JP2009027649A - 車両用表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ビデオインターフェース回路の入力映像の切替信号の認識遅延にばらつきを生じている場合においても、合成映像の品質を一様に保つことができる車両用表示装置を提供する。
【解決手段】 切替信号ＰＳＳが第一状態から第二状態へ切り替わってから該切替を認識するための固有認識遅延時間τ１を有するビデオインターフェース回路２を使用する。そして、切替信号ＰＳＳのビデオインターフェース回路２への入力を強制遅延させる遅延回路９を設け、該遅延回路９による強制遅延時間τ２を、ビデオインターフェース回路２の固有認識遅延時間τ１との合計に由来した被合成映像領域ピクセル４１の取り込み欠落数が一定となるように調整する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、車両用表示装置に関する。

特開平１１−５５６５６号公報 特開２００３−３００４４３号公報

車両用（特に自動車用）の表示装置として、メータ内あるいはメータ外に置かれた液晶パネルなどの表示器に、車両後方のバックビュー映像や、車両のドライブインフォメーション、あるいはウォーニングアドバイザリーを表示するものがある（特許文献１，２）。バックビュー映像を表示する場合は、注意確認を万全なものとする目的で、カメラの撮影映像であるバックビュー映像に、システム内部にて保持もしくは生成した内部映像として、例えば注意喚起画像（例えば、車両周辺を直接確認して下さい」等の文字情報）を合成し（いわゆる、スーパーインポーズ）、表示器に出力する。

具体的には、映像合成回路（ビデオインターフェース回路：例えば特許文献１では画像合成回路）にカメラからの撮影映像信号と、合成すべき内部映像の信号が内部映像描画回路（特許文献１では制御回路７）から入力される。また、内部映像描画回路はビデオインターフェース回路に対し、表示器に出力する映像信号を撮影映像信号とき内部映像信号との間で切り替える切替信号も出力する。内部映像描画回路は、映像フレーム上における現在の走査位置（ピクセル位置）を把握し、内部映像を表示すべき走査位置が到来すれば、切替信号を撮影映像信号側から内部映像信号側に切り替える。ビデオインターフェース回路は、該切替信号に従い映像入力を撮影映像信号と内部映像信号との間で随時切り替えながら表示器にピクセル転送することで、合成画像が表示される。

ところで、上記の装置においては、ビデオインターフェース回路による切替信号の認識に無視できない遅延を有している場合があり、また、同じビデオインターフェース回路にあっても遅延時間が使用状況によって変動することがある。切替信号の認識時間が大きく遅延すると、内部映像描画回路が合成するべき内部映像領域（文字等）のピクセル列を出力開始しているにも拘わらず、ビデオインターフェース回路では映像入力が内部映像信号側に切り替わらず、内部映像領域の一部領域（具体的には、表示すべきピクセル列の少なくとも先頭のもの）が欠けて表示されることにつながる。他方、切替信号の認識時間がそれほど大きくない場合は、こうしたピクセルの欠落が生じず正常に表示されることもあり、合成される内部映像の表示状態が一様でなくなり映像品質の安定性が損なわれることにつながる。

本発明の課題は、ビデオインターフェース回路の入力映像の切替信号の認識遅延にばらつきを生じている場合においても、合成映像の品質を一様に保つことができる車両用表示装置を提供することにある。

課題を解決するための手段及び発明の効果

本発明の車両用表示装置は、上記の課題を解決するために、
車両に取り付けられるカメラと、
車室内に取り付けられる表示器と、
カメラからの撮影映像信号と、該撮影映像信号にスーパーインポーズ合成される内部映像信号とが入力可能とされ、該スーパーインポーズ合成のために、外部から入力される切替信号の状態が第一状態と第二状態との間で切り替わることにより、ピクセル取り込み対象となる映像信号を撮影映像信号と内部映像信号との間で随時切り替えつつ、外部から入力されるクロックパルス信号に従い取り込んだピクセルの映像信号を表示器に順次出力するビデオインターフェース回路と、
内部映像の画像データを構成する個々のピクセルデータを走査線に沿って順次取得して該ピクセルデータに基づく内部映像信号を生成し、該内部映像信号と同期して生成されるクロックパルス信号とともに該内部映像信号をビデオインターフェース回路に出力するとともに、内部映像のピクセルのうち合成映像上に表示するべき被合成映像領域ピクセルと、該被合成映像領域の背景領域ピクセルとを識別し、背景領域ピクセルの到来タイミングにおいて第一状態となり、被合成映像領域ピクセルの到来タイミングにおいて第二状態となるように切替信号をビデオインターフェース回路に出力する内部映像描画回路と、
ビデオインターフェース回路は、クロックパルス信号の１パルス周期につき１ピクセルの取り込みを行なうとともに、切替信号が第一状態から第二状態へ切り替わってから該切替を認識するための固有認識遅延時間を有するものであり、
かつ、切替信号のビデオインターフェース回路への入力を強制遅延させる遅延回路が設けられ、切替信号の遅延回路による強制遅延時間と固有認識遅延時間との合計に由来したビデオインターフェース回路による被合成映像領域ピクセルの取り込み欠落数が一定となるよう、遅延回路による強制遅延時間が定められてなることを特徴とする。

上記本発明の車両用表示装置においては、切替信号が第一状態から第二状態へ切り替わってから該切替を認識するための固有認識遅延時間を有するビデオインターフェース回路を使用する。そして、切替信号のビデオインターフェース回路への入力を強制遅延させる遅延回路を設け、該遅延回路による強制遅延時間を、ビデオインターフェース回路の固有認識遅延時間との合計に由来した被合成映像領域ピクセルの取り込み欠落数が一定となるように調整したので、ビデオインターフェース回路の入力映像の切替信号の認識遅延にばらつきを生じている場合においても、合成映像の品質を一様に保つことができる。

スーパーインポーズでは、内部映像描画回路は、画像上のどのピクセルを合成表示すべきかどうかを何らかの形で把握する。例えば、被合成映像の画像データを外部の制御主体（例えばマイコン）から取得する場合であれば、その制御主体からの指示情報に従い、画像上のどのピクセルをどこに合成表示すべきかを把握することができる。この場合、走査線上にて一定輝度以上の被合成映像領域のピクセル区間に差しかかると、切替信号が内部映像側に切り替わる（第二状態）。この切替のビデオインターフェース回路による認識遅延が、遅延回路の追加により、被合成映像領域の走査先頭側にて常に一定数のピクセルが欠落するように調整される。その結果、合成後の被合成映像領域は、走査線毎に走査先頭側のピクセルが一様に欠落して細った形態で表示される。特に被合成映像領域が文字の場合、ピクセル欠落により走査先頭側、つまり、文字アウトラインの左端が常に細った形態で表示されるので、読み辛くなる場合もありえる。そこで、使用する内部映像の画像データとして、走査線上に連続して配列する被合成映像領域ピクセルの列が、取り込み欠落数を補償するためのダミーピクセルを付加することにより表示器に最終的に表示すべきピクセル数よりも冗長となるように形成しておくと、上記のようなピクセルの欠落が生じても被合成映像領域の細りを防止することができる。

また、ビデオインターフェース回路は、切替信号の第二状態から第一状態への切替認識も、第一状態から第二状態への切替認識と同様に遅延することが多い。この場合、ピクセルデータ上に存在する走査線上に連続して配列する被合成映像領域ピクセル列に対応した映像信号の内部映像描画回路からの出力完了後においては、被合成映像領域ピクセル列に続く形で背景領域ピクセルの取り込みを、取り込み欠落数に対応したピクセル数だけ強制継続することになる。すると、表示器上に合成表示される内部映像の被合成映像領域には、被合成映像領域ピクセル列に続く形で、強制取り込みされた背景領域ピクセルが冗長低輝度ピクセルとして不可避的に追加されることになる。特に被合成映像領域が文字の場合、走査末端側、つまり、文字アウトラインの右端に冗長低輝度ピクセルによる立体的な影が常に付加される。これを文字意匠の一部として意図的に利用することももちろん可能である。

しかし、上記冗長低輝度ピクセルを意匠上排除したい場合は、次のような工夫が必要である。すなわち、カメラからの撮影映像において、合成される内部映像の被合成映像領域の背景を形成する一部の映像領域を、そのピクセルの設定輝度を、被合成映像領域ピクセルの設定輝度よりも冗長低輝度ピクセルの設定輝度に近くなるよう固定設定した低輝度固定背景領域として形成する。このようにすると、被合成映像領域に含まれる冗長低輝度ピクセルを、撮影映像側の低輝度固定背景領域に埋没させて目立たなくすることができる。この効果は、冗長低輝度ピクセルと、撮影映像の低輝度固定背景領域とのピクセルとを、いずれも設定可能な輝度の最小値を有するものとして定めておく（例えば、低輝度固定背景領域のピクセルを冗長低輝度ピクセルと同じ黒に設定する）場合に最も顕著である。

本発明においてビデオインターフェース回路は、クロックパルス信号の１周期の中間に位置するレベル変化エッジを有効エッジとしてピクセルの取り込みを行なうものとして構成できる。そして、その固有認識遅延時間が、最小値がクロックパルス信号の１／２周期未満となり、最大値がクロックパルス信号の１／２周期を超え１周期未満となるように（不可避的に）変動する場合、遅延回路の遅延特性は、強制遅延時間と固有認識遅延時間との合計値が、常にクロックパルス信号の１／２周期を超え３／２周期未満となるように調整しておけば、切替信号の認識遅延に由来するピクセルの取り込み欠落数を常に１個に固定でき、それよりも多くなることも少なくなることもなくなるので、被合成映像の表示の安定化を強固に図ることができる。

通常、ピクセル転送用のクロックパルス信号は、第一レベル（例えばＨ）と第二レベル（Ｌ）の保持時間が互いに等しい方形波パルス信号であり、第一レベルから第二レベルへの変化エッジか、あるいは第二レベルから第一レベルへの変化エッジのどちらか一方がピクセル転送トリガとして固定的に使用されるものである。このクロックパルス信号の１周期の開始端と終了端とは、ビデオインターフェース回路への映像信号の個々のピクセル信号の出力保持期間の開始端と終了端とに一対一に対応付けられる。

この場合、切替信号は、ビデオインターフェース回路に背景領域ピクセルの取り込みを指示する第一レベルを第一状態とし、同じく被合成映像領域ピクセルの取り込みを指示する第二レベルを第二状態とて定めた二値のレベル信号とすることができる。そして、内部映像描画回路は、切替信号のレベル変化エッジがクロックパルス信号の１周期の開始端に位置するレベル変化エッジと一致するよう、該クロックパルス信号と同期して切替信号のレベル切替を行なうものとすることができる。この場合、遅延回路の遅延特性は、内部映像描画回路による切替信号の出力が第一レベルから第二レベルに切り替わるタイミングを時間原点として、ビデオインターフェース回路が当該第一レベルから第二レベルへの変化エッジを認識するタイミングが常に、ビデオインターフェース回路に最初に入力されるクロックパルス信号の最初の有効エッジよりも遅く、２番目の有効エッジよりも早くなるように調整することで、切替信号の認識遅延に由来するピクセルの取り込み欠落数を常に１個に固定できることになる。

カメラは、例えば車両のバックビューを撮影するバックビューカメラとすることができる。この場合、内部映像は、バックビューカメラが撮影するバックビュー撮影映像に重畳される注意喚起画像とすることができる。本発明の採用により、バックビュー表示時の注意喚起画像の表示安定性が増し、使用者に対する注意促進をより効果的に図ることができる。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の車両用表示装置の全体構成を示すブロック図である。該車両用表示装置１は、自動車（車両）に取り付けられるカメラ８と、その自動車の車室内に取り付けられる表示器４とを有する。また、各々ＩＣにて構成された、ビデオインターフェース回路２、同期分離回路５、内部映像描画回路３、及び制御主体となるマイコン７を有する。本実施形態において、カメラ８は車両（自動車）のバックビューを撮影するバックビューカメラ８であり、図３に示すように、車両４のリア端部に取り付けられる。また、表示器４は車室内にて運転席から視認可能な位置、例えば運転席前方に設けられるメーターユニット内か、あるいはセンターコンソール等に設けられるバックライト付きの液晶パネルであり、自動車が後退する際（つまり、自動車のシフトレバーがリバース（バック）に入っている場合）には、図４に示すように、カメラ８が撮影するバックビュー撮影映像を表示するとともに、カーナビゲーション装置の表示部等も兼ねるものである。

図２に示すように、ビデオインターフェース回路２は市販の液晶用映像信号処理ＩＣとして構成され、カメラ８からの撮影映像信号ＰＰＳと、該撮影映像信号ＰＰＳにスーパーインポーズ合成される内部映像信号ＳＰＳとが入力可能とされる。そして、該スーパーインポーズ合成のために、外部から入力される切替信号ＰＳＳの状態が第一状態（後述の第一レベルＬ）と第二状態（後述の第二レベルＨ）との間で切り替わることにより、ピクセル取り込み対象となる映像信号を撮影映像信号ＰＰＳと内部映像信号ＳＰＳとの間で随時切り替えつつ、外部から入力されるクロックパルス信号ＣＫに従い取り込んだピクセルの映像信号ＢＰＳを表示器４に順次出力する。

内部映像描画回路３は、一般的なビデオディスプレイプロセッサＩＣとして構成され、内部映像の画像データ４０（図７）を構成する個々のピクセルデータを走査線に沿って順次取得して該ピクセルデータに基づく内部映像信号ＳＰＳを生成する。そして、該内部映像信号ＳＰＳと同期して生成されるクロックパルス信号ＣＫとともに該内部映像信号ＳＰＳをビデオインターフェース回路２に出力する。また、内部映像のピクセルのうち合成映像上に表示するべき被合成映像領域ピクセル４１と、該被合成映像領域４４の背景領域ピクセル４３とを識別し、背景領域ピクセル４３の到来タイミングにおいて第一状態（第一レベルＬ）となり、被合成映像領域ピクセル４１の到来タイミングにおいて第二状態（第二レベルＨ）となるように切替信号ＰＳＳをビデオインターフェース回路２に出力する。

本実施形態では、カメラ８からの撮影映像信号ＰＰＳは、アナログ映像信号、具体的には周知のＮＴＳＣカラービデオコンポジット信号である。カラービデオコンポジット信号は、走査線上の各位置でのピクセル輝度を電圧レベルにて示す階段状の輝度信号のピクセル区間毎に、対応するピクセルの色を振幅及び位相により示す色信号（輝度信号よりも周波数が高い）を重畳させたものであり、走査線毎のコンポジット信号区間の先頭には、輝度信号とは電圧符号の異なるパルス波形からなる水平同期信号が挿入される。また、映像フィールドの先頭に位置する走査線のコンポジット信号区間の先頭には、上記水平同期信号とともに同様のパルス波形からなる垂直同期信号が挿入される。また、水平同期信号とコンポジット信号区間との間には、色信号の位相検出用のカラーバースト信号が挿入される。同期分離回路５は、上記のようなカラービデオコンポジット信号から色信号とカラーバースト信号とを低域通過フィルタにより除去し、残った輝度信号と同期信号とを電圧符号の相違により分離して同期信号のみを出力するように動作する。なお、内部映像描画回路３からの内部映像信号ＳＰＳはアナログＲＧＢ映像信号である。

本実施形態では、 図４に示すように、自動車が後退する際に合成モードとなり、表示器４の表示画面４Ｄには、カメラ８によるバックビュー撮影映像（以下、図面では映像１とも表示する）の下端位置に、「車両周辺を直接確認してください」等の文字を主体とした注意喚起画像（以下、図面では映像２とも表示する）がスーパーインポーズにより重畳表示される。具体的には、図１においてマイコン７が、所定のプログラム処理により、通信接続されているボデー系ＥＣＵ等からシフトポジション情報を取得するとともに（シフトポジション情報取得手段）、該取得したシフトポジション情報がリバースポジションを示すものである場合に撮影映像を表示器４に出力する判定を行ない、それ以外の場合は撮影映像を表示器４に出力しない判定を行なう。また、マイコン７は、その判定結果に基づき、どのような種別の映像を出力するかを示す制御信号を内部映像描画回路３に出力する。

カメラ８は電源回路６から駆動電圧を受電する。動作電源６は、バッテリー電圧ＩＧ＋を入力電圧とし、直接的な動作電源となる直流安定化電源回路６１を経てカメラ８に駆動電圧を供給する。そして、該直流安定化電源回路６１の入力段側にはトランジスタスイッチからなる電源スイッチ６２が設けられている。電源スイッチ６２がＯＮであればカメラ８は電源に接続された状態となり、同じくＯＦＦであればカメラ８は電源が遮断された状態となる。

そして、マイコン７は、取得するシフトポジション情報の内容に基づいて、カメラ８による撮影映像を表示器４に出力するか否かを判定し、その判定結果に応じたスイッチ制御出力ＣＳＳを電源スイッチ６２に入力する。具体的には、シフトポジション情報がリバースであれば撮影映像を表示器４に出力すると判定して電源スイッチ６２をＯＮ（接続状態）とし、同じくシフトポジション情報がそれ以外のギアポジションを示している場合は撮影映像を表示器４に出力しないと判定し、電源スイッチ６２をＯＦＦ（遮断状態）とする。

次に、図２において、ビデオインターフェース回路２は、クロックパルス信号ＣＫの１パルス周期につき１ピクセルの取り込みを行なうとともに、切替信号ＰＳＳが第一レベルＬから第二レベルＨへ切り替わってから該切替を認識するための固有認識遅延時間を有する。また、切替信号ＰＳＳのビデオインターフェース回路２への入力経路上には、該切替信号ＰＳＳのビデオインターフェース回路２への入力を強制遅延させる遅延回路９が設けられている。この遅延回路９による強制遅延時間は、切替信号ＰＳＳの遅延回路９による強制遅延時間と固有認識遅延時間との合計に由来したビデオインターフェース回路２による被合成映像領域ピクセル４１の取り込み欠落数が一定となるように定められている。図２では、遅延回路９が周知のＲＣ回路として構成され、抵抗５Ｒの電気抵抗値とコンデンサ５Ｃの静電容量とに基づく時定数により上記強制遅延時間が調整される。

図７の上は、内部映像の画像データ４０を模式的に示すものである。図２の内部映像描画回路３は、マイコン７からの指示に従い、内部映像のピクセルデータにおいて、被合成映像領域ピクセル４１と背景領域ピクセル４３と識別する。図７では、被合成映像領域が文字（Ｂ）であり、内部映像のピクセルデータは、文字領域が一定の輝度閾値を超える被合成映像領域４１として表わされ、文字の背景領域は該閾値未満、具体的には黒ベタピクセル領域４３（図では白く表わしている）として表現される。

以下、車両用表示装置１の動作について説明する。すなわち、自動車のシフトレバーがリバース（バック）に入っている場合、マイコン７に入力されるシフトポジション情報も「リバース」を示すものとなる。これを受けてマイコン７は、スイッチ制御出力ＣＳＳをＨレベルとする。これにより、電源スイッチ６２がＯＮとなってカメラ８が電源接続され、ビデオインターフェース回路２と同期分離回路５とにバックビュー撮影映像信号ＰＰＳを出力する。また、同期分離回路５は、バックビュー撮影映像信号から同期信号（垂直同期信号及び水平同期信号）ＳＹＳを分離して内部映像描画回路３に出力する。

図２に示すように、内部映像描画回路３は、この同期信号ＳＹＳを参照して、カメラ８の映像フレーム上における走査位置（ピクセル位置）を把握し、内部映像（図３の注意喚起画像）を表示すべき走査位置であるか否かを、自身が出力するピクセル転送用のクロックパル信号ＣＫに従い随時判定するともに、その判定結果を反映した映像切替信号ＰＳＳを内部映像信号ＳＰＳとともにビデオインターフェース回路２に出力する。ビデオインターフェース回路２はその映像切替信号ＰＳＳに従い、映像入力を、カメラ８からのバックビュー撮影映像信号ＰＰＳと内部映像信号ＳＰＳとの間で随時切り替えながら、映像信号ＢＰＳとして表示器４にピクセル転送する。

前述のごとく、映像切替信号ＰＳＳは二値のレベル信号であり、第一レベルＬのとき撮影映像信号ＰＰＳが選択され、第二レベルＨのとき内部映像信号ＳＰＳが選択される。内部映像描画回路３は、内部映像の画像データを内蔵された不揮発性メモリ中に記憶しているか、あるいは外部から取得してＲＡＭ中に保持している。内部映像の画像データは、この実施形態では、図５に示すように、バックビュー撮影映像と同一の映像フレームデータを形成しており、内部映像の画像データは、この実施形態では、バックビュー撮影映像と同一の映像フレームデータを形成している。該画像データは、垂直同期信号をトリガとして走査線毎に到来する水平同期信号を受けて先頭のラインから順次読み出され、クロックパルスに従い各ピクセルのコンポジット信号にエンコードされてビデオインターフェース回路２に出力される。このとき、内部映像描画回路３は、内部映像の画像データの各ピクセルを走査線毎に順次読み込み、かつ、マイコン７からの指示に従い、そのピクセルが合成表示すべきピクセルかそうでないピクセルかを判別する。そして、該ピクセルが合成表示すべきでないピクセルであれば、映像切替信号ＰＳＳはＬレベルとなりバックビュー撮影映像信号が選択される一方、合成表示すべきピクセルであればＨレベルとなり内部映像信号が選択される。こうして、バックビュー撮影映像上に内部映像がスーパーインポーズされた合成画像が表示される。

図１１は、切替信号ＰＳＳの認識に全く遅れがない理想的な特性を有するビデオインターフェース回路２を用いたと考えた場合の、仮想的な信号タイミング図である。ピクセル転送用のクロックパルス信号ＣＫは、第一レベルＬと第二レベルＨの保持時間が互いに等しい方形波パルス信号であり、第二レベルＨから第一レベルＬへの変化エッジ（以下、立ち下がりエッジともいう）が入力映像信号（ＰＰＳ又はＳＰＳ）からのピクセル取り込みトリガとして使用され、第一レベルＬから第二レベルＨへの変化エッジ（以下、立ち上りエッジともいう）が、取り込んだピクセルの映像信号ＢＰＳの表示器４への出力トリガとして使用される。クロックパルス信号ＣＫの１周期の開始端と終了端とは、ビデオインターフェース回路２への映像信号ＳＰＳの個々のピクセル信号の出力保持期間の開始端と終了端とに一対一に対応付けられている。

内部映像描画回路３は、切替信号ＰＳＳのレベル変化エッジＦがクロックパルス信号ＣＫの１周期の開始端に位置するレベル変化エッジ（ここでは、立ち上りエッジ）Ｊと一致するよう、該クロックパルス信号ＣＫと同期して切替信号ＰＳＳのレベル切替を行なう。図１１の下に示すように、ビデオインターフェース回路２側の切替信号ＰＳＳの認識特性ＰＳＳ’に遅延が全くなければ、切替信号ＰＳＳの切り替え後において、クロックパルス信号ＣＫの最初の立下りエッジで取り込まれた内部映像のピクセルが、その直後の立ち上りエッジにて表示器側に出力されるシーケンスとなる。

次に、図１２は、ビデオインターフェース回路２による切替信号ＰＳＳの認識に遅延があり、かつ、その固有認識遅延時間τ１が最小値τ１min（クロックパルス信号ＣＫの１周期の１／２未満）と最大値τ１max（クロックパルス信号ＣＫの１周期の１／２を超え１周期未満）の間で変動する場合のタイミング図を示すものである。クロックパルス信号ＣＫの１周期の１／２に相当するタイミングで、ピクセル取り込みのための立ち下がりエッジが生ずるので、固有認識遅延時間τ１が上記の該１／２周期よりも小さい最小値τ１min程度に留まることで、切替信号ＰＳＳの認識は最初のピクセル取り込みに間に合い、内部映像の被合成映像領域のピクセル列はどれも欠落することなく出力転送される。ところが、固有認識遅延時間τ１が１／２周期よりも大きい最大値τ１max程度になると、切替信号ＰＳＳの認識が最初のピクセル取り込みに間に合わなくなる。その結果、内部映像のピクセル列は先頭のものの取り込みが欠落し、被合成映像領域（例えば、文字）は、走査線毎に走査先頭側のピクセルが一様に欠落して細った形態で表示される。このように、固有認識遅延時間τ１がばらつくことによって、被合成映像領域はピクセル欠落が生じたり生じなかったりし、表示の安定性が損なわれる。

そこで、本発明の表示装置においては、遅延回路９の遅延特性が、図６に示すように、内部映像描画回路３による切替信号ＰＳＳの出力が第一レベルＬから第二レベルＨに切り替わるタイミングを時間原点Ｇとして、ビデオインターフェース回路２が当該第一レベルＬから第二レベルＨへの変化エッジＦ’を認識するタイミングが常に、ビデオインターフェース回路２に最初に入力されるクロックパルス信号ＣＫの最初の有効エッジＥ１よりも遅く、２番目の有効エッジＥ２よりも早くなるように調整されている。具体的には、強制遅延時間τ２が、上記の最小値τ２minと最大値τ１maxとの間で任意に変動する固有認識遅延時間τ１との合計値にて、常にクロックパルス信号ＣＫの１／２周期を超え３／２周期未満となるように遅延回路９の時定数が調整されている。これにより、固有認識遅延時間τ１が上記最小値τ２minと最大値τ１maxとの間のどのような値に生じている場合においても、被合成映像領域のピクセル列の取り込みの開始は、必ずクロックパルス信号ＣＫの２番目の立ち下がりエッジの入力タイミングに固定される。その結果、切替信号ＰＳＳの認識遅延に由来するピクセルの取り込み欠落が常に、かつ先頭の１個に固定された状態で生ずる。つまり、走査線毎に被合成映像領域の先頭ピクセルの取り込み欠落が、１個よりも多くなることも少なくなることもなくなるので、被合成映像の表示の安定化を強固に図ることができる。

この場合、合成後の被合成映像領域は、走査線毎に走査先頭側のピクセルが必ず１個欠落して表示される。特に被合成映像領域４４が文字の場合、ピクセル欠落により走査先頭側、つまり、文字アウトラインの左端が常に細った形態で表示されるので、読み辛くなる場合もありえる。そこで、本実施形態では、図７の上に示すように、使用する内部映像の画像データ４０として、走査線上に連続して配列する被合成映像領域ピクセル４１の列が、取り込み欠落数を補償するためのダミーピクセル４２を付加することにより表示器４に最終的に表示すべきピクセル数よりも冗長となるように形成されたものが使用されている。図７の下に示す、表示器への出力状態で見ると、被合成映像領域ピクセル列の先頭４５が欠落しても、画像データ上の被合成映像領域ピクセル列がダミーピクセル４２の１個分だけ冗長に綯っているので、結局、被合成映像領域の出力４４の細りが防止されるのである。

次に、ビデオインターフェース回路２は、切替信号ＰＳＳの第二レベルＨから第一レベルＬへの切替認識も、第一レベルＬから第二レベルＨへの切替認識と同様の特性にて遅延する。この場合、図７の上において、走査線上に連続して配列する被合成映像領域ピクセル列４１に対応した映像信号ＳＰＳの、内部映像描画回路３からの出力完了後においては、被合成映像領域ピクセル列４１に続く形で、背景領域ピクセル４３の取り込みを、取り込み欠落数に対応したピクセル数だけ強制継続することになる。すると、図７の下に示すように、表示器上に合成表示される内部映像の被合成映像領域４４には、被合成映像領域ピクセル４６列に続く形で、強制取り込みされた背景領域ピクセルが、設定輝度が閾値未満の冗長低輝度ピクセル４７として不可避的に追加されることになる（図６の表示器出力のタイミング図も参照）。

図７に示すごとく、被合成映像領域４４が文字の場合、走査末端側、つまり、文字アウトラインの右端に冗長低輝度ピクセル４７による立体的な影が常に付加される。これを文字意匠の一部として意図的に利用することももちろん可能であるが、上記冗長低輝度ピクセル４７を意匠上排除したい場合は、次のようにすればよい。すなわち、図５に示すように、カメラ８からの撮影映像（映像１）において、合成される内部映像の被合成映像領域の背景を形成する一部の映像領域２１を、図８に示すように、その映像領域２１のピクセルの設定輝度を、被合成映像領域ピクセル４６の設定輝度よりも冗長低輝度ピクセル４７の設定輝度に近くなるよう固定設定した低輝度固定背景領域として形成する。このようにすると、被合成映像領域に含まれる冗長低輝度ピクセル４７を、撮影映像側の低輝度固定背景領域２１に埋没させて目立たなくすることができる。この効果は、冗長低輝度ピクセル４７と、撮影映像の低輝度固定背景領域２１とのピクセルとを、いずれも設定可能な輝度の最小値を有するものとして定めておく（例えば、低輝度固定背景領域２１のピクセルを冗長低輝度ピクセル４７と同じ黒に設定する）場合に最も顕著である。しかし、冗長低輝度ピクセル４７を埋没させる効果が得られるのであれば、撮影映像の低輝度固定背景領域２１のピクセル輝度を、その最小値よりも少し大きく設定しておくことも可能である。

カメラ８がデジタルカメラであれば、カメラ８側でのプログラム処理により、そのフレームメモリ上にて低輝度固定背景領域２１に対応するメモリエリアの画素設定値を、プログラム処理により最小輝度に固定設定することにより、低輝度固定背景領域２１を簡単に形成できる。

なお、内部映像の画像データ４０の被合成映像領域は、図７及び図８においては、上記のごとく文字領域のアウトライン形状に対応して定めてあったが、図９の上に示すごとく、文字領域４１とともに、その一部背景領域４８を含む形で設定してもよい。このとき、一部背景領域４８の設定輝度は、前述の切替信号ＰＳＳの切り替え判定閾値よりも大きい値に設定され、あくまで被合成映像領域の一部として認識され、文字領域４６とともに背景領域４９として撮影映像として合成されることになる。なお、画像データ４０の、一部背景領域４８を除く残余の背景領域は図７及び図８と同様に黒ベタピクセル領域とされる。このようにすると、図９下に示すように、ビデオインターフェース回路２による切替信号ＰＳＳの認識遅延に由来したピクセル欠落４５（あるいは、冗長低輝度ピクセル４７）の影響を、一部背景領域４９にて吸収することができ、文字領域４６にその影響が及ばない利点がある。

ただし、画像データの構造的には、図９の場合、文字領域４１と一部背景領域４８とが一体化したグラフィックデータとして被合成映像領域を構成しなければならず、文字による表示内容を変更したい場合には該グラフィックデータの作り直しなど、多少面倒な設計変更が必要となる。これに対し、被合成映像領域を、図７及び図８のように文字領域のアウトライン形状に定める場合は、被合成映像領域の画像データを文字のフォントデータとして構成しておけばよく（ダミーピクセルを付加するフォント加工は事前に施しておく）、設計変更等にも対応しやすい利点がある。

また、遅延回路９は、図２の構成に限定されるものではなく、例えば図１０に示すように、論理ＩＣ９１，９２のレベル反転出力遅延特性を利用して構成することも可能である。図１０においては、遅延回路９を、カスケード接続されたインバータバッファＩＣ列９１，９２により構成しており、その接続段数に応じて強制遅延時間（τ２）を調整することができる。

本発明の車両用表示装置の電気的構成の第一例を示すブロック図。 図１のブロック図の内部映像描画回路周辺の出力形態を、遅延回路とともに詳細に示すブロック図。 バックビューモニタ用のカメラの取り付け位置の例を示す画像。 内部映像としての注意喚起画像を合成したバックビュー映像の一例を示す画像。 アナログ映像信号を用いた画像合成の原理説明図。 図２の回路動作を、その効果とともに示すタイミング図。 ダミーピクセルを付加した内部映像の被合成映像領域の画像データと、その出力形態とを合わせて示す説明図。 被合成映像領域に生ずる冗長低輝度ピクセルを、撮影映像側に形成した低輝度固定背景領域に埋没させて目立たなくする方法を説明する図。 内部映像の被合成映像領域の画像データの別構成例を示す図。 遅延回路の別構成例を示すブロック図。 理想的な特性を有したビデオインターフェース回路を用いたと考えた場合のピクセル転送シーケンスを示す仮想タイミング図。 従来回路にて、切替信号の認識遅延を有するビデオインターフェース回路を用いた場合のピクセル転送シーケンスを示すタイミング図。

符号の説明

１ 車両用表示装置
２ ビデオインターフェース回路
３ 内部映像描画回路
４ 表示器
８ カメラ
９ 遅延回路
ＰＰＳ 撮影映像信号
ＳＰＳ 内部映像信号
ＰＳＳ 切替信号

Claims (8)

1. 車両に取り付けられるカメラと、
   車室内に取り付けられる表示器と、
   前記カメラからの撮影映像信号と、該撮影映像信号にスーパーインポーズ合成される内部映像信号とが入力可能とされ、該スーパーインポーズ合成のために、外部から入力される切替信号の状態が第一状態と第二状態との間で切り替わることにより、ピクセル取り込み対象となる映像信号を前記撮影映像信号と前記内部映像信号との間で随時切り替えつつ、外部から入力されるクロックパルス信号に従い取り込んだピクセルの映像信号を前記表示器に順次出力するビデオインターフェース回路と、
   前記内部映像の画像データを構成する個々のピクセルデータを走査線に沿って順次取得して該ピクセルデータに基づく内部映像信号を生成し、該内部映像信号と同期して生成される前記クロックパルス信号とともに該内部映像信号を前記ビデオインターフェース回路に出力するとともに、前記内部映像のピクセルのうち合成映像上に表示するべき被合成映像領域ピクセルと、該被合成映像領域の背景領域ピクセルとを識別し、前記背景領域ピクセルの到来タイミングにおいて前記第一状態となり、前記被合成映像領域ピクセルの到来タイミングにおいて前記第二状態となるように前記切替信号を前記ビデオインターフェース回路に出力する内部映像描画回路と、
   前記ビデオインターフェース回路は、前記クロックパルス信号の１パルス周期につき１ピクセルの取り込みを行なうとともに、前記切替信号が前記第一状態から前記第二状態へ切り替わってから該切替を認識するための固有認識遅延時間を有するものであり、
   かつ、前記切替信号の前記ビデオインターフェース回路への入力を強制遅延させる遅延回路が設けられ、前記切替信号の前記遅延回路による強制遅延時間と前記固有認識遅延時間との合計に由来した前記ビデオインターフェース回路による前記被合成映像領域ピクセルの取り込み欠落数が一定となるよう、前記遅延回路による前記強制遅延時間が定められてなることを特徴とする車両用表示装置。
2. 前記内部映像の画像データは、前記走査線上に連続して配列する前記被合成映像領域ピクセルの列が、前記取り込み欠落数を補償するためのダミーピクセルを付加することにより前記表示器に最終的に表示すべきピクセル数よりも冗長となるように形成されてなる請求項１記載の車両用表示装置。
3. 前記画像データ上に存在する、前記走査線上に連続して配列する前記被合成映像領域ピクセル列に対応した映像信号の前記内部映像描画回路からの出力完了後において、前記ビデオインターフェース回路は、前記切替信号の前記第二状態から前記第一状態への切替認識が遅延することに基づき、前記被合成映像領域ピクセル列に続く形で前記背景領域ピクセルの取り込みを、前記取り込み欠落数に対応したピクセル数だけ強制継続するものであり、
   前記表示器上に合成表示される前記内部映像の前記被合成映像領域には、前記被合成映像領域ピクセル列に続く形で、強制取り込みされた前記背景領域ピクセルが冗長低輝度ピクセルとして不可避的に追加される請求項１又は請求項２に記載の車両用表示装置。
4. 前記カメラからの撮影映像は、合成される前記内部映像の前記被合成映像領域の背景を形成する一部の映像領域が、そのピクセルの設定輝度を、前記被合成映像領域ピクセルの設定輝度よりも前記冗長低輝度ピクセルの設定輝度に近くなるよう固定設定した低輝度固定背景領域として形成されてなる請求項３記載の車両用表示装置。
5. 前記冗長低輝度ピクセルと、前記撮影映像の前記低輝度固定背景領域とのピクセルとが、いずれも設定可能な輝度の最小値を有するものとして定められる請求項４記載の車両用表示装置。
6. 前記ビデオインターフェース回路は、前記クロックパルス信号の１周期の中間に位置するレベル変化エッジを有効エッジとして前記ピクセルの取り込みを行なうとともに、前記固有認識遅延時間は、最小値が前記クロックパルス信号の１／２周期未満となり、最大値が前記クロックパルス信号の１／２周期を超え１周期未満となるように変動するものであり、
   前記遅延回路の遅延特性は、前記強制遅延時間と前記固有認識遅延時間との合計値が、常に前記クロックパルス信号の１／２周期を超え３／２周期未満となるように調整されてなる請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の車両用表示装置。
7. 前記切替信号は、前記ビデオインターフェース回路に前記背景領域ピクセルの取り込みを指示する第一レベルを前記第一状態とし、同じく前記被合成映像領域ピクセルの取り込みを指示する第二レベルを前記第二状態とて定めた二値のレベル信号であり、前記内部映像描画回路は、前記切替信号のレベル変化エッジが前記クロックパルス信号の１周期の開始端に位置するレベル変化エッジと一致するよう、該クロックパルス信号と同期して前記切替信号のレベル切替を行なうものであり、
   前記遅延回路の遅延特性は、前記内部映像描画回路による前記切替信号の出力が前記第一レベルから前記第二レベルに切り替わるタイミングを時間原点として、前記ビデオインターフェース回路が当該第一レベルから第二レベルへの変化エッジを認識するタイミングが、常に、前記ビデオインターフェース回路に最初に入力される前記クロックパルス信号の最初の前記有効エッジよりも遅く、２番目の前記有効エッジよりも早くなるように調整されてなる請求項６記載の車両用表示装置。
8. 前記カメラは前記車両のバックビューを撮影するバックビューカメラであり、
   前記内部映像は、前記バックビューカメラが撮影するバックビュー撮影映像に重畳される注意喚起画像である請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の車両用表示装置。