JP2023015543A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 画像の視認性を向上できる表示装置を提供する。【解決手段】 表示装置は、第一画像６１及び前記第一画像６１に関係する第二画像６５を生成する画像生成部３１と、前記第一画像６１を表示する第一領域２１と、前記第二画像６５を表示する前記第一領域２１以外の領域である第二領域２３と、を有する表示部２０と、前記第一画像６１を前記第一領域２１に表示し、前記第二画像６５を前記第二領域２３に表示する表示制御部３２と、を備え、前記表示制御部３２は、前記第一画像６１の視認者４に対する誘目性を通常時よりも低下させて表示させる場合に、前記第二画像６５を前記第二領域２３に表示させる。【選択図】図３

Description

本開示は、車両用等の表示装置に関する。

従来、自車両の走行経路上の地点に関する情報を、運転者（ドライバ）が視認する実景と対応付けて直感的に把握できるように表示させ、運転者の運転操作を支援する技術が知られている。

特開２００６－０２３２７７号公報

運転者がウインドウシールド越しに視認する実景と対応付けて表示装置の画像が表示されると、画像への注意が必要以上に注がれてしまう虞がある。また、運転者にとっては、画像が煩わしく感じられることになり、実景と対応付けて情報を伝達することの有用性が発揮されない虞がある。

本開示はこのような事情を考慮してなされたもので、画像の視認性を向上できる表示装置を提供することを目的とする。

本開示の表示装置は、上述した課題を解決するために、第一画像６１及び前記第一画像６１に関係する第二画像６５を生成する画像生成部３１と、前記第一画像６１を表示する第一領域２１と、前記第二画像６５を表示する前記第一領域２１以外の領域である第二領域２３と、を有する表示部２０と、前記第一画像６１を前記第一領域２１に表示し、前記第二画像６５を前記第二領域２３に表示する表示制御部３２と、を備え、前記表示制御部３２は、前記第一画像６１の視認者４に対する誘目性を通常時よりも低下させて表示させる場合に、前記第二画像６５を前記第二領域２３に表示させることを特徴とする。

本開示の表示装置においては、画像の視認性を向上できる。

本実施形態におけるＨＵＤのシステム構成例を示す図。 車両の前方に形成される仮想的な表示部を示す説明図。 ＨＵＤにより実行される表示制御処理を説明するフローチャート。 表示部に表示される画像の一表示例を示す説明図。 危険度「低」で誘目性が低下された制約画像及び非制約画像の表示例を示す説明図。 危険度「高」で誘目性が低下された制約画像及び非制約画像の表示例を示す説明図。 ほかの実施形態の危険度「高」で誘目性が低下された制約画像及び非制約画像の表示例を示す説明図。

本開示の表示装置の実施形態を添付図面に基づいて説明する。本開示の表示装置は、例えば自動車や二輪車等の車両や、船舶、農業機械、建設機械に搭載される表示装置に適用することができる。本実施形態においては、表示装置が車両に搭載され、車両から取得した各種情報等に基づいて所要の情報を表示するヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ、Head Up Display）である例を用いて説明する。

図１は、本実施形態におけるＨＵＤ１のシステム構成例を示す図である。

以下の説明において、「前」、「後」、「上」、「下」、「右」及び「左」は、図中における定義「Ｆｒ．」、「Ｒｅ．」、「Ｔｏ．」、「Ｂｏ．」、「Ｒ」、及び「Ｌ」に従う。

ＨＵＤ１は、図１に示すように、車両２のインストルメントパネル内に搭載される。ＨＵＤ１は、表示器１１と、平面鏡１２と、凹面鏡１３と、筐体１５と、制御部３０と、を有する。ＨＵＤ１は、表示器１１が表示した画像を示す表示光Ｌを、リレー光学系である平面鏡１２及び凹面鏡１３で反射させ、車両２上のウインドウシールド３（投影部材）に照射する。車両２のドライバ（視認者）４は、画像を、ウインドウシールド３における画像に係る表示光Ｌの反射光を虚像Ｖとして視認する。これにより、画像は、ウインドウシールド３を介して（ウインドウシールド３の前方で）ドライバ４に視認される実景と重なる仮想的な領域に表示されることになる。すなわち、実景は、画像の背景となる。

表示部２０は、図２に示すように、車両２の前方の実空間にＨＵＤ１により形成される四角形状の仮想的な表示領域（表示面）である。表示部２０は、制約領域２１（第一領域）と、非制約領域２３（第二領域）と、を有する。非制約領域２３は、表示部２０における制約領域２１以外の領域である。制約領域２１及び非制約領域２３の詳細な説明については、後述する。

表示器１１は、四角形状の表示面に画像を表示し、画像を示す表示光Ｌを平面鏡１２に向けて出射する。表示器１１は、例えばＴＦＴ（Thin Film Transistor）型の液晶表示器や有機ＥＬ（Electroluminescence）表示器である。尚、表示器１１はプロジェクタ及び表示面を構成するスクリーンを有するものであってもよい。

平面鏡１２は、表示器１１が出射した表示光Ｌを、凹面鏡１３に向けて反射させる。凹面鏡１３は、平面鏡１２で反射した表示光Ｌを更に反射させ、ウインドウシールド３に向けて出射する。凹面鏡１３は、拡大鏡としての機能を有し、表示器１１に表示された画像を拡大してウインドウシールド３側へ反射する。すなわち、ドライバ４が視認する虚像Ｖは、表示器１１に表示された画像が拡大された像である。

筐体１５は、筐体１５の内部に、平面鏡１２、凹面鏡１３を取付部材（図示せず）を介して位置決めし固定する。また、筐体１５は、表示器１１及び制御部３０が実装された制御基板を介して位置決めし固定する。

制御部３０は、特に、後述する車両２の各部から取得する情報に基づいて、表示器１１を制御する。制御部３０は、画像生成部３１と、表示制御部３２と、記憶部３３と、を有する。制御部３０は、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、グラフィックコントローラ、集積回路等であり、所定の処理を実行する。画像生成部３１は、記憶部３３より必要な情報を読み出し、表示器１１に表示される画像の描画処理を実行し、画像を生成する。表示制御部３２は、画像生成部３１により生成された画像を表示器１１に表示するための制御を行う。

また、表示制御部３２は、表示部２０に制約領域２１及び非制約領域２３を設定する。記憶部３３は、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、不揮発性メモリ等であり、プログラムやデータを記憶する。記憶部３３は、後述する車外センサ４１が検出した検出信号の内容と、画像とを関連付けて記憶する。また、記憶部３３は、各画像と、表示部２０における表示位置に関する情報、及び各画像に係る情報の危険度と、を関連付けて記憶する。すなわち、各画像には、表示部２０における表示位置に関する情報及び各画像に係る情報の危険度が予め設定される。

車両２は、ＨＵＤ１の他に、車外センサ４１と、ピッチ角センサ４２と、視線センサ４３と、車両ＥＣＵ（Electronic Control Unit）４４と、を有する。各部と制御部３０とは、例えばＣＡＮ（Controller Area Network）バス５０を介して接続されている。

車外センサ４１は、車両２の外部環境に存在する人や構造物、他の車両等の対象物の位置やその内容を検出する。車外センサ４１は、例えばカメラ、前方ミリ波レーダ、超音波センサ、赤外線センサである。

ピッチ角センサ４２は、車両２の乗員のバランスや荷物等のバランスによって変化する車両２の姿勢をピッチ角で検出する。具体的には、ピッチ角センサ４２は、車両２前端の上方又は下方の傾きを検出する。

視線センサ４３は、ドライバ４の目の位置や視線方向検出する。ＨＵＤ１においては、ピッチ角センサ４２及び視線センサ４３の検出結果は、制約領域２１を決定するために利用される。

車両ＥＣＵ４４は、車両２に設けられた各種センサから車速やエンジン回転数等の車両２の走行に必要な車両情報を取得し、車両２の動作を制御する。

次に、ＨＵＤ１による画像の表示制御処理について詳細に説明する。上述したとおり、ＨＵＤ１は、制約領域２１及び非制約領域２３を有する仮想的な表示領域を表示部２０として形成し、画像を介して種々の情報をドライバ４に提供する。

制約領域２１は、ドライバ４にとって、運転時の実景の視認の妨げにならないように、表示を制限することが求められる領域である。制約領域２１は、表示部２０のうち、比較的遠方の実景に重ねられることが多いと考えられる領域である。

ここで、車両２の運転に際しては、遠くを見通しつつ、近方や周囲にも目を配り、視野を広く維持することが重要といわれる。特に、長時間の運転では、遠方に注意を払う時間が長いことから、遠方の実景の視認性は安全運転にとって重要である。

遠方の実景と重ねられる画像の数が多く、例えばこれらの画像が原色に近い色であったり、高輝度であったり、サイズが大きいものであると、その画像自体の誘目性が高すぎて、ドライバ４の注意を過度に惹きつけてしまう。このため、必要な情報をドライバ４に示すはずの画像が、邪魔に感じたり、実景との間で違和感を生じさせてストレスを与えることになる。

この点を考慮し、ＨＵＤ１は、ドライバ４に視認される遠方に位置する実景が含まれ、この実景と重なり合う可能性の高い表示部２０の領域を制約領域２１として設定し、画像の誘目性を積極的に低下させる。また、ＨＵＤ１は、ドライバ４にとって近くに位置する実景が含まれる可能性の高い、制約領域２１以外の領域を非制約領域２３とする。これにより、ＨＵＤ１は、実景との間で違和感を生じさせてストレスを与えることのないようにし、ドライバ４の快適な運転を確保できるようにする。

ここで、制約領域２１の誘目性を低下することにより、確かに制約領域２１における実景の視認性は高まる。しかしながら、画像の誘目性を低下することによって、ドライバ４が画像から必要な情報を認識できなかったり、情報を理解できなかったりする虞がある。例えば、画像が、車速が法定速度超過を示す情報に関するものや、前方車両６０への衝突を警告するための情報に関するものである場合、画像の誘目性を低下させることにより運転者とって必要な情報を認識できない虞がある。

これに対し本実施形態におけるＨＵＤ１は、単に制約領域２１の誘目性を低下させるのみならず、表示部２０全体において視認性を向上することができる。以下、表示部２０の視認性を向上させるための制御部３０の処理を具体的に説明する。

ＨＵＤ１により実行される表示制御処理を説明するフローチャートを図３に示す。

この表示制御処理は、表示部２０に画像を表示する処理が発生した場合に開始する。画像を表示する処理は、例えば、制御部３０が、車外センサ４１より前方車両６０との接近に関する検出信号を受信した場合や、速度制限に関する道路交通標識の検出信号を受信した場合等、ドライバ４に情報を伝達する必要性が生じたタイミング等に実行する。

ステップＳ１において、表示制御部３２は、ドライバ４の視線方向に応じて、制約領域２１及び非制約領域２３を設定する。制約領域２１は、上述したとおり、ドライバ４が注意を払う時間が長いと考えられる領域である、遠方の実景と重なる領域を含む領域である。表示制御部３２は、ピッチ角センサ４２及び視線センサ４３の検出結果をはじめとする各種検出結果に基づいて、ドライバ４の遠方方向を視認した際に視線される領域を含む領域を制約領域２１として設定する。

表示部２０は表示器１１より出射された表示光Ｌの表示範囲であるため、表示制御部３２は、表示部２０における制約領域２１以外の領域を非制約領域２３に設定する。図２の例では、制約領域２１は、点線で示す表示部２０の上方及び中央寄りに形成される四角形状の領域である。非制約領域２３は、制約領域２１の左右及び下方の外縁に形成される領域である。

制約領域２１は、表示部２０の領域において、ドライバ４の視線移動の少ない位置に設定されることが好ましい。尚、制約領域２１は、表示部２０内に１箇所のみならず、複数箇所に設定されてもよい。

ステップＳ２において、画像生成部３１は、車外センサ４１等の検出信号に基づく画像を生成する。ここで、図４は、表示部２０に表示される画像の一表示例を示す説明図である。図４の表示例は、誘目性を低下する処理が施されていない、通常時の画像の表示態様を示す。例えば、画像生成部３１は、前方車両６０との接近に関する検出信号を受信した場合、前方車両６０の下方を枠状で囲み前方車両６０を強調する枠状画像（第一画像）６１を生成する。また、画像生成部３１は、速度制限に関する道路交通標識の検出信号を受信した場合、制限速度を示す画像６２を生成する。更に、画像生成部３１は、車両ＥＣＵ４４から送信された車速を示す信号に基づいて、車速を示す画像６３を生成する。画像生成部３１は、車両２とドライバ４の携帯電話機とが接続されており、電話の着信が検出された場合には、電話の着信を示す画像６４を生成する。

ステップＳ３において、表示制御部３２は、生成された画像が、制約領域２１に表示される画像（第一画像６１、以下単に「制約画像」という。）であるか否かを判定する。表示制御部３２は、記憶部３３に記憶された予め割り当てられた画像の表示位置を参照し、制約画像か否かの判定を行う。表示制御部３２は、制約画像ではないと判定した場合（ステップＳ３のＮＯ）、ステップＳ１１に進む。

制約領域２１に設定される画像は、例えば事故を誘発させる情報、走行に支障をきたす情報、法律上表示が義務付けられる情報である。制約領域２１に設定される画像は、例えば、止れ、追い越し禁止、進入禁止等の交通標識、前方車両６０との近接を通知する警告、追い越し車両警告、車線逸脱警告、走行レーン情報、燃料Empty、サイドブレーキ、シートベルト等である。

非制約領域２３に設定される画像は、制約領域２１に設定される画像の一部又は、制約領域２１に設定される画像以外の情報である。非制約領域２３に設定される画像は、車両２、走行に関する情報、制限速度、ナビゲーション情報、アクティブクルーズコントロール、車速、エンジン回転数、ガソリン残量、交通標識（制限速度／レーン情報）、電話やメールの着信通知、音楽やラジオやＴＶなどのテキスト情報、現在時刻、燃費、外気温等である。

一方、表示制御部３２は、制約画像であると判定した場合（ステップＳ３のＹＥＳ）、ステップＳ４において、表示制御部３２は、車両２の危険度を設定する。

危険度は、３段階に設定される。危険度は、表示制御部３２は、車両２の速度が時速２０ｋｍ以下の場合に危険度を「無」と設定し、車両２の速度が時速２０ｋｍ以上の場合は危険度は「有」と設定し、尚且つ、車両２の速度が時速２０ｋｍ以上から時速６０ｋｍ以下の場合は危険度を「低」に設定し、車両２の速度が時速６以上の場合は危険度を「高」に設定する。

ステップＳ５において、表示制御部３２は、車両２の危険度が「有」か否かを判定する。表示制御部３２は、危険度が「有」である場合（ステップＳ５のＹＥＳ）、ステップＳ６に進む。表示制御部３２は、危険度が「無」である場合（ステップＳ５のＮＯ）、ステップＳ１１に進む。

ステップＳ６において、画像生成部３１は、図５に示すように、補助画像（第二画像）６５を生成する。補助画像６５は、枠状画像６１に関係する画像であり、衝撃を現すマークと車の側面から見た絵を並べて配置することで前方車両６０との接近を横から視認した状態を現した画像である。また、補助画像６５は、枠状画像６１の誘目性が低下された画像と同時に表示される。このように補助画像６５は、ドライバ４に枠状画像６１の誘目性の低下を補助する画像である。ここで、図５は、誘目性が低下された第一画像６１及び非制約画像に表示される第二画像６５を示す説明図である。

ステップＳ７において、表示制御部３２は、危険度が「高」であるか否かを判定する。表示制御部３２は、危険度が「高」である場合（ステップＳ７のＹＥＳ）、ステップＳ８に進む。表示制御部３２は、危険度が「低」である場合（ステップＳ７のＮＯ）、であると判定し、ステップＳ１０に進む。

ステップＳ１０において、画像生成部３１は、制約画像の画像に対して危険度が「低」の状態での誘目性低下処理を行う。この誘目性低下処理は、ドライバ４に対する誘目性を危険度が「無」の状態から低下させる処理である。

危険度が「低」の状態での誘目性低下処理は、例えば、図５に示すように、表示制御部３２は、制約画像の輝度（例えば、３０００ｃｄ／ｍ２）を１００％から７５％に低下させること、サイズを１００％から７５％に小さくすること、制約画像の色と重なり合う実景の色とのコントラスト（例えば、１０００：１）を１００％から７５％に小さくすること、透過率を０％から３０％に上げること、色彩を原色から淡い色に変更すること、等により、制約画像の誘目性を低下させる。

また、表示制御部３２は、制約画像が点滅する画像である場合、点滅速度を遅くすること又は点滅しないようにすること、表示継続期間（例えば、６分間）を３分の２の期間に短くすること、等により制約画像の誘目性を低下させる。

また、表示制御部３２は、制約画像が動画である場合に動画の速度を低速化したり低周期とする、又は、静止画とすること、等により、制約画像の誘目性を低下させる。その他、表示制御部３２は、制約画像中の注目度の高い部分を非表示とする又は縮小すること等、制約画像の外観を通常に対して変化させることにより、制約画像の誘目性を低下させる。

ステップＳ８において、画像生成部３１は、制約画像の画像に対して危険度が「高」の状態での誘目性低下処理を行う。この誘目性低下処理は、ドライバ４に対する誘目性を危険度が「無」の状態から低下させる処理である。この誘目性低下処理は、ドライバ４に対する誘目性を危険度が「低」の状態の誘目性低下処理より更に低下させる処理である。

危険度が「高」の状態での誘目性低下処理は、例えば、図６に示すように、表示制御部３２は、制約画像の輝度（例えば、３０００ｃｄ／ｍ２）を１００％から５０％に低下させること、サイズを１００％から５０％に小さくすること、制約画像の色と重なり合う実景の色とのコントラスト（例えば、１０００：１）を１００％から５０％に小さくすること、透過率を０％から６０％に上げること、色彩を原色から淡い色に変更すること、等により、制約画像の誘目性を低下させる。

また、表示制御部３２は、制約画像が点滅する画像である場合、点滅速度を遅くすること、又は、点滅しないようにすること、表示継続期間（例えば、６分間）を３分の１の期間に短くすること、等により制約画像の誘目性を低下させる。

ステップＳ９において、画像生成部３１は、図６に示すように、付加画像６６を生成する。付加画像６６は、補助画像６５の理解度を向上させる画像であり、補助画像６５に隣接する位置に配置され、文字で「前方注意」と記載された画像である。また、付加画像６６は、枠状画像６１の誘目性が更に低下された画像と同時に表示される。このように付加画像６６は、ドライバ４に枠状画像６１の誘目性の低下を補助する補助画像である。ここで、図６は、誘目性が低下された第一画像６１及び非制約画像に表示される第二画像６５を示す説明図である。

尚、付加画像６６は、補助画像６５を囲む枠画像であったり、補助画像６５が静止画である場合は、動画にしたり、点滅させてもよい。

ステップＳ１１において、表示制御部３２は、制約領域２１に危険度に応じた誘目性を低下させた枠状画像６１を表示し、非制約領域２３に補助画像６５を表示する。尚、表示制御部３２は、付加画像６６が生成された場合は、非制約領域２３に付加画像６６を表示する。

このように、表示制御部３２は、危険度毎に誘目性の低下度合を異ならせる。表示制御部３２は、危険度が高い時ほど、ドライバ４の前方の視界を確保する必要が高いため制約領域２１の誘目性を大きく低下させる。更に、制約領域２１の誘目性を大きく低下させるほど制約領域２１に表示される画像をドライバ４に認識させることが困難になるため、非制約領域２３に補助画像６５を表示させる。

このようなＨＵＤ１は、誘目性の低下を表示位置や、危険度等について他の画像との相対関係で制御するため、画像の視認性を向上できる。すなわち、単に実景の視認性を維持するために制約画像の誘目性を低下させると、単に画像の視認性が低下するだけであるが、ＨＵＤ１は、上述のように画像の表示制御を行い危険度を考慮して誘目性を制御するため、実景と画像との視認性を両立させることができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

例えば、上述の実施形態では、制約領域２１に表示される枠状画像６１は前方車両６０との近接を通知する枠状画像６１であったが、図７に示すように、走行レーン情報の一部である右折ガイド（第一画像）７１である場合、補助画像６５は矢印が右に曲がった画像（第二画像）７１であり、付加画像６６は右折までの距離を記載した画像７２となる。

ＨＵＤ１の投影部材がウインドウシールド３である例を説明したが、これに代えて、又はこれと共にコンバイナであってもよい。

３段階に設定された図５、６の危険度は一例であって、例えば「高」又は「低」の２段階や、各種評価項目により数値化された危険度が用いられてもよい。

非制約画像に設定された危険度が制約画像に設定された危険度と同じ場合には、誘目性を低下する処理を行わないとしたが、これに限らず危険度が同じ場合にも非制約画像の誘目性を同様に低下させてもよい。

表示装置がＨＵＤ１により形成される表示部２０以外の複数の表示部（例えば液晶ディスプレイ）を有する場合、ＨＵＤ１と他の表示部との誘目性を関連付けて制御してもよい。例えば、制約画像の危険度が所定値以上（例えば危険度「高」）である場合、制約画像の視認性を維持するために、液晶ディスプレイの輝度を通常時よりも低下させることにより誘目性を低下させてもよい。

１ ヘッドアップディスプレイ(ＨＵＤ)（表示装置）
２ 車両
３ ウインドウシールド
４ ドライバ（視認者）
１１ 表示器
１２ 平面鏡
１３ 凹面
１５ 筐体
２０ 表示部
２１ 制約領域（第一領域）
２３ 非制約領域（第二領域）
３０ 制御部
３１ 画像生成部
３２ 表示制御部
３３ 記憶部
４１ 車外センサ
４２ ピッチ角センサ
４３ 視線センサ
４４ 車両ＥＣＵ
５０ バス
６０ 前方車両
６１ 枠状画像（第一画像）
６２、６３、６４ 画像
６５ 補助画像（第二画像）
６６ 付加画像
Ｌ 表示光
Ｖ 虚像

Claims (6)

1. 第一画像及び前記第一画像に関係する第二画像を生成する画像生成部と、
   前記第一画像を表示する第一領域と、前記第二画像を表示する前記第一領域以外の領域である第二領域と、を有する表示部と、
   前記第一画像を前記第一領域に表示し、前記第二画像を前記第二領域に表示する表示制御部と、を備え、
   前記表示制御部は、前記第一画像の視認者に対する誘目性を通常時よりも低下させて表示させる場合に、前記第二画像を前記第二領域に表示させることを特徴とする表示装置。
2. 前記画像生成部は、前記第一画像に係る情報の危険度を設定し、
   前記表示制御部は、前記危険度に合わせて前記誘目性の低下度合を異ならせることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 前記表示制御部は、前記低下度合が高い場合に、前記第二画像に付加画像を表示することを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
4. 前記画像生成部は、車両の速度により前記危険度を設定することを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
5. 前記第一画像及び前記第二画像は、投影部材における前記第一画像及び前記第二画像に係る表示光の反射光を前記視認者に虚像として視認させ、前記投影部材を介して前記視認者に視認される実景と重畳する仮想的な領域に表示されることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
6. 前記第一領域は、前記視認者に視認される遠方に位置する前記実景が含まれる領域であることを特徴とする請求項５に記載の表示装置。

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