WO2018043040A1 - 投写型表示装置 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a projection display device.
- the present invention particularly relates to a projection display device capable of adjusting the brightness for each portion of an image to be displayed.
- a projection display device that displays an image by projecting a generated image on an arbitrary screen or the like is known.
- a projection display device forms a projected image by spatially modulating red, green, and blue light corresponding to the three primary colors of light using a light modulation element such as DMD (Digital Micromirror Device). To do.
- DMD Digital Micromirror Device
- a so-called field sequential driving method is adopted in which a light emitting element emits light at least one for each subframe obtained by time-dividing a frame for forming an image.
- the DMD has a plurality of micromirrors corresponding to each pixel of an image to be displayed, and each micromirror is individually set so as to be set to one of two tilt states for each subframe.
- the full color image is displayed by the light that is driven and reflected in a predetermined direction by the micromirror among the light emitted from the light emitting element.
- the DMD micromirror has a higher possibility of sticking to one of the two inclined states as the time for which one of the inclined states is increased, and may shorten the life of the DMD. .
- a projection display device disclosed in Patent Document 1 has been proposed.
- each frame forming an image has a display period in which at least one of the plurality of light emitting elements emits light, and a period in which all of the plurality of light emitting elements do not emit light. It is divided into two periods, i.e., a non-display period. Since the tilted state of the micromirrors does not affect the displayed image during the non-display period, the ratio of each tilted state within the non-display period is set according to the ratio of each tilted state within the display period for each micromirror. Any number of micromirrors can be set. As a result, it is possible to arbitrarily set the ratio of each of the two inclined states for each micromirror as a whole frame, thereby eliminating the possibility of shortening the lifetime of the DMD.
- One object of the present invention is to provide a projection display device capable of changing the brightness of each portion of an image to be displayed.
- Other objects of the present invention will become apparent to those skilled in the art by referring to the aspects and preferred embodiments exemplified below and the accompanying drawings.
- a first aspect according to the present invention includes a reflective spatial light modulation unit having a plurality of movable reflective elements whose inclination state can be switched so as to be set to either the first inclination state or the second inclination state;
- a light source unit having a plurality of light emitting elements;
- a control unit that controls the reflective spatial light modulation unit and the light source unit so that light constituting an image according to an input video signal is projected; With The controller is Each frame of the image is divided into a display period in which at least one of the plurality of light emitting elements emits light and a non-display period in which all of the plurality of light emitting elements do not emit light, Out of a plurality of subframes that are a plurality of periods constituting the frame, each of a plurality of display subframes that are subframes included in the display period is further divided into a plurality of divided display subframes, Controlling the light source unit so that at least one light emitting element of the plurality of light emitting elements emits light
- the brightness of the display image can be changed for each part by setting the first tilt state or the second tilt state of the movable reflective element for each divided display subframe.
- the movable reflective element in the first inclined state reflects light from the light emitting element in a direction projected as the light constituting the image.
- the movable reflective element in the second inclined state reflects the light of the light emitting element in a direction not projected as the light constituting the image
- the controller is Dividing the plurality of movable reflective elements of the reflective spatial light modulator into a plurality of groups; Among the plurality of divided display subframes into which each display subframe is divided, the divided display subframe in which the movable reflective element is fixed in the second inclined state is defined as the plurality of movable reflective elements. It may be determined for each group.
- the brightness can be changed for each area of the display image corresponding to a plurality of groups of movable reflective elements. For example, by brightly displaying an area of a display image that includes a specific mark, the vehicle driver can be alerted using the mark.
- control unit comprises: Any one of the plurality of groups may be determined as a group that can be switched to the first tilt state according to a video signal in all the divided display subframes.
- control unit can switch the movable reflective element included in any one of the plurality of groups to the first inclined state in accordance with the video signal in all the divided display subframes.
- control unit is configured to display the plurality of groups according to the type of the image to be displayed or the elapsed time after the plurality of groups are configured. It may be changed.
- the brightness level can be appropriately adjusted for each area of the display image, so that necessary information can be accurately conveyed to the driver in accordance with the operation status of the vehicle.
- control unit is configured to determine the time when each movable reflecting element is in the first inclined state per one frame or a plurality of frames and the second The reflection state is set such that the inclination state of each of the plurality of movable reflective elements is set for each of the sub-frames included in the non-display period so that the ratio to the time of the inclination state is constant.
- the mold spatial light modulator may be controlled.
- the ratio of the time during which each movable reflective element is in the first tilted state and the time in which the second tilted state is in the second tilted state per frame or per plurality of frames becomes a fixed ratio, thereby moving
- the type reflective element is prevented from sticking in one of the first inclined state and the second inclined state.
- the control unit includes a plurality of non-display subframes that are subframes included in the non-display period among the plurality of subframes. Is further divided into a plurality of divided non-display subframes, The control unit is configured so that a ratio between a time when each movable reflective element per one frame or a plurality of frames is in the first inclined state and a time when the movable reflecting element is in the second inclined state is constant.
- the reflective spatial light modulation unit may be controlled so that the inclined state of each of the plurality of movable reflective elements is set for each of the divided non-display subframes included in the display period.
- each movable reflective element for each non-display subframe for example, as compared with the case where the non-display subframe is not divided into a plurality of divided non-display subframes, the number of each movable reflective element in the non-display period is increased.
- the first tilt state or the second tilt state can be set finely.
- control unit determines a ratio of a period of the plurality of divided display subframes in which the display subframe is divided, as the plurality of display subframes. It may be determined at a constant.
- control unit maintains a mixed color gradation step by determining a ratio of a period of a plurality of divided display subframes in which each display subframe is divided to be constant in all display subframes. In this state, the brightness of the display image can be changed for each part.
- control unit calculates a ratio of a period of the plurality of divided display subframes into which the display subframe is divided for each display subframe. It may be arbitrarily determined.
- control unit arbitrarily determines the ratio of the periods of the plurality of divided display subframes into which each display subframe is divided for each display subframe, thereby brightness of the monochromatic display in the display image. Can be determined for each color. For example, in a display image, a single color display of a certain color is displayed brighter than a single color display of another color, so that the driver of the vehicle is alerted using the brightly displayed single color display of one color. be able to.
- FIG. 3A It is a block diagram which shows the example of a structure of the projection type display apparatus of this invention. It is a block diagram which shows the example of a structure in the housing shown by FIG. It is a figure which shows the example of a structure of the reflection type spatial light modulation part shown by FIG. It is a figure which shows the example whose movable reflective element shown by FIG. 3A is a 1st inclination state. It is a figure which shows the example whose movable reflective element shown by FIG. 3A is a 2nd inclination state. It is a figure explaining the flame
- FIG. 1 shows a projection display device (head-up display device) 10 mounted on a vehicle 100 as an example of the projection display device 10.
- 1 represents the front viewed from the driver of the vehicle 100
- Rr illustrated in FIG. 1 represents the rear viewed from the driver of the vehicle 100.
- the driver of the vehicle 100 causes the light 90 constituting the image formed by the projection display device 10 to be reflected by the front window shield 110 and enter the position of the driver's viewpoint, so that the driver is ahead of the front window shield 110.
- the virtual image 300 can be visually recognized.
- the driver of the vehicle 100 can visually recognize the virtual image 300 in a state where at least a part of the scenery seen through the front window shield 110 and the virtual image 300 are superimposed.
- the projection display device 10 includes a reflective spatial light modulation unit 20, a light source unit 30, and a control unit 40.
- the projection display apparatus 10 may further include, for example, a light source unit drive circuit unit 50, an external illuminance acquisition unit 60, a temperature acquisition unit 70, and the like.
- the reflective spatial light modulation unit 20, the light source unit 30, the external illuminance acquisition unit 60, and the temperature acquisition unit 70 are accommodated in a housing 80.
- a DMD (Digital Micromirror Device) 20 is employed as the reflective spatial light modulator 20.
- the DMD 20 forms an image by spatially modulating light emitted from the light source unit 30 under the control of the control unit 40.
- the DMD 20 includes a plurality of micromirrors 21 that are movable reflective elements 21 and a DMD base substrate 26 that is a reflective element driving circuit board 26.
- Each micromirror 21 can be switched in the tilt state so that the potential applied by the DMD base substrate 26 is changed to be set to either the first tilt state or the second tilt state. The configuration and tilt state of the micromirror 21 will be described later.
- the light source unit 30 includes a plurality of light emitting elements such as LEDs (Light Emitting Diodes) that emit light when a driving current is supplied from the light source unit driving circuit unit 50.
- the light source unit 30 includes, for example, a red LED 31, a green LED 32, and a blue LED 33 corresponding to the three primary colors of light so as to obtain white light so that a color image can be formed as the projection display device 10.
- a red LED 31, the green LED 32, and the blue LED 33 are employed as the light emitting elements of the light source unit 30 will be described.
- the light emitting elements of the light source unit 30 may be other semiconductor light emitting elements such as a semiconductor laser, for example. It may be.
- the light source unit 30 may include a plurality of LEDs per color.
- the light source unit drive circuit unit 50 supplies a drive current corresponding to a PWM (PulsePWMWidthPModulation) signal received from the control unit 40 to the light source unit 30.
- the light source unit drive circuit unit 50 may include three drive circuits so that a drive current can be individually supplied to the three LEDs.
- the control unit 40 is a microcomputer responsible for overall control of the projection display apparatus 10, and includes a processing unit, a storage unit, and an input / output unit, all not shown.
- the processing unit includes, for example, one or a plurality of microprocessors, a microcontroller, an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), an FPGA (Field-Programmable Gate Array), and any other IC (Integrated Circuit).
- the storage unit includes, for example, a rewritable RAM (Random Access Memory), a read only ROM (Read Only Memory), an erasable program read only EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory), and a flash that is a nonvolatile memory It has one or a plurality of memories capable of storing a program such as a memory and / or data.
- the input / output unit has an input / output port directly connected to the reflective spatial light modulation unit 20, the light source unit drive circuit unit 50, the external illuminance acquisition unit 60, the temperature acquisition unit 70, or other devices not shown.
- the input unit has a communication unit connected to a communication line of a network such as CAN (Controller ⁇ ⁇ ⁇ Area Network) not shown, and information is received from a vehicle ECU (Electronic Control Unit) 120 connected to the communication line. Can be entered.
- CAN Controller ⁇ ⁇ ⁇ Area Network
- vehicle ECU Electric Control Unit
- the external illuminance acquisition unit 60 is configured to be able to acquire external illuminance that is external illuminance of the projection display device 10.
- the external illuminance acquisition unit 60 is an illuminance sensor having a light receiving element such as a photodiode, a photo IC diode, or a phototransistor attached to the housing 80.
- the external illuminance acquisition unit 60 may be an external illuminance acquisition unit 60 dedicated to the projection display device 10 that is directly connected to the control unit 40 as shown in FIG. 1, and is not directly or illustrated with the control unit 40.
- the shared external illuminance acquisition unit 60 may also be used for other purposes connected to the control unit 40 via a network communication line.
- an autolight system that automatically turns on a headlight according to the brightness outside the vehicle.
- the external illuminance acquisition unit 60 may be attached to the vehicle interior side of the front window shield 110.
- the temperature acquisition unit 70 includes a temperature sensor made of a thermistor or the like built in the ceramic portion of the DMD base substrate 26, and an A / D converter.
- the temperature sensor measures the temperature of the micromirror 21, the A / D converter converts the analog data output from the temperature sensor into digital data, and outputs the temperature data T to the control unit 40.
- the A / D converter may be built in the control unit 40.
- the temperature sensor may measure the temperature inside or around the housing 80 that affects the temperature of the micromirror 21 instead of the temperature of the micromirror 21.
- the temperature sensor may be disposed on a control board (not shown) on which the control unit 40 is mounted, and the temperature of the micromirror 21 may be remotely measured from the control board.
- FIG. 2 shows an example of the configuration inside the housing 80.
- the housing 80 is formed in a box shape from a hard resin having a black light shielding property.
- the housing 80 is formed with an opening 80a having a predetermined size on the upper side.
- a transparent resin cover 81 is attached to the opening 80a.
- the housing 80 accommodates the light source unit 30, the illumination optical system 82, the DMD 20, the temperature acquisition unit 70, the projection optical system 83, the screen 84, the plane mirror 85, the concave mirror 86, and the like at predetermined positions.
- the illumination optical system 82 is composed of, for example, a concave lens or the like, and adjusts the light emitted from the light source unit 30 to the size of the DMD 20.
- the projection optical system 83 is composed of, for example, a concave lens or a convex lens, and is an optical system for efficiently irradiating the screen 84 with the light 90 constituting the display image 200 projected from the DMD 20.
- the screen 84 includes a diffusion plate, a holographic diffuser, a microlens array, and the like.
- the screen 84 receives light 90 constituting the display image 200 projected from the DMD 20 on the lower surface and forms the display image 200 on the upper surface. It is a screen.
- the flat mirror 85 is formed by, for example, forming a reflective film on the surface of a base material made of synthetic resin or glass material by means of vapor deposition or the like, and the light 90 constituting the display image 200 transmitted through the screen 84 is converted into a concave mirror. Reflect toward 86.
- the concave mirror 86 is formed, for example, by forming a reflective film having a concave surface on the surface of a base material made of synthetic resin or glass material by means of vapor deposition or the like, and the light 90 reflected by the flat mirror 85 is applied to the opening 80a. Reflect further towards. Thereby, the virtual image 300 to be formed is visually recognized by the user in a state where the display image 200 formed on the screen 84 is enlarged.
- the external illuminance acquisition unit 60 is attached to a position that is exposed to outside light inside a cover 81 made of, for example, a transparent resin.
- the temperature acquisition unit 70 is attached at a position where the temperature of the micromirror 21 of the DMD 20 can be measured.
- the DMD 20 includes a plurality of micromirrors 21 and a DMD base substrate 26 that supports these micromirrors 21.
- Each of the plurality of micromirrors 21 corresponds to each pixel of the display image 200.
- the DMD base substrate 26 includes a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) integrated circuit, changes the potential applied to each micromirror 21 in accordance with a control signal input from the control unit 40, and changes the tilt state of each micromirror 21. Switch individually.
- CMOS Complementary Metal Oxide Semiconductor
- FIG. 3B shows the micromirror 21 in the first tilted state
- FIG. 3C shows the micromirror 21 in the second tilted state
- the micromirror 21 is generally composed of a mirror surface 22, a hinge 23, a base 24 having electrodes and the like.
- the mirror surface 22 is tilted, for example, +12 deg or ⁇ 12 deg with the hinge 23 as a fulcrum.
- the micro mirror 21 in the first tilted state shown in FIG. 3B is in a state where the mirror surface 22 is tilted, for example, by +12 degrees with the hinge 23 as a fulcrum, and the micro mirror 21 in the second tilted state shown in FIG.
- the fulcrum is tilted by -12 degrees.
- the light (incident light) of the light emitting elements 31, 32, and 33 incident through the projection optical system 83 is directed in the direction of the screen 84.
- the light (incident light) of the light emitting elements 31, 32, and 33 incident through the projection optical system 83 is transmitted to the screen. The light is reflected in the direction of the light absorption plate (not shown), not in the direction of 84.
- the micromirror 21 when the micromirror 21 is in the first tilted state, it is in a tilted state in which light (incident light) incident from the light emitting elements 31, 32, 33 is reflected as the light 90 constituting the display image 200.
- the micromirror 21 when the micromirror 21 is in the second inclined state, the light (incident light) incident from the light emitting elements 31, 32, and 33 is in an inclined state in which the light is not reflected as the light 90 constituting the display image 200.
- Each micromirror 21 stops driving when the power supply of the projection display apparatus 10 is in an OFF state, for example, in an intermediate inclination state (for example, 0 deg) between the first inclination state and the second inclination state.
- the DMD 20 can switch each micromirror 21 from the first tilt state to the second tilt state or from the second tilt state to the first tilt state on the order of microseconds (parts per millionth of a second).
- the control unit 40 changes the light incident from the light source unit 30 for each pixel of the display image 200 for each subframe SF into which the frame F, which is a cycle for displaying the display image 200 described later, is divided. Whether or not the light is reflected as the light 90 constituting the display image 200 can be controlled.
- the control unit 40 controlling the micromirror 21 to be set to the first tilt state is also referred to as ON control, and controlling the micromirror 21 to be set to the second tilt state is OFF control. Also called.
- Control unit 40 receives a video signal for displaying display image 200 from vehicle ECU 120 via a communication line (not shown).
- the control unit 40 generates illumination control data so that the light emitting elements 31, 32, and 33 of the light source unit 30 emit light at the luminance and emission timing of light required by the video signal, and the light source is generated according to the illumination control data.
- the unit driving circuit unit 50 is controlled to cause each light emitting element 31, 32, 33 of the light source unit 30 to emit light.
- the control unit 40 generates display control data so that the light 90 constituting the display image 200 requested by the video signal is reflected by the plurality of micromirrors 21 of the DMD 20, and according to the display control data.
- the DMD base substrate 26 is controlled so that each micromirror 21 is ON-controlled or OFF-controlled.
- the projection display device 10 displays the display image 200 by a field sequential drive method.
- a general display method of the display image 200 by the field sequential driving method will be briefly described.
- Each frame F of the display image 200 is composed of subframes SF divided into a plurality of periods.
- the control unit 40 causes the light source unit drive circuit unit 50 to emit one color LED of the red LED 31, the green LED 32, and the blue LED 33 at the light emission luminance and the light emission timing according to the illumination control data.
- a PWM signal is output to each of the drive circuits.
- the control unit 40 individually performs ON control or OFF control on the plurality of micromirrors 21 of the DMD 20 according to display control data for each subframe SF.
- control unit 40 determines whether or not the red, green, or blue light is reflected to the screen 84 as the light 90 constituting the display image 200 for each pixel of the display image 200 for each subframe SF. Control. As a result, the display image 200 is displayed as a full-color image by additively mixing the basic colors red, green, and blue during one frame F.
- the control unit 40 displays each frame F in a display period Fa that is a period in which at least one of the red LED 31, the green LED 32, and the blue LED 33 emits light, and in a period in which all LEDs are not illuminated. It is divided into a certain non-display period Fb.
- the control unit 40 further divides each of the plurality of display subframes SFa that are subframes SF included in the display period Fa in the subframe SF into divided display subframes dSFa that are a plurality of periods. In the example shown in FIG.
- each display subframe SFa is divided into two periods of a period X and a period Y.
- the display subframe SFa1 is divided into a divided display subframe dSFa1-X and a divided display subframe dSFa1.
- -Y is divided. Note that each display subframe SFa may be divided into three or more periods of the period X, the period Y, and other periods.
- the control unit 40 causes one of the red LED 31, the green LED 32, and the blue LED 33 to emit light at a light emission luminance and light emission timing corresponding to the illumination control data for each display subframe SFa.
- the control unit 40 individually controls the plurality of micromirrors 21 of the DMD 20 to be turned on or off for each divided display subframe dSFa according to the display control data.
- the control unit 40 causes none of the red LED 31, the green LED 32, and the blue LED 33 to emit light in a plurality of non-display subframes SFb that are subframes SF included in the non-display period Fb among the subframes SF.
- FIG. 5 shows driving states of the micromirror 21-1, the micromirror 21-2, the red LED 31, the green LED 32, and the blue LED 33 in a part of the display period Fa of a certain frame F.
- the micro mirror 21-1 and the micro mirror 21-2 are different micro mirrors 21.
- FIG. 5 shows a display subframe SFa1, a display subframe SFa2, a display subframe SFa3, and a display subframe SFa4 (only the start portion) in the display period Fa of a certain frame F.
- Each display subframe SFa is divided into two periods of a period X and a period Y, and the division ratio of the period X and the period Y in each display subframe SFa is 6: 4.
- the display sub-frame SFa1 emits red LED 31
- the display sub-frame SFa2 emits green LED 32
- the display sub-frame SFa3 emits blue LED 33
- the display sub-frame SFa4 emits red LED 31. Emits light. That is, only the red LED 31 is ON in the display subframe SFa1, only the green LED 32 is ON in the display subframe SFa2, only the blue LED 33 is ON in the display subframe SFa3, and red in the display subframe SFa4. Only the LED 31 is ON.
- the micromirror 21-1 and the micromirror 21-2 are ON-controlled by the display subframe SFa1 and the display subframe SFa3.
- the micromirror 21-1 is ON-controlled in both the period X and the period Y in the display subframe SFa1 and the display subframe SFa3.
- the micromirror 21-2 is ON-controlled only during the period X and is OFF-controlled during the period Y.
- the pixel of the display image 200 corresponding to the micromirror 21-2 is in the same gradation level as the pixel of the display image 200 corresponding to the micromirror 21-1. It is displayed in a mixed color and with a brightness of 6/10.
- the micromirror 21-1 and the micromirror 21-2 are ON controlled at the same timing as the micromirror 21-1 shown in FIG. It is assumed that the divided display subframes dSFa1-X, dSFa1-Y, dSFa3-X, and dSFa3-Y are ON-controlled). Then, when the frame F shown in FIG.
- the micromirror 21 is displayed, among the pixels of the display image 200 corresponding to the micromirror 21-1 and the pixels of the display image 200 corresponding to the micromirror 21-2, the micromirror 21 is displayed. Only the brightness of the pixel corresponding to -2 becomes dark.
- the first tilt state or the second tilt state of the micromirror 21 can be set for each divided display subframe dSFa, so that the brightness of the display image 200 can be set for each portion. Can be changed.
- control unit 40 keeps the mixed color gradation step by determining the ratio of the period of the plurality of divided display subframes dSFa into which each display subframe SFa is divided in all the display subframes SFa.
- the brightness of the display image 200 can be changed for each part. For example, when the total number of gradation steps of each color in one frame F is 256, the display period Fa in one frame F includes about eight display subframes SFa that can represent 256 gradations of each color in 8 bits. .
- each color is controlled by controlling the micromirror 21 to ON or OFF for each period X (period Y is OFF control) of each display subframe SFa before division. It is possible to determine the gradation level of each color that shifts by X / (X + Y) from 0 ⁇ X / (X + Y) to 255 ⁇ X / (X + Y).
- control unit 40 controls the micromirror 21-2 to be OFF in the divided display subframe dSFa in the period X and controls the micromirror 21 to be ON or OFF in the divided display subframe dSFa in the period Y. It may be.
- the control unit 40 performs ON control or OFF control in both the period X and the period Y, thereby performing 10/10. 6/10 brightness by ON control or OFF control only in period X and OFF control in period Y, and ON control or OFF control only in period Y and 4 in OFF control in period X
- Each pixel of the display image 200 can be expressed with three types of brightness of / 10.
- control unit 40 may arbitrarily determine the ratio of the periods of the plurality of divided display subframes dSFa into which each display subframe SFa is divided for each display subframe SFa.
- the display subframe SFa that emits the red LED 31 is divided into a plurality of divided display subframes dSFa by increasing the ratio of the period X as compared with the display subframe SFa that emits the green LED 32 or the blue LED 33.
- the division ratio of the period X and the period Y in the display subframe SFa1 in which the red LED 31 emits light is 8: 2
- the display subframe SFa2 and the blue LED 33 in which the green LED 32 emits light The division ratio between the period X and the period Y in the display subframe SFa3 in which the light is emitted is 2: 8.
- the micromirror 21-1 corresponds to a pixel in which red is displayed in a single color in the display image 200
- the micromirror 21-2 is a pixel in which blue is displayed in a single color in the display image 200.
- the micromirror 21-1 is ON-controlled during the period X in all the display subframes SFa in which the red LED 31 emits light
- the micromirror 21-2 has all the light emitted by the blue LED 33.
- the ON control is performed in the period X in the display subframe SFa.
- the red brightness of the pixels corresponding to the micromirror 21-1 is compared to the case where each display subframe SFa is not divided into divided display subframes dSFa. 8/10 times.
- the blue brightness of the pixel corresponding to the micromirror 21-2 is compared with the case where each display subframe SFa is not divided into divided display subframes dSFa. 2/10 times.
- control unit 40 arbitrarily determines the ratio of the period of the plurality of divided display subframes dSFa into which each display subframe SFa is divided for each display subframe SFa, thereby allowing the brightness of the monochromatic display in the display image 200. This can be determined for each color. For example, in the display image 200, a single color display of a certain color is displayed brighter than a single color display of another color, so that the driver of the vehicle 100 is noted using the brightly displayed single color display. Can be encouraged.
- the control unit 40 may divide the plurality of micromirrors 21 of the DMD 20 into a plurality of groups (areas).
- FIG. 7 shows an example in which a plurality of micromirrors 21 of the DMD 20 are divided into a first area 160-1 and a second area 160-2.
- the first area 160-1 and the second area 160-2 shown in FIG. 7 correspond to the areas on the screen 84 shown in FIG.
- the control unit 40 includes a plurality of divided display subframes dSFa that prohibit the micromirror 21 from being turned ON among the divided display subframes dSFa that are a plurality of periods in which each display subframe SFa is divided.
- the micromirror 21 may be determined for each of a plurality of groups (areas).
- each display subframe SFa is divided into two divided display subframes dSFa, which are two periods X and Y.
- the control unit 40 causes the micromirror 21 included in the first area 160-1 shown in FIG. 7 in a certain frame F to be transmitted to two periods that are both the period X and the period Y in each display subframe SFa.
- ON control is enabled according to the video signal. That is, the control unit 40 enables the micromirrors 21 included in the first area 160-1 shown in FIG. 7 to be ON-controlled according to the video signal in all the divided display subframes dSFa (regardless of the video signal).
- the divided display subframe dSFa that is fixed to the OFF control is not included). Further, in the same frame F, the control unit 40 converts the micromirror 21 included in the second area 160-2 shown in FIG. 7 into a video signal only in the divided display subframe dSFa that is the period X in each display subframe SFa. Accordingly, ON control is enabled. That is, the control unit 40 always turns off the micromirrors 21 included in the second area 160-2 shown in FIG. 7 in the divided display subframe dSFa, which is the period Y in each display subframe SFa, regardless of the video signal. Control.
- the brightness can be changed for each area in the display image 200.
- the driver of the vehicle 100 can be alerted using the mark.
- the brightness may be arbitrarily changed for each area in the display image 200 by the operation of the driver, and the brightness for each area in the display image 200 is based on the change in the operation status of the vehicle input from the vehicle ECU. You may change the size.
- control unit 40 determines any one of the plurality of areas as an area that can be switched to ON control according to the video signal in all the divided display subframes dFa, so that the light source unit 30 is turned on.
- the control unit 40 determines any one of the plurality of areas as an area that can be switched to ON control according to the video signal in all the divided display subframes dFa, so that the light source unit 30 is turned on.
- how to divide, arrange, and size the areas with different brightness may be changed based on a change in the vehicle operation status input from the vehicle ECU.
- the division method, arrangement, size, and the like of the areas with different brightness in the DMD 20 may be changed according to the elapsed time after the predetermined area is configured.
- control unit 40 performs ON control or OFF control of the plurality of micromirrors 21 in each non-display subframe SFb that is the subframe SF included in the non-display period Fb illustrated in FIG. 4 described above.
- control unit 40 is configured such that the ratio of the time during which each micromirror 21 is in the first tilted state and the time during which the micromirror 21 is in the second tilted state per frame F or a plurality of frames F is a constant rate.
- each micromirror 21 is ON-controlled or OFF-controlled during the non-display period Fb.
- the ratio of the time during which each micromirror 21 is in the first inclined state and the time in which the micromirror 21 is in the second inclined state per frame F or a plurality of frames F becomes a constant ratio, so that the micromirror 21 is in the first state. Sticking in one of the inclined state or the second inclined state is prevented.
- the ratio of the time during which each micromirror 21 is in the first tilt state to the second tilt state per frame F or a plurality of frames F is 50:50.
- each micromirror 21 is subjected to ON control or OFF control in the non-display period Fb.
- the ratio of the time for each micromirror 21 to be in the first inclined state and the time to be in the second inclined state per frame F or per plurality of frames F is 50:50, so that the micromirror 21 is in the first state. Sticking in one of the inclined state or the second inclined state is further prevented.
- control unit 40 further divides each of the plurality of non-display subframes SFb that are subframes SF included in the non-display period Fb among the subframes SF into divided non-display subframes dSFb that are a plurality of periods. May be.
- the control unit 40 causes the ratio of the time for each micromirror 21 to be in the first inclined state and the time to be in the second inclined state per frame F or per plurality of frames F to be a constant ratio.
- each micromirror 21 may be controlled ON or OFF for each non-display subframe dSFb.
- each micromirror 21 for each divided non-display subframe dSFb for example, compared to the case where the non-display subframe SFb is not divided into a plurality of divided non-display subframes dSFb, the non-display period Fb
- the ON control or OFF control of each micromirror 21 can be set in detail.
- the ratio of the display period Fa and the non-display period Fb in each frame F need not be the same.
- the control unit 40 determines the ratio of the display period Fa and the non-display period Fb in each frame F according to the external illuminance input from the external illuminance acquisition unit 60.
- FIG. 8A shows the relationship between the external illuminance and the ratio between the display period Fa and the non-display period Fb in each frame F.
- the horizontal axis of the graph shown in FIG. 8A shows the external illuminance L that increases as it goes to the right, and the vertical axis shows the display period Fa in each frame F where the proportion of the display period Fa increases as it goes upward.
- the ratio of the non-display period Fb are shown.
- the relationship between the external illuminance and the ratio between the display period Fa and the non-display period Fb in each frame F as illustrated in FIG. 8A is stored in the storage unit of the control unit 40.
- Fa: non-display period Fb 60: 40
- display period Fa: non-display period Fb 70: 30 when the external illuminance L is the third external illuminance L3.
- the control unit 40 may adjust the overall brightness of the display image 200 by adjusting the power supplied to the light source unit 30 per frame F.
- the power supplied per frame F may be adjusted by changing the current flowing through the light source unit 30 to change the overall brightness of the display image 200.
- the control unit 40 adjusts the power supplied per frame F by changing the period (duty ratio) in which the current flows to the light source unit 30 in the subframe SF, and the entire brightness of the display image 200 is adjusted. The height may be changed.
- the control unit 40 combines the change in the current or the duty ratio as described above with the change in the ratio between the display period Fa and the non-display period Fb in each frame F, whereby the overall brightness of the display image 200 is displayed. May be changed.
- the display period Fa non-display The period Fb
- control unit 40 determines the upper limit of the ratio of the display period Fa in each frame F according to the temperature input from the temperature acquisition unit 70 (the temperature of the micromirror 21).
- FIG. 8B shows the relationship between the temperature and the ratio between the display period Fa and the non-display period Fb in each frame F that is allowed.
- the horizontal axis of the graph shown in FIG. 8B indicates the temperature T around or inside the projection display device 10 that increases as it goes to the right, and the vertical axis shows the proportion of the display period Fa as it goes upward.
- the ratio of the display period Fa and the non-display period Fb in each allowable frame F that becomes larger is shown.
- the relationship between the temperature T and the allowed ratio of the display period Fa and the non-display period Fb in each frame F as illustrated in FIG. 8B is stored in the storage unit of the control unit 40.
- the ratio of the allowable display period Fa in each frame F decreases.
- the ratio between the display period Fa and the non-display period Fb does not gradually change based on the change of the temperature T, but may change stepwise based on the change of the temperature T, as shown in FIG. 8B. .
- the display period Fa: the non-display period Fb 70: 30, and the temperature T is equal to or higher than the first threshold and is higher than the first threshold.
- the display period Fa: the non-display period Fb 60: 40
- the display period Fa: the non-display period Fb may be 50:50.
- the present invention relates to a mirror unit, for example, as a projection display device for vehicle information and road information such as turn-by-turn display mounted on a moving body including an automobile, a motorcycle, or an agricultural machine or a construction machine. .
- DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Projection type display apparatus, 20 ... Reflection type spatial light modulation part, DMD, 21 ... Movable reflection element, micromirror, 30 ... Light source part, 31 ... Red LED, 32. ..Green LED, 33 ... Blue LED, 40 ... Control unit, 50 ... Light source drive circuit unit, 60 ... External illuminance acquisition unit, 70 ... Temperature acquisition unit, 80 ... Housing, 84 ... screen, 90 ... light constituting display image, 100 ... vehicle, 120 ... vehicle ECU, 200 ... display image, 300 ... virtual image of display image.
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Abstract
表示される画像の部分毎の明るさを変更可能な投写型表示装置を提供することにある。投写型表示装置(10)は、複数の可動式反射素子(21)を有する反射型空間光変調部(20)と、光源部(30)と、反射型空間光変調部(20)と光源部(30)とを制御する制御部(40)と、を備える。制御部(40)は、表示画像(200)の各フレーム(F)を、光源部(30)を発光させる表示期間(Fa)と、光源部(30)を発光させない非表示期間(Fb)と、に分割する。制御部(40)は、フレーム(F)を構成する複数のサブフレーム(SF)のうち、表示期間(Fa)に含まれる複数の表示サブフレーム(SFa)のそれぞれを、さらに複数の分割表示サブフレーム(dSFa)に分割する。制御部(40)は、表示サブフレーム(SFa)毎に光源部(30)の複数の発光素子を少なくとも1つ発光させ、分割表示サブフレーム(dSFa)毎に複数の可動式反射素子(21)のそれぞれの傾斜状態を設定する。
Description
本発明は、投写型表示装置に関する。本発明は、特に、表示される画像の部分毎に明るさを調整可能な投写型表示装置に関する。
表示装置の一種として、生成した画像を任意のスクリーン等に投写することによって、画像を表示する投写型表示装置が知られている。投写型表示装置は、例えば光の3原色に対応する赤色、緑色及び青色の3色光を、DMD(Digital Micromirror Device)等の光変調素子を用いて空間光変調することによって、投写する画像を形成する。
DMDを用いた投写型表示装置では、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発光素子を少なくとも1つずつ発光させる、いわゆるフィールドシーケンシャル駆動方式が採用されて画像が表示される。DMDは、表示される画像の各画素に対応する複数のマイクロミラーを有しており、サブフレーム毎にこれらのマイクロミラーを2つの傾斜状態のうち一方の傾斜状態に設定されるように個別に駆動させ、発光素子が発光する光のうちマイクロミラーによって所定の方向に反射される光によってフルカラー画像が表示される。
しかしながら、DMDのマイクロミラーは、2つの傾斜状態のうちいずか一方の傾斜状態となる時間が長くなるにつれて、その傾斜状態に固着する可能性が高くなり、DMDの寿命を縮めるおそれがあった。この問題を解決するために、例えば、特許文献1に開示されている投写型表示装置が提案されている。
特許文献1に開示されている投写型表示装置では、画像を形成する各フレームが、複数の発光素子の少なくとも1つを発光させる期間である表示期間と、複数の発光素子の全てを発光させない期間である非表示期間と、の2つの期間に分割されている。非表示期間内はマイクロミラーの傾斜状態が表示される画像に影響しないため、複数のマイクロミラー毎に表示期間内の各傾斜状態の割合に応じて、非表示期間内の各傾斜状態の割合を複数のマイクロミラー毎に任意に設定できる。その結果、全てのマイクロミラーについて、1フレーム全体として2つの傾斜状態のうち各傾斜状態となる割合を任意に設定できることによって、DMDの寿命を縮めるおそれを解消している。
ところで、このような方法を採用する場合には、表示される画像の明るさの変更は、発光素子の発光輝度を調整することによって、画像全体の明るさのみを変更するものに限られる。このように、特許文献1に開示されている投写型表示装置では、表示される画像の部分毎の明るさの変更を可能とするために、改善の余地があることを、本発明者らは認識した。
本発明の1つの目的は、表示される画像の部分毎の明るさを変更可能な投写型表示装置を提供することにある。本発明の他の目的は、以下に例示する態様及び好ましい実施形態、並びに添付の図面を参照することによって、当業者に明らかになるであろう。
本発明に従う第1の態様は、第1傾斜状態又は第2傾斜状態のいずれか一方に設定されるように傾斜状態が切り替わり可能な複数の可動式反射素子を有する反射型空間光変調部と、
複数の発光素子を有する光源部と、
入力する映像信号に応じた画像を構成する光が投写されるように、前記反射型空間光変調部と前記光源部とを制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記画像の各フレームを、前記複数の発光素子の少なくとも1つを発光させる期間である表示期間と、前記複数の発光素子の全てを発光させない期間である非表示期間と、に分割し、
前記フレームを構成する複数の期間である複数のサブフレームのうち、前記表示期間に含まれるサブフレームである複数の表示サブフレームのそれぞれを、さらに複数の分割表示サブフレームに分割し、
前記表示サブフレーム毎に前記複数の発光素子のうちの少なくとも1つの発光素子が発光するように、前記光源部を制御し、
前記分割表示サブフレーム毎に前記複数の可動式反射素子のそれぞれの前記傾斜状態が設定されるように、前記反射型空間光変調部を制御する投射型表示装置に関する。
複数の発光素子を有する光源部と、
入力する映像信号に応じた画像を構成する光が投写されるように、前記反射型空間光変調部と前記光源部とを制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記画像の各フレームを、前記複数の発光素子の少なくとも1つを発光させる期間である表示期間と、前記複数の発光素子の全てを発光させない期間である非表示期間と、に分割し、
前記フレームを構成する複数の期間である複数のサブフレームのうち、前記表示期間に含まれるサブフレームである複数の表示サブフレームのそれぞれを、さらに複数の分割表示サブフレームに分割し、
前記表示サブフレーム毎に前記複数の発光素子のうちの少なくとも1つの発光素子が発光するように、前記光源部を制御し、
前記分割表示サブフレーム毎に前記複数の可動式反射素子のそれぞれの前記傾斜状態が設定されるように、前記反射型空間光変調部を制御する投射型表示装置に関する。
第1の態様の投写型表示装置では、分割表示サブフレーム毎に、可動式反射素子の第1傾斜状態又は第2傾斜状態を設定できることによって、表示画像の明るさを部分毎に変更できる。
本発明に従う第2の態様では、第1の態様において、前記第1傾斜状態の前記可動式反射素子は、前記発光素子の光を、前記画像を構成する前記光として投写される方向に反射する一方で、
前記第2傾斜状態の前記可動式反射素子は、前記発光素子の光を、前記画像を構成する前記光として投写されない方向に反射し、
前記制御部は、
前記反射型空間光変調部の前記複数の可動式反射素子を、複数の群に分け、
各表示サブフレームが分割される前記複数の分割表示サブフレームのうち、前記可動式反射素子が前記第2傾斜状態で固定される前記分割表示サブフレームを、前記複数の可動式反射素子の前記複数の群毎に決定してもよい。
前記第2傾斜状態の前記可動式反射素子は、前記発光素子の光を、前記画像を構成する前記光として投写されない方向に反射し、
前記制御部は、
前記反射型空間光変調部の前記複数の可動式反射素子を、複数の群に分け、
各表示サブフレームが分割される前記複数の分割表示サブフレームのうち、前記可動式反射素子が前記第2傾斜状態で固定される前記分割表示サブフレームを、前記複数の可動式反射素子の前記複数の群毎に決定してもよい。
第2の態様では、可動式反射素子の複数の群に対応する表示画像のエリア毎に明るさを変更することができる。例えば、特定のマークが含まれる表示画像のエリアを明るく表示することによって、そのマークを用いて車両の運転者へ注意を促すことができる。
本発明に従う第3の態様では、第1又は2の態様において、前記制御部は、
前記複数の群のうちいずれか1つを、全ての前記分割表示サブフレームで映像信号に応じて前記第1傾斜状態に切り替わり可能な群に決定してもよい。
前記複数の群のうちいずれか1つを、全ての前記分割表示サブフレームで映像信号に応じて前記第1傾斜状態に切り替わり可能な群に決定してもよい。
第3の態様において、制御部が、複数の群のうちいずれか1つの群に含まれる可動式反射素子を、全ての分割表示サブフレームで映像信号に応じて第1傾斜状態に切り替わり可能なエリアに決定することで、光源部が点灯しているものの、いずれの可動式反射素子も第2傾斜状態に固定されてしまい画像としては寄与しない分割表示サブフレームが発生してしまうことを防止することができる。
本発明に従う第4の態様では、第1又は2の態様において、前記制御部は、前記複数の群を、表示する前記画像の種類または前記複数の群を構成した後の経過時間に応じて、変更してもよい。
第4の態様において、表示画像の領域毎に適切に明るさの強弱をつけることができるため、車両の運行状況に応じて必要とされる情報を的確に運転者に伝えることができる。
本発明に従う第5の態様では、第1から第4の態様において、前記制御部は、1フレーム当たり又は複数のフレーム当たりにおける各可動式反射素子が前記第1傾斜状態となる時間と前記第2傾斜状態となる時間との割合が、一定になるように、前記非表示期間に含まれる前記サブフレーム毎に前記複数の可動式反射素子のそれぞれの前記傾斜状態が設定されるように、前記反射型空間光変調部を制御してもよい。
第5の態様では、1フレーム当たり又は複数のフレーム当たりにおける各可動式反射素子が第1傾斜状態となる時間と第2傾斜状態となる時間との割合が、一定の割合になることによって、可動式反射素子が第1傾斜状態又は第2傾斜状態の一方で固着することが防止される。
本発明に従う第6の態様では、第1から第5の態様において、前記制御部は、前記複数のサブフレームのうち、前記非表示期間に含まれるサブフレームである複数の非表示サブフレームのそれぞれを、さらに複数の分割非表示サブフレームに分割し、
前記制御部は、1フレーム当たり又は複数のフレーム当たりにおける各可動式反射素子が前記第1傾斜状態となる時間と前記第2傾斜状態となる時間との割合が、一定になるように、前記非表示期間に含まれる前記分割非表示サブフレーム毎に前記複数の可動式反射素子のそれぞれの前記傾斜状態が設定されるように、前記反射型空間光変調部を制御してもよい。
前記制御部は、1フレーム当たり又は複数のフレーム当たりにおける各可動式反射素子が前記第1傾斜状態となる時間と前記第2傾斜状態となる時間との割合が、一定になるように、前記非表示期間に含まれる前記分割非表示サブフレーム毎に前記複数の可動式反射素子のそれぞれの前記傾斜状態が設定されるように、前記反射型空間光変調部を制御してもよい。
非表示サブフレーム毎に各可動式反射素子を制御することによって、例えば非表示サブフレームを複数の分割非表示サブフレームに分割しない場合と比較して、非表示期間おける各可動式反射素子の第1傾斜状態又は第2傾斜状態を細かく設定できる。
本発明に従う第7の態様では、第1から第6の態様において、前記制御部は、前記表示サブフレームが分割される前記複数の分割表示サブフレームの期間の割合を、前記複数の表示サブフレームで一定に決定してもよい。
第7の態様では、制御部が、各表示サブフレームが分割される複数の分割表示サブフレームの期間の割合を、全ての表示サブフレームで一定に決定することによって、混色の階調段階を保った状態で、表示画像の明るさを部分毎に変更できる。
本発明に従う第8の態様では、第1から第6の態様において、前記制御部は、前記表示サブフレームが分割される前記複数の分割表示サブフレームの期間の割合を、前記表示サブフレーム毎に任意に決定してもよい。
第8の態様では、制御部が、各表示サブフレームが分割される複数の分割表示サブフレームの期間の割合を、表示サブフレーム毎に任意に決定することによって、表示画像における単色表示の明るさを色毎に決定できる。例えば、表示画像において、ある1色の単色表示を、他の色の単色表示と比較して明るく表示することによって、明るく表示された1色の単色表示を用いて車両の運転者へ注意を促すことができる。
以下に説明する好ましい実施形態は、本発明を容易に理解するために用いられている。
従って、当業者は、本発明が、以下に説明される実施形態によって不当に限定されないことを留意すべきである。
従って、当業者は、本発明が、以下に説明される実施形態によって不当に限定されないことを留意すべきである。
本発明の投写型表示装置10の全体の構成の例を説明する。図1には、投写型表示装置10の一例として、車両100に搭載される投写型表示装置(ヘッドアップディスプレイ装置)10が示されている。なお、図1に示されるFrは車両100の運転者から見た前方を表し、図1に示されるRrは車両100の運転者から見た後方を表す。
車両100の運転者は、投写型表示装置10によって形成された画像を構成する光90がフロントウィンドウシールド110によって反射されて運転者の視点の位置に入射することによって、フロントウィンドウシールド110より前方に虚像300を視認することができる。車両100の運転者は、例えば、フロントウィンドウシールド110越しに見える景色の少なくとも一部と、虚像300とが、重畳した状態で虚像300を視認することができる。
投写型表示装置10は、反射型空間光変調部20と、光源部30と、制御部40と、を備える。投写型表示装置10は、例えば、光源部駆動回路部50、外部照度取得部60、温度取得部70等をさらに備えてもよい。また、反射型空間光変調部20、光源部30、外部照度取得部60、及び温度取得部70は、ハウジング80に収納されている。
反射型空間光変調部20として、DMD(Digital Micromirror Device)20が採用されている。DMD20は、制御部40による制御によって、光源部30が発光する光を空間光変調することによって、画像を形成する。DMD20は可動式反射素子21である複数のマイクロミラー21と、反射素子駆動回路基板26であるDMDベース基板26を備える。各マイクロミラー21は、DMDベース基板26によって印加される電位が変化することで、個別に第1傾斜状態又は第2傾斜状態のいずれか一方に設定されるように傾斜状態が切り替わり可能である。マイクロミラー21の構成及び傾斜状態については、後述する。
光源部30は、光源部駆動回路部50から駆動電流が供給されることによって発光するLED(Light Emitting Diode)等の複数の発光素子を含む。光源部30は、投写型表示装置10としてカラー画像を形成することができるように、白色光を得るために、例えば光の3原色に対応する赤色LED31、緑色LED32及び青色LED33を含む。なお、本実施形態では、光源部30の発光素子として赤色LED31、緑色LED32及び青色LED33を採用した例を説明するが、光源部30の発光素子は、例えば、半導体レーザ等の他の半導体発光素子であってもよい。また、光源部30は、1色あたり複数のLEDを含んでいてもよい。
光源部駆動回路部50は、制御部40から受け取るPWM(Pulse Width Modulation)信号に応じた駆動電流を光源部30に供給する。光源部30が3つのLEDを含むときには、光源部駆動回路部50は、3つのLEDに対して個別に駆動電流を供給可能に、3つの駆動回路を含んでもよい。
制御部40は、投写型表示装置10の全体の制御を担うマイクロコンピュータであり、いずれも図示されていない、処理部と記憶部と入出力部とを含む。処理部は、例えば、単数又は複数のマイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field-Programmable Gate Array)、任意の他のIC(Integrated Circuit)等を有する。記憶部は、例えば、書き換え可能なRAM(Random Access Memory)、読み出し専用のROM(Read Only Memory)、消去可能なプログラム読み出し専用のEEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)、不揮発性メモリであるフラッシュメモリ等のプログラム及び/又はデータを記憶可能な単数又は複数のメモリを有する。入出力部は、反射型空間光変調部20、光源部駆動回路部50、外部照度取得部60、温度取得部70又は他の図示されてない装置等と直接接続される入出力ポートを有する。また、入力部は、図示されていないCAN(Controller Area Network)等のネットワークの通信線と接続される通信部等を有し、通信線に接続されている車両ECU(Electronic Control Unit)120から情報を入力することができる。
外部照度取得部60は、投写型表示装置10の外部の照度である外部照度を取得可能に構成されている。図1に示される例では、外部照度取得部60はハウジング80に取り付けられる、フォトダイオード、フォトICダイオード、フォトトランジスタ等の受光素子を有する照度センサである。外部照度取得部60は、図1に示されるような制御部40と直接接続される投写型表示装置10専用の外部照度取得部60であってもよく、制御部40と直接又は図示されていないネットワークの通信線を介して制御部40と接続される他の用途にも用いられる共用の外部照度取得部60であってもよい。他の用途としては、例えば車外の明るさに応じて自動的にヘッドライトを点灯させるオートライトシステムが含まれる。共用の外部照度取得部60が採用される場合、外部照度取得部60はフロントウィンドウシールド110の車内側に取り付けられてもよい。
温度取得部70は、DMDベース基板26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と、A/D変換器と、から構成される。温度センサはマイクロミラー21の温度を測定し、A/D変換器は温度センサから出力されるアナログデータをデジタルデータに変換し、制御部40に温度データTを出力する。なお、A/D変換器は、制御部40に内蔵されていてもよい。また、温度センサは、マイクロミラー21の温度ではなく、マイクロミラー21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。さらに、温度センサは、制御部40が実装される制御基板(図示しない)上に配置され、マイクロミラー21の温度を制御基板上から遠隔測定してもよい。
図2には、ハウジング80内の構成の例が示される。ハウジング80は、黒色の遮光性を有する硬質樹脂等によって箱状に形成されている。ハウジング80は、上方に所定の大きさの開口部80aが形成されている。この開口部80aには、例えば透明樹脂製のカバー81が取り付けられている。
ハウジング80は、光源部30と、照明光学系82と、DMD20と、温度取得部70と、投射光学系83と、スクリーン84と、平面ミラー85と、凹面ミラー86等を所定の位置に収納する。照明光学系82は、例えば凹状のレンズ等で構成され、光源部30から出射された光をDMD20の大きさに調整する。投射光学系83は、例えば凹レンズもしくは凸レンズ等で構成され、DMD20から投影された表示画像200を構成する光90をスクリーン84に効率よく照射するための光学系である。
スクリーン84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、DMD20から投影された表示画像200を構成する光90を下面で受光して上面に表示画像200を結像する、透過型スクリーンである。平面ミラー85は、例えば、合成樹脂やガラス材料からなる基材の表面に、蒸着等の手段により反射膜を形成してなり、スクリーン84を透過した表示画像200を構成する光90を、凹面ミラー86に向かって反射させる。凹面ミラー86は、例えば、合成樹脂やガラス材料からなる基材の表面に、蒸着等の手段により凹面を有する反射膜を形成してなり、平面ミラー85で反射された光90を開口部80aに向かってさらに反射する。これにより、結像される虚像300は、スクリーン84に結像された表示画像200が拡大された状態で、ユーザーに視認される。
また、図2に示されるように、外部照度取得部60は、例えば透明樹脂製のカバー81の内側の外光があたる位置に取り付けられる。また、図2に示されるように、温度取得部70は、DMD20のマイクロミラー21の温度を測定可能な位置に取り付けられる。
図3A、図3B及び図3Cを参照して、DMD20の構成の例及びマイクロミラー21の動作について説明する。図3Aに示されるように、DMD20は、複数のマイクロミラー21と、これらのマイクロミラー21を支持するDMDベース基板26と、を含む。複数のマイクロミラー21のそれぞれは、表示画像200の各画素に対応する。DMDベース基板26は、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)集積回路を含み、制御部40から入力する制御信号に応じて、各マイクロミラー21に印加する電位を変化させ、各マイクロミラー21の傾斜状態を個別に切り替える。
図3Bは第1傾斜状態のマイクロミラー21を示し、図3Cは第2傾斜状態のマイクロミラー21を示す。マイクロミラー21は、概して、鏡面22、ヒンジ23、電極等を有するベース24等によって構成されている。DMDベース基板26からベース24の電極に電圧が印加されることによって、鏡面22がヒンジ23を支点に、例えば+12deg又は-12deg傾く。図3Bに示される第1傾斜状態のマイクロミラー21は鏡面22がヒンジ23を支点に例えば+12deg傾いた状態であり、図3Cに示される第2傾斜状態のマイクロミラー21は鏡面22がヒンジ23を支点に例えば-12deg傾いた状態である。
図3Bに示されるように、マイクロミラー21が第1傾斜状態であるときには、投射光学系83を通過して入射する発光素子31,32,33の光(入射光)を、スクリーン84の方向に反射する。その一方で、図3Cに示されるように、マイクロミラー21が第2傾斜状態であるときには、投射光学系83を通過して入射する発光素子31,32,33の光(入射光)を、スクリーン84の方向ではなく、図示されていない光吸収板の方向に反射する。すなわち、マイクロミラー21が第1傾斜状態であるときには、発光素子31,32,33から入射する光(入射光)を、表示画像200を構成する光90として反射する傾斜状態である。その一方で、マイクロミラー21が第2傾斜状態であるときには、発光素子31,32,33から入射する光(入射光)を、表示画像200を構成する光90として反射しない傾斜状態である。なお、各マイクロミラー21は、投写型表示装置10の電源がOFF状態であるときには、第1傾斜状態と第2傾斜状態との例えば中間の傾斜状態(例えば0deg)で駆動を停止する。
DMD20は、各マイクロミラー21をマイクロセカンド(100万分の1秒)のオーダで、第1傾斜状態から第2傾斜状態へ、又は第2傾斜状態から第1傾斜状態へ切り替えることができる。このように、制御部40は、後述する表示画像200を表示する周期であるフレームFが分割されるサブフレームSF毎に、光源部30から入射する光を、表示画像200の1画素毎に、表示画像200を構成する光90として反射するか否かを制御することができる。以下、制御部40が、マイクロミラー21が第1傾斜状態に設定されるように制御することをON制御とも呼び、マイクロミラー21が第2傾斜状態に設定されるように制御することをOFF制御とも呼ぶ。
以下、投写型表示装置10の動作について説明する。制御部40は、図示されていない通信線を介して車両ECU120から表示画像200を表示するための映像信号を受け取る。制御部40は、この映像信号が要求する光の輝度と発光タイミングで光源部30の各発光素子31,32,33が発光するように照明制御データを生成し、この照明制御データに応じて光源部駆動回路部50を制御して、光源部30の各発光素子31,32,33を発光させる。これと同時に、制御部40は、映像信号が要求する表示画像200を構成する光90がDMD20の複数のマイクロミラー21によって反射されるように表示制御データを生成し、この表示制御データに応じてDMDベース基板26を制御して、各マイクロミラー21をON制御又はOFF制御する。
投写型表示装置10は、フィールドシーケンシャル駆動方式によって表示画像200を表示するものである。ここで、フィールドシーケンシャル駆動方式による一般的な表示画像200の表示方法を簡単に説明する。
表示画像200の各フレームFは、複数の期間に分割されたサブフレームSFによって構成される。制御部40は、サブフレームSF毎に、照明制御データに応じた発光輝度且つ発光タイミングで赤色LED31、緑色LED32及び青色LED33のうちの1色のLEDが発光するように、光源部駆動回路部50の各駆動回路に対してPWM信号を出力する。これと同時に、制御部40は、サブフレームSF毎に、表示制御データに応じて、DMD20の複数のマイクロミラー21を個別にON制御又はOFF制御する。このように、制御部40は、サブフレームSF毎に、赤色、緑色又は青色の光を、表示画像200を構成する光90としてスクリーン84へ反射するか否かを表示画像200の1画素毎に制御する。その結果、表示画像200は、1フレームFの間に、基本色である赤色、緑色及び青色が加法混合されることで、フルカラー画像として表示される。
続いて、本発明の投写型表示装置10における表示画像200の表示方法を説明する。図4に示されるように、制御部40は、各フレームFを、赤色LED31、緑色LED32及び青色LED33のうち少なくとも1つを発光させる期間である表示期間Faと、全てのLEDを発光させない期間である非表示期間Fbと、に分割する。制御部40は、サブフレームSFのうち表示期間Faに含まれるサブフレームSFである複数の表示サブフレームSFaのそれぞれを、さらに、複数の期間である分割表示サブフレームdSFaに分割する。図4に示される例においては、各表示サブフレームSFaは期間Xと期間Yとの2つの期間に分割されており、例えば表示サブフレームSFa1は分割表示サブフレームdSFa1-Xと分割表示サブフレームdSFa1-Yに分割されている。なお、各表示サブフレームSFaは、期間Xと期間Yとそれ以外の期間の3つ以上の期間に分割されてもよい。
制御部40は、表示サブフレームSFa毎に、照明制御データに応じた発光輝度且つ発光タイミングで赤色LED31、緑色LED32及び青色LED33のうちの1つを発光させる。これと同時に、制御部40は、分割表示サブフレームdSFa毎に、表示制御データに応じて、DMD20の複数のマイクロミラー21を個別にON制御又はOFF制御する。ここで、制御部40は、サブフレームSFのうち非表示期間Fbに含まれるサブフレームSFである複数の非表示サブフレームSFbでは、赤色LED31、緑色LED32及び青色LED33のいずれも発光させない。
図5を参照して、具体例を説明する。図5は、ある1つのフレームFの表示期間Faの一部分における、マイクロミラー21-1、マイクロミラー21-2、赤色LED31、緑色LED32及び青色LED33の駆動状態が示している。なお、マイクロミラー21-1とマイクロミラー21-2とは、異なるマイクロミラー21である。
図5には、ある1つのフレームFの表示期間Faのうち、表示サブフレームSFa1、表示サブフレームSFa2、表示サブフレームSFa3、及び表示サブフレームSFa4(開始部分のみ)が、示されている。また、各表示サブフレームSFaは、期間Xと期間Yとの2つの期間に分割されており、各表示サブフレームSFaにおける期間Xと期間Yとの分割割合は6:4である。
図5に示されている例において、表示サブフレームSFa1は赤色LED31が発光し、表示サブフレームSFa2は緑色LED32が発光し、表示サブフレームSFa3は青色LED33が発光し、表示サブフレームSFa4は赤色LED31が発光する。すなわち、表示サブフレームSFa1では赤色LED31のみがON状態であり、表示サブフレームSFa2では緑色LED32のみがON状態であり、表示サブフレームSFa3では青色LED33のみがON状態であり、表示サブフレームSFa4では赤色LED31のみがON状態である。
また、図5に示されている例において、マイクロミラー21-1とマイクロミラー21-2とは、表示サブフレームSFa1と表示サブフレームSFa3とでON制御されている。ここで、マイクロミラー21-1は、表示サブフレームSFa1と表示サブフレームSFa3とにおいて、期間Xと期間Yとの両方の期間でON制御されている。その一方で、マイクロミラー21-2は、表示サブフレームSFa1と表示サブフレームSFa3とにおいて、期間XのみON制御されており、期間YではOFF制御されている。
このように、図5に示されるフレームFにおいて、マイクロミラー21-2に対応する表示画像200の画素は、マイクロミラー21-1に対応する表示画像200の画素に対して、同じ階調段階の混色で且つ、6/10の明るさで表示される。例えば、図5に示されるフレームFの1つ前のフレームF'において、マイクロミラー21-1とマイクロミラー21-2とが、図5に示されるマイクロミラー21-1と同じタイミングでON制御(分割表示サブフレームdSFa1-X,dSFa1-Y,dSFa3-X,dSFa3-YでON制御)されていたと仮定する。そうすると、図5に示されるフレームFが表示されるときに、マイクロミラー21-1に対応する表示画像200の画素とマイクロミラー21-2に対応する表示画像200の画素とのうち、マイクロミラー21-2に対応する画素の明るさのみが暗くなる。
以上のように、本発明の投写型表示装置10では、分割表示サブフレームdSFa毎に、マイクロミラー21の第1傾斜状態又は第2傾斜状態を設定できることによって、表示画像200の明るさを部分毎に変更できる。
また、制御部40が、各表示サブフレームSFaが分割される複数の分割表示サブフレームdSFaの期間の割合を、全ての表示サブフレームSFaで一定に決定することによって、混色の階調段階を保った状態で、表示画像200の明るさを部分毎に変更できる。例えば、1フレームFにおける各色の階調段階の総数が256である場合には、1フレームFにおける表示期間Faには表示サブフレームSFaが各色8ビット256階調表現可能な8個程度ずつ含まれる。図5に示されるマイクロミラー21-1のように、分割前の(期間X及び期間Yを合わせた)表示サブフレームSFa毎にマイクロミラー21をON制御又はOFF制御することによって、0から255まで1ずつ変位する各色の階調段階を決定できる。また、図5に示されるマイクロミラー21-2のように、分割前の各表示サブフレームSFaの期間X毎(期間YはOFF制御)にマイクロミラー21をON制御又はOFF制御することによって、各色の階調段階を0×X/(X+Y)から255×X/(X+Y)までX/(X+Y)ずつ変位する各色の階調段階を決定できる。
なお、図5に示されるマイクロミラー21-2は、制御部40によって、期間Yの分割表示サブフレームdSFaにOFF制御され、期間Xの分割表示サブフレームdSFaにマイクロミラー21をON制御又はOFF制御されるものである。しかしながら、逆に、制御部40は、マイクロミラー21-2を、期間Xの分割表示サブフレームdSFaにOFF制御し、期間Yの分割表示サブフレームdSFaにマイクロミラー21をON制御又はOFF制御するものであってもよい。すなわち、各表示サブフレームSFaにおける期間Xと期間Yとの分割割合を6:4とした場合、制御部40は、期間Xと期間Yとの両方でON制御又はOFF制御することで10/10の明るさと、期間XのみでON制御又はOFF制御すると共に期間YでOFF制御することで6/10の明るさと、期間YのみでON制御又はOFF制御すると共に期間XでOFF制御することで4/10の明るさと、の3種類の明るさで表示画像200の各画素を表現することができる。
このように、図5に示されるマイクロミラー21-1のようにマイクロミラー21をON制御又はOFF制御する場合と、図5に示されるマイクロミラー21-2のようにマイクロミラー21をON制御又はOFF制御する場合とでは、1フレームFにおける各色の階調段階の総数は共に256である。したがって、制御部40が、各表示サブフレームSFaが分割される複数の分割表示サブフレームdSFaの期間の割合を、全ての表示サブフレームSFaで一定(図5に示される例においてはX:Y=6:4)に決定することによって、混色の階調段階を保った状態で、表示画像200の明るさを部分毎に変更できる。
しかしながら、制御部40は、各表示サブフレームSFaが分割される複数の分割表示サブフレームdSFaの期間の割合を、表示サブフレームSFa毎に任意に決定してもよい。図6には、赤色LED31を発光させる表示サブフレームSFaを、緑色LED32又は青色LED33を発光させる表示サブフレームSFaと比較して、期間Xの割合を大きくして複数の分割表示サブフレームdSFaに分割した例の一部が示されている。すなわち、図6に示されている例では、赤色LED31が発光する表示サブフレームSFa1における期間Xと期間Yとの分割割合は8:2であり、緑色LED32が発光する表示サブフレームSFa2及び青色LED33が発光する表示サブフレームSFa3における期間Xと期間Yとの分割割合は2:8である。
図6に示されている例において、マイクロミラー21-1は表示画像200において赤色が単色で表示される画素に対応し、マイクロミラー21-2は表示画像200において青色が単色で表示される画素に対応する。また、図6に示されている例において、マイクロミラー21-1は赤色LED31が発光する全ての表示サブフレームSFaにおける期間XでON制御され、マイクロミラー21-2は青色LED33が発光する全ての表示サブフレームSFaにおける期間XでON制御される。
その結果、図6に示される表示期間Fa全体として、マイクロミラー21-1に対応する画素の赤色の明るさは、各表示サブフレームSFaを分割表示サブフレームdSFaに分割しない場合と比較して、8/10倍になる。同様に、図6に示される表示期間Fa全体として、マイクロミラー21-2に対応する画素の青色の明るさは、各表示サブフレームSFaを分割表示サブフレームdSFaに分割しない場合と比較して、2/10倍になる。
したがって、制御部40が、各表示サブフレームSFaが分割される複数の分割表示サブフレームdSFaの期間の割合を、表示サブフレームSFa毎に任意に決定することによって、表示画像200における単色表示の明るさを色毎に決定できる。例えば、表示画像200において、ある1色の単色表示を、他の色の単色表示と比較して明るく表示することによって、明るく表示された1色の単色表示を用いて車両100の運転者へ注意を促すことができる。
制御部40は、DMD20の複数のマイクロミラー21を複数の群(エリア)に分けてもよい。図7には、DMD20の複数のマイクロミラー21が第1エリア160-1と第2エリア160-2とに分けられた例が示されている。図7に示される第1エリア160-1及び第2エリア160-2は、図2に示されるスクリーン84におけるエリアに対応している。この場合、制御部40は、各表示サブフレームSFaが分割される複数の期間である分割表示サブフレームdSFaのうち、マイクロミラー21をON制御にすることを禁止する分割表示サブフレームdSFaを、複数のマイクロミラー21を複数の群(エリア)毎に決定してもよい。
図7に示される例において、各表示サブフレームSFaが期間X及び期間Yの2つの期間である2つの分割表示サブフレームdSFaに分割されるとする。例えば、制御部40は、あるフレームFにおいて、図7に示される第1エリア160-1に含まれるマイクロミラー21を、各表示サブフレームSFaにおける期間X及び期間Yの双方の期間である2つの分割表示サブフレームdSFaで映像信号に応じてON制御可能にする。すなわち、制御部40は、図7に示される第1エリア160-1に含まれるマイクロミラー21を、全ての分割表示サブフレームdSFaで映像信号に応じてON制御可能にする(映像信号によらずにOFF制御に固定される分割表示サブフレームdSFaを有さないようにする)。また、制御部40は、同じフレームFにおいて、図7に示される第2エリア160-2に含まれるマイクロミラー21を、各表示サブフレームSFaにおける期間Xである分割表示サブフレームdSFaのみ映像信号に応じてON制御可能にする。すなわち、制御部40は、図7に示される第2エリア160-2に含まれるマイクロミラー21を、各表示サブフレームSFaにおける期間Yである分割表示サブフレームdSFaで映像信号によらずに必ずOFF制御する。
このように制御することによって、表示画像200におけるエリア毎に明るさを変更することができる。例えば、特定のマーク(特定種類の画像)が含まれる表示画像200におけるエリアを明るく表示することによって、そのマークを用いて車両100の運転者へ注意を促すことができる。また、運転者の操作により表示画像200におけるエリア毎に明るさを任意に変更できるようにしてもよく、車両ECUから入力される車両の運行状況の変化に基づき、表示画像200におけるエリア毎に明るさを変更してもよい。
それと共に、制御部40は、複数のエリアのうちいずれか1つを、全ての分割表示サブフレームdFaで映像信号に応じてON制御に切り替わり可能なエリアに決定することで、光源部30が点灯しているものの、いずれのマイクロミラー21もOFF状態に固定されてしまい画像としては寄与しない分割表示サブフレームdSFaが発生してしまうことを防止することができる。
また、DMD20において明るさを異ならせるエリアの分け方、配置、大きさなどは、車両ECUから入力される車両の運行状況の変化に基づき変更されてもよい。また、DMD20において明るさを異ならせるエリアの分け方、配置、大きさなどは、所定のエリアを構成した後の経過時間に応じて変更してもよい。このように制御することで、表示画像200の領域毎に適切に明るさの強弱をつけることができるため、車両の運行状況等に応じて必要とされる情報を的確に運転者に伝えることができる。
また、制御部40は、上述した図4に示される非表示期間Fbに含まれるサブフレームSFである、各非表示サブフレームSFbにおいても、複数のマイクロミラー21をON制御又はOFF制御する。好ましくは、制御部40は、1フレームF当たり又は複数のフレームF当たりにおける各マイクロミラー21が第1傾斜状態となる時間と第2傾斜状態となる時間との割合が、一定の割合になるように、非表示期間Fbにおいて、各マイクロミラー21をON制御又はOFF制御する。1フレームF当たり又は複数のフレームF当たりにおける各マイクロミラー21が第1傾斜状態となる時間と第2傾斜状態となる時間との割合が、一定の割合になることによって、マイクロミラー21が第1傾斜状態又は第2傾斜状態の一方で固着することが防止される。
さらに好ましくは、制御部40は、1フレームF当たり又は複数のフレームF当たりにおける各マイクロミラー21が第1傾斜状態となる時間と第2傾斜状態となる時間との割合が、50:50になるように、非表示期間Fbにおいて、各マイクロミラー21をON制御又はOFF制御する。1フレームF当たり又は複数のフレームF当たりにおける各マイクロミラー21が第1傾斜状態となる時間と第2傾斜状態となる時間との割合が、50:50になることによって、マイクロミラー21が第1傾斜状態又は第2傾斜状態の一方で固着することがさらに防止される。
また、制御部40は、サブフレームSFのうち非表示期間Fbに含まれるサブフレームSFである複数の非表示サブフレームSFbのそれぞれを、さらに、複数の期間である分割非表示サブフレームdSFbに分割してもよい。この場合、制御部40は、1フレームF当たり又は複数のフレームF当たりにおける各マイクロミラー21が第1傾斜状態となる時間と第2傾斜状態となる時間との割合が、一定の割合になるように、非表示サブフレームdSFb毎に、各マイクロミラー21をON制御又はOFF制御してもよい。このように分割非表示サブフレームdSFb毎に各マイクロミラー21を制御することによって、例えば非表示サブフレームSFbを複数の分割非表示サブフレームdSFbに分割しない場合と比較して、非表示期間Fbにおける各マイクロミラー21のON制御又はOFF制御を細かく設定できる。
ここで、各フレームFにおける表示期間Faと非表示期間Fbとの割合は同じである必要はない。例えば、各フレームFにおける表示期間Faの割合を大きくすることによって、表示画像200の全体の明るさを明るくすることができる。制御部40は、各フレームFにおける表示期間Faと非表示期間Fbとの割合を、外部照度取得部60から入力する外部照度に応じて決定する。
例えば、図8Aには、外部照度と、各フレームFにおける表示期間Faと非表示期間Fbとの割合と、の関係が示されている。図8Aに示されているグラフの横軸は右側にいくに連れて大きくなる外部照度Lを示し、縦軸は上側にいくに連れて表示期間Faの割合が大きくなる各フレームFにおける表示期間Faと非表示期間Fbとの割合が示されている。例えば、図8Aに示されるような、外部照度と、各フレームFにおける表示期間Faと非表示期間Fbとの割合と、の関係は、制御部40の記憶部に記憶されている。
図8Aに示されている例では、外部照度Lが第1外部照度L1のときに表示期間Fa:非表示期間Fb=50:50となり、外部照度Lが第2外部照度L2のときに表示期間Fa:非表示期間Fb=60:40となり、外部照度Lが第3外部照度L3のときに表示期間Fa:非表示期間Fb=70:30となっている。また、図8Aに示されている例では、外部照度Lが第3外部照度L3よりも大きくなるときであっても、表示期間Fa:非表示期間Fb=70:30に固定される。これは、非表示期間Fbを確保することによって、1フレームF当たりにおける各マイクロミラー21が第1傾斜状態となる時間と第2傾斜状態となる時間との割合を、全てのフレームFで一定の割合とすることを実現するためである。
なお、制御部40は、光源部30に1フレームFあたりに供給する電力を調整することで、表示画像200の全体の明るさを調整してもよい。具体的には、光源部30に流れる電流を変化させることで1フレームFあたりに供給する電力を調整し、表示画像200の全体の明るさを変化させてもよい。代替的に、制御部40は、サブフレームSF内で光源部30に電流を流す期間(Duty比)を変化させることで1フレームFあたりに供給する電力を調整し、表示画像200の全体の明るさを変化させてもよい。
さらに、制御部40は、上述したような電流またはDuty比の変化と、各フレームFにおける表示期間Faと非表示期間Fbとの割合の変化とを組み合わせることで、表示画像200の全体の明るさを変化させてもよい。具体的に例えば、制御部40は、外部照度Lが第1外部照度L1と第2外部照度L2との間にある場合、表示期間Fa:非表示期間Fb=70:30に一定にし、外部照度Lの変化に基づき光源部30の電流(あるいはDuty比)を漸次変化させ、外部照度Lが第2外部照度L2と第3外部照度L3との間にある場合、表示期間Fa:非表示期間Fb=50:50に一定にし、外部照度Lの変化に基づき光源部30の電流(あるいはDuty比)を漸次変化させ、外部照度Lが第3外部照度L3未満である場合、表示期間Fa:非表示期間Fb=50:50に一定にし、外部照度Lの変化に基づき光源部30の電流(あるいはDuty比)を漸次変化させてもよい。
なお、マイクロミラー21は、マイクロミラー21の温度が高くなるに応じて、マイクロミラー21が第1傾斜状態又は第2傾斜状態の一方で固着しやすくなることが考えられる。そのため、制御部40は、温度取得部70から入力する温度(マイクロミラー21の温度)に応じて、各フレームFにおける表示期間Faの割合の上限を決定する。
例えば、図8Bには、温度と、許容される各フレームFにおける表示期間Faと非表示期間Fbとの割合と、の関係が示されている。図8Bに示されているグラフの横軸は右側にいくに連れて大きくなる投射型表示装置10の周辺または内部の温度Tを示し、縦軸は上側にいくに連れて表示期間Faの割合が大きくなる許容される各フレームFにおける表示期間Faと非表示期間Fbとの割合が示されている。例えば、図8Bに示されるような、温度Tと、許容される各フレームFにおける表示期間Faと非表示期間Fbとの割合と、の関係は、制御部40の記憶部に記憶されている。
図8Bに示されている例では、温度Tが第1温度T1より小さいときには各フレームFにおいて表示期間Fa:非表示期間Fb=70:30が許容され、温度Tが第1温度T1以上であり、第2温度T2より小さいときには温度Tが第1温度T1より大きくなるに連れて各フレームFにおける許容される表示期間Faの割合が小さくなり、温度Tが第2温度T2以上では各フレームFにおける許容される表示期間Faの割合は50で固定される。すなわち、例えば外部照度Lが第3外部照度L3であっても、表示期間Fa:非表示期間Fb=50:50となる。なお、温度Tが第2温度T2よりも高い第3温度T3以上であるときには、表示期間Faの割合を0とし、表示画像200の表示を停止するようにしてもよい。
なお、表示期間Faと非表示期間Fbとの割合は、図8Bに示されるように、温度Tの変化に基づき漸次変化するものではなく、温度Tの変化に基づき段階的に変化してもよい。具体的に例えば、温度Tが第1の閾値未満の場合、表示期間Fa:非表示期間Fb=70:30となり、温度Tが第1の閾値以上且つ第1の閾値より高温の第2の閾値未満の場合、表示期間Fa:非表示期間Fb=60:40となり、温度Tが第2の閾値以上の場合、表示期間Fa:非表示期間Fb=50:50となってもよい。
本発明は、上述の例示的な実施形態に限定されず、また、当業者は、上述の例示的な実施形態を特許請求の範囲に含まれる範囲まで、容易に変更することができるであろう。
本発明は、ミラーユニットに関して、例えば、自動車やオートバイ、あるいは農業機械や建設機械を備えた移動体に搭載される車両情報やターンバイターン表示等の道路情報などの投写型表示装置として好適である。
10・・・投写型表示装置、20・・・反射型空間光変調部,DMD、21・・・可動式反射素子,マイクロミラー、30・・・光源部、31・・・赤色LED、32・・・緑色LED、33・・・青色LED、40・・・制御部、50・・・光源部駆動回路部、60・・・外部照度取得部、70・・・温度取得部、80・・・ハウジング、84・・・スクリーン、90・・・表示画像を構成する光、100・・・車両、120・・・車両ECU、200・・・表示画像、300・・・表示画像の虚像。
Claims (8)
- 第1傾斜状態又は第2傾斜状態のいずれか一方に設定されるように傾斜状態が切り替わり可能な複数の可動式反射素子を有する反射型空間光変調部と、
複数の発光素子を有する光源部と、
入力する映像信号に応じた画像を構成する光が投写されるように、前記反射型空間光変調部と前記光源部とを制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記画像の各フレームを、前記複数の発光素子の少なくとも1つを発光させる期間である表示期間と、前記複数の発光素子の全てを発光させない期間である非表示期間と、に分割し、
前記フレームを構成する複数の期間である複数のサブフレームのうち、前記表示期間に含まれるサブフレームである複数の表示サブフレームのそれぞれを、さらに複数の分割表示サブフレームに分割し、
前記表示サブフレーム毎に前記複数の発光素子のうちの少なくとも1つの発光素子が発光するように、前記光源部を制御し、
前記分割表示サブフレーム毎に前記複数の可動式反射素子のそれぞれの前記傾斜状態が設定されるように、前記反射型空間光変調部を制御する投射型表示装置。 - 前記第1傾斜状態の前記可動式反射素子は、前記発光素子の光を、前記画像を構成する前記光として投写される方向に反射する一方で、
前記第2傾斜状態の前記可動式反射素子は、前記発光素子の光を、前記画像を構成する前記光として投写されない方向に反射し、
前記制御部は、
前記反射型空間光変調部の前記複数の可動式反射素子を、複数の群に分け、
各表示サブフレームが分割される前記複数の分割表示サブフレームのうち、前記可動式反射素子が前記第2傾斜状態で固定される前記分割表示サブフレームを、前記複数の可動式反射素子の前記複数の群毎に決定する、請求項1記載の投写型表示装置。 - 前記制御部は、
前記複数の群のうちいずれか1つを、全ての前記分割表示サブフレームで映像信号に応じて前記第1傾斜状態に切り替わり可能な群に決定する、請求項1又は2記載の投射型表示装置。 - 前記制御部は、前記複数の群を、表示する前記画像の種類または前記複数の群を構成した後の経過時間に応じて、変更する、請求項1又は2記載の投射型表示装置。
- 前記制御部は、1フレーム当たり又は複数のフレーム当たりにおける各可動式反射素子が前記第1傾斜状態となる時間と前記第2傾斜状態となる時間との割合が、一定になるように、前記非表示期間に含まれる前記サブフレーム毎に前記複数の可動式反射素子のそれぞれの前記傾斜状態が設定されるように、前記反射型空間光変調部を制御する、請求項1から4のいずれか1項記載の投写型表示装置。
- 前記制御部は、前記複数のサブフレームのうち、前記非表示期間に含まれるサブフレームである複数の非表示サブフレームのそれぞれを、さらに複数の分割非表示サブフレームに分割し、
前記制御部は、1フレーム当たり又は複数のフレーム当たりにおける各可動式反射素子が前記第1傾斜状態となる時間と前記第2傾斜状態となる時間との割合が、一定になるように、前記非表示期間に含まれる前記分割非表示サブフレーム毎に前記複数の可動式反射素子のそれぞれの前記傾斜状態が設定されるように、前記反射型空間光変調部を制御する、請求項1から5のいずれか1項記載の投写型表示装置 - 前記制御部は、前記表示サブフレームが分割される前記複数の分割表示サブフレームの期間の割合を、前記複数の表示サブフレームで一定に決定する、請求項1から6のいずれか1項記載の投写型表示装置。
- 前記制御部は、前記表示サブフレームが分割される前記複数の分割表示サブフレームの期間の割合を、前記表示サブフレーム毎に任意に決定する、請求項1から6のいずれか1項記載の投写型表示装置。
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