WO2014007016A1 - フィールドシーケンシャル画像表示装置 - Google Patents

Abstract

ＤＭＤ表示素子の寿命を長くすることができるフィールドシーケンシャル画像表示装置を提供する。各フレーム（Ｆ）は、表示制御手段（９２）が複数のミラー（Ｅ）を通常駆動させ、照明制御手段（９１）が第一照明手段（１１ｒ）及び第二照明手段（１１ｇ）を駆動させることで、表示素子に表示画像（Ｄ）を表示する表示期間（Ｆａ）と、表示制御手段（９２）が複数のミラー（Ｅ）を非表示期間駆動させ、照明制御手段（９１）が第一照明手段（１１ｒ）及び第二照明手段（１１ｇ）を消灯させることで、表示素子に前記表示画像（Ｄ）を表示させない非表示期間（Ｆｂ）と、を備え、制御部（９０）は、所定の輝度制御条件に基づき、表示画像（Ｄ）の輝度を予め定められた輝度閾値（Ｔ）より低くする際、各フレーム期間内に占める表示期間（Ｆａ）の割合である表示期間割合（Ａ）を低くするものである。

Description

フィールドシーケンシャル画像表示装置

　本発明は、フィールドシーケンシャル駆動方式により画像を表示するフィールドシーケンシャル画像表示装置に関するものである。

　従来、車両のウインドシールド或いはコンバイナと称される半透過板に表示像を投影し、虚像を表示する車両用ヘッドアップディスプレイ装置が種々提案されており、例えば特許文献１に開示されている。フィールドシーケンシャル画像表示装置１は車両のダッシュボード内に配設されており、このフィールドシーケンシャル画像表示装置１が投影する表示画像Ｄはウインドシールド２により車両運転者３に反射され、車両運転者３は虚像Ｖを風景と重畳させて視認することができる（図１参照）。

　このような車両用ヘッドアップディスプレイ装置において、フィールドシーケンシャル駆動方式を用いたものを本願出願人は提案しており、特許文献２に開示されている。
斯かるヘッドアップディスプレイ装置は、異なる発光色を有する複数の発光素子からなり、液晶表示素子を透過照明する照明手段と、発光素子の輝度を制御する制御手段と、を備え、画像を形成するフレームを時間分割したサブフレーム毎に異なる発光色の発光素子を順次点灯させるフィールドシーケンシャル駆動方式にて画像表示を行うものであり、液晶表示素子の透過率に応じて発光素子の透過率を制御し、液晶表示素子を透過する光の輝度を略均一にするものである。

また、フィールドシーケンシャル駆動方式を用いた表示器として、反射型表示素子であるＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｍｉｃｒｏ－ｍｉｒｒｏｒ　Ｄｅｖｉｃｅ）を用いたものが知られており、特許文献３に開示されている。外部からの映像信号に基づいて、光源から投射される光をＤＭＤの個々のミラーが光を反射し、高解像度の表示を実現している。

特開平５－１９３４００号公報 特開２００９－１０９７１１号公報 特開２００２－２５１１６３号公報

　しかしながら、反射型表示デバイスであるＤＭＤは、表示素子のミラーがオン／オフどちらか一定の状態に固着し、不可逆的な輝点欠陥あるいは黒点欠陥が発生してしまい、表示素子の寿命が短くなり、表示素子の高寿命化の点で改良の余地があった。

　そこで、本発明は、前述の課題を鑑みて、表示素子の寿命を長くすることができるフィールドシーケンシャル画像表示装置を提供するものである。

　本発明は、前述した課題を解決するため、第１の発明では、複数の画素を有し、表示画像を表示する表示素子と、前記複数の画素を制御する表示制御手段と、第一の発光色にて前記表示素子を照明する第一照明手段と、第二の発光色にて前記表示素子を照明する第二照明手段と、前記表示画像のフレームを時間分割したサブフレーム毎に前記第一照明手段及び前記第二照明手段をフィールドシーケンシャル方式により駆動する照明制御手段と、前記表示画像に基づき、前記表示制御手段と前記照明制御手段とを制御する制御部と、を備え、前記フレームは、前記表示制御手段が前記複数の画素を通常駆動させ、前記照明制御手段が前記第一照明手段及び前記第二照明手段を駆動させることで、前記表示素子に前記表示画像を表示する表示期間と、前記表示制御手段が前記複数の画素を非表示期間駆動させ、前記照明制御手段が前記第一照明手段及び前記第二照明手段を消灯させることで、前記表示素子に前記表示画像を表示させない非表示期間と、を備え、前記制御部は、所定の輝度制御条件に基づき、前記表示画像の輝度を予め定められた輝度閾値より低くする際、前記フレーム期間内に占める前記表示期間の割合である表示期間割合を低くするものである。
　斯かる構成により、表示画像を所望の輝度で表示しつつ、表示素子の画素（ミラー）を、表示画像とは関連しないオン／オフ制御（非表示期間駆動）をさせることができ、画素がある一定の状態で固着することにより発生する輝点欠陥あるいは黒点欠陥の発生を抑制し、表示素子の寿命を長く保つことができる。

　また、第２の発明では、前記非表示期間駆動は、前記フレームにおける前記複数の画素それぞれのオン期間とオフ期間が略均等になるように、前記複数の画素それぞれを、オン／オフ制御させてなるものである。
　斯かる構成により、表示素子の個々の画素（ミラー）が持つヒンジ（ミラーの支点）にかかる負担がオン駆動／オフ駆動で偏ってしまうのを抑制することができ、画素がある一定の状態で固着することにより発生する輝点欠陥あるいは黒点欠陥の発生を抑制し、表示素子の寿命を長く保つことができる。

　また、第３の発明では、記非表示期間駆動は、前記複数の画素それぞれを、所定の周期でオン／オフ制御させてなるものであり、斯かる構成により、画素がある一定の状態で固着することにより発生する輝点欠陥あるいは黒点欠陥の発生を抑制し、表示素子の寿命を長く保つことができる。

　また、第４の発明では、前記制御部は、前記表示画像の輝度を前記輝度閾値より低くする際、前記表示期間割合を略半分まで低くするものであり、このように表示期間割合を略半分まで低下させることにより、例えば、表示期間が１００％オン駆動を行う極端に偏った表示の画素であっても、非表示期間駆動において、１００％オフ駆動にすることでフレームにおけるオン期間とオフ期間とを略均等にすることができ、表示素子の個々の画素（ミラー）が持つヒンジ（ミラーの支点）にかかる負担がオン駆動／オフ駆動で偏ってしまうのを抑制することができ、画素がある一定の状態で固着することにより発生する輝点欠陥あるいは黒点欠陥の発生を抑制し、表示素子の寿命を長く保つことができる。

　また、第５の発明では、前記制御部は、前記表示画像の輝度を前記輝度閾値より低くする前または低くした後に、前記表示期間割合を低くするものである。

　また、第６の発明では、前記制御部は、前記表示期間割合を低くする際、前記第１照明手段と前記第２照明手段のうち駆動している照明手段の駆動電流値と前記駆動電流値を流す駆動期間とを、前記表示画像の輝度を略一定に保つように同時に変化させるものであり、
　斯かる構成により、表示期間割合を低くする際の表示画像の輝度変化が起こらず、表示期間割合の切り替えに基づく表示画像の輝度変化による視認者が感じる違和感を抑制することができる。

　また、第７の発明では、温度を検出し、前記制御部に温度データを出力する温度検出手段をさらに備え、前記温度データが予め定められた温度閾値以上であるとき、前記表示期間割合を略半分まで低くするものである。
　斯かる構成により、高温における表示素子の画素の固着を防止することができる。

　また、第８の発明では、外部の照度を測定し、前記制御部に照度データを出力する照度検出手段をさらに備え、前記制御部は、前記照度データが予め定められた照度閾値以下であるとき、前記輝度制御条件が成立したと判定し、前記表示画像の輝度を前記輝度閾値より低くするものであり、斯かる構成により、外部照度から必要とされる表示画像の輝度を想定し、これに基づき、輝度調整を行い、照度が低く表示画像の輝度があまり必要でない場合は、非表示期間駆動を行い、表示素子の個々の画素（ミラー）が持つヒンジ（ミラーの支点）にかかる負担がオン駆動／オフ駆動で偏ってしまうのを抑制することができ、画素がある一定の状態で固着することにより発生する輝点欠陥あるいは黒点欠陥の発生を抑制し、表示素子の寿命を長く保つことができる。

　本発明は、表示素子の寿命を長くすることができるフィールドシーケンシャル画像表示装置を提供する。

本発明の実施形態を車両に搭載した際の概観図 上記実施形態を示すフィールドシーケンシャル画像表示装置の概念図 上記実施形態の照明光を発生する照明装置の概念図 上記実施形態の電気的構成説明図 上記実施形態の表示素子における表示期間と非表示期間の説明図 上記実施形態の各ミラー及び各ＬＥＤの動作タイミングを表したタイミングチャート 上記実施形態の表示画像Ｄの輝度Ｌと表示期間割合Ａとを関連付けた特性テーブル 上記実施形態の各輝度領域（Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃ）における温度Ｔと表示期間割合Ａとを関連付けた特性テーブルであり、（ａ）は輝度領域がＬａのときであり、（ｂ）は輝度領域がＬｂのときであり、（ｃ）は輝度領域がＬｃのときである。 上記実施形態における温度Ｔと輝度Ｌによる表示期間割合Ａの変化を表した図である。 上記実施形態の各ミラー及び各ＬＥＤの動作タイミングを表したタイミングチャート（表示期間割合Ａが１００％） 上記実施形態の各ミラー及び各ＬＥＤの動作タイミングを表したタイミングチャート（表示期間割合Ａが５０％）

　以下、添付図面に基づいて、本発明のフィールドシーケンシャル画像表示装置を車両に搭載するヘッドアップディスプレイ装置に適用した一実施形態について説明する。
　図１は、本発明の一実施例であるフィールドシーケンシャル画像表示装置１を車両に搭載した際の概観を示した図である。フィールドシーケンシャル画像表示装置１は、車両のダッシュボード内に設けられ、生成した表示画像Ｄを表す表示光Ｌをウインドシールド２で反射させることにより、車両運転者３に車両情報を表す表示画像Ｄの虚像Ｖを視認させるものである。車両運転者３は、前方から視線を逸らさずに虚像Ｖを視認できる。

　図２は、フィールドシーケンシャル画像表示装置１の概念図である。フィールドシーケンシャル画像表示装置１は、照明装置１０と、照明光学系２０と、表示素子３０と、温度検出手段４０と、投射光学系５０と、スクリーン６０と、平面ミラー７０と、凹面ミラー７１と、表示画像Ｄが出射する窓部８１を有するハウジング８０と、照度センサ８２と、制御部９０と、を備える。

　照明装置１０は、図３に示すように、照明手段１１と、アルミ基板からなり前記照明手段１１を実装する回路基板１２と、反射透過光学手段１３と、輝度ムラ低減光学手段１４と、を備える。

　照明手段１１は、赤色光Ｒを発する赤色ＬＥＤ（第一照明手段）１１ｒと、緑色光Ｇを発する緑色ＬＥＤ（第二照明手段）１１ｇと、青色光Ｂを発する青色ＬＥＤ（第三照明手段）１１ｂと、から構成される。

　反射透過光学手段１３は、光を反射する反射ミラー１３ａと、誘電体の多層膜等の薄膜が鏡面に形成された鏡で構成され、光の透過と反射を行うダイクロイックミラー１３ｂ、１３ｃと、からなるものである。

　反射ミラー１３ａは、赤色ＬＥＤ１１ｒから発する赤色光Ｒの進行方向側に所定の角度をもって配設され、赤色光Ｒを反射する。
　ダイクロイックミラー１３ｂは、緑色ＬＥＤ１１ｇからの緑色光Ｇの進行方向側に所定の角度をもって配設され、反射ミラー１３ａに反射された赤色光Ｒを透過し、緑色光Ｇを反射する。
　ダイクロイックミラー１３ｃは、青色ＬＥＤ１１ｂからの青色光Ｂの進行方向側に所定の角度をもって配設され、ダイクロイックミラー１３ｂにより透過、反射された赤色光Ｒと緑色光Ｇとを透過し、青色光Ｂを反射する。

　輝度ムラ低減光学手段１４は、ミラーボックスやアレイレンズなどからなるもので、上述の照明光Ｃを乱反射、散乱、屈折させることで光のムラを低減する。このように照明装置１０は、後述する照明光学系２０の方向へ照明光Ｃを出射する。

　照明光学系２０は、例えば凹状のレンズ等で構成され、照明装置１０から出射された照明光Ｃを後述する表示素子３０の大きさに調整する。

　表示素子３０は、可動式のマイクロミラーＥを備えたＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｍｉｃｒｏ－ｍｉｒｒｏｒ　Ｄｅｖｉｃｅ）からなり、このマイクロミラーの下部に設けた電極をマイクロセカンドオーダという非常に短い時間で駆動し、オン／オフの二つの状態を持たせることで各マイクロミラーは鏡面を、ヒンジを支点に±１２度傾斜させることができる。ミラーＥがオンのときは、ヒンジを支点に＋１２度傾斜し、照明光学系２０から出射された照明光Ｃを後述する投射光学系５０方向に反射する。オフのときは、ヒンジを支点に－１２度傾斜し、照明光Ｃは投射光学系５０方向に反射しない。従って、各ミラーＥを個別に駆動することにより、表示画像Ｄを投射光学系５０方向に投射する。
　表示素子３０の各ミラーは、フィールドシーケンシャル画像表示装置１が電源オフの時、オン制御における傾斜と、オフ制御における傾斜の中間点に戻され、本実施形態においては０度の位置で駆動を停止する。

　温度検出手段４０は、表示素子３０のベース基板のセラミック部分に内蔵されるサーミスタ等からなる温度センサ４１と、Ａ／Ｄ変換器４２と、から構成され、温度センサ４１は、表示素子３０の温度を測定し、温度センサ４１から出力されたアナログデータをＡ／Ｄ変換器４２でデジタルデータに変換し、制御部９０に温度データＴを出力する。Ａ／Ｄ変換器４２は、制御部９０に内蔵されていてもよい。
　また、温度センサ４１は、表示素子３０の温度ではなく、表示素子３０の温度に影響を及ぼすハウジング８０内またはハウジング８０周辺の温度を測定してもよい。
　また、温度センサ４１は、制御部９０が実装される制御基板（図示しない）上に配設され、表示素子３０の温度を制御基板上からリモートで測定してもよい。

　投射光学系５０は、例えば凹レンズもしくは凸レンズ等で構成され、表示素子３０から投影された表示画像Ｄの表示光Ｌを後述するスクリーン６０に効率よく照射するための光学系である。

　スクリーン６０は、拡散板，ホログラフィックディフューザ，マイクロレンズアレイ等から構成され、投射光学系５０からの表示光Ｌを下面で受光して上面に表示画像Ｄを表示する。

　平面ミラー７０は、スクリーン６０に表示された表示画像Ｄを後述する凹面ミラー７１に向かって反射させる。
　凹面ミラー７１は、凹面鏡等であり、平面ミラー７０で反射された表示光Ｌを凹面で反射させることで、反射光を後述の窓部８１に向かって出射する。これにより、結像される虚像Ｖは、スクリーン６０に表示された表示画像Ｄが拡大された大きさになる。

　ハウジング８０は、硬質樹脂等から形成され、上方に所定の大きさの窓部８１を備えた箱状になっている。ハウジング８０は、照明装置１０と、照明光学系２０と、表示素子３０と、温度検出手段４０と、投射光学系５０と、スクリーン６０と、平面ミラー７０と、凹面ミラー７１等を所定の位置に収納する。

　窓部８１は、アクリル等の透光性樹脂から湾曲形状に形成されており、ハウジング８０の開口部に溶着等により取り付けられる。窓部８１は、凹面ミラー７１で反射された光を透過させる。

　照度センサ８２は、窓部８１の内側の外光があたる位置に配設されるものであり、外光による照度を測定し、照度データを制御部９０に出力するものである。この照度センサ８２からの照度データに基づき、制御部９０は、照明制御部９１を介して照明手段１１を制御するまたは表示制御部９２を介して表示素子３０を制御し、表示画像Ｄの輝度を調整する。制御部９０が表示画像Ｄの輝度Ｌを調整するための契機は、上記のような照度センサ８２からの照度データ以外に、車両側からの輝度切り替え信号や、車両運転者の操作による輝度調整操作信号によるものであってもよい。

　次に、図４を用いてフィールドシーケンシャル画像表示装置１の電気的構成について説明する。図４は本実施形態のフィールドシーケンシャル画像表示装置１の電気的構成説明図である。

　制御部９０は、マイコン及び外部インターフェース，ＲＡＭ，ＲＯＭなどの周辺回路から構成され、ＬＶＤＳ（Ｌｏｗ　Ｖｏｌｔａｇｅ　Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ　Ｓｉｇｎａｌ）通信等によって表示画像Ｄを表示するための映像信号３００が車両ＥＣＵ４より入力され、この映像信号３００の要求する光の輝度と発光タイミングで照明装置１０を制御するための照明制御データ３１０と、さらに前記映像信号３００の要求する表示画像Ｄを表示素子３０に表示するための表示制御データ３２０を、照明制御部９１と表示制御部９２とにそれぞれ出力することで、フィールドシーケンシャル画像表示装置１における表示画像Ｄの出力動作を制御する。

　表示画像Ｄを表示する周期であるフレームＦは、複数の時間に分割されたサブフレームＳＦにより構成される。
　照明制御部９１は、前記サブフレームＳＦ毎に異なる色のＬＥＤ１１ｒ、１１ｇ、１１ｂを照明制御データ３１０の要求する光強度とタイミングで高速に順次切替えさせるフィールドシーケンシャル駆動方式により照明装置１０を制御する。
　表示制御部９２は、表示制御データ３２０に基づき、表示素子３０の個々のミラーをＰＷＭ方式（オンの時間比率を変化させること）等により、オン／オフ制御し、照明装置１０の出射する光Ｒ、Ｇ、Ｂをスクリーン６０の方向へ反射させることで、ＬＥＤ１１ｒ、１１ｇ、１１ｂを基本色にして、加法混合方式による混色を利用し、表示画像Ｄをフルカラーで表現する。

　以上の構成からなるフィールドシーケンシャル画像表示装置１の動作を簡潔に述べれば、
（１）制御部９０は、外部からの映像信号３００に基づき、照明制御データ３１０と表示制御データ３２０を生成する。
（２）照明装置１０は、照明制御データ３１０に基づき、フィールドシーケンシャル駆動方式により照明光Ｃを表示素子３０に出射する。
（３）表示素子３０は、表示制御データ３２０に基づき、表示素子３０の個々のミラーをオン／オフ制御することで、照明装置１０からの照明光Ｃを表示画像Ｄとしてスクリーン６０に向けて投影する。
（４）スクリーン６０に表示された表示画像Ｄを表す表示光Ｌは平面ミラー７０によって凹面ミラー７１に向けて反射される。
（５）表示画像Ｄは、凹面ミラー７１によって所定の大きさに拡大され、拡大された表示画像Ｄを表す表示光Ｌが、ウインドシールド２で反射されることで、ウインドシールド２の前方に表示画像Ｄの虚像Ｖが結ばれる。このように、フィールドシーケンシャル画像表示装置１は、車両運転者３に表示画像Ｄを虚像Ｖとして視認させることを可能とする。

　これより、図５，図６を用いて、フィールドシーケンシャル画像表示装置１の制御方法について述べる。図５は、本発明の特徴部分である非表示期間駆動の説明図であり、図６は、フィールドシーケンシャル画像表示装置１のフィールドシーケンシャル駆動のタイムチャート概略図である。

　フレームＦは、図５に示すように、表示素子３０の個々のミラーＥが通常駆動する表示期間Ｆａと、非表示期間駆動する非表示期間Ｆｂと、を備える。なお、本実施形態の説明では、フレームＦ内の表示期間Ｆａの占める割合を表示期間割合Ａと記載し、表示期間ＦａにおけるミラーＥがオン駆動する期間を表示期間内オン駆動期間Ｆａｐ、オフ駆動する期間を非表示期間内オン駆動期間Ｆａｑと記載し、さらに非表示期間ＦｂにおけるミラーＥがオン駆動する期間を非表示期間内オン駆動期間Ｆｂｐ、オフ駆動する期間を非表示期間内オン駆動期間Ｆｂｑと記載し、フレームＦ内のオン駆動された総期間（表示期間内オン駆動期間Ｆａｐと非表示期間内オン駆動期間Ｆｂｐとの和）を総オン駆動期間Ｆｐと記載し、フレームＦ内のオフ駆動された総期間（表示期間内オフ駆動期間Ｆａｑと非表示期間内オフ駆動期間Ｆｂｑとの和）を総オフ駆動期間Ｆｑと記載する。

　表示期間Ｆａは、照明装置１０が照明制御データ３１０に基づき、表示照明光Ｃを表示素子３０方向に出射し、表示素子３０が表示制御データ３２０に基づき、表示素子３０の個々のミラーをオン／オフ制御することで、照明装置１０からの照明光Ｃをスクリーン６０に向けて表示画像Ｄとして投影する期間である。

　非表示期間Ｆｂは、照明装置１０を全て消灯し、表示素子３０の個々のミラーＥを、所定のタイミングでオン／オフ制御する非表示期間駆動を行う。
　この非表示期間駆動とは、フレームＦにおけるミラーＥそれぞれのオン期間とオフ期間が略均等になるように、ミラーＥそれぞれを、オン／オフ制御させる駆動である。
　具体的に図５を用いて説明すると、表示期間内オン駆動期間Ｆａｐと非表示期間内オン駆動期間Ｆｂｐとの和（総オン駆動期間Ｆｐ）が、表示期間内オフ駆動期間Ｆａｑと非表示期間内オフ駆動期間Ｆｂｑとの和と略均等になるように、制御部９０は、非表示期間駆動の非表示期間内オン駆動期間Ｆｂｐと非表示期間内オフ駆動期間Ｆｂｑとを調整する。

　さらに、所定のフレームＦにおいて、緑色を表示する単色ミラーＥａ，赤色と緑色の混色を表示する混色ミラーＥｂ，何も表示しない消灯ミラーＥｃを例として、図６のタイミングチャートを用いて詳しく説明すると、単色ミラーＥａは、表示期間Ｆａにおいては、表示制御データ３２０に基づき、緑色ＬＥＤ１１ｇの点灯タイミングのみオン制御され、非表示期間Ｆｂにおいては、フレームＦ内のオン駆動する期間の和である総オン駆動期間Ｆｐが、フレームＦの略半分になるように、制御部９０が非表示期間Ｆｂにおける非表示期間内オン駆動期間Ｆｂｐと非表示期間内オフ駆動期間Ｆｂｑとを調整し、この非表示期間内オン駆動期間Ｆｂｐと非表示期間内オフ駆動期間Ｆｂｑに基づき、単色ミラーＥａに非表示期間駆動を行わせる。

　非表示期間駆動は、単色ミラーＥａのように、非表示期間Ｆｂにオン駆動を所定の非表示期間内オン駆動期間Ｆｂｐだけ持続させ、その後、オフ駆動を所定の非表示期間内オン駆動期間Ｆｂｐだけ持続させるように駆動する。また、非表示期間駆動は、混色ミラーＥｂのように、非表示期間Ｆｂにオン駆動とオフ駆動を、非表示期間内オン駆動期間Ｆｂｐと非表示期間内オン駆動期間Ｆｂｐとに則した周期でオン／オフ駆動を繰り返すものであってもよい。ちなみに、消灯ミラーＥｃは、表示期間Ｆａにおいて、すべてオフ駆動であるので、非表示期間駆動は、非表示期間Ｆｂにおいて、すべてをオン駆動とする制御となる。

　図６においては、フレームＦ内の表示期間Ｆａが占める割合である表示期間割合Ａが５０％であったが、制御部９０は、図７に示すように、表示画像Ｄをどのような輝度Ｌで表示するかによって表示期間割合Ａを切り替える。
　制御部９０は、表示画像Ｄを第１輝度閾値Ｌ１より低い輝度で表示させる際（輝度領域Ｌａ）、表示期間割合Ａを５０％にする。また、表示画像Ｄの輝度Ｌが第１輝度閾値Ｌ１から第２輝度閾値Ｌ２の間の際（輝度領域Ｌｂ）、表示期間割合Ａを７０％にし、表示画像Ｄの輝度Ｌが第２輝度閾値Ｌ２以上の際（輝度領域Ｌｃ）、表示期間割合Ａを１００％にする。このように、制御部９０が表示画像Ｄを表示したい輝度Ｌが、表示期間Ｆａを短くしても達成できる程低い場合、フレームＦ内に占める非表示期間Ｆｂを増加させることで、表示画像Ｄの輝度Ｌを制御部９０が望む輝度Ｌに保ちつつ、フレームＦ内の総オン駆動期間Ｆｐと総オフ駆動期間Ｆｑとを略均等になるように調節することができ、表示素子のミラーＥが、オン／オフ駆動状態のどちらか一定の状態に固着するのを防止し、表示素子の寿命を長くすることができる。

　また、制御部９０は、表示素子３０の温度Ｔｄを温度センサ４０から入力し、この温度Ｔｄが予め定められた温度閾値Ｔ１以上（温度領域Ｔｂ）になった場合、図８に示すように、表示期間割合Ａを５０％に低下させる。
　図８（ａ）は、輝度領域が第１輝度領域Ｌａの場合を示す図である。輝度Ｌが第１輝度領域Ｌａにある場合、全ての温度範囲において、表示期間割合Ａが５０％の状態を維持する。図８（ｂ）は、輝度領域が第２輝度領域Ｌｂの場合を示す図であり、制御部９０は、温度Ｔが温度閾値Ｔ１より高くなった場合、表示期間割合Ａを７０％から５０％に切り替える。また、図９（ｃ）は、輝度領域が第３輝度領域Ｌｃの場合を示す図であり、制御部９０は、温度Ｔが温度閾値Ｔ１より高くなった場合、表示期間割合Ａを１００％から５０％に切り替える。

　すなわち、表示期間割合Ａは、図９に示すように、温度Ｔが温度領域Ｔｂにある場合、５０％に切り替えられ、輝度Ｌが輝度領域Ｌａになった場合、５０％に切り替えられるものである。

　制御部９０は、表示画像Ｄの輝度Ｌを輝度閾値より低くする前に、表示期間割合Ａを低くするものである。
　具体的に説明すると、図１０に示すような表示期間割合Ａが１００％のものから、図１１に示すような表示期間割合Ａが５０％のものへ表示期間割合Ａを切り替えた際、照明手段１０の駆動電流値（Ｉｒｏ，Ｉｇｏ，Ｉｂｏ）と駆動電流値を流す駆動期間（Ｈｒｏ，Ｈｇｏ，Ｈｂｏ）とを同時に変化させ、駆動電流値（Ｉｒｘ，Ｉｇｘ，Ｉｂｘ）と駆動電流値を流す駆動期間（Ｈｒｘ，Ｈｇｘ，Ｈｂｘ）に調整し、表示期間割合Ａを切り替える。表示期間割合Ａが減少（１００％→５０％）することによって、表示期間Ｆａが減少するが、その表示期間Ｆａの減少分を補うために、ＬＥＤ１１の駆動電流値Ｉを増加させる。かかる構成により、表示期間割合Ａを減少させても表示画像Ｄの輝度Ｌをそのまま維持することができ、視認者が表示期間割合Ａの切り替わりによる表示画像Ｄ（虚像Ｖ）の輝度変化による違和感を抑制することができる。また、制御部９０は、表示画像Ｄの輝度Ｌを輝度閾値より低くした後に、表示期間割合Ａを低くしてもよい。

　以上の構成により、本発明のフィールドシーケンシャル画像表示装置１は、照度センサ８２により外部の照度を測定し、制御部９０は、この照度データに基づき、照明制御部９１及び表示制御部９２を制御することによって、表示画像Ｄの輝度Ｌを調整する。制御部９０が指示する表示画像Ｄの輝度Ｌが予め定められた第１輝度閾値Ｌ１より低い場合、表示期間割合Ａを５０％にする。斯かる構成により、表示素子３０の個々のミラーＥが持つヒンジにかかる負担がオン駆動／オフ駆動で偏ってしまうのを抑制することができ、画素がある一定の状態で固着することにより発生する輝点欠陥あるいは黒点欠陥の発生を抑制し、表示素子の寿命を長く保つことができる。

　本発明に係るフィールドシーケンシャル画像表示装置は、例えば、自動車などのウインドシールドに画像を示す表示光を照射し、虚像として背景と重畳して視認させるヘッドアップディスプレイ装置として適用できる。

　　　１　　フィールドシーケンシャル表示装置
　　　２　　ウインドシールド
　　　３　　車両運転者視点
　　１０　　照明装置
　　１１　　照明手段
　　１１ｒ　赤色ＬＥＤ（第１照明手段）
　　１１ｇ　緑色ＬＥＤ（第２照明手段）
　　１１ｂ　青色ＬＥＤ（第３照明手段）
　　１２　　回路基板
　　１３　　反射透過光学手段
　　１３ａ　反射板
　　１３ｂ　ダイクロイックミラー
　　１３ｃ　ダイクロイックミラー
　　１４　　輝度ムラ低減光学手段
　　２０　　照明光学系
　　３０　　ＤＭＤ（表示素子）
　　４０　　温度検出手段
　　４１　　温度センサ
　　４２　　Ａ／Ｄ変換器
　　５０　　投射光学系
　　６０　　スクリーン
　　７０　　平面ミラー
　　７１　　凹面ミラー
　　８０　　ハウジング
　　８１　　窓部
　　８２　　照度センサ
　　９０　　制御部
　　９１　　照明制御部
　　９２　　表示制御部
　３００　　映像信号
　３１０　　照明制御データ
　３２０　　表示制御データ
　　　Ｒ　　赤色光
　　　Ｇ　　緑色光
　　　Ｂ　　青色光

Claims (8)

1. 　複数の画素を有し、表示画像を表示する表示素子と、
   　前記複数の画素を制御する表示制御手段と、
   　第一の発光色にて前記表示素子を照明する第一照明手段と、
   　第二の発光色にて前記表示素子を照明する第二照明手段と、
   　前記表示画像のフレームを時間分割したサブフレーム毎に前記第一照明手段及び前記第二照明手段をフィールドシーケンシャル方式により駆動する照明制御手段と、
   　前記表示画像に基づき、前記表示制御手段と前記照明制御手段とを制御する制御部と、を備え、
   　前記フレームは、
   　前記表示制御手段が前記複数の画素を通常駆動させ、前記照明制御手段が前記第一照明手段及び前記第二照明手段を駆動させることで、前記表示素子に前記表示画像を表示する表示期間と、
   　前記表示制御手段が前記複数の画素を非表示期間駆動させ、前記照明制御手段が前記第一照明手段及び前記第二照明手段を消灯させることで、前記表示素子に前記表示画像を表示させない非表示期間と、を備え、
   　前記制御部は、所定の輝度制御条件に基づき、前記表示画像の輝度を予め定められた輝度閾値より低くする際、前記フレーム期間内に占める前記表示期間の割合である表示期間割合を低くすること、を特徴とするフィールドシーケンシャル画像表示装置。
2. 　前記非表示期間駆動は、前記フレームにおける前記複数の画素それぞれのオン期間とオフ期間が略均等になるように、前記複数の画素それぞれを、オン／オフ制御させてなること、を特徴とする請求項１に記載のフィールドシーケンシャル画像表示装置。
3. 　前記非表示期間駆動は、前記複数の画素それぞれを、所定の周期でオン／オフ制御させてなること、を特徴とする請求項１または請求項２に記載のフィールドシーケンシャル画像表示装置。
4. 　前記制御部は、前記表示画像の輝度を前記輝度閾値より低くする際、前記表示期間割合を略半分まで低くすること、を特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のフィールドシーケンシャル画像表示装置。
5. 　前記制御部は、前記表示画像の輝度を前記輝度閾値より低くする前または低くした後に、前記表示期間割合を低くすること、を特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のフィールドシーケンシャル画像表示装置。
6. 　前記制御部は、前記表示期間割合を低くする際、前記第１照明手段と前記第２照明手段のうち駆動している照明手段の駆動電流値と前記駆動電流値を流す駆動期間とを、前記表示画像の輝度を略一定に保つように同時に変化させること、を特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のフィールドシーケンシャル画像表示装置。
7. 　温度を検出し、前記制御部に温度データを出力する温度検出手段をさらに備え、前記温度データが予め定められた温度閾値以上であるとき、前記表示期間割合を略半分まで低くすること、を特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のフィールドシーケンシャル画像表示装置。
8. 　外部の照度を測定し、前記制御部に照度データを出力する照度検出手段をさらに備え、前記制御部は、前記照度データが予め定められた照度閾値以下であるとき、前記輝度制御条件が成立したと判定し、前記表示画像の輝度を前記輝度閾値より低くすること、を特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載のフィールドシーケンシャル画像表示装置。
    

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