-
Technisches Gebiet
-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung.
-
Technischer Hintergrund
-
Konventionell ist eine Vorrichtung, die in einem sogenannten feldsequenziellen Verfahren betrieben wird, als Anzeigevorrichtung bekannt, bei der ein Beleuchtungslicht einer gewünschten Farbe erzeugt wird, indem eine von drei Lichtquellen, die rotes, grünes und blaues Licht emittieren, selektiv emittiert wird und die emittierende Lichtquelle mit hoher Geschwindigkeit umgeschaltet wird.
Zum Beispiel umfasst eine Anzeigevorrichtung gemäß Patentdokument 1 mehrere Lichtquellen, einen Ladungsabschnitt wie einen Induktor od. dgl., in dem eine elektrische Ladung gespeichert wird, wenn ein Strom den Lichtquellen zugeführt wird, und einen Ladung abgebenden Abschnitt, der z. B. aus einem FET (Field Effect Transistor) besteht, der die im Induktor gespeicherte elektrische Ladung an die Masse abgibt, bevor die nächste Lichtquelle eingeschaltet wird. Durch diesen Ladung abgebenden Abschnitt wird zu Beginn des Einschaltens der nächsten Lichtquelle unterdrückt, dass der der Lichtquelle zugeführte Strom die Restwelligkeit als Rauschen überlagert, so dass die Lichtquelle auch bei niedriger Leuchtdichte mit einer gewünschten Leuchtdichte eingeschaltet werden kann.
-
Dokument zum Stand der Technik
-
Patentdokument
-
Patentdokument 1:
JP 2017-146401 A -
Zusammenfassung der Erfindung
-
Zu lösende Aufgabe der Erfindung
-
Bei der Konstruktion gemäß Patentdokument 1 ist zu Beginn des Einschaltens der nächsten Lichtquelle der im Induktor fließende Stromwert kleiner als ein Soll-Stromwert, der beim Einschalten der Lichtquelle zugeführt werden soll. Aus diesem Grund dauert es eine gewisse Zeit, bis sich der im Induktor fließende Stromwert dem Soll-Stromwert nähert. Dies ist eine der Ursachen für eine Verschlechterung der Anzeigequalität.
-
Angesichts des obigen Sachverhalts liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Anzeigevorrichtung bereitzustellen, die vor dem Einschalten einer Lichtquelle einen Strom steuern kann, der in einem Energiespeicher fließt.
-
Mittel zum Lösen der Aufgabe
-
Um die obige Aufgabe zu lösen, umfasst die Anzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung:
- eine Stromzufuhreinheit, die einen Strom zuführt;
- mehrere Lichtquellen, die den Strom der Stromzufuhreinheit empfangen und Lichter verschiedener Farben emittieren;
- einen Energiespeicher, in dem Energie gespeichert wird, wenn ein Strom den Lichtquellen zugeführt wird;
- ein Anzeigeelement mit mehreren Reflektoren, die den Winkel steuern, in dem Licht reflektiert wird;
- eine Lichtquellen-Steuereinheit, die ein Beleuchtungslicht einer gewünschten Farbe aus Lichtern, die von den Lichtquellen emittiert werden, in einem feldsequenziellen Verfahren erzeugt, in dem der Strom der Stromzufuhreinheit einer der Lichtquellen zugeführt wird, wodurch die Lichtquelle Licht emittiert, und die Lichtquellen, die Licht emittieren, sequenziell umgeschaltet werden;
- eine Anzeigeelement-Steuereinheit, die ein Licht, das einem Bild entspricht, aus dem Beleuchtungslicht durch die Reflektoren reflektiert;
- einen Energie abgebenden Abschnitt, der die im Energiespeicher gespeicherte Energie abgibt; und
- einen Stromeinstellabschnitt, der auf Basis des Stroms der Stromzufuhreinheit einen im Energiespeicher fließenden Strom steuert,
- wobei die Lichtquellen-Steuereinheit vor dem Einschalten der Lichtquellen die im Energiespeicher gespeicherte Energie über den Energie abgebenden Abschnitt abgibt und danach auf Basis des Stroms der Stromzufuhreinheit den im Energiespeicher fließenden Strom über den Stromeinstellabschnitt auf einen Sollwert regelt.
-
Vorteile der Erfindung
-
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann vor dem Einschalten einer Lichtquelle ein Strom gesteuert werden, der in einem Energiespeicher fließt.
-
Figurenliste
-
- [1] ist eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs, das mit einer Head-up-Display-Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgestattet ist.
- [2] ist eine vereinfachte Darstellung, die den Aufbau der Head-up-Display-Vorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
- [3] ist eine vereinfachte Darstellung, die den Aufbau einer Beleuchtungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
- [4] ist ein Blockschaltbild, das die elektrische Konstruktion einer Lichtquellen-Antriebsvorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
- [5] ist ein Blockschaltbild, das einen Teil von 4 zeigt.
- [6] ist ein Zeitdiagramm in einem Modus mit hoher Leuchtdichte gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- [7] ist ein Zeitdiagramm in einem Modus mit mittlerer Leuchtdichte gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- [8] ist ein Zeitdiagramm in einem Modus mit niedriger Leuchtdichte gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- [9] ist ein Zeitdiagramm, in dem ein Teil von 8 vergrößert ist.
- [10] ist ein Blockschaltbild, das die elektrische Konstruktion eines Lichtquellenantriebs gemäß einem abgewandelten Beispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
- [11] ist ein Blockschaltbild, das die elektrische Konstruktion des Lichtquellenantriebs gemäß einem abgewandelten Beispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
-
Ausführungsform der Erfindung
-
Eine Ausführungsform, in der die Anzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung in einer Head-up-Display-Vorrichtung (nachfolgend als HUD-Vorrichtung bezeichnet) ausgeführt ist, wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert.
-
Wie in 1 gezeigt, ist die HUD-Vorrichtung 1 im Armaturenbrett eines Fahrzeugs 2 installiert, erzeugt ein Anzeigelicht L, das ein Bild darstellt, und strahlt das erzeugte Anzeigelicht L in Richtung einer Windschutzscheibe 3 aus. Dieses Anzeigelicht L reflektiert von der Windschutzscheibe 3 und erreicht einen Betrachter 4 (z. B. den Fahrer des Fahrzeugs 2). Dadurch kann der Betrachter 4 ein virtuelles Bild V erkennen, das ein vor der Windschutzscheibe 3 entstandenes Bild darstellt. Auf dem virtuellen Bild V werden verschiedene Fahrzeuginformationen, wie z. B. Motordrehzahl, Fahrzeuggeschwindigkeit usw., angezeigt.
-
(HUD-Vorrichtung 1)
-
Wie in 2 gezeigt, umfasst die HUD-Vorrichtung 1 eine Beleuchtungsvorrichtung 10, einen Abschnitt 500 zur Erfassung der Lichtintensität, einen Abschnitt 600 zur Erfassung der Lichtquellentemperatur, eine Beleuchtungsoptik 20, ein Anzeigeelement 30, eine Lichtquellen-Antriebsvorrichtung 5, eine Projektionsoptik 40, einen Bildschirm 50, einen Planspiegel 61, einen Hohlspiegel 62, einen Hohlspiegelantrieb 65, ein Gehäuse 70 und einen lichtdurchlässigen Abschnitt 71.
-
Das Gehäuse 70 ist z. B. aus einem lichtabschirmenden Material kastenförmig ausgebildet. Die jeweiligen Bestandteile wie die Beleuchtungsvorrichtung 10, die Beleuchtungsoptik 20 usw. der HUD-Vorrichtung 1 sind im Gehäuse 70 untergebracht. Das Gehäuse 70 weist eine Öffnung 70a auf, durch die das Anzeigelicht L hindurchtritt. Der lichtdurchlässige Abschnitt 71 ist durch eine gekrümmte Plattenform aus einem lichtdurchlässigen Harz wie Acryl od. dgl. ausgebildet und derart vorgesehen, dass er die Öffnung 70a des Gehäuses 70 verschließt.
-
Die Beleuchtungsvorrichtung 10 erzeugt ein Beleuchtungslicht C und strahlt das erzeugte Beleuchtungslicht C in Richtung der Beleuchtungsoptik 20 aus. Konkret gesagt umfasst die Beleuchtungsvorrichtung 10, wie in 3 gezeigt, eine Lichtquellengruppe 11, einen Multiplexer 13, eine Einheit 14 zur Reduzierung von Ungleichmäßigkeiten der Leuchtdichte und einen Transmissionsfilm 15.
-
Die Lichtquellengruppe 11 umfasst z. B. drei Lichtquellen 11r, 11g, 11b, die jeweils aus einer LED (Light Emitting Diode) bestehen. Die Lichtquelle 11r emittiert ein rotes Licht R, die Lichtquelle 11g emittiert ein grünes Licht G und die Lichtquelle 11b emittiert ein blaues Licht B. Die jeweiligen Lichtquellen 11r, 11g, 11b werden durch die Lichtquellen-Antriebsvorrichtung 5 angetrieben und emittieren Licht mit einer vorgegebenen Lichtintensität und einem vorgegebenen Timing.
-
Der Multiplexer 13 erzeugt das Beleuchtungslicht C durch Ausrichten der optischen Achse des roten Lichts R, des grünen Lichts G oder des blauen Lichts B, die nacheinander von den Lichtquellen 11r, 11g, 11b emittiert werden, und strahlt das erzeugte Beleuchtungslicht C in Richtung der Einheit 14 zur Reduzierung von Ungleichmäßigkeiten der Leuchtdichte aus. Konkret gesagt umfasst der Multiplexer 13 einen Reflexionsspiegel 13a und dichroitische Spiegel 13b, 13c, die ein Licht mit einer bestimmten Wellenlänge reflektieren und ein Licht mit anderen Wellenlängen als der bestimmten Wellenlänge durchlassen. Der Reflexionsspiegel 13a reflektiert das einfallende blaue Licht B in Richtung des dichroitischen Spiegels 13b. Der dichroitische Spiegel 13b lässt das blaue Licht B vom Reflexionsspiegel 13a unverändert durch, während er das einfallende grüne Licht G in Richtung des dichroitischen Spiegels 13c reflektiert. Der dichroitische Spiegel 13c lässt die Lichter B, G vom dichroitischen Spiegel 13b unverändert durch, während er das einfallende rote Licht R in Richtung der Einheit 14 zur Reduzierung von Ungleichmäßigkeiten der Leuchtdichte reflektiert. Dadurch strahlt der dichroitische Spiegel 13c das Beleuchtungslicht C, das sich aus einer Zusammensetzung des roten Lichts R, des grünen Lichts G bzw. des blauen Lichts B ergibt, in Richtung der Einheit 14 zur Reduzierung von Ungleichmäßigkeiten der Leuchtdichte aus.
-
Die Einheit 14 zur Reduzierung von Ungleichmäßigkeiten der Leuchtdichte besteht aus einer Spiegelbox, einer Array-Linse usw. und reduziert Ungleichmäßigkeiten des Lichts durch diffuse Reflexion, Streuung und Brechung des Beleuchtungslichts C vom Multiplexer 13.
Der Transmissionsfilm 15 besteht aus einem durchlässigen Bauelement mit einer Reflektivität von z. B. etwa 5 % und lässt den Großteil des Beleuchtungslichts C unverändert durch, das durch die Einheit 14 zur Reduzierung von Ungleichmäßigkeiten der Leuchtdichte eintrifft, reflektiert aber einen Teil des Lichts in Richtung des Abschnitts 500 zur Erfassung der Lichtintensität.
-
Der Abschnitt 500 zur Erfassung der Lichtintensität besteht aus einem Lichtempfangselement, das z. B. eine Fotodiode aufweist, und ist an einer Position vorgesehen, an der er das vom Transmissionsfilm 15 reflektierte Beleuchtungslicht C empfängt. Der Abschnitt 500 zur Erfassung der Lichtintensität empfängt einen Teil des Beleuchtungslichts C und erfasst die Lichtintensität der jeweiligen Lichter R, G, B, die das Beleuchtungslicht C bilden, im Zeitmultiplex. Wie in 4 gezeigt, gibt der Abschnitt 500 zur Erfassung der Lichtintensität sein Erfassungsergebnis als Lichtintensitätserfassungssignal SFB an eine später beschriebene zweite Steuereinheit 200 der Lichtquellen-Antriebsvorrichtung 5 aus.
Der Abschnitt 600 zur Erfassung der Lichtquellentemperatur erfasst die Temperatur der jeweiligen Lichtquellen 11r, 11g, 11b und gibt das Erfassungsergebnis als Lichtquellentemperatursignal ST an die später beschriebene zweite Steuereinheit 200 der Lichtquellen-Antriebsvorrichtung 5 aus. Außerdem kann ein einziger Abschnitt 600 zur Erfassung der Lichtquellentemperatur für die drei Lichtquellen 11r, 11g, 11b vorgesehen sein, oder es können insgesamt drei für jede der drei Lichtquellen 11r, 11g, 11b vorgesehen sein.
-
Wie in 2 gezeigt, besteht die Beleuchtungsoptik 20 aus einer konkaven Linse u. a. und stellt das von der Beleuchtungsvorrichtung 10 ausgestrahlte Beleuchtungslicht C auf eine dem Anzeigeelement 30 entsprechende Größe ein.
-
Das Anzeigeelement 30 besteht aus einem DMD (Digital Micro-mirror Device), das mehrere bewegliche Mikrospiegel 30a umfasst, bei denen es sich um ein Beispiel für Reflektoren handelt. Die Mikrospiegel 30a umfassen nicht dargestellte Elektroden und werden durch Umschalten des an die Elektroden angelegten Spannungswerts ein- oder ausgeschaltet. Die Mikrospiegel 30a nehmen eine z. B. um +12 Grad geneigte Stellung mit einem Gelenk als Stützpunkt ein, wenn sie eingeschaltet werden, und reflektieren dabei das von der Beleuchtungsoptik 20 ausgestrahlte Beleuchtungslicht C in Richtung des Bildschirms 50 durch die Projektionsoptik 40 hindurch. Die Mikrospiegel 30a nehmen eine z. B. um -12 Grad geneigte Stellung mit dem Gelenk als Stützpunkt ein, wenn sie ausgeschaltet werden, und reflektieren dabei das Beleuchtungslicht C in eine andere Richtung als die der Projektionsoptik 40. Dementsprechend projiziert das Anzeigeelement 30 nur das dem Bild M entsprechende Licht aus dem Beleuchtungslicht C in Richtung der Projektionsoptik 40, indem die jeweiligen Mikrospiegel 30a individuell durch Steuern der später beschriebenen zweiten Steuereinheit 200 der Lichtquellen-Antriebsvorrichtung 5 angetrieben werden.
-
Wie in 2 gezeigt, besteht die Projektionsoptik 40 aus einer konkaven Linse oder einer konvexen Linse usw. und projiziert das Anzeigelicht L vom Anzeigeelement 30 effizient auf den Bildschirm 50.
-
Der Bildschirm 50 besteht aus einem holografischen Diffusor, einem Mikrolinsen-Array, einer Diffusionsplatte usw. Er empfängt das Anzeigelicht L von der Projektionsoptik 40 durch die Rückseite (untere Fläche in 2) und zeigt das Bild M auf der Vorderseite (obere Fläche in 2) an.
-
Der Planspiegel 61 reflektiert das Anzeigelicht L, das das auf dem Bildschirm 50 angezeigte Bild M darstellt, in Richtung des Hohlspiegels 62. Der Hohlspiegel 62 reflektiert das Anzeigelicht L vom Planspiegel 61 in Richtung der Windschutzscheibe 3. Das Anzeigelicht L wird durch den lichtdurchlässigen Abschnitt 71 des Gehäuses 70 durchgelassen und von der Windschutzscheibe 3 in Richtung des Betrachters 4 reflektiert.
-
Der Hohlspiegelantrieb 65 umfasst einen nicht dargestellten Motor und eine nicht dargestellte Zahnradmechanik, die die Antriebskraft des Motors auf den Hohlspiegel 62 überträgt. Der Hohlspiegelantrieb 65 dreht den Hohlspiegel 62 um eine Drehachse Ax, die in vertikaler Richtung entlang der Papieroberfläche von 2 verläuft. Durch Drehen des Hohlspiegels 62 um die Drehachse Ax kann die Strahlposition des Anzeigelichts L gegenüber dem Betrachter 4 in Höhenrichtung verstellt werden.
-
(Lichtquellen-Antriebsvorrichtung 5)
-
Wie in 4 gezeigt, umfasst die Lichtquellen-Antriebsvorrichtung 5 eine Konstantstromzufuhreinheit 300, die der Lichtquellengruppe 11 einen konstanten Strom zuführt, einen Induktor L1, einen Lichtquellenantrieb 43, der die Lichtquellengruppe 11 antreibt, die zweite Steuereinheit 200, die das Anzeigeelement 30 usw. steuert, und eine erste Steuereinheit 100, die den Hohlspiegelantrieb 65 usw. steuert. Bei der ersten und zweiten Steuereinheit 100, 200 handelt es sich um ein Beispiel für eine Steuereinheit, und beim Induktor L1 handelt es sich um ein Beispiel für einen Energiespeicher.
-
Die Konstantstromzufuhreinheit 300 besteht aus einem Konstantstromtreiber-IC (Integrated Circuit), der auf Basis der elektrischen Leistung einer nicht dargestellten Bordbatterie einen konstanten Strom erzeugt, und wird durch die zweite Steuereinheit 200 gesteuert.
Wenn die Konstantstromzufuhreinheit 300 ein Freigabesignal DRV_EN zum Einschalten der Konstantstromzufuhreinheit 300 von der zweiten Steuereinheit 200 empfängt, führt sie dem Lichtquellenantrieb 43 einen konstanten Strom mit einem Wert zu, der einem Stromwert-Verstellsignal IADJ der zweiten Steuereinheit 200 entspricht.
Wenn die Konstantstromzufuhreinheit 300 ein Freigabesignal DRV_EN zum Ausschalten der Konstantstromzufuhreinheit 300 von der zweiten Steuereinheit 200 empfängt, stoppt sie die Zufuhr des konstanten Stroms.
Der Induktor L1 ist zwischen der Konstantstromzufuhreinheit 300 und der Lichtquellengruppe 11 geschaltet.
-
Der Lichtquellenantrieb 43 umfasst Schalter Swr, Swg, Swb, Swc, Swa, Swrl, einen Widerstand R1, einen Kondensator C1 und einen Abschnitt 49 zur Erfassung der Spannung.
Die Schalter Swr, Swg, Swb, Swc, Swa, Swr1 bestehen z. B. aus n-Kanal-FETs (Field Effect Transistors) und werden durch Steuern der zweiten Steuereinheit 200 zwischen einem eingeschalteten Zustand (geschlossener Zustand) und einem ausgeschalteten Zustand (offener Zustand) umgeschaltet.
Der Schalter Swr ist in Reihe mit der Lichtquelle 11r und zwischen der Lichtquelle 11r und der Masse geschaltet. Der Schalter Swg ist in Reihe mit der Lichtquelle 11g und zwischen der Lichtquelle 11g und der Masse geschaltet. Der Schalter Swb ist in Reihe mit der Lichtquelle 11b und zwischen der Lichtquelle 11b und der Masse geschaltet. Der Schalter Swc und der Kondensator C1 sind in Reihe geschaltet. Der Schalter Swr1 und der Widerstand R1 sind in Reihe geschaltet.
Der Schalter Swr, der Schalter Swg, der Schalter Swb, der Kondensator C1 und der Schalter Swc, der Schalter Swa sowie der Widerstand R1 und der Schalter Swc sind parallel zueinander geschaltet. Die Gate-Anschlüsse der jeweiligen Schalter Swr, Swg, Swb, Swc, Swa, Swr1 sind mit der zweiten Steuereinheit 200 verbunden.
-
Die Schalter Swr, Swg, Swb werden eingeschaltet, um den Strom von der Konstantstromzufuhreinheit 300 den entsprechenden Lichtquellen 11r, 11g, 11b zuzuführen und die entsprechenden Lichtquellen 11r, 11g, 11b einzuschalten. Die Schalter Swr, Swg, Swb werden ausgeschaltet, um den Strom von der Konstantstromzufuhreinheit 300 zu den entsprechenden Lichtquellen 11r, 11g, 11b zu unterbrechen und die entsprechenden Lichtquellen 11r, 11g, 11b auszuschalten. Der Schalter Swa hat die Funktion, den von der Konstantstromzufuhreinheit 300 zum Induktor L1 fließenden Induktorstrom lind auf einen Sollwert zu regeln, indem er eingeschaltet wird. Der Schalter Swr1 hat die Funktion, die im Induktor L1 gespeicherte Energie nach außen abzugeben, indem er eingeschaltet wird. Der Widerstand R1 hat die Funktion, zu unterdrücken, dass ein starker Strom zum Schalter Swr1 fließt, wenn die im Induktor L1 gespeicherte Energie nach außen abgegeben wird, und die Funktion, beim Einschalten des Schalters Swa den zum Induktor L1 fließenden Induktorstrom lind zu verstellen.
Der Schalter Swc hat die Funktion, die Neigung der steigenden Flanke der später beschriebenen Impulssignale P1, P2, P3, P4 zu verstellen, indem er eingeschaltet wird und einen Strom der Konstantstromzufuhreinheit 300 dem Kondensator C1 zuführt. Der Abschnitt 49 zur Erfassung der Spannung ist zwischen der Masse und den Schaltern Swr, Swg, Swb, Swc, Swa, Swr1 geschaltet und erfasst ein Spannungserfassungssignal SV und gibt es dann an die zweite Steuereinheit 200 aus.
-
Wie in 4 gezeigt, besteht die erste Steuereinheit 100 aus einem Mikrocontroller, der eine CPU (Central Processing Unit), einen Speicher usw. umfasst, um den Hohlspiegelantrieb 65 zu steuern. Ein durch einen Beleuchtungsstärkensensor 7 erfasstes externes Beleuchtungsstärkesignal (Dimmsignal) SL für die Umgebung des Fahrzeugs 2 wird der ersten Steuereinheit 100 zugeführt. Die erste Steuereinheit 100 gibt das zugeführte Dimmsignal SL an die zweite Steuereinheit 200 aus, genauer gesagt an eine später beschriebene Vergleichseinheit 204.
-
Bei der zweiten Steuereinheit 200 handelt es sich um eine LSI (Large Scale Integration), die eine gewünschte Funktion mittels Hardware realisiert, und besteht z. B. aus einer ASIC (Application Specific Integrated Circuit), einem FPGA (Field Programmable Gate Array) usw.
Ein Videosignal SE zur Anzeige eines Bildes M, ein Lichtquellentemperatursignal ST, das vom Abschnitt 600 zur Erfassung der Lichtquellentemperatur erfasst wird, ein Spannungserfassungssignal SV, das vom Abschnitt 49 zur Erfassung der Spannung erfasst wird, und ein Lichtintensitätserfassungssignal SFB, das vom Abschnitt 500 zur Erfassung der Lichtintensität erfasst wird, werden von einer Videosignal-Zufuhreinheit 700 der zweiten Steuereinheit 200 zugeführt.
Die zweite Steuereinheit 200 nimmt auf Basis des Lichtquellentemperatursignals ST eine Temperaturkorrektur der Beziehung zwischen dem den Lichtquellen 11r, 11g, 11b zugeführten Strom und der Leuchtdichte vor und erkennt auf Basis des Spannungserfassungssignals SV den dem Lichtquellenantrieb 43 zugeführten Stromwert.
-
Die zweite Steuereinheit 200 umfasst eine Lichtquellen-Steuereinheit 201, eine Anzeigeelement-Steuereinheit 202, eine Stromzufuhr-Steuereinheit 203 und eine Vergleichseinheit 204.
-
Die Anzeigeelement-Steuereinheit 202 steuert auf Basis des Videosignals SE die Ein- und Ausschaltung der jeweiligen Spiegel 30a des Anzeigeelements 30 durch das PWM (Pulse Width Modulation) -Verfahren.
-
Die Vergleichseinheit 204 legt auf Basis des Dimmsignals SL einen Schwellwert fest, vergleicht den festgelegten Schwellwert mit dem Lichtintensitätserfassungssignal SFB und gibt ein Vergleichssignal SB, bei dem es sich um das Vergleichsergebnis handelt, an die Stromzufuhr-Steuereinheit 203 aus.
-
Die Stromzufuhr-Steuereinheit 203 steuert die Konstantstromzufuhreinheit 300. Im Detail gibt die Stromzufuhr-Steuereinheit 203 ein Stromwertverstellsignal IADJ und ein Freigabesignal DRV_EN an die Konstantstromzufuhreinheit 300 aus.
Beim Stromwertverstellsignal IADJ handelt es sich um ein Signal zur Regelung des Ausgangsstromwerts der Konstantstromzufuhreinheit 300 auf einen Sollwert. Beim Freigabesignal DRV_EN handelt es sich um ein Signal zum Ein- und Ausschalten der Konstantstromzufuhreinheit 300.
-
Die Lichtquellen-Steuereinheit 201 gibt Freigabesignale R_EN, G_EN, B_EN, S_EN1, S_EN2, C_EN2 an die Schalter Swr, Swg, Swb, Swc, Swa, Swr1 aus, um die Schalter Swr, Swg, Swb, Swc, Swa, Swr1 zu steuern, während sie mit der Bildsteuerung der Anzeigeelement-Steuereinheit 202 synchronisiert wird.
Die Freigabesignale R_EN, G_EN, B_EN, S_EN1, S_EN2, C_EN2 wechseln zwischen Hi und Lo, wobei die Schalter Swr, Swg, Swb, Swc, Swa, Swr1 bei Hi eingeschaltet und bei Lo ausgeschaltet werden.
-
Die Lichtquellen-Steuereinheit 201 gibt das der Lichtquelle 11r entsprechende Freigabesignal R_EN an den Schalter Swr aus, gibt das der Lichtquelle 11g entsprechende Freigabesignal G_EN an den Schalter Swg aus und gibt das der Lichtquelle 11b entsprechende Freigabesignal B_EN an den Schalter Swb aus. Die Lichtquellen-Steuereinheit 201 gibt das Freigabesignal S_EN1 an den Schalter Swa aus, gibt das Freigabesignal S_EN2 an den Schalter Swr1 aus und gibt das Freigabesignal C_EN2 an den Schalter Swc aus.
Die Art und Weise der Steuerung der Schalter Swr, Swg, Swb, Swc, Swa, Swr1 durch die Lichtquellen-Steuereinheit 201 wird später beschrieben.
-
Außerdem kann ein Teil des Steuerungsinhalts der ersten Steuereinheit 100 durch die zweite Steuereinheit 200 ausgeführt werden, oder umgekehrt kann ein Teil des Steuerungsinhalts der zweiten Steuereinheit 200 durch die erste Steuereinheit 100 ausgeführt werden. Es ist auch möglich, die erste und zweite Steuereinheit 100, 200 als eine einzige Steuereinheit auszubilden.
-
Als Nächstes geht die zweite Steuereinheit 200 auf Basis des Dimmsignals SL in einen der Modi mit hoher, mittlerer und niedriger Leuchtdichte über. Die zweite Steuereinheit 200 geht in den Modus mit niedriger Leuchtdichte über, wenn das Dimmsignal SL kleiner oder gleich einem ersten Schwellwert ist, geht in den Modus mit mittlerer Leuchtdichte über, wenn das Dimmsignal SL den ersten Schwellwert überschreitet und kleiner als ein zweiter Schwellwert ist, und geht in den Modus mit hoher Leuchtdichte über, wenn das Dimmsignal SL größer oder gleich dem zweiten Schwellwert ist. Beim ersten Schwellwert handelt es sich um einen Schwellwert in einem Fall, bei dem die Lichtstärke des Anzeigelichts L 800 Candela (cd/m2) beträgt. Beim zweiten Schwellwert handelt es sich um einen Schwellwert in einem Fall, bei dem die Lichtstärke des Anzeigelichts L 4000 Candela (cd/m2) beträgt.
-
Im Folgenden wird der Betrieb der Modi mit hoher, mittlerer und niedriger Leuchtdichte der Reihe nach erläutert.
-
(Modus mit hoher Leuchtdichte)
-
Unter Bezugnahme auf ein Zeitdiagramm in 6 wird der Betrieb der Lichtquellen-Antriebsvorrichtung 5 im Modus mit hoher Leuchtdichte erläutert. Dieses Zeitdiagramm wird gestartet, wenn eine Stromquelle für den Betrieb der HUD-Vorrichtung 1 eingeschaltet wird.
-
Im Modus mit hoher Leuchtdichte wird eine Aus-Periode Tof → Vorbereitungsperiode Tb → mögliche Einschaltperiode Td und danach die Vorbereitungsperiode Tb und die mögliche Einschaltperiode Td so lange wiederholt, wie der Modus mit hoher Leuchtdichte andauert. Als mögliche Einschaltperiode Td werden nacheinander eine mögliche Einschaltperiode Td, in der die Lichtquelle 11r eingeschaltet werden kann, eine mögliche Einschaltperiode Td, in der die Lichtquelle 11g eingeschaltet werden kann, und eine mögliche Einschaltperiode Td, in der die Lichtquelle 11b eingeschaltet werden kann, eingestellt.
-
Obwohl in 6 nicht gezeigt, hält die zweite Steuereinheit 200 das Freigabesignal R_EN auf Hi und die Freigabesignale G_EN, B_EN auf Lo in der möglichen Einschaltperiode Td, in der die Lichtquelle 11r eingeschaltet werden kann. Des Weiteren hält sie das Freigabesignal G_EN auf Hi und die Freigabesignale R_EN, B_EN auf Lo in der möglichen Einschaltperiode Td, in der die Lichtquelle 11g eingeschaltet werden kann. In der möglichen Einschaltperiode Td, in der die Lichtquelle 11b eingeschaltet werden kann, hält sie das Freigabesignal B_EN auf Hi und die Freigabesignale R_EN, G_EN auf Lo.
-
Zu Beginn des Zeitdiagramms in 6 befinden sich die Schalter Swr, Swg, Swb, Swc, Swa, Swr1 im ausgeschalteten Zustand. In der Aus-Periode Tof (z. B. Zeitpunkt t1) schaltet die zweite Steuereinheit 200 den Schalter Swa ein, indem sie das Freigabesignal S_EN1 auf Hi setzt. Dadurch fließt die im Induktor L1 verbliebene Energie, wie ein Pfeil Y1 in 5 zeigt, als Strom durch den Schalter Swa zur Masse. Daher wird der Induktorstrom lind des Induktors L1 auf null gehalten.
-
Als Nächstes führt die zweite Steuereinheit 200 in der Vorbereitungsperiode Tb (z. B. Zeitpunkt t2) einen Strom von der Konstantstromzufuhreinheit 300 zu, indem sie das Freigabesignal DRV_EN auf Hi umschaltet und das Stromwert-Verstellsignal IADJ an die Konstantstromzufuhreinheit 300 ausgibt. Dabei fließt der Strom, wie der Pfeil Y1 in 5 zeigt, von der Konstantstromzufuhreinheit 300 durch den Schalter Swa zur Masse. Dadurch wird der Induktorstrom lind des Induktors L1 auf einen Sollwert erhöht. Dieser Sollwert wird auf Basis des Stromwerts eingestellt, der in der nächsten möglichen Einschaltperiode Td den Lichtquellen 11r, 11g, 11b zugeführt wird, und wird bei jeder möglichen Einschaltperiode Td eingestellt. Das heißt, die zweite Steuereinheit 200 stellt den Sollwert auf Basis des Stromwerts ein, der den Lichtquellen 11r, 11g, 11b in der nächsten möglichen Einschaltperiode Td zugeführt wird, und führt einen konstanten Strom durch das Stromwert-Verstellsignal IADJ über die Konstantstromzufuhreinheit 300 dahingehend zu, dass der Induktorstrom lind den eingestellten Sollwert erreicht. Durch den Widerstand R1 kann der Induktorstrom lind zu Beginn der Vorbereitungsperiode Tb eingestellt werden, wodurch die Regelgenauigkeit des Induktorstroms lind verbessert werden kann.
-
In der möglichen Einschaltperiode Td (z. B. Zeitpunkt t3) schaltet die zweite Steuereinheit 200 den Schalter Swa aus, indem sie das Freigabesignal S_EN1 auf Lo setzt, und schaltet den Schalter Swr ein, indem sie das Freigabesignal R_EN auf Hi setzt, während sie den Zustand aufrechterhält, in dem der konstante Strom von der Konstantstromzufuhreinheit 300 zugeführt wird. Dadurch fließt der Strom, wie ein Pfeil Y4 in 5 zeigt, von der Konstantstromzufuhreinheit 300 durch die Lichtquelle 11r und den Schalter Swr zur Masse. Somit wird die Lichtquelle 11r eingeschaltet. Dabei ist der Stromwert I, der der Lichtquelle 11r zugeführt wird, identisch mit dem Induktorstrom lind am Ende der Vorbereitungsperiode Tb. Daher kann die Lichtquelle 11r mit einer gewünschten Leuchtdichte eingeschaltet werden. Des Weiteren bildet der der Lichtquelle 11r zugeführte Stromwert I ein Rechtecksignal Rw. Im Modus mit hoher Leuchtdichte beträgt das Tastverhältnis, d. h. das Verhältnis der Periode, in der der Strom der Lichtquelle 11r zugeführt wird, zur möglichen Einschaltperiode Td, 100 %.
-
In der möglichen Einschaltperiode Td gibt die Stromzufuhr-Steuereinheit 203 das Freigabesignal DRV_EN zum Ausschalten der Konstantstromzufuhreinheit 300 an die Konstantstromzufuhreinheit 300 aus, wenn durch die Vergleichseinheit 204 beurteilt wird, dass das Lichtintensitätserfassungssignal SFB größer oder gleich dem Schwellwert ist, d. h., wenn das Vergleichssignal SB auf Lo gesetzt wird. Wenn die Konstantstromzufuhreinheit 300 das Freigabesignal DRV_EN zum Ausschalten der Konstantstromzufuhreinheit 300 empfängt, stoppt sie die Zufuhr des Stroms. Dadurch wird die Lichtquelle 11r ausgeschaltet und das Lichtintensitätserfassungssignal SFB unterschreitet den Schwellwert, d. h. das Vergleichssignal SB wird auf Hi gesetzt. Demgegenüber gibt die Stromzufuhr-Steuereinheit 203 das Freigabesignal DRV_EN zum Einschalten der Konstantstromzufuhreinheit 300 an die Konstantstromzufuhreinheit 300 aus, wenn durch die Vergleichseinheit 204 beurteilt wird, dass das Lichtintensitätserfassungssignal SFB den Schwellwert unterschreitet, d. h., wenn das Lichtintensitätserfassungssignal SFB auf Hi gesetzt wird. Wenn die Konstantstromzufuhreinheit 300 das Freigabesignal DRV_EN zum Einschalten der Konstantstromzufuhreinheit 300 empfängt, führt sie der Lichtquelle 11r den Strom zu. Dadurch wird die Lichtquelle 11r eingeschaltet und das Lichtintensitätserfassungssignal SFB wird größer oder gleich dem Schwellwert, d. h. das Vergleichssignal SB wird auf Lo gesetzt.
-
Auf diese Weise ändert sich das Freigabesignal DRV_EN in der möglichen Einschaltperiode Td periodisch zwischen Hi und Lo dahingehend, dass sich das Lichtintensitätserfassungssignal SFB dem Schwellwert nähert, wodurch das Rechtecksignal Rw gebildet wird.
-
Als Nächstes stoppt die zweite Steuereinheit 200 nach Ablauf der möglichen Einschaltperiode Td die Stromzufuhr der Konstantstromzufuhreinheit 300 in der ersten Halbperiode (z. B. Zeitpunkt t4) der Vorbereitungsperiode Tb, indem sie das Freigabesignal DRV_EN auf Lo umschaltet, und sie schaltet den Schalter Swr1 ein, indem sie das Freigabesignal S_EN2 auf Hi setzt. Dadurch fließt die Energie, die in der vorangegangenen möglichen Einschaltperiode Td im Induktor L1 gespeichert wurde, wie ein Pfeil Y3 in 5 zeigt, als Strom durch den Widerstand R1 und den Schalter Swr1 zur Masse. Daher verringert sich der Induktorstrom lind des Induktors L1. Dabei kann durch den Widerstand R1 die Verringerungsgeschwindigkeit des Induktorstroms lind, d. h. die Neigung bei der Verringerung, verstellt werden. Je kleiner der Widerstandswert des Widerstands R1 ist, desto größer ist die Verringerungsgeschwindigkeit des Induktorstroms lind und die Neigung bei der Verringerung. Der Widerstandswert des Widerstands R1 wird so eingestellt, dass der Fluss eines starken Stroms zum Schalter Swr1 unterdrückt wird, wenn die im Induktor L1 gespeicherte Energie nach außen abgegeben wird, wodurch die Wärmeerzeugung des Schalters Swr1 unterdrückt werden kann, und dass außerdem unterdrückt werden kann, dass die im Induktor L1 gespeicherte Energie als Strom zur Konstantstromzufuhreinheit 300 zurückfließt.
-
Als Nächstes führt die zweite Steuereinheit 200 in der letzten Halbperiode (z. B. Zeitpunkt t5) der Vorbereitungsperiode Tb den gleichen Prozess wie zum Zeitpunkt t2 aus. Dadurch wird der Induktorstrom lind des Induktors L1 auf den Sollwert erhöht. Danach werden die mögliche Einschaltperiode Td und die Vorbereitungsperiode Tb abwechselnd in der gleichen Weise wie oben beschrieben wiederholt. Der Modus mit hoher Leuchtdichte wird beendet, wenn die Stromquelle für den Betrieb der HUD-Vorrichtung 1 ausgeschaltet wird, oder wenn der Übergang in einen anderen Modus erfolgt.
-
Damit ist die Erläuterung des Modus mit hoher Leuchtdichte abgeschlossen.
-
(Modus mit mittlerer Leuchtdichte)
-
Unter Bezugnahme auf ein Zeitdiagramm in 7 wird der Betrieb der Lichtquellen-Antriebsvorrichtung 5 im Modus mit mittlerer Leuchtdichte erläutert.
-
Im Modus mit mittlerer Leuchtdichte beträgt das Tastverhältnis, d. h. das Verhältnis der Periode, in der der Strom den Lichtquellen 11r, 11g, 11b zugeführt wird, zur möglichen Einschaltperiode Td, weniger als 100 %, z. B. 20 % bis 40 %. Die folgende Erklärung konzentriert sich auf die Unterschiede zum Modus mit hoher Leuchtdichte.
-
Wie in 7 gezeigt, erhält die zweite Steuereinheit 200, ebenso wie im Modus mit hoher Leuchtdichte, in einer Einschaltdauer Ton (z. B. Zeitpunkt t3) der möglichen Einschaltperiode Td, in der der Strom den Lichtquellen 11r, 11g, 11b zugeführt wird, den Zustand aufrecht, in dem der konstante Strom von der Konstantstromzufuhreinheit 300 zugeführt wird, und schaltet den Schalter Swr ein, indem sie das Freigabesignal R_EN einschaltet. Dadurch wird der Strom des Rechtecksignals Rw der Lichtquelle 11r zugeführt, und die Lichtquelle 11r wird eingeschaltet.
Danach hält die zweite Steuereinheit 200 in einer Ausschaltdauer Tod (z. B. Zeitpunkt t3a) der möglichen Einschaltperiode Td, in der den Lichtquellen 11r, 11g, 11b kein Strom zugeführt wird, das Freigabesignal DRV_EN auf Hi und setzt das Freigabesignal S_EN1 auf Hi, wodurch der Schalter Swa eingeschaltet wird. Dadurch fließt der Strom, wie der Pfeil Y1 in 5 zeigt, von der Konstantstromzufuhreinheit 300 durch den Schalter Swa zur Masse. Daher wird auch in der Ausschaltdauer Tod der Induktorstrom lind auf dem Sollwert gehalten.
Weiterhin gibt die zweite Steuereinheit 200 in der nächsten Vorbereitungsperiode Tb (z. B. Zeitpunkt t4) die im Induktor L1 gespeicherte Energie als Strom über den Widerstand R1 und den Schalter Swr1 an die Masse ab, indem sie auf die gleiche Weise wie im oben beschriebenen Modus mit hoher Leuchtdichte den Schalter Swr1 einschaltet. Dadurch, dass in der Ausschaltdauer Tod der möglichen Einschaltperiode Td der Induktorstrom lind auf dem Sollwert gehalten wird, kann der Induktor L1 in der Vorbereitungsperiode Tb die gespeicherte Energie in kurzer Zeit abgeben. Damit ist die Erläuterung des Modus mit mittlerer Leuchtdichte abgeschlossen.
-
(Modus mit niedriger Leuchtdichte)
-
Unter Bezugnahme auf ein Zeitdiagramm in 8 wird der Betrieb der Lichtquellen-Antriebsvorrichtung 5 im Modus mit niedriger Leuchtdichte erläutert. Dieses Zeitdiagramm wird gestartet, wenn die Stromquelle für den Betrieb der HUD-Vorrichtung 1 eingeschaltet wird.
-
Im Modus mit niedriger Leuchtdichte wird die Periode in der folgenden Reihenfolge wiederholt: Aus-Periode Tof → mögliche Einschaltperiode Tdr, in der die Lichtquelle 11r eingeschaltet werden kann → mögliche Einschaltperiode Tdg, in der die Lichtquelle 11g eingeschaltet werden kann → Aus-Periode Tof → mögliche Einschaltperiode Tdb, in der die Lichtquelle 11b eingeschaltet werden kann.
-
In der Aus-Periode Tof (z. B. Zeitpunkt ta) gibt die zweite Steuereinheit 200 die im Induktor L1 verbliebene Energie ab, indem sie auf die gleiche Weise wie in der oben beschriebenen Aus-Periode Tof im Modus mit hoher Leuchtdichte das Freigabesignal S_EN1 auf Hi setzt, d. h. den Schalter Swa einschaltet.
-
Weiterhin führt die zweite Steuereinheit 200 in der möglichen Einschaltperiode Tdr den Strom als Impulssignale P1, P2, P3, bei denen es sich um Dreieckssignale handelt, der Lichtquelle 11r zu.
-
Im Detail schaltet die zweite Steuereinheit 200, wie in 9 gezeigt, in der möglichen Einschaltperiode Tdr (z. B. Zeitpunkt tb) den Schalter Swc ein, indem sie das Freigabesignal C_EN2 auf Hi setzt. Sie schaltet ferner das Freigabesignal DRV_EN auf Hi um und führt den Strom von der Konstantstromzufuhreinheit 300 zu, indem sie das Stromwert-Verstellsignal IADJ an die Konstantstromzufuhreinheit 300 ausgibt. Dabei wird der Schalter Swa im eingeschalteten Zustand aufrechterhalten, auch wenn der Schalter Swc eingeschaltet wird. Daher fließt der Strom, wie der Pfeil Y1 in 5 zeigt, von der Konstantstromzufuhreinheit 300 durch den Schalter Swa zur Masse, und es fließt kein Strom zum Kondensator C1. Dabei wird der Induktorstrom lind auf den Sollwert verstellt und die Lichtquellen 11r, 11g, 11b sind ausgeschaltet.
-
Weiterhin schaltet die zweite Steuereinheit 200 vor der Zufuhr des Stroms des Impulssignals P1 in der möglichen Einschaltperiode Tdr (z. B. Zeitpunkt tc) den Schalter Swa aus, indem sie das Freigabesignal S_EN1 auf Lo setzt. Dabei wird der Strom des Pfeils Y1 in 5 unterbrochen und, wie der Pfeil Y5 in 5 zeigt, und der Strom fließt von der Konstantstromzufuhreinheit 300 durch den Kondensator C1 und den Schalter Swc zur Masse. Dadurch wird der Kondensator C1 mit Energie geladen.
-
Wenn sich der Kondensator C1 dem vollständig geladenen Zustand nähert, wird der Wert des durch den Kondensator C1 fließenden Stroms kleiner und der der Lichtquelle 11r zugeführte Stromwert I wird erhöht. Dadurch wird die Signalform der steigenden Flanke des Impulssignals P1 gebildet. Durch den Kondensator C1 kann die Neigung der Erhöhung der Vorwärtsspannung der Lichtquelle 11r und die Neigung der steigenden Flanke des Impulssignals P1 verstellt werden.
-
Wenn dann, wie in 9 gezeigt, der Stromwert I einen Zielwert Tgt erreicht, wird das Vergleichssignal SB zu Lo. Zum Zeitpunkt td, zu dem das Vergleichssignal SB zu Lo wird, schaltet die zweite Steuereinheit 200 den Schalter Swa ein, indem sie das Freigabesignal S_EN1 auf Hi setzt. Dabei fließt der Strom, wie der Pfeil Y1 in 5 zeigt, von der Konstantstromzufuhreinheit 300 durch den Schalter Swa zur Masse, und der der Lichtquelle 11r zugeführte Stromwert I verringert sich. Dadurch wird die Signalform der fallenden Flanke des Impulssignals P1 gebildet.
Nachdem die zweite Steuereinheit 200 das Impulssignal P1 auf die oben beschriebene Weise erzeugt hat, erzeugt sie, wie in 8 gezeigt, die Impulssignale P2 und P3 auf die gleiche Weise wie das Impulssignal P1.
-
Weiterhin erzeugt die zweite Steuereinheit 200 in der möglichen Einschaltperiode Tdg nach der möglichen Einschaltperiode Tdr das Impulssignal P4 durch den Stromwert I, der der Lichtquelle 11g zugeführt wird. Ein Zielwert Tgt beim Impulssignal P4 ist kleiner als der oben beschriebene Zielwert Tgt beim Impulssignal P1. Abgesehen von diesem Aspekt wird das Impulssignal P4 durch die gleiche Methode wie das Impulssignal P1 erzeugt.
Als Nächstes erzeugt die zweite Steuereinheit 200 im vorliegenden Beispiel in der möglichen Einschaltperiode Tdb nach einer Aus-Periode Tof ähnlich der oben beschriebenen Aus-Periode Tof kein Impulssignal. Der Strom kann jedoch als Impulssignal auch in der möglichen Einschaltperiode Tdb der Lichtquelle 11b zugeführt werden.
Damit ist die Erläuterung des Modus mit niedriger Leuchtdichte abgeschlossen.
-
(Vorteile)
-
Die Erfindung gemäß der oben erläuterten Ausführungsform bietet die folgenden Vorteile.
-
(1-1) Die HUD-Vorrichtung 1, bei der es sich um ein Beispiel für eine Anzeigevorrichtung handelt, umfasst: eine Konstantstromzufuhreinheit 300, bei der es sich um ein Beispiel für eine Stromzufuhreinheit handelt, die einen Strom zuführt; mehrere Lichtquellen 11r, 11g, 11b, die den Strom der Konstantstromzufuhreinheit 300 empfangen und Lichter R, G, B verschiedener Farben emittieren; einen Induktor L1, bei dem es sich um ein Beispiel für einen Energiespeicher handelt, in dem Energie gespeichert wird, wenn ein Strom den jeweiligen Lichtquellen 11r, 11g, 11b zugeführt wird; ein Anzeigeelement 30 mit Mikrospiegeln 30a, bei denen es sich um ein Beispiel für mehrere Reflektoren handelt, die den Winkel steuern, in dem Licht reflektiert wird; eine Lichtquellen-Steuereinheit 201, die ein Beleuchtungslicht C einer gewünschten Farbe aus Lichtern R, G, B, die von den Lichtquellen 11r, 11g, 11b emittiert werden, in einem feldsequenziellen Verfahren erzeugt, in dem der Strom der Konstantstromzufuhreinheit 300 einer der Lichtquellen 11r, 11g, 11b zugeführt wird, wodurch eine der Lichtquellen 11r, 11g, 11b Licht emittiert, und die Lichtquellen 11r, 11g, 11b, die Licht emittieren, sequenziell umgeschaltet werden; eine Anzeigeelement-Steuereinheit 202, die ein Anzeigelicht L, das einem Bild M entspricht, aus dem Beleuchtungslicht C durch die Mikrospiegel 30a reflektiert; einen Widerstand R1, bei dem es sich um ein Beispiel für einen Energie abgebenden Abschnitt handelt, der die im Induktor L1 gespeicherte Energie abgibt, und einen Schalter Swr1; und einen Schalter Swa, bei dem es sich um ein Beispiel für einen Stromeinstellabschnitt handelt, der auf Basis des Stroms der Konstantstromzufuhreinheit 300 einen im Induktor L1 fließenden Induktorstrom lind steuert. Die Lichtquellen-Steuereinheit 201 gibt vor dem Einschalten der Lichtquellen 11r, 11g, 11b die im Induktor L1 gespeicherte Energie über den Widerstand R1 und den Schalter Swr1 ab und regelt danach auf Basis des Stroms der Konstantstromzufuhreinheit 300 den Induktorstrom lind über den Schalter Swa auf einen Sollwert. Dieser Sollwert wird auf Basis des Stromwerts eingestellt, der beim Einschalten der Lichtquellen 11r, 11g, 11b zugeführt wird. Gemäß dieser Konstruktion wird der Induktorstrom lind auf den Sollwert geregelt, bevor die Lichtquellen 11r, 11g, 11b eingeschaltet werden. Der gewünschte Wert kann daher schnell erreicht werden, wenn die Lichtquellen 11r, 11g, 11b anschließend eingeschaltet werden. Dadurch werden eine Abnahme der Leuchtdichte des Bildes M und eine Verschlechterung der Gradation des Bildes M unterdrückt, und die Anzeigequalität kann verbessert werden.
-
(1-2) Der Stromeinstellabschnitt umfasst einen Schalter Swa, bei dem es sich um ein Beispiel für einen ersten Schalter handelt, der parallel zu den Lichtquellen 11r, 11g, 11b geschaltet ist und durch Steuern der Lichtquellen-Steuereinheit 201 zwischen einem eingeschalteten Zustand, in dem der Induktor L1 mit der Masse verbunden ist, und einem ausgeschalteten Zustand, in dem der Induktor L1 nicht mit der Masse verbunden ist, umgeschaltet wird. Der Energie abgebende Abschnitt umfasst einen Schalter Swrl, bei dem es sich um ein Beispiel für einen zweiten Schalter handelt, der parallel zum Schalter Swa geschaltet ist und durch Steuern der Lichtquellen-Steuereinheit 201 zwischen dem eingeschalteten Zustand, in dem der Induktor L1 mit der Masse verbunden ist, und dem ausgeschalteten Zustand, in dem der Induktor L1 nicht mit der Masse verbunden ist, umgeschaltet wird, und einen Widerstand R1, der in Reihe mit dem Schalter Swr1 geschaltet ist. Die Lichtquellen-Steuereinheit 201 gibt vor dem Einschalten der Lichtquellen 11r, 11g, 11b die im Induktor L1 gespeicherte Energie ab, indem sie den Schalter Swr1 einschaltet, und schaltet danach den Schalter Swr1 aus. Gleichzeitig schaltet sie in dem Zustand, in dem der Strom von der Konstantstromzufuhreinheit 300 zugeführt wird, den Schalter Swa ein, wodurch der Induktorstrom lind auf den Sollwert geregelt wird.
-
Gemäß dieser Konstruktion kann der Induktorstrom lind mit einer einfachen Konstruktion und Steuerung auf den Sollwert geregelt werden, nachdem die Energie des Induktors L1 abgegeben wurde.
Außerdem kann die Wärmeerzeugung durch den Strom der Schalter Swa, Swr1 unterdrückt werden, indem die angemessene Verwendung des Schalters Swr1 zur Abgabe der Energie des Induktors L1 und des Schalters Swa zur Regelung des Induktorstroms lind auf den Sollwert erfolgt.
-
(1-3) Die Lichtquellen-Steuereinheit 201 führt einen Strom von der Konstantstromzufuhreinheit 300 über den Induktor L1 dem Schalter Swa zu, indem in einer Einschaltdauer Ton (z. B. Zeitpunkt t3 in 7) der möglichen Einschaltperiode Td der Strom den Lichtquellen 11r, 11g, 11b zugeführt wird und in einer Ausschaltdauer Tod (z. B. Zeitpunkt t3a in 7) nach der Einschaltdauer Ton der möglichen Einschaltperiode Td der Schalter Swa eingeschaltet wird, und gibt nach der Ausschaltdauer Tod die im Induktor L1 gespeicherte Energie ab, indem der Schalter Swr1 eingeschaltet wird.
Gemäß dieser Konstruktion wird in der Ausschaltdauer Tod der Induktorstrom lind auf dem Sollwert gehalten. Daher kann aufgrund der Eigenschaften des Induktors L1 in der Vorbereitungsperiode Tb nach der Ausschaltdauer Tod die im Induktor L1 gespeicherte Energie in kurzer Zeit abgegeben werden.
-
(2-1) Die HUD-Vorrichtung 1, bei der es sich um ein Beispiel für eine Anzeigevorrichtung handelt, umfasst: eine Konstantstromzufuhreinheit 300, die einen Strom zuführt; mehrere Lichtquellen 11r, 11g, 11b, die den Strom der Konstantstromzufuhreinheit 300 empfangen und Lichter R, G, B verschiedener Farben emittieren; ein Anzeigeelement 30 mit mehreren Mikrospiegeln 30a, die den Winkel steuern, in dem Licht reflektiert wird; eine Lichtquellen-Steuereinheit 201, die ein Beleuchtungslicht C einer gewünschten Farbe aus Lichtern R, G, B, die von den Lichtquellen 11r, 11g, 11b emittiert werden, in einem feldsequenziellen Verfahren erzeugt, in dem der Strom der Konstantstromzufuhreinheit 300 als Impulssignale P1, P2, P3, P4 oder Rechtecksignal Rw einer der Lichtquellen 11r, 11g, 11b zugeführt wird, wodurch eine der Lichtquellen 11r, 11g, 11b Licht emittiert, und die Lichtquellen 11r, 11g, 11b, die Licht emittieren, sequenziell umgeschaltet werden; eine Anzeigeelement-Steuereinheit 202, die ein Anzeigelicht L, das einem Bild M entspricht, aus dem Beleuchtungslicht C durch die Mikrospiegel 30a reflektiert; einen Kondensator C1, der zwischen der Konstantstromzufuhreinheit 300 und der Masse parallel zu den Lichtquellen geschaltet ist, um die Neigung der steigenden Flanke der Impulssignale P1, P2, P3, P4 zu verkleinern; und einen Schalter Swc, bei dem es sich um ein Beispiel für einen Kondensator-Schalter handelt, der in Reihe mit dem Kondensator C1 geschaltet ist. Die Lichtquellen-Steuereinheit 201 schaltet den Schalter Swc ein, wenn der Strom der Konstantstromzufuhreinheit 300 als Impulssignale P1, P2, P3, P4 den Lichtquellen 11r, 11g, 11b zugeführt wird, und schaltet den Schalter Swc aus, wenn der Strom der Konstantstromzufuhreinheit 300 als Rechtecksignal Rw den Lichtquellen 11r, 11g, 11b zugeführt wird.
Gemäß dieser Konstruktion kann der Kondensator C1 die Neigung der steigenden Flanke der Impulssignale P1, P2, P3, P4 durch Einschalten des Schalters Swc verkleinern. Dadurch kann das Auftreten eines Überschwingens, bei dem der den Lichtquellen 11r, 11g, 11b zugeführte Stromwert I den Zielwert Tgt überschreitet, unterdrückt werden. Folglich werden eine Abnahme der Leuchtdichte des Bildes M und eine Verschlechterung der Gradation des Bildes M unterdrückt, und die Anzeigequalität kann verbessert werden.
Da durch Ausschalten des Schalters Swc kein Strom durch den Kondensator C1 fließt, wird außerdem unterdrückt, dass sich der Anstieg des Rechtecksignals Rw durch den Kondensator C1 verzögert.
-
Auf die obige Weise kann der Kondensator C1 durch den Schalter Swc aktiviert oder deaktiviert werden. Daher können die Lichtquellen 11r, 11g, 11b mit einer gewünschten Leuchtdichte eingeschaltet werden.
-
(2-2) Die Lichtquellen-Steuereinheit 201 führt im Modus mit hoher Leuchtdichte den Strom der Konstantstromzufuhreinheit 300 als Rechtecksignal Rw den Lichtquellen 11r, 11g, 11b zu, während der Schalter Swc im ausgeschalteten Zustand aufrechterhalten wird, und führt im Modus mit niedriger Leuchtdichte den Strom der Konstantstromzufuhreinheit 300 als Impulssignale P1, P2, P3, P4 den Lichtquellen 11r, 11g, 11b zu, während der Schalter Swc in einer möglichen Einschaltperiode Td, in der die Lichtquellen 11r, 11g, 11b eingeschaltet werden können, im eingeschalteten Zustand aufrechterhalten wird.
Gemäß dieser Konstruktion funktioniert der Kondensator C1 im Modus mit hoher Leuchtdichte nicht, da der Schalter Swc ausgeschaltet wird. Daher wird im Modus mit hoher Leuchtdichte unterdrückt, dass der Anstieg des Stromwerts I, der den Lichtquellen 11r, 11g, 11b zugeführt wird, durch den Kondensator C1 verzögert wird, und es kann eine hohe Leuchtdichte gewährleistet werden. Demgegenüber wird im Modus mit niedriger Leuchtdichte der Schalter Swc eingeschaltet, so dass der Kondensator C1 die Neigung der steigenden Flanke der Impulssignale P1, P2, P3, P4 verkleinert. Daher wird ein Überschwingen im Modus mit niedriger Leuchtdichte unterdrückt.
-
(2-3) Die HUD-Vorrichtung 1 umfasst einen Schalter Swa, bei dem es sich um ein Beispiel für einen Energie abgebenden Schalter handelt, der parallel zu dem Kondensator C1 und dem Schalter Swc geschaltet ist. Die Lichtquellen-Steuereinheit 201 führt im Modus mit niedriger Leuchtdichte den Strom der Konstantstromzufuhreinheit 300 über den Schalter Swa der Masse zu, indem der Schalter Swa eingeschaltet wird, wenn der Stromwert I, der durch die steigenden Flanken der Impulssignale P1, P2, P3, P4 den Lichtquellen 11r, 11g, 11b zugeführt wird, einen Zielwert Tgt erreicht. Gemäß dieser Konstruktion wird der Schalter Swa eingeschaltet, wenn der Stromwert I den Zielwert Tgt erreicht, wodurch der Strom der Konstantstromzufuhreinheit 300 über den Schalter Swa in die Masse einfließt. Daher kann die Flanke der Impulssignale P1, P2, P3, P4 schnell gesenkt werden, und ein Überschwingen kann unterdrückt werden.
-
Die vorliegende Erfindung wird nicht durch die obige Ausführungsform und Zeichnungen eingeschränkt. Den Umständen entsprechend können Änderungen (einschließlich des Weglassens von Bestandteilen) vorgenommen werden, sofern der Kern der vorliegenden Erfindung nicht verändert wird. Im Folgenden werden abgewandelte Beispiele erläutert.
-
(Abgewandelte Beispiele)
-
In der oben beschriebenen Ausführungsform umfasst der Lichtquellenantrieb 43 den Schalter Swrl, der dem Widerstand R1 entspricht. Es ist jedoch auch möglich, dass er anstelle des Schalters Swrl, wie in 10 gezeigt, eine Zenerdiode ZD1 umfasst. Der Kathodenanschluss der Zenerdiode ZD1 ist mit dem Induktor L1 verbunden, und der Anodenanschluss der Zenerdiode ZD1 ist mit dem Widerstand R1 verbunden.
Wenn die an die Zenerdiode ZD1 angelegte Sperrspannung die Durchbruchspannung der Zenerdiode ZD1 aufgrund der Akkumulation von Energie im Induktor L1 überschreitet, wird aufgrund des Avalanche-Durchbruchseffekts, wie ein Pfeil Yz in 10 zeigt, die im Induktor L1 gespeicherte Energie als Strom über die Zenerdiode ZD1 an die Masse abgegeben. Die Sperrspannung der Zenerdiode ZD1 wird so eingestellt, dass sie die Durchbruchspannung der Zenerdiode ZD1 zu einem Zeitpunkt überschreitet, zu dem das Freigabesignal S_EN2 gemäß der obigen Ausführungsform auf Hi gesetzt wird. Dadurch können die gleichen Wirkungen und Effekte wie bei der obigen Ausführungsform auf einfache Weise hinsichtlich der Steuerung und Konstruktion erreicht werden.
-
Wie in 11 gezeigt, umfasst der Lichtquellenantrieb 43 ferner einen Schalter Swz, der durch die Zenerdiode ZD1 zwischen dem eingeschalteten Zustand und dem ausgeschalteten Zustand umgeschaltet wird. Der Schalter Swz besteht aus einem n-Kanal-FET. Der Gate-Anschluss des Schalters Swz ist zwischen der Zenerdiode ZD1 und dem Widerstand R1 geschaltet, der Drain-Anschluss des Schalters Swz ist mit dem Induktor L1 verbunden, und der Source-Anschluss des Schalters Swz ist mit der Masse verbunden. Wenn bei dieser Konstruktion die an die Zenerdiode ZD1 angelegte Sperrspannung die Durchbruchspannung der Zenerdiode ZD1 aufgrund der Akkumulation von Energie im Induktor L1 überschreitet, erhöht sich die Gate-Spannung des Schalters Swz, wodurch der Schalter Swz eingeschaltet wird. Wird der Schalter Swz eingeschaltet, wird, wie ein Pfeil Yg in 11 zeigt, die im Induktor L1 gespeicherte Energie als Strom über den Schalter Swz an die Masse abgegeben. Durch das Vorsehen des Schalters Swz kann die Energie des Induktors L1 in kurzer Zeit nach außen abgegeben werden.
-
In der obigen Ausführungsform wird die Anzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung auf eine Head-up-Display-Vorrichtung in einem Fahrzeug angewendet. Sie ist jedoch nicht auf die Verwendung in einem Fahrzeug beschränkt, sondern kann auch auf eine Head-up-Display-Vorrichtung angewendet werden, die auf einem Fahrobjekt wie einem Flugzeug, einem Schiff od. dgl. montiert wird. Des Weiteren kann das Anzeigelicht L der HUD-Vorrichtung 1, das auf die Windschutzscheibe 3 projiziert wird, auch auf einen speziellen Combiner projiziert werden. Es ist auch möglich, die Anzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung nicht auf eine Head-up-Display-Vorrichtung, sondern auf eine Anzeigevorrichtung wie einen Projektor anzuwenden, der in Innenräumen oder im Freien verwendet wird.
-
In der obigen Ausführungsform geht die zweite Steuereinheit 200 auf Basis des Werts des Dimmsignals SL in einen der Modi mit hoher, mittlerer und niedriger Leuchtdichte über. Der Übergang zwischen den obigen jeweiligen Modi kann jedoch, ohne darauf beschränkt zu sein, auch dadurch erfolgen, dass eine nicht dargestellte Bedieneinheit, die an der HUD-Vorrichtung 1 oder dem Fahrzeug 2 vorgesehen wird, durch den Betrachter 4 betätigt wird. Es ist auch möglich, dass der Übergang zwischen den jeweiligen Modi entsprechend der Betätigung eines Schalters erfolgt, durch den die Beleuchtung des Fahrzeugs 2 ein- und ausgeschaltet wird.
-
Der Induktor L1, bei dem es sich um ein Beispiel für einen Energiespeicher handelt, kann auch für jede der Lichtquellen 11r, 11g, 11b vorgesehen sein. Der Energiespeicher muss nicht auf den Induktor L1 beschränkt werden, sondern kann auch eine parasitäre Kapazität der Lichtquellen 11r, 11g, 11b sein.
-
In der obigen Ausführungsform schaltet die zweite Steuereinheit 200 den Schalter Swa in der Aus-Periode Tof ein. Ohne darauf beschränkt zu sein, ist es jedoch auch möglich, den Schalter Swr1 einzuschalten. Dadurch kann auch die im Induktor L1 verbliebene Energie abgegeben werden.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- HUD-Vorrichtung
- 2
- Fahrzeug
- 3
- Windschutzscheibe
- 5
- Lichtquellen-Antriebsvorrichtung
- 7
- Beleuchtungsstärkensensor
- 10
- Beleuchtungsvorrichtung
- 11, 11b, 11g, 11r
- Lichtquellen
- 30
- Anzeigeelement
- 30a
- Mikrospiegel
- 43
- Lichtquellenantrieb
- 61
- Planspiegel
- 62
- Hohlspiegel
- 65
- Hohlspiegelantrieb
- 100
- erste Steuereinheit
- 200
- zweite Steuereinheit
- 201
- Lichtquellen-Steuereinheit
- 202
- Anzeigeelement-Steuereinheit
- 203
- Stromzufuhr-Steuereinheit
- 204
- Vergleichseinheit
- 300
- Konstantstromzufuhreinheit
- 500
- Abschnitt zur Erfassung der Lichtintensität
- C1
- Kondensator
- L1
- Induktor
- P1, P2, P3, P4
- Impulssignale
- R1
- Widerstand
- ZD1
- Zenerdiode
- Swr, Swg, Swb, Swrl, Swa, Swc, Swz
- Schalter
- Ton
- Einschaltdauer
- Tod
- Ausschaltdauer
- lind
- Induktorstrom
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
