JP2019174519A - Display unit, display system, moving body, display intensity control method, and program - Google Patents

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Ryohei Suzuki
涼平 鈴木
真人 草▲なぎ▼
Masato Kusanagi
真人 草▲なぎ▼
友規 鈴木
Tomonori Suzuki
友規 鈴木
藤田 和弘
Kazuhiro Fujita
和弘 藤田
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Abstract

To improve visibility of display information by suppressing variation in display intensity which is undesirable to an observer 3.SOLUTION: A display unit according to one embodiment of the present invention is a display unit 10A which displays a virtual image 45 (one example of display information) in front of a moving body, and acquires intensity information 450 representing intensity of an intensity detection region 300 (one example of a circumferential region) including at least a part of a display background region 350 (one example of a display region) as a background of the virtual image 45, and stores the acquired intensity information 450 in an intensity information management table 400 (one example of a storage region). Then the display unit 10A determines, based upon a representative value of the stored intensity information 450, display intensity information 500 representing display intensity of the virtual image 45, and uses the determined display intensity information 500 to display the virtual image 45.SELECTED DRAWING: Figure 15

Description

本発明は、表示装置、表示システム、移動体、表示輝度制御方法およびプログラムに関する。   The present invention relates to a display device, a display system, a moving body, a display luminance control method, and a program.

車両等の移動体において、少ない視線移動で運転者(観察者)に各種情報(車両情報、警告情報、ナビゲーション情報等)を視認させるアプリケーションとして、HUD(ヘッドアップディスプレイ)等の表示装置が利用されている。車両に搭載される表示装置において、車両周囲の輝度に応じて、運転者が視認しやすいように、表示の輝度を制御する技術が知られている。   In a moving body such as a vehicle, a display device such as a HUD (head-up display) is used as an application that allows a driver (observer) to visually recognize various information (vehicle information, warning information, navigation information, etc.) with a small amount of line of sight. ing. In a display device mounted on a vehicle, a technique for controlling the display luminance is known so that the driver can easily recognize it according to the luminance around the vehicle.

一方で、表示の輝度を車両周囲の輝度の変化に追従させた場合、周囲の輝度の急激な変化(例えば、太陽光が入り込んだ場合等)による表示のちらつき等が発生して、運転者にとって表示の視認性が損なわれることが考えられる。そこで、車両周囲の輝度の急激な変化による表示のちらつきを低減させることにより、運転者の表示の視認性を高める技術が知られている。   On the other hand, when the display brightness is made to follow the change in the brightness around the vehicle, the display flickers due to a sudden change in the surrounding brightness (for example, when sunlight enters), and so on. It is conceivable that the visibility of the display is impaired. Therefore, a technique is known in which the visibility of a driver's display is improved by reducing the flickering of the display due to a sudden change in luminance around the vehicle.

例えば、特許文献1は、視覚情報の視認性が劣化することを防止するために、運転者の前方風景内の複数点の輝度を推定し、推定された複数点の輝度に基づき運転者の前方視野内に表示する表示画像の輝度を制御する内容を開示している。   For example, in Patent Document 1, in order to prevent the visibility of visual information from deteriorating, the brightness of a plurality of points in the driver's front landscape is estimated, and the driver's front is determined based on the estimated brightness of the plurality of points. The content which controls the brightness | luminance of the display image displayed within a visual field is disclosed.

しかしながら、例えば、運転者(例えば、観察者)の前方風景内の輝度を推定する領域(例えば、周辺領域)と表示画像(例えば、表示情報)を表示させる領域(例えば、表示領域)が完全には一致していない場合がある。このような場合、従来の方法では、表示輝度の変化は、表示領域外における輝度の変化の影響を受けることになる。そのため、表示領域内の輝度が変化していないにも関わらず、周辺領域による輝度変化に追随して表示輝度も変化してしまうため、表示情報の視認性が損なわれるという課題があった。   However, for example, a region (for example, a peripheral region) for estimating the luminance in the front landscape of the driver (for example, an observer) and a region (for example, a display region) for displaying a display image (for example, display information) are completely present. May not match. In such a case, according to the conventional method, the change in display luminance is affected by the change in luminance outside the display area. Therefore, although the brightness in the display area has not changed, the display brightness also changes following the change in brightness due to the peripheral area, so that the visibility of display information is impaired.

本発明に係る表示装置は、移動体の前方に表示情報を表示させる表示装置であって、前記表示情報の背景となる表示領域の少なくとも一部を含む周辺領域の輝度を示す輝度情報を取得する取得手段と、前記取得された輝度情報を記憶領域に記憶させる記憶制御手段と、前記記憶された輝度情報の代表値に基づいて、前記表示情報の表示輝度を示す表示輝度情報を決定する決定手段と、を備え、前記決定された表示輝度情報を用いて、前記表示情報を表示させる。   A display device according to the present invention is a display device that displays display information in front of a moving body, and acquires luminance information indicating luminance of a peripheral region including at least a part of a display region that is a background of the display information. An acquisition unit; a storage control unit that stores the acquired luminance information in a storage area; and a determination unit that determines display luminance information indicating the display luminance of the display information based on a representative value of the stored luminance information. The display information is displayed using the determined display luminance information.

本発明によれば、観察者にとって望ましくない表示輝度の変化を抑制することで、表示情報の視認性を向上させることができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the visibility of display information can be improved by suppressing the change of the display brightness undesirable for an observer.

実施形態に係る表示システムのシステム構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the system configuration | structure of the display system which concerns on embodiment. 実施形態に係る光源装置の具体的構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the specific structure of the light source device which concerns on embodiment. 実施形態に係る光偏向装置の具体的構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the specific structure of the optical deflection | deviation apparatus which concerns on embodiment. 実施形態に係るスクリーンの具体的構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the specific structure of the screen which concerns on embodiment. マイクロレンズアレイにおいて、入射光束径とレンズ径の大小関係の違いによる作用の違いについて説明するための図である。It is a figure for demonstrating the difference in the effect | action by the difference in the magnitude relationship of an incident light beam diameter and a lens diameter in a microlens array. 光偏向装置のミラーと走査範囲の対応関係について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the correspondence of the mirror of an optical deflection | deviation apparatus, and a scanning range. 2次元走査時の走査線軌跡の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the scanning line locus | trajectory at the time of two-dimensional scanning. 第1の実施形態に係る表示システムの概略を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the outline of the display system which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係る表示システムにおける輝度検出領域の概略を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the outline of the brightness | luminance detection area | region in the display system which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係る表示システムにおける輝度検出領域と表示背景領域との関係の一例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating an example of the relationship between the brightness | luminance detection area | region and display background area | region in the display system which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係る表示装置のハードウエア構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the hardware constitutions of the display apparatus which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係る表示装置の機能構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a function structure of the display apparatus which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係る表示輝度制御部の詳細な機能構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the detailed functional structure of the display brightness control part which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係る輝度情報管理テーブルの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the brightness | luminance information management table which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係る表示装置のおける表示輝度の制御処理の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the control process of the display brightness in the display apparatus which concerns on 1st Embodiment. 観察者の視界における周期的ノイズの影響の具体例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the specific example of the influence of the periodic noise in an observer's visual field. 第1の実施形態の変形例に係る輝度検出領域と表示背景領域との関係の一例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating an example of the relationship between the brightness | luminance detection area | region and display background area which concern on the modification of 1st Embodiment. 第2の実施形態に係る表示装置における表示輝度の制御処理の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the control process of the display brightness in the display apparatus which concerns on 2nd Embodiment.

以下、図面を参照しながら、発明を実施するための形態を説明する。なお、図面の説明において同一要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。   Hereinafter, embodiments for carrying out the invention will be described with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant descriptions are omitted.

●実施形態●
●システム構成
図1は、実施形態に係る表示システムのシステム構成の一例を示す図である。図1に示す表示システム1は、表示装置10から投射される投射光を、透過反射部材に投射させることによって観察者3に表示情報を視認させるシステムである。表示情報は、観察者3の視界に虚像45として重畳して表示させる画像情報である。
● Embodiment ●
System Configuration FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a system configuration of a display system according to the embodiment. The display system 1 shown in FIG. 1 is a system that causes the observer 3 to visually recognize display information by projecting projection light projected from the display device 10 onto a transmission / reflection member. The display information is image information that is superimposed and displayed as a virtual image 45 in the field of view of the observer 3.

表示システム1は、例えば、車両、航空機もしくは船舶等の移動体、または操縦シミュレーションシステムもしくはホームシアターシステム等の非移動体に備えられる。本実施形態は、表示システム1が、移動体の一例である自動車に備えられた場合について説明する。なお、表示システム1の使用形態は、これに限られるものではない。   The display system 1 is provided in, for example, a moving body such as a vehicle, an aircraft, or a ship, or a non-moving body such as an operation simulation system or a home theater system. This embodiment demonstrates the case where the display system 1 is equipped with the motor vehicle which is an example of a mobile body. The usage pattern of the display system 1 is not limited to this.

表示システム1は、例えば、フロントガラス50を介して車両の操縦に必要なナビゲーション情報(例えば車両の速度、進路情報、目的地までの距離、現在地名称、車両前方における物体(対象物)の有無や位置、制限速度等の標識、渋滞情報等の情報等)を、観察者3(操縦者)に視認させる。この場合、フロントガラス50は、入射された光の一部を透過させ、残部の少なくとも一部を反射させる透過反射部材として機能する。観察者3の視点位置からフロントガラス50までの距離は、数十cm〜1m程度である。   The display system 1 is, for example, navigation information (for example, vehicle speed, route information, distance to a destination, current location name, presence / absence of an object (object) in front of the vehicle, and the like necessary for maneuvering the vehicle via the windshield 50. The viewer 3 (operator) visually recognizes the position, a speed limit sign, and information such as traffic jam information. In this case, the windshield 50 functions as a transmission / reflection member that transmits a part of the incident light and reflects at least a part of the remaining part. The distance from the viewpoint position of the observer 3 to the windshield 50 is about several tens of cm to 1 m.

表示システム1は、表示装置10、自由曲面ミラー30およびフロントガラス50を備える。表示装置10は、例えば、移動体の一例である自動車に搭載されたヘッドアップディスプレイ装置(HUD装置)である。表示装置10は、自動車のインテリアデザインに準拠して任意の位置に配置される。表示装置10は、例えば、自動車のダッシュボードの下方に配置されてもよく、ダッシュボード内に埋め込まれていてもよい。   The display system 1 includes a display device 10, a free-form curved mirror 30, and a windshield 50. The display device 10 is, for example, a head-up display device (HUD device) mounted on an automobile that is an example of a moving object. The display device 10 is arranged at an arbitrary position in accordance with the interior design of the automobile. The display apparatus 10 may be arrange | positioned under the dashboard of a motor vehicle, for example, and may be embedded in the dashboard.

表示装置10は、光源装置11、光偏向装置13、スクリーン15を備える。光源装置11は、光源から出射されたレーザ光を、装置外部へ照射するデバイスである。光源装置11は、例えば、R、G、Bの3色のレーザ光を合成したレーザ光を照射してもよい。光源装置11から射出されたレーザ光は、光偏向装置13の反射面に導かれる。光源装置11は、光源として、LD(Laser Diode)等の半導体発光素子を有する。なお、光源は、これに限られず、LED(light emitting diode)等の半導体発光素子を有してもよい。   The display device 10 includes a light source device 11, a light deflection device 13, and a screen 15. The light source device 11 is a device that irradiates laser light emitted from a light source to the outside of the device. For example, the light source device 11 may irradiate a laser beam obtained by combining laser beams of three colors of R, G, and B. The laser light emitted from the light source device 11 is guided to the reflection surface of the light deflection device 13. The light source device 11 includes a semiconductor light emitting element such as an LD (Laser Diode) as a light source. The light source is not limited to this, and may include a semiconductor light emitting element such as an LED (light emitting diode).

光偏向装置13は、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)等を利用してレーザ光の進行方向を変化させるデバイスである。光偏向装置13は、例えば、直交する2軸に対して揺動する単一の微小なMEMSミラー、または1軸に対して揺動もしくは回転する2つのMEMSミラーからなるミラー系等の走査手段を利用して構成される。光偏向装置13から射出したレーザ光は、スクリーン15に走査される。なお、光偏向装置13は、MEMSミラーに限られず、ポリゴンミラー等を用いて構成されてもよい。   The optical deflection device 13 is a device that changes the traveling direction of laser light using MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) or the like. The optical deflector 13 includes scanning means such as a single minute MEMS mirror that swings about two orthogonal axes, or a mirror system that includes two MEMS mirrors that swing or rotate about one axis. Configured using. The laser beam emitted from the light deflecting device 13 is scanned on the screen 15. The light deflecting device 13 is not limited to the MEMS mirror, and may be configured using a polygon mirror or the like.

スクリーン15は、レーザ光を所定の発散角で発散させる機能を有する発散部材である。スクリーン15は、例えば、EPE(Exit Pupil Expander)の形態として、マイクロレンズアレイ(MLA)または拡散板等の光拡散効果を持つ透過型の光学素子によって構成される。なお、スクリーン15は、マイクロミラーアレイ等の光拡散効果を持つ反射型の光学素子によって構成されてもよい。スクリーン15は、光偏向装置13から射出されたレーザ光がスクリーン15上に走査されることによって、スクリーン15上に二次元像である中間像40を形成する。   The screen 15 is a diverging member having a function of diverging laser light at a predetermined divergence angle. The screen 15 is configured by a transmissive optical element having a light diffusing effect such as a microlens array (MLA) or a diffusing plate in the form of EPE (Exit Pupil Expander), for example. The screen 15 may be configured by a reflective optical element having a light diffusion effect such as a micromirror array. The screen 15 scans the screen 15 with the laser beam emitted from the light deflecting device 13, thereby forming an intermediate image 40 that is a two-dimensional image on the screen 15.

ここで、表示装置10の投射方式は、液晶パネル、DMDパネル(デジタルミラーデバイスパネル)または蛍光表示管(VFD)等イメージングデバイスで中間像40を形成する「パネル方式」と、光源装置11から射出されたレーザ光を走査手段で走査して中間像40を形成する「レーザ走査方式」がある。   Here, the projection method of the display device 10 is a “panel method” in which the intermediate image 40 is formed by an imaging device such as a liquid crystal panel, a DMD panel (digital mirror device panel), or a fluorescent display tube (VFD), and the light source device 11 emits light. There is a “laser scanning method” in which an intermediate image 40 is formed by scanning the laser beam with a scanning unit.

実施形態に係る表示装置10は、後者の「レーザ走査方式」を採用する。「レーザ走査方式」は、各画素に対して発光または非発光を割り当てることができるため、一般に高コントラストの画像を形成することができる。なお、表示装置10は、投射方式として「パネル方式」を用いてもよい。   The display device 10 according to the embodiment employs the latter “laser scanning method”. In the “laser scanning method”, light emission or non-light emission can be assigned to each pixel, so that generally a high-contrast image can be formed. The display device 10 may use a “panel method” as a projection method.

スクリーン15から射出されたレーザ光(光束)によって、自由曲面ミラー30およびフロントガラス50に投射された虚像45は、中間像40から拡大されて表示される。自由曲面ミラー30は、フロントガラス50の湾曲形状による画像の傾き、歪、位置ずれ等を相殺するように設計および配置されている。自由曲面ミラー30は、所定の回転軸を中心として回転可能に設置されてもよい。これにより、自由曲面ミラー30は、スクリーン15から射出したレーザ光(光束)の反射方向を調整し、虚像45の表示位置を変化させることができる。   The virtual image 45 projected onto the free-form surface mirror 30 and the windshield 50 by the laser light (light beam) emitted from the screen 15 is enlarged from the intermediate image 40 and displayed. The free-form surface mirror 30 is designed and arranged so as to cancel out the inclination, distortion, misalignment and the like of the image due to the curved shape of the windshield 50. The free-form surface mirror 30 may be installed to be rotatable about a predetermined rotation axis. Thereby, the free-form surface mirror 30 can adjust the reflection direction of the laser beam (light beam) emitted from the screen 15 and change the display position of the virtual image 45.

ここでは、自由曲面ミラー30は、虚像45の結像位置が所望の位置になるように、一定の集光パワーを有するように既存の光学設計シミュレーションソフトを用いて設計されている。表示装置10は、虚像45が観察者3の視点位置から例えば1m以上かつ30m以下(好ましくは10m以下)の位置(奥行位置)に表示されるように、自由曲面ミラー30の集光パワーが設定される。なお、自由曲面ミラー30は、凹面ミラーやその他集光パワーを有する素子であってもよい。自由曲面ミラー30は、結像光学系の一例である。   Here, the free-form surface mirror 30 is designed using existing optical design simulation software so as to have a constant light condensing power so that the imaging position of the virtual image 45 becomes a desired position. The display device 10 sets the condensing power of the free-form surface mirror 30 so that the virtual image 45 is displayed at a position (depth position) of 1 m or more and 30 m or less (preferably 10 m or less) from the viewpoint position of the observer 3. Is done. Note that the free-form surface mirror 30 may be a concave mirror or other element having a condensing power. The free-form curved mirror 30 is an example of an imaging optical system.

フロントガラス50は、レーザ光(光束)の一部を透過させ、残部の少なくとも一部を反射させる機能(部分反射機能)を有する透過反射部材である。フロントガラス50は、観察者3に前方の景色および虚像45を視認させる半透過鏡として機能する。虚像45は、例えば、車両情報(速度、走行距離等)、ナビゲーション情報(経路案内、交通情報等)、警告情報(衝突警報等)等を観察者3に視認させるための画像情報である。なお、透過反射部材は、フロントガラス50とは別途設けられたフロントウインドシールド等であってもよい。フロントガラス50は、反射部材の一例である。   The windshield 50 is a transmission / reflection member having a function (partial reflection function) of transmitting a part of the laser light (light beam) and reflecting at least a part of the remaining part. The windshield 50 functions as a semi-transparent mirror that allows the observer 3 to visually recognize the scenery in front and the virtual image 45. The virtual image 45 is image information for causing the observer 3 to visually recognize vehicle information (speed, travel distance, etc.), navigation information (route guidance, traffic information, etc.), warning information (collision warning, etc.), and the like. The transmission / reflection member may be a front windshield provided separately from the windshield 50. The windshield 50 is an example of a reflecting member.

虚像45は、フロントガラス50の前方の景色と重畳するように表示されてもよい。また、フロントガラス50は、平面でなく、湾曲している。そのため、虚像45の結像位置は、自由曲面ミラー30とフロントガラス50の曲面によって決定される。なお、フロントガラス50は、部分反射機能を有する個別の透過反射部材としての半透過鏡(コンバイナ)を利用してもよい。   The virtual image 45 may be displayed so as to overlap the scenery in front of the windshield 50. Further, the windshield 50 is not flat but curved. Therefore, the imaging position of the virtual image 45 is determined by the curved surface of the free-form surface mirror 30 and the windshield 50. The windshield 50 may use a semi-transmission mirror (combiner) as an individual transmission reflection member having a partial reflection function.

このような構成により、スクリーン15から射出されたレーザ光(光束)は、自由曲面ミラー30に向けて投射され、フロントガラス50によって反射される。観察者3は、フロントガラス50で反射された光によって、スクリーン15に形成された中間像40が拡大された虚像45を視認することができるようになる。   With such a configuration, the laser light (light beam) emitted from the screen 15 is projected toward the free-form surface mirror 30 and reflected by the windshield 50. The observer 3 can visually recognize the virtual image 45 in which the intermediate image 40 formed on the screen 15 is enlarged by the light reflected by the windshield 50.

●光源装置
図2は、実施形態に係る光源装置の具体的構成に一例を示す図である。光源装置11は、光源素子111R,111G,111B(以下、区別する必要のないときは、光源素子111とする。)、カップリングレンズ112R,112G,112B、アパーチャ113R,113G,113B、合成素子114,115,116、およびレンズ117を含む。
Light Source Device FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a specific configuration of the light source device according to the embodiment. The light source device 11 includes light source elements 111R, 111G, and 111B (hereinafter referred to as the light source element 111 when there is no need to distinguish them), coupling lenses 112R, 112G, and 112B, apertures 113R, 113G, and 113B, and a combining element 114. , 115 and 116, and the lens 117.

3色(R,G,B)の光源素子111R,111G,111Bは、例えば、それぞれ単数または複数の発光点を有するLD(Laser Diode)である。光源素子111R,111G,111Bは、互いに異なる波長λR,λG,λB(例えばλR=640nm,λG=530nm,λB=445nm)のレーザ光(光束)を放射する。   The three color (R, G, B) light source elements 111R, 111G, 111B are, for example, LDs (Laser Diodes) each having one or a plurality of light emitting points. The light source elements 111R, 111G, and 111B emit laser beams (light beams) having different wavelengths λR, λG, and λB (for example, λR = 640 nm, λG = 530 nm, and λB = 445 nm).

放射された各レーザ光(光束)は、それぞれカップリングレンズ112R,112G,112Bによりカップリングされる。カップリングされた各レーザ(光束)は、それぞれアパーチャ113R,113G,113Bにより整形される。アパーチャ113R,113G,113Bは、レーザ光(光束)の発散角等の所定の条件に応じた形状(例えば円形、楕円形、長方形、正方形等)を有する。   Each emitted laser beam (light beam) is coupled by coupling lenses 112R, 112G, and 112B, respectively. The coupled lasers (light beams) are shaped by the apertures 113R, 113G, and 113B, respectively. The apertures 113R, 113G, and 113B have shapes (for example, a circle, an ellipse, a rectangle, and a square) according to predetermined conditions such as a divergence angle of laser light (light flux).

アパーチャ113R,113G,113Bにより整形された各レーザ光(光束)は、3つの合成素子114,115,116により合成される。合成素子114,115,116は、プレート状またはプリズム状のダイクロイックミラーであり、波長に応じてレーザ光(光束)を反射または透過し、1つの光束に合成する。合成された光束は、レンズ117を通り、光偏向装置13に導かれる。   Each laser beam (light beam) shaped by the apertures 113R, 113G, and 113B is synthesized by the three synthesis elements 114, 115, and 116. The synthesizing elements 114, 115, and 116 are plate-like or prism-like dichroic mirrors that reflect or transmit laser light (light flux) according to the wavelength, and synthesize them into one light flux. The synthesized light flux passes through the lens 117 and is guided to the light deflecting device 13.

●光偏向装置
図3は、実施形態に係る光偏向装置の具体的構成の一例を示す図である。光偏向装置13は、半導体プロセスにより製造されるMEMSミラーであり、ミラー130、蛇行状梁部132、枠部材134、および圧電部材136を含む。光偏向装置13は、走査部の一例である。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a specific configuration of the light deflection apparatus according to the embodiment. The optical deflection device 13 is a MEMS mirror manufactured by a semiconductor process, and includes a mirror 130, a meandering beam portion 132, a frame member 134, and a piezoelectric member 136. The light deflection device 13 is an example of a scanning unit.

ミラー130は、光源装置11から射出されたレーザ光をスクリーン15側に反射する反射面を有する。光偏向装置13は、ミラー130を挟んで一対の蛇行状梁部132を形成する。蛇行状梁部132は、複数の折り返し部を有する。折り返し部は、交互に配置される第1の梁部132aと第2の梁部132bとから構成されている。蛇行状梁部132は、枠部材134に支持されている。圧電部材136は、隣接する第1の梁部132aと第2の梁部132bとを接続するように配置されている。圧電部材136は、第1の梁部132aと第2の梁部132bとに異なる電圧を印加し、梁部132a,132bのそれぞれに反りを発生させる。   The mirror 130 has a reflection surface that reflects the laser light emitted from the light source device 11 toward the screen 15. The light deflecting device 13 forms a pair of meandering beam portions 132 with the mirror 130 interposed therebetween. The meandering beam portion 132 has a plurality of folded portions. The folded portion is composed of first beam portions 132a and second beam portions 132b that are alternately arranged. The meandering beam portion 132 is supported by the frame member 134. The piezoelectric member 136 is disposed so as to connect the adjacent first beam portion 132a and the second beam portion 132b. The piezoelectric member 136 applies different voltages to the first beam portion 132a and the second beam portion 132b, and generates warpage in each of the beam portions 132a and 132b.

これにより、隣接する梁部132a,132bは、異なる方向に撓む。ミラー130は、撓みが累積されることによって、左右方向の軸を中心として垂直方向に回転する。このような構成により、光偏向装置13は、垂直方向への光走査が低電圧で可能となる。上下方向の軸を中心とした水平方向の光走査は、ミラー130に接続されたトーションバー等を利用した共振により行われる。   Thereby, the adjacent beam parts 132a and 132b bend in different directions. The mirror 130 rotates in the vertical direction about the left-right axis as the deflection is accumulated. With such a configuration, the optical deflecting device 13 can perform optical scanning in the vertical direction with a low voltage. Optical scanning in the horizontal direction with the vertical axis as the center is performed by resonance using a torsion bar or the like connected to the mirror 130.

●スクリーン
図4は、実施形態に係るスクリーンの具体的構成の一例を示す図である。スクリーン15は、光源装置11の一部を構成するLD1007から射出されたレーザ光を結像させる。また、スクリーン15は、所定の発散角で発散させる発散部材である。スクリーン15は、光学素子の一例である。
Screen FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a specific configuration of the screen according to the embodiment. The screen 15 forms an image of the laser light emitted from the LD 1007 constituting a part of the light source device 11. The screen 15 is a diverging member that diverges at a predetermined divergence angle. The screen 15 is an example of an optical element.

図4に示すスクリーン15は、六角形形状を有する複数のマイクロレンズ150が隙間なく配列されたマイクロレンズアレイ構造を有している。マイクロレンズ150の幅(対向する2辺間の距離)は、200μm程度である。スクリーン15は、マイクロレンズ150の形状を六角形とすることにより、複数のマイクロレンズ150を高密度で配列することができる。   The screen 15 shown in FIG. 4 has a microlens array structure in which a plurality of hexagonal microlenses 150 are arranged without gaps. The width of the microlens 150 (distance between two opposing sides) is about 200 μm. The screen 15 can arrange a plurality of microlenses 150 at a high density by making the shape of the microlenses 150 hexagonal.

なお、マイクロレンズ150の形状は、六角形に限られるものではなく、例えば四角形、三角形等であってもよい。また、複数のマイクロレンズ150が規則正しく配列された構造を例示しているが、マイクロレンズ150の配列は、これに限られるものではなく、例えば、各マイクロレンズ150の中心を互いに偏心させ、不規則な配列としてもよい。このように偏心させた配列を採用する場合、各マイクロレンズ150は、互いに異なる形状となる。   Note that the shape of the microlens 150 is not limited to a hexagon, and may be, for example, a quadrangle, a triangle, or the like. Further, the structure in which the plurality of microlenses 150 are regularly arranged is illustrated, but the arrangement of the microlenses 150 is not limited to this, and for example, the centers of the microlenses 150 are eccentric to each other and irregularly arranged. It is good also as an arrangement. When such an eccentric arrangement is adopted, the microlenses 150 have different shapes.

図5は、マイクロレンズアレイにおいて、入射光束径とレンズ径の大小関係の違いによる作用の違いについて説明するための図である。図5(a)において、スクリーン15は、マイクロレンズ150が整列して配置された光学板151によって構成される。光学板151上に入射光152を走査される場合、入射光152は、マイクロレンズ150により発散され、発散光153となる。スクリーン15は、マイクロレンズ150の構造により、入射光152を所望の発散角154で発散させることができる。マイクロレンズ150の周期155は、入射光152の径156aよりも大きくなるように設計される。これにより、スクリーン15は、レンズ間での干渉が起こさずに、干渉ノイズの発生を抑制する。   FIG. 5 is a diagram for explaining the difference in action due to the difference in the magnitude relationship between the incident light beam diameter and the lens diameter in the microlens array. In FIG. 5A, the screen 15 includes an optical plate 151 in which microlenses 150 are arranged. When the incident light 152 is scanned on the optical plate 151, the incident light 152 is diverged by the microlens 150 to become divergent light 153. The screen 15 can diverge the incident light 152 at a desired divergence angle 154 by the structure of the microlens 150. The period 155 of the microlens 150 is designed to be larger than the diameter 156 a of the incident light 152. Thereby, the screen 15 suppresses generation | occurrence | production of interference noise, without causing interference between lenses.

図5(b)は、入射光152の径156bが、マイクロレンズ150の周期155の2倍大きい場合の発散光の光路を示す。入射光152は、二つのマイクロレンズ150a、150bに入射し、それぞれ発散光157、158を生じさせる。このとき、領域159において、二つの発散光が存在するため、光の干渉を生じうる。この干渉光が観察者の目に入った場合、干渉ノイズとして視認される。   FIG. 5B shows an optical path of diverging light when the diameter 156 b of the incident light 152 is twice as large as the period 155 of the microlens 150. Incident light 152 is incident on two microlenses 150a and 150b to generate diverging light 157 and 158, respectively. At this time, since two divergent lights exist in the region 159, light interference may occur. When this interference light enters the observer's eyes, it is visually recognized as interference noise.

以上を考慮して、スペックルを低減するため、マイクロレンズ150の周期155は、入射光の径156よりも大きく設計される。なお、図5は、凸面レンズの形態で説明したが、凹面レンズの形態においても同様の効果があるものとする。   Considering the above, in order to reduce speckle, the period 155 of the microlens 150 is designed to be larger than the diameter 156 of the incident light. In addition, although FIG. 5 demonstrated in the form of the convex lens, the same effect shall also be obtained in the form of a concave lens.

図6は、光偏向装置のミラーと走査範囲の対応関係について説明するための図である。光源装置11の各光源素子は、FPGA1001によって発光強度や点灯タイミング、光波形が制御される。光源装置11の各光源素子は、LDドライバ1008によって駆動され、レーザ光を射出する。各光源素子から射出され光路合成されたレーザ光は、図6に示すように、光偏向装置13のミラー130によってα軸周り、β軸周りに二次元的に偏向され、ミラー130を介して走査光としてスクリーン15に照射される。すなわち、スクリーン15は、光偏向装置13による主走査および副走査によって二次元走査される。   FIG. 6 is a diagram for explaining the correspondence between the mirror of the optical deflector and the scanning range. The light emission intensity, lighting timing, and optical waveform of each light source element of the light source device 11 are controlled by the FPGA 1001. Each light source element of the light source device 11 is driven by an LD driver 1008 to emit laser light. As shown in FIG. 6, the laser light emitted from each light source element and combined in the optical path is two-dimensionally deflected around the α axis and the β axis by the mirror 130 of the optical deflector 13 and scanned through the mirror 130. The screen 15 is irradiated as light. That is, the screen 15 is two-dimensionally scanned by main scanning and sub-scanning by the light deflecting device 13.

走査範囲は、光偏向装置13によって走査しうる全範囲である。走査光は、スクリーン15の走査範囲を、2〜4万Hz程度の速い周波数で主走査方向(X軸方向)に振動走査(往復走査)しつつ、数十Hz程度の遅い周波数で副走査方向(Y軸方向)に片道走査する。すなわち、光偏向装置13は、スクリーン15に対してラスタースキャンを行う。この場合、表示装置10は、走査位置(走査光の位置)に応じて各光源素子の発光制御を行うことで、画素ごとの描画または虚像の表示を行うことができる。   The scanning range is the entire range that can be scanned by the light deflecting device 13. Scanning light scans the scanning range of the screen 15 in the main scanning direction (X-axis direction) at a fast frequency of about 2 to 40,000 Hz, and in the sub-scanning direction at a slow frequency of about several tens of Hz. One-way scanning is performed in the (Y-axis direction). That is, the light deflecting device 13 performs a raster scan on the screen 15. In this case, the display device 10 can perform drawing or display of a virtual image for each pixel by performing light emission control of each light source element according to the scanning position (scanning light position).

一画面を描画する時間、すなわち1フレーム分の走査時間(二次元走査の1周期)は、上記のように副走査周期が数十Hzであることから、数十msecとなる。例えば、主走査周期を20000Hz、副走査周期を50Hzとした場合、1フレーム分の走査時間は、20msecとなる。   The time for drawing one screen, that is, the scanning time for one frame (one cycle of two-dimensional scanning) is several tens of msec because the sub-scanning cycle is several tens Hz as described above. For example, when the main scanning period is 20000 Hz and the sub-scanning period is 50 Hz, the scanning time for one frame is 20 msec.

図7は、二次元走査時の走査線軌跡の一例を示す図である。スクリーン15は、図7に示すように、中間像40が描画される(画像データに応じて変調された光が照射される)画像領域61(有効走査領域)と、画像領域61を取り囲むフレーム領域62を含む。   FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a scanning line locus during two-dimensional scanning. As shown in FIG. 7, the screen 15 has an image area 61 (effective scanning area) on which the intermediate image 40 is drawn (irradiated with light modulated according to image data) and a frame area surrounding the image area 61. 62.

走査範囲は、スクリーン15における画像領域61とフレーム領域62の一部(画像領域61の外縁近傍の部分)を併せた範囲とする。図7において、走査範囲における走査線の軌跡は、ジグザグ線によって示される。図7において、走査線の本数は、便宜上、実際よりも少なくしている。   The scanning range is a range in which the image area 61 and a part of the frame area 62 on the screen 15 (a part near the outer edge of the image area 61) are combined. In FIG. 7, the trajectory of the scanning line in the scanning range is indicated by a zigzag line. In FIG. 7, for the sake of convenience, the number of scanning lines is made smaller than the actual number.

スクリーン15は、上述のように、マイクロレンズアレイ等の光拡散効果を持つ透過型の光学素子で構成されている。画像領域61は、矩形または平面である必要はなく、多角形または曲面であってもよい。また、スクリーン15は、光拡散効果を持たない平板または曲板であってもよい。さらに、画像領域61は、装置レイアウトに応じて、例えば、マイクロミラーアレイ等の光拡散効果を持つ反射型の素子とすることもできる。   As described above, the screen 15 is composed of a transmissive optical element having a light diffusion effect such as a microlens array. The image area 61 does not have to be a rectangle or a plane, but may be a polygon or a curved surface. The screen 15 may be a flat plate or a curved plate that does not have a light diffusion effect. Furthermore, the image area 61 can be a reflective element having a light diffusion effect, such as a micromirror array, according to the device layout.

スクリーン15は、走査範囲における画像領域61の周辺領域(フレーム領域62の一部)に、受光素子を含む同期検知系60が備える。図7において、同期検知系60は、画像領域61の−X側かつ+Y側の隅部に配置される。同期検知系60は、光偏向装置13の動作を検出して、走査開始タイミングや走査終了タイミングを決定するための同期信号をFPGA1001に出力する。   The screen 15 includes a synchronization detection system 60 including a light receiving element in a peripheral region of the image region 61 in the scanning range (a part of the frame region 62). In FIG. 7, the synchronization detection system 60 is arranged at the corner of the image area 61 on the −X side and the + Y side. The synchronization detection system 60 detects the operation of the optical deflecting device 13 and outputs a synchronization signal for determining the scan start timing and the scan end timing to the FPGA 1001.

●第1の実施形態●
●概要
続いて、図8乃至図16を用いて、第1の実施形態に係る表示システム1Aの構成について説明する。まず、図8乃至図10を用いて、第1の実施形態に係る表示システム1Aの概要を説明する。
● First embodiment ●
Overview The configuration of the display system 1A according to the first embodiment will be described next with reference to FIGS. First, the outline of the display system 1A according to the first embodiment will be described with reference to FIGS.

図8は、第1の実施形態に係る表示システムの概略を説明するための図である。図8に示す表示システム1Aは、観察者3にとって望ましくない表示輝度の変化を抑制させることで、表示情報(虚像45)の視認性を向上させることができる。   FIG. 8 is a diagram for explaining the outline of the display system according to the first embodiment. The display system 1A illustrated in FIG. 8 can improve the visibility of display information (virtual image 45) by suppressing a change in display luminance that is undesirable for the observer 3.

表示システム1Aは、図1に示した表示システム1の構成に加え、輝度センサ70を備える。輝度センサ70は、表示システム1を構成する車両の前方の路面の輝度(照度)を検出するために設けられたセンシングデバイスである。図8に示すように、輝度センサ70は、例えば、自動車のフロントガラス50の上部に設置されている。   The display system 1A includes a luminance sensor 70 in addition to the configuration of the display system 1 shown in FIG. The luminance sensor 70 is a sensing device provided to detect the luminance (illuminance) of the road surface in front of the vehicle constituting the display system 1. As shown in FIG. 8, the luminance sensor 70 is installed, for example, on an upper part of a windshield 50 of an automobile.

輝度センサ70は、単一の光電変換素子等であってもよいし、2次元アレイセンサであってもよいし、車載カメラのような撮像素子であってもよい。輝度センサ70は、図9に示すように、車両前方の路面を含む領域(輝度検出領域300)の輝度(照度)を検出可能な位置に設置される。   The luminance sensor 70 may be a single photoelectric conversion element or the like, may be a two-dimensional array sensor, or may be an imaging element such as an in-vehicle camera. As shown in FIG. 9, the luminance sensor 70 is installed at a position where the luminance (illuminance) of an area including the road surface ahead of the vehicle (luminance detection area 300) can be detected.

なお、輝度センサ70の設置位置は、図8に示した例に限られず、例えば、自動車のダッシュボード上に設置されてもよい。また、輝度センサ70は、自動車のオートライト機能を実現するために設けられた照度センサや、雨滴に反応して自動車のワイパーを作動させるために設けられたレインセンサによって代用されてもよい。さらに、本実施形態は、輝度センサ70が表示装置10Aと別体に設けられている例を説明するが、輝度センサ70は、表示装置10Aに内蔵されていてもよい。   Note that the installation position of the luminance sensor 70 is not limited to the example illustrated in FIG. 8, and may be installed on a dashboard of an automobile, for example. In addition, the luminance sensor 70 may be replaced by an illuminance sensor provided to realize an autolight function of the automobile or a rain sensor provided to operate the wiper of the automobile in response to raindrops. Furthermore, although this embodiment demonstrates the example in which the luminance sensor 70 is provided separately from 10 A of display apparatuses, the luminance sensor 70 may be incorporated in 10 A of display apparatuses.

図10は、第1の実施形態に係る表示システムにおける輝度検出領域と表示背景領域との関係の一例を説明するための図である。図10に示す画像は、自動車の運転者(観察者3)が、フロントガラス50を介して視認する自動車前方の風景画像である。図10は、観察者3によって視認される風景画像上における輝度検出領域300と表示背景領域350との関係を示す。   FIG. 10 is a diagram for explaining an example of the relationship between the luminance detection region and the display background region in the display system according to the first embodiment. The image shown in FIG. 10 is a landscape image in front of the automobile viewed by the driver (observer 3) of the automobile through the windshield 50. FIG. 10 shows the relationship between the luminance detection area 300 and the display background area 350 on the landscape image visually recognized by the observer 3.

表示背景領域350は、表示装置10Aから出力される表示情報(虚像45)を、風景画像(背景画像)に重畳して表示させる領域である。すなわち、自動車の運転者(観察者3)は、表示背景領域350の領域内において、虚像45を視認することができる。表示背景領域350は、表示装置10Aによって表示される表示情報および表示情報の背景画像となる車両前方の路面を含む。なお、表示情報の背景画像は、路面に限られず、車両前方に位置する建造物の外壁、標識、空等の車両周辺の風景であってもよい。   The display background area 350 is an area in which display information (virtual image 45) output from the display device 10A is displayed superimposed on a landscape image (background image). That is, the driver of the automobile (observer 3) can visually recognize the virtual image 45 in the area of the display background area 350. The display background area 350 includes display information displayed by the display device 10A and a road surface in front of the vehicle that serves as a background image of the display information. The background image of the display information is not limited to the road surface, and may be a landscape around the vehicle such as an outer wall of a building located in front of the vehicle, a sign, or the sky.

輝度検出領域300は、表示背景領域350並びにその周囲の路面、自動車前方に位置する建造物の外壁、標識もしくは空等の風景を含む。ここで、輝度検出領域300は、少なくとも表示装置10Aによって表示される表示情報を観察者3が視認する空間の空間断面を含む領域である。   The luminance detection area 300 includes a display background area 350, a road surface around the display background area 350, an outer wall of a building located in front of the automobile, a landscape such as a sign or the sky. Here, the luminance detection region 300 is a region including a spatial section of a space where the viewer 3 visually recognizes display information displayed by the display device 10A.

表示装置10Aは、表示装置10Aが搭載された自動車の周囲の輝度をサンプリングすることで、表示情報を重畳させる領域である表示背景領域350の輝度変化を監視する。輝度検出領域300は、周辺領域の一例である。また、表示背景領域350は、表示領域の一例である。   The display device 10A monitors the luminance change of the display background region 350, which is a region where display information is superimposed, by sampling the luminance around the automobile on which the display device 10A is mounted. The luminance detection area 300 is an example of a peripheral area. The display background area 350 is an example of a display area.

図10に示す輝度検出領域300は、表示背景領域350を内包している。また、輝度検出領域300の領域内には、表示背景領域350の領域外の領域が存在する。この表示背景領域350の領域外の領域は、表示情報を重畳させる領域ではないため、本来は輝度変化のサンプリング対象としたくない領域である。   A luminance detection area 300 shown in FIG. 10 includes a display background area 350. Further, an area outside the display background area 350 exists within the luminance detection area 300. Since the area outside the display background area 350 is not an area where display information is superimposed, it is an area that is not originally intended for sampling of luminance change.

ここで、例えば、輝度検出領域300の領域内であるが、表示背景領域350の領域外である領域において、前方車両の方向指示器の点滅等による比較的短い周期での輝度の変化(以下、周期的ノイズと称する)が発生する場合が考えられる。この場合、輝度検出領域300で検出された輝度データに基づいて表示情報の表示輝度を決定した場合、表示背景領域350の領域内における背景輝度は一定であるにも関わらず、表示情報(虚像45)の表示輝度は変化してしまう。このような表示背景領域350の背景輝度の変化にそぐわない表示輝度の変化は、観察者3に違和感を与え、結果として表示情報の視認性を損なう要因となる。   Here, for example, in a region within the luminance detection region 300 but outside the display background region 350, a change in luminance with a relatively short period (hereinafter, referred to as blinking of a direction indicator of a preceding vehicle) It is conceivable that a periodic noise) occurs. In this case, when the display brightness of the display information is determined based on the brightness data detected in the brightness detection area 300, the display information (virtual image 45) is displayed even though the background brightness in the display background area 350 is constant. ) Will change. Such a change in display luminance that does not match the change in the background luminance of the display background region 350 makes the viewer 3 feel uncomfortable, and as a result, impairs the visibility of display information.

また、例えば、表示背景領域350の領域内で方向指示器のような高速に点滅を繰り返す周期的ノイズが発生した場合、表示輝度は、実際の背景輝度の変化に対して、背景輝度の変化に追随させるための処理に要する所定時間遅れて変化することになる。そのため、表示背景領域350内における周期的ノイズに対しても、背景輝度の変化に対する表示輝度の変化のタイムラグの影響によって観察者3に違和感を与え、表示情報の視認性を損なわせることとなる。   In addition, for example, when periodic noise that repeatedly blinks at high speed such as a direction indicator occurs in the display background area 350, the display brightness changes to the background brightness with respect to the actual background brightness change. It changes with a delay of a predetermined time required for the process for following. Therefore, even for periodic noise in the display background region 350, the viewer 3 feels uncomfortable due to the influence of the time lag of the change in display luminance with respect to the change in background luminance, and the visibility of display information is impaired.

そこで、第1の実施形態に係る表示システム1Aは、輝度検出領域300で検出された輝度の周期的ノイズに対して、表示情報の表示輝度をあえて追随させないことで、観察者3にとって不快な輝度変化を低減させ、表示情報の視認性を向上させることができる。   Therefore, the display system 1A according to the first embodiment does not intentionally follow the display brightness of the display information with respect to the periodic brightness noise detected in the brightness detection region 300. A change can be reduced and the visibility of display information can be improved.

●ハードウエア構成
図11は、第1の実施形態に係る表示装置のハードウエア構成の一例を示す図である。なお、図11に示すハードウエア構成は、各実施形態において同様の構成を備えていてもよく、必要に応じて構成要素が追加または削除されてもよい。
Hardware Configuration FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of the display device according to the first embodiment. The hardware configuration shown in FIG. 11 may have the same configuration in each embodiment, and components may be added or deleted as necessary.

表示装置10Aは、表示装置10Aの動作を制御するための制御装置17を有する。制御装置17は、表示装置10Aの内部に実装された基板またICチップ等のコントローラである。制御装置17は、FPGA(Field-Programmable Gate Array)1001、CPU(Central Processing Unit)1002、ROM(Read Only Memory)1003、RAM(Random Access Memory)1004、I/F(Interface)1005、バスライン1006、LDドライバ1008、MEMSコントローラ1010およびモータドライバ1012を含む。   The display device 10A includes a control device 17 for controlling the operation of the display device 10A. The control device 17 is a controller such as a substrate or an IC chip mounted inside the display device 10A. The control device 17 includes an FPGA (Field-Programmable Gate Array) 1001, a CPU (Central Processing Unit) 1002, a ROM (Read Only Memory) 1003, a RAM (Random Access Memory) 1004, an I / F (Interface) 1005, and a bus line 1006. , LD driver 1008, MEMS controller 1010, and motor driver 1012.

FPGA1001は、表示装置10Aの設計者による設定変更が可能な集積回路である。LDドライバ1008、MEMSコントローラ1010、およびモータドライバ1012は、FPGA1001からの制御信号に応じて駆動信号を生成する。CPU1002は、表示装置10A全体を制御するための処理を行う集積回路である。ROM1003は、CPU1002を制御するプログラムを記憶する記憶装置である。表示装置10Aは、例えば、本発明に係るプログラムをCPU1002が実行することによって、本発明に係る表示輝度制御方法を実現する。RAM1004は、CPU1002のワークエリアとして機能する記憶装置である。   The FPGA 1001 is an integrated circuit that can be changed by the designer of the display device 10A. The LD driver 1008, the MEMS controller 1010, and the motor driver 1012 generate drive signals in response to control signals from the FPGA 1001. The CPU 1002 is an integrated circuit that performs processing for controlling the entire display device 10A. The ROM 1003 is a storage device that stores a program for controlling the CPU 1002. For example, the display device 10A implements the display brightness control method according to the present invention by the CPU 1002 executing the program according to the present invention. The RAM 1004 is a storage device that functions as a work area for the CPU 1002.

I/F1005は、外部装置と通信するためのインターフェースである。I/F1005は、例えば、自動車のCAN(Controller Area Network)等に接続される。また、I/F1005は、輝度センサ70に接続される。輝度センサ70は、I/F1005を経由して制御装置17へセンシングデータ(輝度情報)を送信する。   An I / F 1005 is an interface for communicating with an external device. The I / F 1005 is connected to a CAN (Controller Area Network) of an automobile, for example. The I / F 1005 is connected to the luminance sensor 70. The luminance sensor 70 transmits sensing data (luminance information) to the control device 17 via the I / F 1005.

LD1007は、例えば、光源装置11の一部を構成する半導体発光素子である。LDドライバ1008は、LD1007を駆動する駆動信号を生成する回路である。MEMS1009は、光偏向装置13の一部を構成し、走査ミラーを変位させるデバイスである。MEMSコントローラ1010は、MEMS1009を駆動する駆動信号を生成する回路である。モータ1011は、自由曲面ミラー30の回転軸を回転させる電動機である。モータドライバ1012は、モータ1011を駆動する駆動信号を生成する回路である。   The LD 1007 is, for example, a semiconductor light emitting element that constitutes a part of the light source device 11. The LD driver 1008 is a circuit that generates a drive signal for driving the LD 1007. The MEMS 1009 is a device that constitutes a part of the light deflection apparatus 13 and displaces the scanning mirror. The MEMS controller 1010 is a circuit that generates a drive signal for driving the MEMS 1009. The motor 1011 is an electric motor that rotates the rotation shaft of the free-form curved mirror 30. The motor driver 1012 is a circuit that generates a drive signal for driving the motor 1011.

●機能構成
図12は、第1の実施形態に係る表示装置の機能構成の一例を示す図である。表示装置10Aにより実現される機能は、車両情報受信部171、外部情報受信部172、表示輝度制御部178、画像生成部173および画像表示部174を含む。
Functional Configuration FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a functional configuration of the display device according to the first embodiment. Functions realized by the display device 10 </ b> A include a vehicle information receiving unit 171, an external information receiving unit 172, a display brightness control unit 178, an image generation unit 173, and an image display unit 174.

車両情報受信部171は、CAN等から自動車の情報(速度、走行距離等の情報)を受信する機能である。車両情報受信部171は、図11に示したI/F1005およびCPU1002の処理、並びにROM1003に記憶されたプログラム等により実現される。   The vehicle information receiving unit 171 has a function of receiving automobile information (information such as speed and travel distance) from CAN or the like. The vehicle information receiving unit 171 is realized by the processing of the I / F 1005 and the CPU 1002 illustrated in FIG. 11, a program stored in the ROM 1003, and the like.

外部情報受信部172は、外部ネットワークから自動車外部の情報(GPSからの位置情報、ナビゲーションシステムからの経路情報または交通情報等)を受信する機能である。外部情報受信部172は、図11に示したI/F1005およびCPU1002の処理、並びにROM1003に記憶されたプログラム等により実現される。   The external information receiving unit 172 has a function of receiving information outside the vehicle (position information from the GPS, route information from the navigation system, traffic information, etc.) from the external network. The external information receiving unit 172 is realized by the processing of the I / F 1005 and the CPU 1002 illustrated in FIG. 11, a program stored in the ROM 1003, and the like.

表示輝度制御部178は、表示装置10Aから出力される表示情報の表示輝度を制御する機能である。表示輝度制御部178は、図11に示したI/F1005およびCPU1002の処理、並びにROM1003に記憶されたプログラム等により実現される。表示輝度制御部178の詳細な構成は、後述する。   The display brightness control unit 178 has a function of controlling the display brightness of display information output from the display device 10A. The display brightness control unit 178 is realized by the processing of the I / F 1005 and the CPU 1002 illustrated in FIG. 11, a program stored in the ROM 1003, and the like. The detailed configuration of the display brightness control unit 178 will be described later.

画像生成部173は、車両情報受信部171、外部情報受信部172および表示輝度制御部178により入力された情報に基づいて、中間像40および虚像45を表示させるための表示情報(画像情報)を生成する機能である。画像生成部173は、図11に示したCPU1002の処理、およびROM1003に記憶されたプログラム等により実現される。   The image generation unit 173 displays display information (image information) for displaying the intermediate image 40 and the virtual image 45 based on information input by the vehicle information reception unit 171, the external information reception unit 172, and the display luminance control unit 178. It is a function to generate. The image generation unit 173 is realized by the processing of the CPU 1002 illustrated in FIG. 11, a program stored in the ROM 1003, and the like.

画像表示部174は、画像生成部173により生成された表示情報に基づいて、スクリーン15に中間像40を形成し、中間像40を構成したレーザ光(光束)をフロントガラス50に向けて投射して虚像45を表示させる機能である。画像表示部174は、図11に示したCPU1002、FPGA1001、LDドライバ1008、MEMSコントローラ1010およびモータドライバ1012の処理、並びにROM1003に記憶されたプログラム等により実現される。   The image display unit 174 forms an intermediate image 40 on the screen 15 based on the display information generated by the image generation unit 173, and projects the laser light (light beam) constituting the intermediate image 40 toward the windshield 50. The virtual image 45 is displayed. The image display unit 174 is realized by the processing of the CPU 1002, the FPGA 1001, the LD driver 1008, the MEMS controller 1010 and the motor driver 1012 illustrated in FIG. 11, a program stored in the ROM 1003, and the like.

画像表示部174は、制御部175、中間像形成部176および投影部177を含む。制御部175は、中間像40を形成するために、光源装置11および光偏向装置13の動作を制御する制御信号を生成する。また、制御部175は、虚像45を所定の位置に表示させるために、自由曲面ミラー30の動作を制御する制御信号を生成する。   The image display unit 174 includes a control unit 175, an intermediate image forming unit 176, and a projection unit 177. The control unit 175 generates a control signal for controlling operations of the light source device 11 and the light deflection device 13 in order to form the intermediate image 40. In addition, the control unit 175 generates a control signal for controlling the operation of the free-form curved mirror 30 in order to display the virtual image 45 at a predetermined position.

中間像形成部176は、制御部175によって生成された制御信号に基づいて、スクリーン15に中間像40を形成する。投影部177は、観察者3に視認させる虚像45を形成するために、中間像40を構成したレーザ光を、透過反射部材(フロントガラス50等)に投射させる。   The intermediate image forming unit 176 forms the intermediate image 40 on the screen 15 based on the control signal generated by the control unit 175. The projection unit 177 projects the laser light constituting the intermediate image 40 onto a transmission / reflection member (the windshield 50 or the like) in order to form the virtual image 45 that is visually recognized by the observer 3.

続いて、表示輝度制御部178の詳細な機能構成について説明する。図13は、第1の実施形態に係る表示輝度制御部の詳細な機能構成の一例を示す図である。表示輝度制御部178は、輝度情報取得部81、サンプリング周期管理部82、記憶・読出部83、表示輝度決定部84および記憶部800を含む。   Next, a detailed functional configuration of the display brightness control unit 178 will be described. FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a detailed functional configuration of the display brightness control unit according to the first embodiment. Display luminance control unit 178 includes luminance information acquisition unit 81, sampling cycle management unit 82, storage / readout unit 83, display luminance determination unit 84, and storage unit 800.

輝度情報取得部81は、輝度センサ70によって検出された輝度データを含む輝度情報450を、輝度センサ70から取得する機能である。輝度センサ70によって検出される輝度データは、輝度検出領域300の領域内における輝度値(照度値)を示すデータである。輝度情報取得部81は、取得手段の一例である。   The luminance information acquisition unit 81 has a function of acquiring luminance information 450 including luminance data detected by the luminance sensor 70 from the luminance sensor 70. The brightness data detected by the brightness sensor 70 is data indicating a brightness value (illuminance value) in the brightness detection area 300. The luminance information acquisition unit 81 is an example of an acquisition unit.

サンプリング周期管理部82は、輝度センサ70によって輝度データを検出するサンプリング周期を管理する機能である。サンプリング周期は、設計値として予め設定されている。サンプリング周期は、背景輝度の周期的ノイズの周期よりも短いことが好ましい。   The sampling cycle management unit 82 is a function that manages a sampling cycle in which luminance data is detected by the luminance sensor 70. The sampling period is preset as a design value. The sampling cycle is preferably shorter than the periodic noise cycle of the background luminance.

背景輝度の周期的ノイズの周期は、例えば、自動車の方向指示器(ウインカ)の点滅周期である。また、背景輝度の周期的ノイズ周期は、路肩帯で点滅しているライトの点滅周期、自動車のワイパーの駆動周期等であってもよい。なお、周期的ノイズは、これに限られず、輝度センサ70によって検出される比較的短い周期で発生する急激な輝度の変化であればよい。輝度センサ70は、このような周期的ノイズの周期よりも短い間隔で、輝度データをサンプリングすることによって、観察者3にとって好ましくない輝度変化を検出することができる。輝度情報取得部81は、設定されたサンプリング周期に基づいて検出された輝度データを含む輝度情報450を、輝度センサ70から取得する。   The period of the periodic noise of the background luminance is, for example, a blinking period of a direction indicator (blinker) of an automobile. Further, the periodic noise period of the background luminance may be a blinking period of a light blinking on a shoulder belt, a driving period of an automobile wiper, or the like. The periodic noise is not limited to this, and may be a sudden change in luminance that occurs at a relatively short period detected by the luminance sensor 70. The brightness sensor 70 can detect a change in brightness that is undesirable for the observer 3 by sampling the brightness data at intervals shorter than the period of such periodic noise. The luminance information acquisition unit 81 acquires luminance information 450 including luminance data detected based on the set sampling period from the luminance sensor 70.

記憶・読出部83は、記憶部800に各種データを記憶させ、または記憶部800から各種データを読み出す機能である。記憶・読出部83は、輝度情報取得部81によって取得された輝度情報450を、記憶部800の輝度情報管理テーブル400に記憶させる機能である。記憶・読出部83は、記憶制御手段の一例である。また、記憶部800は、輝度情報管理テーブル400を記憶している。輝度情報管理テーブル400の詳細は、後述する。   The storage / reading unit 83 has a function of storing various data in the storage unit 800 or reading various data from the storage unit 800. The storage / reading unit 83 has a function of storing the luminance information 450 acquired by the luminance information acquisition unit 81 in the luminance information management table 400 of the storage unit 800. The storage / reading unit 83 is an example of a storage control unit. In addition, the storage unit 800 stores a luminance information management table 400. Details of the luminance information management table 400 will be described later.

表示輝度決定部84は、表示装置10Aから出力される表示情報の表示輝度を決定する機能である。表示輝度決定部84は、例えば、輝度情報管理テーブル400に記憶された輝度情報450の代表値に基づいて、表示情報(虚像45)の表示輝度を示す表示輝度情報500を決定する。輝度情報450の代表値は、輝度情報管理テーブル400に記憶された全ての輝度情報450の値の特徴や傾向を示す尺度となる数値である。輝度情報450の代表値は、例えば、輝度情報管理テーブル400に記憶された全ての輝度情報450の平均値または中央値等である。表示輝度決定部84は、決定手段の一例である。   The display brightness determination unit 84 is a function that determines the display brightness of the display information output from the display device 10A. For example, the display luminance determining unit 84 determines display luminance information 500 indicating the display luminance of the display information (virtual image 45) based on the representative value of the luminance information 450 stored in the luminance information management table 400. The representative value of the luminance information 450 is a numerical value that serves as a scale indicating the characteristics and trends of the values of all the luminance information 450 stored in the luminance information management table 400. The representative value of the luminance information 450 is, for example, an average value or a median value of all the luminance information 450 stored in the luminance information management table 400. The display luminance determining unit 84 is an example of a determining unit.

〇輝度情報管理テーブル
ここで、図14を用いて、記憶部800に記憶された輝度情報管理テーブルの詳細について説明する。図14は、第1の実施形態に係る輝度情報管理テーブルの一例を示す図である。輝度情報管理テーブル400は、輝度情報取得部81によって取得された輝度情報450を記憶するための固定サイズを有するバッファ領域である。輝度情報管理テーブル400は、記憶領域の一例である。
Here, the details of the luminance information management table stored in the storage unit 800 will be described with reference to FIG. FIG. 14 is a diagram illustrating an example of a luminance information management table according to the first embodiment. The luminance information management table 400 is a buffer area having a fixed size for storing the luminance information 450 acquired by the luminance information acquisition unit 81. The luminance information management table 400 is an example of a storage area.

輝度情報管理テーブル400は、輝度情報取得部81によって取得された輝度情報450を、取得された時系列に沿って記憶していく。図14に示す輝度情報管理テーブル400において、記憶・読出部83は、サンプリング番号(n)「1」の領域から順番に、取得した輝度情報450を記憶させる。   The luminance information management table 400 stores the luminance information 450 acquired by the luminance information acquisition unit 81 along the acquired time series. In the luminance information management table 400 shown in FIG. 14, the storage / readout unit 83 stores the acquired luminance information 450 in order from the area of the sampling number (n) “1”.

輝度情報管理テーブル400は、有限のサイズを有するため、サンプリング番号(n)が上限まで達した場合、空き領域がなくなる。そのため、記憶・読出部83は、輝度情報管理テーブル400に空き領域がないと判断した場合、最も古い輝度情報450を削除すする。すなわち、記憶・読出部83は、輝度情報管理テーブル400のサンプリング番号(n)「1」の領域に記憶された輝度情報450を削除して、サンプリング番号(n)「2」以降の領域に記憶された輝度情報450のサンプリング番号(n)を、一つずつ繰り上げる。   Since the luminance information management table 400 has a finite size, there is no free space when the sampling number (n) reaches the upper limit. For this reason, the storage / reading unit 83 deletes the oldest luminance information 450 when determining that there is no free space in the luminance information management table 400. That is, the storage / reading unit 83 deletes the luminance information 450 stored in the area of the sampling number (n) “1” in the luminance information management table 400 and stores it in the area after the sampling number (n) “2”. The sampling number (n) of the luminance information 450 is incremented by one.

そして、記憶・読出部83は、新たに取得された輝度情報450を、サンプリング番号(n)の末尾の領域に記憶させる。例えば、輝度情報管理テーブル400のサンプリング番号(n)の上限が「4」である場合。記憶・読出部83は、サンプリング番号(n)「4」の領域に、新たに取得された輝度情報450を記憶させる。   Then, the storage / reading unit 83 stores the newly acquired luminance information 450 in the last area of the sampling number (n). For example, when the upper limit of the sampling number (n) in the luminance information management table 400 is “4”. The storage / reading unit 83 stores the newly acquired luminance information 450 in the area of the sampling number (n) “4”.

なお、図14は、輝度情報管理テーブル400において、輝度情報450が輝度値[cd/m]を含む例を説明したが、輝度情報450は、照度値[mlx(ミリルクス)]を含んでもよい。この場合、表示装置10Aは、輝度センサ70によって検出された輝度検出領域300の照度値[mlx](照度データ)を含む輝度情報450を取得し、取得した輝度情報450を輝度情報管理テーブル400に記憶させる。 14 illustrates an example in which the luminance information 450 includes the luminance value [cd / m 2 ] in the luminance information management table 400, the luminance information 450 may include an illuminance value [mlx (millilux)]. . In this case, the display device 10A acquires the luminance information 450 including the illuminance value [mlx] (illuminance data) of the luminance detection region 300 detected by the luminance sensor 70, and the acquired luminance information 450 is stored in the luminance information management table 400. Remember.

●表示輝度の制御処理
次に、図15を用いて、表示装置10Aにおける表示情報(虚像45)の表示輝度の制御処理について説明する。図15は、第1の実施形態に係る表示装置のおける表示輝度の制御処理の一例を示すフローチャートである。図15は、輝度センサ70による輝度検出領域300と表示背景領域350の位置関係が図10に示すような関係になる場合において、輝度検出領域300の領域内でありかつ表示背景領域350の領域外である領域で、背景輝度の周期的ノイズが発生した場合の例を説明する。なお、図15に示す表示輝度の制御処理は、表示装置10Aにおいて周期的ノイズが検出された場合に開始されてもよいし、輝度情報450のサンプリングを常時行うことで表示輝度の制御を行っていてもよい。
Display Brightness Control Processing Next, display brightness control processing of display information (virtual image 45) in the display device 10A will be described with reference to FIG. FIG. 15 is a flowchart illustrating an example of display brightness control processing in the display device according to the first embodiment. FIG. 15 shows the case where the positional relationship between the luminance detection area 300 and the display background area 350 by the luminance sensor 70 is as shown in FIG. An example in the case where periodic noise of background luminance occurs in a certain area will be described. The display luminance control process shown in FIG. 15 may be started when periodic noise is detected in the display device 10A, or the display luminance is controlled by always sampling the luminance information 450. May be.

ステップS101において、表示装置10Aの輝度情報取得部81は、輝度センサ70から輝度情報450を取得する(取得ステップの一例)。具体的には、輝度センサ70は、サンプリング周期管理部82によって予め定められたサンプリング周期によって、輝度検出領域300の輝度データを検出する。輝度データは、輝度検出領域300の領域内の輝度値[cd/m]である。なお、輝度データは、輝度検出領域300の領域内の照度値[mlx]であってもよい。そして、輝度情報取得部81は、輝度センサ70によって検出された輝度データを含む輝度情報450を、輝度センサ70から取得する。 In step S101, the luminance information acquisition unit 81 of the display device 10A acquires the luminance information 450 from the luminance sensor 70 (an example of an acquisition step). Specifically, the luminance sensor 70 detects the luminance data in the luminance detection region 300 at a sampling cycle that is predetermined by the sampling cycle management unit 82. The brightness data is a brightness value [cd / m 2 ] in the brightness detection area 300. The luminance data may be an illuminance value [mlx] in the luminance detection region 300. The luminance information acquisition unit 81 acquires luminance information 450 including luminance data detected by the luminance sensor 70 from the luminance sensor 70.

ステップS102において、表示装置10Aの記憶・読出部83は、輝度情報管理テーブル400に空き領域がある場合、処理をステップS104へ移行させる。一方で、記憶・読出部83は、輝度情報管理テーブル400に空き領域がない場合、処理をステップS103へ移行させる。   In step S102, the storage / reading unit 83 of the display device 10A shifts the processing to step S104 when there is a free area in the luminance information management table 400. On the other hand, when there is no free area in the luminance information management table 400, the storage / reading unit 83 shifts the process to step S103.

輝度情報管理テーブル400は、固定サイズを有するバッファ領域であるため、記憶された輝度情報450がサンプリング数の上限に達した場合、空き領域がない状態になる。そのため、表示装置10Aは、新たに輝度情報450を記憶するための領域を作成する必要があるため、輝度情報管理テーブル400の空き領域の有無を判定する。例えば、サンプリング数の上限が4つであった場合、図14に示す輝度情報管理テーブル400は、サンプリング番号(n)「4」の領域まで輝度情報450が記憶されているため、空き領域がない状態である。   Since the luminance information management table 400 is a buffer area having a fixed size, when the stored luminance information 450 reaches the upper limit of the number of samplings, there is no empty area. Therefore, the display device 10 </ b> A needs to create a new area for storing the luminance information 450, and therefore determines whether there is an empty area in the luminance information management table 400. For example, when the upper limit of the number of samplings is four, the luminance information management table 400 shown in FIG. 14 stores the luminance information 450 up to the area of sampling number (n) “4”, so there is no free area. State.

ステップS103において、表示装置10Aの記憶・読出部83は、輝度情報管理テーブル400に記憶された、最も古い輝度情報450を削除する。具体的には、記憶・読出部83は、輝度情報管理テーブル400に空き領域を作成するため、図13に示す輝度情報管理テーブル400に含まれるサンプリング番号(n)「1」の領域に記憶された輝度情報450を削除する。記憶・読出部83は、輝度情報管理テーブル400から輝度情報450を削除した場合、処理をステップS104へ移行させる。   In step S103, the storage / reading unit 83 of the display device 10A deletes the oldest luminance information 450 stored in the luminance information management table 400. Specifically, the storage / reading unit 83 stores the empty area in the luminance information management table 400 and stores it in the area of the sampling number (n) “1” included in the luminance information management table 400 shown in FIG. The brightness information 450 is deleted. When the luminance information 450 is deleted from the luminance information management table 400, the storage / reading unit 83 shifts the processing to step S104.

ステップS104において、表示装置10Aの記憶・読出部83は、輝度情報管理テーブル400に、輝度情報取得部81によって取得された輝度情報450を記憶させる(記憶制御ステップの一例)。このとき、取得された輝度情報450の時系列を明確化するため、新たな輝度情報450は、輝度情報管理テーブル400の末尾に記憶される。例えば、図14に示した輝度情報管理テーブル400において、サンプリング番号(n)「3」の領域まで輝度情報450が記憶されている場合、記憶・読出部83は、新たに取得した輝度情報450を、サンプリング番号(n)「4」の領域に記憶させる。   In step S104, the storage / reading unit 83 of the display device 10A stores the luminance information 450 acquired by the luminance information acquisition unit 81 in the luminance information management table 400 (an example of a storage control step). At this time, the new luminance information 450 is stored at the end of the luminance information management table 400 in order to clarify the time series of the acquired luminance information 450. For example, in the luminance information management table 400 shown in FIG. 14, when the luminance information 450 is stored up to the area of the sampling number (n) “3”, the storage / reading unit 83 stores the newly acquired luminance information 450. And stored in the area of sampling number (n) "4".

ステップS105において、表示装置10Aの表示輝度決定部84は、輝度情報管理テーブル400に記憶された輝度情報450を用いて、表示情報(虚像45)の表示輝度を示す表示輝度情報500を決定する(決定ステップの一例)。具体的には、表示輝度決定部84は、例えば、輝度情報管理テーブル400に記憶された輝度情報450に含まれる輝度値[cd/m]の平均値を算出し、算出した平均値を表示輝度情報500として決定する。また、表示輝度決定部84は、例えば、輝度情報管理テーブル400に記憶された輝度情報450に含まれる輝度値[cd/m]の中央値を算出し、算出した中央値を表示輝度情報500として決定する。 In step S105, the display luminance determining unit 84 of the display device 10A uses the luminance information 450 stored in the luminance information management table 400 to determine the display luminance information 500 indicating the display luminance of the display information (virtual image 45) ( An example of a determination step). Specifically, for example, the display luminance determination unit 84 calculates an average value of luminance values [cd / m 2 ] included in the luminance information 450 stored in the luminance information management table 400, and displays the calculated average value. The luminance information 500 is determined. In addition, the display luminance determination unit 84 calculates, for example, a median value of luminance values [cd / m 2 ] included in the luminance information 450 stored in the luminance information management table 400, and the calculated median value is displayed on the display luminance information 500. Determine as.

ここで、表示装置10Aは、ステップS104までの処理が行われた場合、輝度情報管理テーブル400には、今回の輝度情報450を取得した時刻から、輝度センサ70のサンプリング周期にサンプリング数(バッファサイズ)を掛けた分の時間さかのぼった時刻までの輝度情報450を保持している状態になる。表示輝度決定部84は、上記時間の間におけるすべての輝度情報450の代表値に基づいて、表示情報の表示輝度を示す表示輝度情報500を決定する。   Here, when the processing up to step S104 is performed, the display device 10A stores the number of samplings (buffer size) in the luminance information management table 400 in the sampling period of the luminance sensor 70 from the time when the luminance information 450 is acquired this time. ), The luminance information 450 up to the time that goes back by the amount of time multiplied by () is held. The display luminance determining unit 84 determines display luminance information 500 indicating the display luminance of the display information based on the representative values of all the luminance information 450 during the time.

なお、輝度センサ70によって検出された輝度データが照度値[mlx]である場合、表示輝度決定部84は、輝度情報450に含まれる照度値[mlx]の代表値を算出し、算出した値を、輝度値[cd/m]に変換する。照度値[mlx]から輝度値[cd/m]への変換処理は、例えば、代表値として算出した照度値[mlx]に、所定の定数を積算する等の方法によって行われる。また、輝度センサ70によって検出された輝度データが照度値[mlx]である場合、表示輝度決定部84は、輝度情報450に含まれる照度値[mlx]を輝度値[cd/m]へ変換した後、変換した輝度値[cd/m]の代表値を算出してもよい。 When the luminance data detected by the luminance sensor 70 is an illuminance value [mlx], the display luminance determining unit 84 calculates a representative value of the illuminance value [mlx] included in the luminance information 450, and the calculated value is , And converted into a luminance value [cd / m 2 ]. The conversion process from the illuminance value [mlx] to the luminance value [cd / m 2 ] is performed, for example, by a method of adding a predetermined constant to the illuminance value [mlx] calculated as the representative value. When the luminance data detected by the luminance sensor 70 is the illuminance value [mlx], the display luminance determination unit 84 converts the illuminance value [mlx] included in the luminance information 450 into the luminance value [cd / m 2 ]. After that, a representative value of the converted luminance value [cd / m 2 ] may be calculated.

ステップS106において、表示装置10Aの表示輝度決定部84は、決定した表示輝度情報500を、画像生成部173へ出力する。画像生成部173は、表示輝度情報500が示す表示輝度の値を、表示情報(虚像45)の表示輝度に反映する。そして、画像表示部174は、表示輝度情報50が示す表示輝度を用いて、表示情報を表示させる(表示ステップの一例)。   In step S <b> 106, the display brightness determination unit 84 of the display device 10 </ b> A outputs the determined display brightness information 500 to the image generation unit 173. The image generation unit 173 reflects the display luminance value indicated by the display luminance information 500 on the display luminance of the display information (virtual image 45). And the image display part 174 displays display information using the display brightness | luminance which the display brightness information 50 shows (an example of a display step).

ステップS107において、表示装置10Aの表示輝度制御部178は、表示輝度の制御を継続する場合、ステップS101から処理を繰り返し行う。一方で、表示輝度制御部178は、表示輝度の制御を継続しない場合、処理を終了する。   In step S107, the display brightness control unit 178 of the display device 10A repeats the process from step S101 when the display brightness control is continued. On the other hand, when the display brightness control unit 178 does not continue the control of the display brightness, the process ends.

このように、表示装置10Aは、時系列に沿って取得した輝度情報450の代表値に基づいて、表示情報の表示輝度を制御することで、観察者3にとって望ましくない背景輝度の周期的ノイズの影響を低減させることができる。また、表示装置10Aは、取得した輝度情報450を、時系列に追加または削除を繰り返すことによって、取得された輝度情報450が表示輝度に反映されるまでの遅延を抑制することができ、背景輝度の周期的ノイズの影響を低減させることができる。   As described above, the display device 10A controls the display brightness of the display information based on the representative value of the brightness information 450 acquired along the time series, so that the periodic noise of the background brightness that is not desirable for the observer 3 can be obtained. The influence can be reduced. Further, the display device 10A can suppress the delay until the acquired luminance information 450 is reflected in the display luminance by repeating the addition or deletion of the acquired luminance information 450 in time series, and the background luminance The influence of periodic noise can be reduced.

なお、図15は、輝度情報管理テーブル400に記憶された輝度情報450をすべて用いる例を説明したが、表示輝度決定部84は、特定のサンプリング番号(n)に記憶された輝度情報450のみを用いる構成にしてもよい。また、図15は、輝度情報450の平均値を算出する例を説明したが、輝度情報450の平均値に限らず、輝度情報450の中央値でもよい。さらに、表示輝度決定部84は、算出した平均値や中央値に対して、予め定められた定数を積算した値を、表示輝度情報50として算出してもよい。   Although FIG. 15 illustrates an example in which all the luminance information 450 stored in the luminance information management table 400 is used, the display luminance determining unit 84 uses only the luminance information 450 stored in a specific sampling number (n). You may make it the structure to use. FIG. 15 illustrates an example in which the average value of the luminance information 450 is calculated. However, the average value of the luminance information 450 is not limited to the average value of the luminance information 450. Further, the display luminance determining unit 84 may calculate a value obtained by adding a predetermined constant to the calculated average value or median value as the display luminance information 50.

●具体例
ここで、図16を用いて、運転者の視界における輝度の周期的ノイズの具体例について説明する。図16(a)に示す画像は、自動車に取り付けたドライブレコーダーを用いて撮影された前方の風景画像(背景画像)に対して、輝度検出領域300と表示背景領域350を付加した画像である。図16(a)は、前方車両が方向指示器370を点滅させた状況を示す。
Specific Example Here, a specific example of luminance periodic noise in the driver's field of view will be described with reference to FIG. The image shown in FIG. 16A is an image obtained by adding a luminance detection region 300 and a display background region 350 to a front landscape image (background image) taken using a drive recorder attached to a car. FIG. 16A shows a situation in which the front vehicle blinks the direction indicator 370.

図16(a)に示す画像において、輝度検出領域300は、前方車両の方向指示器370を含むが、表示背景領域350は、方向指示器370を含まない。この場合、表示背景領域350では背景輝度の変化はないが、輝度検出領域300における輝度データに基づいて決定される表示輝度は、方向指示器370の点滅の影響を受ける可能性がある。   In the image shown in FIG. 16A, the luminance detection area 300 includes the direction indicator 370 of the preceding vehicle, but the display background area 350 does not include the direction indicator 370. In this case, there is no change in the background brightness in the display background area 350, but the display brightness determined based on the brightness data in the brightness detection area 300 may be affected by the blinking of the direction indicator 370.

図16(b)は、図16(a)に示す画像の状況における、輝度検出領域300で検出された輝度データ600と、輝度データ600に基づいて表示輝度の制御処理を行った処理データ650を示す。図16(b)のグラフにおいて、縦軸は、検出された輝度の大きさである輝度値[cd/m]を示し、横軸は、輝度値を取得した時刻を示す。 FIG. 16B shows luminance data 600 detected in the luminance detection region 300 in the image state shown in FIG. 16A and processing data 650 obtained by performing display luminance control processing based on the luminance data 600. Show. In the graph of FIG. 16B, the vertical axis indicates the luminance value [cd / m 2 ], which is the magnitude of the detected luminance, and the horizontal axis indicates the time when the luminance value is acquired.

処理データ650は、検出された輝度データ600に対して、方向指示器370が輝度検出領域300に入り込んだことによる好ましくない周期的な輝度変化の影響が低減されていることがわかる。これは、表示装置10Aにおいて、図15に示したように、複数の輝度情報450の代表値を算出して、取得した輝度データ600を平滑化したためである。   The processing data 650 shows that the influence of an undesirable periodic luminance change due to the direction indicator 370 entering the luminance detection region 300 is reduced with respect to the detected luminance data 600. This is because, in the display device 10A, as shown in FIG. 15, representative values of the plurality of luminance information 450 are calculated and the acquired luminance data 600 is smoothed.

ここで、日本において、自動車の方向指示器370は、1分間に60〜120回の一定周期で点滅させることが義務づけられている。そこで、方向指示器370の点滅周期の最も短い間隔は500msecであるため、表示装置10Aは、この周期より短い周期で輝度情報450を取得する(サンプリング周期を設定する)ことが好ましい。   Here, in Japan, the direction indicator 370 of an automobile is required to blink at a constant cycle of 60 to 120 times per minute. Therefore, since the shortest interval of the blinking cycle of the direction indicator 370 is 500 msec, it is preferable that the display device 10A acquires the luminance information 450 (sets the sampling cycle) at a cycle shorter than this cycle.

なお、図16において、自動車の方向指示器による周期的ノイズの例を示したが、本実施形態に係る表示輝度の制御処理は、道路の分岐部や路側帯に設置された点滅ランプ等による周期的ノイズに対しても有効である。また、本実施形態に係る表示輝度の制御処理は、一定速度で走行中の街灯からの光の入り込みに対しても効果がある。さらに、本実施形態に係る表示輝度の制御処理は、夜に限らず、昼間の街路樹の影等による輝度検出領域300の輝度変化にも適用できる。   In FIG. 16, an example of periodic noise caused by the direction indicator of the automobile is shown. However, the display brightness control processing according to the present embodiment is performed by a cycle caused by a blinking lamp or the like installed in a road branch or roadside zone. It is also effective against static noise. In addition, the display brightness control process according to the present embodiment is also effective for the entry of light from a streetlight that is running at a constant speed. Furthermore, the display brightness control process according to the present embodiment is applicable not only to the night but also to the brightness change of the brightness detection region 300 caused by the shadow of the roadside tree in the daytime.

●第1の実施形態の効果
以上説明したように、第1の実施形態に係る表示システム1Aは、表示情報(虚像45)を重畳して表示させる表示背景領域350の少なくとも一部を含む輝度検出領域300における短い周期での周期的な輝度変化に追随した観察者3にとって不快な表示輝度の変化を抑制させる。そのため、表示システム1Aは、表示情報(虚像45)の視認性を向上させることができる。
Effect of First Embodiment As described above, the display system 1A according to the first embodiment detects the luminance including at least a part of the display background region 350 that displays the display information (virtual image 45) in a superimposed manner. A change in display luminance that is unpleasant for the observer 3 following a periodic luminance change in a short period in the region 300 is suppressed. Therefore, the display system 1A can improve the visibility of the display information (virtual image 45).

●第1の実施形態の変形例●
続いて、第1の実施形態の変形例の構成について説明する。なお、第1の実施形態と同一構成および同一機能は、同一の符号を付して、その説明を省略する。第1の実施形態に係る変形例に係る表示システムは、輝度センサ70による輝度検出領域300と表示背景領域350の位置関係が第1の実施形態とは異なるシステムである。
● Modification of the first embodiment ●
Subsequently, a configuration of a modified example of the first embodiment will be described. The same configurations and functions as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. The display system according to the modification according to the first embodiment is a system in which the positional relationship between the luminance detection region 300 and the display background region 350 by the luminance sensor 70 is different from that of the first embodiment.

図17は、第1の実施形態の変形例に係る輝度検出領域と表示背景領域との関係の一例を説明するための図である。第1の実施形態は、図10に示したように、輝度検出領域300が表示背景領域350を内包している例を示したが、輝度検出領域300と表示背景領域350の位置関係は、必ずしもこの例に限られない。   FIG. 17 is a diagram for explaining an example of the relationship between the luminance detection region and the display background region according to the modification of the first embodiment. In the first embodiment, as illustrated in FIG. 10, the luminance detection area 300 includes the display background area 350. However, the positional relationship between the luminance detection area 300 and the display background area 350 is not necessarily limited. It is not limited to this example.

図17(a)に示す例は、輝度検出領域301の一部と表示背景領域351の一部とが重畳されている。同様に、図17(b)に示す例は、輝度検出領域302の一部と表示背景領域352の一部とが重畳されている。図17(b)に示す例は、図17(a)と比較して、表示背景領域352の領域外の輝度検出領域302の範囲が、図17(a)と比較して小さくなっている。表示装置10Aは、図17(b)に示す位置関係を適用した場合、図17(a)の例と比較して、表示背景領域352に輝度変化に寄与しない周期的ノイズを検出する可能性を低減させることができる。   In the example shown in FIG. 17A, a part of the luminance detection area 301 and a part of the display background area 351 are superimposed. Similarly, in the example shown in FIG. 17B, a part of the luminance detection area 302 and a part of the display background area 352 are superimposed. In the example shown in FIG. 17B, the range of the luminance detection region 302 outside the display background region 352 is smaller than that in FIG. 17A compared to FIG. When the positional relationship shown in FIG. 17B is applied, the display device 10 </ b> A has a possibility of detecting periodic noise that does not contribute to the luminance change in the display background region 352 compared to the example of FIG. Can be reduced.

図17(c)に示す例は、輝度検出領域303が表示背景領域353に内包されている。表示装置10Aは、図17(c)に示す位置関係を適用した場合、輝度検出領域303で検出された輝度データは、表示背景領域353の領域内の背景輝度の輝度を示すことになるため、表示背景領域353の背景輝度の変化を精度よく反映することができる。   In the example shown in FIG. 17C, the luminance detection area 303 is included in the display background area 353. When the positional relationship shown in FIG. 17C is applied to the display device 10A, the luminance data detected in the luminance detection region 303 indicates the luminance of the background luminance in the display background region 353. A change in the background luminance of the display background area 353 can be accurately reflected.

表示システム1Aは、図17(a)~(c)に示すいずれの場合においても、図15に示した表示輝度の制御処理を適用することができる。なお、図10および図17において、輝度検出領域と表示背景領域の少なくとも一部が重畳している例を示したが、輝度検出領域と表示背景領域は、必ずしも重なっていなくてもよい。   The display system 1A can apply the display luminance control process shown in FIG. 15 in any case shown in FIGS. 17 (a) to 17 (c). 10 and 17 show an example in which at least a part of the luminance detection region and the display background region overlap, the luminance detection region and the display background region do not necessarily overlap.

●第2の実施形態●
続いて、第2の実施形態の構成について説明する。なお、第1の実施形態と同一構成および同一機能は、同一の符号を付して、その説明を省略する。第2の実施形態に係る表示システム1Bは、周期的ノイズを検出した場合、輝度情報管理テーブル400に記憶されたすべての輝度情報450を用いて表示輝度情報500を決定するのではなく、周期的ノイズに相当する輝度値を間引いた状態で表示輝度情報500を決定する。
● Second embodiment ●
Next, the configuration of the second embodiment will be described. The same configurations and functions as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. When the display system 1B according to the second embodiment detects periodic noise, the display system 1B does not determine the display luminance information 500 using all the luminance information 450 stored in the luminance information management table 400, but periodically Display luminance information 500 is determined in a state where luminance values corresponding to noise are thinned out.

ここで、図16に示した利用シーンにおいて、表示背景領域350は、方向指示器370が存在していない領域である。すなわち、表示背景領域350の実際の輝度は、方向指示器370が消灯している場合の輝度となる。しかしながら、図16に示した利用シーンの場合、表示輝度を決定するための輝度データをサンプリングする輝度検出領域300に方向指示器370の点灯光が含まれるため、決定される表示輝度は、表示背景領域350の実際の輝度よりも高くなる。   Here, in the usage scene shown in FIG. 16, the display background area 350 is an area where the direction indicator 370 does not exist. That is, the actual brightness of the display background area 350 is the brightness when the direction indicator 370 is turned off. However, in the case of the usage scene shown in FIG. 16, since the lighting light of the direction indicator 370 is included in the luminance detection area 300 for sampling the luminance data for determining the display luminance, the determined display luminance is the display background. It becomes higher than the actual brightness of the region 350.

そこで、第2の実施形態に係る表示装置10Bは、表示輝度を、輝度情報450の平均値よりも低い値に設定することによって、表示背景領域350の実際の輝度に近い表示輝度を設定することができる。   Therefore, the display device 10B according to the second embodiment sets the display brightness close to the actual brightness of the display background region 350 by setting the display brightness to a value lower than the average value of the brightness information 450. Can do.

図18は、第2の実施形態に係る表示装置における表示輝度の制御処理の一例を示すフローチャートである。なお、図18に示すステップ201〜ステップS204までの処理は、図15に示したステップS101〜ステップS104までの処理と同様であるため、説明を省略する。   FIG. 18 is a flowchart illustrating an example of display brightness control processing in the display device according to the second embodiment. Note that the processing from step 201 to step S204 shown in FIG. 18 is the same as the processing from step S101 to step S104 shown in FIG.

ステップS205において、表示装置10Bの表示輝度決定部84は、輝度情報管理テーブル400に含まれる輝度情報450に周期的な変化があると判定した場合、処理をステップS206へ移行させる。周期的な変化は、例えば、方向指示器370による点滅周期に基づいた輝度(照度)の変化や街路樹の点灯間隔等に基づく輝度(照度)の変化である。   In step S205, when the display brightness determination unit 84 of the display device 10B determines that there is a periodic change in the brightness information 450 included in the brightness information management table 400, the process proceeds to step S206. The periodic change is, for example, a change in luminance (illuminance) based on the blinking cycle by the direction indicator 370 or a change in luminance (illuminance) based on the lighting interval of the roadside trees.

ステップS206において、表示装置10Bの表示輝度決定部84は、輝度情報管理テーブル400に記憶された最も大きい輝度値[cd/m]を除く輝度情報450を用いて、表示輝度情報500を決定する。表示輝度決定部84は、例えば、輝度情報取得部81によって取得された輝度情報450に周期的な変化があると判定した場合、一定のサンプリング期間における輝度値[cd/m]の最大値を間引いて平均値を算出し、算出した値を表示輝度情報500とする。なお、第1の実施形態と同様に、輝度情報450に含まれる値は、照度値[mlx]であってもよい。この場合、表示輝度決定部84は、輝度情報管理テーブル400に記憶された最も大きい照度値[mlx]を除く輝度情報450を用いて、表示輝度情報500を決定する。 In step S206, the display luminance determining unit 84 of the display device 10B determines the display luminance information 500 using the luminance information 450 excluding the highest luminance value [cd / m 2 ] stored in the luminance information management table 400. . For example, if the display luminance determination unit 84 determines that the luminance information 450 acquired by the luminance information acquisition unit 81 has a periodic change, the display luminance determination unit 84 sets the maximum value of the luminance value [cd / m 2 ] in a certain sampling period. The average value is calculated by thinning out, and the calculated value is set as display luminance information 500. As in the first embodiment, the value included in the luminance information 450 may be an illuminance value [mlx]. In this case, the display luminance determining unit 84 determines the display luminance information 500 using the luminance information 450 excluding the largest illuminance value [mlx] stored in the luminance information management table 400.

ステップS208において、表示装置10Bの表示輝度決定部84は、算出した表示輝度情報500を、画像生成部173へ出力する。そして、画像生成部173は、表示輝度情報500に含まれる輝度値[cd/m]を、虚像45の表示輝度に反映する。 In step S208, the display brightness determination unit 84 of the display device 10B outputs the calculated display brightness information 500 to the image generation unit 173. Then, the image generation unit 173 reflects the luminance value [cd / m 2 ] included in the display luminance information 500 on the display luminance of the virtual image 45.

ステップS209において、表示装置10Bの表示輝度制御部178は、表示輝度の制御を継続する場合、ステップS201からの処理を繰り返し行う。一方で、表示輝度制御部178は、表示輝度の制御を継続しない場合、処理を終了する。   In step S209, the display luminance control unit 178 of the display device 10B repeats the processing from step S201 when the display luminance control is continued. On the other hand, when the display brightness control unit 178 does not continue the control of the display brightness, the process ends.

一方で、ステップS205において、表示装置10Bの表示輝度決定部84は、輝度情報管理テーブル400に含まれる輝度情報450に周期的な変化がないと判定した場合、処理をステップS207へ移行させる。表示輝度決定部84は、輝度情報450に周期的な変化がないと判定した場合、第1の実施形態と同様に、輝度情報管理テーブル400に記憶されたすべての輝度情報450の代表値を用いて、表示輝度情報500を決定する。ステップS207以降の処理は、図15に示したステップS105〜ステップS107までの処理と同様であるため、説明を省略する。   On the other hand, when the display brightness determination unit 84 of the display device 10B determines in step S205 that there is no periodic change in the brightness information 450 included in the brightness information management table 400, the process proceeds to step S207. When it is determined that the luminance information 450 has no periodic change, the display luminance determining unit 84 uses the representative values of all the luminance information 450 stored in the luminance information management table 400 as in the first embodiment. Thus, the display luminance information 500 is determined. The processing after step S207 is the same as the processing from step S105 to step S107 shown in FIG.

なお、図18は、周期的ノイズに起因する輝度値を間引いた後の輝度情報450の平均値を表示輝度情報500として決定する例を説明したが、表示輝度情報500は、平均値に限らず、輝度情報管理テーブル400に記憶された輝度情報450の単純平均よりも低い値であればよい。表示輝度決定部84は、例えば、周期的ノイズに起因する輝度値を間引いた後の輝度情報450の中央値を表示輝度情報500として決定してもよいし、輝度情報管理テーブル400に記憶された輝度情報450の値に応じた所定の値(一定値)を表示輝度情報500として決定してもよい。   In addition, although FIG. 18 demonstrated the example which determines the average value of the luminance information 450 after thinning out the luminance value resulting from a periodic noise as the display luminance information 500, the display luminance information 500 is not restricted to an average value. Any value that is lower than the simple average of the luminance information 450 stored in the luminance information management table 400 may be used. The display luminance determining unit 84 may determine, for example, the median value of the luminance information 450 after thinning out luminance values due to periodic noise as the display luminance information 500 or stored in the luminance information management table 400. A predetermined value (a constant value) corresponding to the value of the luminance information 450 may be determined as the display luminance information 500.

●第2の実施形態の効果●
このように、第2の実施形態に係る表示システムは、周期的ノイズの発生を検知した場合、輝度情報450の単純平均を用いるのではなく、単純平均値よりも低い値を、表示輝度情報500として決定することで、周期的ノイズの影響を低減させた表示輝度での表示を実現することができる。また、周期的ノイズの発生が検知されていない場合は、輝度情報450の単純平均を用いて、表示輝度情報500を決定することで、周期的ノイズの有無に依らずに、表示輝度の制御処理を継続して実施することができる。
● Effect of the second embodiment ●
As described above, when the generation of the periodic noise is detected, the display system according to the second embodiment does not use the simple average of the luminance information 450 but displays a value lower than the simple average value as the display luminance information 500. As a result, it is possible to realize display with display luminance with reduced influence of periodic noise. In addition, when occurrence of periodic noise is not detected, display luminance information 500 is determined using a simple average of luminance information 450, so that display luminance control processing is performed regardless of the presence or absence of periodic noise. Can be carried out continuously.

●まとめ●
以上説明したように、本発明の一実施形態に係る表示装置は、移動体の前方に虚像45(表示情報の一例)を表示させる表示装置10Aであって、虚像45の背景となる表示背景領域350(表示領域の一例)の少なくとも一部を含む輝度検出領域300(周辺領域の一例)の輝度を示す輝度情報450を取得し、取得した輝度情報450を輝度情報管理テーブル400(記憶領域の一例)に記憶させる。そして、表示装置10Aは、記憶された輝度情報450の代表値に基づいて、虚像45の表示輝度を示す表示輝度情報500を決定し、決定した表示輝度情報500を用いて、虚像45を表示させる。そのため、表示装置10Aは、観察者3にとって望ましくない表示輝度の変化を抑制することで、表示情報の視認性を向上させることができる。
● Summary ●
As described above, the display device according to the embodiment of the present invention is the display device 10 </ b> A that displays the virtual image 45 (an example of display information) in front of the moving body, and the display background region that is the background of the virtual image 45. The brightness information 450 indicating the brightness of the brightness detection area 300 (an example of the peripheral area) including at least a part of 350 (an example of the display area) is acquired, and the acquired brightness information 450 is stored in the brightness information management table 400 (an example of the storage area). ). Then, the display device 10A determines display luminance information 500 indicating the display luminance of the virtual image 45 based on the representative value of the stored luminance information 450, and displays the virtual image 45 using the determined display luminance information 500. . Therefore, the display device 10 </ b> A can improve the visibility of display information by suppressing a change in display luminance that is undesirable for the observer 3.

また、本発明の一実施形態に係る表示装置は、輝度情報管理テーブル400(記憶領域の一例)が取得された輝度情報450を時系列に沿って記憶し、輝度情報管理テーブル400に空き領域が無い場合、最も古い輝度情報450を削除する。そのため、表示装置10Aは、取得した輝度情報450を時系列に沿って追加または削除を繰り返すことによって、取得された輝度情報450が表示輝度に反映されるまでの遅延を抑制することができ、背景輝度の周期的ノイズの影響を低減させることができる。   In addition, the display device according to the embodiment of the present invention stores the luminance information 450 obtained from the luminance information management table 400 (an example of a storage area) in time series, and the luminance information management table 400 includes an empty area. If not, the oldest luminance information 450 is deleted. Therefore, the display device 10A can suppress a delay until the acquired luminance information 450 is reflected in the display luminance by repeating addition or deletion of the acquired luminance information 450 in time series. The influence of periodic noise on luminance can be reduced.

さらに、本発明の一実施形態に係る表示装置は、表示背景領域350(表示領域の一例)を内包する輝度検出領域300(周辺領域の一例)の輝度を示す輝度情報450を取得する。そのため、表示装置10Aは、虚像45(表示情報の一例)を重畳させる表示背景領域350の背景輝度の変化を、虚像45の表示輝度に漏れなく反映させることができる。   Furthermore, the display device according to the embodiment of the present invention acquires luminance information 450 indicating the luminance of the luminance detection region 300 (an example of the peripheral region) that includes the display background region 350 (an example of the display region). Therefore, the display device 10 </ b> A can reflect the change in the background luminance of the display background region 350 on which the virtual image 45 (an example of display information) is superimposed without any omission in the display luminance of the virtual image 45.

また、本発明の一実施形態に係る表示装置は、輝度検出領域300(周辺領域の一例)において発生する特定の輝度変化の周期よりも短い、または特定輝度変化の周期以下の間隔で輝度情報450を取得する。そのため、表示装置10Aは、観察者3にとって望ましくない背景輝度の周期的ノイズを検出することで、表示輝度に対する周期的ノイズの影響をより低減させることができる。   In addition, the display device according to the embodiment of the present invention includes the luminance information 450 at intervals shorter than the specific luminance change cycle or less than the specific luminance change cycle that occurs in the luminance detection region 300 (an example of the peripheral region). To get. Therefore, the display device 10A can further reduce the influence of the periodic noise on the display luminance by detecting the periodic noise of the background luminance that is undesirable for the observer 3.

さらに、本発明の一実施形態に係る表示装置は、輝度情報管理テーブル400(記憶領域の一例)に記憶された輝度情報450に、輝度検出領域300(周辺領域の一例)において発生する特定の輝度変化が存在する場合、輝度情報管理テーブル400に記憶された輝度情報450のうち、輝度が最も高い輝度情報450を除いた代表値に基づいて、表示輝度情報500を決定する。そのため、表示装置10Bは、周期的ノイズの発生を検知した場合、輝度情報450の単純平均を用いるのではなく、単純平均値よりも低い値を、表示輝度情報500として決定することで、周期的ノイズの影響を低減させた表示輝度での表示を実現することができる。   Furthermore, the display device according to the embodiment of the present invention has a specific brightness generated in the brightness detection area 300 (an example of the peripheral area) in the brightness information 450 stored in the brightness information management table 400 (an example of the storage area). When there is a change, the display luminance information 500 is determined based on the representative value excluding the luminance information 450 having the highest luminance among the luminance information 450 stored in the luminance information management table 400. Therefore, when the generation of periodic noise is detected, the display device 10B does not use a simple average of the luminance information 450, but determines a value lower than the simple average value as the display luminance information 500, thereby periodically It is possible to realize display with display luminance with reduced influence of noise.

また、本発明の一実施形態に係る表示システムは、光を発散するスクリーン15(光学素子の一例)と、光源装置11(光源の一例)から射出された光によって、スクリーン15を二次元走査する光偏向装置13(走査部の一例)と、を有し、スクリーン15から発散された発散光によって結像される虚像45を表示させる表示装置10Aを備える。また、表示システム1Aは、輝度検出領域300(周辺領域の一例)の輝度を検出する輝度センサ70(検出装置の一例)と、スクリーン15から発散された発散光を反射させるフロントガラス50(反射部材の一例)と、スクリーン15から発散された発散光をフロントガラス50に向けて投射して虚像45を結像させる自由曲面ミラー30(結像光学系の一例)を備える。そのため、表示システム1Aは、観察者3にとって望ましくない表示輝度の変化を抑制することで、表示情報の視認性を向上させることができる。   In addition, the display system according to the embodiment of the present invention two-dimensionally scans the screen 15 with light emitted from the screen 15 (an example of an optical element) that diverges light and the light source device 11 (an example of a light source). And a display device 10 </ b> A that displays a virtual image 45 formed by diverging light diverged from the screen 15. In addition, the display system 1A includes a luminance sensor 70 (an example of a detection device) that detects the luminance of the luminance detection region 300 (an example of a peripheral region), and a windshield 50 (a reflective member) that reflects the divergent light emitted from the screen 15. And a free-form surface mirror 30 (an example of an imaging optical system) that projects the diverging light emitted from the screen 15 toward the windshield 50 to form a virtual image 45. Therefore, the display system 1 </ b> A can improve the visibility of display information by suppressing a change in display luminance that is undesirable for the observer 3.

また、本発明の一実施形態に係る表示輝度制御方法は、移動体の前方に虚像45(表示情報の一例)を表示させる表示装置10Aが実行する表示輝度制御方法であって、虚像45の背景となる表示背景領域350(表示領域の一例)の少なくとも一部を含む輝度検出領域300(周辺領域の一例)の輝度を示す輝度情報を取得する取得ステップと、取得された輝度情報450を輝度情報管理テーブル400(記憶領域の一例)に記憶させる記憶制御ステップと、記憶された輝度情報450の代表値に基づいて、虚像45の表示輝度を示す表示輝度情報500を決定する決定ステップと、決定された表示輝度情報500を用いて、虚像45を表示させる表示ステップと、を実行する。そのため、本発明の一実施形態に係る表示輝度制御方法は、観察者3にとって望ましくない表示輝度の変化を抑制することで、表示情報の視認性を向上させることができる。   In addition, the display luminance control method according to an embodiment of the present invention is a display luminance control method executed by the display device 10A that displays a virtual image 45 (an example of display information) in front of a moving object, and the background of the virtual image 45 An acquisition step of acquiring luminance information indicating the luminance of the luminance detection region 300 (an example of the peripheral region) including at least a part of the display background region 350 (an example of the display region), and the acquired luminance information 450 as the luminance information A storage control step to be stored in the management table 400 (an example of a storage area), and a determination step to determine display luminance information 500 indicating the display luminance of the virtual image 45 based on the representative value of the stored luminance information 450. The display step of displaying the virtual image 45 using the display luminance information 500 is executed. Therefore, the display brightness control method according to an embodiment of the present invention can improve the visibility of display information by suppressing a change in display brightness that is undesirable for the observer 3.

●補足●
なお、本発明の一実施形態に係る表示装置、表示システム、移動体、表示輝度制御方法およびプログラムについて説明してきたが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、当業者が想到することができる範囲内で変更することができる。
● Supplement ●
Although the display device, display system, moving body, display luminance control method, and program according to an embodiment of the present invention have been described, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and those skilled in the art will understand. It can be changed within the range that can be conceived.

また、本発明の一実施形態に係る表示装置は、移動体の一例である自動車に搭載されたHUD装置である例を説明したが、本発明の一実施形態に係る表示装置は、例えば、ヘッドマウントディスプレイ装置等であってもよい。この場合、ヘッドマウントディスプレイ装置に適用した本発明の一実施形態に係る表示装置は、外界と虚像を重畳させて表示させる。さらに、本発明の一実施形態に係る表示装置は、シースルーディスプレイのように、外界の風景(背景)見えるように表示面を透過させる表示方式を有する装置にも適用することができる。   In addition, the display device according to the embodiment of the present invention has been described as an example of a HUD device mounted on an automobile that is an example of a moving body. However, the display device according to the embodiment of the present invention is, for example, a head It may be a mount display device or the like. In this case, the display device according to the embodiment of the present invention applied to the head mounted display device displays the external world and the virtual image in a superimposed manner. Furthermore, the display device according to an embodiment of the present invention can also be applied to a device having a display method that allows a display surface to be transmitted so that an external scenery (background) can be seen, such as a see-through display.

さらに、各実施形態の機能は、アセンブラ、C、C++、C#、Java(登録商標)等のレガシープログラミング言語やオブジェクト指向プログラミング言語等で記述されたコンピュータ実行可能なプログラムにより実現でき、各実施形態の機能を実行するためのプログラムは、電気通信回線を通じて頒布することができる。   Furthermore, the function of each embodiment can be realized by a computer-executable program written in a legacy programming language such as assembler, C, C ++, C #, Java (registered trademark), an object-oriented programming language, or the like. The program for executing the function can be distributed through a telecommunication line.

また、各実施形態の機能を実行するためのプログラムは、ROM、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)、EPROM(Erasable Programmable Read-Only Memory)、フラッシュメモリ、フレキシブルディスク、CD(Compact Disc)−ROM、CD−RW(Re-Writable)、DVD−ROM、DVD−RAM、DVD−RW、ブルーレイディスク、SDカード、MO(Magneto-Optical disc)等の装置可読な記録媒体に格納して頒布することもできる。   The programs for executing the functions of the embodiments are ROM, EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), EPROM (Erasable Programmable Read-Only Memory), flash memory, flexible disk, CD (Compact Disc)- Store and distribute in device-readable recording media such as ROM, CD-RW (Re-Writable), DVD-ROM, DVD-RAM, DVD-RW, Blu-ray Disc, SD card, MO (Magneto-Optical disc), etc. You can also.

さらに、各実施形態の機能の一部または全部は、例えばFPGA(Field Programmable Gate Array)等のプログラマブル・デバイス(PD)上に実装することができ、またはASICとして実装することができ、各実施形態の機能をPD上に実現するためにPDにダウンロードする回路構成データ(ビットストリームデータ)、回路構成データを生成するためのHDL(Hardware Description Language)、VHDL(Very High Speed Integrated Circuits Hardware Description Language)、Verilog−HDL等により記述されたデータとして記録媒体により配布することができる。   Furthermore, part or all of the functions of each embodiment can be mounted on a programmable device (PD) such as an FPGA (Field Programmable Gate Array), or can be mounted as an ASIC. Circuit configuration data (bitstream data) downloaded to the PD in order to realize the above functions on the PD, HDL (Hardware Description Language) for generating the circuit configuration data, VHDL (Very High Speed Integrated Circuits Hardware Description Language), It can be distributed on a recording medium as data described in Verilog-HDL or the like.

1、1A、1B 表示システム
10、10A、10B 表示装置
11 光源装置
13 光偏向装置(走査部の一例)
15 スクリーン(光学素子の一例)
30 自由曲面ミラー(結像光学系の一例)
50 フロントガラス(反射部材の一例)
70 輝度センサ(検出装置の一例)
81 輝度情報取得部(取得手段の一例)
83 記憶・読出部(記憶制御手段の一例)
84 表示輝度決定部(決定手段の一例)
400 輝度情報管理テーブル(記憶領域の一例)
1, 1A, 1B Display system 10, 10A, 10B Display device 11 Light source device 13 Optical deflection device (an example of a scanning unit)
15 screen (example of optical element)
30 Free-form surface mirror (an example of an imaging optical system)
50 Windshield (an example of a reflective member)
70 Luminance sensor (an example of a detection device)
81 Luminance information acquisition unit (an example of acquisition means)
83 Storage / reading unit (an example of storage control means)
84. Display luminance determining unit (an example of determining means)
400 Luminance information management table (an example of a storage area)

特開2008−1182号公報JP 2008-1182 A

Claims (12)

移動体の前方に表示情報を表示させる表示装置であって、
前記表示情報の背景となる表示領域の少なくとも一部を含む周辺領域の輝度を示す輝度情報を取得する取得手段と、
前記取得された輝度情報を記憶領域に記憶させる記憶制御手段と、
前記記憶された輝度情報の代表値に基づいて、前記表示情報の表示輝度を示す表示輝度情報を決定する決定手段と、を備え、
前記決定された表示輝度情報を用いて、前記表示情報を表示させる表示装置。
A display device that displays display information in front of a moving body,
Obtaining means for obtaining luminance information indicating luminance of a peripheral area including at least a part of a display area serving as a background of the display information;
Storage control means for storing the acquired luminance information in a storage area;
Determining means for determining display luminance information indicating the display luminance of the display information based on a representative value of the stored luminance information;
A display device that displays the display information using the determined display luminance information.
前記記憶領域は、前記取得された輝度情報を時系列に沿って記憶し、
前記記憶制御手段は、前記記憶領域に空き領域が無い場合、最も古い輝度情報を削除する、請求項1に記載の表示装置。
The storage area stores the acquired luminance information along a time series,
The display device according to claim 1, wherein the storage control unit deletes the oldest luminance information when there is no empty area in the storage area.
前記決定手段は、前記記憶された輝度情報の平均値を、前記表示輝度情報として決定する、請求項1または2に記載の表示装置。   The display device according to claim 1, wherein the determining unit determines an average value of the stored luminance information as the display luminance information. 前記決定手段は、前記記憶された輝度情報の中央値を、前記表示輝度情報として決定する、請求項1または2に記載の表示装置。   The display device according to claim 1, wherein the determining unit determines a median value of the stored luminance information as the display luminance information. 前記取得手段は、前記表示領域を内包する前記周辺領域の輝度を示す輝度情報を取得する、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の表示装置。   The display device according to claim 1, wherein the acquisition unit acquires luminance information indicating luminance of the peripheral region that includes the display region. 前記取得手段は、前記周辺領域において発生する特定の輝度変化の周期よりも短い、または前記周期以下の間隔で前記輝度情報を取得する、請求項1乃至5のいずれか一項に記載の表示装置。   6. The display device according to claim 1, wherein the acquisition unit acquires the luminance information at an interval shorter than or less than a period of a specific luminance change occurring in the peripheral region. . 前記記憶された輝度情報に、前記特定の輝度変化が存在する場合、前記決定手段は、前記記憶された輝度情報のうち、前記輝度が最も高い輝度情報を除いた前記代表値に基づいて、前記表示輝度情報を決定する、請求項6に記載の表示装置。   When the specific luminance change is present in the stored luminance information, the determination unit is configured to determine the representative value based on the representative value excluding the luminance information having the highest luminance among the stored luminance information. The display device according to claim 6, wherein display luminance information is determined. 請求項1乃至7のいずれか一項に記載の表示装置であって、更に、
光を発散する光学素子と、
光源から射出された光によって、前記光学素子を二次元走査する走査部と、を備え、
前記光学素子から発散された発散光によって結像される虚像を表示させる、表示装置。
The display device according to claim 1, further comprising:
An optical element that emits light;
A scanning unit that two-dimensionally scans the optical element with light emitted from a light source,
A display device that displays a virtual image formed by divergent light diverged from the optical element.
請求項8に記載の表示装置と、
前記周辺領域の輝度を検出する検出装置と、
前記光学素子から発散された発散光を反射させる反射部材と、
前記光学素子から発散された発散光を前記反射部材に向けて投射して虚像を結像させる結像光学系と、
を備える表示システム。
A display device according to claim 8;
A detection device for detecting the luminance of the peripheral area;
A reflecting member that reflects diverging light emitted from the optical element;
An imaging optical system that forms a virtual image by projecting diverging light emitted from the optical element toward the reflecting member;
A display system comprising:
請求項9に記載の表示システムを備え、
前記反射部材は、前記発散光を反射させるフロントガラスである移動体。
A display system according to claim 9,
The reflecting member is a moving body that is a windshield that reflects the diverging light.
移動体の前方に表示情報を表示させる表示装置が実行する表示輝度制御方法であって、
前記表示情報の背景となる表示領域の少なくとも一部を含む周辺領域の輝度を示す輝度情報を取得する取得ステップと、
前記取得された輝度情報を記憶領域に記憶させる記憶制御ステップと、
前記記憶された輝度情報の代表値に基づいて、前記表示情報の表示輝度を示す表示輝度情報を決定する決定ステップと、
前記決定された表示輝度情報を用いて、前記表示情報を表示させる表示ステップと、
を実行する表示輝度制御方法。
A display brightness control method executed by a display device that displays display information in front of a moving body,
An acquisition step of acquiring luminance information indicating the luminance of a peripheral region including at least a part of a display region serving as a background of the display information;
A storage control step of storing the acquired luminance information in a storage area;
A determination step of determining display luminance information indicating a display luminance of the display information based on a representative value of the stored luminance information;
A display step of displaying the display information using the determined display luminance information;
Display brightness control method to execute.
コンピュータに、請求項11に記載の表示輝度制御方法を実行させるプログラム。   A program for causing a computer to execute the display luminance control method according to claim 11.
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