JP2011155390A - 車載表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ドライバに煩わしさを感じさせることなく、赤外線画像を実景に重畳して表示できる車載表示装置を提供すること。
【解決手段】赤外線カメラ１１で撮影した赤外線画像を、その一部がヘッドライト１２の照射領域と重なるように、実景に重畳して表示する赤外線画像表示手段７と、前記一部における赤外線画像の輝度を、前記一部以外における赤外線画像の輝度よりも低くする表示制御手段５と、を備えることを特徴とする車載表示装置１。
【選択図】図１

Description

本発明は、赤外線カメラで撮影した赤外線画像を、実景に重畳して表示する車載表示装置に関する。

従来、赤外線カメラで撮影した赤外線画像からドライバの肉眼で視認困難な領域を切り出し、ヘッドアップディスプレイによってその領域の赤外線画像を実景に重畳表示する車載表示装置が知られている。このような車載表示装置において、車両が振動を受けた場合に、赤外線画像の重畳表示と、実像（道路上の白線、周辺街路樹、建物、歩行者、他の車両、二輪車等）との間にズレが発生し、煩わしさをドライバに与える。また、そのような表示を見ることにより、表示酔いが生じることがある。

そこで、車両の振動がある閾値以上となった状態が所定時間継続した場合、赤外線画像の重畳表示を通常時より見え難くなるように制御する技術が開示されている（特許文献１参照）。

また、車両の振動がある閾値以上となった状態が所定時間継続した場合、振動の方向に沿って赤外線カメラの向きを変化させる技術が開示されている（特許文献１参照）。

特開２００７−３１８３２４号公報

しかしながら、上記特許文献１の技術のように、赤外線画像の重畳表示全体を見え難くしていては、本来の目的であるドライバの肉眼で視認困難な領域の視界支援としての機能を失ってしまう。

また、検知した振動の方向に沿って赤外線カメラの向きを変化させる方法では、車両振動の検知や、赤外線カメラの移動量の判断の処理時間が発生するため、振動に追従して重畳できるか（表示遅れが解消できるか）不明確である。

本発明は以上の点に鑑みなされたものであり、ドライバに煩わしさを感じさせることなく、赤外線画像を実景に重畳して表示できる車載表示装置を提供することを目的とする。

本発明の車載表示装置は、赤外線カメラで撮影した赤外線画像を、その一部がヘッドライトの照射領域と重なるように、実景に重畳して表示する。そして、前記一部における赤外線画像の輝度を、前記一部以外における赤外線画像の輝度よりも低くする。

本発明の車載表示装置では、重畳表示する赤外線画像のうち、ヘッドライトの照射領域と重なる部分（前記一部であって、赤外線画像と実景とが重畳して見える部分）では、赤外線画像の輝度が低く、赤外線画像が比較的見え難い。そのため、車両に振動が生じ、赤外線画像と実景とがずれてしまっても、ドライバが煩わしさや表示酔いを感じることがない。

また、本発明の車載表示装置では、赤外線画像のうち、ヘッドライトの照射領域と重ならない部分（前記一部以外の部分であって、実景が肉眼では見えにくい部分）では、赤外線画像の輝度が高く、ドライバの肉眼で視認困難な領域の視界支援としての機能を奏する。

本発明の車載表示装置において、前記一部以外のうち、少なくとも、前記照射領域の周辺において、前記照射領域から離れるほど輝度が高くなるように赤外線画像の輝度を制御することが好ましい。また、前記一部における赤外線画像の輝度を、前記照射領域の境界線に近づくほど高くなるように制御することが好ましい。こうすることにより、照射領域の境界線の周囲において、輝度が、グラデーション状に、徐々に変化する。そのため、赤外線画像の表示が不自然になってしまうことがない。

本発明の車載表示装置では、ヘッドライトの照射方向を取得する照射方向取得手段を備え、取得した前記ヘッドライトの照射方向に応じて、前記赤外線画像の輝度を制御することが好ましい。具体的には、取得した前記ヘッドライトの照射方向に応じて、前記一部と、前記一部以外との位置関係（前記一部と、前記一部以外との境界線）を算出し、その算出結果に応じて、前記赤外線画像の輝度を制御することができる。こうすることにより、ヘッドライトの照射方向を変更した場合（例えばロービームからハイビームに切り替えた場合、その逆の場合、又はアダプティブ・フロントライティング・システム動作の場合）でも、赤外線画像における輝度を適切に設定できる。

また、本発明の車載表示装置では、さらに、ドライバの目の高さを取得する目の高さ取得手段を備え、取得した前記ヘッドライトの照射方向と、取得したドライバの目の高さとに応じて、前記赤外線画像の輝度を制御することが好ましい。具体的には、取得した前記ヘッドライトの照射方向と、取得したドライバの目の高さとに応じて、前記一部と、前記一部以外の位置関係（前記一部と、前記一部以外との境界線）を算出し、その算出結果に応じて、前記赤外線画像の輝度を制御することができる。こうすることにより、ドライバの体格や姿勢が異なる場合でも、赤外線画像における輝度を適切に設定できる。

本発明の車載表示装置では、車両の振動を検出する振動検出手段を備え、それによって振動を検出した場合は、赤外線画像において輝度を低くする領域を、前記一部よりも広げることができる。こうすることにより、赤外線画像と実景との位置ずれが一層見えにくくなるので、車両に振動が生じていても、ドライバが煩わしさや表示酔いを一層感じにくくなる。

車載表示装置１の構成を表すブロック図である。 車載表示装置１の各構成が車両３のどこに配置されているかを表す説明図である。 車載表示装置１が実行する処理を表すフローチャートである。 車載表示装置１により赤外線画像が表示された状態を表す説明図である。 赤外線画像における輝度の分布を表す説明図である。 赤外線画像における輝度の分布を表す説明図である。 車載表示装置１により赤外線画像が表示された状態を表す説明図である。

本発明の実施形態を説明する。
１．車載表示装置１の構成
車載表示装置１の構成を図１及び図２に基づいて説明する。図１は車載表示装置１の構成を表すブロック図であり、図２は、車載表示装置１の各構成が車両３のどこに配置されているかを表す説明図である。

車載表示装置１は、車両３に搭載されており、表示制御装置（表示制御手段）５、ヘッドアップディスプレイ（赤外線画像表示手段）７、近赤外線投光器９、近赤外線カメラ１１、照度センサ１３、ヘッドライトスイッチ１５、ドライバカメラ（目の高さ取得手段）１７、ナイトビジョンスイッチ１９、及び振動センサ（振動検出手段）２１を備える。また、車両３は、車載表示装置１の他に、ドライバが着座するためのシート４、ハンドル６、フロントガラス８、インストルメンタルパネル１０、ヘッドライト１２等を備える。

表示制御装置５は、車載表示装置１の各部を制御し、後述する各処理を実行する。
ヘッドアップディスプレイ７は、インストルメンタルパネル１０の内部に配置され、液晶パネルとバックライトとを備えたディスプレイである。ヘッドアップディスプレイ７は、表示制御装置５から出力された画像を表示する。この画像には、近赤外線カメラ１１により撮影された赤外線画像が含まれる。ヘッドアップディスプレイ７から出力された、画像を表示する光は、ヘッドアップディスプレイ７内の光学素子を介してインストルメンタルパネル１０の上面に設けられた映像投射開口部１０ａを通過し、フロントガラス８で反射してドライバの視点１４に入る。その結果、ドライバから見ると、車両前方に、ヘッドアップディスプレイ７に表示される画像の虚像１６が表示される。近赤外線カメラ１１により撮影された、車両３の前方の赤外線画像を表示する場合、虚像１６と実景（ドライバの肉眼で見える光景）とが重畳するように、虚像１６の表示位置は設定される。

近赤外線投光器９は、車両３の前部に設けられ、車両３の前方に近赤外線を照射する。
近赤外線カメラ１１は、車両３の内部に設けられ、近赤外線投光器９が照射する赤外線を用い、車両３の前方における赤外線画像を撮影する。撮影した赤外線画像は、表示制御装置５に出力する。

照度センサ１３は、車両３の内部に設けられ、その場所における照度を検出し、その検出結果を表示制御装置５に出力する。
ヘッドライトスイッチ１５は、インストルメンタルパネル１０に設けられており、ドライバの操作に応じて、ヘッドライト１２のＯＮ／ＯＦＦを切り替える。また、ヘッドライトスイッチ１５に対するドライバの操作に応じて、図示しないヘッドライト駆動装置が、ヘッドライトの照射方向を、ハイビーム（Ｈｉ）とロービーム（Ｌｏ）との間で切り替える。ヘッドライトスイッチ１５におけるハイビーム／ロービームの設定は、表示制御装置５に出力される。すなわち、ヘッドライトスイッチ１５は、照射方向取得手段として機能する。

ドライバカメラ１７は、ハンドル６のコラム部に取り付けられたカメラであり、ドライバの顔を含む、一定範囲の画像を撮影する。撮影した画像は、表示制御装置５に出力される。

ナイトビジョンスイッチ１９は、インストルメンタルパネル１０に設けられており、ドライバの操作に応じて、ナイトビジョンの開始／終了を行う。なお、ナイトビジョンについては後述する。

振動センサ２１は、車両３の振動を検出し、検出結果を表示制御装置５に出力する。
２．車載表示装置１が実行する処理
車載表示装置１（特に表示制御装置５）が実行する処理（ナイトビジョン）を図３のフローチャート、図４、図５の説明図に基づいて説明する。ナイトビジョンは、ドライバがナイトビジョンスイッチ１９において、開始の操作を行ったときに開始される。

ステップ１０では、ドライバの目の高さを把握する。具体的には、ドライバカメラ１７でドライバの顔を含む一定範囲の画像を撮影し、その画像を表示制御装置５に取り込む。表示制御装置５は、ドライバの顔を含む画像において、ドライバの目を認識する。目の認識には、周知の画像認識技術を用いることができる。表示制御装置５は、予め、ドライバの顔を含む画像における目の位置と、ドライバの目の高さとの対応テーブルを備えており、ドライバの顔を含む画像における目の位置をその対応テーブルにあてはめて、ドライバの目の高さを算出する。

ステップ２０では、近赤外線投光器９によって、車両３の前方に近赤外線を照射し、近赤外線カメラ１１により、車両３の前方における赤外線画像を取得する。
ステップ３０では、ヘッドライトスイッチ１５からの出力により、ヘッドライトの照射方向がロービーム、ハイビームのいずれであるかを把握する。

ステップ４０では、境界線の位置を算出する。この境界線とは、ヘッドライト１２の照射領域と、その外側（ヘッドライト１２で照射されていない領域）との境界線である。そして、境界線の位置とは、ヘッドアップディスプレイ７によって重畳表示された赤外線画像における、ドライバの視点１４から見える境界線の位置である。

図４に、ヘッドアップディスプレイ７によって重畳表示された赤外線画像１０１と、境界線１０５（一点破線）とを示す。境界線１０５よりも下側の領域は、ヘッドライト１２の照射領域１０３であり、境界線１０５よりも上側の領域は、ヘッドライト１２によって照射されない領域である。

次に、赤外線画像における境界線の位置の算出方法を説明する。赤外線画像における境界線の位置は、ヘッドライト１２の照射方向（ロービーム／ハイビーム）と、ドライバの目の高さとを決めれば、一義的に定まる。表示制御装置５は、予め、ヘッドライト１２の照射方向、及びドライバの目の高さと、赤外線画像における境界線の位置との対応テーブルを備えており、前記ステップ１０で把握したドライバの目の高さ、及び前記ステップ３０で把握したヘッドライトの照射方向を、その対応テーブルにあてはめて、赤外線画像における境界線の位置を算出する。

ステップ５０では、図５に示すように、赤外線画像における輝度の分布を設定する。図５は、上下方向における赤外線画像の輝度の分布を表す。赤外線画像における輝度は、境界線より下側にある一部（ヘッドライト１２の照射領域と重なる部分）では、境界線より上側の、前記一部以外の部分よりも低い。

また、境界線より上側の部分では、境界線において最も輝度が低く、境界線から離れるほど、輝度が高くなり、やがて、輝度は一定となる。すなわち、境界線より上側の部分のうち、境界線の周辺においては、境界線から離れるほど輝度が高くなる
また、境界線より下側の部分では、境界線に近づくほど輝度が高くなる。ただし、上下方向に関する輝度の変化の割合は、境界線より上側の領域より小さい。なお、赤外線画像における輝度は、水平方向に関しては、一定である。

ステップ６０では、前記ステップ５０で設定した輝度により、赤外線画像を重畳表示する。
ステップ７０では、ナイトビジョンスイッチ１９において、ナイトビジョンの終了の操作がなされたか否かを判断する。終了の操作がなされた場合は本処理を終了し、終了の操作がなされていない場合はステップ２０に戻る。

３．車載表示装置１が奏する効果
（１）車載表示装置１によれば、図４に示すように、赤外線画像１０１を実景（歩行者１０７、街路樹１０９、白線１１１等）と重畳表示することができる。赤外線画像１０１のうち、ヘッドライト１２の照射領域１０３と重なる部分（境界線１０５よりも下側であって、赤外線画像１０１と実景とが重畳して見える部分）では、赤外線画像１０１の輝度が低く、赤外線画像１０１が比較的見え難い。そのため、車両３に振動が生じ、赤外線画像１０１と実景とがずれてしまっても、ドライバが煩わしさや表示酔いを感じることがない。
（２）車載表示装置１において、赤外線画像のうち、ヘッドライトの照射領域と重ならない部分（境界線１０５よりも上側であって、実景が肉眼では見えにくい部分）では、赤外線画像の輝度が高く、ドライバの肉眼で視認困難な領域の視界支援としての機能を奏する。
（３）車載表示装置１では、境界線の周囲において、輝度が、グラデーション状に、徐々に変化する。そのため、赤外線画像の表示が不自然になってしまうことがない。
（４）車載表示装置１では、特許文献１の技術のように、赤外線カメラの振動を打ち消す方向に変化させるための移動量判断手段、赤外線カメラの移動機構を装備することが不要であり、コスト削減が出来る。
（５）車載表示装置１では、ヘッドライト１２の照射方向に応じて、赤外線画像における境界線の位置を算出し、その境界線の位置に応じて赤外線画像の輝度を設定する。そのため、ヘッドライトの照射方向を変更した場合でも、赤外線画像における輝度を適切に設定できる。
（６）車載表示装置１では、ドライバの目の高さに応じて、赤外線画像における境界線の位置を算出し、その境界線の位置に応じて赤外線画像の輝度を設定する。そのため、ドライバの体格や姿勢が異なる場合でも、赤外線画像における輝度を適切に設定できる。

４．その他の実施形態
（１）前記ステップ５０では、図６に示すＡ又はＢのように、赤外線画像の輝度を設定してもよい。図６のＡでは、赤外線画像のうち、ヘッドライト１２の照射領域と重なる部分の輝度は０である（すなわち、赤外線画像は表示されない）。図６のＢでは、赤外線画像の下端から上端までにわたって、上側に進むほど、一定の割合で輝度が高くなる。
（２）車載表示装置１は、振動センサ２１で所定の閾値以上の振動を検出した場合は、前記ステップ５０において、輝度が低い領域を、閾値以上の振動を検出しない場合よりも、数ミリから数センチ上側に広げるように設定してもよい。こうすることにより、図７に示すように、境界線１０５の上側に、振動が検出されない場合よりも輝度が低くなった輝度低下領域１１３が生じ、赤外線画像と実景との位置ずれが一層見えにくくなるので、車両３に振動が発生しても、ドライバが煩わしさや表示酔いを一層感じにくくなる。

具体的な輝度の設定方法としては、赤外線画像において、境界線と、その数ミリから数センチ上側との間の領域の輝度を、振動センサ２１で所定の閾値以上の振動を検出した場合は、その振動を検出しない場合よりも、低くする方法がある。
（３）車載表示装置１は、照度センサ１３の検出結果により、ナイトビジョンの開始を制限してもよい。すなわち、ナイトビジョンスイッチ１９において、ドライバがナイトビジョンの開始操作をしても、照度センサ１３の検出結果が、昼間に対応する照度である場合は、ナイトビジョンを開始させないようにしてもよい。
（４）振動センサ２１としては、ドライブレコーダ（タクシーなどに装備され、衝突等の衝撃があると、その直前の所定期間の映像を記録する装置）に搭載された振動センサを利用してもよい。
（５）車載表示装置１は、赤外線画像の輝度を低くする場合は、それに応じて、赤外線画像の色合いを薄くしてもよい。
（６）赤外線画像における境界線及びその周辺の輝度は、ドライバが手元の調節機構で調節できるようにしてもよい。
（７）赤外線画像における輝度の変化の態様（なめらかさ）を、ドライバが手元の調節機構で調節できるようにしてもよい。例えば、輝度は、図５や図６において、曲線状に変化してもよい。
（８）車両３は、カーブに応じてヘッドライト１２の照射範囲を自動的に変えるものであってもよい。その場合も、車載表示装置１は、変化した照射範囲に応じて、照射範囲の境界線を算出し、その境界線に応じて、図５や図６に示すように赤外線画像の輝度を設定することができる。この場合の赤外線画像における輝度は、水平方向に関しては、一定でなくてもよい。

１・・・車載表示装置、３・・・車両、４・・・シート、５・・・表示制御装置、
６・・・ハンドル、７・・・ヘッドアップディスプレイ、８・・・フロントガラス、
９・・・近赤外線投光器、１０・・・インストルメンタルパネル、
１０ａ・・・映像投射開口部、１１・・・近赤外線カメラ、１２・・・ヘッドライト、
１３・・・照度センサ、１４・・・視点、１５・・・ヘッドライトスイッチ、
１６・・・虚像、１７・・・ドライバカメラ、１９・・・ナイトビジョンスイッチ、
２１・・・振動センサ、１０１・・・赤外線画像、１０３・・・照射領域、
１０５・・・境界線、１０７・・・歩行者、１０９・・・街路樹、１１１・・・白線、１１３・・・輝度低下領域

Claims (6)

1. 赤外線カメラで撮影した赤外線画像を、その一部がヘッドライトの照射領域と重なるように、実景に重畳して表示する赤外線画像表示手段と、
   前記一部における赤外線画像の輝度を、前記一部以外における赤外線画像の輝度よりも低くする表示制御手段と、
   を備えることを特徴とする車載表示装置。
2. 前記表示制御手段は、前記一部以外のうち、少なくとも、前記照射領域の周辺において、前記照射領域から離れるほど輝度が高くなるように赤外線画像の輝度を制御することを特徴とする請求項１記載の車載表示装置。
3. 前記表示制御手段は、前記一部における赤外線画像の輝度を、前記照射領域の境界線に近づくほど高くなるように制御することを特徴とする請求項１又は２記載の車載表示装置。
4. 前記ヘッドライトの照射方向を取得する照射方向取得手段を備え、
   前記表示制御手段は、前記照射方向取得手段により取得した前記ヘッドライトの照射方向に応じて、前記赤外線画像の輝度を制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の車載表示装置。
5. ドライバの目の高さを取得する目の高さ取得手段を備え、
   前記表示制御手段は、前記照射方向取得手段により取得した前記ヘッドライトの照射方向と、前記目の高さ取得手段により取得したドライバの目の高さとに応じて、前記赤外線画像の輝度を制御することを特徴とする請求項４に記載の車載表示装置。
6. 車両の振動を検出する振動検出手段を備え、
   前記表示制御手段は、前記振動検出手段により振動を検出した場合は、輝度を低くする領域を、前記一部よりも広げることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の車載表示装置。