JP2008155738A

JP2008155738A - 車載用表示装置

Info

Publication number: JP2008155738A
Application number: JP2006345754A
Authority: JP
Inventors: Yoshifumi Goto; 祥文後藤
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2006-12-22
Filing date: 2006-12-22
Publication date: 2008-07-10

Abstract

【課題】表示パネルの表面における反射光がユーザの視認性および操作性に影響を及ぼさないように表示パネルの状態を最適化することが可能な車載用表示装置を提供する。
【解決手段】車両に搭載され、画像情報を表示する表示パネルと、表示パネルの表面における外乱光反射に、車両の運転者の視界に入射する予め定められた防眩角度範囲への反射光である対象反射光が存在するか否かを特定する対象反射光特定手段と、対象反射光の存在が特定された場合に、当該対象反射光が運転者の視界へ入射することを抑制する反射光抑制手段と、を備えることを特徴とする車載用表示装置として提供可能である。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両に搭載され、画面の向きを調整可能な車載用表示装置に関するものである。

近年、液晶ディスプレイの普及に伴って、車載用表示装置として液晶ディスプレイ（以下、ディスプレイと略称）を搭載する自動車が多くなった。ディスプレイは、カーナビゲーション装置による地図画面や目的地を設定するための経路設定画面あるいはテレビジョン放送受信装置によるテレビ画面等を表示し、自動車の停車中に運転者が地図を見たり、あるいは運転者以外の乗員がテレビ画面を見たりするのに利用される。

ところが、ディスプレイは自動車の走行中でも表示できるので、走行中にディスプレイに表示されている画面が運転者の目に入ったり、あるいは運転者がその画面を見ることも可能である。そのため、運転者が運転に集中できなくなることもある。また、運転者が運転に集中するためにディスプレイをオフ状態とした場合、運転者以外の乗員がディスプレイによるテレビ画面等を楽しむことができない。

そこで、運転者の運転中の集中力の低下を防止する車載用表示装置が考案されている（特許文献１参照）。

また、ディスプレイは、周知のとおり画像を視認可能な角度（視野角と称する）に制限があり、その制限範囲を超えた場合、画像が鮮明に見えなくなり、特にカラー画像では色再現性が極端に悪くなる。さらに、車室内において乗員は、シートベルトによって保護拘束されていて、大きな動きができず、ディスプレイに手が届きにくいため、ディスプレイの向きを自分の見やすい方向に変更しづらいといった問題があった。

また、これまで車載用ナビゲーション装置の表示手段として用いられることが多く、運転手や助手席での使用を目的としていれば十分だったものが、最近では、インターネットや電子メール端末としての使用など、いわゆるマルチメディア情報端末としての総合的な機能が車両に与えられるに至り、モニタが後部座席に座った人に対しても情報提供手段として多用されるため、後部座席に座った人にもディスプレイを見る機会が多くなっている。このため、室内に搭載されているディスプレイ（モニタ）の向きが、乗員に対してより見やすい向きに自動的に調整されるモニタ向き調整装置が考案されている（特許文献２参照）。

特開２００３−２１４８７８号公報特開２００２−２４０６４１号公報

車載用ディスプレイは、様々な状況を想定しても最低１０以上のコントラスト比が必要とされている。しかし、ディスプレイの画面に太陽光等の外光が入射し、それが反射してユーザの目に入った場合、そのコントラスト比は１０を下回り、ユーザの視認性が著しく低下してしまう。

一般的には、外光がディスプレイの画面に入射しても、取り付け角度を最適化したり、画面の前に曲面をもった反射板を設置し反射光を一定方向に集めて、反射光がユーザの目に入らないようにしている。しかし、車両内装のデザインが優先され取り付け角度が最適化できない場合には、画面からの反射光がユーザの目に入るにもかかわらず、画面位置は固定、もしくはその可動範囲が限定されており、視認性が最適化されない可能性があり、また反射板を設置すると操作性が低下するという問題が生ずる。

また、近年、逆に入射光を液晶ディスプレイ内部で反射させて、その光を光源として利用することにより、視認性を向上させる技術も報告されているが、逆に夜間での見映えが従来型の液晶ディスプレイよりも劣るというデメリットがある。

また、特許文献１および２では、ディスプレイ画面での反射光によるユーザの視認性の低下および操作性の低下に対する対応策については開示されていない。

上記問題を背景として、本発明の課題は、表示パネル（上記のディスプレイ画面）の表面における反射光がユーザの視認性および操作性に影響を及ぼさないように表示パネルの状態を最適化することが可能な車載用表示装置を提供することにある。

課題を解決するための手段および発明の効果

上記課題を解決するための車載用表示装置は、車両に搭載され、画像情報を表示する表示パネルと、表示パネルの表面における外乱光反射に、車両の運転者の視界に入射する予め定められた防眩角度範囲への反射光である対象反射光が存在するか否かを特定する対象反射光特定手段と、対象反射光の存在が特定された場合に、当該対象反射光が運転者の視界へ入射することを抑制する反射光抑制手段と、を備えることを特徴とする。

上記構成によって、車両の運転者の操作を必要とせずに、表示パネルからの反射光が運転者の視界に入射することを防止できる。

また、本発明の車載用表示装置における対象反射光特定手段は、表示パネルに入射する外乱光において、対象反射光を生じうる予め定められた入射角度を有した対象入射光の存在を特定することにより、対象反射光の存在を間接的に特定するように構成することもできる。

車室内で運転者の視界に入射する対象反射光を検出するためには、運転者の顔の周辺にセンサ等の検出手段を設ける必要がある。しかし、運転者の身長・座高により着座位置（すなわち運転者の顔の位置）は様々であるため、数多くの検出手段を設けなければならず、コストの上昇は免れられない。一方、表示パネルに入射する外乱光の状態から対象反射光の状態を求めることができる。上記構成によって、対象反射光の検出手段は不要であり、対象入射光の存在を特定するだけで、低コストで精度よく対象反射光の存在を特定することが可能となる。

また、本発明の車載用表示装置における対象反射光特定手段は、表示パネルへの外乱光の入射角度を検出する入射角度検出手段を有するように構成することもできる。

表示パネルに入射する外乱光の入射角度が分かれば、ホイヘンスの原理等により入射角度＝反射角度という関係があるので、その反射角度も求めることができる。上記構成によって、運転席等の周囲に対象反射光の検出手段を設置する必要はなく、低コストで精度よく対象反射光の存在を特定することが可能となる。

また、本発明の車載用表示装置における入射角度検出手段は、一次元又は二次元の光検出センサと、該光検出センサへの外乱光の露光部を形成するアパーチャとを有し、該アパーチャを介して光検出センサへ入射する外乱光の受光位置に基づいて入射角度を検出するように構成することもできる。

スリットやピンホールのようなアパーチャ（開口部）を通過した光をＣＣＤリニアイメージセンサ等の光検出センサで検出して入射角度を検出する方法はよく知られている。アパーチャがスリットの場合は一次元の光検出センサが、アパーチャがピンホールの場合は二次元の光検出センサが用いられる。上記構成によって、広く普及しているアパーチャおよび光検出センサを用いることで、低コストで入射角度検出手段を構成することが可能となる。

また、本発明の車載用表示装置は、対象反射光に対する運転者の防眩要求意思を検出する防眩要求意思検出手段を有し、対象反射光特定手段は、防眩要求意思の検出に基づいて、対象反射光の存在を特定するように構成することもできる。

人種（目の色），性別，サングラスや眼鏡の装着状態，国などの走行地域，太陽の高さ，季節等によって、運転者が眩しいと感じる明るさが異なる。上記構成によって、運転者の眩しさの感じ具合、すなわち防眩要求意思によっても対象反射光の存在を特定することが可能となる。

また、本発明の車載用表示装置における防眩要求意思検出手段は、運転者が操作入力を行うための操作入力手段を含み、操作入力に基づいて防眩要求意思を検出するように構成することもできる。

上記構成によって、運転者の防眩要求意思を確実に検出することが可能となる。

また、本発明の車載用表示装置における防眩要求意思検出手段は、運転者が音声を入力するための音声入力手段を含み、入力された音声に基づいて防眩要求意思を検出するように構成することもできる。

例えば、運転者が「眩しい」と意味の言葉を発声した場合、防眩要求意思があると判定できる。上記構成によって、運転者の操作入力を必要とせずに防眩要求意思を検出できるので、運転者の運転操作を妨げることはない。また、音声認識機能は、車載用ナビゲーション装置等に普及しているので、新たな装置を追加しなくても、すなわちコスト上昇を伴わずに防眩要求意思を検出することができる。

また、本発明の車載用表示装置は、表示パネルを、該車両上での保持角度を変更可能かつ任意の角度を保持可能に駆動保持する表示パネル駆動保持手段が設けられ、反射光抑制手段は、対象反射光の存在が特定された場合に、当該対象反射光が防眩角度範囲外への反射光となるように、該表示パネル駆動保持手段による表示パネルの保持角度を変更制御する表示パネル保持角度制御手段を有するように構成することもできる。

上記構成によって、表示パネルを任意の保持角度となるように駆動でき、表示パネルからの対象反射光が運転者の視界に入射することを防止できる。

また、本発明の車載用表示装置における対象反射光特定手段は、表示パネルへの外乱光の入射角度を検出する入射角度検出手段を有し、入射角度検出手段は、表示パネル外にて車両に対し角度固定となるように取り付けられているように構成することもできる。

上記構成によって、車内の機器レイアウト等の問題で、入射角度検出手段を表示パネルに取り付けられない場合においても、外乱光の入射角度を検出でき、本発明の作用効果を得ることが可能となる。

また、本発明の車載用表示装置における表示パネル駆動保持手段は、表示パネル保持角度制御手段により、表示パネルの保持角度を上下方向と左右方向との双方に駆動制御されるように構成することもできる。

上記構成によって、簡単な構成で表示パネルを任意の保持角度となるように駆動でき、表示パネルからの対象反射光が運転者の視界に入射することを防止できる。

また、本発明の車載用表示装置における表示パネル駆動保持手段は、表示パネルを前後方向に平行移動可能に駆動するものであり、反射光抑制手段は、対象反射光の存在が特定された場合に、当該対象反射光が防眩角度範囲外への反射光となるように、該表示パネル駆動保持手段による表示パネルの前後方向位置を変更制御する表示パネル前後制御手段を有するように構成することもできる。

表示パネルを前後に駆動すれば、外乱光の入射角度も変わる。上記構成によっても、簡単な構成で表示パネルからの対象反射光が運転者の視界に入射することを防止できる。

また、本発明の車載用表示装置は、表示パネルの表示面への外乱光の入射を、運転者による該表示面の視認を許容しつつ遮断するシェードと、該シェードを、表示面に対する遮光角度が変更可能となるように駆動保持するシェード駆動保持手段とを有し、反射光抑制手段は、対象反射光の存在が特定された場合に、当該対象反射光の原因となっている防眩角度範囲への入射光が遮断されるように、シェード駆動保持手段によるシェードの保持角度を変更制御するシェード保持角度制御手段を有するように構成することもできる。

上記構成によって、シェードが備えられている車載用表示装置においては、表示パネルの角度や位置を変更することなく、シェードによって対象反射光が運転者の視界に入射することを防止できる。よって、表示パネル駆動保持手段および表示パネル前後制御手段を必要としないので、コストは上昇しない。

以下、本発明の車載用表示装置を、車載用ナビゲーション装置に用いた構成を例に挙げて、図面を参照しながら説明する。無論、車載用音響映像装置のような他の車載機器の表示装置として構成してもよい。図１は車載用ナビゲーション装置（以下、ナビゲーション装置と略称する）１００の構成を示すブロック図である。ナビゲーション装置１００は、位置検出器１，地図データ入力器６，操作スイッチ群７，リモートコントロール（以下リモコンと称する）センサ１１，音声案内などを行う音声合成回路２４，スピーカ１５，メモリ９，表示器１０，送受信機１３，ハードディスク装置（ＨＤＤ）２１，ＬＡＮ(Local Area Network) Ｉ／Ｆ（インターフェース）２６，これらの接続された制御回路８，リモコン端末１２等を備えている。

位置検出器１は、周知の地磁気センサ２，車両の回転角速度を検出するジャイロスコープ３，車両の走行距離を検出する距離センサ４，および衛星からの電波に基づいて車両の位置を検出するＧＰＳ受信機５を有している。これらのセンサ等２，３，４，５は各々が性質の異なる誤差を持っているため、複数のセンサにより各々補完しながら使用するように構成されている。なお、精度によっては前述したうちの一部のセンサで構成してもよく、さらに、ステアリングの回転センサや各転動輪の車輪センサ例えば車速センサ２３等を用いてもよい。

操作スイッチ群７は、例えば表示器１０と一体になったタッチパネル２２もしくはメカニカルなスイッチが用いられる。タッチパネル２２は、表示器１０の画面上にガラス基盤と透明なフィルムにスペーサと呼ばれる隙間を介してＸ軸方向、Ｙ軸方向に電気回路が配線され、フィルム上をユーザがタッチすると、押された部分の配線がショートして電圧値が変わるため、これを２次元座標値（Ｘ，Ｙ）として検出する、いわゆる抵抗膜方式が広く用いられる。その他に、周知のいわゆる静電容量方式を用いてもよい。メカニカルスイッチの他に、マウスやカーソル等のポインティングデバイスを用いてもよい。操作スイッチ群７のうちのメカニカルスイッチは、例えば、表示器１０とその周辺を覆い意匠枠となるエスカッション１０ｂに配置される（図２参照）。

また、マイク３１および音声認識ユニット３０を用いて種々の指示を入力することも可能である。これは、マイク３１から入力された音声信号を、音声認識ユニット３０において周知の隠れマルコフモデル等の音声認識技術により処理を行い、その結果に応じた操作コマンドに変換するものである。これら本発明の防眩要求意思検出手段，操作入力手段に相当する、操作スイッチ群７，リモコン端末１２，タッチパネル２２，およびマイク３１により、種々の指示を入力することが可能である。また、音声認識ユニット３０が本発明の防眩要求意思検出手段に相当する。

送受信機１３は、例えば道路に沿って設けられた送信機（図示せず）から出力される光ビーコン、または電波ビーコンによってＶＩＣＳ（Vehicle Information and Communication System：道路交通情報通信システム，登録商標）センタ１４から道路交通情報を受信、あるいはＦＭ多重放送を受信するための装置である。また、送受信機１３を用いてインターネット等の外部ネットワークに接続可能な構成としてもよい。

また、ＥＴＣ車載器１７と通信することにより、ＥＴＣ車載器１７が路側器（図示せず）から受信した料金情報などをナビゲーション装置１００に取り込むことができる。また、ＥＴＣ車載器１７によって外部ネットワークと接続し、ＶＩＣＳセンタ１４等との通信を行う構成をとってもよい。

制御回路８は通常のコンピュータとして構成されており、周知のＣＰＵ８１，ＲＯＭ８２，ＲＡＭ８３，入出力回路であるＩ／Ｏ８４，Ａ／Ｄ変換部８６，描画部８７，時計ＩＣ８８，画像処理部８９およびこれらの構成を接続するバスライン８５が備えられている。ＣＰＵ８１は、ＨＤＤ２１に記憶されたナビプログラム２１ｐおよびデータにより制御を行う。また、ＨＤＤ２１へのデータの読み書きの制御はＣＰＵ８１によって行われる。また、ＣＰＵ８１からＨＤＤ２１に対してデータの読み書きの制御ができなくなった場合のために、ＲＯＭ８２にナビゲーション装置１００として必要最低限の動作を行うためのプログラムを記憶しておいてもよい。なお、制御回路８が本発明の対象反射光特定手段，反射光抑制手段，表示パネル保持角度制御手段，シェード保持角度制御手段に相当する。

Ａ／Ｄ変換部８６は周知のＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換回路を含み、例えば位置検出器１などから制御回路８に入力されるアナログデータをＣＰＵ８１で演算可能なデジタルデータに変換するものである。

描画部８７は、ＨＤＤ２１等に記憶された地図データ２１ｍ（後述），表示用のデータや表示色のデータから表示器１０に表示させるための表示画面データを生成する。

時計ＩＣ８８はリアルタイムクロックＩＣとも呼ばれ、ＣＰＵ８１からの要求に応じて時計・カレンダーのデータを送出あるいは設定するものである。ＣＰＵ８１は時計ＩＣ８８から日時情報を取得する。また、ＧＰＳ受信機５で受信したＧＰＳ信号に含まれる日時情報を用いてもよい。また、ＣＰＵ８１に含まれるリアルタイムカウンタを基にして日時情報を生成してもよい。

画像処理部８９は、公知のパターン認識などの技術によって、カメラ３２（後述）によって撮影された画像の解析を行う画像処理回路を含んで構成される。画像処理部８９では、例えば、カメラ３２により撮影された映像信号に一般的な２値化処理を施すことにより、ピクセル毎のデジタル多値画像データに変換する。そして、得られた多値画像データから、一般的な画像処理手法を用いて所望の画像部分を抽出する。

ＨＤＤ２１には、ナビプログラム２１ｐの他に位置検出の精度向上のためのいわゆるマップマッチング用データ、道路の接続を表した道路データを含む地図データベースである地図データ２１ｍが記憶される。地図データ２１ｍは、表示用となる所定の地図画像情報を記憶するとともに、リンク情報やノード情報等を含む道路網情報を記憶する。リンク情報は、各道路を構成する所定の区間情報であって、位置座標，距離，所要時間，道幅，車線数，制限速度等から構成される。また、ノード情報は、交差点（分岐路）等を規定する情報であって、位置座標，右左折車線数，接続先道路リンク等から構成される。また、リンク間接続情報には、通行の可不可を示すデータなどが設定されている。

また、ＨＤＤ２１には経路案内の補助情報や娯楽情報、その他にユーザが独自にデータを書き込むことができ、ユーザデータ２１ｕとして記憶される。また、ナビゲーション装置１００の動作に必要なデータや各種情報はデータベース２１ｄとしても記憶される。

ナビプログラム２１ｐ，地図データ２１ｍ，ユーザデータ２１ｕ，およびデータベース２１ｄは、地図データ入力器６を介して記憶媒体２０からそのデータの追加・更新を行うことが可能である。記憶媒体２０は、そのデータ量からＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤを用いるのが一般的であるが、例えばメモリカード等の他の媒体を用いてもよい。また、外部ネットワークを介してデータをダウンロードする構成を用いてもよい。

メモリ９は、例えばＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable ＆ Programmable Read Only Memory：電気的消去・プログラム可能・読出し専用メモリ）やフラッシュメモリ等の書き換え可能なデバイスによって構成され、ナビゲーション装置１００の動作に必要な情報およびデータが記憶されている。なお、メモリ９は、ナビゲーション装置１００がオフ状態になっても記憶内容が保持されるようになっている。また、メモリ９の代わりにナビゲーション装置１００の動作に必要な情報およびデータをＨＤＤ２１に記憶してもよい。さらに、ナビゲーション装置１００の動作に必要な情報およびデータをメモリ９とＨＤＤ２１に分けて記憶してもよい。

表示器１０は周知のカラー液晶表示器で構成され、ドット・マトリックスＬＣＤ（Liquid Crystal Display）およびＬＣＤ表示制御を行うための図示しないドライバ回路を含んで構成されている。ドライバ回路は、例えば、画素毎にトランジスタを付けて目的の画素を確実に点灯させたり消したりすることができるアクティブマトリックス駆動方式が用いられ、制御回路８（描画部８７）から送られる表示指令および表示画面データに基づいて表示を行う。また、表示器１０として有機ＥＬ（ElectroLuminescence：電界発光）表示器，プラズマ表示器を用いてもよい。なお、表示器１０が本発明の表示パネルに相当する。

スピーカ１５は周知の音声合成回路２４に接続され、ナビプログラム２１ｐの指令によってメモリ９あるいはＨＤＤ２１に記憶されるデジタル音声データが音声合成回路２４においてアナログ音声に変換されたものが送出される。なお、音声合成の方法には、音声波形をそのままあるいは符号化して蓄積しておき必要に応じて繋ぎ合わせる録音編集方式、文字入力情報からそれに対応する音声を合成するテキスト合成方式などがある。

車速センサ２３は周知のロータリエンコーダ等の回転検出部を含み、例えば車輪取り付け部付近に設置されて車輪の回転を検出してパルス信号として制御回路８に送るものである。制御回路８では、その車輪の回転数を車両の速度に換算して、車両の現在位置から所定の場所までの予想到達時間を算出したり、車両の走行区間毎の平均車速を算出する。

通信ユニット２５は周知の無線送受信機として構成され、インターネット等の公衆通信網と接続するために用いる。また、通信ユニット２５を携帯電話機等の携帯通信端末（図示せず）を接続してデータ通信を行うための、携帯通信端末と制御回路８との間のインターフェース回路として構成してもよい。

ＬＡＮＩ／Ｆ２６は車内ＬＡＮ２７を介して他の車載機器やセンサとのデータの遣り取りを行うためのインターフェース回路である。また、ＬＡＮＩ／Ｆ２６を介して車速センサ２３からのデータ取り込み、あるいはＥＴＣ車載器１７との接続を行ってもよい。

このような構成を持つことにより、ナビゲーション装置１００は、制御回路８のＣＰＵ８１によりナビプログラム２１ｐが起動されると、ユーザが操作スイッチ群７，タッチパネル２２，リモコン端末１２の操作、あるいはマイク３１からの音声入力によって、表示器１０上に表示されるメニュー（図示せず）から目的地までの案内経路を表示器１０に表示させるための経路案内処理を選択した場合、次のような処理を実施する。

すなわち、まず、ユーザは目的地を探索する。目的地の探索方法は、例えば、地図上の任意の地点を指定する方法，目的地の所在する地域から探索する方法，目的地の電話番号から探索する方法，五十音表から目的地の名称を入力して探索する方法，あるいはユーザがよく利用する施設としてメモリ９に記憶されているものから探索する方法などがある。目的地が設定されると、位置検出器１により車両の現在位置が求められ、該現在位置を出発地として目的地までの最適な案内経路を求める処理が行われる。

そして、目的地に対する経路案内を行うときには、制御回路８は、上記の案内経路を表示器１０の画面の道路地図上に強調表示させるとともに、音声合成回路２４およびスピーカ１５によって、案内経路に沿う進行案内、例えば右折地点、左折地点に至る手前の所定のタイミングで、その右折あるいは左折の案内のための音声を発生させる処理を実行するように構成されている。

このような自動的に最適な案内経路を設定する手法は、ダイクストラ法等の手法が知られている。なお、案内経路の探索時において、出発地は通常は車両の現在位置であるが、現在位置と異なる場所を出発地として設定したい場合には、上述のように操作スイッチ群７等を使用して出発地を任意に設定することができる。

カメラ３２は周知のＣＣＤビデオカメラ等で構成され、撮影された画像データは制御回路８（画像処理部８９）に送られる。図３に搭載例を示す。カメラ３２は、運転者の顔を撮影可能なように、例えば、ステアリングコラム上に取り付けられる。また、ダッシュパネル上や天井、ルームミラー近傍に取り付けてもよい。

入射光検出部３６は、表示器１０の表示画面１０ａに入射する光を検出するもので、図２のように、表示器１０とその周辺を覆う枠であるエスカッション１０ｂに３６ａ〜３６ｄとして配置される。また、図３のように、表示器１０がセンターコンソールと一体となっている場合には、表示器１０の周囲に、車両に対し角度固定となるように取り付けられる。なお、入射光検出部３６が本発明の入射角度検出手段に相当する。

図４〜図８を用いて、入射光の検出方法について説明する。
（プリズムを用いる方法）
図４のように、入射光検出部３６ａは周知のリニアイメージセンサ３６ａ１およびプリズム３６ａ２を含んで構成される（入射光検出部３６ｂ〜３６ｄも同様）。入射光はプリズム３６ａ２内で屈折して、その屈折光をリニアイメージセンサ３６ａ１で検出し、リニアイメージセンサ３６ａ１で屈折光が検出された位置に基づいて、入射角θを求める。

なお、図４は表示器１０を上方から見たものであるが、入射光検出部３６ａ（および３６ｂ）は表示器１０の右側からの入射光を、入射光検出部３６ｄ（および３６ｃ）は表示器１０の左側からの入射光を検出する構成となっている。

（アパーチャおよび一次元センサを用いる方法）
図５のように、入射光検出部３６ａ（他も同様）は、アパーチャであるスリット４１および一次元センサであるＣＣＤリニアイメージセンサ半導体チップ４３を含むリニアイメージセンサ４２により構成される。また、Ｘ，Ｙ，Ｚは直交座標軸を表す。該構成において、スリット４１を通過した入射光のリニアイメージセンサ４２での検出位置から、Ｘ軸と検出位置との距離ｌが求められる。スリット４１からリニアイメージセンサ４２までの距離ｈは既知であるため、Ｙ−Ｚ平面内での入射光の角度αは、α＝ｔａｎ^−１（ｌ／ｈ）と算出され、その結果、入射角θは、θ＝９０−αと算出される。

例えば入射光検出部３６ａ，３６ｃをそのリニアイメージセンサの検出方向が表示器の水平方向となるように配置し、入射光検出部３６ｂ，３６ｄをそのリニアイメージセンサの検出方向が表示器の垂直方向となるように配置すれば、入射光の方位角および入射角を算出することができる。

（アパーチャおよび二次元センサを用いる方法１）
図６のように、入射光検出部３６ａ（他も同様）は、ＣＣＤイメージセンサ半導体チップ５１ａを含む二次元センサであるイメージセンサ５１と、この上方に設けられたアパーチャであるピンホール５２ａを有するカバー５２とにより構成される。そして、ピンホール５２ａからの入射光の、イメージセンサ５１における二次元的な受光位置に対する方位角ψおよび仰角すなわち入射角θ（図７参照）を算出する。

次に、上記構成における方位角ψおよび入射角θの算出方法について、図８Ａ〜図８Ｄを用いて説明する。図８Ａ〜図８Ｄは、図６あるいは図７の入射光検出部３６ａを上方から見た様子を示している。また、方位角ψは、入射光検出部３６ａの、ピンホール５２ａを中心として互いに直交するＸ−Ｙ座標に関して定義される。

方位角ψと入射光検出部３６ａにおける入射光の検出位置（ｘ，ｙ）とが、図８Ａおよび図８Ｄに示すような関係にある場合、方位角ψと検出位置（ｘ，ｙ）とは、ψ＝９０−ｔａｎ^−１（ｙ／ｘ）と表すことができる。一方、方位角ψと二次元位置検出器１１における太陽光の検出位置（ｘ，ｙ）とが、図８Ｂおよび図８Ｃに示すような関係にある場合、方位角ψと検出位置（ｘ，ｙ）とは、ψ＝−９０−ｔａｎ^−１（ｙ／ｘ）と表すことができる。

また、入射角θは、θ＝ｃｏｓ^−１｛ｒ／（ｈ^２＋ｒ^２）^１／２｝,ｒ＝（ｘ^２＋ｙ^２）^１／２と表すことができる。

（アパーチャおよび二次元センサを用いる方法２）
図１３Ａ，図１３Ｂのように、入射光検出部３６ａ（他も同様）は、ＣＣＤイメージセンサ半導体チップを含む二次元センサであるイメージセンサ群９１、この上方に設けられたアパーチャであるピンホール９２を有するカバー９０とにより構成される。そして、イメージセンサ群９１はセグメントに分割されたイメージセンサ９１ａの集合体として構成されている。

ピンホール９２からの入射光の入射角度と、入射光を検出するイメージセンサ（９１ａ等）の位置との関係は、例えば１対１のような相関関係で表されるため、予めデータベース２１ｄ等にデータテーブルとして定義しておくことができる。無論、複数のイメージセンサで入射光を検出した場合も、対応する入射角度をデータテーブルから求めることができる。この方法では、座標や角度の計算が不要であるので、短時間で入射角度を算出することができる。

なお、入射角度の算出については、下記の文献に詳細が記載されている。
特公平０７−２６８４０号公報特開２００５−３２６１７２号公報

上記のいずれの方法においても、リニアイメージセンサの出力電圧に基づいて、入射光の光量を検出することができる。

図９および図１０を用いて、表示器駆動部３７の詳細について説明する。なお、表示器駆動部３７が本発明の表示パネル駆動保持手段に相当する。図９のように、表示器駆動部３７は、表示器１０の左右方向の向きを変更するためのモータ６１および上下方向の向きを変更するためのモータ６３を含んで構成される。モータ６１およびモータ６３は、それぞれのモータ軸６１ａ，６３ａに取り付けられたギア６１ｂ，６３ｂが、表示器１０側に取り付けられた減速ギア６１ｃ，６３ｃと噛合し、制御回路８からの駆動指令に基づいて、モータ６１およびモータ６３を時計方向または反時計方向に回転させることで、表示器１０の保持角度を上下方向と左右方向との双方に駆動制御する。この構成により、表示器１０を、車両上での保持角度を変更可能かつ任意の角度を保持可能に駆動保持することができる。

また、図１０のように、表示器駆動部３７は、表示器１０の前後方向位置を変更するためのモータ６５，表示器取付部６５ｄに形成されたラック６５ｃ，およびモータ６５のモータ軸６５ａに固定され、ラック６５ｃと噛合するピニオン６５ｂを含んで構成される。そして、制御回路８からの駆動指令に基づいて、モータ６５を時計方向または反時計方向に回転させることで、モータ軸６５ａに固定されたピニオン６５ｂも同様に回転し、ラック６５ｃがＤ方向に移動することで表示器１０を前後方向（Ｄ方向）に平行移動可能に駆動する。

図１１，図１２Ａ〜図１２Ｄを用いて、シェード駆動部３８の詳細について説明する。なお、シェードは表示器１０の表示面１０ａへの外乱光の入射を、運転者による該表示面の視認を許容しつつ遮断するもので、表示面１０ａに対する遮光角度が変更可能となるように駆動保持する。また、シェード駆動部３８が本発明のシェード駆動保持手段に相当する。シェード駆動部３８は、第１シェード７３，第２シェード７４の位置を変更するためのモータ７０，第１シェード７３に形成されたラック７２，およびモータ７０のモータ軸７０ａに固定され、ラック７２と噛合するピニオン７１を含んで構成される。そして、制御回路８からの駆動指令に基づいて、モータ７０を時計方向または反時計方向に回転させることで、モータ軸７０ａに固定されたピニオン７１も同様に回転し、ラック７２がＥ方向に移動することで第１シェード７３，第２シェード７４の位置を変更する。

図１２Ａ，図１２Ｂは、第１シェード７３が遮光方向に移動した状態を示したものである。図１２Ａは、第１シェード７３および第２シェード７４を上方から見たもので、図１２Ｂは側方から見たものである。第２シェード７４には、第１シェード７３に設けられた突起部７３ｂが挿入される溝７４ａが設けられる。

第１シェード７３が遮光方向に移動して溝７４ａの一端（図１２Ｂでは右端）に突き当たると、第２シェード７４も第１シェード７３とともに遮光方向に移動する（図１２Ｃ参照）。

また、図１２Ｃの状態からの第１シェード７３，第２シェード７４の収納は、まず第１シェード７３が収納方向に移動し、ストッパ７３ａが第２シェード７４に突き当たると、ストッパ７３ａが第２シェード７４を押し戻すようにして図１２Ｄのような収納位置まで移動する。

図１４を用いて、本発明のディスプレイ視認性最適化処理について説明する。なお、本処理はナビプログラム２１ｐに含まれ、ナビプログラム２１ｐの他の処理とともに繰り返し実行される。まず、入射光検出部３６から入射光検出情報を取得する（Ｓ１１）。次に、その入射光検出情報から、上述の方法（図４〜図８）のうちの少なくとも一つを用いて、入射角度を算出する（Ｓ１２）。

入射光検出部３６は、図２では３６ａ〜３６ｂの４個が設けられているが、例えば、運転席側への反射光が生じやすい、助手席側からの入射光のみを検出する構成として、３６ｃ，３６ｄの２個あるいは３６ｄのみの構成としてもよい。また、入射光の方向に応じて検出に用いる入射光検出部３６（３６ａ〜３６ｂ）の組み合わせを変えてもよい。

そして、表示器１０の表示画面１０ａの角度に基づいて、表示パネルの表面におけ外乱光反射である反射光の有無を特定、すなわち反射光の反射角度を算出する（Ｓ１３）。表示画面１０ａの角度に関する情報は、メモリ９あるいはＨＤＤ２１に記憶されている。また、入射光検出部３６が車両に対し角度固定となるように取り付けられている場合は、入射光検出部３６と表示画面１０ａの角度との差を考慮して反射角度を算出する。

次に、入射光検出情報（リニアイメージセンサからの出力電圧情報）から、入射光の光量を算出する（Ｓ１４）。そして、算出された入射光の光量を補正する（Ｓ１５）。図１６に、補正パラメータの一例を示す。補正パラメータには、例えば、性別，人種，サングラスの装着の有無，走行地域，走行日時が含まれる。人種によりメラニン色素の量は異なり、例えば、メラニン色素の量が白人は、虹彩の色が薄いため日本人の約２倍も光を眩しく感じる。サングラスの装着の有無は、ユーザの操作スイッチ群７等の操作により設定する他に、カメラ３２により撮影される運転者の画像から特定する方法がある。走行地域は、位置検出器１で検出される車両の現在位置から特定することができ、地域毎の太陽の高さに応じて補正値が定められる。走行時間帯は、時計ＩＣ８８から取得される日時情報から特定でき、時間帯や季節に応じて補正値が定められる。

次に、算出された反射光の反射角度から、反射光が運転者の方向に向いているか、すなわち、入射光が予め定められた入射角度を有した対象入射光であって、反射光が車両の運転者の視界に入射する予め定められた防眩角度範囲への反射光である対象反射光であるかを調べる。反射光が運転者の方向に向いている場合（Ｓ１６：Ｙｅｓ）、補正後の入射光の光量が、予め定められる閾値を上回るかを調べる。補正後の入射光の光量が閾値を上回る場合（Ｓ１７：Ｙｅｓ）、表示器駆動部３７あるいはシェード駆動部３８の、制御量の算出や制御対象を決定する処理を実行する（Ｓ１８，後述）。

一方、補正後の入射光の光量が閾値を下回る場合（Ｓ１７：Ｎｏ）、運転者が反射光を眩しく感じているか（本発明の防眩要求意思）を検出する。検出方法は、以下のうちの一つ以上を用いる。
（１）操作スイッチ群７あるいはタッチパネルに、図２のような眩しさを感じたときに押下する「眩」ボタンを設け、その「眩」ボタンが押下されたことを検出したときに、運転者が反射光を眩しく感じていると判定。
（２）マイク３１および音声認識ユニット３０により、運転者が「眩しい」というような眩しさを表す言葉を発したことを検出したときに、運転者が反射光を眩しく感じていると判定。
（３）一般に、眩しいときには目を細めるので、カメラ３２で撮影された運転者の画像を画像処理部８９で解析して、画像上で認識される目の上下方向の大きさが通常時よりも小さいことを検出したときに、運転者が反射光を眩しく感じていると判定。

そして、入力の判定結果あるいは撮影画像の解析結果（Ｓ２０）から、運転者が反射光を眩しく感じている場合（Ｓ２１：Ｙｅｓ）、表示器駆動部３７あるいはシェード駆動部３８の、制御量の算出や制御対象を決定する処理を実行する（Ｓ１８，後述）。

最後に、制御回路８から、決定された制御対象（表示器駆動部３７，シェード駆動部３８）に対して、算出された制御量に基づく駆動制御を行うよう制御指令を出力する（Ｓ１９）。

図１５を用いて、図１４のステップＳ１８に相当する、制御量算出，制御対象決定処理について説明する。まず、表示器１０の表示画面１０ａについて、反射光の反射角度の向きが運転者に向かないような、上下および左右の角度の変更量を算出する（Ｓ３１）。次に、現在の表示画面１０ａの角度を参照し、表示画面１０ａの角度変更のみで対応可能かどうかを調べる。例えば、表示画面１０ａの角度の左右の最大移動量がそれぞれ４５°であって、現在の表示画面１０ａの位置が右１０°である場合、角度変更量が３５°以下であれば表示画面１０ａの角度変更のみで対応可能である。

表示画面１０ａの角度は、例えば、表示器１０が左方向および下方向に突き当たった状態を基準位置とすると、その基準位置からのモータ（６１，６３）の回転数として表すことができる。また、モータ６１あるいはモータ６３（図９参照）の１回転あたりの角度変化量は、各ギアの比によって予め定められる値となる。よって、制御量は、角度変更量に対応するモータ６１あるいはモータ６３の回転数として算出される。制御量とモータ（６１，６３）の回転数との関係をＨＤＤ２１等に記憶しておいてもよい。

表示画面１０ａの角度を変更しても対応可能とならない場合、すなわち、表示画面１０ａの角度を最大限変更しても反射光の反射角度の向きが運転者に向いている場合（Ｓ３２：Ｎｏ）、例えば表示画面１０ａの角度を最大限変更した状態で、反射光の反射角度の向きが運転者に向かないような、表示画面１０ａの前後移動量を算出する（Ｓ３３）。表示画面１０ａの角度を変更しない状態で前後移動量を算出してもよい。

モータ６５（図１０参照）の１回転あたりの表示画面１０ａの前後移動量は、ピニオン６５ｂ，ラック６５ｃの諸元によって予め定められる値となる。よって、表示画面１０ａの前後移動量は、例えば、表示器１０がダッシュパネル奥方向に突き当たった状態を基準位置とし、その基準位置からのモータ６５の回転数として表すことができる。そして、制御量は、前後移動量に対応するモータ６５の回転数として算出される。制御量とモータ６５の回転数との関係をＨＤＤ２１等に記憶しておいてもよい。

表示画面１０ａの前後位置を変更しても対応可能とならない場合、すなわち、表示画面１０ａの前後移動量を最大限変更しても反射光の反射角度の向きが運転者に向いている場合（Ｓ３４：Ｎｏ）、例えば表示画面１０ａの前後移動量を最大限変更した状態で、シェード（７３，７４）の移動量を算出する（Ｓ３５）。表示画面１０ａの角度あるいは前後移動量を変更しない状態でシェードの移動量を算出してもよい。

モータ７０（図１１参照）の１回転あたりのシェード（７３，７４）の移動量は、ピニオン７１およびラック７２の諸元によって予め定められる値となる。よって、シェード（７３，７４）の移動量は、例えば、シェード（７３，７４）が完全に収納された状態を基準位置とし、その基準位置からのモータ７０の回転数として表すことができる。そして、制御量は、前後移動量に対応するモータ７０の回転数として算出される。制御量とモータ７０の回転数との関係をＨＤＤ２１等に記憶しておいてもよい。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、これらはあくまで例示にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲の趣旨を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づく種々の変更が可能である。

車載用ナビゲーション装置の構成を示すブロック図。表示器における入射光検出部の取り付け状態例を示す図。カメラおよび入射光検出部の取り付け状態の別例を示す図。プリズムを用いて入射光を検出する方法を説明する図。アパーチャおよび一次元センサを用いて入射光を検出する方法を説明する図。アパーチャおよび二次元センサを用いて入射光を検出する方法を説明する図。図６の入射光検出方法における入射角の状態を示す図。図６の入射光検出方法における方位角ψおよび入射角θの算出方法について説明する図。図６の入射光検出方法における方位角ψおよび入射角θの算出方法について説明する図。図６の入射光検出方法における方位角ψおよび入射角θの算出方法について説明する図。図６の入射光検出方法における方位角ψおよび入射角θの算出方法について説明する図。表示器駆動部の詳細（水平方向，垂直方向）について説明する図。表示器駆動部の詳細（前後方向）について説明する図。シェード駆動部の詳細について説明する図。シェードの駆動について説明する図。図１２Ａに続く、シェードの駆動について説明する図。図１２Ｂに続く、シェードの駆動について説明する図。図１２Ｃに続く、シェードの駆動について説明する図。アパーチャおよび二次元センサを用いて入射光を検出する別の方法を説明する図。図１３Ａに続く、アパーチャおよび二次元センサを用いて入射光を検出する別の方法を説明する図。ディスプレイ視認性最適化処理を説明するフロー図。制御量演算，制御対象決定処理を説明するフロー図。入射光量補正パラメータの一例を示す図。

符号の説明

７操作スイッチ群（防眩要求意思検出手段，操作入力手段）
８制御回路（対象反射光特定手段，反射光抑制手段，表示パネル保持角度制御手段，シェード保持角度制御手段）
１０表示器（表示パネル）
１２リモコン端末（防眩要求意思検出手段，操作入力手段）
１５スピーカ
２１ハードディスク装置（ＨＤＤ）
２１ｄデータベース
２２タッチパネル（防眩要求意思検出手段，操作入力手段）
２５通信ユニット
３０音声認識ユニット（防眩要求意思検出手段）
３１マイク（音声入力手段）
３２カメラ
３６入射光検出部（入射角度検出手段）
３７表示器駆動部（表示パネル駆動保持手段）
３８シェード駆動部（シェード駆動保持手段）
１００車載用ナビゲーション装置

Claims

車両に搭載され、画像情報を表示する表示パネルと、
前記表示パネルの表面における外乱光反射に、前記車両の運転者の視界に入射する予め定められた防眩角度範囲への反射光である対象反射光が存在するか否かを特定する対象反射光特定手段と、
前記対象反射光の存在が特定された場合に、当該対象反射光が前記運転者の視界へ入射することを抑制する反射光抑制手段と、
を備えることを特徴とする車載用表示装置。
前記対象反射光特定手段は、前記表示パネルに入射する前記外乱光において、前記対象反射光を生じうる予め定められた入射角度を有した対象入射光の存在を特定することにより、前記対象反射光の存在を間接的に特定するものである請求項１に記載の車載用表示装置。
前記対象反射光特定手段は、前記表示パネルへの前記外乱光の入射角度を検出する入射角度検出手段を有する請求項１又は請求項２に記載の車載用表示装置。
前記入射角度検出手段は、一次元又は二次元の光検出センサと、該光検出センサへの前記外乱光の露光部を形成するアパーチャとを有し、該アパーチャを介して前記光検出センサへ入射する外乱光の受光位置に基づいて前記入射角度を検出するものである請求項３に記載の車載用表示装置。
前記対象反射光に対する前記運転者の防眩要求意思を検出する防眩要求意思検出手段を有し、
前記対象反射光特定手段は、前記防眩要求意思の検出に基づいて、前記対象反射光の存在を特定するものである請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の車載用表示装置。
前記防眩要求意思検出手段は、前記運転者が操作入力を行うための操作入力手段を含み、前記操作入力に基づいて前記防眩要求意思を検出する請求項５に記載の車載用表示装置。
前記防眩要求意思検出手段は、前記運転者が音声を入力するための音声入力手段を含み、入力された前記音声に基づいて前記防眩要求意思を検出する請求項５または請求項６に記載の車載用表示装置。
前記表示パネルを、該車両上での保持角度を変更可能かつ任意の角度を保持可能に駆動保持する表示パネル駆動保持手段が設けられ、
前記反射光抑制手段は、前記対象反射光の存在が特定された場合に、当該対象反射光が前記防眩角度範囲外への反射光となるように、該表示パネル駆動保持手段による前記表示パネルの保持角度を変更制御する表示パネル保持角度制御手段を有する請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の車載用表示装置。
請求項３に記載の要件を備え、前記入射角度検出手段は、前記表示パネル外にて前記車両に対し角度固定となるように取り付けられている請求項８に記載の車載用表示装置。
前記表示パネル駆動保持手段は、前記表示パネル保持角度制御手段により、前記表示パネルの保持角度を上下方向と左右方向との双方に駆動制御される請求項８又は請求項９に記載の車載用表示装置。
前記表示パネル駆動保持手段は、前記表示パネルを前後方向に平行移動可能に駆動するものであり、
前記反射光抑制手段は、前記対象反射光の存在が特定された場合に、当該対象反射光が前記防眩角度範囲外への反射光となるように、該表示パネル駆動保持手段による前記表示パネルの前後方向位置を変更制御する表示パネル前後制御手段を有する請求項８ないし請求項１０のいずれか１項に記載の車載用表示装置。
前記表示パネルの表示面への外乱光の入射を、前記運転者による該表示面の視認を許容しつつ遮断するシェードと、該シェードを、前記表示面に対する遮光角度が変更可能となるように駆動保持するシェード駆動保持手段とを有し、
前記反射光抑制手段は、前記対象反射光の存在が特定された場合に、当該対象反射光の原因となっている前記防眩角度範囲への入射光が遮断されるように、前記シェード駆動保持手段による前記シェードの保持角度を変更制御するシェード保持角度制御手段を有する請求項１ないし請求項１１のいずれか１項に記載の車載用表示装置。