(57)【要約】【課題】運転者が表示画像を明瞭に視認できる車両用表示装置を提供する。【解決手段】車両用表示装置１は、車両１００の運転席１０４の前方に設けられたフロントウインドシールド１０３に表示画像Ｐを投射し車両１００前方の景色に表示画像Ｐを重ねて当該表示画像Ｐを虚像表示するＨＵＤ装置１０と、車両１００内に設置され、少なくとも車両１００前方の景色を撮影する前方撮影カメラ３０と、を備え、ＨＵＤ装置１０は、前方撮影カメラ３０により撮影された景色撮影画像において運転席１０４の運転者Ｄの目の位置であるアイポイントＥＰから見て少なくとも表示画像Ｐの一部が重なる部分を含む抽出画像領域Ｐｂの画像に基づいて車両１００前方の景色に対する表示画像Ｐのコントラストを調整する。【選択図】図１
2018072686.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の運転席の前方に設けられた反射部材に表示画像を投射し前記車両前方の景色に前記表示画像を重ねて当該表示画像を虚像表示する表示ユニットと、
前記車両内に設置され、少なくとも前記車両前方の景色を撮影する撮影部と、を備え、
前記表示ユニットは、
前記撮影部により撮影された撮影画像において前記運転席の運転者の目の位置であるアイポイントから見て前記表示画像が重なる部分を含む抽出画像領域の画像に基づいて前記車両前方の景色に対する前記表示画像のコントラストを調整することを特徴とする車両用表示装置。
【請求項２】
前記撮影部は、
前記表示画像を視認可能な領域であるアイボックスの外側から前記車両前方の景色を撮影する請求項１に記載の車両用表示装置。
【請求項３】
前記アイポイントを検出する検出部を備え、
前記抽出画像領域は、前記検出部により検出された前記アイポイントに基づいて決まる領域である請求項１又は２に記載の車両用表示装置。
【請求項４】
前記表示ユニットは、
前記表示画像を投射する投射部と、
前記投射部により投射された前記表示画像を前記反射部材に向けて反射するミラーと、を備え、
前記抽出画像領域は、前記ミラーの反射角度に基づいて決まる領域である請求項１又は２に記載の車両用表示装置。
【請求項５】
前記抽出画像領域は、前記表示画像が優先度の高い表示項目を含む場合、前記撮影画像において前記アイポイントから見て前記優先度の高い表示項目が重なる部分を含む領域である請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両用表示装置。
【請求項６】
前記抽出画像領域は、前記撮影画像において前記アイポイントから見て前記表示画像が重なる可能性のある最大の領域である請求項１又は２に記載の車両用表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両速度等の運転に関する情報を表示するヘッドアップディスプレイ（Ｈｅａｄ  Ｕｐ  Ｄｉｓｐｌａｙ；ＨＵＤ）装置がある。ＨＵＤ装置は、車両の運転席の前方に設けられた反射部材に表示画像を投射し、運転席から反射部材を通して見える車両前方の景色に表示画像を重ねて当該表示画像を虚像表示する（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１６３０８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ＨＵＤ装置は、運転者による表示画像の視認性を向上させる点で改善の余地がある。
【０００５】
そこで、本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、運転者による表示画像の視認性を向上させることができる車両用表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る車両用表示装置は、車両の運転席の前方に設けられた反射部材に表示画像を投射し前記車両前方の景色に前記表示画像を重ねて当該表示画像を虚像表示する表示ユニットと、前記車両内に設置され、少なくとも前記車両前方の景色を撮影する撮影部と、を備え、前記表示ユニットは、前記撮影部により撮影された撮影画像において前記運転席の運転者の目の位置であるアイポイントから見て前記表示画像が重なる部分を含む抽出画像領域の画像に基づいて前記車両前方の景色に対する前記表示画像のコントラストを調整することを特徴とする。
【０００７】
また、上記車両用表示装置において、前記撮影部は、前記表示画像を視認可能な領域であるアイボックスの外側から前記車両前方の景色を撮影することが好ましい。
【０００８】
また、上記車両用表示装置において、前記アイポイントを検出する検出部を備え、前記抽出画像領域は、前記検出部により検出された前記アイポイントに基づいて決まる領域であることが好ましい。
【０００９】
また、上記車両用表示装置において、前記表示ユニットは、前記表示画像を投射する投射部と、前記投射部により投射された前記表示画像を前記反射部材に向けて反射するミラーと、を備え、前記抽出画像領域は、前記ミラーの反射角度に基づいて決まる領域であることが好ましい。
【００１０】
また、上記車両用表示装置において、前記抽出画像領域は、前記表示画像が優先度の高い表示項目を含む場合、前記撮影画像において前記アイポイントから見て前記優先度の高い表示項目が重なる部分を含む領域であることが好ましい。
【００１１】
また、上記車両用表示装置において、前記抽出画像領域は、前記撮影画像において前記アイポイントから見て前記表示画像が重なる可能性のある最大の領域であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る車両用表示装置は、撮影部により撮影された撮影画像においてアイポイントから見て表示画像が重なる部分を含む抽出画像領域の画像に基づいて車両前方の景色に対する表示画像のコントラストを調整することにより、運転者による表示画像の視認性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、実施形態１に係る車両用表示装置の構成例を示す模式図である。
【図２】図２は、実施形態１に係る車両用表示装置の構成例を示すブロック図である。
【図３】図３は、実施形態１に係る車両用表示装置の表示例を示す模式図である。
【図４】図４は、実施形態１に係る前方撮影カメラの景色撮影画像の一例を示す図である。
【図５】図５は、実施形態１に係る抽出画像領域の一例を示す図である。
【図６】図６は、実施形態１に係る抽出画像領域の移動例を示す図である。
【図７】図７は、実施形態１に係る抽出画像領域の輝度の算出方法の一例を示す図である。
【図８】図８は、実施形態１に係る表示画像の輝度の設定例を示す図である。
【図９】図９は、実施形態１に係る車両用表示装置の動作例を示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、実施形態１の変形例に係る抽出画像領域を示す図である。
【図１１】図１１は、実施形態１の変形例に係る抽出画像領域を示す図である。
【図１２】図１２は、実施形態１の変形例に係る抽出画像領域を示す図である。
【図１３】図１３は、実施形態１の変形例に係る抽出画像領域の移動例を示す図である。
【図１４】図１４は、実施形態１の変形例に係る抽出画像領域の輝度の算出方法を示す図である。
【図１５】図１５は、実施形態１の変形例に係る抽出画像領域の輝度の算出方法を示す図である。
【図１６】図１６は、実施形態１の変形例に係る抽出画像領域の輝度の算出方法を示す図である。
【図１７】図１７は、実施形態２に係る車両用表示装置の構成例を示す模式図である。
【図１８】図１８は、実施形態２に係る車両用表示装置の構成例を示すブロック図である。
【図１９】図１９は、実施形態２に係る抽出画像領域の一例を示す図である。
【図２０】図２０は、実施形態２に係る車両用表示装置の動作例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。
【００１５】
〔実施形態１〕
実施形態１に係る車両用表示装置１について説明する。車両用表示装置１は、車両前方の景色に表示画像を重ねて当該表示画像を虚像表示すると共に車両前方の景色を撮影し、撮影した画像に基づいて車両前方の景色に対する表示画像のコントラストを調整するものである。以下、車両用表示装置１について詳細に説明する。
【００１６】
なお、以下の説明では、車両１００の全長に沿う方向を全長方向といい、車両１００の高さに沿う方向を車高方向という。全長方向と車高方向とは、お互いに直交する。
【００１７】
車両用表示装置１は、図１に示すように、車両１００内に設置される。車両１００は、運転者Ｄから見て、その前方にステアリングホイール１０１が設置され、ステアリングホイール１０１の前方にインストルメントパネル１０２が設置され、インストルメントパネル１０２の前方にフロントウインドシールド１０３が設置される。インストルメントパネル１０２は、車両１００の前方の車室空間を区切る部材であり、速度メーターなどの計器１０２ａなどが設置される（図３参照）。インストルメントパネル１０２には、後述するＨＵＤ装置１０から投射される表示光Ｌを通過させる開口部１０２ｂが設けられている。フロントウインドシールド１０３は、反射部材であり、車両１００内と車両１００外との境界を成し、車両１００の全長方向における前方の景色を透過する。
【００１８】
車両用表示装置１は、表示ユニットとしてのＨＵＤ（ヘッドアップディスプレイ）装置１０と、検出部としての車内撮影カメラ２０と、撮影部としての前方撮影カメラ３０とを備える。ＨＵＤ装置１０は、インストルメントパネル１０２内に設けられ、表示画像Ｐを虚像表示するものである。ＨＵＤ装置１０は、フロントウインドシールド１０３に表示画像Ｐを含む表示光Ｌを投射し運転席１０４の運転者Ｄの目の位置であるアイポイントＥＰからフロントウインドシールド１０３を通して見える車両１００前方の景色に表示画像Ｐを重ねて表示画像Ｐを虚像Ｓとして表示する。ここで、アイポイントＥＰは、車両１００に応じて予め定まる運転者Ｄの目が位置するアイレンジに含まれる。アイレンジは、典型的には、車両１００において運転者Ｄの目の位置の統計的な分布から定められた領域であり、例えば、運転者Ｄが運転席１０４に座った状態で所定割合（例えば、９５％）の運転者Ｄの目の位置が含まれる領域に相当する。ＨＵＤ装置１０は、表示画像Ｐを含む表示光Ｌをフロントウインドシールド１０３に投射し、フロントウインドシールド１０３で反射した表示光Ｌが運転者ＤのアイポイントＥＰに向かうように光路を形成する。そして、運転者Ｄは、フロントウインドシールド１０３を通して車両１００前方の景色を視認しながら表示画像Ｐを虚像Ｓとして視認する。ここで、表示画像Ｐは、矩形状の画像であり、表示画像Ｐ内には、例えば、車速や燃料の残量、総走行距離、警報マーク等の車両１００に関する複数の表示項目が含まれる。
【００１９】
ＨＵＤ装置１０は、図２に示すように、投射部としての表示デバイス１１と、非球面ミラー部１２と、制御部１３とを備える。表示デバイス１１は、表示画像Ｐを含む表示光Ｌを非球面ミラー部１２に投射するものである。表示デバイス１１は、表示画像Ｐを表示する液晶ディスプレイ１１ａと、液晶ディスプレイ１１ａの背面に設けられるＬＥＤバックライト１１ｂとを備える。液晶ディスプレイ１１ａは、複数のピクセル（画素）を有し、例えば、各ピクセルが赤色（Ｒｅｄ）、緑色（Ｇｒｅｅｎ）、青色（Ｂｌｕｅ）の三原色で構成されるＲＧＢ色空間で表示する。なお、液晶ディスプレイ１１ａは、単色表示でもよい。ＬＥＤバックライト１１ｂは、例えば、光源がＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）であり、液晶ディスプレイ１１ａの各ピクセルに対し光（白色光）を照射する。表示デバイス１１は、後述する制御部１３からの表示制御信号に基づいて、ＬＥＤバックライト１１ｂにより白色光を液晶ディスプレイ１１ａに照射し、液晶ディスプレイ１１ａを通過し表示画像Ｐを含む表示光Ｌを非球面ミラー部１２に投射する。
【００２０】
非球面ミラー部１２は、ミラーとしての非球面ミラー１２ａと、モータ１２ｂとを備える。非球面ミラー１２ａは、所定の距離の位置に虚像Ｓを結像するための光学特性を有するものである。非球面ミラー１２ａは、表示デバイス１１に対向して設けられ、フロントウインドシールド１０３に対する車高方向の傾きが調整可能に支持される。モータ１２ｂは、非球面ミラー１２ａの傾きを変更する駆動源である。モータ１２ｂは、例えばステッピングモータであり、図示しない連結機構を介して非球面ミラー１２ａに連結される。モータ１２ｂは、制御部１３からの駆動信号に基づいて駆動し非球面ミラー１２ａのフロントウインドシールド１０３に対する傾きを変更する。例えば、モータ１２ｂは、駆動信号としてパルス電力が供給され、所定のステップ角度で回転する。非球面ミラー１２ａは、モータ１２ｂによりフロントウインドシールド１０３に対する傾きが変更され、表示デバイス１１から投射された表示光Ｌをインストルメントパネル１０２の開口部１０２ｂを介してフロントウインドシールド１０３に向けて反射する。非球面ミラー１２ａにより反射された表示光Ｌは、フロントウインドシールド１０３で反射し運転者ＤのアイポイントＥＰに届く。これにより、運転者Ｄは、フロントウインドシールド１０３よりも車両１００の全長方向における前方の虚像Ｓを視認できる。
【００２１】
車内撮影カメラ２０は、車両１００の室内を撮影するものである。車内撮影カメラ２０は、車両１００の室内に設置される。例えば、車内撮影カメラ２０は、運転席１０４の運転者Ｄに対向する位置に設置される。本実施形態１では、車内撮影カメラ２０は、インストルメントパネル１０２とステアリングホイール１０１とを繋ぐステアリングコラム１０５の上面に設置される。車内撮影カメラ２０は、当該車内撮影カメラ２０のカメラレンズが運転席１０４の運転者Ｄの顔に向けられる。車内撮影カメラ２０は、制御部１３に接続され、運転者Ｄの顔を含む車内を撮影した車内撮影画像ＰＡを制御部１３に出力する。
【００２２】
前方撮影カメラ３０は、車両１００の全長方向における前方を撮影するものである。前方撮影カメラ３０は、車両１００内に設置される。例えば、前方撮影カメラ３０は、車両１００のルーフの屋内側に設置される。なお、前方撮影カメラ３０は、車両１００の図示しないバックミラーの背面（鏡面と反対側）に設置してもよい。前方撮影カメラ３０は、当該前方撮影カメラ３０のカメラレンズが車両１００の全長方向における前方に向けられる。本実施形態１では、前方撮影カメラ３０は、アイボックスＥＢの外側から車両１００前方の景色を撮影する。ここで、アイボックスＥＢとは、アイポイントＥＰを含み、車両１００前方の景色に重ねて虚像表示される表示画像Ｐを視認可能な空間領域である。運転者Ｄは、アイボックスＥＢの内側から車両１００前方の景色を見ることで、車両１００前方の景色に重ねて虚像表示される表示画像Ｐを視認することができる。一方、前方撮影カメラ３０は、アイボックスＥＢの外側から車両１００前方の景色を撮影するので、虚像表示される表示画像Ｐが車両１００前方の景色を撮影した景色撮影画像ＰＢ（撮影画像）に含まれない。前方撮影カメラ３０は、制御部１３に接続され、表示画像Ｐを含まない車両１００前方の景色を撮影した景色撮影画像ＰＢを制御部１３に出力する。
【００２３】
制御部１３は、表示デバイス１１及び非球面ミラー部１２を制御するものである。制御部１３は、ＣＰＵ、記憶部を構成するＲＯＭ、ＲＡＭ及びインターフェースを含む周知のマイクロコンピュータを主体とする電子回路を含んで構成される。制御部１３は、表示デバイス１１に接続され、表示デバイス１１に表示制御信号を出力し表示画像Ｐを含む表示光Ｌの投射を制御する。また、制御部１３は、非球面ミラー部１２に接続され、非球面ミラー部１２に駆動信号を出力し非球面ミラー１２ａのフロントウインドシールド１０３に対する傾きを調整する。
【００２４】
具体的に、制御部１３は、アイポイント検出部１３ａと、輝度算出部１３ｂと、調光部１３ｃと、画像生成部１３ｄと、表示位置制御部１３ｅとを備える。アイポイント検出部１３ａは、運転席１０４の運転者Ｄの目の位置であるアイポイントＥＰを検出するものである。アイポイント検出部１３ａは、車内撮影カメラ２０に接続され、車内撮影カメラ２０により撮影された車内撮影画像ＰＡからアイポイントＥＰを検出する。アイポイント検出部１３ａは、例えば、車内撮影画像ＰＡにおける顔画像の眼球の虹彩の位置に基づいて運転者ＤのアイポイントＥＰを検出する。アイポイント検出部１３ａは、検出した運転者ＤのアイポイントＥＰを示すアイポイント情報を輝度算出部１３ｂ及び表示位置制御部１３ｅに出力する。
【００２５】
表示位置制御部１３ｅは、表示画像Ｐの表示位置を制御するものである。表示位置制御部１３ｅは、アイポイント検出部１３ａ及び非球面ミラー部１２に接続され、アイポイント検出部１３ａから出力される運転者ＤのアイポイントＥＰを示すアイポイント情報に基づいて非球面ミラー部１２を制御し表示画像Ｐの表示位置を制御する。表示位置制御部１３ｅは、例えば、アイポイントＥＰの位置が所定範囲以上移動した場合には非球面ミラー１２ａを動かし、アイポイントＥＰの位置が所定範囲未満移動した場合には非球面ミラー１２ａを動かさない。
【００２６】
輝度算出部１３ｂは、画像の輝度を算出するものである。輝度算出部１３ｂは、前方撮影カメラ３０に接続され、前方撮影カメラ３０により撮影された景色撮影画像ＰＢにおいてアイポイントＥＰから見て虚像表示される表示画像Ｐ（虚像Ｓ）が重なる部分を含む領域を抽出画像領域Ｐｂとして設定する（図４参照）。なお、図４に示す景色撮影画像ＰＢは、説明の理解を容易にするために表示画像Ｐを表示しているが、アイボックスＥＢの外側から撮影された画像であるので実際の景色撮影画像ＰＢには表示画像Ｐが表示されていない。後述する図５、図６、図１０、図１１、図１２、図１３、図１９についても同様である。輝度算出部１３ｂは、アイポイント検出部１３ａから出力される運転者ＤのアイポイントＥＰを示すアイポイント情報に基づいて抽出画像領域Ｐｂを設定する。例えば、輝度算出部１３ｂは、図５に示すように、アイポイントＥＰからアイボックスＥＢを特定し、景色撮影画像ＰＢにおけるアイボックスＥＢの空間領域に相当する領域を抽出画像領域Ｐｂとして設定する。輝度算出部１３ｂは、景色撮影画像ＰＢにおいてアイポイントＥＰから見て表示画像Ｐ（虚像Ｓ）が重なる可能性のある部分を含む一定領域を抽出画像領域Ｐｂとして設定する。輝度算出部１３ｂは、例えば、アイボックスＥＢが大きい場合には抽出画像領域Ｐｂを広く設定し、アイボックスＥＢが小さい場合には抽出画像領域Ｐｂを狭く設定する。輝度算出部１３ｂは、アイポイントＥＰ及びアイボックスＥＢが車高方向に移動することに合わせて、アイポイントＥＰから見て虚像Ｓが含まれる抽出画像領域Ｐｂを車高方向に移動させる。例えば、輝度算出部１３ｂは、図６に示すように、アイポイントＥＰ及びアイボックスＥＢが基準位置ＥＰａから車高方向の上側に移動した場合、虚像Ｓが車高方向の下側に移動するため、抽出画像領域Ｐｂを車高方向の下側に移動させる。また、輝度算出部１３ｂは、アイポイントＥＰ及びアイボックスＥＢが基準位置ＥＰａから車高方向の下側に移動した場合、虚像Ｓが車高方向の上側に移動するため、抽出画像領域Ｐｂを車高方向の上側に移動させる。このように、輝度算出部１３ｂは、アイポイントＥＰ及びアイボックスＥＢの位置に基づいて抽出画像領域Ｐｂを移動させて設定する。
【００２７】
また、輝度算出部１３ｂは、抽出画像領域Ｐｂの輝度を算出する。輝度算出部１３ｂは、例えば、図７に示すように、抽出画像領域Ｐｂの全てのピクセルｐｘの輝度を取得し、取得した輝度の平均輝度を算出する。輝度算出部１３ｂは、平均輝度に基づいて表示画像Ｐの輝度を設定するための輝度指令値を求める。ここで、輝度指令値は、表示画像Ｐの輝度を変更するための値であり、輝度指令値が相対的に高いほど表示画像Ｐの輝度が高くなる。輝度算出部１３ｂは、図８に示す明るさ値（平均輝度）と表示画像Ｐの輝度指令値との関係を示すマップデータを有している。輝度算出部１３ｂは、抽出画像領域Ｐｂの平均輝度が増加するに従って表示画像Ｐの輝度指令値も増加させる。例えば、輝度算出部１３ｂは、抽出画像領域Ｐｂの平均輝度の増加に対して表示画像Ｐの輝度指令値を指数関数的に増加させる。これは、抽出画像領域Ｐｂが暗い場合よりも明るい場合のほうが、表示画像Ｐの輝度を増加する度合を上げて抽出画像領域Ｐｂの平均輝度と表示画像Ｐの輝度との差を大きくする必要があるためである。輝度算出部１３ｂは、平均輝度に基づいて求めた表示画像Ｐの輝度指令値を調光部１３ｃ及び画像生成部１３ｄに出力する。
【００２８】
調光部１３ｃは、ＬＥＤバックライト１１ｂの光量を調整するものである。調光部１３ｃは、輝度算出部１３ｂに接続され、輝度算出部１３ｂから出力される表示画像Ｐの輝度指令値に基づいてＬＥＤバックライト１１ｂの光量を調整する。例えば、調光部１３ｃは、表示画像Ｐの輝度指令値が高い場合、ＬＥＤバックライト１１ｂの光量を多くする。また、調光部１３ｃは、表示画像Ｐの輝度指令値が低い場合、ＬＥＤバックライト１１ｂの光量を少なくする。これにより、調光部１３ｃは、表示画像Ｐの輝度指令値に基づいて、虚像表示される表示画像Ｐの輝度を調整することができる。
【００２９】
画像生成部１３ｄは、表示画像Ｐを生成するものである。画像生成部１３ｄは、液晶ディスプレイ１１ａに接続され、表示画像Ｐの輝度指令値に基づいて表示画像Ｐを形成するための信号を液晶ディスプレイ１１ａに出力する。例えば、画像生成部１３ｄは、表示画像Ｐの輝度指令値が高い場合、表示画像Ｐの輝度が高くなるように液晶ディスプレイ１１ａを表示させる。また、画像生成部１３ｄは、表示画像Ｐの輝度指令値が低い場合、表示画像Ｐの輝度が低くなるように液晶ディスプレイ１１ａを表示させる。
【００３０】
次に、図９を参照して車両用表示装置１の動作例について説明する。車両用表示装置１は、車両１００のイグニッションがオンされていると、車内撮影カメラ２０により運転者Ｄの顔を含む車内を撮影する（ステップＳ１）。次に、車両用表示装置１は、運転者ＤのアイポイントＥＰを検出する（ステップＳ２）。例えば、車両用表示装置１は、アイポイント検出部１３ａにより顔画像の眼球の虹彩の位置に基づいて運転者ＤのアイポイントＥＰを検出する。次に、車両用表示装置１は、車両１００前方の景色を撮影する（ステップＳ３）。例えば、車両用表示装置１は、前方撮影カメラ３０によりアイボックスＥＢの外側から車両１００前方の景色を撮影する。次に、車両用表示装置１は、抽出画像領域Ｐｂを設定する（ステップＳ４）。例えば、車両用表示装置１は、輝度算出部１３ｂにより景色撮影画像ＰＢにおいて表示画像Ｐ（虚像Ｓ）が重ねられる部分を含む領域を抽出画像領域Ｐｂとして設定する。次に、車両用表示装置１は、運転者ＤのアイポイントＥＰが前回の位置から移動したか否かを判定する（ステップＳ５）。車両用表示装置１は、運転者ＤのアイポイントＥＰが前回の位置から移動した場合（ステップＳ５；Ｙｅｓ）、抽出画像領域Ｐｂを変更する（ステップＳ６）。例えば、車両用表示装置１は、アイポイントＥＰが前回の位置から車高方向の上側に移動した場合には抽出画像領域Ｐｂを車高方向の下側に移動させ、アイポイントＥＰが前回の位置から車高方向の下側に移動した場合には抽出画像領域Ｐｂを車高方向の上側に移動させる。
【００３１】
次に、車両用表示装置１は、抽出画像領域Ｐｂの輝度を算出する（ステップＳ７）。例えば、車両用表示装置１は、抽出画像領域Ｐｂの全てのピクセルｐｘの輝度を取得し、取得した輝度の平均輝度を算出する。次に、車両用表示装置１は、抽出画像領域Ｐｂの平均輝度が前回の平均輝度から変化したか否かを判定する（ステップＳ８）。車両用表示装置１は、抽出画像領域Ｐｂの平均輝度が前回の平均輝度から変化した場合（ステップＳ８；Ｙｅｓ）、表示画像Ｐの輝度を制御する（ステップＳ９）。例えば、車両用表示装置１は、抽出画像領域Ｐｂの輝度が前回の輝度よりも高く変化した場合、画像生成部１３ｄにより表示画像Ｐの輝度が前回の輝度よりも高くなるように液晶ディスプレイ１１ａを表示させたり、調光部１３ｃによりＬＥＤバックライト１１ｂの光量を前回の輝度よりも多くしたりする。また、車両用表示装置１は、抽出画像領域Ｐｂの輝度が前回の輝度よりも低く変化した場合、画像生成部１３ｄにより表示画像Ｐの輝度が前回の輝度よりも低くなるように液晶ディスプレイ１１ａを表示させたり、調光部１３ｃによりＬＥＤバックライト１１ｂの光量を前回の輝度よりも少なくしたりする。このように、車両用表示装置１は、抽出画像領域Ｐｂの輝度に対して表示画像Ｐの輝度を制御することにより、車両１００前方の景色に対して表示画像Ｐのコントラストを調整する。ここで、コントラストとは、例えば、画像の最も暗い部分と最も明るい部分の輝度の差である。車両用表示装置１は、表示画像Ｐの輝度を制御した後、表示画像Ｐを含む表示光Ｌをフロントウインドシールド１０３に投射して処理を終了する。車両用表示装置１は、車両１００のイグニッションがオンされている間、車両１００前方の景色に対して表示画像Ｐのコントラストを調整する処理を繰り返し実施する。
【００３２】
なお、車両用表示装置１は、上述のステップＳ５で、運転者ＤのアイポイントＥＰが前回の位置から移動しなかった場合（ステップＳ５；Ｎｏ）、抽出画像領域Ｐｂを変更せずに、抽出画像領域Ｐｂの平均輝度を算出する。また、車両用表示装置１は、上述のステップＳ８で、抽出画像領域Ｐｂの平均輝度が前回の平均輝度から変化しなかった場合（ステップＳ８；Ｎｏ）、表示画像Ｐの輝度を変更せずに表示画像Ｐを含む表示光Ｌをフロントウインドシールド１０３に投射して処理を終了する。
【００３３】
以上のように、実施形態１に係る車両用表示装置１は、車両１００前方の景色を撮影する前方撮影カメラ３０により撮影された景色撮影画像ＰＢにおいてアイポイントＥＰから見て表示画像Ｐ（虚像Ｓ）が重なる部分を含む抽出画像領域Ｐｂの画像に基づいて車両１００前方の景色に対する表示画像Ｐのコントラストを調整する。これにより、車両用表示装置１は、例えば、抽出画像領域Ｐｂの平均輝度が高い場合には表示画像Ｐの輝度を高くすることができ、抽出画像領域Ｐｂの平均輝度が低い場合には表示画像Ｐの輝度を低くすることができる。従って、車両用表示装置１は、車両１００前方の景色に対して表示画像Ｐのコントラストを適切に設定することができる。これにより、車両用表示装置１は、運転者Ｄによる表示画像Ｐの視認性を向上させることができる。
【００３４】
また、車両用表示装置１は、前方撮影カメラ３０により、表示画像Ｐを視認可能な領域であるアイボックスＥＢの外側から車両１００前方の景色を撮影する。これにより、車両用表示装置１は、前方撮影カメラ３０により車両１００前方の景色を撮影した景色撮影画像ＰＢに表示画像Ｐが含まれない。従って、車両用表示装置１は、抽出画像領域Ｐｂに表示画像Ｐが含まれないので、車両１００前方の景色である抽出画像領域Ｐｂの平均輝度を算出する際に表示画像Ｐを除く処理を削減できる。これにより、車両用表示装置１は、抽出画像領域Ｐｂの平均輝度を容易に算出できる。
【００３５】
また、車両用表示装置１は、抽出画像領域ＰｂがアイポイントＥＰに基づいて決まる領域である。これにより、車両用表示装置１は、景色撮影画像ＰＢにおいて表示画像Ｐ（虚像Ｓ）の背景部分を正確に抽出画像領域Ｐｂに設定することができる。従って、車両用表示装置１は、運転者Ｄによる表示画像Ｐ（虚像Ｓ）の視認性をより向上させることができる。
【００３６】
〔実施形態１の変形例〕
次に、実施形態１の変形例について説明する。実施形態１では、アイボックスＥＢの空間領域に相当する領域を抽出画像領域Ｐｂとして設定する例について説明したが、これに限定されない。車両用表示装置１は、景色撮影画像ＰＢにおいてアイポイントＥＰから見て表示画像Ｐ（虚像Ｓ）の一部が重なる部分に基づいて抽出画像領域Ｐｂを設定してもよい。例えば、車両用表示装置１は、表示画像Ｐが優先度の高い表示項目を含む場合、景色撮影画像ＰＢにおいてアイポイントＥＰから見て優先度の高い表示項目が重なる部分に基づいて抽出画像領域Ｐｂを設定する。表示画像Ｐは、図１０に示すように、例えば、車速Ｐ１や燃料の残量Ｐ２、総走行距離Ｐ３、警報マーク（マスターコーション表示）Ｐ４等の表示項目から構成され、警報マークＰ４が優先度の高い表示項目である。優先度の高い表示項目は、表示画像Ｐにおいて表示される位置が予め定められている。車両用表示装置１は、警報マークＰ４が表示される場合、アイポイントＥＰから見て警報マークＰ４が重なる部分に基づいて抽出画像領域Ｐｂ１を設定する。例えば、車両用表示装置１は、警報マークＰ４の幅方向及び高さ方向においてそれぞれ所定の間隔、例えば５ピクセルの間隔をあけた領域を抽出画像領域Ｐｂ１として設定する。このように、車両用表示装置１によれば、抽出画像領域Ｐｂ１は、表示画像Ｐが優先度の高い表示項目を含む場合、景色撮影画像ＰＢにおいてアイポイントＥＰから見て優先度の高い表示項目が重なる部分を含む領域である。これにより、車両用表示装置１は、車両１００前方の景色に対して優先度の高い表示項目のコントラストを適切に設定することができる。従って、車両用表示装置１は、運転者Ｄによる優先度の高い表示項目の視認性を向上させることができる。
【００３７】
また、抽出画像領域Ｐｂは、図１１に示すように、景色撮影画像ＰＢにおいてアイポイントＥＰから見て表示画像Ｐ（虚像Ｓ）が重なる可能性のある最大の領域としてもよい。例えば、車両用表示装置１は、表示画像Ｐが車高方向の上側に移動する上限Ｑ１から表示画像Ｐが車高方向の下側に移動する下限Ｑ２までの領域を抽出画像領域Ｐｂ２として設定する。これにより、車両用表示装置１は、予め抽出画像領域Ｐｂ２を設定することができるので、抽出画像領域Ｐｂ２を容易に設定することができる。従って、車両用表示装置１は、演算量を削減することができるので処理速度を速くすることができる。
【００３８】
また、抽出画像領域Ｐｂは、図１２に示すように、表示画像Ｐの位置に基づいて設定されてもよい。例えば、車両用表示装置１は、景色撮影画像ＰＢにおいてアイポイントＥＰから表示画像Ｐ（虚像Ｓ）を特定し、特定した表示画像Ｐを含み、かつ、当該表示画像Ｐの表示サイズよりも広い範囲の領域を抽出画像領域Ｐｂ３として設定する。例えば、車両用表示装置１は、表示画像Ｐの上下左右に一定量のマージンを確保した領域を抽出画像領域Ｐｂ３として設定する。車両用表示装置１は、表示画像Ｐにおける上下のマージンと左右のマージンとを同一としてもよいし異なるようにしてもよい。例えば、車両用表示装置１は、表示画像Ｐの上下にそれぞれ１０ピクセルのマージンｈを確保し、表示画像Ｐの左右にそれぞれ５ピクセルのマージンｗを確保した矩形状の領域を抽出画像領域Ｐｂ３として設定する。
【００３９】
車両用表示装置１は、アイポイントＥＰが車高方向に移動することに合わせて、アイポイントＥＰから見て表示画像Ｐ（虚像Ｓ）が含まれる抽出画像領域Ｐｂ３を車高方向に移動させる。例えば、車両用表示装置１は、図１３に示すように、アイポイントＥＰが基準位置ＥＰａから車高方向の上側に移動した場合、表示画像Ｐ（虚像Ｓ）が車高方向の下側に移動する。このため、車両用表示装置１は、表示画像Ｐ（虚像Ｓ）に合わせて抽出画像領域Ｐｂ３を車高方向の下側に移動させる。また、車両用表示装置１は、アイポイントＥＰが基準位置ＥＰａから車高方向の下側に移動した場合、表示画像Ｐ（虚像Ｓ）が車高方向の上側に移動する。このため、車両用表示装置１は、表示画像Ｐ（虚像Ｓ）に合わせて抽出画像領域Ｐｂ３を車高方向の上側に移動させる。このように、車両用表示装置１は、アイポイントＥＰの位置に基づいて抽出画像領域Ｐｂ３を移動させて設定する。
【００４０】
また、車両用表示装置１は、図１４に示すように、抽出画像領域Ｐｂの全てのピクセルｐｘの輝度のうち、最も明るいピクセルｐｘの輝度に基づいて表示画像Ｐの輝度を設定するための輝度指令値を求めてもよい。この場合、輝度算出部１３ｂは、図８に示す明るさ値（最も明るいピクセルｐｘの輝度）と表示画像Ｐの輝度指令値との関係を示すマップデータを有している。
【００４１】
また、車両用表示装置１は、図１５に示すように、抽出画像領域Ｐｂの全てのピクセルｐｘの輝度において、最も多く出現したピクセルｐｘの輝度に基づいて表示画像Ｐの輝度を設定するための輝度指令値を求めてもよい。この場合、輝度算出部１３ｂは、図８に示す明るさ値（最も多く出現したピクセルｐｘの輝度）と表示画像Ｐの輝度指令値との関係を示すマップデータを有している。
【００４２】
また、車両用表示装置１は、図１６の第１の事例に示すように、抽出画像領域Ｐｂの全てのピクセルｐｘの中から、同一の輝度でかつ連続したピクセルｐｘにより構成される領域を検出する。そして、車両用表示装置１は、検出した領域の中で最も広い領域のピクセルｐｘの輝度に基づいて表示画像Ｐの輝度を設定するための輝度指令値を求めてもよい。図１６に示す例では、車両用表示装置１は、抽出画像領域Ｐｂにおいて領域Ｋ１と領域Ｋ２とを検出し、検出した領域Ｋ１、Ｋ２の中で最も広い領域Ｋ１のピクセルｐｘの輝度に基づいて表示画像Ｐの輝度を設定するための輝度指令値を求める。輝度算出部１３ｂは、図８に示す明るさ値（最も広い領域のピクセルｐｘの輝度）と表示画像Ｐの輝度指令値との関係を示すマップデータを有している。なお、車両用表示装置１は、図１６の第２の事例に示すように、抽出画像領域Ｐｂの全てのピクセルｐｘの中から、一定範囲の輝度でかつ連続したピクセルｐｘにより構成される領域を検出する。そして、車両用表示装置１は、検出した領域の中で最も広い領域のピクセルｐｘの輝度に基づいて表示画像Ｐの輝度を設定するための輝度指令値を求めてもよい。例えば、車両用表示装置１は、最も広い領域のピクセルｐｘの輝度の中央値に基づいて表示画像Ｐの輝度を設定するための輝度指令値を求める。
【００４３】
また、前方撮影カメラ３０は、アイボックスＥＢの内側から車両１００前方の景色を撮影してもよい。この場合、輝度算出部１３ｂは、景色撮影画像ＰＢに表示画像Ｐが含まれているので、景色撮影画像ＰＢから表示画像Ｐを除いた部分から抽出画像領域Ｐｂを設定する。例えば、輝度算出部１３ｂは、虚像表示する表示画像Ｐに基づいてパターンマッチングを行うことにより景色撮影画像ＰＢに含まれる表示画像Ｐを検出し、検出した表示画像Ｐを除いた部分から抽出画像領域Ｐｂを設定する。
【００４４】
また、車両用表示装置１は、表示画像Ｐの色相（色合い）を調整して車両１００前方の景色に対する表示画像Ｐのコントラストを調整してもよい。また、車両用表示装置１は、表示画像Ｐの彩度（鮮やかさ）を調整して車両１００前方の景色に対する表示画像Ｐのコントラストを調整してもよい。また、車両用表示装置１は、表示画像Ｐの明度を調整して車両１００前方の景色に対する表示画像Ｐのコントラストを調整してもよい。また、車両用表示装置１は、表示画像Ｐの輝度、色相、彩度及び明度を適宜組み合わせて車両１００前方の景色に対する表示画像Ｐのコントラストを調整してもよい。
【００４５】
また、反射部材は、コンバイナでもよい。また、車両１００は、自動車以外にも、電車、汽車等の鉄道車両を含んでもよい。
【００４６】
〔実施形態２〕
次に、実施形態２に係る車両用表示装置１Ａについて説明する。車両用表示装置１Ａは、非球面ミラー１２ａの反射角度θに基づいて抽出画像領域Ｐｂを設定する点で実施形態１と異なる。なお、実施形態２は、実施形態１と同一の構成要素には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。実施形態２に係る車両用表示装置１Ａは、図１７及び図１８に示すように、ＨＵＤ装置１０Ａと、前方撮影カメラ３０とを備える。なお、実施形態２に係る車両用表示装置１Ａは、アイポイントＥＰに基づいて抽出画像領域Ｐｂを設定しないので、車内撮影カメラ２０を備えていない。
【００４７】
ＨＵＤ装置１０Ａは、表示デバイス１１と、非球面ミラー部１２と、制御部１３Ａと、操作部１４とを備える。制御部１３Ａは、表示位置制御部１３ｆと、輝度算出部１３ｇと、調光部１３ｃと、画像生成部１３ｄとを備える。
【００４８】
操作部１４は、表示画像Ｐ（虚像Ｓ）の表示位置を指定するためのものであり、運転者Ｄにより操作される。操作部１４は、表示位置制御部１３ｆに接続され、運転者Ｄにより表示画像Ｐの表示位置が車高方向において指定され、表示画像Ｐの表示位置を示す操作信号を表示位置制御部１３ｆに出力する。
【００４９】
表示位置制御部１３ｆは、表示画像Ｐの表示位置を制御するものである。表示位置制御部１３ｆは、操作部１４及び非球面ミラー部１２に接続され、操作部１４から出力された操作信号に基づいて非球面ミラー部１２を制御する。例えば、表示位置制御部１３ｆは、非球面ミラー部１２のモータ１２ｂに駆動信号としてパルス電力を供給し所定のステップ角度でモータ１２ｂを回転させ、フロントウインドシールド１０３に対する非球面ミラー１２ａの角度を変更し表示光Ｌが反射する反射角度θを変更する。表示位置制御部１３ｆは、輝度算出部１３ｇに接続され、非球面ミラー１２ａの反射角度θを輝度算出部１３ｇに出力する。なお、表示位置制御部１３ｆは、例えば、モータ１２ｂのステップ数と非球面ミラー１２ａの反射角度θとが予め対応づけられたマップデータを有し、モータ１２ｂのステップ数に基づいて非球面ミラー１２ａの反射角度θを求める。
【００５０】
輝度算出部１３ｇは、画像の輝度を算出するものである。輝度算出部１３ｇは、前方撮影カメラ３０に接続され、前方撮影カメラ３０により撮影された景色撮影画像ＰＢにおいてアイポイントＥＰから見て表示画像Ｐ（虚像Ｓ）が重なる部分を含む領域を抽出画像領域Ｐｂとして設定する。例えば、輝度算出部１３ｇは、非球面ミラー１２ａの反射角度θに基づいて抽出画像領域Ｐｂを設定する。輝度算出部１３ｇは、非球面ミラー１２ａの反射角度θからアイボックスＥＢを特定し、アイボックスＥＢの空間領域に相当する領域を抽出画像領域Ｐｂとして設定する。輝度算出部１３ｇは、景色撮影画像ＰＢにおいてアイポイントＥＰから見て表示画像Ｐ（虚像Ｓ）が重なる可能性のある部分を含む一定領域を抽出画像領域Ｐｂとして設定する。輝度算出部１３ｇは、例えば、アイボックスＥＢが大きい場合には抽出画像領域Ｐｂを広く設定し、アイボックスＥＢが小さい場合には抽出画像領域Ｐｂを狭く設定する。輝度算出部１３ｇは、非球面ミラー１２ａの反射角度θに応じて抽出画像領域Ｐｂを車高方向に移動させて設定する。例えば、輝度算出部１３ｇは、図１９に示すように、非球面ミラー１２ａが中立位置Ｆから傾斜位置Ｆ１に傾き反射角度θが小さくなる場合、表示画像Ｐ（虚像Ｓ）が車高方向の上側に移動するため、抽出画像領域Ｐｂを車高方向の上側に移動させる。また、輝度算出部１３ｇは、非球面ミラー１２ａが中立位置Ｆから傾斜位置Ｆ２に傾き反射角度θが大きくなる場合、表示画像Ｐ（虚像Ｓ）が車高方向の下側に移動するため、抽出画像領域Ｐｂを車高方向の下側に移動させる。このように、輝度算出部１３ｇは、非球面ミラー１２ａの傾き（角度）に応じた非球面ミラー１２ａの反射角度θに基づいて抽出画像領域Ｐｂを移動させて設定する。なお、輝度算出部１３ｇは、非球面ミラー１２ａの反射角度θの代わりにモータ１２ｂのステップ数から抽出画像領域Ｐｂを移動させて設定してもよい。
【００５１】
次に、図２０を参照して車両用表示装置１Ａの動作例について説明する。車両用表示装置１Ａは、車両１００のイグニッションがオンされていると、非球面ミラー１２ａの反射角度θを取得する（ステップＳ１０）。次に、車両用表示装置１Ａは、車両１００前方の景色を撮影する（ステップＳ１１）。例えば、車両用表示装置１Ａは、前方撮影カメラ３０によりアイボックスＥＢの外側から車両１００前方の景色を撮影する。次に、車両用表示装置１Ａは、抽出画像領域Ｐｂを設定する（ステップＳ１２）。例えば、車両用表示装置１Ａは、輝度算出部１３ｇにより景色撮影画像ＰＢにおいて表示画像Ｐ（虚像Ｓ）が重ねられる部分を含む領域を抽出画像領域Ｐｂとして設定する。次に、車両用表示装置１Ａは、非球面ミラー１２ａの反射角度θが前回の反射角度θから変化したか否かを判定する（ステップＳ１３）。車両用表示装置１Ａは、非球面ミラー１２ａの反射角度θが前回の反射角度θから変化した場合（ステップＳ１３；Ｙｅｓ）、抽出画像領域Ｐｂを変更する（ステップＳ１４）。例えば、車両用表示装置１Ａは、非球面ミラー１２ａの反射角度θが小さくなった場合には抽出画像領域Ｐｂを車高方向の上側に移動させ、非球面ミラー１２ａの反射角度θが大きくなった場合には抽出画像領域Ｐｂを車高方向の下側に移動させる。
【００５２】
次に、車両用表示装置１Ａは、抽出画像領域Ｐｂの輝度を算出する（ステップＳ１５）。例えば、車両用表示装置１Ａは、抽出画像領域Ｐｂの全てのピクセルｐｘの輝度を取得し、取得した輝度の平均輝度を算出する。次に、車両用表示装置１Ａは、抽出画像領域Ｐｂの平均輝度が前回の平均輝度から変化したか否かを判定する（ステップＳ１６）。車両用表示装置１Ａは、抽出画像領域Ｐｂの平均輝度が前回の平均輝度から変化した場合（ステップＳ１６；Ｙｅｓ）、表示画像Ｐの輝度を制御する（ステップＳ１７）。例えば、車両用表示装置１Ａは、抽出画像領域Ｐｂの平均輝度が前回の平均輝度よりも高く変化した場合、画像生成部１３ｄにより表示画像Ｐの輝度が前回の輝度よりも高くなるように液晶ディスプレイ１１ａを表示させたり、調光部１３ｃによりＬＥＤバックライト１１ｂの光量を前回の輝度よりも多くしたりする。また、車両用表示装置１Ａは、抽出画像領域Ｐｂの平均輝度が前回の平均輝度よりも低く変化した場合、画像生成部１３ｄにより表示画像Ｐの輝度が前回の輝度よりも低くなるように液晶ディスプレイ１１ａを表示させたり、調光部１３ｃによりＬＥＤバックライト１１ｂの光量を前回の輝度よりも少なくしたりする。このように、車両用表示装置１Ａは、抽出画像領域Ｐｂの平均輝度に対して表示画像Ｐの輝度を制御することにより、車両１００前方の景色に対して表示画像Ｐのコントラストを調整する。車両用表示装置１Ａは、表示画像Ｐの輝度を制御した後、表示画像Ｐを含む表示光Ｌをフロントウインドシールド１０３に投射して処理を終了する。車両用表示装置１Ａは、車両１００のイグニッションがオンされている間、車両１００前方の景色に対して表示画像Ｐのコントラストを調整する処理を繰り返し実施する。
【００５３】
なお、車両用表示装置１Ａは、上述のステップＳ１３で、非球面ミラー１２ａの反射角度θが前回の反射角度θから変化しなかった場合（ステップＳ１３；Ｎｏ）、抽出画像領域Ｐｂを変更せずに、抽出画像領域Ｐｂの平均輝度を算出する。また、車両用表示装置１Ａは、上述のステップＳ１６で、抽出画像領域Ｐｂの平均輝度が前回の平均輝度から変化しなかった場合（ステップＳ１６；Ｎｏ）、表示画像Ｐの輝度を変更せずに表示画像Ｐを含む表示光Ｌをフロントウインドシールド１０３に投射して処理を終了する。
【００５４】
以上のように、実施形態２に係る車両用表示装置１Ａによれば、抽出画像領域Ｐｂは、非球面ミラー１２ａの反射角度θに基づいて決まる領域である。これにより、車両用表示装置１Ａは、実施形態１の効果を有すると共に、車内撮影カメラ２０により撮影した車内撮影画像ＰＡに基づいてアイポイントＥＰを検出しなくても、抽出画像領域Ｐｂを設定することができる。従って、車両用表示装置１Ａは、簡素な構成及び処理で運転者Ｄによる表示画像Ｐの視認性を向上させることができる。
【符号の説明】
【００５５】
１、１Ａ  車両用表示装置
１０、１０Ａ  ＨＵＤ装置（表示ユニット）
１１  表示デバイス（投射部）
１２ａ  非球面ミラー（ミラー）
１３ａ  アイポイント検出部（検出部）
２０  車内撮影カメラ（検出部）
３０  前方撮影カメラ（撮影部）
１００  車両
１０３  フロントウインドシールド（反射部材）
Ｄ  運転者
ＥＰ  アイポイント
ＥＢ  アイボックス
Ｌ  表示光
Ｐ  表示画像
ＰＡ  車内撮影画像
ＰＢ  景色撮影画像（撮影画像）
Ｐｂ  抽出画像領域
Ｓ  虚像
θ  反射角度
【図１】
2018072686.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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