JP2021076741A - 表示装置及びヘッドアップディスプレイ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】安価に視認性を向上させた表示装置及びヘッドアップディスプレイ装置を提供する。【解決手段】μＣＯＭ１３は、照度が閾値未満の通常時には４つの表示画像Ｉ１〜Ｉ４が表示されるようにＬＣＤ１２を制御する。照度が閾値以上の眩惑時には、μＣＯＭ１３は、４つの表示画像Ｉ１〜Ｉ４のうち２つの表示画像Ｉ３、Ｉ４の表示を停止して、残りの２つの表示画像Ｉ１、Ｉ２を大きくして表示するようにＬＣＤ１２を制御する。【選択図】図５

Description

本発明は、表示装置及びヘッドアップディスプレイ装置に関する。

フロントガラス等の前方に情報を表示させるヘッドアップディスプレイ（Ｈｅａｄ−Ｕｐ Ｄｉｓｐｌａｙ；ＨＵＤ）装置が提案されている（特許文献１、２）。例えば、ＨＵＤ装置は、透過型の液晶表示装置からなる表示装置を備え、表示装置が出射する表示画像を表す光（表示光）をフロントガラス等に投影することで表示画像をユーザに認識させる。

特開２０１３−２２８４４２号公報 特許第６２９９５２３号公報

上述したＨＵＤ装置では、周囲の照度が上がると背景と表示画像とのコントラストが下がるため、表示画像の輝度を上げる必要がある。しかしながら、極めて明るい状態でも視認できるように表示画像の輝度を上げると、ＨＵＤ装置の自己発熱が大きくなりＨＵＤ装置の耐久性を高める必要があった。また、ＨＵＤ装置の発光性能も高める必要がある。さらには、消費電力も高くなり、いずれもコスト高の要因となっていた。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、安価に視認性を向上させた表示装置及びヘッドアップディスプレイ装置を提供することにある。

前述した目的を達成するために、本発明に係る表示装置及びヘッドアップディスプレイ装置は、下記［１］〜［５］を特徴としている。
［１］
表示画像を表示する表示部と、
照度センサにより検出された周辺の照度が閾値以上である場合、前記表示画像を大きくするように前記表示部を制御する制御部と、を備えた、
表示装置であること。
［２］
［１］に記載の表示装置であって、
前記表示部は、複数の前記表示画像を表示し、
前記制御部は、前記照度センサにより検出された照度が前記閾値以上である場合、複数の前記表示画像の少なくとも１以上の表示を停止し、残りの前記表示画像を大きくするように、前記表示部を制御する、
表示装置であること。
［３］
［１］又は［２］に記載の表示装置であって、
前記制御部は、前記照度センサにより検出された照度が前記閾値以上である場合、前記表示画像の縁取りを表示させる、
表示装置であること。
［４］
表示画像を表示する表示部と、
照度センサにより検出された周辺の照度が閾値以上である場合、前記表示画像の色を変更するように前記表示部を制御する制御部と、を備えた、
表示装置であること。
［５］
［１］〜［４］の何れか１項に記載の表示装置と、
前記表示部の前記表示画像を反射して、ユーザに前記表示画像の虚像を視認させる反射部と、を備えた、
ヘッドアップディスプレイ装置であること。

上記［１］及び［５］の構成の表示装置及びヘッドアップディスプレイ装置によれば、制御部が、照度が閾値以上である場合、表示画像を大きくするように表示部を制御する。これにより、表示画像の輝度を上げることなく、表示画像の視認性を上げることができ、安価に視認性を向上することができる。

上記［２］の構成の表示装置によれば、制御部は、照度が閾値以上である場合、複数の表示画像の少なくとも１以上の表示を停止し、残りの表示画像を大きくするように、表示部を制御する。このように、表示画像の少なくとも１つ以上の表示を停止することにより、残りの表示画像を大きくする表示スペースを設けることができる。

上記［３］の構成の表示装置によれば、制御部は、照度が閾値以上である場合、表示画像の縁取りを表示させる。これにより、より一層、表示画像の視認性を上げることができる。

上記［４］及び［５］の構成の表示装置及びヘッドアップディスプレイ装置によれば、制御部が、照度が閾値以上である場合、表示画像の色を変更するように表示部を制御する。これにより、表示画像の輝度を上げることなく、表示画像の視認性を上げることができ、安価に視認性を向上することができる。

本発明によれば、安価に視認性を向上させた表示装置及びヘッドアップディスプレイ装置を提供することができる。

以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態（以下、「実施形態」という。）を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。

図１は、本実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置が適用された車両の様子を示す模式図である。 図２は、図１に示す表示装置の詳細な構成図である。 図３は、図２に示すμＣＯＭが実行する処理手順を示すフローチャートである。 図４は、図２に示す表示装置の周辺照度に応じた表示輝度の関係を示すグラフである。 図５は、図２に示す表示装置の表示例を示す図である。 図６は、図２に示す表示装置の他の表示例を示す図である。

本発明に関する具体的な実施形態について、各図を参照しながら以下に説明する。

図１は、本実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置１（以下、「ＨＵＤ装置１」と略記する）が適用された車両室内の様子を示す模式図である。車両室内には、運転者からみて、その前方にハンドル２が配置され、さらにその前方にインストルメントパネル３が配置されている。そして、このインストルメントパネル３の前方に、車両室内と車両室外との境界をなし車両前方の景色を透過するウインドシールド４が配置されている。

本実施形態のＨＵＤ装置１は、上記インストルメントパネル３内に収容されている。ＨＵＤ装置１は、例えば、表示装置１０と、反射部としての非球面ミラー１１と、を有している。ＨＵＤ装置１は、表示装置１０に表示された表示画像を非球面ミラー１１で反射させる。非球面ミラー１１で反射された表示画像は、インストルメントパネル３の開口３ａを通ってウインドシールド４の所定領域Ｐに投影される。投影された表示画像はウインドシールド４で反射し、運転者のアイポイントＥに届く。これにより、運転者は、ウインドシールド４の外側に表示画像の虚像Ｓを視認する。

表示装置１０は、図２に示すように、表示画像を表示する表示部としての液晶ディスプレイ１２（以下、「ＬＣＤ１２」と略記する）と、ＬＣＤ１２の表示を制御する制御部としてのマイクロコンピュータ１３（以下、「μＣＯＭ１３」と略記する）と、を有している。

ＬＣＤ１２は、液晶パネル１２Ａと、液晶パネル１２Ａの背面に設けられたバックライト１２Ｂと、を有している。液晶パネル１２Ａは、電圧をかけることで配列が変わる液晶素子から構成され、液晶素子の配列を制御することにより、表示画像を形成することができる。バックライト１２Ｂは、液晶パネル１２Ａを背面側から照明して、液晶パネル１２Ａに形成された表示画像を発光させて、表示させる。

μＣＯＭ１３は、周知のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭから構成され、ＨＵＤ装置１全体の制御を司る。μＣＯＭ１３は、照度センサ５に接続され、μＣＯＭ１３には、照度センサ５により検出された車両前方の照度情報が入力される。上記照度センサ５は、例えばインストルメントパネル３やインナーミラーの裏側などに取り付けられ、車両正面、即ち虚像Ｓの背景の照度を検出する。照度センサ５としては、ヘッドライトの自動点灯用に設けられたものを流用してもよいし、ＨＵＤ装置１専用に設けてもよい。μＣＯＭ１３は、照度情報に応じて、ＬＣＤ１２の液晶パネル１２Ａやバックライト１２Ｂの制御を行う。

次に、上述した構成のＨＵＤ装置１の動作について図３〜図５を参照して説明する。μＣＯＭ１３は、車両のイグニッションオンに応じて動作を開始する。まず、μＣＯＭ１３は、照度センサ５からの照度情報を取り込んで周辺照度を測定する（ステップＳ１）。次に、μＣＯＭ１３は、後述する照度テーブルを照合して、ステップＳ１で測定した周辺照度に応じた表示輝度を求める（ステップＳ２）。

照度テーブルは、周辺照度に応じた表示輝度を示すテーブルであり、μＣＯＭ１３内のＲＯＭなどのメモリに予め格納されている。本実施形態では、照度テーブルは、図４に示すように、周辺照度が高くなるに従って表示輝度が高くなり、周辺照度が閾値を超えると表示輝度が一定となるようなテーブルとなっている。

次に、μＣＯＭ１３は、周辺照度が閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ３）。周辺照度が閾値未満であれば（ステップＳ３でＮ）、μＣＯＭ１３は、ステップＳ２で照合した表示輝度になるようにバックライト１２Ｂの輝度を制御する（ステップＳ４）。その後、μＣＯＭ１３は、液晶パネル１２Ａを制御して、図５（Ａ）に示すような通常時の表示を行った後（ステップＳ５）、ステップＳ８に進む。

本実施形態では、通常時においてμＣＯＭ１３は、図５（Ａ）に示すように、例えば、４つの表示画像Ｉ１〜Ｉ２が表示されるように液晶パネル１２Ａを制御する。表示画像Ｉ１は、ＡＣＣ（アダプティブ・クルーズ・コントロール）、ＬＫＡ（レーン・キーピング・アシスト）、ＬＴＡ（レーン・トレイシング・アシスト）などの運転支援機能が動作していることを示す画像である。表示画像Ｉ２は、車速を示す画像である。表示画像Ｉ３は、オーディオ関係の画像である。表示画像Ｉ４は、エンジン回転数を示す画像である。

μＣＯＭ１３は、通常時においてこれら４つの表示画像Ｉ１〜Ｉ４を白色に表示する。運転者からは、白色の表示画像Ｉ１〜Ｉ４の虚像Ｓが視認され、その背景（図中グレーで現れる部分）には車両前方の景色が視認される。

一方、周辺照度が閾値以上であれば（ステップＳ３でＹ）、μＣＯＭ１３は、ステップＳ２で照合した表示輝度になるようにバックライト１２Ｂの輝度を制御する（ステップＳ６）。その後、μＣＯＭ１３は、液晶パネル１２Ａを制御して、図５（Ｂ）に示すような眩惑時の表示を行った後（ステップＳ７）、ステップＳ８に進む。

本実施形態では、眩惑時においてμＣＯＭ１３は、図５（Ｂ）に示すように、例えば、表示画像Ｉ３、Ｉ４の表示を停止して、白色の表示画像Ｉ１、Ｉ２を大きく表示する。表示画像Ｉ１、Ｉ２を大きくすることにより、表示画像Ｉ１、Ｉ２を構成する線分の幅が太く表示される。

ステップＳ８において、μＣＯＭ１３は、イグニッションスイッチがオフしたか否かを判定する。イグニッションスイッチがオフであれば（ステップＳ８でＹ）、μＣＯＭ１３は処理を停止する。イグニッションスイッチがオンであれば（ステップＳ８でＮ）、μＣＯＭ１３は再びステップＳ１に戻る。

上述した実施形態によれば、μＣＯＭ１３が、照度が閾値以上である場合、表示画像Ｉ１、Ｉ２を大きくするようにＬＣＤ１２を制御する。これにより、表示画像Ｉ１、Ｉ２の輝度を上げることなく、表示画像Ｉ１、Ｉ２の視認性を上げることができ、安価に視認性を向上することができる。詳しく説明すると、本実施形態では、バックライト１２Ｂとしては、周辺照度が閾値まで対応できるような輝度で発光できるものであればよく、自己発熱を抑制でき、発熱対策部品の削減を図ることができる。また、バックライト１２Ｂの発光性能も抑制できると共に消費電力も低減して、コストダウンを図ることができる。

また、上述した実施形態によれば、μＣＯＭ１３は、照度が閾値以上である場合、複数の表示画像Ｉ１〜Ｉ４のうち一部（表示画像Ｉ３、Ｉ４）の表示を停止し、残りの表示画像Ｉ１、Ｉ２を大きくするように、ＬＣＤ１２を制御する。このように、複数の表示画像Ｉ１〜Ｉ４の少なくとも１つ以上の表示を停止することにより、残りの表示画像Ｉ１、Ｉ２を大きくする表示スペースを設けることができる。また、本実施形態のように、優先度の低いオーディオ関係の表示画像Ｉ３やエンジン回転数を示す表示画像Ｉ４の表示を停止することにより、優先度の高い運転支援に関する表示画像Ｉ１や速度を示す表示画像Ｉ２の視認を維持することができる。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。

上述した実施形態によれば、μＣＯＭ１３は、照度が閾値以上のときに白色の表示画像Ｉ１、Ｉ２を大きくするようにＬＣＤ１２を制御していたが、これに限ったものではない。μＣＯＭ１３は、照度が閾値以上の場合に、表示画像Ｉ１、Ｉ２を大きく表示すると共に、表示画像Ｉ１、Ｉ２の色を、例えば白から緑（黄緑）などに変更するようにしてもよい。また、μＣＯＭ１３は、照度が閾値以上の場合に、表示画像Ｉ１〜Ｉ４の大きさを変えずに、色だけを変更するようにしてもよい。照度が高く眩しい状態のときには、白色の表示画像Ｉ１〜Ｉ４は見えにくいが、緑に変更することにより、白色に比べて視認性を向上させることができる。勿論、変更する色は、緑に限ったものではなく、例えば、青など白以外の他の色であってもよい。

また、μＣＯＭ１３は、照度が閾値以上の場合に、表示画像Ｉ１、Ｉ２を大きく表示すると共に、図６に示すように、縁取りを表示させるようにしてもよい。表示画像Ｉ１、Ｉ２は、図６に示すように、縁取り部Ｐ１と、縁取り部Ｐ１に縁取られた中央部Ｐ２と、から構成される。μＣＯＭ１３は、例えば、縁取り部Ｐ１のみを白色に表示するようにＬＣＤ１２を制御するようにしてもよい。この場合、中央部Ｐ２は、運転者から見ると車両前方の背景が視認される。また、μＣＯＭ１３は、縁取り部Ｐ１を白色に表示し、中央部Ｐ２を白色以外の色（例えば緑）に表示するようにしてもよいし、縁取り部Ｐ１を白以外の色に表示し、中央部Ｐ２を白色に表示するようにしてもよい。

また、上述した実施形態によれば、μＣＯＭ１３は、通常時は４つの表示画像Ｉ１〜Ｉ４を表示し、眩惑時には２つの表示画像Ｉ１、Ｉ２を表示していたが、これに限ったものではない。表示スペースが十分にあれば眩惑時にも４つの表示画像Ｉ１〜Ｉ４を表示するようにしてもよい。この場合、４つの表示画像Ｉ１〜Ｉ４全てを通常時より大きく表示してもよいし、４つの表示画像Ｉ１〜Ｉ４のうち２つの表示画像Ｉ１、Ｉ２のみ通常時より大きく表示してもよい。

ここで、上述した本発明に係る表示装置及びヘッドアップディスプレイ装置の実施形態の特徴をそれぞれ以下［１］〜［５］に簡潔に纏めて列記する。
［１］
表示画像（Ｉ１〜Ｉ４）を表示する表示部（１２）と、
照度センサ（５）により検出された周辺の照度が閾値以上である場合、前記表示画像（Ｉ１〜Ｉ４）を大きくするように前記表示部（１２）を制御する制御部（１３）と、を備えた、
表示装置（１０）。
［２］
［１］に記載の表示装置（１０）であって、
前記表示部（１２）は、複数の前記表示画像（Ｉ１〜Ｉ４）を表示し、
前記制御部（１３）は、前記照度センサ（５）により検出された照度が前記閾値以上である場合、複数の前記表示画像（Ｉ１〜Ｉ４）の少なくとも１以上（Ｉ３、Ｉ４）の表示を停止し、残りの前記表示画像（Ｉ１、Ｉ２）を大きくするように、前記表示部（１２）を制御する、
表示装置（１０）。
［３］
［１］又は［２］に記載の表示装置（１０）であって、
前記制御部（１３）は、前記照度センサ（５）により検出された照度が前記閾値以上である場合、前記表示画像（Ｉ１〜Ｉ４）の縁取りを表示させる、
表示装置（１０）。
［４］
表示画像（Ｉ１〜Ｉ４）を表示する表示部（１２）と、
照度センサ（５）により検出された周辺の照度が閾値以上である場合、前記表示画像（Ｉ１〜Ｉ４）の色を変更させるように前記表示部（１２）を制御する制御部（１３）と、を備えた、
表示装置（１０）。
［５］
［１］〜［４］の何れか１項に記載の表示装置（１０）と、
前記表示部（１２）の前記表示画像（Ｉ１〜Ｉ４）を反射して、ユーザに前記表示画像（Ｉ１〜Ｉ４）の虚像を視認させる反射部（１１）と、を備えた、
ヘッドアップディスプレイ装置（１）。

１ ヘッドアップディスプレイ装置
５ 照度センサ
１０ 表示装置
１１ 非球面ミラー（反射部）
１２ 液晶ディスプレイ（表示部）
１３ μＣＯＭ（制御部）
Ｉ１〜Ｉ４ 表示画像

Claims (5)

1. 表示画像を表示する表示部と、
   照度センサにより検出された周辺の照度が閾値以上である場合、前記表示画像を大きくするように前記表示部を制御する制御部と、を備えた、
   表示装置。
2. 請求項１に記載の表示装置であって、
   前記表示部は、複数の前記表示画像を表示し、
   前記制御部は、前記照度センサにより検出された照度が前記閾値以上である場合、複数の前記表示画像の少なくとも１以上の表示を停止し、残りの前記表示画像を大きくするように、前記表示部を制御する、
   表示装置。
3. 請求項１又は２に記載の表示装置であって、
   前記制御部は、前記照度センサにより検出された照度が前記閾値以上である場合、前記表示画像の縁取りを表示させる、
   表示装置。
4. 表示画像を表示する表示部と、
   照度センサにより検出された周辺の照度が閾値以上である場合、前記表示画像の色を変更するように前記表示部を制御する制御部と、を備えた、
   表示装置。
5. 請求項１〜４の何れか１項に記載の表示装置と、
   前記表示部の前記表示画像を反射して、ユーザに前記表示画像の虚像を視認させる反射部と、を備えた、
   ヘッドアップディスプレイ装置。

Images