特許 6865552 映像投射システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6865552

(24)【登録日】2021年4月8日

(45)【発行日】2021年4月28日

(54)【発明の名称】映像投射システム

(51)【国際特許分類】

   G09G 5/00 20060101AFI20210419BHJP

   G03B 21/00 20060101ALI20210419BHJP

   G03B 21/14 20060101ALI20210419BHJP

   G09G 5/36 20060101ALI20210419BHJP

   G09G 5/377 20060101ALI20210419BHJP

   G09G 5/10 20060101ALI20210419BHJP

   G02B 26/10 20060101ALI20210419BHJP

   B60R 11/04 20060101ALI20210419BHJP

   H04N 5/74 20060101ALI20210419BHJP

   B60Q 1/24 20060101ALI20210419BHJP

【ＦＩ】

   G09G5/00 510V

   G03B21/00 D

   G03B21/14 Z

   G09G5/36 520P

   G09G5/36 520L

   G09G5/10 B

   G02B26/10 C

   G02B26/10 104Z

   B60R11/04

   H04N5/74 Z

   B60Q1/24

【請求項の数】3

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2016-185741(P2016-185741)

(22)【出願日】2016年9月23日

(65)【公開番号】特開2018-49217(P2018-49217A)

(43)【公開日】2018年3月29日

【審査請求日】2019年8月9日

(73)【特許権者】

【識別番号】000002303

【氏名又は名称】スタンレー電気株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000800

【氏名又は名称】特許業務法人創成国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】齋藤 貴夫

【審査官】 橋本 直明

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−０８２２５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１４／０２４３８５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１６−０８６１９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−３５６９１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１３６８３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１３／１７９４２４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１６−０８３９９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１５７０２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−３３４１８１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０９Ｇ ５／００

Ｂ６０Ｑ １／２４

Ｂ６０Ｒ １１／０４

Ｇ０２Ｂ ２６／１０

Ｇ０３Ｂ ２１／００

Ｇ０３Ｂ ２１／１４

Ｇ０９Ｇ ５／１０

Ｇ０９Ｇ ５／３６

Ｇ０９Ｇ ５／３７７

Ｈ０４Ｎ ５／７４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数台のラスタースキャン方式の映像投射装置と、
前記複数台の映像投射装置から投射される投射範囲が異なる複数のサブ映像を組み合せて、１つの合成映像を生成する合成映像生成部と、
前記サブ映像の輝度を調整する輝度調整部と、
前記合成映像に所定の注目領域を設定する注目領域設定部と、を備えた前照灯であって、
前記合成映像は、前記注目領域設定部により前記複数のサブ映像のうち最大輝度が最も高いサブ映像の映像投射範囲外に前記注目領域が設定されていない通常時において前記合成映像を構成する前記複数のサブ映像の映像投射範囲のそれぞれにおいて、中央部の輝度が最も高く、外周部にいくにつれて徐々に輝度が低くなる輝度分布を有し、
前記輝度調整部は、前記注目領域設定部により前記複数のサブ映像のうち最大輝度が最も高いサブ映像の領域外に前記注目領域が設定された場合に、複数の前記映像投射装置のうち少なくとも１つから投射される前記サブ映像について、前記通常時の前記合成映像を生成する映像分配処理から、前記サブ映像の映像投射範囲全体の輝度を所定レベルとした後、前記サブ映像の当該映像投射範囲の外周部から前記注目領域に向かって、時間の経過に伴い徐々に当該映像投射範囲を収束させる視線誘導処理へ切り替えることを特徴とする前照灯。

【請求項2】

請求項１に記載の前照灯において、
前記映像投射装置は、光源と、該光源からの光を反射する回動式のミラー部と、該ミラー部の振れ角範囲を制御するミラー制御部と、を備え、
前記輝度調整部は、前記ミラー制御部により前記振れ角範囲を時間の経過に伴い徐々に小さくする制御を行うことにより、前記サブ映像の外周部を前記通常時の初期状態から前記注目領域に向かって、徐々に前記映像投射範囲を収束させることを特徴とする前照灯。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の前照灯において、
前記複数のサブ映像の投射範囲に映像を投射する映像投射装置を、所定条件により切り替える担当投射範囲切替部をさらに備えることを特徴とする前照灯。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、複数台の映像投射装置で構成される前照灯に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、複数台の映像投射装置を用いて１つの映像を形成するシステムが開発され、従来のマルチモニターディスプレイシステムの置き換えとして、あるいは、建物等の外壁をスクリーンとしたプロジェクションマッピングとして、様々な演出のために用いられている。複数台の映像投射装置を用いた投影方法としては、投射された複数の映像の重畳投影により部分的に映像の解像度を変更する方法が知られている。

【0003】

例えば、下記の特許文献１は、全体投影用プロジェクタと局所投影用プロジェクタの２台を用いて映像の重畳部を作り、部分的に解像度を変更することができる投影方法を採用している（段落０００５，図１）。複数のプロジェクタよって前方に映像を投射する技術は、車両用前照灯に適用されている。

【0004】

近年は、車両の前方を監視するカメラを備えた自動車が登場している。その代表的なシステム例として、カメラの撮像画像から歩行者等を認識したときに警告音を出力すると共に、ダッシュボード付近に設けられたモニタの映像に警告マークを重ねて表示するものがある。

【0005】

しかし、ドライバーが警告マークを確認するために、視線を車両前方からモニタに移動することは好ましくない。そこで、認識された歩行者に対してスポット光（マーキングランプ）を当てることにより、ドライバーの視線を車両前方に維持しつつ、ドライバーに歩行者の存在を認識させるようにしたシステムが提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００４−０７０２５７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、車両用前照灯のように所定範囲を照射するシステムに、スポット光を照射する機能を追加するとシステム構成が複雑になり、コストも上昇するという問題があった。

【0008】

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、簡易な構成により、投射範囲の所定領域に視認者の視線を誘導させることができる前照灯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】

【0009】

本発明の前照灯は、複数台のラスタースキャン方式の映像投射装置と、前記複数台の映像投射装置から投射される投射範囲が異なる複数のサブ映像を組み合せて、１つの合成映像を生成する合成映像生成部と、前記サブ映像の輝度を調整する輝度調整部と、前記合成映像に所定の注目領域を設定する注目領域設定部と、を備えた前照灯であって、前記合成映像は、前記注目領域設定部により前記複数のサブ映像のうち最大輝度が最も高いサブ映像の映像投射範囲外に前記注目領域が設定されていない通常時において前記合成映像を構成する前記複数のサブ映像の映像投射範囲のそれぞれにおいて、中央部の輝度が最も高く、外周部にいくにつれて徐々に輝度が低くなる輝度分布を有し、前記輝度調整部は、前記注目領域設定部により前記複数のサブ映像のうち最大輝度が最も高いサブ映像の領域外に前記注目領域が設定された場合に、複数の前記映像投射装置のうち少なくとも１つから投射される前記サブ映像について、前記通常時の前記合成映像を生成する映像分配処理から、前記サブ映像の映像投射範囲全体の輝度を所定レベルとした後、前記サブ映像の当該映像投射範囲の外周部から前記注目領域に向かって、時間の経過に伴い徐々に当該映像投射範囲を収束させる視線誘導処理へ切り替えることを特徴とする。

【0010】

本発明の前照灯は、投射範囲が異なる複数台の映像投射装置で構成され、合成映像生成部が各映像投射装置からのサブ映像を組み合せて、１つの合成映像を生成する。

【0011】

また、注目領域設定部により注目領域が設定されるが、注目領域が複数のサブ映像のうち最大輝度が最も高いサブ映像の領域外に設定された場合には、注目領域の輝度を高くしても、元々輝度が高い部分との差が小さいため、視認者の注意を引き難い。

【0012】

そこで、輝度調整部は、まず、少なくとも１つの映像投射装置について、通常時の合成映像を生成する映像分配処理を行う。さらに、輝度調整部は、映像投射範囲全体の輝度を所定レベルまで引き上げた後、映像投射範囲の外周部から注目領域に向かって、時間の経過に伴って徐々に映像投射範囲が収束していく視線誘導処理を行う。一度、前方の合成映像が明るくなることで視認者の注意を引いて、さらに、合成映像の外周部から徐々に暗くなって最終的に明るい部分が注目領域に収束していくので、本前照灯は、視認者の視線を注目領域に誘導させることができる。

【0013】

本発明の前照灯において、前記映像投射装置は、光源と、該光源からの光を反射する回動式のミラー部と、該ミラー部の振れ角範囲を制御するミラー制御部と、を備え、前記輝度調整部は、前記ミラー制御部により前記振れ角範囲を時間の経過に伴い徐々に小さくする制御を行うことにより、前記サブ映像の外周部を前記通常時の初期状態から前記注目領域に向かって、徐々に前記映像投射範囲を収束させることが好ましい。

【0014】

この構成によれば、輝度調整部は、各映像投射装置のミラー制御部を制御して輝度を調整することができる。具体的には、合成映像の外周部から注目領域に向かって徐々に映像投射範囲を収束させる場合に、ミラー部の振れ角範囲が時間の経過に伴い徐々に小さくなるように制御する。これにより、本前照灯は、明るい部分が徐々に注目領域に収束していく効果が得られる。

【0015】

また、本発明の前照灯において、前記複数のサブ映像の投射範囲に映像を投射する映像投射装置を、所定条件により切り替える担当投射範囲切替部をさらに備えることが好ましい。

【0016】

比較的広い投射範囲を担当する映像投射装置は、常にミラー部の振れ角が大きいため、装置にかかる負荷が大きくなる。この構成によれば、担当投射範囲切替部が各サブ映像の投射範囲に映像を投射する映像投射装置を所定条件により切り替えることで、各映像投射置の負荷が分散される。これにより、本前照灯は、製品寿命(使用可能期間)を延ばすことができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】実施形態の映像投射システムの概要図。

【図2】実施形態の映像投射システムの映像投射装置の概要図。

【図3】実施形態の映像投射装置の映像信号処理部の説明図。

【図4】実施形態の映像投射装置に用いられるＭＥＭＳの斜視図。

【図5】半導体光源と、ＭＥＭＳミラーと、映像投射装置から投射された映像投射範囲との関係を示す図。

【図6A】時間経過に対する、副走査方向に回動するＭＥＭＳミラー及び半導体光源の駆動信号の波形変化を示す図。

【図6B】時間経過に対する、主走査方向に回動するＭＥＭＳミラー及び半導体光源の駆動信号の波形変化を示す図。

【図7】図６Ａ及び図６Ｂに示された、ＭＥＭＳミラー及び半導体光源の駆動信号に基づく投射映像の描画範囲と、走査軌跡との関係を示す図。

【図8】各映像投射装置の投射角度範囲（映像投射範囲）と、最大輝度との関係を示す図。

【図9】入力映像の輝度分布と第１映像投射装置〜第４映像投射装置の映像投射範囲との関係を示す図。

【図10】視線誘導処理の例を説明する図（１）。

【図11】視線誘導処理の例を説明する図（２）。

【図12】視線誘導処理の例を説明する図（３）。

【図13】映像投射システムの映像投射範囲を示す図。

【図14】第１映像投射装置〜第４映像投射装置の映像投射範囲の切り替えを説明する図。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本実施形態の映像投射システム１が車両用前照灯、車載カメラ、その画像処理部等と共に搭載されている車両を例に説明する。

【0019】

図１に示されるように、映像投射システム１は、第１〜第４映像投射装置１０Ａ〜１０Ｄ（以下、映像投射装置１０という場合がある。）と、入力映像を表す映像信号及び後述するＭＰ信号が入力されて、映像投射範囲の輝度分布を表す個別映像信号及び後述するオフセット信号を、各映像投射装置１０に出力する映像信号分配部２０とを備える。以下では、本実施形態の映像投射システムを、４台の映像投射装置を備える映像投射システムを用いて説明するが、装置数は４台に限定されず、２台以上であればよい。

【0020】

初めに、本実施形態の映像信号分配部２０（本発明の「合成映像生成部」、「輝度調整部」、「注目領域設定部」及び「担当投射範囲切替部」に相当する）は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ並びにＩ／Ｏ回路及びＡ／Ｄ回路等の電子回路等により構成され（図示省略）、映像ソースから得られた映像信号により表現される入力映像の輝度分布から各映像投射装置１０に与える映像投射範囲の輝度分布を抽出する。そして、映像信号分配部２０は、抽出された映像投射範囲の輝度分布を表す個別映像信号を各映像投射装置１０に出力する。

【0021】

また、映像信号分配部２０は、入力映像の輝度分布の最高輝度点の位置を特定し、各映像投射装置１０の映像投射範囲の中心を最高輝度点の位置に設定可能なオフセット信号を、個別映像信号と共に各映像投射装置１０に出力する。

【0022】

オフセット信号とは、後述するＭＥＭＳミラー１０６の振れ角の制限に由来する映像投射可能な範囲を有する映像投射装置に対して、映像投射範囲を描画範囲のうちの所望の範囲にオフセットする（位置付ける）信号である。具体的には、オフセット信号は、映像が投射される画面全体の中心を基準位置として、基準位置から水平方向及び垂直方向に移動させる変位量を示す信号である。

【0023】

各映像投射装置１０は、オフセット信号に応じて投射する映像を上下左右方向に移動できるようになっている。投射映像の上下左右方向への移動は、各映像投射装置１０にステッピングモータ等を用いた移動機構を設けることにより実施される。

【0024】

また、映像信号分配部２０は、映像投射範囲内の特定領域（マーキングポイント）の輝度を高くして、ドライバーの視線を特定領域に誘導するためのＭＰ信号を受信して、個別映像信号を各映像投射装置１０に出力する。

【0025】

ＭＰ信号は、車載カメラ４０の撮像画像を元に画像処理部５０で処理された信号であり、マーキングポイントの映像投射範囲（最大範囲）における座標情報を含んでいる。

【0026】

図２に示されるように、本実施形態の各映像投射装置１０は、ＭＥＭＳミラー１０６、半導体光源１１２、ＭＥＭＳミラー１０６及び半導体光源１１２に信号を出力する制御部３０とから構成され、後述するラスタースキャンを行う装置である。

【0027】

各映像投射装置１０の制御部３０は、パーソナルコンピュータ、カメラシステム等の映像ソースから出力された映像信号に基づいて生成された個別映像信号が入力される個別映像信号入力部１０２と、受信した個別映像信号を処理するために所定ビット毎に書き込み・読み出しが行われる個別映像信号蓄積部１０４と、ＭＥＭＳミラー１０６に対して交流波の駆動信号を出力するＭＥＭＳ駆動部１０８と、駆動信号に応じてＭＥＭＳミラー１０６が回動軸線周りを回動したとき、ＭＥＭＳミラー１０６の振れ角に応じた電圧を出力するセンサからの信号が入力されるセンサ信号入力部１１０と、ＭＥＭＥＳミラー１０６に光を照射するＬＥＤや半導体レーザ等の半導体光源１１２に対して画素データを出力する光源駆動部１１４と、個別映像信号を処理して各映像投射装置１０の制御を行う個別映像信号処理部１１６とから構成される。

【0028】

ここでは、説明の便宜のため、ＭＥＭＳミラー１０６を駆動する交流波の駆動信号として正弦波形状の駆動信号を用いて説明するが、正弦波形状の駆動信号に対して９０°位相が遅れた余弦波形状の信号等を用いてもよい。

【0029】

個別映像信号入力部１０２は、映像信号を処理するために、入力された個別映像信号を個別映像信号処理部１１６に出力する。個別映像信号入力部１０２としては、ＶＧＡ（アナログＲＧＢ）、ＤＶＩ、ＨＤＭＩ（登録商標）、Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐｏｒｔ等の映像信号レシーバを用いることができる。

【0030】

個別映像信号蓄積部１０４では、個別映像信号入力部１０２から出力された個別映像信号を処理するために信号の書き込み、読み出しが行われる。個別映像信号蓄積部１０４としては、ＳＤＲＡＭ等を用いることができる。本実施形態の映像投射システムでは、映像信号は高速信号として生成されるため、ＤＤＲ２-ＳＤＲＡＭ、ＤＤＲ３-ＳＤＲＡＭが好適である。

【0031】

ＭＥＭＳ駆動部１０８（本発明の「ミラー制御部」に相当する）は、ＭＥＭＳミラー１０６に対する駆動信号を出力するために、個別映像信号処理部１１６からのデジタル信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａコンバーターと、その出力信号をＭＥＭＳミラー１０６の駆動電圧レベルまで増幅するオペアンプから構成される。

【0032】

センサ信号入力部１１０は、駆動信号に応じてＭＥＭＳミラー１０６が回動軸線周りに回動し、走査方向に回動したときのＭＥＭＳミラー１０６の振れ角に応じた電圧を出力するセンサからの信号が入力される信号入力部である。センサ信号入力部１１０は、受信したアナログ信号を個別映像信号処理部１１６に出力されるデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバーターと、Ａ／Ｄコンバーターに対する適切な入力レベルを確保するオペアンプとから構成される。

【0033】

光源駆動部１１４は、個別映像信号処理部１１６から出力されたデジタル信号をアナログ信号に変換する高速Ｄ／Ａコンバーターと、ＲＧＢ各色の半導体光源１１２を駆動できるだけの電流容量を持つドライバトランジスタ等とから構成される。

【0034】

個別映像信号処理部１１６は、個別映像信号を処理して各映像投射装置１０の制御を行う。個別映像信号処理部１１６は、例えば、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、マイクロプロセッサ、又はこれらのハイブリッドデバイス（EPP（Extensible Processing Platform）やＳｏＣ（System on Chip））等を用いることができる。

【0035】

また、図３に示されるように、個別映像信号処理部１１６は、個別映像信号を個別映像信号入力部１０２から個別映像信号蓄積部１０４に出力するインターフェースとしての入力映像処理部１２０と、個別映像信号蓄積部１０４から出力された信号等に基づいて、ＭＥＭＳ駆動部１０８へ送出するＭＥＭＳミラー１０６の駆動信号及び光源駆動部１１４に送出する画素データ抽出の基礎となる信号等を生成する駆動信号生成部１２２と、センサ信号入力部１１０及び駆動信号生成部１２２から出力された信号に基づいて、共振周波数追従制御を行い、画素データ抽出部１２６に信号を送出する駆動信号演算処理部１２４と、駆動信号生成部１２２及び駆動信号演算処理部１２４から出力された信号に基づいて、光源駆動部１１４に送出する画素データを抽出する画素データ抽出部１２６と、これらの各信号処理の制御パラメータに対する制御を行うと共に、スイッチ、ＵＡＲＴ（Universal Asynchronous Receiver Transmitter）等の図示しない外部制御手段とのインターフェースとしての機能を果たす総合制御部１２８とから構成される。

【0036】

また、図４に示されるように、本実施形態のＭＥＭＳミラー１０６を備えるＭＥＭＳ１３０は、反射面を有するＭＥＭＳミラー１０６を一対のトーションバー１３１Ａ，１３１Ｂにより支持する第１支持部１３２と、ＭＥＭＳミラー１０６を第１支持部１３２に対して一対のトーションバー１３１Ａ，１３１Ｂ、すなわち、主走査方向（Ｙ軸周り）に回動させる第１のアクチュエータ１３４，１３６と、第１支持部１３２を支持する第２支持部１３８と、第１支持部１３２を第２支持部１３８に対して副走査方向（Ｘ軸周り）に回動させる第２のアクチュエータ１４０，１４２とを備え、２次元走査が可能な２軸型光偏向器である。

【0037】

ＭＥＭＳ１３０を備える各映像投射装置１０は、後述する映像投射範囲のうち描画範囲のみが２次元走査に応じて光が投射されるように、半導体光源１１２が点灯されるので、光の利用効率の向上を図ることができる。

【0038】

ＭＥＭＳ１３０のアクチュエータとしては、圧電方式、静電方式、電磁形式のアクチュエータを用いることができる。本実施形態では、第１のアクチュエータ１３４，１３６として、圧電アクチュエータを採用している。また、第２のアクチュエータ１４０，１４２はそれぞれ、４つの圧電カンチレバーが連結されて構成されている。圧電カンチレバー１４０Ａ〜１４０Ｄ，１４２Ａ〜１４２Ｄは、支持体と、下部電極と、圧電体と、上部電極とから構成された積層体を含む。

【0039】

映像信号に基づく映像の投射は、水平方向の高速走査、垂直方向の低速走査によって実行される。そのため、ＭＥＭＳミラー１０６は、高速動作に対応した第１のアクチュエータ１３４，１３６の共振駆動により主走査方向に回動し、低速動作に対応した第２のアクチュエータ１４０，１４２の非共振駆動により副走査方向に回動する。

【0040】

本実施形態では、副走査方向の回動は低速動作であるため、非共振駆動のアクチュエータを用いたが、これに限定されず、共振駆動のアクチュエータを用いてもよい。

【0041】

ＭＥＭＳミラー１０６の回動状態を検出するために、第１支持部１３２には、トーションバー１３１Ａ，１３１Ｂと隣接する位置にセンサ１４４が、また、第２のアクチュエータ１４０，１４２の近傍にセンサ１４６が設けられている。位置センサとしては、圧電効果を用いたセンサやピエゾ抵抗効果を用いたセンサを採用することができる。圧電効果を用いたセンサは、ＭＥＭＳミラー１０６の振れ角の変位量に対して微分値を返す速度センサとして動作する。また、ピエゾ抵抗効果を用いたセンサは、ＭＥＭＳミラー１０６の振れ角の変位量に比例した値を返す位置センサとして動作する。

【0042】

なお、同一の製造プロセスでアクチュエータ及びセンサの積層構造を形成できるという点では、圧電効果を用いたアクチュエータ及びセンサを用いることが好ましい。

【0043】

また、センサ１４４，１４６はそれぞれ、少なくとも１つ設ける必要があるが、ＭＥＭＳミラー１０６の主走査方向及び副走査方向の回動安定性及び差動信号のノイズキャンセリング効果の向上のために、図４に示されるように、Ｙ軸及びＸ軸を中心として線対称に２つ設けることが好ましい。

【0044】

次に、図５〜図７を参照して、主に半導体光源１１２と、ＭＥＭＳ１３０のＭＥＭＳミラー１０６とを用いたラスタースキャンについて説明する。

【0045】

図５に示されるように、半導体光源１１２からＭＥＭＳミラー１０６に入射して反射された光は、映像投射範囲に映像（走査軌跡）を描画する。映像の描画に関して、副走査方向に回動するＭＥＭＳミラー１０６により、図５の映像投射範囲において垂直方向の走査が実行される。本実施形態の副走査方向に回動するＭＥＭＳミラー１０６の駆動信号の波形は、図６Ａに示される鋸波形状とするのが好ましい。

【0046】

副走査方向に回動するＭＥＭＳミラー１０６は低速駆動されるので、共振駆動のアクチュエータと非共振駆動のアクチュエータの何れも用いることができるが、非共振駆動のアクチュエータに好適な鋸波形状の駆動信号を用いて有効描画時間を長く確保することにより、映像投射範囲の明るさの向上を図ることができる。

【0047】

具体的には、鋸波形状の駆動信号には、時間経過に対する駆動信号の波形の傾きが緩やかな区間と、急峻な区間とが交互に現れる（図６Ａ参照）。そして、鋸波形状の駆動信号の傾きが緩やかな区間で半導体光源１１２を点灯して描画を行い（描画区間）、傾きが急峻な区間で半導体光源１１２を消灯する非描画区間（垂直帰線区間）を設ける。

【0048】

鋸波形状の駆動信号の傾きが変化する頂点付近では、副走査方向の回動するＭＥＭＳミラー１０６は非常に低速な駆動状態になるため、当該頂点付近の区間に対応する描画部分は描画範囲の他の部分と比較すると特に明るく見える。そのため、当該頂点付近の区間では、半導体光源１１２を消灯することにより、描画範囲で表される画面全体の明るさの均一性を実現し得る。

【0049】

一方、主走査方向に回動するＭＥＭＳミラー１０６により、図５の映像投射範囲において水平方向の走査が実行される。本実施形態の主走査方向に回動するＭＥＭＳミラー１０６の駆動信号の波形は、図６Ｂに示される交流波、例えば、正弦波形状とするのが好ましい。主走査方向に回動するＭＥＭＳミラー１０６は高速駆動されるので、共振駆動のアクチュエータを用いることが好ましく、また、正弦波形状の駆動信号は、共振駆動のアクチュエータに適しているためである。

【0050】

具体的には、正弦波形状の駆動信号には、時間経過に対する駆動信号の波形の頂点付近の区間と、それ以外の区間とが交互に現れる（図６Ｂ参照）。そのため、図５に示されるように、往復走査、すなわち、右方向走査及び左方向走査の両方で描画を行うことが、有効描画時間の確保の点から好適である。片側走査、例えば、右方向走査（左方向走査）のみで描画を行い、左方向走査（右方向走査）においては非描画区間（水平帰線区間）を設ける方式と比較して、往復走査、すなわち、右方向走査と左方向走査の両方で描画を行い、有効描画時間を長く確保することができる。

【0051】

さらに、正弦波形状の駆動信号の頂点付近（水平折返区間）では、主走査方向に回動するＭＥＭＳミラー１０６は非常に低速な駆動状態になるため、当該頂点付近の区間に対応する描画部分は描画範囲の他の部分と比較すると特に明るく見える。描画範囲で表される画面全体の明るさの均一性を実現し得るため、図６Ｂに示されるように、経過時間に対して隣り合う当該頂点付近の区間（水平折返区間）の間の区間で半導体光源１１２を点灯して図５の水平方向の走査軌跡の１ライン分の描画を行い、水平折返区間で半導体光源１１２を消灯して非描画区間を設ける。

【0052】

上述したラスタースキャンを実施することにより、図７に示されるように、被走査面での走査軌跡全体から水平方向及び垂直方向において、図５の映像投射範囲の周縁領域が切り取られた描画範囲が得られる。

【0053】

次に、映像信号分配部２０による分配処理による映像について説明する。映像信号分配部２０の分配処理では、画面内に１点存在する最高輝度点を中心に、水平方向、垂直方向の輝度が共に単調減少する分布を持った映像信号を処理する。

【0054】

図８は、本実施形態の映像投射システム１の第１〜第４映像投射装置１０Ａ〜１０Ｄにより、ＭＥＭＳミラー１０６の水平方向及び垂直方向の振れ角で表された投射角度範囲（映像投射範囲）と、相対輝度で表された最大輝度との関係を例示した図である。

【0055】

図８に示されるように、第１〜第４映像投射装置１０Ａ〜１０Ｄの投射角度範囲と最大輝度は、相対輝度の上限値である最大輝度が大きい映像投射装置から順に、投射角度範囲が狭くなるように設定されている。なお、第１〜第４映像投射装置１０Ａ〜１０Ｄの画素ピッチは、制御し易さの観点から同一に設定されているが、特にこれに限定されず、各装置により画素ピッチを異なる値に設定してもよい。第１〜第４映像投射装置１０Ａ〜１０Ｄの画素ピッチが異なる値に設定された場合、各装置において解像度のスケーリングを行う。

【0056】

次に、図９に、映像信号分配部２０により通常時に行われる、一連の映像分配処理結果を示す。第１映像投射装置１０Ａは、最大輝度が最も低く、投射角度範囲が最も広い第１の映像投射範囲の投射を担当する。また、第２〜第４映像投射装置１０Ｂ〜１０Ｄは、それぞれ第２〜第４の映像投射範囲の投射を担当する。そして、第１〜第４映像投射装置１０Ａ〜１０Ｄに出力される個別映像信号で表現される輝度分布の映像（サブ映像）を結合して、最終的な映像（合成映像）が生成される。

【0057】

第１〜第４映像投射装置１０Ａ〜１０Ｄから投射される映像は、中央部が最も明るく（最高輝度点）、周辺部にいくにつれて徐々に暗くなる輝度分布となる。輝度分布は、必ずしも上下・左右が対称である必要はなく、部分的に非投射範囲（マスク部Ｘ）があってもよい。

【0058】

なお、各映像投射範囲は排他的である必要はなく、むしろ積極的に重ね合わせることで、仮に第１〜第４映像投射装置１０Ａ〜１０Ｄの何れかに外部から振動が加わった場合等にも、分配による映像の継ぎ目が目立たなくなるという利点が生じる。

【0059】

ここで、本発明の輝度調整部で実行される処理（視線誘導処理）について説明する。視線誘導処理は、車載カメラ４０の撮像画像から（図１参照）、相対輝度の低い映像投射範囲内に人や動物等の監視対象物が認識された場合に行われる処理である。また、視線誘導処理は、映像信号分配部２０が上述したＭＰ信号を受信することによって実行される。

【0060】

想定されるケースとしては、車両用前照灯の使用時にドライバーの死角から歩行者が現れた場合である。図９においては、ドライバーの視線を誘導するマーキングポイントＭＰが、投射角度範囲が比較的広く、相対輝度が低い第２の映像投射範囲内にある。

【0061】

画像処理部５０からＭＰ信号を受信した映像信号分配部２０は、まず、マーキングポイントＭＰが合成映像のどこに位置するかを把握する。次に、局所輝度を実現するために、第１〜第４映像投射装置１０Ａ〜１０Ｄのうち、少なくとも１つの装置について、通常時の合成映像を生成する映像分配処理から視線誘導処理へと切り替える。

【0062】

通常、合成映像の形成に最も影響の少ない第１映像投射装置１０Ａを局所輝度の担当とするが、特にこれに限定されず、場合によっては２以上の装置に担当させてもよい。局所輝度の担当となった装置（今回、第１映像投射装置１０Ａ）は、その後、後述する各処理を行う。

【0063】

次に、図１０〜図１２を参照して、視線誘導処理の例を説明する。

【0064】

映像信号分配部２０において、ＭＰ信号に基づいて生成された個別映像信号は、第１映像投射装置１０Ａの個別映像信号入力部１０２に入力される（図２参照）。これにより、個別映像信号処理部１１６でＭＥＭＳ１３０の駆動信号が生成される。

【0065】

その後、図１０に示されるように、一旦、合成映像（映像投射範囲全体）の輝度を最大に設定する。これにより、ドライバーが歩行者に気付いていない場合であっても、車両用前照灯の例外的な照射によりドライバーの注意が引き立てられる。なお、このときの輝度は最大輝度に限られず、一定以上のレベルであればよい。

【0066】

輝度が最大となるのは一瞬であるが、この時点でドライバーが未だ歩行者の存在に気付かない場合もある。そこで、この後、合成映像の外周部からマーキングポイントＭＰ（注目領域）に向かって、時間の経過に伴って徐々に輝度を低下させていく。

【0067】

具体的は、図１１に示されるように、マーキングポイントＭＰを残して第１の映像投射範囲を縮小していく。映像投射範囲の垂直方向は、ＭＥＭＳミラー１０６の副走査方向（Ｘ軸周り）振れ角に依存するが、徐々にＭＥＭＳミラー１０６の振幅が小さくなるように制御する。映像投射範囲をマーキングポイントＭＰに収束させて輝度を向上させると共に、ズームインのような演出を行うようにすれば、視線誘導効果の更なる向上が見込まれる。

【0068】

なお、本実施形態おいては、第１〜第４映像投射装置１０Ａ〜１０Ｄは基本的に同一性能であるため、映像投射範囲と最大輝度は反比例の関係にある。すなわち、映像投射範囲を縮小していくことにより、たとえ相対輝度が最も低い第１の映像投射範囲であっても、最も相対輝度が高い第４の映像投射範囲と同等の輝度（相対輝度２０４８）を得ることが可能である。

【0069】

その後、図１２に示されるように、マーキングポイントＭＰを含む狭小領域まで第１の映像投射範囲を縮小していく。これにより、ドライバーの視線はマーキングポイントＭＰに誘導されて、必ず歩行者の存在に気付くようになる。

【0070】

映像投射範囲の水平方向は、ＭＥＭＳミラー１０６の主走査方向（Ｙ軸周り）の振れ角に依存するため、マーキングポイントＭＰを含む領域であって、ＭＥＭＳミラー１０６の振幅中心に対する対称位置までしか映像投射範囲を狭めることができない。

【0071】

なお、第１映像投射装置１０Ａにステッピングモータを用いた移動機構を設けることで、第１の映像投射範囲を水平方向に移動させることもできる。水平方向への移動によりＭＥＭＳミラー１０６の振幅中心がずれるので、最終的な第１の映像投射範囲をさらに狭めることができる。

【0072】

この歩行者が道路を横断しようとして動作した場合には、歩行者を追従するようにマーキングポイントＭＰを移動させてもよい。また、このとき、歩行者が車両用前照灯の光に幻惑されないように、顔の部分のみマスク部としてもよい。

【0073】

最後に、図１３，図１４を参照して、映像投射システム１の映像投射範囲の切り替えについて説明する。

【0074】

本実施形態の映像投射システム１では、第１〜第４映像投射装置１０Ａ〜１０Ｄが担当する映像投射範囲を所定のタイミングで切り替えることができる。第１映像投射装置１０Ａは、最大輝度が最も低く、投射角度範囲が最も広い映像投射範囲ａ（図１３参照）の投射を担当している。また、第２映像投射装置１０Ｂは映像投射範囲ｂ、第３映像投射装置１０Ｃは映像投射範囲ｃの投射を担当し、第４映像投射装置１０Ｄは、最大輝度が最も高く、投射角度範囲が最も狭い映像投射範囲ｄの投射を担当している（図１４の「状態１」）。

【0075】

ここで、最も投射面積が広い映像投射範囲ａを担当する第１映像投射装置１０Ａは、ＭＥＭＳミラー１０６の振れ角が常に大きいことから、装置にかかる負荷も大きい状態である。従って、例えば、映像の投射が中断されたタイミングで映像投射範囲の切り替えを行う。具体的には、映像信号分配部２０のＲＡＭに、第１〜第４映像投射装置１０Ａ〜１０Ｄの状態を記憶しておき、投射が再開される際に状態の情報を読み出して、各装置に前回の担当とは異なる映像投射範囲を割り当てるようにする。

【0076】

図１４に示されるように、「状態１」〜「状態４」の４種類を定めて、第１〜第４映像投射装置１０Ａ〜１０Ｄの映像の投射が中断されたタイミングで状態を切り替える。「状態１」の次に「状態２」移行する場合、第１映像投射装置１０Ａは、映像投射範囲ａから映像投射範囲ｂに切り替わり、第２〜第４映像投射装置も所定の順番で映像投射範囲が切り替わる。「状態１」〜「状態４」は、それぞれ同程度の期間で切り替えるようにすることが好ましい。これにより、映像投射システム１では、第１〜第４映像投射装置１０Ａ〜１０Ｄにかかる負荷を分散させて、製品寿命（使用可能期間）を延ばすことができる。

【0077】

上記の実施形態は、本発明の一例であり、これ以外にも様々な変形例が考えられる。映像投射システム１は、４つの映像投射装置で構成されていたため、映像投射範囲も４つであったが、２つ以上の映像投射装置で構成され、その数に応じた映像投射範囲がある映像投射システムであればよい。

【0078】

図９以降の説明では、第２の映像投射範囲にマーキングポイントＭＰが存在する例を示したが、これに限られない。第１の映像投射範囲内又は第３の映像投射範囲内、第１の映像投射範囲と第２の映像投射範囲の境界部分にマーキングポイントＭＰが存在する場合であっても、局所輝度を担当する１の映像投射装置により、同様の視線誘導処理を行うことができる。

【符号の説明】

【0079】

１…映像投射システム、１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ…映像投射装置、２０…映像信号分配部（合成映像生成部、輝度調整部、注目領域設定部、担当投射領域切替部）、３０…制御部、４０…車載カメラ、５０…画像処理部、１０６…ＭＥＭＳミラー、１１２…半導体光源、１３０…ＭＥＭＳ（光偏向器）、１３１Ａ，１３１Ｂ…トーションバー、１３４，１３６…第１のアクチュエータ、１４０，１４２…第２のアクチュエータ、１４４，１４６…センサ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】