(57)【要約】【課題】昼夜を問わず運転者にとって最適な発光輝度の表示像を得ることができる表示装置を提供する。【解決手段】表示手段２３から発せられる表示光Ｌを車両のフロントガラス２に照射し、この照射によって得られた表示像４を背景と重畳させて視認する表示装置に関する。表示装置は、前記背景の明るさを検出する第１の光センサ（第１の外光面出手段）１７ａと、前記背景以外の周囲の明るさを検出する第２の光センサ（第２の外光検出手段）１７ｂと、第２の光センサ１７ｂからの検出信号に基づいて表示手段２３から発せられる表示光Ｌを調光し、表示像４の明るさを調整する第１の調光制御機能と、第１の光センサ１７ａからの検出信号に基づいて表示手段２３から発せられる表示光Ｌを調光し、背景に対する表示像４の明るさを調整する第２の調光制御機能とを有する制御手段と、を備える。【選択図】  図１
2004314860.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示手段から発せられる表示光を車両のフロントガラスもしくは反射部材に照射し、この照射によって得られた表示像を背景と重畳させて視認する表示装置であって、
周囲の明るさを検出する少なくとも２つの外光検出手段を備え、一方の外光検出手段によって前記背景の明るさを検出し、他方の外光検出手段によって前記背景以外の周囲の明るさを検出してなることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
表示手段から発せられる表示光を車両のフロントガラスもしくは反射部材に照射し、この照射によって得られた表示像を背景と重畳させて視認する表示装置であって、
前記背景の明るさを検出する第１の外光検出手段と、
前記背景以外の周囲の明るさを検出する第２の外光検出手段と、
前記第２の外光検出手段からの検出信号に基づいて前記表示手段から発せられる表示光を調光し、前記表示像の明るさを調整する第１の調光制御機能と、前記第１の外光検出手段からの検出信号に基づいて前記表示手段から発せられる表示光を調光し、背景に対する前記表示像の明るさを調整する第２の調光制御機能とを有する制御手段と、
を備えてなることを特徴とする表示装置。
【請求項３】
前記各外光検出手段は、それぞれ異なる指向特性を有してなることを特徴とする請求項１もしくは請求項２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記第１の外光検出手段によって前記背景となる前記車両前方の明るさを検出し、また前記第２の外光検出手段によって前記第１の外光検出手段で検出する以外の周囲の明るさを検出するように、前記第１，第２の外光検出手段が前記表示手段のケース体に備えられてなることを特徴とする請求項２もしくは請求項３に記載の表示装置。
【請求項５】
前記第１の外光検出手段が有する指向特性は、前記第２の外光検出手段が有する指向特性よりも狭く設定されてなることを特徴とする請求項２から請求項４の何れかに記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、周囲の明るさを検出する外光検出手段を備え、前記外光検出手段からの検出信号に基づいて表示手段からの表示光を調光し、表示像の表示輝度（発光輝度）を調整する表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、蛍光表示管等の発光型表示器（表示手段）から発せられる表示光の輝度を周囲の明るさに応じて自動調整する表示装置がある。例えば、ヘッドアップディスプレイからなる表示装置は、車両のフロントガラス上に前記表示光が照射されることにより得られる表示像の背景となる車両前方の明るさ（照度）をフォトトランジスタ等の外光検出手段で検出し、この検出結果に基づいて前記表示像の表示輝度を制御するもので、周囲が明るい場合には、表示輝度を強くし、また暗い場合には、表示輝度を弱くして、前記車両の運転者に表示像を見やすくするものである（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
実開昭６１−４２３３３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かかる表示装置の自動調光制御は、前記外光検出手段によって前記表示像の背景となる車両前方の明るさを検出し、前記表示器からの表示光の輝度を調整するものであるが、例えば昼間であるにも係わらず、陰を検出し前記表示光を暗くしたり、また夜間であるにも係わらず、前方車両のブレーキランプ及びテールランプ灯等を検出し前記表示光を明るくする誤った調整を行うことがあり、車両の運転者が視認する自動調光された表示像が必ずしも運転者の最適な表示輝度にならないといった問題点を有していた。
【０００５】
そこで、本発明は上述した問題に着目してなされたものであり、昼夜を問わず運転者にとって最適な発光輝度の表示像を得ることができる表示装置を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の表示装置は、前記課題を解決するため、請求項１に記載したように、表示手段から発せられる表示光を車両のフロントガラスもしくは反射部材に照射し、この照射によって得られた表示像を背景と重畳させて視認する表示装置であって、周囲の明るさを検出する少なくとも２つの外光検出手段を備え、一方の外光検出手段によって前記背景の明るさを検出し、他方の外光検出手段によって前記背景以外の周囲の明るさを検出してなるものである。
【０００７】
また、請求項２に記載した表示装置は、表示手段から発せられる表示光を車両のフロントガラスもしくは反射部材に照射し、この照射によって得られた表示像を背景と重畳させて視認する表示装置であって、前記背景の明るさを検出する第１の外光検出手段と、前記背景以外の周囲の明るさを検出する第２の外光検出手段と、前記第２の外光検出手段からの検出信号に基づいて前記表示手段から発せられる表示光を調光し、前記表示像の明るさを調整する第１の調光制御機能と、前記第１の外光検出手段からの検出信号に基づいて前記表示手段から発せられる表示光を調光し、背景に対する前記表示像の明るさを調整する第２の調光制御機能とを有する制御手段と、を備えてなるものである。
【０００８】
また、請求項３に記載した表示装置は、請求項１もしくは請求項２に記載した表示装置において、前記各外光検出手段は、それぞれ異なる指向特性を有してなるものである。
【０００９】
また、請求項４に記載した表示装置は、請求項２もしくは請求項３に記載の表示装置において、前記第１の外光検出手段によって前記背景となる前記車両前方の明るさを検出し、また前記第２の外光検出手段によって前記第１の外光検出手段で検出する以外の周囲の明るさを検出するように、前記第１，第２の外光検出手段が前記表示手段のケース体に備えられてなるものである。
【００１０】
また、請求項５に記載した表示装置は、請求項２から請求項４の何れかに記載の表示装置において、前記第１の外光検出手段が有する指向特性は、前記第２の外光検出手段が有する指向特性よりも狭く設定されてなるものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１２】
図１に示すように、Ａは、ヘッドアップディスプレイ装置としての表示ユニット（表示装置）であり、この表示ユニットＡは車両のダッシュボード１内に配設されており、表示ユニットＡが投射する表示光Ｌはフロントガラス２により観察者である運転者３の方向に反射され、運転者３は表示像４を風景と重畳させて観察することができる。
【００１３】
図２は表示ユニットＡの断面図である。５は複数の発光ダイオードからなる発光素子群であり、この発光素子５群の照明方向側には液晶表示素子６を有しており表示光Ｌを発する。７は回路基板であり、この回路基板７は発光素子５群や液晶表示素子６と接続されている。８は放熱部材であり、この放熱部材８は多数の放熱フィン９を有している。放熱部材８は発光素子５の裏面側に回路基板７とシリコーン系の熱伝達部材１０とを介して設けられている。
【００１４】
１１はハウジング（ケース体）であり、このハウジング１１には発光素子５群，回路基板７等が収容される。ハウジング１１には表示光Ｌが出射する開口部１２が設けられており、この開口部１２には透光性樹脂（例えばアクリル）からなる透光性カバー１３が配設されている。１４は反射鏡であり、この反射鏡１４は表示光Ｌを開口部１２の方向に反射させる。１５は遮光壁であり、この遮光壁１５はハウジング１１と一体に形成されており、太陽光等の外光が液晶表示素子６に入射し表示像４が見えにくくなること（ウォッシュアウト）を防止している。遮光壁１５には後述する光センサに対向する個所に形成された貫通孔１６が設けられている。
【００１５】
１７は、フォトトランジスタ等からなる外光検出手段であり、第１，第２の光センサ１７ａ，１７ｂを有している。第１の光センサ１７ａは、例えば±６°の狭い指向特性（検出範囲）を有し、図１で示す表示像４の背景となる車両前方の明るさを検出するもので、フロントガラス２及び透光性カバー１３を透過し、また遮光壁１５に設けられた貫通孔１６を通過した光を検出する。また第２の光センサ１７ｂは、例えば±５５°の広い指向特性を有し、ダッシュボード１（フロントガラス２）上の明るさ、即ち前記背景以外の周囲の明るさを検出するもので、フロントガラス２及び透光性カバー１３を透過した光を検出する。（図１参照）。第１，第２の光センサ１７ａ，１７ｂは、遮光壁１５の後方に配設された回路基板７と電気的に接続される。
【００１６】
次に、図３を用いて表示ユニットＡの電気的構成について説明する。１７は、外光検出手段であり、第１，第２の光センサ１７ａ，１７ｂを備え、前述した通り表示ユニットＡ内に配設される。第１，第２の光センサ１７ａ，１７ｂは、各指向特性に基づいて設定される検出範囲内において周囲の明るさを検出し、この周囲の明るさに応じたアナログ信号である検出信号を後述する制御手段へ出力する。
【００１７】
２０は、マイクロコンピュータから主に構成される制御手段である。制御手段２０は、外光検出手段１７からの各検出信号に基づいて演算処理を行うとともに、後述する処理を実行する手段としてのＣＰＵ（中央処理装置）２０ａと、ＣＰＵ２０ａにおける演算処理結果を一時記憶する読出し及び書換え可能な作業用メモリなるＲＡＭ（記憶部）２０ｂと、制御プログラムを記憶した読出し専用のプログラムメモリなるＲＯＭ２０ｃと、後述する処理の判定処理を行う場合に用いられる基準値や設定値等が記憶されたＥＥＰＲＯＭやバックアップＲＡＭ等からなる記憶部２０ｄとを備え、前記各部はバスによって接続されている。尚、制御手段２０は、外光検出手段１７から出力される検出信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部を備えた入力インターフェイス（図示しない）を備えるととともに、発光素子５群及び液晶表示素子６を駆動するための後述する出力インターフェイス（図示しない）を備えている。また、制御手段２０は、車両に搭載されるＥＣＵや各種センサから車両情報を入力して液晶表示素子６に所定の表示形態を表示させる処理が実行される。
【００１８】
２１，２２は、発光素子５及び液晶表示素子６をそれぞれ駆動する各駆動回路であり、制御手段２０からの各制御信号によって、発光素子５の発光輝度が可変され、また液晶表示素子６によって所定の表示形態が表示される。
【００１９】
発光素子５群は、各発光ダイオードの各々が制御手段２０によるＰＷＭ制御によって輝度調整可能な状態にて、また所定個数の発光ダイオードがグループ単位で制御手段２０によるＰＷＭ制御によって輝度調整可能な状態にて回路基板７に実装されている。尚、発光素子５群は、制御手段５からの制御信号を駆動回路２１を介して入力することで発光輝度の調整がなされるものである。
【００２０】
液晶表示素子６は、制御手段２０からの制御信号を駆動回路２２を介し入力することで、車速，エンジン回転数，ターンシグナル及び車両誘導情報等の所定の車両情報を表示する。駆動回路２２は、制御手段２０からの制御信号を入力することで、所定の表示形態を得るための駆動信号に変換する。上述した発光素子５群と液晶表示素子６とによって表示手段２３が構成される。
【００２１】
次に、図４を用いて、表示ユニットＡの輝度調整方法について説明する。
【００２２】
制御手段２０は、指向特性が広い第２の光センサ１７ｂからの周囲の明るさに応じた検出信号を入力し（ステップＳ１）、周囲の明るさに応じた輝度データを所定の演算処理によって求めるとともに、前記輝度データの大きさ及び前記輝度データの継続時間等の所定の輝度情報から昼夜判定を行う（ステップＳ２）。制御手段２０は、前記輝度データが予め定められる基準値より大きく、かつ前記基準値よりも大きい輝度データが所定時間以上、連続して得られる（継続時間）場合は、輝度調整レベルを周囲が明るい際の日中（昼間）調整モードに設定し（ステップＳ３）、また前記輝度データが前記基準値以下で、かつ前記基準値以下の輝度データが所定時間以上、連続して得られる場合は、周囲の明るさが暗い際の夜間調整モードに設定する（ステップＳ４：第１の調光制御機能）。尚、車両がトンネル内に入った際も前記昼夜判定は実行される。
【００２３】
即ち、制御手段２０は、前記日中調整モードにおいて、周囲が明るい場合の背景と表示像４（液晶表示素子６からの表示光Ｌの発光輝度）とのコントラストが良好に得られるように、表示光Ｌの発光輝度を前記夜間調整モードよりも高くなるように設定し、また、前記夜間調整モードにおいて、周囲が暗い場合の背景と表示像４とのコントラストが良好に得られるように、表示光Ｌの発光輝度を前記日中調整モードよりも低くなるように設定（減光設定）するものである。
【００２４】
次に、制御手段２０は、前記日中調整モード及び前記夜間調整モードに設定後に、指向特性の狭い第１の光センサ１７ａからの車両前方の明るさ（表示像４の背景の明るさ）に応じた検出信号を入力し（ステップＳ５）、前記検出信号に応じて輝度データを所定の演算処理によって求めるとともに、背景に対する表示像４の明るさが予め定められた適正の明るさ（背景と表示像４とのコントラストが最適となる）になるように、発光素子５群を調光制御するものである（ステップＳ６：第２の調光制御機能）。
【００２５】
尚、ステップＳ６において、例えば本願出願が特願２００３−９４０２１号及び特願２００３−９４０２２号等にて提案している表示装置によって、背景と表示像とのコントラストが最適となる調光制御を得ることができる。
【００２６】
以上のステップＳ１からステップＳ６までの処理を繰り返すことによって、前記日中調整モードと前記夜間調整モードとを切換ながら、各調整モードにおける調光制御が可能となるものである。
【００２７】
かかる表示ユニットＡは、液晶表示素子６及び発光素子５群から構成される表示手段２３から発せられる表示光Ｌを車両のフロントガラス２に照射し、この照射によって得られた表示像４を背景に重畳して視認する表示装置に関するもので、周囲の明るさを検出する少なくとも２つの光センサ１７ａ，１７ｂを備えることに特徴を有し、表示像４の背景の明るさを検出する第１の光センサ１７ａと、前記背景以外の周囲の明るさを検出する第２の光センサ１７ｂと、第２の光センサ１７ｂからの検出信号に基づいて表示手段２３から発せられる表示光Ｌを調光し、表示像４の明るさを大きく変化させる日中，夜間調整モードに切り換えるとともに、日中，夜間調整モード以降の微調整なる調光制御において、第１の光センサ１７ｂからの検出信号に基づいて表示手段２３から発せられる表示光Ｌを調光し、背景に対する表示像４の明るさを調整する調光制御モードによって、表示像４の明るさを調整可能とする制御手段２０と、を備えてなるものである。また、第１，第２の光センサ１７ａ，１７ｂは、それぞれ異なる指向特性を有し、また、第１の光センサ１７ａによって前記背景となる前記車両の前方の明るさを検出し、また、第２の光センサ１７ｂによって第１の光センサ１７ａで検出する以外の周囲の明るさを検出するよに、第１，第２の光センサ１７ａ，１７ｂが表示ユニットＡのハウジング１１に備えられるものである。従って、表示像の背景となる車両前方の明るさを単一の光センサで検出し、表示像の表示輝度を調整していた従来の表示装置に比べ、陰や前方車両等の外的要件の影響を受けづらくなるため、昼夜における調光制御を正確に行うことが可能となる。
【００２８】
また、第１，第２の光センサ１７ａ，１７ｂにおいて、指向特性をそれぞれ異ならせ、第１の光センサ１７ａの指向特性を第２の光センサ１７ｂの指向特性に比べ狭く設定することで、前記日中，夜間調整モード以降の微調整なる調光制御において、表示像４の背景の明るさ以外の周囲を明るさを検出することがなくなるため、背景に対する表示像４の明るさを正確に調光制御することが可能となる。
【００２９】
尚、本発明の実施の形態では、フロントガラス２に表示光Ｌを投射する表示ユニットＡを例に挙げて説明したが、本発明にあっては、フロントガラス２に表示光Ｌを良好に運転者３方向に反射させるコンバイナフィルムを設けたり、あるいはフロントガラス２とは別の専用の反射部材に表示光Ｌを投射する表示装置であっても良い。
【００３０】
【発明の効果】
本発明は、表示手段から発せられる表示光を車両のフロントガラスもしくは反射部材に照射し、この照射によって得られた表示像を背景と重畳させて視認する表示装置に関し、昼夜を問わず運転者にとって最適な発光輝度の表示像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における車両に搭載された表示ユニットを示す図。
【図２】同上実施の形態を示す表示ユニットの断面図。
【図３】同上実施の形態を示すブロック図。
【図４】同上実施の形態におけるマイコンの処理手順を示す流れ図。
【符号の説明】
２    フロントガラス
３    運転者
４    表示像
５    発光素子
６    液晶表示素子
１１    ハウジング（ケース体）
１７    外光検出手段
１７ａ  第１の光センサ
１７ｂ  第２の光センサ
２０    制御手段
２３    表示手段
Ａ    表示ユニット
Ｌ    表示光
【図１】
2004314860.tif 000003
【図２】
2004314860.tif 000004
【図３】
2004314860.tif 000005
【図４】
2004314860.tif 000006