WO2017057001A1 - 表示装置 - Google Patents
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- the present invention relates to a display device, and more particularly, to a display device that displays an image by spatially modulating light of a plurality of colors from a light source with a DMD (Digital Micromirror Device) that is a spatial light modulation element.
- DMD Digital Micromirror Device
- the control unit displays the predetermined display image, The display period for generating the illumination light and the non-display period for turning off all of the plurality of light sources are repeated, and in the display period, a current having a second current value smaller than the first current value is supplied to the temperature adjustment unit. And a current having a current value lower than a normal current value is supplied to the plurality of light sources.
- control unit stops the supply of current to the plurality of light sources in the non-display period, and the temperature adjustment unit has a third current value that is equal to or less than the first current value and greater than the second current value. The current is supplied.
- the temperature sensor 41 may measure the temperature inside or around the housing 80 that affects the temperature of the DMD 30 instead of the temperature of the DMD 30.
- the control unit 90 turns off all three light sources 11r, 11g, and 11b in the non-display period Fb.
- the control unit 90 outputs display control data to the DMD drive unit 95, the DMD drive unit 95 outputs a drive command to the DMD 30, and drives the mirror element 31 at a predetermined cycle (tilt). Change the angle).
- the mirror element 31 can be prevented from adhering, and the temperature can be expected to be adjusted so that the temperature of the DMD 30 is not lowered due to heat generated by driving (energization) and the low temperature non-display range T3 is not reached.
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Abstract
DMDの温度を早急に動作可能温度範囲内に温度調整するとともに、消費電力の低減を図ることが可能な表示装置を提供する。 所定の表示画像を表示する表示装置であって、それぞれ異なる色の光を発する複数の光源のうち何れか一つを発光させ、発光する前記光源を順次切り替えるフィールドシーケンシャル方式にて前記複数の光源から発せられる光から所望の色の照明光を生成するとともに、反射部を通じて照明光のうち表示画像に対応した光をスクリーンに向けて反射させる制御部と、表示素子の温度を検出する温度検出部と、表示素子の温度を調整する温度調整部と、を備え、制御部は、温度検出部により検出された温度が表示素子の低温あるいは高温非表示範囲である場合、複数の光源への電流の供給を停止し、温度調整部のみに第一電流値(A1)の電流を供給する。
Description
本発明は、表示装置、特に、光源からの複数色の光を空間光変調素子であるDMD(Digital Micromirror Device)により空間光変調することにより画像表示する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透過反射面に表示像を投影し、虚像を表示するヘッドアップディスプレイ装置と呼ばれる表示装置が種々提案されている(例えば、特許文献1)。図1に示すように、ヘッドアップディスプレイ装置1は、車両のダッシュボード内に配設されており、このヘッドアップディスプレイ装置1が投影する表示光Nは、ウインドシールド2aにより反射され、ユーザ3は、虚像Vを風景と重畳させて視認することができる。
このようなヘッドアップディスプレイ装置1において、画像を生成する空間光変調素子として、反射型表示デバイスであるDMDを用いる場合がある。
DMDは、動作可能な温度範囲(例えば、-30℃から85℃)が定められており、特に、低温時(-30℃未満)において、ヒータなどの加熱手段によってDMDを温め、動作可能温度に達してから使用しなければ表示することができなかった。
また、前記ヒータOFFの後に、DMDの温度が動作可能温度範囲外にならないよう-30℃以上でも前記ヒータを駆動させる必要があった。この状態で、表示画像を生成するため、DMDの照明光となるLED(発光ダイオード)などの光源も同時に点灯させると、前記表示装置のヒータ駆動時、光源駆動電流が同時に供給される期間が長い場合に、最大消費電流の増大や、ひいては周辺部材の破損の発生のおそれがあった。また、DMDの低温状態が続き、前記ヒータが通電している時間が長くなるにつれて、表示装置全体の消費電流が増大するという問題点があった。
そこで、本発明は、前述した問題点に着目し、DMDの温度を早急に動作可能温度範囲内に温度調整するとともに、DMDの動作可能温度範囲内であっても、消費電力の低減を図ることが可能な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、所定の表示画像を表示する表示装置であって、それぞれ異なる色の光を発する複数の光源と、光の反射する角度を制御可能な複数の反射部を含む表示素子と、前記複数の光源のうち何れか一つを発光させ、発光する前記光源を順次切り替えるフィールドシーケンシャル方式にて前記複数の光源から発せられる光から所望の色の照明光を生成するとともに、前記反射部を通じて前記照明光のうち前記表示画像に対応した光をスクリーンに向けて反射させる制御部と、前記表示素子の温度を検出する温度検出部と、前記表示素子の温度を調整する温度調整部と、を備え、前記制御部は、前記温度検出部により検出された温度が前記表示素子の低温あるいは高温非表示範囲である場合、前記複数の光源への電流の供給を停止し、前記温度調整部のみに第一電流値の電流を供給するものである。
また、前記温度検出部により検出された温度が前記表示素子の動作可能温度範囲内で、かつ低温あるいは高温表示範囲内である場合に、前記制御部は、前記所定の表示画像を表示する際、前記照明光を生成する表示期間と前記複数の光源の全てを消灯する非表示期間とを繰り返すとともに、前記表示期間において、前記温度調整部に前記第一電流値より小さい第二電流値の電流を供給し、前記複数の光源に通常の電流値より低い電流値の電流を供給するものである。
また、前記制御部は、前記非表示期間において、前記複数の光源への電流の供給を停止し、前記温度調整部に前記第一電流値以下で、かつ第二電流値より大きい第三電流値の電流を供給するものである。
本発明によれば、所期の目的を達成でき、DMDの温度を早急に動作可能温度範囲内に温度調整するとともに、DMDの動作可能温度範囲内であっても、消費電力の低減を図ることが可能な表示装置を提供することができる。
以下、添付図面に基づいて、本発明の表示装置をヘッドアップディスプレイ装置1(以下、HUD装置1と記載)に適用した一実施形態に基づいて説明する。(なお、前記背景技術と同一及び相当箇所には、同一の符号を付して、その詳細な説明は、省略する。)
HUD装置1は、車両2に搭載されている。HUD装置1は、車両2のダッシュボード内に設けられ、生成した表示画像Mを表す表示光Nを透過反射面であるウインドシールド2aで反射させることにより、ユーザ3に車両情報などを表す虚像Vを視認させるものである。ユーザ3は、前方から視線を逸らさずに実景とともに虚像Vを視認できる。
HUD装置1は、照明装置10と、照明光学系20と、表示素子であるDMD30と、温度検出部40と、温度調整部である加熱手段45と、投射光学系50と、スクリーン60と、平面ミラー70と、リレー光学系である凹面ミラー71と、温度調整部である冷却手段100と、表示光Nが外部へ射出する窓部81を有するハウジング80と、制御部90と、を備えている。なお、特許請求の範囲に記載する表示装置1は、本実施形態における照明装置10、DMD30、温度検出部40、加熱手段45、冷却手段100及び、制御部90などで構成されるものとして説明する。
照明装置10は、図3に示すように、光源11と、光源11を実装する回路基板12と、光軸合成部13と、輝度ムラ低減光学手段14と、を備える。
光源11は、例えば、発光ダイオード(以下、LEDという)であり、異なる色の光を発する光源11r、11g、11bで構成されている。光源11は、赤色光Rを発する赤色光源11rと、緑色光Gを発する緑色光源11gと、青色光Bを発する青色光源11bと、から構成される。なお、本実施形態では、各色の光源11r、11g、11bは、色毎に単一の光源であったが、色毎に複数の光源で構成してもよい。
回路基板12は、アルミ基板からなりプリント回路板からなる。回路基板12には、光源11r、11g、11bが実装されている。
光軸合成部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、からなるものであり、赤色光源11r、緑色光源11g、青色光源11bから出射される各色光の光軸を揃える。
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、前記の各色光を乱反射、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DMD30の大きさに調整する。
DMD30は、反射部である可動式のミラー素子31を複数備え、このミラー素子31の下部に設けた図示しない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することにより、各ミラー素子31の鏡面を、図示しないヒンジを支点に±12度傾斜させる。ミラー素子31がオンのときは、前記ヒンジを支点に+12度傾斜し、照明光学系20から出射された照明光Cを投射光学系50方向に反射する。オフのときは、前記ヒンジを支点に-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、表示画像Mを表す表示画像データに基づき各ミラー素子31を個別に駆動することにより、照明光Cを選択的に投射光学系50方向へ投射することで、所望の輝度、所望の色の表示画像Mをスクリーン60に生成する。
DMD30の各ミラー素子31は、オン/オフの2つの状態以外に、HUD装置1の電源が切られた時、オン時の傾斜とオフ時の傾斜との中間点に制御される中間制御が行われ、この中間点の各ミラー素子31は、本実施形態では0度の位置である。
温度検出部40は、DMD30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、DMD30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でデジタルデータである温度データに変換し、制御部90に温度データ(以下、温度Tと記載)を出力する。なお、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、DMD30の温度ではなく、DMD30の温度に影響を及ぼすハウジング80内又はハウジング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が実装される図示しない制御基板上に配設され、DMD30の温度を前記制御基板上から測定してもよい。
加熱手段45は、温度調整部の一つである。加熱手段45は、DMD30のベース基板のセラミック部分に形成されており、タングステンなどの金属体からなる。この金属体に電流を印加することで、DMD30を加熱する。
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、DMD30から投影された表示画像Mの表示光Nをスクリーン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Nを下面で受光して上面に表示画像M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Mを凹面ミラー71に向かって反射させる。
凹面ミラー71は、平面ミラー70で反射された表示光Nをその凹面で反射させることで、表示光Nをハウジング80の窓部81からHUD装置1の外部へ射出する。凹面ミラー71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Mが拡大された大きさになる。
冷却手段100は、図示しない羽と、この羽を駆動する図示しないモータなどの駆動源で構成されている。冷却手段100は、DMD30近傍の空気を強制的に排出し、DMD30の温度を下げて、DMD30を冷却するものである。
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を備えた箱状に形成される。ハウジング80は、照明装置10と、照明光学系20と、DMD30と、温度検出部40と、加熱手段45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、冷却手段100等を所定の位置に収納する。
制御部90は、ハウジング80の中に収納されてもよく、ハウジング80の外部に配設され、配線などによりハウジング80内部の構成部品と電気的な接続を行ってもよい。
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。
次に、図4を用いてHUD装置1の電気的構成について説明する。
制御部90は、複数又は単数のFPGAやマイコン、ASICなどで構成される処理部91と、この処理部91を駆動させるプログラムやデータを記憶する記憶部92と、CAN(Controller Area Network)バス通信等のネットワーク(図示しない)を介して車両ECU4などと信号のやりとりを行う入出力部93と、を備える。制御部90は、入出力部93を介して車両ECU4から画像信号を入力する。制御部90は、入力した画像信号を処理し、画像信号に基づいて、後述する照明駆動部94とDMD駆動部95とを介して照明装置10及びDMD30を制御し、表示画像Mを生成する。
また、車両2には、ユーザ3の周辺の照度を検出する照度センサ(図示しない)が備えられており、制御部90は、この照度センサの照度信号を入出力部93(照度信号入力部)から入力し、この照度信号に基づいて記憶部92から後述する照明制御データを読み出し、光源11の出力を変化させて表示画像Mの輝度を調整する(調光する)。また、車両2の図示しないライトスイッチの操作信号を入出力部93から入力し、前記ライトスイッチがオンした場合、周囲の照度が低く、オフした場合、周囲の照度が高いと推定し、この操作信号に基づいて、光源11の出力を変化させてもよい。
記憶部92は、前記照度信号に、各光源11r、11g、11bの出力を対応付けた照明制御データを予め記憶している。なお、この照明制御データは、光源11の個体差を考慮して製造時にキャリブレーションすることで生成される。
照明駆動部94は、光源11を駆動するドライバなどで構成され、制御部90から入力される照明制御データに基づいて、サブフレームSF毎に異なる色の光源11(赤色光源11r、緑色光源11g、青色光源11b)を高速に順次切替える。前記照明制御データは、表示画像Mが所望の表示輝度及び表示色が得られるように、サブフレームSF内における光源11の出力(駆動電電流、発光期間)などを規定するデータであり、照明駆動部94は、この照明制御データに基づき出力を制御することで、サブフレームSF毎に、所望の光量の色光を光源11に出射させる。なお、本実施形態での詳細な説明は省略するが、照明駆動部94は、光源11をPWM(Pulse Width Modulation)制御することが可能である。
DMD駆動部95は、DMD30を駆動するドライバなどで構成され、制御部90から入力される表示制御データに基づき、DMD30の個々のミラー素子31をサブフレームSFに合わせてオン又はオフさせるものである。表示制御データは、DMD30の個々のミラー素子31毎に生成されるものであり、そのミラー素子31が、所望の表示輝度及び表示色を表現できるように、オンするサブフレームSF、オンする期間(オンを継続する期間)などを規定するデータである。DMD駆動部95は、この表示制御データに基づいて、所望のサブフレームSFの所望の期間だけ各ミラー素子31をオンし、それ以外はオフとする。
つまり、表示画像Mを構成するために、照明装置10は、所望のサブフレームSF毎に照明光C(赤色光R、緑色光G、青色光B)を所望の出力で出力し、DMD30を照明する。DMD30の各ミラー素子31は、表示画像Mを生成するため、ミラー素子31毎に所望のタイミングでスクリーン60の方向へ照明光Cを反射させる。斯かる構成により、光源11の赤色光R、緑色光G、青色光Bを基本色にして、時分割の加法混合による混色が行われ、表示画像Mはカラーで表現される。
本発明のHUD装置1における表示画像Mの生成方法としては、フィールドシーケンシャルカラー(Field Sequential Color:以下、FSCという)制御を行っている。本実施形態におけるFSC制御において、表示画像Mを構成する周期であるフレームFは、ヒトがちらつきを視認できる臨界融合周波数以上の1/60秒未満(60Hz以上)に設定される。このフレームFは、赤色光源11r、緑色光源11g、青色光源11bが駆動する期間としてそれぞれ約1/180秒ずつに分割される。さらに、各色の駆動期間(1/180秒)は、それぞれ8ビットの時間階調が可能なように不均等な期間のサブフレームSFに分割される。なお、本実施形態におけるFSC制御の説明は、一例を示したものであり、これらの記載に限定されるものではない。
次に、制御部90の制御内容について説明する。
制御部90は、図5に示すように、温度センサ41の検出結果に基づき、DMD30の温度が、-30℃未満の範囲(低温非表示範囲T3)にあるとき低温非表示モードに移行し、DMD30の温度が、-30℃~-10℃の範囲(低温表示範囲T2)にあるとき低温表示モードに移行し、DMD30の温度が、-10℃~60℃の範囲(常温範囲T1)にあるとき常温モードに移行する。
さらに、DMD30の温度が、60℃~80℃の範囲(高温表示範囲T4)にあるとき高温表示モードに移行し、DMD30の温度が、80℃を超えた範囲(高温非表示範囲T5)にあるとき高温非表示モードに移行する。
すなわち、制御部90は、HUD装置1の電源がオンされているとき、常にDMD30の温度を監視して、低温非表示モード、低温表示モード、常温モード、高温表示モード及び高温非表示モードの何れかのモードにある。なお、常温範囲T1は、DMD30の動作温度範囲(この場合、-30℃~80℃)T6から低温表示範囲T2と高温表示範囲T4を除いた温度範囲を指す。また、低温非表示範囲T3と高温非表示範囲T5は、DMD30の動作温度範囲外である。
制御部90は、低温非表示モードにおいては、図6に示すように、ヒータ45のみに、第一電流値A1の電流を供給することで、DMD30を加熱するとともに、DMD30と光源11への電流の供給を停止状態とする。制御部90による制御によって、各光源11r、11g、11bに電流が供給されず、3つの光源11r、11g、11bは全て消灯された状態にある。また、DMD30が、オフ状態にあるとき、DMD駆動部95による制御によりDMD30に電流が供給されず、DMD30の各ミラー素子31は、前記中間点に保持される。第一電流値A1とは、HUD装置1において、ヒータ駆動に許容される最大電流であり、この最大電流によってヒータ45を駆動する。低温非表示モードにおいては、ヒータ45が、第一電流値A1を供給されることで、DMD30の温度を迅速に上げることができる。よって、迅速にDMD30の温度を低温非表示範囲T3から低温表示範囲T2に移行させることで、制御部90を非表示モードから低温表示モードに移行させることができる。
制御部90は、低温表示モードにおいては、図7に示すように、制御時間を分割した1単位であるフレームF毎に、照明装置10の制御を行い、制御部90の表示制御データに基づいてDMD駆動部95がDMD30の制御を行う。各フレームFは、表示画像Mを表示させる表示期間Faと、表示画像Mを表示させない非表示期間Fbと、から構成される。制御部90は、表示期間Faにおいては、3つの光源11r、11g、11bのうち少なくとも何れか一つを発光させ、発光する光源11r、11g、11bを所定時間毎に切り替えるフィールドシーケンシャル方式にて照明装置10の制御を行う。なお、各光源11r、11g、11bに供給される電流は、後述する通常表示の場合を1とすると、その半分程度の電流の出力である。表示期間Faにおいて各光R、G、Bが占める割合に基づき、照明光Cの色が規定される。なお、図6~図8では、DMD30が、赤色の表示を行う場合を代表例として、図示している。
制御部90は、非表示期間Fbにおいては、3つの光源11r、11g、11bの全てを消灯させる。なお、非表示期間Fbにおいて、制御部90は、DMD駆動部95に対して表示制御データを出力し、DMD駆動部95がDMD30へ駆動命令を出力し、所定周期でミラー素子31を駆動(傾斜角度を変化)させている。これにより、ミラー素子31が、固着してしまうことを抑制できる他、駆動(通電)による発熱によって、DMD30の温度が低下し、低温非表示範囲T3にならないように温度調整する作用も期待できる。
また、制御部90は、低温表示モードにおいて、ヒータ45をオンしている。なお、表示期間Faにおいて、ヒータ45に第一電流値A1の値より低い第二電流値A2を供給するとともに、非表示期間Fbにおいて、ヒータ45に第一電流値A1の値以下で、かつ第二電流値A2の値より高い第三電流値A3を供給する。低温表示モードにおいては、ヒータ45が、オンされることで、DMD30の温度を上げることができるとともに、さらに、低温表示モードの非表示期間Fbにおいて、光源11r、11g、11bへの電流の供給を停止した分をヒータ45に供給することによって、DMD30の温度を上げることができる。
よって、DMD30の温度が、低温表示範囲T2から低温非表示範囲T3に戻ることが抑制されるとともに、DMD30の温度を常温範囲T1に移行させて、制御部90を低温表示モードから常温表示モードに移行させることができる。また、表示期間Faにおいて、ヒータ45と各光源11r、11g、11bをオンするが、各光源11r、11g、11bに供給する電流値を通常表示に比べて抑えることによって、HUD装置1で消費する電流が過大となることを防止できる。
通常表示モードにおいて、DMD30は、制御部90の表示制御データに基づいたDMD駆動部95によって、フレームF毎に表示期間Fa及び非表示期間Fbを繰り返すとともに、各光源11r、11g、11bは、制御部90が、表示期間Faにおいて、3つの光源11r、11g、11bのうち少なくとも何れか一つを発光させ、発光する光源11r、11g、11bを所定時間毎に切り替えるフィールドシーケンシャル方式にて照明装置10の制御を行う。なお、各光源11r、11g、11bに供給される電流は、低温表示モードとは異なり、通常の電流の出力である。また、非表示期間Fbにおいては、3つの光源11r、11g、11bの全てを消灯させる。
また、通常表示モードでは、ヒータ45への電流の供給はなく、ヒータ45を常にオフする。
DMD30の温度が、高温表示範囲T4と高温非表示範囲T5の場合、HUD装置1は、温度調整部として、低温時のヒータ45に代えて、冷却手段100を駆動する。制御部90は、高温表示モードにおいては、図7に図示のヒータを冷却手段に置き換えて説明する。
制御部90は、制御時間を分割した1単位であるフレームF毎に、照明装置10の制御を行うとともに、制御部90の表示制御データに基づいてDMD駆動部95がDMD30の制御を行う。制御部90は、表示期間Faにおいては、3つの光源11r、11g、11bのうち少なくとも何れか一つを発光させ、発光する光源11r、11g、11bを所定時間毎に切り替えるフィールドシーケンシャル方式にて照明装置10の制御を行う。なお、各光源11r、11g、11bに供給される電流は、後述する通常表示の場合を1とすると、その半分程度の電流の出力である。表示期間Faにおいて各光R、G、Bが占める割合に基づき、照明光Cの色が規定される。
制御部90は、非表示期間Fbにおいては、3つの光源11r、11g、11bの全てを消灯させる。なお、非表示期間Fbにおいて、制御部90の表示制御データに基づいてDMD駆動部95は、DMD30へ駆動命令を出力し、所定周期でミラー素子31を駆動(傾斜角度を変化)させている。これにより、ミラー素子31が、固着してしまうことを抑制できる。
また、制御部90は、高温表示モードにおいて、冷却手段100をオンしている。なお、表示期間Faにおいて、冷却手段100に第一電流値A1の値より低い第二電流値A2を供給するとともに、非表示期間Fbにおいて、冷却手段100に第一電流値A1の値以下で、かつ第二電流値A2の値より高い第三電流値A3を供給する。高温表示モードにおいては、冷却手段100が、オンされることで、DMD30の温度を下げることができるとともに、さらに、高温表示モードの非表示期間Fbにおいて、光源11r、11g、11bへの電流の供給を停止した分を冷却手段100に供給することによって、DMD30の温度を一層下げることができる。
よって、DMD30の温度が、高温表示範囲T4から高温非表示範囲T5に移行することが抑制されるとともに、DMD30の温度を常温範囲T1に移行させて、制御部90を高温表示モードから常温表示モードに移行させることができる。また、表示期間Faにおいて、冷却手段100と各光源11r、11g、11bをオンするが、各光源11r、11g、11bに供給する電流値を通常表示に比べて抑えることによって、HUD装置1で消費する電流が過大となることを防止できる。
制御部90の高温非表示モードにおける動作は、図6に図示のヒータを冷却手段に置き換えて説明する。
制御部90は、冷却手段100のみに、第一電流値A1の電流を供給することで、DMD30を冷却するとともに、光源11への電流の供給を停止状態とするとともに、制御部90の表示制御データに基づいてDMD駆動部95は、DMD30の駆動を停止状態とする。制御部90による制御によって各光源11r、11g、11bに電流が供給されず、3つの光源11r、11g、11bは、全て消灯された状態にある。また、DMD30が、オフ状態にあるとき、DMD駆動部95による制御によりDMD30に電流が供給されず、DMD30の各ミラー素子31は、前記中間点に保持される。DMD30の破損を防止する。第一電流値A1とは、HUD装置1において、冷却手段100に許容される最大電流であり、この最大電流によって冷却手段100を駆動する。高温非表示モードにおいては、冷却手段100が、第一電流値A1を供給されることで、DMD30の温度を迅速に下げることができる。よって、迅速にDMD30の温度を高温非表示範囲T5から高温表示範囲T4に移行させることで、制御部90を非表示モードから高温表示モードに移行させることができる。
なお、前記実施形態のHUD装置1における、低温表示モード、通常表示モード及び高温表示モードでのフレームF内に占める表示期間Faの割合は、表示期間Fa、非表示期間Fbとも50%であったが、この比率に限定されるものではなく、非表示期間Fbにおける複数の画素それぞれのONする期間とOFFする期間との割合を変化させてもよい。
また、DMD30の駆動については、フレームF内において、表示期間Faと非表示期間Fbを通じて、ONする期間とOFFする期間を50%となるように駆動することによって、+12°のオンの時間と-12°のオフの時間が、均等となるように駆動している。このように駆動することにより、DMD30のミラー素子31の固着を防止するものである。なお、ONする期間とOFFする期間の割り合いを厳密に50%ずつとする必要はなく、ほぼ均等であれば、ミラー素子31の固着を防止するには、十分である。たとえば、ONする期間を45%とOFFする期間を55%であってもよい。また、OFFする期間をONする期間より長い設定の方が、たとえ、ミラー素子31が固着した場合でも、ミラー素子31が光を反射する方向で固着し、輝点が表示されるよりも、ミラー素子31が光を反射しない方向で固着する可能性が高まるので、HUD装置1の表示品位の低下を招きにくいという効果がある。
また、前記実施形態における、常温範囲T1、低温表示範囲T2、低温非表示範囲T3、高温表示範囲T4及び高温非表示範囲T5の温度範囲は、適宜変更可能である。また、前記実施形態では、所定の温度で、制御部90による制御を切り替えていた。たとえば、-10℃では、温度が上昇する場合は、温度が上昇する場合、-10℃にて低温表示から通常表示に切り替え、温度が低下する場合、-10℃にて通常表示から低温表示に切り替えていた。表示装置1の周囲の温度が、所定の温度、-10℃、あるいは、この近辺の温度で上昇下降を繰り返す場合、制御の切り替えが頻繁に発生するおそれがあるので、たとえば、温度が上昇する場合は、所定の温度で制御を切り替えるが、一度上昇した温度が低下する場合は、所定の温度からたとえば、5℃低い温度で制御が切り替わるようにしてもよい。すなわち、温度が上昇し、-10℃を超えて制御を切り替えた後、温度が低下する場合は、-5℃以下、あるいは、下回った場合に、制御を切り替えることで、頻繁な制御の切り替えを抑制することができる。この場合では、温度が上昇する場合は、所定の温度で、温度が低下する場合は、所定の温度より低い温度で制御を切り替えていたが、反対に、温度が低下する場合は、所定の温度で、温度が上昇する場合は、所定温度より高い温度で制御を切り替えてもよい。
前記実施形態においては、制御部90は、表示期間Faにおいて、赤色光源11r、緑色光源11g及び青色光源11bを駆動していたが、制御部90は、表示期間Faにおいて、3つの光源11r、11g、11bのうち2つの光源を所定のタイミングで点灯させ、残りの1つの光源を消灯した状態に維持してもよい。あるいは、1つの光源を所定のタイミングで点灯させ、残りの2つの光源を消灯した状態に維持してもよい。また、前記実施形態では、DMD30をDMD駆動部95によって制御していたが、制御部90が、DMD駆動部95に相当する機能を内蔵し、DMD30を制御するものであってもよい。
前記実施形態においては、温度センサ41は、DMD30の温度を検出していたが、DMD30の温度に影響を及ぼすハウジング80内又はハウジング80周辺の温度を測定してもよい。また、ヒータ45や冷却手段100も、表示素子30の温度を調整することができれば、DMD30と離れた位置にあってもよい。
前記実施形態では、表示装置は、車載用のHUD装置1であったが、車載用に限らず、飛行機、船等の乗り物に搭載されるHUD装置であってもよい。また、HUD装置1からの表示光Nを照射する対象は、ウインドシールド2aに限られず、専用のコンバイナであってもよい。また、表示装置は、屋内又は屋外で使用されるプロジェクタ等であってもよい。
以上の説明では、本発明の理解を容易にするために、重要でない公知の技術的事項の説明を適宜省略した。本発明は、以上の実施形態によって限定されるものではない。本発明の要旨を変更しない範囲で、適宜、変更(構成要素の削除も含む)を加えることが可能である。
本発明は、DMDを採用する表示装置に利用することができる。
1 表示装置(HUD装置)
2 車両
2a ウインドシールド
10 照明装置
11 光源
11b 青色光源
11g 緑色光源
11r 赤色光源
20 照明光学系
30 表示素子
31 反射部(ミラー素子)
40 温度検出部
45 温度調整部(ヒータ)
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
90 制御部
94 照明駆動部
95 DMD駆動部
100 冷却手段
A1 第一電流値
A2 第二電流値
A3 第三電流値
C 照明光
F フレーム
Fa 表示期間
Fb 非表示期間
M 表示画像
N 表示光
SF サブフレーム
T1 常温範囲
T2 低温表示範囲
T3 低温非表示範囲
T4 高温表示範囲
T5 高温非表示範囲
T6 動作可能温度範囲
V 虚像
2 車両
2a ウインドシールド
10 照明装置
11 光源
11b 青色光源
11g 緑色光源
11r 赤色光源
20 照明光学系
30 表示素子
31 反射部(ミラー素子)
40 温度検出部
45 温度調整部(ヒータ)
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
90 制御部
94 照明駆動部
95 DMD駆動部
100 冷却手段
A1 第一電流値
A2 第二電流値
A3 第三電流値
C 照明光
F フレーム
Fa 表示期間
Fb 非表示期間
M 表示画像
N 表示光
SF サブフレーム
T1 常温範囲
T2 低温表示範囲
T3 低温非表示範囲
T4 高温表示範囲
T5 高温非表示範囲
T6 動作可能温度範囲
V 虚像
Claims (3)
- 所定の表示画像を表示する表示装置であって、それぞれ異なる色の光を発する複数の光源と、光の反射する角度を制御可能な複数の反射部を含む表示素子と、前記複数の光源のうち何れか一つを発光させ、発光する前記光源を順次切り替えるフィールドシーケンシャル方式にて前記複数の光源から発せられる光から所望の色の照明光を生成するとともに、前記反射部を通じて前記照明光のうち前記表示画像に対応した光をスクリーンに向けて反射させる制御部と、前記表示素子の温度を検出する温度検出部と、前記表示素子の温度を調整する温度調整部と、を備え、前記制御部は、前記温度検出部により検出された温度が前記表示素子の低温あるいは高温非表示範囲である場合、前記複数の光源への電流の供給を停止し、前記温度調整部のみに第一電流値の電流を供給することを特徴とする表示装置。
- 前記温度検出部により検出された温度が前記表示素子の動作可能温度範囲内で、かつ低温あるいは高温表示範囲内である場合に、前記制御部は、前記表示画像を表示する際、前記照明光を生成する表示期間と前記複数の光源の全てを消灯する非表示期間とを繰り返すとともに、前記表示期間において、前記温度調整部に前記第一電流値より小さい第二電流値の電流を供給し、前記複数の光源に通常の電流値より低い電流値の電流を供給することを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
- 前記制御部は、前記非表示期間において、前記複数の光源への電流の供給を停止し、前記温度調整部に前記第一電流値以下で、かつ第二電流値より大きい第三電流値の電流を供給することを特徴とする請求項2に記載の表示装置。
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- 2016-09-14 JP JP2017543113A patent/JP6737281B2/ja active Active
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- 2016-09-14 EP EP16851175.6A patent/EP3358403A4/en not_active Withdrawn
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