到達する。そして、投射光は、反射板３０にて反射されて、拡散板４０に到達する。そして、投射光は拡散板４０にて拡散反射される。このとき、拡散板４０は、反射率がそれぞれ異なるものの、あらゆる方向に投射光を反射することとなる。
【００２５】
そして、拡散板４０にて反射された拡散反射光の一部は、再度反射板３０に到達する。次いで、反射板３０に到達した拡散反射光は、反射板３０にて反射されて車両乗員のアイポイントに到達する。この結果、車両乗員からは、あたかも反射板３０の奥（図１の符号４０’の位置）に情報表示されているかのように見えることとなる。
【００２６】
このように、投射光は、投射の後に反射されて最終的に車両乗員のアイポイント側に導かれるまでに、拡散板４０に入射して拡散反射されるようになっている。このため、投射光は拡散されて広い範囲に反射されることとなる。故に、運転席からや助手席からにかかわらず情報が視認しやすくなる。
【００２７】
また、投射光は拡散されて広い範囲に反射されるため、プロジェクタ２０が特定の箇所に情報を投射しなくとも、ドライバから情報を視認しやすいようにすることができる。すなわち、プロジェクタ２０からの投射光を投射する位置を、例えば右ドアミラー付近などにしたとしても、拡散板４０を介することによって、投射光は拡散されて広い範囲に反射される。このため、ドライバは情報を視認できることとなる。よって、投影位置の自由度を向上させることができる。
【００２８】
また、フロントウインド１１０を介して車内に入射する外来光は、拡散板４０に到達することなくフード５０により遮断される。また、外来光は反射板３０により反射されたとしても、反射板３０が外来光をアイポイント側に導かないように設置されているため、外来光はアイポイント１２０以外の方向に導かれることとなる。
【００２９】
このため、拡散板４０や反射板３０に外来光が入射して視認性が悪化しないようになっている。特に、従来では、外来光をアイポイント側に導くことがないような角度で反射板３０を設置すると、反射板３０の設置に制限を受けて、投射光をアイポイント１２０に好適に導くのに支障をきたし得る。具体的に説明すると、図１において反射板３０を平面板により構成し、水平に設置した場合、外来光は入射しても上方に反射されるため、アイポイント側に導かれることがない。しかし、従来では、拡散板４０を備えないため、上記の反射板３０の配置では、投射光をアイポイント１２０に導くことに支障をきたし得る。
【００３０】
ところが、本実施形態では、投射光が拡散板４０にて拡散反射されるため、投射光を最終的にアイポイントに到達させることができる。よって、反射板３０の設置について自由度が増し、外来光による視認性の悪化を防止することができる。
【００３１】
次に、車内の様子を上方から見た場合について説明する。図３は、車内の様子を上方から見た場合における車両用投影表示装置１の動作の説明図である。なお、図３においては、図示の便宜上、車両用投影表示装置１の一部構成を省略している。また、図３に示すように、拡散板４１，４２は車両用横方向に２つ配置されているものとする。さらに、図３中に示す符号１３０はインストルメントパネルを表しているもとする。
【００３２】
まず、プロジェクタ２０からの投射光は、反射板３０により反射されてドライバ側拡散板４１と、同乗者側拡散板４２の双方に入射する。そして、投射光は、これらの拡散板４１，４２にて拡散される。これにより、ドライバ及び同乗者は、情報を視認できることとなる。特に、プロジェクタ２０の光軸上に同乗者側拡散板４２が設けられ、ドライバ及び同乗者のアイポイント１２０は、光軸上からズレた位置に存在している。このため、同乗者側拡散板４２が単なるミラーである場合には、ドライバ及び同乗者は、情報を視認できないこととなる。ところが、同乗者側拡散板４２は、光を拡散反射するため、ドライバ及び同乗者は、情報を視認できることとなる。
【００３３】
また、ドライバ側拡散板４１についても同様である。ドライバ側拡散板４１が単なるミラーである場合、投射光はドライバのアイポイント１２０に導かれにくくなっている。ところが、ドライバ側拡散板４１は光を拡散反射するため、ドライバは情報を視認できることとなる。
【００３４】
このようにして、第１実施形態に係る車両用投影表示装置１によれば、投射光が反射板３０にて反射されて最終的にアイポイント側に到達するまでの経路上に、光を拡散反射させる拡散板４０を設けている。このため、投射光は拡散されて広い範囲に反射されることとなる。このため、運転席や助手席からにかかわらず情報が視認しやすくなる。また、投射光は拡散されて広い範囲に反射されるため、特定の箇所に情報を投影しなくとも、ドライバから情報を視認しやすいようにすることができ、投影位置の自由度を向上させることができる。
【００３５】
さらに、拡散板４０には外来光が入射しないようにするフード５０を設け、且つ、反射板３０は、外来光をアイポイント側に導くことがないように設置されている。このため、拡散板４０や反射板３０に外来光が入射して視認性が悪化しないようになっている。特に、外来光をアイポイント側に導くことがないような角度で反射板３０を設置すると、投射光をアイポイントに好適に導くのに支障をきたし得る。ところが、投射光が拡散板４０にて拡散反射されるため、投射光を最終的にアイポイントに到達させることができる。よって、外来光による視認性の悪化を防止することができる。
【００３６】
従って、外来光による視認性の悪化を防止しつつも、情報の投射位置について自由度を向上させ、且つ、広い視認範囲を確保することができる。
【００３７】
また、提示すべき情報のうち優先度が高いものについて、拡散板４０にて特定値以上の反射率で反射されるように投射し、提示すべき情報のうち優先度が低いものについて、拡散板４０にて特定値未満の反射率で反射されるように投射する。これにより、優先度が高い情報を表示輝度を高くして、運転者に素早く認識させることができる。また、優先度が低い情報の表示輝度が小さくなるため、優先度の低い情報により優先度の高い情報が見えにくくなってしまうことを防止できる。
【００３８】
なお、本実施形態では、広い視認範囲を確保することができるため、複数のプロジェクタ２０を用いて、広い視認範囲を確保する必要もなくなるという副次的な効果も存在する。
【００３９】
次に、本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態に係る車両用投影表示装置２は、第１実施形態のものと同様であるが、プロジェクタ２０の設置位置及びプロジェクタ２０からの投射光の投射箇所が第１実施形態のものと比べて詳細に設定されている。
【００４０】
以下、第２実施形態に係る車両用投影表示装置２について説明する。第２実施形態においてプロジェクタ２０は、拡散板４０によって拡散反射される拡散反射光のうち、反射率が所定値以上となる光がアイポイント側に導かれるように、設置位置及び投射箇所が定められている。すなわち、提示すべき情報の表示輝度が拡散板４０による拡散で必要以上低下しないようにするために、プロジェクタ２０の設置位置及び投射箇所が好適に定められている。
【００４１】
図４は、プロジェクタ２０の設置位置の説明図である。車両用投影表示装置２では、拡散板４０により光を拡散させるため、プロジェクタ２０の設置位置は比較的自由度が高い。このため、プロジェクタ２０は、例えば、アイポイント１２０の上方位置Ａに設置されてもよく、アイポイント１２０のやや上方位置Ｂに設置されてもよく、アイポイント１２０と同様の位置Ｃに設置されてもよい。ところが、これら位置の相違によって、提示すべき情報の表示輝度が異なってくる。
【００４２】
図５は、プロジェクタ２０の設置位置と表示輝度との関係を示すグラフである。同図に示すように、表示輝度は、プロジェクタ２０を位置Ｂに設置した場合に最も高くなっている。すなわち、プロジェクタ２０は、位置Ａ，Ｃに設置するよりも、位置Ｂに設置することが望ましい。
【００４３】
また、表示輝度が所定値を下回ることがなければ、車両乗員は情報を視認しやすいと言える。この点、プロジェクタ２０は、図４に示した位置Ａ〜Ｃのいずれに設置されても、表示輝度が所定値以上となるため、車両乗員は情報を視認しやすいと言える。ところが、プロジェクタ２０を位置Ａよりもさらに上方に設置したり、位置Ｃよりもさらに下方に設置した場合には、表示輝度が所定値を下回るため、車両乗員は情報を視認しにくくなる。
【００４４】
そこで、第２実施形態においてプロジェクタ２０は、少なくとも表示輝度が所定値を確保できるように設置する。これにより、第２実施形態では、一定の視認性を確保している。
【００４５】
なお、所定値とは、昼間の走行環境においても車両乗員が視認できる程度の輝度であり、例えば背景輝度に対する表示輝度の比が「１０」以上となる輝度である。具体的に背景輝度に対する表示輝度の比が「１０」となる場合は、背景輝度が１０ｃｄ／ｍ２であって、表示輝度が１００ｃｄ／ｍ２である場合である。
【００４６】
図６は、プロジェクタ２０の投射箇所の説明図である。同図に示すように、車両用投影表示装置２では、拡散板４０により光を拡散させるため、プロジェクタ２０の投射箇所は比較的自由度が高い。このため、プロジェクタ２０は、例えば、反射板３０により投射光を反射させて拡散板４０の助手席側端部Ｄに光が入射するようにしてもよく、拡散板４０の中央部Ｅに光が入射するようにしてもよく、拡散板４０の運転席側端部Ｆに光が入射するようにしてもよい。ところが、これら投射箇所の相違によって、提示すべき情報の表示輝度が異なってくる。
【００４７】
図７は、プロジェクタ２０の投射箇所と表示輝度との関係を示すグラフである。同図に示すように、ドライバについて説明すると、表示輝度は、拡散板４０の中央部Ｅと運転席側端部Ｆとの中間に光が到達するように、投射光を投射した場合に最も高くなっている。すなわち、ドライバに関して言えば、プロジェクタ２０の投射箇所は、拡散板４０の中央部Ｅと運転席側端部Ｆとの中間に光が到達するように設定されることが望ましい。
【００４８】
また、同乗者について説明すると、表示輝度は、拡散板４０の中央部Ｅと助手席側端部Ｄとの中間に光が到達するように、投射光を投射した場合に最も高くなっている。すなわち、同乗者に関して言えば、プロジェクタ２０の投射箇所は、拡散板４０の中央部Ｅと助手席側端部Ｄとの中間に光が到達するように設定されることが望ましい。
【００４９】
ここで、提示すべき情報は、ドライバ及び同乗者の双方が見えやすいことが望ましい。このめ、ドライバ及び同乗者の双方について、表示輝度が所定値を下回ることがないように、投射箇所を決定することが望ましい。すなわち、図７に示すように、プロジェクタ２０はの投射箇所は、反射板３０にて投射光が反射されて、拡散板４０の助手席側端部Ｄのやや中央よりから運転席側端部Ｆのやや中央よりまでの範囲に光が入射するように設定されることが望ましい。
【００５０】
以上のように、プロジェクタ２０の設置位置及び投射箇所を決定すると、所定値以上の表示輝度が確保されて、ドライバ及び同乗者の双方について好適な表示を実現することができる。
【００５１】
図８は、プロジェクタ２０の投射箇所と表示輝度との関係を示すグラフであって、拡散板４０の拡散特性に変更を加えた場合の例をしめしている。同図に示すように、例えばテレビなどのエンターテイメント情報についての情報提示のために、拡散板４０の拡散特性に変更を加えたとする。
【００５２】
すなわち、車両停車中において、エンターテイメント情報を拡散板４０の中央部に到達するように投射光を投射する。これにより、ドライバ及び同乗者の双方にエンターテイメント情報を見えやすくすることができる。また、車両走行中において、エンターテイメント情報を拡散板４０の助手席側に到達するように投射光を投射する。これにより、ドライバにはエンターテイメント情報を見えにくくし、同乗者にエンターテイメント情報を見えやすくすることができる。以上、運転の妨げにならないように、好適な情報提供をすることができる。
【００５３】
このようにして、第２実施形態に係る車両用投影表示装置２によれば、第１実施形態と同様に、外来光による視認性の悪化を防止しつつも、情報の投射位置について自由度を向上させ、且つ、広い視認範囲を確保することができる。また、優先度の低い情報により優先度の高い情報が見えにくくなってしまうことを防止できる。
【００５４】
さらに、第２実施形態では、プロジェクタ２０は、拡散板４０により拡散反射される拡散反射光のうち、反射率が所定値以上となる光がアイポイント側に導かれるように、設置位置及び投射箇所が定められている。このため、情報の表示輝度が所定値以上確保されることとなり、ドライバ及び同乗者の双方について、視認性の低下を防止することができる。
【００５５】
また、拡散板４０のうち一部を他の部分と異なる拡散特性とし、プロジェクタ２０からの投射光が到達する箇所を、拡散板４０の一部及び他の部分との間で切替可能とされている。このため、例えば、エンターテイメント情報については、車両停車中においてドライバ及び同乗者の双方にエンターテイメント情報を見えやすくすることができる。また、車両走行中においてドライバにはエンターテイメント情報を見えにくくし、同乗者にエンターテイメント情報を見えやすくすることができる。以上より、運転の妨げにならないように、好適な情報提供をすることができる。
【００５６】
次に、本発明の第３実施形態について説明する。第３実施形態に係る車両用投影表示装置３は、第１実施形態のものと同様であるが、プロジェクタ２０の位置及びプロジェクタ２０からの投射光の投射方向が変更可能となっている。
【００５７】
以下、第３実施形態に係る車両用投影表示装置３について説明する。図９は、第３実施形態に係る車両用投影表示装置３の構成図である。同図に示すように、第３実施形態に係る車両用投影表示装置３は、推定駆動部６０を備えている。
【００５８】
推定駆動部６０は、車両乗員のアイポイント１２０を推定して、プロジェクタ２０の位置及びプロジェクタ２０からの投射光の投射方向を変更するものである。具体的に推定駆動部６０は、アイポイント推定機能（アイポイント推定手段）、投射方向推定機能（投射方向推定手段）、投射方向変更機能（投射方向変更手段）、位置推定機能（位置推定手段）、及び位置移動機能（位置移動手段）を有している。
【００５９】
アイポイント推定機能は、車両乗員のアイポイント１２０を推定する機能である。具体的に推定駆動部６０は、シートポジションセンサやバックミラー位置センサなどからの検出値を入力する構成となっている。このため、アイポイント推定機能は、これらセンサからの検出値に基づいて、車両乗員のアイポイント１２０を推定するようになっている。
【００６０】
より詳細にアイポイント推定機能は、特開２０００−３９８４７号公報に開示されているようにして、アイポイント１２０を推定する。すなわち、アイポイント推定機能は、シートの前後位置、シートのリクライニング角度から乗員の体格を推定する。そして、アイポイント推定機能は、推定して体格とシートの前後位置とからアイポイントを推定する。さらに、アイポイント推定機能は、バックミラーやサイドミラーの角度からアイポイント１２０を推定する。例えばバックミラーに関しては、ドライバが車両後方を視認できる角度に調節されている。このため、アイポイント推定機能は、バックミラーの角度からドライバのアイポイントを推定する。さらに、サイドミラーについても同様である。
【００６１】
投射方向推定機能は、アイポイント推定機能により推定されたアイポイント１２０、反射板３０の設置位置及び設置角度、拡散板４０の設置位置及び設置角度、並びに拡散板４０の拡散特性から、プロジェクタ２０の適切な投射方向を推定する機能である。ここで、適切な投射方向とは、第２実施形態に説明したように表示輝度が所定値以上又は最大となるような投射方向である。また、適切な投射方向とは、提示すべき情報がエンターテイメント情報である場合、走行中においてエンターテイメント情報がドライバに見えにくくなるような投射方向であってもよい。
【００６２】
投射方向変更機能は、投射方向推定機能により推定された投射方向に、プロジェクタ２０からの投射光が投射されるように、プロジェクタ２０の投射方向を変更する機能である。すなわち、投射方向変更機能は、プロジェクタ２０の角度を調節して、投射方向推定機能により推定された投射方向に、プロジェクタ２０からの投射光が投射されるようにする機能である。
【００６３】
また、位置推定機能は、アイポイント推定機能により推定されたアイポイント１２０、反射板３０の設置位置及び設置角度、拡散板４０の設置位置及び設置角度、並びに拡散板４０の拡散特性から、プロジェクタ２０の適切な位置を推定する機能である。ここで、適切な位置とは、第２実施形態に説明したように表示輝度が所定値以上又は最大となるような位置である。また、適切な位置とは、提示すべき情報がエンターテイメント情報である場合、エンターテイメント情報が走行中においてドライバに見えにくくなるような位置であってもよい。
【００６４】
位置移動機能は、位置推定機能により推定された位置に、プロジェクタ２０を移動させる機能である。すなわち、位置変更機能は、プロジェクタ２０を上下、前後及び左右に移動させて、位置推定機能により推定された位置にプロジェクタ２０を位置させる機能である。
【００６５】
次に、第３実施形態に係る車両用投影表示装置３の動作について説明する。図１０は、第３実施形態に係る車両用投影表示装置３の動作を示すフローチャートである。
【００６６】
図１０に示すように、まず、推定駆動部６０の投射方向推定機能及び位置推定機能は、反射板３０の設置位置及び設置角度、拡散板４０の設置位置及び設置角度、並びに拡散板４０の拡散特性の情報を入力する。そして、投射方向推定機能及び位置推定機能は、プロジェクタ２０の位置及び投射方向と、アイポイント１２０の位置とをパラメータとし、プロジェクタ２０の位置及び投射方向とアイポイント１２０の位置とに対する表示輝度を示す輝度特性を算出する（ＳＴ１）。
【００６７】
次いで、アイポイント推定機能は、シートポジションやミラー角度から、車両乗員のアイポイント１２０を推定する（ＳＴ２）。シートポジションからアイポイントを推定する技術は、例えば、特開２０００−３９８４７号公報等に開示されているように、運転席の前後位置或いはリクライニングの角度調整位置からドライバの体型を算出し、算出された体型及びシートの位置からアイポイント位置を算出する。また、バックミラーやサイドミラーの角度調節からもドライバのアイポイントを推定するデータが得られる。例えば、バックミラーやサイドミラーはドライバが後方を見るように調整されている為車両後方からバックミラーへの入射角のほぼ正反射方向にドライバのアイポイントが位置していると推定される。これらのデータを元にアイポイントを推定することができる。
【００６８】
その後、推定駆動部６０は、提示すべき情報が車速やエンジン回転数などの走行に必要となる走行情報であるか否かを判断する（ＳＴ３）。ここで、提示すべき情報が走行情報である場合（ＳＴ３：ＹＥＳ）、投射方向推定機能及び位置推定機能は、ステップＳＴ１において算出した輝度特性と、ステップＳＴ２において推定したアイポイント１２０とから、所定値以上の表示輝度が確保されるように、プロジェクタ２０の投射方向及び位置を推定する（ＳＴ４）。そして、処理はステップＳＴ７に移行する。
【００６９】
一方、提示すべき情報が走行情報でない場合（ＳＴ３：ＮＯ）、例えば提示すべき情報がエンターテイメント情報である場合、処理はステップＳＴ５に移行する。ステップＳＴ５において、推定駆動部６０は車両が停車中であるか否かを判断する（ＳＴ５）。
【００７０】
車両が停車中である場合（ＳＴ５：ＹＥＳ）、エンターテイメント情報をドライバに提示しても運転に何ら支障がない。このため、投射方向推定機能及び位置推定機能は、ステップＳＴ１において算出した輝度特性と、ステップＳＴ２において推定したアイポイント１２０とから、ドライバ及び同乗者の双方について、所定値以上の表示輝度が確保されるように、プロジェクタ２０の投射方向及び位置を推定する（ＳＴ４）。そして、処理はステップＳＴ７に移行する。
【００７１】
他方、車両が停車中でない場合（ＳＴ５：ＮＯ）、エンターテイメント情報をドライバに提示すると運転に支障がでる可能性がある。このため、投射方向推定機能及び位置推定機能は、輝度特性と推定したアイポイント１２０とから、ドライバについては、所定値未満の表示輝度となるように、同乗者については所定値以上の表示輝度が確保されるように、プロジェクタ２０の投射方向及び位置を推定する（ＳＴ６）。そして、処理はステップＳＴ７に移行する。
【００７２】
ステップＳＴ７において、投射方向変更機能及び位置変更機能は、ステップＳＴ４又はＳＴ６において推定された投射方向及び位置に、プロジェクタ２０の投射方向及び位置を変更する（ＳＴ７）。
【００７３】
そして、処理はステップＳＴ２に戻り、車両用投影表示装置３の電源がオフされるまで、図１０に示す処理が繰り返されることとなる。
【００７４】
このようにして、第３実施形態に係る車両用投影表示装置３によれば、第１実施形態と同様に、外来光による視認性の悪化を防止しつつも、情報の投射位置について自由度を向上させ、且つ、広い視認範囲を確保することができる。また、優先度の低い情報により優先度の高い情報が見えにくくなってしまうことを防止できる。
【００７５】
さらに、第３実施形態によれば、車両乗員のアイポイント１２０を推定して、プロジェクタ２０を適切な投射方向及び位置とするため、車両乗員の体格などによってアイポイント１２０が変わっても、適切な表示を行うことが可能となる。
【００７６】
特に、表示内容によって、さらには車両が停車中であるか否かに応じて、適切な表示を行うことが可能となるため、例えば、エンターテイメント情報について適切な表示を行うことができる。すなわち、車両停車中においてドライバ及び同乗者の双方にエンターテイメント情報を見えやすくし、車両走行中においてドライバにはエンターテイメント情報を見えにくくし、同乗者にエンターテイメント情報を見えやすくすることができる。そして、運転の妨げにならないように、好適な情報提供をすることができる。
【００７７】
次に、本発明の第４実施形態について説明する。第４実施形態に係る車両用投影表示装置４は、第１実施形態のものと同様であるが、反射板３０及びプロジェクタ２０の設置状態が第１実施形態のものと異なっている。
【００７８】
以下、第４実施形態に係る車両用投影表示装置４について説明する。図１１は、第４実施形態に係る車両用投影表示装置４の構成図である。同図に示すように、第４実施形態に係る車両用投影表示装置４は、第１実施形態の反射板３０と異なる形状の反射板３１を有している。この反射板３１は、反射面が凸面形状を為す部位を含んでいる。さらに、プロジェクタ２０は、インストルメントパネル１３０の上面に配置され、乗員の上方などの車両空間を狭めることがないように設けられている。
【００７９】
次に、第４実施形態に係る車両用投影表示装置４の動作を説明する。図１２は、第４実施形態に係る車両用投影表示装置４の動作の説明図であって、（ａ）はプロジェクタ２０の投射光を示し、（ｂ）は反射板３１により反射された光を示し、（ｃ）は拡散板４０の拡散反射光及び車両乗員からの表示像の見え方を示している。
【００８０】
まず、第１実施形態と同様に、制御装置１０は、ナビゲーションなどから情報を取得し、提示すべき情報の内容等をプロジェクタ２０に送信する。そして、プロジェクタ２０は、提示すべき情報を光学的情報に変換して、光学的情報をレンズ部を通して投射する。
【００８１】
このときの投射光を図１２（ａ）に示す。同図に示すように、投射光は、反射板３１の凸面形状の部位に投射されている。このため、図１２（ｂ）に示すように、プロジェクタ２０からの投射光は、凸面にて拡大されることとなる。そして、光は拡散板４０に入射し、光は拡散反射される。
【００８２】
次いで、図１２（ｃ）に示すように、拡散板４０にて反射された拡散反射光の一部は、再度反射板３０に到達する。そして、反射板３０に到達した拡散反射光は、反射板３０にて反射されて車両乗員のアイポイントに到達する。この結果、車両乗員からは、あたかも反射板３０の奥（図１の符号４０’の位置）に情報表示されているかのように見えることとなる。
【００８３】
ここで、第４実施形態では、プロジェクタ２０をインストルメントパネル１３０の上面に配置している。このため、プロジェクタ２０と反射板３１との距離が短く、表示像は小さくなってしまうことが考えられる。ところが、第４実施形態では、反射板３１の一部を凸面形状としているため、プロジェクタ２０からの投射光は凸面にて拡大される。故に、プロジェクタ２０をインストルメントパネル１３０の上面という反射板３１に近い位置に配置したとしても、表示像を大きくすることができる。
【００８４】
また、乗員は、上方にプロジェクタ２０が存在すると圧迫感を受ける傾向にある。ところが、第４実施形態では、乗員の上方の空間にプロジェクタ２０を配置しなくとも、充分な大きさの表示を実現することができる。従って、情報の視認性を低下させることなく、車内の快適性を向上させることができる。
【００８５】
このようにして、第４実施形態に係る車両用投影表示装置４によれば、第１実施形態と同様に、外来光による視認性の悪化を防止しつつも、情報の投射位置について自由度を向上させ、且つ、広い視認範囲を確保することができる。また、優先度の低い情報により優先度の高い情報が見えにくくなってしまうことを防止できる。
【００８６】
さらに、第４実施形態では、反射板３１は反射面が凸面形状を為す部位を含み、プロジェクタ２０からの投射光は反射板３１の凸面形状の部位に投影されようになっている。そして、反射板３１の凸面形状にて反射した反射光は、拡散板４０にて拡散反射されて、最終的に車両乗員のアイポイント側に導かれようになっている。このため、投射光は、反射板３１の凸面形状の部位にて拡大されることとなり、表示像を大きくすることができる。また、表示像を大きくすることができるため、プロジェクタ２０と反射板３１との距離を小さくすることができる。従って、情報の視認性を維持しつつ、プロジェクタ２０の配置位置に自由度を持たせることができる。
【００８７】
ここで、乗員は、上方にプロジェクタ２０が存在すると圧迫感を受ける傾向にある。ところが、第４実施形態では、プロジェクタ２０及び反射板３１がインストルメントパネル上面に配置されているため、圧迫感を受けないようになっている。また、上記の如く、投射光は、反射板３１の凸面形状の部位にて拡大するため、両者を近接して配置することが可能となっている。従って、情報の視認性を低下させることなく、車内の快適性を向上させることができる。
【００８８】
以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更を加えてもよい。例えば、本実施形態では、拡散板４０の拡散特性は固定のものであったが、固定に限らず、分散液晶などを用いて可変とするようにしてもよい。これにより、一層の視認性向上を図ることが可能となる。
【００８９】
また、反射板３０，３１は、光の入射角によらず反射率が高いものが好ましいが、これに限らず、特定の入射角に対して反射率が高く、他の入射角では反射率が低いものを用いてもよい。これにより、さらに外来光による視認性の低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明の第１実施形態による車両用投影表示装置の構成図である。
【図２】拡散板の説明である。
【図３】車内の様子を上方から見た場合における車両用投影表示装置の動作の説明図である。
【図４】プロジェクタの設置位置の説明図である。
【図５】プロジェクタの設置位置と表示輝度との関係を示すグラフである。
【図６】プロジェクタの投射箇所の説明図である。
【図７】プロジェクタの投射箇所と表示輝度との関係を示すグラフである。
【図８】プロジェクタの投射箇所と表示輝度との関係を示すグラフであって、拡散板の拡散特性に変更を加えた場合の例をしめしている。
【図９】第３実施形態に係る車両用投影表示装置の構成図である。
【図１０】第３実施形態に係る車両用投影表示装置の動作を示すフローチャートである。
【図１１】第４実施形態に係る車両用投影表示装置の構成図である。
【図１２】第４実施形態に係る車両用投影表示装置の動作の説明図であって、（ａ）はプロジェクタの投射光を示し、（ｂ）は反射板により反射された光を示し、（ｃ）は拡散板の拡散反射光及び車両乗員からの表示像の見え方を示している。
【符号の説明】
【００９１】
１〜４…車両用投影表示装置
２０…プロジェクタ（投射手段）
３０，３１…反射板（反射手段）
４０，４１，４２…拡散板（拡散手段）
５０…フード（外来光遮断手段）
６０…推定駆動部（アイポイント推定手段，投射方向推定手段，投射方向変更手段，位置推定手段，位置移動手段）
１２０…アイポイント
１３０…インストルメントパネル
【図１】
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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６】
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【図７】
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【図８】
2006159931.tif 000010
【図９】
2006159931.tif 000011
【図１０】
2006159931.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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