JP2015102781A - Light source drive device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光源駆動装置に関する。 The present invention relates to a light source driving device.
従来の光源駆動装置として、例えば特許文献1に開示されたものがある。特許文献1に係る光源駆動装置(同文献に言う輝度自動調整装置)は、光源に駆動信号を供給する電源と、光源から出射された光の輝度を検出する輝度センサと、輝度センサから出力された光の輝度検出信号と予め設定された基準値との差に応じた誤差信号を出力する比較回路とを有する。この光源駆動装置は、電源から光源に供給される駆動信号レベルを誤差信号が最小になるように可変制御することで、光源を基準値に応じた輝度で発光させる。
As a conventional light source driving device, for example, there is one disclosed in
特許文献1に係る光源駆動装置の手法だけで発光強度(例えば、輝度)を調整する場合、発光強度の調整幅は制御回路(CPU)の分解能に依存する固定の幅であるため、目標強度が低くなればなるほど当該目標強度に応じて光源を安定して発光させることが困難であった。
When the light emission intensity (for example, luminance) is adjusted only by the method of the light source driving device according to
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、低強度で光源を発光させる際でも安定して光源を駆動できる光源駆動装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a light source driving device that can stably drive a light source even when the light source emits light with low intensity.
上記目的を達成するため、本発明に係る光源駆動装置は、
光源が発している光の強度を示す光強度情報を取得し、前記光の強度と設定された目標強度とに基づいてオンとオフとを示す制御信号を生成して出力する制御信号出力手段と、
前記制御信号出力手段から出力された制御信号がオンを示すときに前記光源を駆動する駆動手段と、を備え、
前記光源は、複数あり、前記駆動手段によってフィールドシーケンシャル方式で駆動され、所定の期間毎に異なる色の光を出射し、
前記制御信号出力手段は、
目標強度が予め定められた閾値よりも大きい場合は、前記所定の期間内でオンとオフとを繰り返す第1の制御信号を前記駆動手段へ出力することで、当該目標強度に応じて前記光源を発光させ、
目標強度が前記閾値以下の場合は、前記所定の期間内で1又は複数回オンを示した後、オフを保ち続ける第2の制御信号を前記駆動手段へ出力することで、当該目標強度に応じて前記光源を発光させる、
ことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a light source driving device according to the present invention includes:
Control signal output means for acquiring light intensity information indicating the intensity of light emitted from the light source, and generating and outputting a control signal indicating on and off based on the intensity of the light and the set target intensity; ,
Driving means for driving the light source when a control signal output from the control signal output means indicates ON, and
There are a plurality of light sources, which are driven in a field sequential manner by the driving means, and emit light of different colors every predetermined period,
The control signal output means includes
When the target intensity is larger than a predetermined threshold value, the first control signal that repeats on and off within the predetermined period is output to the driving unit, so that the light source is controlled according to the target intensity. Flash
If the target intensity is less than or equal to the threshold value, the second control signal is output to the driving means after being turned on once or a plurality of times within the predetermined period, and is then output according to the target intensity. To emit the light source,
It is characterized by that.
本発明によれば、低強度で光源を発光させる際でも安定して光源を駆動できる。 According to the present invention, the light source can be stably driven even when the light source emits light with low intensity.
本発明の一実施形態について図1〜図9を参照して説明する。 An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
本実施形態に係る光源駆動装置は、図1に示す表示装置1の一部として構成される。以下では、表示装置1の構成を説明した後に、光源駆動装置について詳細に説明する。
The light source driving device according to the present embodiment is configured as a part of the
表示装置1は、車両2のダッシュボードに配設されるヘッドアップディスプレイ装置として構成され、生成した画像M(図2参照)を表す表示光Lをウインドシールド3(フロントガラス)に向けて出射する。ウインドシールド3で反射した表示光Lは、ウインドシールド3の前方に画像Mの虚像Vとして観察者4(主に、車両2の運転者)に視認される。このようにして、ヘッドアップディスプレイ装置として構成された表示装置1は、車両2の前方の景色に重ねて、虚像Vとして視認される画像Mを表示することができる。画像Mは、車両2に関する情報(例えば、エンジン回転数、ナビゲーション情報等)を報知する。
The
表示装置1は、図2に示す照明装置10、光強度検出部20、照明光学系30、表示素子40、投射光学系50、スクリーン60、反射光学系70、及び筐体80と、図4に示す光源駆動装置5と、を備える。
The
照明装置10は、後述する光RGB(照明光C)を、照明光学系30に向け出射するものであり、図3に示すように、光源部11と、回路基板12と、合波手段13と、輝度ムラ低減手段14と、透過膜15と、を備える。
The
光源部11は、例えば、発光ダイオード(LED(Light Emitting Diode))からなる光源11r,11g,11bから構成されている。光源11rは赤色光Rを発し、光源11gは緑色光Gを発し、光源11bは青色光Bを発する。光源11r,11g,11bの各々は、後述の光源駆動部200によってフィールドシーケンシャル方式で駆動され、所定の光強度及びタイミングで発光する。
回路基板12は、プリント回路板からなる。回路基板12には光源11r,11g,11bが実装されている。
The
The
合波手段13は、光源11r,11g,11bから出射され、到達した光R,G,Bを合波して、光RGBとして出射するものである。具体的には、合波手段13は、反射鏡からなる反射部13aと、特定の波長の光を反射するがその他の波長の光は透過するダイクロイックミラーからなる合波部13b及び13cと、から構成されている。反射部13aは、光源11bの出射側に位置する。反射部13aは、入射した青色光Bを、合波部13bに向けて反射させる。合波部13bは、光源11gの出射側に位置する。合波部13bは、入射した緑色光Gを合波部13cに向けて反射させると共に、反射部13aからの青色光Bをそのまま透過させる。これにより、合波部13bからは、青色光Bと緑色光Gとが合波された光BGが合波部13cに向け出射される。合波部13cは、光源11rの出射側に位置する。合波部13cは、入射した赤色光Rを照明光学系30に向けて反射させると共に、合波部13bからの光BGをそのまま透過させる。このようにして、合波部13cからは、光BGと赤色光Rとが合波された光RGB(以下、照明光Cともいう)が照明光学系30に向け出射される。
The multiplexing means 13 is emitted from the
輝度ムラ低減手段14は、ミラーボックス、アレイレンズ等からなり、合波手段13からの照明光Cを乱反射、散乱、屈折させることで光のムラを低減する。
The luminance
透過膜15は、例えば5%程度の反射率を有する透過性部材からなり、輝度ムラ低減手段14を介して到達した照明光Cの大部分をそのまま透過させるが、一部の光を光強度検出部20の方向へ反射させる。
The
照明装置10は、光源部11からの光を、以上に述べた合波手段13、輝度ムラ低減手段14、及び透過膜15を介して、光RGB(照明光C)として照明光学系30に向けて出射する。
The
光強度検出部20は、図3に示すように、透過膜15で反射した照明光Cを受ける位置に設けられている。光強度検出部20は、照明光Cを受光し、光R、G、Bそれぞれの光強度を時分割で検出する。なお、光強度検出部20は、R、G、Bそれぞれの光強度を検出することができればいいので、照明光Cの光路ではなく、例えば、合波される前の光R、G、Bそれぞれの光強度を検出できる箇所に設けられていてもよい。また、光強度検出部20は、照明光学系30から出射された照明光Cの一部の光強度を検出できる箇所に設けられていてもよい。光強度検出部20の機能については後に詳述する。
As shown in FIG. 3, the
照明光学系30は、凹状のレンズ等からなり、照明装置10から出射された照明光Cを表示素子40に対応した大きさに調整する。
The illumination
表示素子40は、可動式の複数のマイクロミラーを有するDMD(Digital Micro-mirror Device)からなり、各ミラーがオンとオフとのいずれかの状態で制御されることで、照明光学系30から出射された照明光Cを、適宜、反射させる。表示素子40は、このように照明光Cを反射させることで、画像M(画像Mを生成するための光)を投射光学系50に向け投射する。具体的には、マイクロミラーの下部には電極が設けられており、この電極により各ミラーを非常に短い周期(例えばμsecのオーダー)で駆動することにより、各ミラーは、オン又はオフ状態となる。各ミラーは、ヒンジを支点に可動可能であり、ミラーがオン状態のときには鏡面がヒンジを支点として順方向に所定の角度だけ傾斜し(例えば+12°)、ミラーがオフ状態のときには鏡面がヒンジを支点として逆方向に所定の角度だけ傾斜する(例えば−12°)。オン状態のミラーは、照明光学系30からの照明光Cを投射光学系50方向に反射させ、オフ状態のミラーは、照明光Cを投射光学系50方向に反射させない。表示素子40は、各ミラーを個別に駆動することにより、画像Mを投射光学系50に向け投射する。
The
投射光学系50は、凹レンズ又は凸レンズ等で構成され、表示素子40からの表示光Lをスクリーン60に効率良く投射するための光学系である。
The projection
スクリーン60は、ホログラフィックディフューザ、マイクロレンズアレイ、拡散板等から構成され、投射光学系50からの表示光Lを背面(図2中下側の面)で受光し、前面(図2中上側の面)に画像Mを表示する。
The
反射光学系70は、平面鏡71と凹面鏡72から構成されている。平面鏡71は、スクリーン60に表示された画像Mを表す表示光Lを、凹面鏡72に向けて反射させる。凹面鏡72は、平面鏡81から到達した表示光Lをウインドシールド3に向けて反射させる。これにより、結像される虚像Vは、スクリーン60に表示された画像Mよりも拡大されたものとなる。凹面鏡72で反射した表示光Lは、後述の透光部81を透過して、ウインドシールド3に到達する。
The reflection
筐体80は、照明装置10、光強度検出部20、照明光学系30、表示素子40、投射光学系50、スクリーン60、反射光学系70等を所定の位置に収納する。筐体80の上部(図2における上側)には開口部が設けられ、この開口部には透光部81が設けられている。透光部81は、アクリル等の透光性樹脂からなり、凹面鏡72からの表示光Lを透過させる。透光部81は、到達した外光が観察者4の方向へ反射しないように、例えば湾曲形状に形成されている。
The
ここで、表示装置1が虚像Vを表示する機構を簡潔に述べる。
照明装置10が出射した照明光Cは表示素子40で反射し、画像Mとしてスクリーン60に投影される。スクリーン60に表示された画像Mを表す表示光Lは、平面鏡71で反射して凹面鏡72に向かう。画像Mは、凹面鏡72によって所定の大きさに拡大され、拡大された画像Mを表す表示光Lがウインドシールド3で反射することで、ウインドシールド3の前方に画像Mの虚像Vが表示される。このようにして、表示装置1は、観察者4に画像Mを虚像Vとして視認させる。
Here, a mechanism for displaying the virtual image V by the
The illumination light C emitted from the
次に、図4〜図6を参照して、本実施形態に係る光源駆動装置5について詳細に説明する。
Next, the light
(光源駆動装置)
光源駆動装置5は、図4に示すように、制御手段100と、給電手段110と、スイッチ部120と、比較部130と、光源駆動部200と、調整信号生成部300と、を備える。制御手段100や、図5及び図6に示す各種回路は、例えば、筐体80内に配設されたプリント回路板(図示せず)に実装または形成されている。
(Light source drive)
As illustrated in FIG. 4, the light
制御手段100は、マイクロコントローラやASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field Programmable Gate Array)等からなり、CPU(Central Processing Unit)とメモリ(RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)等)とを備える。CPUは、ROMに予め記憶された表示装置1の動作に必要なプログラム(後述する光源駆動処理の動作プログラム等)を読み出し、実行することで各部を制御する。
The
制御手段100は、光源部11の発光輝度を調整するために以下のように各部を制御する。
(1)制御手段100は、スイッチ部120のスイッチング動作を制御し、比較部130の一方の入力端子の接続先を、スイッチSW1側とスイッチSW2側のいずれかに切り替える。この切り替えは、後述する外光強度検出部90から制御手段100に入力された外光強度検出信号SLに基づいて行われる。具体的には、外光強度検出信号SLが示す強度値が予めメモリに記憶された閾値を超えた場合、表示装置1の周囲が明るいと想定されるため、制御手段100は、モードを高輝度モードとする。高輝度モードでは、制御手段100は、スイッチ部120のスイッチSW1をオン状態にする。一方、外光強度検出信号SLが示す強度値が閾値以下の場合、表示装置1の周囲が暗いと想定されるため、制御手段100は、モードを低輝度モードとする。低輝度モードでは、制御手段100は、スイッチ部120のスイッチSW2をオン状態にする。
(2)制御手段100は、比較部130の他方の入力端子へ基準信号SBを出力する。この基準信号SBは、光源部11の目標輝度を示し、外光強度検出部90から制御手段100に入力された外光強度検出信号SLに基づいて生成される。例えば、外光強度検出信号SLが示す強度値と設定値とが対応したテーブルデータがメモリに格納されており、制御手段100は、このテーブルデータを参照して、取得した外光強度検出信号SLが示す強度値に対応した設定値の基準信号SBを生成する。
(3)制御手段100は、光源駆動部200と調整信号生成部300に、光源部11の各光源11r,11g,11bの発光タイミングを示すイネーブル信号R−EN(光源11rに対応),G−EN(光源11gに対応),B−EN(光源11bに対応)を供給する(図7(a)、図8(a)参照)。これらの信号は、車両2のECU(Electronic Control Unit)(図示せず)から、LVDS(Low Voltage Differential Signal)通信等によって制御手段100に入力される映像信号(画像Mを表示するための信号)に基づく信号である
The
(1) The
(2) The
(3) The control means 100 sends an enable signal R-EN (corresponding to the
また、制御手段100は、映像信号に基づき表示素子40の動作を制御する。具体的には、制御手段100は、映像信号が要求する画像Mを表示素子40に表示させるため、表示素子40の個々のミラーをパルス信号によってオン/オフ制御する。駆動された表示素子40は、照明装置10が出射した光R、G、Bをスクリーン60の方向へ反射させる。これにより、光源11r,11g,11bの各発光色を基本色とした加法混合方式により、画像Mがフルカラーで表現可能となっている。
The control means 100 controls the operation of the
給電手段110は、電源IC(Integrated Circuit)、トランジスタを用いたスイッチング回路等からなり、光源部11(光源11r,11g,11b)に一定電圧を印加すると共に、制御手段100の動作に必要な電力を供給する。給電手段110は、図5に示すように光源11r,11g,11bのアノード側に接続されている。このように、各色LEDのアノード側に共通の供給電圧ラインを設けることにより、LED点灯回路の構成を簡潔にすることができる。
The
光強度検出部20は、例えばフォトダイオードを有する受光素子からなり、照明光Cを受光し、光R、G、Bそれぞれの光強度を時分割で検出する。光強度検出部20は、検出した光強度を示す光強度検出信号SFB(電圧信号)を出力する。出力された光強度検出信号SFBは、高輝度モード時(スイッチSW1がオン時)にはスイッチ部120へ送出され、低輝度モード時(スイッチSW2がオフ時)には調整信号生成部300へ送出される。なお、光強度検出部20とスイッチ部120及び調整信号生成部300との間には、図示しない増幅回路が設けられており、光強度検出信号SFBは、この増幅回路により増幅された上でスイッチ部120または調整信号生成部300に送出される。
The light
外光強度検出部90は、例えばフォトダイオードを有する受光素子からなり、外光の強度を検出する。外光強度検出部90は、検出した外光の強度を示す外光強度検出信号SL(電圧信号)を制御手段100へ出力する。外光強度検出部90と制御手段100との間には、図示しない増幅回路が設けられており、外光強度検出信号SLは、この増幅回路により増幅された上で制御手段100へ出力される。外光強度検出部90は、例えば、透光部81の背面(筐体80の内部側)に設けられている。
The external light
スイッチ部120は、トランジスタを用いたスイッチング回路からなり、制御手段100の制御のもとで、図4に示すスイッチSW1またはスイッチSW2をオン状態にする。
スイッチSW1がオン状態のときは、光強度検出部20と比較部130とが導通接続される。この際、調整信号生成部300と比較部130とは遮断され、スイッチSW2はオフ状態となる。これにより、スイッチSW1がオン状態のときは、光強度検出部20が出力し、増幅回路により増幅された光強度検出信号SFBが比較部130に入力される。一方、スイッチSW2がオン状態のときは、調整信号生成部300と比較部130とが導通接続される。この際、光強度検出部20から調整信号生成部300を介さずにスイッチ部120に至るラインは遮断され、スイッチSW1はオフ状態となる。これにより、スイッチSW2がオン状態のときは、調整信号生成部300が出力した後述の調整信号SAが比較部130に入力される。
このように、スイッチ部120は、比較部130の一方の入力端子の接続先を第1のスイッチSW1側と第2のスイッチSW2側のいずれかに切り替える。
The
When the switch SW1 is in the on state, the light
In this way, the
比較部130は、比較器(Comparator)からなり、スイッチ部120からの信号と制御手段100が出力した基準信号SBとの比較を行い、比較結果を示す比較信号SCを光源駆動部200へ出力する。具体的には、スイッチSW1がオン状態のときは、スイッチ部120からは光強度検出信号SFBが入力されるため、比較部130は、光強度検出信号SFBと基準信号SBとを比較し、その比較結果を示す比較信号SCを出力する。一方、スイッチSW2がオン状態のときは、スイッチ部120からは調整信号SAが入力されるため、比較部130は、調整信号SAと基準信号SBとを比較し、その比較結果を示す比較信号SCを出力する。
(光源駆動部)
光源駆動部200は、図5に示すように、論理回路210とスイッチ部220とから構成されている。
(Light source drive)
As illustrated in FIG. 5, the light
論理回路210は、各イネーブル信号R,G,B−EN(図7(a)または図8(a)参照)と比較部130からの比較信号SC(図7(c)または図8(d)参照)とのANDを出力するAND回路211,212,213を有する。図5に示すように、AND回路211はR−ENに対応し、AND回路212はG−ENに対応し、AND回路213はB−ENに対応する。
The
スイッチ部220は、例えば、n型チャネルのFET(Field Effect Transistor)を用いたスイッチング回路からなる。スイッチ部220は、論理回路210からの出力に応じて、オン/オフ動作を行う。
具体的には、スイッチ部220は、図5に示すように、光源11rのカソード側に接続されたスイッチ221、光源11gのカソード側に接続されたスイッチ222、及び光源11bのカソード側に接続されたスイッチ223を有する。光源11rに対応するスイッチ221は、AND回路211の出力がオン(High)を示すときにオン状態となり、これにより、光源11rに駆動電流IR(図7(d)または図8(e)参照)が供給され、光源11rは光Rを発する。AND回路211の出力がオフ(Low)を示すときにオフ状態となり光源11rは消灯状態となる。同様に、光源11gに対応するスイッチ222がオン状態のときに、光源11gは光Gを発し、光源11bに対応するスイッチ223がオン状態のときに、光源11bは光Bを発する。
The
Specifically, as shown in FIG. 5, the
このように構成される光源駆動部200により、図7(d)または図8(e)に示すように、光源11r,11g,11bの各々には、各イネーブル信号R,G,B−ENが定める発光タイミングに従って駆動電流が供給されることになる。これにより、所定の期間(イネーブル信号がオンを示す期間)毎に、異なる色の光源11r,11g,11bが順次点灯する(フィールドシーケンシャル駆動方式)。なお、図7(d)及び図8(e)に記したIRは光源11rに流れる駆動電流を示し、IGは光源11gに流れる駆動電流を示し、IBは光源11bに流れる駆動電流を示す。
As shown in FIG. 7D or FIG. 8E, the light
(調整信号生成部)
調整信号生成部300は、図6に示すように、ピークホールド回路310とトリガ信号生成回路320とから構成され、調整信号SAを生成する。
(Adjustment signal generator)
Adjusting
ピークホールド回路310は、光強度検出信号SFBの電圧のピーク値を所定の期間(ピークホールド期間)、基準信号SBが示す設定値より高く保つ(ピークホールド動作を行う)ことで、光源11r,11g,11b各々の消灯時間を稼ぎ、低輝度で光源部11を発光させるための回路である。
トリガ信号生成回路320は、ピークホールド動作をリセットするタイミングを決めるトリガ信号STを生成する。
Trigger
ピークホールド回路310は、増幅回路311と、ダイオードDと、積分回路312と、リセットスイッチ313と、を備える。
増幅回路311は、オペアンプAと抵抗R1,R2とからなる非反転増幅回路であり、光強度検出信号SFBを増幅する。抵抗R1,R2は、所望の電圧増幅率(例えば、15.6倍)となるように設定されている。光強度検出信号SFB(オペアンプAへの入力電圧)が、後述するホールドコンデンサC1の電圧よりも大きいときは、オペアンプAの出力によりダイオードDは順方向にバイアスされる。これにより、ホールドコンデンサC1は充電される。一方、オペアンプAへの入力電圧がホールドコンデンサC1の電圧よりも小さくなると、ダイオードDは逆方向にバイアスされ、ホールドコンデンサC1はオペアンプAから切り離された状態となる。これにより、ホールドコンデンサC1の電圧(ピーク値)は、保持される(ピークホールド状態)。
積分回路312は、前述のようにピーク値を保持するホールドコンデンサC1と抵抗R3とからなるRC回路である。積分回路312の時定数は、例えば0.77μsに設定されている。
リセットスイッチ313は、トリガ信号生成回路320から供給されるトリガ信号STに応じて、オン/オフ動作を行うアナログスイッチからなる。具体的には、トリガ信号ST(図8(b)参照)がオンを示すとき、リセットスイッチ313はオン状態となり、ホールドコンデンサC1に蓄積された電荷は放電される。一方、トリガ信号STがオフを示すとき、リセットスイッチ313はオフ状態となり、ホールドコンデンサC1に蓄積された電荷は維持される。つまり、トリガ信号STがオフを示す期間がピークホールド期間となる。
このように構成されるピークホールド回路310は、光強度検出信号SFBとトリガ信号STとに基づいて調整信号SAを生成する。調整信号SAについては、後にまた述べる。
The
The
The integrating
The
Thus constructed
トリガ信号生成回路320は、微分回路321r,321g,321bと、OR回路322と、を備える。
微分回路321rは、コンデンサC2と抵抗R3とからなるCR回路であり、制御手段100からのイネーブル信号R−ENが入力されると、入力の時間変化を出力する。微分回路321rの時定数は、例えば0.56μsに設定されている。微分回路321g,321bの各々も、微分回路321rと同様に構成されている。微分回路321gにはイネーブル信号G−ENが入力され、微分回路321bにはイネーブル信号B−ENが入力される。OR回路322は、微分回路321r,321g,321bを介して入力された各イネーブル信号R,G,B−ENを合成する。
このように構成されるトリガ信号生成回路320により、ピークホールド期間を定めるトリガ信号STが生成される。また、フィールドシーケンシャル方式では各色の光源11r,11g,11bを順次点灯させるため、ここで生成されるトリガ信号STは、現在点灯している光源が次の色の光源の点灯タイミングまでに消灯するように、ピークホールド期間を定めている。
The trigger
The differentiating
The trigger
ここからは、図9に示すフローチャートを主に参照して、光源駆動装置5が実行する光源駆動処理を説明する。この処理は、例えば、表示装置1が起動されたことを契機として開始される。
From here, the light source drive process which the light
(光源駆動処理)
まず、光源駆動装置5の制御手段100は、外光強度検出部90から出力された外光強度検出信号SLが示す値(外光の強度値)が、予めメモリに記憶された閾値を超えているか否かを判別する(ステップS1)。
(Light source drive processing)
First, the
外光の強度値が閾値を超えている場合(ステップS1;Yes)、表示装置1の周囲が明るいと想定されるため、制御手段100は、スイッチ部120の動作を制御し、スイッチSW1をオン状態にする(ステップS2)。つまり、この場合は高輝度モードでの調整となる。
When the intensity value of the external light exceeds the threshold value (step S1; Yes), since the surroundings of the
(高輝度モード)
高輝度モードでは、調整信号生成部300は使用されず、光強度検出部20からの光強度検出信号SFBと制御手段100からの基準信号SBとが比較部130で比較され、比較信号SCが生成される(ステップS5)。高輝度モードでは、図7(b)、(c)に示すように、光強度検出信号SFBが示す値が、基準信号SBが示す値(目標輝度)を超えると、比較信号SCがオフ(Low)となる。これにより、光源部11の発光強度のフィードバックデータである光強度検出信号SFBが示す値が下降し、基準信号SBが示す値を下回るタイミングで、今度は比較信号SCがオン(High)となる。この動作を繰り返すことで、光源部11は、目標輝度に応じて発光する。つまり、高輝度モードでは、従来のPWM(Pulse Width Modulation)制御により、光源部11を基準値に応じた輝度で発光させる。高輝度モードでは、先ほど説明したように、比較部130では、オンとオフとを繰り返す比較信号SC(図7(c)参照)が生成される(ステップS5)。
比較部130で生成された比較信号SCは、論理回路210へ出力される。論理回路210は、各イネーブル信号R,G,B−EN(図7(a)参照)と比較部130からの比較信号SC(図7(c)参照)とのAND(論理積)を出力する。これにより、各イネーブル信号がオンを示す期間内でオンとオフとを繰り返す制御信号(第1の制御信号)が生成される(ステップS6)。
そして、スイッチ部220は、第1の制御信号に応じて、オン/オフ動作を行い、光源11r,11g,11bを駆動する(ステップS7)。このとき、光源11rに流れる駆動電流IR、光源11gに流れる駆動電流IG、光源11bに流れる駆動電流IBは、図7(d)に示すようになる。
(High brightness mode)
In high luminance mode, the adjustment
Comparison signal S C generated by the
Then, the
一方、外光の強度値が閾値を超えていない場合(ステップS1;No)、表示装置1の周囲が暗いと想定されるため、制御手段100は、スイッチ部120の動作を制御し、スイッチSW2をオン状態にする(ステップS3)。つまり、この場合は低輝度モードでの調整となる。
On the other hand, when the intensity value of the external light does not exceed the threshold value (step S1; No), it is assumed that the periphery of the
(低輝度モード)
低輝度モードでは、調整信号生成部300で調整信号SAが生成される(ステップS4)。
具体的には、調整信号生成部300のトリガ信号生成回路320により、各イネーブル信号R,G,B−ENに基づいて、ピークホールド期間を定めるトリガ信号ST(図8(b)参照)が生成される。
トリガ信号STがオフを示すとき、リセットスイッチ313はオフ状態となり、ピークホールド回路310のホールドコンデンサC1に蓄積された電荷は維持される。つまり、トリガ信号STがオフを示す期間がピークホールド期間となり、光強度検出部20から増幅回路311を経て積分回路312に入力された光強度検出信号SFBのピーク値は維持される(図8(c)のSA参照)。なお、この説明では、理解を容易にするため、光強度検出信号SFBがピークホールド回路310を経て出力される信号を調整信号SAとしている。
一方、トリガ信号STがオンを示すとき、リセットスイッチ313はオン状態となり、ピークホールド回路310のホールドコンデンサC1に蓄積された電荷は放電される。トリガ信号STがオンを示す期間における、光強度検出信号SFB(結果的にピークホールド回路310から出力される調整信号SA)と比較信号SCとの関係は、高輝度モード時と同様である。つまり、光強度検出信号SFBが示す値が、基準信号SBが示す値(目標輝度)を超えると比較信号SCがオフ(Low)となり、基準信号SBが示す値以下になると比較信号SCがオン(High)となる。
これにより、調整信号生成部300からは図8(c)に示す調整信号SAが出力され、比較部130で、基準信号SBとの比較結果として比較信号SCが(図8(d)参照)生成される(ステップS5)。低輝度モード時に生成される比較信号SCは、高輝度モード時のように各イネーブル信号がオンを示す期間に連続してオンとオフとを繰り返すものとは異なり、図8(d)に示すように、各イネーブル信号がオンを示す期間に1回だけオンを示すものとなっている。例えば、R−ENに着目すると、図8(a)、図8(d)からわかるように、低輝度モードでの比較信号SCは、R−ENがオンを示す期間内で1回だけオンを示している。
比較部130で生成された比較信号SCは、論理回路210へ出力される。論理回路210は、各イネーブル信号R,G,B−EN(図8(a)参照)と比較部130からの比較信号SC(図8(d)参照)とのAND(論理積)を出力する。これにより、各イネーブル信号がオンを示す期間内で1回だけオンを示す制御信号(第2の制御信号)が生成される(ステップS6)。なお、第2の制御信号のオン期間は、基準信号SBが示す目標輝度に応じて光源を発光させるように調整されている。
そして、スイッチ部220は、第2の制御信号に応じて、オン/オフ動作を行い、光源11r,11g,11bを駆動する(ステップS7)。このとき、光源11rに流れる駆動電流IR、光源11gに流れる駆動電流IG、光源11bに流れる駆動電流IBは、図8(e)に示すようになる。
光源駆動装置5は、例えば表示装置1の電源がオフされるまで、以上の光源駆動処理を繰り返す。
(Low brightness mode)
In low luminance mode, the adjustment signal S A with adjustment
Specifically, the trigger
When the trigger signal S T indicates OFF, the
On the other hand, the trigger signal S T is the time indicating the ON the
Thus, from the
Comparison signal S C generated by the
Then, the
The light
なお、以上の説明では、光源駆動装置5が、目標強度(基準信号SB)が閾値以下の場合に、所定の期間(各イネーブル信号がオンを示す期間)内で1回だけオンを示す第2の制御信号を光源駆動部200に出力する例を示したが、これに限られない。光源駆動装置5が、目標強度が閾値以下の場合に、所定の期間内で複数回オンを示した後、オフを保ち続ける第2の制御信号を光源駆動部200に出力するようにしてもよい。この場合、トリガ信号生成回路320が、所定の期間内で、複数回オンを示した後、オフを保ち続けるトリガ信号STを生成するように構成すればよい。
In the above description, when the light
以上に説明した光源駆動装置5は、機能部として、光源(光源11r,11g,11b)が発している光の強度を示す光強度情報(光強度検出信号SFB)を取得し、前記光の強度と設定された目標強度(基準信号SB)とに基づいてオンとオフとを示す制御信号を生成して出力する制御信号出力手段と、制御信号出力手段から出力された制御信号がオンを示すときに光源を駆動する駆動手段(光源駆動部200)と、を備える。光源は、複数あり、駆動手段によってフィールドシーケンシャル方式で駆動され、所定の期間(各イネーブル信号がオンを示す期間)毎に異なる色の光を出射し、制御信号出力手段は、目標強度が予め定められた閾値よりも大きい場合は、前記所定の期間内でオンとオフとを繰り返す第1の制御信号を駆動手段へ出力することで、当該目標強度に応じて光源を発光させ、目標強度が前記閾値以下の場合は、前記所定の期間内で1又は複数回オンを示した後、オフを保ち続ける第2の制御信号を駆動手段へ出力することで、当該目標強度に応じて光源を発光させる。
このようにしたから、目標強度が所定の閾値よりも低いときは、従来のように所定の期間内でオンとオフとを繰り返す第1の制御信号に依らず、この期間内で1又は複数回(少ないほうが好ましい)オンを示す第2の制御信号により、光源を駆動できるため、従来よりも光源の駆動期間を短く設定でき、低強度でも光源を安定して発光させることができる。また、このように制御手法を工夫すればよいため、CPUの変更などによって生じるハード的なコストアップを極力抑えることができる。
The light
Thus, when the target intensity is lower than the predetermined threshold value, one or more times within this period without depending on the first control signal that repeats ON and OFF within the predetermined period as in the prior art. Since the light source can be driven by the second control signal indicating ON (less is preferable), the driving period of the light source can be set shorter than before, and the light source can emit light stably even at low intensity. In addition, since the control method only needs to be devised in this way, it is possible to suppress the hardware cost increase caused by the change of the CPU as much as possible.
また、光源駆動装置5において、制御信号出力手段は、外光強度を示す情報(外光強度検出信号SL)を取得し、外光強度に基づいて目標強度を設定する。
Further, in the light
また、制御信号出力手段は、目標強度が閾値以下の場合に、所定の期間内において、光強度情報が示す光の強度が当該目標強度よりも小さくなった後に当該目標強度よりも大きいピーク値に前記光の強度を大きく保ち続けるピークホールド回路310と、当該目標強度と前記光の強度とを比較する比較部130と、を備え、比較部130による比較結果に基づいて第2の制御信号を生成する。
In addition, when the target intensity is less than or equal to the threshold value, the control signal output means has a peak value greater than the target intensity after the light intensity indicated by the light intensity information becomes smaller than the target intensity within a predetermined period. A
なお、本発明は、以上の実施形態及び図面によって限定されるものではない。本発明の要旨を変更しない範囲で、適宜、実施形態及び図面に変更(構成要素の削除も含む)を加えることが可能である。以下に変形の一例を示す。 In addition, this invention is not limited by the above embodiment and drawing. Changes (including deletion of constituent elements) can be added to the embodiments and the drawings as appropriate without departing from the scope of the present invention. An example of modification is shown below.
(変形例)
以上で説明した例では、光源11r,11g,11bを目標強度で発光させる際の光強度の一例を輝度としたが、これに限られない。光強度は、駆動電流IR、IG、IBに比例する物理量であればよく、照度、光束、光度であってもよい。
(Modification)
In the example described above, an example of the light intensity when the
以上の説明では、外光強度検出部90からの外光強度検出信号SLに基づいて、基準信号SB、つまり、目標となる発光強度を定めたがこれに限られない。図示しない操作部からのユーザ操作(発光強度の調整操作)によって目標強度が定められるようにしてもよい。
In the above description, the reference signal S B , that is, the target light emission intensity is determined based on the external light intensity detection signal S L from the external light
以上の説明では、表示素子40がDMDである例を示したが、これに限られない。表示素子は、カラーフィルタを用いずにR,G、Bの3色の光源によって表示動作を行う液晶表示素子であってもよい。
In the above description, an example in which the
以上の説明では、表示光Lを、反射光学系70で反射させ、ウインドシールド3に到達させる例を示したが、これに限られない。スクリーン60からの表示光Lを、このような反射光学系を介さずに、ウインドシールド3、もしくは装置専用のコンバイナに向けて出射させるようにしてもよい。
In the above description, the example in which the display light L is reflected by the reflection
以上の説明では、表示装置1が搭載される乗り物の例を車両としたが、これに限られない。表示装置1をその他の乗り物(船舶、航空機等)に設置することもできる。さらには、乗り物に設置するものに限られない。
In the above description, an example of a vehicle on which the
以上では、表示装置1が車両のダッシュボードと一体的に構成される例を示したが、表示装置1は、例えば、車両のダッシュボード上に設置される据え置き型(後付け型)のものであってもよい。
In the above, the example in which the
以上では、光源駆動装置5を備える表示装置の一例としてヘッドアップディスプレイ装置を挙げたが、これに限られない。その他の表示装置であってもよい。但し、ヘッドアップディスプレイ装置は、背景(風景)と重ねて画像を視認させるため、特に、発光強度の調整が必要であること等を踏まえると、光源駆動装置5を備える表示装置としてはヘッドアップディスプレイ装置が好適である。
In the above, a head-up display device has been described as an example of a display device including the light
以上の説明では、本発明の理解を容易にするために、重要でない公知の技術的事項の説明を適宜省略した。 In the above description, in order to facilitate the understanding of the present invention, the description of known unimportant technical matters is appropriately omitted.
1 …表示装置
5 …光源駆動装置
10 …照明装置
20 …光強度検出部
30 …照明光学系
40 …表示素子
50 …投射光学系
60 …スクリーン
70 …反射光学系
80 …筐体
90 …外光強度検出部
100 …制御手段
110 …給電手段
120 …スイッチ部
130 …比較部
200 …光源駆動部
210 …論理回路
220 …スイッチ部
300 …調整信号生成部
310 …ピークホールド回路
311 …増幅回路
312 …積分回路
313 …リセットスイッチ
320 …トリガ信号生成回路
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記制御信号出力手段から出力された制御信号がオンを示すときに前記光源を駆動する駆動手段と、を備え、
前記光源は、複数あり、前記駆動手段によってフィールドシーケンシャル方式で駆動され、所定の期間毎に異なる色の光を出射し、
前記制御信号出力手段は、
目標強度が予め定められた閾値よりも大きい場合は、前記所定の期間内でオンとオフとを繰り返す第1の制御信号を前記駆動手段へ出力することで、当該目標強度に応じて前記光源を発光させ、
目標強度が前記閾値以下の場合は、前記所定の期間内で1又は複数回オンを示した後、オフを保ち続ける第2の制御信号を前記駆動手段へ出力することで、当該目標強度に応じて前記光源を発光させる、
ことを特徴とする光源駆動装置。 Control signal output means for acquiring light intensity information indicating the intensity of light emitted from the light source, and generating and outputting a control signal indicating on and off based on the intensity of the light and the set target intensity; ,
Driving means for driving the light source when a control signal output from the control signal output means indicates ON, and
There are a plurality of light sources, which are driven in a field sequential manner by the driving means, and emit light of different colors every predetermined period,
The control signal output means includes
When the target intensity is larger than a predetermined threshold value, the first control signal that repeats on and off within the predetermined period is output to the driving unit, so that the light source is controlled according to the target intensity. Flash
If the target intensity is less than or equal to the threshold value, the second control signal is output to the driving means after being turned on once or a plurality of times within the predetermined period, and is then output according to the target intensity. To emit the light source,
A light source driving device characterized by that.
ことを特徴とする請求項1に記載の光源駆動装置。 The control signal output means acquires information indicating external light intensity, and sets a target intensity based on the external light intensity.
The light source driving device according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の光源駆動装置。 When the target intensity is equal to or lower than the threshold value, the control signal output means has a peak greater than the target intensity after the light intensity indicated by the light intensity information becomes smaller than the target intensity within the predetermined period. Peak value holding means that keeps the light intensity large in value, and comparison means that compares the target intensity with the light intensity, and the second control signal based on the comparison result by the comparison means Generate
The light source driving device according to claim 1, wherein the light source driving device is a light source driving device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2013244678A JP2015102781A (en) | 2013-11-27 | 2013-11-27 | Light source drive device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013244678A JP2015102781A (en) | 2013-11-27 | 2013-11-27 | Light source drive device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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Family Applications (1)
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Country | Link |
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2013
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