JP2014177217A - 表示システム - Google Patents

Abstract

【課題】インストルメントパネルのより広い領域に画像を表示することができる技術を提供する。
【解決手段】車両内に設けられたスクリーンと、前記スクリーンに画像を投影する投影手段と、を備え、前記投影手段は、前記スクリーンに対して座席と反対側の位置に移動可能に設けられている。
【選択図】図３

Description

本発明は、情報を表示する技術に関する。

自動車内で用いられる表示装置として、例えばインストルメントパネルに設置されたナビゲーション装置が備える表示装置やスピードメータ等の計器類を含む表示装置がある。これらの表示装置は、ナビゲーション用の地図や走行速度等を表示することができる。ただし、近年、自動車内においても報知する情報が高度化し、情報量も増大してきていることに伴い、これらの表示装置では十分に対応できないものとなってきているため、インストルメントパネルのより広い領域に情報を表示することが望まれている。インストルメントパネルに画像を表示する手法としては、インストルメントパネルにスクリーンを配置して、プロジェクタで画像を投影することにより画像を表示する技術がある（例えば、特許文献１参照）。

特開2005-186784号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術は、インストルメントパネル内にプロジェクタを固定して配置すると共に、インストルメントパネルの一部分に配置されたスクリーンに画像を投影するものである。このため、表示領域は限定されたものであり、インストルメントパネルの広い領域を十分に活用したものとは言えず、依然として高度化・増大化した情報の表示に十分対応できない。

また、プロジェクタをスクリーンから遠ざけて配置すれば、スクリーンへの投影領域が広がるため、インストルメントパネルの広い領域に画像を表示することが可能になるとも思われる。しかしながら、インストルメントパネル内部は奥行きが狭く、プロジェクタをスクリーンから離すことには限界があり、この方法でインストルメントパネルの広い領域に画像を表示することも困難である。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、インストルメントパネルのより広い領域に画像を表示することができる技術を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１の発明は、表示システムであって、車両内に設けられたスクリーンと、前記スクリーンに画像を投影する投影手段と、を備え、前記投影手段は、前記スクリーンに対して座席と反対側の位置に移動可能に設けられている。

また、請求項２の発明は、請求項１に記載の表示システムにおいて、投影する画像を補正する補正手段をさらに備え、前記補正手段は、前記スクリーンの形状に応じて画像を補正する。

また、請求項３の発明は、請求項２に記載の表示システムにおいて、前記画像を補正するための補正値を記憶する記憶手段をさらに備え、前記補正値は、前記スクリーンの形状に応じて予め設定されており、前記補正手段は、前記補正値に基づいて画像を補正する。

また、請求項４の発明は、請求項３に記載の表示システムにおいて、前記記憶手段は、前記投影手段の停止位置毎にスクリーンの形状に対応付けられた補正値を記憶する。

また、請求項５の発明は、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の表示システムにおいて、前記投影手段の停止位置は、隣接する停止位置で前記投影手段が投影する画像同士の一部が重畳する位置である。

また、請求項６の発明は、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の表示システムにおいて、前記投影手段は、移動時は画像の投影を停止する。

また、請求項７の発明は、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の表示システムにおいて、前記投影手段は、移動時は移動中である旨を示す画像を投影する。

また、請求項８の発明は、請求項１ないし７のいずれか１項に記載の表示システムにおいて、前記投影手段は、光源を備えており、前記車両の異常時には前記光源の発光を停止する。

また、請求項９の発明は、請求項１ないし８のいずれか１項に記載の表示システムにおいて、自動車のインストルメントパネルが、透過部材により前記スクリーンとして構成され、前記投影手段は前記インストルメントパネルに移動可能に設けられて、前記投影手段によるインストルメントパネル内からの投影により画像が表示される。

請求項１ないし９の発明によれば、画像を投影する投影手段が、スクリーンに対して座席と反対側の位置に移動可能に設けられているため、スクリーンのより広い領域に画像を表示することが可能になる。

また、特に請求項２ないし４の発明によれば、スクリーンの形状に応じて画像を補正するため、スクリーンが例えば曲面形状を有している等、平面形状を有していない場合であっても適切な画像を表示することが可能になる。

また、特に請求項５の発明によれば、投影手段が移動する場合において、移動前の画像と移動後の画像との領域が一部重畳しているため、ユーザにとって表示画像の認識が容易になると共に、表示不可領域を無くすことができる。

また、特に請求項６の発明によれば、投影手段の移動中に違和感のある画像を表示することを防止することができる。また、特に請求項７の発明によれば、投影手段が移動中であることをユーザに報知することができる。

また、特に請求項８の発明によれば、車両の異常時に光源の発光を停止するため、投影手段が故障又は破損した場合においても、光源が外部に漏光してしまうことを防止することができる。

また、特に請求項９の発明によれば、自動車のインストルメントパネルをスクリーンとして構成し、投影手段がインストルメントパネルに移動可能に設けられていることから、インストルメントパネル（すなわちスクリーン）のより広い領域に画像を表示することが可能になる。

図１は、表示システムの概略を示す図である。 図２は、表示システムの概略を示す図である。 図３は、表示システムの概略構成を示すブロック図である。 図４（ａ）は、プロジェクタユニットの概略を示す斜視図であり、図４（ｂ）は、プロジェクタユニットの概略を示す側面図である。 図５は、移動機構の概略を示す図である。 図６は、移動機構の概略を示す図である。 図７は、移動機構の概略を示す図である。 図８は、投影部が揺動する状態を示す側面図である。 図９は、投影部が揺動する状態を示す平面図である。 図１０は、投影部が回動する状態を示す正面図である。 図１１は、投影部が移動する状態を示す側面図である。 図１２は、投影部が移動する状態を示す平面図である。 図１３は、画像を投影する処理を示すフローチャートである。 図１４は、補正テーブルの例を示す図である。 図１５は、移動処理を示すフローチャートである。 図１６は、表示例を示す図である。 図１７は、表示例を示す図である。 図１８は、表示例を示す図である。 図１９は、異常時の処理を示すフローチャートである。 図２０は、表示システムの概略を示す図である。 図２１は、移動機構の概略を示す図である。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。

＜１．概要＞
図１は、本発明の表示システム１００の概要を示す図である。本発明の表示システム１００は、自動車などの車両内において使用され、車室内のドライバなどのユーザに対して各種の情報を表示するものである。表示システム１００は、図１に示すように、自動車のインストルメントパネルのほぼ全面をスクリーン２として用い、プロジェクタユニット１がインストルメントパネルの内側に移動可能に設けられている。このようにして、表示システム１００は、インストルメントパネルとして構成されたスクリーン２に対して、ユーザの反対側から画像を投影することによって、インストルメントパネル上に画像を表示する。

表示システム１００は、例えば、車両の走行速度や地図を表示したり、テレビや動画等のコンテンツを表示することができるようになっている。図２は、表示システム１００が各種の情報を表示している例を示す図である。図２に示すように、本発明の表示システム１００は、インストルメントパネルのほぼ全面に種々の画像を表示することが可能である。

＜２．構成＞
次に、本発明の表示システム１００の構成について説明する。図３は、本発明の表示システム１００の概略構成を示すブロック図である。図３に示すように、表示システム１００は、プロジェクタユニット１、スクリーン２、及び移動機構３を備えている。

プロジェクタユニット１は、入力した画像データに所定の処理を施して、その画像をスクリーン２に投影するものである。本実施の形態では、プロジェクタユニット１としてレーザープロジェクタを用いて説明する。ただし、本発明は、これに限定されるものではなく、他の方式のプロジェクタを用いることもできる。

プロジェクタユニット１は、画像生成部１０と、画像投影部１１とを備えている。画像生成部１０は、外部から入力した元の画像データに対して種々の制御を行い、スクリーン２に投影する画像を生成する。画像生成部１０は、第１ビデオメモリ１２、画像切出部１３、記憶部１４、第２ビデオメモリ１５、及び画像補正部１６を備えている。

第１ビデオメモリ１２は、プロジェクタユニット１に入力された元の画像データを保持するメモリである。表示システム１００にて表示する画像データは、まず第１ビデオメモリ１２に入力され、第１ビデオメモリ１２は、入力した画像データをバッファリングする。なお、第１ビデオメモリ１２には、車両の走行速度の画像データや地図の画像データ、コンテンツの画像データといった全ての画像データが入力される。これら画像データは、表示タイミングに応じて入力されるため、別々に入力されることもあり、同時に入力されることもある。また、第１ビデオメモリ１２は、バッファリングした画像データを画像切出部１３に対して出力する。なお、第１ビデオメモリ１２としては、例えばＲＡＭを用いることができる。

画像切出部１３は、第１ビデオメモリ１２から入力された画像データの一部を切り出す（抽出する）処理を行うものである。上述のように、画像生成部１０には、全ての画像データが入力されるため、画像の種類毎に分離することが必要になる。また、画像の種類に応じてスクリーン２の表示領域が異なるため、表示領域に応じた大きさに切り出す必要がある。このため、画像切出部１３は、画像の種類毎に対応付けられた大きさ等を示す表示パターンデータに基づいて、元の画像データを画像の種類毎に対応する大きさの画像データに切り出す処理を行う。画像切出部１３は、切り出した各画像データを第２ビデオメモリ１５に対して出力する。

記憶部１４は、例えばフラッシュメモリなど、各種のデータを記憶可能な不揮発性の記憶媒体である。記憶部１４には、画像生成部１０の動作に必要な各種のデータや、表示パターンデータ１４ａ、補正テーブル１４ｂが記憶されている。表示パターンデータ１４ａは、画像の種類とその画像を表示する領域等が対応付けられたデータである。例えば、走行速度の画像はスクリーン２の運転者側の位置の所定の領域に表示することを示すデータであり、地図の画像データはスクリーン２の中央の位置の所定の領域に表示することを示すデータである。

補正テーブル１４ｂは、切り出した画像をスクリーン２に表示する際に画像データを補正するための補正値を格納したテーブルである。本発明では、インストルメントパネルをスクリーン２として用いているが、インストルメントパネルは曲面形状を有しているため、通常の画像データをそのまま投影すると表示が歪んでしまう。このため、本実施の形態では画像データを補正する処理を行っている。補正テーブルは、そのための補正値を格納したテーブルである。従って、補正値は、画像投影部１１が画像を投影する位置におけるスクリーン２の形状に対応付けられた値となっている。

第２ビデオメモリ１５は、画像切出部１３にて切り出された画像データを保持するメモリである。第２ビデオメモリ１５は、入力した画像データをバッファリングし、バッファリングした画像データを画像補正部１６に対して出力する。なお、第２ビデオメモリ１５としては、例えばＲＡＭを用いることができる。

画像補正部１６は、切り出された画像データを補正する。上述のように、スクリーン２が曲面形状を有しているため、画像補正部１６は、その曲面に応じた補正を行い投影用の画像データを生成する。画像補正部１６は、第２ビデオメモリ１５から画像データを入力すると、記憶部１４の補正テーブル１４ｂの中から対応する補正値を取得する。そして、その補正値に基づいて画像データを補正した後に、投影用の画像データとして画像投影部１１に対して出力する。

画像投影部１１は、画像生成部１０から入力した投影用の画像データをスクリーン２に投影するものである。画像投影部１１は、投影制御部１７、発光部１８、及び走査部１９を備えている。

発光部１８は、レーザー光源であり、ＲＧＢの三色の光源を備えている。また、走査部１９は、画像データに基づいてスクリーン２にレーザー光を走査するものであり、例えばＭＥＭＳ（micro electro mechanical system）ミラーを用いることができる。すなわち、画像データに基づいて発光部１８から照射されたレーザー光が走査部１９にて反射されてスクリーン２を走査する。

投影制御部１７は、発光部１８及び走査部１９を含む画像投影部１１全体を制御する。投影制御部１７は、画像生成部１０から投影用の画像データを入力すると、この画像データに基づいて発光部１８及び走査部１９に対して駆動信号を送信して、駆動制御を行う。発光部１８及び走査部１９は、この駆動信号に基づいてスクリーン２に対する画像投影を実行する。

ここで、プロジェクタユニット１について図４を用いて説明する。図４（ａ）及び（ｂ）は、各々プロジェクタユニット１の外観の概略を示す斜視図及び側面図である。図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、プロジェクタユニット１は、本体部４０と投影部４１とを備えており、これらが支持部４２によって支持されている。なお、本体部４０には、歯車等の部材も配置されているが、これらは移動機構３に含まれるものであるため、ここでの説明は省略し移動機構３の説明の箇所で説明する。

本体部４０は、プロジェクタユニット１の本体部分であり、略直方体状の筐体で構成されている。本体部４０には、筐体内部に上述した画像補正部１６を含む基板等が設けられている。また、投影部４１は、画像データに基づいてレーザー光を投射する部分であり、上述した画像投影部１１の各構成が含まれている。すなわち、投影部４１の端面から画像データに基づいてレーザー光が投射される。

支持部４２は、本体部４０及び投影部４１を支持する構造体である。支持部４２は、初期状態では、投影部４１を略水平の状態に支持しており、投影部４１を支持部４２に固定した状態で支持する構造体である。

図３に戻り、スクリーン２は、画像投影部１１から投影された画像を映し出すものである。本実施の形態のスクリーン２は、インストルメントパネルのユーザ側部分の一部又は全部に配置される。すなわち、スクリーン２が配置された部分は、スクリーン２そのものがインストルメントパネルとして機能する。スクリーン２は、ユーザの視認する位置と反対側に設けられたプロジェクタユニット１の画像投影部１１から投影された画像を映し出すことができるものであればよく、例えばプロジェクタ用の透過スクリーン等を用いることができる。すなわち、インストルメントパネルとして必要な強度を持つ半透明な樹脂材でスクリーン２を形成したり、透明樹脂材で整形して表面に半透明層を塗装等する方法によりスクリーン２を形成したりすることができる。また、インストルメントパネル表面を透明材で覆うようにすれば、スクリーン面を保護する観点からより好ましい。なお、スクリーン２は、インストルメントパネルの一部又は全部を構成しているため、平面形状ではなく曲面形状を有している。

移動機構３は、プロジェクタユニット１を移動させる機構であり、プロジェクタユニット１と機械的に接続されている。本実施の形態では、プロジェクタユニット１が、インストルメントパネルの内部を上下左右方向に移動可能に構成され、また、レーザー光の光軸を中心として回転可能に構成されている。移動機構３は、これら移動や回動を機械的に実現する機構である。また、移動機構３には、機構部分の駆動を制御する駆動制御部も含まれる。

ここで、移動機構３について図５ないし図７を用いて説明する。なお、以下の説明においては、図中に示す三次元直交座標系（ＸＹＺ）を用いて、適宜、方向や向きを示すこととする。この直交座標系は、Ｘ軸方向は車両の左右方向、Ｙ軸方向は車両の前後方向、Ｚ軸方向は車両の上下方向に相当する。つまり、＋Ｘ側が車両の前方に対して左側、−Ｘ側が車両の前方に対して右側となる。また、＋Ｙ側が車両の後方側、−Ｙ側が車両の前方側、＋Ｚ側が車両の上側、−Ｚ側が車両の下側となる。

図５は、移動機構３の外観の概略を示す図である。また、図６は、図５中のプロジェクタユニット１周辺を拡大した図であり、図７は、図５及び図６の車両前方側（−Ｙ側）をＸ軸方向から見た拡大図である。図５ないし図７に示すように、移動機構３は、主としてベース５０、モータ５１、歯車５２、ラック５３、ガイド軸５４、ガイド板５５、ガイド受け５６、板バネ５７、滑車５８、及びガイド用孔５９によって構成されている。

ベース５０は、プロジェクタユニット１の本体部４０を載置するためのものであり、Ｘ軸方向に延伸した平板状の台である。このベース５０は、インストルメントパネルの内部に締結具などで固定されている。プロジェクタユニット１は、その投影部４１側（＋Ｙ側）が車両後方側を向くように、本体部４０がベース５０に載置されている。

また、プロジェクタユニット１の本体部の上面にはモータ５１と歯車５２とが載置されている。また、ベース５０の車両前方側（−Ｙ側）の端部は、プロジェクタユニット１側（＋Ｙ側）に屈曲しており、その先端にはラック５３が設けられている。歯車５２は、複数の円形歯車が互いに噛合ように配置され、モータ５１の駆動により回転する。ラック５３は、Ｘ軸方向に延伸した歯切りされた棒状のラックである。これら歯車５２とラック５３とは、噛合するようになっており、プロジェクタユニット１は、いわゆるラック・アンド・ピニオンで可動する。すなわち、モータ５１の駆動により歯車５２が回転すると、歯車５２の回転力がラック５３の延伸方向（Ｘ軸方向）の直線力に変換され、プロジェクタユニット１が直線的にスライド移動する。

なお、モータ５１としては、ステッピングモータが用いられる。ステッピングモータは、パルス数をカウントすることでプロジェクタユニット１の位置を検出することができるため、プロジェクタユニット１の移動量が多い場合においても正確な位置を検出することが可能となる。

ガイド軸５４、ガイド板５５、ガイド受け５６、板バネ５７、及びガイド用孔５９は、プロジェクタユニット１の移動を案内するものである。ガイド軸５４は、ベース５０の一方の側面から他方の側面に向かってＸ軸方向に延伸する棒状の部材である。プロジェクタユニット１の本体部４０の側面には、ガイド用孔５９が２箇所設けられている。ガイド軸５４は、このガイド用孔５９に挿通されており、プロジェクタユニット１は、このガイド軸５４を基準にして移動する。

また、ベース５０の車両前方側の端部のプロジェクタユニット１側に屈曲した部分は、ガイド板５５として機能する。すなわち、ガイド板５５は、プロジェクタユニット１側に延伸して設けられている。一方、プロジェクタユニット１には、本体部４０の車両前方側の端部に、ガイド受け５６及び板バネ５７が設けられている。ガイド受け５６は、本体部４０からガイド板５５側（−Ｙ側）に突出した板状の部材であり、ガイド板５５の下側に配置される。板バネ５７は、本体部４０からガイド板５５側（−Ｙ側）に突出した弾性部材であり、ガイド板５５の上側に配置される。

つまり、ガイド受け５６は下側からガイド板５５を支持し、板バネ５７は上側からガイド板５５を支持しており、ガイド受け５６と板バネ５７とでガイド板５５を挟持している。ガイド受け５６は、ガイド板５５を一定の高さに保つように固定された部材で設けられ、板バネ５７は、ガイド板５５の振動を吸収するように弾性部材で設けられているため、これらでガイド板５５を挟持することにより、プロジェクタユニット１が移動の際に沈み込んでしまうことを防止することが可能となる。

また、プロジェクタユニット１の本体部４０の下面には、滑車５８が設けられている。滑車は１つであってもよく、複数設けられていてもよい。本体部４０の下面に滑車５８を設けることで、プロジェクタユニット１の滑らかな移動が可能になると共に、プロジェクタユニット１が移動の際に落ち込んでしまうことを防止することが可能になる。

このように、プロジェクタユニット１は、ガイド軸５４やガイド板５５を基準にして移動するため、常に一定の方向に一定の高さを保った状態で移動することが可能になる。

なお、本実施の形態では、プロジェクタユニット１が左右方向（Ｘ軸方向）にスライド移動するのみならず、上下方向（Ｚ軸方向）や前後方向（Ｙ軸方向）に移動することも可能である。また、プロジェクタユニット１自身が移動する場合の他に、投影部４１が上下方向（Ｚ軸方向）や左右方向（Ｘ軸方向）に揺動（いわゆる、首振り）したり、レーザー光の光軸を中心として回動したりすることも可能である。

図８は、投影部４１が上下方向（Ｚ軸方向）に揺動する状態を示す側面図である。また、図９は、投影部４１が左右方向（Ｘ軸方向）に揺動する状態を示す平面図である。

図８に示すように、プロジェクタユニット１は、支持部４２が上下方向に揺動可能に構成されている。また、図９に示すように、プロジェクタユニット１は、支持部４２が左右方向に揺動可能に構成されている。これにより、投影部４１は、支持部４２に固定された状態でそのレーザー光の光軸の向きを上下方向や左右方向に自在に変えることができる。これにより、プロジェクタユニット１自身を移動させない場合においても、レーザー光の光軸の方向をかえることができる。なお、支持部４２は、本体部４０との接続部分において上下方向や左右方向に揺動可能な構造を有していればよく、その機構は特に限定されない。

また、図１０は、投影部４１がレーザー光の光軸を中心として回動する状態を示す正面図である。図１０に示すように、支持部４２は、投影部４１との接続部分が回動可能に構成された回動部４３を有している。投影部４１は、回動部４３に固定されており、回動部４３の回動に併せて動く。これにより、スクリーン２に投影する画像を回転表示させることが可能になる。なお、回動部４３は、支持部４２の接続部分において回動可能な構成を有していればよく、その機構は特に限定されない。

さらに、本実施の形態では、支持部４２自身が上下方向又は前後方向にスライド移動することで、投影部４１が上下方向及び左右方向に移動することも可能になっている。図１１は、投影部４１が上下方向（Ｚ軸方向）に移動する状態を示す側面図である。図１２は、投影部４１が前後方向（Ｙ軸方向）に移動する状態を示す平面図である。

図１１に示すように、プロジェクタユニット１は、支持部４２が上下方向に移動可能に構成されている。例えば、支持部４２の本体部４０との接続部分に上下方向のスライド機構を設けることで、支持部４２のスライド移動が可能になる。投影部４１は、支持部４２に固定されているため、支持部４２のスライド移動に併せて上下方向にスライド移動することが可能になる。これにより、投影部４１を略水平方向に保った状態で高さを変えることができる。なお、図１１においては、投影部４１が上側（＋Ｚ側）に移動する状態を示しているが、下側（−Ｚ側）も同様に移動することが可能である。

また、図１２に示すように、プロジェクタユニット１は、支持部４２が前後方向に移動可能に構成されている。例えば、支持部の本体部４０との接続部分に前後方向のスライド機構を設けることで、支持部４２のスライド移動が可能になる。投影部４１は、支持部４２に固定されているため、支持部４２のスライド移動に併せて前後方向にスライド移動することが可能になる。これにより、投影部４１を略水平方向に保った状態でスクリーン２との距離を変えることができる。なお、図１２においては、投影部４１が前側（＋Ｙ側）に移動する状態を示しているが、後側（−Ｙ側）も同様に移動することが可能である。

このように、プロジェクタユニット１は、インストルメントパネルの内部を左右方向（Ｘ軸方向）にスライド移動することができるため、インストルメントパネルをスクリーン２とした場合に広い領域で画像を表示することが可能になる。また、左右方向だけでなく、投影部４１を上下方向や前後方向に移動させたり、揺動や回動させたりすることができるため、スクリーン２の場所に応じた適切な表示が可能になる。

＜３．動作の流れ＞
次に、表示システム１００の動作の流れについて説明する。図１３は、表示システム１００が画像を表示する際の動作の流れを示す図である。この動作は、表示システム１００の電源が入力されると開始される。

表示システム１００が起動すると、プロジェクタユニット１は、画像データの入力の有無を判断する（ステップＳ１０）。すなわち、画像生成部１０が、外部から地図等の画像データの入力の有無を判断する。プロジェクタユニット１は、画像データの入力がないと判断した場合には（ステップＳ１０でＮｏ）、再度入力の有無を判断する。この判断は定期的に実行される。プロジェクタユニット１は、画像データの入力があると判断した場合には（ステップＳ１０でＹｅｓ）、第１ビデオメモリ１２に記憶させた後に、画像切出処理を実行する（ステップＳ１１）。これは、画像切出部１３が、第１ビデオメモリ１２から読み出した画像データを切り出す（抽出する）処理である。

具体的には、画像データの入力があると、画像切出部１３は、第１ビデオメモリ１２から画像データを読み出すと共に、記憶部１４から表示パターンデータ１４ａを読み出す。表示パターンデータ１４ａは、表示する領域（大きさや位置）が画像の種類に対応付けられたデータであり、画像切出部１３は、その表示パターンデータ１４ａに基づいて読み出した画像データを切り出す処理を行う。従って、例えば走行速度を示す画像データと、地図を示す画像データとが同時に入力され、読み出された場合には、画像切出部１３は、各々の画像データを分離して抽出することの他に、表示する際の表示領域に合わせた大きさの画像データに変換する処理を行う。そして、画像切出部１３が切り出した画像データは第２ビデオメモリ１５に記憶される。

次に、切り出した画像データに対して補正処理を行う（ステップＳ１２）。具体的には、画像補正部１６が、第２ビデオメモリ１５から画像データを読み出すと共に、記憶部１４から補正テーブル１４ｂを読み出す。補正テーブル１４ｂは、プロジェクタユニット１の位置と仰角とに対応する補正値を示すテーブルである。

ここで、補正テーブル１４ｂについて説明する。図１４は、補正テーブル１４ｂの概要を示す図である。図１４に示すように、補正テーブル１４ｂは、プロジェクタユニット１の位置と、その位置における仰角とに対応付けられた補正値が格納されたテーブルである。例えば、プロジェクタユニット１が、ベース５０上を左右方向（Ｘ軸方向）にスライド移動する場合に、停止する位置として位置Ａ、位置Ｂ、位置Ｃ・・・があるとする。また、スクリーン２にレーザー光を走査する際に、投影部４１が上下方向（Ｚ軸方向）に揺動する場合に、レーザー光を投射する角度として仰角ａ、仰角ｂ・・・があるとする。この場合、各位置と各仰角との組み合わせ毎に対応付けられた補正値が設定される。

これは、スクリーン２はインストルメントパネルとして設けられるが、上述のようにインストルメントパネルは平面形状ではなく曲面形状である。従って、平面形状の表示パネルに表示することを前提としている画像データをそのままスクリーン２に投射しても画像が歪んでしまい正常な画像が表示されない。このため、曲面形状のスクリーン２に対して歪みのない画像を表示するために画像データを補正する必要がある。また、インストルメントパネル（スクリーン２）は、場所によっても湾曲の状況が異なる。すなわち、プロジェクタユニット１が停止する位置とその仰角が異なれば、投射対象のスクリーン２の形状も異なる。このため、位置と仰角との組み合わせ毎に、各位置及び仰角に対応するスクリーン２に投影した際に歪みのない表示を可能とする補正値が設定される。

画像補正部１６は、読み出した画像データの種類に応じてプロジェクタユニット１の停止位置及び仰角を判断し、対応する補正テーブルから補正値を読み出す。そして、画像補正部１６は、読み出した画像データに対して補正値に基づいて画像データを補正し、画像投影部１１に出力する。

例えば、読み出した画像データが地図の画像データである場合には、インストルメントパネルの中央部分の広い領域に表示するものとして、画像補正部１６は、位置Ｂの仰角ａ、仰角ｂ、仰角ｃの補正値を読み出す。そして、画像補正部１６は、読み出した画像データをこの補正値を用いて補正する。また、例えば、読み出した画像データが車両の走行速度の画像データである場合には、インストルメントパネルの運転席側の部分の狭い領域に表示するものとして、画像補正部１６は、位置Ａの仰角ｂの補正値を読み出す。そして、画像補正部１６は、読み出した画像データをこの補正値を用いて補正する。これら補正された画像データが投影用の画像データとして画像投影部１１に出力される。

次に、プロジェクタユニット１の移動処理を行う（ステップＳ１３）。移動処理は、図１５に基づいて説明する。図１５は、移動処理（ステップＳ１３）を示すフローチャートである。プロジェクタユニット１は、画像データが入力されると、表示パターンデータ１４ａの中から、入力した画像データの種類に対応する位置や表示領域に関するデータを読み出して、移動が必要であるか否かを判断する（ステップＳ２０）。移動は必要ないと判断した場合には（ステップＳ２０でＮｏ）、ステップＳ１４の処理に進む。

一方、移動が必要であると判断した場合には（ステップＳ２０でＹｅｓ）、プロジェクタユニット１は、画像投影部１１が画像を投影中であるか否かを判断する（ステップＳ２１）。画像が投影中であると判断すると（ステップＳ２１でＹｅｓ）、画像の投影を停止する（ステップＳ２２）。これは、画像を投影した状態でプロジェクタユニット１を移動させると、スクリーン２に表示される画像も移動してしまい、違和感のある画像が表示されてしまうこととなる。このため、プロジェクタユニット１の移動中は画像の投影を停止することとしている。

そして、画像の投影中でない場合（ステップＳ２１でＮｏ）や、画像の投影を停止した後に、プロジェクタユニット１の移動を行う（ステップＳ２３）。すなわち、プロジェクタユニット１から移動機構３に対して移動指令が出力される。移動機構３は、機構部分の駆動を制御する駆動制御部が、位置のデータに基づいて機構部分を駆動し、プロジェクタユニット１を移動させる。具体的には、駆動制御部は、現在の位置から移動先の位置までの距離を算出し、プロジェクタユニット１がその距離だけ移動するようにモータ５１を駆動させる。移動距離はステッピングモータのパルス数をカウントすることで算出可能である。

また、駆動制御部は、仰角の変更を行う（ステップＳ２４）。これは、表示パターンデータ１４ａ内の表示領域に関するデータ等から仰角のデータを導出し、その仰角のデータに基づいて機構部分を駆動して行われる。さらに、表示領域等に応じて投影部４１の揺動や回動の駆動制御を適宜行う。なお、駆動制御部は、プロジェクタユニット１の移動処理を実行している間は、その旨を示す信号を画像投影部１１に送信する。これは、移動中は画像の投影を行わないように、移動中であることを画像投影部１１に知らせるためである。

そして、図１３に戻り、画像投影部１１は、投影処理を行う（ステップＳ１４）すなわち、画像投影部１１は、プロジェクタユニット１が所定の位置及び仰角に移動した後に、補正後の画像データをスクリーン２に投影することにより画像を表示する。これは、投影制御部１７が、入力した補正後の画像データに基づいて、発光部１８の発光制御と、走査部１９への走査制御を行うことにより実行される。

図１６〜図１８は、インストルメントパネルのスクリーン２に画像を表示した例を示す図である。図１６は、入力した画像データが車両の走行速度である場合に、運転席側のスクリーン２に走行速度を表示した例である。図１７は、入力した画像データが地図である場合に、インストルメントパネルの中央部分のスクリーン２に地図画像を表示した例である。図１８は、入力した画像データが動画等のコンテンツ画像である場合に、助手席側のスクリーン２にコンテンツ画像を表示した例である。これらのように、入力画像の種類に応じて表示位置や表示領域を変えて画像を表示することが可能である。

本実施の形態では、プロジェクタユニット１の移動処理において、プロジェクタユニット１を停止させる位置は任意である。これにより表示に適した位置にプロジェクタユニット１を移動させることができる。ただし、停止位置は、プロジェクタユニット１が隣接した停止位置で画像を投影する際に、画像の一部が重畳するような位置であることが好ましい。これは、一部が重なり合うことで、移動後に表示された画像の認識が容易になると共に、表示領域の全面に表示することが可能となる（表示不可領域がない）ためである。

また、本実施の形態では、プロジェクタユニット１は、車両の異常の有無を常に監視しており、車両の異常の有無に応じて投影の許否を判断している。図１９は、車両の異常の有無の判断時のフローチャートである。

まず、プロジェクタユニット１は、起動すると車両の異常の有無を監視する（ステップＳ３０）。車両に異常が有る場合とは、例えば、エアバッグが展開した場合等であり、この場合、プロジェクタユニット１は、エアバッグの展開情報を取得すると、車両に異常が有ると判断する。ただし、車両の異常は他のものであってもよく、車両からの異常情報を取得することにより判断可能である。

車両に異常が有ると判断した場合には（ステップＳ３０でＹｅｓ）、プロジェクタユニット１は、投影を停止する（ステップＳ３１）。すなわち、プロジェクタユニット１は、レーザー光の発光を停止する。一方、車両に異常が無いと判断した場合には、そのまま投影処理を継続する。

車両に異常が発生すると、プロジェクタユニット１にも異常が発生する場合があり、レーザー光の発光を継続すると、レーザー光が外部に漏光してしまう可能性がある。これを防止するために、車両の異常時には、投影を停止してレーザー光の発光を停止することとしている。

＜４．変形例＞
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、この発明は上記各実施の形態に限定されるものではなく様々な変形が可能である。以下では、このような変形例について説明する。上記実施の形態及び以下で説明する形態を含む全ての形態は、適宜に組み合わせ可能である。

上記実施の形態では、画像補正処理の後に移動処理を実行する内容について説明したが、処理の順序はこれに限定されるものではない。例えば、移動処理の後に画像補正処理を実行してもよいし、画像切出処理の後に画像補正処理と移動処理とを同時に実行してもよい。

また、上記実施の形態では、プロジェクタユニットが１台の例について説明したが、複数台設けられている構成としてもよい。例えば、図２０に示すようにインストルメントパネルの内側にプロジェクタユニットを３台設けた構成とすることができる。この場合、運転席側の表示と中央部分の表示と助手席側の表示とを各々のプロジェクタユニットを用いて別々の制御で行うことができる。

また、プロジェクタユニットを複数台設けた場合においても、上記実施の形態と同様に移動機構を設け、各プロジェクタユニットを移動可能な構成とすることで同様の表示が可能となる。この場合の移動機構としては、例えば図２１に示す移動機構があげられる。図２１に示すように、ベース５０上に複数台のプロジェクタユニットが載置されており、上記実施の形態と同様にスライド移動が可能に構成されている。ただし、図２１の移動機構では、隣り合うプロジェクタユニット同士が接触することの無いように、ベース５０上に仕切り板６０が設けられている。つまり、プロジェクタユニットは、各仕切り板６０間をスライド移動するようになっている。

また、図２１に示すような移動機構の場合、上記実施の形態と比較して１台のプロジェクタユニットの移動距離が小さいため、移動時間を短くすることができ、移動前後の画像の表示を素早く行うことが可能になる。さらに、１台のプロジェクタユニットの移動距離が小さいため、モータとしてステッピングモータではなくＤＣモータ６１を用いることができる。この場合、ロータリーエンコーダ６２を設置することで、回転角度からプロジェクタユニットの位置を検出することが可能になる。

また、上記実施の形態では、プロジェクタユニットの停止位置は特に限定せず、任意の位置に停止させる構成について説明したが、プロジェクタユニットの停止位置を予め数箇所に決めておいてもよい。この場合、プロジェクタユニットの停止位置が予め決められているため、停止位置毎に設定される補正テーブルの数を抑制することができる。なお、停止位置は、隣接する停止位置において画像を表示する際に、画像の一部の領域が重畳するような位置とすることが好ましい。

また、プロジェクタユニットの停止位置に、プロジェクタユニットの位置の検出値を補正するためのセンサを設置して、位置検出値を校正する構成としてもよい。これにより、プロジェクタユニットの停止位置をより正確な位置にすることができるため、画像補正をより適切に行うことが可能となり、より良好な画像表示を実現することができる。なお、このようなセンサとしては、例えば、当該位置でＯＮ又はＯＦＦするスイッチ等を用いることができる。

また、インストルメントパネル内には、エアコンのダクト等、様々な構造物が配置されることがある。これに対応するため、プロジェクタユニット（特に投影部）や、その移動機構の移動軌跡を制御することが好ましい。つまり、図示はしていないが、移動機構全体を移動させる機構をさらに設け、プロジェクタユニットの移動に合わせて構造物に接触しないように移動させたり、投影部の上下位置及び仰角等もプロジェクタユニットの移動に合わせて変化させて、インストルメントパネル内の構造物を回避するように移動させる。これにより、プロジェクタユニットや移動機構が、インストルメントパネル内の構造物に接触してしまうことを回避できる。なお、この移動軌跡制御は、移動機構についての位置に対応する制御データや、投影部の上下位置及び仰角についての位置に対応する制御データを記憶しておき、移動に準じてこれらを制御するような方法等により実現可能である。

また、上記実施の形態では、プロジェクタユニットの移動中は画像の投影を中止する構成について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、プロジェクタユニットの移動中に、移動中であることを示す画像を表示してもよい。移動中であることを示す画像は、ユーザにとって移動表示が気にならない画像であることが好ましい。このような画像としては、例えば、コントラストを落とした画像や、モザイク画像、単色画像等であり、スクリーンの曲面に表示しても画像の歪みが分かりにくい画像であることが好ましい。これにより、プロジェクタユニットが移動中であることをユーザに報知することが可能になると共に、違和感のある画像を表示することを防止することができる。

また、上記実施の形態では、プロジェクタユニットが画像生成部と画像投影部とを備える構成としていたが、画像投影部のみを備える構成としてもよい。この場合、画像生成部に相当する構成がプロジェクタユニット外に設けられる。

また、上記各実施の形態では、プログラムに従ったＣＰＵの演算処理によってソフトウェア的に各種の機能が実現されると説明したが、これら機能のうちの一部は電気的なハードウェア回路により実現されてもよい。また逆に、ハードウェア回路によって実現されるとした機能のうちの一部は、ソフトウェア的に実現されてもよい。

１ プロジェクタユニット
２ スクリーン
３ 移動機構
１０ 画像生成部
１１ 画像投影部
１２ 第１ビデオメモリ
１３ 画像切出部
１４ 記憶部
１５ 第２ビデオメモリ
１６ 画像補正部
１７ 投影制御部
１８ 発光部
１９ 走査部

Claims (9)

1. 表示システムであって、
   車両内に設けられたスクリーンと、
   前記スクリーンに画像を投影する投影手段と、を備え、
   前記投影手段は、前記スクリーンに対して座席と反対側の位置に移動可能に設けられていることを特徴とする表示システム。
2. 請求項１に記載の表示システムにおいて、
   投影する画像を補正する補正手段をさらに備え、
   前記補正手段は、前記スクリーンの形状に応じて画像を補正することを特徴とする表示システム。
3. 請求項２に記載の表示システムにおいて、
   前記画像を補正するための補正値を記憶する記憶手段をさらに備え、
   前記補正値は、前記スクリーンの形状に応じて予め設定されており、
   前記補正手段は、前記補正値に基づいて画像を補正することを特徴とする表示システム。
4. 請求項３に記載の表示システムにおいて、
   前記記憶手段は、前記投影手段の停止位置毎にスクリーンの形状に対応付けられた補正値を記憶することを特徴とする表示システム。
5. 請求項１ないし４のいずれか１項に記載の表示システムにおいて、
   前記投影手段の停止位置は、隣接する停止位置で前記投影手段が投影する画像同士の一部が重畳する位置であることを特徴とする表示システム。
6. 請求項１ないし５のいずれか１項に記載の表示システムにおいて、
   前記投影手段は、移動時は画像の投影を停止することを特徴とする表示システム。
7. 請求項１ないし５のいずれか１項に記載の表示システムにおいて、
   前記投影手段は、移動時は移動中である旨を示す画像を投影することを特徴とする表示システム。
8. 請求項１ないし７のいずれか１項に記載の表示システムにおいて、
   前記投影手段は、光源を備えており、前記車両の異常時には前記光源の発光を停止することを特徴とする表示システム。
9. 請求項１ないし８のいずれか１項に記載の表示システムにおいて、
   自動車のインストルメントパネルが、透過部材により前記スクリーンとして構成され、
   前記投影手段は前記インストルメントパネルに移動可能に設けられて、前記投影手段によるインストルメントパネル内からの投影により画像が表示されることを特徴とする表示システム。

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