JP2021162686A - 映像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】周囲の一時的な照度変化による視認性の低下を抑制することができる映像表示装置を提供すること。【解決手段】映像表示装置１００は、映像を画面に表示する表示パネル１１４等と、所定の検出時間をかけて周囲の照度を検出する照度センサ１３０、照度検出部１５２と、検出された周囲の照度に基づいて、所定の調整時間をかけて、表示パネル１１４に表示する画面の輝度を変化させるとともに、この変化の程度を調整時間内において時間経過とともに大きくする輝度設定部１５４とを備えている。【選択図】図１

Description

本発明は、入力される映像信号に対応する映像表示を行う映像表示装置に関する。

従来から、照度センサを用いて検出された周囲の明るさに応じて表示パネルの光強度を制御するようにした表示装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この表示装置では、周囲が暗くなると表示パネルのバックライトを暗くしている。これにより、暗い環境で輝度が高すぎてコントラストが低下することを防止している。

特開２００６−７２２５５号公報

ところで、上述した特許文献１に開示された表示装置は、主にコンピュータディスプレイやテレビ受信機として用いられることを想定しており、急激な照度変化が繰り返されることを想定していない。これに対し、車両で使用する場合には、夜間時に一定間隔で設置された照明の下を通過するような場合もあり、周囲の明暗の反転が繰り返される事態も起こりうる。

一般に、周囲の明るさに応じて表示パネルの輝度を変化させる車載機では、トンネルに出入りする時など照度が急激に変化するシーンでの追随性を考慮して調光時間を設定している。しかしながら、明暗を繰り返すシーン（地下駐車場や夜間バイパスの走行など）では、調光が明暗の変化に追随できず、周囲が暗い環境で表示パネルが明るく、反対に周囲が明るい環境で表示パネルが暗くなる場合があり、一時的な照度変化によって視認性が低下するという問題があった。これらの現象は、周囲の明るさの誤検出を防止するために一定の検出期間を設けており、調光開始までに遅延が発生することが原因の一つと考えられる。この対策として、調光時間を長く設定することが考えられるが、トンネル入出時などにおける調光追随性が悪くなるため、調光時間をあまり長くすることは実用的とはいえない。

本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、周囲の一時的な照度変化による視認性の低下を抑制することができる映像表示装置を提供することにある。

上述した課題を解決するために、本発明の映像表示装置は、入力される映像信号に対応する映像を画面に表示する映像表示手段と、所定の検出時間をかけて周囲の照度を検出する照度検出手段と、照度検出手段によって検出された周囲の照度に基づいて、所定の調整時間をかけて、映像表示手段に表示する画面の輝度を変化させるとともに、この変化の程度を調整時間内において時間経過とともに大きくする輝度設定手段とを備えている。

検出した周囲の照度に対応させて画面の輝度を変化させる際に、変化開始直後の輝度変化量を少なくすることにより、周囲の明るさの一時的な変化に過敏に追随して画面の輝度が変化してしまうことを抑制している。これにより、周囲が暗い環境で画面が明るく、反対に周囲が明るい環境で画面が暗くなる状況を抑制し、一時的な照度変化による視認性の低下を改善することができる。

また、上述した輝度設定手段は、輝度を変化させる程度を時間経過とともに徐々に大きくすることが望ましい。これにより、画面の輝度を変化させる際に違和感を低減することが可能となる。

また、上述した検出期間よりも調整時間を長く設定することが望ましい。特に、上述した輝度設定手段は、照度検出手段によって検出された周囲の照度が変化したときに、変化後の照度に基づいて、調整時間をかけて画面の輝度を変化させることが望ましい。これにより、周囲の明るさが一時的に変化してその後元に戻った場合に、一時的な変化に対応する画面輝度の大きな変化を抑制するとともに、一時的な変化が終了した後の周囲の明るさに対応するように画面輝度を設定することが可能となる。

また、上述した映像表示装置は、車両に搭載されていることが望ましい。これにより、周囲の明るさの変化が大きい車載機において、特に、周囲の一時的な照度変化による視認性の低下を抑制することが可能となる。

一実施形態の映像表示装置の構成を示す図である。 検出期間Ｔと輝度を変化させる調光制御との関係を示す図である。 周囲の明るさに応じて画面（バックライト）の輝度を設定する動作手順を示す流れ図である。 検出される照度に対応する輝度制御の一例を示す図である。 検出される照度に対応する輝度制御の一例を示す図である。 照度変化と輝度制御の具体例を示す図である。

以下、本発明を適用した一実施形態の映像表示装置について、図面を参照しながら説明する。

図１は、一実施形態の映像表示装置の構成を示す図である。図１に示す映像表示装置１００は、例えば、車両に搭載されたヘッドユニットに組み込まれるものであって、ヘッドユニット本体（図示せず）から出力される映像信号に基づく画像表示を行う。なお、このような使用形態は一例であって、映像表示装置１００をヘッドユニット本体とは分離した形態で用いる場合や、カメラで撮像した後方画像を表示する電子ミラーとして用いるようにしてもよい。

映像表示装置１００は、映像信号受信部１１０、表示ドライバ１１２、表示パネル１１４、バックライト１１６、ＰＷＭ信号生成部１２０、バックライトドライバ１２２、照度センサ（Ｌ）１３０、電源回路１４０、制御部１５０を含んで構成されている。

映像信号受信部１１０は、映像入力端子を介してヘッドユニット本体から入力されるＬＶＤＳ（Low Voltage Differential Signaling）形式の映像信号を受信してシリアル／パラレル変換を行ってＲＧＢ形式の映像信号を出力する。また、映像信号受信部１１０は、映像信号の入力遮断の有無を監視しており、映像信号の入力遮断を検出するとハイレベルのロック（Ｌｏｃｋ）信号を出力する。

表示ドライバ１１２は、映像信号受信部１１０から出力されるＲＧＢ形式の映像信号に基づいて表示パネル１１４を駆動し、この映像信号によって示される画像を表示する。表示パネル１１４は、例えばカラー液晶パネルであって、背面から照明するバックライト１１６と対向させた状態で組み付けられる。バックライト１１６は、例えばＬＥＤによって形成されているが、それ以外の光源を用いるようにしてもよい。

ＰＷＭ信号生成部１２０は、バックライト１１６の駆動電圧をＰＷＭ（Pulse Width Modulation：パルス幅変調）制御によってバックライト１１６の輝度（明るさ）を調整するためのＰＷＭ信号を生成する。

照度センサ１３０は、映像表示装置１００の一部に取り付けられており、その周囲の照度を検出する。

電源回路１４０は、バッテリ端子ＢＡＴＴを介してバッテリ（図示せず）に接続されており、映像表示装置１００の各部に動作電力を供給する。

制御部１５０は、映像表示装置１００全体を制御する。この制御部１５０は、通信端子Ｃを介してヘッドユニット本体に接続されており、例えばＣＡＮ（Controller Area Network）プロトコルにしたがった通信によってヘッドユニット本体との間で各種データの送受信を行う。また、制御部１５０は、周囲の明るさに応じて画面（表示パネル１１４）の輝度を設定するために、照度検出部１５２と輝度設定部１５４を備えている。

照度検出部１５２は、所定の検出期間Ｔにわたって、照度センサ１３０を用いて検出した周囲の照度を集計する。例えば、所定期間Ｔ内に所定の時間間隔で照度センサ１３０から取り込んだ複数回分の照度を平均化することにより、検出期間Ｔに対応する検出結果としての照度Ｌが得られる。

輝度設定部１５４は、照度検出部１５２によって検出された照度に基づいて、所定の調整時間（検出期間Ｔよりも長いことが望ましく、例えば調整時間として検出期間Ｔの２倍の２Ｔが用いられる）をかけて、表示パネル１１４に表示する画面の輝度を変化させる。また、この輝度を変化させる程度（変化速度）は、調整時間内において時間経過とともに大きく（速く）なるように設定されている。本実施形態では、バックライト１１６の駆動電圧をＰＷＭ制御する際のオンデューティを可変してバックライト１１６の輝度を変化させることにより、表示パネル１１４に表示する画面を構成する各画素の画素値を変えることなくこの画面の輝度を変更している。

図２は、検出期間Ｔと輝度を変化させる調光制御との関係を示す図である。図２に示す例では、ｔ０からｔ１までの検出期間Ｔにおいて検出された照度Ｌに基づいて次の時間２Ｔにおける調整制御を行うための輝度が設定される。具体的には、この時間２Ｔの終了時点（ｔ３）における輝度Ｂ３が、検出された照度Ｌに基づいて設定される。また、この時間２Ｔの開始時点（ｔ１）における輝度をＢ１とすると、この時間２Ｔをかけて、輝度がＢ１からＢ３となるように、しかも、この輝度の変化の程度が時間経過とともに次第に大きくなるように、輝度を変化させている。

同様に、ｔ３からｔ４までの検出期間Ｔにおいて検出された照度Ｌに基づいて次の時間２Ｔにおける調整制御を行うための輝度が設定される。具体的には、この時間２Ｔの終了時点（ｔ６）における輝度Ｂ６が、検出された照度Ｌに基づいて設定される。また、この時間２Ｔの開始時点（ｔ４）における輝度をＢ４とすると、この時間２Ｔをかけて、輝度がＢ４からＢ６となるように、しかも、この輝度の変化の程度が時間経過とともに次第に大きくなるように、輝度を変化させている。

図２に示す例では、時間経過とともに輝度値をγ特性に合わせて変化させているが、他の特性曲線（円弧や二次曲線など）に沿って変化させたり、折れ状あるいは階段状に変化させるようにしてもよい。

上述した映像信号受信部１１０、表示ドライバ１１２、表示パネル１１４、バックライト１１６、ＰＷＭ信号生成部１２０、バックライトドライバ１２２が映像表示手段に、照度センサ１３０、照度検出部１５２が照度検出手段に、輝度設定部１５４が輝度設定手段にそれぞれ対応する。

本実施形態の映像表示装置１００はこのような構成を有しており、次にその動作を説明する。

図３は、周囲の明るさに応じて画面（バックライト）の輝度を設定する動作手順を示す流れ図である。

照度検出部１５２は、検出期間Ｔにおける照度Ｌを検出する（ステップ１００）。上述したように、照度検出部１５２は、検出期間Ｔにおいて時間経過とともに変化する周囲の照度を検出し、この期間Ｔが経過した時点でこれら検出された照度の平均値を検出結果（照度Ｌ）として出力する。

次に、照度検出部１５２は、照度検出部１５２によって検出された照度Ｌが前回の検出結果と同じであるか否かを判定する（ステップ１０２）。なお、この判定は輝度設定部１５４が行うようにしてもよい。異なる場合には否定判断が行われる。

次に、輝度設定部１５４は、検出された照度Ｌに対応する輝度であって、その時点から所定時間（例えば、照度の検出期間Ｔの２倍の時間）経過後の輝度Ｂ２を設定する（ステップ１０４）。その後、輝度設定部１５４は、その時点における輝度Ｂ１から時間２Ｔかけて輝度Ｂ２になるように、しかも、時間経過とともに輝度の変化の程度が大きくなるように経過時間に対応する輝度を設定する。具体的には、輝度設定部１５４は、各経過時間に対応する輝度となるようなＰＷＭ信号を生成する指示をＰＷＭ信号生成部１２０に送ることにより、この輝度を実現する調光制御を開始する（ステップ１０６）。その後、ステップ００に戻って検出期間Ｔをかけた照度Ｌの検出動作が繰り返される。なお、ステップ１００で検出された照度Ｌが一つ前の検出周期において検出された照度Ｌと同じであってステップ１０２の判定において肯定判断が行われた場合には、ステップ１０４以降の新たな輝度制御は開始されず、ステップ１００に戻って次の検出期間Ｔをかけた照度Ｌの検出動作が繰り返される。

図４および図５は、検出される照度に対応する輝度制御の一例を示す図である。これらの図に示す例では、ｔ０からｔ１までの検出期間Ｔにおいて検出された照度をＬ１、次のｔ１からｔ２までの検出期間Ｔにおいて検出された照度をＬ２、さらに次のｔ２からｔ３までの検出期間Ｔにおいて検出された照度をＬ３とする。

最初の検出期間Ｔに対応して照度Ｌ１が検出されると、この照度Ｌ１に対応する２Ｔ後の輝度Ｂ２（Ｌ１）が設定され、次の検出期間Ｔにおける照度の検出動作と並行して、この輝度Ｂ２（Ｌ１）に向かって時間経過とともに輝度変化が大きくなるように輝度制御が行われる（図４、図５のｂ１）。

また、次の検出期間Ｔに対応して照度Ｌ２（≠Ｌ１）が検出されると、この照度Ｌ２に対応する２Ｔ後の輝度Ｂ２（Ｌ２）が設定され、次の検出期間Ｔにおける照度の検出動作と並行して、この輝度Ｂ２（Ｌ２）に向かって時間経過とともに輝度変化が大きくなるように輝度制御が行われる（図４、図５のｂ２）。

さらに、次の検出期間Ｔに対応して照度Ｌ３（≠Ｌ２）が検出されると、この照度Ｌ３に対応する２Ｔ後の輝度Ｂ２（Ｌ３）が設定され、次の検出期間Ｔにおける照度の検出動作と並行して、この輝度Ｂ２（Ｌ３）に向かって時間経過とともに輝度変化が大きくなるように輝度制御が行われる（図４のｂ３）。

ところが、このようにして検出された照度Ｌ３が前回の照度Ｌ２と同じであった場合に（図３のステップ１０２において肯定判断）は、この照度Ｌ３に対応する２Ｔ後の輝度Ｂ２（Ｌ３）に基づく新たな輝度制御は開始されないため、前回の輝度制御がそのまま続行される（図５のｂ２’）。なお、３周期以上同じ照度が検出された場合には、１周期目で検出された照度に対応して設定された輝度に到達してその輝度値がそのまま維持される。

図６は、照度変化と輝度制御の具体例を示す図である。図６に示す例では、各検出期間ごとに検出される照度が周期的に変化するが、対応する輝度変化がなだらかであって、一時的な照度変化に対応して輝度が大きく変化することがない。

このように、本実施形態の映像表示装置１００では、検出した周囲の照度に対応させて画面の輝度を変化させる際に、変化開始直後の輝度変化量を少なくすることにより、周囲の明るさの一時的な変化に過敏に追随して画面の輝度が変化してしまうことを抑制している。これにより、周囲が暗い環境で画面が明るく、反対に周囲が明るい環境で画面が暗くなる状況を抑制し、一時的な照度変化による視認性の低下を改善することができる。

特に、輝度を変化させる程度を時間経過とともに徐々に大きくすることにより、画面の輝度を変化させる際に違和感を低減することが可能となる。

また、照度の検出期間よりもこの検出した照度に対応して輝度を変化させる調整時間を長く設定している。特に、検出した照度が前回の検出結果に対して変化したときに、変化後の照度に基づく輝度制御を開始するようにしている。これにより、周囲の明るさが一時的に変化してその後元に戻った場合に、一時的な変化に対応する画面輝度の大きな変化を抑制するとともに、一時的な変化が終了した後の周囲の明るさに対応するように画面輝度を設定することが可能となる。

また、本実施形態の映像表示装置１００は、車両に搭載されて、周囲の明るさの変化が大きい場合に特に、周囲の一時的な照度変化による視認性の低下を抑制することが可能となる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。例えば、上述した実施形態では、車両に搭載される場合について説明したが、車両以外の建物内外において使用される場合についても本発明を適用することができる。

上述したように、本発明によれば、検出した周囲の照度に対応させて画面の輝度を変化させる際に、変化開始直後の輝度変化量を少なくすることにより、周囲の明るさの一時的な変化に過敏に追随して画面の輝度が変化してしまうことを抑制している。これにより、周囲が暗い環境で画面が明るく、反対に周囲が明るい環境で画面が暗くなる状況を抑制し、一時的な照度変化による視認性の低下を改善することができる。

１００ 映像表示装置
１１０ 映像信号受信部
１１２ 表示ドライバ
１１４ 表示パネル
１１６ バックライト
１２０ ＰＷＭ信号生成部
１２２ バックライトドライバ
１３０ 照度センサ
１４０ 電源回路
１５０ 制御部
１５２ 照度検出部
１５４ 輝度設定部１５４

Claims (5)

1. 入力される映像信号に対応する映像を画面に表示する映像表示手段と、
   所定の検出時間をかけて周囲の照度を検出する照度検出手段と、
   前記照度検出手段によって検出された周囲の照度に基づいて、所定の調整時間をかけて、前記映像表示手段に表示する画面の輝度を変化させるとともに、この変化の程度を前記調整時間内において時間経過とともに大きくする輝度設定手段と、
   を備えることを特徴とする映像表示装置。
2. 前記輝度設定手段は、前記輝度を変化させる程度を時間経過とともに徐々に大きくすることを特徴とする請求項１に記載の映像表示装置。
3. 前記検出期間よりも前記調整時間を長く設定することを特徴とする請求項１または２に記載の映像表示装置。
4. 前記輝度設定手段は、前記照度検出手段によって検出された周囲の照度が変化したときに、変化後の照度に基づいて、前記調整時間をかけて画面の輝度を変化させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の映像表装置。
5. 車両に搭載されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の映像表示装置。

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