JP7782282B2 - 回路装置及びヘッドアップディスプレイ - Google Patents

Description

本発明は、回路装置及びヘッドアップディスプレイ等に関する。

特許文献１には、ヘッドアップディスプレイに用いられる回路装置が開示されている。この回路装置では、ヘッドアップディスプレイの表示画像データから求めた眩しさ指標値が閾値を超えたときに、眩しさエラーが発生したことを検出する。一方、表示装置においては、画像データに対して色補正が行われ、色補正後の表示画像データが表示される場合がある。例えば特許文献２には、バックライトの色味が変化したときに、画像データを、色味の変化をキャンセルする色調に補正する車両用の表示装置が開示されている。

特開２０２０－１０１７８４号公報 特開２００１－１１７０７１号公報

特許文献１では、ヘッドアップディプレイに出力される表示画像データに対して、眩しさエラーの検出であるブラインディングエラーの検出が行われている。しかしながら、光源の調光制御に応じて、表示画像データの色補正が行われる場合に、色補正後の表示画像データに基づきブラインディングエラーを検出したのでは、エラーを適正に検出できないおそれがある。

本開示の一態様は、表示画像データと光源を用いて画像投影を行うヘッドアップディスプレイの表示装置に用いられる回路装置であって、画像データに基づいて前記光源の調光制御を行う調光制御回路と、前記画像データに対して、前記調光制御の結果に応じた色補正を行うことで、前記表示画像データを出力する色補正回路と、前記表示画像データと前記調光制御の結果に応じた、前記ヘッドアップディスプレイのブラインディングエラーの検出処理を行うブラインディングエラー検出回路と、を含む回路装置に関係する。

また本開示の他の態様は、上記に記載された回路装置と、前記回路装置からの前記表示画像データに基づいて前記表示画像を投影する前記表示装置と、を含むヘッドアップディスプレイに関係する。

本実施形態の回路装置の構成例。 ヘッドアップディプレイの表示例。 本実施形態の回路装置の詳細な第１構成例。 バックライト、表示パネルの構成例。 光源及び表示エリアの説明図。 画素毎の輝度計算の処理を説明するフローチャート。 色補正の説明図。 逆色補正の説明図。 本実施形態の回路装置の詳細な第２構成例。 歪み補正回路の入力画像、出力画像、ＨＵＤ表示画像の説明図。 本実施形態の回路装置の詳細な第３構成例。 本実施形態の回路装置の詳細な第４構成例。 本実施形態の回路装置の詳細な第５構成例。 本実施形態のヘッドアップディスプレイの構成例。

以下、本開示の好適な実施形態について詳細に説明する。なお以下に説明する本実施形態は特許請求の範囲に記載された内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが必須構成要件であるとは限らない。

１．回路装置
図１に本実施形態の回路装置１０の構成例を示す。回路装置１０は、色補正回路３０と調光制御回路５０とブラインディングエラー検出回路９０を含む。

回路装置１０は、例えば半導体の基板に複数の回路素子が集積された集積回路装置である。表示装置１００は、回路装置１０からの表示画像データＩＭＤに基づいて画像の表示を行う。具体的には表示装置１００は、表示画像データＩＭＤと光源を用いて画像投影を行うヘッドアップディスプレイの表示装置である。例えば表示装置１００は、ユーザーの視界に虚像を表示するための装置である。表示装置１００は例えば表示パネルや表示ドライバー等により構成される。また表示装置１００は、バックライト等の光源装置を含むことができる。そして本実施形態の回路装置１０は、このようなヘッドアップディスプレイの表示装置に用いられる回路装置である。

色補正回路３０は画像データＩＭに対して色補正を行い、表示画像データＩＭＤを表示装置１００に出力する。即ち色補正回路３０は、画像データＩＭに対して色補正を行って、色補正後の画像データＩＭを表示画像データＩＭＤとして表示装置１００に出力する。具体的には色補正回路３０は、画像データＩＭに対して、調光制御の結果に応じた色補正を行うことで、表示画像データＩＭＤを出力する。色補正は、例えば画像データＩＭの色調整処理であり、色のレベルを調整する補正処理である。色補正は画像データＩＭの輝度補正又は階調補正と言うこともできる。

調光制御回路５０は、画像データＩＭに基づいて光源の調光制御を行う。調光制御はバックライト等の光源装置の光量を調整する制御である。調光制御は、バックライト等の光源装置の明るさを複数のエリアの各エリア毎に制御するローカルディミングの調光制御であってもよいし、表示画面全体の明るさをグローバルに制御する調光制御であってもよい。

このように表示装置１００での表示画像データＩＭＤの表示の際に、調光制御回路５０により調光制御が行われる場合に、色補正回路３０は、この調光制御における調光量に応じた色補正を画像データＩＭに対して行う。そして調光制御においては、光源装置の低消費電力化や、黒色の画素をより黒く見せるために、光源装置の光源の光量を減少させる制御が行われる。この場合に色補正回路３０は、光源の光量を減少させた分だけ、表示装置１００の表示画面において、光源に対応する画素の輝度を上昇させる色補正を行う。例えば色補正回路３０は、表示画像データＩＭＤに基づき表示装置１００に表示される画像が、画像データＩＭの画像と同じ明るさ、色合いの画像になるように、画像データＩＭの各画素値に対する色補正を行って、色補正後の画像データＩＭを表示画像データＩＭＤとして表示装置１００に出力する。なお色補正回路３０は、表示装置１００の表示画像の色合い等を調整するための色補正を行ってもよい。

ブラインディングエラー検出回路９０は、ヘッドアップディスプレイのブラインディングエラーの検出処理を行う。例えばブラインディングエラー検出回路９０は、表示画像データＩＭＤと調光制御の結果に応じたブラインディングエラーの検出処理を行う。

例えば図２に、ヘッドアップディプレイの表示例を示す。なお以下ではヘッドアップディスプレイを、適宜、ＨＵＤと記載する。ＨＵＤは、表示パネルと、バックライトと、反射板などの投影光学系を含む。そしてバックライトが光を出射し、液晶表示パネル等の表示パネルを透過した光が、反射板によりスクリーンに向けて反射され、スクリーンが反射した光が、ユーザーの目に入射する。これにより、ユーザーの視界に、表示パネルに表示された表示物に対応した虚像の表示物６が投影される。この虚像の表示物６は、ＨＵＤ表示の背景である実空間に重なる。ＨＵＤの表示領域５内において虚像の表示物６が表示されていない領域は、表示パネルにおいて非透過の状態であるため、何も表示がない透明色の領域であり、背景がそのまま見える。

表示領域５を透過する背景をユーザーが視認できるように、通常、表示領域５において表示物６が占める割合は低い。しかしＨＵＤの表示領域５において背景を遮る表示物６の割合が大きい場合、表示物６が表示される領域での背景をユーザーが視認できなくなる。即ち、ＨＵＤの表示物６が背景を隠すことにより、その表示物６に重なる背景の視認性が低下するおそれがある。或いは、ＨＵＤの表示が背景に対して明るすぎる状態となると、背景の視認性を低下させてしまう。例えば、画素値が０～２５５の範囲であり、画素値が０の画素が背景を透過するとする。このとき、画素値が０から大きくなるに従って、その画素を通して背景が見えにくくなっていく。このような背景を遮る画素の割合がある程度高くなってくると、上記のように背景の視認性が低下する。このように表示物６の遮りやＨＵＤ表示が明るすぎる状態になることで、背景の視認性が低下してしまう表示エラーを、本実施形態ではブラインディングエラーと呼ぶ。ブラインディングエラーは、オクルージョンエラー又は眩しさエラーとも呼ぶことができる。

ブラインディングエラー検出回路９０は、このようなブラインディングエラーの検出を行う。そしてブラインディングエラーが検出された場合に、エラー検出情報を出力する。例えば図１ではブラインディングエラー検出回路９０は、エラー検出情報としてエラー検出信号ＥＲＲを出力している。なおブラインディングエラー検出回路９０はエラー検出情報として、ブラインディングエラーのエラー検出データを出力してもよい。このエラー検出データは、例えば外部の処理装置がアクセス可能な不図示のレジスターに書き込まれる。

ここで、前述した特許文献１の従来技術では、表示装置１００に出力される表示画像データＩＭＤのみを確認して、表示パネルの特定領域の輝度や、特定の画素の割合をチェックすることで、ブラインディングエラーを検出していた。

しかしながら、表示画像データＩＭＤのみを確認してブラインディングエラーを検出する手法では、ＨＵＤの調光制御と、調光制御に応じた表示画像の色補正が行われる場合には、ＨＵＤにより自動車のフロントガラス等に投影される画像の輝度を、正しく解析できてきないという問題がある。即ち本来ならば、調光制御や色補正も考慮してブラインディングエラーを検出する必要があるが、表示画像データＩＭＤのみを確認する手法では、ブラインディングエラーを適正に検出できなくなってしまう。

そこで本実施形態では、ブラインディングエラー検出回路９０は、表示画像データＩＭＤと、調光制御回路５０での調光制御の結果に応じた、ブラインディングエラーの検出処理を行う。即ち本実施形態では、調光制御回路５０は、画像データＩＭに基づいてバックライト等の光源の調光制御を行う。そして色補正回路３０は、画像データＩＭに対して、調光制御の結果に応じた色補正を行うことで、表示画像データＩＭＤを出力する。即ち本実施形態では、表示装置１００において調光制御が行われる場合に、調光量が変わっても表示される色を同じにするため、色補正回路３０は、画像データＩＭに対して、調光制御の調整量を反映させた色調整である色補正を行う。そしてブラインディングエラー検出回路９０は、表示画像データＩＭＤと調光制御の結果に応じたブラインディングエラーの検出処理を行う。このようにすれば、調光制御回路５０での調光制御の結果を反映させたブラインディングエラーの検出が可能になる。例えば調光制御の結果を反映させることで、調光制御が行われた後の表示画像データＩＭＤの輝度状態ではなく、元の画像データＩＭに対応する輝度状態の画像データによりブラインディングエラーの検出が可能になる。従って、表示画像データＩＭＤのみを用いてブラインディングエラーを検出する手法に比べて、調光制御が行われた場合にも、適正にブラインディングエラーを検出することが可能になる。

ここでブラインディングエラーの検出処理としては、種々の処理を想定できる。例えば、ブラインディングエラーの判定領域の色について画像データから輝度を計算したり、判定領域の輝度の積算値又は平均値を計算することで、ブラインディングエラーを検出できる。或いは、輝度が閾値を超えた画素の画素数や比率により、ブラインディングエラーを検出してもよい。或いは輝度が閾値を下回った画素の画素数や比率により、ブラインディングエラーを検出してもよい。そしてブラインディングエラーが検出された場合には、表示装置１００への表示画像データＩＭＤの供給を停止する制御や、バックライト１２０を消灯する制御を行う。バックライトの消灯は全画面の領域の消灯であってもよいし、エラーが検出された領域に対応する光源の消灯であってもよい。或いは、ブラインディングエラーが検出された場合に、エラーが検出された領域又は全画面の領域を黒表示にする処理を行ってもよい。例えば表示画像データＩＭＤを透明色にする。透明色とは、表示パネルに表示された色をＨＵＤにより投影したとき、ＨＵＤ表示において何も表示されず背景がそのまま見える色である。具体的には、表示パネルの画素が光を遮断したときＨＵＤ表示が透明になるはずなので、表示パネルに表示されたとき黒色となる色が透明色に相当する。例えば、表示画像データＩＭＤにおける黒データが、ＨＵＤ表示における透明色になる。

例えばブラインディングエラー検出回路９０は、ブラインディングエラーの判定指標値を求め、判定指標値と閾値とを比較することで、ブラインディングエラーの検出処理を行う。具体的にはブラインディングエラー検出回路９０は、表示画像データＩＭＤと調光制御の結果に応じたブラインディングエラーの判定指標値を求め、判定指標値と閾値とを比較することで、ブラインディングエラーを検出する。表示画像データＩＭＤと調光制御の結果に応じたブラインディングエラーの判定指標値は、例えば表示画像データＩＭＤと調光制御の結果により求められた画像データに基づき求められる判定指標値である。表示画像データＩＭＤと調光制御の結果により求められた画像データは、例えば後述する逆色補正後画像データ、又は逆色補正後画像データに基づく逆歪み補正後画像データなどである。またブラインディングエラーの判定指標値は、表示画像データＩＭＤの画像がＨＵＤに表示されたときに、その画像によって背景の視認性が低下する程度を示す指標値である。例えばＨＵＤに表示された表示物の画像が背景を遮る場合、或いはＨＵＤに表示された画像の眩しさによって背景が見えにくくなる場合があるが、それらの程度を表すのがブラインディングエラーの判定指標値である。ブラインディングエラーの判定指標値は、オクルージョンエラーの判定指標値又は眩しさエラーの判定指標値と呼ぶこともできる。

ブラインディングエラーの判定指標値は、例えばブラインディングエラーの判定領域の画素の輝度の積算値又は平均値である。例えば判定領域の画素の画素値の積算処理を行うことで積算値を求めたり、積算値を、判定領域の画素数で割ることで平均値を求める。一例として、ブラインディングエラーの判定指標値ＤＶは、ＤＶ＝Ｃ１×Ｒｓｕｍ＋Ｃ２×Ｇｓｕｍ＋Ｃ３×Ｂｓｕｍの式により求めることができる。ここで、Ｒｓｕｍは赤色の画素値の積算値、Ｇｓｕｍは緑色の画素値の積算値、Ｂｓｕｍは青色の画素値の積算値、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３は係数である。係数Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３は、ＲＧＢの画素値をＹＣｒＣｂの輝度値Ｙに変換する際の係数などであり、画像データに採用される色空間に応じて適切な係数が設定される。但し係数Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３はこれに限定されず、０より大きい任意の実数であってよい。また、１画素単位で輝度値Ｙを計算してから、Ｙを積算することにより、ブラインディングエラーの判定指標値ＤＶを計算してもよい。その場合、Ｙ＝Ｃ１×Ｒｐｘ＋Ｃ２×Ｇｐｘ＋Ｃ３×Ｂｐｘとなり、ＤＶ＝Ｙｓｕｍとなる。Ｒｐｘ、Ｇｐｘ、Ｂｐｘは、１つの画素の赤色の画素値、緑色の画素値、青色の画素値である。Ｙｓｕｍは、輝度値Ｙの積算値である。

或いは判定領域において、輝度が閾値を超えた高輝度ピクセルの画素数又は、全画素数に対する高輝度ピクセルの画素数の比率を、ブラインディングエラーの判定指標値として求めてよい。そして高輝度ピクセルの画素数又は比率である判定指標値が閾値を超えた場合に、ブラインディングエラーが検出されたと判定する。或いは判定領域におけるブラックピクセルの画素数又は全画素数に対するブラックピクセルの画素数の比率を、ブラインディングエラーの判定指標値として求めてよい。ブラックピクセルは黒データの画素であるが、完全に黒データに限定されず、略黒のデータであればよい。そしてブラックピクセルの画素数又は比率である判定指標値が閾値より小さい場合に、ブラインディングエラーが検出されたと判定する。このようにブラインディングエラーの判定指標値としては、種々の指標値を用いることができる。

なお色補正回路３０、調光制御回路５０、ブラインディングエラー検出回路９０は、ロジック回路である。これらのロジック回路は、別個の回路として構成されてもよいし、或いは自動配置配線等により一体化された回路として構成されてもよい。或いは、これらのロジック回路の一部又は全部が、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）等のプロセッサーにより実現されてもよい。この場合、各回路の機能が記述されたプログラムや命令セットがメモリーに記憶され、そのプログラムや命令セットをプロセッサーが実行することで、各回路の機能が実現される。

２．第１構成例
図３に本実施形態の回路装置１０の詳細な第１構成例を示す。図３の回路装置１０は図１の構成に加えて、歪み補正回路２０、光源制御回路６０、逆色補正回路４０を含んでいる。なお回路装置１０は、図３の第１構成例や後述する他の構成例の構成には限定されず、これらの一部の構成要素を省略したり、他の構成要素を追加したり、一部の構成要素を他の構成要素に置き換えるなどの種々の変形実施が可能である。

回路装置１０の外部には処理装置２００が設けられている。処理装置２００は、例えばＳｏＣ（System on Chip）であり、具体的にはマイクロコンピューター、ＣＰＵ、又はＭＰＵ等である。例えば回路装置１０は、不図示のインターフェース回路を介して処理装置２００と通信接続されている。そして例えば処理装置２００からの入力画像データＩＭＩがインターフェース回路を介して回路装置１０に入力される。

表示装置１００は、表示パネル１１０とバックライト１２０と光源ドライバー１３０-1～１３０-nを含む。ここでｎは２以上の整数である。また表示装置１００は、表示パネル１１０を駆動する不図示の表示ドライバーを含むことができる。表示ドライバーは、回路装置１０からの表示画像データＩＭＤに基づいて表示パネル１１０を駆動して、表示画像を表示パネル１１０に表示させる。表示ドライバーは、表示パネル１１０のデータ線を駆動するデータドライバーや、表示パネル１１０の走査線を駆動する走査ドライバーや、表示コントローラーなどを含むことができる。バックライト１２０には複数の光源ＬＳが設けられている。例えば複数の光源ＬＳがアレイ配置されている。

図４は、バックライト１２０及び表示パネル１１０の構成例である。図４において、方向Ｄ１は表示パネル１１０の水平走査方向であり、方向Ｄ２は表示パネル１１０の垂直走査方向である。方向Ｄ３は、方向Ｄ１及びＤ２に直交する方向であり、表示パネル１１０を平面視する方向である。バックライト１２０は、表示パネル１１０の方向Ｄ３側に設けられており、表示パネル１１０への方向である方向Ｄ３の反対方向に向けて、照明光を出射する。

バックライト１２０は複数の光源ＬＳを含む。図４には、８×５個の光源ＬＳが２次元アレイ状に配置された例を図示している。即ち、方向Ｄ１に沿って８個の光源ＬＳが並び、方向Ｄ２に沿って５個の光源ＬＳが並ぶ。なお適切なローカルディミングのためには例えば１００個以上の光源ＬＳをバックライト１２０に設けることが望ましい。光源ＬＳは、例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）である。なお光源ＬＳはＬＥＤに限定されず、独立に光量が制御され且つ点光源に近い光源であればよい。点光源に近い光源とは、光源ＬＳの発光部の大きさが、その光源ＬＳに対応したエリアＡＲよりも十分に小さい光源ということである。また光源ＬＳの配置としては、正方配置、六方配置などの種々の配置形態が考えられる。

表示パネル１１０は画素アレイを有し、その画素アレイにおいて表示画像が表示されるエリアを表示エリアとする。表示エリアは複数のエリアＡＲに分割される。各エリアＡＲには各光源ＬＳが対応して配置される。即ち、１つのエリアＡＲに１つの光源ＬＳが対応している。例えば表示パネル１１０を平面視したとき、エリアＡＲの中心に光源ＬＳが配置される。但し、光源ＬＳの配置位置はこれに限定されない。図４では、８×５個の光源ＬＳに対応して、表示エリアが８×５個のエリアＡＲに分割される。なお、エリアＡＲは回路装置１０における処理に用いられるものであり、表示パネル１１０に実際に表示される表示画像においてエリアＡＲの境界があるわけではない。表示パネル１１０は、表示画像に応じて各画素の透過率が制御され、その各画素がバックライト１２０の照明光を透過することによって表示画像を表示するようなパネルである。例えば表示パネル１１０は液晶表示パネルである。

このように、表示パネル１１０の表示エリアを、各エリアＡＲに各光源ＬＳが配置されるような複数のエリアに分割したときに、表示パネル１１０を照明する光源ＬＳは、光源ＬＳから離れるほど光強度が小さくなるような光強度分布を有する。このため、エリアＡＲの中央よりも周辺部において光強度が小さくなる。この光源ＬＳの光強度分布をＰＳＦと呼ぶ。図５にＰＳＦの光強度分布の例を示す。図５では光強度分布をグラデーションで示しており、白いほど光強度分布の係数が大きい。図５では、ＰＳＦのサイズは３×３個のエリアＡＲ１～ＡＲ９に対応しており、ＰＳＦの中心が光源の位置に配置されている。

図３に示すように回路装置１０は、逆色補正回路を行う逆色補正回路４０を含む。具体的には逆色補正回路４０は、表示画像データＩＭＤに対して色補正の逆色補正を行うことで、逆色補正後画像データＩＭＲを出力する。逆色補正は、色補正回路３０が行う色補正の逆の色補正であり、色補正での変換の逆変換である。例えば逆色補正回路４０が行う逆色補正は、色補正後の表示画像データＩＭＤを元の画像データＩＭに戻すための色補正である。例えば調光制御回路５０の調光制御における光源の光量の減少により、表示画像データＩＭＤの各画素の輝度を上昇させる色補正が行われた場合には、逆色補正回路４０は、上昇させた輝度を低下させて元の輝度に戻す逆色補正を行う。或いは色補正により色合いを変化させた場合に、逆色補正として、変化後の色合いを元の色合いに戻す補正を行ってもよい。逆色補正回路４０が出力する逆色補正後画像データＩＭＲと元の画像データＩＭは完全に一致している必要は無く、所定の誤差範囲内で一致するものであればよい。誤差範囲は例えば丸め誤差等の範囲である。また逆色補正後画像データＩＭＲと元の画像データＩＭの解像度が一致していなくてもよく、例えば逆色補正後画像データＩＭＲの方が低解像度の画像データであってもよい。

また回路装置１０は歪み補正回路２０を含む。歪み補正回路２０は、入力画像データＩＭＩの歪み補正を行って、画像データＩＭを出力する。そして色補正回路３０は、歪み補正回路２０からの画像データＩＭに対して色補正を行う。入力画像データＩＭＩは例えば不図示のインターフェース回路を介して処理装置２００から入力される。

具体的には、歪み補正回路２０は、入力画像データＩＭＩにおける画素座標と、画像データＩＭにおける画素座標との間の座標変換を用いて、入力画像データＩＭＩに対して歪み補正を行い、その結果を、画像データＩＭとして出力する。歪み補正とは、表示パネル１１０に表示された画像が投影されるときの画像歪みと逆の画像歪みを画像に施すことであり、歪みが無い又は低減されたＨＵＤ表示にするための画像補正である。投影による画像歪みは、ＨＵＤにおけるスクリーンの曲面による画像歪み、ＨＵＤ光学系による画像歪み、又はそれら両方を含む。例えばＨＵＤは、透明スクリーンに画像を投影することで、又は透明表示パネルに画像を表示させることで、画像をユーザーに提示する。このとき、透明スクリーン又は透明表示パネルの湾曲等に合わせて画像を変形させることで、ユーザーには歪みの無い画像として見える。歪み補正回路２０は、このような画像の変形処理を、歪み補正として行う。

例えば歪み補正回路２０は、リバースマッピング又はフォワードマッピングの処理を行う。リバースマッピングは、リバースワープとも呼ばれ、出力画像データである画像データＩＭにおける画素座標を、それに対応した参照座標に座標変換し、その参照座標における入力画像データＩＭＩの画素データから画像データＩＭの画素データを求めるマッピング処理である。フォワードマッピングは、フォワードワープとも呼ばれ、入力画像データＩＭＩにおける画素座標を、それに対応した移動先座標に座標変換し、画素座標における入力画像データＩＭＩの画素データから、移動先座標における画像データＩＭの画素データを求めるマッピング処理である。リバースマッピング及びフォワードマッピングにおける座標変換は、マップデータとも呼ばれるマッピングパラメーターにより定義される。マッピングパラメーターは、入力画像上の座標と、出力画像上の座標を対応付けたテーブル、入力画像上の座標と出力画像上の座標との間の移動量を示すテーブル、又は入力画像上の座標と出力画像上の座標を対応付ける多項式の係数等である。

調光制御回路５０は、画像データＩＭに基づいて光源の調光制御を行う。具体的には調光制御回路５０は、複数の光源を有するバックライト１２０の調光制御を行い、例えばローカルディミングと呼ばれる調光制御を実現する。例えば調光制御回路５０が画像データＩＭに基づいて調光量の情報を求める演算処理を行う。ここでの調光量の情報は、調光制御により光源を光らせる輝度を指定するための情報である。光源制御回路６０は、調光制御回路５０からの調光量の情報に基づいて、表示装置１００の光源ドライバー１３０-1～１３０-nの制御処理や指示処理を行う。そしてＬＥＤドライバーである光源ドライバー１３０-1～１３０-nが、バックライト１２０の光源ＬＳを調光量の情報に基づき駆動することで、バックライト１２０の調光制御が実現される。例えば表示パネル１１０の表示エリアを分割した複数のエリアの各エリア毎の調光制御が行われるローカルディミングが実現される。

なお光源制御回路６０と光源ドライバー１３０-1～１３０-nとの間に、光源ドライバー１３０-1～１３０-nの機種に依存した通信プロトコルの違い吸収するためのＭＣＵ等の処理装置を設けてもよい。この場合には、このＭＣＵ等の処理装置を経由して、光源制御回路６０により光源ドライバー１３０-1～１３０-nが制御されることになる。

調光制御回路５０は、輝度解析回路５２と調光量演算回路５４を含む。輝度解析回路５２は、画像データＩＭの輝度解析を行う。そして調光量演算回路５４は、輝度解析の結果に基づいて各光源の調光量を演算する。具体的には輝度解析回路５２は、画像データＩＭに基づいて、表示エリアの複数のエリアの各エリア毎に、各エリアにおいて輝度が最大輝度となる画素をサーチする。そして、サーチされた最大輝度の色を表示できるように、光源毎の輝度分布を決定する。そして調光量演算回路５４は、決定された光源の輝度分布と、光源の拡散係数情報と基づいて、各画素毎に輝度を再計算する演算処理を行って、画素毎のバックライト１２０の輝度値に対応する調光量を演算する。拡散係数情報は、例えば後述の図１４の拡散板１１５の拡散係数パラメーターの情報である。また調光量演算回路５４からの調光量の情報が、光源制御回路６０を介して光源ドライバー１３０-1～１３０-nに送られ、光源ドライバー１３０-1～１３０-nが、複数のエリアの各エリアの光源を、調光量に応じて発光させる駆動を行うことで、ローカルディミングが実現される。

一方、色補正回路３０は、調光制御回路５０での調光制御に応じた色補正を行って、表示画像データＩＭＤを表示装置１００に出力する。例えば表示画像データＩＭＤは不図示のインターフェース回路を介して表示装置１００に出力される。例えば色補正回路３０は、調光量演算回路５４からの調光量の情報に基づいて、バックライト１２０の調光制御に応じた色補正を行う。例えば、光源に対応するエリアにおいて光源の光量を減少させる調光制御が行われた場合には、色補正回路３０は、当該エリアの光源の光量を減少させた分だけ、当該エリアでの画素の輝度を上昇させる色補正を行って、色補正後の表示画像データＩＭＤを表示装置１００に出力する。これにより、当該エリアでの光源の光量を減少できる共に、元の画像データＩＭに対応する画像を、色補正された表示画像データＩＭＤに基づき当該エリアに表示できるようになり、ローカルディミングを実現できる。この結果、バックライト１２０の低消費電力化や、黒色の画素をより黒く見せる画像表示などが可能になる。

また逆色補正回路４０は、色補正後の表示画像データＩＭＤに対して色補正の逆色補正を行うことで、逆色補正後画像データＩＭＲを出力する。例えば逆色補正回路４０は、表示画像データＩＭＤと調光量演算回路５４での調光量の情報とに基づいて、色補正後の表示画像データＩＭＤを、色補正前の画像データＩＭに戻すための逆色補正を行う。例えば光源に対応するエリアにおいて光源の光量を減少させる調光制御が行われて、当該エリアでの画素の輝度を上昇させる色補正が行われた場合には、逆色補正回路４０は、当該エリアでの画素の輝度を減少させて元に戻すための逆色補正を行って、逆色補正後画像データＩＭＲを出力する。

以上のように本実施形態の回路装置１０は、調光制御の結果に基づいて、表示画像データＩＭＤに対して色補正の逆色補正を行うことで、逆色補正後画像データＩＭＲを出力する逆色補正回路４０を含む。そしてブラインディングエラー検出回路９０は、逆色補正後画像データＩＭＲに基づいてブラインディングエラーの検出処理を行う。

これにより表示画像データＩＭＤと調光制御の結果に応じたブラインディングエラーの検出処理が実現される。即ち逆色補正回路４０は、表示画像データＩＭＤと調光量演算回路５４での調光量の情報とに基づいて、逆色補正を行って、逆色補正後画像データＩＭＲを出力する。従って、逆色補正後画像データＩＭＲは、表示画像データＩＭＤと調光制御の結果に基づく画像データとなり、このような逆色補正後画像データＩＭＲに基づきブラインディングエラーを検出することで、表示画像データＩＭＤと調光制御の結果に応じたブラインディングエラーの検出処理が実現される。例えばブラインディングエラー検出回路９０は、逆色補正後画像データＩＭＲに基づいて、ブラインディングエラーの判定指標値を求め、この判定指標値と閾値との比較を行うことで、ブラインディングエラーを検出する。そしてブラインディングエラーが検出されると、表示装置１００への表示画像データＩＭＤの供給を停止したり、バックライト１２０を消灯したり、或いはエラーの検出領域での表示画像データＩＭＤを透明色にする処理が行われる。これらの処理は、回路装置１０が行ってよいし、回路装置１０の外部の処理装置２００が行ってもよい。このようにすることで、ブラインディングエラーにより背景の視認性が低下してしまう事態の発生を防止できるようになる。

例えば表示装置１００に出力される表示画像データＩＭＤだけに基づいてブラインディングエラーを検出する手法では、調光制御回路５０での調光制御や、色補正回路３０での色補正を正しく反映させたブラインディングエラーの検出処理を実現できないおそれがある。即ち、調光制御回路５０によりバックライト１２０の調光制御が行われると、この調光制御に応じた色補正が色補正回路３０により行われて、色補正後の表示画像データＩＭＤが表示装置１００に出力される。従って、調光制御に応じた色補正により、表示画像データＩＭＤでの色のレベルは、元の画像データＩＭでの色のレベルと異なったものになり、表示画像データＩＭＤだけを用いた検出処理では、ブラインディングエラーを正しく検出できない。例えば調光制御により光源の光量が減少したエリアでは、表示画像データＩＭＤに対して、当該エリアでの画素の輝度を上昇させる色補正が行われる。従って、表示画像データＩＭＤだけに基づいてブラインディングエラーを検出すると、このエリアにおいて、誤ってブラインディングエラーを検出してしまうおそれがある。例えばブラインディングエラーではないのに、ブラインディングエラーであると誤って検出されてしまうおそれがある。或いは光源の光量を増加させ、それに応じて画素の輝度を減少させる色補正が行われた場合には、表示画像データＩＭＤだけに基づいてブラインディングエラーを検出すると、本来のブラインディングエラーを検出できなくなってしまうおそれもある。

この点、図３では、調光制御の結果に基づいて、表示画像データＩＭＤに対して逆色補正を行うことで、元の画像データＩＭに対応する逆色補正後画像データＩＭＲを生成し、この逆色補正後画像データＩＭＲに基づいてブラインディングエラーを検出している。このようにすれば、調光制御に応じた色補正が行われた表示画像データＩＭＤではなく、元の画像データＩＭを復元した逆色補正後画像データＩＭＲに基づいてブラインディングエラーを検出できるようになる。従って、調光制御や調光制御に基づく色補正が行われた場合にも、適正にブラインディングエラーを検出できるようになる。即ち調光制御回路５０による調光制御が行われると共に色補正後の表示画像データＩＭＤに基づく表示画像が表示パネル１１０に表示されることで、ユーザーの目には、元の画像データＩＭに対応する画像が見えることになる。従って、元の画像データＩＭに対応する逆色補正後画像データＩＭＲに基づいてブラインディングエラーを検出することで、適正なエラー検出を実現できるようになる。

なお色補正回路３０、逆色補正回路４０、ブラインディングエラー検出回路９０、歪み補正回路２０、調光制御回路５０、光源制御回路６０は、ロジック回路であり、これらのロジック回路は、別個の回路として構成されてもよいし、或いは自動配置配線等により一体化された回路として構成されてもよい。或いは、これらのロジック回路の一部又は全部がＤＳＰ等のプロセッサーにより実現されてもよい。これらのことは後述する他の構成例においても同様である。

次に本実施形態の具体的な処理例について説明する。図６は画素毎の輝度計算の処理例を説明するフローチャートである。まず、各光源のエリア毎に、輝度が最大輝度である画素をサーチする（ステップＳ１）。例えば図４、図５で説明した、各光源に対応する各エリアにおいて、画像データＩＭに基づいて、そのエリアに存在する画素の輝度を探索し、そのエリアにおいて輝度が最大輝度となる画素を見つける。そして、その最大輝度の画素の色を表示できるように、各光源毎の輝度分布を決定する（ステップＳ２）。例えば輝度範囲が０～１００であり、対象となるエリアにおいて、最大輝度の画素の輝度が５０であったとする。この場合には、最大輝度である５０の輝度の画素が、例えば輝度範囲の上限である１００の輝度の色で表示できるように、光源の輝度分布を決定する。最大輝度の画素の輝度が、輝度範囲の上限の輝度であれば、それ以外の画素の輝度が、輝度範囲である０～１００内に入ることが保証されるようになる。そして表示パネル１１０の画素毎に、拡散係数情報に基づいて輝度を再計算する（ステップＳ３）。これにより画素毎のバックライト１２０の輝度の値が求まる。

例えば後述の図１４に示すように、表示装置１００には光源からの光を拡散して一様な輝度分布にするための拡散板１１５が、例えばバックライト１２０と表示パネル１１０の間に設けられている。拡散板１１５は拡散シートとも呼ばれる。例えば図５に示すように光源の光強度分布ＰＳＦは光源から離れるほど光強度が小さくなる強度分布になっているが、拡散板１１５を設けて光源からの光を拡散することで、輝度ムラを低減でき、均一な面光源の実現が可能になる。ここで光拡散の方式としては直下型、サイドライト方式、エッジライト方式などがある。そして図６のステップＳ３では、図５の光源の光強度分布ＰＳＦに加えて、拡散板１１５による光源からの光の拡散も反映させて、表示パネル１１０の画素毎の輝度を再計算して、画素毎のバックライト１２０の輝度の値が求めている。一例としては、対象となる画素について、その画素の周囲の例えば４×４個のＬＥＤの光源からの光の強度を、図５の光強度分布ＰＳＦと拡散板１１５の拡散係数情報とに基づいて求めることで、輝度を再計算して、画素毎のバックライト１２０の輝度の値を求める。このようにすることで、複数の光源を有するバックライト１２０と拡散板１１５を有する表示装置１００において、画素毎のバックライト１２０の輝度の値を適正に求めることが可能になる。

図７は色補正の処理例の説明図である。まず図６で説明したように対象画素のバックライト１２０の輝度Ｂを求める。また回路装置１０の不図示の記憶回路に、輝度－係数のテーブルを記憶しておき、このテーブルを用いて、バックライト１２０の輝度Ｂから係数Ｋを計算する。図７の輝度－係数のテーブルは、輝度Ｂが低くなるほど係数Ｋが大きくなるようなテーブルになっている。なおこのような輝度－係数のテーブルを用いるのではなく、所定の計算式に基づいて輝度Ｂから係数Ｋを求めてもよい。また図７の輝度－係数のテーブルは１次の特性になっているが、これには限定されず、光の明るさに対する人間の目の特性に応じた適切な特性にすればよい。また輝度－係数のテーブルの２つの出力値を、１次補間やスプライン補間などで補間して係数Ｋを求めてもよい。そして、このようにして求められた係数Ｋと、対象画素の色Ｃのレベルとの乗算処理を行って、表示装置１００に出力する色のレベルを求める。即ちバックライト１２０の輝度Ｂが低い画素に対して、画像データの色のレベルを上昇させる処理が行われる。このようにすることで色補正回路３０は、画像データＩＭから表示画像データＩＭＤを求めて表示装置１００に出力できるようになる。図７の輝度－係数のテーブルでは、バックライト１２０の輝度Ｂが低くなるほど係数Ｋが大きくなるため、対象画素についてのバックライト１２０の輝度が低くなるほど、対象画素の色のレベルが高くなり、調光制御を実現できるようになる。

図８は逆色補正の処理例の説明図である。まず対象画素のバックライト１２０の輝度Ｂと、輝度－係数のテーブルとに基づいて、係数Ｋを計算する。図７の輝度－係数のテーブルでは、バックライト１２０の輝度Ｂが低くなるにつれて係数Ｋが大きくなる特性となっていたが、図８では、図７とは逆に、輝度Ｂが低くなるにつれて係数Ｋが小さくなる特性となっている。このような特性のテーブルを用いることで、図７の色補正の逆色補正を実現することが可能になる。そして、このようにして求められた係数Ｋと、出力画素の色ＣＱのレベルとの乗算処理を行って、元画像の色のレベルを求める。即ち、色補正では、バックライト１２０の輝度Ｂが低い画素に対して画像データの色のレベルを上昇させる処理が行われているのに対して、逆色補正では、バックライト１２０の輝度Ｂが低い画素に対して画像データの色のレベルを低下させる処理が行われる。このようにすることで逆色補正回路４０は、表示画像データＩＭＤから、元の画像データＩＭに対応する逆色補正後画像データＩＭＲを求めて、ブラインディングエラー検出回路９０に出力できるようになる。即ち図８の輝度－係数のテーブルでは、バックライト１２０の輝度が低くなるほど係数Ｋが低くなるため、図７の色補正の逆変換である逆色補正を表示画像データＩＭＤに対して行って、元の画像データＩＭに対応する逆色補正後画像データＩＭＲを求めることが可能になる。そしてブラインディングエラー検出回路９０が、逆色補正後画像データＩＭＲに基づいてブラインディングエラーの検出処理を行う。こうすることで、表示画像データＩＭＤと調光制御の結果に応じたブラインディングエラーの検出処理が実現される。

なお図８のような輝度－係数のテーブルを用いるのではなく、所定の計算式に基づいて輝度Ｂから係数Ｋを求めてもよい。また輝度－係数のテーブルの２つの出力値を、１次補間やスプライン補間などで補間して係数Ｋを求めてもよい。また図７、図８では色補正用のテーブルと逆色補正用のテーブルを別個に設けているが、図７の色補正用のテーブルを用いて、係数Ｋを計算し、出力画素の色ＣＱに対して係数Ｋの除算処理を行うことで、元画像の色のレベルを求めるようにしてもよい。

以上のように本実施形態では、色補正回路３０は、表示装置１００の光源の輝度に応じた色補正を、画像データＩＭに対して行う。そして逆色補正回路４０は、表示装置１００の光源の輝度に応じた逆色補正を、表示画像データＩＭＤに対して行う。

このようにすれば、表示装置１００の光源の輝度が制御される調光制御が行われた場合に、調光制御による光源の輝度に応じた色補正が画像データＩＭに対して行われて、色補正後の表示画像データＩＭＤが表示装置１００に出力されるようになる。また光源の輝度に応じた逆色補正が表示画像データＩＭＤに対して行われることで、元の画像データＩＭに対応する逆色補正後画像データＩＭＲがブラインディングエラー検出回路９０に出力されるようになる。これにより、ブラインディングエラー検出回路９０は、表示画像データＩＭＤではなく、元の画像データＩＭを復元した逆色補正後画像データＩＭＲに基づいてブラインディングエラーを検出できるようになる。従って、調光制御や調光制御に基づく色補正が行われる場合にも、適正にブラインディングエラーを検出できるようになる。

具体的には図３に示すように、表示装置１００は、表示パネル１１０と、複数の光源を有するバックライト１２０を含む。また図４、図５で説明したように、表示パネル１１０の複数のエリアの各エリアに対応して、複数の光源の各光源が設けられる。そして色補正回路３０は、各光源の輝度に応じた色補正を画像データＩＭに対して行い、逆色補正回路４０は、各光源の輝度に応じた逆色補正を表示画像データＩＭＤに対して行う。

このようにすれば、バックライト１２０の複数の光源の輝度が制御される調光制御が行われた場合に、調光制御による複数の光源の各光源の輝度に応じた色補正が、画像データＩＭにおいて、各光源からの光が照射される各画素に対して行われて、色補正後の表示画像データＩＭＤが表示装置１００に出力されるようになる。またバックライト１２０の複数の光源の各光源の輝度に応じた逆色補正が、表示画像データＩＭＤにおいて、各光源からの光が照射される各画素に対して行わることで、元の画像データＩＭに対応する逆色補正後画像データＩＭＲがブラインディングエラー検出回路９０に出力されて、ブラインディングエラーが検出されるようになる。これにより、バックライト１２０の調光制御や調光制御に基づく色補正が行われる場合にも、適正にブラインディングエラーを検出できるようになる。

例えば表示装置１００は、バックライト１２０の光源からの光が表示パネル１１０に出射され、回路装置１０からの表示画像データＩＭＤに基づき表示パネル１１０が表示駆動されることで、画像を表示する。図１４のヘッドアップディプレイ１９０を例にとれば、表示パネル１１０の表示画像がフロントガラスである透明スクリーン１６０に投影されることで、ユーザーに対して表示画像に対応する虚像が表示される。また調光制御回路５０は、画像データＩＭに基づいてバックライト１２０の光源の輝度を制御する調光制御を行う。

そして色補正回路３０は、図７で説明したようにバックライト１２０の光源の輝度に応じた色補正を行う。例えば色補正回路３０は、調光制御による光源の輝度が低いほど、表示画像データＩＭＤの各画素の色のレベルを上昇させる色補正を行う。即ち、調光制御により光源の輝度が低くなった画素については、画素の色の輝度を上昇させる色補正を行う。これによりローカルディミングが実現される。

一方、逆色補正回路４０は、図８で説明したようにバックライト１２０の光源の輝度に応じた逆色補正を行う。例えば逆色補正回路４０は、調光制御による光源の輝度が低いほど、逆色補正後画像データＩＭＲの各画素の色のレベルを低下させる逆色補正を行う。即ち、色補正により色の輝度が上昇した画素については、色の輝度を低下させる逆色補正を行うことで、元の画像データＩＭを復元した逆色補正後画像データＩＭＲを生成する。これによりブラインディングエラー検出回路９０は、元の画像データＩＭに対応する逆色補正後画像データＩＭＲに基づいてブラインディングエラーを検出できるようになる。従って、バックライト１２０の調光制御や調光制御に基づく色補正が行われる場合にも、適正にブラインディングエラーを検出できるようになる。

また図３に示すように回路装置１０は、画像データＩＭの輝度解析を行う輝度解析回路５２と、輝度解析の結果に基づいて各光源の調光量を演算する調光量演算回路５４を含む。そして色補正回路３０は、調光量演算回路５４での調光量の演算結果に基づいて、色補正を行い、逆色補正回路４０は、調光量演算回路５４での調光量の演算結果に基づいて、逆色補正を行う。このようにすれば、画像データＩＭの輝度解析の結果に基づいて、バックライト１２０の複数の光源の各光源の調光量が演算され、演算された調光量に基づいて、バックライト１２０の調光制御が行われるようになる。そして、このようにして演算された調光量に基づいて、色補正が行われることで、バックライト１２０の調光制御に応じた色補正を行って、色補正後の表示画像データＩＭＤを表示装置１００に出力できるようになる。また、演算された調光量に応じて、色補正後の表示画像データＩＭＤに対して逆色補正が行われることで、色補正前の画像データＩＭに対応する逆色補正後画像データＩＭＲを、ブラインディングエラー検出回路９０に入力して、ブラインディングエラーを適正に検出できるようになる。

また調光量演算回路５４は、バックライト１２０の拡散係数情報と、輝度解析の結果とに基づいて、各光源の調光量を演算する。例えば図１４に示すようにバックライト１２０に対して拡散板１１５が設けられ、バックライト１２０の光源の光の拡散が行われる場合に、拡散板１１５による光源の光の拡散係数情報と、画像データＩＭの輝度解析の結果に基づいて、各光源の調光量が演算される。このようにすれば、バックライト１２０の光源の光を拡散して輝度ムラの低減が行われた場合に、光源の光の拡散を反映させた調光制御や色補正が可能になる。

また本実施形態ではブラインディングエラー検出回路９０は、ブラインディングエラーの判定指標値を求め、この判定指標値と閾値とを比較することで、ブラインディングエラーの検出処理を行う。具体的には、ブラインディングエラー検出回路９０は、表示画像データＩＭＤと調光制御の結果に応じた判定指標値を求め、この判定指標値と閾値とを比較することで、ブラインディングエラーを検出する。例えば図３では、表示画像データＩＭＤと調光制御の結果とにより生成された逆色補正後画像データＩＭＲが、ブラインディングエラー検出回路９０に入力される。そしてブラインディングエラー検出回路９０は、この逆色補正後画像データＩＭＲに基づいてブラインディングエラーの判定指標値を求めて、閾値と比較することで、ブラインディングエラーを検出する。或いは、後述するようにブラインディングエラー検出回路９０は、表示画像データＩＭＤと調光制御の結果とにより生成された逆歪み補正後画像データに基づいて判定指標値を求めて、閾値と比較することで、ブラインディングエラーを検出する。このようにすれば、表示画像データＩＭＤと調光制御の結果とに応じて求められる判定指標値を用いることで、簡素な処理でブラインディングエラーを検出できるようになる。そしてブラインディングエラーが検出された場合には、表示画像データＩＭＤの供給を停止したり、バックライト１２０を消灯したり、或いは表示画像データＩＭＤを透明色にして黒表示する。これにより、ブラインディングエラーにより背景の視認性が低下してしまう事態の発生を防止できるようになる。

ここで閾値は、例えば回路装置１０の不図示の記憶回路に記憶される。また判定指標値は、前述したように、例えばブラインディングエラーの判定領域での画素の輝度の積算値又は平均値、或いは判定領域での高輝度ピクセルの画素数又は比率などである。この場合にはブラインディングエラー検出回路９０は、判定指標値が閾値を超えた場合にブラインディングエラーが検出されたと判定する。或いは判定指標値は、判定領域でのブラックピクセルの画素数又は比率などである。この場合にはブラインディングエラー検出回路９０は、判定指標値が閾値よりも小さい場合にブラインディングエラーが検出されたと判定する。このようにすることで、判定指標値を用いた適切なブラインディングエラーの検出処理を実現できるようになる。

３．第２構成例
図９に本実施形態の回路装置１０の詳細な第２構成例を示す。図９では、回路装置１０は、入力画像データＩＭＩの歪み補正を行って、画像データＩＭを出力する歪み補正回路２０を含み、ブラインディングエラー検出回路９０は、歪み補正回路２０が出力した領域判定信号ＡＪに基づいて、入力画像データＩＭＩの画像を分割した複数の領域の各領域におけるブラインディングエラーの検出処理を行っている。

即ち本実施形態の回路装置１０は、入力画像データＩＭＩの歪み補正を行って、画像データＩＭを出力する歪み補正回路２０を含む。このようにすれば、歪み補正回路２０による歪み補正後の画像データＩＭに基づいて、色補正を行ったり、調光制御を行うことが可能になる。従って、画像表示に対して歪み補正が必要なＨＵＤの表示装置１００においても、適正な色補正や調光制御を実現することが可能になる。具体的には、例えば図１４のように、表示装置１００の表示画像の投影面である透明スクリーン１６０が湾曲していた場合にも、この湾曲に応じた歪み補正が行われることで、歪みのない画像をユーザーに表示できると共に、適正な色補正や調光制御を実現できるようになる。そして本実施形態ではブラインディングエラー検出回路９０は、この歪み補正回路２０から出力される領域判定信号ＡＪに基づいて、ブラインディングエラーの検出処理を行う。

例えば図１０は、歪み補正回路２０の入力画像、歪み補正回路２０の出力画像、ＨＵＤの表示画像の関係を示す図である。歪み補正回路２０の入力画像は入力画像データＩＭＩに対応し、歪み補正回路２０の出力画像は画像データＩＭに対応する。ＨＵＤには、画像データＩＭに対して色補正を行った表示画像データＩＭＤの画像が表示される。

図１０では、入力画像を分割した第１分割領域群の各第１分割領域をＡＲＡで示す。具体的には、水平走査方向の複数の直線と、垂直方向の複数の直線によって分割領域が設定される。なお、図１０には、画像を６×４分割する例を示すが、分割数はこれに限定されない。また図１０には、画像の水平方向及び垂直方向に均等に分割する例を示すが、非均等に分割してもよい。

入力画像は、ＨＵＤ投影による歪みと逆方向の歪み補正が行われた後、ＨＵＤ投影されることで、入力画像と同様な歪みの無い表示となる。即ち、入力画像において第１分割領域群を設定することは、ＨＵＤ表示において分割領域群を設定することと等価である。このＨＵＤ表示における分割領域群を第３分割領域群とし、各第３分割領域をＡＲＨで示す。第３分割領域ＡＲＨの形状は、その第３分割領域ＡＲＨに対応した第１分割領域ＡＲＡと同じである。また入力画像上の座標（ｕ，ｖ）と出力画像上の座標（ｘ，ｙ）は、歪み補正の座標変換により対応づけられる。この座標の対応づけによって、出力画像は、第１分割領域群に対応した第２分割領域群に分割される。第２分割領域群の各第２分割領域をＡＲＢで示す。第２分割領域ＡＲＢは、歪み補正によって歪んだ形状となる。

例えば本実施形態では、図２において、人、自転車等の対象物の視認性がＨＵＤの画像が原因で低下してしまうブラインディングエラーを検出できる。この場合には、自転車等の対象物を例えば不図示のカメラにより検出し、対象物の領域を判定領域として、ブラインディングエラーの検出処理を行えばよい。図１０を例にとれば、ＨＵＤ表示画像において、人、自転車等の対象物が表示される第３分割領域ＡＲＨを判定領域として、ブラインディングエラーを検出すればよい。具体的には、人、自転車等の対象物が検出された領域と、それ以外の領域とで、閾値を異なる値に設定し、設定された閾値とブラインディングエラーの判定指標値とを比較して、ブラインディングエラーを検出する。一例としては、対象物が検出された領域では閾値を小さな値に設定し、それ以外の領域では閾値を大きな値に設定して、設定された閾値を判定指標値が超えた場合に、ブラインディングエラーが発生したと判定する。このようにすれば、人、自転車等の対象物が位置する領域では、より小さな判定指標値でブラインディングエラーが検出されるようになるため、対象物がＨＵＤ画像により遮られて見えなくなる事態を効果的に防止できるようになる。

そして図９では、歪み補正回路２０の出力画像に対して色補正を行った後、逆色補正を行うことで得られる逆色補正後画像に基づいて、ブラインディングエラー検出回路９０はブラインディングエラーを検出している。従って、図１０において、歪んだ形状の領域である第２分割領域ＡＲＢを判定領域として、ブラインディングエラーを検出する必要がある。このため、逆色補正後画像のうちのどの領域を判定領域として、ブラインディングエラーを検出するのかを判定するのが難しいという問題がある。

そこで本実施形態では、歪み補正回路２０が領域判定信号ＡＪを出力し、ブラインディングエラー検出回路９０は、歪み補正回路２０が出力した領域判定信号ＡＪに基づいて、入力画像データＩＭＩの画像を分割した複数の領域の各領域におけるブラインディングエラーの検出処理を行う。このようにすれば、ブラインディングエラー検出回路９０は、歪み補正回路２０の出力画像の色補正と逆色補正を行うことで得られる逆色補正画像において、歪み補正回路２０からの領域判定信号ＡＪに基づいて判定領域を判断して、当該判定領域でのブラインディングエラーを検出できるようになる。

例えば入力画像データＩＭＩの画像は図１０の入力画像に対応し、入力画像を分割した複数の領域の各領域は、図１０の第１分割領域ＡＲＡに対応する。そして歪み補正回路２０は、入力画像における座標（ｕ，ｖ）と出力画像における座標（ｘ，ｙ）の対応づけの情報に基づいて、歪み補正を行っているため、出力画像の第２分割領域ＡＲＢが、入力画像のいずれの第１分割領域ＡＲＡに対応するかを判定するための領域判定信号ＡＪを出力できる。そして、上述したように、入力画像の第１分割領域ＡＲＡはＨＵＤ表示画像の第３分割領域ＡＲＨに対応する。従って、ブラインディングエラー検出回路９０は、逆色補正後画像において、対象物が位置する第３分割領域ＡＲＨを、歪み補正回路２０からの領域判定信号ＡＪに基づいて判定し、その領域を判定領域として、ブラインディングエラーを検出できるようになる。従って、ブラインディングエラー検出回路９０は、歪み補正回路２０の出力画像に対応する逆色補正画像において、領域判定信号ＡＪに基づいて判定領域を判断して、当該判定領域でのブラインディングエラーを検出できるようになる。

４．第３構成例
図１１に本実施形態の回路装置１０の詳細な第３構成例を示す。第３構成例では図３の構成に加えて、逆歪み補正回路７０やラインバッファー２２、７２が設けられている。例えば図３では、ブラインディングエラー検出回路９０は、逆色補正後画像データＩＭＲに基づいてブラインディングエラーを検出していた。これに対して図１１では、ブラインディングエラー検出回路９０は、逆色補正後画像データＩＭＲを逆歪み補正した逆歪み補正後画像データＩＭＲＲに基づいて、ブラインディングエラーを検出する。このようにすれば、ブラインディングエラー検出回路９０は、元の入力画像データＩＭＩに対応する逆歪み補正後画像データＩＭＲＲに基づいて、ブラインディングエラーの検出処理を行えるようになり、ブラインディングエラーの判定領域を簡素な処理で設定して、ブラインディングエラーを検出できるようになる。

例えば歪み補正回路２０は、被投影体の表面形状に合わせて画像をマッピングするマッピング処理を、歪み補正処理として行う。このマッピング処理は、被投影体に投影された画像がユーザーから見て歪んでいない状態となるように画像を変形する処理である。一方、逆歪み補正回路７０は、歪み補正回路２０が行うマッピング処理の逆変換に対応する逆マッピング処理を、逆歪み補正処理として行う。この逆マッピング処理は、被投影体に合わせて変形された画像を、変形前の画像に戻す変換である。被投影体は、回路装置１０が生成した表示画像が投影又は表示される物体である。車載のヘッドアップディスプレイの場合には被投影体は自動車のフロントガラス等である。マッピング処理は、マップデータとも呼ばれるマッピングパラメーターに基づいて画像の画素位置を座標変換する処理である。マッピング処理は、座標変換に伴う処理として、画素値の補間処理等を含むことができる。マッピング処理としてはフォワードマッピングとリバースマッピングがある。マッピングパラメーターは、被投影体の反射面の形状に対応した座標変換を示すパラメーターであり、マッピング処理前の画像の画素位置とマッピング処理後の画像の画素位置との間を対応付けるデーブルデータなどである。歪み補正回路２０が行うマッピング処理や逆歪み補正回路７０が行う逆マッピング処理は、このマッピングパラメーターを用いて実現できる。また歪み補正回路２０の前段にはラインバッファー２２が設けられ、歪み補正回路２０は、ラインバッファー２２に一時記憶されて蓄積された入力画像データＩＭＩを用いて歪み補正を行う。また逆歪み補正回路７０の前段にもラインバッファー７２が設けられ、逆歪み補正回路７０は、ラインバッファー７２に一時記憶されて蓄積された逆色補正後画像データＩＭＲを用いて逆歪み補正を行う。ラインバッファー２２、７２は、例えば所定ライン数の走査線分の画像データを一時記憶する。

このように図１１の回路装置１０は、入力画像データＩＭＩの歪み補正を行って、画像データＩＭを出力する歪み補正回路２０と、調光制御の結果に基づいて、画像データＩＭに対して色補正を行うことで、表示画像データＩＭＤを出力する色補正回路３０を含む。また回路装置１０は、調光制御の結果に基づいて、表示画像データＩＭＤに対して逆色補正を行うことで、逆色補正後画像データＩＭＲを出力する逆色補正回路４０と、逆色補正後画像データＩＭＲに対して、歪み補正の逆歪み補正を行うことで、逆歪み補正後画像データＩＭＲＲを出力する逆歪み補正回路７０を含む。そしてブラインディングエラー検出回路９０は、逆歪み補正後画像データＩＭＲＲに基づいてブラインディングエラーの検出処理を行う。このようにすれば、元の入力画像データＩＭＩの座標系で、ブラインディングエラーの判定領域を設定できるため、判定領域の設定を容易化できるようになる。

即ち、逆歪み補正後画像データＩＭＲＲは、元の入力画像データＩＭＩに対して歪み補正回路２０により歪み補正が行われた後、逆歪み補正回路７０により逆歪み補正された画像データである。従って、逆歪み補正後画像データＩＭＲＲの画像である逆歪み補正後画像は、入力画像データＩＭＩの画像である図１０の入力画像と同様に、歪みのない画像になる。従って、ブラインディングエラー検出回路９０は、図９の場合とは異なり、人、自転車等の対象物が位置する判定領域を簡素な処理で特定して、当該判定領域でのブラインディングエラーを検出できるようになる。

５．第４構成例
図１２に本実施形態の回路装置１０の詳細な第４構成例を示す。第４構成例では、図３の逆色補正回路４０に代えて輝度計算回路４４が設けられている。そしてブラインディングエラー検出回路９０は、輝度計算回路４４からの輝度情報ＢＲに基づいてブラインディングエラーの検出処理を行っている。例えば輝度計算回路４４は、色補正が行われた表示画像データＩＭＤの各画素の輝度値を、調光制御の結果に基づいて、色補正が行われる前の輝度値に変換して、輝度情報ＢＲとして出力する。このようにすれば、表示画像データＩＭＤと調光制御の結果に応じたブラインディングエラーの検出処理を、輝度情報ＢＲの計算という負荷の少ない処理で実現することが可能になる。

例えば図３では、色補正が行われた表示画像データＩＭＤに対して逆色補正を行うことで、元の画像データＩＭを復元した画像データに対応する逆色補正後画像データＩＭＲを求め、この逆色補正後画像データＩＭＲに基づいてブラインディングエラーを検出していた。しかしながら、ブラインディングエラーは輝度により判定できるため、必ずしも元の画像データＩＭを復元する必要はない。そこで図１２では、調光制御回路５０での調光制御の結果である調光量の情報と、表示画像データＩＭＤとに基づいて、輝度計算回路４４が、元の画像データＩＭに対応する輝度情報ＢＲを計算する。例えば輝度計算回路４４は、表示画像データＩＭＤの各画素の輝度を計算し、計算された画素の輝度を図７と同様の手法により変換して、輝度情報ＢＲを生成する。例えば調光量の情報であるバックライト１２０の輝度値に基づいて、バックライト１２０の輝度値が低くなるほど画素の輝度が低くなるような変換処理を行って、輝度情報ＢＲを生成する。輝度情報ＢＲは、例えば画像を構成する複数の画素の各画素に輝度値が設定された情報である。そしてブラインディングエラー検出回路９０は、この輝度情報ＢＲに基づいて、前述したブラインディングエラーの判定指標値を求め、求められた判定指標値と閾値を比較することで、ブラインディングエラーを検出する。例えばブラインディングエラー検出回路９０は、輝度情報ＢＲに基づいて、判定領域での複数の画素の輝度の積算処理を行い、積算値又は平均値を判定指標値として求める。或いはブラインディングエラー検出回路９０は、輝度情報ＢＲに基づいて、判定領域での高輝度ピクセル又はブラックピクセルの画素数又は比率を判定指標値として求める。このようにすることで、色逆補正に比べて負荷の少ない処理で輝度情報ＢＲを求めて、この輝度情報ＢＲに基づいてブラインディングエラーを検出できるようになる。

６．第５構成例
図１３に本実施形態の回路装置１０の詳細な第５構成例を示す。第５構成例では、回路装置１０の各回路が、画像データと共に領域判定信号ＡＪを後段の回路に送っている。例えば歪み補正回路２０は画像データＩＭと共に領域判定信号ＡＪを色補正回路３０に出力し、色補正回路３０は表示画像データＩＭＤと共に領域判定信号ＡＪを逆色補正回路４０に出力する。また逆色補正回路４０は、逆色補正後画像データＩＭＲと共に領域判定信号ＡＪをブラインディングエラー検出回路９０に出力する。例えば領域判定信号ＡＪは、画像データの各画素データに対応づけられた領域判定用のインデックスデータとして後段の回路に出力される。即ち、各画素が位置する領域を指定するインデックスデータが各画素データに対応づけて出力される。このようにすれば、色補正回路３０、逆色補正回路４０、ブラインディングエラー検出回路９０の各回路は、画像データの各画素データがいずれの領域の画素なのかを、領域判定信号ＡＪに基づいて判定できるようになる。そしてブラインディングエラー検出回路９０は、図９、図１０で説明した手法と同様に、この領域判定信号ＡＪに基づいて、例えば人、自転車等が位置する判定領域を特定して、当該判定領域でのブラインディングエラーを検出することが可能になる。

なお以上では本実施形態の第１構成例～第５構成例を説明したが、本実施形態はこれに限定されず、第１構成例～第５構成例の少なくとも２つの構成例を組み合わせた構成などの種々の変形実施が可能である。

７．ヘッドアップディスプレイ
図１４に本実施形態のヘッドアップディプレイ１９０の構成例を示す。本実施形態のヘッドアップディプレイ１９０は、本実施形態の回路装置１０と表示装置１００を含む。表示装置１００は、回路装置１０からの表示画像データＩＭＤに基づいて表示画像を投影する。例えば表示装置１００は、表示パネル１１０とバックライト１２０を含む。また表示装置１００は、表示パネル１１０を駆動する表示ドライバー１４０や、表示パネル１１０とバックライト１２０の間に設けられる拡散板１１５を含むことができる。また表示装置１００は、投影画像の投影光を反射するミラー１５０などの投影光学系を含むことができる。

表示ドライバー１４０は、回路装置１０からの表示画像データＩＭＤに基づいて、表示パネル１１０のデータ線や走査線を駆動して画像を表示させる。バックライト１２０が出射する光は拡散板１１５、表示パネル１１０を透過し、ミラー１５０によって透明スクリーン１６０の方向へ反射される。透明スクリーン１６０は例えば自動車のフロントガラスである。透明スクリーン１６０の反射面は例えば凹面になっており、ユーザーから見て投影画像は虚像となる。即ち、ユーザーから見て投影画像は透明スクリーン１６０よりも遠くに結像しているように見える。これにより背景内に投影画像を表示できる。なおヘッドアップディプレイ１９０は図１４の構成には限定されず、種々の変形実施が可能である。例えば表示パネル１１０として液晶表示パネル以外の表示パネルを用いてもよいし、拡散板１１５や投影光学系の配置構成も種々の変形実施が可能である。

以上に説明したように、本実施形態の回路装置は、表示画像データと光源を用いて画像投影を行うヘッドアップディスプレイの表示装置に用いられる回路装置である。そして回路装置は、画像データに基づいて光源の調光制御を行う調光制御回路と、画像データに対して、調光制御の結果に応じた色補正を行うことで、表示画像データを出力する色補正回路と、表示画像データと調光制御の結果に応じた、ヘッドアップディスプレイのブラインディングエラーの検出処理を行うブラインディングエラー検出回路を含む。

このようにすれば、調光制御回路での調光制御の結果を反映させたブラインディングエラーの検出が可能になる。従って、表示画像データのみを用いてブラインディングエラーを検出する手法に比べて、調光制御が行われた場合にも、適正にブラインディングエラーを検出することが可能になる。

また本実施形態では、調光制御の結果に基づいて、表示画像データに対して色補正の逆色補正を行うことで、逆色補正後画像データを出力する逆色補正回路を含み、ブラインディングエラー検出回路は、逆色補正後画像データに基づいてブラインディングエラーの検出処理を行ってもよい。

このようにすれば、逆色補正後画像データは、表示画像データと調光制御の結果に基づく画像データとなり、このような逆色補正後画像データに基づきブラインディングエラーを検出することで、表示画像データと調光制御の結果に応じたブラインディングエラーの検出処理を実現できるようになる。

また本実施形態では、入力画像データの歪み補正を行って、画像データを出力する歪み補正回路を含み、ブラインディングエラー検出回路は、歪み補正回路が出力した領域判定信号に基づいて、入力画像データの画像を分割した複数の領域の各領域におけるブラインディングエラーの検出処理を行ってもよい。

このようにすれば、歪み補正回路からの領域判定信号に基づいて判定領域を判断して、当該判定領域でのブラインディングエラーを検出できるようになる。

また本実施形態では、入力画像データの歪み補正を行って、画像データを出力する歪み補正回路と、調光制御の結果に基づいて、表示画像データに対して色補正の逆色補正を行うことで、逆色補正後画像データを出力する逆色補正回路と、逆色補正後画像データに対して、歪み補正の逆歪み補正を行うことで、逆歪み補正後画像データを出力する逆歪み補正回路を含んでもよい。そしてブラインディングエラー検出回路は、逆歪み補正後画像データに基づいてブラインディングエラーの検出処理を行ってもよい。

このようにすれば、入力画像データに対応する逆歪み補正後画像データに基づいて、ブラインディングエラーの検出処理を行えるようになり、ブラインディングエラーの判定領域を簡素な処理で設定して、ブラインディングエラーを検出できるようになる。

また本実施形態では、色補正回路は、表示装置の光源の輝度に応じた色補正を画像データに対して行い、逆色補正回路は、光源の輝度に応じた逆色補正を、表示画像データに対して行ってもよい。

このようにすれば、調光制御や調光制御に基づく色補正が行われる場合にも、適正にブラインディングエラーを検出できるようになる。

また本実施形態では、表示装置は、表示パネルと、複数の光源を有するバックライトとを含み、表示パネルの複数のエリアの各エリアに対応して、複数の光源の各光源が設けられてもよい。そして色補正回路は、各光源の輝度に応じた色補正を画像データに対して行い、逆色補正回路は、各光源の輝度に応じた逆色補正を表示画像データに対して行ってもよい。

このようにすれば、バックライトの調光制御やバックライトの調光制御に基づく色補正が行われる場合にも、適正にブラインディングエラーを検出できるようになる。

また本実施形態では、色補正が行われた表示画像データの各画素の輝度値を、調光制御の結果に基づいて、色補正が行われる前の輝度値に変換して、輝度情報として出力する輝度演算回路を含んでもよい。そしてブラインディングエラー検出回路は、輝度情報に基づいてブラインディングエラーの検出処理を行ってもよい。

このようにすれば、表示画像データと調光制御の結果に応じたブラインディングエラーの検出処理を、輝度情報の計算という負荷の少ない処理で実現することが可能になる。

また本実施形態では、調光制御回路は、画像データの輝度解析を行う輝度解析回路と、輝度解析の結果に基づいて光源の調光量を演算する調光量演算回路と、を含んでもよい。

このようにすれば、画像データの輝度解析の結果により演算された調光量を用いることで、表示画像データと調光制御の結果に応じたブラインディングエラーの検出処理を実現できるようになる。

また本実施形態では、ブラインディングエラー検出回路は、表示画像データと調光制御の結果に応じたブラインディングエラーの判定指標値を求め、判定指標値と閾値とを比較することで、ブラインディングエラーの検出処理を行ってもよい。

このようにすれば、表示画像データと調光制御の結果に応じて求められる判定指標値を用いることで、簡素な処理でブラインディングエラーを検出できるようになる。

また本実施形態のヘッドアップディプレイは、上記に記載された回路装置と、回路装置からの表示画像データに基づいて表示画像を投影する表示装置を含む。

なお、上記のように本実施形態について詳細に説明したが、本開示の新規事項及び効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるであろう。従って、このような変形例はすべて本開示の範囲に含まれるものとする。例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義又は同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。また本実施形態及び変形例の全ての組み合わせも、本開示の範囲に含まれる。また回路装置、表示装置、ヘッドアップディスプレイ等の構成及び動作等も、本実施形態で説明したものに限定されず、種々の変形実施が可能である。

５…表示領域、６…表示物、１０…回路装置、２０…歪み補正回路、２２…ラインバッファー、２４…歪み補正回路、３０…色補正回路、３２…ラインバッファー、４０…逆色補正回路、５０…調光制御回路、５２…輝度解析回路、５４…調光量演算回路、５６…照度センサー、６０…光源制御回路、７０…逆歪み補正回路、７２…ラインバッファー、９０…ブラインディングエラー検出回路、比較回路、８２…ラインバッファー、１００…表示装置、１１０…表示パネル、１１５…拡散板、１２０…バックライト、１４０…表示ドライバー、１５０…ミラー、１６０…透明スクリーン、１９０…ヘッドアップディプレイ、２００…処理装置、ＡＲ、ＡＲ１～ＡＲ９…エリア、ＥＲＲ…エラー検出信号、ＩＭ…画像データ、ＩＭＤ…表示画像データ、ＩＭＩ…入力画像データ、ＩＭＲ…逆色補正後画像データ、ＩＭＲＲ…逆歪み補正後画像データ、ＬＳ…光源、ＡＪ…領域判定信号、ＢＲ…輝度情報

Claims (9)

1. 表示画像データと光源を用いて画像投影を行うヘッドアップディスプレイの表示装置に用いられる回路装置であって、
   画像データに基づいて前記光源の調光制御を行う調光制御回路と、
   前記画像データに対して、前記調光制御の結果に応じた色補正を行うことで、前記表示画像データを出力する色補正回路と、
   前記表示画像データと前記調光制御の結果に応じた、前記ヘッドアップディスプレイのブラインディングエラーの検出処理を行うブラインディングエラー検出回路と、
   前記調光制御の結果に基づいて、前記表示画像データに対して前記色補正の逆色補正を行うことで、逆色補正後画像データを出力する逆色補正回路と、
   を含み、
   前記ブラインディングエラー検出回路は、
   前記逆色補正後画像データに基づいて前記ブラインディングエラーの検出処理を行うことを特徴とする回路装置。
2. 請求項１に記載された回路装置において、
   入力画像データの歪み補正を行って、前記画像データを出力する歪み補正回路を含み、
   前記ブラインディングエラー検出回路は、
   前記歪み補正回路が出力した領域判定信号に基づいて、前記入力画像データの画像を分割した複数の領域の各領域における前記ブラインディングエラーの検出処理を行うことを特徴とする回路装置。
3. 表示画像データと光源を用いて画像投影を行うヘッドアップディスプレイの表示装置に用いられる回路装置であって、
   画像データに基づいて前記光源の調光制御を行う調光制御回路と、
   前記画像データに対して、前記調光制御の結果に応じた色補正を行うことで、前記表示画像データを出力する色補正回路と、
   前記表示画像データと前記調光制御の結果に応じた、前記ヘッドアップディスプレイのブラインディングエラーの検出処理を行うブラインディングエラー検出回路と、
   入力画像データの歪み補正を行って、前記画像データを出力する歪み補正回路と、
   前記調光制御の結果に基づいて、前記表示画像データに対して前記色補正の逆色補正を行うことで、逆色補正後画像データを出力する逆色補正回路と、
   前記逆色補正後画像データに対して、前記歪み補正の逆歪み補正を行うことで、逆歪み補正後画像データを出力する逆歪み補正回路と、
   を含み、
   前記ブラインディングエラー検出回路は、
   前記逆歪み補正後画像データに基づいて前記ブラインディングエラーの検出処理を行うことを特徴とする回路装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか一項に記載された回路装置において、
   前記色補正回路は、
   前記表示装置の前記光源の輝度に応じた前記色補正を前記画像データに対して行い、
   前記逆色補正回路は、
   前記光源の輝度に応じた前記逆色補正を、前記表示画像データに対して行うことを特徴とする回路装置。
5. 請求項１乃至３のいずれか一項に記載された回路装置において、
   前記表示装置は、表示パネルと、複数の光源を有するバックライトとを含み、
   前記表示パネルの複数のエリアの各エリアに対応して、前記複数の光源の各光源が設けられ、
   前記色補正回路は、
   前記各光源の輝度に応じた前記色補正を前記画像データに対して行い、
   前記逆色補正回路は、
   前記各光源の輝度に応じた前記逆色補正を前記表示画像データに対して行うことを特徴とする回路装置。
6. 請求項１に記載された回路装置において、
   前記色補正が行われた前記表示画像データの各画素の輝度値を、前記調光制御の結果に基づいて、前記色補正が行われる前の輝度値に変換して、輝度情報として出力する輝度演算回路を含み、
   前記ブラインディングエラー検出回路は、
   前記輝度情報に基づいて前記ブラインディングエラーの検出処理を行うことを特徴とする回路装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか一項に記載された回路装置において、
   前記調光制御回路は、
   前記画像データの輝度解析を行う輝度解析回路と、
   前記輝度解析の結果に基づいて前記光源の調光量を演算する調光量演算回路と、
   を含むことを特徴とする回路装置。
8. 請求項１乃至７のいずれか一項に記載された回路装置において、
   前記ブラインディングエラー検出回路は、
   前記表示画像データと前記調光制御の結果に応じた前記ブラインディングエラーの判定指標値を求め、前記判定指標値と閾値とを比較することで、前記ブラインディングエラーの検出処理を行うことを特徴とする回路装置。
9. 請求項１乃至８のいずれか一項に記載された回路装置と、
   前記回路装置からの前記表示画像データに基づいて表示画像を投影する前記表示装置と、
   を含むことを特徴とするヘッドアップディスプレイ。