JP2011093413A - 車両用表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 周囲の明るさの変化に応じて、車両運転者に最適な表示輝度に調整することができる車両用表示装置を提供する。
【解決手段】 光検出手段１８は、周囲の明るさを測定し照度データを出力する。瞳孔測定手段Ｂは、車両運転者３の瞳孔を計測し瞳孔データを出力する。制御手段２０は、照度データ及び瞳孔データに基づいて、発光型表示器２７の輝度を調整する。発光表示器２７は、液晶表示素子６と、液晶表示素子６を透過照明する光源５とを有する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、周囲の明るさに応じて、発光型表示器の輝度を調整する車両用表示装置に関するものである。

従来より、発光型表示器の輝度を周囲の明るさに応じて自動調整する車両用表示装置が種々提案されており、例えば特許文献１に開示されている。斯かる車両用表示装置は、車両のフロントガラス上に投影される表示像の背景となる車両前方の明るさを光センサによって検出し、車両前方の明るさに応じてフロントガラス上に投影される表示像の輝度を制御し、これにより車両前方が明るい場合、表示像を明るくし、車両前方が暗い場合、表示像を暗くし、周囲の明るさに応じて表示を見やすくするものである。前記車両用表示装置は、周囲の明るさが急激に変わるようなトンネルや、車両前方の明暗が周期的に変化する高架橋のような場合であっても視認性が良好である。

特開２００４−３２２８８６号公報

しかしながら、最適な視認性を得るための条件は車両運転者によって異なり、個人の特性に合わせることができないという問題を有していた。つまり、周囲の明るさが所定の閾値より暗かった場合、調光の応答速度を変更し、周囲の明るさが急激に変わるような場所において高速に表示輝度を変化させているが、表示輝度を変化させる時間や変化速度が車両運転者の瞳孔調節の特性に合わないため、一時的に眩しく感じたり、暗く感じたりする虞があった。
本発明は、この問題に鑑みなされたものであり、車両運転者の瞳孔調節機能にあった自動調光を行うことにより、周囲の明るさの変化に応じて、車両運転者に最適な表示輝度に調整することができる車両用表示装置を提供するものである。

本発明は、発光型表示器２７と、周囲の明るさを測定し照度データを出力する光検出手段１８と、車両運転者３の瞳孔を計測し瞳孔データを出力する瞳孔測定手段Ｂと、前記照度データ及び前記瞳孔データに基づいて前記発光型表示器２７の輝度を調整する制御手段２０と、を備えたものである。

また、本発明は、前記発光表示器２７は、液晶表示素子６と、前記液晶表示素子６を透過照明する光源５と、を有するものである。

また、本発明は、前記瞳孔測定手段Ｂは、前記車両運転者３の瞳孔面積を所定時間毎に算出するものである。

また、本発明は、前記瞳孔測定手段Ｂは、前記車両運転者３の瞳孔縦横比を算出するものである。

車両運転者の瞳孔調節機能にあった調光が行えるため、車両運転者の視覚的負担を減らし、視認性が良好になる。

本発明の実施形態を示す概観図。 同上実施形態を示す断面図。 同上実施形態を示すブロック図。 同上実施形態を示すフロー図。 同上実施形態を示すフロー図。 同上実施形態を示す調整値の説明図。

以下、添付図面に基づいて、本発明を車両用ヘッドアップディスプレイ装置に適用した一実施形態を説明する。

Ａは表示ユニットであり、この表示ユニットＡは車両のダッシュボード１内に配設されている。表示ユニットＡが投射する表示光Ｌは、フロントガラス２により反射され車両運転者３に到達する。車両運転者３は虚像４を風景と重畳させて観察することができる。５は発光ダイオードからなる発光素子（光源）であり、この発光素子５の照明方向側には液晶表示素子６が配設されている。７は回路基板であり、この回路基板７に発光素子５が搭載されている。

１１はハウジングであり、このハウジング１１には発光素子５，回路基板７等が収容される。ハウジング１１には表示光Ｌが出射する開口部１２が設けられており、この開口部１２には透光性樹脂（例えばアクリル）からなる透光性カバー１３が配設されている。１４は反射鏡であり、この反射鏡１４は表示光Ｌを開口部１２の方向に反射させる。

１５は遮光壁であり、この遮光壁１５はハウジング１１と一体に形成されており、太陽光等の外光が液晶表示素子６に入射し虚像４が見えにくくなること（ウォッシュアウト）を防止している。遮光壁１５には後述する光センサが配設される孔部１６が形成されている。１７は光センサであり、この光センサ１７は透光性カバー１３を透過し孔部１６を通過した光を検出する。

光検出手段１８は、光センサ１７とＡ／Ｄ変換器１９とからなるものである。Ａ／Ｄ変換器１９は光センサ１７から出力された明るさ信号を検出値Ｘとして変換し、制御手段２０に出力する。なお、検出値Ｘは整数であり、前記明るさ信号のレベルに対応して設定される。制御手段２０は、ＣＰＵ２１，ＲＯＭ２０２，ＲＡＭ２３，記憶部２４等から構成されている。記憶部２４は、後述する目標輝度値を決定するためのデータテーブルや検出値の閾値あるいは調整値等を記憶するＥＥＰＲＯＭやバックアップＲＡＭ等からなるものである。

制御手段２０は、光検出手段１８や駆動回路２５，２６等を接続するための入出力インターフェイス（図示しない）を備えている。発光型表示器２７は、発光素子５及び液晶表示素子８によって構成されている。ＣＰＵ２１は、ＲＯＭ２３に記憶されたプログラムデータによって、発光素子５を駆動させるための駆動回路２５に動作モード信号を出力する。

Ｂは赤外線カメラ（瞳孔測定手段）であり、この赤外線カメラＢは赤外線照射部２８と赤外線受光部２９を備えている。赤外線カメラＢは、表示ユニットＡの動作時に車両運転者３の瞳孔の状態を測定し、赤外線カメラＢで取得された画像データは制御手段２０に入力される。

次に、図４及び図５に基づいて、発光素子５の輝度制御について説明する。制御手段２０は、光検出手段１８が発する検出値Ｘを取得する（ステップＳ１）。時間ｔ０が経過しているか判定した後、光検出手段１８から入力された検出値Ｘによって目標輝度値ｔを算出する（ステップＳ２，Ｓ３）。目標輝度値ｔは、検出値Ｘに対応して予め設定されたデータテーブルを参照することによって決定されるものである。

時間ｔ１経過しているかを判定した後、赤外線カメラＢによって車両運転者３の瞳孔を撮影し、瞳孔面積ａ１，瞳孔縦横比ｎを測定する（ステップＳ４，Ｓ５，Ｓ６，Ｓ７）。このとき、瞳孔径を基に、瞳孔面積ａ１を演算してもよいし、瞳孔の画素数から瞳孔面積ａ１を求めるようにしても良い。この瞳孔面積ａ１を瞳孔の大きさとする。次に瞳孔縦横比ｎからよそ見検出を行う（ステップＳ８）。瞳孔縦横比ｎが閾値α以上のときはよそ見をしているとし、最初の処理に戻る。瞳孔縦横比ｎが閾値α未満の場合は正面を向いているとし、次の処理に移る。過去の瞳孔面積ａ０と現在の瞳孔面積ａ１の差ｄａを求める（ステップＳ９）。
ｄａ＝｜ａ１−ａ０｜

この差ｄａに応じて予め設定されたデータテーブルを参照することで調整値ｗを決定する（ステップＳ１０）。前記データテーブルは、差ｄａが大きいほど、車両運転者３の周囲の明暗変化が大きかったとして、調整値ｗを小さくしており、目標輝度に早く追従するようになっている（図６参照）。

決定された調整値ｗと、目標輝度値ｔと現在の輝度値ｚと、を用いた以下の演算式にて、制御輝度値ｙを算出して、駆動回路２５に出力する（ステップＳ１１，Ｓ１２）。
ｙ＝ｚ＋（（ｔ−ｚ）／ｗ）
駆動回路２５は、この制御信号に基づいて制御することで、制御輝度値ｙにて発光させるべく発光素子５の輝度を調整する。なお、現在の輝度値ｚは前回制御信号として出力した制御輝度値である。また、制御輝度値ｙは、目標輝度値ｔと現在の輝度値ｚとの間の値になるように設定される。制御輝度値ｙを現在の輝度値ｚに代入し、現在の輝度値を更新する（ステップＳ１３，Ｓ１４）。

斯かるヘッドアップディスプレイ装置は、周囲の明るさに応じて瞳孔の面積が変化し、制御輝度値ｙが算出されるため、周囲の明るさが急激に変化した場合や緩やかに変化した場合など、各個人によって異なる瞳孔調節機能に対応した表示輝度によって視認性の良好な表示を行うことが可能となる。

５ 発光素子（光源）
６ 液晶表示素子
１８ 光検出手段
２０ 制御手段
２７ 発光型表示器
Ｂ 赤外線カメラ（瞳孔測定手段）

Claims (4)

1. 発光型表示器と、周囲の明るさを測定し照度データを出力する光検出手段と、車両運転者の瞳孔を計測し瞳孔データを出力する瞳孔測定手段と、前記照度データ及び前記瞳孔データに基づいて前記発光型表示器の輝度を調整する制御手段と、を備えたことを特徴とする車両用表示装置。
2. 前記発光表示器は、液晶表示素子と、前記液晶表示素子を透過照明する光源と、を有することを特徴とする請求項１に記載の車両用表示装置。
3. 前記瞳孔測定手段は、前記車両運転者の瞳孔面積を所定時間毎に算出することを特徴とする請求項１に記載の車両用表示装置。
4. 前記瞳孔測定手段は、前記車両運転者の瞳孔縦横比を算出することを特徴とする請求項１に記載の車両用表示装置。
   

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