(57)【要約】【課題】ユーザの視認性を向上させる。【解決手段】表示部１１の正面側に照射される外光量を検出する第１の外光センサ１４と、表示部１１の天面側又は背面側に照射される外光量を検出する第２の外光センサ１５と、周囲状況を示す周囲情報が入力されるマイコン１６を備える。マイコン１６は、第１の外光センサからの外光量と、第２の外光センサからの外光量と、周囲情報とに基づいて表示部１１の画面の明るさを制御する。【選択図】図１
2010091816.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を表示する表示部と、
上記表示部の正面側に照射される外光量を検出する正面外光センサと、
周囲状況を示す周囲情報が入力される調光情報入力部と、
上記外光量と上記周囲情報とに基づいて上記表示部の画面の明るさを制御する制御部と
を備える表示装置。
【請求項２】
上記表示部の背面側又は天面側に照射される外光量を検出する外光センサを備え、
上記制御部は、上記表示部の正面側に照射される外光量と、上記表示部の背面側又は天面側に照射される外光量と、上記周囲情報とに基づいて上記画面の明るさを制御する請求項１記載の表示装置。
【請求項３】
上記制御部は、上記表示部の正面側に照射される外光量と上記表示部の背面側又は天面側に照射される外光量との差分情報を求め、上記差分情報と上記周囲情報とに基づいて上記画面の明るさを制御する請求項２記載の表示装置。
【請求項４】
上記画像のブライトネスと、コントラストと、色の濃さと、色合いと、シャープネスとを補正する映像処理部を備え、
上記制御部は、上記画像のブライトネス、コントラスト、色の濃さ、色合い、シャープネスのうち少なくとも１つを制御する請求項３記載の表示装置。
【請求項５】
上記表示部は、バックライトを有するＬＣＤ（Liquid Crystal Display）であり、
上記制御部は、上記バックライトを調光する請求項４記載の表示装置。
【請求項６】
上記周囲情報は、車両のイルミネーションスイッチのオンオフである請求項５記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、周囲環境に応じて画像の調光を行う表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１３に示すように、ヒトの視覚系には、分光感度の異なる３種類の光受容器(錐体)が存在することが色覚異常者の視感度曲線や等色関数から示唆されている(三色説)。また、健常者の等色関数、及び２色型色覚異常者の混同色中心から錐体分光感度が求められる。ヒトの視覚系の視感度は、光の波長によって異なり、明所視では５５５ｎｍでピーク値をとる。このときの感度を基準として、他の波長の光に対する感度を求めると可視光全体に対する比視感度が求まる。暗所視では５０７ｎｍの光に対して最も感度がよい。このように暗所で感度曲線が短波長側にシフトすることをプルキンエシフトと呼ぶ。また、放射輝度と視感度をかけ合わせた値を輝度と呼ぶ。ヒトの視覚系において、明所視では色が知覚されるが、暗所視における光受容器(桿体)は、１種類であるため色覚は存在しない。桿体分光感度は暗所視視感度に等しい。
【０００３】
図１４は、ヒトの視軸に対する桿体の視細胞個数を示す図である。桿体は１ｌｘ程度の暗さから働き、明るさのみに反応する。錐体は１０ｌｘ以上で働くため、暗いものを見るには桿体の働きが重要になる。しかし、桿体は、視点の中心にはほとんど存在していないため、暗所において、例えば視界の中心から離れたカーナビ等の光を眩しく感じ、運転の妨げになることがある。
【０００４】
このようにヒトの視覚系は、明所視と暗所視でその視覚特性が大きく異なるため、車内等の環境では表示装置の画面の調光機能が必要となっている。
【０００５】
従来、外部環境に応じて調光可能な車載用表示装置は、大きく分類すると、次の２種類のタイプがある。
１．背面や天面にセンサを置く事で外光を取り込み、雰囲気の明るさと連動して調光を行うタイプ(主としてオンダッシュタイプ)
２．車のイルミ情報と連動し、例えばライトがオンになると予め設定した明るさに調光するタイプ(主としてインダッシュダイプ)
【０００６】
上記１．のタイプの場合、調光の判断をするのに外光を取込んでいるため、比較的外光に連動した調光機能となりえるが、センサが背面や天面にあるため、車の進行方向の外光取込となる。結果、太陽の傾きが低い時(早朝、夕刻、白夜等)に進行方向の明るさよりも表示部の方が明るくなってしまう。また、夜間は、表示部が比較的暗い状態となり視認性が悪い。
【０００７】
上記２．のタイプの場合、外光の明るさと関係なく、車のイルミネーションスイッチと連動するため、車のイルミネーションスイッチがオンになると強制的に液晶表示部のバックライトをある事前に設定された明るさに調光してしまう。結果、日中にイルミネーションをオンにした状態(例：天候不良)では、外部が明るいのに表示部が暗くなるという逆転現象が起き、著しく視認性を劣化させてしまう。また、仮にこの調光量を事前に個人で設定できる機能を持った場合、天候不良時に視認性を上げる調光量に設定を行うと、本来の使用目的である暗い時に、明るく、眩しいという状態となり、安全運転への妨げとなってしまう。
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−２５７６９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述したように、従来の液晶表示装置では、バックライトの調光を主としており、画面の画質（ブライトネス／コントラスト／カラー／ヒュー／シャープネス等）に対しては連動していない。仮に連動する機能を持ち合わせていた場合も、事前に設定された状態となるだけで、実際にユーザが見る画面への光の飛込みなどが考慮されている場合は少ない。このため、画面の見栄えとしては黒つぶれや、コントラストの悪化となり、粗悪な画質になる。例を挙げると、日中などの十分明るい状態（調光されていない状態）では、黒から白までの階調が十分表現できているが、天候不良ではバックライトが調光されることで、黒側の階調の表現が不十分となり黒つぶれを起こす。これによりダイナミックレンジが弱まり、結果画質が劣化してしまう。
【００１０】
本発明は、これらの問題点を鑑みてなされたものであり、ユーザの視認性を向上させる表示装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した課題を解決するために、本発明に表示装置は、画像を表示する表示部と、上記表示部の正面側に照射される外光量を検出する正面外光センサと、周囲状況を示す周囲情報が入力される調光情報入力部と、上記外光量と上記周囲情報とに基づいて上記表示部の画面の明るさを制御する制御部とを備える。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、表示部の正面側に照射される外光量及び周囲状況を示す周囲情報に基づいて画面の明るさを制御することにより、周囲状況に応じて調光された表示画像へ光が飛び込んでも、ユーザの視認性悪化を防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の具体的な実施の形態について、図面を参照しながら以下の順番で説明を行う。
１．全体構成      図１
２．具体例１      図２
３．具体例２      図３〜図５
４．具体例３      図６〜図１２
【００１４】
［１．全体構成］
本発明の具体例と示す表示装置は、周囲状況及び正面側に照射される外光量に応じてユーザの視認性を向上させるものである。周囲状況を示す情報として、例えば室内灯のオンオフ情報や、車のライト、車幅灯、車内灯などのオンオフを示すイルミネーションスイッチ（以下、イルミ情報とも呼ぶ。）などを用いることができる。ここでは、例えばCar Audio、Car AV Center、Car Navigation、Car TV等においてイルミ情報が入力可能な車載機器を例に挙げて説明する。
【００１５】
図１は、本実施の形態における表示装置の構成を示すブロック図である。この表示装置は、表示部１１と、映像処理部１２と、タイミングコントローラ１３と、第１の外光センサ１４と、第２の外光センサ１５と、マイコン１６と、調光部１７とを備えている。
【００１６】
表示部１１は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、有機ＥＬＤ（Electro Luminescence Display）、ＦＬＤ（Fluorescent Display）等の表示デバイスである。映像処理部１２は、入力された所定フォーマットの映像信号に対して画質コントロール、スケーリング、タイミングコントロール、フォーマット変換などの処理を行う。画質コントロールでは、画像のブライトネス、コントラスト、色の濃さ、色合い、シャープネスを補正する。タイミングコントローラ１３は、表示デバイスの表示制御信号発生用ＩＣ（Integrated Circuit）であり、例えば、映像信号を受け、ディスプレイ素子が正しく画像、色を表現できるフォーマットにデータを並び替える。
【００１７】
第１の外光センサ１４は、表示部１１の前面に照射される外光量を検知する。アンプ１４１は、第１の外光センサ１４によって検出された明るさ情報をマイコン１６に取り込むために電圧や方式を変換する。第１の外光センサ１４は、ユーザ側の視認方向の明るさを検知することができ、後述するように視覚コントラストや視認性を改善する。
【００１８】
第２の外光センサ１５は、表示部１１の天面（上面）又は背面に照射される外光量を検知する。アンプ１５１は、第２の外光センサ１５によって検出された明るさ情報をマイコン１６に取り込むために電圧や方式を変換する。第２の外光センサ１５は、後述するように第１の外光センサ１４における外光量やイルミ情報と連動して視覚コントラストや視認性を改善する。
【００１９】
マイコン１６は、第１の外光センサ１４、第２の外光センサ１５の内、少なくとも第１の外光センサ１４で検出した外光量、及び、例えば車のライト、車幅灯、車内灯などのイルミ情報に基づいて映像処理部１２及び調光部１７を制御する。映像処理部１２では、Ｉ２Ｃ（Inter Integrated Circuit）などのコントロールラインにより、画像のブライトネス、コントラストなどが制御され、調光部１７では、表示デバイスの表示画面全体の明るさが制御される。
【００２０】
調光部１７は、表示デバイスの表示画面全体を調光する。例えば、表示部１１がＬＣＤの場合、ＬＣＤの裏面に配置されたバックライトを調光し、視認性を改善する。
【００２１】
このような構成において、マイコン１６には、第１の外光センサ１４により検出される表示部１１の正面側に照射される外光量と、周囲状況を示すイルミ情報とが入力される。そして、マイコン１６は、後述するような調光パラメータのテーブルを有すことにより、画面の調光をリニアに変化させ、視覚コントラストや視認性を改善させることができる。
【００２２】
また、表示部１１の背面側又は天面側に照射される外光量を検出する第２の外光センサ１５を備えることにより、ユーザの視認方向と一致する第１の外光センサ１４とは異なり、例えば車外の明るさ情報を得ることができる。これにより、より細かな状況設定を行うことが可能となり、ユーザの視認性を向上させることができる。
【００２３】
次に、表示装置における具体的な調光制御について説明する。
【００２４】
［２．具体例１］
具体例１として示す表示装置は、第１の外光センサ１４で検出された外光量と、イルミ情報とに基づいてバックライトを調光する。マイコン１６には、図２に示すような調光パラメータのテーブルが設けられ、多段階（リニア）の調光が可能となっている。
【００２５】
図２は、外光量に対するバックライトの照明強度のパラメータの例を示す図である。この例では、イルミネーションスイッチがオンの場合とイルミネーションスイッチがオフの場合とで、正面光量に応じてそれぞれ８段階の強度が設定されている。また、正面光量に対する照明強度は、イルミネーションがオンの場合の方が高くなっている。
【００２６】
このようなテーブルを用いてバックライトを調光することで、例えばイルミネーションスイッチがオン状態の夜間に画面へ光が飛び込んだ場合、バックライトの照明強度が大きくなるため、画像の黒つぶれを防ぐことができる。
【００２７】
また、従来、外光を取り込めないインダッシュタイプ(埋め込み型のタイプ)では、車のイルミ情報と連動することしかできなかったが、表示部１１の正面の外光を取込むことで、オンダッシュタイプのように外光と連動した調光機能を実現することができる。
【００２８】
［３．具体例２］
具体例２として示す表示装置は、表示部１１の正面に設けられた第１の外光センサ１４（フロントセンサ）で検出された外光量と、表示部１１の背面又は天面に設けられた第２の外光センサ１５（バックセンサ）で検出された外光量とを用いる。これにより視界不良(霧、朝方、靄、雨天等)という比較的明るめの状況において、車のライト（イルミネーションスイッチ）をオンするシチュエーションでも、従来のように表示画面が暗く調光されることを防止し、視認性の悪化を防止することができる。
【００２９】
図３は、イルミネーションスイッチがオフ状態の場合のフロントセンサ及びバックセンサの外光量の関係を示す図である。この図３において、フロントセンサの外光量がバックセンサの外光量に比べ非常に大きい場合（Ｄ１：Front sensor>>>Back sensor）としては、朝日、西日、後方車のライト等が強く照射されている状況が想定される。また、フロントセンサの外光量がバックセンサの外光量に比べ大きい場合（Ｄ２：Front sensor>>Back sensor）としては、朝日、西日、後方車のライト等が弱く照射されている状況が想定される。また、フロントセンサの外光量がバックセンサの外光量に比べ若干大きい場合（Ｄ３：Front sensor>Back sensor）としては、日中、夜間、ルームライトがＯＮの状況等が想定される。また、フロントセンサの外光量がバックセンサの外光量とほぼ同じ場合（Ｄ４：Front sensor≒Back sensor）、及び若干小さい場合（Ｄ５：Front sensor<Back sensor）としては、日中、夜間等であることが想定される。また、フロントセンサの外光量がバックセンサの外光量に比べ小さい場合（Ｄ６：Front sensor<<Back sensor）としては、朝日、西日、夜間対向車のライト等が弱く照射されている状況が想定される。また、フロントセンサの外光量がバックセンサの外光量に比べ非常に小さい場合（Ｄ７：Front sensor<<<Back sensor）としては、朝日、西日、直射日光、夜間対向車のライト等が強く照射されている状況が想定される。
【００３０】
図４は、イルミネーションスイッチがオン状態の場合のフロントセンサ及びバックセンサの外光量の関係を示す図である。この図４において、フロントセンサの外光量がバックセンサの外光量に比べ非常に大きい場合（Ｎ１：Front sensor>>>Back sensor）としては、後方車のライト等が強く照射されている状況が想定される。また、フロントセンサの外光量がバックセンサの外光量に比べ大きい場合（Ｎ２：Front sensor>>Back sensor）としては、後方車のライト等が弱く照射されている状況が想定される。また、フロントセンサの外光量がバックセンサの外光量に比べ若干大きい場合（Ｎ３：Front sensor>Back sensor）としては、夜間、ルームライトがＯＮの状況等が想定される。また、フロントセンサの外光量がバックセンサの外光量とほぼ同じ場合（Ｎ４：Front sensor≒Back sensor）としては、夜間等であることが想定される。また、フロントセンサの外光量がバックセンサの外光量に比べ若干小さい場合（Ｎ５：Front sensor<Back sensor）としては、夜間、街灯近辺、朝方、天候不良等であることが想定される。また、フロントセンサの外光量がバックセンサの外光量に比べ小さい場合（Ｎ６：Front sensor<<Back sensor）としては、夜間対向車のライト等が弱く照射されている状況、市街地、朝方、天候不良であることが想定される。また、フロントセンサの外光量がバックセンサの外光量に比べ非常に小さい場合（Ｎ７：Front sensor<<<Back sensor）としては、夜間対向車のライト等が強く照射されている状況が想定される。
【００３１】
このように表示部１１の正面側に照射される外光量と表示部１１の背面側又は天面側に照射される外光量との差分情報を求めることにより、より具体的な細かな状況設定を行うことが可能となり、ユーザの視認性を向上させることができる。
【００３２】
図５は、外光量の差分情報に基づくバックライトの調光パラメータの一例を示す図である。図３に示すようにイルミネーションがオフ状態（Ｄ１〜Ｄ７）の場合、マイコン１６は、バックライトの照明強度を１〜７に制御する。また、図４に示すようにイルミネーションがオン状態（Ｎ１〜Ｎ７）の場合、マイコン１６は、バックライトの照明強度を４〜１０に制御する。
【００３３】
これにより、イルミネーションスイッチのオンオフによりバックライトの調光量の明暗を制御するとともに、フロントセンサとバックセンサとの外光量の差分に基づいてもバックライトの調光量を制御することができる。したがって、従来のイルミネーションスイッチのみの連動タイプのように、車のイルミをオンする場合において、夕方のように暗くなっている状況と、視界不良(霧、朝方、靄、雨天等)という比較的明るめの状況とで、同じ調光となってしまうのを防ぐことができる。
【００３４】
［具体例３］
具体例３として示す表示装置は、具体例２と同様に、表示部１１の正面に設けられた第１の外光センサ１４（フロントセンサ）で検出された外光量と、表示部１１の背面又は天面に設けられた第２の外光センサ１５（バックセンサ）で検出された外光量とを用いる。さらに、この具体例３では、映像処理部１２において、画像のブライトネス、コントラスト、色の濃さ、色合い、シャープネスを補正し、ユーザの視認性をさらに向上させる。
【００３５】
図６は、イルミネーションスイッチがオフ状態の場合の正面光量と背面光量とに基づく画質定義テーブルを示す図であり、図７は、イルミネーションスイッチがオン状態の場合の正面光量と背面光量とに基づく画質定義テーブルを示す図である。この例では、８段階（ａ〜ｈ）の正面光量と８段階（Ａ〜Ｈ）の背面光量とで、イルミネーションスイッチがオンオフのそれぞれにおいて６４階調もの画質定義テーブルを有ししている。
【００３６】
図８は、イルミネーションスイッチがオン状態の場合とイルミネーションスイッチがオフ状態の場合とにおける画質パラメータを示す図である。この例では、図６及び図７で示された画質定義テーブルの番号に対応して、バックライト調光（ＤＩＭ）、画像のブライトネス（ＢＲＴ）、コントラスト（ＣＯＮ）、色合い（ＣＯＬ、ＨＵＥ）、シャープネス（ＳＨＰ）の各画質パラメータが定義されている。
【００３７】
また、図９は画質パラメータに対するバックライトの度合いを示す図である。また、図１０は画質パラメータに対するブライトネス及びコントラストを示す度合いを示す図であり、図１１は画質パラメータに対する色合いの度合いを示す図であり、図１２は画質パラメータに対するシャープネスを示す度合いを示す図である。ここで、図９に示すテーブルは、例えば調光部１７に設けられ、マイコン１６からの画像パラメータに応じて表示部１１のバックライトを制御する。また、図１０〜図１２は、例えばマイコン１６に設けられ、信号線を介して映像処理部１２における処理を制御する。
【００３８】
このように具体例３では、イルミネーションスイッチのオンオフ、フロントセンサの外光量、及びバックセンサの外光量に応じてバックライトの調光のみならず、画像のブライトネス、コントラスト、色の濃さ、色合い、シャープネスのうち少なくとも１つを制御する。すなわち、ヒトが感じている明るさに対しての色の濃さやシャープネスといったリニアな画質コントロールをすることにより、見た目の画質を改善し、視認性を向上させることができる。
【００３９】
また、明るい中で見難い画面への注視予防や暗い中での眩しさの低減の結果、目への負担を減らすことができ、セーフティドライブを提供することができる。さらに、イルミネーションスイッチのオン状態における視認性の向上させることにより、車内イルミネーションと連動させたエンターテイメント性を向上させることができる。
【００４０】
なお、上述の実施の形態では、バックパネルを備える液晶表示装置について説明してきたが、これに限られることなく、有機ＥＬＤ（Electro Luminescence Display）、ＦＬＤ（Fluorescent Display）等の表示デバイスにも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本実施の形態における表示装置の構成を示すブロック図である。
【図２】外光量に対するバックライトの照明強度のパラメータの例を示す図である。
【図３】イルミネーションスイッチがオフ状態の場合のフロントセンサ及びバックセンサの外光量の関係を示す図である。
【図４】イルミネーションスイッチがオン状態の場合のフロントセンサ及びバックセンサの外光量の関係を示す図である。
【図５】外光量の差分情報に基づくバックライトの調光パラメータの一例を示す図である。
【図６】イルミネーションスイッチがオフ状態の場合の正面光量と背面光量とに基づく画質定義テーブルを示す図である。
【図７】イルミネーションスイッチがオン状態の場合の正面光量と背面光量とに基づく画質定義テーブルを示す図である。
【図８】イルミネーションスイッチがオン状態の場合とイルミネーションスイッチがオフ状態の場合とにおける画質パラメータを示す図である。
【図９】画質パラメータに対するバックライトの度合いを示す図である。
【図１０】画質パラメータに対するブライトネス及びコントラストを示す度合いを示す図である。
【図１１】画質パラメータに対する色合いの度合いを示す図である。
【図１２】画質パラメータに対するシャープネスを示す度合いを示す図である。
【図１３】ヒトの光受容器(錐体)の分光感度を示す図である。
【図１４】ヒトの視軸に対する桿体の視細胞個数を示す図である。
【符号の説明】
【００４２】
１１  表示部、  １２  映像処理部、  １３  タイミングコントローラ、  １４  第１の外光センサ、  １５  第２の外光センサ、  １６  マイコン、  １７  調光部
【図１】
2010091816.tif 000003
【図２】
2010091816.tif 000004
【図３】
2010091816.tif 000005
【図４】
2010091816.tif 000006
【図５】
2010091816.tif 000007
【図６】
2010091816.tif 000008
【図７】
2010091816.tif 000009
【図８】
2010091816.tif 000010
【図９】
2010091816.tif 000011
【図１０】
2010091816.tif 000012
【図１１】
2010091816.tif 000013
【図１２】
2010091816.tif 000014
【図１３】
2010091816.tif 000015
【図１４】
2010091816.tif 000016