JP2020112668A - ヘッドアップディスプレイ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】虚像の視認性が良好なＨＵＤ装置を提供する。【解決手段】ＨＵＤ装置は、車両に搭載されるように構成され、画像の表示光を透過部材に投影することにより、車両外の景色と重畳するような虚像を表示する。ＨＵＤ装置は、画像による表示コンテンツが配置される画面に複数の画面領域を有する画像表示部、及び、画像表示部に対して分離され、複数の光源により画像表示部を照明する照明部を有する表示器と、画像表示部を制御すると共に、各光源のうち各画面領域に対応した対応光源を、各画面領域での表示コンテンツの配置に基づいて点灯させるようにローカルディミング制御する表示制御部と、を備える。表示制御部は、画面領域に表示コンテンツを配置状態である表示期間に、対応光源を点灯させると共に、画面領域での表示コンテンツの配置状態が停止された停止時から所定時間設定される停止後期間にも、対応光源の点灯を継続させる。【選択図】図６

Description

この明細書による開示は、ヘッドアップディスプレイ装置（以下、ＨＵＤ装置を略称とする）に関する。

従来、車両に搭載されるように構成されたＨＵＤ装置が知られている。特許文献１に開示の装置は、画像の表示光を透過部材に投影することにより、車両外の景色と重畳するような虚像を表示している。より詳細に、特許文献１に開示の装置は、画像表示部及び複数の光源を有する照明部を有する表示器を備えている。各光源は、表示コンテンツが表示される画面領域に対応した対応光源が点灯されるように、ローカルディミング制御されている。

特許第６２９９５２３号公報

さて、車両外の景色と重畳するように虚像を表示する場合では、車両の移動又は振動に応じて、適時に表示コンテンツの配置を変更し、当該景色との適切な重畳を可能とすることが考えられる。車両の移動又は振動状況によって、短時間での表示コンテンツの配置変更を行なった方がよい場合もある。

ところが、このような短時間での表示コンテンツの配置変更に対応して、ローカルディミング制御を実施すると、各光源における点灯及び消灯の切り換えが頻発し得る。その結果、虚像にちらつきが発生し、視認性が低下することが懸念されている。

この明細書の開示による目的のひとつは、虚像の視認性が良好なＨＵＤ装置を提供することにある。

ここに開示された態様のひとつは、車両（１）に搭載されるように構成され、画像の表示光を透過部材（３）に投影することにより、車両外の景色と重畳するような虚像（ＶＤＰ）を表示するヘッドアップディスプレイ装置であって、
画像による表示コンテンツ（ＤＣ）が配置される画面（２２ａ）に複数の画面領域（ＤＰＡ）を有する画像表示部（２２）、及び、画像表示部に対して分離され、複数の光源（２５）により画像表示部を照明する照明部（２４）を有する表示器（２１）と、
画像表示部を制御すると共に、各光源のうち各画面領域に対応した対応光源（２５ａ）を、各画面領域での表示コンテンツの配置に基づいて点灯させるようにローカルディミング制御する表示制御部（５２）と、を備え、
表示制御部は、画面領域に表示コンテンツを配置状態である表示期間に、対応光源を点灯させると共に、画面領域での表示コンテンツの配置状態が停止された停止時から所定時間設定される停止後期間にも、対応光源の点灯を継続させる。

このような態様によると、ある画面領域に対応した対応光源は、表示期間に点灯されるだけでなく、停止後期間にも、点灯が継続される。すなわち、画面領域での表示コンテンツの配置状態が停止された後、所定時間、点灯が継続される。そうすると、例えば虚像を車両外の景色と適切に重畳させるために、表示コンテンツが移動されて、所定時間内に表示コンテンツの位置が戻された場合に、一時的にある画面領域の表示コンテンツの配置状態が停止されたとしても、停止後期間に対応光源が消灯されることなく再び表示期間に戻る。故に、ローカルディミング制御を実施していても、短時間での表示コンテンツの配置変更に伴う光源の点灯及び消灯の切り換え頻度を低減することができるので、虚像のちらつき発生を抑制できる。以上により、虚像の視認性が良好なＨＵＤ装置を提供することができる。

なお、括弧内の符号は、後述する実施形態の部分との対応関係を例示的に示すものであって、技術的範囲を限定することを意図するものではない。

第１実施形態のＨＵＤ装置の車両への搭載状態を示す図である。 第１実施形態の表示器の構成を模式的に示す図である。 第１実施形態の表示器と表示制御部との関係を示すブロック図である。 第１実施形態の表示コンテンツの配置変更と光源との関係を説明するための模式図であって、（ａ）振動を受けていない場合の照明及び表示の例である。（ｂ）振動を受けて一時的に配置変更をした場合の照明及び表示の例である。 第１実施形態の表示制御部によるフローチャートである。 第１実施形態の対応光源の点灯及びその発光強度を示すタイムチャートである。 第２実施形態の対応光源の点灯及びその発光強度を示すタイムチャートである。 第３実施形態の対応光源の点灯及びその発光強度を示すタイムチャートである。 第４実施形態の対応光源の点灯及びその発光強度を示すタイムチャートである。 第５実施形態の対応光源の点灯及びその発光強度を示すタイムチャートである。 第６実施形態の対応光源の点灯及びその発光強度を示すタイムチャートである。

以下、複数の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部分のみを説明している場合、当該構成の他の部分については、先行して説明した他の実施形態の構成を適用することができる。また、各実施形態の説明において明示している構成の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても複数の実施形態の構成同士を部分的に組み合せることができる。

（第１実施形態）
図１に示すように、本開示の第１実施形態によるＨＵＤ装置１０は、車両１に搭載されるように構成され、当該車両１のインストルメントパネル２内に収容されている。ＨＵＤ装置１０は、車両１のウインドシールド３へ向けて画像の表示光を投影する。これにより、画像を、乗員により視認可能な虚像ＶＤＰとして表示する。すなわちウインドシールド３にて反射される画像の表示光が、車両１の室内に設定された視認領域ＥＢに到達することにより、視認領域ＥＢにアイポイントＥＰが位置する乗員が各種情報を認識することができる。

特に本実施形態では、乗員は、ウインドシールド３越しに、車両１外の景色と重畳するような虚像ＶＤＰを視認することができる。すなわち、ＨＵＤ装置１０による虚像ＶＤＰは、例えば路面又は建物等と重畳する表示コンテンツＤＣ（図４も参照）により、現実を拡張する拡張現実（Augmented Reality；ＡＲ）表示を含んでいる。

以下において、特に断り書きがない限り、前、後、上、下、左及び右が示す各方向は、水平面ＨＰ上の車両１を基準として記載される。

なお、本実施形態における車両１とは、自動車に限らず、鉄道車両の他、航空機、船舶、移動しないゲーム用筐体（例えば、筐体自ら振動するようなものを含む）等の各種乗り物を含むように広義に解される。

車両１のウインドシールド３は、例えばガラスないし合成樹脂により透光性の板状に形成された透過部材であり、インストルメントパネル２よりも上方に配置されている。ウインドシールド３は、前方から後方へ向かう程、インストルメントパネル２とは離間するように傾斜して配置されている。ウインドシールド３は、画像の表示光が投影される反射部３ａを、滑らかな凹面状又は平面状に形成している。なお、画像の表示光は、ウインドシールド３に代えて、例えば車両１と別体となっているコンバイナに投影されてもよい。

視認領域ＥＢは、虚像ＶＤＰが視認可能となる空間領域であって、アイボックスとも称される。視認領域ＥＢは、典型的には、車両１に設定されたアイリプスと重なるように設定される。アイリプスは、乗員のアイポイントＥＰの空間分布を統計的に表したアイレンジに基づいて、仮想の楕円体状に設定されている。アイリプスは、通常、座席のヘッドレストから少し前方の空間に設定される。

このようなＨＵＤ装置１０の具体的構成を、図２，３も用いて、以下に説明する。ＨＵＤ装置１０は、ハウジング１１、表示器２１、拡大導光部４１及び制御ユニット５１等により構成されている。

図１に示すように、ハウジング１１は、例えば合成樹脂ないし金属等により、表示器２１、拡大導光部４１、及び制御ユニット５１等を収容する中空形状を有しており、車両１のインストルメントパネル２内に設置されている。ハウジング１１は、ウインドシールド３とは上下方向に対向する上面部に、光学的に開口する窓部１２を有している。窓部１２は、例えば表示光を透過可能な防塵シート１３で覆われている。

表示器２１は、画面２２ａに画像を表示し、その画像の表示光を拡大導光部４１へ向けて投射する。本実施形態の表示器２１は、透過型の液晶表示器となっている。図２，３に示すように、表示器２１は、画面２２ａを有する画像表示部２２及び画像表示部２２を照明する照明部２４を有し、例えば遮光性を有する箱状のケーシングにこれらを収容して構成されている。

図１に示すように、拡大導光部４１は、表示器２１の画面２２ａから発せられた画像の表示光を導光する光路を形成している。拡大導光部４１は、例えば平面鏡４２及び凹面鏡４４を有している。

平面鏡４２は、例えば合成樹脂ないしガラスからなる基材の表面に、アルミニウムを蒸着させること等により、滑らかな平面状の反射面を形成している。表示器２１から平面鏡４２に入射した表示光は、その反射面により凹面鏡４４へ向けて反射される。

凹面鏡４４は、例えば合成樹脂ないしガラスからなる基材の表面に、アルミニウムを蒸着させること等により、凹状に湾曲する滑らかな凹面状の反射面を形成している。平面鏡４２から凹面鏡４４に入射した表示光は、その反射面によりウインドシールド３へ向けて反射される。ここで、正の光学パワーを有する凹面鏡４４の反射面での反射によって、虚像ＶＤＰを画面２２ａ上の画像に対して拡大することが可能となっている。

また、凹面鏡４４は、制御ユニット５１によって制御されているステッピングモータの駆動に応じて、左右方向に伸びる回転軸４４ａのまわりに回動可能となっている。こうした回動によって、虚像ＶＤＰの表示位置を上下方向に変位するように調整することができる。

以下では、本実施形態の表示器２１及びその制御について詳細に説明する。特に図２に示すように、表示器２１の画像表示部２２は、薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor；ＴＦＴ）を用いたＴＦＴ液晶パネルであって、例えば二次元配列にて配列された複数の液晶画素から形成されたアクティブマトリクス型の液晶パネルである。

画像表示部２２は、一対の偏光板及び一対の偏光板に挟まれた液晶層等が積層されて形成されていることで、平板状を呈している。各偏光板は、互いに実質直交する透過軸及び吸収軸を有し、透過軸方向に偏光した光を透過させ、吸収軸方向に偏光した光を吸収する性質を有する。一対の偏光板は、透過軸を互いに直交させて配置されている。液晶層は、液晶画素毎の電圧の印加により、印加電圧に応じて液晶層に入射する光の偏光方向を回転させることが可能となっている。こうして画像表示部２２は、偏光方向の回転により拡大導光部４１側の偏光板を透過する光の割合、すなわち透過率を、液晶画素毎に変えることができる。

したがって、画像表示部２２は、照明部２４側の表面である照明対象面２２ｂからの光源光の入射に対応して、液晶画素毎の透過率が制御されることで、画面２２ａに画像を表示する。ここで、隣り合う液晶画素には、互いに異なる色（例えば赤、緑及び青）のカラーフィルタが設けられており、これらの組み合わせにより様々な色が実現されるようになっている。

照明部２４は、照明対象面２２ｂを介して画像表示部２２を照明する。照明部２４は、いわゆる直下型又は直下型に準じたバックライトであり、複数の光源２５、当該複数の光源２５を保持する基板２４ａ、及び複数の光源２５と照明対象面２２ｂとの間に配置されたバックライト光学系３０等により構成されている。

本実施形態において各光源２５は、１つの発光ダイオード素子を主体として構成されている。各光源２５は、基板２４ａ上の照明用回路による配線パターンを通じて、電源と電気的に接続されている。より詳細に、各光源２５は、チップ状の青色発光ダイオードを、透光性を有する合成樹脂に黄色蛍光剤を混合した黄色蛍光体により封止することにより形成されている。青色発光ダイオードから電流量に応じて発せられた青色光により、黄色蛍光体が励起されて黄色光を発光し、青色光と黄色光との混合により、各光源２５から疑似白色の光源光が発せられる。各光源２５は、個別に点灯状態と消灯状態とを切り替え可能に構成され、点灯状態においては、発光強度を適宜変更できるように制御される。

本実施形態では、画像表示部２２とは分離した基板２４ａの表面に沿って複数の光源２５が配列されている。例えば、複数の光源２５は、矩形状の格子をなすように二次元方向に配列される（図４も参照）。こうした基板２４ａの表面に対して画像表示部２２は、傾斜して配置されている。これにより、各光源２５において基板２４ａの表面に実質垂直な方向を強度ピーク方向として光源光が発せられると、表示に寄与する光源光は、互いに実質平行な照明対象面２２ｂと画面２２ａとの間を、斜めに透過することとなる。

各光源２５は、画像表示部２２の照明対象面２２ｂないし画面２２ａのうち、個別に対応する部分的な領域を、主として照明するようになっている。換言すると、画面２２ａには、光源２５の配置に対応して仮想的に分割された画面領域ＤＰＡが設定されている。こうして図４に示すように、１つの画面領域ＤＰＡと、１つの対応光源２５ａとが個別対応関係を構成している。

図２に示すバックライト光学系３０は、各画面領域ＤＰＡと各光源２５との個別対応関係を保持しつつ、光源光の指向性を調整する。バックライト光学系３０は、例えばレンズアレイ３１、フレネルレンズ３２及び拡散板３３を有している。

レンズアレイ３１は、複数の凸レンズ素子３１ａが光源２５の数及び配置に合わせて配列されて形成されている。各凸レンズ素子３１ａは、個別に対応する光源２５と対向して配置されている。各凸レンズ素子３１ａは、例えば合成樹脂ないしガラス等により透光性に形成され、対応する光源２５からの光源光を集光する。

フレネルレンズ３２は、例えば合成樹脂ないしガラス等により透光性に形成されている。フレネルレンズ３２は、レンズアレイ３１側から入射した光源光をさらに集光して平行化する。

拡散板３３は、照明対象面２２ｂに対して近接状態又は接着状態に配置され、例えば透光性合成樹脂からなる基材にマイクロビーズ等の拡散粒子を混合することにより、シート状に形成されている。拡散板３３は、フレネルレンズ３２側から入射した光を拡散して、画像表示部２２に入射する光源光の指向性をさらに調整する。

図１に示す制御ユニット５１は、いわゆるコンピュータであり、少なくとも１つのプロセッサ、メモリ装置、入出力インターフェースを含む電子回路を主体として構成されている。プロセッサは、メモリ装置に記憶されているコンピュータプログラムを実行する演算回路である。メモリ装置は、例えば半導体メモリ等によって提供され、プロセッサによって読み取り可能なコンピュータプログラムを非一時的に格納するための非遷移的実体的記憶媒体である。

制御ユニット５１は、表示器２１及び凹面鏡４４のステッピングモータ等と通信可能に接続されている。加えて、制御ユニット５１は、通信を用いた電気信号の入力によって車両１のＥＣＵ（Electric Control Unit）等からの各種情報を取得可能に構成されている。なお、制御ユニット５１と各要素との間の通信においては、有線通信、無線通信を問わず各種の好適な通信方式が採用され得る。

制御ユニット５１は、表示制御部５２等の制御部を、コンピュータプログラムの実行により演算処理を行なう機能部として備える。図３に示すように、表示制御部５２は、サブ機能部として、画像制御部５３及び照明制御部５４を有する。

画像制御部５３は、ＥＣＵが生成し、当該ＥＣＵから入力された画像が画面２２ａに表示されるように、画像表示部２２を制御する。あるいは、画像制御部５３は、ＥＣＵからの情報に応じて画像を生成し、当該画像が画面２２ａに表示されるように、画像表示部２２を制御する。

画面２２ａに表示される画像は、車両１外の景色と重畳する虚像ＶＤＰとして結像されることを前提にレイアウトされている１つ以上の表示コンテンツＤＣを含んで構成されている。具体的に、画面２２ａの一部分に、表示コンテンツＤＣが配置される。表示コンテンツＤＣの表示部分では、液晶画素の透過率が適正値に設定されて文字又は図柄が表示される。表示部分を除く他部には、実質的に何も表示されない空白部分が設定される。空白部分では、後述する停止後期間を除いては、液晶画素の透過率が最小値に設定されて表示光が画面２２ａから極力射出されないように、画像表示部２２が制御される。

また、こうした表示コンテンツＤＣの画面２２ａ上の配置は、車両１の位置情報を基に変更される。車両１の位置情報には、例えばＧＰＳ等により検出された車両１の緯度、経度等の情報、及び、ジャイロセンサ等により検出された車両１の向き、振動等の情報等が含まれる。

一例として、車両１が右左折して向きが変更されると、虚像ＶＤＰと車両１外の景色の位置関係が変更される。正面に位置していた建物が側方に移動していくと、その建物との位置関係に合わせてその建物の情報を示す表示コンテンツＤＣが配置変更される。

他の一例として、路面の凹凸により車両１が上下に振動すると、路面と重畳するように表示されるべき矢印虚像の表示コンテンツＤＣが高速で上下に振動して視認されてしまうことが懸念される。図４に示すように、この矢印虚像が振動して視認されることを抑制するため、振動と逆向きに（振動を相殺するように）、矢印虚像の表示コンテンツＤＣが配置変更される。

画像がＥＣＵにより生成される場合には、この配置変更は、ＥＣＵにより実施されてもよいし、画像制御部５３が実施してもよい。画像が画像制御部５３により生成される場合には、この配置変更は、画像制御部５３が実施する（図５のステップもＳ１１０参照）。

照明制御部５４は、画像制御部５３と連携して、照明部２４の複数の光源２５を、ローカルディミング制御（部分駆動制御ともいう）する（図５のステップもＳ１１１参照）。具体的に照明制御部５４は、各光源２５の点灯状態と消灯状態とを、個別に切り替える。照明制御部５４は、複数の光源２５のうち、表示コンテンツＤＣの配置状態にある各画面領域ＤＰＡに対応する対応光源２５ａを、それぞれ点灯させる。したがって、表示コンテンツＤＣの配置変更に応じて、各光源２５の点灯状態と消灯状態との切り替えが発生する。

なお、図４では、点灯状態の光源２５がハッチングなしの四角形で表現され、消灯状態の光源２５がドットハッチング入りの四角形で表現されている。画面２２ａにおいては、表示コンテンツＤＣがハッチングなしで表現され、空白部分のうち照明部２４に照明されている部分が薄いドットハッチングで表現され、空白部分のうち照明部２４に照明されていない部分が濃いドットハッチングで表現されている。二点鎖線は画面領域ＤＰＡの区画を表している。

ここで、個別対応関係を構成する１の画面領域ＤＰＡ及びそれに対応するある１つの対応光源２５ａについて、詳細に説明する。他の個別対応関係を構成する画面領域及び対応光源についても、同様に制御されるため、説明を省略する。

第１実施形態の照明制御部５４は、画面領域ＤＰＡに表示コンテンツＤＣを配置状態である表示期間に、対応光源２５ａを点灯させる。表示期間においては、表示コンテンツＤＣを表示させるために十分な発光強度で、同じ発光強度を保ったまま対応光源２５ａが点灯する。

これと共に、照明制御部５４は、画面領域ＤＰＡでの表示コンテンツＤＣの配置状態が停止された（すなわち表示コンテンツＤＣがその画面領域ＤＰＡに配置されなくなった）停止時から、所定時間設定される停止後期間にも、対応光源２５ａの点灯を継続させる。照明制御部５４は、この停止後期間においては、停止時の発光強度と同じ発光強度を保ったまま対応光源２５ａの点灯を継続させる。

停止後期間の長さを規定する所定時間は、例えば５００ｍｓｅｃ以上に設定される。そうすると、通常１〜２Ｈｚ程度である車両１の振動に応じて、５００〜１０００ｍｓｅｃ毎に表示コンテンツＤＣの配置変更が実施された場合に、対応光源２５ａの点灯及び消灯の切り換えが頻発することを抑制することができる。

また、照明制御部５４は、所定時間内に、画面領域ＤＰＡでの再び表示コンテンツＤＣの配置状態が開始された場合に、直ちに停止後期間を終了し、表示期間を再開する。

図６を用いて、具体的な制御例１を説明する。この例では、所定時間が例えば１０００ｍｓｅｃであるものとする。

最初に、本制御例１における表示コンテンツＤＣの配置変更のタイミングを説明する。時刻ｔ１まで画面領域ＤＰＡに表示コンテンツＤＣが配置されていない状態の期間であり、時刻ｔ１に表示コンテンツＤＣが配置変更されて、表示期間となる。表示期間は、例えば６００ｍｓｅｃ後の時刻ｔ２まで継続する。時刻ｔ２に表示コンテンツＤＣが配置変更され、表示コンテンツＤＣの配置状態が停止され（すなわち時刻ｔ２が停止時に相当する）、停止後期間となる。さらに５００ｍｓｅｃ後の時刻ｔ３に再び表示コンテンツＤＣが配置変更されて、表示期間となる。表示期間は、例えば５００ｍｓｅｃ後の時刻ｔ４まで継続する。時刻ｔ４に表示コンテンツＤＣが配置変更され、表示コンテンツＤＣの配置状態が停止され（すなわち時刻ｔ４が停止時に相当する）、停止後期間となる。その後表示コンテンツＤＣの配置変更はなく、停止後期間は、例えば１０００ｍｓｅｃ後の時刻ｔ５まで継続する。

このような表示コンテンツＤＣの配置変更に対して、対応光源２５ａは、以下のように制御される。時刻ｔ１までは、対応光源２５ａが消灯している。時刻ｔ１から時刻ｔ２までは、表示期間であるから、対応光源２５ａが点灯され、同じ発光強度を保ったままとなる。時刻ｔ２から時刻ｔ３までは、停止後期間であるから、対応光源２５ａの点灯が継続され、停止時と同じ発光強度を保ったままとなる。時刻ｔ３から時刻ｔ４までは、表示期間であるから、対応光源２５ａの点灯がさらに継続され、同じ発光強度を保ったままとなる。

時刻ｔ４から時刻ｔ５までは、停止後期間であるから、対応光源２５ａの点灯が継続され、停止時と同じ発光強度を保ったままとなる。時刻ｔ５にて停止後期間が終了するので、対応光源２５ａが消灯する。

以上まとめると、時刻ｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４にて、この画面領域ＤＰＡに関わる表示コンテンツＤＣの配置変更が合計４回実施されたにも関わらず、対応光源２５ａの点灯及び消灯の切り換えは、時刻ｔ１での点灯への切り替え及び時刻ｔ５の消灯への切り替えの合計２回に留まっている。

（作用効果）
以上説明した第１実施形態の作用効果を以下に改めて説明する。

第１実施形態によると、ある画面領域ＤＰＡに対応した対応光源２５ａは、表示期間に点灯されるだけでなく、停止後期間にも、点灯が継続される。すなわち、画面領域ＤＰＡでの表示コンテンツＤＣの配置状態が停止された後、所定時間、点灯が継続される。そうすると、例えば虚像ＶＤＰを車両１外の景色と適切に重畳させるために、表示コンテンツＤＣが移動されて、所定時間内に表示コンテンツＤＣの位置が戻された場合に、一時的にある画面領域ＤＰＡの表示コンテンツＤＣの配置状態が停止されたとしても、停止後期間に対応光源２５ａが消灯されることなく再び表示期間に戻る。故に、ローカルディミング制御を実施していても、短時間での表示コンテンツＤＣの配置変更に伴う光源２５の点灯及び消灯の切り換え頻度を低減することができるので、虚像ＶＤＰのちらつき発生を抑制できる。以上により、虚像ＶＤＰの視認性が良好なＨＵＤ装置１０を提供することができる。

また、第１実施形態によると、停止後期間における対応光源２５ａの点灯では、停止時の発光強度と同じ発光強度が保たれる。故に、停止後期間から再び表示期間に戻る場合の発光強度の変化を抑制できるので、短時間での表示コンテンツＤＣの配置変更に伴う虚像ＶＤＰのちらつきを抑制することができる。

（第２実施形態）
図７に示すように、第２実施形態は第１実施形態の変形例である。第２実施形態について、第１実施形態とは異なる点を中心に説明する。

第２実施形態にて個別対応関係を構成する１の画面領域ＤＰＡ及びそれに対応するある１つの対応光源２５ａについて、詳細に説明する。他の個別対応関係を構成する画面領域及び対応光源についても、同様に制御されるため、説明を省略する。

第２実施形態の照明制御部５４は、表示期間において、第１実施形態と同様に対応光源２５ａを点灯させ、停止後期間にも、対応光源２５ａの点灯を継続させる。ただし、第２実施形態の照明制御部５４は、この停止後期間においては、停止時の発光強度から、線形的に発光強度を減少させるように、対応光源２５ａの点灯を継続させる。

図７を用いて、具体的な制御例２を説明する。所定時間の設定及び表示コンテンツＤＣの配置変更のタイミングについては、第１実施形態における制御例１と同様であるものとする。

対応光源２５ａは、以下のように制御される。時刻ｔ１までは、対応光源２５ａが消灯している。時刻ｔ１から時刻ｔ２までは、表示期間であるから、対応光源２５ａが点灯され、同じ発光強度を保ったままとなる。時刻ｔ２から時刻ｔ３までは、停止後期間であるから、対応光源２５ａの点灯が継続されるが、停止時の発光強度から線形的に発光強度が漸次減少する。時刻ｔ３にて、発光強度が瞬間的かつ離散的に増大される。時刻ｔ３から時刻ｔ４までは、表示期間であるから、対応光源２５ａの点灯が継続され、同じ発光強度を保ったままとなる。

時刻ｔ４から時刻ｔ５までは、停止後期間であるから、対応光源２５ａの点灯が継続されるが、停止時の発光強度から線形的に発光強度が漸次減少する。発光強度の漸次減少により、時刻ｔ５の停止後期間の終了時に丁度発光強度が０となり、対応光源２５ａが消灯する。

以上説明した第２実施形態によると、停止後期間における対応光源２５ａの点灯では、停止時の発光強度から、線形的に発光強度が減少する。故に、停止後期間を満了した瞬間での消灯状態への移行において、発光強度の変化量を低減することができるので、虚像ＶＤＰのちらつきを抑制することができる。

（第３実施形態）
図８に示すように、第３実施形態は第１実施形態の変形例である。第３実施形態について、第１実施形態とは異なる点を中心に説明する。

第３実施形態にて個別対応関係を構成する１の画面領域ＤＰＡ及びそれに対応するある１つの対応光源２５ａについて、詳細に説明する。他の個別対応関係を構成する画面領域及び対応光源についても、同様に制御されるため、以下の説明を以って代える。

第３実施形態の照明制御部５４は、表示期間において、第１実施形態と同様に対応光源２５ａを点灯させ、停止後期間にも、対応光源２５ａの点灯を継続させる。ただし、第３実施形態の照明制御部５４は、この停止後期間においては、停止時の発光強度から、単位時間当たりの発光強度の減少幅が時間経過と共に増大する態様にて発光強度を減少させるように、対応光源２５ａの点灯を継続させる。

図８を用いて、具体的な制御例３を説明する。所定時間の設定及び表示コンテンツＤＣの配置変更のタイミングについては、第１実施形態における制御例１と同様であるものとする。

対応光源２５ａは、以下のように制御される。時刻ｔ１までは、対応光源２５ａが消灯している。時刻ｔ１から時刻ｔ２までは、表示期間であるから、対応光源２５ａが点灯され、同じ発光強度を保ったままとなる。時刻ｔ２から時刻ｔ３までは、停止後期間であるから、対応光源２５ａの点灯が継続されるが、停止時の発光強度から、減少幅が時間経過と共に増大するように連続的に発光強度が減少する。時刻ｔ２の前後において、発光強度の時間一次微分の値は連続する。時刻ｔ３にて、発光強度が瞬間的かつ離散的に増大される。時刻ｔ３から時刻ｔ４までは、表示期間であるから、対応光源２５ａの点灯が継続され、同じ発光強度を保ったままとなる。

時刻ｔ４から時刻ｔ５までは、停止後期間であるから、対応光源２５ａの点灯が継続されるが、停止時の発光強度から、減少幅が時間経過と共に増大するように連続的に発光強度が減少する。発光強度の漸次減少により、時刻ｔ５の停止後期間の終了時に丁度発光強度が０となり、対応光源２５ａが消灯する。時刻ｔ５の前後において、発光強度の時間一次微分の値は不連続となる。

以上説明した第３実施形態によると、停止後期間における対応光源２５ａの点灯では、停止時の発光強度から、単位時間当たりの発光強度の減少幅が時間経過と共に増大する態様にて発光強度が減少する。すなわち、発光強度の減少によって、停止後期間を満了した瞬間での消灯状態への移行において、発光強度の変化量を低減することができる。さらには、停止後期間の開始直後の減少幅が小さいので、例えば車両１の高周波の振動等に対応して短時間で停止後期間から再び表示期間に戻る場合の発光強度の変化量を低減できる。各状況にて発光量の変化量が低減されるので、虚像ＶＤＰのちらつきを抑制することができる。

（第４実施形態）
図９に示すように、第４実施形態は第１実施形態の変形例である。第４実施形態について、第１実施形態とは異なる点を中心に説明する。

第４実施形態にて個別対応関係を構成する１の画面領域ＤＰＡ及びそれに対応するある１つの対応光源２５ａについて、詳細に説明する。他の個別対応関係を構成する画面領域及び対応光源についても、同様に制御されるため、以下の説明を以って代える。

第４実施形態の照明制御部５４は、表示期間において、第１実施形態と同様に対応光源２５ａを点灯させ、停止後期間にも、対応光源２５ａの点灯を継続させる。ただし、第４実施形態の照明制御部５４は、この停止後期間においては、停止時の発光強度から、単位時間当たりの発光強度の減少幅が時間経過と共に減少する態様にて発光強度を減少させるように、対応光源２５ａの点灯を継続させる。

図９を用いて、具体的な制御例４を説明する。所定時間の設定及び表示コンテンツＤＣの配置変更のタイミングについては、第１実施形態における制御例１と同様であるものとする。

対応光源２５ａは、以下のように制御される。時刻ｔ１までは、対応光源２５ａが消灯している。時刻ｔ１から時刻ｔ２までは、表示期間であるから、対応光源２５ａが点灯され、同じ発光強度を保ったままとなる。時刻ｔ２から時刻ｔ３までは、停止後期間であるから、対応光源２５ａの点灯が継続されるが、停止時の発光強度から、減少幅が時間経過と共に減少するように連続的に発光強度が減少する。時刻ｔ２の前後において、発光強度の時間一次微分の値は不連続となる。時刻ｔ３にて、発光強度が瞬間的かつ離散的に増大される。時刻ｔ３から時刻ｔ４までは、表示期間であるから、対応光源２５ａの点灯が継続され、同じ発光強度を保ったままとなる。

時刻ｔ４から時刻ｔ５までは、停止後期間であるから、対応光源２５ａの点灯が継続されるが、停止時の発光強度から、減少幅が時間経過と共に減少するように連続的に発光強度が減少する。発光強度の漸次減少により、時刻ｔ５の停止後期間の終了時に丁度発光強度が０となり、対応光源２５ａが消灯する。時刻ｔ５の前後において、発光強度の時間一次微分の値は連続する。

以上説明した第４実施形態によると、停止後期間における対応光源２５ａの点灯では、停止時の発光強度から、単位時間当たりの発光強度の減少幅が時間経過と共に減少する態様にて発光強度が減少する。すなわち、ウェーバー・フェヒナーの法則等により理論化された人の視感度特性を考慮して、発光強度が小さくなったときの減少幅を小さくすることによって、対応光源２５ａの消灯時のちらつきを格段に感じさせ難くすることができる。

（第５実施形態）
図１０に示すように、第５実施形態は第１実施形態の変形例である。第５実施形態について、第１実施形態とは異なる点を中心に説明する。

第５実施形態にて個別対応関係を構成する１の画面領域ＤＰＡ及びそれに対応するある１つの対応光源２５ａについて、詳細に説明する。他の個別対応関係を構成する画面領域及び対応光源についても、同様に制御されるため、以下の説明を以って代える。

第５実施形態の照明制御部５４は、表示期間において、第１実施形態と同様に対応光源２５ａを点灯させ、停止後期間にも、対応光源２５ａの点灯を継続させる。ただし、第５実施形態の照明制御部５４は、この停止後期間のうち前半においては、停止時の発光強度から、単位時間当たりの発光強度の減少幅が時間経過と共に増大する態様にて発光強度を減少させるように、対応光源２５ａの点灯を継続させる。停止後期間のうち後半においては、停止時の発光強度から、単位時間当たりの発光強度の減少幅が時間経過と共に減少する態様にて発光強度を減少させるように、対応光源２５ａの点灯を継続させる。停止後期間における発光強度は、例えば正弦曲線に沿うように変化する。

なお、停止後期間の前半及び後半は、所定時間を２分割したものであるが、必ずしも丁度５分５分に時間を配分してなくてもよく、適宜配分を設定することができる。

図１０を用いて、具体的な制御例５を説明する。所定時間の設定及び表示コンテンツＤＣの配置変更のタイミングについては、第１実施形態における制御例１と同様であるものとする。

対応光源２５ａは、以下のように制御される。時刻ｔ１までは、対応光源２５ａが消灯している。時刻ｔ１から時刻ｔ２までは、表示期間であるから、対応光源２５ａが点灯され、同じ発光強度を保ったままとなる。時刻ｔ２から時刻ｔ３までは、停止後期間であるから、対応光源２５ａの点灯が継続されるが、停止時の発光強度から、減少幅が時間経過と共に増大するように連続的に発光強度が減少する。時刻ｔ２の前後において、発光強度の時間一次微分の値は連続する。停止後期間の前半の段階で時刻ｔ３を迎え、時刻ｔ３にて、発光強度が瞬間的かつ離散的に増大される。時刻ｔ３から時刻ｔ４までは、表示期間であるから、対応光源２５ａの点灯が継続され、同じ発光強度を保ったままとなる。

時刻ｔ４から時刻ｔ５までは、停止後期間であるから、対応光源２５ａの点灯が継続されるが、まず前半では、停止時の発光強度から、減少幅が時間経過と共に増大するように連続的に発光強度が減少する。後半では、停止時の発光強度から、減少幅が時間経過と共に減少するように連続的に発光強度が減少する。発光強度の漸次減少により、時刻ｔ５の停止後期間の終了時に丁度発光強度が０となり、対応光源２５ａが消灯する。時刻ｔ５の前後において、発光強度の時間一次微分の値は連続する。

以上説明した第５実施形態によると、停止後期間の前半における対応光源２５ａの点灯では、停止時の発光強度から、単位時間当たりの発光強度の減少幅が時間経過と共に増大する態様にて発光強度が減少する。停止後期間の開始直後の減少幅が小さいので、例えば車両１の高周波の振動等に対応して短時間で停止後期間から再び表示期間に戻る場合に、発光強度の変化量を低減できる。これと共に、停止後期間の前半における対応光源２５ａの点灯では、停止時の発光強度から、単位時間当たりの発光強度の減少幅が時間経過と共に減少する態様にて発光強度が減少する。すなわち、ウェーバー・フェヒナーの法則等により理論化された人の視感度特性を考慮して、発光強度が小さくなったときの減少幅を小さくすることによって、対応光源２５ａの消灯時のちらつきを格段に感じさせ難くすることができる。

（第６実施形態）
図１１に示すように、第６実施形態は第５実施形態の変形例である。第６実施形態について、第５実施形態とは異なる点を中心に説明する。

第６実施形態にて個別対応関係を構成する１の画面領域ＤＰＡ及びそれに対応するある１つの対応光源２５ａについて、詳細に説明する。他の個別対応関係を構成する画面領域及び対応光源についても、同様に制御されるため、以下の説明を以って代える。

第６実施形態の照明制御部５４は、表示期間において、対応光源２５ａを点灯させ、停止後期間にも、第５実施形態と同様に対応光源２５ａの点灯を継続させる。ただし、第６実施形態の照明制御部５４は、表示期間において発光強度を変化させるようになっている。具体的に、表示期間において、当該表示期間の開始時から暫くの間、立ち上がり期間が設定される。

立ち上がり期間は、停止後期間と同じ時間又は停止後期間よりも短い時間に設定され、具体的には５００ｍｓｅｃ以下、好適には１００〜２００ｍｓｅｃ程度に設定される。立ち上がり期間では、対応光源２５ａについて、開始時の発光強度から、開始時の発光強度よりも大きな目標強度へと発光強度を連続的に変化させる。表示期間開始時の前後、立ち上がり期間内、及び立ち上がり期間終了時の前後において、発光強度の時間一次微分の値が連続する曲線に沿うように、対応光源２５ａの発光強度が制御される。より好ましくは、表示期間開始時の前後、立ち上がり期間内、及び立ち上がり期間終了時の前後において、発光強度の時間二次微分の値が連続する曲線に沿うように、対応光源２５ａの発光強度が制御される。

対応光源２５ａが消灯している期間から表示期間が開始される場合においては、開始時の時間一次微分の値が０であるため、立ち上がり期間の全期間において、発光強度が漸次増大するように、対応光源２５ａが点灯する。立ち上がり期間における発光強度は、例えば正弦曲線に沿うように変化する。

一方、停止後期間が満了せずに停止後期間の途中から表示期間が開始される場合においては、開始時の時間一次微分の値が負であるため、立ち上がり期間の初期では発光強度が一時的に減少し、その後、発光強度が漸次増大するように、対応光源２５ａが点灯する。

また、表示期間における立ち上がり期間の終了後には、目標強度と同じ発光強度が保たれるように、対応光源２５ａが点灯する。

図１１を用いて、具体的な制御例６を説明する。所定時間の設定及び表示コンテンツＤＣの配置変更のタイミングについては、第１実施形態における制御例１と同様であるものとする。ただし、立ち上がり期間の終了時を、時刻ｔ１ｘ及び時刻ｔ３ｘとする。

対応光源２５ａは、以下のように制御される。時刻ｔ１までは、対応光源２５ａが消灯している。時刻ｔ１から時刻ｔ１ｘまでは、立ち上がり期間であるから、対応光源２５ａが点灯され、発光強度が漸次増大する。時刻ｔ１ｘから時刻ｔ２までは、同じ発光強度が保たれるように、対応光源２５ａが点灯する。時刻ｔ２から時刻ｔ３までは、第５実施形態と同様である。

時刻ｔ３から時刻ｔ３ｘまでは、立ち上がり期間であるから、時刻ｔ３までの停止後期間の終了時の発光強度から発光強度が漸次増大するように、対応光源２５ａが点灯する。時刻ｔ３ｘから時刻ｔ４までは、同じ発光強度が保たれるように、対応光源２５ａが点灯する。また、時刻ｔ４以降は、第５実施形態と同様である。

以上説明した第６実施形態によると、立ち上がり期間における対応光源２５ａの点灯では、開始時の発光強度よりも大きな強度へと発光強度が連続的に変化する。このため、表示期間の開始時において、瞬間的かつ離散的に発光強度が変化することが抑制されるので、虚像ＶＤＰのちらつきを抑制することができる。さらにこの立ち上がり期間の長さは、停止後期間の長さを規定する所定時間以下に設定されるので、表示コンテンツＤＣの輝度がいつまでも上がらないことによる違和感を低減することができる。故に、虚像ＶＤＰの視認性が良好なＨＵＤ装置１０を提供することができる。

（他の実施形態）
以上、複数の実施形態について説明したが、本開示は、それらの実施形態に限定して解釈されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態及び組み合わせに適用することができる。

具体的に変形例１としては、バックライト光学系３０には、直下型に準じたバックライト構成を逸脱しない範囲で、種々の構成を採用することができる。また、バックライト光学系３０自体が設けられていなくてもよい。

変形例２としては、１つの光源２５が複数の発光ダイオード素子を単位として構成されていてもよい。

変形例３としては、複数の光源２５は、１つのＯＬＥＤ（Organic Light-Emitting Diode）照明パネルを、制御的に複数の分割領域に分割して、各分割領域が個別に点灯及び消灯を切り替え可能に構成されることで、実現されていてもよい。

変形例４としては、画像領域ＤＰＡと対応光源２５ａとの対応関係は、１対１の個別対応関係でなくてもよい。例えば第１の画像領域に第１の対応光源及び第２の対応光源の２つの光源２５が対応し、第１の画像領域の隣の第２の画像領域に、第２の対応光源及び第３の対応光源の２つの光源２５が対応する、というように、１つの光源２５に対して複数の画像領域が対応していてもよい。

変形例５としては、制御ユニット５１による処理のうち少なくとも一部は、古典的なアナログ回路、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等によってハードウエア的に実現されてもよく、ニューラルネットワークを用いた人工知能アルゴリズムによって実現されてもよい。

本開示に記載の制御部及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサを構成する専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の装置及びその手法は、専用ハードウエア論理回路により、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の装置及びその手法は、コンピュータプログラムを実行するプロセッサと一つ以上のハードウエア論理回路との組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。

１：車両、３：ウインドシールド（透過部材）、１０：ＨＵＤ装置、２１：表示器、２２：画像表示部、２２ａ：画面、２４：照明部、２５：光源、２５ａ：対応光源、５２：表示制御部、ＤＰＡ：画面領域、ＤＣ：表示コンテンツ、ＶＤＰ：虚像

Claims (8)

1. 車両（１）に搭載されるように構成され、画像の表示光を透過部材（３）に投影することにより、前記車両外の景色と重畳するような虚像（ＶＤＰ）を表示するヘッドアップディスプレイ装置であって、
   前記画像による表示コンテンツ（ＤＣ）が配置される画面（２２ａ）に複数の画面領域（ＤＰＡ）を有する画像表示部（２２）、及び、前記画像表示部に対して分離され、複数の光源（２５）により前記画像表示部を照明する照明部（２４）を有する表示器（２１）と、
   前記画像表示部を制御すると共に、各前記光源のうち各前記画面領域に対応した対応光源（２５ａ）を、各前記画面領域での前記表示コンテンツの配置に基づいて点灯させるようにローカルディミング制御する表示制御部（５２）と、を備え、
   前記表示制御部は、前記画面領域に前記表示コンテンツを配置状態である表示期間に、前記対応光源を点灯させると共に、前記画面領域での前記表示コンテンツの配置状態が停止された停止時から所定時間設定される停止後期間にも、前記対応光源の点灯を継続させるヘッドアップディスプレイ装置。
2. 前記表示制御部は、前記停止後期間において、前記停止時の発光強度と同じ発光強度で前記対応光源の点灯を継続させる請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
3. 前記表示制御部は、前記停止後期間において、前記停止時の発光強度から、線形的に発光強度を減少させるように、前記対応光源の点灯を継続させる請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
4. 前記表示制御部は、前記停止後期間において、前記停止時の発光強度から、単位時間当たりの発光強度の減少幅が時間経過と共に増大する態様にて発光強度を減少させるように、前記対応光源の点灯を継続させる請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
5. 前記表示制御部は、前記停止後期間において、前記停止時の発光強度から、単位時間当たりの発光強度の減少幅が時間経過と共に減少する態様にて発光強度を減少させるように、前記対応光源の点灯を継続させる請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
6. 前記表示制御部は、前記停止後期間の前半において、前記停止時の発光強度から、単位時間当たりの発光強度の減少幅が時間経過と共に増大する態様にて発光強度を減少させ、前記停止後期間の後半において、単位時間当たりの発光強度の減少幅が時間経過と共に減少する態様にて発光強度を減少させるように、前記対応光源の点灯を継続させる請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
7. 前記表示制御部は、前記表示期間の開始時から前記所定時間以下の立ち上がり期間において、前記開始時の発光強度から、前記開始時の発光強度よりも大きな目標強度へと発光強度を連続的に変化させるように、前記対応光源を点灯させる請求項１から６のいずれか１項に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
8. 前記表示制御部は、前記停止後期間の途中から前記表示期間が開始される場合に、前記立ち上がり期間の初期では発光強度を一時的に減少させ、その後、発光強度を漸次増大させるように、前記対応光源を点灯させる請求項７に記載のヘッドアップディスプレイ装置。

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