特開 2023-75475 車両用表示装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023075475

(43)【公開日】2023-05-31

(54)【発明の名称】車両用表示装置

(51)【国際特許分類】

   B60R 11/02 20060101AFI20230524BHJP

【ＦＩ】

B60R11/02 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021188404

(22)【出願日】2021-11-19

(71)【出願人】

【識別番号】000010098

【氏名又は名称】アルプスアルパイン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100098497

【弁理士】

【氏名又は名称】片寄 恭三

(74)【代理人】

【識別番号】100099748

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 克志

(74)【代理人】

【識別番号】100103171

【弁理士】

【氏名又は名称】雨貝 正彦

(74)【代理人】

【識別番号】100105784

【弁理士】

【氏名又は名称】橘 和之

(72)【発明者】

【氏名】片寄 順

(72)【発明者】

【氏名】天野 崇

【テーマコード（参考）】

3D020

【Ｆターム（参考）】

3D020BA04

3D020BC04

3D020BD09

(57)【要約】

【課題】 ドライバーの安全運転と後部座席からの見易い映像との両立を図ることができる車両用表示装置を提供する。
【解決手段】 本発明の車両用表示装置１００は、車室内の前部座席１９０と後部座席１９２との間に位置し、天井２００から下方に延在可能な縦型スクリーン２１０と、縦型スクリーン２１０の天井から下方に延びる高さＨおよび角度θを調整可能な調整手段と、車室内の天井２００および縦型スクリーンに向けて映像を投射可能なプロジェクターとを有し、調整手段は、ユーザーからの指示に応じて縦型スクリーン２１０の高さおよび／または角度を調整する。
【選択図】 図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

車室内の前部座席と後部座席との間に位置し、天井から下方に延在可能な縦型スクリーンと、
前記縦型スクリーンの天井から下方に延びる高さおよび角度を調整可能な調整手段と、
車室内の天井および前記縦型スクリーンに向けて映像を投射可能な投射手段と、
を有する車両用表示装置。

【請求項2】

車両用表示装置はさらに、ユーザーからの指示を入力する入力手段を含み、
前記調整手段は、前記入力手段からの指示に応じて縦型スクリーンの高さおよび／または角度を調整する、請求項１に記載の車両用表示装置。

【請求項3】

前記調整手段は、手動により縦型スクリーンの高さおよび／または角度を調整可能である、請求項１に記載の車両用表示装置。

【請求項4】

前記縦型スクリーンは、投射された光が天井に向けて反射するのを防止する形状を有する、請求項１に記載の車両用表示装置。

【請求項5】

前記防止する形状は、湾曲形状を有する、請求項４に記載の車両用表示装置。

【請求項6】

前記縦型スクリーンは、投射された光が天井に向けて反射するのを防止るための反射部材を含む、請求項１に記載の車両用表示装置。

【請求項7】

車両用表示装置はさらに、縦型スクリーンの高さを検出する第１の検出手段と、
前記第１の検出手段により検出された高さに基づき前記投射手段の投射角度を調整する角度調整手段とを含む、請求項１に記載の車両用表示装置。

【請求項8】

車両用表示装置はさらに、運転者の頭の位置を検出する第２の検出手段を含み、
前記調整手段は、前記第２の検出手段により検出された頭の位置に基づき縦型スクリーンの高さを調整する、請求項１に記載の車両用表示装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両用表示装置に関し、特に、天井スクリーンや縦型スクリーンに映像を投射可能な車両用表示装置に関する。

【背景技術】

【0002】

車内のエンターテイメント性を向上させるため、前部座席の裏面天井にスクリーンを取付け、このスクリーン上に大画面の映像を投射する表示システム（特許文献１）や、アームレストに取り付けたプロジェクターにより天井に車外の映像を投射する投射システム（特許文献２）が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００７－２２１７４号公報

【特許文献2】特開２０１６－９１００号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

図１は、従来の車両用表示装置の概略構成を示す図である。同図に示すように、車室内に取り付けたプロジェクター１０から天井２０の一面に向けて映像を投射した場合、後部座席（例えばワンボックス車の２列目や３列目の座席）から映像を鮮明に見えるようにするためには、見易い位置へ見易い映像を投射しなければならない。

【0005】

運転者に安全でかつ後部座席から見易い位置へ投射するには、運転席と後部座席の間に縦型スクリーン３０を設置すればよいが、縦型スクリーン３０を設置するだけでは、運転者のルームミラー４０による後方視界を妨げるおそれがある。

【0006】

また、後部座席から見易い位置へ投射するには、天井のより前方への投射が必要であり、さらには外光の映り込みに対処するためには、映像をより明るく投射する必要があるが、そのような投射を行うと、例えば、ドライバーがルームミラーを見るときなどに視野に映像が入り込むことによって安全運転を阻害してしまう。

【0007】

他方、ドライバーの運転阻害を回避するために、投射範囲を天井の後方にずらすと、後部座席からは天井を見上げるようになり、首や体に負担を与えてしまう。

【0008】

本発明は、このような従来の課題を解決し、ドライバーの安全運転と後部座席からの見易い映像との両立を図ることができる車両用表示装置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】

本発明に係る車両用表示装置は、車室内の前部座席と後部座席との間に位置し、天井から下方に延在可能な縦型スクリーンと、前記縦型スクリーンの天井から下方に延びる高さおよび角度を調整可能な調整手段と、車室内の天井および前記縦型スクリーンに向けて映像を投射可能な投射手段とを有する。

【0010】

ある態様では、車両用表示装置はさらに、ユーザーからの指示を入力する入力手段を含み、前記調整手段は、前記入力手段からの指示に応じて縦型スクリーンの高さおよび／または角度を調整する。ある態様では、前記調整手段は、手動により縦型スクリーンの高さおよび／または角度を調整可能である。ある態様では、前記縦型スクリーンは、投射された光が天井に向けて反射するのを防止する形状を有する。ある態様では、前記防止する形状は、湾曲形状を有する。ある態様では、前記縦型スクリーンは、投射された光が天井に向けて反射するのを防止るための反射部材を含む。車両用表示装置はさらに、縦型スクリーンの高さを検出する第１の検出手段と、前記第１の検出手段により検出された高さに基づき前記投射手段の投射角度を調整する角度調整手段とを含む。ある態様では、車両用表示装置はさらに、運転者の頭の位置を検出する第２の検出手段を含み、前記調整手段は、前記第２の検出手段により検出された頭の位置に基づき縦型スクリーンの高さを調整する。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、天井から下方に延びる縦型スクリーンの高さと角度を調整できるようにしたので、ドライバーの後方視界の障害とならないように後方座席から見易い映像を表示することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】従来の車両用表示装置の課題を説明する図である。

【図2】本発明の実施例に係る車両用表示装置の構成を示すブロック図である。

【図3】車両の概略側面図と車室内の天井を下から見たときの平面図を示している。

【図4】図４（Ａ）、（Ｂ）は、本実施例の縦型スクリーンの取付け例を示す概略側面図、図４（Ｃ）、（Ｄ）は、縦型スクリーンを構成するハウジングとスクリーン部の斜視図である。

【図5】本発明の実施例に係るスクリーン駆動部の一例を示す図であり、図５（Ａ）は、ハウジングの駆動例を示す平面図、図５（Ｂ）は、スクリーン部の駆動例を示す平面図である。

【図6】本発明の実施例に係るプロジェクター投射角調整部の調整例を示す図である。

【図7】本発明の実施例に係る車両用表示装置の動作を説明する図である。

【図8】本発明の実施例の変形例を説明する図である。

【図9】本発明の他の実施例に係る車両用表示装置の構成を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

次に、本発明の実施の形態について説明する。本発明の車両用表示装置は、自動車等の車両に搭載され、車室内の天井にエンターテイメントなどの映像を表示する機能を備える。車両用表示装置は、他の外部機器や通信機器と連携し、エンターテイメントなどの映像として、例えば、オーディオ・ビジュアル・ナビゲーションによって再生される映像、テレビ映像、インターネット等を介してダウンロードされた映像、車外を撮像するカメラによって撮像された映像、スマートフォンの画面に映された映像などを表示することが可能である。これらの映像を、エンターテイメント用映像と称す。

【実施例0014】

次に、本発明の実施例について詳細に説明する。図２は、本発明の実施例に係る車両用表示装置の構成を示すブロック図である。車両用表示装置１００は、操作入力部１１０、インターフェース（Ｉ／Ｆ）部１２０、記憶部１３０、スクリーン駆動部１４０、高さ／角度検出部１５０、プロジェクター１６０、投射角調整部１７０および制御部１８０を含んで構成される。

【0015】

操作入力部１１０は、エンターテイメント用映像に関するユーザー操作や縦型スクリーンに関するユーザー操作を受け取り、それらの操作情報を制御部１８０に提供する。操作入力部１１０は、特に限定されないが、例えば、操作スイッチ、タッチパネル、ユーザーのジェスチャーを撮像するカメラなどを含むことができる。

【0016】

ユーザーは、エンターテイメント用映像を表示させる場合、操作入力部１１０を介して映像リソースを選択したり、映像コンテンツなどを選択する。また、ユーザーは、縦型スクリーンの高さや角度を調整したい場合、操作入力部１１０を介して高さや角度の指示を与える。

【0017】

ＩＦ部１２０は、外部機器（例えば、オーディオ・ビジュアル・ナビゲーション機能を備えた装置、テレビ受信する機能を備えた装置、スマートフォン等の多機能型携帯端末、車外を撮像するカメラなど）との接続を可能にし、外部機器から映像データを取り込むことができる。ＩＦ部１２０から取り込まれた映像データは、プロジェクター１６０によって投射することができる。

【0018】

記憶部１３０は、車両用表示装置１００にとって必要なデータを格納し、例えば、エンターテイメント用映像データ、プログラムやアプリケーション等のソフトウエアを格納することができる。格納されたソフトウエアは、制御部１８０によって実行することができる。

【0019】

スクリーン駆動部１４０は、天井から下方に向けて延びる縦型スクリーンの高さや角度を調整する。図３は、車両の概略側面図と車室内の天井を下から見たときの平面図である。同図に示すように、前部座席１９０と２列目の後部座席１９２との間には、天井２００から吊るされたように下方に延在することができる縦型スクリーン２１０が設けられる。

【0020】

スクリーン駆動部１４０は、図４（Ａ）に示すように、縦型スクリーン２１０の天井２００からの高さＨを調整したり、図４（Ｂ）に示すように、縦型スクリーン２１０の角度θを調整することを可能にする。

【0021】

縦型スクリーン２１０は、天井２００から懸架可能であり、高さＨおよび角度θが調整可能であれば、その構成は特に限定されない。一例として、縦型スクリーン２１０は、図４（Ｃ）に示すように、軸方向に内部空間が形成された円筒状のハウジング２１２と、ハウジング２１２の対向する両端にそれぞれ形成された回転軸２１４とを含み、回転軸２１４は、天井２００の所定の支持部に形成された孔内に回転自在に挿入される。ハウジング２１２を回転軸２１４を中心に回転させることで、縦型スクリーン２１０の角度θが調整される。

【0022】

ハウジング２１２の下端には、内部空間に繋がる開口２１２Ａが形成され、内部空間には、図４（Ｄ）に示すように、回転軸２１６と、回転軸２１６に巻回されたスクリーン部２１８とが収容される。スクリーン部２１８は、ある程度の可撓性と剛性のある材料から構成され、回転軸２１６に巻きつけられる。回転軸２１６を一方の方向に回転させることでスクリーン部２１８の端部２１８Ａが開口２１２Ａからハウジング外に引き出され、この引き出し量によって縦型スクリーン２１０の高さＨが調整される。回転軸２１６を反対方向に回転させることでスクリーン部２１８が回転軸２１６に巻き取られ、端部２１８Ａが開口２１２Ａを介してハウジング内に引き込まれ、縦型スクリーン２１０の高さＨが小さくなる。回転軸２１６は、例えば、その回転中心が回転軸２１４の回転中心と概ね一致するようにハウジング２１２の内壁に回転可能に取り付けられる。

【0023】

回転軸２１４、２１６は、回転されたときに一定の摩擦力をもつように支持され、ユーザーは、手動によってもハウジング２１２を回転させたり、あるいはスクリーン部２１８の長さを調整することが可能である。本実施例では、手動による操作に加えて、スクリーン駆動部１４０は、操作入力部１１０からの操作の指示があったとき、制御部１８０からの駆動信号に応じて回転軸２１４、２１６を回転させることで縦型スクリーン２１０の高さＨや角度θを調整する。

【0024】

スクリーン駆動部１４０による縦型スクリーン２１０の駆動方法は特に限定されないが、その一例を図５に示す。スクリーン駆動部１４０は、図５（Ａ）に示すように、ハウジング２１２の一方の端部の回転軸２１４に取り付けられたギヤ１４１と、ギヤ１４１を回転させるためのモーター１４２とを含む。モーター１４２は、例えば、ステッピングモーターであり、これを正転または逆転させることで、ハウジング２１２の角度が調整される。

【0025】

また、スクリーン駆動部１４０は、図５（Ｂ）に示すように、スクリーン部２１８を巻回する回転軸２１６の一方に取り付けられたギヤ１４３と、ギヤ１４３を回転させるためのモーター１４４とを含む。モーター１４４は、例えば、ステッピングモーターであり、これを正転または逆転させることで、スクリーン部１１８の引き出し量が調整される。

【0026】

高さ／角度検出部１５０は、縦型スクリーン２１０の高さＨおよび角度θを検出する。高さ／角度検出部１５０の構成は特に限定されないが、例えば、回転軸２１４、２１６の位置や角度を検出するセンサー、モーター１４２、１４４の回転角を検出するセンサー、ハウジング２１２やスクリーン部２１８の位置を検出するセンサーを用いることができる。高さ／角度検出部１５０によって検出された高さＨおよび角度θは、制御部１８０に提供される。

【0027】

プロジェクター１６０は、特に限定されないが、例えば液晶プロジェクターやＤＭＤ(Digital Mirror Device)プロジェクターを用いて構成される。プロジェクター１６０の取り付け位置は特に限定されないが、例えば、車両の後部に取り付けられ、そこから天井２００や縦型スクリーン２１０に向けて映像を投射する。プロジェクター１６０は、制御部１８０によって生成された映像データ（フレーム）に基づき光源からの光を光学的に変調し、変調した光を天井２００や縦型スクリーン２１０に投射する。これにより、天井２００や縦型スクリーン２１０には、例えばエンターテイメント用映像の動画または静止画が表示される。プロジェクター１６０によって投射される映像のサイズが天井２００のサイズに合うようにプロジェクター１６０の焦点距離が調整される。この調整は、ユーザーが任意に行うようにしてもよい。

【0028】

投射角調整部１７０は、縦型スクリーン２１０の高さＨおよび角度θに応じて最適な映像が表示されるように、プロジェクター１６０の投射角を調整する。この場合、プロジェクター１６０は、投射角が変化できるように回転自在に取り付けられ、投射角調整部１７０は、制御部１８０からの駆動信号に応じて、例えばモーターを駆動し、プロジェクター１６０の投射角を調整する。

【0029】

例えば、図６（Ａ）に示すように、縦型スクリーン２１０の高さがＨ１であるとき、高さＨ１に映像が収まるようにプロジェクター１６０の投射角がＡ１に調整される。また、図６（Ｂ）に示すように、縦型スクリーン２１０の高さがＨ２に伸びたとき（Ｈ２＞Ｈ１）、投射角がＡ２に調整される（Ａ２＜Ａ１）。さらに図６（Ｃ）に示すように、縦型スクリーン２１０の高さがＨ３に伸びたとき（Ｈ３＞Ｈ２）、投射角がＡ３に調整される（Ａ３＜Ａ２）。縦型スクリーン２１０の角度θが変化された場合にも投射角が調整されるようにしてもよい。

【0030】

例えば、縦型スクリーン２１０の高さとプロジェクター１６０の投射角との関係を規定したテーブル（または数式）を予め用意しておき、制御部１８０は、スクリーン駆動部１４０を介して縦型スクリーン２１０の高さを調整するとき、テーブルを参照して、高さ／角度検出部１６０により検出された高さに対応する投射角を算出し、その算出結果に基づき投射角調整部１７０を駆動する。同様に縦型スクリーン２１０の角度とプロジェクター１６０の投射角との関係を規定したテーブルを用意しておき、縦型スクリーンの角度を調整するとき、検出された角度に対応する投射角を算出し、その算出結果に基づき投射角を調整するようにしてもよい。

【0031】

制御部１８０は、特に限定されないが、例えば、ハードウエアおよび／またはソフトウエアを含み、操作入力部１１０からの入力に応じて車両用表示装置１００の動作を制御する。例えば、操作入力部１１０によってエンターテイメント用映像の表示が指示されると、ＩＦ部１２０を介して映像リソースから映像データを取り込んだり、あるいは記憶部１３０から映像データを読出し、プロジェクター１６０に映像データを投射させる。また、縦型スクリーン２１０の高さや角度を変更する指示があると、スクリーン駆動部１４０を介して縦型スクリーン２１０の高さや角度を調整したり、高さ／角度検出部の検出結果に応じてプロジェクター１６０の投射角を調整する。

【0032】

次に、本実施例の車両用表示装置１００の動作について説明する。制御部１８０は、車の天井（スクリーン）２００にドライバーの後方視界の妨げにならないようにかつ後部座席から見易い位置に映像が表示されるように縦型スクリーン２１０の高さＨおよび角度θを調整する。

【0033】

図７（Ａ）に示すように、後部座席１９２、１９３に着座するユーザーが存在しない場合には、制御部１８０は、スクリーン駆動部１４０を介して縦型スクリーン２１０を天井２００に完全に収容される。後部座席１９２、１９３へのユーザーの有無は、例えば、座席に取り付けた重量センサー、あるいは車内空間を撮像する撮像カメラの画像データを解析することで判定するようにしてもよいし、ドライバーＵが操作入力部１１０を介して指示を与えるようにしてもよい。

【0034】

例えば、後部座席１９３にユーザーＵ１が着座したとき、図７（Ｂ）に示すように、プロジェクター１６０によって天井２００に映像が投射される。このとき、映像の前方領域Ｑに外光が差し込む場合には、縦型スクリーン２１０が天井２００から引き出され、映像への外光の入り込みが防止され、後部座席１９３からの映像が見易くなる。ドライバーＵは、ルームミラー１９４から後方視界を確認するための障害とならないように、縦型スクリーン２１０の高さＨや角度θを調整することができる。また、天井２００および縦型スクリーン２１０に映像が表示されるようにプロジェクター１６０の投射角が調整される。なお、天井２００および縦型スクリーン２１０には、異なる映像を表示させるようにしてもよい。この場合、制御部１８０は、天井２００の映像サイズと縦型スクリーン２１０の映像サイズに応じた映像データ（フレーム）を生成する。

【0035】

例えば、図７（Ｃ）に示すように、２列目の後部座席１９２にユーザーＵ２が着座した場合には、ドライバーＵまたはユーザーＵ１、Ｕ２は、縦型スクリーン２１０の角度θを傾斜させることで、ユーザーＵ２が映像を見上げる角度を小さくし、見易い姿勢で映像を見ることを可能にする。

【0036】

このように本実施例によれば、高さおよび角度の調整機能付き縦型スクリーンを用いることで、ドライバーの後方視界に合わせたスクリーンの高さ調整により運転阻害をすることなく映像投射が可能であり、かつ、ユーザーは後部座席から天井を見上げ続けることなく見易い姿勢で映像を見ることができる。

【0037】

次に、本実施例の変形例について図８を参照して説明する。図８（Ａ）に示すように、縦型スクリーン２１０の角度を垂直にした場合、プロジェクター１６０からの投射角度によっては天井スクリーン２００へ縦型スクリーン２１０の反射光Ｌが入り込み、天井の映像の色味が変わってしまう不具合が生じ得る。

【0038】

このような不具合を解消するため、縦型スクリーン２１０の角度や形状を変更することで縦型スクリーン２１０の反射光が天井スクリーン２００へ入り込まないようにし、映像を見易くする。図８（Ｂ）は、縦型スクリーン２１０の角度を傾斜させることで反射光Ｌ１が天井スクリーン２００に向かわないようにする。例えば、ユーザーが手動によって縦型スクリーン２１０の角度を調整したり、あるいは、スクリーン駆動部１４０を介して縦型スクリーン２１０の角度を調整させる。図８（Ｃ）は、湾曲した縦型スクリーン３００を用いることで反射光Ｌ２が天井スクリーン２００へ向かわない例を示している。

【0039】

また、図８（Ｄ）、（Ｅ）に示すように、表面に指向性のある材料や形状の反射部材を有する縦型スクリーン３１０を用いることで、反射光Ｌ３を天井スクリーン以外へ向かわないようにする。

【0040】

次に、本発明の第２の実施例について説明する。先の実施例では、ドライバーが操作入力部１１０を介して縦型スクリーンが後方視界の障害にならないようにその高さや角度を調整するようにしたが、第２の実施例は、ドライバーの視線位置を検出し、その検出結果に基づき縦型スクリーンの高さＨや角度θを自動調整する機能を備える。

【0041】

図９は、第２の実施例の車両用表示装置の構成を示すブロック図であり、図２と同一構成については同一参照番号を付す。本実施例に係る車両用表示装置１００Ａはさらに、前部座席に着座したドライバー撮像する撮像カメラ３２０を含み、撮像した画像データは制御部１８０に提供される。

【0042】

制御部１８０は、画像データを解析し、ドライバーの視点の位置つまり視点の高さを検出し、この検出結果に応じてドライバーの後方視界の障害とならないように縦型スクリーンの高さＨを設定する。ドライバーの視点の位置と、ルームミラー１９４の位置とが変われば、後方視界を概ね推測することが可能である。勿論、自動機能により設定された高さは、操作入力部１１０あるいは手動によってその後に可変することが可能である。

【0043】

このように本実施例によれば、ドライバーの視点に応じて縦型スクリーンの高さを自動調整する機能を設けたことにより、ドライバーは、後方視界の障害となるような縦型スクリーンの高さの調整をする操作を省略することができる。特に、ドライバーが変更された場合に便利である。

【0044】

以上、本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明は、特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の要旨の範囲において、種々の変形、変更が可能である。

【符号の説明】

【0045】

１００：車両用表示装置 １１０：操作入力部
１２０：ＩＦ部 １３０：記憶部
１４０：スクリーン駆動部 １５０：高さ／角度検出部
１６０：プロジェクター １７０：投射角調整部
１８０：制御部 １９０：前部座席
１９２：後部座席 １９４：ルームミラー
２００：天井 ２１０：縦型スクリーン
２１２：ハウジング ２１２Ａ：開口
２１４、２１６：回転軸 ２１８：スクリーン部
２１８Ａ：端部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】