JP6187296B2 - 投影装置 - Google Patents

Description

本発明は、投影装置に関する。

従来、自動車に搭載され、自動車の走行状態やドライバの運転操作状態から自車の進路を予測し、その予測した進路をレーザ光による線図で路面上に投写する装置が知られている。この装置は、基本的には、予測した進路をドライバに対して線図で知らせるために路面上に投写するが、周りの歩行者や他車のドライバに対しても、その予測した進路の情報を線図で知らせるために路面上に投写することができる。

特開２００５−０７０３５２号公報

しかしながら、上記の装置では、路面が雨で濡れていたり平坦でなかったりすると投射した線図が路面上に正しく表示されないし、昼間は太陽光の明るさに負けて路面上に投射された線図を判別できない。

すなわち、上記の装置では、路面上に線図を投射するので、路面が雨で濡れていたり、路面が平坦でなかったり、昼間の明るい状態であったりすると使用できないという問題があった。言い換えれば、路面が乾いており周囲がある程度暗い等の特定の周囲環境でしか、対象者（歩行者や対向車両の運転者等）に対して表示を認識させることができないという問題があった。

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、周囲環境に依存せずに対象者に対して表示を認識させることが可能な投影装置を提供することを課題とする。

本投影装置は、光源から出射された光を光路上となる第１の方向又は光路外となる第２の方向に選択的に反射する揺動可能な複数の反射部が２次元的に配列された偏向部と、前記偏向部により前記第１の方向に反射された光が入射する透明度変更部と、を有し、前記透明度変更部は、透明度の高い状態と透明度の低い状態とを切り替え可能に構成されて車両のヘッドカバーに内蔵され、前記透明度変更部が透明度の低い状態のときに前記偏向部から前記透明度変更部に入射した光により所定の画像が前記ヘッドカバーに投影され、前記所定の画像の少なくとも一部分が時間経過とともに所定方向に移動することを要件とする。

開示の技術によれば、周囲環境に依存せずに対象者に対して表示を認識させることが可能な投影装置を提供できる。

本実施の形態に係る投影装置の主要構成を例示する図である。 本実施の形態に係る投影装置を構成する偏向部を例示する図である。 本実施の形態に係る投影装置を車両に搭載する様子を模式的に示す図である。 本実施の形態に係る投影装置の使用例を示す図である。 本実施の形態に係る投影装置で投影される画像を例示する図である。 図５の画像を表示する際の偏向部の状態を説明するための図である。

以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。なお、各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。

図１は、本実施の形態に係る投影装置の主要構成を例示する図である。図１を参照するに、本実施の形態に係る投影装置１は、光源１０と、リフレクタ２０と、偏向部３０と、レンズ４０と、透明度変更部５０と、制御部６０とを有する。

光源１０は、例えば、発光ダイオード等である。光源１０から出射された光Ｌ_０は凹状のリフレクタ２０に入射する。リフレクタ２０の内面（光源１０側の面）には、例えば、アルミニウム等の高反射率の金属膜が形成されており、入射した光Ｌ_０を反射して偏向部３０に集光する。

偏向部３０は、独立して揺動可能な多数の反射部（微小ミラー）の集合体であり、制御部６０の指令に基づいて、入射した光Ｌ_０を２つの方向に選択的に反射する機能を有する。具体的には、偏向部３０は、入射した光Ｌ_０をレンズ４０に入射する第１の方向（光路上）に進む光Ｌ_１として反射するか、又は、レンズ４０に入射しない第２の方向（光路外）に進む光Ｌ_２として反射する。偏向部３０の詳細については、後述する。

光Ｌ_１はレンズ４０に入射し、レンズ４０で拡大されて透明度変更部５０に入射する。透明度変更部５０は、制御部６０の指令に基づいて（印加される電圧値に基づいて）、少なくとも透明度の高い状態と透明度の低い状態の２つの状態を切り替え可能に構成されている。透明度変更部５０は、例えば、透明度を約１００％（透明）と約５０％（半透明）の少なくとも２つの状態に切り替えることができる。

透明度変更部５０としては、例えば、エレクトロクロミック方式の調光デバイスやサーモクロミック方式の調光デバイス、微粒子の分極配向を利用した調光デバイス等を用いることができるが、透明度を変更できればどのようなデバイスを用いても構わない。

制御部６０は、偏向部３０や透明度変更部５０に指令を出して制御する機能を有する。制御部６０は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、メインメモリ等を含み、制御部６０の各種機能は、ＲＯＭ等に記録された制御プログラムがメインメモリに読み出されてＣＰＵにより実行されることによって実現される。但し、制御部６０の一部又は全部は、ハードウェアのみにより実現されてもよい。又、制御部６０は、物理的に複数の装置により構成されてもよい。制御部６０は、例えば、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ ）内に設けることができる。

図２は、本実施の形態に係る投影装置を構成する偏向部を例示する図であり、図２（ａ）は平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）の一部を拡大して例示する斜視図である。

図２を参照するに、偏向部３０は、例えば、半導体基板３１（例えば、ＣＭＯＳ基板）上に、独立して揺動可能な多数（例えば、数１０万〜１００万個）の反射部３２（微小ミラー）が２次元的に配列された構造を有するディジタルミラーデバイス（ＤＭＤ）である。光Ｌ_０は、偏向部３０（多数の反射部３２）の全体に照射される。

各反射部３２の反射面は、例えば、１０μｍ角程度の微小な正方形であり、正方形の反射面の対角線を回転軸として所定の角度（例えば、数１０度程度）傾くことができる（揺動することができる）。

各反射部３２は、制御部６０によって選択的にオン／オフされ、例えば、オン状態とされた反射部３２は入射した光Ｌ_０をレンズ４０に入射する方向に進む光Ｌ_１として反射するように傾く。又、オフ状態とされた反射部３２は入射した光Ｌ_０をレンズ４０に入射しない方向に進む光Ｌ_２として反射するように傾く。

但し、オフ状態とされた反射部３２が入射した光Ｌ_０をレンズ４０に入射する方向に進む光Ｌ_１として反射するように傾き、オン状態とされた反射部３２が入射した光Ｌ_０をレンズ４０に入射しない方向に進む光Ｌ_２として反射するように傾くように構成しても構わない。

図３は、本実施の形態に係る投影装置を車両に搭載する様子を模式的に示す図である。図３に示すように、投影装置１は、例えば、車両２００のヘッドライト部分に内蔵することができる。車両２００のヘッドカバー２１０に示された矢印は、後述する画像２５０に相当する。なお、投影装置１の光源１０は、車両２００のヘッドライトとは別に設けられている。

透明度変更部５０は、例えば、車両２００のヘッドカバー２１０に内蔵することができる。透明度変更部５０は、例えば、接着層２１２を介して、ヘッドカバー２１０を構成する透明板２１１（ガラス板等）で両側から挟持するように固定することができる。なお、透明度変更部５０からは図示しない電極が取り出され、制御部６０と電気的に接続されている。

以上のような構成の投影装置１を用いることで、透明度変更部５０を制御してヘッドカバー２１０を透明度の低い状態（例えば、半透明）とし、偏向部３０の各反射部３２から入射した光Ｌ_１により、ヘッドカバー２１０に所定の画像を投影（表示）することができる。

例えば、図４に示すように、交差点や横断歩道を歩行者３００が横断しようとしている場合、車両２００の運転者は車両２００を停車し、運手席の近傍に配置されたスイッチを押す。スイッチが押されると、投影装置１がヘッドカバー２１０に所定の画像２５０を投影する。なお、図４に示す画像２５０は、ヘッドカバー２１０に投影された画像を模式的に示したものであり、路面上に画像を表示したものではない。

歩行者３００からは、ヘッドカバー２１０に投影された画像２５０を視認することができる。これにより、ヘッドカバー２１０に投影された画像２５０を介して、歩行者３００に対して運転者の意思表示を行うことができる。なお、運転中の誤動作を防止するために、車速センサで車速を検出し、車両２００が停車しているときだけにスイッチを押せるようにしておくことが好ましい。

ヘッドカバー２１０に投影された画像２５０の一例としては、図５に示すようなシーケンシャルに表示される矢印を挙げることができる。この場合、図５（ａ）→図５（ｂ）→図５（ｃ）に示すように、時間経過とともに画像が変化する（矢印が大きくなる）ので、歩行者３００に対して注意喚起を促すと共に、歩行者３００に対して運転者の意思表示を行うことができる。すなわち、歩行者３００に対して、横断しても良いという運転者の意思表示を行うことができる
ヘッドカバー２１０に図５に示すような矢印を表示するには、透明度変更部５０を制御してヘッドカバー２１０を透明度の低い状態（例えば、半透明）とした後、図６に示すように、偏向部３０において、矢印に対応する位置に配置された反射部３２をオン状態とし、その他の位置に配置された反射部３２をオフ状態とすればよい。

そして、時間経過とともにオン状態とする反射部３２の領域を変えていけばよい。これにより、ヘッドカバー２１０には、背景よりも明るい矢印がシーケンシャルに表示される。なお、図６において、梨地模様で示した部分は、オン状態とされた反射部３２を模式的に示したものである。

或いは、偏向部３０において、矢印に対応する位置に配置された反射部３２をオフ状態とし、その他の位置に配置された反射部３２をオン状態としてもよい。そして、時間経過とともにオフ状態とする反射部３２の領域を変えていけばよい。これにより、ヘッドカバー２１０には背景よりも暗い矢印がシーケンシャルに表示される。

但し、画像２５０は矢印には限定されず、矢印以外の記号や、文字（例えば、『お先にどうぞ』）等であってもよい。又、画像２５０により注意喚起や意思表示をする対象者は、歩行者には限定されず、例えば、対向車両の運転者等であってもよい。

なお、車両２００が走行中は、投影装置１の透明度変更部５０を透明度の高い状態に制御することにより、ヘッドカバー２１０は通常のヘッドカバーと同様に機能するため、ヘッドライトの動作に支障をきたすことはない。

又、投影装置１は、左右のヘッドライトの両方に搭載してもよいし、一方のみに搭載してもよい。投影装置１を左右のヘッドライトの両方に搭載する場合には、一方のヘッドライトカバーから他方のヘッドライトカバーに所定の画像をシーケンシャルに表示することも可能である。

或いは、左右のヘッドライトカバーに異なる画像を同時に表示することも可能である。例えば、一方のヘッドライトカバーに『お先に』と表示し、他方のヘッドライトカバーに『どうぞ』と表示することができる。なお、投影装置１を左右のヘッドライトの両方に搭載する場合に、制御部６０を共通化することも可能である。

このように、路面上ではなく、例えば車両のヘッドカバー等に所定の画像を表示することにより、路面が雨で濡れていたり、昼間の明るい状態であったりという周囲環境に依存せずに、対象者（歩行者や対向車両の運転者等）に対して表示を認識させることが可能な投影装置を実現できる。

又、ヘッドカバー等に表示する所定の画像は、複数の反射部を独立に駆動して生成するので、予め画像データを保持しなくても、投影する光の形状（投影する画像）を適宜変更することができる。

以上、好ましい実施の形態について詳説したが、上述した実施の形態に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態に種々の変形及び置換を加えることができる。

１ 投影装置
１０ 光源
２０ リフレクタ
３０ 偏向部
３１ 半導体基板
３２ 反射部
４０ レンズ
５０ 透明度変更部
６０ 制御部
２００ 車両
２１０ ヘッドカバー
２１１ 透明板
２１２ 接着層
２５０ 画像
３００ 歩行者

Claims (6)

1. 光源から出射された光を光路上となる第１の方向又は光路外となる第２の方向に選択的に反射する揺動可能な複数の反射部が２次元的に配列された偏向部と、
   前記偏向部により前記第１の方向に反射された光が入射する透明度変更部と、を有し、
   前記透明度変更部は、透明度の高い状態と透明度の低い状態とを切り替え可能に構成されて車両のヘッドカバーに内蔵され、
   前記透明度変更部が透明度の低い状態のときに前記偏向部から前記透明度変更部に入射した光により所定の画像が前記ヘッドカバーに投影され、
   前記所定の画像の少なくとも一部分が時間経過とともに所定方向に移動する投影装置。
2. 前記所定の画像が時間経過とともに大きくなる請求項１記載の投影装置。
3. 前記所定の画像は矢印であり、前記少なくとも一部分は前記矢印の先端である請求項１又は２記載の投影装置。
4. 前記所定の画像に対応する位置の前記反射部が選択され、選択された前記反射部は光源から出射された光を前記第１の方向に反射し、
   前記透明度変更部には背景よりも明るい前記所定の画像が表示される請求項１乃至３の何れか一項記載の投影装置。
5. 前記所定の画像に対応する位置の前記反射部が選択され、選択された前記反射部は光源から出射された光を前記第２の方向に反射し、
   選択された前記反射部以外の反射部は光源から出射された光を前記第１の方向に反射し、
   前記透明度変更部には背景よりも暗い前記所定の画像が表示される請求項１乃至３の何れか一項記載の投影装置。
6. 前記車両が走行中は、前記透明度変更部が透明度の高い状態に制御される請求項１乃至５の何れか一項記載の投影装置。