JP2018024374A - 車両用投影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】障害物を検出し、検出した障害物に対して適正に光線の照射が可能な装置を小型に構成する。【解決手段】検知エリアに検知ビームを照射し、対象物からの反射ビームを検知して対象物の方向および対象物の方向と距離を計測する計測部１０と、可視光線で成る投影ビームを対象物に照射する投影部２０とを備えている。計測部１０のうち検知ビームを送り出す光学系の一部と、投影部２０のうち投影ビームを送り出す光学系の一部とが兼用され、計測部１０で計測された対象物までの距離が所定の条件を満たす場合に、投影部２０を制御して対象物に投影ビームを照射する描画制御部３３を備えた。【選択図】図２

Description

本発明は、障害物に可視光の投影を行う車両用投影装置に関する。

車両用投影装置として特許文献１には、画像を投影（文献では投映）する投影装置（投映装置）と、障害物を検出する障害物検出装置とを備え、走行エリア内に障害物が検出されない場合に第１画像を投影し、障害物が検出された場合には第１画像と異なる第２画像の投影を投影する技術が記載されている。

この特許文献１では、車両のヘッドランプに対して投影装置としてプロジェクションマッピングが可能なプロジェクタを備え、車両の前方の障害物を検知するレーダセンサを備えている。この構成から、障害物が検出された場合には、障害物の全体に張り合わせるようにプロジェクタから画像が投影される。これにより、運転者は、障害物の存在を視覚により認識でき、運転者による障害物に対する回避操作も可能になる。

また、特許文献２には、車両の前照灯が光源の光線の配光を制御可能に構成され、車両の前方位置の障害物の有無を判定する判定手段を備え、判定手段で障害物の存在を判定した場合には、障害物を含む領域に光源からの光線を照射する技術が記載されている。

この特許文献２では、前照灯において光源からの光線を制御するデジタルミラーを備え、車両の前方に存在する障害物の位置を検出する前方検出装置を備えている。この構成から、例えば、前方検出装置で歩行者を検出した場合には、歩行者を強調表示するために、デジタルミラーを制御して歩行者に光線を照射する制御が行われる。これにより運転者が、歩行者を視認しやすくなる。

特開２０１６‐２８０２号公報 特開２０１５‐１４３０６５号公報

特許文献１，２に記載される技術は、路上を比較的高速で走行する車両のように、車両の前方に障害物が存在する場合でも、障害物に光線を照射することにより運転者による障害物の視認を容易にする。

ここで、例えば、歩行者の歩行領域を低速で走行する電動車椅子や電動カート等のモビリティを考えると、モビリティでは、照明が充分でない屋内や、夜間に歩道のように障害物の認識が困難な環境で走行することもある。従って、走行時において運転者に対して障害物を認識させるため、モビリティにおいても特許文献１，２と同様に障害物に光線を投影する技術も必要とされる。

そこで、特許文献１，２の技術のように、障害物を検出するセンサと、障害物に対して光線を投影する投影部とを備えた投影装置を車体に備えることも考えられるが、このように構成される投影装置は大型化を招き易く改善の余地がある。

つまり、前照灯を備えたモビリティでは前照灯の光源を障害物への光線投光に利用することも考えられるが、このような構成では、モビリティの設計を基本的な部分から変更する必要がある。また、障害物を検知するセンサを備える構成であっても、障害物を検出した場合には、障害物に対して正確に投影を行う必要があり、センサと投影装置とのセッティングに手間が掛かることも想像できる。

このような理由から、障害物を検出し、検出した障害物に対して適正に光線の照射が可能な装置を小型に構成することが求められる。

本発明の特徴は、検知エリアに検知ビームを照射し、前記検知エリア内に対象物が存在する場合に、前記検知ビームが照射された前記対象物からの反射ビームを検知して前記対象物の方向および前記対象物までの距離を計測する計測部と、可視光線で成る投影ビームを照射する投影部とを備えると共に、
前記計測部のうち前記検知ビームを送り出す光学系の一部と、前記投影部のうち前記投影ビームを送り出す光学系の一部とが兼用され、
前記計測部で計測された前記対象物までの距離が所定の条件を満たす場合に、前記投影部を制御することにより前記対象物に前記投影ビームを照射する描画制御部を備えている点にある。

この特徴構成によると、検知エリアに検知ビームを照射し、検知エリアに存在する対象物で反射された反射ビームから計測部が、対象物の方向と対象物までの距離とを計測する。そして、計測された対象物までの距離が所定の条件を満たす場合には、描画制御部が投影部を制御することにより対象物に可視光線の投影が行われる。これにより、車両の運転者は、可視光線の投影により対象物の存在を視覚によって認識して、車両の停止操作や、回避操作を行える。また、対象物にだけ投影が行われるため、対象物以外に投影を行う無駄もない。

特に、この構成では、計測部のうち検知ビームを送り出す光学系の一部と、投影部のうち投影ビームを送り出す光学系の一部とが兼用されているため、独立した２つの光学系を備えずに済み小型化が可能となる。しかも、計測部が検知ビームを照射する光学系の一部を用いて投影部が可視光線の投影を行うため、先の距離計測により対象物までの距離が所定の条件を満たすことが既知である場合には、計測部によって対象物の走査を行う際に、検知ビームが送られる位置と同じ位置に描画制御部から可視光線の投影を行うことも可能となり、投影ビームを照射する制御が容易となる。
従って、障害物を検出し、検出した障害物に対して適正に光線の投影が可能な装置が小型に構成された。

他の構成として、前記計測部は、前記検知エリアに対する前記検知ビームの走査を行い、前記検知エリアに対応するＸ−Ｙ座標系に対して距離情報を記憶したデータ構造となる１フレームの検知エリア情報を生成し、
前記描画制御部は、１フレームの前記検知エリア情報の位置情報を取得して前記投影ビームの照射を行っても良い。

これによると、計測部は、検知エリアに対する検知ビームの走査を行い１フレームの検知エリア情報を生成する。このように生成される検知エリア情報はＸ−Ｙ座標を指定することにより、当該座標方向の方向情報および位置情報の取得が可能なデータ構造であるため、描画制御部が投影の可否を判定する場合にも検知エリア情報において座標を指定して位置情報（方向情報と距離情報）を取得することで可能となる。

他の構成として、兼用される前記光学系の一部が、走査方向に沿ってビームを反射する偏向ミラーと、前記検知ビームと前記投影ビームとを同一の光軸上で前記偏向ミラーに送るビームスプリッタとを備えて構成されても良い。

これによると、単一の偏向ミラーと単一のビームスプリッタとを用いで光学系の一部を構成することが可能になり、検知ビームによる測距位置と、投影ビームによる投影位置とを同じ位置に精度高く維持できる。

他の構成として、前記計測部による前記対象物までの距離の計測と異なるタイミングで前記描画制御部による前記投影ビームの照射が行われても良い。

これによると、計測部での対象物の方向と対象物までの距離を計測するタイミングと異なるタイミングで投影ビームの照射を行うため、例えば、計測部による計測の直後に投影ビームの投影を行うことや、計測部による検知エリアの計測の後に投影ビームの投影を行うことも可能となる。

他の構成として、前記計測部が、前記検知ビームを走査方向に沿って設定周期で間歇的に照射することにより走査方向で互いに離間する位置に測距ポイントを設定し、前記描画制御部は、走査方向で隣合う前記測距ポイントの中間に前記投影ビームの投影可能領域を設定しても良い。

この構成では、検知ビームが間歇的に照射されることにより隣合う測距ポイントの中間に検知ビームが照射されない領域が形成される。従って、この検知ビームが照射されない領域を投射可能領域に設定することにより、検知ビームによる対象物の検知と並行して、対象物に対して投影ビームを投影することが可能となる。

他の構成として、前記計測部は、前記検知エリアに対する前記検知ビームの走査を行い、前記検知エリアに対応するＸ−Ｙ座標系に対して距離情報を記憶したデータ構造となる１フレームの検知エリア情報を生成し、
前記検知エリア情報において前記対象物が存在すると判断された場合に、前記描画制御部は、前記対象物が存在する前記投影可能領域に対して前記投影ビームを照射しても良い。

これによると、既に生成されている検知エリア情報に基づいて対象物を検知している領域に対して検知ビームの照射を行う場合には、投影可能領域に対して投影ビームの照射を行うことになり、検知ビームによる対象物の検知と、対象物に対する投影ビームの照射とを並行して行える。

他の構成として、前記計測部で計測された前記対象物までの距離が設定値未満である場合に、前記投影部を制御することにより前記対象物に前記投影ビームを照射する描画制御部を備えても良い。

これによると、検知エリアに検知ビームを照射し、検知エリアに存在する対象物で反射された反射ビームから計測部が、対象物の方向と対象物までの距離とを計測する。そして、計測された対象物までの距離が設定値未満である場合には、描画制御部が投影部を制御することにより対象物に可視光線の投影を行える。

モビリティと対象物とを示す側面図である。 車両用投影装置のブロック回路図である。 車両用投影装置の検知エリアと対象物とを示す立体的な模式図である。 車両用投影装置の検知エリアと対象物とを示す平面的な模式図である。 距離計測部で計測された検知エリアのデータ構造を示す図である。 対象物の表面形状を示す斜視図である。 測距ルーチンのフローチャートである。 投影ルーチンのフローチャートである。 別実施形態（ａ）の測距・測距ルーチンのフローチャートである。 別実施形態（ａ）の測距ポイントと投影可能領域とを示す図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
〔基本構成〕
図１には、電動モータで駆動される車輪１により自走可能な車体２に座席３を備え、車輪１の操向操作を行うステアリング装置４を備えた小型のモビリティＭと、このモビリティＭに備えられる車両用投影装置Ｐとを示している。

モビリティＭは、歩行者の歩行領域を低速での走行が想定されるものであり、車両用投影装置Ｐは、車体２の外壁部に備えられる。車両用投影装置Ｐは、車体２の前方（走行方向）の検知エリアＡ（図３を参照）に検知ビームを照射し、検知エリア内の柱や壁、設置物、あるいは、人体等の対象物Ｔで反射した反射ビームを受光する。

また、車両用投影装置Ｐは、受光した反射ビームから対象物Ｔまでの距離を計測し、計測結果から所定の条件を満たす距離に対象物Ｔが存在することを判定した場合には、その対象物Ｔに可視光の投影ビームを照射することにより、対象物Ｔの存在を運転者に視覚的に認識させ、モビリティＭの停止操作や、回避操作を助ける。尚、運転者は、所定の条件として、例えば、「設定距離未満を満たす」等の条件を自由に設定できる。

〔車両用投影装置〕
図２に示すように、車両用投影装置Ｐは、計測部１０と投影部２０と制御ユニット３０とを備えると共に、計測部１０と投影部２０との一部として兼用されるビーム偏向部４０を備えている。つまり、ビーム偏向部４０は、計測部１０の一部であると同時に、投影部２０の一部として構成される。

計測部１０は、ビーム照射ユニット１０Ａと、受光ユニット１０Ｂと、測距制御ユニット１０Ｃとを備えている。

ビーム照射ユニット１０Ａは、測距レーザ光源１１からの赤外光（不可視光の一例）の検知ビームを第１レンズ１２から副ビームスプリッタ１３を介してビーム偏向部４０に送り出す。受光ユニット１０Ｂは、ビーム偏向部４０から副ビームスプリッタ１３とミラー１４と第２レンズ１５とを介して送られる検知ビームを受光素子１６で受光する。

ビーム偏向部４０の詳細は後述するが、このビーム偏向部４０により、ビーム照射ユニット１０Ａからの検知ビームの走査を行い、測距ポイントにある対象物Ｔで反射した反射ビームを受光ユニット１０Ｂに送る。

図３には、検知エリアＡのＸ軸に沿う方向での検知幅となる横エリアＡｘと、Ｙ軸に沿う方向での検知幅となる縦エリアＡｙとを示している。この検知エリアＡは、検知ビームの光量や、受光素子１６の感度、外乱光の影響等を考慮して設定されている。

測距制御ユニット１０Ｃは、ビーム照射ユニット１０Ａを制御すると共に、受光ユニット１０Ｂで受光した検知ビームから対象物Ｔまでの距離を計測するものであり、測距制御部１７と、検知エリア情報生成部１８と、フレームメモリ１９とを備えている。

測距制御部１７は、ＴＯＦ（Time of Flight）の技術により車両用投影装置Ｐから対象物Ｔまでの距離を計測する。このＴＯＦの技術は、測距レーザ光源１１から高速で点滅するパルスとしてレーザ光を出射し、出射した後に対象物Ｔからの反射ビームが受光素子１６で受光するまでの時間から距離の計測を実現する。

また、測距制御部１７では、対象物Ｔからの反射ビームを受光した場合には、その受光タイミングでの検知ビームの照射角に基づいて対象物Ｔが存在する方向を示す位置情報（方向情報と距離情報）を取得する。

検知エリア情報生成部１８は、図３〜図５に示すように、横エリアＡｘと縦エリアＡｙとで規定される検知エリアＡを走査することにより取得する検知エリア情報を１フレームとして生成し、フレームメモリ１９に保存する。この検知エリア情報はＸ−Ｙ座標系で説明することが可能な情報である。つまり、この検知エリア情報は、図２に示す偏向ミラー４１の位置から検知エリア内をデジタルカメラで撮影した画像データに相当し、図５に示すように、複数のマス目（画像データのピクセルに相当）で表されるアドレスの記憶領域に位置情報（方向情報と距離情報）を書き込んだデータ構造となる。

また、検知エリアＡの検知ビームの走査において測距を行う走査位置を、測距ポイントと称し、測距ポイントは、検知エリア情報においてＸ軸方向での位置情報とＹ軸方向での位置情報（これらから測距位置情報が生成される）で特定される。

投影部２０は、投影レーザ光源２１からの可視光の投影ビームを第３レンズ２２からビーム偏向部４０に送り出す光学系を備えると共に、投影レーザ光源２１を制御する発光制御部２３を備えている。

制御ユニット３０は、ビーム偏向部４０の偏向ミラー４１の姿勢を制御してラスタスキャンを実現する偏向制御部３１と、フレームメモリ１９から取得した１フレームの検知エリア情報から対象物Ｔが存在する領域を抽出する対象物抽出部３２と、対象物Ｔの描画エリアＥ（図１、図３、図４を参照）に投影ビームを照射する描画制御部３３とを備えて構成されている。

ビーム偏向部４０は、第１アクチュエータ４１ｘと第２アクチュエータ４１ｙとの駆動により姿勢が決まる偏向ミラー４１、及び、主ビームスプリッタ４２を備えている。第１アクチュエータ４１ｘと第２アクチュエータ４１ｙと偏向ミラー４１とは半導体プロセスにより基板上に２軸ジンバル型に形成されるものである。

また、主ビームスプリッタ４２は、検知ビームと投影ビームとを同一の光軸上でビーム偏向部４０に送るように構成されている。

このようにビーム偏向部４０が構成されるため、第１アクチュエータ４１ｘの駆動によりＸ軸に沿う方向で走査ライン上での走査を実現し、第２アクチュエータ４１ｙの駆動により走査ラインをＹ軸に沿う方向に変更し、これによりラスタスキャンが実現する。

ビーム偏向部４０は、投影レーザ光源２１からの検知ビームを偏向ミラー４１によって走査方向に沿って反射させることにより検知ビームの走査を行う。また、偏向ミラー４１は、対象物Ｔからの反射光を反射して受光ユニット１０Ｂに導くことにより受光を行わせる。更に、ビーム偏向部４０は、投影部２０の投影レーザ光源２１からの投影ビームの反射方向を制御して描画を実現する。

尚、ビーム偏向部４０の偏向ミラー４１の構成に代えて、例えば、ビームをＸ軸芯に沿う方向に走査するために縦向き軸芯を中心に回転するポリゴンミラーと、ビームをＹ軸芯に沿う方向に変更するように角度調節自在な偏向ミラーとを備えても良い。また、走査形態をリサージュパターンとしても良い。

〔制御形態〕
図７、図８には、車両用投影装置Ｐによる測距ルーチンと投影ルーチンとの一例を示しており、この制御形態では測距ルーチンと投影ルーチンとが交互に実行される。

つまり、測距ルーチンでは、検知ビームをＸ軸に沿う方向に走査し、この走査毎に走査ラインをＹ軸方向にシフトさせる走査処理を、検知エリアＡの全エリアの走査を完了するまで行い、完了時に１フレームの検知エリア情報を生成し、フレームメモリ１９に保存する（＃１０１〜＃１０４ステップ）。

１つの走査ラインの走査を行う場合には、Ｘ軸に沿う方向で予め設定された時間間隔（図５に示すマス目の間隔（距離）と一致する）に対応する測距ポイント毎に、測距制御ユニット１０Ｃの測距制御部１７によって距離が計測され、計測された距離情報と、方向を示す方向情報とが、測距ポイントに対応するアドレスの記憶領域に位置情報として記憶される。

また、走査ライン情報として、測距ポイント毎にアドレスが割り当てられ、各々のアドレスの記憶領域に対して距離情報と方向情報とが書き込まれる。距離情報は、測距制御部１７で計測される検知エリアＡに存在する対象物Ｔまでの距離である。

方向情報は、各々の測距ポイントにおける偏向ミラーのＸ軸方向での角度情報と、Ｙ軸方向での角度情報との情報である。このように、位置情報は、測距ポイントを特定するため、各々の測距ポイントに検知ビームが照射される際の偏向ミラー４１の角度情報を含むものであり、この角度情報は、対象物Ｔが存在する方向を示す情報に対応する。

検知エリアＡの全エリアの走査した際の全ての走査ライン情報を一纏めに示したものが検知エリア情報であり、図５に示すように、複数の測距ポイントのうち、対象物Ｔを検知した測距ポイントに×を付すると、対象物Ｔが存在する測距ポイント（×のあるポイント）のアドレスの情報を読み出すことで、対象物Ｔまでの距離情報Ｄｐを取得できる。

尚、読み出した距離情報Ｄｐと設定値Ｄｘ（所定の条件の一例）と比較することにより、対象物Ｔに対する投影ビームによる描画の要否も判断できる。また、検知エリア情報から遠方にある対象物Ｔの存否だけを判定することも可能となる。

計測部１０は、１秒間に１０数フレームを超える数の検知エリア情報の生成を可能にするものであるが、この実施形態では、測距ルーチンと投影ルーチンとを交互に行うため、検知エリア情報を取得する処理が間歇的に行われる。また、測距ルーチンで取得された検知エリア情報は、各々の識別を可能にするフレーム名を付してフレームメモリ１９に保存される。

投影ルーチンでは、フレームメモリ１９に保存されている検知エリア情報を取得して制御ユニット３０のメモリの作業領域等にロードすると共に、位置情報に基づいて対象物抽出部３２が、距離情報Ｄｐが設定値Ｄｘより小さい領域に存在する対象物Ｔの存否を判定する（＃２０１、＃２０２ステップ）。

次に、設定値Ｄｘより小さい領域に対象物Ｔが存在することを判定した場合には、対象物Ｔの位置を取得すると共に、図６に示すように３Ｄデータを生成（立体形状を取得）し、その対象物Ｔの表面に描画エリアＥを設定し、その描画エリアＥに対する描画処理を行う（＃２０４、＃２０５ステップ）。

この処理では、投影ルーチンの直前にフレームメモリ１９に保存された検知エリア情報が指定される。＃２０２ステップでは、対象物抽出部３２が、車両用投影装置Ｐから対象物Ｔの一部でも距離情報Ｄｐが設定値Ｄｘ未満である場合には、その対象物Ｔを投影対象に想定する。また、＃２０４ステップでは、対象物Ｔの３Ｄデータに基づいて対象物Ｔの表面形状ＴＳを特定し、投影ビームによる描画エリアＥを設定する。

尚、この描画エリアＥは、その全ての領域が車両用投影装置Ｐからの距離が設定値Ｄｘ未満でなくても良く、設定値Ｄｘより大きい（遠方にある）領域を一部に含んでも良い。

描画エリアＥが、隣接する位置の複数の測距ポイントに亘る場合には、投影制御において、複数の測距ポイントをトレースするように偏向ミラー４１の姿勢を制御して投影ビームが照射される。

また、描画処理として、ラスタスキャンと同様に偏向ミラー４１を駆動すると共に、投影ビームの照射方向が、投影ビームを照射すべき対象物Ｔの方向に向かうタイミングで投影ビームの照射を行うように制御形態を設定しても良い。更に、描画処理として、複数の測距ポイントが存在する領域だけを、横方向に走査するように投影ビームを照射することや、斜め方向に複数のラインを描くように投影ビームを照射するように制御形態を設定しても良い。

描画エリアＥに投影ビームを照射する場合には、設定された描画エリアＥに対して正確な照射を行うことを想定しているが、例えば、測距時の走査ラインの分解能に基づいて、描画エリアＥを基準に設定される所定の領域内に投影ビームを照射するように制御形態を設定しても良い。また、投影ビームのビーム径を、検知ビームのビーム径より充分に大きくしても良い。

更に、描画処理として、描画制御部３３において、格子模様は記号や文字等の画像データを記憶しておき、このように記憶した格子模様や、記号や文字を対象物Ｔの描画エリアＥに描画することや、これらを明滅させるように表示することも可能である。そして、描画エリアＥに描画を行う場合に、車体２の移動に伴い描画位置や、描画サイズが変化しないように、車両用投影装置Ｐと対象物Ｔとの位置関係から描画位置を補正することも考えられる。尚、投影レーザ光源２１として、例えば、ＲＢＧの三原色の光線に対応した３種の光源を用いた場合には、カラーでの描画が実現する。

〔実施形態の作用・効果〕
このように、モビリティＭが走行することにより対象物Ｔに接近した場合のように、計測部１０で計測される対象物Ｔまでの距離が所定の条件を満たした場合には、対象物Ｔに可視光線を投影して描画が行われる。これにより、運転者は、対象物Ｔの存在を視覚により認識して、停止操作や、回避操作を行える。

また、この構成では、計測部１０のうち検知ビームを送り出す光学系の一部と、投影部２０のうち投影ビームを送り出す光学系の一部として兼用されるビーム偏向部４０を備えているため独立した光学系を備えずに済み、小型化が可能となる。

しかも、計測部１０が検知ビームを照射する光学系を用いて投影部２０の可視光線の投影を行うため、例えば、先の距離計測により対象物Ｔまでの距離が所定の条件を満たすことが既知である場合には、後に距離計測のために対象物Ｔの走査を行う際に、検知ビームが送られる測距ポイントと同じポイントに制御ユニット３０から可視光線を行うことも可能となり、投影ビームを照射する制御が容易となる。

更に、計測部１０で距離計測が行われた場合には、検知エリアＡに対応する１フレームの検知エリア情報を生成して、フレームメモリ１９に保存するため、このフレームメモリ１９に保存された検知エリア情報から投影ビームの照射の可否を容易に判定することも可能となる。

そして、検知ビームの照射により検知エリア情報が生成された直後に、対象物Ｔの存否を判断し、投影ビームの照射の可否を判断するため、例えば、対象物Ｔが移動するものであっても、適正に投影ビームを照射することも可能となる。

〔別実施形態〕
本発明は、上記した実施形態以外に以下のように構成しても良い（実施形態と同じ機能を有するものには、実施形態と共通の番号、符号を付している）。

（ａ）図９のフローチャートに示す測距・投影ルーチンを実行することにより、実施形態で説明した測距ルーチンと投影ルーチンとを並行して行うように構成する。つまり、走査処理を行うことにより（＃３０１ステップ）、図１０に示すように、走査ラインＬに沿って設定周期で間歇的に検知ビームを照射する。この走査では、走査ラインＬにおいて走査方向で互いに離間する位置に測距ポイントＱを設定して離散的に検知する処理を行うため、これらの測距ポイントＱのうち、隣り合う測距ポイントＱの間に投影可能領域Ｒが設定されている。

また、検知エリアＡに検知ビームの照射を行う際には、既に生成されている検知エリア情報のうち、走査ラインＬに対応する領域のうち、対象物Ｔの存否を判定しておき、走査ビームの走査位置に対象物Ｔが存在する場合には、その走査ラインＬ上に存在する投影可能領域Ｒに投影ビームを照射する（＃３０２〜＃３０４ステップ）。

このように既に生成されている検知エリア情報に基づいて投影ビームを照射すべき投影可能領域Ｒを設定するため、投影ビームの照射位置に誤りがなく、高速での処理も可能にしている。

そして、走査処理を検知エリアＡの全エリアの走査を完了するまで行い、完了時に１フレームの検知エリア情報を生成し、フレームメモリ１９に保存する（＃３０５〜＃３０７ステップ）。

この別実施形態（ａ）では、検知エリアＡに検知ビームを照射して距離を計測する制御と、測距ポイントの中間の投影可能領域Ｒに投影ビームを照射する制御とを並行して行えるため、対象物Ｔに投影ビームを照射する制御のインターバルを短縮できる。また、対象物Ｔからの反射ビームを受光した直後で、次の受光のタイミング以前に対象物Ｔに向けて投影ビームの投影を行えるため、投影のためにビーム偏向部４０での偏向を行わずに済む。

（ｂ）検知ビームを所定の走査ラインに沿って照射する走査制御を行い、対象物Ｔを検知した場合には、次の走査ラインに沿って検知ビームの走査を行う際に、先の走査制御において検知した対象物Ｔを照射する方向に検知ビームの照射方向が向かうタイミングにおいて投影ビームを照射する制御を行う。

この制御形態では、先に説明した別実施形態（ａ）と同様に設定される投影可能領域Ｒに投影ビームを照射する制御形態でも、測距ポイントＱの位置に重複する位置に投影ビームを照射する制御形態であっても良い。また、この制御形態では、別実施形態（ａ）と比較して、検知ビームにより対象物Ｔの検知位置と、投影ビームの照射位置とに誤差を生ずるものであるが、対象物Ｔに対して投影ビームを照射することが可能となる。尚、この制御形態では、検知ビームの波長と、投影ビームの波長とが干渉しない程度に設定される。

（ｃ）描画エリアＥを設定する際には、必ずしも対象物Ｔの立体形状を取得する必要はなく、例えば、車両用投影装置Ｐから所定の条件を満たす対象物Ｔの全体に描画エリアＥを設定して描画処理を行うように処理形態を設定する。つまり、この制御形態では、車両用投影装置Ｐを基準に所定の条件を満たす対象物Ｔには、必ず投影ビームが照射されることになり、制御が単純で処理速度の向上も可能となる。

（ｄ）所定の時間内に連続して取得された複数の検知エリア情報から、抽出した描画エリアＥの平均値を求めることや、抽出した描画エリアＥのうちバラツキが大きいものを除外する等の処理を行うように制御形態を設定しても良い。これにより描画エリアＥの位置精度の向上が可能となる。

（ｅ）対象物Ｔが停止しており、車体２が極めて低速で走行する場合や、車体２が停車する場合には、計測部１０による検知ビームの走査回数を低減することや、走査を停止する。このような制御を行うことにより、無駄な制御を抑制できる。

（ｆ）車体２の走行に連係して取得した複数の検知エリア情報において同じ対象物Ｔの位置のズレ量、あるいは、同じ対象物のサイズの変化量から対象物Ｔまでの距離を取得するように計測部１０を構成する。

つまり、この別実施形態（ｆ）は視差に基づいて対象物Ｔの距離を計測する構成を備えるものであるため、ＴＯＦ（Time of Flight）の技術を用いずに済み、距離センサを用いずに済む。また、装置の低廉化を可能にする。尚、この構成では、対象物Ｔまでの距離を取得するまでにタイムラグを生ずることもあるが、車体２の走行速度と、対象物Ｔとの位置関係から投影制御のタイミングを補正することにより、最適な位置に投影を行うことも可能となる。

本発明は、障害物に可視光の投影を行う車両用投影装置に利用することができる。

１０ 距離計測部（計測部）
２０ 投影部
３３ 描画制御部
４１ 偏向ミラー
４２ ビームスプリッタ
Ａ 検知エリア
Ｄｐ 距離情報（距離）
Ｄｘ 設定値
Ｅ 描画エリア
Ｔ 対象物

Claims (7)

1. 検知エリアに検知ビームを照射し、前記検知エリア内に対象物が存在する場合に、前記検知ビームが照射された前記対象物からの反射ビームを検知して前記対象物の方向および前記対象物までの距離を計測する計測部と、可視光線で成る投影ビームを照射する投影部とを備えると共に、
   前記計測部のうち前記検知ビームを送り出す光学系の一部と、前記投影部のうち前記投影ビームを送り出す光学系の一部とが兼用され、
   前記計測部で計測された前記対象物までの距離が所定の条件を満たす場合に、前記投影部を制御することにより前記対象物に前記投影ビームを照射する描画制御部を備えている車両用投影装置。
2. 前記計測部は、前記検知エリアに対する前記検知ビームの走査を行い、前記検知エリアに対応するＸ−Ｙ座標系に対して距離情報を記憶したデータ構造となる１フレームの検知エリア情報を生成し、
   前記描画制御部は、１フレームの前記検知エリア情報の位置情報を取得して前記投影ビームの照射を行う請求項１に記載の車両用投影装置。
3. 兼用される前記光学系の一部が、走査方向に沿ってビームを反射する偏向ミラーと、前記検知ビームと前記投影ビームとを同一の光軸上で前記偏向ミラーに送るビームスプリッタとを備えて構成されている請求項１又は２に記載の車両用投影装置。
4. 前記計測部による前記対象物までの距離の計測と異なるタイミングで前記描画制御部による前記投影ビームの照射が行われる請求項１〜３のいずれか一項に記載の車両用投影装置。
5. 前記計測部が、前記検知ビームを走査方向に沿って設定周期で間歇的に照射することにより走査方向で互いに離間する位置に測距ポイントを設定し、前記描画制御部は、走査方向で隣合う前記測距ポイントの間に前記投影ビームの投影可能領域を設定している請求項４に記載の車両用投影装置。
6. 前記計測部は、前記検知エリアに対する前記検知ビームの走査を行い、前記検知エリアに対応するＸ−Ｙ座標系に対して距離情報を記憶したデータ構造となる１フレームの検知エリア情報を生成し、
   前記検知エリア情報において前記対象物が存在すると判断された場合に、前記描画制御部は、前記対象物が存在する前記投影可能領域に対して前記投影ビームを照射する請求項５に記載の車両用投影装置。
7. 前記計測部で計測された前記対象物までの距離が設定値未満である場合に、前記投影部を制御することにより前記対象物に前記投影ビームを照射する描画制御部を備えている請求項１に記載の車両用投影装置。
   

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