JP2003259363A - ナイトビジョン装置 - Google Patents
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- Studio Devices (AREA)
- Fittings On The Vehicle Exterior For Carrying Loads, And Devices For Holding Or Mounting Articles (AREA)
- Picture Signal Circuits (AREA)
- Transforming Electric Information Into Light Information (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 対象物のカメラ画像におけるハレーションの
発生を防止して対象物を明瞭に表示する。 【解決手段】 対象物を撮像するカメラ２からの映像信
号より、信号分離回路１０が同期信号と輝度信号とを分
離、抽出する。ガンマ増幅器１２は輝度信号の信号レベ
ルの大きさに応じて輝度比が大きくなり、且つ、信号レ
ベルが高輝度範囲にあるとき輝度比を等倍未満、望まし
くは等倍の７０〜９０％の輝度比となる輝度比特性を有
するガンマ補正信号を出力する。液晶表示板４はタイミ
ング信号発生回路１１からの駆動タイミング信号により
同期がとられ、ガンマ補正信号によって定まる輝度によ
りカメラ画像を表示する。高輝度範囲の輝度比を等倍未
満としているので高輝度範囲で発生するハレーションを
防止することができる。
発生を防止して対象物を明瞭に表示する。 【解決手段】 対象物を撮像するカメラ２からの映像信
号より、信号分離回路１０が同期信号と輝度信号とを分
離、抽出する。ガンマ増幅器１２は輝度信号の信号レベ
ルの大きさに応じて輝度比が大きくなり、且つ、信号レ
ベルが高輝度範囲にあるとき輝度比を等倍未満、望まし
くは等倍の７０〜９０％の輝度比となる輝度比特性を有
するガンマ補正信号を出力する。液晶表示板４はタイミ
ング信号発生回路１１からの駆動タイミング信号により
同期がとられ、ガンマ補正信号によって定まる輝度によ
りカメラ画像を表示する。高輝度範囲の輝度比を等倍未
満としているので高輝度範囲で発生するハレーションを
防止することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ナイトビジョンに
関し、特に車載されるナイトビジョンに用いて好適であ
る。
関し、特に車載されるナイトビジョンに用いて好適であ
る。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】従
来、いわゆるナイトビジョンと称される暗視装置とし
て、投射された赤外光に照らされた対象物からの赤外
光、あるいは、対象物自身が放射する赤外光を赤外線カ
メラで撮像し、その対象物のカメラ画像を表示器に表示
するものがある。赤外光を用いることにより、対象物の
像を確実に捉えることができるので、例えば、夜間の視
界確保のための補助装置として利用される。しかし、表
示したい対象物の輝度がその対象物の周辺、あるいは隣
接部の像の輝度より低い場合には、通常の表示器を用い
ると、対象物が周辺の輝度に隠れて、すなわちハレーシ
ョンが発生して対象物を表示することが困難となる。
来、いわゆるナイトビジョンと称される暗視装置とし
て、投射された赤外光に照らされた対象物からの赤外
光、あるいは、対象物自身が放射する赤外光を赤外線カ
メラで撮像し、その対象物のカメラ画像を表示器に表示
するものがある。赤外光を用いることにより、対象物の
像を確実に捉えることができるので、例えば、夜間の視
界確保のための補助装置として利用される。しかし、表
示したい対象物の輝度がその対象物の周辺、あるいは隣
接部の像の輝度より低い場合には、通常の表示器を用い
ると、対象物が周辺の輝度に隠れて、すなわちハレーシ
ョンが発生して対象物を表示することが困難となる。
【０００３】本発明は上記点に鑑みて、ナイトビジョン
装置の表示画像において、高輝度領域でのハレーション
により低輝度像が隠されてしまうことを防止して、低輝
度から高輝度まで適正な画像を表示することを目的とす
る。
装置の表示画像において、高輝度領域でのハレーション
により低輝度像が隠されてしまうことを防止して、低輝
度から高輝度まで適正な画像を表示することを目的とす
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明は、表示器と、該表示器に画
像を表示させる映像制御手段とを具備し、前記映像制御
手段は、表示すべき画像の映像信号を構成する輝度信号
を入力し、該輝度信号のレベルが最高輝度であるときは
表示輝度を最高とする倍率であり、前記輝度信号のレベ
ルが最高輝度未満であるときは前記最高輝度における倍
率よりも低い倍率となる輝度比特性を有するガンマ補正
信号を出力するガンマ増幅器と、前記映像信号を構成す
る同期信号に応じて駆動タイミング信号を発生するタイ
ミング信号発生回路と、を含むと共に、前記表示器は、
前記駆動タイミング信号に同期して、前記ガンマ補正信
号に応じた輝度比特性の表示輝度の画像を表示すること
を特徴とする。
め、請求項１に記載の発明は、表示器と、該表示器に画
像を表示させる映像制御手段とを具備し、前記映像制御
手段は、表示すべき画像の映像信号を構成する輝度信号
を入力し、該輝度信号のレベルが最高輝度であるときは
表示輝度を最高とする倍率であり、前記輝度信号のレベ
ルが最高輝度未満であるときは前記最高輝度における倍
率よりも低い倍率となる輝度比特性を有するガンマ補正
信号を出力するガンマ増幅器と、前記映像信号を構成す
る同期信号に応じて駆動タイミング信号を発生するタイ
ミング信号発生回路と、を含むと共に、前記表示器は、
前記駆動タイミング信号に同期して、前記ガンマ補正信
号に応じた輝度比特性の表示輝度の画像を表示すること
を特徴とする。
【０００５】この発明によれば、映像信号を構成する輝
度信号の信号レベルが最高輝度のときには表示輝度を最
高とするような倍率とし、該信号レベルが最高輝度未満
のときには最高輝度における倍率よりも小さい倍率とな
る輝度比特性を有するガンマ補正信号が決められ、その
ガンマ補正信号の輝度比特性により表示器の表示輝度が
決められるので、表示器で表示された画像は最高輝度の
像の範囲で発生するハレーションの影響を低減し、それ
に隣接した最高輝度未満の、すなわち低輝度の像を分離
して表示することができる。
度信号の信号レベルが最高輝度のときには表示輝度を最
高とするような倍率とし、該信号レベルが最高輝度未満
のときには最高輝度における倍率よりも小さい倍率とな
る輝度比特性を有するガンマ補正信号が決められ、その
ガンマ補正信号の輝度比特性により表示器の表示輝度が
決められるので、表示器で表示された画像は最高輝度の
像の範囲で発生するハレーションの影響を低減し、それ
に隣接した最高輝度未満の、すなわち低輝度の像を分離
して表示することができる。
【０００６】なお、本発明において、「輝度信号の信号
レベルが最高輝度であるときは表示輝度を最高とする倍
率であり、前記輝度信号のレベルが最高輝度未満である
ときは前記最高輝度における倍率よりも低い倍率となる
となる輝度比特性」とは、「輝度信号の信号レベルが最
高輝度であるときは表示輝度を最高とする等倍特性であ
り、前記輝度信号のレベルが最高輝度未満であるときは
該レベルに対する表示輝度の比率を等倍よりも小さい輝
度比特性」と言うこともできる。
レベルが最高輝度であるときは表示輝度を最高とする倍
率であり、前記輝度信号のレベルが最高輝度未満である
ときは前記最高輝度における倍率よりも低い倍率となる
となる輝度比特性」とは、「輝度信号の信号レベルが最
高輝度であるときは表示輝度を最高とする等倍特性であ
り、前記輝度信号のレベルが最高輝度未満であるときは
該レベルに対する表示輝度の比率を等倍よりも小さい輝
度比特性」と言うこともできる。
【０００７】請求項２に記載の発明は、車外の物体を撮
像するカメラと、前記表示器が投影する画像を反射する
ことにより運転者に反射虚像を表示するコンバイナ部
と、を更に有すると共に、前記映像制御手段は、前記カ
メラが出力する映像信号を入力し、該映像信号より輝度
信号と同期信号とを分離して抽出する信号分離回路を更
に有することを特徴とする。
像するカメラと、前記表示器が投影する画像を反射する
ことにより運転者に反射虚像を表示するコンバイナ部
と、を更に有すると共に、前記映像制御手段は、前記カ
メラが出力する映像信号を入力し、該映像信号より輝度
信号と同期信号とを分離して抽出する信号分離回路を更
に有することを特徴とする。
【０００８】本発明によれば、車外の物体を撮像するカ
メラからの映像信号より分離した輝度信号の信号レベ
ル、すなわちカメラの出力信号の輝度に応じて、最高輝
度における輝度比を、表示輝度が最高となるよう等倍特
性とすると共に、最高輝度未満の輝度比を、最高輝度に
おける倍率よりも小さい、すなわち等倍未満とした輝度
比特性を有するようガンマ補正信号が決められ、そのガ
ンマ補正信号の輝度比特性により表示器の表示輝度が決
まる。したがって、表示器で表示された像がコンバイナ
部で反射されることにより表示される虚像において、そ
の最高輝度の範囲で発生するハレーションの影響を低減
し、高輝度の像に隣接した低輝度の像を分離して表示す
ることができる。すなわち、車両用のナイトビジョン装
置として、例えば対向車のヘッドライト光の近傍に立つ
人物像を、ヘッドライト光に隠されることなく表示する
ことができる。
メラからの映像信号より分離した輝度信号の信号レベ
ル、すなわちカメラの出力信号の輝度に応じて、最高輝
度における輝度比を、表示輝度が最高となるよう等倍特
性とすると共に、最高輝度未満の輝度比を、最高輝度に
おける倍率よりも小さい、すなわち等倍未満とした輝度
比特性を有するようガンマ補正信号が決められ、そのガ
ンマ補正信号の輝度比特性により表示器の表示輝度が決
まる。したがって、表示器で表示された像がコンバイナ
部で反射されることにより表示される虚像において、そ
の最高輝度の範囲で発生するハレーションの影響を低減
し、高輝度の像に隣接した低輝度の像を分離して表示す
ることができる。すなわち、車両用のナイトビジョン装
置として、例えば対向車のヘッドライト光の近傍に立つ
人物像を、ヘッドライト光に隠されることなく表示する
ことができる。
【０００９】請求項３に記載の発明は、対象物に対して
光を投射するランプと、前記対象物を撮像するカメラ
と、を更に有すると共に、前記映像制御手段は、前記カ
メラが出力する映像信号を入力し、該映像信号より輝度
信号と同期信号とを分離して抽出する信号分離回路を更
に有することを特徴とする。
光を投射するランプと、前記対象物を撮像するカメラ
と、を更に有すると共に、前記映像制御手段は、前記カ
メラが出力する映像信号を入力し、該映像信号より輝度
信号と同期信号とを分離して抽出する信号分離回路を更
に有することを特徴とする。
【００１０】本発明によれば、ランプより光を照射する
ことにより高輝度の像とされた対象物をカメラにより撮
像し、そのカメラからの映像信号より分離した輝度信号
の信号レベル、すなわちカメラの出力信号の輝度に応じ
て、最高輝度における輝度比を、表示輝度が最高となる
よう等倍特性とすると共に、最高輝度未満の輝度比を、
最高輝度における倍率よりも小さい、すなわち等倍未満
とした輝度比特性を有するようガンマ補正信号が決めら
れ、そのガンマ補正信号の輝度比特性により表示器の表
示輝度が決まる。したがって、表示器で表示される像に
おいて、最高輝度の範囲で発生するハレーションの影響
を低減し、高輝度の像に隣接した低輝度の像を分離して
表示することができる。
ことにより高輝度の像とされた対象物をカメラにより撮
像し、そのカメラからの映像信号より分離した輝度信号
の信号レベル、すなわちカメラの出力信号の輝度に応じ
て、最高輝度における輝度比を、表示輝度が最高となる
よう等倍特性とすると共に、最高輝度未満の輝度比を、
最高輝度における倍率よりも小さい、すなわち等倍未満
とした輝度比特性を有するようガンマ補正信号が決めら
れ、そのガンマ補正信号の輝度比特性により表示器の表
示輝度が決まる。したがって、表示器で表示される像に
おいて、最高輝度の範囲で発生するハレーションの影響
を低減し、高輝度の像に隣接した低輝度の像を分離して
表示することができる。
【００１１】なお、前記ランプは、請求項４に記載の発
明のように、赤外光を投射するものであり、前記カメラ
は前記赤外光を含む画像を撮像するものとすれば、対象
物の像は相対的に赤外領域の輝度が高まり、夜間におい
て赤外光以外の光、例えば可視光によるハレーションの
影響を低減する効果を向上することができる。
明のように、赤外光を投射するものであり、前記カメラ
は前記赤外光を含む画像を撮像するものとすれば、対象
物の像は相対的に赤外領域の輝度が高まり、夜間におい
て赤外光以外の光、例えば可視光によるハレーションの
影響を低減する効果を向上することができる。
【００１２】また、前記ガンマ増幅器が出力するガンマ
補正信号の輝度比特性は、請求項５に記載の発明のよう
に、前記輝度信号の信号レベルの大きさに応じて大きく
なり、該信号レベルを１０段階の範囲で表わすとき、最
高輝度の１０段階目の範囲の信号レベルに対する輝度比
は等倍であると共に、９段階目の範囲の信号レベルに対
する輝度比は等倍の７０ないし９０パーセントとするこ
とができる。これにより、輝度比特性が映像信号の信号
レベルの大きさに対して単調増加の関係にあるため表示
画像は輝度に関して自然な像が得られると共に、９段階
目の範囲の信号レベルに対して最高輝度である１０段階
目の範囲の像によるハレーションを防止することができ
る。すなわち、高輝度範囲のハレーションを防止し、か
つ、自然な像の表示を可能にする。
補正信号の輝度比特性は、請求項５に記載の発明のよう
に、前記輝度信号の信号レベルの大きさに応じて大きく
なり、該信号レベルを１０段階の範囲で表わすとき、最
高輝度の１０段階目の範囲の信号レベルに対する輝度比
は等倍であると共に、９段階目の範囲の信号レベルに対
する輝度比は等倍の７０ないし９０パーセントとするこ
とができる。これにより、輝度比特性が映像信号の信号
レベルの大きさに対して単調増加の関係にあるため表示
画像は輝度に関して自然な像が得られると共に、９段階
目の範囲の信号レベルに対して最高輝度である１０段階
目の範囲の像によるハレーションを防止することができ
る。すなわち、高輝度範囲のハレーションを防止し、か
つ、自然な像の表示を可能にする。
【００１３】さらに、前記ガンマ増幅器は、請求項６に
記載の発明のように、前記ガンマ補正信号の輝度比特性
を可変調整するガンマ調整器を有することができる。ま
た、前記ガンマ調整器は、請求項７に記載の発明のよう
に、前記９段階目の信号レベルに対する輝度比を可変調
整することができる。
記載の発明のように、前記ガンマ補正信号の輝度比特性
を可変調整するガンマ調整器を有することができる。ま
た、前記ガンマ調整器は、請求項７に記載の発明のよう
に、前記９段階目の信号レベルに対する輝度比を可変調
整することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明の実施形態を図面を用いて
説明する。図１は本発明のナイトビジョン装置を車両用
ヘッドアップディスプレイ装置に用いた実施形態の全体
構成を示している。本実施形態は、近赤外ランプ１およ
びカメラ２と、ナイトビジョン制御回路３（以下、ＥＣ
Ｕという）と、表示器としての液晶表示板４と、コンバ
イナ部５とからなる。
説明する。図１は本発明のナイトビジョン装置を車両用
ヘッドアップディスプレイ装置に用いた実施形態の全体
構成を示している。本実施形態は、近赤外ランプ１およ
びカメラ２と、ナイトビジョン制御回路３（以下、ＥＣ
Ｕという）と、表示器としての液晶表示板４と、コンバ
イナ部５とからなる。
【００１５】例えば車両９の前部バンパーに配置された
近赤外ランプ１より、車両９の前方に向けて８００ｎｍ
〜１０００ｎｍの範囲の波長の光を含む近赤外光を投光
する。カメラ２は、対象物からの光、すなわち、投光さ
れた近赤外光の反射光像を撮像し、映像信号として出力
する。
近赤外ランプ１より、車両９の前方に向けて８００ｎｍ
〜１０００ｎｍの範囲の波長の光を含む近赤外光を投光
する。カメラ２は、対象物からの光、すなわち、投光さ
れた近赤外光の反射光像を撮像し、映像信号として出力
する。
【００１６】ＥＣＵ３は、カメラ２の出力する映像信号
に後述する輝度特性を付与して液晶表示板４に撮像され
た画像を表示させる。またＥＣＵ３は、近赤外ランプ１
およびカメラ２の動作を制御する。
に後述する輝度特性を付与して液晶表示板４に撮像され
た画像を表示させる。またＥＣＵ３は、近赤外ランプ１
およびカメラ２の動作を制御する。
【００１７】液晶表示板４はＴＦＴ（薄膜トランジス
タ）駆動の液晶パネルからなり、運転者の前方にあるイ
ンストルメントパネル（以下、インパネという）６の内
部に配置され、インパネ６上部の開口部よりフロントガ
ラスに反射膜を形成することにより構成されるコンバイ
ナ部５へ表示画像を投影する。運転者は視点位置よりコ
ンバイナ部５で反射されることにより表示される虚像８
を車両前方の他の物体と重ね合わせて観察できる。これ
により、運転者は運転操作中、車両前方物体への注視状
態からコンバイナ部５に表示された画像の認識のために
行う視線移動が少なくてすむという利点がある。
タ）駆動の液晶パネルからなり、運転者の前方にあるイ
ンストルメントパネル（以下、インパネという）６の内
部に配置され、インパネ６上部の開口部よりフロントガ
ラスに反射膜を形成することにより構成されるコンバイ
ナ部５へ表示画像を投影する。運転者は視点位置よりコ
ンバイナ部５で反射されることにより表示される虚像８
を車両前方の他の物体と重ね合わせて観察できる。これ
により、運転者は運転操作中、車両前方物体への注視状
態からコンバイナ部５に表示された画像の認識のために
行う視線移動が少なくてすむという利点がある。
【００１８】図２は、ＥＣＵ３の機能をブロック図とし
て表わしたもので、特に液晶表示板４の制御部分のみを
示し、他の機能は省略している。以下、図２に基づいて
説明する。
て表わしたもので、特に液晶表示板４の制御部分のみを
示し、他の機能は省略している。以下、図２に基づいて
説明する。
【００１９】カメラ２が出力する映像信号は信号分離回
路１０に入力され、信号分離回路１０が映像信号より同
期信号と画像の輝度を表わす輝度信号とを分離抽出す
る。タイミング信号発生回路１１は同期信号を入力し、
液晶表示板４の水平同期および垂直同期をとるための駆
動タイミング信号を発生する。なお、本実施形態では、
カメラ２が出力する映像信号はＮＴＳＣ信号であるが、
ＮＴＳＣ方式で用いられる２．２乗のγ補正された信号
ではなく、撮像対象の輝度に比例した輝度信号が出力さ
れるものとして説明する。
路１０に入力され、信号分離回路１０が映像信号より同
期信号と画像の輝度を表わす輝度信号とを分離抽出す
る。タイミング信号発生回路１１は同期信号を入力し、
液晶表示板４の水平同期および垂直同期をとるための駆
動タイミング信号を発生する。なお、本実施形態では、
カメラ２が出力する映像信号はＮＴＳＣ信号であるが、
ＮＴＳＣ方式で用いられる２．２乗のγ補正された信号
ではなく、撮像対象の輝度に比例した輝度信号が出力さ
れるものとして説明する。
【００２０】ガンマ増幅器１２は信号分離回路１０より
輝度信号を入力し、輝度信号の信号レベルに対して、図
３に示す液晶表示板４の表示輝度を表わす輝度比特性を
与えるガンマ補正信号を出力する。液晶表示板４は、駆
動タイミング信号により水平および垂直同期がとられ、
ガンマ補正信号により定まる輝度で画像を表示する。ま
た、ガンマ調整器１３は、ガンマ増幅器１２の増幅特性
を変更することによりガンマ補正信号の輝度比特性を可
変調整するものである。なお、信号分離回路１０、タイ
ミング信号発生回路１１、ガンマ増幅器１２、ガンマ調
整器１３は、本発明の映像制御手段を構成する。
輝度信号を入力し、輝度信号の信号レベルに対して、図
３に示す液晶表示板４の表示輝度を表わす輝度比特性を
与えるガンマ補正信号を出力する。液晶表示板４は、駆
動タイミング信号により水平および垂直同期がとられ、
ガンマ補正信号により定まる輝度で画像を表示する。ま
た、ガンマ調整器１３は、ガンマ増幅器１２の増幅特性
を変更することによりガンマ補正信号の輝度比特性を可
変調整するものである。なお、信号分離回路１０、タイ
ミング信号発生回路１１、ガンマ増幅器１２、ガンマ調
整器１３は、本発明の映像制御手段を構成する。
【００２１】図３について説明する。図３の横軸は、ガ
ンマ増幅器１２の入力信号である輝度信号の信号レベ
ル、すなわちカメラ２の出力輝度を黒レベルから白レベ
ルまでを１００％とし、それを１０段階（ステップ）に
分割して示したものである。すなわち、輝度信号の信号
レベルが０％を０ステップ、１０％を１ステップ、同様
に、輝度信号の信号レベル９０％を９ステップ、そし
て、最高輝度の１００％を１０ステップと、それぞれ段
階的に近似して表示してある。また、縦軸の輝度比は液
晶表示板４の表示輝度を表わし、最高表示輝度であるフ
ルスケール１００に対する輝度比として示している。
ンマ増幅器１２の入力信号である輝度信号の信号レベ
ル、すなわちカメラ２の出力輝度を黒レベルから白レベ
ルまでを１００％とし、それを１０段階（ステップ）に
分割して示したものである。すなわち、輝度信号の信号
レベルが０％を０ステップ、１０％を１ステップ、同様
に、輝度信号の信号レベル９０％を９ステップ、そし
て、最高輝度の１００％を１０ステップと、それぞれ段
階的に近似して表示してある。また、縦軸の輝度比は液
晶表示板４の表示輝度を表わし、最高表示輝度であるフ
ルスケール１００に対する輝度比として示している。
【００２２】本実施形態では、ガンマ増幅器１２が設定
し液晶表示板４の表示輝度となるガンマ補正信号は、図
３の実線（Ａ）に例示されるように、輝度信号レベルの
大きさに対して下に凸の単調増加特性を示す。なお、図
３においてガンマ補正信号を折れ線特性として示したの
は説明のためであり、実際のガンマ補正信号は輝度信号
レベルに対して折れ線特性ではなく滑らかな特性曲線と
して設定している。
し液晶表示板４の表示輝度となるガンマ補正信号は、図
３の実線（Ａ）に例示されるように、輝度信号レベルの
大きさに対して下に凸の単調増加特性を示す。なお、図
３においてガンマ補正信号を折れ線特性として示したの
は説明のためであり、実際のガンマ補正信号は輝度信号
レベルに対して折れ線特性ではなく滑らかな特性曲線と
して設定している。
【００２３】図３中の破線は、ＴＦＴ液晶パネルの表示
画像の通常の輝度特性である。すなわち、通常の液晶表
示板は、再現画像の忠実性という観点より、表示輝度が
カメラの出力である映像信号の輝度と一致するように、
すなわち等倍特性となるように駆動制御されている。こ
のため、高輝度領域、すなわち、図３に示すように１０
ステップおよび９ステップでの輝度差が十分大きいとは
言えず、両者を明確に区別して表示することが困難であ
った。このことを図５の表示例で説明する。
画像の通常の輝度特性である。すなわち、通常の液晶表
示板は、再現画像の忠実性という観点より、表示輝度が
カメラの出力である映像信号の輝度と一致するように、
すなわち等倍特性となるように駆動制御されている。こ
のため、高輝度領域、すなわち、図３に示すように１０
ステップおよび９ステップでの輝度差が十分大きいとは
言えず、両者を明確に区別して表示することが困難であ
った。このことを図５の表示例で説明する。
【００２４】図５は、対向車２０の前に存在する人物２
２がその対向車のヘッドライト２１のハレーションで隠
されている状態の表示画像の例である。カメラ２の撮像
画像では、ヘッドライト２１を含む領域が最高輝度の１
０ステップの輝度範囲となり、その周囲に９ステップの
輝度範囲が形成される。なお、カメラ２は一般に、感度
のダイナミックレンジを越える輝度の入力に対しては受
光素子（たとえばＣＣＤなど）の飽和特性により決まる
飽和レベルの信号を出力する。したがって図４、５にお
いて最高輝度の１０ステップはヘッドライト２１の周り
にある面積を占めて表示される。また、図５中の９ステ
ップの輝度範囲は、上述の図３に示すように表示特性を
段階的に表わしたことに対応して、ある範囲をもって示
したものである。
２がその対向車のヘッドライト２１のハレーションで隠
されている状態の表示画像の例である。カメラ２の撮像
画像では、ヘッドライト２１を含む領域が最高輝度の１
０ステップの輝度範囲となり、その周囲に９ステップの
輝度範囲が形成される。なお、カメラ２は一般に、感度
のダイナミックレンジを越える輝度の入力に対しては受
光素子（たとえばＣＣＤなど）の飽和特性により決まる
飽和レベルの信号を出力する。したがって図４、５にお
いて最高輝度の１０ステップはヘッドライト２１の周り
にある面積を占めて表示される。また、図５中の９ステ
ップの輝度範囲は、上述の図３に示すように表示特性を
段階的に表わしたことに対応して、ある範囲をもって示
したものである。
【００２５】図５において、９ステップの輝度範囲内に
存在するそれよりも低い輝度の人物像（たとえば、７ス
テップの輝度）は、従来用いられている等倍特性では、
９ステップの表示特性である輝度比９０の表示領域には
明確に現れない。すなわち、人物像は対向車のヘッドラ
イト２１によるハレーションの影響を受けて隠れてしま
う。
存在するそれよりも低い輝度の人物像（たとえば、７ス
テップの輝度）は、従来用いられている等倍特性では、
９ステップの表示特性である輝度比９０の表示領域には
明確に現れない。すなわち、人物像は対向車のヘッドラ
イト２１によるハレーションの影響を受けて隠れてしま
う。
【００２６】本実施形態では、９ステップの輝度範囲内
の信号レベルに対して、等倍に対する０．７倍から０．
９倍となるよう表示画像の輝度を定めている。すなわち
カメラ２の出力信号における輝度信号の信号レベルが９
０％のとき、表示画像の輝度比は図３中（Ｂ）で示され
る９０％×０．７＝６３から９０％×０．９＝８１の範
囲内の値に定められる。これにより、最高輝度（１０ス
テップ）の輝度信号に対しては表示輝度を低下させず、
等倍特性で表示すると共に、高輝度範囲にあるそれより
も低い輝度である９ステップの輝度信号に対しては表示
輝度を低下させることができる。すなわち、図４に示す
ように、輝度信号を、等倍特性に対して０．７〜０．９
程度に低くして表示することにより、最高輝度との輝度
差を大きく、且つ、それ（９ステップ）よりも低い輝度
像（たとえば７ステップ）との輝度差を小さくすること
ができ、これにより高輝度像によるハレーションの影響
を小さくすることができるため、高輝度像の周囲、ある
いは隣接部に存在する低輝度像を、ハレーションに隠さ
れることなく表示することができる。
の信号レベルに対して、等倍に対する０．７倍から０．
９倍となるよう表示画像の輝度を定めている。すなわち
カメラ２の出力信号における輝度信号の信号レベルが９
０％のとき、表示画像の輝度比は図３中（Ｂ）で示され
る９０％×０．７＝６３から９０％×０．９＝８１の範
囲内の値に定められる。これにより、最高輝度（１０ス
テップ）の輝度信号に対しては表示輝度を低下させず、
等倍特性で表示すると共に、高輝度範囲にあるそれより
も低い輝度である９ステップの輝度信号に対しては表示
輝度を低下させることができる。すなわち、図４に示す
ように、輝度信号を、等倍特性に対して０．７〜０．９
程度に低くして表示することにより、最高輝度との輝度
差を大きく、且つ、それ（９ステップ）よりも低い輝度
像（たとえば７ステップ）との輝度差を小さくすること
ができ、これにより高輝度像によるハレーションの影響
を小さくすることができるため、高輝度像の周囲、ある
いは隣接部に存在する低輝度像を、ハレーションに隠さ
れることなく表示することができる。
【００２７】なお、種々の条件で試験した結果、９ステ
ップでの輝度比を７２（＝９０％×０．８）付近の値と
したときに、ハレーションを防止して低輝度部分の表示
を可能にすると共に、自然に近い画像を表示する上で最
もよい結果が得られた。
ップでの輝度比を７２（＝９０％×０．８）付近の値と
したときに、ハレーションを防止して低輝度部分の表示
を可能にすると共に、自然に近い画像を表示する上で最
もよい結果が得られた。
【００２８】図３中の実線（Ａ）や後述する実線（Ｃ）
で例示されるガンマ補正信号の特性曲線は、ガンマ調整
器１３により可変調整される。これは、本実施形態のナ
イトビジョン装置の使用者が、好みにより例えば車両の
インパネ上に設けられたガンマ調整器１３のボリューム
を可変することにより、ガンマ増幅器１２の増幅度を変
化させて調整するようにしてもよい。あるいは、図示し
ないコンライト装置からの車外光量の検出値に基づき、
車外が暗くなるにつれて９ステップでの輝度比を下げる
ように自動調整するようにしてもよい。この場合、車外
光量に対するガンマ補正信号の特性を予めマップとして
ＥＣＵ３が記憶するようにして、コンピュータとしての
ＥＣＵ３により制御することが可能である。
で例示されるガンマ補正信号の特性曲線は、ガンマ調整
器１３により可変調整される。これは、本実施形態のナ
イトビジョン装置の使用者が、好みにより例えば車両の
インパネ上に設けられたガンマ調整器１３のボリューム
を可変することにより、ガンマ増幅器１２の増幅度を変
化させて調整するようにしてもよい。あるいは、図示し
ないコンライト装置からの車外光量の検出値に基づき、
車外が暗くなるにつれて９ステップでの輝度比を下げる
ように自動調整するようにしてもよい。この場合、車外
光量に対するガンマ補正信号の特性を予めマップとして
ＥＣＵ３が記憶するようにして、コンピュータとしての
ＥＣＵ３により制御することが可能である。
【００２９】ところで、本実施形態のナイトビジョン装
置における表示画像の輝度比特性は、輝度信号レベルの
１００％に対して、ステップ数が１０段階の離散的な特
性で表わしたが、これに限らない。
置における表示画像の輝度比特性は、輝度信号レベルの
１００％に対して、ステップ数が１０段階の離散的な特
性で表わしたが、これに限らない。
【００３０】図３中、実線（Ｃ）のように、９ステップ
を輝度比７０、すなわち等倍に対して０．７８倍に低下
させ、他の輝度信号に対しては、０ステップ−９ステッ
プ−１０ステップの３点を夫々直線で結ぶような特性線
図であっても、ハレーションを防止し、かつ実際の像に
近い自然な階調で表示できる。
を輝度比７０、すなわち等倍に対して０．７８倍に低下
させ、他の輝度信号に対しては、０ステップ−９ステッ
プ−１０ステップの３点を夫々直線で結ぶような特性線
図であっても、ハレーションを防止し、かつ実際の像に
近い自然な階調で表示できる。
【００３１】また、輝度信号レベルとして、上記実施形
態では、９０％の輝度信号を９ステップとして表わした
が、これに限らず、図３中、横軸のスケールＸで示すよ
うに、１００％を１１分割し輝度信号レベルが０〜９．
１％を１ステップ、９．２〜１８．２％を２ステップ、
・・・、８１．９〜９０．９％を９ステップ、９１〜１
００％を１０ステップのように表わしてもよい。この場
合、９ステップでの輝度比を等倍の７０％〜９０％に低
下させるとは、図３中の（Ｄ）で示される範囲、すなわ
ち、輝度信号レベル８１．９％に対して輝度比、８１．
９×０．７＝５７．３〜８１．９×０．９＝７３．７
と、輝度信号レベル９０．９％に対して９０．９×０．
７＝６３．６〜９０．９×０．９＝８１．８とで囲まれ
る四角形の領域内のいずれかの値を輝度比特性に選ぶこ
とである。そして、輝度比特性の線図として、０〜１０
０％にわたって単調増加となるような特性を与えること
によっても、上述した本実施形態と同様の効果が得られ
る。
態では、９０％の輝度信号を９ステップとして表わした
が、これに限らず、図３中、横軸のスケールＸで示すよ
うに、１００％を１１分割し輝度信号レベルが０〜９．
１％を１ステップ、９．２〜１８．２％を２ステップ、
・・・、８１．９〜９０．９％を９ステップ、９１〜１
００％を１０ステップのように表わしてもよい。この場
合、９ステップでの輝度比を等倍の７０％〜９０％に低
下させるとは、図３中の（Ｄ）で示される範囲、すなわ
ち、輝度信号レベル８１．９％に対して輝度比、８１．
９×０．７＝５７．３〜８１．９×０．９＝７３．７
と、輝度信号レベル９０．９％に対して９０．９×０．
７＝６３．６〜９０．９×０．９＝８１．８とで囲まれ
る四角形の領域内のいずれかの値を輝度比特性に選ぶこ
とである。そして、輝度比特性の線図として、０〜１０
０％にわたって単調増加となるような特性を与えること
によっても、上述した本実施形態と同様の効果が得られ
る。
【００３２】以上、表示画像の輝度比特性は、離散的な
線図として説明したが、実際は滑らかに変化する連続的
な曲線として設定されて用いられる。
線図として説明したが、実際は滑らかに変化する連続的
な曲線として設定されて用いられる。
【００３３】要するに、本実施形態における表示画像の
輝度比は、映像信号から分離された輝度信号の信号レベ
ルが最高輝度の場合には等倍、すなわち表示特性を変化
させず、高輝度範囲としての最高輝度よりわずかに低い
輝度範囲では等倍よりも低く（０．７倍〜０．９倍）変
化させるものである。これにより、高輝度像、より詳し
くは最高輝度の像によるハレーションの影響を低減し、
その像の周辺あるいは隣接部にある、より低い輝度の像
を表示できるようにしている。しかも、輝度比特性を輝
度信号レベルの０から１００％にわたって単調増加特性
とすることにより、実際の像の階調特性に近い自然な表
示画像を得ることができる。
輝度比は、映像信号から分離された輝度信号の信号レベ
ルが最高輝度の場合には等倍、すなわち表示特性を変化
させず、高輝度範囲としての最高輝度よりわずかに低い
輝度範囲では等倍よりも低く（０．７倍〜０．９倍）変
化させるものである。これにより、高輝度像、より詳し
くは最高輝度の像によるハレーションの影響を低減し、
その像の周辺あるいは隣接部にある、より低い輝度の像
を表示できるようにしている。しかも、輝度比特性を輝
度信号レベルの０から１００％にわたって単調増加特性
とすることにより、実際の像の階調特性に近い自然な表
示画像を得ることができる。
【００３４】なお、本実施形態のＥＣＵ３は、アナログ
回路でもコンピュータを用いたディジタル回路でも、さ
らには、アナログとディジタルのハイブリッド回路でも
よい。
回路でもコンピュータを用いたディジタル回路でも、さ
らには、アナログとディジタルのハイブリッド回路でも
よい。
【００３５】なお、上記実施形態では、カメラ２は近赤
外ランプ１より投射する８００ｎｍ〜１０００ｎｍの波
長範囲の光を含む近赤外光領域に感度を有するものであ
ったが、これに限らず、投光された近赤外光の反射光の
他に、車両９のヘッドライト７の照射による反射光、ま
たは／および対象物自体が放射する赤外光などを入力し
映像信号を出力するものであってもよい。
外ランプ１より投射する８００ｎｍ〜１０００ｎｍの波
長範囲の光を含む近赤外光領域に感度を有するものであ
ったが、これに限らず、投光された近赤外光の反射光の
他に、車両９のヘッドライト７の照射による反射光、ま
たは／および対象物自体が放射する赤外光などを入力し
映像信号を出力するものであってもよい。
【００３６】すなわち、ヘッドライト７の照射による反
射光を撮像する場合は、可視光領域における対象物自体
の輝度を高めることができるので、カメラ２による撮像
画像において対向車のヘッドライト光によるハレーショ
ンの影響を低減することができる。したがって、このよ
うな撮像画像を上記実施形態における輝度比特性により
表示すると高輝度領域でのハレーションの影響を効果的
に防止して、高輝度領域の周辺または近隣の低輝度像を
表示することができる。
射光を撮像する場合は、可視光領域における対象物自体
の輝度を高めることができるので、カメラ２による撮像
画像において対向車のヘッドライト光によるハレーショ
ンの影響を低減することができる。したがって、このよ
うな撮像画像を上記実施形態における輝度比特性により
表示すると高輝度領域でのハレーションの影響を効果的
に防止して、高輝度領域の周辺または近隣の低輝度像を
表示することができる。
【００３７】また、対象物自体が放射する赤外光として
は、生体からの遠赤外光の放射が顕著であるので、カメ
ラ２がこの遠赤外光を撮像するものであれば、対象物を
照射する光源を特に必要とすることなく、遠赤外光を放
射する対象物の像を得ることができる。この撮像された
遠赤外光像を、本発明の輝度比特性による表示輝度で表
示すれば、近赤外光あるいは可視光による画像と同様に
ハレーションの防止効果を得ることができる。
は、生体からの遠赤外光の放射が顕著であるので、カメ
ラ２がこの遠赤外光を撮像するものであれば、対象物を
照射する光源を特に必要とすることなく、遠赤外光を放
射する対象物の像を得ることができる。この撮像された
遠赤外光像を、本発明の輝度比特性による表示輝度で表
示すれば、近赤外光あるいは可視光による画像と同様に
ハレーションの防止効果を得ることができる。
【図１】本発明の実施形態の全体構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態のナイトビジョン制御回路の
主要部の構成を示すブロック図である。
主要部の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施形態のガンマ補正信号の輝度比特
性を示す図である。
性を示す図である。
【図４】本発明の実施形態の表示例を示す図である。
【図５】ハレーションにより対象物の一部が隠されて表
示される例を示す図である。
示される例を示す図である。
１…近赤外ランプ、２…カメラ、３…ナイトビジョン制
御回路（ＥＣＵ）、４…液晶表示板、５…コンバイナ
部、６…インパネ、７…ヘッドライト、８…虚像、９…
車両、１０…信号分離回路、１１…タイミング信号発生
回路、１２…ガンマ増幅器、１３…ガンマ調整器。
御回路（ＥＣＵ）、４…液晶表示板、５…コンバイナ
部、６…インパネ、７…ヘッドライト、８…虚像、９…
車両、１０…信号分離回路、１１…タイミング信号発生
回路、１２…ガンマ増幅器、１３…ガンマ調整器。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｈ０４Ｎ 5/202 Ｈ０４Ｎ 5/202
5/235 5/235
5/66 5/66 Ａ
(72)発明者 江口 正太郎
愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会
社デンソー内
(72)発明者 萩里 安雄
愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動
車株式会社内
(72)発明者 山口 竜司
愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動
車株式会社内
(72)発明者 豊福 邦彦
愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動
車株式会社内
(72)発明者 川真田 進也
愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動
車株式会社内
Ｆターム(参考） 3D020 BA20 BB01 BC04 BD05
5C021 PA17 PA56 PA58 PA72 RA06
RB03 SA01 XA34
5C022 AB15 AB52 AC01 AC11 AC69
CA00
5C054 CA05 CC05 ED13 EJ00 FA00
FC03 FE06 FF03 HA30
5C058 AA06 BA13 BA35
Claims (7)
- 【請求項１】 表示器と、該表示器に画像を表示させる
映像制御手段とを具備し、 前記映像制御手段は、 表示すべき画像の映像信号を構成する輝度信号を入力
し、該輝度信号のレベルが最高輝度であるときは該レベ
ルに対する表示輝度を最高とする倍率であり、前記輝度
信号のレベルが最高輝度未満であるときは前記最高輝度
における倍率よりも低い倍率となる輝度比特性を有する
ガンマ補正信号を出力するガンマ増幅器と、 前記映像信号を構成する同期信号に応じて駆動タイミン
グ信号を発生するタイミング信号発生回路と、を含むと
共に、 前記表示器は、前記駆動タイミング信号に同期して、前
記ガンマ補正信号に応じた輝度比特性の表示輝度の画像
を表示することを特徴とするナイトビジョン装置。 - 【請求項２】 車外の物体を撮像するカメラと、 前記表示器が投影する画像を反射することにより運転者
に反射虚像を表示するコンバイナ部と、を更に有すると
共に、 前記映像制御手段は、前記カメラが出力する映像信号を
入力し、該映像信号より輝度信号と同期信号とを分離し
て抽出する信号分離回路を更に有する、 ことを特徴とする請求項１に記載のナイトビジョン装
置。 - 【請求項３】 対象物に対して光を投射するランプと、
前記対象物を撮像するカメラと、を更に有すると共に、 前記映像制御手段は、前記カメラが出力する映像信号を
入力し、該映像信号より輝度信号と同期信号とを分離し
て抽出する信号分離回路を更に有する、 ことを特徴とする請求項１に記載のナイトビジョン装
置。 - 【請求項４】 前記ランプは赤外光を投射するものであ
り、前記カメラは前記赤外光を含む画像を撮像するもの
であることを特徴とする請求項３に記載のナイトビジョ
ン装置。 - 【請求項５】 前記ガンマ増幅器が出力するガンマ補正
信号の輝度比特性は、前記輝度信号の信号レベルの大き
さに応じて大きくなり、該信号レベルを１０段階の範囲
で表わすとき、最高輝度の１０段階目の範囲の信号レベ
ルに対する輝度比は等倍であると共に、９段階目の範囲
の信号レベルに対する輝度比は等倍の７０ないし９０パ
ーセントであることを特徴とする請求項１ないし４のい
ずれか１つに記載のナイトビジョン装置。 - 【請求項６】 前記ガンマ増幅器は、前記ガンマ補正信
号の輝度比特性を可変調整するガンマ調整器を有するこ
とを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載
のナイトビジョン装置。 - 【請求項７】 前記ガンマ調整器は、前記９段階目の信
号レベルに対する輝度比を可変調整することを特徴とす
る請求項６に記載のナイトビジョン装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002051447A JP2003259363A (ja) | 2002-02-27 | 2002-02-27 | ナイトビジョン装置 |
| US10/370,701 US7045759B2 (en) | 2002-02-27 | 2003-02-24 | Night vision system and control method thereof |
| EP03004226A EP1341373A1 (en) | 2002-02-27 | 2003-02-25 | Night vision system and signal processing circuit with optimized gradation correction |
| KR1020030012109A KR100607433B1 (ko) | 2002-02-27 | 2003-02-26 | 나이트 비전 장치 및 그 제어방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002051447A JP2003259363A (ja) | 2002-02-27 | 2002-02-27 | ナイトビジョン装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003259363A true JP2003259363A (ja) | 2003-09-12 |
Family
ID=27678514
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002051447A Pending JP2003259363A (ja) | 2002-02-27 | 2002-02-27 | ナイトビジョン装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7045759B2 (ja) |
| EP (1) | EP1341373A1 (ja) |
| JP (1) | JP2003259363A (ja) |
| KR (1) | KR100607433B1 (ja) |
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