JP2017204389A - 光源装置、表示装置およびヘッドアップディスプレイ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成により精度よく調光できる。【解決手段】基準パルス信号生成手段１０１は、外部照度に基づいたデジタル信号である基準デジタル信号Ｓｐを出力し、変換回路４１０は、基準デジタル信号Ｓｐを積分することで基準デジタル信号Ｓｐをアナログ信号である基準アナログ信号ＳＡに変換し、光源駆動部１４は、光源１３が出射する光強度ＳＦＢを検出し、この光強度ＳＦＢが基準アナログ信号ＳＡに近づくようにスイッチ手段４４１，４４２，４４３を自動的にオンまたはオフさせ、変換回路４１０は、光源１３の出力を所定の値以下にする場合、変換回路４１０にかかる電圧を分圧することで、出力する基準アナログ信号ＳＡのレベルを低くする。【選択図】図２

Description

本発明は、所望の光量の光を出射する光源装置、表示装置およびヘッドアップディスプレイ装置に関する。

光源が出射する光量をモニタリングして光源の駆動電流値にフィードバックすることで、光源をＡＰＣ（Ａｕｔｏ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ）する光源装置が特許文献１に開示されている。このようなモニタリングした光量に応じて光源を駆動することで、所望の光量を光源から出射させることができ、この光源装置を用いた表示装置は、所定の画像を所望の輝度、所望の色で表示することが可能となる。

特開２０１５−１３２６５８号公報

しかしながら、このようなヘッドアップディスプレイ装置に用いられる表示装置は、高輝度から低輝度まで幅広い輝度の画像生成が求められ、この幅広い輝度になるように調光するためには、高い分解能を有するマイクロコンピュータ（制御部）などを用いる必要があった。

本発明は上記問題を鑑みてなされたものであり、簡易な構成により精度よく調光可能な光源装置または表示装置またはヘッドアップディスプレイ装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る光源装置は、異なる色光を出射する光源（１３）と、 前記光源毎に設けられ、前記光源に供給する電力をオンまたはオフするスイッチ手段（４４１，４４２，４４３）と、 前記光源が発した色光の光強度（ＳＦＢ）を取得する光強度検出部（５００）と、外部照度を示す情報を取得し、前記外部照度に基づいたデジタル信号である基準デジタル信号（Ｓｐ）を出力する基準パルス信号生成手段（１０１）と、前記基準デジタル信号を積分することで前記基準デジタル信号をアナログ信号である基準アナログ信号（ＳＡ）に変換する変換回路（４１０）と、を含み、前記光強度が前記基準値に近づくように前記スイッチ手段を自動的にオンまたはオフさせる光源駆動部（１４）と、を備える光源装置において、 前記変換回路は、前記光源の出力を所定の値以下にする場合、前記変換回路にかかる電圧を分圧することで、出力する前記基準アナログ信号のレベルを低くする、ものである。

また、本発明に係る表示装置は、前記光源装置（１１）と、 前記光源装置から出射される前記色光を変調することで視認者に向けて画像（Ｍ）を生成する表示器（１２）と、を備えるものである。

また、本発明に係るヘッドアップディスプレイ装置は、前記表示装置（１０）と、 前記表示装置が生成する画像（Ｍ）を、前記視認者の前方に位置する透過反射部（３）に向けて投射する投射部（２０）と、 を備える、ものである。

本発明によれば、簡易な構成により精度よく調光できる。

本発明の実施形態におけるヘッドアップディスプレイ装置の構成を示す図である。 上記実施形態における光源部の構成を示す概略構成図である。 上記実施形態における変換回路の構成を示す回路図である。 上記実施形態の光源駆動部における論理回路の構成を示す図である。 （ａ）〜（ｆ）は、第１サブフレーム処理における各種信号と駆動電流を説明するためのタイミングチャートである。 （ａ）〜（ｆ）は、第２サブフレーム処理における各種信号と駆動電流を説明するためのタイミングチャートである。 上記実施形態におけるＡＰＣ処理を説明するためのフローチャートである。 上記実施形態におけるサブフレーム処理を説明するためのフローチャートである。

本発明の一実施形態に係る表示装置は、例えば、車両に搭載されるヘッドアップディスプレイ装置（以下、ＨＵＤ装置と記載）１に適用される。

ＨＵＤ装置１は、図１に示すように、画像表示部（表示装置）１０と、画像表示部１０が表示する画像Ｍからの表示光Ｎを、視認者２の視認方向に位置する透過反射部３に向ける投射部２０と、を備える。

画像表示部（表示装置）１０は、光源部（光源装置）１１と、表示器１２と、から構成され、光源部１１が出射する色光Ｃを出射し、この色光Ｃを空間光変調することで画像Ｍを生成する。

光源部（光源装置）１１は、例えば、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）などにより構成される光源１３（赤色光Ｒを出射する光源１３ｒ，緑色光Ｇを出射する光源１３ｇ，青色光Ｂを出射する光源１３ｂ）と、これら光源１３ｒ，１３ｇ，１３ｂを駆動する光源駆動部１４と、から構成される。光源１３の各々は、後述する光源駆動部１４によって駆動され、所定の光強度およびタイミングで発光する。なお、本実施形態において、光源１３は、独立した光源１３ｒ，１３ｇ，１３ｂにより構成されているが、１つの光源１３から複数の色の光を出射するものであってもよい。また、光源１３は、複数色の光を出射するものであればよく、２色のみで構成されてもよく、また、４色（白色も含む）以上で構成されていてもよい。

透過膜５０１は、光源部１１から表示器１２に向かう色光Ｃの光路上に位置し、例えば５％程度の反射率を有する透過性部材からなり、光源部１１から出射された色光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５００の方向へ反射させる。

光強度検出部５００は、例えばフォトダイオードなどからなる受光素子であり、透過膜５０１で反射した色光Ｃを受ける位置に設けられている。光強度検出部５００は、色光Ｃの一部を受光し、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５００は、光Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれの光強度を検出できればいいので、色光Ｃの光路ではなく、例えば、光軸が揃う前の光Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれの光強度を検出できる位置に設けられていてもよい。また、本実施形態において、光強度検出部５００は、光源部１１から表示器１２に向かう色光Ｃの一部を検出する位置に配置されているが、表示器１２が生成した表示光Ｎの一部を検出可能な位置に配置されてもよい。

表示器１２は、例えば、可動式の複数のマイクロミラーを有するＤＭＤ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、光源部１１から出射された色光Ｃを空間光変調し、適宜、図示しないスクリーンに画像光を投影し、前記スクリーン上に画像Ｍを表示する。なお、表示器１２は、ＬＣｏＳ（登録商標：Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ ｏｎ Ｓｉｌｉｃｏｎ）などで構成されていてもよい。

投射部２０は、画像表示部１０が投影する表示光Ｎを、視認者２の視線方向に配置される透過反射部３に向ける。透過反射部３は、例えば、ＨＵＤ１が搭載されるフロントガラスの一部であり、ＨＵＤ１から出射された表示光Ｎを視認者２に向けて反射する。視認者２は、透過反射部３により反射された表示光Ｎにより、透過反射部３の奥側に画像表示部１０が表示した画像Ｍの虚像Ｖを視認する。なお、投射部２０は、画像Ｍを拡大する機能、画像Ｍの歪みを補正する機能、虚像Ｖが視認される視線方向における上下左右奥行き方向の位置を調整する機能、視認者２の視線が移動した場合でも視認される虚像Ｖの輝度が均一化されるように表示光Ｎを視認者２に向けて配光する機能などを有する。

次に、図２〜図８を参照して、本実施形態に係る光源駆動部１４について詳細に説明する。

（光源駆動部） 光源駆動部１４は、図２に示すように、第１の制御部１００と、第２の制御部２００と、給電手段３００と、駆動信号生成部４００と、光強度検出部５００と、を備える。これらは、例えば、ＨＵＤ１の光源部１１が実装された図示しない回路基板に実装されている。なお、光源駆動部１４の一部または全部は、光源１３が実装された前記回路基板とは異なる回路基板としてＨＵＤ１内に実装されてもよく、またＨＵＤ１外の回路基板に実装されていてもよい。

第１の制御部１００は、例えば、マイクロコントローラからなり、ＣＰＵ、メモリ（ＲＡＭ、ＲＯＭ）等を備える。ＣＰＵは、ＲＯＭに予め記憶されたＨＵＤ装置１の動作に必要なプログラムを読み出し、実行することで各部を制御する。第１の制御部１００は、車両の車両ＥＣＵ（Electronic Control Unit）４から、ＬＶＤＳ（Low Voltage Differential Signal）通信等によって、画像Ｍを表示するための映像信号を入力し、入力した前記映像信号に基づき、第２の制御部２００を介して表示器１２に所望の画像Ｍを表示させる。また、第１の制御部１００は、例えば、車両ＥＣＵ４から車両の周辺の照度を示す外部照度信号（外部光強度）ＳＬを入力し、これに基づき、光源１３の出力を調整することで、画像Ｍの輝度を調整する。

また、第１の制御部１００は、車両ＥＣＵ４から外部照度を示す外部照度信号ＳＬを取得し、外部照度信号ＳＬに基づいたデジタル信号である基準デジタル信号Ｓｐを出力する基準パルス信号生成手段１０１としての機能を有していてもよい。

また、第１の制御部１００は、要求される光源１３の出力に基づいて、後述する切替部４１５をオンまたはオフさせる選択信号Ｓｑを生成する選択信号生成手段１０２としての機能を有していてもよい。

また、第１の制御部１００から出力される映像信号は、図示しない画像処理ＩＣなどを経由して、第２の制御部２００に入力される。 なお、車両ＥＣＵ４からの前記映像信号は、第１の制御部１００を経由せずに、後述する第２の制御部２００に、図示しない画像処理ＩＣなどを経由して、直接入力されてもよい。

第１の制御部１００は、光源１３を制御するために以下のように各部を制御する。（１）第１の制御部１００（基準パルス信号生成手段１０１）は、外部照度信号ＳＬに基づいた基準デジタル信号Ｓｐを生成し、この基準デジタル信号Ｓｐを変換回路４１０へ出力する。基準デジタル信号Ｓｐは、光源１３の出力の設定値を示し、車両ＥＣＵ４から第１の制御部１００に入力された外部照度ＳＬに基づいて生成されるＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方式のデジタル信号である。具体的に例えば、第１の制御部１００は、メモリから外部照度ＳＬと前記設定値とが対応したテーブルデータを参照し、取得した外部照度ＳＬに対応したデューティー比の基準デジタル信号Ｓｐを出力し、この基準デジタル信号Ｓｐが積分回路からなる変換回路４１０により、所定のレベルを有するアナログ信号である基準アナログ信号ＳＡに変換され、比較回路４２０に出力される。なお、第１の制御部１００から出力される基準アナログ信号ＳＡを生成するための基準デジタル信号Ｓｐの周波数は３０ｋＨｚ以上であることが望ましい。 外部照度ＳＬに対応付けられた基準アナログ信号ＳＡの値の大きさは、光源１３が出射する色光Ｃの色毎に異なる。従って、第１の制御部１００は、出射させる光Ｒ、Ｇ、Ｂが変わる次のサブフレームＳＦに移る際に、比較回路４２０に対して出力する基準アナログ信号ＳＡの大きさを変化させる。斯かる構成により、各色の光強度検出信号ＳＦＢを共通の比較回路４２０で処理した場合でも、光源１３が出射する各色光の光量を適切に調整することができる。（２）第１の制御部１００（選択信号生成手段１０２）は、要求される光源１３の出力に基づいて、後述する切替部４１５をオンまたはオフさせる選択信号Ｓｑを生成し、この選択信号Ｓｑを変換回路４１０へ出力する。この選択信号Ｓｑは、車両ＥＣＵ４から第１の制御部１００に入力された外部照度ＳＬに基づいて、後述する切替部４１５のオン／オフを切り替える信号であり、変換回路４１０から比較回路４２０に出力される基準アナログ信号ＳＡのダイナミックレンジを切り替える。具体的には、第１の制御部１００は、入力された外部照度ＳＬに基づいて、光源１３の出力の設定値を所定の閾値以上にする場合、基準アナログ信号ＳＡのレベルが大きくなるように、後述する切替部４１５をオフさせる選択信号Ｓｑを出力し、光源１３の出力の設定値を所定の閾値未満にする場合、基準アナログ信号ＳＡのレベルが小さくなるように、後述する切替部４１５をオンさせる選択信号Ｓｑを出力する。（３）第１の制御部１００は、給電手段３００にバッテリーが接続されたかを判定し、給電手段３００にバッテリーが接続された場合、光源部１１、画像表示部１０の始動を開始させる。（４）第１の制御部１００は、第２の制御部２００を介し、論理回路４３０の入力端子へ制限信号ＳＣを出力する。制限信号ＳＣは、例えば、オン（Ｈｉｇｈ）を示す許可信号ＳＣ１と、オフ（Ｌｏｗ）示す禁止信号ＳＣ２と、からなる。制限信号ＳＣは、外部照度ＳＬのレベルに基づき、各サブフレームＳＦ内を占める許可信号ＳＣ１の割合Ｑを変化させる。具体的には、サブフレームＳＦ内を占める許可信号ＳＣ１の割合Ｑは、外部照度ＳＬのレベルが予め定めた閾値Ｐ以上である場合、１００％であり、外部照度ＳＬのレベルが閾値Ｐ未満である場合、外部照度ＳＬのレベルの低下に応じて漸減する。（５）さらに、第１の制御部１００は、外部照度ＳＬに応じて給電手段３００を制御し、光源１３に印加する電圧を設定する。

第２の制御部２００は、所望の機能をハードウェアで実現するＬＳＩ（Large Scale Integration）であり、例えば、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などから構成されている。また、第２の制御部２００には図示しないメモリが接続されており、このメモリには、第１の制御部１００からの信号に応じた制限信号ＳＣを出力するためのデータや、第１の制御部１００からの照明制御データに応じて、表示器１２の駆動に同期して光源１３の発光タイミングを制御するイネーブル信号ＥＮ（Ｒ−ＥＮ，Ｇ−ＥＮ，Ｂ−ＥＮ）を制御するためのデータや、第１の制御部１００からの表示制御データに応じて表示器１２を制御するためのデータが格納されている。

給電手段３００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、第１の制御部１００の制御のもとで、車両のバッテリー（図示せず）からの電力を落とし、光源１３に適当な値の電圧を印加する。給電手段３００は、例えば、所定の調光値以上では、電圧を一定にし、所定の調光値未満では、所望の調光値に応じて、電圧を低下させる。給電手段３００は、後述する駆動信号生成部４００のＬＳＩ内に一体的に組み込まれてもよい。

駆動信号生成部４００は、所望の機能をハードウェアで実現するＬＳＩであり、例えば、第２の制御部２００とは独立したＡＳＩＣやＦＰＧＡから構成されている。駆動信号生成部４００は、変換回路４１０と、比較回路４２０と、論理回路４３０と、スイッチ手段４４０と、を備え、光源１３が出射する色光Ｃ（青色光Ｂまたは緑色光Ｇまたは赤色光Ｒ）の光強度に基づく光強度検出信号（以下、光強度とも記す）ＳＦＢを光強度検出部５００から入力し、この光強度検出信号ＳＦＢから光源１３を駆動するための駆動信号ＳＤを生成し、この駆動信号ＳＤに基づき、スイッチ手段４４０がオン／オフ動作することで、光源１３を点灯／消灯させるものである。

図３は、変換回路４１０の構成を示す回路図である。 変換回路４１０は、積分回路を構成する第１の抵抗器４１１およびコンデンサ４１２と、第１の抵抗器４１１にかかる電圧を分圧する分圧回路４１３を構成する第２の抵抗器（分圧抵抗器）４１４と、第２の抵抗器４１４による分圧作用をオン／オフする切替部４１５と、から構成される。変換回路４１０は、第１の制御部１００からデジタル信号である基準デジタル信号Ｓｐを入力し、前記積分回路によりアナログ信号である基準アナロ
グ信号ＳＡに変換し、比較回路４２０に出力する。また、変換回路４１０は、第１の制御部１００から入力する選択信号Ｓｑにより切替部４１５をオンまたはオフさせることで、基準アナログ信号ＳＡのレベルを大幅に切り替える。

比較回路４２０は、比較器（Ｃｏｍｐａｒａｔｏｒ）からなり、光強度検出部５００から入力される光強度検出信号ＳＦＢと変換回路４１０が出力した基準アナログ信号ＳＡとの比較を行い、比較結果として比較信号ＳＢを論理回路４３０へ出力する。なお、光強度検出部５００と比較回路４２０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比較回路４２０に入力される。なお、この増幅回路は、上述したように、第１の制御部１００が、車両ＥＣＵ４から入力される外部照度ＳＬに応じてゲインを決定する。

論理回路４３０は、図４に示すように、第１ＡＮＤ回路４３１と、赤色ＡＮＤ回路４３２と、緑色ＡＮＤ回路４３３と、青色ＡＮＤ回路４３４とを備える。論理回路４３０は、第２の制御部２００からの制限信号ＳＣ，イネーブル信号ＥＮ（赤色イネーブル信号Ｒ−ＥＮ，緑色イネーブル信号Ｇ−ＥＮ，青色イネーブル信号Ｂ−ＥＮ）と、比較回路４２０からの比較信号ＳＢと、を入力し、これらＡＮＤ回路により、光源１３ｒを駆動する赤色駆動信号ＳＤＲ、または光源１３ｇを駆動する緑色駆動信号ＳＤＧ、または光源１３ｂを駆動する青色駆動信号ＳＤＢを、赤色スイッチ手段４４１，緑色スイッチ手段４４２，青色スイッチ手段４４３それぞれに出力するものである。

第１ＡＮＤ回路４３１は、第２の制御部２００からの制限信号ＳＣと比較回路４２０からの比較信号ＳＢとのＡＮＤ信号である駆動信号ＳＤを、各ＡＮＤ回路４３２，４３３，４３４に対して出力する。

赤色ＡＮＤ回路４３２は、第２の制御部２００からの赤色イネーブル信号Ｒ−ＥＮと第１ＡＮＤ回路４３１からの駆動信号ＳＤとのＡＮＤ信号である赤色駆動信号ＳＤＲを、赤色スイッチ手段４４１に出力する。また、緑色ＡＮＤ回路４３３も同様に、第２の制御部２００からの緑色イネーブル信号Ｇ−ＥＮと第１ＡＮＤ回路４３１からの駆動信号ＳＤとのＡＮＤ信号である緑色駆動信号ＳＤＧを、緑色スイッチ手段４４２に出力し、青色ＡＮＤ回路４３４も同様に、第２の制御部２００からの緑色イネーブル信号Ｇ−ＥＮと第１ＡＮＤ回路４３１からの駆動信号ＳＤとのＡＮＤ信号である緑色駆動信号ＳＤＧを、緑色スイッチ手段４４２する。

スイッチ手段４４０は、例えば、ｎ型チャネルまたはｐ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。スイッチ手段４４０は、論理回路４３０からの出力に応じてオンまたはオフの動作を行う。 スイッチ手段４４０、例えば、図２に示すように、光源１３ｒのカソード側に接続される赤色スイッチ手段４４１、光源１３ｇのカソード側に接続される緑色スイッチ手段４４２、光源１３ｂのカソード側に接続される青色スイッチ手段４４３を有する。光源１３ｒに対応する赤色スイッチ手段４４１は、赤色ＡＮＤ回路４３２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１３ｒに駆動電流Ｉｒが供給され、光源１３ｒは赤色光Ｒを発する。赤色ＡＮＤ回路４３２の出力がオフ（Ｌｏｗ）を示すときにオフ状態となり光源１３ｒは消灯状態となる。同様に、光源１３ｇに対応する緑色ＡＮＤ回路４３３がオン状態のときに、光源１３ｇは緑色光Ｇを発し、光源１３ｂに対応する青色ＡＮＤ回路４３４がオン状態のときに、光源１３ｂは青色光Ｂを発する。

このように構成される駆動信号生成部４００により、図５（ｆ）または図６（ｆ）に示すように、光源１３ｒ，１３ｇ，１３ｂの各々には、各イネーブル信号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１３ｒ，１３ｇ，１３ｂが順次点灯する（フィールドシーケンシャルカラー方式）。なお、図５（ｆ）および図６（ｆ）に記したＩｒは光源１３ｒに流れる駆動電流を示し、Ｉｇは光源１３ｇに流れる駆動電流を示し、Ｉｂは光源１３ｂに流れる駆動電流を示す。

光強度検出部５００は、光源１３が出射した色光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５００は、検出した発光強度を示す光強度検出信号ＳＦＢを出力する。

本実施形態の光源駆動部１４は、光強度検出部５００で検出した光源１３の発光強度を示す光強度検出信号ＳＦＢを生成し、駆動信号生成部４００が、光強度検出信号ＳＦＢから駆動信号ＳＤ（赤色駆動信号ＳＤＲ，緑色駆動信号ＳＤＧ，青色駆動信号ＳＤＢ）を生成し、この駆動信号ＳＤに基づいて再び各色の光源１３を駆動するＡＰＣ制御している。

まず、図７、図８に示すフローチャートを主に参照して、光源駆動部１４が実行するＡＰＣ処理を説明する。

（ＡＰＣ処理） まず、光源駆動部１４の第１の制御部１００は、ステップＳ１０において、車両ＥＣＵ４から車両の外部の明るさを示す外部照度信号（外部照度）ＳＬを入力する。

第１の制御部１００は、ステップＳ２０において、ステップＳ１０で入力した外部照度ＳＬと予めメモリに記憶された第１の閾値ＴＨ１とを比較する。

第１の制御部１００は、外部照度ＳＬが第１の閾値ＴＨ１以上の場合（ステップＳ２０；ＹＥＳ）、変換回路４１０に出力する選択信号Ｓｑをオフに設定する（ステップＳ２０ａ）。一方、第１の制御部１００は、外部照度ＳＬが第１の閾値ＴＨ１未満の場合（ステップＳ２０；ＮＯ）、変換回路４１０に出力する選択信号Ｓｑをオフに設定する（ステップＳ２０ｂ）。

次に、第１の制御部１００は、ステップＳ３０において、入力した外部照度ＳＬに対応する基準デジタル信号Ｓｐをメモリから読み出す。例えば、第１の制御部１００は、メモリに記憶されたテーブルデータを参照して、取得した外部照度ＳＬに対応した基準デジタル信号Ｓｐを生成する。所定の外部照度ＳＬに対応した基準デジタル信号Ｓｐは、各色で別々に設けられ、ホワイトバランスを保つような値に設定される。上記のステップＳ２０で定められたオンまたはオフの選択信号Ｓｑと、ステップＳ３０で定められた基準デジタル信号Ｓｐとにより、基準アナログ信号ＳＡが決定される。

第１の制御部１００は、ステップＳ４０において、ステップＳ１０で入力した外部照度ＳＬと予めメモリに記憶された第２の閾値ＴＨ２とを比較する。 第１の制御部１００は、外部照度ＳＬが第２の閾値ＴＨ２以上の場合（ステップＳ４０；ＹＥＳ）、ＨＵＤ装置１の周囲が明るいと判定し、禁止信号ＳＣ２のない制限信号ＳＣを設定する（ステップＳ４０ａ）。一方、第１の制御部１００は、外部照度ＳＬが第２の閾値ＴＨ２未満の場合（ステップＳ４０；ＮＯ）、ＨＵＤ装置１の周囲が暗いと判定し、禁止信号ＳＣ２を有する制限信号ＳＣを設定する（ステップＳ４０ｂ）。

次に、ステップＳ５０でサブフレーム処理に移行し、１フレームを時分割したサブフレームＳＦ毎に、このサブフレーム処理を繰り返し、１フレームが終了してからサブフレーム処理を終了する。なお、このサブフレーム処理が終了してもＨＵＤ装置１が停止するまでは、ステップＳ１０に戻って、ＡＰＣ処理を繰り返す。

以下に図５，図６のタイミングチャートと図８のフローチャートを用いて、ＡＰＣ処理におけるサブフレーム処理Ｓ５０を説明する。なお、制限信号ＳＣが、禁止信号ＳＣ２のない制限信号ＳＣに設定された場合のサブフレーム処理Ｓ５０を第１サブフレーム処理と称し、一方、禁止信号ＳＣ２を有する制限信号ＳＣに設定された場合のサブフレーム処理Ｓ５０を第２サブフレーム処理と称して説明する。図５は、第１サブフレーム処理における各種信号と駆動電流を説明するためのタイミングチャートであり、図６は、第２サブフレーム処理における各種信号と駆動電流を説明するためのタイミングチャートである。

（第１サブフレーム処理） 第１サブフレーム処理では、光源駆動部１４の比較回路４２０は、光強度検出部５００から光源１３の発光強度を示す光強度検出信号ＳＦＢを入力し（ステップＳ５１）、光強度検出部５００からの光強度ＳＦＢと第１の制御部１００からの基準アナログ信号ＳＡとを比較し、比較信号ＳＢを生成する（ステップＳ５２）。具体的には、比較回路４２０は、図５（ｂ），（ｃ）に示すように、光強度ＳＦＢが、基準アナログ信号ＳＡを超えると、比較信号ＳＢをオフ（Ｌｏｗ）とする。このように比較信号ＳＢをオフとした場合、光源１３に流れる駆動電流が低下するため、これにより、光源１３の光強度ＳＦＢが下降し、基準アナログ信号ＳＡを下回る。比較回路４２０は、光強度ＳＦＢが、基準アナログ信号ＳＡを下回ったタイミングで、今度は比較信号ＳＢをオン（Ｈｉｇｈ）とする。この動作を繰り返すことで、比較回路４２０は、オンとオフとを繰り返すパルス状の比較信号ＳＢを生成する。

ステップＳ５３において、第２の制御部２００は、制限信号ＳＣを生成し、論理回路４３０の入力端子に出力する。第１サブフレーム処理において、第２の制御部２００は、ステップＳ４０ａで決定したように、常にオン（Ｈｉｇｈ）を示す許可信号ＳＣ１（禁止信号ＳＣ２のない制限信号ＳＣ）を出力する。

次に、ステップＳ５４において、論理回路４３０の第１ＡＮＤ回路４３１は、図５（ｃ），（ｄ），（ｅ）に示すように、第２の制御部２００からの制限信号ＳＣ（許可信号ＳＣ１）と、比較回路４２０からの比較信号ＳＢとを論理積して駆動信号ＳＤを生成し、各ＡＮＤ回路４３２，４３３，４３４に対して出力する。なお、第１サブフレーム処理においては、第１ＡＮＤ回路４３１は、比較信号ＳＢと常にオン（Ｈｉｇｈ）を示す許可信号ＳＣ１との論理積を、駆動信号ＳＤとして出力しているため、比較信号ＳＢと同等のパルス信号である駆動信号ＳＤを出力する。そして、各ＡＮＤ回路４３２，４３３，４３４は、第１ＡＮＤ回路４３１からの駆動信号ＳＤと、第２の制御部２００からのイネーブル信号ＥＮと、を論理積して各駆動信号ＳＤ（赤色駆動信号ＳＤＲ、または緑色駆動信号ＳＤＧ、または青色駆動信号ＳＤＢ）として、スイッチ手段４４０に出力する。

そして、スイッチ手段４４０は、駆動信号ＳＤに応じて、オンまたはオフ動作を行い、光源１３を駆動する（ステップＳ５５）。 光源駆動部１４は、１フレームが完了するまで、以上に説明した第１サブフレーム処理を繰り返す。

（第２サブフレーム処理） 一方、第２サブフレーム処理では、光源駆動部１４の比較回路４２０は、光強度検出部５００から光源１３の発光強度に関連する値である光強度検出信号ＳＦＢを入力し（ステップＳ５１）、光強度検出部５００からの光強度ＳＦＢと第１の制御部１００からの基準アナログ信号ＳＡとを比較し、比較信号ＳＢを生成する（ステップＳ５２）。具体的には、比較回路４２０は、図６（ｂ），（ｃ）に示すように、光強度ＳＦＢが、基準アナログ信号ＳＡを超えると、比較信号ＳＢをオフ（Ｌｏｗ）とする。

ステップＳ５３において、第２の制御部２００は、制限信号ＳＣを生成し、論理回路４３０の入力端子に出力する。第２サブフレーム処理において、第２の制御部２００は、オン（Ｈｉｇｈ）を示す許可信号ＳＣ１と、オフ（Ｌｏｗ）示す禁止信号ＳＣ２と、から構成される制限信号ＳＣを出力する。

次に、ステップＳ５４において、論理回路４３０の第１ＡＮＤ回路４３１は、図６（ｃ），（ｄ），（ｅ）に示すように、第２の制御部２００からの制限信号ＳＣ（許可信号ＳＣ１および禁止信号ＳＣ２）と、比較回路４２０からの比較信号ＳＢとを論理積して駆動信号ＳＤ生成し、各ＡＮＤ回路４３２，４３３，４３４に対して出力する。 なお、第２サブフレーム処理においては、第１ＡＮＤ回路４３１は、比較信号ＳＢと、オンとオフと
からなる制限信号ＳＣとの論理積を駆動信号ＳＤとして出力する。したがって、第１ＡＮＤ回路４３１は、制限信号ＳＣがオンである場合、比較信号ＳＢと同等のパルス信号である駆動信号ＳＤ（点灯信号ＳＤ１）を出力し、制限信号ＳＣがオフである場合、比較信号ＳＢに基づかない駆動信号ＳＤ（非点灯信号ＳＤ２）を、各ＡＮＤ回路４３２，４３３，４３４に出力する。そして、各ＡＮＤ回路４３２，４３３，４３４は、第１ＡＮＤ回路４３１からの駆動信号ＳＤと、第２の制御部２００からのイネーブル信号ＥＮと、を論理積して各駆動信号ＳＤ（赤色駆動信号ＳＤＲ、または緑色駆動信号ＳＤＧ、または青色駆動信号ＳＤＢ）として、スイッチ手段４４０に出力する。

なお、第２サブフレーム処理において、制限信号ＳＣは、サブフレームＳＦに占める割合Ｑ（図６（ｄ）における割合Ｑ）の間だけ、制限信号ＳＣをオン（許可信号ＳＣ１）とし、それ以外では、制限信号ＳＣをオフ（禁止信号ＳＣ２）とする。 第２の制御部２００は、比較回路４２０からのパルス信号である比較信号ＳＢのうち、各サブフレームＳＦ（ＳＦ１・・・）の始めに入力された比較信号ＳＢのリーディングエッジ（パルス信号の立ち上がり）を契機に、予め定められたサブフレームＳＦに占める割合Ｑの期間だけ論理回路４３０に対して点灯信号ＳＤ１を出力する。論理回路４３０は、このサブフレームＳＦに占める割合Ｑの期間だけ比較信号ＳＢに基づくパルス信号である駆動信号ＳＤ（点灯信号ＳＤ１）を、各スイッチ手段４４０に対して出力し、それ以外のサブフレームＳＦの期間では、スイッチ手段４４０をオフさせる駆動信号ＳＤ（非点灯信号ＳＤ２）を、各スイッチ手段４４０に対して出力する。

そして、スイッチ手段４４０は、駆動信号ＳＤに応じて、オンまたはオフの動作を行い、光源１３を駆動する（ステップＳ５５）。光源駆動部１４は、１フレームが完了するまで、以上の第１サブフレーム処理を繰り返す。

本実施形態の光源駆動部１４は、以上に説明したように、画像表示部１０が画像表示を開始する前に光源１３の初回点灯を行うため、光源１３の寄生容量に基づく蓄電荷による光が画像表示に反映されない。すなわち、本実施形態の光源駆動部１４を適用した光源装置１１、表示装置１０は、後述するＡＰＣ処理を行いつつ、起動直後の表示のちらつきを抑制することができる。

以上に説明したように、本実施形態における光源装置１１は、異なる色光を出射する光源１３と、光源１３毎に設けられ、光源１３に供給する電力をオンまたはオフするスイッチ手段４４１，４４２，４４３と、光源１３が発した色光の光強度ＳＦＢを取得する光強度検出部５００と、外部照度を示す情報を取得し、外部照度に基づいたデジタル信号である基準デジタル信号Ｓｐを出力する基準パルス信号生成手段１０１と、基準デジタル信号Ｓｐを積分することで基準デジタル信号Ｓｐをアナログ信号である基準アナログ信号ＳＡに変換する変換回路４１０と、を含み、光強度ＳＦＢが基準アナログ信号ＳＡに近づくようにスイッチ手段４４１，４４２，４４３を自動的にオンまたはオフさせる光源駆動部１４と、を備える光源装置において、変換回路４１０は、光源１３の出力を所定の値以下にする場合、変換回路４１０にかかる電圧を分圧することで、出力する基準アナログ信号ＳＡのレベルを低くする。このように、光源駆動部１４は、変換回路４１０にかかる電圧を分圧するか否かを選択することで、出力する基準アナログ信号ＳＡのレベルを強制的に大幅に調整することができるため、第１の制御部１００が出力する基準デジタル信号Ｓｐの分解能が低い場合であっても、基準デジタル信号Ｓｐと分圧するか否かを選択する選択信号Ｓｑとの組み合わせにより、光源１３の出力を調整するための基準アナログ信号ＳＡのダイナミックレンジを大きくすることができ、かつ精度よく調整することができる。

なお、本発明は、以上の実施形態およ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、実施形態および図面に変更（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。

（変形例）

また、光源部１１から表示器１２に向かう色光Ｃの光路上には、色光Ｃを収束、発散、光強度調整、光強度分布調整などを行う屈折光学系、反射光学系、回折光学系などが設けられていてもよい。

また、スイッチ手段４４０は、比較回路４２０と論理回路４３０とを有するＬＳＩの外部に設けられてもよい。このように、スイッチ手段４４０を比較回路４２０と論理回路４３０を有するＬＳＩから独立させることで、スイッチ手段４４０から発生する熱が、比較回路４２０と論理回路４３０に伝達することを抑制し、延いては、比較回路４２０，論理回路４３０の動作不良や故障を抑制することができる。

また、上記実施形態において、各色の光源１３ｒ，１３ｇ，１３ｂを１灯としたが、各色の光源１３ｒ，１３ｇ，１３ｂを、赤色スイッチ手段４４１，緑色スイッチ手段４４２，青色スイッチ手段４４３に複数個パラレルまたはシリーズに配列してもよい。また、各色の光源１３ｒ，１３ｇ，１３ｂを複数個設け、これらを駆動する赤色スイッチ手段４４１，緑色スイッチ手段４４２，青色スイッチ手段４４３も複数個設けてもよい。

また、上記実施形態において、給電手段３００は、第１の制御部１００の制御のもと、印加する電圧を制御していたが、これに限られず、一定の電圧を光源１３に印加する定電圧回路であってもよい。

なお、上記実施形態において、第１の制御部１００は、車両ＥＣＵ４から外部照度を示す外部照度信号ＳＬを入力していたが、これに限られず、ＨＵＤ装置１に外部照度を取得する照度センサを備え、このＨＵＤ装置１に設けた照度センサからの信号を光源１３の調光を行うための外部照度信号ＳＬとして使用してもよい。また、第１の制御部１００は、ＨＵＤ装置１や車両に設けられた図示しない操作部を視認者２が操作することで、基準デジタル信号Ｓｐを調整してもよい。また、車両のライトをオン・オフするスイッチの操作に応じて、基準デジタル信号Ｓｐを調整してもよい。

１ ＨＵＤ装置
２ 視認者
３ 透過反射部
４ 車両ＥＣＵ
１０ 画像表示部（表示装置）
１１ 光源部（光源装置）
１２ 表示器
１３ 光源
１４ 光源駆動部
２０ 投射部
１００ 第１の制御部
２００ 第２の制御部
３００ 給電手段
４００ 駆動信号生成部
４１０ 変換回路
４１１ 第１の抵抗器
４１２ コンデンサ
４１３ 分圧回路
４１４ 第２の抵抗器（分圧抵抗器）
４１５ 切替部
４２０ 比較回路
４３０ 論理回路
４４０ スイッチ手段
５００ 光強度検出部

ＳＡ 基準アナログ信号（基準値）
ＳＢ 比較信号
ＳＣ 制限信号
ＳＦＢ 光強度検出信号（光強度）
ＳＬ 外部照度信号（外部照度）
Ｓｐ 基準デジタル信号
Ｓｑ 選択信号
ＥＮ イネーブル信号

Claims (4)

1. 異なる色光を出射する光源（１３）と、 前記光源に設けられ、前記光源に供給する電力をオンまたはオフするスイッチ手段（４４１，４４２，４４３）と、 前記光源が発した色光の光強度（ＳＦＢ）を取得する光強度検出部（５００）と、外部照度を示す情報を取得し、前記外部照度に基づいたデジタル信号である基準デジタル信号（Ｓｐ）を出力する基準パルス信号生成手段（１０１）と、前記基準デジタル信号を積分することで前記基準デジタル信号をアナログ信号である基準アナログ信号（ＳＡ）に変換する変換回路（４１０）と、を含み、前記光強度が前記基準アナログ信号に近づくように前記スイッチ手段を自動的にオンまたはオフさせる光源駆動部（１４）と、を備える光源装置において、 前記変換回路は、前記光源の出力を所定の値以下にする場合、前記変換回路にかかる電圧を分圧することで、出力する前記基準アナログ信号のレベルを低くする、ことを特徴とする光源装置。
2. 前記分圧回路は、前記変換回路にかかる電圧を分圧する分圧抵抗器（４１４）と、前記分圧抵抗器による分圧をオン又はオフで切り替える切替部（４１５）と、を有する、ことを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
3. 請求項１または請求項２のいずれか一項に記載の光源装置（１１）と、 前記光源装置から出射される前記色光を変調することで視認者に向けて画像（Ｍ）を生成する表示器（１２）と、を備える、ことを特徴とする表示装置。
4. 請求項３に記載の表示装置（１０）と、 前記表示装置が生成する前記画像を、前記視認者の前方に位置する透過反射部（３）に向けて投射する投射部（２０）と、 を備える、ことを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。

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