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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024124249
(43)【公開日】2024-09-12
(54)【発明の名称】表示装置
(51)【国際特許分類】
G09G 5/00 20060101AFI20240905BHJP
G09G 5/10 20060101ALI20240905BHJP
【ＦＩ】
G09G5/00 550C
G09G5/10 B
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023032262
(22)【出願日】2023-03-02
(71)【出願人】
【識別番号】000004260
【氏名又は名称】株式会社デンソー
(74)【代理人】
【識別番号】110001128
【氏名又は名称】弁理士法人ゆうあい特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】張 鳴暁
【テーマコード（参考）】
5C182
【Ｆターム（参考）】
5C182AA02
5C182AA03
5C182AA12
5C182AB15
5C182AB25
5C182AC02
5C182AC03
5C182AC35
5C182BA14
5C182BA25
5C182BA29
5C182BA45
5C182BA47
5C182BA56
5C182CA01
5C182CA02
5C182CA12
(57)【要約】
【課題】消費電力の増大を抑制しつつ、ディスプレイの視野角特性および光の反射特性に起因した違和感を覚えさせない画像表示が可能な表示装置を提供する。
【解決手段】ディスプレイ２０の表示面における日射領域および非日射領域を推定する日射推定部１２ｃと、ディスプレイ２０が設置されている環境の照度情報を取得する照度取得部１２ｄと、を備える。また、ディスプレイ２０に対するユーザの位置情報を取得する位置情報取得部１２ｅと、輝度制御部１２ｆと、を備える。輝度制御部１２ｆは、日射推定部１２ｃでの推定結果に基づき、日射領域に位置する日射画素群の輝度を、非日射領域に位置する非日射画素群の輝度よりも高くする第１の輝度制御を実行する。また、輝度制御部１２ｆは、ユーザの位置情報、ディスプレイ２０の視野角特性および反射特性に基づき、少なくとも非日射領域についてコントラスト比の差を所定以下とする第２の輝度制御を実行する。
【選択図】図１
【解決手段】ディスプレイ２０の表示面における日射領域および非日射領域を推定する日射推定部１２ｃと、ディスプレイ２０が設置されている環境の照度情報を取得する照度取得部１２ｄと、を備える。また、ディスプレイ２０に対するユーザの位置情報を取得する位置情報取得部１２ｅと、輝度制御部１２ｆと、を備える。輝度制御部１２ｆは、日射推定部１２ｃでの推定結果に基づき、日射領域に位置する日射画素群の輝度を、非日射領域に位置する非日射画素群の輝度よりも高くする第１の輝度制御を実行する。また、輝度制御部１２ｆは、ユーザの位置情報、ディスプレイ２０の視野角特性および反射特性に基づき、少なくとも非日射領域についてコントラスト比の差を所定以下とする第２の輝度制御を実行する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の画素を有するディスプレイ（２０）における画像表示を制御する表示装置であって、
太陽および前記ディスプレイの位置情報に基づいて、前記ディスプレイの表示面（２０ａ）のうち日射されている領域である日射領域と、前記表示面の残部である非日射領域とを推定する日射推定部（１２ｃ）と、
前記ディスプレイが設置されている環境の照度情報を取得する照度取得部（１２ｄ）と、
前記ディスプレイのユーザを撮像する撮像装置（３４）から、前記ディスプレイに対する前記ユーザの位置情報を取得する位置情報取得部（１２ｅ）と、
前記日射推定部の推定結果に基づいて、前記複数の画素のうち前記日射領域に位置する画素群である日射画素群の輝度を、前記非日射領域に位置する画素群である非日射画素群の輝度よりも高くする第１の輝度制御を実行する輝度制御部（１２ｆ）と、を備え、
前記輝度制御部は、前記ディスプレイに対する前記ユーザの位置情報、前記ディスプレイの視野角特性および前記表示面における光の反射特性に基づいて、少なくとも前記非日射領域についてコントラスト比の差を所定以下とする第２の輝度制御を実行し、
前記ディスプレイの表示画像のうち文字、図形および記号の少なくとも１つを含む部分を情報部分とし、残部を背景部分として、前記コントラスト比は、前記背景部分の輝度に対する前記情報部分の輝度の比率である、表示装置。
太陽および前記ディスプレイの位置情報に基づいて、前記ディスプレイの表示面（２０ａ）のうち日射されている領域である日射領域と、前記表示面の残部である非日射領域とを推定する日射推定部（１２ｃ）と、
前記ディスプレイが設置されている環境の照度情報を取得する照度取得部（１２ｄ）と、
前記ディスプレイのユーザを撮像する撮像装置（３４）から、前記ディスプレイに対する前記ユーザの位置情報を取得する位置情報取得部（１２ｅ）と、
前記日射推定部の推定結果に基づいて、前記複数の画素のうち前記日射領域に位置する画素群である日射画素群の輝度を、前記非日射領域に位置する画素群である非日射画素群の輝度よりも高くする第１の輝度制御を実行する輝度制御部（１２ｆ）と、を備え、
前記輝度制御部は、前記ディスプレイに対する前記ユーザの位置情報、前記ディスプレイの視野角特性および前記表示面における光の反射特性に基づいて、少なくとも前記非日射領域についてコントラスト比の差を所定以下とする第２の輝度制御を実行し、
前記ディスプレイの表示画像のうち文字、図形および記号の少なくとも１つを含む部分を情報部分とし、残部を背景部分として、前記コントラスト比は、前記背景部分の輝度に対する前記情報部分の輝度の比率である、表示装置。
【請求項2】
前記ユーザの目と前記表示面における一点とを繋ぐ仮想直線と、前記表示面に対する法線方向とのなす角度を視線角度として、
前記輝度制御部は、前記第１の輝度制御において、前記照度情報に基づいて前記複数の画素について輝度制御係数を設定し、前記第２の輝度制御において、前記視線角度、前記視野角特性および前記反射特性に基づいて前記輝度制御係数の補正を行う、請求項１に記載の表示装置。
前記輝度制御部は、前記第１の輝度制御において、前記照度情報に基づいて前記複数の画素について輝度制御係数を設定し、前記第２の輝度制御において、前記視線角度、前記視野角特性および前記反射特性に基づいて前記輝度制御係数の補正を行う、請求項１に記載の表示装置。
【請求項3】
前記表示面における光の反射に起因する輝度を反射輝度とし、
前記背景部分の設定輝度に補正後の前記輝度制御係数を乗じて得られる輝度と前記背景部分における前記反射輝度とを加算して得られる輝度を背景輝度とし、
前記情報部分の設定輝度に補正後の前記輝度制御係数を乗じて得られる輝度と前記情報部分における前記反射輝度とを加算して得られる輝度を情報輝度として、
前記輝度制御部は、前記第２の輝度制御において、前記背景輝度および前記情報輝度を算出すると共に、前記背景輝度に対する前記情報輝度の比を前記コントラスト比として算出し、前記非日射領域における前記コントラスト比の差を所定以下とする、請求項２に記載の表示装置。
前記背景部分の設定輝度に補正後の前記輝度制御係数を乗じて得られる輝度と前記背景部分における前記反射輝度とを加算して得られる輝度を背景輝度とし、
前記情報部分の設定輝度に補正後の前記輝度制御係数を乗じて得られる輝度と前記情報部分における前記反射輝度とを加算して得られる輝度を情報輝度として、
前記輝度制御部は、前記第２の輝度制御において、前記背景輝度および前記情報輝度を算出すると共に、前記背景輝度に対する前記情報輝度の比を前記コントラスト比として算出し、前記非日射領域における前記コントラスト比の差を所定以下とする、請求項２に記載の表示装置。
【請求項4】
前記輝度制御係数は、前記環境の照度に応じた値に設定されている、請求項３に記載の表示装置。
【請求項5】
前記輝度制御部は、前記日射画素群についても前記第２の輝度制御を実行する、請求項１ないし４のいずれか１つに記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ディスプレイの輝度を画素単位あるいは所定以下の画素群単位で制御可能な表示装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、ディスプレイの表示面に日射が当たる状況において、ディスプレイの輝度を制御することにより、画面の見易さを向上した表示装置が提案されている（例えば特許文献１）。特許文献１に記載の装置は、自動車等の移動体に搭載される車両用表示装置であって、使用時刻や車両の走行位置という条件に基づいて、ディスプレイ画面全体の輝度レベルを自動的に制御する構成となっている。これにより、明るさを検知するためのセンサを設けなくても、表示装置が搭載される周囲環境の明るさに対応した輝度となり、表示画面の見易さが向上している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開平１１－１８４４４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、この表示装置は、所定の条件に対応して自動的にディスプレイ画面全体の輝度レベルを制御するため、画面の一部領域のみの輝度レベルの調整を行うことができない。例えば、この表示装置は、ディスプレイ画面の一部領域だけに日射が当たっているような状況であっても、画面全体の輝度レベルを上げてしまい、消費電力が必要以上に増大してしまう。
【0005】
そこで、ディスプレイの周囲に照度センサを複数配置し、照度センサからの照度信号に応じてディスプレイのうち日射が当たる領域である日射領域を推定し、推定した日射領域を他の領域よりも相対的に輝度を大きくする輝度制御を実行することが考えられる。これにより、ディスプレイの構成画素のうち日射領域に位置する画素群、すなわち日射画素群について部分的な輝度制御が可能となり、消費電力の増大を抑えつつ、表示画像のうち日射領域における見易さを向上させることができる。
【0006】
しかしながら、上記の輝度制御は、ディスプレイ自体の視野角特性に基づく輝度の変化、およびディスプレイ画面における光の反射特性の影響が考慮されていない。具体的には、ディスプレイ自体の視野角特性により、ディスプレイ画面に対するユーザの位置によっては同じ設定輝度であっても当該ユーザが視認する輝度が変化してしまう。また、ディスプレイ画面における光の反射特性により、一定の光量の外光を反射している状態であっても、ディスプレイ画面に対するユーザの位置に応じて当該ユーザが知覚する反射光の明るさが変化してしまう。このため、複数の照度センサで得られた照度情報のみに基づく輝度制御後の表示画像は、ユーザが違和感を覚えるおそれがある。
【0007】
本発明は、上記の点に鑑み、消費電力の増大を抑制しつつも、ディスプレイの視野角特性および光の反射特性を考慮した輝度制御を実行し、ユーザに違和感を覚えさせない画像表示が可能な表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の表示装置は、複数の画素を有するディスプレイ（２０）における画像表示を制御する表示装置であって、太陽およびディスプレイの位置情報に基づいて、ディスプレイの表示面（２０ａ）のうち日射されている領域である日射領域と、表示面の残部である非日射領域とを推定する日射推定部（１２ｃ）と、ディスプレイが設置されている環境の照度情報を取得する照度取得部（１２ｄ）と、ディスプレイのユーザを撮像する撮像装置（３４）から、ディスプレイに対するユーザの位置情報を取得する位置情報取得部（１２ｅ）と、日射推定部の推定結果に基づいて、複数の画素のうち日射領域に位置する画素群である日射画素群の輝度を、非日射領域に位置する画素群である非日射画素群の輝度よりも高くする第１の輝度制御を実行する輝度制御部（１２ｆ）と、を備え、輝度制御部は、ディスプレイに対するユーザの位置情報、ディスプレイの視野角特性および表示面における光の反射特性に基づいて、少なくとも非日射領域についてコントラスト比の差を所定以下とする第２の輝度制御を実行し、ディスプレイの表示画像のうち文字、図形および記号の少なくとも１つを含む部分を情報部分とし、残部を背景部分として、コントラスト比は、背景部分の輝度に対する情報部分の輝度の比率である。
【0009】
これによれば、日射推定部がディスプレイの表示面における日射領域および非日射領域を推定し、位置情報取得部が当該表示面に対するユーザの位置情報を取得し、輝度制御部が日射画素群の輝度を非日射画素群の輝度よりも高くする第１の輝度制御を行う。また、輝度制御部は、ユーザの位置情報、ディスプレイの視野角特性および表示面における光の反射特性に基づいて、少なくとも非日射領域についてコントラスト比の差を所定以下とする第２の輝度制御を行う。これにより、必要以上に画素群全体の輝度を上げることなく、ディスプレイの視野角特性および光の反射特性を考慮した輝度制御を実行し、ユーザに違和感を覚えさせない画像表示が可能な表示装置となる。
【0010】
なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】実施形態に係る表示システムを示すブロック図である。
【図2】ディスプレイの表示面における視線角度およびその分布についての説明図である。
【図3】日射領域データの一例を示す図である。
【図4】表示システムにおける輝度制御を示すフローチャートである。
【図5】日射領域の推定結果に基づく輝度制御係数の決定の一例を示す図である。
【図6】ディスプレイの表示面に対するユーザの視線角度と表面輝度比との関係の一例を示す図である。
【図7】ディスプレイの表示面に対するユーザの視線角度と表面反射比との関係の一例を示す図である。
【図8】第２の輝度制御における輝度制御係数の補正についての説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。
【0013】
（実施形態）
実施形態に係る表示装置が適用されたＯＬＥＤ表示システムについて説明する。本実施形態では、ＯＬＥＤ表示システムが自動車などの車両用とされた車載用表示システムである場合を代表例として説明するが、勿論、他の用途にも適用され得る。なお、ＯＬＥＤ表示システムは、「有機ＥＬ表示システム」とも、「ＥＬ表示システム」とも称され得る。ＯＬＥＤ、ＥＬとは、それぞれOrganic Light Emitting Diode、Electro-Luminescenceの略称である。
実施形態に係る表示装置が適用されたＯＬＥＤ表示システムについて説明する。本実施形態では、ＯＬＥＤ表示システムが自動車などの車両用とされた車載用表示システムである場合を代表例として説明するが、勿論、他の用途にも適用され得る。なお、ＯＬＥＤ表示システムは、「有機ＥＬ表示システム」とも、「ＥＬ表示システム」とも称され得る。ＯＬＥＤ、ＥＬとは、それぞれOrganic Light Emitting Diode、Electro-Luminescenceの略称である。
【0014】
〔基本構成〕
本実施形態のＯＬＥＤ表示システムは、例えば図１に示すように、描画用コントローラ１０と、ディスプレイ２０、車載機器３０を有した構成とされている。
本実施形態のＯＬＥＤ表示システムは、例えば図１に示すように、描画用コントローラ１０と、ディスプレイ２０、車載機器３０を有した構成とされている。
【0015】
描画用コントローラ１０は、ディスプレイ２０による画像表示を制御する表示制御装置に相当するものであり、車載機器３０から伝えられる各種信号に基づいてディスプレイ２０での画像表示を制御する。例えば、描画用コントローラ１０とディスプレイ２０とは直接的に接続配線を介して接続され、描画用コントローラ１０と車載機器３０とは車載用通信バス（以下、車内ＬＡＮ）４０を通じて接続されている。ＬＡＮとは、Local Area Networkの略称である。このため、描画用コントローラ１０には、直接もしくは車内ＬＡＮ４０を通じて車載機器３０からの各種信号が入力される。なお、この描画用コントローラ１０の詳細構成については後述する。
【0016】
ディスプレイ２０は、例えば、ＯＬＥＤ等の自発光素子により構成された複数の画素を有する自発光型のディスプレイである。ディスプレイ２０は、描画用コントローラ１０からの映像出力信号に対応する画像表示を行う。ディスプレイ２０は、画像表示を行う表示領域を構成している自発光素子ごと、すなわち画素ごとに、駆動電圧を可変して印加することで、輝度レベルの調整が可能な構成となっている。ディスプレイ２０は、例えば図２に示すように、表示面２０ａを正面から見て横長の長方形状とされるが、これに限定されるものではなく、正方形、縦長の長方形、曲面形状などの他の形状であってもよい。
【0017】
なお、本明細書では、ディスプレイ２０がＯＬＥＤディスプレイである場合を代表例として説明するが、ＯＬＥＤディスプレイ等の自発光型ディスプレイについては公知であるため、ディスプレイ自体の詳細な説明については省略する。また、自発光素子としては、ＯＬＥＤを代表例として説明するが、これに限定されるものではなく、無機ＥＬやマイクロＬＥＤなどの他の自発光素子であっても構わない。また、ディスプレイ２０は、例えば、マイクロメートルサイズの複数のマイクロＬＥＤなどをバックライトとして用い、ローカルディミング（部分駆動）により微小なエリアごとに輝度を制御可能な液晶ディスプレイであってもよい。つまり、ディスプレイ２０は、個々の画素単位、あるいは所定サイズ以下の領域（限定するものではないが１ｍｍ角サイズなど）を占める画素群単位で輝度制御が可能な表示体であればよい。上記した液晶ディスプレイをディスプレイ２０として用いる場合、複数のバックライトのうちの１つが割り当てられた画素群単位で後述する第１、第２の輝度制御が行われる。
【0018】
車載機器３０は、例えば、映像信号や車両情報を描画用コントローラ１０に入力するための各種機器、並びに照度や角速度などの物理量に応じた検出信号を描画用コントローラ１０に出力する各種センサなどで構成されている。ここでは、車載機器３０は、ナビゲーション装置３１、ジャイロセンサ３２、照度センサ３３、乗員撮像装置３４、通信機器３５、および車両ＥＣＵ３６により構成されている。ただし、上記の車載機器３０の構成は、あくまで一例に過ぎず、上記した機器やセンサなどのほか、マルチメディア、空調装置などの各種機器を有したものであっても良く、適宜変更されうる。
【0019】
ナビゲーション装置３１は、地図データベースに記憶してある地図情報に基づいて、自車両の現在位置や地図の映像などを示す映像信号を描画用コントローラ１０に入力する。また、ナビゲーション装置３１は、ユーザの操作に基づいて、例えば目的地設定を行うための映像や、車両周辺もしくは目的地周辺の施設や店舗情報に関する映像などを示す映像信号を描画用コントローラ１０に入力する。さらに、ナビゲーション装置３１は、例えば、公知のＧＰＳにより車両の緯度、経度、現在時刻、車両が向いている方位に関する情報を取得し、これらの情報を描画用コントローラ１０に入力している。ＧＰＳとは、Global Positioning Systemの略称である。
【0020】
ジャイロセンサ３２は、自車両の姿勢変化に応じた角速度を電圧値として検出するセンサである。ジャイロセンサ３２は、自車両に固定されており、車両に対して予め規定された互いに直交する三軸について、各軸周りに生じる角速度を計測する。例えば、ジャイロセンサ３２は、自車両のヨーイング、ピッチング、及びローリングに伴う角速度を計測し、計測データを描画用コントローラ１０などへ逐次出力する。例えば、ジャイロセンサ３２が出力する自車両のヨーイングに対応する角速度の計測データは、自車両が進行する方向、すなわち自車両を上方から見たときにおける自車両が向く方位の推定に用いられる。
【0021】
照度センサ３３は、例えば、ディスプレイ２０の近傍に配置され、ディスプレイ２０への日射量、すなわち環境照度に応じた信号を出力する。照度センサ３３は、例えば、ディスプレイ２０の近傍に１つまたは複数配置され、ディスプレイ２０の表示面全体あるいは表示面を複数に分割してなる分割領域ごとの環境照度を検出する。例えば、照度センサ３３の数が３つである場合には、ディスプレイ２０のうち映像を表示する領域を表示領域として、表示領域を３つの領域に分割し、３つの照度センサ３３がそれぞれ第１領域～第３領域の１つに関連付けされる。照度センサ３３が複数である場合、その配置や表示領域の対応領域については任意であり、前述した例に限定されず、適宜変更されうる。このように、照度センサ３３は、関連付けられた領域の照度を検出し、その照度に応じた検出信号を描画用コントローラ１０に向けて出力する。
【0022】
乗員撮像装置３４は、例えば、自車両の乗員のうちディスプレイ２０のユーザを撮像する任意の撮像装置である。撮像対象のユーザは、例えば、自車両の運転席に着座する運転者や助手席に着座する乗員である。乗員撮像装置３４は、例えば、株式会社デンソー製のドライバーステータスモニター（登録商標）とされるが、これに限定されない。乗員撮像装置３４は、例えば、公知の画像認証技術に基づいて、撮像したユーザの眼を含む画像データから、自車両内における当該ユーザの目の位置座標を推定する。
【0023】
以下、説明の便宜上、乗員撮像装置３４の撮像対象のユーザを「対象ユーザ」と称する。また、図２に示すように、ディスプレイ２０の表示面のうち対象ユーザの視線の先に位置する点と対象ユーザの目の位置ＰＥとを繋ぐ仮想直線ＶＬに沿った方向であって、対象ユーザ側から表示面側に向かう方向を「視線方向」と称する。
【0024】
乗員撮像装置３４は、例えば、推定した対象ユーザの目の位置座標を目の位置情報として描画用コントローラ１０に出力する。上記した目の位置情報は、例えば、予め設定されたディスプレイ２０の自車両における位置情報と共に、ディスプレイ２０のうち各種画像が表示される面である表示面における対象ユーザの視線方向の角度分布の算出に用いられる。「視線方向の角度」とは、例えば図２に示すように、対象ユーザの視線方向（仮想直線ＶＬ）とディスプレイ２０の表示面に対する法線方向Ｄ１とのなす角度θを意味し、表示面２０ａのうち対象ユーザの正面に位置する点Ｐ１では０°となる。以下、視線方向の角度を「視線角度」と称する。視線角度の分布は、例えば、ディスプレイ２０の表示面２０ａを所定面積で分割して得られる複数の分割領域単位で算出されるが、これに限定されない。例えば図２に示すように、表示面２０ａの点Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４といった順にユーザの目の位置ＰＥから離れた位置になるほど、視線角度θが大きくなる。言い換えると、表示面２０ａは、視線角度θの分布を有する。この視線角度θの分布は、描画用コントローラ１０で算出されてもよいし、乗員撮像装置３４で算出されてもよい。なお、乗員撮像装置３４は、ディスプレイ２０を使用するユーザの目を撮像可能な位置に搭載されていればよく、自車両の車室内の任意の位置に配置される。
【0025】
なお、ユーザの目の位置ＰＥは、右目および左目で別々の位置座標として推定されてもよいし、両目の中央位置に相当する位置座標として推定されてもよい。前者の場合、例えば、右目および左目のそれぞれについて位置ＰＥを推定し、右目の位置に対応する視線角度と左目の位置に対応する視線角度とを算出し、両目のそれぞれについて後述する制御係数を算出する。後者の場合、例えば、両目の中央位置を位置ＰＥとして推定し、当該中央位置を代表値として視線角度および後述する制御係数を算出する。
【0026】
通信機器３５は、例えば、無線ＬＡＮなどにより、インターネット経由で気象情報などの各種情報を取得し、車内ＬＡＮ４０を介して当該天候情報を描画用コントローラ１０に出力する。通信機器３５が取得する気象情報は、例えば、後述する照度取得部１２ｄに入力され、ディスプレイ２０の環境照度の推定に用いられうる。なお、通信機器３５は、気象情報以外の各種情報の取得や外部とのデータのやり取りなどにも使用されてもよい。
【0027】
車両ＥＣＵ３６は、例えば、上記したナビゲーション装置３１ないし通信機器３５と車内ＬＡＮ４０を介して接続され、これらの各種機器等からの信号および情報を描画用コントローラ１０に出力する。ＥＣＵとは、Electronic Control Unitの略称である。
【0028】
なお、例えば、ナビゲーション装置３１は、図１に示すように、描画用コントローラ１０に映像信号を直接入力する構成とされる。また、ジャイロセンサ３２、照度センサ３３、乗員撮像装置３４、および通信機器３５は、ナビゲーション装置３１と同様に、車両ＥＣＵ３６を介さずに、車内ＬＡＮ４０を介して描画用コントローラ１０に各種信号等を入力する構成であってもよい。
【0029】
以上が、ＯＬＥＤ表示システムの基本的な構成である。
【0030】
〔描画用コントローラ〕
続いて、描画用コントローラ１０の詳細構成について説明する。
続いて、描画用コントローラ１０の詳細構成について説明する。
【0031】
上記したように、描画用コントローラ１０は、ディスプレイ２０による画像表示を制御する電子制御ユニットであり、それを実現するための機能部として、例えば、通信部１１、制御部１２、外部記憶装置１３を有した構成とされている。
【0032】
通信部１１は、車内ＬＡＮ４０を通じて車載機器３０からの情報を取得する部分である。車載機器３０から車内ＬＡＮ４０に伝えられている信号や情報については、通信部１１にて取得される。図１では、例えば、ナビゲーション装置３１について、情報や映像信号を描画用コントローラ１０に対して直接入力できる取得経路と、通信部１１を通じて入力できる取得経路を示した。このように、車載機器３０からの情報や映像信号の取得経路については任意であり、情報や映像信号が描画用コントローラ１０に直接入力されても良いし、車内ＬＡＮ４０から通信部１１を通じて入力されても良い。
【0033】
制御部１２は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏなどを備えたマイクロコンピュータによって構成されている。なお、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏとは、それぞれ、Central Processing Unit、Read Only Memory、Random Access Memory、Input／Outputの略称である。制御部１２は、外部記憶装置１３に記憶されている各種プログラムを読み出して実行することで、車載機器３０から伝えられる映像信号や情報に基づいてディスプレイ２０での表示画像の映像出力を行う。また、ここでは制御部１２は、例えば、照度センサ３３の検出信号が入力され、その検出信号に基づいてディスプレイ２０の輝度レベルの調整も行っている。具体的には、制御部１２は、映像入力／結合部１２ａ、描画部１２ｂ、日射推定部１２ｃ、照度取得部１２ｄ、位置情報取得部１２ｅ、輝度制御部１２ｆおよび映像出力部１２ｇを有した構成とされている。
【0034】
映像入力／結合部１２ａは、車載機器３０から直接もしくは車内ＬＡＮ４０を通じて映像信号が入力され、その映像信号が示す画像データを輝度制御部１２ｆに出力する。また、映像入力／結合部１２ａは、描画部１２ｂで描画された画像データがある場合、それを入力して映像信号が示す画像データと結合し、結合後の画像データを輝度制御部１２ｆに出力する。
【0035】
描画部１２ｂは、通信部１１が取得した、車載機器３０から伝えられる車両に関する各種情報などが入力され、その情報をディスプレイ２０に描画するための画像データを生成する。
【0036】
日射推定部１２ｃは、太陽の位置情報、ディスプレイ２０の設置状態および自車両の姿勢情報に基づいて、ディスプレイ２０のうち日射されている領域となる日射領域を推定し、その推定結果を輝度制御部１２ｆに出力する。具体的には、日射推定部１２ｃは、例えば、ナビゲーション装置３１から自車両に対する太陽の高度・方位の角度情報、すなわち太陽情報を取得する。また、例えば、外部記憶装置１３には、自車両におけるディスプレイ２０の表示面２０ａに対する法線方向が差す方向であって、太陽の高度・方位の角度に対応するパネル取付角の情報が記憶されている。日射推定部１２ｃは、太陽情報と、パネル取付角と、ジャイロセンサ３２から取得する自車両の進行方向とに基づいて、ディスプレイ２０の表示面２０ａに対する太陽光の高度・方位の角度であるパネル入射角を推定する。また、例えば、外部記憶装置１３には、自車両の三次元形状データ、および太陽光のパネル入射角に応じてディスプレイ２０の表示面に生じる日射領域および非日射領域の分布データである複数の日射領域データが予め記憶されている。そして、日射推定部１２ｃは、複数の日射領域データのうち推定したパネル入射角に対応する１つまたは複数の日射領域データに基づいて、ディスプレイ２０の表示面２０ａにおける日射領域および非日射領域を推定する。
【0037】
なお、非日射領域とは、ディスプレイ２０の表示面２０ａのうち日射領域とは異なる残部の領域、すなわち日射が直接入射していない領域を意味する。日射領域データは、例えば、図３に示すように、日射領域に対応する白、および非日射領域に対応する黒の二値化された画像形式のデータとされ、ディスプレイ２０の表示面２０ａにおける座標と関連付けされている。日射領域データは、例えば、光学シミュレーションソフトを用い、自車両の三次元形状データに基づき、パネル入射角を適宜設定することにより、異なるパネル入射角に対応して１つずつ予め作成されている。
【0038】
また、日射推定部１２ｃは、例えば特開２０２２－１８７８０６号公報に記載のように、パネル入射角の変化量に対する日射領域の変化方向および変化量を示すベクトルであるオプティカルフロー（ＯＦ）を算出し、ＯＦを用いて日射領域を推定する構成でもよい。日射推定部１２ｃは、特開２０２１－９２６２６号公報に記載のように、ディスプレイ２０の表示面近傍に配置された複数の照度センサ３３からの出力信号に基づいて、日射領域を推定する構成であってもよい。このように、日射推定部１２ｃは、他の公知の方法により、日射領域および非日射領域を推定する構成であってもよい。
【0039】
照度取得部１２ｄは、例えば、照度センサ３３からの検出信号が入力され、ディスプレイ２０が設置された環境照度を取得する。照度取得部１２ｄは、例えば、環境照度に応じた電気信号を照度情報として輝度制御部１２ｆに出力する。また、照度取得部１２ｄは、例えば、通信機器３５から入力される気象情報と、時刻情報と、外部記憶装置１３等に格納された時刻に対応する基準照度のデータとに基づいて、環境照度を推定する構成であってもよい。例えば、気象情報が晴れの場合には１００％、曇りの場合には７０％、雨の場合には３０％といった具合に、気象情報に対応した基準照度に対する割合を予め設定し、外部記憶装置１３等に格納しておく。そして、例えば、照度取得部１２ｄは、取得した気象情報に対応する割合を基準照度に乗じて得られる値を環境照度として推定する。このように、照度取得部１２ｄは、例えば、照度センサ３３から照度情報を取得するか、あるいは通信機器３５からの時刻情報や気象情報に基づいて照度を推定する構成とされる。
【0040】
位置情報取得部１２ｅは、例えば、乗員撮像装置３４からディスプレイ２０のユーザの目の位置情報を取得する。ユーザの目の位置情報とは、例えば、自車両における対象ユーザの目の位置座標であり、乗員撮像装置３４が当該ユーザを撮像した画像を用いた公知の画像認証技術により算出される。位置情報取得部１２ｅは、例えば、ディスプレイ２０の位置情報および対象ユーザの目の位置情報に基づいて、ディスプレイ２０の表示面２０ａにおける視線角度θの分布を推定する。この詳細については後述する。
【0041】
以下、説明の便宜上、ディスプレイ２０を構成する画素群のうち日射領域に位置する画素群を「日射画素群」と称し、日射が当たらない領域である非日射領域に位置する画素群を「非日射画素群」と称する。
【0042】
輝度制御部１２ｆは、映像入力／結合部１２ａから入力される画像データに対して、ディスプレイ２０の日射画素群および非日射画素群のそれぞれについて輝度調整を行い、そのデータを映像出力部１２ｇに出力する。輝度制御部１２ｆは、例えば、日射推定部１２ｃにより推定された日射領域に基づいて、日射画素群および非日射画素群を決定する。輝度制御部１２ｆは、例えば、照度取得部１２ｄからの環境照度および日射推定部１２ｃからの日射領域／非日射領域の推定結果に基づき、日射画素群および非日射画素群について輝度の設定を行う。輝度制御部１２ｆは、例えば、位置情報取得部１２ｅからのディスプレイ２０の表示面２０ａにおける視線角度θの角度分布データを取得し、ディスプレイ２０の視野角特性データおよび表示面２０ａにおける光の反射特性データを外部記憶装置１３から読み込む。そして、輝度制御部１２ｆは、例えば、上記した視線角度θの角度分布データ、視野角特性データおよび反射特性データに基づき、日射画素群および非日射画素群の設定輝度を補正する。輝度制御部１２ｆは、日射画素群および非日射画素群のそれぞれについて補正後の設定輝度に対応する画像データを生成する。そして、輝度制御部１２ｆは、例えば、設定輝度を調整した画像データを映像出力部１２ｇに出力する。この輝度制御の詳細については後述する。
【0043】
映像出力部１２ｇは、輝度制御部１２ｆから伝えられる輝度調整後の画像データをディスプレイ２０で表示させるべく、映像出力信号を出力する。
【0044】
外部記憶装置１３は、制御部１２で実行する各種プログラムや制御部１２から伝えられる各種データなどを記憶しており、制御部１２によるプログラムの読み出しやデータの書き込みが可能となっている。なお、ここでは非遷移有形記録媒体として外部記憶装置１３を挙げ、制御部１２とは別の構成としたが、制御部１２内のＲＯＭやＲＡＭとしても良い。
【0045】
以上が、描画用コントローラ１０の基本的な構成である。なお、描画用コントローラ１０は、例えば、車載機器３０とは独立した電子制御ユニットとされるが、これに限定されるものではなく、車両ＥＣＵ３６の一部として構成されてもよい。
【0046】
〔輝度制御〕
次に、ＯＬＥＤ表示システムにおける輝度制御について説明する。
次に、ＯＬＥＤ表示システムにおける輝度制御について説明する。
【0047】
以下、説明の便宜上、ディスプレイ２０の画素群の画像表示の通電による輝度を「設定輝度」と称し、太陽光あるいは他の光がディスプレイ２０の表示面２０ａで反射した光を単に「反射光」と称し、反射光に起因する輝度を「反射輝度」と称する。反射輝度とは、太陽光あるいは他の光が黒表示あるいは非表示の状態の表示面２０ａで反射したと仮定して、その反射光のみに起因する輝度を意味する。また、所定の設定輝度で表示されたディスプレイ２０の表示画像の光に、表示面２０ａにおける太陽光あるいは他の光の反射光が重畳したものを見たユーザが知覚する輝度を「視認輝度」と称する。
【0048】
また、図２に示すように、ディスプレイ２０の表示面２０ａが正面視にて略長方形状であるとき、長手方向すなわち横幅の方向に沿った方向を「Ｘ方向」と称し、短手方向に沿った方向すなわちＸ方向に直交する方向を「Ｙ方向」と称する。例えば、車載用途の場合、ディスプレイ２０は、Ｘ方向が車幅方向に沿うように車両に搭載される。
【0049】
ＯＬＥＤ表示システムは、例えば、ディスプレイ２０がオン状態になるなどの所定の開始条件を満たした場合、図４に示す制御フローを実行する。
【0050】
ステップＳ１００では、例えば、制御部１２は、車載機器３０から自車両の位置情報および日時情報を取得し、自車両の緯度を指定し、太陽の赤緯・時角を用いた球面三角法などの公知の方法により、自車両に対する太陽の高度角および方位角を算出する。
【0051】
ステップＳ１１０では、例えば、制御部１２は、ジャイロセンサ３２から自車両の進行方向を取得し、当該進行方向と、パネル取付角と、太陽の高度角および方位角とに基づいて、パネル入射角を算出する。これにより、ディスプレイ２０の表示面２０ａに対する太陽光の入射方向、すなわち日射方向が推定される。
【0052】
ステップＳ１２０では、例えば、日射推定部１２ｃは、上記した複数の日射領域データのうちステップＳ１１０で推定した日射方向に対応する１つまたは複数の日射領域データに基づいて、ディスプレイ２０における日射領域および非日射領域を推定する。推定した日射領域および非日射領域の推定結果のデータは、例えば、輝度制御部１２ｆに出力される。
【0053】
ステップＳ１３０では、例えば、位置情報取得部１２ｅは、乗員撮像装置３４から対象ユーザの目の位置座標を取得する。
【0054】
続くステップＳ１４０では、例えば、位置情報取得部１２ｅは、ユーザの目の位置ＰＥの情報と、ディスプレイ２０の表示面２０ａの位置座標とに基づいて、図２に示すような視線角度θの分布を幾何学計算により算出する。ここでは、表示面２０ａのＸ方向における視線角度θの分布のみを算出する場合を代表例として説明するが、Ｙ方向における視線角度の分布を算出してもよい。算出した視線角度の分布のデータは、例えば、輝度制御部１２ｆに出力される。
【0055】
ステップＳ１５０では、輝度制御部１２ｆは、日射領域／非日射領域の推定結果、環境照度に基づいて、日射画素群の輝度を非日射画素群の輝度よりも高くする第１の輝度制御を実行する。これにより、日射画素群の輝度が非日射画素群の輝度よりも高く、かつ日射領域の照度値に応じた設定輝度となるため、ディスプレイ２０は、日射領域および非日射領域それぞれ見易い設定輝度とされた画像を表示することとなる。また、非日射領域について必要以上に輝度を高くしなくてよいため、消費電力の増大を抑制できる。
【0056】
ここで、ディスプレイ２０は、正面から見たとき、設定輝度が一定であっても、視線角度θが０°となる領域が最も視認輝度が高い一方で、視線角度θが大きい領域に向かうにつれて視認輝度が低下する視野角特性を有する。このため、ディスプレイ２０に設定輝度が一律の画像を表示したとしても、視認輝度は、表示面２０ａにおける視線角度θに応じて領域ごとに変化してしまう。
【0057】
また、ディスプレイ２０は、表示面２０ａにおいて太陽光や他の光などの外光の反射が生じているが、反射輝度が表示面２０ａにおける反射率に比例して大きくなる反射特性を有する。そして、表示面２０ａにおける反射率は、例えば、視線角度θが大きい領域ほど大きくなる。このため、反射輝度は、表示面２０ａにおいて、ユーザの目の位置に対して正面に位置する正面領域が最も小さく、正面領域から離れた領域に向かうにつれて大きくなる輝度分布が生じる。
【0058】
上記した第１の輝度制御は、上記の視野角特性に起因する視認輝度の変化、および反射特性に起因する反射輝度の変化が考慮されていない。このため、第１の輝度制御のみがなされた後の表示画像は、設定輝度と視認輝度との乖離が生じ、コントラスト比が意図しないものとなり、ユーザが違和感を覚えるおそれがある。ここでいう「コントラスト比」とは、画像のうち背景部分の輝度に対する同画像の情報部分の輝度の比を意味する。なお、例えば、情報部分とはユーザに向けた情報を表示する部分であって、画像のうち文字、図形および記号の少なくとも１つを含む部分であり、背景部分とは情報部分以外の残部である。
【0059】
そこで、ステップＳ１５０では、輝度制御部１２ｆは、第１の輝度制御に合わせて、ディスプレイ２０の視野角特性および反射特性、並びに表示面２０ａの視線角度θの分布に基づいて、後述の輝度制御係数を補正する第２の輝度制御を実行する。これにより、設定輝度が反射輝度の分布および視野角特性に基づく視認輝度の変化を考慮した輝度値となるように補正され、表示画像における領域ごとのコントラスト比の差が所定以下となることで、ユーザに違和感を覚えさせない画像表示が可能となる。最後に、映像出力部１２ｇは、輝度制御部１２ｆからの出力信号に基づいて、第２の輝度制御後の映像信号をディスプレイ２０に出力する。その後、制御部１２は、処理をステップＳ１００に戻す。
【0060】
〔第２の輝度制御〕
次に、第２の輝度制御の詳細については説明する。
次に、第２の輝度制御の詳細については説明する。
【0061】
【0062】
まず、第１の輝度制御について説明する。
【0063】
輝度制御部１２ｆは、例えば図５に示すように、日射推定部１２ｃによる日射領域Ｒ１および非日射領域Ｒ２の推定結果と照度取得部１２ｄからの環境照度の情報とに基づいて、表示面２０ａの所定の分割領域ごとに輝度制御係数αを決定する。
【0064】
なお、図５では、表示面２０ａを均等に分割して得られる分割領域ごとに１つの輝度制御係数αを設定する例を示しているが、これに限定されるものではない。例えば、輝度制御部１２ｆは、日射領域Ｒ１および非日射領域Ｒ２の両方が存在する分割領域については、領域Ｒ１、Ｒ２で異なる輝度制御係数αを設定してもよい。
【0065】
輝度制御係数αは、例えば、以下の（１）式で決定される。
【0066】
α＝（Ｃ×ＬＲ）／Ｌｍａｘ・・・（１）
（１）式におけるＣとは目標コントラスト値、ＬＲとは反射輝度、Ｌｍａｘとは設定輝度の最大値である。目標コントラスト値とは、人間の視覚特性において画像が見易いと感じるコントラスト比の値であり、所定の範囲内で適宜設定される。また、反射輝度ＬＲは、ディスプレイ２０の表示面２０ａにおける光量に応じて変化し、例えば、以下の（２）式で算出される。
（１）式におけるＣとは目標コントラスト値、ＬＲとは反射輝度、Ｌｍａｘとは設定輝度の最大値である。目標コントラスト値とは、人間の視覚特性において画像が見易いと感じるコントラスト比の値であり、所定の範囲内で適宜設定される。また、反射輝度ＬＲは、ディスプレイ２０の表示面２０ａにおける光量に応じて変化し、例えば、以下の（２）式で算出される。
【0067】
ＬＲ＝ａ×Ｅ・・・（２）
（２）式におけるａとは照度値を輝度に換算する換算係数、Ｅとは照度値である。換算係数ａは、例えば、黒表示あるいは非発光の状態とされたディスプレイ２０の表示面２０ａに任意の光源で照らして所定の照度値とし、表示面２０ａの輝度測定を行うことで予め算出される。なお、ディスプレイ２０の表示面２０ａが他の透明なカバーガラス等で覆われて使用される場合には、カバーガラス等で覆われた状態のディスプレイ２０で換算係数ａを算出することが好ましい。照度値Ｅは、環境照度であり、例えば照度センサ３３からの出力信号に基づいて決定される。
（２）式におけるａとは照度値を輝度に換算する換算係数、Ｅとは照度値である。換算係数ａは、例えば、黒表示あるいは非発光の状態とされたディスプレイ２０の表示面２０ａに任意の光源で照らして所定の照度値とし、表示面２０ａの輝度測定を行うことで予め算出される。なお、ディスプレイ２０の表示面２０ａが他の透明なカバーガラス等で覆われて使用される場合には、カバーガラス等で覆われた状態のディスプレイ２０で換算係数ａを算出することが好ましい。照度値Ｅは、環境照度であり、例えば照度センサ３３からの出力信号に基づいて決定される。
【0068】
設定輝度は、例えば、表示画像の映像信号における階調値と、ディスプレイ２０のガンマ特性とに基づく関係式により一意に決まる輝度値である。設定輝度は、例えば、ガンマ特性の調整が可能なディスプレイ２０を用いる場合には、照度値に応じてガンマ特性を補正することにより、環境照度に応じた値に調整される。例えば、ＯＬＥＤなどの自発光型のディスプレイ２０を用いる場合、設定輝度の最大値が決まっており、照度値に応じて設定輝度を下げる調整を行うことで、表示面における相対的な輝度調整を実行する。例えば、照度値の区分に対応するガンマ特性の補正値のデータテーブルを予め作成し、当該データテーブルを外部記憶装置１３あるいは制御部１２の図示しない記録媒体に格納しておく。そして、例えば、必要に応じて上記のデータテーブルを読み込み、ガンマ特性の調整を実行することで、環境照度に応じた見易い設定輝度を決定することができる。なお、表示画像は、例えば、人の視覚特性において見易いコントラスト比となるように、情報部分と背景部分とで異なる設定輝度となるように階調値が設定される。
【0069】
輝度制御部１２ｆは、例えば、第１の輝度制御において、日射領域Ｒ１／非日射領域Ｒ２の推定結果、環境照度、設定輝度のデータテーブルおよび上記の（１）、（２）式に基づいて、例えば図５に示すように、分割領域ごとに輝度制御係数αを決定する。これにより、日射領域Ｒ１／非日射領域Ｒ２のそれぞれについて、見易い設定輝度とされ、ディスプレイ２０は、環境照度に応じた画像を表示することとなる。
【0070】
しかしながら、第１の輝度制御では、ディスプレイ２０の表示面２０ａの全域を正面から見る前提での設定輝度が決定される。また、ある照度の表示面２０ａに所定の設定輝度の画像が表示されているとき、視認輝度は、設定輝度に反射輝度を足した輝度となる。このため、ユーザが表示面２０ａを斜めから見る場合には、ディスプレイ２０の視野角特性に起因する視認輝度の変化および反射特性に起因する反射輝度の変化により、設定輝度において想定される輝度と視認輝度との乖離が生じうる。この場合、画像内におけるコントラスト比が意図しない値となり、ユーザが知覚する画像のコントラスト比が人の視覚特性にて見易い範囲外となるため、ユーザが違和感を覚えるおそれがある。このような事態を防ぐため、本実施形態の表示システムは、第２の輝度制御を実行する。
【0071】
続いて、第２の輝度制御について説明する。
【0072】
輝度制御部１２ｆは、第２の輝度制御において、表示面２０ａにおける視線角度θの角度分布、ディスプレイ２０の視野角特性データおよび反射特性データに基づいて、輝度制御係数αの補正を行う。
【0073】
視野角特性データは、例えば、視線角度θを変えて所定の輝度値の画像を見たときの輝度の維持率で定義されており、図６に示すように、視線角度θとこれに対応する表面輝度比とによりなるデータテーブルとして予め作成されている。表面輝度比とは、例えば、上記した輝度の維持率であり、視線角度θ＝０°すなわち正面視における輝度を基準値（＝１）として、視線角度θを変えたときの輝度を基準値で割って得られる値である。例えば、表面輝度比は、図６に示すように、視線角度θ＝０°、１５°、３０°、４５°、６０°の部位でそれぞれ１．００、０．９５、０．８５、０．７０、０．５０となっているが、これに限定されるものではなく、ディスプレイ２０の構成等に応じて変わる。
【0074】
反射特性データは、例えば、所定の照度値の表示面２０ａを見た場合において、視線角度θを変える前後の反射輝度比で定義されており、図７に示すように、視線角度θとこれに対応する表面反射比とによりなるデータテーブルとして予め作成されている。表面反射比とは、例えば、視線角度θ＝０°すなわち正面視における反射輝度を基準値（＝１）として、視線角度θを変えたときの反射輝度を基準値で割って得られる値である。例えば、表面反射比は、図７に示すように、視線角度θ＝０°、１５°、３０°、４５°、６０°の部位でそれぞれ１．００、１．００、１．００、１．２０、２．５０であるが、これに限定されず、表示面２０ａやこれを覆う透明カバーの構成等に応じて変わる。
【0075】
視野角特性データおよび反射特性データは、例えば、外部記憶装置１３あるいは制御部１２の図示しない記録媒体に格納されており、第２の輝度制御において読み込まれる。視野角特性データおよび反射特性データは、例えば、ディスプレイ２０および任意の光源を用い、視線角度θを変えた輝度測定を行うことで作成されうる。
【0076】
ここで、ディスプレイ２０を正面視した場合において、画像の情報部分の最大輝度が５００ｃｄ／ｍ２、背景部分の最大輝度が０ｃｄ／ｍ２（＝黒表示）、反射輝度が６ｃｄ／ｍ２、コントラスト目標値Ｃ＝３であるときのコントラスト比について検討する。
【0077】
この場合、輝度制御係数αは、（１）式により、３×６／５００＝０．０３６となる。また、情報部分の視認輝度を背景部分の視認輝度で割って得られた値がコントラスト比である。情報部分の視認輝度を「情報輝度Ｌ１」とし、背景部分の視認輝度を「背景輝度Ｌ２」とし、コントラスト比をＣ１として、情報輝度Ｌ１、背景輝度Ｌ２、コントラスト比Ｃ１は、以下の（３）式、（４）式、（５）式で表される。
【0078】
Ｌ１＝Ｌ０１×α×Ｒ１＋ＬＲ１×Ｒ２・・・（３）
Ｌ２＝Ｌ０２×α×Ｒ１＋ＬＲ２×Ｒ２・・・（４）
Ｃ１＝Ｌ１／Ｌ２・・・（５）
（３）式におけるＬ０１とは情報部分の設定輝度、ＬＲ１とは情報部分の反射輝度である。（４）式におけるＬ０２とは背景部分の設定輝度、ＬＲ２とは背景部分の反射輝度である。（３）式、（４）式におけるＲ１とは表面輝度比、Ｒ２とは表面反射比である。
Ｌ２＝Ｌ０２×α×Ｒ１＋ＬＲ２×Ｒ２・・・（４）
Ｃ１＝Ｌ１／Ｌ２・・・（５）
（３）式におけるＬ０１とは情報部分の設定輝度、ＬＲ１とは情報部分の反射輝度である。（４）式におけるＬ０２とは背景部分の設定輝度、ＬＲ２とは背景部分の反射輝度である。（３）式、（４）式におけるＲ１とは表面輝度比、Ｒ２とは表面反射比である。
【0079】
そして、視線角度θ＝０°の部分では、例えば図６、７に示すように、表面輝度比が１かつ表面反射比が１であるため、そのコントラスト比Ｃ１は、（５００×０．０３６×１＋６×１）／（０×０．０３６×１＋６×１）＝４となる。視線角度θ＝０°の部分は、コントラスト比Ｃ１がコントラスト目標値Ｃ＝３を超えており、見易い状態である。
【0080】
一方、視線角度θ＝６０°の部分では、例えば、表面輝度比が０．５かつ表面反射比が２．５であり、情報部分の輝度が０．５倍、かつ反射輝度が２．５倍となる。このため、視線角度θ＝６０°の部分のコントラスト比Ｃ１は、（５００×０．５×０．０３６＋６×２．５）／（０×０．５×０．０３６＋６×２．５）＝１．６となる。視線角度θ＝６０°の部分は、コントラスト比Ｃ１がコントラスト目標値Ｃ＝３を満たしておらず、見易い状態とはならない。
【0081】
なお、上記の例では、視線角度θ＝１５°の部分のコントラスト比Ｃ１は、（５００×０．９５×０．０３６＋６×１）／（０×０．９５×０．０３６＋６×１）＝３．８５となる。視線角度θ＝３０°の部分のコントラスト比Ｃ１は、（５００×０．８５×０．０３６＋６×１）／（０×０．８５×０．０３６＋６×１）＝３．５５となる。視線角度θ＝４５°の部分のコントラスト比Ｃ１は、（５００×０．７×０．０３６＋６×１．２）／（０×０．７×０．０３６＋６×１．２）＝２．７５となる。この場合、視線角度θ＝１５°、３０°の部分は、コントラスト比Ｃ１が目標値の３を超えており、見易い状態である。これに対し、視線角度θ＝４５°の部分は、コントラスト比Ｃ１が目標値の３を満たしておらず、見易い状態とはならない。
【0082】
上記したように、第１の輝度制御のみでは、画像内において見易いコントラスト比Ｃ１の部分とそうでないコントラスト比Ｃ１の部分とが混在した状態となり、ユーザが違和感を覚える画像となりうる。特に、非日射領域Ｒ２については、非日射画素群の設定輝度が日射画素群よりも低いため、視線角度θによってはユーザが非常に暗く感じる領域が発生してしまう。
【0083】
そこで、輝度制御部１２ｆは、第２の輝度制御により、視野角特性データおよび反射特性データに基づいて、輝度制御係数αの補正を実行する。
【0084】
例えば、上記の例では、視線角度θ＝６０°の部分については、（１）式における反射輝度ＬＲを反射特性データに基づいて補正したものを用い、設定輝度の最大値Ｌｍａｘを視野角特性データに基づいて補正したものを用いて、輝度制御係数を算出される。つまり、第２の輝度制御における補正後の輝度制御係数をαＣとして、αＣは、以下の（６）式で算出される。
【0085】
αＣ＝（Ｃ×ＬＲ＿Ｃ）／Ｌｍａｘ＿Ｃ・・・（６）
（６）式におけるＬＲ＿Ｃとは反射特性データに基づく補正後の反射輝度であり、Ｌｍａｘ＿Ｃとは視野角特性データに基づく補正後の設定輝度の最大値である。具体的には、補正後の反射輝度ＬＲ＿Ｃは、環境照度により換算した輝度に表面反射比を乗じて得られる値、すなわち６×２．５＝１５ｃｄ／ｍ２となる。また、設定輝度の最大値Ｌｍａｘは、設定輝度に表面輝度比を乗じて得られる値、すなわち５００×０．５＝２５０ｃｄ／ｍ２となる。また、視線角度θ＝６０°の部分における補正後の輝度制御係数αＣは、（３）式により、（３×１５）／２５０＝０．１８となる。そして、第２の輝度制御により、視線角度θ＝６０°の部分のコントラスト比Ｃ１は、（５００×０．５×０．１８＋６×２．５）／（０×０．５×０．１８＋６×２．５）＝４となり、コントラスト目標値Ｃ＝３を超える結果、見易い状態となる。
（６）式におけるＬＲ＿Ｃとは反射特性データに基づく補正後の反射輝度であり、Ｌｍａｘ＿Ｃとは視野角特性データに基づく補正後の設定輝度の最大値である。具体的には、補正後の反射輝度ＬＲ＿Ｃは、環境照度により換算した輝度に表面反射比を乗じて得られる値、すなわち６×２．５＝１５ｃｄ／ｍ２となる。また、設定輝度の最大値Ｌｍａｘは、設定輝度に表面輝度比を乗じて得られる値、すなわち５００×０．５＝２５０ｃｄ／ｍ２となる。また、視線角度θ＝６０°の部分における補正後の輝度制御係数αＣは、（３）式により、（３×１５）／２５０＝０．１８となる。そして、第２の輝度制御により、視線角度θ＝６０°の部分のコントラスト比Ｃ１は、（５００×０．５×０．１８＋６×２．５）／（０×０．５×０．１８＋６×２．５）＝４となり、コントラスト目標値Ｃ＝３を超える結果、見易い状態となる。
【0086】
なお、視線角度θ＝０°の部分は、表面輝度比が１かつ表面反射比が１であり、反射輝度および設定輝度の最大値に変化がないため、輝度制御係数αＣ＝αとなり、コントラスト比Ｃ１については上記と同様に４のままである。また、例えば、視線角度θ＝１５°、３０°、４５°の部分は、補正後の輝度制御係数αＣが約０．０３８、約０．０４２、約０．０６２となり、コントラスト比Ｃ１がいずれも４となる。
【0087】
上記したように、輝度制御部１２ｆは、第２の輝度制御において、視線角度θの角度分布、視野角特性データおよび反射特性データに基づいて、分割領域ごとに算出された輝度制御係数αのそれぞれについて補正を行い、補正後の輝度制御係数αＣを算出する。例えば図８に示すように、日射領域の推定結果に基づいて、第１の輝度制御により、日射領域Ｒ１に相当する分割領域の輝度制御係数αが１、非日射領域Ｒ２に相当する分割領域の輝度制御係数αが０．４と設定されたとする。この場合、例えば、輝度制御部１２ｆは、視線角度θの角度分布と、視線角度θに対応する表面輝度比（すなわち視野角特性）および表面反射比（すなわち反射特性）とに基づいて、各分割領域の補正後の輝度制御係数αＣを算出し、αをαＣに置き換える。これにより、ディスプレイ２０の視野角特性および反射特性を考慮した輝度制御がなされ、ユーザが知覚するコントラスト比Ｃ１が見易い値、かつコントラスト比Ｃ１の差が画像内において所定以下となるため、ユーザが違和感を覚えない画像が表示される。
【0088】
なお、図５～図８では、視線角度θが１５°刻みで各種の値が設定された例について示しているが、これに限定されるものではなく、例えば５°刻み、１０°刻みといった具合に表面輝度比や表面反射比の変動等に応じて適宜変更されてもよい。また、図５～図８に示す輝度制御係数、表面輝度比や表面反射比の数値については、一例であり、ディスプレイ２０の構成や表示面２０ａあるいはこれを覆う透明部材の表面処理などにより、適宜変更されうる。
【0089】
また、上記では、第２の輝度制御にて、画面内におけるコントラスト比の差が０となるように、輝度制御係数αを補正する例について説明したが、これに限定されず、人の目で違和感を覚えない程度のコントラスト比の差が生じても構わない。さらに、上記では、非日射画素群について第２の輝度制御を実行する例について説明したが、勿論、日射画素群について第２の輝度制御を実行してもよい。
【0090】
また、上記では、コントラスト目標値Ｃが定数である場合を代表例として説明したが、これに限定されるものではない。例えば、ある反射輝度に対して見易い表示とするために必要な設定輝度が以下の（７）式のような所定の関係式で表せる場合、コントラスト目標値Ｃは、（８）式のように反射輝度に応じた値として算出され、随時設定されてもよい。なお、（７）式におけるｘ、ｙは、設定輝度と反射輝度との関係で定まる任意の定数である。
【0091】
設定輝度＝ｘ×反射輝度＋ｙ・・・（７）
Ｃ＝（ｘ＋１）＋ｙ／反射輝度・・・（８）
本実施形態によれば、日射推定部１２ｃによる表示面２０ａでの日射領域Ｒ１／非日射領域Ｒ２の推定結果と、照度取得部１２ｄが取得した環境照度とに基づいて、輝度制御部１２ｆが日射画素群の輝度を非日射画素群の輝度よりも高くする第１の輝度制御を行う。また、輝度制御部１２ｆは、ユーザの位置情報に基づく表示面２０ａの視線角度θの分布、ディスプレイ２０の視野角特性データおよび反射特性データに基づいて、少なくとも非日射領域Ｒ２についてコントラスト比の差を所定以下とする第２の輝度制御を行う。これにより、必要以上に画素群全体の輝度を上げることなく、ディスプレイ２０の視野角特性および光の反射特性を考慮した輝度制御を実行することで、ユーザに違和感を覚えさせない画像表示が可能な表示システムとなる。
Ｃ＝（ｘ＋１）＋ｙ／反射輝度・・・（８）
本実施形態によれば、日射推定部１２ｃによる表示面２０ａでの日射領域Ｒ１／非日射領域Ｒ２の推定結果と、照度取得部１２ｄが取得した環境照度とに基づいて、輝度制御部１２ｆが日射画素群の輝度を非日射画素群の輝度よりも高くする第１の輝度制御を行う。また、輝度制御部１２ｆは、ユーザの位置情報に基づく表示面２０ａの視線角度θの分布、ディスプレイ２０の視野角特性データおよび反射特性データに基づいて、少なくとも非日射領域Ｒ２についてコントラスト比の差を所定以下とする第２の輝度制御を行う。これにより、必要以上に画素群全体の輝度を上げることなく、ディスプレイ２０の視野角特性および光の反射特性を考慮した輝度制御を実行することで、ユーザに違和感を覚えさせない画像表示が可能な表示システムとなる。
【0092】
（他の実施形態）
本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらの一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。
本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらの一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。
【0093】
なお、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されるものではない。
【符号の説明】
【0094】
１２ｃ 日射推定部
１２ｄ 照度取得部
１２ｅ 位置情報取得部
１２ｆ 輝度制御部
２０ ディスプレイ
２０ａ 表示面
３４ 撮像装置
１２ｄ 照度取得部
１２ｅ 位置情報取得部
１２ｆ 輝度制御部
２０ ディスプレイ
２０ａ 表示面
３４ 撮像装置
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】