(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車室内に設けられたスクリーン上に映像を投影することにより車両の乗員に映像を呈示する車載表示装置であって、
前記スクリーンに対する乗員の眼及び投影部の位置に関する情報を収集する収集手段と、
前記収集手段により収集された情報と前記スクリーンの位置情報とに基づいて、前記乗員に正対するスクリーンを仮想的に設定し、設定した仮想スクリーン上の位置に対応するスクリーン上の位置を算出する変換位置算出手段と、
前記変換位置算出手段の算出結果に従って、前記スクリーン上に投影する映像の各画素位置を対応する前記仮想スクリーン上の画素位置に変換する画素位置変換手段と、
前記画素位置変換手段により画素位置が変換された映像を前記投影部を介してスクリーン上に投影する映像出力手段と
を備えることを特徴とする車載表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車載表示装置において、
前記収集手段は、前記乗員が着席している座席の前後方向位置及びリクライニング角度と、当該座席の所定部位と前記乗員の眼及び前記スクリーンの位置関係とに基づいて、スクリーンに対する乗員の眼の位置を算出することを特徴とする車載表示装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の車載表示装置において、
前記映像出力手段は、車両の前列席の背面に設置され、前記収集手段は、当該前列席の前後方向位置及びリクライニング角度と、当該前列席の所定部位と前記投光部及び前記スクリーンの位置関係と、前記投光部を通り、且つ、前列席のリクライニング軸と直交する直線に対する映像の投影方向の傾き角度とに基づいて、前記スクリーンに対する前記投影部の位置を算出することを特徴とする車載表示装置。
【請求項４】
請求項３に記載の車載表示装置において、
車載表示装置が車両の運転席及び助手席の背面にそれぞれ設置され、スクリーンに投影する映像を左右方向で分割して各車載表示装置の画素位置変換手段に入力する映像入力手段を備え、各車載表示装置の画素位置変換手段は、画素位置を変換した後に映像の上下端位置を車載表示装置間で同一に調整することを特徴とする車載表示装置。
【請求項５】
請求項４に記載の車載表示装置において、
前記スクリーン上における乗員の視界中心位置が最も前方にある乗員が着席している座席を基準席として選択する基準席選択手段を備え、各画素位置変換手段は、基準席選択手段により選択された基準席について前記画素位置算出手段が算出した結果に従って画素位置を変換することを特徴とする車載表示装置。
【請求項６】
請求項４又は請求項５に記載の車載表示装置において、
前記映像入力手段は、運転席及び助手席側の車載表示装置が表示する映像が同一である場合、映像を左右方向で分割して各車載表示装置の画素位置変換手段に入力し、運転席及び助手席側の車載表示装置が表示する映像が同一でない場合には、対応する映像を各車載表示装置の画素位置変換手段に入力することを特徴とする車載表示装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のうち、いずれか１項に記載の車載表示装置において、
前記画素位置変換手段により変換された画素位置が前記映像出力手段の映像の投影範囲外にある場合、当該画素位置が映像の投影範囲内になるように映像の投影方向を調整する投影方向調整手段を備えることを特徴とする車載表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スクリーン反射型の投影式映像表示機器（以下プロジェクタと表記）を利用して車両の乗員に映像を呈示する車載表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、複数のプロジェクタを組み合わせてスクリーン上に大画面の映像を表示する表示装置が知られている（特許文献１参照）。この表示装置は、各プロジェクタの総表示範囲よりも狭い実行表示範囲を隣接配置し、各実行表示範囲の境界部に実行表示範囲外の映像が投影されないように遮蔽板を設け、各実行表示範囲を総表示範囲内で移動調整することにより、実行表示範囲の境界部において表示ずれがない大画面の映像を表示する。
【特許文献１】特開平１１−３４１４０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
車室内のような比較的狭い空間内において運転者の視界の妨げにならないようにしながら映像を表示する場合、スクリーンに略正対した位置関係でプロジェクタや利用者席を配置することは難しい。このため一般に車室内のような比較的狭い空間内では、映像はスクリーンに対し斜め方向から投影され、利用者もその映像を斜め方向から見ることになり、この結果、映像は利用者から見ると極端な台形形状に歪んでしまう。ところが上述の従来の表示装置は、スクリーンに利用者が略正対していることを前提としているために、映像を投影するスクリーンに利用者が略正対した位置関係をとることが困難な状況では歪みのない大画面の映像を表示することができない。
【０００４】
なおこのような問題を解決するために、歪んだ映像の輪郭を変形補正する方法が考えられる。しかしながらこのような方法によれば、映像を構成する各画素間の投影距離（スクリーンとプロジェクタ間の距離）の違いに起因して画素の粗密が生じ、映像内に歪みが発生する。また運転者の視界の妨げにならないようにしながら大画面の映像を表示する場合、車室の天井部をスクリーンとして用いると共に天井部位の近傍に位置する座席のシートバックにプロジェクタを装着することが有効である。しかしながら、座席の位置は利用者が調整できるので、座席の位置の変化に伴い映像の投影位置や歪みの程度が変化する。このことは別々のシートバックに装着されたプロジェクタの投影映像を並べて大画面の映像を構成する場合に特に顕著になる。
【０００５】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、スクリーンに対し略正対した位置関係にプロジェクタや乗員席が配置されていない場合であっても歪みの少ない映像を乗員に呈示可能な車載表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る車載表示装置は、乗員に正対するスクリーンを仮想的に設定し、設定した仮想スクリーン上の位置に対応するスクリーン上の位置を算出し、算出結果に従って、スクリーン上に投影する映像の各画素位置を対応する仮想スクリーン上の画素位置に変換し、画素位置が変換された映像をスクリーン上に投影する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る車載表示装置よれば、スクリーンに対し略正対した位置関係にプロジェクタや乗員席が配置されていない場合であっても歪みの少ない映像を乗員に呈示できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面を参照して、本発明の第１乃至第４の実施形態となる車載表示装置の構成及びその動作について説明する。
【０００９】
〔第１の実施形態〕
始めに、図１乃至図９を参照して、本発明の第１の実施形態となる車載表示装置の構成について説明する。
【００１０】
本発明の第１の実施形態となる車載表示装置は、車両に搭載され、図１に示すように、プロジェクタ１，シートポジション検出部２，位置情報収集部３，変換位置算出部４，映像入力部５，画素位置変換部６，及び映像出力部７を主な構成要素として備える。位置情報収集部３，変換位置算出部４，映像入力部５，画素位置変換部６，及び映像出力部７の機能はマイクロプロセッサ内部のコンピュータが予め記憶されたコンピュータプログラムを実行することにより実現される。これら各部の機能については後述する。
【００１１】
プロジェクタ１は、液晶モジュールを透過させた光源からの投射光を光学的にスクリーン上に結像させる市販のプロジェクタにより構成され、図２，３に示すように運転席（前列席）１０ａのヘッドレスト部後方に配置されている。プロジェクタ１は、車室内の天井部１２をスクリーンとして利用し、車室内の天井部１２の映像投影領域１３内に映像光１４を投影する。
【００１２】
シートポジション検出部２は、市販の位置センサにより構成され、前列席リクライニング角検出部２ａ，前列席座面位置検出部２ｂ，利用者席リクライニング角検出部２ｃ，及び利用者席座面位置検出部２ｄを備える。シートポジション検出部２は、前列席リクライニング角検出部２ａ，前列席座面位置検出部２ｂ，利用者席リクライニング角検出部２ｃ，及び利用者席座面位置検出部２ｄを利用して、天井部１２の法線方向に対する運転席１０ａと後部座席１０ｂのリクライニング角度及び座面の前後位置を検出する。シートポジション検出部２は、位置センサではなく、利用者によるリクライニング角度及び座面の前後位置の手動操作量（調整量）を検出する手段により構成してもよい。
【００１３】
本発明の第１の実施形態となる車載表示装置は、図３に示すように、スクリーン車室内の天井部１２の映像投影領域１３内に映像光１４を投影することにより、後部座席１０ｂに座っている利用者に対し例えば図４（ａ）に示すような映像を呈示する。このような構成を有する車載表示装置では、スクリーンに対し略正対した位置関係でプロジェクタ１や後部座席１０ｂを配置することは難しい。このため映像はスクリーンに対し斜め方向から投影され、結果として映像は例えば図４（ｂ）に示すように台形形状に歪んでしまう。また利用者もその映像を斜め方向から見ることになるので、映像は例えば図４（ｃ）に示すように利用者から見るとさらに極端な台形形状に歪んでしまう。なおこのような問題を解決するために、台形形状の映像が長方形形状の映像に見えるように映像の輪郭を予め変形補正する方法が考えられる。しかしながらこのような方法によれば、映像を構成する各点間の投影距離の差に伴い例えば図４（ｄ）に示すように画素の粗密（図４では点線の間隔が画素の粗密を表す）が生じ、映像の歪みが残る。
【００１４】
そこで本発明の第１の実施形態となる車載表示装置は、以下に示す映像調整処理を実行することにより、スクリーンに略正対した位置関係にプロジェクタ１や後部座席１０ｂが配置されていない場合であっても歪みの少ない映像を利用者に呈示することを可能にする。以下、図５に示すフローチャートを参照して、この映像調整処理を実行する際の車載表示装置の動作について説明する。
【００１５】
〔映像調整処理〕
図５に示すフローチャートは、車載表示装置の電源がオフ状態からオン状態に切り換えられたタイミングで開始となり、映像調整処理はステップＳ１の処理に進む。
【００１６】
ステップＳ１の処理では、位置情報収集部３が、シートポジション検出部２により検出された運転席１０ａと後部座席１０ｂのリクライニング角度ａｐ，ａｕ（及び座面の前後位置に基づいて後部座席１０ｂに着席している利用者のスクリーンに対する目１５の位置（座標値）及びプロジェクタ１の投光部の位置（座標値，投影角）を推定する。具体的にはこの処理では、図６のフローチャートに示すように、前列席リクライニング角検出部２ａが運転席１０ａのリクライニング角度ａｐを検出し（ステップＳ１１）、前列席座面位置検出部２ｂが運転席１０ａの座面の前後位置を検出する（ステップＳ１２）。また利用者席リクライニング角検出部２ｃが後部座席１０ｂのリクライニング角度ａｕを検出し（ステップＳ１３）、利用者席座面位置検出部２ｄが後部座席１０ｂの座面の前後位置を検出する（ステップＳ１４）。そして位置情報収集部３が、運転席１０ａと後部座席１０ｂのリクライニング角度ａｐ，ａｕ及び座面の前後位置に基づいて後部座席１０ｂに着席している利用者のスクリーンに対する目１５の位置及びプロジェクタ１の投光部の位置を推定する。（ステップＳ１５）。これにより、ステップＳ１の処理は完了し、映像調整処理はステップＳ２の処理に進む。
【００１７】
ステップＳ２の処理では、映像入力部５が、公知のビデオキャプチャ技術を利用してＮＴＳＣ信号をフレーム毎に取り込み画素位置変換部６に出力する。これにより、ステップＳ２の処理は完了し、映像調整処理はステップＳ３の処理に進む。
【００１８】
ステップＳ３の処理では、変換位置算出部４が、ステップＳ１の処理により推定された後部座席１０ｂに着席している利用者のスクリーンに対する目１５の位置及びプロジェクタ１の投光部の位置に基づいて、プロジェクタ１の投光部及び利用者の目１５に正対するスクリーンをそれぞれ仮想スクリーン２０，２１として仮想的に想定し、この仮想スクリーン２１上における映像の位置に対応する実スクリーン上の位置を算出する。
【００１９】
具体的には図７（ａ）に示すように、車室の天井部１２と床面１７間の距離をｈｒ，後部座席１０ｂのシートバックの回転軸（所定部位）２２ｂと床面１７間の距離をｈｕ，後部座席１０ｂのシートバックの回転軸２２ｂと利用者の目１５を通る仮想スクリーン２１の法線間の距離をＴｕ，後部座席１０ｂのシートバックの回転軸２２ｂを通るシートバックの平行線と利用者の目１５間の距離をＵｕとすると、利用者の目１５の位置と天井部１２間の最短距離Ｍ，利用者の視界方向と天井部１２面の法線がなす角度ξ，及びシートバックの回転軸２２ｂを基準とした車両前後方向における利用者の目１５の位置Ｌｕは以下の数式１〜３のように表される。
【数１】
0005141303.tif 000002
【数２】
0005141303.tif 000003
【数３】
0005141303.tif 000004
【００２０】
また図７（ａ），（ｂ）に示すように、運転席１０ａのシートバックの回転軸２２ａと床面１７間の距離をｈｐ，プロジェクタ１の投光部２３から運転席１０ａのシートバックの回転軸２２ａを通るシートバックの平行線に下ろした垂線と平行線の交点とシートバックの回転軸２２ａ間の距離をＴｐ，運転席１０ａのシートバックの回転軸２２ａを通るシートバックの平行線とプロジェクタ１の投光部２３間の距離をＵｐ，運転者席１０ａのリクライニング方向を基準としたプロジェクタ１の投影角度をｂｐとすると、プロジェクタ１の投光部２３の位置と天井部１２間の最短距離Ｐ，投影する映像の中心方向と天井部１２面の法線がなす角度θ，及び車両前後方向におけるプロジェクタ１の投光部２３の位置Ｌｐは以下の数式４〜６のように表される。
【数４】
0005141303.tif 000005
【数５】
0005141303.tif 000006
【数６】
0005141303.tif 000007
【００２１】
また図８に示すように、利用者から見た仮想スクリーン２１上の位置α（仮想スクリーン２１上の任意の画素が利用者の視界中心位置ｘｍとなす角度）における画素とプロジェクタ１から見た映像投影領域１３上の位置β（映像投影領域１３上の任意の画素が仮想スクリーン２０の法線となす角度）における画素は一致することから以下の数式７が成り立つ。なお数式７，８中のパラメータζ，ψはそれぞれ仮想スクリーン２０，２１の画角を示す。
【数７】
0005141303.tif 000008
【００２２】
従って上記数式７を解くことにより以下の数式８〜１０が得られる。この数式８〜１０は、プロジェクタ１から映像を投影する際に映像の画素位置を位置ｆ（α）に変換した上で映像を投影することにより、利用者には映像が位置αに投影されているように見える、換言すれば、利用者はあたかも正対する仮想スクリーン２１上に映像が表示されているように見えることを示す。
【数８】
0005141303.tif 000009
【数９】
0005141303.tif 000010
【数１０】
0005141303.tif 000011
【００２３】
そこで変換位置算出部４は、数式８〜１０を利用して映像投影領域１４内の各点について仮想スクリーン２１に対応する位置を算出する。これにより、ステップＳ３の処理は完了し、映像調整処理はステップＳ４の処理に進む。
【００２４】
ステップＳ４の処理では、画素位置変換部６が、ステップＳ３の処理結果に従って、映像入力部５から入力される映像の各画素の位置を対応する仮想スクリーン２１上における画素位置に変換する。これにより、ステップＳ４の処理は完了し、映像調整処理はステップＳ５の処理に進む。
【００２５】
ステップＳ５の処理では、映像出力部７が、画素位置変換部６により画素位置が変換された映像をスクリーン上に投影する。これにより、ステップＳ５の処理は完了し、一連の映像調整処理は終了する。
【００２６】
以上の説明から明らかなように、本発明の第１の実施形態となる車載表示装置では、位置情報収集部３が、映像投影領域１３に対する利用者の眼１５及びプロジェクタ１の投影部２３の位置を算出し、変換位置算出部４が、位置情報収集部３により算出された位置情報と映像投影領域１３の位置情報とに基づいて、利用者と正対する仮想スクリーン２１を設定し、仮想スクリーン２１上に投影された映像の画素位置に対応する映像投影領域１３上における映像の画素位置を算出する。そして、画素位置変換部６が、変換位置算出部４の算出結果に従って映像投影領域１３に投影する映像の各画素位置を仮想スクリーン２１上の画素位置に変換し、プロジェクタ１が、画素位置が変換された映像を映像投影領域１３に投影する。
【００２７】
このような処理によれば、プロジェクタ１には図９（ａ）に示すような台形形状に歪んだ映像が入力され、映像投影領域１３に正対する位置から見た場合、映像は図９（ｂ）に示すような台形形状に歪んで見えるが、映像投影領域１３に正対していない位置から見た場合には、映像は図９（ｃ）に示すような歪みのない形状に見える。従って本発明の第１の実施形態となる車載表示装置によれば、映像投影領域１３に対し略正対した位置関係にプロジェクタ１や利用者席が配置されていない場合であっても歪みの少ない映像を利用者に呈示することができる。
【００２８】
また本発明の第１の実施形態となる車載表示装置では、位置情報収集部３は、利用者が着席している後部座席１０ｂの前後方向位置及びリクライニング角度と、後部座席１０ｂのシートバックの回転軸２２ｂと利用者の眼及び映像投影領域１３の位置関係とに基づいて、映像投影領域１３に対する利用者の眼１５の位置を算出するので、利用者が後部座席１０ｂの前後方向位置やリクライニング角度を変更した場合であっても、利用者に略正対する仮想スクリーン２１を想定し、歪みの少ない映像を利用者に呈示することができる。
【００２９】
また本発明の第１の実施形態となる車載表示装置では、プロジェクタ１は、運転席１０ａのシートバックに設置され、位置情報収集部３は、運転席１０ａの前後方向位置及びリクライニング角度と、運転席１０ａのシートバックの回転軸２２ａと投光部２３及び映像投影領域１３の位置関係と、投光部２３を通り、且つ、運転席１０ａのリクライニング軸と直交する直線に対する映像の投影方向の傾き角度とに基づいて、映像投影領域１３に対する投影部２３の位置を算出するので、運転者の視界の妨げにならないようにプロジェクタ１と映像投影領域１３を近い位置関係で配置し、運転者が運転席１０ａの前後方向位置やリクライニング角度を変更した場合であっても、歪みの少ない映像を利用者に呈示することができる。
【００３０】
〔第２の実施形態〕
次に、図１０乃至図１５を参照して、本発明の第２の実施形態となる車載表示装置の構成について説明する。
【００３１】
本発明の第２の実施形態となる車載表示装置は、図１０，１１に示すように、本発明の第１の実施形態となる車載表示装置が運転者席１０ａと助手席１０ｃに配置されていると共に基準席決定部３０を備える構成になっている。そしてこのような構成を有する車載表示装置は、以下に示す映像調整処理を実行することにより、スクリーンに対し略正対した位置関係にプロジェクタ１や後部座席１０ｂが配置されていない場合であっても歪みの少ない大画面の映像を利用者に呈示することを可能にする。以下、図１２に示すフローチャートを参照して、この映像調整処理を実行する際の車載表示装置の動作について説明する。
【００３２】
〔映像調整処理〕
図１２に示すフローチャートは、車載表示装置の電源がオフ状態からオン状態に切り換えられたタイミングで開始となり、映像調整処理はステップＳ２１の処理に進む。
【００３３】
ステップＳ２１の処理では、各車載表示装置の位置情報収集部３が、シートポジション検出部２により検出された前列席及び後部座席のリクライニング角度及び座面の前後位置に基づいて後部座席に着席している利用者のスクリーンに対する目１５の位置及びプロジェクタ１の投光部の位置を推定する。具体的にはこの処理では、図１３のフローチャートに示すように、助手席側に設置された車載表示装置の前列席リクライニング角検出部２ａが助手席（（前列席（Ｌ））１０ｃのリクライニング角度を検出し（ステップＳ３１）、前列席座面位置検出部２ｂが助手席１０ｃの座面の前後位置を検出する（ステップＳ３２）。
【００３４】
また運転席側に設置された車載表示装置の前列席リクライニング角検出部２ａが運転席（前列席（Ｒ））１０ａのリクライニング角度を検出し（ステップＳ３３）、前列席座面位置検出部２ｂが運転席１０ａの座面の前後位置を検出する（ステップＳ３４）。また助手席側に設置された車載表示装置の利用者席リクライニング角検出部２ｃが助手席１０ｃの後部座席（利用者席（Ｌ））のリクライニング角度を検出し（ステップＳ３５）、利用者席座面位置検出部２ｄが助手席１０ｃの後部座席の座面の前後位置を検出する（ステップＳ３６）。また運転席側１０ａに設置された車載表示装置の利用者席リクライニング角検出部２ｃが運転席１０ａの後部座席（利用者席（Ｒ））のリクライニング角度を検出し（ステップＳ３７）、利用者席座面位置検出部２ｄが運転席１０ａの後部座席の座面の前後位置を検出する（ステップＳ３８）。
【００３５】
そして位置情報収集部３が、運転席（前列席（Ｒ）），助手席（前列席（Ｌ）），左側及び右側の後部座席（利用者席（Ｌ），（Ｒ））のリクライニング角度及び座面の前後位置に基づいて左側及び右側の後部座席に着席している利用者のスクリーンに対する目１５の位置及びプロジェクタ１の投光部２３の位置を推定する。（ステップＳ３９）。これにより、ステップＳ２１の処理は完了し、映像調整処理はステップＳ２２の処理に進む。
【００３６】
ステップＳ２２の処理では、各車載表示装置の映像入力部５が、公知のビデオキャプチャ技術を利用してＮＴＳＣ信号をフレーム毎に取り込み画素位置変換部６に出力する。これにより、ステップＳ２２の処理は完了し、映像調整処理はステップＳ２３の処理に進む。
【００３７】
ステップＳ２３の処理では、基準席決定部３０が、左側及び右側の後部座席の間で画素位置変換処理の際に仮想スクリーン２１を想定する後部座席を基準席として選択する。具体的には図１４のフローチャートに示すように、基準席決定部３０は、左側及び右側の後部座席に着席している利用者の視界中心位置ｘｍ［Ｌ］，［Ｒ］を算出し（ステップＳ４１，４２）、右側の後部座席に着席している利用者の視界中心位置ｘｍ［Ｒ］が左側の後部座席に着席している利用者の視界中心位置ｘｍ［Ｌ］より前方に位置するか否かを判別する（ステップＳ４３）。
【００３８】
そして判別の結果、右側の後部座席に着席している利用者の視界中心位置ｘｍ［Ｒ］が左側の後部座席に着席している利用者の視界中心位置ｘｍ［Ｌ］より前方に位置する場合、基準位置決定部３０は右側の後部座席を基準席として選択し（ステップＳ４４）、逆に右側の後部座席に着席している利用者の視界中心位置ｘｍ［Ｒ］が左側の後部座席に着席している利用者の視界中心位置ｘｍ［Ｌ］より後方に位置する場合には、基準位置決定部３０は左側の後部座席を基準席として選択する（ステップＳ４５）。なお視界中心位置ｘｍは、図７に示す各後部座席における利用者の眼１５の位置，天井までの距離Ｍ，及び利用者の視界の中心方向ξから算出できる。これにより、ステップＳ２３の処理は完了し、映像調整処理はステップＳ２４の処理に進む。
【００３９】
ステップＳ２４の処理では、映像入力部５が、公知のビデオキャプチャ技術を利用してＮＴＳＣ信号をフレーム毎に取り込み、映像を左右方向で２つに分割して各車載表示装置の画素位置変換部６に出力する。これにより、ステップＳ２４の処理は完了し、映像調整処理はステップＳ２５の処理に進む。
【００４０】
ステップＳ２５の処理では、各車載表示装置の変換位置算出部４が、ステップＳ２３の処理により選択された基準席の位置情報に基づいて、数式８〜１０を利用して映像投影領域１４内の各点について仮想スクリーン２１に対応する位置を算出する。これにより、ステップＳ２５の処理は完了し、映像調整処理はステップＳ２６の処理に進む。
【００４１】
ステップＳ２６の処理では、各車載表示装置の画素位置変換部６が、ステップＳ２５の処理結果に従って、映像入力部５から入力される映像の各画素の位置を対応する仮想スクリーン２１上における画素位置に変換する。なおこの処理によれば、図１５（ａ）に示すような台形形状に歪んだ映像を歪みがないように利用者に呈示できるが、運転席側の車載表示装置により表示された映像（右席映像）と助手席側の車載表示装置により表示された映像（左席映像）が図１５（ｂ）に示すように不連続になることがある。このため各車載表示装置の画素位置変換部６は、図１５（ｃ）に示すように右席映像と左席映像の上下端位置が同じになるように映像を補正することが望ましい。これにより、ステップＳ２６の処理は完了し、映像調整処理はステップＳ２７の処理に進む。
【００４２】
ステップＳ２７の処理では、各車載表示装置の映像出力部７が、画素位置変換部６により画素位置が変換された映像をスクリーン上に投影する。これにより、ステップＳ２７の処理は完了し、一連の映像調整処理は終了する。
【００４３】
以上の説明から明らかなように、本発明の第２の実施形態となる車載表示装置は、車両の運転席１０ａ及び助手席１０ｃのシートバックにそれぞれ設置され、映像入力部５が、スクリーンに投影する映像を左右方向で分割して各車載表示装置の画素位置変換部６に入力し、各画素位置変換部６は、画素位置を変換した後に映像の上下端位置を図１５（ｃ）に示すように車載表示装置間で同一に調整するので、歪みのない大画面の映像を利用者に呈示できる。
【００４４】
また本発明の第２の実施形態となる車載表示装置によれば、基準席決定部３０が、スクリーン上における利用者の視界中心位置ｘｍが最も前方にある利用者が着席している後部座席を基準席として選択し、各画素位置変換部６は、基準席決定部３０により選択された基準席について変換位置算出部４が算出した画素位置に従って画素位置を変換するので、例えばシートバックが立ち気味の後部座席に着席している場合等に利用者が見上げるような姿勢で映像を見なければならなくなるような不便さが発生することを回避できる。
【００４５】
〔第３の実施形態〕
次に、図１６，１７を参照して、本発明の第３の実施形態となる車載表示装置の構成について説明する。
【００４６】
本発明の第３の実施形態となる車載表示装置は、図１６に示すように、本発明の第２の実施形態となる車載表示装置の構成に加えて、入力映像判断部４１と映像切替部４２を備える構成になっている。そして本実施形態において車載表示装置は、以下に示す映像調整処理を実行することにより、スクリーンに対し略正対した位置関係にプロジェクタ１や後部座席１０ｂが配置されていない場合であっても歪みの少ない大画面の映像を利用者に呈示することを可能にする。以下、図１７に示すフローチャートを参照して、この映像調整処理を実行する際の車載表示装置の動作について説明する。
【００４７】
〔映像調整処理〕
図１７に示すフローチャートは、車載表示装置の電源がオフ状態からオン状態に切り換えられたタイミングで開始となり、映像調整処理はステップＳ５１の処理に進む。なおステップＳ５１，Ｓ５２の処理は図１２に示すフローチャートにおけるステップＳ２１，Ｓ２２の処理と同じであるので、以下ではその説明を省略し、ステップＳ５３の処理から説明を始める。
【００４８】
ステップＳ５３の処理では、入力映像判断部４１が、映像入力部５から出力された助手席１０ｃ側の車載表示装置用の映像と運転席１０ａ側の車載表示装置用の映像が同一のものであるか否かを判別する。そして判別の結果、助手席１０ｃ側の車載表示装置用の映像と運転席１０ａ側の車載表示装置用の映像が同一のものである場合、入力映像判断部４１は映像調整処理をステップＳ５４，Ｓ５５の処理に進める。一方、助手席１０ｃ側の車載表示装置用の映像と運転席１０ａ側の車載表示装置用の映像が同一のものでない場合には、入力映像判断部４１は映像調整処理をステップＳ５６の処理に進める。なおステップＳ５４，Ｓ５５の処理は図１２に示すフローチャートにおけるステップＳ２３，Ｓ２４の処理と同じであるので、以下ではその説明を省略する。
【００４９】
ステップＳ５６の処理では、映像切替部４２が、映像入力部５から出力された助手席１０ｃ側の車載表示装置用の映像と運転席１０ａ側の車載表示装置用の映像をそれぞれ助手席１０ｃ側及び運転席１０ａ側の車載表示装置の画素位置変換部６に入力する。これにより、ステップＳ５６の処理は完了し、映像調整処理はステップＳ５７の処理に進む。なおステップＳ５７以後の処理は、図１２に示すフローチャートにおけるステップＳ２５以後の処理と同じであるので、以下ではその説明を省略する。
【００５０】
以上の説明から明らかなように、本発明の第３の実施形態となる車載表示装置では、入力映像判断部４１が、助手席１０ｃ側の車載表示装置が表示する映像と運転席１０ａ側の車載表示装置が表示する映像を予め比較する。そして映像が共通のものである場合、映像切替部４２が共通の映像を左右方向で分割した映像を画素位置変換部６による変換の対象とし、映像が共通のものでない場合には、助手席１０ｃ側及び運転席１０ａ側に対応した映像を画素位置変換部６による変換の対象とする。従って本発明の第３の実施形態となる車載表示装置によれば、後部座席に着席している複数の利用者が共通の映像を見る場合、複数の投影映像を組み合わせることにより大画面の映像を提供でき、逆に後部座席に着席している複数の利用者がそれぞれ違った映像を見る場合には、各後部座席毎に異なった映像を提供することができる。
【００５１】
〔第４の実施形態〕
次に、図１８，１９を参照して、本発明の第４の実施形態となる車載表示装置の構成について説明する。
【００５２】
図８に示すように、利用者の目１５の位置とプロジェクタ１の投光部２３のスクリーン方向の距離Ａは以下の数式１１により表される。この数式１１は、後部座席１０ｂのリクライニング角度に基づく利用者の視線方向ξと像画角ψで表される映像投影領域をカバーするプロジェクタ１の映像投影画角ζが映像投影領域に含まれる範囲で投影する映像の中心方向と天井部１２面の法線がなす角度θを調整可能であることを意味する。従って、画素位置変換部６により位置変換された映像投影領域１４から逸脱している場合、プロジェクタ１の映像の投影方向を変更することにより映像が投影範囲内に収まるようにすることができる。
【数１１】
0005141303.tif 000012
【００５３】
そこで本発明の第４の実施形態となる車載表示装置は、図１８に示すように、本発明の第３の実施形態となる車載表示装置の構成に加えて、プロジェクタ１の映像の投影方向を調整するプロジェクタ角度調整部５１を備える構成になっている。プロジェクタ角度調整部５１は、運転席１０ａのヘッドレスト部後方にプロジェクタ１を設置する治具により構成され、映像光１４の投影位置を変更できるようにプロジェクタ１の投光部を横方向（車幅方向）に貫通する直線を回転軸としてプロジェクタ１を鉛直面内で回転させる。そして本実施形態において車載表示装置は、以下に示す映像調整処理を実行することにより、スクリーンに対し略正対した位置関係にプロジェクタ１や後部座席１０ｂが配置されていない場合であっても歪みの少ない大画面の映像を利用者に呈示することを可能にする。以下、図１９に示すフローチャートを参照して、この映像調整処理を実行する際の車載表示装置の動作について説明する。
【００５４】
〔映像調整処理〕
図１９に示すフローチャートは、車載表示装置の電源がオフ状態からオン状態に切り換えられたタイミングで開始となり、映像調整処理はステップＳ６１の処理に進む。なおステップＳ６１乃至ステップＳ６７の処理は図１７に示すフローチャートにおけるステップＳ５１乃至ステップＳ５７の処理と同じであるので、以下ではその説明を省略し、ステップＳ６８の処理から説明を始める。
【００５５】
ステップＳ６８の処理では、プロジェクタ角度調整部５１が、画素位置変換部６により変換された画素位置が映像投影領域５１内に位置するか否かを判別する。そして判別の結果、画素位置変換部６により変換された画素位置が映像投影領域５１内に位置する場合、プロジェクタ角度調整部５１は映像調整処理をステップＳ７０，Ｓ７１の処理に進める。一方、画素位置変換部６により変換された画素位置が映像投影領域５１内に位置しない場合には、プロジェクタ角度調整部５１は映像調整処理をステップＳ６９の処理に進める。なおステップＳ７０，Ｓ７１の処理は図１７に示すフローチャートにおけるステップＳ５８，Ｓ５９の処理と同じであるので、以下ではその説明を省略する。
【００５６】
ステップＳ６９の処理では、プロジェクタ角度調整部５１が、画素位置変換部６により変換された画素位置が映像投影領域５１内に位置するようにプロジェクタ１の映像の投影方向を調整する。これにより、ステップＳ６９の処理は完了し、映像調整処理はステップ６７の処理に戻る。
【００５７】
以上の説明から明らかなように、本発明の第４の実施形態となる車載表示装置では、画素位置変換部６により変換された画素位置が映像投影領域５１内に位置しない場合、プロジェクタ角度調整部５１が、画素位置変換部６により変換された画素位置が映像投影領域５１内に収まるようにプロジェクタ１の映像の投影方向を調整する。このような処理によれば、利用者席やプロジェクタ１の設置席のシートポジション変動に応じて映像の投影位置を調整できるので、利用者席やプロジェクタ１の設置席に着席している利用者は一層好適なシートポジションに調整することができると共に、投影画角が限られたプロジェクタを利用することができる。
【００５８】
以上、本発明者らによってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、この実施形態による本発明の開示の一部をなす記述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち本実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の第１の実施形態となる車載表示装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す車載表示装置におけるプロジェクタ，利用者席，及びスクリーンの位置関係を説明するための模式図である。
【図３】図１に示す車載表示装置におけるプロジェクタの配置位置を説明するための模式図である。
【図４】スクリーンに略正対した位置関係でプロジェクタや利用者席が配置されていない場合における映像の表示例を示す模式図である。
【図５】本発明の第１の実施形態となる映像調整処理の流れを示すフローチャート図である。
【図６】図５に示す位置情報収集処理の流れを示すフローチャート図である。
【図７】図５に示す変換位置算出処理に利用するパラメータを説明するための模式図である。
【図８】仮想スクリーン上における画素位置と実スクリーン上における画素位置の対応関係を説明するための模式図である。
【図９】図５に示す映像調整処理により呈示される映像の一例を示す模式図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態となる車載表示装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】図１０に示す車載表示装置におけるプロジェクタの配置位置を説明するための模式図である。
【図１２】本発明の第２の実施形態となる映像調整処理の流れを示すフローチャート図である。
【図１３】図１２に示す位置情報収集処理の流れを示すフローチャート図である。
【図１４】図１２に示す基準席選択処理の流れを示すフローチャート図である。
【図１５】図１２に示す映像調整処理により呈示される映像の一例を示す模式図である。
【図１６】本発明の第３の実施形態となる車載表示装置の構成を示すブロック図である。
【図１７】本発明の第３の実施形態となる映像調整処理の流れを示すフローチャート図である。
【図１８】本発明の第４の実施形態となる車載表示装置の構成を示すブロック図である。
【図１９】本発明の第４の実施形態となる映像調整処理の流れを示すフローチャート図である。
【符号の説明】
【００６０】
１：プロジェクタ
２：シートポジション検出部
２ａ：前列席リクライニング角検出部
２ｂ：前列席座面位置検出部
２ｃ：利用者席リクライニング角検出部
２ｄ：利用者席座面位置検出部
３：位置情報収集部
４：変換位置算出部
５：映像入力部
６：画素位置変換部
７：映像出力部
１０ａ：運転席
１０ｂ：後部座席
１２：天井部
１３：映像投影領域
【図１】
0005141303.tif 000013
【図２】
0005141303.tif 000014
【図３】
0005141303.tif 000015
【図４】
0005141303.tif 000016
【図５】
0005141303.tif 000017
【図６】
0005141303.tif 000018
【図７】
0005141303.tif 000019
【図８】
0005141303.tif 000020
【図９】
0005141303.tif 000021
【図１０】
0005141303.tif 000022
【図１１】
0005141303.tif 000023
【図１２】
0005141303.tif 000024
【図１３】
0005141303.tif 000025
【図１４】
0005141303.tif 000026
【図１５】
0005141303.tif 000027
【図１６】
0005141303.tif 000028
【図１７】
0005141303.tif 000029
【図１８】
0005141303.tif 000030
【図１９】
0005141303.tif 000031