CN108020923B - 车用显示装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种驾驶者能够清晰地目视到显示图像的车用显示装置。车用显示装置(1)包括：向设置在车辆(100)的驾驶座(104)的前方的前挡风玻璃(103)投射显示图像P并将显示图像P叠加在车辆(100)前方的景色中而对该显示图像P进行虚像显示的HUD装置(10)；设置在车辆(100)内，至少拍摄车辆(100)前方的景色的前方拍摄照相机(30)，HUD装置(10)基于提取图像区域Pb的图像，调整显示图像P相对于车辆(100)前方的景色的对比度，该提取图像区域Pb包含前方拍摄照相机(30)所拍摄的景色拍摄图像中从驾驶座(104)的驾驶者D的眼睛的位置即眼点EP观察下至少显示图像P的一部分所重叠的部分。

Description

车用显示装置
技术领域
本发明涉及车用显示装置。
背景技术
以往，有显示车辆速度等驾驶相关的信息的平视显示器(Head Up Display；HUD)装置。HUD装置向在车辆的驾驶座前方设置的反射部件投射显示图像，在从驾驶座通过反射部件可见的车辆前方的景色重叠显示图像，对该显示图像进行虚像显示(例如专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2009-163084号公报
发明内容
本发明欲解决的问题
然而，HUD装置在提高驾驶者对显示图像的目视性方面，存在改善的余地。
因此，本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种车用显示装置，可以提高驾驶者对显示图像的目视性。
用于解决问题的方案
为解决上述问题并达到目的，本发明所涉及的车用显示装置的特征在于，包括：显示单元，向设置在车辆的驾驶座的前方的反射部件投射显示图像，并将所述显示图像叠加在所述车辆前方的景色中而对该显示图像进行虚像显示；拍摄部，设置在所述车辆内，至少拍摄所述车辆前方的景色，所述显示单元基于提取图像区域的图像，调整所述显示图像相对于所述车辆前方的景色的对比度，该提取图像区域包含所述拍摄部所拍摄的拍摄图像中从所述驾驶座的驾驶者的眼睛的位置即眼点观察下所述显示图像所重叠的部分。
另外，在所述车用显示装置中，优选的是所述拍摄部从能目视到所述显示图像的区域即眼动范围的外侧，拍摄所述车辆前方的景色。
另外，在所述车用显示装置中，优选的是包括检测所述眼点的检测部，所述提取图像区域是基于由所述检测部检测到的所述眼点决定的区域。
另外，在所述车用显示装置中，优选的是所述显示单元包括；投射部，投射所述显示图像；反射镜，将由所述投射部投射的所述显示图像向所述反射部件反射，所述提取图像区域是基于所述反射镜的反射角决定的区域。
另外，在所述车用显示装置中，优选的是在所述显示图像包含优先级高的显示项目的情况下，所述提取图像区域是包含所述拍摄图像中从所述眼点观察下所述优先级高的显示项目所重叠的部分的区域。
另外，在所述车用显示装置中，优选的是所述提取图像区域是所述拍摄图像中从所述眼点观察下有所述显示图像重叠的可能性的最大的区域。
发明的效果
本发明所涉及的车用显示装置基于提取图像区域的图像，调整显示图像相对于车辆前方的景色的对比度，其中，该提取图像区域包含拍摄部所拍摄的拍摄图像中从眼点观察下显示图像所重叠的部分，从而可以提高驾驶者对显示图像的目视性。
附图说明
图1是示出实施方式1所涉及的车用显示装置的构成例的示意图。
图2是示出实施方式1所涉及的车用显示装置的构成例的框图。
图3是示出实施方式1所涉及的车用显示装置的显示例的示意图。
图4是示出实施方式1所涉及的前方拍摄照相机的景色拍摄图像的一个例子的图。
图5是示出实施方式1所涉及的提取图像区域的一个例子的图。
图6是示出实施方式1所涉及的提取图像区域的移动例的图。
图7是示出实施方式1所涉及的提取图像区域的亮度的算出方法的一个例子的图。
图8是示出实施方式1所涉及的显示图像的亮度的设定例的图。
图9是示出实施方式1所涉及的车用显示装置的动作例的流程图。
图10是示出实施方式1的变形例所涉及的提取图像区域的图。
图11是示出实施方式1的变形例所涉及的提取图像区域的图。
图12是示出实施方式1的变形例所涉及的提取图像区域的图。
图13是示出实施方式1的变形例所涉及的提取图像区域的移动例的图。
图14是示出实施方式1的变形例所涉及的提取图像区域的亮度的算出方法的图。
图15是示出实施方式1的变形例所涉及的提取图像区域的亮度的算出方法的图。
图16是示出实施方式1的变形例所涉及的提取图像区域的亮度的算出方法的图。
图17是示出实施方式2所涉及的车用显示装置的构成例的示意图。
图18是示出实施方式2所涉及的车用显示装置的构成例的框图。
图19是示出实施方式2所涉及的提取图像区域的一个例子的图。
图20是示出实施方式2所涉及的车用显示装置的动作例的流程图。
附图标记的说明
1、1A：车用显示装置
10、10A：HUD装置(显示单元)
11：显示设备(投射部)
12a：非球面反射镜(反射镜)
13a：眼点检测部(检测部)
20：车内拍摄照相机(检测部)
30：前方拍摄照相机(拍摄部)
100：车辆
103：前挡风玻璃(反射部件)
D：驾驶者
EP：眼点
EB：眼动范围
L：显示光
P：显示图像
PA：车内拍摄图像
PB：景色拍摄图像(拍摄图像)
Pb：提取图像区域
S：虚拟图像
θ：反射角
具体实施方式
参照附图来详细说明本具体实施方式(实施方式)。
本发明不限于下面的实施方式所记载的内容。另外，以下所记载的构成要素包含本领域技术人员能够容易想到的要素、实质上相同的要素。
并且，能够将以下所记载的构成适当组合。另外，在不脱离本发明的要点的范围内可以省略、替换或者变更各种构成。
[实施方式1]
说明实施方式1所涉及的车用显示装置1。车用显示装置1将显示图像叠加在车辆前方的景色，对该显示图像进行虚像显示，同时拍摄车辆前方的景色，并且基于拍摄的图像来调整显示图像相对于车辆前方的景色的对比度。下面，详细说明车用显示装置1。
此外，在以下的说明中，将沿着车辆100的全长的方向记作全长方向，将沿着车辆100的高度的方向记作车高方向。全长方向与车高方向互相垂直。
车用显示装置1如图1所示，设置在车辆100内。车辆100从驾驶者D观察，在其前方设置方向盘101，在方向盘101的前方设置仪表板102，在仪表板102的前方设置前挡风玻璃103。仪表板102是将车辆100的前方的车厢空间隔开的部件，设置有速度仪表等仪表102a等(参照图3)。在仪表板102设置有使从后述HUD装置10投射的显示光L通过的开口部102b。
前挡风玻璃103是反射部件，形成车辆100内与车辆100外的边界，使车辆100的全长方向的前方的景色透过。
车用显示装置1包括：作为显示单元的HUD(平视显示器)装置10；作为检测部的车内拍摄照相机20；作为拍摄部的前方拍摄照相机30。HUD装置10设置在仪表板102内，对显示图像P进行虚像显示。HUD装置10在前挡风玻璃103投射包含显示图像P的显示光L，在从驾驶座104的驾驶者D的眼睛的位置即眼点EP通过前挡风玻璃103可见的车辆100前方的景色中叠加显示图像P，将显示图像P显示为虚拟图像S。此处，眼点EP包含在根据车辆100而预先决定的驾驶者D的眼睛位于的眼范围。眼范围典型地是在车辆100中从驾驶者D的眼睛的位置的统计分布决定的区域，例如相当于在驾驶者D坐在驾驶座104的状态下，包含预定比例(例如95％)的驾驶者D的眼睛的位置的区域。HUD装置10将包含显示图像P的显示光L投射到前挡风玻璃103，被前挡风玻璃103反射的显示光L朝向驾驶者D的眼点EP而形成光路。而且，驾驶者D通过前挡风玻璃103看到车辆100前方的景色的同时，以虚拟图像S的形式看到显示图像P。此处，显示图像P是矩形的图像，在显示图像P内例如包含车速、燃料的余量、总行驶距离、警报标记等与车辆100相关的多个显示项目。
HUD装置10如图2所示，包括作为投射部的显示设备11、非球面反射镜部12、控制部13。显示设备11将包含显示图像P的显示光L投射到非球面反射镜部12。显示设备11包括：显示显示图像P的液晶显示器11a；设置在液晶显示器11a的背面的LED背光源11b。液晶显示器11a具有多个像素(pixel)，例如，以各像素为红色(Red)、绿色(Green)、蓝色(Blue)的三原色构成的RGB色彩空间显示。此外，液晶显示器11a也可以单色显示。LED背光源11b例如光源是LED(Light Emitting Diode，发光二极管)，对于液晶显示器11a的各像素照射光(白色光)。显示设备11基于来自后述控制部13的显示控制信号，利用LED背光源11b将白色光照射到液晶显示器11a，将通过液晶显示器11a并包含显示图像P的显示光L投射到非球面反射镜部12。
非球面反射镜部12包括作为反射镜的非球面反射镜12a、马达12b。非球面反射镜12a具有用于在预定的距离的位置将虚拟图像S成像的光学特性。非球面反射镜12a与显示设备11对置设置，被支撑为能调整相对于前挡风玻璃103的车高方向的倾斜度。马达12b是变更非球面反射镜12a的倾斜度的驱动源。马达12b例如是步进马达，经由未图示的连结机构与非球面反射镜12a连结。马达12b基于来自控制部13的驱动信号进行驱动，变更非球面反射镜12a相对于前挡风玻璃103的倾斜。例如，马达12b作为驱动信号供给有脉冲电力，以预定的步进角旋转。非球面反射镜12a利用马达12b变更相对于前挡风玻璃103的倾斜度，经由仪表板102的开口部102b将从显示设备11投射的显示光L向前挡风玻璃103反射。被非球面反射镜12a反射的显示光L被前挡风玻璃103反射，到达驾驶者D的眼点EP。由此，驾驶者D能够目视到与前挡风玻璃103相比更靠车辆100的全长方向的前方的虚拟图像S。
车内拍摄照相机20对车辆100的室内进行拍摄。车内拍摄照相机20设置在车辆100的室内。例如，车内拍摄照相机20设置在与驾驶座104的驾驶者D对置的位置。在本实施方式1中，车内拍摄照相机20设置在将仪表板102与方向盘101相连的转向柱105的上表面。车内拍摄照相机20的该车内拍摄照相机20的照相机透镜朝向驾驶座104的驾驶者D的脸。车内拍摄照相机20与控制部13连接，将拍摄了包含驾驶者D的脸的车内的车内拍摄图像PA输出至控制部13。
前方拍摄照相机30拍摄车辆100的全长方向的前方。前方拍摄照相机30设置在车辆100内。例如，前方拍摄照相机30设置在车辆100的车顶的室内侧。此外，前方拍摄照相机30也可以设置在车辆100的未图示的后方反射镜的背面(镜面的相反侧)。前方拍摄照相机30的该前方拍摄照相机30的照相机透镜朝向车辆100的全长方向的前方。在本实施方式1中，前方拍摄照相机30从眼动范围EB的外侧拍摄车辆100前方的景色。此处，眼动范围EB是指包含眼点EP在内，能目视到与车辆100前方的景色重叠地虚像显示的显示图像P的空间区域。驾驶者D通过从眼动范围EB的内侧观察车辆100前方的景色，能够目视到与车辆100前方的景色重叠地虚像显示的显示图像P。另一方面，由于前方拍摄照相机30从眼动范围EB的外侧拍摄车辆100前方的景色，因此，虚像显示的显示图像P不包含在拍摄了车辆100前方的景色的景色拍摄图像PB(拍摄图像)。前方拍摄照相机30与控制部13连接，将拍摄了不包含显示图像P的车辆100前方的景色的景色拍摄图像PB输出至控制部13。
控制部13控制显示设备11和非球面反射镜部12。控制部13包含以已知的微型计算机作为主体的电子电路而构成，微型计算机包含CPU、构成储存部的ROM、RAM和接口。控制部13与显示设备11连接，向显示设备11输出显示控制信号，控制包含显示图像P的显示光L的投射。另外，控制部13与非球面反射镜部12连接，向非球面反射镜部12输出驱动信号，调整非球面反射镜12a相对于前挡风玻璃103的倾斜。
具体而言，控制部13包括眼点检测部13a、亮度算出部13b、调光部13c、图像生成部13d、显示位置控制部13e。眼点检测部13a检测驾驶座104的驾驶者D的眼睛的位置即眼点EP。眼点检测部13a与车内拍摄照相机20连接，从由车内拍摄照相机20拍摄的车内拍摄图像PA检测眼点EP。眼点检测部13a例如基于车内拍摄图像PA的脸图像的眼球的虹膜的位置，检测驾驶者D的眼点EP。眼点检测部13a将示出检测的驾驶者D的眼点EP的眼点信息输出至亮度算出部13b和显示位置控制部13e。
显示位置控制部13e控制显示图像P的显示位置。显示位置控制部13e与眼点检测部13a和非球面反射镜部12连接，基于示出从眼点检测部13a输出的驾驶者D的眼点EP眼点信息，控制非球面反射镜部12并控制显示图像P的显示位置。显示位置控制部13e例如在眼点EP的位置移动了预定范围以上的情况下，使非球面反射镜12a运动，在眼点EP的位置移动了小于预定范围的情况下，不使非球面反射镜12a运动。
亮度算出部13b算出图像的亮度。亮度算出部13b与前方拍摄照相机30连接，将包含由前方拍摄照相机30拍摄的景色拍摄图像PB中从眼点EP观察下被虚像显示的显示图像P(虚拟图像S)所重叠的部分的区域设定为提取图像区域Pb(参照图4)。此外，图4所示的景色拍摄图像PB为了容易理解说明显示的是显示图像P，但由于是从眼动范围EB的外侧拍摄的图像，因此在实际的景色拍摄图像PB未显示出显示图像P。关于后述的图5、图6、图10、图11、图12、图13、图19也一样。亮度算出部13b基于示出从眼点检测部13a输出的驾驶者D的眼点EP的眼点信息，设定提取图像区域Pb。例如，亮度算出部13b如图5所示，从眼点EP指定眼动范围EB，将景色拍摄图像PB中相当于眼动范围EB的空间区域的区域设定为提取图像区域Pb。亮度算出部13b将包含景色拍摄图像PB中从眼点EP观察下有可能与显示图像P(虚拟图像S)重叠的部分的一定区域设定为提取图像区域Pb。亮度算出部13b例如在眼动范围EB大的情况下，将提取图像区域Pb设定得大，在眼动范围EB小的情况下，将提取图像区域Pb设定得小。亮度算出部13b与眼点EP和眼动范围EB在车高方向移动相应地，使从眼点EP观察包含虚拟图像S的提取图像区域Pb在车高方向移动。例如，亮度算出部13b如图6所示，在眼点EP和眼动范围EB从基准位置Epa向车高方向的上侧移动的情况下，由于虚拟图像S向车高方向的下侧移动，因此，使提取图像区域Pb向车高方向的下侧移动。另外，亮度算出部13b在眼点EP和眼动范围EB从基准位置Epa向车高方向的下侧移动的情况下，由于虚拟图像S向车高方向的上侧移动，因此，使提取图像区域Pb向车高方向的上侧移动。这样，亮度算出部13b基于眼点EP和眼动范围EB的位置，使提取图像区域Pb移动并设定。
另外，亮度算出部13b算出提取图像区域Pb的亮度。亮度算出部13b例如如图7所示，获取提取图像区域Pb的所有像素px的亮度，算出获取的亮度的平均亮度。亮度算出部13b基于平均亮度来求出用于设定显示图像P的亮度的亮度指令值。此处，亮度指令值是用于变更显示图像P的亮度的值，亮度指令值相对越高，显示图像P的亮度越高。亮度算出部13b具有示出图8所示的明亮度值(平均亮度)与显示图像P的亮度指令值的关系的映射数据。亮度算出部13b随着提取图像区域Pb的平均亮度增加，显示图像P的亮度指令值也增加。例如，亮度算出部13b对于提取图像区域Pb的平均亮度的增加，使显示图像P的亮度指令值指数函数地增加。这是因为提取图像区域Pb与暗的情况相比，在亮的情况下需要提高增加显示图像P的亮度的程度，增大提取图像区域Pb的平均亮度与显示图像P的亮度之差。亮度算出部13b将基于平均亮度求出的显示图像P的亮度指令值输出至调光部13c和图像生成部13d。
调光部13c调整LED背光源11b的光量。调光部13c与亮度算出部13b连接，基于从亮度算出部13b输出的显示图像P的亮度指令值，调整LED背光源11b的光量。例如，调光部13c在显示图像P的亮度指令值高的情况下，增多LED背光源11b的光量。另外，调光部13c在显示图像P的亮度指令值低的情况下，减少LED背光源11b的光量。由此，调光部13c能够基于显示图像P的亮度指令值，调整虚像显示的显示图像P的亮度。
图像生成部13d生成显示图像P。图像生成部13d与液晶显示器11a连接，将用于基于显示图像P的亮度指令值形成显示图像P的信号输出至液晶显示器11a。例如，图像生成部13d在显示图像P的亮度指令值高的情况下，提高液晶显示器11a上所显示的显示图像P的亮度。另外，图像生成部13d在显示图像P的亮度指令值低的情况下，降低液晶显示器11a上所显示的显示图像P的亮度。
接下来，参照图9来说明车用显示装置1的动作例。车用显示装置1在车辆100的点火接通时，利用车内拍摄照相机20拍摄包含驾驶者D的脸的车内(步骤S1)。接下来，车用显示装置1检测驾驶者D的眼点EP(步骤S2)。例如，车用显示装置1利用眼点检测部13a基于脸图像的眼球的虹膜的位置，检测驾驶者D的眼点EP。接下来，车用显示装置1拍摄车辆100前方的景色(步骤S3)。例如，车用显示装置1利用前方拍摄照相机30从眼动范围EB的外侧，拍摄车辆100前方的景色。接下来，车用显示装置1设定提取图像区域Pb(步骤S4)。例如，车用显示装置1利用亮度算出部13b将包含景色拍摄图像PB中显示图像P(虚拟图像S)所重叠的部分的区域设定为提取图像区域Pb。接下来，车用显示装置1判定驾驶者D的眼点EP是否从上次的位置移动了(步骤S5)。车用显示装置1在驾驶者D的眼点EP从上次的位置移动了的情况下(步骤S5；是)，变更提取图像区域Pb(步骤S6)。例如，车用显示装置1在眼点EP从上次的位置向车高方向的上侧移动了的情况下，使提取图像区域Pb向车高方向的下侧移动，在眼点EP从上次的位置向车高方向的下侧移动了的情况下，使提取图像区域Pb向车高方向的上侧移动。
接下来，车用显示装置1算出提取图像区域Pb的亮度(步骤S7)。例如，车用显示装置1获取提取图像区域Pb的所有像素px的亮度，算出获取的亮度的平均亮度。接下来，车用显示装置1判定提取图像区域Pb的平均亮度是否从上次的平均亮度变化了(步骤S8)。车用显示装置1在提取图像区域Pb的平均亮度从上次的平均亮度变化了的情况下(步骤S8；是)，控制显示图像P的亮度(步骤S9)。例如，车用显示装置1在提取图像区域Pb的亮度比上次的亮度变高了的情况下，利用图像生成部13d以使显示图像P的亮度比上次的亮度高的方式使液晶显示器11a显示，或者利用调光部13c使LED背光源11b的光量比上次的亮度增多。另外，车用显示装置1在提取图像区域Pb的亮度比上次的亮度变低了的情况下，利用图像生成部13d以使显示图像P的亮度比上次的亮度低的方式使液晶显示器11a显示，或者利用调光部13c使LED背光源11b的光量比上次的亮度少。这样，车用显示装置1通过对于提取图像区域Pb的亮度控制显示图像P的亮度，从而对于车辆100前方的景色调整显示图像P的对比度。此处，对比度例如是图像的最暗部分与最亮部分的亮度之差。车用显示装置1在控制了显示图像P的亮度后，将包含显示图像P的显示光L投射到前挡风玻璃103并结束处理。车用显示装置1在车辆100的点火接通期间，对于车辆100前方的景色重复实施调整显示图像P的对比度的处理。
此外，车用显示装置1在上述步骤S5中，驾驶者D的眼点EP从上次的位置没有移动的情况下(步骤S5；否)，不变更提取图像区域Pb，算出提取图像区域Pb的平均亮度。另外，车用显示装置1在上述步骤S8，提取图像区域Pb的平均亮度从上次的平均亮度没有变化的情况下(步骤S8；否)，不变更显示图像P的亮度，将包含显示图像P的显示光L投射到前挡风玻璃103并结束处理。
如上所述，实施方式1所涉及的车用显示装置1基于提取图像区域Pb的图像，调整显示图像P相对于车辆100前方的景色的对比度，其中，该提取图像区域Pb包含由拍摄车辆100前方的景色的前方拍摄照相机30拍摄的景色拍摄图像PB中从眼点EP观察下显示图像P(虚拟图像S)所重叠的部分。由此，车用显示装置1例如能够在提取图像区域Pb的平均亮度高的情况下提高显示图像P的亮度，能够在提取图像区域Pb的平均亮度低的情况下降低显示图像P的亮度。所以，车用显示装置1能够对于车辆100前方的景色适当设定显示图像P的对比度。由此，车用显示装置1可以提高驾驶者D对显示图像P的目视性。
另外，车用显示装置1利用前方拍摄照相机30，从能目视到显示图像P的区域即眼动范围EB的外侧拍摄车辆100前方的景色。由此，车用显示装置1在利用前方拍摄照相机30拍摄了车辆100前方的景色的景色拍摄图像PB不包含显示图像P。所以，车用显示装置1由于在提取图像区域Pb不包含显示图像P，因此，在算出车辆100前方的景色即提取图像区域Pb的平均亮度时，能够削减去除显示图像P的处理。由此，车用显示装置1能够容易算出提取图像区域Pb的平均亮度。
另外，车用显示装置1是提取图像区域Pb基于眼点EP决定的区域。由此，车用显示装置1能够将景色拍摄图像PB中显示图像P(虚拟图像S)的背景部分准确设定为提取图像区域Pb。所以，车用显示装置1可以进一步提高驾驶者D对显示图像P(虚拟图像S)的目视性。
[实施方式1的变形例]
接下来，说明实施方式1的变形例。在实施方式1中，说明了将相当于眼动范围EB的空间区域的区域设定为提取图像区域Pb的例子，但不限于此。车用显示装置1也可以基于景色拍摄图像PB中从眼点EP观察下显示图像P(虚拟图像S)的一部分所重叠的部分，设定提取图像区域Pb。例如，车用显示装置1在显示图像P包含优先级高的显示项目的情况下，基于景色拍摄图像PB中从眼点EP观察下优先级高的显示项目所重叠的部分，设定提取图像区域Pb。显示图像P如图10所示，例如由车速P1、燃料的余量P2、总行驶距离P3、警报标记(主警告显示)P4等显示项目构成，警报标记P4是优先级高的显示项目。优先级高的显示项目在显示图像P中显示的位置被预先决定。车用显示装置1在显示警报标记P4的情况下，基于从眼点EP观察下警报标记P4所重叠的部分，设定提取图像区域Pb1。例如，车用显示装置1将在警报标记P4的宽度方向和高度方向分别隔开预定间隔、例如5像素的间隔的区域设定为提取图像区域Pb1。这样，根据车用显示装置1，提取图像区域Pb1在显示图像P包含优先级高的显示项目的情况下，是包含在景色拍摄图像PB中从眼点EP观察下优先级高的显示项目所重叠的部分的区域。由此，车用显示装置1对于车辆100前方的景色能够适当设定优先级高的显示项目的对比度。所以，车用显示装置1可以提高驾驶者D对优先级高的显示项目的目视性。
另外，提取图像区域Pb如图11所示，可以是景色拍摄图像PB中从眼点EP观察下有显示图像P(虚拟图像S)重叠的可能性的最大的区域。
例如，车用显示装置1将从显示图像P向车高方向的上侧移动的上限Q1到显示图像P向车高方向的下侧移动的下限Q2的区域设定为提取图像区域Pb2。由此，车用显示装置1由于能够预先设定提取图像区域Pb2，因此，能够容易设定提取图像区域Pb2。所以，车用显示装置1由于能够削减计算量，因此，能够加快处理速度。
另外，提取图像区域Pb如图12所示，也可以基于显示图像P的位置来设定。例如，车用显示装置1在景色拍摄图像PB中从眼点EP指定显示图像P(虚拟图像S)，将包含指定的显示图像P，且比该显示图像P的显示尺寸大的范围的区域设定为提取图像区域Pb3。例如，车用显示装置1将在显示图像P的上下左右确保了一定量的余量的区域设定为提取图像区域Pb3。车用显示装置1可以使显示图像P的上下的余量与左右的余量相同，也可以不同。例如，车用显示装置1在显示图像P的上下分别确保10像素的余量h，在显示图像P的左右分别确保了5像素的余量w的矩形的区域设定为提取图像区域Pb3。
车用显示装置1与眼点EP在车高方向移动相应地，使从眼点EP观察包含显示图像P(虚拟图像S)的提取图像区域Pb3向车高方向移动。例如，车用显示装置1如图13所示，在眼点EP从基准位置Epa向车高方向的上侧移动的情况下，显示图像P(虚拟图像S)向车高方向的下侧移动。因此，车用显示装置1与显示图像P(虚拟图像S)相应地使提取图像区域Pb3向车高方向的下侧移动。另外，车用显示装置1在眼点EP从基准位置Epa向车高方向的下侧移动的情况下，显示图像P(虚拟图像S)向车高方向的上侧移动。因此，车用显示装置1与显示图像P(虚拟图像S)相应地使提取图像区域Pb3向车高方向的上侧移动。这样，车用显示装置1基于眼点EP的位置使提取图像区域Pb3移动并设定。
另外，车用显示装置1如图14所示，也可以基于提取图像区域Pb的所有像素px的亮度中最亮的像素px的亮度，求出用于设定显示图像P的亮度的亮度指令值。在该情况下，亮度算出部13b具有示出图8所示的明亮度值(最亮的像素px的亮度)与显示图像P的亮度指令值的关系的映射数据。
另外，车用显示装置1如图15所示，也可以基于提取图像区域Pb的所有像素px的亮度中最多出现的像素px的亮度，求出用于设定显示图像P的亮度的亮度指令值。在该情况下，亮度算出部13b具有示出图8所示的明亮度值(最多出现的像素px的亮度)与显示图像P的亮度指令值的关系的映射数据。
另外，车用显示装置1如图16的第1例所示，检测由从提取图像区域Pb的所有像素px中同一亮度且连续的像素px构成的区域。而且，车用显示装置1也可以基于检测的区域中最大区域的像素px的亮度，求出用于设定显示图像P的亮度的亮度指令值。
在图16所示的例子中，车用显示装置1在提取图像区域Pb中检测区域K1与区域K2，基于检测的区域K1、K2中最大区域K1的像素px的亮度，求出用于设定显示图像P的亮度的亮度指令值。亮度算出部13b具有示出图8所示的明亮度值(最大区域的像素px的亮度)与显示图像P的亮度指令值的关系的映射数据。另外，车用显示装置1如图16的第2例所示，检测由从提取图像区域Pb的所有像素px中一定范围的亮度且连续的像素px构成的区域。而且，车用显示装置1也可以基于检测的区域中最大区域的像素px的亮度，求出用于设定显示图像P的亮度的亮度指令值。例如，车用显示装置1基于最大区域的像素px的亮度的中央值，求出用于设定显示图像P的亮度的亮度指令值。
另外，前方拍摄照相机30可以从眼动范围EB的内侧拍摄车辆100前方的景色。在该情况下，亮度算出部13b由于在景色拍摄图像PB包含显示图像P，因此，在从景色拍摄图像PB去除了显示图像P的部分中设定提取图像区域Pb。例如，亮度算出部13b通基于虚像显示的显示图像P来进行模式匹配，从而检测景色拍摄图像PB所包含的显示图像P，在去除了检测的显示图像P的部分中设定提取图像区域Pb。
另外，车用显示装置1也可以调整显示图像P的色相(色感)，调整显示图像P相对于车辆100前方的景色的对比度。另外，车用显示装置1也可以调整显示图像P的饱和度(鲜艳度)，调整显示图像P相对于车辆100前方的景色的对比度。另外，车用显示装置1也可以调整显示图像P的明度，调整显示图像P相对于车辆100前方的景色的对比度。另外，车用显示装置1也可以适当组合显示图像P的亮度、色相、饱和度和明度，调整显示图像P相对于车辆100前方的景色的对比度。
另外，反射部件也可以是合成器。另外，车辆100除了汽车以外，也可以包含电车、火车等铁路车辆。
[实施方式2]
接下来，说明实施方式2所涉及的车用显示装置1A。车用显示装置1A与实施方式1的不同点在于，基于非球面反射镜12a的反射角θ来设定提取图像区域Pb。此外，实施方式2在与实施方式1相同的构成要素标注相同附图标记，省略其详细的说明。实施方式2所涉及的车用显示装置1A如图17和图18所示，包括HUD装置10A、前方拍摄照相机30。此外，实施方式2所涉及的车用显示装置1A由于不基于眼点EP设定提取图像区域Pb，因此，不包括车内拍摄照相机20。
HUD装置10A包括显示设备11、非球面反射镜部12、控制部13A、操作部14。控制部13A包括显示位置控制部13f、亮度算出部13g、调光部13c、图像生成部13d。
操作部14用于指定显示图像P(虚拟图像S)的显示位置，由驾驶者D操作。操作部14与显示位置控制部13f连接，利用驾驶者D在车高方向指定显示图像P的显示位置，将示出显示图像P的显示位置的操作信号输出至显示位置控制部13f。
显示位置控制部13f控制显示图像P的显示位置。显示位置控制部13f与操作部14和非球面反射镜部12连接，基于从操作部14输出的操作信号，控制非球面反射镜部12。例如，显示位置控制部13f向非球面反射镜部12的马达12b供给脉冲电力作为驱动信号，以预定的步进角使马达12b旋转，变更非球面反射镜12a相对于前挡风玻璃103的角度并变更显示光L反射的反射角θ。显示位置控制部13f与亮度算出部13g连接，将非球面反射镜12a的反射角θ输出至亮度算出部13g。此外，显示位置控制部13f例如具有马达12b的步进数与非球面反射镜12a的反射角θ预先对应的映射数据，基于马达12b的步进数求出非球面反射镜12a的反射角θ。
亮度算出部13g算出图像的亮度。亮度算出部13g与前方拍摄照相机30连接，将包含由前方拍摄照相机30拍摄的景色拍摄图像PB中从眼点EP观察下显示图像P(虚拟图像S)所重叠的部分的区域设定为提取图像区域Pb。例如，亮度算出部13g基于非球面反射镜12a的反射角θ设定提取图像区域Pb。亮度算出部13g从非球面反射镜12a的反射角θ指定眼动范围EB，将相当于眼动范围EB的空间区域的区域设定为提取图像区域Pb。亮度算出部13g将包含景色拍摄图像PB中从眼点EP观察下有显示图像P(虚拟图像S)重叠的可能性的部分的一定区域设定为提取图像区域Pb。亮度算出部13g例如在眼动范围EB大的情况下，将提取图像区域Pb设定得大，在眼动范围EB小的情况下，将提取图像区域Pb设定得小。亮度算出部13g根据非球面反射镜12a的反射角θ，使提取图像区域Pb在车高方向移动并设定。例如，亮度算出部13g如图19所示，在非球面反射镜12a从中立位置F向倾斜位置F1倾斜且反射角θ减小的情况下，由于显示图像P(虚拟图像S)向车高方向的上侧移动，因此，使提取图像区域Pb向车高方向的上侧移动。另外，亮度算出部13g在非球面反射镜12a从中立位置F向倾斜位置F2倾斜且反射角θ增大的情况下，由于显示图像P(虚拟图像S)向车高方向的下侧移动，因此，使提取图像区域Pb向车高方向的下侧移动。这样，亮度算出部13g基于与非球面反射镜12a的倾斜度(角度)相应的非球面反射镜12a的反射角θ，使提取图像区域Pb移动并设定。此外，亮度算出部13g也可以取代非球面反射镜12a的反射角θ从马达12b的步进数使提取图像区域Pb移动并设定。
接下来，参照图20来说明车用显示装置1A的动作例。车用显示装置1A在车辆100的点火接通时，获取非球面反射镜12a的反射角θ(步骤S10)。接下来，车用显示装置1A拍摄车辆100前方的景色(步骤S11)。例如，车用显示装置1A利用前方拍摄照相机30从眼动范围EB的外侧，拍摄车辆100前方的景色。接下来，车用显示装置1A设定提取图像区域Pb(步骤S12)。例如，车用显示装置1A利用亮度算出部13g将包含景色拍摄图像PB中显示图像P(虚拟图像S)所重叠的部分的区域设定为提取图像区域Pb。接下来，车用显示装置1A判定非球面反射镜12a的反射角θ是否从上次的反射角θ变化了(步骤S13)。车用显示装置1A在非球面反射镜12a的反射角θ从上次的反射角θ变化了的情况下(步骤S13；是)，变更提取图像区域Pb(步骤S14)。例如，车用显示装置1A在非球面反射镜12a的反射角θ减小了的情况下，使提取图像区域Pb向车高方向的上侧移动，在非球面反射镜12a的反射角θ增大了的情况下，使提取图像区域Pb向车高方向的下侧移动。
接下来，车用显示装置1A算出提取图像区域Pb的亮度(步骤S15)。。例如，车用显示装置1A获取提取图像区域Pb的所有像素px的亮度，算出获取的亮度的平均亮度。接下来，车用显示装置1A判定提取图像区域Pb的平均亮度是否从上次的平均亮度变化了(步骤S16)。车用显示装置1A在提取图像区域Pb的平均亮度从上次的平均亮度变化了的情况下(步骤S16；是)，控制显示图像P的亮度(步骤S17)。例如，车用显示装置1A在提取图像区域Pb的平均亮度比上次的平均亮度变高了的情况下，利用图像生成部13d以使显示图像P的亮度比上次的亮度高的方式使液晶显示器11a显示，或者利用调光部13c使LED背光源11b的光量比上次的亮度增多。另外，车用显示装置1A在提取图像区域Pb的平均亮度比上次的平均亮度变低了的情况下，利用图像生成部13d以使显示图像P的亮度比上次的亮度低的方式使液晶显示器11a显示，或者利用调光部13c使LED背光源11b的光量比上次的亮度少。这样，车用显示装置1A通过对于提取图像区域Pb的平均亮度控制显示图像P的亮度，从而对于车辆100前方的景色调整显示图像P的对比度。车用显示装置1A在控制了显示图像P的亮度后，将包含显示图像P的显示光L投射到前挡风玻璃103并结束处理。车用显示装置1A在车辆100的点火接通期间，对于车辆100前方的景色重复实施调整显示图像P的对比度的处理。
此外，在上述步骤S13，非球面反射镜12a的反射角θ从上次的反射角θ没有变化的情况下(步骤S13；否)，车用显示装置1A不变更提取图像区域Pb，算出提取图像区域Pb的平均亮度。另外，在上述步骤S16，提取图像区域Pb的平均亮度从上次的平均亮度没有变化的情况下(步骤S16；否)，车用显示装置1A不变更显示图像P的亮度，将包含显示图像P的显示光L投射到前挡风玻璃103并结束处理。
如上所述，根据实施方式2所涉及的车用显示装置1A，提取图像区域Pb是基于非球面反射镜12a的反射角θ决定的区域。由此，车用显示装置1A具有实施方式1的效果，并且即使不基于由车内拍摄照相机20拍摄的车内拍摄图像PA检测眼点EP，也能够设定提取图像区域Pb。所以，车用显示装置1A能够以简单的构成和处理提高驾驶者D对显示图像P的目视性。

Claims (4)

1.一种车用显示装置，其特征在于，包括：
显示单元，向设置在车辆的驾驶座的前方的反射部件投射显示图像，并将所述显示图像叠加在所述车辆前方的景色中而对该显示图像进行虚像显示；
拍摄部，设置在所述车辆内，至少拍摄所述车辆前方的景色，
所述显示单元基于提取图像区域的图像，调整所述显示图像相对于所述车辆前方的景色的对比度，该提取图像区域包含所述拍摄部所拍摄的拍摄图像中从所述驾驶座的驾驶者的眼睛的位置即眼点观察下所述显示图像所重叠的部分，
在所述显示图像包含优先级高的显示项目及优先级低的显示项目的情况下，所述提取图像区域是包含所述拍摄图像中从所述眼点观察下所述优先级高的显示项目所重叠的部分，且所述提取图像区域的边界位于在所述优先级高的显示项目的宽度方向和高度方向分别隔开预定间隔的区域。
2.如权利要求1所述的车用显示装置，
所述拍摄部从能目视到所述显示图像的区域即眼动范围的外侧，拍摄所述车辆前方的景色。
3.如权利要求1或2所述的车用显示装置，
包括检测所述眼点的检测部，
所述提取图像区域是基于由所述检测部检测到的所述眼点决定的区域。
4.如权利要求1或2所述的车用显示装置，
所述显示单元包括；
投射部，投射所述显示图像；
反射镜，将由所述投射部投射的所述显示图像向所述反射部件反射，
所述提取图像区域是基于所述反射镜的反射角决定的区域。
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