JP4655030B2 - 画像表示装置 - Google Patents

Description

本発明は画像表示装置に関するものである。

特開２００５−３５２１７７号公報 特許第３３８８５９号公報

従来から、複数の画像データを所定の混合比にて混合し、表示画面上に重畳的に表示させるαブレンドという方法が知られている（例えば特許文献１および２）。例えば、背景にある画像データをＡ、重ね合わせるデータをＢ、混合比をα（０＜α＜１）とすると、ブレンド画像データＣは、Ｃ＝Ａ×（１−α）＋Ｂ×αで表示され、画素単位でこれらの演算処理が行われるようになっている。また、カラー画像の場合はＲＧＢ各々についてこの処理が行われる。

一方、図１４に示すように、例えば車両のメータ等で、運転者が運転中に参照するメータ画像１０１を画面上に常時表示するとともに、何らかのウォーニング画像１０２が警告表示された場合にメータ画像１０１の輝度を下げるものが開発されている。メータ画像１０１の輝度が下がるとウォーニング画像１０２が目立ちやすくなるため、運転者が警告に気づきやすくなる。

このメータを実現するためには、例えば次の方法が考えられる。すなわち、メータ画像１０１およびウォーニング画像１０２を１つの画像レイヤ１００として用意しておき、ウォーニング画像１０２の部分だけ透明領域１０４とされた調光レイヤ１０３を別に用意し、ウォーニング画像１０２が警告表示状態となった場合に画像レイヤ１００と調光レイヤ１０３をαブレンドするのである。このようにすると、メータ画像１０１だけ輝度を下げることができる。

しかし、車両設計上の理由により、メータのデザインを時々変更することがある。例えば図１５に示すように、ウォーニング画像１０２の位置を変えることがある。この場合、調光レイヤ１０３の透明領域１０４も位置を変える必要が生じる。つまり、画像レイヤ１００のデザインを変更すると、調光レイヤ１０３も変更する必要がある。そのため、画像レイヤのデザインを変更した場合でも、調光レイヤを変更する必要がない画像表示装置が望まれていた。

本発明の課題は、主画像と補助画像とを表示画面上に表示するとともに、主画像のみ輝度を変更可能に構成され、画像レイヤのデザインを変更した場合であっても、調光レイヤを変更する必要がない画像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および発明の効果

上記課題を解決するために本発明の画像表示装置は、
画像レイヤ上の画像ピクセルデータに基づいて、表示装置の出力画面上に区画設定された表示領域上に画像表示するとともに、ピクセル設定値が領域内で一様に設定される調光能動領域が、画像レイヤ上の調光対象画像領域を包含する形で設けられた調光レイヤを画像レイヤとは別に設け、調光対象画像領域のピクセル設定値と調光能動領域のピクセル設定値とを所望の調光度合いに応じて定められる混合比にて混合して出力することにより、調光対象画像を調光しつつ表示可能とした画像表示装置であって、
画像レイヤが、
調光対象となる主画像の図形が配置される主画像レイヤと、
主画像レイヤに対し上層レイヤとして重ね配置されるとともに調光非対象となる補助画像の図形が配置され、かつ、主画像の視認を妨げない形で補助画像を包含するように定められた一部領域が主画像レイヤを透視不能な不透明領域とされ、残余の領域が主画像レイヤを透視可能な透明領域として定められた補助画像レイヤとに分離され、
調光レイヤは少なくとも補助画像レイヤよりも下層に配置され、調光能動領域が、補助画像レイヤの不透明領域と、主画像レイヤの少なくとも主画像の形成領域とを一括して包含する固定領域として定められてなることを特徴とする。

上記発明によると、画像レイヤが主画像レイヤと補助画像レイヤとに分離され、補助画像レイヤは、補助画像を表示する領域が不透明領域とされ、残余の領域が透明領域とされている。そして調光レイヤは、補助画像レイヤの不透明領域と、主画像レイヤの主画像の形成領域とを一括して包含するように定められている。そのため、画像レイヤ（主画像レイヤおよび補助画像レイヤ）のデザインを変更した場合であっても、調光レイヤを変更する必要がない。

例えば、調光レイヤの全領域を調光能動領域として定めることができる。このようにすると、画像レイヤをどのように変更した場合でも、調光レイヤを変更する必要は生じなくなる。また、調光レイヤを、補助画像レイヤと主画像レイヤとの中間に配置することができる。

この場合、調光用設定入力部と、調光用設定入力部の設定状態に応じて調光レイヤの混合比を可変設定する混合比可変設定手段を備えたものとできる。このようにすると、主画像の輝度をユーザが調節することが可能になる。

また、補助画像レイヤ上の不透明領域と主画像レイヤ上の主画像の形成領域とを互いに重ならないように定めることが望ましい。このようにすれば、補助画像と主画像とが互いに重ならないため、見やすい。

さらに、不透明領域における補助画像の背景領域と、主画像レイヤにおける主画像の背景領域とを、同一のピクセル色に設定することが好ましい。これにより、補助画像と主画像との背景間に境界が無くなり、これらを一体として表示することが可能となる。

具体的には、本発明の画像表示装置は、車両の運転席に対向する位置に配置して使用され、車両の運転時に参照するメータ画像を主画像として表示するものとできる。また、補助画像は、車両の状態をユーザに警告表示するためのウォーニング画像とすることができる。さらに、ウォーニング画像が警告表示状態となった場合に、警告表示が解除された場合よりも主画像の輝度が暗くなるように、調光レイヤの混合比を自動調節する警告時輝度自動調節手段を備える構成にするとよい。このようにすると、ウォーニング画像が警告表示状態となった場合に主画像（メータ画像）の輝度が暗くなるため、運転者が警告に気づきやすくなる。

一方、補助画像は、車両に搭載された暗視カメラによるナイトビジョン撮影画像を含むものとしてもよい。ナイトビジョン撮影画像が表示された場合に主画像（メータ画像）の輝度が暗くなれば、運転者はナイトビジョン撮影画像に気づきやすくなる。

また、本発明は、補助画像が非調光となる第一表示状態と、補助画像が主画像と連動して調光レイヤにより輝度調節される第二表示状態とを切り替え可能に設定する表示状態切り替え手段を備えたものとしてもよい。この構成によると、第一表示状態と第二表示状態をユーザの意思により自由に切り替えることができる。

具体的には、表示状態切り替え手段は、調光レイヤと補助画像レイヤとの上下関係を入れ替えることにより、第一表示状態と第二表示状態とを切り替えるものとできる。このようにすると、特に複雑な演算処理を行わなくても、第一表示状態と第二表示状態とを切り替えることができる。

また、本発明は、調光能動領域が補助画像レイヤの不透明領域に対応して形成され、調光能動領域の背景領域が透明に設定されるともに、補助画像レイヤに対してのみピクセル設定値の混合が可能とされた補助調光レイヤを備えることもできる。このようにすると、補助画像の輝度を主画像とは別に調節することが可能となる。

本発明の実施形態を、図面を参照しながら説明する。
図１（Ａ）は画像表示装置１の表示画面の一例である。また図２に、この表示画面を表示するために用いるレイヤ（主画像レイヤ２ａ，調光レイヤ３，補助画像レイヤ２ｂ）の例を示す。図２に示すように、本発明ではレイヤを３層にしている。すなわち、図２（Ａ）の主画像レイヤ２ａはメータ画像５（タコメータ及び速度メータ）のみから構成され、図２（Ｂ）の調光レイヤ３は全面が塗りつぶされたベタ状のブレンド画像とされている。また、図２（Ｃ）の補助画像レイヤ２ｂは補助画像（ウォーニング画像）６のみから構成されている。この主画像レイヤ２ａと調光レイヤ３とを所定の混合比でαブレンドすることにより、その混合比に応じた輝度に主画像５を調節することができる。補助画像レイヤ２ｂは補助画像６が不透明領域７とされ、残余の領域は透明領域８とされており、主画像レイヤ２ａおよび調光レイヤ３の上層に重ね配置される。調光された主画像５は、この透明領域８を通して透けて見えるようになっている。補助画像（ウォーニング画像）６が警告表示状態となった場合は、上述の混合比が自動調節されることにより、主画像５の輝度が暗くされる。これにより、運転者がウォーニング画像６に気づきやすくなる。

ウォーニング画像６は、シートベルト未着用、バッテリー切れ、ドアアンロック、ガソリン切れ等の複数個のインジケータが集合して設けられ、これらの中から必要なものが選択して点灯される。例えば図１（Ｂ）に示すように、ガソリン切れの場合は、ガソリン切れ用インジケータ６ａが選択的に点灯され、残余の補助画像６は未点灯状態となる。より詳しくは、主画像５の背景は黒色とされ、未点灯状態の補助画像６は同じく黒色に表示され、これらの境界が見えないようにされている。また、図１（Ｃ）に示すように、ガソリン切れ用インジケータ６ａを明るく点灯し、残余の補助画像６を少し暗く表示してもよい。

調光前後にわたる画像の例を図１２に示す。図１２（Ａ）は補助画像６が警告表示される前の状態であり、図１２（Ｂ）は警告表示された後の状態である。図示するように、補助画像６が警告表示される前は主画像５が明るく表示され、警告表示後（ガソリン切れ用インジケータ６ａが警告表示された後）は主画像５の輝度が暗くされる。これにより、警告表示が目立ちやすくなる。

このように、本発明では画像レイヤ２を主画像レイヤ２ａと補助画像レイヤ２ｂとに分離し、主画像レイヤ２ａのみを調光レイヤ３にてαブレンドすることにより調光するとともに、その調光された主画像５が補助画像レイヤ２ｂの透明領域８を通して見えるようになっている。このような構成にすると、画像レイヤ２のデザイン（主画像５であるメータの意匠や補助画像６の配置位置）を変える必要が生じた場合でも、調光レイヤ３は何ら変更する必要がない。そのため、これらのレイヤ２，３を設定するエンジニアの負担が大幅に減る。

より詳細に説明する。本発明の画像表示装置１は、画像レイヤ２（２ａ，２ｂ）上の画像ピクセルデータに基づいて、表示装置１０８の出力画面４（図１参照）上に区画設定された表示領域上に画像表示するとともに、ピクセル設定値が領域内で一様に設定される調光能動領域Ａ１（図２（Ｂ）の全面）が、画像レイヤ２上の調光対象画像領域Ａ２を包含する形で設けられた調光レイヤ３を画像レイヤ２とは別に設けている。そして、調光対象画像領域Ａ２のピクセル設定値と調光能動領域Ａ１のピクセル設定値とを所望の調光度合いに応じて定められる混合比にて混合して出力することにより、調光対象画像５を調光しつつ表示可能としている。

また、画像レイヤ２が、調光対象となる主画像（メータ画像）５の図形が配置される主画像レイヤ２ａと、主画像レイヤ２ａに対し上層レイヤとして重ね配置されるとともに調光非対象となる補助画像（ウォーニング画像）６の図形が配置され、かつ、主画像５の視認を妨げない形で補助画像６を包含するように定められた一部領域が主画像レイヤ２ａを透視不能な不透明領域７とされ、残余の領域が主画像レイヤ２ａを透視可能な透明領域８として定められた補助画像レイヤ２ｂとに分離されている。

そして、調光レイヤ３は少なくとも補助画像レイヤ２ｂよりも下層に配置され、調光能動領域Ａ１が、補助画像レイヤ２ｂの不透明領域７と、主画像レイヤ２ａの少なくとも主画像５の形成領域Ａ２とを一括して包含する固定領域として定められている。

また、図１および図２の実施例では、調光レイヤ３の全領域を調光能動領域Ａ１として定めている。このようにすると、画像レイヤ２（主画像レイヤ２ａおよび補助画像レイヤ２ｂ）のデザインをどのように変更した場合でも、調光レイヤ３を変更する必要は生じなくなる。

また、補助画像レイヤ２ｂ上の不透明領域７と主画像レイヤ２ａ上の主画像５の形成領域とは、互いに重ならないように定められている。このようにすると、補助画像６と主画像５とが互いに重ならないため、画像が見やすい。

さらに図１，図２の実施例では、不透明領域７における補助画像６の背景領域Ａ３と、主画像レイヤ２ａにおける主画像５の背景領域Ａ４とを、同一のピクセル色に設定している。これにより、補助画像６と主画像５の背景との境界が無くなり、これらを一体として表示することが可能となる。

また、図１，図２の実施例では、複数個のウォーニング用インジケータが集合して補助画像６を構成しており、この補助画像６は、補助画像レイヤ２ｂの外周縁部に配置されている。

図１０（Ａ）に各レイヤの位置関係を示す。図示するように、主画像レイヤ２ａ，調光レイヤ３，補助画像レイヤ２ｂがこの順で配置され、画像表示される。なお、主画像レイヤ２ａと調光レイヤ３はαブレンドされるため、これらの順序は逆になってもよく、例えば図１０（Ｂ）のように配置してもよい。

一方、画像表示装置１は、車両の運転席に対向する位置に配置して使用され、車両の運転時に参照するメータ画像を主画像５として表示するものである。

次に、画像表示装置１のブロック図を図３に示す。図示するように、画像表示装置１は表示制御部２００と、描画ＬＳＩ１０７，表示装置１０８，液晶バックライト３０９を備える。また、ボデーＥＣＵ３００には車速センサ３０１，エンジン回転数センサ３０２，水温センサ３０３，燃料残量センサ３０４，カレンダクロック３０５，ギアポジション検出部３０６等の各種センサが接続されており、これらのセンサから入力される情報が、通信バス１２７を通して表示制御部２００に送信される。例えば燃料残量センサ３０４により、ガソリン残量が少ないことが検知された場合、インジケータ６ａ（図１（Ｂ），図１（Ｃ）参照）が点灯するように制御される。

表示制御部２００は通常のコンピュータとして構成され、ＣＰＵ２８１，ＲＡＭ２８３，ＲＯＭ２８２，Ｉ／Ｏ２８０，Ｉ／Ｆ１２６，これらを繋ぐバスライン２８８を備える。ＲＯＭ２８２には制御プログラム２８２ａが記憶されており、ＣＰＵ２８１がこの制御プログラム２８２ａを読み出して実行することにより、本発明の混合比可変設定手段および警告時輝度自動調節手段がそれぞれ実現される。また、表示制御部２００には、表示状態切り替えスイッチ２８５，暗視カメラ２８４，レオスタット２８６及びつまみ（調光用設定入力部）２８７がそれぞれ接続されている。また、つまみ（調光用設定入力部）２８６の回転位置と、上述の混合比との関係がＲＯＭ２８２に記憶されている。

画像表示装置１の断面図を図４に示す。図示するように、液晶パネル（表示装置）１０８、液晶バックライト３０９及びハードウェア基板（表示制御部）２００がこの順で積層された状態で筐体１５０に納められている。他方、自動車のインパネの運転席に対向する部分にはメーターフード１６０が設けられ、該メーターフード１６０が形成する凹部内に上記の筐体１５０が装着されている。そして、ドライバーから視認される前面側に液晶パネル１０８が位置し、そのさらに前方側がカバーレンズ１７０にて覆われている。

次に、制御プログラム２８２ａの動作を、図５のフローチャートを用いて以下に説明する。まずステップＳ１では、車速センサ３０１およびエンジン回転数センサからの入力情報に基づき、主画像レイヤ２ａにてメータ画像５を表示する。次にＳ２に移り、レオスタット２８６のつまみ（調光用設定入力部）２８７の回転位置を検出する。その後、表示制御部２００は、つまみ２８７の回転位置に対応する混合比αをＲＯＭ２８２から読み出して決定する（Ｓ３）。次に、描画ＬＳＩ１０７は、混合比αで主画像レイヤ２ａと調光レイヤ３とを混合して、表示装置１０８に表示する（Ｓ４）。なお、本実施例では調光レイヤ３は黒色とされており、混合比αが１の時は真っ黒となり、０の時は透明となるように設定されている。

一方、Ｓ５では、警告用各種センサ３０３，３０４，３０６等からの信号により、ウォーニング画像６を表示するか否かを判断する。ここでＹｅｓと判断された場合は、補助画像レイヤ２ｂでウォーニング画像６を表示する（Ｓ６）。その後、Ｓ６’に移り、予め定められたα’（０≦α＜α’≦１となるように定められている）を用いて、主画像レイヤ２ａと調光レイヤ３を重ねる。これにより、ウォーニング画像６を表示する前と比較して、主画像５が暗く表示されることになる。そのため、ウォーニング画像６が相対的に明るく見え、目立ちやすくなる。より詳しくは、主画像レイヤ２ａの画像データをＡ、調光レイヤ３の画像データをＢとした場合、調光後の画像データＣは、Ｃ＝Ａ×（１−α’）＋Ｂ×α’として演算され、表示される。

Ｓ６’の後にウォーニングが消えたか否か判断し（Ｓ７）、Ｙｅｓなら補助画像レイヤ２ｂでウォーニング画像６を消す（Ｓ８）。次に、レオスタット２８６からの信号によりつまみ（調光用設定入力部）２８７の回転位置が変わったか否かを判断し（Ｓ９）、ＹｅｓならＳ２に戻る。なお、Ｓ５でＮｏと判断された場合はＳ９に移り、Ｓ９でＮｏの場合はＳ５に戻る。

次に、図６及び図７に示すように、補助画像６に、車両に搭載された暗視カメラ２８４（図３参照）によるナイトビジョン撮影画像９を含むものとしてもよい。図６，図７の実施例では、補助画像レイヤ２ｂにナイトビジョン撮影画像９が表示される。また、ナイトビジョン撮影画像９が表示された場合に、主画像５（メータ画像）の輝度を暗くすることができる。調光前後にわたる画像の例を図１３に示す。図１３（Ａ）はナイトビジョン撮影画像９を表示する前であり、図１３（Ｂ）はナイトビジョン撮影画像９を表示した後である。このように、ナイトビジョン撮影画像９を表示する前（図１３（Ａ））は主画像５が明るく表示され、ナイトビジョン撮影画像９が表示された後（図１３（Ｂ））は主画像の輝度が暗くされる。これにより、運転者がナイトビジョン撮影画像に気づきやすくなる。

一方、図３に示すように、本実施例では、補助画像６が非調光となる第一表示状態と、補助画像６が主画像５と連動して調光レイヤ３により輝度調節される第二表示状態とを切り替え可能に設定する表示状態切り替えスイッチ２８５を備えている。図８に、この表示状態切り替えスイッチ２８５を用いた場合のフローチャートを示す。このフローチャートでは、図５のＳ１〜Ｓ９を第一表示状態Ｓ１１として表しており、また、補助画像６が主画像５と連動して輝度調節される第二表示状態をＳ１２として表している。図示するように、ステップＳ１０において、表示状態切り替えスイッチ２８５が第一表示状態に設定されているか否かを判断する。ここでＹｅｓと判断された場合はＳ１１に進み、第一表示状態となる。また、Ｎｏと判断された場合はＳ１２に進み、第二表示状態となる。この構成によると、第一表示状態と第二表示状態とをユーザが自由に切り替えることができる。

なお、表示制御部２００にて、調光レイヤ３と補助画像レイヤ２ｂとの上下関係を入れ替えることにより、第一表示状態と第二表示状態とを切り替えることができる。

また、図９に示すように、調光能動領域Ａ５が補助画像レイヤ２ｂ（図２（Ｃ）参照）の不透明領域７に対応して形成され、調光能動領域Ａ５の背景領域１０が透明に設定されるともに、補助画像レイヤ２ｂに対してのみピクセル設定値の混合が可能とされた補助調光レイヤ３ａを備えることもできる。このようにすると、補助画像６の輝度を主画像５とは別に調節することが可能となる。

この場合、各レイヤの位置関係は図１１（Ａ）のようにされる。すなわち、主画像レイヤ２ａ，調光レイヤ３，補助画像レイヤ２ｂ，補助調光レイヤ３ａがこの順で配置される。そして、主画像レイヤ２ａおよび調光レイヤ３がαブレンドされ、補助画像レイヤ２ｂおよび補助調光レイヤ３ａがαブレンドされる。なお、図１１（Ｂ）に示すように、調光レイヤ３，主画像レイヤ２ａ，補助調光レイヤ３ａ，補助画像レイヤ２ｂをこの順で配置してもよい。

画像表示装置の表示画面の一例。 （Ａ）主画像レイヤ（Ｂ）調光レイヤ（Ｃ）補助画像レイヤの例。 画像表示装置のブロック図。 画像表示装置の断面図。 フローチャートの一例。 ナイトビジョン撮影画像を表示した例。 ナイトビジョン撮影画像を補助画像として含む場合の、（Ａ）主画像レイヤ（Ｂ）調光レイヤ（Ｃ）補助画像レイヤの例。 第一表示状態と第二表示状態とを切り替える場合のフローチャート。 補助調光レイヤの例。 主画像レイヤ、調光レイヤ、補助画像レイヤの位置関係を説明するための図。 主画像レイヤ、調光レイヤ、補助画像レイヤ、補助調光レイヤの位置関係を説明するための図。 （Ａ）調光前（Ｂ）調光後の画面の例。 （Ａ）調光前（Ｂ）調光後の画面の例。 従来例。 従来例。

符号の説明

１ 画像表示装置
２ 画像レイヤ
２ａ 主画像レイヤ
２ｂ 補助画像レイヤ
３ 調光レイヤ
４ 出力画面
５ 主画像
６ 補助画像
７ 不透明領域
８ 透明領域
Ａ１ 調光能動領域
Ａ２ 調光対象画像領域
Ａ３ 補助画像６の背景領域
Ａ４ 主画像５の背景領域

Claims (10)

1. 画像レイヤ上の画像ピクセルデータに基づいて、表示装置の出力画面上に区画設定された表示領域上に画像表示するとともに、ピクセル設定値が領域内で一様に設定される調光能動領域が、前記画像レイヤ上の調光対象画像領域を包含する形で設けられた調光レイヤを前記画像レイヤとは別に設け、前記調光対象画像領域のピクセル設定値と前記調光能動領域のピクセル設定値とを所望の調光度合いに応じて定められる混合比にて混合して出力することにより、前記調光対象画像を調光しつつ表示可能とした画像表示装置であって、
   前記画像レイヤが、
   調光対象となる主画像の図形が配置される主画像レイヤと、
   該主画像レイヤに対し上層レイヤとして重ね配置されるとともに調光非対象となる補助画像の図形が配置され、かつ、前記主画像の視認を妨げない形で当該補助画像を包含するように定められた一部領域が前記主画像レイヤを透視不能な不透明領域とされ、残余の領域が前記主画像レイヤを透視可能な透明領域として定められた補助画像レイヤとに分離され、
   前記調光レイヤは少なくとも前記補助画像レイヤよりも下層に配置され、前記調光能動領域が、前記補助画像レイヤの前記不透明領域と、前記主画像レイヤの少なくとも前記主画像の形成領域とを一括して包含する固定領域として定められてなることを特徴とする画像表示装置。
2. 調光用設定入力部と、該調光用設定入力部の設定状態に応じて前記調光レイヤの前記混合比を可変設定する混合比可変設定手段を備える請求項１記載の画像表示装置。
3. 前記調光レイヤは、その全領域が前記調光能動領域として定められている請求項１又は請求項２に記載の画像表示装置。
4. 前記補助画像レイヤ上の前記不透明領域と前記主画像レイヤ上の前記主画像の形成領域とが互いに重ならないように定められてなる請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の画像表示装置。
5. 前記不透明領域における前記補助画像の背景領域と、前記主画像レイヤにおける前記主画像の背景領域とが、同一のピクセル色に設定されてなる請求項４記載の画像表示装置。
6. 車両の運転席に対向する位置に配置して使用され、該車両の運転時に参照するメータ画像を前記主画像として表示するものである請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の画像表示装置。
7. 前記補助画像は、前記車両の状態をユーザに警告表示するためのウォーニング画像とされてなる請求項６記載の画像表示装置。
8. 前記ウォーニング画像が警告表示状態となった場合に、該警告表示が解除された場合よりも前記主画像の輝度が暗くなるように、前記調光レイヤの前記混合比を自動調節する警告時輝度自動調節手段を備える請求項７記載の画像表示装置。
9. 前記補助画像は、前記車両に搭載された暗視カメラによるナイトビジョン撮影画像を含むものである請求項６ないし請求項８のいずれか１項に記載の画像表示装置。
10. 前記調光能動領域が前記補助画像レイヤの前記不透明領域に対応して形成され、該調光能動領域の背景領域が透明に設定されるともに、前記補助画像レイヤに対してのみピクセル設定値の混合が可能とされた補助調光レイヤを備える請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載の画像表示装置。