JP2012212095A - フィールドシーケンシャル画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
反射型表示デバイスであるＤＭＤを車載のような高温環境下で使用する場合、不可逆的な輝点欠陥あるいは黒点欠陥が発生してしまい、表示素子の寿命が短くなり、表示素子の高寿命化の点で改良の余地があった。
【解決手段】
表示制御手段９２は、表示素子３０に表示画像Ｄを表示させ、照明制御手段９１は、表示画像ＤのフレームＦを時間分割したサブフレームＳＦ毎に各照明手段１１ｒ，１１ｇをフィールドシーケンシャル方式により駆動し、フレームＦは、表示制御手段９２が複数の画素を通常駆動させ、照明制御手段９１が照明手段１１ｒ，１１ｇを駆動させることで、表示素子３０に表示画像Ｄを表示する表示期間Ｆａと、
表示制御手段９２が複数の画素を非表示期間駆動させ、照明制御手段９１が照明手段１１ｒ，１１ｇを消灯させることで、表示素子３０に表示画像Ｄを表示させない非表示期間Ｆｂとを設ける。
【選択図】 図８

Description

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

従来、車両のウインドシールド或いはコンバイナと称される半透過板に表示像を投影し、虚像を表示する車両用ヘッドアップディスプレイ装置が種々提案されており、例えば特許文献１に開示されている。車両用ヘッドアップディスプレイ装置１００は車両のダッシュボード内に配設されており、この車両用ヘッドアップディスプレイ装置１００が投影する表示画像Ｄはウインドシールド２００により車両運転者２５０に反射され、車両運転者２５０は虚像Ｖを風景と重畳させて視認することができる（図１参照）。

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

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

特開平５−１９３４００号公報 特開２００９−１０９７１１号公報

しかしながら、反射型表示デバイスであるＤＭＤを車載のような高温環境下で使用する場合、常温環境下と同じように表示素子を駆動してしまうと、表示素子のミラーがＯＮ／ＯＦＦどちらか一定の状態に固着し、不可逆的な輝点欠陥あるいは黒点欠陥が発生してしまい、表示素子の寿命が短くなり、表示素子の高寿命化の点で改良の余地があった。

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

本発明は、前述した課題を解決するため、第１の発明では、複数の画素を有し、表示画像を表示する表示素子と、前記複数の画素を制御する表示制御手段と、第一の発光色にて前記表示素子を照明する第一照明手段と、第二の発光色にて前記表示素子を照明する第二照明手段と、前記表示画像のフレームを時間分割したサブフレーム毎に前記第一照明手段及び前記第二照明手段をフィールドシーケンシャル方式により駆動する照明制御手段と、外部から前記表示画像の表示画像データを入力し、前記表示画像データに基づき、前記表示制御手段と前記照明制御手段とを制御する制御部と、を備え、
前記フレームは、前記表示制御手段が前記複数の画素を通常駆動させ、前記照明制御手段が前記第一照明手段及び前記第二照明手段を駆動させることで、前記表示素子に前記表示画像を表示する表示期間と、
前記表示制御手段が前記複数の画素を非表示期間駆動させ、前記照明制御手段が前記第一照明手段及び前記第二照明手段を消灯させることで、前記表示素子に前記表示画像を表示させない非表示期間と、を備えるものである。

また、第２の発明では、前記非表示期間駆動は、前記複数の画素それぞれを、所定の周期でＯＮ／ＯＦＦ制御させてなるものである。

斯かる構成により、視認者に表示画像を視認させながら、非表示期間において、表示素子の画素を、表示画像とは関連しないＯＮ／ＯＦＦ操作をさせることができ、表示素子の個々の画素が持つヒンジ（表示素子の支点）にかかる負担を軽減することができ、輝点欠陥あるいは黒点欠陥の発生を抑制し、表示素子の寿命を長く保つことができる。

また、第３の発明では、前記非表示期間駆動は、前記フレームにおける前記複数の画素それぞれのＯＮ期間とＯＦＦ期間が略均等になるように、前記複数の画素それぞれを、ＯＮ／ＯＦＦ制御させてなるものである。

また、第４の発明では、前記非表示期間駆動は、前記表示期間における前記複数の画素それぞれのＯＮ／ＯＦＦ比に対し反転させたＯＮ／ＯＦＦ比で、前記複数の画素をそれぞれをＯＮ／ＯＦＦ制御させてなるものである。

また、第５の発明では、前記非表示期間駆動は、前記通常駆動におけるＯＮ／ＯＦＦ制御を反転させてなるものである。
このような第３乃至第５の発明の構成により、表示素子の個々の画素が持つヒンジ（表示素子の支点）にかかるＯＮ制御による負担とＯＦＦ制御による負担とを均一にすることができ、輝点欠陥あるいは黒点欠陥の発生を抑制し、表示素子の寿命を長く保つことができる。

また、第６の発明では、温度を検出し、前記制御部に温度データを出力する温度検出手段をさらに備え、前記温度データが第一閾値以上であるとき、前記フレームは、前記表示期間と、前記非表示期間と、を設けるものであり、
斯かる構成により、高温環境下においてのみ非表示期間を設け、表示素子の個々の画素が持つヒンジ（表示素子の支点）にかかる負担を軽減することができ、輝点欠陥あるいは黒点欠陥の発生を抑制し、表示素子の寿命を長く保つことができる。

また、第７の発明では、前記制御部は、前記フレーム期間内に占める前記非表示期間の割合である非表示割合を、前記非表示割合と前記温度データとを予め関連づけられた制御特性に基づき、前記温度データに合わせ徐々に変化させるものである。
温度データＴが上昇し、第一閾値Ｔ１以上になったとき、非表示割合が０％から５０％等予め定められた割合に急激に変化することで、表示装置の表示輝度が１００％から略５０％に急激に変わってしまい、車両運転者に違和感を与えるおそれがあったが、第７の発明により、非表示割合を徐々に変化させることで表示輝度も緩やかに変化し、車両運転者の視認する表示輝度の変化による違和感を軽減することができる。（図１２参照）

また、第８の発明では、前記制御手段は、前記温度データが前記第一閾値以下から前記第一閾値以上に上昇したとき、第一規制モードに切替え、
前記温度データが前記第一閾値より高温である第二閾値以上から前記第二閾値以下に下降したとき、第二規制モードに切替え、
前記制御手段は、前記第一規制モードにおいて前記温度データが前記第一閾値以下になったとしても、前記非表示割合を前記第一閾値時の前記非表示割合未満には減少させず、
前記制御手段は、前記第二規制モードにおいて、前記温度データが前記第二閾値以上になったとしても、前記非表示割合を前記第二閾値時の前記非表示割合より大きい値には増加させないものであり、斯かる構成により、第６または第７の発明において温度データが閾値付近で揺らいでいるとき、温度データの揺らぎによる表示輝度の揺らぎを軽減することができる。

また、第９の発明では、前記制御手段は、前記第一規制モードにおける制御特性の軌跡と、前記第二規制モードにおける制御特性の軌跡と、が異なる軌跡となるヒステリシス制御特性を備えるものであり、このように制御特性にヒステリシスを持たせることにより、閾値付近における温度データの揺らぎによる表示輝度の揺らぎを軽減できる。

また、第１０の発明では、前記制御手段は、前記温度データが前記第一閾値以下から前記第一閾値以上に上昇したとき、上昇優先モードに切替え、
前記温度データが前記第一閾値より高温である第二閾値以上から前記第二閾値以下に下降したとき、下降優先モードに切替え、
前記制御手段は、前記上昇優先モードにおいて、前記温度データの上昇に基づき前記非表示割合を増加させ、前記温度データが下降しても前記非表示割合を減少させず、
前記制御手段は、前記下降優先モードにおいて、前記温度データの下降に基づき前記非表示割合を減少させ、前記温度データが上昇しても前記非表示割合を増加させないものであり、斯かる構成により、温度データが、第一閾値と第二閾値の間で停滞している際、温度データの揺らぎによる表示輝度の揺らぎを軽減させることができる。

また、第１１の発明では、前記フレームにおける前記複数の画素それぞれのＯＦＦ期間は、前記画素のＯＮ期間よりも長いものである。

また、第１２の発明では、前記非表示期間は、前記表示期間よりも長いものである。
このように表示素子の個々の画素が持つヒンジ（表示素子の支点）にかかるＯＦＦ期間が、ＯＮ期間より若干長くなることで、仮に画素の固着が発生した場合でも、ＯＮ期間で固着する可能性を低下させることができ、それにより特に輝点欠陥の発生を抑制し、視認者が輝点欠陥（表示）を注視することによる集中力の低下を抑制することができる。

本発明は、高温環境下において、表示素子に非表示期間を設けることにより、表示素子にかかる負担を軽減することで、表示素子の寿命を長くすることができ、また高温環境下において急激な輝度変化をなくし、車両運転者に違和感を与えないフィールドシーケンシャル画像表示装置を提供する。

本発明の実施形態における概観図 上記実施形態を示す表示装置の断面図 上記実施形態の照明光を発生する照明装置の概念図 上記実施形態の電気的構成説明図 上記実施形態の表示素子におけるフィールドの概略図 上記実施形態のフィールドシーケンシャル駆動のタイムチャート概略図 上記実施形態の非表示期間−温度データの制御特性図 上記実施形態の非表示期間の説明図 上記実施形態の非表示期間のタイムチャート説明図 上記実施形態の非表示期間の変形例を示すタイムチャート説明図 第二実施形態の非表示期間のタイムチャート説明図 第三実施形態の非表示期間−温度データの制御特性図 第三実施形態の非表示期間の説明図 第四実施形態の非表示期間−温度データの制御特性図 第五実施形態の非表示期間−温度データの制御特性図 第六、九実施形態の温度変化によるフローチャート図 第六実施形態の温度変化によるフローチャート図（第一、第二規制モード） 第七実施形態の非表示期間−温度データの制御特性図（ヒステリシス制御） 第八実施形態の温度変化によるフローチャート図（ループ制御） 第九実施形態の温度変化によるフローチャート図（上昇、下降優先モード）

以下、添付図面に基づいて、本発明を車両用ヘッドアップディスプレイ装置１００に適用した一実施形態について説明する。
図１は、本発明の一実施例であるヘッドアップディスプレイ装置１００を車両に搭載した際の概観を示した図である。ヘッドアップディスプレイ装置１００は、車両のダッシュボード内に設けられ、生成した表示画像Ｄを表す表示光Ｌをウインドシールド２００で反射させることにより、車両運転者２５０に車両情報を表す表示画像Ｄの虚像Ｖを視認させるものである。車両運転者２５０は、前方から視線を逸らさずに虚像Ｖを視認できる。

図２は、本発明の一実施例であるヘッドアップディスプレイ装置１００の構成図である。ヘッドアップディスプレイ装置１００は、照明装置１０と、照明光学系２０と、表示素子３０と、温度検出手段４０と、投射光学系５０と、スクリーン６０と、平面ミラー７０と、凹面ミラー７５と、表示画像Ｄが出射する窓部８１を有するハウジング８０と、制御部９０と、を備えている。

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

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

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

反射ミラー１３ａは、緑色ダイオード１１ｇから発する光Ｇの進行方向側に所定の角度をもって配設され、光Ｇを反射する。
ダイクロイックミラー１３ｂは、赤色ダイオード１１ｒからの光Ｒの進行方向側に所定の角度をもって配設され、反射ミラー１３ａに反射された光Ｇを透過し、光Ｒを反射する。
ダイクロイックミラー１３ｃは、青色ダイオード１１ｂからの光Ｂの進行方向側に所定の角度をもって配設され、ダイクロイックミラー１３ｂにより透過、反射された光Ｒと光Ｇとを透過し、光Ｂを反射する。

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

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

表示素子３０は、可動式のマイクロミラーを備えたＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏ−ｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）からなり、このマイクロミラーの下部に設けた電極をマイクロセカンドオーダという非常に短い時間で駆動することによりＯＮ／ＯＦＦの二つの状態を持たせることで各マイクロミラーは鏡面をヒンジを支点に±１２度傾斜させることができる。ミラーがＯＮのときは、ヒンジを支点に＋１２度傾斜し、照明光学系２０から出射された照明光Ｃを後述する投射光学系５０方向に反射する。ＯＦＦのときは、ヒンジを支点に−１２度傾斜し、照明光Ｃは投射光学系５０方向に反射しない。従って、各ミラーを個別に駆動することにより、表示画像Ｄを投射光学系５０方向に投射する。
表示素子３０の各ミラーは、車両用ヘッドアップディスプレイ装置１００が電源ＯＦＦの時、ＯＮ制御における傾斜と、ＯＦＦ制御における傾斜の中間点に戻され、本実施形態においては０度の位置で駆動を停止する。

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

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

平面ミラー７０は、スクリーン６０に表示された表示画像Ｄを後述する凹面ミラー７５に向かって反射させる。
凹面ミラー７５は、凹面鏡等であり、平面ミラー７０で反射された表示光Ｌを凹面で反射させることで、反射光を後述の窓部８１に向かって出射する。これにより、結像される虚像Ｖは、スクリーン６０に表示された表示画像Ｄが拡大された大きさになる。

ハウジング８０は、硬質樹脂等から形成され、上方に所定の大きさの窓部８１を備えた箱状になっている。ハウジング８０は、照明装置１０と、照明光学系２０と、表示素子３０と、温度検出手段４０と、投射光学系５０と、スクリーン６０と、平面ミラー７０と、凹面ミラー７５等を所定の位置に収納する。

窓部８１は、アクリル等の透光性樹脂から湾曲形状に形成されており、ハウジング８０の開口部に溶着等により取り付けられる。窓部８１は、凹面ミラー７５で反射された光を透過させる。

次に、図４乃至６を用いてヘッドアップディスプレイ装置１００の電気的構成について説明する。図４は本実施形態の表示装置の電気的構成説明図であり、図５は実施形態の表示素子３０（ＤＭＤ）におけるフィールド（画素）の概略図であり、図６は実施形態のフィールドシーケンシャル駆動のタイムチャート概略図である。

制御部９０は、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）により構成され、ＬＶＤＳ（Ｌｏｗ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｓｉｇｎａｌ）通信等によって表示画像Ｄを表示するための映像信号３００が外部より入力され、この映像信号３００の要求する光の輝度と発光タイミングで照明装置１０を制御するための照明制御データ３１０と、さらに前記映像信号３００の要求する表示画像Ｄを表示素子３０に表示するための表示制御データ３２０を、照明制御部９１と表示制御部９２とにそれぞれ出力することで、ヘッドアップディスプレイ装置１００における表示画像Ｄの出力動作を制御する。

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

以上の構成からなるヘッドアップディスプレイ装置１００の動作を簡潔に述べれば、
（１）制御部９０は、外部からの映像信号３００に基づき、照明制御データ３１０と表示制御データ３２０を生成する。
（２）照明装置１０は、照明制御データ３１０に基づき、フィールドシーケンシャル駆動方式により照明光Ｃを表示素子３０に出射する。
（３）表示素子３０は、表示制御データ３２０に基づき、表示素子３０の個々のミラーをＯＮ／ＯＦＦ制御することで、照明装置１０からの照明光Ｃを表示画像Ｄとしてスクリーン６０に向けて投影する。
（４）スクリーン６０に表示された表示画像Ｄを表す表示光Ｌは平面ミラー７０によって凹面ミラー７５に向けて反射される。
（５）表示画像Ｄは、凹面ミラー７５によって所定の大きさに拡大され、拡大された表示画像Ｄを表す表示光Ｌが、ウインドシールド２００で反射されることで、ウインドシールド２００の前方に表示画像Ｄの虚像Ｖが結ばれる。このように、ヘッドアップディスプレイ装置１００は、車両運転者２５０に表示画像Ｄを虚像Ｖとして視認させることを可能とする。

これより、ヘッドアップディスプレイ装置１００の温度データＴに基づく制御方法について述べる。

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

前記フレームＦ期間内は、表示素子３０の個々のミラーが通常駆動する表示期間Ｆａと、非表示期間駆動する非表示期間Ｆｂと、を備え、フレームＦ期間内の非表示期間Ｆｂの占める割合を非表示割合Ｐとする。
表示期間Ｆａは、上述したように、照明装置１０が照明制御データ３１０に基づき、フィールドシーケンシャル駆動方式により表示画像Ｄを表示素子３０方向に出射し、表示素子３０は、表示制御データ３２０に基づき、表示素子３０の個々のミラーをＯＮ／ＯＦＦ制御することで、照明装置１０からの照明光Ｃをスクリーン６０に向けて表示画像Ｄとして投影する期間のことである。
非表示期間Ｆｂは、照明装置１０を消灯し、表示素子３０の個々のミラーを、所定の周期でＯＮ／ＯＦＦ制御する非表示期間駆動を行う。
この非表示期間駆動とは、表示素子３０の個々のミラーを、所定の周期でＯＮ／ＯＦＦ制御させるものであり、例えば図９に示すように、表示素子３０の各フィールドＡ，Ｅが表示期間Ｆａ中の通常駆動の様子によらず、予め制御部９０に設定されたプログラムにより、ＯＮ／ＯＦＦ制御されるものである。
斯かる構成により、表示素子３０の個々のミラーは、所定の周期でＯＮ／ＯＦＦ制御されるので、ＯＮ／ＯＦＦどちらかの状態で固着されるのを抑制することができる。

また、図１０（ａ）に示すように、表示期間Ｆａにおける各ミラーのＯＮ期間及びＯＦＦ期間を算出し、その算出結果からフレームＦ内のＯＮ期間とＯＦＦ期間が略均一（ＯＮ期間：ＯＦＦ期間≒５０：５０）になるように、非表示期間Ｆｂにおける各ミラーのＯＮ期間及びＯＦＦ期間を算出し、その算出結果に基づき、非表示期間駆動を行っても良い。
また、図１０（ｂ）に示すように、表示期間ＦａにおけるＯＮ期間とＯＦＦ期間の割合が１０：９０であれば、非表示期間ＦｂにおけるＯＮ期間とＯＦＦ期間の割合は９０：１０に設定するように、表示期間Ｆａにおける個々のミラーのＯＮ／ＯＦＦ比を反転させたＯＮ／ＯＦＦ比で、非表示期間駆動を行っても良い。
また、図１０（ｃ）に示すように、表示期間Ｆａにおける通常駆動のＯＮ／ＯＦＦ制御を反転駆動させてもよい。この反転駆動とは、表示素子３０が表示期間ＦａにおいてＯＮ駆動であったタイミングは非表示期間ＦｂにおいてはＯＦＦ駆動を行い、表示素子３０が表示期間ＦａにおいてＯＦＦ駆動であったタイミングは非表示期間ＦｂにおいてはＯＮ駆動を行うことである。つまり非表示期間Ｆｂのパルスは、表示期間Ｆａのパルスとパルス幅が同じもしくは縮小・拡大したパルスをＯＮ／ＯＦＦ反転させたパルスである。
斯かる構成により、フレーム毎における表示素子の個々のミラーのＯＮ期間とＯＦＦ期間を略均一にすることができ、個々のミラーがＯＮ／ＯＦＦどちらかの状態で固着してしまうことを抑制することができる。

図７に示すように、制御部９０は、温度データＴが予め定められた第一閾値Ｔ１未満であると判定したとき、非表示割合Ｐを０に設定し、フレームＦ期間内に非表示期間Ｆｂを設けず、通常駆動のみを行う。
温度データＴが、予め定められた第一閾値Ｔ１以上であると判定したとき、フレームＦ期間内は、非表示割合Ｐを第二閾値非表示割合Ｐ２に設定し、図８に示すようにフレームＦ期間内に表示期間Ｆａと、非表示期間Ｆｂとを設け、図８に示すように、通常駆動のあとに非表示期間駆動を行う。第二閾値非表示割合Ｐ２は、表示素子３０の個々のミラーのＯＮ期間とＯＦＦ期間がほぼ等しくなるよう設定することが望ましい。

斯かる構成により、温度データＴが予め定められた第一閾値Ｔ１以上であるとき、表示素子３０の全ての画素は、フレーム周波数Ｆの期間内でＯＮ駆動であった期間とＯＦＦ駆動であった期間が略均一になり、表示素子３０の個々の画素が持つヒンジ（表示素子３０の支点）にかかる負担を軽減することができ、輝点欠陥あるいは黒点欠陥の発生を抑制し、高温環境下で使用しても表示素子３０の寿命を長く保つことができる。

また、上記の実施例において、非表示期間Ｆｂが第一閾値Ｔ１以上である場合に設けられていたが、温度によらず一定に設けられても良い。

また、上記の実施例において、フレーム内における個々の画素のＯＮ期間とＯＦＦ期間を略均一としたが、フレーム内における個々の画素のＯＮ期間が４８％、ＯＦＦ期間が５２％のように、ＯＦＦ期間をＯＮ期間より若干長くすることが望ましい。
斯かる構成により、仮に固着した場合でも、ＯＮ期間で固着する可能性を極端に低下させることができ、つまりは輝点欠陥の発生する可能性を極端に低下させることができる。よって、本実施例におけるヘッドアップディスプレイ装置を視認するものが輝点欠陥（表示）を注視し、運転に対する集中力が低下することを抑制することができる。
また、同様の理由から、フレーム内における非表示期間Ｆｂを、表示期間Ｆａより長く設定することが望ましい。

以下、本実施形態の変形例について、図１１乃至図２０を参照して説明する。

（第二実施形態）
上記の実施例においては、フレームＦの前半に表示期間Ｆａを設け、フレームＦの後半に非表示期間Ｆｂを設けたが、この限りではなく、非表示期間Ｆｂは、図１１に示すように、サブフレームＳＦ毎に非表示期間Ｆｂを設けてもよい。

（第三実施形態）
制御手段９０は、図１２，１３に示すように、非表示割合Ｐと温度データＴとを予め関連づけた制御特性に基づき、温度データＴにより非表示割合Ｐを徐々に変化させる。

第一または第二実施形態においては、温度データＴが第一閾値Ｔ１以上になったとき、非表示割合Ｐが０％（Ｒ１）から５０％（Ｒ２）に急激に変化することで、表示装置の表示輝度が１００％から５０％に急激に変わってしまい、車両運転者２５０に違和感を与える恐れがあったが、
第三実施形態においては、前記制御データに基づき、非表示割合Ｐを徐々に変化させることで表示輝度も緩やかに変化し、車両運転者２５０の視認する表示輝度の変化による違和感を軽減することができる。

（第四実施形態）
また、図１２に示すように、上記実施形態の制御特性は、温度データＴに基づき連続的に非表示割合Ｐを変化させていくが、図１４のように段階的に非表示割合Ｐを変化させてもよい。

（第五実施形態）
また、図１５に示すように、温度データＴの下降方向と上昇方向とで検出温度の切替え幅を異ならせてもよい。

（第六実施形態）
また、図１６と図１７を用いて第七実施形態について説明する。
図１６は、温度データＴに基づく非表示割合Ｐの制御についてのフローチャートであり、図１７は、後述する（ａ）第一規制モードＭａと、（ｂ）第二規制モードＭｃに関するフローチャートである。
まず、（Ｓ１）制御部９０は温度検出手段４０から温度データＴを入力する。
（Ｓ２）制御部９０は温度データＴを判定する。
（Ｓ３ａ）温度データＴがＴ≦Ｔ１（第一閾値）のとき、制御特性に基づき、非表示割合Ｐを調整する。（Ｓ４ａ）その後、新たに温度データＴを入力する。
（Ｓ５ａ）制御部９０は温度データＴを判定する。（Ｔ１＜Ｔ）（Ｓ６ａ）温度データＴがＴ１＜Ｔのとき、制御特性に基づき、非表示割合Ｐを調整する。
（Ｓ７ａ）第一規制モードＭａに切替える。（Ｓ８ａ）新たに温度データＴを入力する。（Ｓ９ａ）制御部９０は温度データＴを判定する。（Ｔ１＜Ｔ）
（Ｓ１０ａ）温度データＴがＴ１＜Ｔのとき、制御特性に基づき、非表示割合Ｐを調整する。（Ｓ１１ａ）温度データＴがＴ≦Ｔ１のとき、制御特性に基づき、非表示割合Ｐを第一閾値非表示割合Ｐ１に調整する。（Ｓ１２ａ）Ｔ２≦Ｔになるまで、Ｓ８ａ〜Ｓ１２ａを繰り返す。Ｔ２≦Ｔになったら、第一規制モードＭａを終了する。
また、第二規制モードＭｃについては、第一規制モードＭａと制御が類似するので説明は省略する。

斯かる構成により、閾値付近における温度データＴの揺らぎによる表示輝度の揺らぎを軽減できる。

（第七実施形態）
さらに、第七実施形態として、
制御手段９０は第一閾値Ｔ１と第二閾値Ｔ２に基づく制御に加え、第一閾値Ｔ１以上第二閾値Ｔ２未満である予め定められた所定の第三閾値Ｔ３と、第一閾値Ｔ１以下の予め定められた所定の第四閾値Ｔ４に基づく制御を行う。
制御手段９０は、温度データＴが上昇時、第一閾値Ｔ１以上であると判定したとき、制御特性に基づき非表示割合Ｐを調整し、第二閾値Ｔ２以上であると判定したときは、非表示割合Ｐを第二閾値非表示割合Ｐ２に調整する。
また、制御手段９０は、温度データＴが下降時、第三閾値Ｔ３以下であると判定したとき、制御特性に基づき非表示割合Ｐを調整し、第四閾値Ｔ４以下であると判定したときは、非表示割合Ｐを第一閾値非表示割合Ｐ１に調整する。
つまり、第七実施形態において制御手段９０は、第七実施形態で述べた温度上昇優先駆動の制御特性の軌跡と、温度上昇優先駆動の制御特性の軌跡と、を異ならせるヒステリシス制御特性を備える。（図１８）

このようにヒステリシス制御特性を持たせることにより、閾値付近における温度データＴの揺らぎによる表示輝度の揺らぎを軽減できる。
また、上述のようにヒステリシス制御ができればよいので、閾値をＴ４’→Ｔ３’→Ｔ２→Ｔ１→のようなループ制御にしてもよい。（第八実施形態）（図１９）

（第九実施形態）
また、図１６と図２０を用いて第九実施形態について説明する。
図２０は、後述する（ａ）上昇優先モードＭｄと、（ｂ）下降優先モードＭｅに関するフローチャートである。
まず、（Ｓ１）制御部９０は温度検出手段４０から温度データＴを入力する。
（Ｓ２）制御部９０は温度データＴを判定する。
（Ｓ３ｄ）温度データＴがＴ≦Ｔ１（第一閾値）のとき、制御特性に基づき、非表示割合Ｐを調整する。（Ｓ４ｄ）その後、新たに温度データＴを入力する。
（Ｓ５ｄ）制御部９０は温度データＴを判定する。（Ｔ１＜Ｔ）（Ｓ６ｄ）温度データＴがＴ１＜Ｔのとき、制御特性に基づき、非表示割合Ｐを調整する。
（Ｓ７ｄ）上昇優先モードＭｄに切替える。（Ｓ８ｄ）新たに温度データＴを入力する。（Ｓ９ｄ）制御部９０は温度上昇したかを判定する。（Ｓ１０ｄ）温度データＴが上昇したとき、制御特性に基づき、非表示割合Ｐを調整する。温度データＴが上昇していないとき、非表示割合Ｐは変化しない。（Ｓ１１ｄ）Ｔ２≦Ｔになるまで、Ｓ８ｄ〜Ｓ１１ｄを繰り返す。Ｔ２≦Ｔになったら、上昇優先モードＭｄを終了する。
また、下降優先モードＭｅについては、上昇優先モードＭｄと制御が類似するので説明は省略する。

このように、非表示割合Ｐの変化を上昇優先もしくは下降優先とすることで、温度データＴの揺らぎによる表示輝度の揺らぎを軽減できる。

このように本実施形態によれば、温度検出手段４０が出力した表示素子３０の温度データＴに基づいて、高温環境下において、フレームＦ期間内に非表示期間Ｆｂを設けることにより、表示素子３０の寿命を長くすることができ、さらに、閾値付近における急激な輝度変化を緩やかにし、車両運転者の輝度変化による違和感を軽減できる。

なお、本実施形態はヘッドアップディスプレイ装置であったが、本発明はコンビネーションメータ、ナビゲーション装置等の直視タイプの車両用表示器に適用するものであってもよい。
また、照明手段１１は発光ダイオードに限定されるものではなく、例えば半導体レーザでもよい。
また、制御部９０は、本実施例では、ハウジング８０の外側に配設されているが、ハウジング８０内に配設されてもよい。

１００ ヘッドアップディスプレイ装置
（フィールドシーケンシャル表示装置）
２００ ウインドシールド
２５０ 車両運転者視点
３００ 映像信号
３１０ 照明制御データ
３２０ 表示制御データ
１０ 照明装置
１１ 照明手段
１１ｒ 赤色発光ダイオード
１１ｇ 緑色発光ダイオード
１１ｂ 青色発光ダイオード
１２ 回路基板
１３ 反射透過光学手段
１３ａ 反射板
１３ｂ ダイクロイックミラー
１３ｃ ダイクロイックミラー
１４ 輝度ムラ低減光学手段
２０ 照明光学系
３０ ＤＭＤ（表示素子）
４０ 温度検出手段
４１ 温度センサ
４２ Ａ／Ｄ変換器
５０ 投射光学系
６０ スクリーン
７０ 平面ミラー
７５ 凹面ミラー
８０ ハウジング
８１ 窓部
９０ ＦＰＧＡ（制御部）
９１ 照明制御部
９２ 表示制御部
Ｒ 照明光（赤）
Ｇ 照明光（緑）
Ｂ 照明光（青）
Ａ フィールド（ＤＭＤの画素）
Ｅ フィールド（ＤＭＤの画素）
Ｃ 照明光
Ｄ 表示画像
Ｆ フレーム
Ｆａ 表示期間
Ｆｂ 非表示期間
Ｌ 表示光
Ｍａ 第一規制モード
Ｍｃ 第二規制モード
Ｍｄ 上昇優先モード
Ｍｅ 下降優先モード
Ｐ 非表示割合
Ｐ１ 第一閾値非表示割合
Ｐ２ 第二閾値非表示割合
Ｖ 虚像
ＳＦ サブフレーム
Ｔ 温度データ
Ｔ１ 第一閾値
Ｔ２ 第二閾値
Ｔ３ 第三閾値
Ｔ４ 第四閾値

Claims (12)

1. 複数の画素を有し、表示画像を表示する表示素子と、
   前記複数の画素を制御する表示制御手段と、
   第一の発光色にて前記表示素子を照明する第一照明手段と、
   第二の発光色にて前記表示素子を照明する第二照明手段と、
   前記表示画像のフレームを時間分割したサブフレーム毎に前記第一照明手段及び前記第二照明手段をフィールドシーケンシャル方式により駆動する照明制御手段と、
   外部から前記表示画像の表示画像データを入力し、前記表示画像データに基づき、前記表示制御手段と前記照明制御手段とを制御する制御部と、を備え、
   前記フレームは、
   前記表示制御手段が前記複数の画素を通常駆動させ、前記照明制御手段が前記第一照明手段及び前記第二照明手段を駆動させることで、前記表示素子に前記表示画像を表示する表示期間と、
   前記表示制御手段が前記複数の画素を非表示期間駆動させ、前記照明制御手段が前記第一照明手段及び前記第二照明手段を消灯させることで、前記表示素子に前記表示画像を表示させない非表示期間と、を備えること、を特徴とするフィールドシーケンシャル画像表示装置。
2. 前記非表示期間駆動は、前記複数の画素それぞれを、所定の周期でＯＮ／ＯＦＦ制御させてなること、を特徴とする請求項１に記載のフィールドシーケンシャル画像表示装置。
3. 前記非表示期間駆動は、前記フレームにおける前記複数の画素それぞれのＯＮ期間とＯＦＦ期間が略均等になるように、前記複数の画素それぞれを、ＯＮ／ＯＦＦ制御させてなること、を特徴とする請求項１または請求項２に記載のフィールドシーケンシャル画像表示装置。
4. 前記非表示期間駆動は、前記表示期間における前記複数の画素それぞれのＯＮ／ＯＦＦ比に対し反転させたＯＮ／ＯＦＦ比で、前記複数の画素をそれぞれをＯＮ／ＯＦＦ制御させてなること、を特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のフィールドシーケンシャル画像表示装置。
5. 前記非表示期間駆動は、前記通常駆動におけるＯＮ／ＯＦＦ制御を反転させてなること、を特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のフィールドシーケンシャル画像表示装置。
6. 温度を検出し、前記制御部に温度データを出力する温度検出手段をさらに備え、前記温度データが第一閾値以上であるとき、前記フレームは、前記表示期間と、前記非表示期間と、を設けること、を特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のフィールドシーケンシャル画像表示装置。
7. 前記制御部は、前記フレーム期間内に占める前記非表示期間の割合である非表示割合を、前記非表示割合と前記温度データとを予め関連づけられた制御特性に基づき、前記温度データに合わせ徐々に変化させること、を特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載のフィールドシーケンシャル画像表示装置。
8. 前記制御手段は、前記温度データが前記第一閾値以下から前記第一閾値以上に上昇したとき、第一規制モードに切替え、
   前記温度データが前記第一閾値より高温である第二閾値以上から前記第二閾値以下に下降したとき、第二規制モードに切替え、
   前記制御手段は、前記第一規制モードにおいて前記温度データが前記第一閾値以下になったとしても、前記非表示割合を前記第一閾値時の前記非表示割合未満には減少させず、
   前記制御手段は、前記第二規制モードにおいて、前記温度データが前記第二閾値以上になったとしても、前記非表示割合を前記第二閾値時の前記非表示割合より大きい値には増加させないこと、を特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載のフィールドシーケンシャル画像表示装置。
9. 前記制御手段は、前記第一規制モードにおける制御特性の軌跡と、前記第二規制モードにおける制御特性の軌跡と、が異なる軌跡となるヒステリシス制御特性を備えること、を特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれかに記載のフィールドシーケンシャル画像表示装置。
10. 前記制御手段は、前記温度データが前記第一閾値以下から前記第一閾値以上に上昇したとき、上昇優先モードに切替え、
    前記温度データが前記第一閾値より高温である第二閾値以上から前記第二閾値以下に下降したとき、下降優先モードに切替え、
    前記制御手段は、前記上昇優先モードにおいて、前記温度データの上昇に基づき前記非表示割合を増加させ、前記温度データが下降しても前記非表示割合を減少させず、
    前記制御手段は、前記下降優先モードにおいて、前記温度データの下降に基づき前記非表示割合を減少させ、前記温度データが上昇しても前記非表示割合を増加させないこと、を特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれかに記載のフィールドシーケンシャル画像表示装置。
11. 前記フレームにおける前記複数の画素それぞれのＯＦＦ期間は、前記画素のＯＮ期間よりも長いこと、を特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれかに記載のフィールドシーケンシャル画像表示装置。
12. 前記非表示期間は、前記表示期間よりも長いこと、を特徴とする請求項１乃至請求項１１のいずれかに記載のフィールドシーケンシャル画像表示装置。

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