(57)【要約】【課題】周囲の明るさが急激に変化する場合であっても、視認性の良好な表示装置を提供できる。【解決手段】表示装置は、表示輝度を変更可能な発光型表示器２７と、外光の明るさに応じた検出値を検出信号Ｘとして出力する光検出手段１８と、前記検出値と調整値とに基づいて算出される制御輝度値を制御信号Ｙとして出力し、発光型表示器２７の表示輝度を制御する制御手段２０と、を備える。制御手段２０は、光検出手段１８によって検出された第一の検出値と前記検出値の閾値とを記憶し、光検出手段１８によって新たに検出された第二の検出値に基づいて目標輝度値を算出し、前記第一の検出値が前記閾値よりも明るい値でありかつ前記第二の検出値が前記閾値よりも暗い値である場合は、前記制御輝度値が通常時よりも前記目標輝度値に近くなるような高速調整値を前記調整値として決定し、この高速調整値に基づいた前記制御輝度値を算出してなる。【選択図】  図３
2004322886.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示輝度を変更可能な発光型表示器と、周囲の明るさに応じた検出値を検出信号として出力する光検出手段と、前記検出値と調整値とに基づいて算出される制御輝度値を制御信号として出力し、前記発光型表示器の表示輝度を制御する制御手段と、を備える表示装置であって、
前記制御手段は、前記光検出手段によって検出された第一の検出値と前記検出値の閾値とを記憶し、前記光検出手段によって新たに検出された第二の検出値により目標輝度値を算出し、前記第一の検出値が前記閾値よりも明るい値でありかつ前記第二の検出値が前記閾値よりも暗い値である場合は、前記制御輝度値が通常時よりも変化量の大きい値となるような高速調整値を前記調整値として決定し、この高速調整値に基づいた前記制御輝度値を算出してなることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記高速調整値を前記調整値として決定した後、前記発光型表示器の表示輝度が前記高速調整値を前記調整値として決定した際の前記目標輝度値に近似あるいは到達した場合に、前記高速調整値を前記調整値とした決定を解除することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記高速調整値を前記調整値として決定した後、前記第一の検出値が前記閾値より暗い値でありかつ前記第二の検出値が前記閾値よりも明るい値である場合に、前記高速調整値を前記調整値とした決定を解除することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項４】
表示輝度を変更可能な発光型表示器と、周囲の明るさに応じた検出値を検出信号として出力する光検出手段と、前記検出値により算出される制御輝度値を制御信号として出力し、前記発光型表示器の表示輝度を制御する制御手段と、を備える表示装置であって、
前記制御手段は、前記光検出手段によって検出された第一の検出値と前記検出値の閾値とを記憶し、前記光検出手段によって新たに検出された第二の検出値により目標輝度値を算出し、前記第一の検出値が前記閾値より明るい値でありかつ前記第二の検出値が前記閾値より暗い値である場合は、前記制御輝度値が通常時よりも短い時間で前記目標輝度値に近似するように前記発光型表示器を高速制御してなることを特徴とする表示装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記発光型表示器の表示輝度が前記高速調整値を前記調整値として決定した際の前記目標輝度値に近似あるいは到達した場合に、前記高速制御を解除することを特徴とする請求項４に記載の表示装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記第一の検出値が前記閾値より暗い値でありかつ前記第二の検出値が前記閾値より明るい値である場合に、前記高速制御を解除することを特徴とする請求項４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、表示装置に関するものであり、発光型表示器の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投影される表示像の背景となる車両前方の明るさを光センサで検出し、この検出した車両前方の明るさに応じてフロントガラス上に投影される表示像の輝度を制御し、これにより車両前方が明るい場合には、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、表示が見やすくなるように制御されるものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、車両が走行中に太陽の光が所々入ってくるような場合、光センサで検出する車両前方の明るさの値に応じて表示装置の表示輝度を調整すると、表示輝度の値が大きく変化し、それを繰り返すので運転者の目には表示がちらついたように感じるため、表示輝度を緩やかに変動させる制御手段を備えることによって、ちらつきを低減させた表示装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】
実開昭６１−４２３３３号公報
【特許文献２】
特開平１１−３１１９７２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かかる表示装置においては、表示輝度を緩やかに変動させることにより、ちらつきを低減して視認性を高めた表示を提供できるものの、例えば昼間に車両がトンネルに進入した場合等の急に車両周辺の明るさが暗くなった際に、良好な表示輝度になるまで時間がかかってしまい、その間表示像の表示輝度が明る過ぎて見にくい状態となり、運転者にとって必ずしも視認性に優れたものとなっていないという問題があった。
【０００６】
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、周囲の明るさが急激に暗くなった場合であっても、視認性の良好な表示装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【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に記載のように、表示輝度を変更可能な発光型表示器と、周囲の明るさに応じた検出値を検出信号として出力する光検出手段と、前記検出値と調整値とに基づいて算出される制御輝度値を制御信号として出力し、前記発光型表示器の表示輝度を制御する制御手段と、を備える表示装置であって、前記制御手段は、前記光検出手段によって検出された第一の検出値と前記検出値の閾値とを記憶し、前記光検出手段によって新たに検出された第二の検出値により目標輝度値を算出し、前記第一の検出値が前記閾値よりも明るい値でありかつ前記第二の検出値が前記閾値よりも暗い値である場合は、前記制御輝度値が通常時よりも変化量の大きい値となるような高速調整値を前記調整値として決定し、この高速調整値に基づいた前記制御輝度値を算出してなることを特徴とする。
【０００８】
また、請求項１において、請求項２に記載のように、前記制御手段は、前記高速調整値を前記調整値として決定した後、前記発光型表示器の表示輝度が前記高速調整値を前記調整値として決定した際の前記目標輝度値に近似あるいは到達した場合に、前記高速調整値を前記調整値とした決定を解除することを特徴とする
【０００９】
また、請求項１において、請求項３に記載のように、前記制御手段は、前記高速調整値を前記調整値として決定した後、前記第一の検出値が前記閾値より暗い値でありかつ前記第二の検出値が前記閾値よりも明るい値である場合に、前記高速調整値を前記調整値とした決定を解除することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の表示装置は、請求項４に記載のように、表示輝度を変更可能な発光型表示器と、周囲の明るさに応じた検出値を検出信号として出力する光検出手段と、前記検出値により算出される制御輝度値を制御信号として出力し、前記発光型表示器の表示輝度を制御する制御手段と、を備える表示装置であって、前記制御手段は、前記光検出手段によって検出された第一の検出値と前記検出値の閾値とを記憶し、前記光検出手段によって新たに検出された第二の検出値により目標輝度値を算出し、前記第一の検出値が前記閾値より明るい値でありかつ前記第二の検出値が前記閾値より暗い値である場合は、前記制御輝度値が通常時よりも短い時間で前記目標輝度値に近似するように前記発光型表示器を高速制御してなることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項４において、請求項５に記載のように、前記制御手段は、前記発光型表示器の表示輝度が前記高速調整値を前記調整値として決定した際の前記目標輝度値に近似あるいは到達した場合に、前記高速制御を解除することを特徴とする。
【００１２】
また、請求項４において、請求項６に記載のように、前記制御手段は、前記第一の検出値が前記閾値より暗い値でありかつ前記第二の検出値が前記閾値より明るい値である場合に、前記高速制御を解除することを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を車両用ヘッドアップディスプレイに適用したものを例に挙げて説明する。
【００１４】
図１に示すように、Ａは表示ユニットであり、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３の方向に反射される。観察者３は虚像４を風景と重畳させて観察することができる。
【００１５】
図２は表示ユニットＡの断面図である。５は発光ダイオードからなる発光素子であり、この発光素子５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や液晶表示素子６と接続されている。後述するマイコンは回路基板７に搭載されている。
【００１６】
１１はハウジングであり、このハウジング１１には発光素子５，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に入射し虚像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。１７は光センサであり、この光センサ１７は透光性カバー１３を透過し貫通孔１６を通過した光を検出する。光センサ１７は遮光壁１５の後方に配設されており、回路基板７と接続されている。
【００１７】
次に、図３に示すブロック図に基いて、発光素子５の輝度の調整について説明する。１８は光検出手段であり、この光検出手段１８は光センサ１７とＡ／Ｄ変換器１９とからなるものである。Ａ／Ｄ変換器１９は光センサ１７から出力された明るさ信号Ｗを検出値ｘとして変換し、この検出値ｘを検出信号Ｘとして制御手段２０に出力する。なお、検出値ｘは整数であり、明るさ信号Ｗのレベルに対応して設定され、値が大きいほど明るい状態であることを示す。
【００１８】
制御手段２０は、主にマイクロコンピュータから構成されるものであり、光検出手段１８からの検出信号Ｘに基づいて、各種演算処理を行う手段としてのＣＰＵ（中央処理装置）２１と、ＣＰＵ２１における演算処理結果を一時記憶する読出しおよび書換え可能な作業用メモリなるＲＡＭ２２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ＲＯＭ２３、を備えている。また、制御手段２０は、光検出手段１８や駆動回路等に電気的に接続するための入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、後述する目標輝度値を決定するためのデータテーブルや検出値の閾値あるいは調整値等を記憶するＥＥＰＲＯＭやバックアップＲＡＭ等の記憶部２４を有する。
【００１９】
また、ＣＰＵ２１はＲＯＭ２３に記憶されたプログラムデータに従って、光検出手段１８からの検出信号Ｘに応じて発光素子５の目標輝度値を算出し、この目標輝度値を制御信号Ｙとして、駆動回路２５に出力し、発光素子５の表示輝度を調整することができる。また、制御手段２０は、駆動回路２６を介して、一対の透光性基板に液晶を封入した液晶セルの前後面に偏光部材を貼着してなる液晶表示素子８を駆動制御することができる。また、ＲＡＭ２２は、前回検出した検出値（第一の検出値）ｘ１を一時的に記憶（格納）するものである。なお、発光素子５および液晶表示素子８によって発光型表示器２７を構成するものである。
【００２０】
次に、図４に示すフローチャートに基いて、制御信号Ｙを出力するまでの制御手段２０による制御方法について説明する。
【００２１】
制御手段２０は、光検出手段１８が発する検出信号Ｘから検出値ｘとして新たに第二の検出値ｘ２を入力する。（ステップＳ１）。
【００２２】
制御手段２０は、ステップＳ１にて入力した第二の検出値ｘ２に基づいて目標輝度値ｔを算出する（ステップＳ２）。なお、目標輝度値ｔは、第二の検出値ｘ２に対応して予め設定されたデータテーブルを参照し、この第二の検出値ｘ２に対応する値を、取り出すことによって決定されるものである。このデータテーブルは、車両前方の明るさ（検出値ｘに基づく明るさ）とこの明るさにおいて運転者が視認しやすい表示装置の表示輝度との対応関係により予め設定されており記憶部２４に格納されている。
【００２３】
制御手段２０は、ＲＡＭ２２に記憶された第一の検出値ｘ１及び第二の検出値ｘ２を閾値ｓと比較する（ステップＳ３）。なお、閾値ｓは、記憶部２４に記憶されるものであって、検出値ｘが閾値ｓよりも大きい場合には車両前方の明るさが夜間あるいはトンネル内での通常の明るさであることを示すように設定される。制御手段２０は、ステップＳ３において、第一の検出値ｘ１が閾値ｓより小さくかつ第二の検出値ｘ２が閾値ｓ以上である場合は、フラグを「１」とする（フラグ＝１、ステップＳ４）。
【００２４】
制御手段２０は、前記フラグの状態を判定して（ステップＳ５）、制御輝度値ｙを算出するために用いられる調整値（変数）ｗを決定する。すなわち、制御手段２０は、前記フラグが「０」なる状態にあっては（フラグ＝０）、輝度変化の変化量が小さい通常調整値ｗ１を調整値ｗとして決定し（ステップＳ６）、前記フラグが「１」なる状態にあっては、輝度変化の変化量が大きい高速調整値ｗ２を調整値ｗとして決定する（ステップＳ７）。なお、通常調整値ｗ１及び高速調整値ｗ２は記憶部２４に格納されており、高速調整値ｗ２は、通常調整値ｗ１よりも、制御輝度値ｙが後述する基準輝度値からの変化量が大きい値となるように促す値にて設定される。
【００２５】
制御手段２０は、決定された調整値ｗと、第二の検出値ｘ２から得られた目標輝度値ｔと、ＲＡＭ２２に記憶された基準輝度値ｚと、を用いた以下の演算式にて、制御輝度値ｙを算出する（ステップＳ８）。
ｙ＝ｚ＋（（ｔ−ｚ）／ｗ）
なお、基準輝度値ｚは前回制御信号Ｙとして出力した制御輝度値である。また、制御輝度値ｙは、目標輝度値ｔと基準輝度値ｚとの間の値になるように設定される。また、制御輝度値ｙは、高速調整値ｗ２を用いて算出された場合は、通常調整値ｗ１を用いて算出された場合よりも目標輝度値ｔとの差が小さい値となる。
【００２６】
また、制御手段２０は、ステップＳ８にて得られた制御輝度値ｙを制御信号Ｙとして駆動回路２５に出力する（ステップＳ９）。なお、駆動回路２５は、この制御信号Ｙに基づいてＰＷＭ制御することで、制御輝度値ｙにて発光させるべく発光素子５の表示輝度を調整する。また、制御手段２０は、前記フラグが「１」なる状態である場合、前記フラグが「１」となった際の目標輝度値ｔを比較輝度値ｂとしてＲＡＭ２２に格納し、比較輝度値ｂと制御輝度値ｙとの差を比較して（ステップＳ１０）、その差の絶対値が所定値ａ以下となった場合（｜ｂ−ｙ｜≦ａ）、発光素子５の表示輝度が比較輝度値ｂに近似したと判断して前記フラグを「０」とする（ステップＳ１１）。なお、比較輝度値ｂと制御輝度値ｙとの差の絶対値が所定値ａより大きい場合には（｜ｂ−ｙ｜＞ａ）、発光素子５の表示輝度が目標輝度値ｔに近似していないと判断して前記フラグが「１」なる状態で維持される。したがって、高速調整値ｗ２が調整値ｗとして決定された後、発光素子５の表示輝度が、高速調整値ｗ２が調整値ｗに決定された際の目標輝度値ｔに近似した場合は、高速調整値ｗ２を調整値ｗとする決定が解除され、発光素子５の表示輝度が、高速調整値ｗ２が調整値ｗに決定された際の目標輝度値ｔに近似しない場合は、高速調整値ｗ２を調整値ｗとする決定が維持されることとなる。
【００２７】
なお、ステップＳ１０においては、発光素子５の表示輝度が前記フラグが「１」となった際の目標輝度値ｔに到達した場合に、前記フラグを「０」とするものであってもよい。
【００２８】
また、制御手段２０は、第二の検出値ｘ２を第一の検出値ｘ１に代入して第一の検出値ｘ１を更新するとともに、制御輝度値ｙを基準輝度値ｚに代入して基準輝度値ｚを更新する（ステップＳ１２）。
【００２９】
以上のステップＳ１からステップＳ１２までの処理を繰り返すことによって、車両前方の明るさに応じた視認性の良好な表示輝度にて表示を行うように発光型表示器２７の表示輝度を自動的に調整することが可能な表示装置となる。また、調整値ｗを用いて制御輝度値ｙを算出することによって、表示輝度を滑らかに変動させることができ、表示像４のちらつきを低減することができる。また、制御輝度値ｙは、加速調整値ｗ２を用いて算出された場合は基準輝度値ｚからの変化量が大きい値となるため、短時間で比較輝度値ｂに近似する。
【００３０】
かかる表示装置は、表示輝度を変更可能な発光型表示器２７と、周囲の明るさに応じた検出値ｘを検出信号Ｘとして出力する光検出手段１８と、検出値ｘと調整値ｗとに基づいて算出される制御輝度値ｙを制御信号Ｙとして出力し、発光型表示器２７の表示輝度を制御する制御手段２０と、を備える表示装置であって、制御手段２０は、光検出手段１８によって検出された第一の検出値ｘ１と検出値ｘの閾値ｓとを記憶し、光検出手段１８によって新たに検出された第二の検出値ｘ２により目標輝度値ｔを算出し、第一の検出値ｘ１が閾値ｓよりも明るい値でありかつ第二の検出値ｘ２が閾値ｓよりも暗い値である場合は、前記フラグを「１」として、制御輝度値ｙが通常時よりも変化量の大きな値となるような高速調整値ｗ２を調整値ｗとして決定し、この高速調整値ｗ２に基づいた制御輝度値ｙを算出してなる。また、制御手段２０は、高速調整値ｗ２を調整値ｗとして決定した後、発光素子５の表示輝度が高速調整値ｗ２を調整値ｗとして決定した際の目標輝度ｔに近似した場合に、前記フラグを「０」として、高速調整値ｗ２を調整値ｗとする決定を解除するものである。
【００３１】
したがって、かかる表示装置は、周囲の明るさが急激に暗くなった場合には、高速調整値ｗ２に基づいて基準輝度値ｚからの変化量が大きい制御輝度値ｙが算出されるため、周囲の明るさが急激に暗くなった場合であっても、従来のように良好な表示輝度になるまで時間を要してしまうことがなく、表示像の表示輝度が明る過ぎて見にくい状態を短時間で解消し、前記明るさの変化に追従した表示輝度によって視認性の良好な表示を行うことが可能となる。
【００３２】
なお、本発明の実施の形態では、上述した車両用ヘッドアップディスプレイを例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その構成は同様の効果が得られるものであればよく、例えば、有機ＥＬ素子等を搭載した発光型表示装置に適応するものであってもよい。また、ナビゲーション装置の表示装置として用いられる液晶ディスプレイに適応するものであってもよい。
【００３３】
また、上述した実施の形態では、調整値ｗがデータテーブルを用いて決定されるものを例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、基準輝度値と検出値とに基づいて、所定の演算にて求められるものであってもよい。
【００３４】
また、上述した実施の形態では、高速調整値ｗ２を調整値ｗとして決定した後、発光素子５の表示輝度が目標輝度ｔに近似した際に、前記フラグを「０」として高速調整値ｗ２を調整値ｗとする決定を解除するものであったが、本発明は、高速調整値を調整値として決定した後、前回検出された第一の検出値が閾値より暗い値でありかつ新たに検出された第二の検出値が前記閾値よりも明るい値である場合に、前記高速調整値を前記調整値とする決定を解除するものであってもよい。かかる表示装置は、トンネルから出た際に前記高速調整値を前記調整値とする決定を解除する場合に好適である。
【００３５】
また、上述した実施の形態は、周囲の明るさが急激に暗くなった場合には、検出値ｘと調整値ｗとによって制御輝度値ｙを算出して発光素子５の表示輝度を調整するものであったが、本発明は、調整値を用いない表示装置にも適用可能であり、その制御方法としては、光検出手段にて検出された第一の検出値と検出値の閾値とを制御手段に記憶し、前記光検出手段によって新たに検出された第二の検出値により目標輝度値を算出し、前記第一の検出値が前記閾値より明るい値でありかつ前記第二の検出値が前記閾値より暗い値である場合は、制御輝度値が通常時よりも短い時間で前記目標輝度値に近似するように発光素子５を高速制御するものである。かかる表示装置は、急に車両周辺の明るさが暗くなった場合に、短時間にて発光素子５の表示輝度を弱めることができるため、表示像の表示輝度が明る過ぎて見にくい状態を短時間で解消することができ視認性の良好な表示装置となる。
【００３６】
【発明の効果】
本発明は、表示輝度を変更可能な発光型表示器と、明るさに応じた検出値を検出信号として出力する光検出手段と、前記検出値によって前記発光型表示器の制御輝度値を算出し、前記制御輝度値に基づいて前記発光型表示器の表示輝度を制御する制御手段と、を備える表示装置であって、周囲の明るさが急激に変化する場合であっても、視認性の良好な表示装置を提供できる。
【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装置を示す図。
【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制御手段の処理手順を示す流れ図。
【符号の説明】
５      発光素子
６      液晶表示素子
１８    光検出手段
２０    制御手段
２２    ＲＡＭ
２３    ＲＯＭ
２４    記憶部
２７    発光型表示器
ｔ      目標輝度値
ｗ      調整値
ｗ２    高速調整値
ｘ      検出値
ｘ１    第一の検出値
ｘ２    第二の検出値
ｙ      制御輝度値
ｚ      基準輝度値
Ｘ      検出信号
Ｙ      制御信号
【図１】
2004322886.tif 000003
【図２】
2004322886.tif 000004
【図３】
2004322886.tif 000005
【図４】
2004322886.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成15年10月22日(2003.10.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項５】
前記制御手段は、前記発光型表示器の表示輝度が前記高速制御を決定した際の前記目標輝度値に近似あるいは到達した場合に、前記高速制御を解除することを特徴とする請求項４に記載の表示装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
また、請求項４において、請求項５に記載のように、前記制御手段は、前記発光型表示器の表示輝度が前記高速制御を決定した際の前記目標輝度値に近似あるいは到達した場合に、前記高速制御を解除することを特徴とする。