JP2017504515A - ヘッドアップディスプレイの輝度を制御するためのシステムおよび方法、ならびに同システムを使用するディスプレイ - Google Patents

Abstract

本発明は、車両のヘッドアップディスプレイ（３６）の輝度を制御するためのシステムに関し、前記ディスプレイ（３６）が、画像を表示するように構成され、前記システムが、ディスプレイ（３６）に対する輝度命令を決定するための手段（３４）に接続される、輝度を評価するための手段（３２）を備える。本システムは、輝度を評価するための前記手段（３２）が、車両の前方および前記ディスプレイ（３６）に表示される画像の向こう側の外部の輝度を評価することが可能であり、かつ、前記決定手段（３４）が、評価された外部の輝度に従って輝度命令を決定し、この輝度命令をディスプレイ（３６）へ送信することが可能であるということを特徴とする。

Description

本発明は、ヘッドアップディスプレイ用の輝度制御システムに関する。

本発明は、例えば自動車において、その車両のユーザ、特にその運転手に情報を提供するために、適用可能なものとなろう。

自動車に、ヘッドアップディスプレイと呼ばれる、ディスプレイシステムを搭載する手法が知られている。こうしたシステムは、自動車の運転手の視野内に配置され、その自動車や交通量などの状態に関する情報を表示する。

運転の妨げとなることを回避するために、投射画像の輝度が、周囲の輝度に適応することが不可欠である。特に、投射画像の光強度が、昼間の走行と、夜間の走行またはトンネル進入時とで、大きく異なる必要がある。よって、投射画像の輝度は、どちらの場合も特に安全上の理由から、あらゆる環境において可視であり、なおかつ、不快でないものでなくてはならない。さらに、これらの制約を順守するために必要な、大幅な輝度のダイナミックレンジを考慮すると、輝度の管理は、運転手のみによって行われてはならず、したがって、車両の現況に適応するように、自動化されなくてはならない。

よって、車両に装備された輝度センサを使用して、周囲の輝度を検知することが提案されている。このとき、この輝度の測定は、ディスプレイの輝度を適応させるために使用される。このようなシステムは、例えば、韓国特許出願第２０１２０１２３８３３号に提示されている。それにもかかわらず、この解決法は、センサによって記録される情報が不正確であり、外乱光（対向車のヘッドライト、街灯、など）により簡単に誤ったものになり得るので、安全面で不十分である。

本発明は、既知のヘッドアップディスプレイ輝度制御システムの欠点のうち、少なくとも幾つかを緩和することを目的とする。

特に、本発明は、同発明の少なくとも一実施形態において、車両の運転手の安全性を向上させる、ヘッドアップディスプレイ輝度制御システムを提供することを目的とする。

本発明はまた、同発明の少なくとも一実施形態において、車両の運転手の快適性を向上させる、ヘッドアップディスプレイ輝度制御システムを提供することも目的とする。

これを行うために、本発明は、車両のヘッドアップディスプレイ用の輝度制御システムに関し、前記ディスプレイが、画像を表示するように構成され、前記システムが、ディスプレイ向けの輝度設定ポイントを決定するための手段にリンクされる、輝度を評価するための手段を備える輝度制御システムにおいて、輝度を評価するための前記手段が、車両の前方および前記ディスプレイに表示される画像の向こう側となる外部の輝度を評価することが可能であり、前記決定手段が、評価された外部の輝度に応じて輝度設定ポイントを決定し、かつ、決定した輝度設定ポイントをディスプレイへ送信することが可能であることを特徴とする。

したがって、本発明によるシステムは、移動する車両ではありふれた輝度の変化を予想することを可能にする。これらの輝度の変化は、輝度設定ポイントの変更の遅延を生じるので、ディスプレイへ送信される輝度設定ポイントを、現在の状況ではなく、次の状況に適用するために、可能な限り早期に、システムによって考慮に入れられなければならない。輝度を評価するための手段は、決定手段が輝度設定ポイントを前もって決定し、その輝度設定ポイントをディスプレイのレベルで輝度が変化した瞬間に適用することを可能にするために、車両の前方およびディスプレイに表示される画像の向こう側の輝度を検知する。

例えば、夜間の運転中、評価手段が、車両の前方およびディスプレイに表示された画像の向こう側で、照明されたトンネルに対応する輝度を検知し、輝度制御システムが、照明されたトンネルに適した輝度設定ポイント（この場合、夜間の運転中よりも輝度値が強い）をディスプレイへ送信し、車両が、照明されたトンネルに進入するとすぐに、この輝度設定ポイントを適用する。

好適には、本発明によれば、輝度を評価するための手段は、少なくとも１つの輝度センサを備える。

本発明のこの態様によれば、輝度は、特に１つまたは複数の輝度センサによって、直接的に測定される。

好適には、本発明のこの前述の態様によれば、輝度を評価するための手段が、車両の前方およびディスプレイに表示される画像の向こう側の輝度を評価可能な外部輝度センサを備え、前記センサが、ディスプレイと同じ視野内になるように配置される。

本発明のこの態様によれば、センサは、ディスプレイの向こう側の運転手の視野内の輝度を取得し、ディスプレイの輝度を同ディスプレイの向こう側の外部の輝度に適応させることが可能となるように、車両の外側へと直接向けられる。

好適には、本発明のこの前述の態様によれば、外部輝度センサが、画像の面との交点がこの画像の全体を実質的にカバーする円錐形状の入射光を受光するように配置される。この円錐形状は、約１０°の角度を有することが好ましい。

好適には、本発明によれば、輝度を評価するための手段は、
− 車両の外側の輝度を測定する、外部輝度センサと、
− 車両の内側の輝度を測定する、輝度センサと、
− ディスプレイの輝度を測定する、輝度センサと
を少なくとも備えている。

本発明のこの態様によれば、これら３つの輝度は、輝度設定ポイントの決定のために使用される。ディスプレイの輝度センサは、ディスプレイの現在の輝度を決定し、車両の内側の輝度センサは、運転手のレベルで現在の周囲の輝度を測定することを可能にし、車両の外側の輝度センサは、車両が受けることになる輝度を前もって測定することを可能にする。

好適には、本発明によれば、輝度を評価するための手段は、以下の種類のデータ、即ち、
− 雨の有無と、
− 地理位置情報と、
− 時刻と、
− 天候状況と、
− ビデオ画像と、
− 車両の速度と
のうち、１つまたは複数を供給する手段にリンクされる。

本発明のこの態様によれば、輝度は、データを測定または取得するための多数のシステムによって供給されたデータに応じて評価される。これらのデータは、輝度の評価、およびディスプレイへ送信される輝度設定ポイントの決定に影響する。特に、雨の有無、天候状況、および時刻は、外側の輝度に影響する。地理位置情報は、特に、トンネルおよび街灯の存在を予測することを可能にする。ビデオ画像は、特に、運転手の幾つかの視野のポイントや、交通量などの状態の輝度に関する情報を提供する。最後に、車両の速度は、特に、予想される状況の変化から車両が離れる時間を評価することを可能にする。

好適には、本発明によれば、システムは、照明シーンデータベースを備え、前記ベースは、異なる照明状況を表すデータを含んでいる。好適には、システムが、学習を通じて、前記データベースを入力することができる。

本発明のこの態様によれば、輝度を決定するための手段は、適切な輝度設定ポイントを推定するために、記録されたデータを、既知の照明状況と関連付けることができる。システムは、自身のデータベースのデータを改良するために、既存の状況から学習することもできる。

好適には、本発明によれば、システムは、車両の運転手によって制御されることが可能であり、決定手段によって送信される初期の輝度設定ポイント値の前後で、ディスプレイへ送信される輝度設定ポイントの、運転手による微調整を可能にするように構成された手動輝度調整手段を備える。

本発明のこの態様によれば、輝度設定ポイントの自動決定には、運転手による手動調整が追加されており、運転手が快適となるポイント、即ち、各運転手に固有の光学的／視覚的反応により良く対応する輝度を変化させることを可能にする。この調整は、微調整、即ち、自動的に決定された設定ポイントから少しだけ離れるという調整である。換言すれば、ディスプレイへ送信される輝度設定ポイントＬは、Ｌ＝Ｌ_ａｕｔｏ＋Δｌの形式となる。

Ｌ_ａｕｔｏは、決定手段によって自動的に決定された輝度であり、Δｌは、運転手による微調整の値である。微調整値Δｌは、好適には、Ｌ_ａｕｔｏに比例できる。

好適には、本発明のこの前述の態様によれば、手動調整手段が、スイッチであって、運転手によるスイッチの起動に続いて、輝度設定ポイント値を大幅に低減し、および／または、ディスプレイの画像に表示される情報量を低減し、かつ、スイッチの解除に続いて、初期の輝度設定ポイント値と、初期のディスプレイの画像に表示される情報量とを復元するように構成されたスイッチを備える。

本発明のこの態様によれば、このスイッチにより、運転手は、輝度の観点および表示される情報量の観点の両方から、運転手の視野内での画像の重要性を低減するために、ディスプレイによって表示される画像に対するディスクリートプレゼンスモードを使用することが可能となる。

本発明はまた、本発明による輝度制御システムを備える、ヘッドアップディスプレイに関する。

本発明はまた、車両のヘッドアップディスプレイの輝度を制御するための方法に関し、前記ディスプレイが、画像を表示するように構成された法において、前記方法が、車両の前方および前記ディスプレイに表示される画像の向こう側となる外部の輝度を評価するステップと、評価するステップにおいて評価された外部の輝度に応じてディスプレイ向けの輝度設定ポイントを決定するステップと、前記設定点を前記ディスプレイへ送信するステップとを含むことを特徴とする。

本発明によるシステムは、好適には、本発明による方法を実施する。本発明による方法は、好適には、本発明によるシステムによって実施される。

本発明のその他の目的、特徴、および利点は、単に非限定的なものとして与えられたものであり、添付図面を参照する、以下の説明を理解することにより、明瞭になるであろう。

本発明による制御システムおよびディスプレイが搭載された車両内部の概略図である。 本発明による制御システムの概略的な説明図である。

図１は、本発明による制御システムおよびディスプレイが搭載された車両内部の光景を、概略的に示している。示された内部の光景は、車両の運転手の視野の一部、特に、車両内部の一部、ダッシュボード１０、ハンドル１２、およびフロントガラス１４を示している。フロントガラス１４への反射により、画像１６が、ヘッドアップディスプレイ型の本発明によるディスプレイによって表示され、この画像１６は、例えば、車両の速度、ＧＰＳ案内情報、ならびに車両の製造業者および／または運転手によって有用とみなされる、その他の情報を含んでいる。画像１６は、例えば、半反射板などの光学システムによって形成される、バーチャル画像である。この実施形態では、画像１６はフロントガラス１４上に直接形成されるが、ディスプレイは、既知のように、フロントガラス１４と運転手との間の、その運転手の視野内に設置されて画像１６が形成される、半反射板を備えることもできる。

本発明によるディスプレイは、以下で図２を参照しながらより詳細に説明される、本発明による輝度制御システムを備えている。この制御システムは、特に、輝度を評価するための手段を備えている。図１は、輝度を評価するための手段のうち、一例として、第１の外部輝度センサ１８、第２の外部輝度センサ１９、内部輝度センサ２０、およびカメラ２２を示している。このディスプレイは、表示された画像１６の輝度のセンサ５０も備えている。

内部輝度センサ２０は、運転手の近傍で、車両内の光を測定する。内部輝度センサ２０は、フロントガラス１４のペリメータ２４に据え付けられ、運転手の方へと向けられると好都合である。この内部輝度センサ２０は、例えば内部カメラを備えた、運転手を監視する組立品の部分を成すことができる。

第１の外部輝度センサ１８の機能は、車両の前方の、ヘッドアップディスプレイに表示された画像１６の向こう側の輝度を評価することを可能にすることである。第１の外部輝度センサ１８は、ディスプレイと同じ視野内に存在するように、そして例えば、画像１６の面との交点が同画像全体を実質的にカバーする、例えば約１０°の円錐形状での入射光を受光することが可能となるように配置された、例えば、受光ダイオードおよび光学システムを備えている。このセンサ１８は、カメラとすることも可能であり、必要であれば、他の機能（歩行者、車両などの検知）のために使用されてもよい。

第２の外部輝度センサ１９は、好適には、車両のダッシュボード１０の上に配置され、外側、例えば上方に向けられる。この外部輝度センサ１９は、例えば、透光性の半球体の下に設置された受光ダイオードの形態をとることができ、それにより、散乱光を測定することを可能にする。こうした半球体は、実行された測定を誤らせる単発的な外乱光に起因する、輝度の変化の影響を受けないようにすることを可能にする。

フロントガラス１４に設置され、外側に向けられたカメラ２２は、ビデオ画像を取得することを可能にし、このビデオ画像は、例えば、輝度、交通量の状態など、多数のデータを復元することを可能にし得る。

図１は、車両の運転手用に、手動調整手段２６も示している。この手動調整手段２６は好適には、例えば、ここではハンドル１２の傍など、運転手の近傍に設置される。図１に示された手動調整手段２６は、輝度を手動で調整するための回転型サムホイール２８と、スイッチ３０とを備えており、この回転型サムホイール２８は、ここでは押しボタンの形態をとっているスイッチ３０を取り囲んでいる。

図２は、本発明による制御システムを概略的に示している。示された制御システムは、輝度を評価するための手段３２、輝度設定ポイントを決定するための手段３４、手動調整手段２６、およびディスプレイ３６を備えている。図２は、運転手３８との相互作用も示している。

輝度を評価するための手段３２は、例えば、図１を参照しながら説明した、第１の外部輝度センサ１８と、第２の外部輝度センサ１９と、内部輝度センサ２０と、ディスプレイ３６によって表示される輝度を測定する輝度センサ５０と、カメラ２２とを備えている。また、この実施形態によれば、輝度を評価するための手段３２は、以下の種類のデータのうち、１つまたは複数を供給する手段とリンクされる。

− 例えば、雨−光−気温（Ｒａｉｎ−ｌｉｇｈｔ−ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ：ＲＬＴ）型のセンサによる、雨の有無、
− 例えば、ＧＰＳ（全地球測位システム）システムなどの地理位置情報システムを使用することによる、地理位置情報、
− 例えば、内部時計、または精度を高めるために、ＧＰＳなどのシステムによって同期された時計を使用することによる、時刻、
− 例えば、ＲＬＴセンサによる、または、例えばインターネットによる外部通信経由の天候データを復元することによる、天候状況、
− 例えば、車両の前方向きのカメラ２２による、ビデオ画像、
− 例えば、従来の内蔵型速度測定システムによる、またはＧＰＳシステムによる、車両の速度。

これらのデータは、例えば、例として予め示されたもののような、センサ、内部または外部測定システムなど、符号４０の下に図２で共にグループ化されるような手段によって供給される。このデータのリストは非限定的であり、システムは、車両の前方およびディスプレイ３６によって表示される画像１６の向こう側となる、外部の輝度を評価するのに有用な、他の種類のデータを復元することができる。

これらのデータの全てまたは一部を使用することにより、輝度を評価するための手段３２は、車両の前方および表示された画像１６の向こう側の輝度を評価する。収集された様々なデータは、表示されることになる輝度設定ポイントを決定するための手段３４へと送信される。決定手段３４は、輝度を評価するための様々な手段３２（センサ、測定器など）からデータを復元するマイクロコントローラ４２を備えている。このとき、このデータは、ディスプレイ３６へと送信されることになる輝度設定ポイントを、同データから推定するために、マイクロコントローラ４２のプログラムによって処理される。

輝度設定ポイントの決定を改善するために、決定手段３４は、照明状況を表すデータを含む、照明シーンデータベース４４を備えている。よって、システムは、輝度を評価するための手段３２によって評価された現在の状況と、データベース４４に予め記憶された既存の状況との比較を行う。その結果、システムは、学習により、新たな状況を記憶することができる。データベース４４は、例えば、運転手による通常および平常の移動に関して、車両が遭遇する状況を含む、地理位置情報のデータを含むこともできる。

一例として、制御システムは、前述のリストおよび前述の輝度センサからのデータの組合せにより、以下の照明状況を予想することを可能にし得る。

− 地理位置情報データが、車両がトンネルに将来進入する通行路、またはそのトンネルからの将来の出口を示し、また、車両の速度を認識することにより、システムが、車両がいつトンネルへと進入することになるかを把握し、その通過の瞬間に、ディスプレイ３６へと送信されることになる輝度設定ポイントを決定する。トンネルの到着は、外部輝度センサ１８および／またはカメラ２２によって確認／否定され、
− 天候データ（ＲＬＴセンサおよび外部データ）が雪の存在を示し、輝度設定ポイントの値が、ディスプレイ３６上の画像１６の表示の視認性を高めるために引き上げられる、
− その他。

輝度設定ポイントが決定手段３４によってひとたび決定されると、前記輝度設定ポイントはディスプレイ３６へと送信され、したがってディスプレイ３６は、それに応じて、表示された画像１６の輝度を変更する。これにより、画像１６は、決定手段３４によって自動的に決定された輝度で、運転手３８によって見られ得る。この相互作用は、点線矢印４６によって示されている。

それにもかかわらず、この自動的に決定された輝度は、運転手３８にとっての快適な状態に全体的に対応してない可能性がある。したがって、車両の運転手３８の快適性を向上させるために、システムは、運転手３８が作動させることのできる、前述された、輝度を手動で調整するための手段２６を含んでいる。この調整動作は、点線矢印４８によって示されている。この手動調整手段２６は、異なる２つの機能のために２つの要素を備えている。

回転型サムホイール２８は、決定手段３４によって初期に決定された輝度設定ポイント値の前後で、輝度の微調整を実行することを可能にする。よって、手動設定点は、輝度設定ポイントの自動決定に置き換わるものではない。この調整は単純に、可変の時間と共に、日によって、または、例えば運転手３８の眼精疲労などに応じて変化し得る、当人の視覚反応や当人の快適性に従って、運転手３８が、その輝度を少し適応させることを可能にする。換言すれば、この手動の微調整により、快適となる点を、輝度設定ポイントからシフトすることが可能となる。運転手３８が再度手動設定を変更するか、この設定が何らかの他の理由でゼロにリセットされるまで、運転手３８の視覚反応とのマッチを保持するために、このシフトは経時的に記録され、遭遇される全ての輝度設定ポイント値に適用される。

ここでは、押しボタンの形態であるスイッチ３０は、運転手３８が、ディスプレイ３６の動作のノーマルモードを、ディスクリートモードへと切り替えることができる。

ディスプレイ３６の動作のノーマルモードは、評価手段３２によって評価された輝度に応じて、決定手段３４によって（必要であれば、前述された手動の微調整を考慮に入れて）決定された、輝度設定ポイントに対応する通常の輝度を提示する。ディスプレイ３６は、車両の運転手によって統合され、必要であれば、運転手３８による様々なパラメータ化の対象となり得る、速度、ＧＰＳ情報、走行距離などの多数の情報を含む、画像１６を表示する。

ディスプレイ３６の動作のディスクリートモードは、ノーマルモードよりも低い輝度、および／または、例えば速度と緊急メッセージだけというように、画像１６上に表示される情報量を低減したものを提示する。これにより、運転手３８が画像１６によって妨げられる場合、または運転手３８がこの表示された画像１６を見る必要を感じない場合、この運転手３８が、最重要情報を保持しながらも、ディスプレイ３６の機能の多くをすぐに解除することが可能となる。

Claims (11)

1. 車両のヘッドアップディスプレイ（３６）用の輝度制御システムであって、前記ディスプレイ（３６）が、画像（１６）を表示するように構成され、前記システムが、前記ディスプレイ（３６）向けの輝度設定ポイントを決定するための手段（３４）にリンクされる、輝度を評価するための手段（３２）を備える輝度制御システムにおいて、
   輝度を評価するための前記手段（３２）が、前記車両の前方および前記ディスプレイ（３６）に表示される前記画像（１６）の向こう側となる外部の輝度を評価することが可能であり、
   前記決定手段（３４）が、前記評価された外部の輝度に応じて前記輝度設定ポイントを決定し、かつ、決定した前記輝度設定ポイントを前記ディスプレイ（３６）へ送信することが可能であることを特徴とする、輝度制御システム。
2. 輝度を評価するための前記手段（３２）が、少なくとも１つの輝度センサを備えることを特徴とする、請求項１に記載の輝度制御システム。
3. 輝度を評価するための前記手段（３２）が、前記車両の前方および前記ディスプレイ（３６）に表示される前記画像（１６）の向こう側の輝度を評価可能な外部輝度センサ（１８）を備え、前記センサ（１８）が、前記ディスプレイ（３６）と同じ視野内になるように配置されていることを特徴とする、請求項２に記載の輝度制御システム。
4. 前記外部輝度センサ（１８）が、前記画像（１６）の面との交点が前記画像（１６）の全体を実質的にカバーする円錐形状の入射光を受光するように配置されることを特徴とする、請求項３に記載の輝度制御システム。
5. 輝度を評価するための前記手段（３２）が、
   前記車両の外側の輝度を測定する、前記外部輝度センサ（１８）と、
   前記車両の内側の輝度を測定する、輝度センサ（２０）および／または、
   前記ディスプレイ（３６）によって表示される前記画像（１６）の輝度を測定する、輝度センサ（５０）と
   を備えることを特徴とする、請求項３または４に記載の輝度制御システム。
6. 輝度を評価するための前記手段（３２）が、以下の種類のデータ、即ち、
   雨の有無と、
   地理位置情報と、
   時刻と、
   天候状況と、
   ビデオ画像と、
   車両の速度と
   のうち、１つまたは複数を供給する手段にリンクされることを特徴とする、請求項１から５のいずれかに記載の輝度制御システム。
7. 異なる照明状況を表すデータを含む、照明シーンデータベース（４４）を備えることを特徴とする、請求項１から６のいずれかに記載の輝度制御システム。
8. 前記車両の運転手（３８）によって制御されることが可能であり、かつ、前記決定手段（３４）によって決定される初期の輝度設定ポイント値の前後で、前記ディスプレイ（３６）へ送信される前記輝度設定ポイントの、前記運転手（３８）による微調整を可能にするように構成された手動輝度調整手段（２６）を備えることを特徴とする、請求項１から７のいずれかに記載の輝度制御システム。
9. 前記手動調整手段（２６）が、スイッチ（３０）であって、前記運転手（３８）による前記スイッチ（３０）の起動に続いて、前記輝度設定ポイント値を大幅に低減し、および／または、前記ディスプレイ（３６）の前記画像（１６）に表示される情報量を低減し、かつ、前記スイッチ（３０）の解除に続いて、前記初期の輝度設定ポイント値と、前記初期のディスプレイ（３６）の前記画像（１６）に表示される前記情報量とを復元するように構成されたスイッチ（３０）を備えることを特徴とする、請求項８に記載の輝度制御システム。
10. 請求項１から９のいずれかに記載の輝度制御システムを備えることを特徴とする、ヘッドアップディスプレイ。
11. 車両のヘッドアップディスプレイ（３６）の輝度を制御するための方法であって、前記ディスプレイ（３６）が、画像（１６）を表示するように構成された方法において、
    前記車両の前方および前記ディスプレイ（３６）に表示される前記画像の向こう側となる外部の輝度を評価するステップと、
    前記評価するステップにおいて評価された前記外部の輝度に応じて前記ディスプレイ（３６）向けの輝度設定ポイントを決定するステップと、
    前記設定ポイントを前記ディスプレイ（３６）へ送信するステップと、
    を含むことを特徴とする、方法。

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