JP6844575B2 - 車載システム及び表示装置 - Google Patents

Description

本開示は、画像を表示する車載システムに関する。

表示装置により表示される画像の見易さを向上するために、画像の輝度などの表示態様を周囲環境に応じて調整する技術が用いられている。下記特許文献１には、車両に搭載される表示装置において、それぞれ異なる方向の明るさを検出する２つの光センサを用いることで、先行車両のブレーキランプやテールランプを検出たことによる不適切な輝度調整を抑制する技術が提案されている。

特開２００４−３１４８６０号公報

しかしながら、発明者の詳細な検討の結果、上記特許文献１の技術では異なる方向を向く２つのセンサが必要となるため、装置構成の複雑化、車両内部の設計の制限などが生じてしまうという課題が見出された。

本開示の１つの局面は、複数の光センサを必要とせずに適切な表示態様の画像を表示する技術を提供することにある。

本開示の一態様は、車両に搭載され、車両の搭乗者から見て前方に画像を表示するように構成された車載システム（１）であって、検出部（１０）と、設定部（３４）と、判定部（３５）と、を備える。検出部は、少なくとも車両の前方の明るさを検出するように構成される。設定部は、検出されたタイミングの異なる複数の検出部の出力値に基づいて、表示される画像の表示態様を設定するように構成される。判定部は、車両と対向して走行する車両である対向車の前照灯が点灯している点灯状況であるか否かを判定するように構成される。設定部は、判定部により点灯状況であると判定されたときに取得された出力値については、参照せずに、又は、点灯状況でないと判定されたときに取得された出力値よりも表示態様の設定に与える影響を小さくして、表示態様を設定する。

このような構成によれば、前照灯が点灯している車の存在を認識することで、対向車の前照灯により一時的に変化する明るさの変化に起因して画像の表示態様が変化してしまうことを抑制できる。よって、複数の光センサ、特に車両の上方の明るさを検出するセンサを必要とせずに、適切な表示態様の画像を表示することができる。

本開示の別の一態様は、車両に搭載され、車両の搭乗者から見て前方に画像を表示するように構成された車載システム（１）であって、検出部（１０）と、設定部（３４）と、判定部（３５）と、を備える。検出部は、少なくとも車両の前方の照度を検出するように構成される。設定部は、検出されたタイミングの異なる複数の照度に基づいて、表示される画像の表示態様を設定するように構成される。判定部は、照度が所定の閾値を超えたか否かを判定するように構成される。設定部は、照度が閾値以上であると判定されたときに取得された照度については、参照せずに、又は、照度が閾値以上でないと判定されたときに取得された照度よりも表示態様の設定に与える影響を小さくして、表示態様を設定する。

このような構成によれば、照度が所定の閾値を超えた場合には、そのときの明るさの変化に起因して画像の表示態様が変化することを抑制できる。照度が高くなりすぎる状況は、例えば対向車の前照灯が点灯している場合のように、一時的なものである可能性が高い。よって、一時的に変化する明るさの変化に起因して画像の表示態様が変化してしまうことを、複数の光センサ、特に車両の上方の明るさを検出するセンサを必要とせずに抑制できる。

本開示のさらに別の一態様は、車両に搭載され、車両の搭乗者から見て前方に画像を表示するように構成された表示装置（３０）であって、取得部（３３）と、設定部（３４）と、判定部（３５）と、を備える。取得部は、少なくとも車両の前方の明るさを検出するように構成された検出部（１０）の出力値を取得する。設定部は、検出されたタイミングの異なる複数の出力値に基づいて、表示される画像の表示態様を設定するように構成される。判定部は、車両と対向して走行する車両である対向車の前照灯が点灯している点灯状況であるか否かを判定するように構成される。設定部は、判定部により点灯状況であると判定されたときに取得された出力値については、参照せずに、又は、点灯状況でないと判定されたときに取得された出力値よりも表示態様の設定に与える影響を小さくして、表示態様を設定する。

このような構成によれば、上述した本開示の一態様の車載システムと同様に、複数の光センサ、特に車両の上方の明るさを検出するセンサを必要とせずに、適切な表示態様の画像を表示することができる。

なお、この欄及び特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本開示の技術的範囲を限定するものではない。

車載システムの構成を示すブロック図である。 ＲＬＳ及び画像表示部の配置を示す側面図である。 制御部の構成を示すブロック図である。 輝度設定処理のフローチャートである。 通常時の車外照度の経時変化と、照度のサンプリングの方法を説明する図である。 対向車が前照灯を点灯するときの車外照度の経時変化と、照度のサンプリングの方法を説明する図である。 対向車が前照灯を点灯するときの車外照度の経時変化と、照度のサンプリングの方法を説明する図である。 輝度−照度テーブルに示される車外照度とＨＵＤ輝度の関係を示すグラフである。

以下、図面を参照しながら、本開示の実施形態を説明する。
［１．実施形態］
［１−１．構成］
図１に示す車載システム１は、自動車等の車両に搭載して用いられる。以下では、車載システム１が搭載される車両を自車両と記載し、自車両以外の車両を他車両と記載する。車載システム１は、レインライトセンサ（以下、ＲＬＳ）１０と、対向車検出装置２０と、ヘッドアップディスプレイ（以下、ＨＵＤ）３０と、を備える。

ＲＬＳ１０は、図２に示されるように、車両３の前方の明るさを検出するセンサである。本実施形態では照度センサをＲＬＳとして用いている。ＲＬＳ１０は、明るさのみでなく雨滴を検出する際に使用可能である。なお、車両３の前方の明るさを検出可能であれば照度センサ以外のセンサや装置を用いてもよい。

対向車検出装置２０は、図示しない通信モジュールを有する車車間通信装置であって、他車両に搭載された機器同士での通信を実行可能である。対向車検出装置２０は、車車間通信により、自車両の周囲に位置する他車両の位置、走行する道路、走行方向、前照灯のオンオフなどの情報を取得する。なお対向車検出装置２０は、上述した他車両の情報を取得できる他の装置を用いてもよい。例えば、車車間通信ではなく路車間通信でもよいし、インターネット等のネットワークを用いた通信システムを用いてもよい。

ＨＵＤ３０は、画像表示部３１と、制御部３２と、を備える。図２に示されるように、画像表示部３１は、被投影部材であるフロントガラス５に向けて画像に基づく光線を射出する。フロントガラス５は、画像表示部３１による表示光の射出方向に位置するように構成される。この光線はフロントガラス５にて反射され、搭乗者の一例としての運転者７の視点へ向かう。運転者は、車両３の前方において虚像９を視認できる。

虚像９として表示する画像は、車両情報や前景情報を含んでもよい。車両情報とは、例えば、車両３の走行状態を示す数値情報、具体的には、車速、エンジン回転数、燃料残量等の情報が含まれる。また、前景情報とは、フロントガラス５を通して運転者が視認する前景を補う情報、具体的には、歩行者や他車両の位置や進行方向、走行すべき経路の情報等が含まれる。なお、被投影部材は、フロントガラス５に限らず、周知のコンバイナであってもよい。

制御部３２は、画像表示部３１が備える図示しない光源や液晶パネルを制御するための制御信号を画像表示部３１に送る。制御部３２は、図３に示されるように、ＣＰＵ４１と、例えばＲＡＭ又はＲＯＭ等の半導体メモリ（以下、メモリ４２）と、を有するマイクロコンピュータを備える。制御部３２の各種機能は、ＣＰＵ４１が非遷移的実体的記録媒体に格納されたプログラムを実行することにより実現される。この例では、メモリ４２が、プログラムを格納した非遷移的実体的記録媒体に該当する。また、このプログラムが実行されることで、プログラムに対応する方法が実行される。制御部３２は１つのマイクロコンピュータを備えていてもよいし、複数のマイクロコンピュータを備えていてもよい。

制御部３２は、図１に示すように、取得部３３と、設定部３４と、判定部３５と、出力部３６と、を備える。制御部３２に含まれる各部の機能を実現する手法はソフトウェアに限るものではなく、その一部又は全部の機能は、一つあるいは複数のハードウェアを用いて実現されてもよい。例えば、上記機能がハードウェアである電子回路によって実現される場合、その電子回路は、デジタル回路、又はアナログ回路、あるいはこれらの組合せによって実現されてもよい。

取得部３３は、ＲＬＳ１０から出力される信号を取得する。言い換えると、取得部３３はＲＬＳ１０から車両３前方の照度を取得する。この照度のパラメータが、出力値に相当する。

設定部３４は、ＲＬＳ１０により検出されたタイミングが異なる複数の照度に基づいて、表示される画像の表示態様を設定する。本実施形態では、所定の期間内に所定の周期でサンプリングした照度の平均値を算出し、その算出された平均照度に応じて表示される画像の輝度を設定する。また設定部３４は、後述する判定部３５により、点灯状況であると判定されたときに取得された照度については、点灯状況でないと判定されたときに取得された照度よりも表示態様の設定に与える影響を小さくして、表示態様を設定する。この設定部３４の特徴的な処理の詳細については後述する。点灯状況とは、車両３と対向して走行する他車両である対向車の前照灯が点灯している状況である。

判定部３５は、点灯状況であるか否かを判定するように構成されている。この判定は、上述した対向車検出装置２０により取得した他車両の情報を参照して行う。
出力部３６は、表示すべき画像と、輝度等の表示態様を示す情報と、を画像表示部３１に出力する。画像表示部３１では、出力部により入力された画像を示す表示光を、設定された表示態様となるように照射する。

［１−２．処理］
次に、制御部３２のＣＰＵ４１が実行する輝度設定処理について、図４のフローチャートを用いて説明する。本処理は、ＨＵＤ３０の起動に伴って開始される。

まず、Ｓ１では、ＣＰＵ４１は、ＲＬＳ１０にて検出された前方の照度を取得する。
Ｓ２では、ＣＰＵ４１は、対向車検出装置２０からの出力に基づいて、自車両に向かって前照灯を照射する対向車が存在するか否か、つまり上述した点灯状況であるか否かを判定する。ＣＰＵ４１は、上述した対向車が存在すると判定された場合には、Ｓ５へ移行する。一方、ＣＰＵ４１は、上述した対向車が存在しないと判定された場合には、Ｓ３へ移行する。

Ｓ３では、ＣＰＵ４１は、通常の照度取得制御を実行する。図５に、車外照度の経時変化の例を示す。車外照度とは、ＲＬＳ１０が検出する照度である。サンプリング周波数はｎであり、１／ｎ秒ごとに定期的に照度がサンプリングされる。なおサンプリングのタイミングは、ＣＰＵ４１が所定周期で照度を取得することで調整してもよいし、ＲＬＳ１０が所定周期で出力することで調整してもよい。

Ｓ４では、ＣＰＵ４１は、ｍ回のサンプリング結果の平均値（以下、平均照度）を算出する。言い換えると、現時点より過去の所定期間において取得された照度の平均値を算出する。なお、平均照度は様々な平均値の算出方法を採用して求めることができ、例えば、算術平均や加重平均を用いることができる。このＳ４の後、処理がＳ７に移行する。

Ｓ５では、ＣＰＵ４１は、画像の輝度設定において前照灯の影響を抑制するための制御を実行する。具体的には、以下の（ｉ）〜（ｉｖ）のいずれか１つを実行することで、点灯状況において取得された照度が平均照度に与える影響を小さくする。このＳ５の説明において、対向車を検知したとき、とは、点灯状況であると判定されたタイミングである。

（ｉ）照度のサンプリング周波数低下
図６は、破線で示すタイミングで対向車を検知したときの車外照度変化の例を示している。対向車を検知するまでの期間は車外照度が低く、対向車を検知した後に対向車の前照灯により照度が一時的に高くなる。

サンプリング周波数は、対向車を検知するまではｎである。ここでは、所定期間内に照度がａ回参照され、そのａ個のサンプルの平均値が画像輝度変更のための平均照度として算出される。

対向車を検知した場合、サンプリング周波数がｍに変更される。ここで、ｍ＜ｎである。このとき所定期間内にサンプリングできる回数をｂ回とすると、ｂ＜ａとなる。所定期間が対向車を検知したタイミングを跨ぐ場合は、サンプリングできる回数はａとｂの間の数になる。

このようにサンプリング周波数を下げることで、対向車の前照灯の影響を大きく受けている可能性が高いときに検出された照度を取得する回数が減少し、その照度が平均照度に与える影響が小さくなる。
なお、照度のサンプリングを行う所定期間は対向車の検知の前後で変更されてもよい。少なくとも対向車が検知された後の周波数が下がればよい。

（ｉｉ）平均照度の参照サンプル数増加
通常時よりも平均照度を算出するためのサンプリング回数を増加させることにより、一時的な照度変化の影響を小さくする。具体的には、対向車を検知する前に取得した照度の割合が高くなるように、平均照度を算出するための照度サンプルの参照期間を、過去までの長い期間とする。例えば図７において、対向車を検知するまでは期間ｃに検出された照度を参照して平均照度を算出するが、対向車を検知したときは、期間ｃよりも長い期間ｄにおいて平均照度を算出する。

このようにサンプリング期間を長くすることで参照される照度のサンプルが増加するため、前照灯の影響を大きく受けているときに取得した照度の平均照度に与える影響が小さくなる。

なお、参照されるサンプル数を増加させる方法はこれに限定されず、対向車を検知する前に取得された照度の割合が大きくなるような様々な方法を用いてもよい。例えば、予め周波数ｎよりも高い周波数で照度を検出しておき、サンプルを参照する期間は変更せずに、対向車を検知する前の期間についてはサンプリング周波数を高めてもよい。

（ｉｉｉ）平均照度の参照サンプルから除外
点灯状況であると判定されている期間中に取得された照度サンプルのうち、所定の閾値以上の照度であるサンプルは、平均照度を算出するために用いない。これにより、前照灯の影響を大きく受けている可能性が高いときに取得した照度が平均照度に与える影響を小さくできる。なお、点灯状況であると判定されている期間中に取得された照度サンプルは、すべて平均照度の算出から除外してもよい。

なお、参照サンプルを除外する場合の平均照度の算出方法は特に限定されない。例えば、参照サンプルから除外された分だけ少ないサンプルで平均照度を算出しても良いし、対向車を検知する前に算出された平均照度を、現時点での平均照度としてそのまま用いてもよい。

（ｉｖ）その他
例えば、点灯状況であると判定されている期間中に取得された照度サンプルは、重み付けが小さくなるようにして平均照度を求めてもよい。このように、点灯状況である期間中に取得された照度サンプルの影響が小さくなるような様々な手法を用いることができる。

Ｓ６では、ＣＰＵ４１は、Ｓ５にて決定されたサンプリングの手法により取得された照度に基づいて平均照度を算出する。ここではＳ４と同様に、様々な平均値の算出方法を採用することができる。

Ｓ７では、ＣＰＵ４１は、輝度−照度テーブルを参照する。輝度−照度テーブルは、車外照度に対するＨＵＤ輝度が示されるテーブルである。ここでいう車外照度とはＳ４又はＳ６にて求めた平均照度である。またＨＵＤ輝度とは、画像表示部３１により表示される画像の輝度である。図８に示されるように、車外照度が高いほど、ＨＵＤ輝度は高くなる。車外照度とＨＵＤ輝度がこのような関係を有することにより、車両外部が明るいほど画像が明るく表示され、運転者は画像を良好に視認することができる。

Ｓ８では、ＣＰＵ４１は、ＨＵＤ３０により表示される画像の輝度を、Ｓ７にて設定した輝度に変更する。その後、図４の輝度設定処理を終了する。
［１−３．効果］
以上詳述した実施形態によれば、以下の効果を奏する。

（１ａ）車載システム１は、対向車の前照灯が点灯する点灯状況を検出した場合には、そのときに取得された照度の影響を低減して表示される画像の輝度を設定する。そのため、対向車の前照灯を受けるという一時的な環境変化に起因して画像の輝度が変化してしまい、運転者が幻惑されてしまうことを抑制できる。よって、複数の光センサ、特に車両の上方の明るさを検出するセンサを必要とせずに、適切な輝度の画像を表示することができる。
（１ｂ）車載システム１は、車車間通信等の通信により点灯状況を検出することができるため、画像の輝度設定のために必要なセンサの数が増加してしまうことを抑制できる。

［２．他の実施形態］
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。

（２ａ）上記実施形態では、車載システム１はヘッドアップディスプレイにより画像を表示する構成を例示したが、これに限定されるものではない。例えば、液晶ディスプレイ、ＥＬディスプレイなどの表示装置であって、車両３の搭乗者から見て前方に配置される表示装置を用いてもよい。

（２ｂ）上記実施形態では、平均照度に応じて設定される画像の表示態様の一例として輝度を例示したが、設定される表示態様は輝度以外であってもよい。また、輝度と輝度以外の表示態様とが同時に設定されてもよい。例えば、画像の色、画像や文字の大きさ、コントラストなどを平均照度に応じて設定してもよい。

（２ｃ）上記実施形態では、点灯状況であると判定されたときに検出された照度の影響を小さくして平均照度を算出したが、点灯状況であると判定されたときに検出された照度は参照しなくてもよい。このように構成することで、点灯状況であると判定されているときに取得された照度の影響を、より高度に低減することができる。

（２ｄ）上記実施形態では、点灯状況であると判断されたときに、画像の表示態様を設定する際に取得された照度の影響を小さくした。しかしながら、点灯状況であるか否かを判定せず、ＲＬＳ１０により検出された照度が所定の閾値を超えたか否かを判定し、それに応じて画像の表示態様を設定する際に取得された照度の影響を小さくする等の上述した処理を行うように構成されていてもよい。

（２ｅ）上記実施形態では、車車間通信や路車間通信などの通信処理により対向車の前照灯が点灯していることを検出する構成を例示した。しかしながら、これ以外の方法により対向車の前照灯が点灯していることを検出してもよい。例えば、対向車検出装置２０として車両３の前方を撮影するカメラを備え、カメラの撮影画像を画像処理することで対向車の前照灯が点灯していることを検出してもよい。またＲＬＳ１０の出力値が所定の閾値以上であるときに対向車の前照灯が点灯していると判定してもよい。

（２ｆ）上記実施形態のＳ５の（ｉｉｉ）では、点灯状況であると判定されたときには所定の閾値以上の照度を参照しないで平均照度を算出する方法を例示した。しかしながら、点灯状況であると判定されていないときであっても、所定の閾値以上の照度を参照せずに平均照度を算出してもよい。

（２ｇ）上記実施形態では、ＲＬＳ１０は車両３の前方の照度を検出する構成を例示した。しかしながら、車両３の前方を含む範囲であれば、車両３の前方以外も広く照度を検出するように構成されていてもよい。

（２ｈ）上記実施形態における１つの構成要素が有する複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、１つの構成要素が有する１つの機能を、複数の構成要素によって実現したりしてもよい。また、複数の構成要素が有する複数の機能を、１つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される１つの機能を、１つの構成要素によって実現したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加又は置換してもよい。なお、特許請求の範囲に記載した文言から特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本開示の実施形態である。

（２ｉ）上述した車載システム１の他、当該車載システム１を構成する制御部３２を備える表示装置、制御部３２としてコンピュータを機能させるためのプログラム、このプログラムを記録した半導体メモリ等の非遷移的実態的記録媒体、表示態様設定方法など、種々の形態で本開示を実現することもできる。

１…車載システム、１０…ＲＬＳ、３０…ＨＵＤ、３３…取得部、３４…設定部、３５…判定部

Claims (9)

1. 車両に搭載され、該車両の搭乗者から見て前方に画像を表示するように構成された車載システム（１）であって、
   少なくとも前記車両の前方の明るさを検出するように構成された検出部（１０）と、
   検出されたタイミングの異なる複数の前記検出部の出力値に基づいて、表示される画像の表示態様を設定するように構成された設定部（３４）と、
   前記車両と対向して走行する車両である対向車の前照灯が点灯している点灯状況であるか否かを判定するように構成された判定部（３５）と、を備え、
   前記設定部は、前記判定部により前記点灯状況であると判定されたときに取得された前記出力値については、参照せずに、又は、前記点灯状況でないと判定されたときに取得された前記出力値よりも前記表示態様の設定に与える影響を小さくして、前記表示態様を設定する、車載システム。
2. 請求項１に記載の車載システムであって、
   前記表示態様は、少なくとも画像の輝度を含む、車載システム。
3. 請求項１又は請求項２に記載の車載システムであって、
   前記設定部は、前記判定部により前記点灯状況であると判定されたときは、前記点灯状況でないと判定された場合と比較して、前記出力値を取得する周期を大きくする、車載システム。
4. 請求項１又は請求項２に記載の車載システムであって、
   前記設定部は、前記判定部により前記点灯状況であると判定されたときは、前記点灯状況でないと判定された場合と比較して、前記表示態様を設定するために参照する前記出力値の取得された期間を長くする、車載システム。
5. 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の車載システムであって、
   前記設定部は、前記判定部により前記点灯状況であると判定されたときは、明るさが所定の閾値を超えた前記出力値を参照せずに前記表示態様を設定する、車載システム。
6. 請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の車載システムであって、
   前記判定部は、車車間通信又は路車間通信により前記対向車の前照灯が点灯していることを検出したとき、及び、前記検出部により前記車両の前方の明るさが所定の閾値を超えたと判定されたとき、のうちの少なくともいずれか１つのときに、前記点灯状況であると判定する、車載システム。
7. 車両に搭載され、該車両の搭乗者から見て前方に画像を表示するように構成された車載システム（１）であって、
   少なくとも前記車両の前方の照度を検出するように構成された検出部（１０）と、
   検出されたタイミングの異なる複数の前記照度に基づいて、表示される画像の表示態様を設定するように構成された設定部（３４）と、
   前記照度が所定の閾値を超えたか否かを判定するように構成された判定部（３５）と、を備え、
   前記設定部は、前記照度が前記閾値以上であると判定されたときに取得された前記照度については、参照せずに、又は、前記照度が前記閾値以上でないと判定されたときに取得された前記照度よりも前記表示態様の設定に与える影響を小さくして、前記表示態様を設定する、車載システム。
8. 請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の車載システムであって、
   当該車載システムは、ヘッドアップディスプレイにより前記画像を表示する、車載システム。
9. 車両に搭載され、該車両の搭乗者から見て前方に画像を表示するように構成された表示装置（３０）であって、
   少なくとも前記車両の前方の明るさを検出するように構成された検出部（１０）の出力値を取得する取得部（３３）と、
   検出されたタイミングの異なる複数の前記出力値に基づいて、表示される画像の表示態様を設定するように構成された設定部（３４）と、
   前記車両と対向して走行する車両である対向車の前照灯が点灯している点灯状況であるか否かを判定するように構成された判定部（３５）と、を備え、
   前記設定部は、前記判定部により前記点灯状況であると判定されたときに取得された前記出力値については、参照せずに、又は、前記点灯状況でないと判定されたときに取得された前記出力値よりも前記表示態様の設定に与える影響を小さくして、前記表示態様を設定する、表示装置。

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