JP2005014788A

JP2005014788A - ヘッドアップディスプレイ

Info

Publication number: JP2005014788A
Application number: JP2003183324A
Authority: JP
Inventors: Katsutomo Fukutomi; 克友福富
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 2003-06-26
Filing date: 2003-06-26
Publication date: 2005-01-20

Abstract

【課題】ヘッドアップディスプレイによる煩わしさを低減でき、外光及び表示内容による最適表示ができ、フロントウィンドウの透過率を確保することができるヘッドアップディスプレイを提供すること。
【解決手段】周囲環境の外光の明るさを検出する日射センサ３を設け、日射センサ３で検知した外光の明るさに対応して表示する画像の輝度を調整する演算部１４と輝度コントロール部１６を設け、表示する画像の明暗を判断する入力レベル判定部１３を設け、入力レベル判定部１３で判断した画像の明暗に対応して画像の輝度を調整する演算部１４と輝度コントロール部１６を設けた。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両のフロントガラスなど運転者の前方に情報を画像で表示するヘッドアップディスプレイの技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のヘッドアップディスプレイは、車両周囲の外部光を検出し照度変化による表示のちらつきを防止する為、外光にあわせ表示輝度を自動調整している（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平６−２０６４７０号公報（第２−３頁、第２図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のヘッドアップディスプレイにあっては、表示内容への対応が充分ではないため、表示内容によっては、外光の状況に対して表示輝度の自動調整を行っても見にくい表示となる場合があった。
この点について詳しく説明する。
フロントウィンドウに表示を行うヘッドアップディスプレイでは、表示のちらつきはもちろんの事、表示内容による煩わしさが大きい。
例えばナイトビジョン表示の場合、近赤外線カメラを用い発光体を撮影（ハレーション）した画像では、表示領域全体が白色となり運転者の視界の妨げになる。また、そのような状態で表示に使用する照明輝度を上げるとフロントウィンドウの透過率が下がり、ヘッドアップディスプレイ本来の目的の１つであるオンザシーン（カメラ映像と実映像がかさなる）の妨げになる。
【０００５】
本発明は、上記問題点に着目してなされたもので、その目的とするところは、ヘッドアップディスプレイによる煩わしさを低減でき、外光及び表示内容による最適表示ができ、フロントウィンドウの透過率を確保することができるヘッドアップディスプレイを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明では、表示器の画像を運転者の前方の透過性部材に投影して虚像で表示するヘッドアップディスプレイにおいて、
周囲環境の外光の明るさを検出する照度検知手段を設け、照度検知手段で検知した外光の明るさに対応して表示する画像の輝度を調整する外光補正手段を設け、表示する画像の明暗を判断する画像判断手段を設け、画像判断手段で判断した画像の明暗に対応して画像の輝度を調整する明暗レベル補正手段を設けたことを特徴とする手段とした。
【０００７】
請求項２記載の発明では、画像判断手段が、画像内容のコントラスト比の高さを判断するようにしたことを特徴とする手段とした。
【０００８】
請求項３記載の発明では、画像判断手段が、表示器の水平走査線毎に映像信号を入力して白レベルの判断を行うようにし、所定の白レベル以上を白色と判断して白色表示面積を算出し、同白色表示面積に応じて画像の明暗を判断するようにしたことを特徴とする手段とした。
【０００９】
【発明の作用と効果】
請求項１記載の発明では、周囲環境の外光の明るさを照度検知手段で検知して外光補正手段によって表示画像の輝度を調整するとともに、画像判断手段によって画像の明暗を判断して明暗レベル補正手段で表示画像の輝度を調整するため、運転者が見やすい適度な輝度の表示となり、外光と表示内容を考慮した最適な表示にでき、運転者にとって煩わしい表示となることないようにでき、表示する透過性部材の透過率を確実に確保できる。
【００１０】
請求項２記載の発明では、画像判断手段が、画像内容のコントラスト比の高さを判断するため、表示内容の暗いものに対して明るさが強いか、表示内容の暗いものに対して明るいものが多い場合にはコントラスト比が高いと判断して画像の輝度を低めにするよう明暗レベル補正手段が調整する。また、表示内容の暗いものに対して明るさが弱いか、表示内容の暗いものに対して明るいものが少ない場合にはコントラスト比が低いと判断して画像の輝度を高めにするよう明暗レベル補正手段が調整する。よって、表示内容のコントラスト比に対して、運転者が見やすく、視界を妨げない最適な表示にすることができる。
【００１１】
請求項３記載の発明では、画像判断手段が表示器の水平走査線毎に映像信号を入力する。映像信号の表示色を示す部分が、基準レベルである黒レベル（ペデスタルレベル）から１００％白レベルまでのどのレベルにあるかを判断するようにし、所定の白レベル以上を白色と判断する。この白色と判断した白色表示面積により、その画像の輝度レベルを判断する。よって、表示器の信号を利用して判断することができコストを抑制でき、正確に画像内容の輝度レベルを判断してより適確な輝度レベルの画像を表示できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のヘッドアップディスプレイを実現する実施の形態を、請求項１，２，３に係る発明に対応する実施例に基づいて説明する。
【００１３】
（実施例）
【００１４】
まず、構成を説明する。
図１は実施例のヘッドアップディスプレイのブロック図である。図２は実施例のヘッドアップディスプレイで処理する輝度制御に関する処理の流れを示すフローチャート図である。図３は実施例のヘッドアップディスプレイにおける映像信号のから輝度レベルを読み取る状態の説明図である。図４は実施例のヘッドアップディスプレイの画像に対する輝度補正の補正量の関係を示すグラフ図である。図５は実施例のヘッドアップディスプレイの日射量に対する輝度補正の補正量の関係を示すグラフ図である。図１，３における主要符号を説明すると、１はヘッドアップディスプレイ、１１は画像入力部、１２はＡ／Ｄ入力部、１３は入力レベル判定部（画像判断手段）、１４は演算部、１５は画像出力部、１６は輝度コントロール部（１４，１６で外光補正手段と明暗レベル補正手段を構成する）、１７は表示部、２は車載カメラ、３は日射センサ（照度検知手段）、４は映像信号、４１は黒レベル（基準レベル）４２は１００％白レベル、４３は色表示部分、４４は同期信号部分である。
【００１５】
本実施例のヘッドアップディスプレイ１は、図１に示すように、ナイトビジョン等を行えるように車両に搭載にした車載カメラ２の映像を虚像で車両の図示しないフロントガラスに投影して虚像で表示するものである。また、車室内の所定の位置には、周囲環境からの外光の照度を検知する日射センサ３を設ける。
【００１６】
次に、ヘッドアップディスプレイ１内の回路構成について説明する。
ヘッドアップディスプレイ１内の回路構成は、図１に示すように、まず、車載カメラ２からの画像を入力する画像入力部１１を設け、日射センサ３からの照度の検知信号を入力してデジタル信号へ変換するＡ／Ｄ入力部１２を設け、画像入力部１１からの映像信号４から輝度レベルを判定する入力レベル判定部１３を設け、画像全体の輝度レベルを算出して補正値を算出する演算部１４を設け、表示部１７で表示する画像の輝度を制御する輝度コントロール部１６を設け、画像を表示してフロントウィンドウに投影する表示部１７を設け、表示部１７で表示する画像を出力する画像出力部１５を設ける。
【００１７】
なお、本実施例のヘッドアップディスプレイ１の車載カメラ２からの映像信号４はＮＴＳＣ方式により、図４に示すような信号となるものとし、同期信号部分４４間に色表示部分４３となる信号部分があるものである。
【００１８】
次に、作用を説明する。
【００１９】
［輝度制御］
図２は実施例のヘッドアップディスプレイ１で実行される輝度制御の処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。
【００２０】
ステップＳ１では、車載カメラ２からの映像を、画像入力部１１を介して入力レベル判定部１３に入力するか、あるいは、表示部１７で表示している画像を画像出力部１５から入力レベル判定部１３に再度入力する。
【００２１】
ステップＳ２では、図３に示すように映像信号４から何％白レベルかというように輝度レベルを読み取り、８０％白レベル以上を白色と判断し、白色表示面積を算出する。
【００２２】
ステップＳ３では、図４に示すグラフから、白色表示面積に対する表示の輝度の補正値を決定する。
【００２３】
ステップＳ４では、日射センサ３からの照度値をＡ／Ｄ入力部１２を介して演算部１４に入力する。
【００２４】
ステップＳ５では、図５に示すグラフから、日射量に対応する表示の輝度の補正値を決定する。
【００２５】
ステップＳ６では、ステップＳ３とステップＳ５で決定した表示の輝度の補正値を出力してその補正した輝度で表示されるようにする。
【００２６】
［外光及び表示内容による表示最適化］
本実施例では、車載カメラ２からの映像をステップＳ１の処理で映像信号４として画像入力部１１に入力し、ステップＳ２の処理により映像信号４から輝度を読み取る。映像信号４は図３に示すように、同期信号の間に色表示部分４３が存在する。この色存在部分に矩形にしめされた部分は信号の振れた１群である。この信号部分が黒レベル４１より１００％白レベル４２までのどこに位置するかによってその色の輝度が示されることとなるので、それを読み取るようにして、その信号が示す表示部分の白レベルを判定して演算部１４に送る。本実施例では、詳細に説明しないが、この映像信号４からの読み取りは、所定間隔ごとに行うようにしている。本実施例の場合、その部分の白レベルが８０％白レベル以上ならば、その間隔に応じた表示面積を白色表示面積として、表示画像全体の白色表示面積を算出する。なお、本実施例の表示する画像には、図示しないが必ず黒レベルの画像が含まれるようにするため、算出した輝度レベルはコントラスト比を示す値ともなる。
このように算出した白色表示面積から、ステップＳ３の処理によって図４のグラフから輝度補正値を決定する。
【００２７】
次に、ステップＳ４の処理によって、日射センサ３の照度の検出値をＡ／Ｄ入力部１２に入力し、ステップＳ５の処理によって、演算部１４で日射センサ３の検出した日射量に対する輝度補正値を決定する。
このようにして、画像内容に対する補正値と日射量に対する補正値を算出したならば、ステップＳ６の処理により表示画像に輝度値を決定して輝度コントロール部１６に出力し、その輝度で表示するよう表示部１７をコントロールする。
【００２８】
さらに、表示部１７で表示している画像は画像出力部１５を介して再度、入力レベル判定部１３に入力するようにし、さらに最適な輝度レベルになっているかどうかが確認されるようにする。
【００２９】
このように表示が制御されることにより、以下に示すような対応が可能となる。
【００３０】
▲１▼外光が強い場合
日差しが強いなどによって外光が強い場合には、表示画像の輝度を上げるようにして見やすい表示が確保されるようにする。
【００３１】
▲２▼外光が弱い場合
曇りや雨などによって外光が弱い場合には、表示画像の輝度を弱くするようにして表示像の透過率を上げて運転者の視界の妨げにならないようにする。
【００３２】
▲３▼表示画像が明るい場合
表示内容が明るい場合（コントラスト比が高い場合）には、表示画像の輝度を下げるようにして、運転者が表示を煩わしいと感じないようにするとともに、画像の透過率を上げて運転者の視界の妨げにならないようにする。
【００３３】
▲４▼表示画像が暗い場合
表示内容が暗い場合（コントラスト比が低い場合）には、表示画像の輝度を上げるようにして、運転者が表示を見やすいようにする。
【００３４】
［コストの抑制作用］
本実施例では、車載カメラ２から入力される映像信号４を利用して表示画像の輝度レベルの判断を行うため、別に機器を設ける必要がなく、コストの増加を抑えることとなる。
【００３５】
次に、効果を説明する。
【００３６】
実施例のヘッドアップディスプレイにあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
【００３７】
（１）表示器の画像をフロントウィンドウに投影して虚像で表示するヘッドアップディスプレイ１において、周囲環境の外光の明るさを検出する日射センサ３を設け、日射センサ３で検知した外光の明るさに対応して表示する画像の輝度を調整する演算部１４と輝度コントロール部１６を設け、表示する画像の明暗を判断する入力レベル判定部１３を設け、入力レベル判定部１３で判断した画像の明暗に対応して画像の輝度を調整する演算部１４と輝度コントロール部１６を設けたため、外光と表示内容を考慮した最適な表示にでき、運転者にとって煩わしい表示となることないようにでき、表示するフロントウィンドウの透過率を確実に確保できる。
【００３８】
（２）画像判断手段が、画像内容のコントラスト比の高さを判断するようにしたため、運転者が見やすく、視界を妨げない最適な表示にすることができる。
【００３９】
（３）画像判断手段が、表示器の水平走査線毎に映像信号４を入力して白レベルの判断を行うようにし、所定の白レベル以上を白色と判断して白色表示面積を算出し、白色表示面積に応じて画像の明暗を判断するようにしたため、表示器の信号を利用して判断することができコストを抑制でき、正確に画像内容の輝度レベルを判断してより適確な輝度レベルの画像を表示できる。
【００４０】
以上、本発明のヘッドアップディスプレイを実施例に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【００４１】
例えば、実施例では、車載カメラからの映像信号から画像の輝度レベルを算出するものを示したが、表示する画像が、実施例のように車載カメラの画像ではなく、あらかじめ用意されたものが、表示されるような場合には、その表示する内容に対応した輝度パターンをデータとして用意し、その表示内容から輝度を判断するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例のヘッドアップディスプレイのブロック図である。
【図２】実施例のヘッドアップディスプレイで処理する輝度制御に関する処理の流れを示すフローチャート図である。
【図３】実施例のヘッドアップディスプレイにおける映像信号のから輝度レベルを読み取る状態の説明図である。
【図４】実施例のヘッドアップディスプレイの画像に対する輝度補正の補正量の関係を示すグラフ図である。
【図５】実施例のヘッドアップディスプレイの日射量に対する輝度補正の補正量の関係を示すグラフ図である。
【符号の説明】
１ヘッドアップディスプレイ
１１画像入力部
１２Ａ／Ｄ入力部
１３入力レベル判定部
１４演算部
１５画像出力部
１６輝度コントロール部
１７表示部
２車載カメラ
３日射センサ
４映像信号
４１黒レベル
４２１００％白レベル
４３色表示部分
４４同期信号部分

Claims

表示器の画像を運転者の前方の透過性部材に投影して虚像で表示するヘッドアップディスプレイにおいて、
周囲環境の外光の明るさを検出する照度検知手段を設け、同照度検知手段で検知した外光の明るさに対応して表示する画像の輝度を調整する外光補正手段を設け、表示する画像の明暗を判断する画像判断手段を設け、同画像判断手段で判断した画像の明暗に対応して画像の輝度を調整する明暗レベル補正手段を設けたことを特徴とするヘッドアップディスプレイ。
請求項１に記載されたヘッドアップディスプレイにおいて、画像判断手段が、画像内容のコントラスト比の高さを判断するようにしたことを特徴とするヘッドアップディスプレイ。
請求項１または請求項２に記載されたヘッドアップディスプレイにおいて、
画像判断手段が、表示器の水平走査線毎に映像信号を入力して白レベルの判断を行うようにし、所定の白レベル以上を白色と判断して白色表示面積を算出し、同白色表示面積に応じて画像の明暗を判断するようにしたことを特徴とするヘッドアップディスプレイ。