JP2018200811A - Light source drive device and head-up display apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光源駆動装置及びヘッドアップディスプレイ装置に関する。 The present invention relates to a light source driving device and a head-up display device.
従来から、例えば、特許文献1に開示されるように、複数の光源と、複数の光源に共通の電圧を印加する給電手段と、電圧が印加された光源からの光を受けて画像を表示する表示素子と、を備える表示装置が知られている。
Conventionally, for example, as disclosed in
本願発明者は、特に低輝度において所望の輝度及び色度を実現するため、光源毎に異なる電圧を生成する電源制御ユニットを表示装置に設けることを検討している。そして、この電源制御ユニットは光源毎に生成した電圧の変動を平滑化するために光源毎にコンデンサを備えることが検討されている。この構成において、光源の輝度を低下させる際、コンデンサにチャージされた電荷を外部に放電させる必要がある。この電荷の放出に要する時間(電荷放電時間)は、コンデンサの性質上、現在の輝度と要求輝度に応じて異なる。このため、光源毎に電荷放電時間の長さが異なる場合もあり、この場合には、現在の輝度から要求輝度に表示輝度を変化させる際に、所望の色度から色度が変化するおそれがある。 The inventor of the present application is considering providing a display device with a power supply control unit that generates a different voltage for each light source in order to achieve desired luminance and chromaticity particularly at low luminance. In order to smooth the fluctuation of the voltage generated for each light source, this power supply control unit is considered to include a capacitor for each light source. In this configuration, when reducing the luminance of the light source, it is necessary to discharge the charge charged in the capacitor to the outside. The time required to release this charge (charge discharge time) varies depending on the current luminance and the required luminance due to the nature of the capacitor. For this reason, the length of the charge discharge time may be different for each light source. In this case, when the display luminance is changed from the current luminance to the required luminance, the chromaticity may change from the desired chromaticity. is there.
本発明は、上記実状を鑑みてなされたものであり、表示輝度を変化させる際に所望の色度から色度が変化することが抑制される光源駆動装置及び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。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a light source driving device and a head-up display device in which a change in chromaticity from a desired chromaticity is suppressed when the display luminance is changed. Objective.
上記目的を達成するため、本発明の第1の観点に係る光源駆動装置は、第1の光源から第1の光を発させ、第2の光源から第2の光を発させる光源駆動装置であって、前記第1の光源に印加する第1電圧及び前記第2の光源に印加する第2電圧を調整する電圧調整部と、前記電圧調整部を通じて前記第1電圧及び前記第2電圧を調整することで、前記第1の光及び前記第2の光の光強度比が所望の光強度比となるように、前記第1の光源及び前記第2の光源それぞれの発光輝度を現在の輝度から要求輝度に調整する電圧可変調光処理を行う調光処理部と、前記現在の輝度から前記要求輝度に前記発光輝度を調整するのに要することが予想される予想時間を判断する予想時間判断部と、を備え、前記調光処理部は、前記電圧可変調光処理を行う際、前記予想時間判断部により判断された前記第1の光源についての前記予想時間と前記第2の光源についての前記予想時間とのうち長い前記予想時間を選択し、選択した前記予想時間以上の輝度調整時間をかけて前記第1の光源及び前記第2の光源それぞれの前記発光輝度を前記現在の輝度から前記要求輝度に調整する。 In order to achieve the above object, a light source driving apparatus according to a first aspect of the present invention is a light source driving apparatus that emits first light from a first light source and emits second light from a second light source. A voltage adjusting unit for adjusting a first voltage applied to the first light source and a second voltage applied to the second light source; and adjusting the first voltage and the second voltage through the voltage adjusting unit. Thus, the emission luminance of each of the first light source and the second light source is determined from the current luminance so that the light intensity ratio between the first light and the second light becomes a desired light intensity ratio. A dimming processing unit that performs voltage-modulable light processing to adjust to the required luminance, and an expected time determination unit that determines an expected time that is expected to be required to adjust the emission luminance from the current luminance to the required luminance And the dimming processing unit performs the voltage-modulable light processing. A longer expected time is selected from the expected time for the first light source and the expected time for the second light source determined by the expected time determination unit, and the luminance is equal to or higher than the selected expected time. The emission luminance of each of the first light source and the second light source is adjusted from the current luminance to the required luminance over an adjustment time.
上記目的を達成するため、本発明の第2の観点に係るヘッドアップディスプレイ装置は、上記光源駆動装置と、前記光源駆動装置により駆動された前記第1の光源及び前記第2の光源からの前記第1の光及び前記第2の光を合成する光合成部と、前記光合成部により合成された合成光に基づきスクリーンに画像を生成する表示素子と、前記表示素子からの前記画像を表す表示光を投射部材に向けて投射することで虚像を表示させる光学系と、を備える。 In order to achieve the above object, a head-up display device according to a second aspect of the present invention includes the light source driving device, the first light source driven by the light source driving device, and the second light source. A light combining unit that combines the first light and the second light, a display element that generates an image on a screen based on the combined light combined by the light combining unit, and display light that represents the image from the display element. And an optical system that displays a virtual image by projecting toward the projection member.
本発明によれば、光源駆動装置及びヘッドアップディスプレイ装置において、表示輝度を変化させる際に所望の色度から色度が変化することが抑制される。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, in a light source drive device and a head-up display apparatus, when changing display brightness, it is suppressed that chromaticity changes from desired chromaticity.
(第1の実施形態)
本発明に係る光源駆動装置及びヘッドアップディスプレイ(HUD:Head-Up Display)装置の第1の実施形態について図面を参照して説明する。
(First embodiment)
A first embodiment of a light source driving device and a head-up display (HUD) device according to the present invention will be described with reference to the drawings.
図1に示すように、HUD装置1は、車両2のダッシュボード2aに設置され、画像M(図2参照)を表す表示光Lを生成し、生成した表示光Lを投射部材の一例であるウインドシールド3に向けて出射する。この表示光Lは、ウインドシールド3で反射したうえで視認者4(主に、車両2の運転者)に到達する。これにより、視認者4は、ウインドシールド3の前方に形成された画像Mを表す虚像Vを視認可能となる。画像Mには、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)が表示される。
As shown in FIG. 1, the
(HUD装置1の構成)
図2に示すように、HUD装置1は、照明装置10と、光強度検出部500と、照明光学系20と、表示素子30と、光源駆動装置5と、投射光学系40と、スクリーン50と、光学系に相当する平面鏡61及び凹面鏡62と、筐体70と、透光部71と、備える。
(Configuration of HUD device 1)
As shown in FIG. 2, the
筐体70は、例えば、遮光性の材質により箱状に形成されている。筐体70内には、照明装置10、照明光学系20等のHUD装置1の各構成が収納される。筐体70には、表示光Lが通過する開口部70aが形成されている。
透光部71は、アクリル等の透光性樹脂からなり、筐体70の開口部70aを塞ぐように設けられている。透光部71は、到達した外光が視認者4に向かって反射することを抑制するため、例えば湾曲形状に形成されている。
The
The
照明装置10は、合成光Cを生成し、その生成した合成光Cを照明光学系20に向けて出射する。具体的には、照明装置10は、図3に示すように、光源ユニット11と、回路基板12と、光合成部13と、輝度ムラ低減部14と、透過膜15と、を備える。
The
光源ユニット11は、例えば、それぞれLED(Light Emitting Diode)からなる3つの光源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、後述するように光源駆動装置5によって駆動され、所定の光強度(発光輝度)及びタイミングで発光する。
なお、例えば、光源11gは第1の光源に相当し、緑色光Gは第1の光に相当する。また、光源11rは第2の光源に相当し、赤色光Rは第2の光に相当する。
The
For example, the
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
ダイクロイックミラー13cは、光源11r,11g,11bから順次出射される赤色光R、緑色光G又は青色光Bの光軸を合わせることで合成光Cを生成し、その合成光Cを輝度ムラ低減部14に向けて出射する。
具体的には、光合成部13は、反射ミラー13aと、特定の波長の光を反射し、かつ、当該特定の波長以外のその他の波長の光を透過するダイクロイックミラー13b,13cと、を備える。反射ミラー13aは、光源11bの出射側に位置する。反射ミラー13aは、入射した青色光Bを、ダイクロイックミラー13bに向けて反射させる。ダイクロイックミラー13bは、光源11gの出射側に位置する。ダイクロイックミラー13bは、入射した緑色光Gをダイクロイックミラー13cに向けて反射させつつ、反射ミラー13aからの青色光Bをそのまま透過させる。ダイクロイックミラー13cは、光源11rの出射側に位置する。ダイクロイックミラー13cは、入射した赤色光Rを輝度ムラ低減部14に向けて反射させつつ、ダイクロイックミラー13bからの光B,Gをそのまま透過させる。
The
Specifically, the
輝度ムラ低減部14は、ミラーボックス、アレイレンズ等からなり、光合成部13からの合成光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 brightness
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、輝度ムラ低減部14を介して到達した合成光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に向けて反射させる。
The
光強度検出部500は、例えばフォトダイオードを有する受光素子からなり、透過膜15で反射した合成光Cを受ける位置に設けられている。光強度検出部500は、合成光Cの一部を受光し、合成光Cを構成する光R、G、Bそれぞれの光強度を時分割で検出する。
The light
照明光学系20は、凹状のレンズ等からなり、図2に示すように、照明装置10から出射された合成光Cを表示素子30に対応した大きさに調整する。
The illumination
表示素子30は、図2に示すように、反射部の一例である複数の可動式のマイクロミラー30aを備えたDMDからなる。このマイクロミラー30aは、図示しない電極を備え、この電極に印加される電圧値を切り替えることでオン/オフの何れかの状態となる。マイクロミラー30aがオンのとき、マイクロミラー30aは、ヒンジを支点に例えば+12度傾斜した姿勢を取って、このとき照明光学系20から出射された合成光Cを、投射光学系40を経てスクリーン50に向けて反射する。マイクロミラー30aがオフのときは、マイクロミラー30aは、ヒンジを支点に例えば−12度傾斜した姿勢を取って、このとき合成光Cを投射光学系40とは異なる方向に反射する。従って、表示素子30は、光源駆動装置5(具体的には後述する第2の制御部200)による制御のもと、各マイクロミラー30aを個別に駆動することにより、合成光Cのうち画像Mに対応する光のみを投射光学系40に向けて投射する。
As shown in FIG. 2, the
投射光学系40は、凹レンズ又は凸レンズ等で構成され、表示素子30からの表示光Lをスクリーン50に効率良く投射する。
The projection
スクリーン50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、拡散板等の透光性スクリーンから構成され、投射光学系40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
平面鏡61は、スクリーン50に表示された画像Mを表す表示光Lを、凹面鏡62に向けて反射させる。
凹面鏡62は、平面鏡61からの表示光Lをウインドシールド3に向けて反射する。この表示光Lは、筐体70の透光部71を透過したうえでウインドシールド3に到達する。これにより、結像される虚像Vは、スクリーン50に表示された画像Mよりも拡大される。
The
The
(光源駆動装置5の構成)
図4に示すように、光源駆動装置5は、光源11r,11g,11bに電圧Vr,Vg,Vbを印加する電源制御ユニット300と、光源11r,11g,11bを駆動させる光源駆動部400と、表示素子30を制御する第2の制御部200と、光源駆動部400及び第2の制御部200を制御する第1の制御部100と、を備える。
(Configuration of the light source driving device 5)
As shown in FIG. 4, the light
光源駆動装置5は、図8に示すように、画像Mを表示する制御周期であるフレームF毎に制御を行う。フレームFは、表示期間Fa及び非表示期間Fbからなる。光源駆動装置5は、表示期間Faにおいては、画像Mを生成するように、表示素子30の各マイクロミラー30a及び光源11r,11g,11bを駆動させる。光源駆動装置5は、表示期間Faにおいては、サブフレームFs毎に異なる光源11r,11g,11bに電流I(Ir,Ig,Ib)が供給されることで光源11r,11g,11bを順次点灯させるフィールドシーケンシャル方式により光源ユニット11を駆動する。また、光源駆動装置5は、非表示期間Fbにおいては、光源11r,11g,11bを全て消灯し、フレームFにおけるマイクロミラー30aのオン期間とオフ期間とが略同一となるように表示素子30のマイクロミラー30aを駆動させる。非表示期間Fbが設定されることで、表示素子30の各マイクロミラー30aが故障することが抑制される。
As illustrated in FIG. 8, the light
光源駆動装置5は、フレームF全体に表示期間Faが占める表示期間割合を調整する。すなわち、この表示期間割合は、「(表示期間Fa/フレームF)×100%」により算出される。具体的には、図13(b)に示すように、光源駆動装置5は、この表示期間割合を要求輝度が低下するにつれて階段状に減少するように設定する。また、この表示期間割合は、上記のようにオン期間とオフ期間とを略同一とするため、下限が50%に設定されている。
The light
図4に示すように、第1の制御部100は、動作プログラムが記憶されるROM(Read Only Memory)等のメモリ100aと、時間を計測するタイマ100bと、記憶された動作プログラムを実行することで後述する調光処理等を実行する図示しないCPU(Central Processing Unit)と、を備える。
第1の制御部100は、機能として、調光処理を行う調光処理部101と、各光源11r,11g,11bについて現在の輝度から要求輝度に到達するのに要すると予想される予想時間を判断する予想時間判断部102と、を備える。
As shown in FIG. 4, the
The
第1の制御部100には、車両2の車両ECU(Electronic Control Unit)6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が入力される。
第1の制御部100は、入力された映像信号を図示しない画像処理IC(Integrated Circuit)などを経由させて第2の制御部200に出力する。なお、車両ECU6からの映像信号は、第1の制御部100を経由せずに、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。
また、第1の制御部100は、この映像信号の要求する表示画像Mを表示素子30に表示させるための表示制御データと、この表示制御データに基づく表示素子30の駆動に合わせて光源11r,11g,11bを駆動させる照明制御データと、を第2の制御部200に出力する。
また、第1の制御部100には、車両ECU6から、外光強度センサ7を通じて検出された車両2の周辺の外光強度信号(調光信号)SLが入力される。この外光強度信号SLは要求輝度に応じた値となる。
A video signal for displaying an image M is input to the
The
In addition, the
In addition, an external light intensity signal (dimming signal) SL around the
メモリ100aには、上述した表示制御データ及び照明制御データに加えて、各種データテーブルが記憶されている。この各種データテーブルは、図13(b)に示す要求輝度に対する表示期間割合を示す表示期間割合データテーブルと、図13(c)に示す要求輝度に対する光源11gへ供給される電流Igを示す電流データテーブルと、図13(d)に示す要求輝度に対する光源11gへ電流Igを供給する期間を制限する制限データテーブルと、図13(e)に示す要求輝度に対する光源11gに印加される電圧Vgを示す電圧データテーブルと、図15に示す輝度変化及び輝度調整時間が関連づけられた予想時間データテーブルと、を含む。
In the
第1の制御部100は、外光強度信号SLに応じて光源駆動部400を介して光源11r,11g,11bの発光強度(発光輝度)、ひいてはHUD輝度(表示輝度)を調整する。
第1の制御部100は、外光強度信号SLに基づき要求輝度を認識し、図13(b)に示す表示期間割合データテーブルを参照しつつその要求輝度に応じた表示期間割合にて表示素子30及び光源11r,11g,11bを駆動させる。
第1の制御部100は、図4に示すように、車両ECU6からの外光強度信号SLに基づき閾値となる基準信号SAを生成し、その基準信号SAを光源駆動部400に出力する。具体的には、第1の制御部100は、外光強度信号SLに基づき基準信号SAのデューティ比を設定する。第1の制御部100は、設定したデューティ比のデジタル信号である基準信号SAを出力し、この基準信号SAを積分回路からなるデジタル−アナログ変換器(図示略)によりアナログ信号に変換し、このアナログ信号の基準信号SAを光源駆動部400(正確には後述する比較回路410)に出力する。
第1の制御部100は、光源11r,11g,11bのうち選択された一つを発光させる期間であるサブフレームFs毎に大きさの異なる基準信号SAを出力することができる。
The
The
As shown in FIG. 4, the
The
図6に示すように、第1の制御部100は、PWM信号Sp1〜Sp3を生成し、その生成したPWM信号Sp1〜Sp3を電源制御ユニット300に出力する。
第1の制御部100は、PWM信号Sp1のオンデューティ比を設定し、設定したオンデューティ比のPWM信号Sp1を電源制御ユニット300の第1電圧調整部310に出力する。後述するように、このPWM信号Sp1のオンデューティ比に応じて光源11gに印加される電圧Vgが設定される。
第1の制御部100は、PWM信号Sp2のオンデューティ比を設定し、設定したオンデューティ比のPWM信号Sp2を電源制御ユニット300の第2電圧調整部320に出力する。後述するように、このPWM信号Sp2のオンデューティ比に応じて光源11rに印加される電圧Vrが設定される。
第1の制御部100は、PWM信号Sp3のオンデューティ比を設定し、設定したオンデューティ比のPWM信号Sp3を電源制御ユニット300の第3電圧調整部330に出力する。後述するように、このPWM信号Sp3のオンデューティ比に応じて光源11bに印加される電圧Vbが設定される。
例えば、電圧Vgは第1電圧に相当し、電圧Vrは第2電圧に相当する。
As shown in FIG. 6, the
The
The
The
For example, the voltage Vg corresponds to the first voltage, and the voltage Vr corresponds to the second voltage.
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。
The
第2の制御部200は、図4に示すように、第1の制御部100による制御のもと、光源駆動部400(正確には、後述する論理回路420)に制限信号SCを出力する。制限信号SCは、図9(d)又は図10(d)に示すように、光源11r,11g,11bの点灯を許可する旨を示すオン、及び光源11r,11g,11bの点灯を禁止する旨を示すオフの何れかの状態にある。
第1の制御部100は、第2の制御部200を介して、外光強度信号SLに応じて決まる要求輝度に基づきサブフレームFsにおける制限信号SCのオンデューティ比を設定し、その設定したオンデューティ比の制限信号SCを出力する。図9(d)の例における制限信号SC2は、図10(d)の例における制限信号SC1よりも外光強度信号SLが大きいため、オンデューティ比が高い。本例では、図13(b),(d)に示すように、第1の制御部100は、表示期間割合が60%〜100%の範囲にあるとき、制限信号SCのオンデューティ比を100%に設定し、表示期間割合が50%であり、かつ、要求輝度が第1閾値Th1以上にあるとき、要求輝度に応じて、本例では階段状に制限信号SCのオンデューティ比を変化させる。また、要求輝度が第1閾値Th1未満にあるとき、制限信号SCのオンデューティ比は下限値に保たれる。
As shown in FIG. 4, the
The
図4に示すように、第2の制御部200は、第1の制御部100からの表示制御データに基づき、表示素子30における各マイクロミラー30aをPWM(Pulse Width Modulation)方式によりオン/オフ制御する。
第2の制御部200は、第1の制御部100からの照明制御データに応じて光源11r,11g,11b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)を生成し、その生成したイネーブル信号ENを光源駆動部400(正確には、後述する論理回路420)に出力する。第2の制御部200は、イネーブル信号ENとして、光源11rに対応する赤色イネーブル信号R−ENと、光源11gに対応する緑色イネーブル信号G−ENと、光源11bに対応する青色イネーブル信号B−ENと、をそれぞれ異なるタイミングで出力する。イネーブル信号ENは、対応する光源11r,11g,11bの点灯を許可する旨を示すオン、及び対応する光源11r,11g,11bの点灯を禁止する旨を示すオフの何れかの状態にある。第2の制御部200は、イネーブル信号ENの出力を通じて、光源11r,11g,11bの発光タイミングを表示素子30の画面制御に同期させる。
なお、第1の制御部100がイネーブル信号EN(R−EN,G−EN,B−EN)を生成し、その生成したイネーブル信号ENを第2の制御部200を介さずに光源駆動部400に出力してもよい。
As shown in FIG. 4, the
The
Note that the
光源駆動部400は、図4に示すように、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、またはアナログ回路から構成されている。
光源駆動部400は、基準信号SAと光強度検出信号SFBとの比較を行う比較回路410と、光源11r,11g,11bを点灯又は消灯させるスイッチ部431,432,433からなる光源駆動回路430と、スイッチ部431,432,433を制御する駆動信号SDを出力する論理回路420と、を備える。
簡単に説明すると、光源駆動部400は、光強度検出部500からの光強度検出信号SFBと、第1の制御部100からの基準信号SAと、第2の制御部200からのイネーブル信号EN及び制限信号SCと、を受けて、これら各信号SFB,SA,EN,SCに基づき光源11r,11g,11bを駆動するための駆動信号SDを生成し、この駆動信号SDに基づきスイッチ部431,432,433をオン又はオフさせることで光源11r,11g,11bを点灯又は消灯させる。
As shown in FIG. 4, the light
The light
In brief, the
詳しくは、比較回路410は、コンパレータからなり、光強度検出部500からの光強度検出信号SFBと第1の制御部100からの基準信号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420及び第2の制御部200に出力する。
具体的には、比較回路410は、図9(b),(c)に示すように、光強度検出信号SFBが基準信号SAを超えたとき比較信号SBをオフとする。このように比較信号SBをオフとした場合、図9(f)に示すように、光源11r,11g,11bに流れる電流I(図中の電流Ir)が低下するため、これにより、光源11r,11g,11b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が基準信号SA未満となるまで減少する。
また、比較回路410は、図9(b),(c)に示すように、光強度検出信号SFBが基準信号SA以下であるとき比較信号SBをオンとする。このように比較信号SBをオンとした場合、図9(f)に示すように、光源11r,11g,11bに流れる電流I(図中の電流Ir)が増加するため、これにより、光源11r,11g,11b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が基準信号SAを超えるまで増加する。
このように、光強度検出信号SFBが基準信号SA以下となったり、光強度検出信号SFBが基準信号SAを超えたりを繰り返すことで、比較回路410は、オンとオフを繰り返すパルス信号である比較信号SBを生成し、基準信号SAに応じた電流Iの値を生成する。
なお、光強度検出部500と比較回路410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410に入力されてもよい。
Specifically, the
Specifically, as shown in FIGS. 9B and 9C, the
Further, as shown in FIGS. 9B and 9C, the
In this manner, the
An amplification circuit (not shown) is provided between the light
論理回路420は、制限信号SC、イネーブル信号EN及び比較信号SBを受けて、それら信号SC,EN,SBに基づき、光源11r,11g,11bに対応するスイッチ部431,432,433をオン又はオフする。
具体的には、論理回路420は、図5に示すように、第1AND回路421と、赤色AND回路422と、緑色AND回路423と、青色AND回路424と、を備える。
The
Specifically, as shown in FIG. 5, the
第1AND回路421は、第2の制御部200からの制限信号SCと比較回路410からの比較信号SBとを入力し、制限信号SC及び比較信号SBのAND信号である駆動信号SDを各AND回路422,423,424に出力する。
すなわち、第1AND回路421は、図10(c)〜(e)に示すように、制限信号SCがオンとなるオン時間Tonにおいては、比較信号SBと略同一の波形の駆動信号SDを出力する。よって、制限信号SCのオン時間Tonにおいては、比較信号SBがオンのときには駆動信号SDがオンとなり、比較信号SBがオフのときには駆動信号SDがオフとなる。また、第1AND回路421は、制限信号SCがオフとなるオフ時間Tofにおいては、比較信号SBのオン/オフに関わらず駆動信号SDをオフとする。
The first AND
That is, as shown in FIGS. 10C to 10E, the first AND
赤色AND回路422は、図5に示すように、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421からの駆動信号SDとを入力し、赤色イネーブル信号R−EN及び駆動信号SDのAND信号である赤色駆動信号SDRを赤色スイッチ部431に出力する。また、緑色AND回路423は、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421からの駆動信号SDとを入力し、緑色イネーブル信号G−EN及び駆動信号SDのAND信号である緑色駆動信号SDGを緑色スイッチ部432に出力する。青色AND回路424は、第2の制御部200からの青色イネーブル信号B−ENと第1AND回路421からの駆動信号SDとを入力し、青色イネーブル信号B−EN及び駆動信号SDのAND信号である青色駆動信号SDBを青色スイッチ部433に出力する。
As shown in FIG. 5, the red AND
図9(a)及び図10(a)に示す所定のサブフレームFsにおいては、イネーブル信号ENのうち赤色イネーブル信号R−ENのみがオンとなっている。この場合、図9(e)及び図10(e)に示すように、赤色AND回路422は、第1AND回路421からの駆動信号SDと同一波形の赤色駆動信号SDRを出力する。このサブフレームFsにおいて、緑色AND回路423及び青色AND回路424は、それぞれオフ状態の緑色イネーブル信号G−EN及び青色イネーブル信号B−ENを入力するため、オフ状態にある緑色駆動信号SDG及び青色駆動信号SDBを出力する。
In the predetermined subframe Fs shown in FIGS. 9A and 10A, only the red enable signal R-EN among the enable signals EN is turned on. In this case, as shown in FIGS. 9E and 10E, the red AND
スイッチ部431,432,433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素子からなる。スイッチ部431,432,433は、論理回路420からの駆動信号SDR,SDG,SDBに応じてオン状態又はオフ状態に切り替わる。
図6に示すように、赤色スイッチ部431は光源11rのカソード側に接続され、緑色スイッチ部432は光源11gのカソード側に接続され、青色スイッチ部433は光源11bのカソード側に接続される。赤色スイッチ部431は、赤色AND回路422からの赤色駆動信号SDRがオンのときにオン状態となる。赤色スイッチ部431がオン状態にあるとき、電源制御ユニット300から光源11rに電流Irが供給され、これにより光源11rは赤色光Rを発する。また、赤色スイッチ部431は、赤色AND回路422からの赤色駆動信号SDRがオフのときにオフ状態となる。赤色スイッチ部431がオフ状態にあるとき光源11rは消灯状態となる。これと同様に、緑色スイッチ部432及び青色スイッチ部433についても、緑色駆動信号SDG及び青色駆動信号SDBのオン又はオフに応じて光源11g及び光源11bが点灯又は消灯する。
なお、第1の制御部100及び光源駆動部400は、光源11gに供給する電流Igを調整する第1電流調整部と、光源11rに供給する電流Irを調整する第2電流調整部とに相当する。
The
As shown in FIG. 6, the
The
図4に示すように、電源制御ユニット300は、各光源11r,11g,11bのアノード側に接続されている。電源制御ユニット300は、車両2の電源であるバッテリ700からの電源電圧を受けて、第1の制御部100による制御のもとで光源11r,11g,11bにそれぞれ電圧Vr,Vg,Vbを印加する。
As shown in FIG. 4, the power
図6に示すように、電源制御ユニット300は、第1の制御部100による制御のもと、光源11r,11g,11bに印加される電圧Vr,Vg,Vbを制御する第1〜第3電圧調整部310〜330を備える。
As shown in FIG. 6, the power
第1電圧調整部310は、第1の制御部100からのPWM信号Sp1を受けると、そのPWM信号Sp1のオンデューティ比に応じた電圧Vgを光源11gに印加する。
第2電圧調整部320は、第1の制御部100からのPWM信号Sp2を受けると、そのPWM信号Sp2のオンデューティ比に応じた電圧Vrを光源11rに印加する。本例では、第2電圧調整部320は、第1電圧調整部310からの電圧Vgを電力源として電圧Vrを生成する。この電圧Vrは、電圧Vg以下の電圧値に設定される。
第3電圧調整部330は、第1の制御部100からのPWM信号Sp3を受けると、そのPWM信号Sp3のオンデューティ比に応じた電圧Vbを光源11bに印加する。本例では、第3電圧調整部330は、第1電圧調整部310からの電圧Vgを電力源として電圧Vbを生成する。この電圧Vbは、電圧Vg以下の電圧値に設定される。
When receiving the PWM signal Sp1 from the
When receiving the PWM signal Sp2 from the
When receiving the PWM signal Sp3 from the
図7に示すように、第1電圧調整部310は、電源IC(Integrated Circuit)316と、抵抗R4及びコンデンサ315からなるD/A変換回路311と、抵抗R1〜R3と、平滑用コンデンサ318と、を備える。D/A変換回路311は、デジタル信号であるPWM信号Sp1を受けて、PWM信号Sp1のオンデューティ比に応じた電流値のアナログ信号Sa1を生成する。
電源IC316は、例えば、降圧型DC/DCコンバータである。電源IC316は、バッテリ700からの電源電圧を受けて、アナログ信号Sa1に応じた電圧Vgを生成し、その生成した電圧Vgを光源11gに印加する。電源IC316は、抵抗R1,R2により分圧された電圧を受けてフィードバック制御を行う。平滑用コンデンサ318は、その一端が電源IC316と光源11gとの間を接続する接続線Lgに接続され、その他端がグランドに接続される。平滑用コンデンサ318は電圧Vgの変動を平滑化する。
なお、平滑用コンデンサ318は省略してもよい。
As shown in FIG. 7, the first
The
Note that the smoothing
第2電圧調整部320は、抵抗R8及びコンデンサ325からなるD/A変換回路321と、非反転増幅回路326と、抵抗R7と、スイッチ部329と、平滑用コンデンサ328と、を備える。
D/A変換回路321は、PWM信号Sp2を受けて、PWM信号Sp2の周期に応じた正弦波のアナログ信号Sa2を生成し、その生成したアナログ信号Sa2を非反転増幅回路326に出力する。
非反転増幅回路326は、アナログ信号Sa2の入力に基づき増幅したPWM信号Sp2を生成し、その増幅したPWM信号Sp2をスイッチ部329に出力する。非反転増幅回路326は、オペアンプ327と、抵抗R5,R6と、を備える。非反転増幅回路326は、公知であるため、その詳細な説明を省略する。
スイッチ部329は、例えば、FETを用いたスイッチング素子からなる。スイッチ部329は、増幅されたPWM信号Sp2に応じてオン状態又はオフ状態に切り替わる。これにより、スイッチ部329は、オン状態にあるとき電源IC316からの電圧Vgを光源11r側に出力し、オフ状態にあるとき光源11b側への電圧Vgの出力を停止する。これにより、矩形波が生成される。平滑用コンデンサ328は、その一端が非反転増幅回路326と光源11rとの間を接続する接続線Lrに接続され、その他端がグランドに接続される。平滑用コンデンサ328は、上記矩形波を平滑化することで電圧Vrを生成し、この電圧Vrを光源11rに印加する。
抵抗R7は、例えば、スイッチ部329を保護するために設けられている。
The second
The D /
The
The
The resistor R7 is provided to protect the
第3電圧調整部330は、抵抗R12及びコンデンサ335からなるD/A変換回路331と、非反転増幅回路336と、抵抗R11と、スイッチ部339と、平滑用コンデンサ338と、を備える。
D/A変換回路331は、PWM信号Sp3を受けて、PWM信号Sp3の周期に応じた正弦波のアナログ信号Sa3を生成し、その生成したアナログ信号Sa3を非反転増幅回路336に出力する。
非反転増幅回路336は、アナログ信号Sa3の入力に基づき増幅したPWM信号Sp3を生成し、その増幅したPWM信号Sp3をスイッチ部339に出力する。非反転増幅回路336は、オペアンプ337と、抵抗R9,R10と、を備える。非反転増幅回路336は、公知であるため、その詳細な説明を省略する。
スイッチ部339は、例えば、FETを用いたスイッチング素子からなる。スイッチ部339は、増幅されたPWM信号Sp3に応じてオン状態又はオフ状態に切り替わる。これにより、スイッチ部339は、オン状態にあるとき電源IC316からの電圧Vgを光源11b側に出力し、オフ状態にあるとき光源11b側への電圧Vgの出力を停止する。これにより、矩形波が生成される。平滑用コンデンサ338は、その一端が非反転増幅回路336と光源11bとの間を接続する接続線Lbに接続され、その他端がグランドに接続される。平滑用コンデンサ338は、上記矩形波を平滑化することで電圧Vgを生成し、この電圧Vgを光源11bに印加する。
抵抗R11は、例えば、スイッチ部339を保護するために設けられている。
The third
The D /
The
The switch unit 339 is composed of a switching element using, for example, an FET. The switch unit 339 switches to an on state or an off state according to the amplified PWM signal Sp3. Accordingly, the switch unit 339 outputs the voltage Vg from the
The resistor R11 is provided to protect the switch unit 339, for example.
(調光処理)
次に、図11のフローチャートに沿って第1の制御部100(調光処理部101)によって実行される調光処理について説明する。
まず、第1の制御部100は、外光強度センサ7を通じて外光強度信号SLを取得する(ステップS101)。この外光強度信号SLは要求輝度に応じた値となり、すなわち、外光強度信号SLが大きくなるにつれて要求輝度も大きくなる。第1の制御部100は、外光強度信号SLに応じた要求輝度が第1閾値Th1以上であるか否かを判断する(ステップS102)。第1の制御部100は、要求輝度が第1閾値Th1以上である旨判断すると(ステップS102:YES)、高輝度モードに移行する(ステップS103)。第1の制御部100は、高輝度モードに移行した後、光源11r,11g,11bに印加する電圧Vr,Vg,Vbを一定電圧Vnに設定する(ステップS104)。上述したようにPWM信号Sp1〜Sp3のオンデューティ比が固定されることにより、この一定電圧Vnが維持される。これにより、高輝度モードにおいては、常に各光源11r,11g,11bに一定電圧Vnが印加される。そして、第1の制御部100は、図13(b)の表示期間割合データテーブルを参照することで要求輝度に応じて表示期間割合を設定し、図13(d)の制限データテーブルを参照することで制限信号SCのオンデューティ比を設定するとともに(ステップS105)、図13(c)の電流データテーブルを参照することで要求輝度に応じて光源11gに供給する電流Igを設定する(ステップS106)。
なお、ステップS104〜S106の処理の順番は適宜変更してもよいし、同時に行われてもよい。
(Light control processing)
Next, the dimming process executed by the first controller 100 (the dimming processor 101) will be described along the flowchart of FIG.
First, the
Note that the order of the processing in steps S104 to S106 may be changed as appropriate, or may be performed simultaneously.
次に、第1の制御部100は、設定された電流Igを基準として、予めメモリ100aに記憶される所望の光強度比を実現するように電流Ir,Ibを設定する(ステップS107)。所望の光強度比は、一例として、ホワイトバランスが保たれる光強度比である。そして、第1の制御部100は、設定した電流Ir,Ig,Ibを対応する光源11r,11g,11bに供給する(ステップS108)。このステップS108の処理は、例えば、図8に示す非表示期間Fbにおいて行われる。
Next, the
次に、第1の制御部100は、光強度検出部500を介して実際の光強度比を認識する(ステップS109)。そして、第1の制御部100は、実際の光強度比と所望の光強度比とが一致しているか否かを判断する(ステップS110)。
第1の制御部100は、実際の光強度比と所望の光強度比とが一致しない場合(ステップS110:NO)、上記ステップS107の処理に戻って、所望の光強度比を実現するように再び電流Ir,Ibを設定する。これ以降、実際の光強度比と所望の光強度比とが一致するまで、上記ステップS107〜S110の処理が繰り返される。
Next, the
If the actual light intensity ratio does not match the desired light intensity ratio (step S110: NO), the
第1の制御部100は、実際の光強度比と所望の光強度比とが一致する場合(ステップS110:YES)、当該調光処理を終了する。これにより、高輝度モードにおいては、設定された電流Ir,Ig,Ibを光源11r,11g,11bに供給することで、図13(a)に示すように、要求輝度に応じたHUD輝度を実現しつつ、所望の色度を実現することができる。
When the actual light intensity ratio matches the desired light intensity ratio (step S110: YES), the
一方、第1の制御部100は、要求輝度が第1閾値Th1未満である旨判断すると(ステップS102:NO)、低輝度モードに移行する(ステップS111)。第1の制御部100は、低輝度モードに移行した後、電流Ir,Ig,Ibを一定電流Inに設定する(ステップS112)。この一定電流Inは、ノイズに埋もれない値に設定されている。そして、第1の制御部100は、図13(b)の表示期間割合データテーブルを参照することで要求輝度に応じて表示期間割合を設定し、図13(d)の制限データテーブルを参照することで制限信号SCのオンデューティ比を設定するとともに(ステップS113)、図13(e)の電圧データテーブルを参照することで、要求輝度に応じた電圧Vgを設定する(ステップS114)。図13(e)の電圧データテーブルに示すように、要求輝度が第1閾値Th1未満にある領域においては、要求輝度が小さくなるほど電圧Vgがリニアに小さくなるように設定されている。
On the other hand, when determining that the requested luminance is less than the first threshold Th1 (step S102: NO), the
第1の制御部100は、設定した電圧Vgを基準として、上述した所望の光強度比を実現するように電圧Vr,Vbを設定する(ステップS115)。そして、第1の制御部100は、各光源11r,11g,11bについて現在の輝度から要求輝度に到達させる輝度調整時間Tcを設定するための輝度調整時間設定処理を行う(ステップS116)。
The
図12に沿って、第1の制御部100(予想時間判断部102)によって実行される輝度調整時間設定処理の処理手順について説明する。
まず、第1の制御部100は、要求輝度が現在の輝度よりも低いか否か、すなわち各光源11r,11g,11bの発光輝度が低下するか否かを判断する(ステップS201)。要求輝度が現在の輝度よりも低い、すなわち、各光源11r,11g,11bの発光輝度が低下する旨判断すると(ステップS201:YES)、光強度検出部500の検出結果に基づき光源11r,11g,11b毎に現在の輝度を認識し、認識した現在の輝度に最も近い輝度D1〜D5を判断する(ステップS202)。例えば、図14に示すように、輝度D1〜D5は、第1閾値Th1未満の低輝度領域において、「輝度D1<輝度D2<輝度D3<輝度D4<輝度D5」の大小関係がある。次に、第1の制御部100は、光源11r,11g,11b毎に要求輝度に最も近い輝度D1〜D5を判断する(ステップS203)。
The procedure of the brightness adjustment time setting process executed by the first control unit 100 (expected time determination unit 102) will be described with reference to FIG.
First, the
そして、第1の制御部100は、メモリ100aに記憶された予想時間データテーブルを参照して、光源11r,11g,11b毎に、現在の輝度(輝度D1〜D2)及び要求輝度(輝度D1〜D4)に対応する予想時間を読み出す(ステップS204)。この予想時間は、現在の輝度から要求輝度に到達するのに要すると予想される時間であり、シミュレーション、実験等により予め設定される。そして、光源11r,11g,11bに対応する3つの予想時間のうち最も長い時間を輝度調整時間Tcに設定し(ステップS205)、当該輝度調整時間設定処理を終了して、調光処理における図11のステップS117の処理に移行する。
Then, the
一方、第1の制御部100は、要求輝度が現在の輝度よりも低くない、すなわち、各光源11r,11g,11bの発光輝度が増加する旨判断すると(ステップS201:NO)、輝度調整時間Tcを設定せずに(ステップS206)、当該輝度調整時間設定処理を終了して、調光処理における図11のステップS117の処理に移行する。
On the other hand, when the
予想時間データテーブルには、図15に示すように、現在の輝度から要求輝度が低下する場合の輝度D1〜D5の全ての組み合わせに対応する予想時間T5−4,T5−3,T5−2,T5−1,T4−3,T4−2,T4−1,T3−2,T3−1,T2−1が記憶されている。なお、この予想時間の長さの違いは、上記「発明が解決しようとする課題」に記載のように、平滑用コンデンサ318,328,338の電荷放電時間の違いに起因して生じる。
In the predicted time data table, as shown in FIG. 15, predicted times T5-4, T5-3, T5-2, corresponding to all combinations of the luminances D1 to D5 when the required luminance decreases from the current luminance. T5-1, T4-3, T4-2, T4-1, T3-2, T3-1, and T2-1 are stored. Note that the difference in the length of the expected time is caused by the difference in the charge discharge time of the smoothing
図16(a)に示すように、予想時間は、輝度D5から輝度D1までの予想時間T5−1、輝度D4から輝度D1までの予想時間T4−1、輝度D3から輝度D1までの予想時間T3−1、輝度D2から輝度D1までの予想時間T2−1、の順で長く設定されている。すなわち、「T5−1<T4−1<T3−1<T2−1」の長短関係が成立する。
また、図16(b)に示すように、予想時間は、輝度D5から輝度D1までの予想時間T5−1、輝度D5から輝度D2までの予想時間T5−2、輝度D5から輝度D3までの予想時間T5−3、輝度D5から輝度D4までの予想時間T5−4、の順で短くなっていく。すなわち、「T5−1>T5−2>T5−3>T5−4」の長短関係が成立する。
As shown in FIG. 16A, the expected time is the expected time T5-1 from the brightness D5 to the brightness D1, the expected time T4-1 from the brightness D4 to the brightness D1, and the expected time T3 from the brightness D3 to the brightness D1. -1 and the expected time T2-1 from the luminance D2 to the luminance D1 are set longer in this order. That is, the long / short relationship of “T5-1 <T4-1 <T3-1 <T2-1” is established.
Further, as shown in FIG. 16B, the expected time is the expected time T5-1 from the brightness D5 to the brightness D1, the expected time T5-2 from the brightness D5 to the brightness D2, and the expected time from the brightness D5 to the brightness D3. The time becomes shorter in the order of time T5-3 and expected time T5-4 from luminance D5 to luminance D4. That is, the long / short relationship of “T5-1>T5-2>T5-3> T5-4” is established.
例えば、光源11rについて現在の輝度が輝度D5に最も近く、要求輝度が輝度D1に最も近いとする。そして、光源11g,11bについて現在の輝度が輝度D3に最も近く、要求輝度が輝度D1に最も近いとする。この場合、第1の制御部100は、上記輝度調整時間設定処理のステップS204において、予想時間データテーブルを参照して、光源11rにおける、現在の輝度が輝度D5であり、かつ要求輝度が輝度D1である場合の予想時間T5−1と、光源11g,11bにおける、現在の輝度が輝度D3であり、かつ要求輝度が輝度D1である場合の予想時間T3−1とのうち何れが長い時間であるかを判断する。上述のように「T5−1<T3−1」の関係があることから、第1の制御部100はより長い予想時間T3−1を輝度調整時間Tcに設定する。
For example, assume that the current luminance of the
そして、図11に戻って、第1の制御部100は、設定された輝度調整時間Tcをかけて、光源11r,11g,11bに印加する電圧を現在の輝度に対応する現在の電圧Vr,Vg,Vbから、要求輝度に対応する上記ステップS114,S115において設定された電圧Vr,Vg,Vbにリニアに変化させる(ステップS117)。これにより、光源11r,11g,11bの発光輝度がそれぞれ現在の輝度から要求輝度に変化する。このステップS117の処理は、例えば、図8に示す非表示期間Fbにおいて行われる。
Then, referring back to FIG. 11, the
次に、第1の制御部100は、光強度検出部500を介して実際の光強度比を認識する(ステップS118)。そして、第1の制御部100は、実際の光強度比と所望の光強度比とが一致しているか否かを判断する(ステップS119)。
Next, the
第1の制御部100は、実際の光強度比と所望の光強度比とが一致しない場合(ステップS119:NO)、上記ステップS115の処理に戻って、所望の光強度比を実現するように再び電圧Vr,Vbを設定する。これ以降、実際の光強度比と所望の光強度比とが一致するまで、上記ステップS115〜S119の処理が繰り返される。
If the actual light intensity ratio does not match the desired light intensity ratio (step S119: NO), the
第1の制御部100は、実際の光強度比と所望の光強度比とが一致する場合(ステップS119:YES)、当該調光処理を終了する。当該調光処理により、図13(a)に示すように、要求輝度に応じたHUD輝度を実現しつつ、所望の色度を実現することができる。
When the actual light intensity ratio matches the desired light intensity ratio (step S119: YES), the
なお、上記ステップS112〜S119の処理は電圧調整処理に相当し、上記ステップS104〜S110の処理は電流可変調光処理に相当する。 The processes in steps S112 to S119 correspond to a voltage adjustment process, and the processes in steps S104 to S110 correspond to a current-modulable light process.
上記によれば、図13(a)〜(e)に示すように、低輝度モードにあるとき、表示期間割合、電流Ig及び制限信号SCのオンデューティ比を一定に保ちつつ、電圧Vgを変化させることで、要求輝度に応じたHUD輝度が実現される。また、高輝度モードの高輝度範囲にあるとき、制限信号SCのオンデューティ比及び電圧Vgを一定に保ちつつ、表示期間割合及び電流Igを変化させることで、要求輝度に応じたHUD輝度が実現される。また、高輝度モードの低輝度範囲にあるとき、表示期間割合及び電圧Vgを一定に保ちつつ、制限信号SCのオンデューティ比及び電流Igを変化させることで、要求輝度に応じたHUD輝度が実現される。 According to the above, as shown in FIGS. 13A to 13E, the voltage Vg is changed while the display period ratio, the current Ig, and the on-duty ratio of the limiting signal SC are kept constant in the low luminance mode. As a result, HUD luminance corresponding to the required luminance is realized. Also, when in the high luminance range of the high luminance mode, the HUD luminance corresponding to the required luminance is realized by changing the display period ratio and the current Ig while keeping the on-duty ratio and voltage Vg of the limiting signal SC constant. Is done. Also, when in the low luminance range of the high luminance mode, the HUD luminance corresponding to the required luminance is realized by changing the on-duty ratio and current Ig of the limit signal SC while keeping the display period ratio and the voltage Vg constant. Is done.
次に、図12に示す輝度調整時間設定処理が行われない場合の比較例について説明する。この比較例では、調光処理における輝度調整時間は、平滑用コンデンサ318,328,338の性質上、光源11r,11g,11b毎に異なる長さとなり得る。
例えば、図17に示すように、調光処理において、光源11rの発光輝度が予想時間T5−1をかけて現在の輝度D5から要求輝度D1にリニアに低下し、光源11g,11bの発光輝度が予想時間T3−1をかけて現在の輝度D3から要求輝度D1にリニアに低下すると仮定する。この場合、光源11rの輝度変化の傾きAと光源11g,11bの輝度変化の傾きEとの傾きの差が大きく、調光処理においてHUD輝度を低下させる過程において、所望の色度(例えば白色)から色度が変化するおそれがある。
Next, a comparative example when the brightness adjustment time setting process shown in FIG. 12 is not performed will be described. In this comparative example, the luminance adjustment time in the light control processing can be different for each of the
For example, as shown in FIG. 17, in the dimming process, the emission luminance of the
この点、本実施形態では、第1の制御部100は、上記ステップS205において、予想時間T5−1と予想時間T3−1との長さを比較し、より長い予想時間T3−1を輝度調整時間Tcに設定する。そして、上記ステップ117において、全ての光源11r,11g,11bの発光輝度について設定された輝度調整時間Tcをかけて現在の輝度から要求輝度にリニアに変化させる。これにより、図17の2点鎖線に示すように、光源11rの発光輝度についても時間T3−1をかけて現在の輝度D5から要求輝度D1に低下する。従って、光源11rの輝度変化の傾きA’を光源11g,11bの輝度変化の傾きEに近づけて、傾きの差を小さくすることができ、HUD輝度を低下させる過程において、所望の色度から色度が変化することが抑制される。
In this regard, in the present embodiment, the
(効果)
以上、説明した第1の実施形態によれば、以下の効果を奏する。
(effect)
As mentioned above, according to 1st Embodiment demonstrated, there exist the following effects.
(1)光源駆動装置5は、光源11g(第1の光源)から緑色光G(第1の光)を発させ、光源11r(第2の光源)から赤色光R(第2の光)を発させる。光源駆動装置5は、光源11gに印加する電圧Vg(第1電圧)及び光源11rに印加する電圧Vr(第2電圧)を調整する第1電圧調整部310及び第2電圧調整部320と、第1電圧調整部310及び第2電圧調整部320を通じて電圧Vg及び電圧Vrを調整することで、緑色光G及び赤色光Rの光強度比が所望の光強度比となるように、光源11g及び光源11rそれぞれの発光輝度を現在の輝度から要求輝度に調整する電圧可変調光処理を行う調光処理部101と、現在の輝度から要求輝度に輝度を調整するのに要することが予想される予想時間を判断する予想時間判断部102と、を備える。調光処理部101は、電圧可変調光処理を行う際、予想時間判断部102により判断された光源11gについての予想時間と光源11rについての予想時間とのうち長い予想時間を選択し、選択した予想時間以上の輝度調整時間Tcをかけて光源11g及び光源11rそれぞれの発光輝度を現在の輝度から要求輝度に調整する。
この構成によれば、図17を参照して上述のように光源11r,11g,11b毎の輝度変化の傾きの差を低減することができるため、表示輝度(HUD輝度)を変化させる際に所望の色度から色度が変化することが抑制される。
(1) The light
According to this configuration, as described above with reference to FIG. 17, it is possible to reduce the difference in the slope of the luminance change for each of the
(2)光源駆動装置5は、現在の輝度及び要求輝度に対応する予想時間に関する予想時間データテーブルを記憶するメモリ100aを備え、予想時間判断部102は、メモリ100aに記憶された予想時間データテーブルを参照することで予想時間を判断する。
この構成によれば、簡易に予想時間が判断可能となる。
(2) The light
According to this configuration, the estimated time can be easily determined.
(3)光源駆動装置5は、光源11gに供給する電流Ig(第1電流)及び光源11rに供給する電流Ir(第2電流)を調整する。調光処理部101は、要求輝度が第1の閾値Th1未満の場合には電圧可変調光処理を行い、要求輝度が第1の閾値Th1以上の場合には、電流Ig及び電流Irを調整することで、緑色光G及び赤色光Rの光強度比が所望の光強度比となるように、光源11g及び光源11rそれぞれの発光輝度を現在の輝度から要求輝度に調整する電流可変調光処理を行う。
この構成によれば、低輝度時に上記電圧可変調光処理が行われるため、視認者が色度の変化を感じやすい低輝度時であっても表示輝度を変化させる際に所望の色度から色度が変化することが抑制される。
(3) The light
According to this configuration, since the voltage-modulable light processing is performed at low luminance, the color from the desired chromaticity can be changed when changing the display luminance even at low luminance where the viewer can easily perceive a change in chromaticity. The degree is suppressed from changing.
(4)光源駆動装置5は、第1電圧調整部310及び第2電圧調整部320により調整された電圧Vg及び電圧Vrを平滑化する平滑用コンデンサ318,328を備える。
この構成によれば、平滑用コンデンサ318,328により、発光輝度を現在の輝度から要求輝度に調整するのに要する輝度調整時間Tcが光源11r,11g,11b毎に異なる長さとなっても、表示輝度を変化させる際に所望の色度から色度が変化することが抑制される。
(4) The light
According to this configuration, even when the luminance adjustment time Tc required for adjusting the emission luminance from the current luminance to the required luminance is different for each of the
(5)予想時間判断部102は、現在の輝度が低くなるほど、予想時間を長くする。
この構成によれば、平滑用コンデンサ318,328の性質に合わせた輝度調整時間Tcが設定される。
(5) The predicted
According to this configuration, the luminance adjustment time Tc that matches the properties of the smoothing
(6)調光処理部101は、電圧可変調光処理を行う際、予想時間以上の輝度調整時間Tcをかけて光源11g及び光源11rそれぞれの発光輝度を現在の輝度から要求輝度にリニアに低下させる。
この構成によれば、表示輝度(HUD輝度)を変化させる際に所望の色度から色度が変化することが抑制される。
(6) When performing the voltage-modulable light processing, the dimming
According to this configuration, when the display luminance (HUD luminance) is changed, the chromaticity is prevented from changing from the desired chromaticity.
(7)HUD装置1は、光源駆動装置5と、光源駆動装置5により駆動された光源11r,11g,11bからの光R,G,Bを合成する光合成部13と、光合成部13により合成された合成光Cに基づきスクリーン50に画像を生成する表示素子30と、表示素子30からの画像を表す表示光Lを投射部材であるウインドシールド3に向けて投射することで虚像Vを表示させる光学系である平面鏡61及び凹面鏡62と、を備える。
この構成によれば、HUD輝度を変化させる際に所望の色度から色度が変化することが抑制される。よって、虚像Vの視認性を高めることができる。
(7) The
According to this configuration, the chromaticity is prevented from changing from the desired chromaticity when the HUD luminance is changed. Therefore, the visibility of the virtual image V can be improved.
(第2の実施形態)
本発明に係る光源駆動装置及びHUD装置の第2の実施形態について説明する。
本実施形態では、予想時間データテーブルには、現在の輝度としての輝度D2〜D5から要求輝度としての最低輝度D1までの予想時間T5−1,T4−1,T3−1,T2−1のみが記憶されている。すなわち、予想時間データテーブルには、要求輝度が輝度D2〜D4の予想時間T5−4,T5−3,T5−2,T4−3…が記憶されていない。
(Second Embodiment)
A second embodiment of the light source driving device and the HUD device according to the present invention will be described.
In the present embodiment, the predicted time data table includes only predicted times T5-1, T4-1, T3-1, and T2-1 from the brightness D2 to D5 as the current brightness to the minimum brightness D1 as the requested brightness. It is remembered. That is, the expected time data table does not store the expected times T5-4, T5-3, T5-2, T4-3,.
次に、本実施形態における輝度調整時間設定処理について説明する。
第1の制御部100は、要求輝度が最低輝度D1に最も近いと判断した場合(ステップS203)、第1の実施形態と同様に、予想時間データテーブルを参照して予想時間T5−1,T4−1,T3−1,T2−1の何れかを読み出す(ステップS204)。
Next, the brightness adjustment time setting process in the present embodiment will be described.
When the
一方、第1の制御部100は、要求輝度が最低輝度D1以外の輝度D2〜D5に最も近いと判断した場合(ステップS203)、予想時間データテーブルから読み出した予想時間T5−1,T4−1,T3−1,T2−1から予想時間を演算する。
詳しくは、現在の輝度が輝度D5の場合には予想時間T5−1から補正値を差し引くことで予想時間を演算し、現在の輝度が輝度D4の場合には予想時間T4−1から補正値を差し引くことで予想時間を演算し、現在の輝度が輝度D3の場合には予想時間T3−1から補正値を差し引くことで予想時間を演算し、現在の輝度が輝度D2の場合には予想時間T2−1から補正値を差し引くことで予想時間を演算する。要求輝度と最低輝度D1との差分が大きいほど、この補正値は大きく設定される。すなわち、要求輝度が輝度D4に近い場合の補正値は、要求輝度が輝度D3に近い場合の補正値よりも大きい。以降、第1の実施形態と同様である。
On the other hand, when the
Specifically, when the current brightness is the brightness D5, the expected time is calculated by subtracting the correction value from the expected time T5-1. When the current brightness is the brightness D4, the correction value is calculated from the expected time T4-1. The predicted time is calculated by subtracting, and when the current luminance is the luminance D3, the predicted time is calculated by subtracting the correction value from the predicted time T3-1. When the current luminance is the luminance D2, the predicted time T2 is calculated. The expected time is calculated by subtracting the correction value from -1. The larger the difference between the required luminance and the minimum luminance D1, the larger the correction value is set. That is, the correction value when the required luminance is close to the luminance D4 is larger than the correction value when the required luminance is close to the luminance D3. Henceforth, it is the same as that of 1st Embodiment.
(効果)
以上、説明した第2の実施形態によれば、以下の効果を奏する。
(effect)
As mentioned above, according to 2nd Embodiment demonstrated, there exist the following effects.
(1)第1の制御部100は、要求輝度に対応する予想時間が予想時間データテーブルに記憶されていない場合、予想時間データテーブルから読み出した予想時間T5−1,T4−1,T3−1,T2−1に基づき要求輝度に対応する予想時間を演算する。
この構成によれば、予想時間データテーブルに係るデータ量を低減させることができる。
(1) When the predicted time corresponding to the required luminance is not stored in the predicted time data table, the
According to this configuration, it is possible to reduce the amount of data related to the expected time data table.
(第3の実施形態)
本発明に係る光源駆動装置及びHUD装置の第3の実施形態について図18を参照しつつ説明する。本実施形態では、予想時間データテーブルに予想時間を記憶させる学習処理が行われる点が第2の実施形態と異なる。
(Third embodiment)
A third embodiment of the light source driving device and the HUD device according to the present invention will be described with reference to FIG. The present embodiment is different from the second embodiment in that a learning process for storing the predicted time in the predicted time data table is performed.
図18に沿って、学習処理について説明する。この学習処理は、第1の制御部100により、上記調光処理と並行して行われる。
第1の制御部100は、現在の輝度から光源11r,11g,11bの発光輝度の調整を開始する(ステップS301)。このステップS301の処理は、上述した調光処理のステップS117の処理により実現される。この輝度調整の開始と同時に、タイマ100bを通じて時間の計測を開始する(ステップS302)。そして、第1の制御部100は、光強度検出部500の検出結果に基づき、各光源11r,11g,11bの現在の輝度が要求輝度に到達するのを待ち(ステップS303:NO)、現在の輝度が要求輝度に到達した旨判断したとき(ステップS303:YES)、タイマ100bを通じて時間の計測を終了する(ステップS304)。そして、第1の制御部100は、計測された時間を予想時間として予想時間データテーブルに記憶させ(ステップS305)、当該学習処理を終了する。
The learning process will be described with reference to FIG. This learning process is performed by the
The
例えば、上記第2の実施形態のように、予想時間データテーブルに現在の輝度が輝度D5であり、かつ要求輝度が輝度D3である場合の予想時間が記憶されていないとする。この場合に、上記学習処理により、光源11r,11g,11bの何れかの輝度が現在の輝度D5から要求輝度D3に低下した場合には、その際に計測された時間が予想時間として予想時間データテーブルに記憶される。
For example, as in the second embodiment, it is assumed that the predicted time when the current luminance is the luminance D5 and the required luminance is the luminance D3 is not stored in the predicted time data table. In this case, when the luminance of any of the
(効果)
以上、説明した第3の実施形態によれば、以下の効果を奏する。
(effect)
As mentioned above, according to 3rd Embodiment demonstrated, there exist the following effects.
(1)第1の制御部100は、光源11r,11g,11bの発光輝度を現在の輝度から要求輝度に調整するのに要する時間を計測し、計測した時間を予想時間としてメモリ100aに記憶する。
この構成によれば、実測により、現在の輝度から要求輝度に到達するまでに要する予想時間がメモリ100aに記憶される。よって、HUD装置1の個体差に応じたより精度の高い予想時間を記憶させることができる。
(1) The
According to this configuration, the expected time required to reach the required brightness from the current brightness is stored in the
(変形例)
なお、上記各実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することができる。
(Modification)
In addition, each said embodiment can be implemented with the following forms which changed this suitably.
上記各実施形態においては、第1の制御部100は、現在の輝度から要求輝度に輝度が増加する旨判断すると(ステップS201:NO)、輝度調整時間Tcを設定していなかったが、現在の輝度から要求輝度に輝度が増加する場合にも輝度調整時間Tcを設定してもよい。この場合、予想時間データテーブルには、現在の輝度から要求輝度が増加する場合の輝度D1〜D5の組み合わせに対応する予想時間も記憶される。例えば、現在の輝度が輝度D1であり、要求輝度が輝度D5である場合の予想時間も記憶される。
In each of the above embodiments, when the
上記各実施形態においては、第1の制御部100は、光源11r,11g,11bに対応する3つの予想時間のうち最も長い時間を輝度調整時間Tcに設定していたが(ステップS205)、3つの予想時間のうち最も長い時間よりも長く輝度調整時間Tcを設定してもよい。
In each of the above embodiments, the
上記各実施形態においては、要求輝度は、外光強度信号SLに応じて決まっていたが、これに限らず、例えば、車両2のヘッドライトを点灯又は消灯させるための操作信号、表示画像の種類等に応じて決まってもよい。
In each of the above embodiments, the required luminance is determined according to the external light intensity signal SL. However, the present invention is not limited to this. For example, the operation signal for turning on or off the headlight of the
上記各実施形態においては、ステップS108,S117に係る処理は、非表示期間Fbにおいて行われていたが、表示期間Faにおける表示素子30がオフの期間に行われてもよい。
In each of the above embodiments, the processes according to steps S108 and S117 are performed in the non-display period Fb, but may be performed in a period in which the
上記各実施形態においては、第2及び第3電圧調整部320,330は、第1電圧調整部310の電源IC316からの電圧Vgに基づき電圧Vr,Vbを生成していたが、第2及び第3電圧調整部320,330は、それぞれ個別に電源ICを備えていてもよい。
In the above embodiments, the second and third
上記各実施形態において、光源11r,11g,11b毎に第1〜第3電圧調整部310〜330が設けられていたが、これに限らず、光源11r,11g,11bのうち何れか2つに共有の電圧調整部を設けてもよい。例えば、光源11g,11bに1つの電圧調整部を設けて、この電圧調整部は、光源11g,11bに同一の電圧を印加してもよい。
In each said embodiment, although the 1st-3rd voltage adjustment part 310-330 was provided for every
上記各実施形態において、電圧Vgを基準として、所望の光強度比を実現するように、電圧Vr,Vbが設定されていたが、基準となる電圧は、電圧Vr,Vbの何れかであってもよい。 In each of the above embodiments, the voltages Vr and Vb are set so as to realize a desired light intensity ratio with the voltage Vg as a reference, but the reference voltage is either the voltage Vr or Vb. Also good.
また、光源11r,11g,11bの各サブフレームFsにおけるオン期間Tonを定める制限信号SCを、光源11r,11g,11b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)で代替えしてもよい。
Further, the limit signal SC that determines the ON period Ton in each subframe Fs of the
上記各実施形態においては、第1の制御部100は、要求輝度が第1閾値Th1未満の場合においては、要求輝度が低くなるにつれてリニアに電圧Vgを低下させていたが、要求輝度が低くなるにつれて階段状に電圧Vgを低下させてもよい。
In each of the above embodiments, when the required luminance is less than the first threshold Th1, the
上記各実施形態においては、第1の制御部100は、要求輝度が第1閾値Th1未満の場合、電流Igを一定に保持していたが、要求輝度に応じて電流Igも変化させてもよい。
また、上記各実施形態においては、第1の制御部100は、要求輝度が第1閾値Th1以上の場合においては、第1電圧調整部310を通じて電圧Vgを一定電圧Vnに保持していたが、要求輝度に応じて電圧Vgを変化させてもよい。
In each of the embodiments described above, the
In each of the above embodiments, the
上記各実施形態においては、第1の制御部100は、低輝度モードのときにのみ、上記ステップS111〜S119に係る電圧調整調光処理を行っていた。しかし、第1の制御部100は、要求輝度に関わらず、この電圧調整調光処理を行ってもよい。
In each said embodiment, the
上記各実施形態において、第1の制御部100の制御内容の一部を、第2の制御部200が実行してもよいし、反対に、第2の制御部200の制御内容の一部を、第1の制御部100が実行してもよい。また、第1及び第2の制御部100,200は一つの制御部として構成されてもよい。
In each of the above-described embodiments, the
上記各実施形態において、光源11r,11g,11bは、それぞれ独立した光源として構成されているが、共通の光源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。
また、1つの光源から複数色の光を出射する場合、各光源11r、11g、11bの光軸を合わす光合成部13を省略してもよい。
In each of the embodiments described above, the
In addition, when a plurality of colors of light are emitted from one light source, the
上記実施形態においては、光強度検出部500は、合成光Cの一部の光路に設置されていたが、光R、G、Bそれぞれの光強度を検出することができればよく、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500は、照明光学系20から出射された合成光Cの一部の光強度を検出できる箇所に適宜設けられていてもよい。
In the above embodiment, the light
上記実施形態におけるHUD装置1は車載用であったが、車載用に限らず、飛行機、船等の乗り物に搭載されるHUD装置1であってもよい。また、HUD装置1からの表示光Lは投射部材としてのウインドシールド3に投射されていたが、専用のコンバイナに投射されてもよい。また、光源駆動装置5をHUD装置1以外の各種表示装置、例えばプロジェクタ等に適用してもよい。
Although the
上記各実施形態においては、所望の光強度比は、要求輝度に応じて予め設定されていたが、これに限らず、例えば予め計算式をメモリ100aに記憶させ、第1の制御部100は、この計算式を利用して、要求輝度に基づき所望の光強度比を算出してもよい。
In each of the above embodiments, the desired light intensity ratio is set in advance according to the required luminance. However, the present invention is not limited to this. For example, the calculation formula is stored in the
上記各実施形態においては、光源駆動装置5は、フィールドシーケンシャル方式により光源11r,11g,11bを駆動させていたが、これに限らず、例えば、並置加法混色、同時加法混色又は継続加法混色等のその他の方式により光源11r,11g,11bを駆動させてもよい。
In each of the above embodiments, the light
1 HUD装置
2 車両
3 ウインドシールド
5 光源駆動装置
6 車両ECU
7 外光強度センサ
10 照明装置
11 光源ユニット
11b,11g,11r 光源
12 回路基板
13 光合成部
13a 反射ミラー
13b,13c ダイクロイックミラー
14 輝度ムラ低減部
15 透過膜
20 照明光学系
30 表示素子
30a マイクロミラー
40 投射光学系
50 スクリーン
61 平面鏡
62 凹面鏡
70 筐体
70a 開口部
71 透光部
100 第1の制御部
100a メモリ
100b タイマ
101 調光処理部
102 予想時間判断部
200 第2の制御部
300 電源制御ユニット
310〜330 第1〜第3電圧調整部
316 電源IC
320 第2電圧調整部
400 光源駆動部
410 比較回路
420 論理回路
430 光源駆動回路
500 光強度検出部
700 バッテリ
1
7 External
320 Second
Claims (9)
前記第1の光源に印加する第1電圧及び前記第2の光源に印加する第2電圧を調整する電圧調整部と、
前記電圧調整部を通じて前記第1電圧及び前記第2電圧を調整することで、前記第1の光及び前記第2の光の光強度比が所望の光強度比となるように、前記第1の光源及び前記第2の光源それぞれの発光輝度を現在の輝度から要求輝度に調整する電圧可変調光処理を行う調光処理部と、
前記現在の輝度から前記要求輝度に前記発光輝度を調整するのに要することが予想される予想時間を判断する予想時間判断部と、を備え、
前記調光処理部は、前記電圧可変調光処理を行う際、前記予想時間判断部により判断された前記第1の光源についての前記予想時間と前記第2の光源についての前記予想時間とのうち長い前記予想時間を選択し、選択した前記予想時間以上の輝度調整時間をかけて前記第1の光源及び前記第2の光源それぞれの前記発光輝度を前記現在の輝度から前記要求輝度に調整する、
光源駆動装置。 A light source driving device that emits first light from a first light source and emits second light from a second light source,
A voltage adjusting unit that adjusts a first voltage applied to the first light source and a second voltage applied to the second light source;
By adjusting the first voltage and the second voltage through the voltage adjustment unit, the first light and the second light may have a desired light intensity ratio, so that the first light intensity ratio and the second light intensity ratio become the desired light intensity ratio. A dimming processing unit for performing voltage-modulable light processing for adjusting the light emission luminance of each of the light source and the second light source from the current luminance to the required luminance;
An expected time determination unit that determines an expected time that is expected to be required to adjust the light emission luminance from the current luminance to the required luminance;
The dimming processing unit, when performing the voltage-modulable light processing, out of the predicted time for the first light source and the predicted time for the second light source determined by the predicted time determination unit Selecting the long expected time, and adjusting the emission luminance of each of the first light source and the second light source from the current luminance to the required luminance over a luminance adjustment time equal to or greater than the selected expected time;
Light source drive device.
前記予想時間判断部は、前記メモリに記憶された前記データを参照することで前記予想時間を判断する、
請求項1に記載の光源駆動装置。 A memory for storing data relating to the expected time corresponding to the current luminance and the required luminance;
The expected time determination unit determines the expected time by referring to the data stored in the memory;
The light source driving device according to claim 1.
請求項2に記載の光源駆動装置。 The dimming processing unit measures a time required to adjust the light emission luminance of the first light source or the second light source from the current luminance to the required luminance, and the measured time is the estimated time. As stored in the memory as
The light source driving device according to claim 2.
前記予想時間判断部は、前記要求輝度が前記最低輝度よりも大きい場合には、前記メモリに記憶された前記最低輝度であるときの前記予想時間に基づき、前記要求輝度に応じた前記予想時間を演算する、
請求項2に記載の光源駆動装置。 The memory stores the expected time when the required brightness is a preset minimum brightness,
The expected time determination unit, when the required brightness is greater than the minimum brightness, determines the expected time according to the required brightness based on the expected time when the required brightness is the minimum brightness stored in the memory. Calculate,
The light source driving device according to claim 2.
前記調光処理部は、
前記要求輝度が閾値未満の場合には前記電圧可変調光処理を行い、
前記要求輝度が前記閾値以上の場合には、前記電流調整部を通じて前記第1電流及び前記第2電流を調整することで、前記第1の光及び前記第2の光の光強度比が所望の光強度比となるように、前記第1の光源及び前記第2の光源それぞれの前記発光輝度を前記現在の輝度から前記要求輝度に調整する電流可変調光処理を行う、
請求項1から4の何れか1項に記載の光源駆動装置。 A current adjusting unit for adjusting a first current supplied to the first light source and a second current supplied to the second light source;
The light control processing unit
If the required brightness is less than a threshold, perform the voltage-modulable light processing,
When the required brightness is equal to or higher than the threshold, the light intensity ratio between the first light and the second light is set to a desired value by adjusting the first current and the second current through the current adjustment unit. Performing current-modulable light processing for adjusting the emission luminance of each of the first light source and the second light source from the current luminance to the required luminance so as to obtain a light intensity ratio;
The light source driving device according to any one of claims 1 to 4.
請求項1から5の何れか1項に記載の光源駆動装置。 A capacitor for smoothing the first voltage or the second voltage adjusted by the voltage adjustment unit;
The light source driving device according to claim 1.
請求項1から6の何れか1項に記載の光源駆動装置。 The predicted time determination unit increases the predicted time as the current brightness decreases.
The light source driving device according to claim 1.
請求項1から7の何れか1項に記載の光源駆動装置。 The dimming processing unit linearly changes the emission luminance of each of the first light source and the second light source from the current luminance to the required luminance.
The light source driving device according to claim 1.
前記光源駆動装置により駆動された前記第1の光源及び前記第2の光源からの前記第1の光及び前記第2の光を合成する光合成部と、
前記光合成部により合成された合成光に基づきスクリーンに画像を生成する表示素子と、
前記表示素子からの前記画像を表す表示光を投射部材に向けて投射することで虚像を表示させる光学系と、を備える、
ヘッドアップディスプレイ装置。 The light source driving device according to any one of claims 1 to 8,
A light combining unit that combines the first light and the second light from the first light source and the second light source driven by the light source driving device;
A display element that generates an image on a screen based on the combined light combined by the light combining unit;
An optical system that displays a virtual image by projecting display light representing the image from the display element toward a projection member,
Head-up display device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017105071A JP2018200811A (en) | 2017-05-26 | 2017-05-26 | Light source drive device and head-up display apparatus |
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Family Applications (1)
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020241512A1 (en) * | 2019-05-27 | 2020-12-03 | 日本精機株式会社 | Head-up display device |
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2017
- 2017-05-26 JP JP2017105071A patent/JP2018200811A/en active Pending
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