JP2019066658A - 輝度調整システム、表示システム、移動体、及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】表示輝度の調整に要する時間の更なる短縮を図ること。【解決手段】輝度調整システム５は、表示装置４における画像表示の輝度を調整する。輝度調整システム５は、対象空間における照度の値に応じて輝度を変化させる制御部５０を備える。制御部５０は、動作モードとして、照度の値に対して第１時間をかけて輝度を変化させる徐変モードと、照度の値に対して第１時間より短い第２時間をかけて輝度を変化させる急変モードと、を有する。制御部５０は、対象空間における急激な照度変化の予兆をトリガとして、徐変モードから急変モードに切り替えて、その後少なくとも一定時間は急変モードで動作する。【選択図】図１

Description

本発明は、一般に、輝度調整システム、表示システム、移動体、及びプログラムに関する。本発明は、より詳細には、表示装置における画像表示の輝度を調整する輝度調整システム、当該輝度調整システムと表示装置とを備えた表示システム、当該表示システムを備えた移動体、及びプログラムに関する。

従来例として、特許文献１に記載の表示装置を例示する。この表示装置は、車両用ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ：Head-Up Display）に適用される装置である。この表示装置は、表示輝度を変更可能な発光型表示器と、外光の明るさに応じた検出値を検出信号として出力する光検出手段と、検出値及び調整値に基づいて算出される制御輝度値を制御信号として出力し、発光型表示器の表示輝度を制御する制御手段と、を備える。

この特許文献１によれば、制御手段は、光検出手段によって検出された第一の検出値と検出値の閾値とを記憶し、光検出手段によって新たに検出された第二の検出値に基づいて目標輝度値を算出している。そして、第一の検出値が閾値よりも明るい値でありかつ第二の検出値が閾値よりも暗い値である場合は、制御輝度値が通常時よりも目標輝度値に近くなるような高速調整値を調整値として決定し、この高速調整値に基づいた制御輝度値を算出している。そのため、周囲の明るさが急激に暗くなった場合であっても、良好な表示輝度になるまで時間を要することがなく、表示輝度が明る過ぎて見にくい状態を短時間で解消することができる。

特開２００４−３２２８８６号公報

特許文献１に記載の表示装置では、周囲の明るさが急激に暗くなった場合に、高速調整値を調整値として決定した時点以降においては、その調整値に基づく制御輝度値により制御されるため、良好な表示輝度になるまでの時間が短縮される。しかし、第二の検出値を検出した検出時点から高速調整値を調整値として決定するまでの処理ルーチンは、通常時における調整値を決定するまでの処理ルーチンと同じであるため、高速調整値を決定するまでに掛かる時間までは短縮されていなかった。したがって、良好な表示輝度になるまでの時間を更に短縮することが望まれる。

本発明は上記事由に鑑みてなされ、表示輝度の調整に要する時間の更なる短縮を図ることができる輝度調整システム、表示システム、移動体、及びプログラムを提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る輝度調整システムは、表示装置における画像表示の輝度を調整する。当該輝度調整システムは、対象空間における照度の値に応じて前記輝度を変化させる制御部を備える。前記制御部は、動作モードとして、前記照度の値に対して第１時間をかけて前記輝度を変化させる徐変モードと、前記照度の値に対して前記第１時間より短い第２時間をかけて前記輝度を変化させる急変モードと、を有する。前記制御部は、前記対象空間における急激な照度変化の予兆をトリガとして、前記徐変モードから前記急変モードに切り替えて、その後少なくとも一定時間は前記急変モードで動作する。

本発明の一態様に係る表示システムは、上記の輝度調整システムと、前記表示装置と、を備える。

本発明の一態様に係る移動体は、上記の表示システムと、前記表示装置の画像が投影される反射部材と、備える。

本発明の一態様に係るプログラムは、表示装置における画像表示の輝度を調整する輝度調整システムの機能を、コンピュータシステムに実行させるプログラムである。当該プログラムは、対象空間における照度の値に応じて前記輝度を変化させるステップを含む。前記ステップにおける動作モードは、前記照度の値に対して第１時間をかけて前記輝度を変化させる徐変モードと、前記照度の値に対して前記第１時間より短い第２時間をかけて前記輝度を変化させる急変モードと、を有する。前記ステップでは、前記対象空間における急激な照度変化の予兆をトリガとして、前記徐変モードから前記急変モードに切り替えて、その後少なくとも一定時間は前記急変モードで動作させる。

本発明は、表示輝度の調整に要する時間の更なる短縮を図ることができる、という利点がある。

図１は、一実施形態に係る表示システムの概略ブロック図である。 図２は、同上の表示システムを備える移動体（自動車）の概念図である。 図３は、同上の移動体（自動車）がトンネルの出口付近を走行中におけるユーザの視野を示す概念図である。 図４は、一実施形態に係る輝度調整システムにおける徐変モードを説明するためのフローチャート図である。 図５は、同上の輝度調整システムにおける急変モードを説明するためのフローチャート図である。 図６は、同上の輝度調整システムにおける徐変モード及び急変モードと、トンネル内の出口照明との関係を説明するための説明図である。

（１）概要
以下の実施形態は、本発明の様々な実施形態の一つに過ぎない。以下の実施形態は、本発明の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。また、以下の実施形態において説明する図１〜図３及び図６は、模式的な図であり、図１〜図３及び図６中の各構成要素の大きさの比が、必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。

本実施形態の表示システム１は、表示装置４と輝度調整システム５とを備えている。本実施形態の輝度調整システム５は、図１に示すように、表示装置４における画像表示の輝度を調整するシステムである。輝度調整システム５は、対象空間４００（図２及び図３参照）における照度の値に応じて輝度を変化させる制御部５０を備える。ここで言う「対象空間」は、例えば表示装置４の像が結像される領域を含んだ空間であることを想定するが、厳密にその結像領域を含んでいなくてもよく、結像領域の周辺領域を含んだ空間であってもよい。

本実施形態では、表示装置４は、図２及び図３に示すように、移動体としての自動車１００に用いられるヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ：Head-Up Display）であることを想定する。したがって、対象空間４００は、自動車１００の車室外の空間であり、主に自動車１００のウインドシールド１０１（反射部材、図２参照）前方の空間である。

ただし、表示装置４は、自動車１００に用いられるヘッドアップディスプレイに限定されず、例えば、二輪車、電車、航空機、建設機械、及び船舶等、自動車１００以外の移動体にも適用可能である。

さらに、表示装置４は、ヘッドアップディスプレイに限定されず、現実世界に情報を重畳するＡＲ（Augmented Reality：拡張現実）表示装置であってもよい。また、表示装置４は、自動車１００のサイドミラー（電子ミラー）や、自動車１００の車室内に設置されているインストルメントパネル、カーナビゲーション等のモニタであってもよい。表示装置４が車室内に設置されるモニタである場合、対象空間４００は、自動車１００の車室内の空間であってもよい。

ここで、本実施形態の輝度調整システム５において、制御部５０は、動作モードとして、少なくとも２つのモード（徐変モード及び急変モード）を有している。徐変モードとは、対象空間４００の照度の値に対して第１時間をかけて表示装置４の輝度を変化させるモードである。また、急変モードとは、対象空間４００の照度の値に対して第１時間より短い第２時間をかけて表示装置４の輝度を変化させるモードである。そして、制御部５０は、対象空間４００における急激な照度変化の予兆をトリガとして、徐変モードから急変モードに切り替えて、その後少なくとも一定時間は急変モードで動作する。

この構成によれば、制御部５０は、対象空間４００における急激な照度変化の予兆をトリガとして、前準備として急変モードで動作するように切り替わる。つまり、先行文献１のように単に急激な照度変化が発生してから高速に輝度を変化させるのではなく、急激な照度変化の「予兆」を受け取ると、動作モードが、いつでも高速に輝度を変化させることが可能な急変モードに前もって切り替わるものである。したがって、表示輝度の調整に要する時間の更なる短縮を図ることができる。

本実施形態では、急激な照度変化の「予兆」とは、一例として、検出部５５の照度センサ５６（図１）により検出された照度に基づくものである。具体的には、予兆とは、照度の変化量又は照度の変化割合が閾値を上回ることである。特に、本実施形態では、一例として、トンネル６（図３参照）内の出口付近における出口照明６０１（緩和照明）に着目している。「急激な照度変化」が、自動車１００が昼間にトンネル６の出口から野外に出るときの路面輝度の急激な変化に相当すれば、「予兆」は、トンネル６内における基本照明から出口照明６０１に移るときの鉛直面照度の変化に相当する。言い換えると、制御部５０は、基本照明から出口照明６０１に移ったことを検出部５５で検出される照度から判定し、実際にトンネル６の出口から野外に出るときに備えて、急変モードで準備している。

なお、本実施形態の輝度調整システム５は、照度を検出する検出部５５を更に備えていることが好ましいが、検出部５５は、輝度調整システム５にとって必須の構成要素ではない。急激な照度変化の予兆は、直接的な検出照度に限定されず、現在の位置情報（緯度、経度、高度等を含む）、及び現在の時刻情報（昼間、夜間等の区別を含む）であってもよい。例えば、輝度調整システム５は、自動車１００がトンネル６の出口（又は入口）よりも５０ｍ手前の位置を通過したという情報を、予兆として外部から取得してもよい。

（２）詳細
（２．１）全体構成
以下、本実施形態の表示システム１について、図１〜図６を参照して詳しく説明する。表示システム１は、上の「（１）概要」の欄で説明した通り、表示装置４と輝度調整システム５とを備え、一例として移動体である自動車１００に適用される。表示装置４は、一例として、自動車１００に用いられるヘッドアップディスプレイである。また、本実施形態では、図３に示すように、一例として、自動車１００が暗い領域から明るい領域に進入したとき、具体的には自動車１００が昼間におけるトンネル６の出口部６０から野外に出るときの路面輝度の急激な変化に焦点を当てて説明する。なお、図３は、トンネル６内における一方交通の例を示している。

（２．２）表示装置
表示装置４は、自動車１００のウインドシールド１０１に下方から画像を投影するように、自動車１００の車室内に設置されている。図２の例では、ウインドシールド１０１の下方のダッシュボード１０２内に、表示装置４が配置されている。表示装置４は、図１に示すように、画像形成部２と投影光学系３とを備えている。

画像形成部２は、画像を形成する光を出力する。本実施形態では一例として、画像形成部２は、図１に示すように、液晶パネル２１（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）、及び光源装置２２を有している。液晶パネル２１は、光源装置２２の前方に配置されている。光源装置２２は、液晶パネル２１のバックライトとして用いられる。光源装置２２は、いわゆる面光源である。光源装置２２は、発光ダイオード又はレーザダイオード等の固体発光素子を用いた、サイドライト方式の光源装置である。光源装置２２からの光は液晶パネル２１を透過して画像形成部２から出力される。なお、輝度調整システム５（の制御部５０）が調整する輝度とは、この光源装置２２の輝度である。

この画像形成部２では、液晶パネル２１に画像が表示された状態で、光源装置２２が発光することにより、光源装置２２から前方に出力される光が、液晶パネル２１を透過して、液晶パネル２１の前面から前方に出力される。このとき液晶パネル２１の前面から前方に出力される光は、液晶パネル２１に表示された画像を反映した光であるので、結果的に、画像形成部２からは、画像を形成する光が「出力光」として出力されることになる。

ここで、液晶パネル２１の縦方向が投影される画像の縦方向となり、液晶パネル２１の横方向が投影される画像の横方向となる。投影される画像の縦方向は、対象空間４００（図２参照）に投影される虚像３００（図２及び図３参照）の縦方向、つまりユーザ２００（図２参照）の視野内において鉛直方向に沿った方向である。投影される画像の横方向は、対象空間４００に投影される虚像３００の横方向、つまりユーザ２００の視野内において水平方向に沿った方向である。

なお、表示装置４は、画像形成部２における光源装置２２の輝度調整を除く他の動作を制御する制御部（不図示）を更に備えていてもよい。あるいは、輝度調整システム５（の制御部５０）が、光源装置２２の輝度調整に加えて、画像形成部２の他の動作制御も兼ねてもよい。

投影光学系３は、画像形成部２の出力光を反射することで画像を投影する。本実施形態では、表示装置４は上述したようにヘッドアップディスプレイであって、反射部材であるウインドシールド１０１（図２参照）に画像を投影するので、投影光学系３は、ウインドシールド１０１からなる対象物に対して画像を投影する。

本実施形態では一例として、投影光学系３は、図１に示すように、第１ミラー３１と、第２ミラー３２と、を有している。第１ミラー３１及び第２ミラー３２は、画像形成部２から出力される光の光路上に、第１ミラー３１、第２ミラー３２の順で配置されている。本実施形態では、画像形成部２、第１ミラー３１、及び第２ミラー３２は、鉛直面内に形成される三角形の頂点位置に配置されている。ここでいう「鉛直面」は、画像形成部２が形成する画像の縦方向（鉛直方向）及び出力光の進行方向（光軸）を含む平面である。投影光学系３は、画像形成部２の出力光を、まずは第１ミラー３１で反射し、更に第２ミラー３２で反射して、ウインドシールド１０１に向けて出射する。

すなわち、第１ミラー３１は、画像形成部２の出力光が入射するように、液晶パネル２１から見て光源装置２２とは反対側、つまり液晶パネル２１の前方に配置されている。第１ミラー３１は、画像形成部２の出力光を、第２ミラー３２に向けて反射する。第２ミラー３２は、第１ミラー３１で反射された画像形成部２の出力光が入射するような位置に配置されている。第２ミラー３２は、第１ミラー３１で反射された画像形成部２の出力光を、ダッシュボード１０２の開口部１０３（図２参照）からウインドシールド１０１に向けて反射する。本実施形態では、第１ミラー３１は凸面鏡であって、第２ミラー３２は凹面鏡である。

上述したような構成により、投影光学系３は、画像形成部２にて形成される画像を、適当な大きさにして、投影画像として対象物であるウインドシールド１０１に投影することで、対象空間４００に虚像３００を投影する。ここで言う「虚像」は、表示装置４から出射される光がウインドシールド１０１等の反射物にて発散するとき、その発散光線によって、実際に物体があるように結ばれる像を意味する。

表示装置４では、対象空間４００に形成される虚像３００は、図２に示すように、表示装置４の光軸５００に交差する仮想面５０１上に形成される。本実施形態では、光軸５００は、自動車１００の前方の対象空間４００において、自動車１００の前方の路面６００に沿っている。そして、虚像３００が形成される仮想面５０１は、路面６００に対して略垂直である。例えば、路面６００が水平面である場合には、虚像３００は鉛直面に沿って表示されることになる。

そのため、自動車１００を運転しているユーザ２００は、図３に示すように、自動車１００の前方に広がる実空間に重ねて、表示装置４にて投影される虚像３００を見ることができる。したがって、表示装置４によれば、例えば、車速情報、ナビゲーション情報、歩行者情報、前方車両情報、車線逸脱情報、及び車両コンディション情報等の、種々の運転支援情報を、虚像３００として表示し、ユーザ２００に視認させることができる。なお、図３では、虚像３００は、車速情報であり、一例として「５０ｋｍ／ｈ」という情報を表示している。これにより、ユーザ２００は、ウインドシールド１０１の前方に視線を向けた状態から僅かな視線移動だけで、運転支援情報を視覚的に取得することができる。

（２．３）輝度調整システム
輝度調整システム５は、表示装置４における画像表示の輝度を調整するシステムである。本実施形態では、輝度調整システム５は、表示装置４における液晶パネル２１のバックライトである光源装置２２から出力される光の明るさ（輝度）を調整する。輝度調整システム５は、図１に示すように、制御部５０と検出部５５とを備えている。

検出部５５は、対象空間４００における照度を検出し、検出した照度を制御部５０に送出するように構成されている。対象空間４００は、表示装置４の像が結像される領域を含んだ空間である。本実施形態では、対象空間４００は、自動車１００の車室外における仮想面５０１上の虚像３００を含んだ空間である。そのため、以下では、「対象空間４００における照度」とは、トンネル６内の路面６００の路面輝度（ｃｄ／ｍ^２）というよりも、トンネル６内の鉛直面照度（ｌｘ）を想定するが、特に限定されるものではない。

検出部５５は、図１に示すように、照度センサ５６と、増幅部５７と、Ａ／Ｄ変換部５８と、を備えている。

照度センサ５６は、例えば対象空間４００の照度（明るさ）を検出するフォトＩＣ（Integrated Circuit）で構成され、自動車１００のダッシュボード１０２内における開口部１０３付近に配置されている。照度センサ５６は、対象空間４００の照度に応じた照度電圧（アナログ信号）を、増幅部５７に出力する。増幅部５７は、照度センサ５６から入力されてきた信号を増幅して、Ａ／Ｄ変換部５８に出力する。Ａ／Ｄ変換部５８は、増幅部５７の出力信号をデジタル信号に変換して、照度の値（検出値）として制御部５０に送出する。

制御部５０は、対象空間４００における照度の値、すなわち、検出部５５からの検出値に応じて、光源装置２２から出力される光の輝度を変化させるように構成されている。制御部５０は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）及びメモリを主構成とするマイクロコンピュータにて構成されている。言い換えれば、制御部５０は、ＣＰＵ及びメモリを有するコンピュータにて実現されており、ＣＰＵがメモリに格納されているプログラムを実行することにより、コンピュータが制御部５０として機能する。プログラムは、ここでは制御部５０のメモリに予め記録されているが、インターネット等の電気通信回線を通じて、又はメモリカード等の記録媒体に記録されて提供されてもよい。

制御部５０は、図１に示すように、処理部５１と、入力部５２と、出力部５３と、記憶部５４と、を備えている。なお、記憶部５４は、上記メモリであってもよいし、上記メモリとは別に設けられていてもよい。

入力部５２は、信号線Ｓ１（図１参照）を介して検出部５５のＡ／Ｄ変換部５８の出力端と電気的に接続されている。入力部５２は、検出部５５から照度の検出値を受け取るように構成されている。出力部５３は、信号線Ｓ２（図１参照）を介して光源装置２２における光源の点灯制御を行う点灯回路に電気的に接続されている。出力部５３は、処理部５１にて生成された制御信号を、光源装置２２の点灯回路に出力するように構成されている。光源装置２２では、制御信号を受け取ることで、点灯回路は、制御信号に応じた輝度となるように光源の光出力を変更する。

処理部５１は、例えば、検出部５５から取得した照度の検出値（照度に対応する電圧値）から、対象空間４００の実際の照度（ｌｘ）及び輝度（ｃｄ／ｍ^２）等を演算する。あるいは、処理部５１は、検出部５５側で電圧値から既に照度（ｌｘ）及び輝度（ｃｄ／ｍ^２）へ演算された数値データを受け取るように構成されてもよい。以下では、演算された照度（ｌｘ）及び輝度（ｃｄ／ｍ^２）も含めて、単に「照度の検出値」と呼ぶ。ただし、例えば演算後の輝度（ｃｄ／ｍ^２）を、適宜に閾値や基準値との比較の判定処理に用いてもよし、検出部５５から取得した検出値を、そのまま比較の判定処理に用いてもよい。

記憶部５４は、データを書き換え可能なメモリであって、不揮発性メモリであることが好ましい。記憶部５４は、処理部５１において用いられる種々のデータ（検出値の履歴、閾値、基準値等）を記憶する。

ここで、本実施形態の処理部５１は、動作モードとして、少なくとも２つのモード（徐変モード及び急変モード）を有している。徐変モードとは、照度の検出値に対して第１時間（例えば２秒）をかけて表示装置４の輝度を変化させるモードである。また、急変モードとは、照度の検出値に対して第１時間より短い第２時間（例えば０．５秒）をかけて表示装置４の輝度を変化させるモードである。そして、処理部５１は、対象空間４００における急激な照度変化の予兆をトリガとして、徐変モードから急変モードに切り替えて、その後少なくとも一定時間（例えば５秒）は急変モードで動作する。

ここで、予兆とは、上の「（１）概要」の欄で説明した通り、一例として、照度の変化量又は照度の変化割合が閾値を上回ることである。特に、本実施形態では、トンネル６内の出口部６０における出口照明６０１（図３参照）に着目している。

昼間時に、自動車１００がトンネル６内を走行してトンネル６の出口付近に近づくと、ユーザ２００にとって出口開口部が非常に明るく見える現象が生じる。それを防ぐために出口照明６０１が、トンネル６内の出口部６０における天井又は天井に近い側壁部に設置されている。本実施形態においては、「急激な照度変化」が、自動車１００が昼間におけるトンネル６の出口から野外に出るときの路面輝度の急激な変化に相当すれば、「予兆」は、トンネル６内における基本照明から出口照明６０１に移るときの鉛直面照度の変化に相当する。つまり、処理部５１は、基本照明から出口照明６０１に移ったことを照度の検出値から判定し、実際にトンネル６の出口から野外に出るときに備えて、急変モードで準備していると言える。

（２．４）徐変モード
以下、処理部５１の動作モードの１つである徐変モードについて、図４のフローチャートを参照しながら説明する。徐変モードは、処理部５１における基本となる動作モードである。徐変モードにおいて、処理部５１は、入力部５２を通じて、検出部５５から照度の検出値を１００ｍｓごとに取得する（ステップＳ１）。

そして、処理部５１は、例えば、今回新たに取得した検出値と直前に取得していた過去２回分の検出値（計３回分の検出値）の平均値を算出し、その平均値と、記憶部５４に記憶されている基準値Ｔ１とを比較する（ステップＳ２）。ここで、記憶部５４には、照度の平均値と目標輝度とが対応付けられたデータが予め記憶されている。算出した照度の平均値が基準値Ｔ１以上であれば（ステップＳ２：ＹＥＳ）、処理部５１は、記憶部５４を参照し、その照度の平均値に対応する目標輝度を決定する。そして、処理部５１は、第１時間（例えば２秒）をかけて、表示装置４の現在輝度が目標輝度に到達するように制御信号を出力部５３より出力する（ステップＳ３）。算出した照度の平均値が基準値Ｔ１未満であれば（ステップＳ２：ＮＯ）、処理部５１は、再びステップＳ１に戻る。

処理部５１は、この第１時間が経過するまでの間において、例えば第１時間である２０００ｍｓを２０分割し、最初の１００ｍｓだけ、現在輝度から目標輝度までのうち、５％よりもやや大きい約７％の輝度まで増加するように制御する。要するに、処理部５１は、第１時間内において、最初の１００ｍｓだけ輝度を速やかに増加させている。処理部５１は、その後、第１時間が経過するまで、表示装置４の輝度が目標輝度に向かって単調に増加するように制御する。つまり、処理部５１は、第１時間内において、表示装置４の輝度に対して、全体的にはやや上に凸となるような略直線的な増加制御を行う。

（２．５）急変モード
以下、処理部５１のもう１つの動作モードである急変モードについて、図５のフローチャートを参照しながら説明する。急変モードは、基本となる動作モードである徐変モードで動作中に、照度変化の予兆をトリガとして切り替わるモードである。本実施形態では、上述の通り、予兆は、トンネル６内における基本照明から出口照明６０１に移るときの鉛直面照度の変化である。

ここでは、予兆の有無を判定する前に、更に、徐変モードへの切り替えを実行するか否かの条件（第１条件及び第２条件）を設けている。処理部５１は、第１条件又は第２条件が満たされていれば、予兆の有をトリガとして、徐変モードから急変モードへの切り替えを実行する。第１条件は、検出値が第１閾値以下であることである。第１条件は、主に暗い領域から明るい領域への進入に対応する条件である。本実施形態では、トンネル６内の照明に着目しているため、第１閾値は、例えばトンネル内の路面輝度よりもやや高い１００ｃｄ／ｍ^２に設定されるが、特に限定されない。

第２条件は、検出値が第１閾値よりも大きい第２閾値以上であることである。第２条件は、主に明るい領域から暗い領域への進入に対応する条件である。本実施形態では、トンネル６内の照明に着目しているため、第２閾値は、例えば野外輝度１０００〜１００００ｃｄ／ｍ^２内で適宜に設定されるが、特に限定されない。

第１及び第２条件が設定されていることで、例えば木漏れ日等のチラツキといった意図しない範囲での照度変化に追従して急変モードへの切り替えが頻繁に実行されてしまう事態を抑制することができる。なお、本実施形態では、トンネル６内の照明でも特に出口照明に着目しているため、図５では第１条件のみのステップを図示し、第２条件のステップについての図示は省略されている。

まず、処理部５１は、徐変モードで動作中において一定の周期（例えば１秒ごと）で、図５に示すように、第１条件が満たされているか否か判断している（ステップＳ１０）。本実施形態では、自動車１００がトンネル６内に進入すれば、自ずと第１条件は満たされる。第１条件が満たされていれば（ステップＳ１０：ＹＥＳ）、急激な照度変化の予兆の有無、すなわち、トンネル６内における基本照明から出口照明６０１に移るときの照度（鉛直面照度）の変化の有無を判定する（ステップＳ１１）。一方、第１条件が満たされていなければ（ステップＳ１０：ＮＯ）、処理部５１は、徐変モードを継続する（ステップＳ１２）。

つまり、ステップＳ１１において、処理部５１は、照度の変化量（又は照度の変化割合）が閾値（以下、第３閾値と呼ぶ）を上回ったか否かを判定する。もし照度の変化量（又は照度の変化割合）が第３閾値を上回っていれば（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、処理部５１は、動作モードを徐変モードから急変モードへ切り替える。その結果、急変モードが開始される（ステップＳ１３）。一方、照度の変化量（又は照度の変化割合）が第３閾値を上回っていなければ（ステップＳ１１：ＮＯ）、処理部５１は、徐変モードを継続する（ステップＳ１２）。

照度の変化量は、例えば、今回新たに入力部５２で取得した検出値と前回入力部５２で取得した検出値との差である。この場合、第３閾値は、基本照明と出口照明６０１との輝度の差に基づいて設定されたものである。また、照度の変化量の代わりに、照度の変化割合が判定に用いられてもよい。照度の変化割合は、例えば、今回新たに入力部５２で取得した検出値を、前回入力部５２で取得した検出値で除算した値である。この場合、第３閾値は、基本照明と出口照明６０１との輝度比に基づいて設定されたものである。

急変モードにおいて、処理部５１は、入力部５２を通じて、検出部５５から照度の検出値を１００ｍｓごとに取得する（ステップＳ１４）。つまり、検出部５５から照度の検出値を取得する周期は、急変モードと徐変モードとで同じである（図４のステップＳ１参照）。ただし、照度の検出値を取得する周期は、急変モードと徐変モードとで異なってもよい。

そして、処理部５１は、今回新たに取得した１回分の検出値と、記憶部５４に記憶されている基準値Ｔ２とを比較する（ステップＳ１５）。ここで、記憶部５４には、照度の検出値と目標輝度とが対応付けられたデータが予め記憶されている。照度の検出値が基準値Ｔ２以上であれば（ステップＳ１５：ＹＥＳ）、処理部５１は、記憶部５４を参照し、その照度の検出値に対応する目標輝度を決定する。そして、処理部５１は、第２時間（例えば０．５秒）をかけて、表示装置４の現在輝度が目標輝度に到達するように制御信号を出力部５３より出力する（ステップＳ１６）。

つまり、処理部５１は、徐変モードのように数回分（例えば３回分）の検出値の平均値を求めてから比較判定を行うのではなく、今回新たに取得した１回分の検出値だけで、比較判定を行なっている。言い換えると、処理部５１は、急変モードにおいては、徐変モードに比べて、目標輝度を決定するまでに要する期間を短縮するように構成されている。

また、処理部５１は、内蔵されているタイマ（計時部）を用いて急変モードが開始してから一定時間（例えば５秒）が経過したか否かを判定しており（ステップＳ１７）、一定時間が経過するまでは、急変モードを継続する（ステップＳ１７：ＮＯ）。一定時間が経過すると（ステップＳ１７：ＹＥＳ）、処理部５１は、動作モードを急変モードから徐変モードに戻す（ステップＳ１８）。なお、照度の検出値が基準値Ｔ２未満であれば（ステップＳ１５：ＮＯ）、処理部５１は、ステップＳ１６を飛ばしてステップＳ１７に移る。

処理部５１は、ステップＳ１６における第２時間が経過するまでの間において、例えば第２時間である５００ｍｓを５分割し、最初の１００ｍｓだけ、現在輝度から目標輝度までのうち、２０％よりも大きい約３０％の輝度まで増加するように制御する。処理部５１は、その後、第２時間が経過するまで、表示装置４の輝度が目標輝度に向かって常に残りの目標輝度までの３０％の輝度まで増加するように制御する。つまり、処理部５１は、第２時間内において、表示装置４の輝度に対して、全体的には指数カーブを描くように輝度に対して急速な増加制御を行う。

（２．６）出口照明
以下、上述した処理部５１の２つの動作モードと、出口照明６０１との関係について、図６を参照しながら詳しく説明する。図６の上段では、横軸がトンネル６内の距離を示しており、縦軸がトンネル６内の明るさ（ｌｘ）を示している。この例では、図６の左側がトンネル６の入口側に相当し、図６の右側がトンネル６の出口側に相当する。図６の上段において、領域Ａ１は、入口照明による明るさを示しており、領域Ａ２は、出口照明６０１による明るさを示している。また、図６の上段において、領域Ａ３は、基本照明による明るさを示しており、領域Ａ４は、停電時用照明による明るさを示している。このように、トンネル６内の入口側及び出口側には、緩和期間が設けられている。なお、図３は、トンネル６内における一方交通の例を示しているため、入口側の領域Ａ１の明るさの方が、出口側の領域Ａ２の明るさよりも明るい。しかし、対面交通の場合には、領域Ａ１の明るさと領域Ａ２の明るさとは同じに設定される。

一方、図６の下段は、図６の上段における明るさ（ｌｘ）に対して、輝度（ｃｄ／ｍ^２）を示している。図６の下段では、領域Ｂ１及びＢ５は、野外輝度を示している。領域Ｂ２は入口照明に対応する路面輝度を、領域Ｂ３は基本照明に対応する路面輝度を、領域Ｂ４は出口照明６０１に対応する路面輝度を、それぞれ示している。なお、図６の下段では、処理部５１の動作モードをより理解し易くするために、各領域内に輝度の実数値を記しているが、これは単なる一例である。これらの実数値は、トンネルの構造（例えばトンネルの長さ）や、トンネル付近の環境、交通の状況等により適宜に決定される。

ここで、例えば、昼間時における野外輝度が図６のように３３００ｃｄ／ｍ^２の場合、出口照明６０１による鉛直面照度は、野外輝度の１２％である約４００ｌｘに設定される。

本実施形態では、処理部５１が、徐変モードから急変モードへの切り替えを、概ね出口照明６０１に対応する領域Ｂ４の始点Ｐ１から終点Ｐ２までの範囲Ｃ１内で、特に可能な限り始点Ｐ１に近い位置で行うことを目指している。言い換えると、処理部５１は、急激な照度変化が終点Ｐ２付近で起こることに備えて、基本照明から出口照明６０１に移ったときに起こる鉛直面照度の変化を「予兆」として判断する。照度は、始点Ｐ１付近では例えば４０ｌｘから４００ｌｘへの１０倍程増加するが、終点Ｐ２付近では４００ｌｘから１万倍程増加する。処理部５１は、この４０ｌｘから４００ｌｘへの変化を、上述した図５のステップＳ１１で、検知して、急変モードへの切り替えを実行する。

このように、本実施形態の輝度調整システム５は、トンネル６内の範囲Ｃ１内において、急変モードで準備しておくことで、実際に急激な照度変化が起きたときに、速やかに目標輝度を決定して輝度を調整することができる。

例えば、急変モードの準備が無い場合、急激な照度変化が起きてから目標輝度を決定して輝度の急速な増加制御を行うと、３回分の検出値の平均値を求めてから比較処理を行っているため、目標輝度の確定まで約２秒程度時間を要してしまう。一方、本実施形態の輝度調整システム５では、例えば１秒周期で徐変モードから急変モードへ切り替えるか否かの第１条件の判定（図５のステップＳ１０）を行っている。また、１００ｍｓごとに取得する検出値から平均値を求めずに比較処理を行っている。したがって、輝度調整システム５では、徐変モードから急変モードに切り替えて目標輝度の確定まで約１．１秒要することになり、急変モードの準備が無い場合に比べて約１秒短縮される。

一見するとこの約１秒という短縮は僅かである。しかし、一般的に人の眼球に関して、生理学上、暗い領域から明るい領域に進入した場合における順応（明順応）は、明るい領域から暗い領域に進入した場合における順応（暗順応）に比べて非常に速い。暗順応、すなわち暗い領域に進入した場合に人の眼が慣れるまでに要する時間は、５分〜３０分と言われているのに対して、明順応、すなわち明るい領域に進入した場合に人の眼が慣れるまでに要する時間は、０．５秒程度と言われている。したがって、トンネル６内の出口付近では急変モードで動作することで約１秒短縮されると、非常に速い人の眼の明順応に追従できる速度で輝度の調整を実現することができる。その結果、表示装置４の画像表示の輝度変化に関して、自動車１００がトンネル６の出口から出るときにユーザ２００の眼に与える違和感を解消することができる。

（３）変形例
以下に、いくつかの変形例について列記する。以下では上述した実施形態を「基本例」と呼ぶ。

基本例では、昼間におけるトンネル６内の出口照明６０１に着目していたことに起因して、照度変化は、照度の増加であった。しかし、照度変化は、照度の減少であってもよい。例えば、輝度調整システム５における急変モードは、トンネル６の入口に対して適用されてもよい。この場合、照度変化の「予兆」は、照度から直接的に得るのではなく、例えば位置情報（トンネル６の入口から５０ｍ手前）、現在の時刻情報（昼間と夜間を区別できる情報）、及び天候情報（晴れ、曇り、雨を区別できる情報）等であってもよい。位置情報は、スマートフォン等の携帯端末や、カーナビゲーション等のＧＰＳ（Global Positioning System）から取得してもよい。

また、予兆に関する情報は、いわゆるＶ２Ｘ（車車間通信、路車間通信）により取得してもよい。つまり、輝度調整システム５は、予兆に関する情報を、前方を走行する自動車から無線通信（Ｖ２Ｖ）により取得してもよいし、信号機や道路標識等から無線通信により取得してもよい。

基本例では、急激な照度変化は、昼間に自動車１００がトンネル６内の出口から野外に出るときに生じる変化であった。しかし、急激な照度変化は、トンネル６以外に、例えば、昼間に自動車が地下にある駐車場から地上に出たときに起こる照度変化であってもよい。また、移動体が航空機の場合、急激な照度変化は、高度の上昇により厚い雲の層を抜け出たときに起こる照度変化であってもよい。

基本例では、自動車１００が明るい領域と暗い領域との間を走行する場合を想定していた。しかし、例えば、自動車１００が駐車場のシャッター前で停止中にあり、シャッターが開動作／閉動作することにより、対象空間４００における照度が変わる場合にも適用されてもよい。この場合、予兆は、シャッターの開動作／閉動作の開始であってもよい。

基本例では、制御部５０における動作モードは、徐変モードと急変モードの２つのみであった。しかし、制御部５０は、徐変モード及び急変モードに加えて、急変モードに比べて目標輝度の確定までに要する時間を更に短縮し、確定後の目標輝度に向かって現在輝度を増加させる速度を更に速めたような、超急変モードを有していてもよい。要するに、制御部５０の動作モードは、３つ以上あってもよい。

基本例における輝度調整システム５（主に制御部５０）と同様の機能は、コンピュータプログラム、又はプログラムを記録した非一時的な記録媒体等で具現化されてもよい。ここで、輝度調整システム５の実行主体は、コンピュータシステムを含んでいる。コンピュータシステムは、ハードウェアとしてのプロセッサ及びメモリを主構成とする。コンピュータシステムのメモリに記録されたプログラムをプロセッサが実行することによって、輝度調整システム５の実行主体としての機能が実現される。プログラムは、コンピュータシステムのメモリに予め記録されていてもよいが、電気通信回線を通じて提供されてもよいし、コンピュータシステムで読み取り可能なメモリカード、光学ディスク、ハードディスクドライブ等の記録媒体に記録されて提供されてもよい。コンピュータシステムのプロセッサは、半導体集積回路（ＩＣ）又は大規模集積回路（ＬＳＩ）を含む１乃至複数の電子回路で構成される。複数の電子回路は、１つのチップに集約されていてもよいし、複数のチップに分散して設けられていてもよい。複数のチップは、１つの装置に集約されていてもよいし、複数の装置に分散して設けられていてもよい。

また、基本例の輝度調整システム５の制御部５０は、１つの装置で実現されているが、この構成に限定されない。例えば、輝度調整システム５の制御部５０における処理部５１、入力部５２、出力部５３、及び記憶部５４の機能のうちの少なくとも１つの機能が、２つ以上の装置に分散して設けられてもよい。同様に、輝度調整システム５の検出部５５における照度センサ５６、増幅部５７、及びＡ／Ｄ変換部５８の機能のうちの少なくとも１つの機能が、２つ以上の装置に分散して設けられてもよい。また、輝度調整システム５のうち少なくとも一部の機能は、例えば、クラウド（クラウドコンピューティング）によって実現されてもよい。

（４）利点
以上説明したように、第１の態様に係る輝度調整システム（５）は、表示装置（４）における画像表示の輝度を調整する。輝度調整システム（５）は、対象空間（４００）における照度の値に応じて輝度を変化させる制御部（５０）を備える。制御部（５０）は、動作モードとして、照度の値に対して第１時間をかけて輝度を変化させる徐変モードと、照度の値に対して第１時間より短い第２時間をかけて輝度を変化させる急変モードと、を有する。制御部（５０）は、対象空間（４００）における急激な照度変化の予兆をトリガとして、徐変モードから急変モードに切り替えて、その後少なくとも一定時間は急変モードで動作する。第１の態様によれば、表示輝度の調整に要する時間の更なる短縮を図ることができる。

第２の態様に係る輝度調整システム（５）に関して、第１の態様において、上記予兆とは、照度の変化量又は照度の変化割合が閾値を上回ることであることが好ましい。第２の態様によれば、予兆が、例えばトンネル（６）の入口／出口付近を示すような現在の位置情報、及び現在の時刻情報等である場合に比べて、より正確に徐変モードから急変モードへの切り替えを行うことができる。

第３の態様に係る輝度調整システム（５）に関して、第１又は第２の態様において、制御部（５０）は、急変モードにおいて、徐変モードに比べて、上記輝度を調整するための目標輝度を決定するまでに要する期間を短縮するように構成されていることが好ましい。第３の態様によれば、表示輝度の調整に要する時間を容易に短縮することができる。

第４の態様に係る輝度調整システム（５）に関して、第１〜第３の態様のいずれか１つにおいて、照度変化とは、照度の増加であることが好ましい。制御部（５０）は、照度の増加の予兆のみをトリガとして、徐変モードから急変モードへ切り替えることが好ましい。第４の態様によれば、例えばトンネル（６）内の出口付近の領域のように、対象空間（４００）の照度が増加する場合において、表示輝度の調整に要する時間の更なる短縮を図ることができる。特に、一般的に人の眼球に関して、生理学上、暗い領域から明るい領域に進入した場合における順応（明順応）は、明るい領域から暗い領域に進入した場合における順応（暗順応）に比べて非常に速い（暗順応が５分〜３０分に対して明順応は０．５秒程度）。これに対して、トンネル（６）内の出口付近では急変モードで動作することで、非常に速い人の眼の明順応に追従できる速度で輝度の調整を実現することができる。したがって、表示装置（４）の画像表示の輝度変化に関して人の眼に与える違和感を解消することができる。

第５の態様に係る輝度調整システム（５）に関して、第１〜第４の態様のいずれか１つにおいて、制御部（５０）は、第１条件又は第２条件が満たされていれば、上記予兆をトリガとして、徐変モードから急変モードへの切り替えを実行することが好ましい。第１条件は、照度の値が第１閾値以下であることであり、第２条件は、照度の値が第１閾値よりも大きい第２閾値以上であることが好ましい。第５の態様によれば、例えば第１及び第２条件が設定されていない場合に比べて、意図しない範囲での照度変化に追従して急変モードへの切り替えが頻繁に実行されてしまう事態を抑制することができる。

第６の態様に係る輝度調整システム（５）に関して、第１〜第５の態様のいずれか１つにおいて、制御部（５０）は、急変モードにおいて一定時間が経過すると、徐変モードに戻すことが好ましい。第６の態様によれば、例えば自動車（１００）がトンネルの出口を抜けたにも関わらず、急変モードが長時間継続してしまう事態を抑制することができる。

第７の態様に係る輝度調整システム（５）は、第１〜第６の態様のいずれか１つにおいて、対象空間（４００）における照度を検出し、検出した照度を制御部（５０）に送出する検出部（５５）を、更に備えることが好ましい。第７の態様によれば、より正確に徐変モードから急変モードへの切り替えを行うことができる。

第８の態様に係る表示システム（１）は、第１〜第７の態様のいずれか１つにおける輝度調整システム（５）と、表示装置（４）と、を備える。第８の態様によれば、表示輝度の調整に要する時間の更なる短縮を図ることができる表示システム（１）を提供できる。

第９の態様に係る移動体（例えば自動車１００）は、第８の態様における表示システム（１）と、表示装置（４）の画像が投影される反射部材（例えばウインドシールド１０１）と、を備える。第９の態様によれば、表示輝度の調整に要する時間の更なる短縮を図ることができる移動体を提供できる。

第１０の態様に係るプログラムは、表示装置（４）における画像表示の輝度を調整する輝度調整システム（５）の機能を、コンピュータシステムに実行させる。当該プログラムは、対象空間（４００）における照度の値に応じて輝度を変化させるステップを含む。当該ステップにおける動作モードは、照度の値に対して第１時間をかけて輝度を変化させる徐変モードと、照度の値に対して第１時間より短い第２時間をかけて輝度を変化させる急変モードと、を有する。当該ステップでは、対象空間（４００）における急激な照度変化の予兆をトリガとして、徐変モードから急変モードに切り替えて、その後少なくとも一定時間は急変モードで動作させる。第１０の態様によれば、表示輝度の調整に要する時間の更なる短縮を図ることが可能な機能を提供できる。

１ 表示システム
４ 表示装置
５ 輝度調整システム
５０ 制御部
５５ 検出部
１００ 自動車（移動体）
１０１ ウインドシールド（反射部材）
４００ 対象空間

Claims (10)

1. 表示装置における画像表示の輝度を調整する輝度調整システムであって、
   対象空間における照度の値に応じて前記輝度を変化させる制御部を備え、
   前記制御部は、動作モードとして、
   前記照度の値に対して第１時間をかけて前記輝度を変化させる徐変モードと、
   前記照度の値に対して前記第１時間より短い第２時間をかけて前記輝度を変化させる急変モードと、を有し、
   前記制御部は、前記対象空間における急激な照度変化の予兆をトリガとして、前記徐変モードから前記急変モードに切り替えて、その後少なくとも一定時間は前記急変モードで動作する
   輝度調整システム。
2. 前記予兆とは、前記照度の変化量又は前記照度の変化割合が閾値を上回ることである
   請求項１に記載の輝度調整システム。
3. 前記制御部は、前記急変モードにおいて、前記徐変モードに比べて、前記輝度を調整するための目標輝度を決定するまでに要する期間を短縮するように構成されている
   請求項１又は２に記載の輝度調整システム。
4. 前記照度変化とは、前記照度の増加であり、
   前記制御部は、前記照度の増加の予兆のみをトリガとして、前記徐変モードから前記急変モードへ切り替える
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の輝度調整システム。
5. 前記制御部は、前記照度の値が第１閾値以下であるという第１条件、又は前記照度の値が前記第１閾値よりも大きい第２閾値以上であるという第２条件が満たされていれば、前記予兆をトリガとして、前記徐変モードから前記急変モードへの切り替えを実行する
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の輝度調整システム。
6. 前記制御部は、前記急変モードにおいて前記一定時間が経過すると、前記徐変モードに戻す
   請求項１〜５のいずれか１項に輝度調整システム。
7. 前記対象空間における前記照度を検出し、検出した前記照度を前記制御部に送出する検出部を、更に備える
   請求項１〜６のいずれか１項に記載の輝度調整システム。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の輝度調整システムと、
   前記表示装置と、を備える
   表示システム。
9. 請求項８に記載の表示システムと、
   前記表示装置の画像が投影される反射部材と、を備える
   移動体。
10. 表示装置における画像表示の輝度を調整する輝度調整システムの機能を、コンピュータシステムに実行させるプログラムであって、
    当該プログラムは、
    対象空間における照度の値に応じて前記輝度を変化させるステップを含み、
    前記ステップにおける動作モードは、
    前記照度の値に対して第１時間をかけて前記輝度を変化させる徐変モードと、
    前記照度の値に対して前記第１時間より短い第２時間をかけて前記輝度を変化させる急変モードと、を有し、
    前記ステップでは、前記対象空間における急激な照度変化の予兆をトリガとして、前記徐変モードから前記急変モードに切り替えて、その後少なくとも一定時間は前記急変モードで動作させる
    プログラム。

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