(57)【要約】      （修正有）【課題】強い光源の元で使用される画像表示装置において視認性の改善を図る。【解決手段】画像を表示する画像表示手段５と、画像表示手段表面上の照度分布を検出する検出手段２０と、検出手段２０が検出した照度分布に基づいて、画像表示手段５の輝度、または、コントラストの少なくとも一方を調整する調整手段３０とを備えたことを特徴とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を表示する画像表示手段と、
画像表示手段表面上の照度分布を検出する検出手段と、
検出手段が検出した照度分布に基づいて、画像表示手段の輝度、または、コントラストの少なくとも一方を調整する調整手段とを備えた
画像表示装置。
【請求項２】
前記調整手段は、画像表示手段全体の輝度、または、コントラストの少なくとも一方を調整する
請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記調整手段は、画像表示手段の部分的な輝度、または、コントラストの少なくとも一方を調整する
請求項１または請求項２記載の画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種画像表示装置における輝度、コントラスト調整に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）は大型化するとともに、その普及が進み、車両のインストルメントパネル（以下、「インパネ」という）においても、液晶パネルなどの大型のフラットパネルディスプレイが利用されつつある。特許文献１には、そのようなフラットパネルディスプレイを用いた画像表示器に、従来、機械式で行われていた速度計などの各種計器類を、アナログ式メータ画像に模して表示することを開示している。
【０００３】
また、近年、フラットパネルディスプレイの性能向上は目覚ましく、日光の元でも視認可能なものも登場してきている。このようなフラットパネルディスプレイをインパネとして用いれば、直射日光を避けるためインパネをシェードなどで覆う必要もなく、車内インテリアデザインは格段に向上することが期待できる。
【０００４】
また、ノート型パソコンや、各種情報端末装置においてもフラットパネルディスプレイの普及は進み、これらの機器を屋外で利用する機会も多くなってきている。
【特許文献１】特開２００４−１５７４３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
車両装置のインパネにおけるフラットパネル化は、デザイン向上などの利点も多いが、従来からの機械式計器類と異なり、画面上で太陽などの強い光が直接入射することとなると、その反射光のため表示画面の視認性は悪化することとなる。また、直接、視認者に影響を及ぼさない光の入射角度であっても、表示画面上にアンチグレアなどの細かな凹凸を施した表面処理がされていると、その表面処理部分にて光が乱反射して視認性は悪化することとなる。また、画面の部分的に強い光が入射した場合には、人間の目は光が入射している部分と、影になっている部分の両者に対するコントラスト調整を行うことができないため、特に影になっている部分での視認性は低下してしまう。
【０００６】
フラットパネルディスプレイを車両のインパネとして用いた場合、以上のような現象によって視認性が悪化することとなると、最悪の場合、インパネに表示されている各種計器類が視認できなくなり危険な状態となる可能性がある。このような視認性の改善としては、フラットパネルディスプレイにシェードを設けたり、フードなどの奧に設置することが考えられるが、このような構成を採用すると、コックピット全体としてのデザインの自由度は限られたものとなってしまう。
【０００７】
以上のようなフラットパネルにおける視認性の問題は、インパネなど車両内の表示装置のみならず、今後、屋外で利用する機会が多くなるノート型パソコンや各種情報端末装置においても起こることは容易に予想できる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、請求項１に係る発明の画像表示装置は、画像を表示する画像表示手段と、画像表示手段表面上の照度分布を検出する検出手段と、検出手段が検出した照度分布に基づいて、画像表示手段の輝度、または、コントラストの少なくとも一方を調整する調整手段とを備えたことを特徴としている。
【０００９】
さらに請求項２に係る発明において、調整手段は、画像表示手段全体の輝度、または、コントラストの少なくとも一方を調整することを特徴としている。
【００１０】
さらに請求項３に係る発明において、調整手段は、画像表示手段の部分的な輝度、または、コントラストの少なくとも一方を調整することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に係る発明によれば、強い光源の元で使用される画像表示装置において、画面上の照度分布を利用し、画面の輝度、または、コントラストの少なくとも一方を調整することが可能となり、視認性の高い画面を提供することが可能となる。
【００１２】
請求項２に係る発明によれば、画面上の照度分布を利用し、画面全体の輝度、または、コントラストの少なくとも一方を調整することが可能となり、視認性の高い画面を提供することが可能となる。
【００１３】
請求項３に係る発明によれば、画面上の照度分布を利用し、画面における部分的な輝度、または、コントラストの少なくとも一方を調整することが可能となり、視認性の高い画面を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は、各種光源２の下に位置する車両１を示した図である。１は車両（自車）、２は光源、３は光源からの入射光を示している。車両１は、その前方をある方向に向けた状態で位置している。光源２としては、日中であれば太陽が、夜間であれば街灯による比較的明るい照明などが考えられる。光源２からの入射光３は、車両１が向く方向に対し所定の角度で入射されることとなるが、その角度は、移動に伴う車両１の向きの変化によって時事刻々と変化する。
【００１５】
図２は、車両１の内部を模式的に示した図であり、４は運転席、５は本発明における画像表示手段としてのインパネを示している。インパネ５は、液晶パネル、プラズマパネル、有機ＥＬパネルなどを用いたフラットパネルディスプレイで構成される。そして、その画面には、図示しないが、従来、機械式の計器で構成されていた、車速計、回転計、燃料計、水温計などの各種計器が、コンピュータグラフィクスの分野でいうオブジェクトを用いて画像形成される。
【００１６】
例えば車速計では、速度が記載された表示板、指針、メータの縁など、それぞれがオブジェクトにて形成され、これらを組み合わせることで画像による車速計が構成されることとなる。この車速計の計器は、車両１から受信する車速パルスに基づき、表示板上で速度表示(コメント: 回転メーター式に限らない為)回転するように画像作成され、従来の車速計と視覚的に同様の動きを実現する。なお、画像を構成するオブジェクトは２次元、３次元のどちらを用いても構わない。
【００１７】
上述した各種計器以外にも、ナビゲーションの画面や各種情報を表示する画面などをインパネ５中の一部に表示可能としてもよい。こういった、インパネ５に各種計器、ナビ画面内の建造物などを表示するためには比較的大きいインパネ５が必要となる。そして、大きなインパネ５を用いることになれば、それに差し込む入射光３の影響は避けることができないものとなり、前述したような反射や部分的照射による視認性の問題が発生することとなる。さらにデザイン性を重視して、インパネにフードやシェードなどを設けない配置を行うこととなれば、入射光３の影響は更に大きいものとなる。
【００１８】
本発明では、このような画像表示手段としてのインパネ５に差し込む入射光３に対応す
るため、インパネ５の表面における照度分布を検出し、検出した照度分布に基づいてインパネ５の輝度やコントラストなどを調整し、視認性の高い画面を提供するものである。また、上述する視認性の問題に対して輝度やコントラストなどの調整で対応できるため、その大きさに比例して重要視されることとなる画像表示手段、または、その周辺のデザインの自由度は格段に向上することとなる。
【００１９】
本発明において、輝度やコントラストなどの調整には各種の技術が用いられることとなる。例えば、近年、開発された液晶テレビなどの画像表示装置において、瞬間的に、且つ局所的にバックライトの発光をコントロールするエリアコントロール技術がある。この技術は、画像が黒の部分においてバックライトを局所的に点灯させないことで、黒の部分を際だたせる技術であるが、このような技術を用いれば、部分的にバックライトの発光を調整することが可能となり、部分的な輝度調整やコントラスト調整を行うことが可能となる。
【００２０】
また、有機ＥＬなど自己発光素子を用いた画像表示手段においては、自己発光型の素子を用いるため、素子毎の発光制御が可能となり、エリアコントロール技術と同様、部分的な輝度調整やコントラスト調整を行うことが可能となる。
【００２１】
また、本発明における、画像表示手段表面上の照度分布を検出する手法には、現時点での技術を用いた各種の検出手法が考えられるが、本明細書においては、２つの実施形態について説明を行うこととする。なお、本発明において、これらの実施形態に限定されるものではなく、画像表示手段表面上において照度分布を検出できる手法であれば、その手法を問うものではない。
【００２２】
図３から図５は、本発明の第１実施形態を説明するものであって、図３は本発明の画像表示装置の主要構成を示した図であり、図４はインパネ上に設置される照度検出センサを示した図であり、図５は本発明の輝度補正のフローを示した図となっている。
【００２３】
図３において、自車としての車両１には、本発明における画像表示手段としてのインパネ５、本発明における照度分布検出手段としての照度センサ７が配置されている。
【００２４】
インパネ５は、前述したように各種画像を運転手に提示する画像表示手段であって、通常の輝度調整やコントラスト調整はもとより、部分的な輝度調整やコントラスト調整も可能なものとなっている。
【００２５】
７は照度センサであり、例えば、インパネ表面上に複数配置される透明照度センサセルにて構成されることとなる。この点については後で説明を行う。
【００２６】
インパネ対光処理システムは、インパネ入射光状態判別ＥＣＵ２０と、インパネ輝度調整ＥＣＵ３０にて構成される。インパネ入射光状態判別ＥＣＵ２０には、照度分布判別部２１が配置され、照度センサ７から受け取った信号に基づいてインパネ５表面上の照度分布を判別する。
【００２７】
インパネ輝度調整ＥＣＵ３０は、全体輝度決定部３１、全体輝度ＤＢ３２、部分輝度決定部３３、部分輝度ＤＢ３４、輝度補正処理エンジン３５を備える。
【００２８】
全体輝度決定部３１は、照度分布判別部２１が判別した照度分布に基づいてインパネ５の全体輝度を決定する。本実施形態においては、この判別に全体輝度ＤＢ３２が記憶するデータベースを利用することとなるが、このようなデータベースを利用せずに適宜計算式を用いて全体輝度を決定することとしてもよい。しかしながら、理想的な全体輝度は、後
で述べる各種要因に基づくこととなるため、このようにデータベースを利用することは、格別な計算も伴わず好ましい形態となる。
【００２９】
全体輝度の決定は、主としてインパネ５の平均輝度に依存することとなるため、照度分布から平均輝度を算出、あるいは、照度センサ７から平均輝度を取得して行うこととしても構わない。
【００３０】
全体輝度ＤＢ３２には、照度分布に応じた全体輝度、あるいは、平均輝度に応じた全体輝度がデータベースとして記憶されている。インパネ５の視認性は、差し込む光の強さや、照度分布のみならず、フラットパネルディスプレイの種類、アンチグレア、アンチリフレクションといったコーティング処理の違い、室内におけるフラットパネルディスプレイの配置などの多数の要因によって影響を受けることとなる。これら全ての要因に基づいて理想的な視認性を計算することは非常に困難であるため、本発明においては、予めこれらの要因を揃えた各種環境下でテストを行い、理想的な視認性が得られた照度分布と全体輝度の関係、あるいは、平均照度と全体輝度の関係をデータベース化しておき、これを利用することとしている。
【００３１】
部分輝度決定部３３は、照度分布判別部２１が判別した照度分布に基づいてインパネ５の部分輝度を決定する。本実施形態においては、この判別に部分輝度ＤＢ３４が記憶するデータベースを利用することとなるが、全体輝度の決定と同様、適宜計算式を用いて全体輝度を決定することとしても構わない。
【００３２】
部分輝度ＤＢ３４は、前述した全体輝度ＤＢ３２と同様、複数の要因を揃えた各種環境下でテストを行い、理想的な視認性が得られた照度分布と部分輝度の関係をデータベース化して記憶している。
【００３３】
輝度補正処理エンジン３５は、全体輝度決定部３１が決定した全体輝度、部分輝度決定部３３が決定した部分輝度の両方、あるいは、そのどちらか一方によって、インパネ５の輝度の調整を行い、インパネ５の表面状態に応じた視認性の高い画面を提供することとなる。
【００３４】
図４に、インパネ５表面での照度分布を検出する照度センサ７の一例を示す。照度センサ７は、インパネ５上にアレイ配置された複数の透明照度センサセル６によって構成される。この透明照度センサセル６は、例えば、透明な太陽電池を利用して形成され、光がそれ自身に露光されていることを検知する。図４（Ｂ）には、照度センサ７の光照射の検出の様子を示した図であり、白抜きで示した透明照度センサセル６は光が露光しているセンサセルであり、塗りつぶされたものは光が露光していないセンサセルを示している。このように、アレイ配置された透明照度センサセル６によって、インパネ５表面での照度分布が検出可能となる。
【００３５】
また、透明照度センサセル６は、光が露光しているか否かだけでなく、光の強度を検出するようにしてもよい。このような構成にすれば、光強度までも含んだ照度分布が検出可能となるため、更に精度のよい輝度調整が行えることとなる。
【００３６】
また図４に示した実施例では、透明照度センサセル６を多数配置したものとしているが最低２個以上配置することで、簡易的に照度分布を測定することは可能である。その場合、センサセル６間を補間して照度分布を推定するようにしてもよい。
【００３７】
また、インパネ５上に透明照度センサセル６を配置する構成に代え、インパネ５の周囲に複数個の照度センサセルを配置し、それらの出力に基づいてインパネ５表面における照
度分布を計測してもよい。このような構成では、インパネ５の面上に照度検出部７を配置する必要がないので、クリアな画像が提供できることとなる。
【００３８】
以上、説明した第１実施形態の主要構成に基づいて行われる輝度補正処理について説明する。図５は、輝度補正処理のフローを示した図である。
【００３９】
画像表示装置の電源がオンになると、輝度補正処理が開始される（ステップＳ１００）。ステップＳ１０１では、照度センサ７からの信号に基づき、照度分布判別部２１がインパネ５上の照度分布を判別する。
【００４０】
ステップＳ１０２では、全体輝度決定部３１が、照度分布、あるいは、平均照度に基づいて全体輝度ＤＢ３２を参照し、インパネ５の全体輝度を決定する。ステップＳ１０３では、部分輝度決定部３３が、照度分布に基づいて部分輝度ＤＢ３４を参照し、全体輝度を補正する部分輝度補正量を決定する。本実施形態では、このように補正量を決定するものとしたが、インパネ５上の適宜一部分に対する部分輝度を決定し、この一部分においては全体輝度に優先して用いることとしても構わない。
【００４１】
ステップＳ１０４では、ステップＳ１０２で決定した全体輝度と、ステップＳ１０３で決定した部分輝度補正量に基づいてインパネ５の輝度の補正を行う。
【００４２】
以上、ステップＳ１０１からステップＳ１０４の処理は、ステップＳ１０５にて、画像表示装置が電源オフなどによって停止したと判断されるまで随時繰り返されることとなる。この処理の繰り返しにより、インパネ５上の画像は、入射光３の影響にも関わらず視認性の高い画像が得られることとなる。
【００４３】
以上説明した第１実施形態においては、全体輝度決定部３１と部分輝度決定部３２を設け、各々において全体輝度と部分輝度を決定することとしたが、本発明は表示画面上の照度分布を輝度決定に用いたことを特徴とするものであって、全体輝度、あるいは、部分輝度のどちらか一方を決定するものであっても構わない。
【００４４】
なお、この第１の実施形態では、インパネ５に対する補正事項として輝度のみの説明を行ったが、この輝度の調整に限ることなく、適宜領域のコントラストを調整することに変えてもよいし、あるいは、輝度、コントラストの両方を調整することとしてもよく、輝度又はコントラストの少なくとも一方を調整することとしても良い。
【００４５】
次に、本発明における第２の実施形態について説明を行う。この実施形態においては、第１の実施形態と照度分布の取得手法が異なるものとなっており、同様の部分についてはその説明を省略し、第１の実施形態の説明に変えるものとする。
【００４６】
図６は、車両１全体のシステム構成を示しており、１は自車としての車両、２０はインパネ入射光状態判別ＥＣＵ、３０は第１の実施形態と同様のインパネ輝度調整ＥＣＵである。
【００４７】
車両１に設置される車載カメラ８(撮像手段)には、ドライブレコーダ用として車両１の前方を撮像する前方カメラ８１(前方撮像手段)、バックガイドモニタ用として車両１の後方を撮像する後方カメラ８２(後方撮像手段)、アラウンドビュー用としてのサイドカメラ８３（周辺撮像手段）などがある。各車載カメラ８は、それが有する画角に基づく視野にて車両１の周囲を撮影する。この実施形態では、このような撮影目的を有する既存の車載用カメラ８を流用することとしたが、別途、光源位置を検出するための専用の光源検出カメラ（光源撮像手段）として車載用カメラ８を設けても構わない。
【００４８】
インパネ入射光判別ＥＣＵ２０は、画像解析部２２と、照度分布予測部２３、車両形状である自車形状ＤＢ２４などを備える。画像解析部２２は、車載カメラ８が撮影する画像を解析し、画像中、太陽、街灯などの輝度の大きい位置を光源２の位置として特定する。例えば、輝度が閾値以上となる画像中の位置によって特定することとなる。太陽など輝度の大きい光源２を撮影する場合、光源位置を特定することが困難となることがある場合には、光源位置を特定できるよう車載カメラ８のシャッタースピードやレンズの絞りを調整するようにしてもよい。
【００４９】
また、この光源２を含んで撮影された画像から光源２による光の強度を算出してもよい。この光の強度は、光源位置として判断した画像の位置の輝度を用いて算出されることとなる。車載カメラ８のシャッタースピードやレンズの絞りを調整した場合には、調整されたシャッタースピード、絞りを考慮して強度を算出することとなる。
【００５０】
照度分布予測部２３では、画像解析部２２において解析した、画像中における光源２の位置、光源２の光の強度から、インパネ５に差し込む入射光３の照度分布を算出する。すなわち、車載カメラ８は、車両に固定設置されているため、画像解析部２２で取得した画像中の光源位置を利用すれば、車両１に対する入射光３の入射角度が判別できる。この入射角度と自車形状ＤＢに記憶されている自車形状に基づけば、インパネ５の表面において入射光３が当たっている部分と当たっていない部分とからなる照度分布が予測可能となる。
【００５１】
さらに、車載カメラ８にて撮影した画像から光の強度を算出すれば、入射光３が当たっている部分と当たっていない部分、それぞれにおける光の強度も予測可能となる。第２実施形態においては、このように車載カメラ８が撮影した画像に基づく照度分布を利用することを特徴としたものとなっている。
【００５２】
図７は、車載カメラ６に広角レンズを用いた実施形態となっており、光源２が視野Ａが入った状態が示されている。この状態で画像を撮影すれば、視野Ａに光源２が入った画像を取得することができる。取得した画像は、インパネ入射光状態判別ＥＣＵ２０にて解析が行われ照度分布が算出されることとなる。
【００５３】
以上、説明した第２実施形態の主要構成に基づいて行われる輝度補正処理について説明する。図８は、輝度補正処理のフローを示した図である。
【００５４】
画像表示装置の電源がオンになると、輝度補正処理が開始される（ステップＳ２００）。ステップＳ２０１では、車載カメラ８が撮影する画像内に光源２があるか否かを検出する。複数の車載カメラ８を設けている場合には、いずれか１つの車載カメラ８が撮影する画像内に光源２があればよい。また、光源２を含むか否かの判別は、画像解析部２１にて前述したよう行われることとなる。
【００５５】
画像内に光源２があると判別した場合は、ステップＳ２０２において光源２の位置、光強度を検出することとなる。本発明においては、少なくとも光源２の位置を検出すれば照度分布は算出できるものであるから、光の強度の検出は補助的に行われることとなる。ステップＳ２０３、ステップＳ２０４では、照度分布予測部２３において、車両１に対する光の入射角度を算出し、インパネ５の表面上の照度分布を予測することとなる。
【００５６】
以上の処理により、本第２実施形態において特徴となるインパネ５表面上の照度分布が予測されることとなる。ステップＳ２０５からステップＳ２０７では、この照度分布を用いて、第１実施例におけるステップ１０２からステップＳ１０４と同様の処理が行われ、
インパネ５の輝度が補正されることとなる。そして、ステップＳ２０１からステップＳ２０７の処理は、ステップＳ２０８にて、画像表示装置が電源オフなどによって停止したと判断されるまで随時繰り返されることとなる。この処理の繰り返しにより、インパネ５上の画像は、入射光３の影響にも関わらず視認性の高いものが得られることとなる。
【００５７】
以上、本発明によれば、強い光源の元で使用される画像表示装置において、画面上の照度分布を利用し、画面の輝度、または、コントラストを調整することが可能となり、視認性の高い画面を提供することが可能となる。本発明では、ライティング効果を調整するとは、所定のライティング効果がなされていない画像に対してライティング効果をなすものであっても、所定のライティング効果がされている画像に対してライティング効果を変更するものであってもライティングを調整するとは、ライティングを行うものに対して適用可能であって本本実施形態のみに限定されるものではない。
【００５８】
なお、本発明が解決するフラットパネルにおける視認性の課題は、インパネなど車両内の表示表示装置のみならず、今後、屋外で利用する機会が多くなるノート型パソコンや各種情報端末装置、更には、屋内において強い光源の元にさらされる各種画像表示装置においても共通のものである。したがって、本発明は車両内における画像表示装置に限らず、各種の画像表示装置に適用可能となるものである。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】車両外部における光の差込の様子を示した図。
【図２】車両内部における光の差込の様子を示した図。
【図３】本発明の画像表示装置の主要構成を示した図。
【図４】インパネ上に設置される照度センサを示した図。
【図５】本発明の輝度補正処理のフローを示した図。
【図６】本発明の他の実施形態の画像表示装置の主要構成を示した図。
【図７】本発明の車載カメラによる光源撮影の様子を示した図。
【図８】本発明の他の実施形態の輝度補正のフローを示した図。
【符号の説明】
【００６０】
１…車両、２…光源、３…入射光、４…運転席、５…インストルメントパネル、６…透明照度センサセル、７…照度センサ、８…車載カメラ、８１…前方カメラ、８２…後方カメラ、８３…サイドカメラ、９…画角、２０…インパネ入射光状態判別ＥＣＵ、２１…照度分布判別部、２２…画像解析部、２３…照度分布予測部、２４…自車形状ＤＢ、３０…インパネ輝度調整ＥＣＵ、３１…全体輝度決定部、３２…全体輝度ＤＢ、３３…部分輝度決定部、３４…部分輝度ＤＢ、３５…輝度補正処理エンジン
【図１】
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【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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