JP2005138801A

JP2005138801A - ヘッドアップディスプレイ装置

Info

Publication number: JP2005138801A
Application number: JP2003380319A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Oeda; 正幸大枝; Teruo Yoshitomi; 輝雄吉富
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 2003-11-10
Filing date: 2003-11-10
Publication date: 2005-06-02

Abstract

【課題】視認性を向上させることができるヘッドアップディスプレイ装置を提供すること。
【解決手段】運転者が視線の変更を少なく見ることができるコンバイナを設け、光源から表示部へ投光することで像をコンバイナに投影するLED１５、LCD１４を設け、LED１５、LCD１４を制御する表示制御部１２、表示出力部１１を設けたヘッドアップディスプレイ装置において、表示像の背景色を検出する外部光センサ２を設け、背景色に応じて投影される像の表示色を制御する表示制御部１２、表示出力部１１を設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、視認性を向上させたヘッドアップディスプレイ装置の技術分野に属する。

従来においては、背景輝度検出装置と路面反射光検出装置を設け、背景輝度や路面反射光に応じた表示輝度や表示位置の調整を行っている（例えば、特許文献１参照。）。
特開平７−２６６９２３号公報（第２−５頁、全図）

しかしながら、従来にあっては、単に表示輝度の上昇を行うと、背景輝度に対応するには相当の強力な光源を必要とし、そのための光源の消費電流や発熱量が増大してしまう。また、表示位置の変更では、運転視野への影響が大きくなったり、瞬時に表示位置を見つけ出せないものであった。

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、視認性を向上させることができるヘッドアップディスプレイ装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明では、運転者が視線の変更を少なく見ることができるコンバイナを設け、光源から表示部へ投光することで像を前記コンバイナに投影する投影手段を設け、前記投影手段を制御する制御部を設けたヘッドアップディスプレイ装置において、表示像の背景色を検出する背景色検出手段を設け、前記背景色に応じて投影される像の表示色を制御する表示色制御手段を設けたことを特徴とする。

よって、本発明にあっては、視認性を向上させることができ、光源の小型化や消費電力の低減に寄与するヘッドアップディスプレイ装置にすることができる。

以下、本発明のヘッドアップディスプレイ装置を実現する実施の形態を、請求項１，２，５に係る発明に対応する実施例１と請求項１，３，５に係る発明に対応する実施例２と請求項１，４，５に係る発明に対応する実施例３に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。
図１は実施例１のヘッドアップディスプレイ装置のブロック図である。図２は実施例１のヘッドアップディスプレイ装置の色判定に用いるＲＧＢ値と色相環を示す説明図である。図３は実施例１のヘッドアップディスプレイ装置の表示色制御の処理の流れを示すフローチャート図である。図４は実施例１のヘッドアップディスプレイ装置の外部光センサの例を示す説明図である。図５は実施例１のヘッドアップディスプレイ装置の外部光センサの設置位置の例を示す説明図である。図６は実施例１のヘッドアップディスプレイ装置の表示色制御と輝度制御との関係を示す説明図である。図７は実施例１のヘッドアップディスプレイ装置の色変更の例を示す説明図である。

実施例１のヘッドアップディスプレイ装置は、表示装置１、外部光センサ２、上位システム３を主な構成としている。
表示装置１は、図１に示すように、表示出力部１１、表示制御部１２、外部光検出部１３、LCD１４、LED１５を主要な構成にしている。
表示出力部１１は、表示データを変換処理して画像信号をLCD１４に出力し、LCD１４の表示に合わせてLCD１４を発光させるよう制御信号を出力する。
表示制御部１２は、上位システム３からの情報や要求に対して、表示する像を画像処理により生成し、表示出力部１１に出力する。

外部光検出部１３は、外部光センサ２として用いられるCCDからの映像入力を処理して背景色を求められるデータにして、表示制御部１２に出力する。
LCD１４は、入力される画像信号に対応した画像を表示面に表示する。
LED１５は、画像に対応して発光し、LCD１４に投光する。
外部光センサ２は、図４に示すように、CCDカメラを用い、入光する部分を３つの円筒形状で構成する。円筒形部分を背景方向に向けることで指向性を持たせ、背景光の情報のみを測定可能にしている。
また、３本にすることで、ＲＧＢのそれぞれを通すフィルタを用いることで、受光素子は安価な光センサ等の使用を可能にする。
この外部光センサ２で検出された背景色情報は、外部光検出部１３へ出力される。

外部光センサ２の設置位置としては、図５に示すような位置が挙げられる。
上位システム３は、ナビゲーションやオーディオなど、表示装置１に表示要求及び表示させる情報を出力する。
また、本実施例のヘッドアップディスプレイ装置は、図示しないが、表示装置１のLCD１４に表示させた像を、LED１５からLCD１４へ投光することにより像を投影するようにし、投影像を拡大鏡で反射させるなどして、フロントウィンドウに設けたコンバイナ部分やフロントウィンドウと別に設けコンバイナに虚像で表示するものである。

次に、作用を説明する。

［表示色制御の流れ］
図３に示すのは、実施例１のヘッドアップディスプレイ装置の表示制御部１２で実行される表示色制御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。

ステップＳ１では、上位システム３からの表示開始要求に対して、本処理をスタートさせる。

ステップＳ２では、背景色と表示色を比較して、類似の関係にあるかどうかを判断し、類似の関係にあるならばステップＳ３に移行し、類似の関係にないならばステップＳ４に移行する。

ステップＳ３では、表示処理を実行する。

ステップＳ４では、表示色を背景色に対して強調させる処理を実行する。

ステップＳ５では、表示処理が完了したことを上位システム３へ応答する。

［表示色制御］
実施例１のヘッドアップディスプレイ装置では、ナビゲーションやオーディオなどの車両情報端末からの表示トリガを受信した際に、表示色と背景色の比較判断を行う。
まず、外部光センサ２により背景色を検出する。この検出では、CCDによる画像の検出の際に、３つの円筒形状部からそれぞれRGBのそれぞれのフィルタを通すようにして、R、G、Bのそれぞれの背景色情報を外部光検出部１３に出力する。

外部光検出部１３では、入力された情報からR値、G値、B値を、それぞれ相対的な信号強度の強、中、弱に分けるようにし、その結果を表示制御部１２に送る。
表示制御部１２では、R値、G値、B値の強、中、弱から図２(a)に示す表データより色判定を行う。表示色については、表示制御部１２による画像データもしくは、画像処理時のデータより色判定を行う。全ての色は単色の集合であると言えるため、このようにして、単色光に分解し、各単色光の強さを見れば判定ができるのである。
表示色の色判定と背景色の色判定を行ったならば、図２(b)に示す色相環にデータを当てはめるようにし、表示色と背景色が同じ分類となったならば、ステップＳ２の色が似ており見難い関係になっていると判断し、異なる分類になった場合には色が似ていないと判断するようにする。図２(b)には、例として１０分類（赤５１２、橙５１３、黄５１４、黄緑５１５、緑５１６、青緑５１７、青５１８、青紫５１９、紫５２０、赤紫５２１）の色相環と灰色５１１を示す。

<1>表示色と背景色の色が似ていない場合
表示色と背景色の色が異なる分類（例えば表示色が黄色、背景色が緑）になる場合には、ステップＳ２→Ｓ３になり、そのままの色が表示される。

<2>表示色と背景色の色が似ている場合
表示色と背景色の色が同じ分類（例えば表示色が緑、背景色が緑）になる場合（図７(a)参照）には、ステップＳ２→Ｓ４となり、表示色を変更する（図７(b)参照）。
表示色の変更制御としては、色を波長で見た際に波長を所定量長くするようにして変更する。あるいは、色相環において９０度変更するようにして色を変更する。あるいは、色相環において、補色の関係にあるものを選択するようにして色を変更するなどがある。
また、色相環上の差分を算出するようにして、わずかでも色が違えば、その差を広げるように表示色を変更し、全く同じである場合には、表示色の明度をあげるように変更してもよい。

実施例１では、表示色の変更を行う領域として、図６に示すように、背景輝度に対して表示輝度が制御可能な領域としている。
表示輝度とは、LCD１４とLED１５の組合せにより制御されるフロントウィンドウのコンバイナ部分、あるいは別体のコンバイナに虚像で表示される表示の輝度であり、背景輝度は、表示輝度の背景となる外部光による輝度である。
背景輝度に対応して表示輝度を制御できる領域にあるとしても、背景色と表示色が類似していると視認性は向上しないことになる。
輝度に関わらず、色が似ていることにより見分けが付きにくいためである。
よって、このように表示色を変更することにより、視認性が向上する。
この背景色、表示色の判定は、表示開始後も行うようにするのが望ましい。
また、その際には、背景色の変化に伴い一定時間経過後に表示制御解除を行うようにしてもよい。

［表示色の意味が強い場合の制御例］
ステップＳ４のおける強調処理において、表示色の意味が強いような場合においては、以下に示すような制御を行うようにしてもよい。
表示色を変更する際、図２(b)の色相環において、色相環の近隣色で、背景色と表示色の差が大きくなるものに変更するようにする。
もし、背景色と表示色が全く同色と判断した場合には、色の明度を上昇させるようにし、色の持つイメージを変えてしまわない色変更に留めるようにする。
例えば、表示色と背景色がどちらも緑の場合、図２(b)中の５Ｇの位置となり、この色相環において、となりの色を選択するようにする。５Ｇなら５ＧＹか５ＧＢ、近隣色であることから、この場合では５ＧＢを選択し、表示色を変更する。

［表示色制御による装置や光源の小型化等について］
このように表示色を制御することにより視認性を向上させれば、光源により背景輝度に対応して表示輝度を大きくする量を少なく済ませることができるため、光源の小型を行えるようになる。ヘッドアップディスプレイ装置において、光源は装置スペースの大きな部分を占有する。光源容量はそれに見合う電源装置を必要とするからである。よって、表示色制御は装置の小型化にも寄与する。また、消費電流や発熱量の低減にも寄与することになる。

［夜等の外部が暗い場合］
夕方以降の車両の外部が暗いような、表示輝度が十分に強くコントラストが確保できる場合には、表示色制御を停止するようにして、表示色の変更を行わないようにしてもよい。
さらに、色彩の制御として、車両の外部が暗く背景輝度が弱すぎ、表示輝度が強すぎるような場合には、表示色の色彩を無彩色（グレー）に近づけるようにし、表示が運転視界に影響しないようにする。

次に、効果を説明する。
実施例１のヘッドアップディスプレイ装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
(1)運転者が視線の変更を少なく見ることができるコンバイナを設け、光源から表示部へ投光することで像をコンバイナに投影するLED１５、LCD１４を設け、LED１５、LCD１４を制御する表示制御部１２、表示出力部１１を設けたヘッドアップディスプレイ装置において、表示像の背景色を検出する外部光センサ２を設け、背景色に応じて投影される像の表示色を制御する表示制御部１２、表示出力部１１を設けため、視認性を向上させることができ、光源の小型化や消費電力の低減に寄与するヘッドアップディスプレイ装置にすることができる。

(2)表示色制御部、表示出力部１１が、背景色と表示色が似ている色となっている場合に、表示色を背景色と異なる色に変更するものであるため、背景色と表示色が見にくい色の関係になっているかどうかを色が似ているかどうかで判断し、確実に見にくい状態を検出して表示色の変更を行うようにできる。

(5)表示色制御部、表示出力部１１が、複数に分割された色相環を用意し、表示色と背景色が同じ分類になると、背景色と表示色が似ている色となっていると判断するようにしたため、背景色と表示色が見にくい色の関係になっているかどうかを、比較的容易な色分類により判断するため、確実にかつ容易に見にくい状態を検出するとともに、その変更も分類をずらしたり、分類を変更すればよいため容易となる。

図８に示すのは、表示図形や表示文字である表示パターンの輪郭の色を背景色と異なる色に変更する例である。
構成は、実施例１と同様であるので説明を省略する。
次に作用を説明する。
［表示色制御］
実施例２では、ステップＳ２で判断される背景色と表示色が類似していると判断した際に（図８(a)参照）、表示制御部１２により、表示している図形、文字などの表示パターンを判断し、その表示パターンに所定の幅の輪郭を設けるようにし、この輪郭の色を背景色と類似しない色に変更する。
これにより、背景から表示部分を浮き立たせて見せるようにして、視認性を向上させる。
また、輪郭で処理することにより、表示パターンの色に意味がある場合に、表示パターンの色を変更せずに背景色に対して表示を目立たせることになる。

次に、効果を説明する。
この実施例２のヘッドアップディスプレイ装置にあっては、実施例１の(1),(5)の効果に加え、下記の効果を得ることができる。
(3)表示色制御部が、背景色と表示色が似ている色となっている場合に、表示図形や表示文字である表示パターンの輪郭の色を背景色と異なる色に変更するものであるため、表示部分を変更しなくても背景に対して表示を目立たせることができる。よって、表示パターンの色に意味がある場合に、表示色を変更せずに視認性を向上させることができる。

図９に示す実施例３は、背景色と表示色が似ている色となっている場合に、表示図形や表示文字である表示パターンの周囲に表示色と異なる色に設ける例である。
構成は実施例１と同様であるので説明を省略する。
次に作用を説明する。
［表示色制御］
実施例３では、ステップＳ２で判断される背景色と表示色が類似していると判断した際に（図９(a)参照）、表示制御部１２により、表示色の周囲色を表示色と類似しない色に変更する。表示パターンに周囲色がない場合には、表示パターンを囲むように周囲色表示範囲を新たに設定し、周囲色を設けるようにする。
<1>周囲色を追加表示する場合
周囲色を追加表示する場合には、表示色に対して以下のものを選択して周囲色を決定するようにする。

<1-1>反対色（補色）
図２(b)に示す色相環において、表示色が分類される部分と反対の位置に配置される色を選択するようにする。例えば、緑と黄色、青と黄色の対などである。
このように補色の関係にすれば、コントラストがあり、目立ちやすく、視認性を向上させる。

<1-2>寒暖対比
図２(b)に示す色相環において、青系の色を寒色系、赤系の色を暖色系と分類し、表示の寒暖色に対比させ周囲色の寒暖色を設定する。例えば、赤と青の対、緑と黄色の対などである。（緑は寒色、黄色は暖色とする）

<1-3>明度対比
表示色に対して、背景色の明度を低くするようにする。すると、明度の高い背景色の前に置かれた表示色に比べて、明度の低い背景色の前に置かれた表示色の方が明度を高く感じられ、視認性が向上する。例えば、同系色だが、周囲を灰色っぽくすることにより表示色を目立たせる、緑の表示色と灰色の周囲色などである。

<2>表示の透明色化
周囲色を追加する際には、表示パターンである文字や図形を透明にしてもよい。すると、表示文字が小さいような場合、運転者に、その文字でなく周囲色を認識させることにより、その文字を認識させるようにすれば、面積により人間の認識率が変わる作用により、よく認識できることとなる。
この実施例３のヘッドアップディスプレイ装置にあっては、実施例１の(1),(5)の効果に加え、下記の効果を得ることができる。

(4)表示制御部１２が、背景色と表示色が似ている色となっている場合に、表示図形や表示文字である表示パターンの周囲に表示色と異なる色を設けるものであるため、さらに視認性を向上させたヘッドアップディスプレイ装置にすることができる。

以上、本発明のヘッドアップディスプレイ装置を実施例１〜実施例３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。

例えば、実施例１では、色相環として１０分類にしたものを示したが、他の数に分類したものであってもよい。
また、実施例１では、R、G、Bの信号強度の組合せにより色判定を行うものを示したが、さらに別の信号強度を組み合わせるようにしてもよい。
さらに、実施例１のR、G、Bの信号強度から、輝度を算出することも可能であるので、この輝度を表示色制御に組み合わせるようにしてもよい。

なお、実施例１〜実施例３の表示色の制御は、車両の状況、車両の周囲の状況等に対応させるのが、望ましい。例えば、警告等の表示の際には、表示色を重視する。また、上述の運転視界に影響がないように表示色をグレーに近づけるのを車速に対応させるなどである。

実施例１のヘッドアップディスプレイ装置のブロック図である。実施例１のヘッドアップディスプレイ装置の色判定に用いるＲＧＢ値と色相環を示す説明図である。実施例１のヘッドアップディスプレイ装置の表示色制御の処理の流れを示すフローチャート図である。実施例１のヘッドアップディスプレイ装置の外部光センサ２の例を示す説明図である。実施例１のヘッドアップディスプレイ装置の外部光センサ２の設置位置の例を示す説明図である。実施例１のヘッドアップディスプレイ装置の表示色制御と輝度制御との関係を示す説明図である。実施例１のヘッドアップディスプレイ装置の色変更の例を示す説明図である。実施例２のヘッドアップディスプレイ装置の色変更の例を示す説明図である。実施例３のヘッドアップディスプレイ装置の色変更の例を示す説明図である。

符号の説明

１表示装置
１１表示出力部
１２表示制御部
１３外部光検出部
１４ LCD
１５ LED
２外部光センサ２
３上位システム
５色相環
５１１灰
５１２赤
５１３橙
５１４黄
５１５黄緑
５１６緑
５１７青緑
５１８青
５１９青紫
５２０紫
５２１赤紫
６０ａ背景色と類似色である表示色部分
６０ｂ背景色と異なるように変更した表示色部分
６１背景色部分
７０背景色と類似色である表示色部分
７１背景色部分
７２（表示パターンの）輪郭部分
８０背景色と類似色である表示色部分
８１背景色部分
８２周囲色部分

Claims

運転者が視線の変更を少なく見ることができるコンバイナを設け、光源から表示部へ投光することで像を前記コンバイナに投影する投影手段を設け、前記投影手段を制御する制御部を設けたヘッドアップディスプレイ装置において、
表示像の背景色を検出する背景色検出手段を設け、
前記背景色に応じて投影される像の表示色を制御する表示色制御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装置。
請求項１に記載されたヘッドアップディスプレイ装置において、
前記表示色制御手段が、
背景色と表示色が似ている色となっている場合に、表示色を背景色と異なる色に変更するものであることを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。
請求項１に記載されたヘッドアップディスプレイ装置において、
前記表示色制御手段が、
背景色と表示色が似ている色となっている場合に、表示図形や表示文字である表示パターンの輪郭の色を背景色と異なる色に変更するものであることを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。
請求項１に記載されたヘッドアップディスプレイ装置において、
前記表示色制御手段が、
背景色と表示色が似ている色となっている場合に、表示図形や表示文字である表示パターンの周囲に表示色と異なる色を設けるものであることを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。
請求項１〜請求項４に記載されたヘッドアップディスプレイ装置において、
前記表示色制御手段が、
複数に分割された色相環を用意し、前記表示色と前記背景色が同じ分類になると、背景色と表示色が似ている色となっていると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装置。