JP2022056257A - 温度検出装置、表示装置及びヘッドアップディスプレイ - Google Patents
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Abstract
【課題】より広い温度域で高精度な温度検出を行える温度検出装置等を提供する。【解決手段】温度検出装置は、温度変化と電気抵抗値の変化との関係がそれぞれ異なる第1抵抗素子ERaと第2抵抗素子ERbとが設けられた検出部と、第1抵抗素子ERaが接続された配線を含む第1回路又は第2抵抗素子ERbが接続された配線を含む第2回路の一方と接続するよう切替動作可能に設けられたスイッチSW1,SW2と、当該一方が接続された配線に電圧を印加して電気的信号を生じさせる電源回路91と、当該電気的信号の強さに基づいて検出部の温度を検出する制御部80と、を備える。制御部80は、第1回路で生じた電気的信号と第2回路で生じた電気的信号の両方を得られるよう周期的にスイッチSW1,SW2を動作させる。【選択図】図7
Description
本開示は、温度検出装置、表示装置及びヘッドアップディスプレイに関する。
温度検出素子として設けられた電極の電気抵抗値の変化に基づいて温度を特定する温度情報取得方法が知られている(例えば特許文献1)。
単一の種類の電極が示す温度変化と電気抵抗値の変化との関係では、温度域によっては温度変化に対する電気抵抗値の変化が厳密に温度を特定できるほど顕著にならないことがある。このため、より広い温度域で高精度な温度検出を行いたい場合に特許文献1の方法を採用することは困難であった。
本開示は、上記の課題に鑑みてなされたもので、より広い温度域で高精度な温度検出を行える温度検出装置、表示装置及びヘッドアップディスプレイを提供することを目的とする。
本開示の一態様による温度検出装置は、温度変化と電気抵抗値の変化との関係がそれぞれ異なる第1抵抗素子と第2抵抗素子とが設けられた検出部と、前記第1抵抗素子が接続された配線を含む第1回路又は前記第2抵抗素子が接続された配線を含む第2回路の一方と接続するよう切替動作可能に設けられたスイッチと、前記一方が接続された配線に電圧を印加して電気的信号を生じさせる電源回路と、前記電気的信号の強さに基づいて前記検出部の温度を検出する制御部と、を備え、前記制御部は、周期的に前記スイッチを切替動作させる。
本開示の一態様による表示装置は、画像を表示する表示パネルと、上述の温度検出装置を備え、前記温度検出装置は、前記表示パネルと重なるよう配置される。
本開示の一態様によるヘッドアップディスプレイは、画像を表示する表示パネルと、前記表示パネルの表示面に重ねて配置される温度検出装置とを備え、該温度検出装置は、温度変化と電気抵抗値の変化との関係がそれぞれ異なる第1抵抗素子と第2抵抗素子とが設けられた検出部と、前記第1抵抗素子が接続された配線を含む第1回路又は前記第2抵抗素子が接続された配線を含む第2回路の一方と接続するよう切替動作可能に設けられたスイッチと、前記一方が接続された配線に電圧を印加して電気的信号を生じさせる電源回路と、前記電気的信号の強さに基づいて前記検出部の温度を検出する制御部と、を備え、前記制御部は、周期的に前記スイッチを切替動作させる。
以下に、本開示の各実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本開示の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本開示の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。
(実施形態1)
図1は、HUD(HEAD Up Display)装置1を模式的に説明する説明図である。HUD装置1は、光源部6、拡散板9、表示パネル2、表示パネル2からの画像を拡大して投影板WSへ投影する光学系RMと、を備える。
図1は、HUD(HEAD Up Display)装置1を模式的に説明する説明図である。HUD装置1は、光源部6、拡散板9、表示パネル2、表示パネル2からの画像を拡大して投影板WSへ投影する光学系RMと、を備える。
筐体4は、光源装置として機能する光源部6、光源部6からの光Lを光源として画像を出力する表示パネル2、表示パネル2と光源部6との間に設けられる拡散板9と、光学系RMと、温度検出装置10と、を収容する。
光源部6から発せられた光Lは、拡散板9により拡散されて表示パネル2を経ることで一部又は全部が透過し、画像の光となる。実施形態1のHUD装置1では、ミラー部材RM1と、ミラー部材RM2と、を含む光学系RMは、表示パネル2を通った後の光Lを投影板WSへ導いている。ミラー部材RM1は、平面鏡であり、ミラー部材RM2は、凹面鏡である。ミラー部材RM1は、凹面鏡であってもよい。また、ミラー部材RM2は、平明鏡であってもよい。光学系RMはこれに限られず、光学系RMが、ミラー部材の枚数は1つであってもよいし、3つ以上であってもよい。
光学系RMを通過した画像の光は、投影板WSにより反射されてユーザHに到達することで、ユーザHの視界内で画像VIとして認識される。すなわち、実施形態1のHUD装置1は、投影板WSへ画像を投影する表示システムとして機能する。投影板WSは、ユーザHの視線上に位置する透光性を有する部材であればよい。投影板WSは、例えば車両のフロントガラス、ウインドシールド、またはフロントガラスとは別体に設けられたコンバイナーと呼ばれる透光性の板部材である。
図1に示すように、HUD装置1には、太陽SUNの相対位置によっては、太陽光LLが筐体4の開口4Sに入射することがある。太陽光LLは、光学系RMに導かれ、表示パネル2に向かって集光することがある。集光された太陽の光は、動作中の表示パネル2に異常を生じさせてさせる可能性があるため、表示領域の部分的な発熱状態を検出することが望まれている。
そこで、実施形態1では、表示パネル2に対してミラー部材RM1側に温度検出装置10が設けられている。図1に示すように、温度検出装置10は、光学系RMに導かれ、表示パネル2に向かって集光した光を表示パネル2のミラー部材RM1側で受けられるよう配置されている。温度検出装置10は、当該温度検出装置10の温度を検出可能に設けられている。従って、実施形態では、光学系RMに導かれ、表示パネル2に向かって集光した光により生じる温度変化を温度検出装置10によって検出できる。温度検出装置10に生じた温度変化に基づいて表示パネル2の動作を制御するようにすることで、表示パネル2による表示出力品質の劣化を抑制できる。
なお、温度検出装置10は、表示パネル2と離隔していてもよいし、表示パネル2と当接していてもよい。また、温度検出装置10は、表示パネル2と一体的に設けられてもよい。
図2は、温度検出装置10の主要構成例を示すブロック図である。温度検出装置10は、第1温度センサ部40、第2温度センサ部50、接続部60,65、切替部70及び制御部80を備える。第1温度センサ部40、第2温度センサ部50及び接続部60,65は、例えば基板20に設けられる。切替部70及び制御部80は、例えばFPC(Flexible Printed Circuits)30に設けられる。基板20は、例えばガラス基板のように、透光性を有する基板である。
図3は、温度検出装置10に設けられた各種の構成の積層構造例を示す模式図である。図3に示すように、第1温度センサ部40と第2温度センサ部50とは絶縁層41を挟んで基板20に積層される。また、第2温度センサ部50を挟んで絶縁層41の反対側に保護層51が設けられる。絶縁層41及び保護層51は、例えば透光性を有する合成樹脂製の薄膜であるが、これに限られるものでない。絶縁層41は、第1温度センサ部40と第2温度センサ部50と、を電気的に絶縁する透光性の部材であればよい。保護層51は、第2温度センサ部50の積層面のうち絶縁層41の反対側を覆う透光性の部材であればよい。
図3では、基板20側から第1温度センサ部40、絶縁層41、第2温度センサ部50、保護層51の順でこれらの構成が積層されているが、第1温度センサ部40と第2温度センサ部50の配置は逆でもよい。以降、基板20に対する第1温度センサ部40、絶縁層41、第2温度センサ部50、保護層51の積層方向を第3方向Dzとし、第3方向Dzに直交する2方向を第1方向Dx、第2方向Dyとする。第1方向Dxと第2方向Dyとは直交する。以下、平面視点と記載した場合、第1方向Dxと第2方向Dyが沿う平面を第3方向Dzに正視する視点をさす。第3方向Dzは、ミラー部材RM1と温度検出装置10と表示パネル2の並び方向に対応する。
図4は、平面視点で温度検出装置10を見た場合の模式図である。接続部60は、第1温度センサ部40から第2方向Dyの一端側に延出する。接続部65は、第2温度センサ部50から第2方向Dyの一端側に延出する。接続部60と接続部65とは、第1方向Dxの位置が異なる。接続部60及び接続部65は、複数のコンタクトCを有する。接続部60が有する複数のコンタクトCは、第1温度センサ部40に設けられた配線L1,L2,L3,…,Lmの各々を、基板20に設けられた配線PLと個別に接続する。接続部65が有する複数のコンタクトCは、第2温度センサ部50に設けられた配線L1,L2,L3,…,Lmの各々を、基板20に設けられた配線PLと個別に接続する。
FPC30は、例えば基板20において第2方向Dyの一端側に設けられ、接続端子CPを介して基板20の配線PLと接続される。なお、FPC30は、図4で図示する接続端子CP以外の接続端子を介して基板20に設けられた図示しない他の配線とさらに接続されていてもよい。
図4に示すように、第1温度センサ部40及び第2温度センサ部50の配線L1,L2,L3,…,Lmは、第1温度センサ部40と第2温度センサ部50とが第3方向Dzに重なり合う検出部SAから延出している。
図5は、検出部SAで概念的に存在する複数の部分温度検出領域PAの配置例を平面視点で示す模式図である。図5に示すように、検出部SAは、複数の部分温度検出領域PAを含む。
図6は、複数の部分温度検出領域PAの各々に個別に設けられる抵抗素子ERと、各抵抗素子ERに接続される各種の配線との関係の一例を平面視点で示す模式図である。図6に示すように、複数の部分温度検出領域PAの各々には個別に抵抗素子ERが設けられる。抵抗素子ERは、合金、金属を含む化合物(金属化合物)又は金属を素材とした電気抵抗である。抵抗素子ERは、金属、合金、金属化合物の少なくとも1つに該当する素材が複数種類積層された積層体であってもよい。実施形態1の説明で合金等と記載した場合、抵抗素子ERの組成として採用され得る素材をさす。図6に示す例では、抵抗素子ERは、長辺が第2方向Dyに沿うL字状の配線が第1方向Dxに複数接続された形態である。当該形態では、第1方向Dxに隣接する2つのL字状の配線の各々の短辺が第2方向Dyに互い違いになるよう、複数のL字状の配線が接続されて抵抗素子ERの形態が形成されている。
抵抗素子ERの一端は、基準電位線CLと接続される。基準電位線CLは、抵抗素子ERに基準電位を与える。実施形態1では、当該基準電位はいわゆる接地電位(GND:GrouND)である。基準電位線CLは、温度検出装置10に設けられて外部の電源と接続されない図示しない板金等のフレームグランド又は電源の接地線と接続される。
抵抗素子ERの他端は、配線L1,L2,L3,…,Lmのうちいずれか1つと接続される。配線L1,L2,L3,…,Lmがそれぞれ接続される抵抗素子ERはそれぞれ異なる抵抗素子ERである。すなわち、mは抵抗素子ERの数に対応する。mは自然数である。抵抗素子ERは、基準電位線CLと配線L1,L2,L3,…,Lmのうちいずれか1つとの間に介在する電極として機能する。
なお、図5及び図6に示す例では、Dx-Dy平面視点で4×3=12の部分温度検出領域PAが配置されているが、これは一例であってこれに限られるものでなく、部分温度検出領域PAの配置及び数は任意である。
第1温度センサ部40と第2温度センサ部50はそれぞれ複数の抵抗素子ERを有する。従って、第1温度センサ部40と第2温度センサ部50はそれぞれ複数の部分温度検出領域PAを含む検出部SAを有する。第1温度センサ部40が有する検出部SAと第2温度センサ部50が有する検出部SAとは第3方向Dzに重なり合う。また、第1温度センサ部40が有する検出部SAに含まれる複数の部分温度検出領域PAの配置と第2温度センサ部50が有する検出部SAに含まれる複数の部分温度検出領域PAの配置とは同一である。ただし、第1温度センサ部40に設けられた抵抗素子ERと第2温度センサ部50に設けられた抵抗素子ERとは組成が異なる。
後述する図7を参照した説明では、抵抗素子ERのうち、第1温度センサ部40に設けられた抵抗素子ERを第1抵抗素子ERaとしている。また、図7を参照した説明では、抵抗素子ERのうち、第2温度センサ部50に設けられた抵抗素子ERを第2抵抗素子ERbとしている。従って、第1抵抗素子ERaと第2抵抗素子ERbとでは組成が異なる。なお、上記の通り第1温度センサ部40と第2温度センサ部50は互いに重畳している関係にあるが、図7では、わかりやすさのためにこれらセンサ部は敢えて互いに左右方向にずれた状態で示されている。
図7は、切替部70及びマルチプレクサMPを介した複数の第1抵抗素子ERa及び複数の第2抵抗素子ERbと抵抗素子ERと制御部80との接続形態例と、制御部80の主要構成例と、を示す模式的な回路図である。
切替部70は、第1抵抗素子ERa又は第2抵抗素子ERbのいずれか一方と、制御部80と、を接続する。具体的には、切替部70は、出力線OLa1,OLa2,…,OLamと、出力線OLb1,OLb2,…,OLbmと、複数のスイッチSW1と、コンタクトCa1,Ca2,…,Camと、コンタクトCb1,Cb2,…,Cbmと、第1基準抵抗45と、第2基準抵抗55と、入力線ILaと、入力線ILbと、スイッチSW2と、を有する。
出力線OLa1,OLa2,…,OLamは、第1抵抗素子ERaと接続されている配線L1,L2,…,Lmと1対1の関係で接続される。図7では、出力線OLa1と配線L1とが接続され、出力線OLa2と配線L2とが接続され、…、出力線OLamと配線Lmとが接続されている。
出力線OLb1,OLb2,…,OLbmは、第2抵抗素子ERbと接続されている配線L1,L2,…,Lmと1対1の関係で接続される。図7では、出力線OLb1と配線L1とが接続され、出力線OLb2と配線L2とが接続され、…、出力線OLbmと配線Lmとが接続されている。
複数のスイッチSW1はスイッチとして機能する回路である。複数のスイッチSW1のうち1つは、出力線OLa1又は出力線OLb1のうち一方と接続するよう切替動作可能に設けられる。複数のスイッチSW1のうち他の1つは、出力線OLa2又は出力線OLb2のうち一方と接続するよう切替動作可能に設けられる。複数のスイッチSW1の数は、mである。複数のスイッチSW1のうち、前述の2つのスイッチSW1と異なる他の1つは、出力線OLam又は出力線OLbmのうち一方と接続するよう切替動作可能に設けられる。すなわち、m個のスイッチSW1はそれぞれ、第1抵抗素子ERaが接続された出力線OLak又は出力線OLbkのうち一方と接続するよう切替動作可能に設けられる。kは、1からmの範囲内のいずれかの自然数である。
コンタクトCa1,Ca2,…,Camは、出力線OLak及び第1抵抗素子ERaと接続されている配線Lkと電気的に接続されるコンタクトである。コンタクトCa1は、出力線OLa1及び配線L1と接続され、コンタクトCa2は、出力線OLa2及び配線L2と接続され、…、コンタクトCamは、出力線OLam及び配線L2mと接続される。
コンタクトCb1,Cb2,…,Cbmは、出力線OLbk及び第2抵抗素子ERbと接続されている配線Lkと電気的に接続されるコンタクトである。コンタクトCb1は、出力線OLb1及び配線L1と接続され、コンタクトCb2は、出力線OLb2及び配線L2と接続され、…、コンタクトCbmは、出力線OLbm及び配線L2mと接続される。
第1基準抵抗45は、コンタクトCa1と接続されることで第1抵抗素子ERaと接続される。図示しないが、コンタクトCa2,…,Camの各々にも、第1基準抵抗45と同様の構成が接続される。1つの第1基準抵抗45がコンタクトCa1,Ca2,…,Camに共有して接続されてもよいし、コンタクトCa1,Ca2,…,Camの各々に対して個別に接続されるm個の第1基準抵抗45が設けられてもよい。
第2基準抵抗55は、コンタクトCb1と接続されることで第2抵抗素子ERbと接続される。図示しないが、コンタクトCb2,…,Cbmの各々にも、第2基準抵抗55と同様の構成が接続される。1つの第2基準抵抗55がコンタクトCb1,Cb2,…,Cbmに共有して接続されてもよいし、コンタクトCb1,Cb2,…,Cbmの各々に対して個別に接続されるm個の第2基準抵抗55が設けられてもよい。
第1基準抵抗45と第2基準抵抗55は、それぞれ電気抵抗値が異なる電気抵抗である。第1基準抵抗45の電気抵抗値は、第1抵抗素子ERaの具体的構成に対応して決定される。第2基準抵抗55の電気抵抗値は、第2抵抗素子ERbの具体的構成に対応して決定される。
入力線ILaは、第1基準抵抗45と接続されることで第1抵抗素子ERaと接続される。入力線ILbは、第2基準抵抗55と接続されることで第2抵抗素子ERbと接続される。スイッチSW2は、入力線ILa又は入力線ILbのうち一方と接続するよう切替動作可能に設けられるスイッチとして機能する回路である。
実施形態1では、複数のスイッチSW1は複数の第1抵抗素子ERa又は複数の第2抵抗素子ERbのいずれか一方と電気的に接続するように動作する。また、スイッチSW2は、複数のスイッチSW1が複数の第1抵抗素子ERaと電気的に接続している場合に入力線ILaと接続し、複数のスイッチSW1が複数の第2抵抗素子ERbと電気的に接続している場合に入力線ILbと接続する。すなわち、スイッチSW2は、複数のスイッチSW1が出力線OLa1,OLa2,…,OLamと接続している場合に入力線ILaと接続し、複数のスイッチSW1が出力線OLb1,OLb2,…,OLbmと接続している場合に入力線ILbと接続する。このような複数のスイッチSW1の動作及びスイッチSW2の動作は、制御部80によって制御される。
実施形態1では、制御部80と複数のスイッチSW1との間にマルチプレクサMPが介在する。マルチプレクサMPは、複数のスイッチSW1のうちいずれか1つと、制御部80と、を接続する。マルチプレクサMPは、複数のスイッチSW1のうちいずれが制御部80と接続されるかを規則的にシフトさせて切り替える。これによって、複数の第1抵抗素子ERaのうち1つ又は複数の第1抵抗素子ERaのうち1つと接続される電気回路が制御部80と接続される。
図8は、図7に示す各種構成によって実現される、1つの第1抵抗素子ERa又は1つの第2抵抗素子ERbのいずれか一方と接続可能に設けられた入出力系を示す模式的な簡略回路図である。以下、図7における出力線OLa1,OLa2,…,OLamのうちマルチプレクサMPによって制御部80と接続される1つのスイッチSW1と接続可能に設けられたものを出力線OLaとしている。また、図7におけるコンタクトCa1,Ca2,…,Camのうち、出力線OLaに該当するものに接続されているものをコンタクトCaとしている。また、図7における出力線OLb1,OLb2,…,OLbmのうちマルチプレクサMPによって制御部80と接続される1つのスイッチSW1と接続可能に設けられたものを出力線OLbとしている。また、図7におけるコンタクトCb1,Cb2,…,Cbmのうち、出力線OLbに該当するものに接続されているものをコンタクトCbとしている。
図8に示す入出力系は、入力Vinに対する電圧の印加に対応して生じる電気的信号が出力Voutから出力される。以下、当該電気的信号を出力信号と記載する。図7では、入力VinがスイッチSW2と接続される。また、図7及び図8に示すように、出力VoutがスイッチSW1と接続される。
スイッチSW1が出力線OLaと接続されている場合、入力Vinに対する電圧の印加に応じて生じた電流がグランドGND側に流れようとするが、第1抵抗素子ERaの体積抵抗率に応じて当該電流のグランドGND側への流れが阻まれることで、出力線OLa側に向かう電流が生じる。この出力線OLa側に向かった電流が、出力Voutで出力信号を生じさせる。すなわち、第1抵抗素子ERaの体積抵抗率が高い程、出力信号が強くなる。
スイッチSW1が出力線OLbと接続されている場合、入力Vinに対する電圧の印加に応じて生じた電流がグランドGND側に流れようとするが、第2抵抗素子ERbの体積抵抗率に応じて当該電流のグランドGND側への流れが阻まれることで、出力線OLb側に向かう電流が生じる。この出力線OLb側に向かった電流が、出力Voutで出力信号を生じさせる。すなわち、第2抵抗素子ERbの体積抵抗率が高い程、出力信号が強くなる。
ここで、入力線ILa、第1基準抵抗45、コンタクトCa、第1抵抗素子ERa及び出力線OLaを含む回路は、実施形態1の第1回路として機能する。また、入力線ILb、第2基準抵抗55、コンタクトCb、第2抵抗素子ERb及び出力線OLbを含む回路は、実施形態1の第2回路として機能する。
図9は、第1抵抗素子ERaの温度と第1抵抗素子ERaの体積抵抗率との関係及び第2抵抗素子ERbの温度と第2抵抗素子ERbの体積抵抗率との関係の一例を示すグラフである。上述のように、第1抵抗素子ERaの組成と第2抵抗素子ERbの組成とは異なる。従って、図9に示すように、第1抵抗素子ERaの温度と第1抵抗素子ERaの体積抵抗率との関係と、第2抵抗素子ERbの温度と第2抵抗素子ERbの体積抵抗率との関係とは異なる。図9に示す例では、50℃以下では第1抵抗素子ERaの温度上昇に対する第1抵抗素子ERaの体積抵抗率の上昇の度合いが第2抵抗素子ERbの温度上昇に対する第2抵抗素子ERbの体積抵抗率の上昇の度合いよりも高い。また、図9に示す例では、50℃以上では第2抵抗素子ERbの温度上昇に対する第2抵抗素子ERbの体積抵抗率の上昇の度合いが第1抵抗素子ERaの温度上昇に対する第1抵抗素子ERaの体積抵抗率の上昇の度合いよりも高い。
図10は、それぞれ異なる金属の温度と体積抵抗率との関係及びある合金等の温度と体積抵抗率との関係を示すグラフである。図10に示すグラフM1,M2,M3,M4,M5,M6,M7,M8,M9はそれぞれ、異なる金属の温度と体積抵抗率との関係を示す。グラフM1,M2,M3,M4,M5,M6,M7,M8,M9が示すように、異なる金属は、温度と体積抵抗率との関係が異なる。また、素材として利用される金属(元の金属)の選択によっては、合金等の温度と体積抵抗率との関係を当該元の金属と異ならせることができる。例えば、図10では、グラフM1,M2,M3,M4,M5,M6,M7,M8,M9のいずれとも異なる温度と体積抵抗率との関係を示す合金等のグラフMxが例示されている。このような考え方に基づき、元の金属を異ならせることで、第1抵抗素子ERaと第2抵抗素子ERbをそれぞれ作製できる。
次に、マルチプレクサMPを介して第1抵抗素子ERa又は第2抵抗素子ERbと接続される制御部80について、説明する。例えば、図7に示すように、制御部80は、フィルタ81と、増幅回路82と、A/D変換回路83と、CPU(Central Processing Unit)84と、バス85と、ROM(Read Only Memory)86と、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)87と、RAM(Random Access Memory)88と、GPIO(General Purpose Input Output)89と、通信IF(InterFace)90と、電源回路91と、を有する。
フィルタ81は、マルチプレクサMPを介して接続されたスイッチSW1の出力Voutで得られた出力信号からノイズを消去するフィルタ回路である。増幅回路82は、フィルタ81によってノイズが処理された出力信号を増幅する。A/D変換回路83は、増幅回路82によって増幅されたアナログの出力信号をデジタル信号に変換する。
CPU84は、A/D変換回路83によって生成されたデジタル信号に基づいた処理等、制御部80が各種の演算処理を行う。
バス85は、A/D変換回路83から出力されるデジタル信号をCPU84に伝送する等、制御部80内における各種のデジタル信号の伝送経路として機能する。A/D変換回路83、CPU84、バス85、ROM86、EEPROM87、RAM88、GPIO89及び通信IF90はバス85と接続される。
ROM86は、プログラム等を書き換え不能に記憶する。プログラム等とは、CPU84が行う処理に際して読み出されるソフトウェア・プログラム及び当該ソフトウェア・プログラムの実行に伴い参照されるデータを指す。EEPROM87は、プログラム等を書き換え可能に記憶する。RAM88は、CPU84によるプログラム等の実行処理に伴い生じる各種のデータやパラメータを一時的に記憶する。
GPIO89は、バス85を介して行われるCPU84等からの出力に対応して外部に信号を伝送する。例えば、スイッチSW1及びスイッチSW2の切替動作を行う信号は、CPU84から出力されてバス85及びGPIO89を介してスイッチSW1及びスイッチSW2に伝送される。また、GPIO89は、外部の機器からの信号の入力をバス85に入力する入力経路としても機能する。通信IF90は、NIC(Network interface controller)として機能するための回路を含み、外部の通信機器との通信を行う。電源回路91は、入力Vinに電圧を印加する。
なお、図3に示すように、切替部70、マルチプレクサMP及び制御部80は、例えばFPC30に設けられるが、これに限られるものでなく、基板20に設けられて配線PL及び接続部60、接続部65を介して第1温度センサ部40、第2温度センサ部50と接続されてもよい。また、図7に示す制御部80の具体的構成は、あくまで一例であってこれに限られるものでなく、適宜変更可能である。例えば、ROM86はフラッシュROMのように書き換え可能であってもよいし、通信IF90は、SPI(Serial Peripheral Interface)、I2C(Inter Integrated Circuit)等であってもよい。
以下、制御部80が行う各種の処理の一例について、図11から図13のフローチャートを参照して説明する。
図11は、スイッチSW1及びスイッチSW2を介して制御部80と接続される対象の切替動作の流れの一例を示すフローチャートである。まず、温度検出装置10の電源がONであるかで処理が行われるか否かの分岐が生じる(ステップS1)。温度検出装置10の電源がOFFである場合(ステップS1;No)、処理は行われない。
温度検出装置10の電源がONである場合(ステップS1;Yes)、CPU84が第1温度センサ部40に接続するためのスイッチSW1及びスイッチSW2の切替動作を行う(ステップS2)。具体的には、CPU84は、出力線OLaに接続するようスイッチSW1を動作させ、入力線ILaに接続するようスイッチSW2を動作させる。これによって、第1温度センサ部40の第1抵抗素子ERaが制御部80と接続される。ステップS2の処理後、第1温度センサ部40への電圧印加が行われる(ステップS3)。具体的には、電源回路91が入力Vinに対して電圧を印加する。次に、第1温度センサ部40の出力の取得が行われる(ステップS4)。具体的には、ステップS3の処理で行われた電圧の印加に応じて、出力Voutから出力信号が得られる。当該出力信号は、マルチプレクサMPを介してフィルタ81に入力される。
ステップS4の処理後、CPU84が第2温度センサ部50に接続するためのスイッチSW1及びスイッチSW2の切替動作を行う(ステップS5)。具体的には、CPU84は、出力線OLbに接続するようスイッチSW1を動作させ、入力線ILbに接続するようスイッチSW2を動作させる。これによって、第2温度センサ部50の第2抵抗素子ERbが制御部80と接続される。ステップS2の処理後、第2温度センサ部50への電圧印加が行われる(ステップS6)。具体的には、電源回路91が入力Vinに対して電圧を印加する。次に、第2温度センサ部50の出力の取得が行われる(ステップS7)。具体的には、ステップS6の処理で行われた電圧の印加に応じて、出力Voutから出力信号が得られる。当該出力信号は、マルチプレクサMPを介してフィルタ81に入力される。ステップS7の処理後、ステップS1の分岐に移行する。
このように、CPU84は、制御部80に接続される対象を第1温度センサ部40と第2温度センサ部50とで周期的に切り替えるようスイッチSW1及びスイッチSW2を動作させる。
制御部80は、第1温度センサ部40又は第2温度センサ部50の出力の取得に基づいた温度の測定に係る処理を行う。図12は、温度の測定に係る処理の流れの一例を示すフローチャートである。まず、第1温度センサ部40又は第2温度センサ部50の出力の取得が行われる(ステップS11)。ステップS11の処理は、図11を参照して説明したステップS4の処理又はステップS7の処理をさす。
フィルタ81は、ステップS11の処理で得られた出力信号に対してフィルタ処理を行う(ステップS12)。増幅回路82は、ステップS12の処理でフィルタ処理が行われた出力信号を増幅する(ステップS13)。A/D変換回路83は、ステップS13の処理で増幅されたアナログの出力信号をデジタル信号に変換するA/D変換処理を行う(ステップS14)。
CPU84は、ステップS14の処理でデジタル信号に変換された出力信号に基づいた測定方法判定処理を行う(ステップS15)。
図13は、実施形態1における測定方法判定処理の流れの一例を示すフローチャートである。CPU84は、ステップS11の処理で第1温度センサ部40の出力が取得されたか判定する(ステップS21)。第1温度センサ部40の出力が取得された場合(ステップS21;Yes)、CPU84は、ステップS14の処理でデジタル信号に変換された出力信号が示す出力値が第1温度センサ部40の良特性範囲内であるか判定する(ステップS22)。
ここで、良特性範囲について説明する。良特性範囲とは、温度検出装置10の温度を所定温度以下の差(例えば、1℃以下の差)単位で判定可能となる程に温度の変化に対する出力値の変化が生じる温度範囲をさす。
図14は、実施形態1の第1抵抗素子ERaが制御部80に接続された場合の1℃の温度変化に対する出力電圧の変化と、実施形態1の第2抵抗素子ERbが制御部80に接続された場合の1℃の温度変化に対する出力電圧と変化と、を0℃から50℃の範囲と50℃から100℃の範囲の2つの温度範囲で個別に示す表である。出力電圧とは、出力信号が生じさせる電圧をさす。なお、図14に示す数値はあくまで一例であってこれに限られるものでなく、第1抵抗素子ERaの具体的構成及び第2抵抗素子ERbの具体的構成によって数値は変化する。
図14に示す例では、0℃から50℃の温度範囲で、第1抵抗素子ERaが制御部80に接続された場合の1℃の温度変化に対する出力電圧の変化が10である。一方、0℃から50℃の温度範囲で、第2抵抗素子ERbが制御部80に接続された場合の1℃の温度変化に対する出力電圧の変化が2である。このように、図14に示す例では、0℃から50℃の温度範囲における1℃の温度変化に対する出力電圧の変化に関し、第1抵抗素子ERaが制御部80に接続された場合の方が第2抵抗素子ERbが制御部80に接続された場合に比して顕著である。これは、図9の例で示すように、50℃以下では第1抵抗素子ERaの温度上昇に対する第1抵抗素子ERaの体積抵抗率の上昇の度合いが第2抵抗素子ERbの温度上昇に対する第2抵抗素子ERbの体積抵抗率の上昇の度合いよりも高いために生じる。すなわち、図8に示す入出力系において、50℃以下では第1抵抗素子ERaの温度上昇に対する第1抵抗素子ERaの体積抵抗率の上昇の度合いがより高いことで、温度変化に応じた出力Voutの変化もより顕著になることによる。換言すると、0℃~50℃の温度帯では、第1抵抗素子ERaの方が第2抵抗素子ERbよりも感度が高い。
図14を参照して説明した例の場合、0℃から50℃の温度範囲では、第1抵抗素子ERaが制御部80に接続された場合の方が、第2抵抗素子ERbが制御部80に接続された場合よりも出力値に基づいた温度の特定精度をより高められる。従って、ステップS21の処理で第1温度センサ部40の出力が取得された場合(ステップS21;Yes)、すなわち、第1抵抗素子ERaが制御部80に接続されている状態での出力信号が得られている場合に0℃から50℃の温度範囲において第1抵抗素子ERaが制御部80に接続された場合に生じ得る出力値が得られている場合、CPU84は、ステップS14の処理でデジタル信号に変換された出力信号が示す出力値が第1温度センサ部40の良特性範囲内であると判定する(ステップS22;Yes)。
ステップS14の処理でデジタル信号に変換された出力信号が示す出力値が第1温度センサ部40の良特性範囲内であると判定された場合(ステップS22;Yes)、CPU84は、第1温度センサ部40の出力値に基づいた温度検出装置10の温度の特定を行う(ステップS23)。
図15は、温度とデジタル信号の出力値との関係の一例を示す表である。図15の例で示すように、温度が25℃である場合に第1抵抗素子ERaが制御部80に接続されると、デジタル信号の出力値は512を示す。従って、出力値が512であった場合、CPU84は、ステップS23の処理で温度を25℃であると特定する。なお、図示しないが、0℃から50℃の温度範囲では、25℃でない温度の場合に第1抵抗素子ERaが制御部80に接続されることで得られる出力値と、25℃である場合に第1抵抗素子ERaが制御部80に接続されることで得られる出力値とはそれぞれ異なる。
なお、ステップS11の処理で第1温度センサ部40の出力が取得されなかった場合(ステップS21;No)又はステップS14の処理でデジタル信号に変換された出力信号が示す出力値が第1温度センサ部40の良特性範囲内でないと判定された場合(ステップS22;No)、CPU84は、ステップS11の処理で第2温度センサ部50の出力が取得されたか判定する(ステップS24)。第2温度センサ部50の出力が取得された場合(ステップS24;Yes)、CPU84は、ステップS14の処理でデジタル信号に変換された出力信号が示す出力値が第2温度センサ部50の良特性範囲内であるか判定する(ステップS25)。
図14に示す例では、50℃から100℃の温度範囲で、第1抵抗素子ERaが制御部80に接続された場合の1℃の温度変化に対する出力電圧の変化が2である。一方、50℃から100℃の温度範囲で、第2抵抗素子ERbが制御部80に接続された場合の1℃の温度変化に対する出力電圧の変化が10である。このように、図14に示す例では、50℃から100℃の温度範囲における1℃の温度変化に対する出力電圧の変化に関し、第2抵抗素子ERbが制御部80に接続された場合の方が第1抵抗素子ERaが制御部80に接続された場合に比して顕著である。これは、図9の例で示すように、50℃以上では第2抵抗素子ERbの温度上昇に対する第2抵抗素子ERbの体積抵抗率の上昇の度合いが第1抵抗素子ERaの温度上昇に対する第1抵抗素子ERaの体積抵抗率の上昇の度合いよりも高いために生じる。換言すると、50℃~100℃の温度帯では、第2抵抗素子ERbの方が第1抵抗素子ERaよりも感度が高い。
図14を参照して説明した例の場合、50℃から100℃の温度範囲では、第2抵抗素子ERbが制御部80に接続された場合の方が、第1抵抗素子ERaが制御部80に接続された場合よりも出力値に基づいた温度の特定精度をより高められる。従って、ステップS21の処理で第2温度センサ部50の出力が取得された場合(ステップS24;Yes)、すなわち、第2抵抗素子ERbが制御部80に接続されている状態での出力信号が得られている場合に50℃から100℃の温度範囲において第2抵抗素子ERbが制御部80に接続された場合に生じ得る出力値が得られている場合、CPU84は、ステップS14の処理でデジタル信号に変換された出力信号が示す出力値が第2温度センサ部50の良特性範囲内であると判定する(ステップS25;Yes)。
ステップS14の処理でデジタル信号に変換された出力信号が示す出力値が第2温度センサ部50の良特性範囲内であると判定された場合(ステップS25;Yes)、CPU84は、第2温度センサ部50の出力値に基づいた温度検出装置10の温度の特定を行う(ステップS26)。ステップS23の処理後又はステップS26の処理後、図12に示す測定方法判定処理(ステップS15)は終了する。
図15の例で示すように、温度が75℃である場合に第2抵抗素子ERbが制御部80に接続されると、デジタル信号の出力値は572を示す。従って、出力値が572であった場合、CPU84は、ステップS26の処理で温度を75℃であると特定する。なお、図示しないが、50℃から100℃の温度範囲では、75℃でない温度の場合に第2抵抗素子ERbが制御部80に接続されることで得られる出力値と、75℃である場合に第2抵抗素子ERbが制御部80に接続されることで得られる出力値とはそれぞれ異なる。
なお、図15の例では、温度が75℃である場合に第1抵抗素子ERaが制御部80に接続されると、デジタル信号の出力値は512を示す。ここで、50℃から100℃の温度範囲では、温度が75℃でない場合でも第1抵抗素子ERaが制御部80に接続されることで得られるデジタル信号の出力値が512になってもよい。なぜなら、実施形態1では、50℃から100℃の温度範囲では、第2抵抗素子ERbが制御部80に接続されることで得られる出力値から温度検出装置10の温度を特定できるからである。また、図15の例では、温度が25℃である場合に第2抵抗素子ERbが制御部80に接続されると、デジタル信号の出力値は452を示す。ここで、0℃から50℃の温度範囲では、温度が25℃でない場合でも第2抵抗素子ERbが制御部80に接続されることで得られるデジタル信号の出力値が452になってもよい。なぜなら、実施形態1では、0℃から50℃の温度範囲では、第1抵抗素子ERaが制御部80に接続されることで得られる出力値から温度検出装置10の温度を特定できるからである。
また、第1抵抗素子ERaが制御部80に接続された場合に生じ得る出力値のうち良特性範囲に含まれる出力値の範囲を示すデータ及び第2抵抗素子ERbが制御部80に接続された場合に生じ得る出力値のうち良特性範囲に含まれる出力値の範囲を示すデータは、ROM86又はEEPROM87が記憶するプログラム等に含まれる。
図12を参照して説明した温度の測定に係る処理は、第1温度センサ部40と第2温度センサ部50との接続の切り替わりに応じて生じるステップS4とステップS7の両方をトリガーとして個別に行われる。従って、第1抵抗素子ERaが制御部80に接続された場合の出力値に基づいた処理と第2抵抗素子ERbが制御部80に接続された場合の出力値に基づいた処理の両方が行われることで、第1温度センサ部40の良特性範囲と第2温度センサ部50の良特性範囲の両方を活かした温度検出装置10の温度の検出を行える。
なお、マルチプレクサMPによる接続切替のタイミングと、図11を参照して説明した周期的な第1温度センサ部40又は第2温度センサ部50への接続切替のタイミングとの関係は任意である。例えば、スイッチSW1及びスイッチSW2によって第1温度センサ部40と制御部80とが接続されている状態でマルチプレクサMPが切替動作を行い、第1温度センサ部40の検出部SAに含まれる複数の部分温度検出領域PAの各々の第1抵抗素子ERaへの接続の切替が進行するようにしてもよい。この場合、スイッチSW1及びスイッチSW2によって第1温度センサ部40から第2温度センサ部50に制御部80への接続対象の切替が行われた後、マルチプレクサMPが改めて切替動作を行い、第2温度センサ部50の検出部SAに含まれる複数の部分温度検出領域PAの各々の第2抵抗素子ERbへの接続の切替が進行する。また、マルチプレクサMPがある1つのスイッチSW1へ接続している状態で図11を参照して説明した周期的な第1温度センサ部40と第2温度センサ部50への接続切替が行われてもよい。この場合、図11のステップS1の処理からステップS7の処理までの1周期が完了する度にマルチプレクサMPが接続対象とするスイッチSW1を順次切り替える。これによって、温度検出装置10は、検出部SAに含まれる複数の部分温度検出領域PAの各々の位置の温度を個別に特定できる。
なお、検出部SAが表示パネル2による画像の表示領域AA(図18等参照)をカバーするよう温度検出装置10と表示パネル2とが第3方向Dzに重なることで、光学系RMに導かれ、表示パネル2の表示領域AAに向かって集光した光が生じさせる可能性のある温度変化を温度検出装置10によって検出できる。これによって、当該温度変化に対応した表示パネル2の動作制御を行える。例えば、表示パネル2の表示出力品質を確保できない程の高温が温度検出装置10によって検出された場合、表示パネル2の動作を停止させるようにしてもよい。また、この場合、当該高温が検出された温度検出装置10の一部分(部分温度検出領域PA)に対応する範囲のみ表示パネル2による画像の表示出力を停止するようにしてもよい。このような表示パネル2の動作制御は、CPU84が行ってもよい。その場合、例えばGPIO89又は通信IF90を介してCPU84と表示パネル2とが接続され、表示パネル2がCPU84の動作制御を受けられるよう設けられる。また、このような表示パネル2の動作制御は、制御部80とは異なる動作制御装置が行ってもよい。その場合、当該動作制御装置は、GPIO89又は通信IF90を介して制御部80と接続され、CPU84が特定した温度検出装置10の温度を示す情報を取得可能に設けられる。
以上、実施形態1によれば、温度検出装置10は、温度変化と電気抵抗値の変化との関係がそれぞれ異なる第1抵抗素子ERaと第2抵抗素子ERbとが設けられた検出部SAと、第1抵抗素子ERaが接続された配線を含む第1回路又は第2抵抗素子ERbが接続された配線を含む第2回路の一方と接続するよう切替動作可能に設けられたスイッチSW1,SW2と、当該一方が接続された配線に電圧を印加して電気的信号を生じさせる電源回路91と、当該電気的信号の強さに基づいて検出部SAの温度を検出する制御部80と、を備える。制御部80は、第1回路で生じた電気的信号と第2回路で生じた電気的信号の両方を得られるよう周期的にスイッチSW1,SW2を動作させる。
これによって、第1抵抗素子ERaがより顕著に温度変化に応じた体積抵抗率の変化を生じさせる温度範囲と、第2抵抗素子ERbがより顕著に温度変化に応じた体積抵抗率の変化を生じさせる温度範囲の両方で高精度に温度を検出できる。従って、1種類の抵抗素子のみが採用されている場合に比して、より広い温度域で高精度な温度検出を行える。
また、第1抵抗素子ERaと第2抵抗素子ERbとは、検出部SAに対する外部の光(例えば、太陽光LL)の照射方向(第3方向Dz)に重なる。従って、当該光が生じさせる温度変化を第1抵抗素子ERaと第2抵抗素子ERbの両方に生じさせやすくなる。従って、当該第1抵抗素子ERa及び当該第2抵抗素子ERbが設けられた位置(例えば、1つの部分温度検出領域PA)における温度をより高精度に検出できる。
また、検出部SAは、第1抵抗素子ERaが複数並べられた第1温度センサ部40と、第1温度センサ部40と積層されて第2抵抗素子ERbが複数並べられた第2温度センサ部50と、を備える。これによって、複数の第1抵抗素子ERa及び複数の第2抵抗素子ERbが並べられた複数の箇所で、第1回路で生じた電気的信号と第2回路で生じた電気的信号の両方に基づいたより広い温度域で高精度な温度検出を行える。
また、1℃以下の温度変化を検出可能な電気的信号の変化が生じる温度範囲が第1回路と第2回路とで異なる。これによって、より広い温度域で高精度な温度検出を行える。
また、制御部80は、第1回路で生じた電気的信号又は第2回路で生じた電気的信号に基づいて検出部SAの温度を検出する。これによって、第1回路で生じた電気的信号又は第2回路で生じた電気的信号の一方で温度を特定可能な温度範囲について、より迅速に温度を検出できる。
また、第1回路で生じる電気的信号の強さは、第1抵抗素子ERaの温度に応じて変化し、第2回路で生じる電気的信号の強さは、第2抵抗素子ERbの温度に応じて変化する。これによって、電気的信号の強さに基づいて、より広い温度域で高精度な温度検出を行える。
また、HUD装置1は、画像を表示する表示パネル2と、温度検出装置10と、を備える。温度検出装置10は、表示パネル2と重なるよう配置される。これによって、表示パネル2に温度変化が生じるような環境条件の変化(例えば、太陽光LLの照射)が生じた場合の温度変化を温度検出装置10で検出できる。
また、検出部SAは、表示パネル2で画像が表示される表示領域AA(図18等参照)と重なるよう配置される。これによって、AAに温度変化が生じるような環境条件の変化(例えば、太陽光LLの照射)が生じた場合の温度変化を温度検出装置10で検出できる。
なお、図12に示す測定方法判定処理(ステップS15)は、図13を参照して説明したものに限られない。以下、測定方法判定処理(ステップS15)の具体的な処理の流れが実施形態1と異なる実施形態2について説明する。
実施形態1の説明において図14及び図15を参照して説明した例と異なり、第1抵抗素子ERaの組成及び第2抵抗素子ERbの組成によっては、第1抵抗素子ERaが制御部80と接続された場合の出力値又は第2抵抗素子ERbが制御部80と接続された場合の出力値のいずれか一方のみでは温度検出装置10の温度を正確に特定できない温度(境界温度)が生じる場合もある。そこで、実施形態2では、第1抵抗素子ERaが制御部80と接続された場合に境界温度で生じる出力値と第2抵抗素子ERbが制御部80と接続された場合に境界温度で生じる出力値の両方に基づいて温度検出装置10の温度を特定する。
(実施形態2)
図16は、実施形態2における測定方法判定処理の流れの別の一例を示すフローチャートである。図16に示すフローチャートの説明では、実施形態1の説明において行った図13に示すフローチャートの説明と異なる部分について特筆する。
図16は、実施形態2における測定方法判定処理の流れの別の一例を示すフローチャートである。図16に示すフローチャートの説明では、実施形態1の説明において行った図13に示すフローチャートの説明と異なる部分について特筆する。
実施形態2では、図16に示すように、ステップS22において、出力値が第1温度センサ部40の良特性範囲内でないと判定された場合(ステップS22;No)、CPU84は、当該出力値を第1温度センサ部40の出力値として保持する(ステップS31)。具体的には、CPU84は、例えばRAM88に当該出力値を第1温度センサ部40の出力値として記憶させる。
また、実施形態2では、ステップS25において、出力値が第2温度センサ部50の良特性範囲内でないと判定された場合(ステップS25;No)、CPU84は、当該出力値を第2温度センサ部50の出力値として保持する(ステップS32)。具体的には、CPU84は、例えばRAM88に当該出力値を第2温度センサ部50の出力値として記憶させる。
ステップS31の処理後又はステップS32の処理後、CPU84は、第1温度センサ部40の出力値及び第2温度センサ部50の出力値の両方が保持されているか判定する(ステップS33)。ここで、第1温度センサ部40の出力値及び第2温度センサ部50の出力値の少なくとも一方が保持されていないと判定された場合(ステップS33;No)、CPU84は、いったん測定方法判定処理を終了する。CPU84は、この場合、温度の特定について、図11を参照して説明した第1温度センサ部40と第2温度センサ部50との接続の切り替わりに応じて生じる温度の測定に係る処理(図12参照)の再開を待つ状態になる。
一方、ステップS33において第1温度センサ部40の出力値及び第2温度センサ部50の出力値の両方が保持されていると判定された場合(ステップS33;Yes)、CPU84は、第1温度センサ部40の出力値と第2温度センサ部50の出力値の組み合わせに基づいた温度の特定を行う(ステップS34)。すなわち、ステップS34の処理において、CPU84は、第1抵抗素子ERaが制御部80と接続された場合の出力値又は第2抵抗素子ERbが制御部80と接続された場合の出力値の両方に基づいた温度の特定を行う。以下、ステップS34の処理が行われる場合について、図17を参照して説明する。
図17は、実施形態2の第1抵抗素子ERaが制御部80に接続された場合の1℃の温度変化に対する出力電圧の変化と、実施形態2の第2抵抗素子ERbが制御部80に接続された場合の1℃の温度変化に対する出力電圧と変化と、を49℃から51℃の範囲内で1℃刻みに示す表である。なお、実施形態2における第1温度センサ部40の良特性範囲は0℃から49℃であるものとする。また、実施形態2における第2温度センサ部50の良特性範囲は51℃から100℃であるものとする。
図17に示すように、温度が49℃である場合に第1抵抗素子ERaが制御部80に接続されると、デジタル信号の出力値は560を示す。一方、温度が50℃又は51℃である場合に第1抵抗素子ERaが制御部80に接続されると、デジタル信号の出力値は562を示す。従って、第1抵抗素子ERaが制御部80に接続された場合の出力値に基づいた場合、49℃と50℃との区別はできるが、50℃と51℃との区別ができない。
また、図17に示すように、温度が49℃又は50℃である場合に第2抵抗素子ERbが制御部80に接続されると、デジタル信号の出力値は462を示す。一方、温度が51℃である場合に第2抵抗素子ERbが制御部80に接続されると、デジタル信号の出力値は464を示す。従って、第1抵抗素子ERaが制御部80に接続された場合の出力値に基づいた場合、50℃と51℃との区別はできるが、49℃と50℃との区別ができない。
図17に示す例の場合、第1抵抗素子ERa及び第2抵抗素子ERbの温度が共に50℃である場合、第1抵抗素子ERaが制御部80に接続されることで得られる出力値(562)のみでは、50℃なのか51℃なのか区別ができない。また、この場合、第2抵抗素子ERbが制御部80に接続されることで得られる出力値(462)のみでは、49℃なのか50℃なのか区別ができない。一方、第1抵抗素子ERa及び第2抵抗素子ERbの温度が共に50℃である場合に生じる、第1抵抗素子ERaが制御部80に接続されることで得られる出力値(562)と第2抵抗素子ERbが制御部80に接続されることで得られる出力値(462)との組み合わせは、50℃の場合に生じ、49℃又は51℃の場合に生じない。従って、第1抵抗素子ERaが制御部80に接続されることで得られる出力値(562)と第2抵抗素子ERbが制御部80に接続されることで得られる出力値(462)との組み合わせに基づいて、CPU84は、第1抵抗素子ERa及び第2抵抗素子ERbの温度が共に50℃であることを特定できる。CPU84は、ステップS34の処理においてこのようにして第1抵抗素子ERa及び第2抵抗素子ERbの温度を特定し、特定された温度を温度検出装置10の温度とする。図17に示す例では、50℃が境界温度に該当する。
実施形態2では、ステップS23の処理後、ステップS26の処理後又はステップS34の処理後に、ステップS31の処理及びステップS32の処理の少なくとも一方で保持されている出力値があった場合に当該出力値を消去する(ステップS35)。これによって、ステップS34の処理後に、既に温度の特定に利用された古い出力値がRAM88に記憶され続けて以後の処理で意図せず再利用されることを防止できる。また、ステップS23の処理が行われたということは、第1温度センサ部40の良特性範囲内の出力値に基づいて温度検出装置10の温度を特定できたということである。すなわち、仮に事前にステップS32の処理が行われて第2温度センサ部50の出力値が保持されていたとしても、当該出力値は温度の特定に不要である。従って、ステップS23の処理後に当該出力値が消去される。また、ステップS26の処理が行われたということは、第2温度センサ部50の良特性範囲内の出力値に基づいて温度検出装置10の温度を特定できたということである。すなわち、仮に事前にステップS31の処理が行われて第1温度センサ部40の出力値が保持されていたとしても、当該出力値は温度の特定に不要である。従って、ステップS26の処理後に当該出力値が消去される。
以上、特筆した事項を除いて、実施形態2は実施形態1と同様である。実施形態2によれば、制御部80は、第1回路で生じた電気的信号と第2回路で生じた電気的信号の両方に基づいて、第1回路で1℃以下の温度変化を検出可能な電気的信号の変化が生じる温度範囲及び第2回路で1℃以下の温度変化を検出可能な電気的信号の変化が生じる温度範囲と重複しない温度範囲(例えば、境界温度)の温度を検出する。これによって、より広い温度域で高精度な温度検出を行える。
(変形例)
次に、実施形態1及び実施形態2に適用可能な各種の変形例について、図18から図22を参照して説明する。
次に、実施形態1及び実施形態2に適用可能な各種の変形例について、図18から図22を参照して説明する。
(変形例1)
図18は、変形例1による検出部SAの構成例を示す平面視点での模式図である。部分温度検出領域PAは、表示領域AAの外側に配置されてもよい。例えば、図18に示すように、矩形状の表示領域AAの四辺の各々の外側で表示領域AAに当接するように4つの部分温度検出領域PAが配置されていてもよい。この場合、検出部SAは、表示領域AAの額縁領域に対応する範囲をカバーする。また、変形例1における基板20の大きさは、表示領域AAの額縁領域に対応する範囲をカバーできる大きさである。なお、温度検出装置10のうち表示領域AAと第3方向Dzに重なる範囲は、基板20のみが設けられるか、又は空洞である。このように、検出部SAを額縁領域に対応する範囲とすることで、温度検出装置10は、表示領域AAから出力される画像表示のための光をより良好に通過させることができる。
図18は、変形例1による検出部SAの構成例を示す平面視点での模式図である。部分温度検出領域PAは、表示領域AAの外側に配置されてもよい。例えば、図18に示すように、矩形状の表示領域AAの四辺の各々の外側で表示領域AAに当接するように4つの部分温度検出領域PAが配置されていてもよい。この場合、検出部SAは、表示領域AAの額縁領域に対応する範囲をカバーする。また、変形例1における基板20の大きさは、表示領域AAの額縁領域に対応する範囲をカバーできる大きさである。なお、温度検出装置10のうち表示領域AAと第3方向Dzに重なる範囲は、基板20のみが設けられるか、又は空洞である。このように、検出部SAを額縁領域に対応する範囲とすることで、温度検出装置10は、表示領域AAから出力される画像表示のための光をより良好に通過させることができる。
なお、図18を参照して説明した変形例1では、実施形態1及び実施形態2と同様、第1温度センサ部40と第2温度センサ部50が個別に検出部SAを有する。すなわち、図18に示す複数の部分温度検出領域PAの各々では、第1抵抗素子ERaが設けられた第1温度センサ部40と第2抵抗素子ERbが設けられた第2温度センサ部50とが積層されている。
(変形例2)
図19は、変形例2による検出部SAの構成例を示す平面視点での模式図である。図19の第1抵抗素子ER1と、第2抵抗素子ER2と、第3抵抗素子ER3と、第4抵抗素子ER4と、第5抵抗素子ER5の位置関係及び形状で例示するように、表示領域AAの額縁領域に対応する範囲をカバーする検出部SA内に、表示領域AAの四辺を縁取る形状の抵抗素子を互いに非接触となるよう複数設けてもよい。図19に示す第1抵抗素子ER1と、第2抵抗素子ER2と、第3抵抗素子ER3と、第4抵抗素子ER4と、第5抵抗素子ER5は、それぞれ組成が異なる抵抗素子である。これによって、第1抵抗素子ER1、第2抵抗素子ER2、第3抵抗素子ER3、第4抵抗素子ER4及び第5抵抗素子ER5がそれぞれ示す良特性範囲内の出力値に基づいたより高精度な温度の検出を行える。
図19は、変形例2による検出部SAの構成例を示す平面視点での模式図である。図19の第1抵抗素子ER1と、第2抵抗素子ER2と、第3抵抗素子ER3と、第4抵抗素子ER4と、第5抵抗素子ER5の位置関係及び形状で例示するように、表示領域AAの額縁領域に対応する範囲をカバーする検出部SA内に、表示領域AAの四辺を縁取る形状の抵抗素子を互いに非接触となるよう複数設けてもよい。図19に示す第1抵抗素子ER1と、第2抵抗素子ER2と、第3抵抗素子ER3と、第4抵抗素子ER4と、第5抵抗素子ER5は、それぞれ組成が異なる抵抗素子である。これによって、第1抵抗素子ER1、第2抵抗素子ER2、第3抵抗素子ER3、第4抵抗素子ER4及び第5抵抗素子ER5がそれぞれ示す良特性範囲内の出力値に基づいたより高精度な温度の検出を行える。
なお、変形例2のように3種類以上の抵抗素子ERが設けられる場合、図11を参照して説明した切替動作において、当該3種類以上の抵抗素子ERのうち1種類が制御部80と接続され、接続された当該1種類を含む回路に対する電圧の印加に応じた出力信号の取得が行われる工程が当該3種類以上の抵抗素子ERの各々について順次行われる。
また、第1抵抗素子ER1と、第2抵抗素子ER2と、第3抵抗素子ER3と、第4抵抗素子ER4と、第5抵抗素子ER5は、それぞれ異なる層に設けられてもよい。この場合、第1温度センサ部40と第2温度センサ部50との積層関係のように、第1抵抗素子ER1が設けられた層と、第2抵抗素子ER2が設けられた層と、第3抵抗素子ER3が設けられた層と、第4抵抗素子ER4が設けられた層と、第5抵抗素子ER5が設けられた層とが積層される。また、第1抵抗素子ER1と、第2抵抗素子ER2と、第3抵抗素子ER3と、第4抵抗素子ER4と、第5抵抗素子ER5は、同一の層に形成されてもよい。これによって、積層数の増加による温度検出装置10の厚みの増加を抑制できる。
(変形例3)
図20は、変形例3による1つの部分温度検出領域PA内の第1抵抗素子ER1と、第2抵抗素子ER2と、第3抵抗素子ER3と、第4抵抗素子ER4と、第5抵抗素子ER5の形状及び配置の一例を示す平面視点での模式図である。図20に示すように、部分温度検出領域PA内で第1抵抗素子ER1と、第2抵抗素子ER2と、第3抵抗素子ER3と、第4抵抗素子ER4と、第5抵抗素子ER5が並べられて設けられてもよい。この場合、第1抵抗素子ER1と、第2抵抗素子ER2と、第3抵抗素子ER3と、第4抵抗素子ER4と、第5抵抗素子ER5は同一の層に形成されることが望ましい。これによって、積層数の増加による温度検出装置10の厚みの増加を抑制できる。
図20は、変形例3による1つの部分温度検出領域PA内の第1抵抗素子ER1と、第2抵抗素子ER2と、第3抵抗素子ER3と、第4抵抗素子ER4と、第5抵抗素子ER5の形状及び配置の一例を示す平面視点での模式図である。図20に示すように、部分温度検出領域PA内で第1抵抗素子ER1と、第2抵抗素子ER2と、第3抵抗素子ER3と、第4抵抗素子ER4と、第5抵抗素子ER5が並べられて設けられてもよい。この場合、第1抵抗素子ER1と、第2抵抗素子ER2と、第3抵抗素子ER3と、第4抵抗素子ER4と、第5抵抗素子ER5は同一の層に形成されることが望ましい。これによって、積層数の増加による温度検出装置10の厚みの増加を抑制できる。
なお、図20に示す例では、第1抵抗素子ER1と、第2抵抗素子ER2と、第3抵抗素子ER3と、第4抵抗素子ER4と、第5抵抗素子ER5が第1方向Dxに並んでいるが、第2方向Dyに並んでもよいし、平面視点で他の方向に並んでもよい。また、変形例3は、変形例1と組み合わされてもよい。
また、図20に示す第1抵抗素子ER1、第2抵抗素子ER2、第3抵抗素子ER3、第4抵抗素子ER4及び第5抵抗素子ER5は、形状が実施形態1における抵抗素子ERの形状(図6参照)と同様の形状であるが、これに限られるものでない。
(変形例4)
図21は、変形例4による1つの部分温度検出領域PA内の第1抵抗素子ER1と、第2抵抗素子ER2と、第3抵抗素子ER3と、第4抵抗素子ER4と、第5抵抗素子ER5の形状及び配置の一例を示す平面視点での模式図である。図21に示すように、第1抵抗素子ER1、第2抵抗素子ER2、第3抵抗素子ER3、第4抵抗素子ER4及び第5抵抗素子ER5はそれぞれ一端が基準電位線CLと接続し、他端が個別の配線L1,L2,L3,L4,L5と接続される一続きの形状であればよく、それ以外の部分の形状が図21に示すように矩形状であってもよいし、図示しない他の形状であってもよい。
図21は、変形例4による1つの部分温度検出領域PA内の第1抵抗素子ER1と、第2抵抗素子ER2と、第3抵抗素子ER3と、第4抵抗素子ER4と、第5抵抗素子ER5の形状及び配置の一例を示す平面視点での模式図である。図21に示すように、第1抵抗素子ER1、第2抵抗素子ER2、第3抵抗素子ER3、第4抵抗素子ER4及び第5抵抗素子ER5はそれぞれ一端が基準電位線CLと接続し、他端が個別の配線L1,L2,L3,L4,L5と接続される一続きの形状であればよく、それ以外の部分の形状が図21に示すように矩形状であってもよいし、図示しない他の形状であってもよい。
また、検出部SAが複数の部分温度検出領域PAを含むことは必須でない。
(変形例5)
図22は、変形例5による検出部SAの構成例を示す平面視点での模式図である。図22に示すように、検出部SA内に1つの抵抗素子ERが設けられるようにしてもよい。この場合、m=1であり、スイッチSW1の数は1つである。図22では、m=1の場合であるので、抵抗素子ERの他端に接続される配線を配線L1としている。また、この場合、マルチプレクサMPは省略される。すなわち、この場合、スイッチSW1とフィルタ81とがマルチプレクサMPを介さず接続される。
図22は、変形例5による検出部SAの構成例を示す平面視点での模式図である。図22に示すように、検出部SA内に1つの抵抗素子ERが設けられるようにしてもよい。この場合、m=1であり、スイッチSW1の数は1つである。図22では、m=1の場合であるので、抵抗素子ERの他端に接続される配線を配線L1としている。また、この場合、マルチプレクサMPは省略される。すなわち、この場合、スイッチSW1とフィルタ81とがマルチプレクサMPを介さず接続される。
なお、実施形態1、実施形態2及び変形例5のうち少なくとも1つ以上の抵抗素子ERの形状が図21に示す第1抵抗素子ER1と、第2抵抗素子ER2と、第3抵抗素子ER3と、第4抵抗素子ER4と、第5抵抗素子ER5の形状と同様であってもよいし、図示しない他の形状であってもよい。
また、温度検出装置10は、HUD装置1に設けられなくてもよい。例えば、他の形態の表示装置に重なるよう温度検出装置10が設けられてもよいし、温度検出装置10が表示装置以外の装置と組み合わせられてもよいし、温度検出装置10単体であってもよい。
また、温度検出装置10が有する抵抗素子の種類は、3であってもよいし6以上であってもよい。温度検出装置10が有する抵抗素子の種類は、複数であればよい。
また、検出部SAが表示領域AAと第3方向Dzに重なる場合、抵抗素子ERを構成する電極は、透光性を有する電極であるか、表示領域AAからミラー部材RM1側に出力される光の遮蔽率を無視できるほどに小さい微細化された電極であることが望ましい。
また、第1回路及び第2回路の具体的構成は、上述した例に限られない。例えば、複数種類の抵抗素子に直接電圧を印加して当該抵抗素子かを流れる電流を出力信号として扱い、当該出力信号の強弱に基づいて温度を特定するようにしてもよい。
また、本実施形態において述べた態様によりもたらされる他の作用効果について本明細書記載から明らかなもの、又は当業者において適宜想到し得るものについては、当然に本開示によりもたらされるものと解される。
1 HUD装置
2 表示パネル
10 温度検出装置
40 第1温度センサ部
50 第2温度センサ部
ERa,ER1 第1抵抗素子
ERb,ER2 第2抵抗素子
ER3 第3抵抗素子
ER4 第4抵抗素子
ER5 第5抵抗素子
70 切替部
80 制御部
MP マルチプレクサ
SW1,SW2 スイッチ
2 表示パネル
10 温度検出装置
40 第1温度センサ部
50 第2温度センサ部
ERa,ER1 第1抵抗素子
ERb,ER2 第2抵抗素子
ER3 第3抵抗素子
ER4 第4抵抗素子
ER5 第5抵抗素子
70 切替部
80 制御部
MP マルチプレクサ
SW1,SW2 スイッチ
Claims (12)
- 温度変化と電気抵抗値の変化との関係がそれぞれ異なる第1抵抗素子と第2抵抗素子とが設けられた検出部と、
前記第1抵抗素子が接続された配線を含む第1回路又は前記第2抵抗素子が接続された配線を含む第2回路の一方と接続するよう切替動作可能に設けられたスイッチと、
前記一方が接続された配線に電圧を印加して電気的信号を生じさせる電源回路と、
前記電気的信号の強さに基づいて前記検出部の温度を検出する制御部と、を備え、
前記制御部は、周期的に前記スイッチを切替動作させる
温度検出装置。 - 前記第1抵抗素子と前記第2抵抗素子とは、前記検出部に対する外部の光の照射方向に重なる
請求項1に記載の温度検出装置。 - 前記検出部は、
前記第1抵抗素子が複数並べられた第1温度センサ部と、
前記第1温度センサ部と積層されて前記第2抵抗素子が複数並べられた第2温度センサ部と、を備える
請求項1又は2に記載の温度検出装置。 - 前記第1抵抗素子と前記第2抵抗素子は、同一の層に形成される
請求項1に記載の温度検出装置。 - 1℃以下の温度変化を検出可能な前記電気的信号の変化が生じる温度範囲が前記第1回路と前記第2回路とで異なる
請求項1から4のいずれか一項に記載の温度検出装置。 - 前記制御部は、前記第1回路で生じた前記電気的信号又は前記第2回路で生じた前記電気的信号に基づいて前記検出部の温度を検出する
請求項5に記載の温度検出装置。 - 前記制御部は、前記第1回路で生じた前記電気的信号と前記第2回路で生じた前記電気的信号の両方に基づいて、前記第1回路で1℃以下の温度変化を検出可能な前記電気的信号の変化が生じる温度範囲及び前記第2回路で1℃以下の温度変化を検出可能な前記電気的信号の変化が生じる温度範囲と重複しない温度範囲の温度を検出する
請求項5又は6に記載の温度検出装置。 - 前記第1回路で生じる前記電気的信号の強さは、前記第1抵抗素子の温度に応じて変化し、
前記第2回路で生じる前記電気的信号の強さは、前記第2抵抗素子の温度に応じて変化する
請求項1から7のいずれか一項に記載の温度検出装置。 - 画像を表示する表示パネルと、
請求項1から8のいずれか一項に記載の温度検出装置と、を備え、
前記温度検出装置は、前記表示パネルと重なるよう配置される
表示装置。 - 前記検出部は、前記表示パネルで画像が表示される表示領域と重なるよう配置される
請求項9に記載の表示装置。 - 前記検出部は、前記表示パネルで画像が表示される表示領域を縁取るよう配置される
請求項10に記載の表示装置。 - 画像を表示する表示パネルと、
前記表示パネルの表示面に重ねて配置される温度検出装置とを備え、
該温度検出装置は、
温度変化と電気抵抗値の変化との関係がそれぞれ異なる第1抵抗素子と第2抵抗素子とが設けられた検出部と、
前記第1抵抗素子が接続された配線を含む第1回路又は前記第2抵抗素子が接続された配線を含む第2回路の一方と接続するよう切替動作可能に設けられたスイッチと、
前記一方が接続された配線に電圧を印加して電気的信号を生じさせる電源回路と、
前記電気的信号の強さに基づいて前記検出部の温度を検出する制御部と、を備え、
前記制御部は、周期的に前記スイッチを切替動作させる
ヘッドアップディスプレイ。
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US11524446B2 (en) * | 2020-05-06 | 2022-12-13 | Innovations Amplified, Llc | Systems and methods for monitoring a cured-in-place piping process |
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