JP2015044511A - 車両用表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】消費電力を抑えつつ、速やかに安定した画像出力を行うことができる。【解決手段】走査部３０は、ＬＤ１１から出射される光を走査し、表示コントローラ４００は、入力した画像情報を処理してＬＤ１１を制御し、ペルチェ素子１５は、温度制御部５００からの駆動信号に基づきＬＤ１１の温度を調整し、温度制御部５００は、温度検出部１７が検出したＬＤ１１の温度に基づき、ＬＤ１１及び表示コントローラ４００を制御停止状態にさせ、表示コントローラ４００の制御停止後、ペルチェ素子１５の駆動電力を増加させる。【選択図】図３

Description

本発明は、自動車などに搭載され、虚像により車両情報を表示する車両用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、虚像を車両運転者に視認させる車両用表示装置が種々提案されており、これらの車両用表示装置は、車両のダッシュボード内に配設され、ウインドシールドに表示光を照射することにより、車両運転者に、この表示像の虚像と風景とを重畳して視認させることができるものである。

このような車両用表示装置において、半導体レーザー（ＬＤ：Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）を光源としたものが提案されており、例えば、特許文献１に開示されている。このような車両用表示装置は、光源であるＬＤと、スクリーンと、レーザー光をスクリーンに走査して表示画像を生成する走査系と、を備えてなるものである。

ところで、このような車両用表示装置は、搭載される車両の使用温度範囲が−４０℃〜＋８５℃に対して、車両用表示装置に使用される光源の動作温度範囲は狭い（例えば、半導体レーザー光源の動作温度範囲は約０℃〜５０℃）ため、使用する温度環境が車両用表示装置に使用される光源の動作温度範囲外（半導体レーザー光源の場合、使用する温度環境が−４０℃〜０℃および５０℃〜８５℃）である場合、特許文献２に示すように、ペルチェ素子などの熱電素子を用いて光源を加熱あるいは冷却することで、光源の温度を動作温度範囲内に調整し、所望の光強度を光源に出射させることで、適切な輝度及び色の表示画像（虚像）を表示させることができる。

特開平７−２７０７１１号公報 特開２００９−０８６２６９号公報

しかしながら、これまでの車両用表示装置では、光源の加熱および冷却に時間がかかり、電源投入から表示が開始するまでの空転時間が長く、車両が起動してから車両用表示装置が遅れて表示を開始するため、観察者が違和感をおぼえるおそれがあった。
また、温度調整部の使用電力と加熱・冷却能力は比例関係にあるため、現状のシステムでは、空転時間短縮のために温度調整部の出力を上げると、それに伴い車両用表示装置の消費電力が増加してしまうというおそれがあった。

そこで本発明は、前述の課題を鑑みて、消費電力を抑えつつ、速やかに安定した画像出力を行うことができる車両用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の発明は、光を出射する光源と、前記光源から出射される光を走査することで画像を生成する走査部と、入力した画像情報を処理して前記光源を制御する表示制御部と、前記光源の温度を調整する温度調整部と、前記光源の近傍に配設され、温度を検出する温度検出部と前記温度検出部の検出した前記温度に基づき、前記光源及び前記表示制御部を制御停止状態にさせ、前記表示制御部の制御停止後、前記温度調整部の駆動電力を増加させる温度制御部と、を備えるものである。

また、第２の発明において、電源から前記温度調整部に供給される第１駆動電流を検出する第１電流検出手段をさらに備え、前記温度制御部は、前記温度調整部を、前記電流検出部により検出される駆動電流が、供給可能電流を超えないように制御するものである。

また、第３の発明において、前記電源から前記温度調整部以外の少なくとも１つの電子機器に供給される第２駆動電流を検出する第２電流検出手段をさらに備え、前記温度制御部は、予め定められた最大供給可能電力及び前記第２駆動電流に基づいて、前記供給可能電流を決定するものである。

また、第４の発明は、前前記電源の電圧を検出する電源電圧検出部をさらに備え、前記温度制御部は、前記電源電圧検出部が検出する電圧及び前記第２駆動電流に基づいて、前記供給可能電流を調整するものである。

本発明は、消費電力を抑えつつ、速やかに安定した画像出力を行うことができる車両用表示装置を提供する。

本発明の一実施形態であるヘッドアップディスプレイ装置の断面図である。 上記実施形態における合成レーザー光出力部の断面図である。 上記実施形態におけるヘッドアップディスプレイ装置の電気的構成図である。 上記実施形態における光源の温度におけるヘッドアップディスプレイ装置の動作を説明するための図である。

以下に、本発明の車両用表示装置の構成を、車両に搭載するヘッドアップディスプレイ装置（以下、ＨＵＤ装置と記載）に採用した実施形態を図面と共に説明する。まず図１は、本実施形態のＨＵＤ装置１における構成説明図であり、図２は、本実施形態の合成レーザー光出力部１０の構成説明図である。

ＨＵＤ装置１は、図１に示すように、合成レーザー光Ｃを出力する合成レーザー光出力部１０と、この合成レーザー光Ｃを受光し、合成レーザー光Ｃのそれぞれの光強度を検出するカラーセンサ（光強度検出手段）２０と、合成レーザー光Ｃを透過スクリーン４０方向へ走査する走査部３０と、この走査した光により表示画像Ｍが投影される透過スクリーン４０と、透過スクリーン４０に映し出された表示画像Ｍを示す表示光Ｌを凹面ミラー６０へ折り返す平面ミラー５０と、表示光Ｌを後述する透光部７１を介して車両のウインドシールド（投影部）へ出射する凹面ミラー６０と、凹面ミラー６０を移動・回転させるミラー駆動部６１と、これら合成レーザー光出力部１０と、カラーセンサ２０と、走査部３０と、透過スクリーン４０と、平面ミラー５０と、凹面ミラー６０と、ミラー駆動部６１と、を収納する筐体７０と、この筐体７０の一部に配設された透光部７１と、を備えるものであり、ＨＵＤ装置１から出射された表示光Ｌは、ウインドシールドにより反射され、車両運転者により虚像として視認される。

合成レーザー光出力部１０は、図２に示すように、レーザーダイオード（特許請求の範囲に記載の光源）（以下ＬＤ：Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）１１と、集光光学系１２と、合波手段１３と、ＬＤ１１から出射された光の一部を後述するカラーセンサ２０の方向へ反射し他方を透過する反射透過部１８と、ＬＤ１１に接続されたアルミ板１４と、アルミ板１４を介してＬＤ１１を冷却または加熱するペルチェ素子（温度調整部）１５と、ペルチェ素子１５に接続され、ペルチェ素子１５が吸熱した熱をＨＵＤ装置１の外部に放出するヒートシンク１６と、アルミ板１４上のＬＤ１１の近傍に配設され、ＬＤ１１の温度を検出する温度検出部１７と、から構成され、ＬＤ１１から出力された合成レーザー光Ｃを後述する走査部３０に出力するものである。

ＬＤ（特許請求の範囲に記載の光源）１１は、青色のレーザー光を発する青色ＬＤ１１ａと、緑色のレーザー光を発する緑色ＬＤ１１ｂと、赤色のレーザー光を発する赤色ＬＤ１１ｃと、から構成されるものであり、後述するＬＤ駆動部１００からの駆動信号に基づき、それぞれ独立して発光強度、発光タイミングが調整される。また、青色ＬＤ１１ａ、緑色ＬＤ１１ｂ、赤色ＬＤ１１ｃは、共通のアルミ板１４上に配設されており、後述するペルチェ素子１５に接続され、このペルチェ素子１５（ヒートシンク１６）を介して放熱または吸熱するものである。

集光光学系１２は、レンズなどを用いて、合成レーザー光Ｃのスポット径を小さくし、収束光とするものであり、青色レーザー光を集光する第１集光光学系１２ａと、緑色レーザー光を集光する第２集光光学系１２ｂと、赤色レーザー光を集光する第３集光光学系１２ｃと、を具備してなるものである。

合波手段１３は、特定の波長の光を反射し、その他の波長の光は透過するダイクロイックミラーなどから構成され、青色レーザー光を反射する第１合波手段１３ａと、青色レーザー光は透過し、緑色レーザー光を反射する第２合波手段１３ｂと、青色レーザー光と緑色レーザー光とを透過し、赤色レーザー光を反射する第３合波手段１３ｃと、から構成されるものである。

アルミ板１４は、片面にＬＤ１１が実装されており、反対面にペルチェ素子１５が着接されており、このアルミ板１４を介してペルチェ素子１５による吸熱または発熱を行うことで、青色ＬＤ１１ａ、緑色ＬＤ１１ｂ、赤色ＬＤ１１ｃを均等に冷熱または加熱することができるものである。また、アルミ板１４は、青色ＬＤ１１ａ、緑色ＬＤ１１ｂ、赤色ＬＤ１１ｃの温度を均質に拡散させることができ、この均質に拡散された温度を、後述の温度検出部１７で検出することで、一つの温度検出部１７で青色ＬＤ１１ａ、緑色ＬＤ１１ｂ、赤色ＬＤ１１ｃの温度を把握することができる。

ペルチェ素子（特許請求の範囲に記載の温度調整部）１５は、ペルチェ効果を利用した板状の熱電素子であり、ＬＤ１１を実装したアルミ板１４に着接し、後述するペルチェ駆動部３００から駆動電流を流すことにより、一方の面が吸熱し、もう一方の面が発熱するものであり、電流の向きを逆にすることで、吸熱と発熱を逆にすることができる。本実施形態においては、青色ＬＤ１１ａ、緑色ＬＤ１１ｂ、赤色ＬＤ１１ｃを共通のペルチェ素子１５により温度調整しているが、ＬＤ１１毎にペルチェ素子１５を設けてもよい。

ヒートシンク１６は、表面積を大きくするようにフィン形状を有し、金属などの熱伝導がよい部材により形成され、一方の面にペルチェ素子１５が着接され、他方の面を筐体７０の外部に突出するように配設され、ペルチェ素子１５からの熱を吸熱し、筐体７０の外部に放出することにより、ペルチェ素子１５及びＬＤ１１を冷やす効果を有する。

温度検出部１７は、ＬＤ１１の温度を検出する温度センサであり、ＬＤ１１の検出した温度情報を後述する温度制御部５００へ出力するものである。

また、合成レーザー光出力部１０は、合成レーザー光Ｃの光路上に配設される反射透過部１８と、反射透過部１８による合成レーザー光Ｃの反射方向に配設されるカラーセンサ２０と、を備える。

反射透過部１８は、５％程度の反射率を有する透過性の部材により構成され、合成レーザー光Ｃを透過し、合成レーザー光Ｃの一部をカラーセンサ２０の方向へ反射させるものである。

カラーセンサ（光強度検出部）２０は、反射透過部１８から反射された合成レーザー光Ｃの一部を受光し、合成レーザー光Ｃの光強度（青色レーザー光の光強度、緑色レーザー光の光強度、赤色レーザー光の光強度）を検出して、Ａ／Ｄ変換部を介して、後述する温度制御部５００へ出力する。また、カラーセンサ２０は、光強度を検出できればいいので、合成レーザー光Ｃの光路ではなく、青色レーザー光，緑色レーザー光，赤色レーザー光をそれぞれ検出できる箇所にそれぞれ設けられたフォトダイオードなどで構成されてもよい。

走査部３０は、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ）ミラーであり、後述する走査制御部２００からの駆動信号に基づき、ミラーを第１の方向（水平方向）に比較的高い周波数で振動しながら、第１の方向と略垂直方向である第２の方向（垂直方向）に比較的低い周波数で振動し、合成レーザー光出力部１０から受光した合成レーザー光Ｃを透過スクリーン４０上に２次元的に走査することにより、透過スクリーン４０上に表示画像Ｍを生成するものである。

透過スクリーン４０は、走査部３０からの表示画像Ｍを背面から受光し、透過拡散させ、前面側に表示画像Ｍを表示するものであり、例えば、ホログラフィックディフューザ、マイクロレンズアレイ、または偏光板などから構成される。

平面ミラー５０は、透過スクリーン４０の前面に投影された表示画像Ｍの表示光Ｌを凹面ミラー６０側へ折り返す平面鏡である。

凹面ミラー６０は、平面ミラー５０から反射された表示光Ｌを、透光部７１を介して、車両のウインドシールドの方向へ出射する凹面鏡である。
また、凹面ミラー６０は、角度調整するためのステッピングモーターなどのアクチュエーターからなるミラー駆動部６１が装着され、後述する表示コントローラ４００からの駆動信号に基づき、ミラー駆動部６１が駆動されることで表示光Ｌの反射方向を調整することができるものである。
また、凹面ミラー６０の近傍には、ミラー位置検出部６１ａが配設され、このミラー位置検出部６１ａは、凹面ミラー６０が原点にあるかを検出する機械スイッチであり、凹面ミラー６０の一点による接触、押下を検出し、原点検出信号を表示コントローラ４００に出力するものである。
また、ミラー位置検出部６１ａは、本実施形態において凹面ミラー６０が原点にあるかのみを検出しているが、角度センサなどを用いて凹面ミラー６０の角度検出を行ってもよい。
凹面ミラー６０は、これらミラー駆動部６１、ミラー位置検出部６１ａにより表示光Ｌの投影対象（ウインドシールド）に対する相対位置を調整することができ、大きく凹面ミラー６０を回動させることで、表示光Ｌの全てを筐体７０の外部に出さないようにすることができる。

筐体７０は、合成レーザー光出力部１０、カラーセンサ２０、走査部３０、透過スクリーン４０、平面ミラー５０、凹面ミラー６０等を収納するものであり、遮光性の部材により形成される。また、後述するＨＵＤ装置１の電気的な制御を行う制御部（ＬＤ駆動部１００、走査制御部２００、ペルチェ駆動部３００、表示コントローラ４００、温度制御部５００など）は、筐体７０内に備えられてもいいが、ＨＵＤ装置１の外部に配設され、配線により電気的に接続されてもよい。

透光部７１は、後述する筐体７０に嵌合されたものであり、アクリル等の透光性樹脂からなり、ＨＵＤ装置１の外部からの外光が観察者の方向へ反射されないように、湾曲形状に形成される。

以上が、本実施形態におけるＨＵＤ装置１の構成であるが、これより、図３を用いて、本実施形態のＨＵＤ装置１の制御について説明する。図３は、ＨＵＤ装置１の電気的構成を示す図である。

ＨＵＤ装置１における主な電気的構成としては、凹面ミラー６０を駆動するミラー駆動部６１と、ＬＤ１１を駆動するＬＤ駆動部１００と、走査部３０を駆動する走査制御部２００と、ペルチェ素子１５を駆動するペルチェ駆動部３００と、表示コントローラ４００と、温度制御部５００と、を備える。

ミラー駆動部６１は、表示コントローラ４００からの駆動信号に基づき凹面ミラー６０を所望の角度に調整するものであり、車両に搭載される押釦スイッチ（図示しない）の操作により凹面ミラー６０の角度を調整することで、表示光Ｌがウインドシールドに投影される位置（虚像が視認される位置）を調整することができる。

ＬＤ駆動部１００は、ＬＤ１１を点灯させるためのＬＤドライバー回路（図示しない）と、車両側の電源３からＬＤ１１に駆動電流を供給する電源回路からなるＬＤ電源供給手段（図示しない）と、ＬＤ１１の駆動電流を検出するＬＤ電流検出手段（図示しない）と、を備える。ＬＤ電源供給手段は、青色ＬＤ１１ａ，緑色ＬＤ１１ｂ，赤色ＬＤ１１ｃ各々に対して独立して設けられてもよく、複数のＬＤ１１でＬＤ電源供給手段を共用してもよい。ＬＤ駆動部１００は、後述する表示コントローラ４００からの駆動制御が停止すると駆動が停止され、これに基づきＬＤ１１駆動も停止される。

走査制御部２００は、走査部３０を安定して駆動させる制御ＩＣと、走査部３０を駆動させるドライバー回路と、走査部３０の走査位置を検出するミラー位置検出手段（図示しない）と、を備え、表示コントローラ４００及び温度制御部５００からの駆動命令に基づき、走査部３０を駆動制御する。
ミラー位置検出手段は、走査部３０のミラーを動かすピエゾ素子の時間ごとの振れ位置を検出し、ミラー位置信号（ミラー同期信号）として表示コントローラ４００及び温度制御部５００に出力するものである。表示コントローラ４００は、このミラー位置信号から走査部３０が通常の走査が可能な状態であるかを判定する。また、走査制御部２００は、後述する温度制御部５００の駆動信号に基づいても、走査部３０を駆動することが可能である。

ペルチェ駆動部３００は、ペルチェ素子１５を駆動するドライバー回路（図示しない）と、車両側の電源３からペルチェ素子１５に駆動電流を供給する電源回路からなるペルチェ電源供給手段（図示しない）と、ペルチェ素子１５の駆動電流を検出するペルチェ電流検出手段（図示しない）と、を備え、温度制御部５００からの駆動信号に基づいて、ペルチェ素子１５を駆動させ、アルミ板１４を介してＬＤ１１の温度調整（冷却または加熱）を行う。

表示コントローラ４００は、マイクロコントローラ、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）などからなり、入力処理手段４０１と、メモリ制御手段４０２と、バッファ４０３と、描画制御手段４０４と、を備え、車両側の電源３、ミラー駆動部６１、ＬＤ駆動部１００、走査制御部２００、温度制御部５００などに電気的に接続されており、ＥＣＵ２から入力される画像信号に基づき、ＬＤ駆動部１００及び走査制御部２００を介して、ＬＤ１１及び走査部３０を制御することで、画像信号に基づく表示画像Ｍを透過スクリーン４０上に生成させる。

入力処理手段４０１は、車両側のＥＣＵ２から画像信号を入力し、そのデータをガンマ補正、歪み補正等の処理をして、表示コントローラ４００内の処理に適した形式にする。

メモリ制御手段４０２は、入力処理手段４０１にて変換された画像データをバッファ４０３に記憶させる。バッファ４０３は、ＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）やＳＲＡＭ（Ｓｔａｔｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などの揮発性メモリやフラッシュメモリなどの書き換え可能な不揮発性メモリなどで構成される。

メモリ制御手段４０２は、さらに描画制御手段４０４らの命令があり次第、バッファ４０３から画像データを取り出して描画制御手段４０４に出力して、描画制御手段４０４は、描画制御手段４０４内のメモリ（図示しない）に記憶させる。

描画制御手段４０４は、予め記憶されたプログラムデータを実行することで、ＬＤ駆動部１００及び走査制御部２００に対して駆動信号を出力することで、ＬＤ１１及び走査部３０を制御して透過スクリーン４０上に表示画像Ｍを生成させる。具体的には、走査制御部２００からのミラー位置信号（ミラー同期信号）にＬＤ１１の駆動が同期するようにＬＤ駆動部１００を介してＬＤ１１を駆動する。また、描画制御手段４０４は、カラーセンサ２０からの光強度データ、観察者の周辺の照度を検出する照度検出部（図示しない）からの照度データ等の各種情報が入力され、これら各種データに基づき、ＬＤ１１の駆動条件及び走査部３０の駆動条件を調整し、表示画像Ｍを所望の輝度で正確に表示させる。

また、描画制御手段４０４は、ミラー駆動部６１を介して凹面ミラー６０を回動させることができ、車両のイグニッションスイッチ４がオフになった場合、凹面ミラー６０の位置を記憶し、さらにミラー駆動部６１を駆動することにより凹面ミラー６０を大きく回動させ、表示光Ｌの全てを筐体７０の外部に出さない原点位置に移動させる。具体的には、表示コントローラ４００は、ミラー位置検出部６１ａから原点検出信号が入力されるまで凹面ミラー６０を回動させる。
また、車両のイグニッションスイッチ４がオンされた場合、後述する温度制御部５００の『起動処理』が完了した後、表示コントローラ４００は、ミラー駆動部６１を、原点位置からイグニッションスイッチ４がオフされる前の状態に復帰させる。

温度制御部５００は、マイクロコントローラ、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣなどを含む表示コントローラ４００から独立したＥＣＵで構成され、温度検出部１７から検出された温度情報に基づいてＬＤ１１の温度を解析する温度解析手段５０１と、その解析結果に基づいて４つの温度範囲（後述する第１温度範囲Ｕ１、第２温度範囲Ｕ２、第３温度範囲Ｕ３、第４温度範囲Ｕ４）に判定する温度範囲判定手段５０２と、温度範囲判定手段５０２によって決定された温度範囲にともなって、ペルチェ駆動部３００及び表示コントローラ４００の駆動を調整する駆動調整手段５０３と、電源３の電圧と電源３から供給される電流と、各電子機器（ＬＤ１１、ＬＤ駆動部１００、走査部３０、走査制御部２００、ペルチェ素子１５、ペルチェ駆動部３００、表示コントローラ４００など）に流れる電流と、を監視し、各電子機器の消費電力量を算出する電源監視手段５０４と、から構成され、温度制御部５００（駆動調整手段５０３）は、温度検出部１７から検出された温度情報に基づいて、表示コントローラ４００及びペルチェ駆動部３００の駆動を調整する。
このように、温度制御部５００は、表示コントローラ４００から独立したＥＣＵで構成されるため、表示コントローラ４００を停止しても温度制御部５００により温度制御可能であり、表示コントローラ４００の消費電力を確実に節約することができる。

次に、図４を用いて、温度範囲判定手段５０２によって判定される４つの温度範囲におけるＨＵＤ装置１の動作を説明する。図４において、Ｐ１は、ペルチェ素子１５及びペルチェ駆動部３００が消費する電力量を示し、Ｐ２は、温度制御部５００が消費する電力量を示し、Ｐ３は、走査部３０及び走査制御部２００が消費する電力量を示し、Ｐ４は、表示コントローラ４００が消費する電力量を示し、Ｐ５は、ＬＤ駆動部１００及びＬＤ１１が消費する電力量を示す。

第１温度範囲Ｕ１は、ＬＤ１１の温度がＴ１以下であると推定される温度範囲であり、具体的には、ＬＤ１１がＬＤ１１の最低使用温度Ｔ１以下であると推定される温度範囲であり、ペルチェ素子１５によりＬＤ１１を加熱する必要がある温度範囲である。
第２温度範囲Ｕ２は、ＬＤ１１の温度がＴ１〜Ｔ２内であると推定される温度範囲であり、具体的には、ＬＤ１１がＬＤ１１の使用温度範囲（Ｔ１〜Ｔ３）内、かつ後述する第３温度範囲Ｕ３（Ｔ２〜Ｔ３）外であると推定される温度範囲である。すなわち、第２温度範囲Ｕ２とは、ＬＤ１１に対してペルチェ素子１５による温度制御を必要としない温度範囲である。
第３温度範囲Ｕ３は、ＬＤ１１の温度がＴ２〜Ｔ３内であると推定される温度範囲であり、ＬＤ１１を駆動させた際に、ＬＤ１１に発生する熱によって、ＬＤ１１が使用温度範囲以上の温度を持ってしまうことを想定し、ＬＤ１１の自己発熱分の熱をペルチェ素子１５によって冷却する必要がある温度範囲である。なお、Ｔ２は、ＬＤ１１の最高使用温度Ｔ３からＬＤ１１の自己発熱温度を引いた温度である。
第４温度範囲Ｕ４は、ＬＤ１１の温度がＴ３以上であると推定される温度範囲であり、具体的には、ＬＤ１１がＬＤ１１の最高使用温度Ｔ３以上であると推定される温度範囲であり、ペルチェ素子１５によりＬＤ１１を冷却する必要がある温度範囲である。

（起動処理）
温度制御部５００は、車両のイグニッションスイッチ４がオンになった場合、起動処理を開始する。温度制御部５００は、まず温度検出部１７から温度情報を入力し、温度範囲判定手段５０２により温度範囲を判定し、温度範囲判定手段５０２が判定した温度範囲に基づいて、駆動調整手段５０３がペルチェ駆動部３００及び表示コントローラ４００の駆動を調整する。温度検出部１７からは断続的または継続的に温度情報が入力され、駆動調整手段５０３は、ＬＤ１１の温度範囲に基づき、ペルチェ駆動部３００及び表示コントローラ４００の駆動を調整する。

ＨＵＤ装置１の起動時（車両のイグニッションスイッチ４がオンになった際）、温度範囲が第１温度範囲Ｕ１であった場合、駆動調整手段５０３は、まず、ＬＤ駆動部１００及び表示コントローラ４００にシャットダウン信号を出力し、表示に関する動作を停止させる。次に、電源監視手段５０４は、温度制御部５００と走査部３０と走査制御部２００とを含むＨＵＤ装置１が使用している消費電力量（電力量Ｐ２＋電力量Ｐ３）を検出する。駆動調整手段５０３は、電源監視手段５０４により検出されたＨＵＤ装置１が使用している電力量と、記憶手段５０３ａに予め記憶されたピーク電力量Ｐｍａｘとを比較して、ペルチェ素子１５への投入可能な電力量を決定し、駆動調整手段５０３は、ＨＵＤ装置１全体の電力量がピーク電力量Ｐｍａｘを超えない範囲で、ペルチェ駆動部３００を介してペルチェ素子１５を加熱駆動させる。一方で、温度制御部５００は、第１温度範囲Ｕ１において、走査制御部２００へ駆動命令を送ることで、走査制御部２００を介して走査部３０の駆動を行わせる（表示コントローラ４００の停止とともに、走査部３０の駆動を停止しない）。斯かる構成により、ＬＤ１１を加熱している空転時間中に走査部３０を起動させることができ、例えばイグニッションスイッチ４オン直後のとき、走査部３０が制御開始から安定画角動作に至るまでの１０秒程度を、ＬＤ１１を加熱する空転時間中に行うことでＬＤ１１の昇温後、速やかに画像表示を行うことができる。温度制御部５００は、温度検出部１７からの温度情報に基づき、温度範囲が第１温度範囲Ｕ１ではなくなった（第２温度範囲Ｕ２に遷移した）場合、起動処理を終了させ、表示コントローラ４００にスタートアップ信号を出力し、表示コントローラ４００は、凹面ミラー６０の位置を復帰させ、ＬＤ駆動部１００を介してＬＤ１１を駆動し、表示画像Ｍの生成を開始する。

ＨＵＤ装置１の起動時、温度範囲が第２温度範囲Ｕ２または第３温度範囲Ｕ３であった場合、温度制御部５００は、起動処理を終了させ、表示コントローラ４００にスタートアップ信号を出力し、表示コントローラ４００は、凹面ミラー６０の位置を復帰させ、ＬＤ駆動部１００を介してＬＤ１１を駆動し、表示画像Ｍの生成を開始する。但し、温度範囲が第３温度範囲Ｕ３である場合、電源監視手段５０４は、温度制御部５００と走査部３０と走査制御部２００と表示コントローラ４００とＬＤ駆動部１００とＬＤ１１とを含むＨＵＤ装置１が使用している消費電力量（電力量Ｐ２＋Ｐ３＋Ｐ４＋Ｐ５）を検出する。駆動調整手段５０３は、電源監視手段５０４により検出されたＨＵＤ装置１が使用している電力量と、記憶手段５０３ａに予め記憶されたピーク電力量Ｐｍａｘとを比較して、ペルチェ素子１５への投入可能な電力量（駆動電流）を決定し、駆動調整手段５０３は、ＨＵＤ装置１全体の電力量がピーク電力量Ｐｍａｘを超えない範囲で、ペルチェ駆動部３００を介してペルチェ素子１５を冷却駆動させる。

ＨＵＤ装置１の起動時（車両のイグニッションスイッチ４がオンになった際）、温度範囲が第４温度範囲Ｕ４であった場合、駆動調整手段５０３は、まず、ＬＤ駆動部１００及び表示コントローラ４００にシャットダウン信号を出力し、表示に関する動作を停止する。次に、電源監視手段５０４は、温度制御部５００と走査部３０と走査制御部２００とを含むＨＵＤ装置１が使用している消費電力量（電力量Ｐ２＋電力量Ｐ３）を検出する。駆動調整手段５０３は、電源監視手段５０４により検出されたＨＵＤ装置１が使用している電力量と、記憶手段５０３ａに予め記憶されたピーク電力量Ｐｍａｘとを比較して、ペルチェ素子１５への投入可能な電力量を決定し、駆動調整手段５０３は、ＨＵＤ装置１全体の電力量がピーク電力量Ｐｍａｘを超えない範囲で、ペルチェ駆動部３００を介してペルチェ素子１５を冷却駆動させる。一方で、温度制御部５００は、第１温度範囲Ｕ１において、走査制御部２００を介して走査部３０の駆動を行わせる（表示コントローラ４００の停止とともに、走査部３０の駆動を停止しない）。温度制御部５００は、温度検出部１７からの温度情報に基づき、温度範囲が第４温度範囲Ｕ４ではなくなった（第３温度範囲Ｕ３に遷移した）場合、起動処理を終了させ、表示コントローラ４００にスタートアップ信号を出力し、表示コントローラ４００は、凹面ミラー６０の位置を復帰させ、ＬＤ駆動部１００を介してＬＤ１１を駆動し、表示画像Ｍの生成を開始する。

また、電源監視手段５０４により求められる消費電力量は、電源３の電圧及び電流値を検出することで行われる。車両環境下では、ＨＵＤ装置１へ供給される電源電圧が変化する(およそ７〜１６Ｖ)。そのため、電圧値及び電流値を検出することで、正確な消費電力量を求めることが可能となる。これにより求められた消費電力量と、ピーク電力量Ｐｍａｘとの差分をペルチェ駆動部３００並びにペルチェ素子１５へ供給することで、ピーク電力量Ｐｍａｘを正確に守りかつペルチェ素子へ最大限供給可能な電力を投入しＬＤ１１を加熱及び冷却することができる。

上記実施の形態で説明したＨＵＤ装置１によれば、消費電力を抑えつつ、速やかに安定した画像出力を行うことができる。これは、以下の構成によって実現される。

光を出射するＬＤ１１と、ＬＤ１１から出射される光Ｃを走査することで画像を生成する走査部３０と、入力した画像情報を処理してＬＤ１１を制御する表示コントローラ４００と、ＬＤ１１の温度を調整するペルチェ素子（温度調整部）１５と、ＬＤ１１の近傍に配設され、温度を検出する温度検出部１７と温度検出部１７の検出した温度に基づき、ＬＤ１１及び表示コントローラ４００の制御停止状態にさせ、表示コントローラ４００の制御停止後、ペルチェ素子１５の駆動電力を増加させる温度制御部５００と、を備える。

電源３からペルチェ素子１５に供給される第１駆動電流を検出する電源監視手段（第１電流検出手段）５０４をさらに備え、温度制御部５００は、ペルチェ素子１５を、電源監視手段５０４により検出される駆動電流が、供給可能電流Ｉｍａｘを超えないように制御してもよい。

電源３からペルチェ素子１５以外の少なくとも１つの電子機器（走査部３０、走査制御部２００、温度制御部５００など）に供給される第２駆動電流を検出する電源監視手段（第２電流検出手段）５０４をさらに備え、ペルチェ素子１５は、予め定められた最大供給可能電力Ｐｍａｘと第２駆動電流から算出される電力との差に応じて、供給可能電流を決定してもよい。

電源３の電圧を検出する電源監視手段（電源電圧検出部）５０４をさらに備え、ペルチェ素子１５は、電源監視手段５０４が検出する電圧と前記第２駆動電流から算出される電力を求め、予め定められた最大供給可能電力Ｐｍａｘと第２駆動電流から算出される電力との差に応じて、供給可能電流を調整してもよい。

本発明は、車両用表示装置に関し、例えば、自動車などの移動体に搭載され、車両のウインドシールド等に表示像を投影し、虚像を表示する車両情報表示用の表示装置として適用できる。

１ ＨＵＤ装置（車両用表示装置）
１０ 合成レーザー光出力部
１１ ＬＤ（光源）
１５ ペルチェ素子（温度調整部）
３０ 走査部
１００ ＬＤ駆動部
２００ 走査駆動部
３００ ペルチェ駆動部
４００ 表示コントローラ（表示制御部）
５００ 温度制御部
５０１ 温度解析手段
５０２ 温度範囲判定手段
５０３ 駆動調整手段
５０４ 記憶手段

Claims (4)

1. 光を出射する光源と、
   前記光源から出射される光を走査することで画像を生成する走査部と、
   入力した画像情報を処理して前記光源を制御する表示制御部と、
   前記光源の温度を調整する温度調整部と、
   前記光源の近傍に配設され、温度を検出する温度検出部と
   前記温度検出部の検出した前記温度に基づき、前記光源及び前記表示制御部を制御停止状態にさせ、前記表示制御部の制御停止後、前記温度調整部の駆動電力を増加させる温度制御部と、を備える、ことを特徴とする車両用表示装置。
2. 電源から前記温度調整部に供給される第１駆動電流を検出する第１電流検出手段をさらに備え、
   前記温度制御部は、前記電流検出部により検出される駆動電流が、供給可能電流を超えないように前記温度調整部を制御する、ことを特徴とする請求項１に記載の車両用表示装置。
3. 前記電源から前記温度調整部以外の少なくとも１つの電子機器に供給される第２駆動電流を検出する第２電流検出手段をさらに備え、
   前記温度制御部は、予め定められた最大供給可能電力及び前記第２駆動電流に基づいて、前記供給可能電流を決定する、ことを特徴とする請求項２に記載の車両用表示装置。
4. 前記電源から前記温度調整部以外の少なくとも１つの電子機器に供給される第２駆動電流を検出する第２電流検出手段と、
   前記電源の電圧を検出する電源電圧検出部と、をさらに備え、
   前記温度制御部は、前記電源電圧検出部が検出する電圧及び前記第２駆動電流に基づいて、前記供給可能電流を調整する、ことを特徴とする請求項２に記載の車両用表示装置。

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