JP2022127403A - ヘッドアップディスプレイ - Google Patents

Abstract

【課題】画像の投影をより長時間継続できるＨＵＤを提供する。【解決手段】透光性を有する投影対象に対して画像を投影してユーザに虚像を視認させるＨＵＤは、複数の表示パネルと、複数の表示パネルの各々の表示領域からの画像の投影位置が投影対象で一致するように複数の表示パネルからの光を導く導光部と、を備え、複数の表示パネルは、時分割制御と、複数台表示制御と、の少なくとも一方を適用され、時分割制御は、複数の表示パネルがそれぞれ異なるタイミングで画像を投影する複数の表示パネルの動作制御であり、複数台表示制御は、表示パネルの数に対応した数の部分領域Ａ１，Ａ２，Ａ３を表示領域に設定し、複数の表示パネルの各々が投影対象に対して画像を投影する位置がそれぞれ異なるように各表示パネルの表示領域における１つの部分領域で画像が出力される複数の表示パネルの動作制御である。【選択図】図１６

Description

本開示は、ヘッドアップディスプレイに関する。

ガラス等の透光性を有する部材に画像を投影することで、当該部材に視線を向けたヒトの視線上に画像があるかのように認識させるヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ：Ｈｅａｄ Ｕｐ Ｄｉｓｐｌａｙ）が知られている（例えば特許文献１）。

特開２０１４－１２３０７６号公報

ＨＵＤには、画像投影部まで太陽光が進入することがある。具体例として、四輪車両等の自動車に設けられてフロントガラスに画像を投影するＨＵＤにおいて、フロントガラスを透過して車両内に進入した太陽光が画像投影部の液晶表示パネルまで到達することがある。これによって、太陽光によって液晶表示パネルが通常動作時の温度よりも著しく高温になるまで熱せられることがある。この場合、従来のＨＵＤでは液晶表示パネルが入力に対応した画像を正常に出力することができなくなることがある。このような場合であっても、画像の投影をより長時間継続できるＨＵＤが求められていた。

本開示は、上記の課題に鑑みてなされたもので、画像の投影をより長時間継続できるＨＵＤを提供することを目的とする。

本開示の一態様によるヘッドアップディスプレイは、透光性を有する投影対象に対して画像を投影してユーザに虚像を視認させるヘッドアップディスプレイであって、複数の表示パネルと、前記複数の表示パネルの各々の表示領域からの画像の投影位置が前記投影対象で一致するに複数の表示パネルからの光を導く導光部と、を備え、前記複数の表示パネルは、時分割制御と、複数台表示制御と、の少なくとも一方を適用され、前記時分割制御は、前記複数の表示パネルがそれぞれ異なるタイミングで画像を投影する前記複数の表示パネルの動作制御であり、前記複数台表示制御は、前記表示パネルの数に対応した数の部分領域を前記表示領域に設定し、前記複数の表示パネルの各々が前記投影対象に対して画像を投影する位置がそれぞれ異なるように各表示パネルの表示領域における１つの部分領域で画像が出力される前記複数の表示パネルの動作制御である。

図１は、実施形態によるＨＵＤの構成例を示す模式図である。 図２は、表示パネルの構成例を表すブロック図である。 図３は、表示パネルの画素を駆動する駆動回路の構成例を示す回路図である。 図４は、虚像の構成例を示す模式図である。 図５は、３つの表示パネルのうち１つである第１パネルの出力内容を示す模式図である。 図６は、３つの表示パネルのうち１つである第２パネルの出力内容を示す模式図である。 図７は、３つの表示パネルのうち１つである第３パネルの出力内容を示す模式図である。 図８は、３つの表示パネルに個別のバックライトが設けられる構成例を示す模式図である。 図９は、３つの表示パネルがバックライトを共有する構成例を示す模式図である。 図１０は、第１パネルと、第２パネルと、第３パネルと、が同時に出力を行う場合の制御例を示す模式的なタイミングチャートである。 図１１は、第１パネルと、第２パネルと、第３パネルと、がそれぞれ異なるタイミングで出力を行う場合の制御例を示す模式的なタイミングチャートである。 図１２は、表示パネルで各部分領域の温度を個別に検出可能な温度検出電極の設置例を示す模式図である。 図１３は、各部分領域に対して個別に光を照射可能なバックライトの構成例を示す模式図である。 図１４は、画像処理回路と、複数の表示パネルと、複数の光源と、の関係を示すブロック図である。 図１５は、画像処理回路による処理の流れを示すフローチャートである。 図１６は、温度を考慮した出力制御が不要な場合の表示パネルの出力及びバックライトの点灯制御例を示す図である。 図１７は、温度を考慮した出力制御が必要な場合の表示パネルの出力及びバックライトの点灯制御例を示す図である。 図１８は、閾値温度と出力輝度制御との対応関係の例を示す図である。 図１９は、６つの部分領域の各々の温度を個別に検出可能な表示パネルの構成例を示す模式図である。

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。

図１は、実施形態によるＨＵＤ１の構成例を示す模式図である。ＨＵＤ１は、表示パネル１０と、バックライト５０と、凹面鏡６０と、後述する画像処理回路１００（図２、図１４参照参照）と、を含む。

表示パネル１０は、いわゆる液晶表示パネルである。バックライト５０は、例えばＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等の発光素子を有し、表示パネル１０の背面側から光を照射する。

凹面鏡６０は、バックライト５０が照射して表示パネル１０を透過した光を反射して、ＨＵＤ１が出力した画像が投影される投影対象へ当該光を導く。以下、ＨＵＤ１から出力された光と記載した場合、当該光をさす。図１では、当該投影対象として、フロントガラス７０が例示されている。フロントガラス７０は、例えば四輪車両のフロントガラスや航空機のフロントガラスであるが、これに限られるものでない。当該投影対象は、ＨＵＤが画像を投影可能な構成であればよく、適宜変更可能である。

ＨＵＤ１から出力された光は、フロントガラス７０に投影される。図１では、フロントガラス７０に投影されるＨＵＤ１から出力された光を破線の矢印で模式的に示している。フロントガラス７０に投影された当該光に視線を向けたユーザＵは、虚像ＶＧを視認する。

なお、図１に示す例では、凹面鏡６０のように表示パネル１０とフロントガラス７０との間の光の進行ルート上で当該光を反射する光学部材が１つであることから、表示パネル１０の出力による画像が鏡映反転した状態でフロントガラス７０に投影されることになる。このため、図１に忠実な態様が採用された場合、表示パネル１０の出力は、当該鏡映反転を考慮して制御される。当該鏡映反転を生じさせない方法として、表示パネル１０とフロントガラス７０との間の光の進行ルート上で当該光を反射する光学部材をさらに１つ追加する方法が挙げられる。以下の説明では、分かりやすさを優先して、当該鏡映反転が生じないものとして説明を行う。

また、詳細は後述するが、図１に示すＨＵＤ１内の構成はあくまで基本的な仕組みを示すための模式的なものであり、実際の表示パネル１０の数等を明示するものでない。ＨＵＤ１は、少なくとも、複数の表示パネル１０を備える。その詳細な説明に先立ち、表示パネル１０について説明する。

図２は、表示パネル１０の構成例を表すブロック図である。図３は、表示パネル１０の画素Ｐｉｘを駆動する駆動回路の構成例を示す回路図である。表示パネル１０は、ドライバＩＣ３を備えた表示パネルである。ドライバＩＣ３は、例えば、ＤＤＩＣ（Display Driver Integrated Circuit）である。

より具体的には、表示パネル１０は、例えばバックライト５０からの光を光源として画像を投影することで出力を行う透過型の液晶パネルである。液晶パネルは、例えば、透光性絶縁基板、例えばガラス基板である。液晶パネルは、表示領域２１を有しており、表示領域２１がガラス基板上にある。表示領域２１は、液晶セルを含む画素Ｐｉｘがマトリクス状（行列状）に多数配置されている。画素Ｐｉｘは、複数の副画素Ｖｐｉｘを含む（図３参照）。液晶パネルは、第１の基板と、第２の基板とによって構成される。第１の基板には能動素子（例えば、トランジスタ）を含む多数の画素回路がマトリクス状に配置形成される第１の基板と第２の基板との間隙は、第１の基板上の各所に配置形成されるフォトスペーサによって所定の間隙に保持される。そして、これら第１の基板及び第２の基板間に液晶素子ＬＣを含む液晶が封入され、液晶層が形成される。なお、図２に示す各部の配置及び大きさは模式的なものであり、実際の配置等を反映したものでない。

表示領域２１は、液晶層を含む副画素ＶｐｉｘがＭ行×Ｎ列に配置されたマトリクス（行列状）構造を有している。なお、この明細書において、行とは、一方向に配列されるＮ個の副画素Ｖｐｉｘを有する画素行をいう。また、列とは、行が延在する方向と直交する方向に配列されるＭ個の副画素Ｖｐｉｘを有する画素列をいう。そして、ＭとＮとの値は、第２方向Ｄｙの解像度と第１方向Ｄｘの解像度に応じて定まる。表示領域２１には、副画素ＶｐｉｘのＭ行Ｎ列の配列に対して、第１方向Ｄｘに沿って行毎に走査線２４_１，２４_２，２４_３，…，２４_Ｍが配線され、第２方向Ｄｙに沿って列毎に信号線２５_１，２５_２，２５_３，…，２５_Ｎが配線されている。以後、本実施形態においては、走査線２４_１，２４_２，２４_３，…，２４_Ｍを代表して走査線２４のように表記し、信号線２５_１，２５_２，２５_３，…，２５_Ｎを代表して信号線２５のように表記することがある。また、本実施形態においては、走査線２４_１，２４_２，２４_３，…，２４_Ｍの任意の３本の走査線を、走査線２４_ｍ，２４_ｍ＋１，２４_ｍ＋２（ただし、ｍは、ｍ≦Ｍ－２を満たす自然数）のように表記し、信号線２５_１，２５_２，２５_３，…，２５_Ｎの任意の３本の信号線を、信号線２５_ｎ，２５_ｎ＋１，２５_ｎ＋２（ただし、ｎは、ｎ≦Ｎ－２を満たす自然数）のように表記する。

なお、第１方向Ｄｘと第２方向Ｄｙは、表示パネル１０の板面に沿う方向であって、互いに直交する方向である。また、第３方向Ｄｚは、第１方向Ｄｘ及び第２方向Ｄｙに直交する方向である。

ドライバＩＣ３は、例えばＣＯＧ（Chip On Glass）によって液晶パネルのガラス基板上に実装された回路である。ドライバＩＣ３は、図示しないフレキシブルプリント基板（Flexible Printed Circuits：ＦＰＣ）を介して画像処理回路１００と接続されている。画像処理回路１００は、図示しない配線を介してホスト２００と接続されている。ホスト２００は、元画像データを画像処理回路１００に出力する外部の情報処理装置である。画像処理回路１００は、ホスト２００からの入力信号に基づいて、画素Ｐｉｘを構成する複数の副画素Ｖｐｉｘを個別に駆動するための画素信号を出力する。画素信号は、例えば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）、白（Ｗ）の個々の階調値を組み合わせた信号であるが、画素信号を構成する階調値と対応付けられる色の種類及び色数は、任意である。

ドライバＩＣ３は、例えば画像処理回路１００から与えられる各種の信号に応じて表示パネル１０を動作させる。画像処理回路１００は、例えば、マスタークロック、水平同期信号、垂直同期信号、画素信号等の各種の信号をドライバＩＣ３に出力する。ドライバＩＣ３は、これらの信号等に基づいてゲートドライバ及びソースドライバとして機能する。なお、ゲートドライバ又はソースドライバの一方、あるいは、その両方を、薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＴＦＴ）を用いて基板上に形成してもよい。その場合は、当該ゲートドライバ又はソースドライバの一方あるいはその両方を、ドライバＩＣ３に電気的に接続すればよい。また、ソースドライバとゲートドライバは、それぞれ別のドライバＩＣ３に電気的に接続されていてもよいし、同じドライバＩＣ３に接続されていてもよい。

ゲートドライバは、垂直同期信号及び水平同期信号に同期して水平同期信号に応じた１水平期間単位でデジタルデータをラッチする。ゲートドライバは、ラッチされた１ライン分のデジタルデータを垂直走査パルスとして順に出力し、表示領域２１の走査線２４（走査線２４_１，２４_２，２４_３，…，２４_Ｍ）に与えることによって副画素Ｖｐｉｘを行単位で順次選択する。ゲートドライバは、例えば、行方向について、走査線２４_１，２４_２，…の表示領域２１の一方端側から他方端側へ順にデジタルデータを出力する。また、ゲートドライバは、行方向について、走査線２４_Ｍ，…の表示領域２１の他方端側から一方端側へ順にデジタルデータを出力することもできる。

ソースドライバには、例えば、画素信号に基づいて生成された画素駆動用のデータが与えられる。ソースドライバは、ゲートドライバによる垂直走査によって選択された行の副画素Ｖｐｉｘに対して、副画素毎に、若しくは複数副画素毎に、或いは全副画素一斉に、信号線２５（信号線２５_１，２５_２，２５_３，…，２５_Ｎ）を介して画素駆動用のデータを書き込む。

液晶パネルの駆動方式として、ライン反転、ドット反転、フレーム反転などの駆動方式が知られている。ライン反転は、１ライン（１画素行）に相当する１Ｈ（Ｈは水平期間）の時間周期で映像信号の極性を反転させる駆動方式である。ドット反転は、交差する二方向（例えば、行列方向）について互いに隣接する副画素毎に映像信号の極性を交互に反転させる駆動方式である。フレーム反転は、１画面に相当する１フレーム毎に全ての副画素Ｖｐｉｘに書き込む映像信号を一度に同じ極性で反転させる駆動方式である。表示パネル１０は、上記の各駆動方式のいずれを採用することも可能である。

本実施形態の説明では、Ｍ本の走査線２４_１，２４_２，２４_３，…，２４_Ｍの各々を包括して扱う場合、走査線２４と記載することがある。図３における走査線２４_ｍ、２４_ｍ＋１、２４_ｍ＋２は_、Ｍ本の走査線２４_１，２４_２，２４_３，…，２４_Ｍの一部である。また、Ｎ本の信号線２５_１，２５_２，２５_３，…，２５_Ｎの各々を包括して扱う場合、信号線２５と記載することがある。図３における信号線２５_ｎ、２５_ｎ＋１、２５_ｎ＋２は、Ｎ本の信号線２５_１，２５_２，２５_３，…，２５_Ｎの一部である。

表示領域２１には、副画素ＶｐｉｘのＴＦＴ素子Ｔｒに画素信号を供給する信号線２５、各ＴＦＴ素子Ｔｒを駆動する走査線２４等の配線が形成されている。このように、信号線２５は、上述したガラス基板の表面と平行な平面に延在し、副画素Ｖｐｉｘに画像を出力するための画素信号に基づいて生成された画素駆動用のデータを供給する。副画素Ｖｐｉｘは、ＴＦＴ素子Ｔｒ及び液晶素子ＬＣを備えている。ＴＦＴ素子Ｔｒは、薄膜トランジスタにより構成されるものであり、この例では、ｎチャネルのＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）型のＴＦＴで構成されている。ＴＦＴ素子Ｔｒのソース又はドレインの一方は信号線２５に接続され、ゲートは走査線２４に接続され、ソース又はドレインの他方は液晶素子ＬＣの一端に接続されている。液晶素子ＬＣは、一端がＴＦＴ素子Ｔｒのソース又はドレインの他方に接続され、他端が共通電極ＣＯＭに接続されている。共通電極ＣＯＭには、図示しない駆動電極ドライバによって駆動信号が印加されている。駆動電極ドライバは、ドライバＩＣ３の一構成であってもよいし、独立した回路であってもよい。

副画素Ｖｐｉｘは、走査線２４により、表示領域２１の同じ行に属する他の副画素Ｖｐｉｘと互いに接続されている。走査線２４は、ゲートドライバと接続され、ゲートドライバから走査信号の垂直走査パルスが供給される。また、副画素Ｖｐｉｘは、信号線２５により、表示領域２１の同じ列に属する他の副画素Ｖｐｉｘと互いに接続されている。信号線２５は、ソースドライバと接続され、ソースドライバより画素信号が供給される。さらに、副画素Ｖｐｉｘは、共通電極ＣＯＭにより、表示領域２１の同じ列に属する他の副画素Ｖｐｉｘと互いに接続されている。共通電極ＣＯＭは、図示しない駆動電極ドライバと接続され、駆動電極ドライバより駆動信号が供給される。

ゲートドライバは、走査線２４を介して、副画素ＶｐｉｘのＴＦＴ素子Ｔｒのゲートに垂直走査パルスを印加することにより、表示領域２１にマトリクス状に形成されている副画素Ｖｐｉｘのうちの１行（１水平ライン）を画像出力の対象として順次選択する。ソースドライバは、画素信号を、信号線２５を介して、ゲートドライバにより順次選択される１水平ラインに含まれる副画素Ｖｐｉｘにそれぞれ供給する。そして、これらの副画素Ｖｐｉｘでは、供給される画素信号に応じて、１水平ラインの画像出力が行われるようになっている。

上述したように、表示パネル１０は、ゲートドライバが走査線２４を順次走査するように駆動することにより、１水平ラインが順次選択される。また、表示パネル１０は、１水平ラインに属する副画素Ｖｐｉｘに対して、ソースドライバが信号線２５を介して画素信号を供給することにより、１水平ラインずつ画像出力が行われる。この画像出力動作を行う際、駆動電極ドライバは、その１水平ラインに対応する共通電極ＣＯＭに対して駆動信号を印加するようになっている。

また、表示領域２１は、カラーフィルタを有する。カラーフィルタは、格子形状のブラックマトリクス７６ａと、開口部７６ｂと、を有する。ブラックマトリクス７６ａは、図３に示すように副画素Ｖｐｉｘの外周を覆うように形成されている。つまり、ブラックマトリクス７６ａは、二次元配置された副画素Ｖｐｉｘと副画素Ｖｐｉｘとの境界に配置されることで、格子形状となる。ブラックマトリクス７６ａは、光の吸収率が高い材料で形成されている。開口部７６ｂは、ブラックマトリクス７６ａの格子形状で形成されている開口であり、副画素Ｖｐｉｘに対応して配置されている。

開口部７６ｂは、３色（例えばＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青））、又は、４色の副画素Ｖｐｉｘに対応する色領域を含む。具体的には、開口部７６ｂは、例えば、第１の色、第２の色、第３の色の一形態である赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色に着色された色領域と、第４の色（例えば、白（Ｗ））の色領域とを含む。カラーフィルタは、開口部７６ｂに例えば赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色に着色された色領域を周期的に配列する。第４の色が白（Ｗ）である場合、この白（Ｗ）の開口部７６ｂに対してカラーフィルタによる着色は施されない。第４の色が他の色である場合、第４の色として採用された色がカラーフィルタにより着色される。本実施形態では、図３に示す各副画素ＶｐｉｘにＲ、Ｇ、Ｂの３色の色領域と第４の色（例えばＷ）との計４色が１組として画素Ｐｉｘとして対応付けられている。本実施形態における１つの画素Ｐｉｘに対する画素信号は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）及び第４の色（白（Ｗ））の副画素Ｖｐｉｘを有する１つの画素Ｐｉｘの出力に対応する画素信号である。本実施形態の説明では、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）、白（Ｗ）を単にＲ，Ｇ，Ｂ，Ｗと記載することがある。なお、画素Ｐｉｘが２色以下又は５色以上の副画素Ｖｐｉｘを含む場合は、色数に応じたデジタルデータを画像の元データに基づいて供給すればよい。

なお、カラーフィルタは、異なる色に着色されていれば、他の色の組み合わせであってもよい。一般に、カラーフィルタは、緑（Ｇ）の色領域の輝度が、赤（Ｒ）の色領域及び青（Ｂ）の色領域の輝度よりも高い。また、第４の色が白（Ｗ）である場合に、カラーフィルタに光透過性の樹脂を用いて白色としてもよい。

表示領域２１は、正面に直交する方向からみた場合、走査線２４と信号線２５がカラーフィルタのブラックマトリクス７６ａと重なる領域に配置されている。つまり、走査線２４及び信号線２５は、正面に直交する方向からみた場合、ブラックマトリクス７６ａの後ろに隠されることになる。また、表示領域２１は、ブラックマトリクス７６ａが配置されていない領域が開口部７６ｂとなる。

図２で示すように、画像処理回路１００は、複数の表示パネル１０と接続されている。図２では、複数の表示パネル１０のうち１つを代表的なものとしてその主要構成（画素Ｐｉｘ等）を示し、他の表示パネル１０を１つのブロックとして簡略化して示しているが、他の表示パネル１０も、当該１つと同様の構成である。

ＨＵＤ１は、複数の表示パネル１０が協働して虚像ＶＧに対応した画像を投影する。以下、図４から図１１を参照して、複数の表示パネル１０による画像の投影の仕組みについて説明する。図４から図１１を参照した説明では、表示パネル１０の数が３である場合を例としている。

図４は、虚像ＶＧの構成例を示す模式図である。図４に示す虚像ＶＧは、オブジェクトＭをユーザＵに視認させる虚像である。図４に示すように、虚像ＶＧは、部分投影画像Ｖ１と、部分投影画像Ｖ２と、部分投影画像Ｖ３との組み合わせによって成立している。

図５は、３つの表示パネル１０のうち１つである第１パネル１１の出力内容を示す模式図である。図６は、３つの表示パネル１０のうち１つである第２パネル１２の出力内容を示す模式図である。図７は、３つの表示パネル１０のうち１つである第３パネル１３の出力内容を示す模式図である。第１パネル１１、第２パネル１２及び第３パネル１３は、ＨＵＤ１が備える３つの表示パネル１０である。図５、図６及び図７に示すように、第１パネル１１、第２パネル１２及び第３パネル１３は、部分領域Ａ１と、部分領域Ａ２と、部分領域Ａ３と、を個別に表示制御可能に設けられる。

上述の表示領域２１は、部分領域Ａ１と、部分領域Ａ２と、部分領域Ａ３と、を合わせたものである。具体的には、部分領域Ａ１，Ａ２，Ａ３はそれぞれ、複数の画素Ｐｉｘを含む表示領域２１の一部分である。表示領域２１において部分領域Ａ１である部分と、部分領域Ａ２である部分と、部分領域Ａ３である部分と、はそれぞれ異なる。部分領域Ａ１で出力された内容が投影対象に投影されることで、部分投影画像Ｖ１がユーザＵに視認される。部分領域Ａ２で出力された内容が投影対象に投影されることで、部分投影画像Ｖ２がユーザＵに視認される。部分領域Ａ３で出力された内容が投影対象に投影されることで、部分投影画像Ｖ３がユーザＵに視認される。

図５に示すように、第１パネル１１は、部分領域Ａ１でオブジェクトＭ１を出力する。これによって、図４に示す部分投影画像Ｖ１が投影対象に投影される。図６に示すように、第２パネル１２は、部分領域Ａ２でオブジェクトＭ２を出力する。これによって、図４に示す部分投影画像Ｖ２が投影対象に投影される。図７に示すように、第２パネル１２は、部分領域Ａ３でオブジェクトＭ３を出力する。これによって、図４に示す部分投影画像Ｖ３が投影対象に投影される。オブジェクトＭ１，Ｍ２，Ｍ３はそれぞれ、オブジェクトＭの一部分である。オブジェクトＭ１を含む部分投影画像Ｖ１と、オブジェクトＭ２を含む部分投影画像Ｖ２と、オブジェクトＭ３を含む部分投影画像Ｖ３と、が投影されることで、ユーザＵにオブジェクトＭを視認させる虚像ＶＧが成立する。

なお、第１パネル１１と、第２パネル１２と、第３パネル１３と、はバックライト５０が出力して表示領域２１（部分領域Ａ１と、部分領域Ａ２と、部分領域Ａ３）を通って投影対象に投影された光が虚像ＶＧとしてユーザＵに認識される光の射線を成立させるように配置されればよい。すなわち、複数の表示パネル１０（例えば、第１パネル１１、第２パネル１２、第３パネル１３）の各々の表示領域２１からの画像の投影位置が投影対象（例えば、フロントガラス７０）で一致するように複数の表示パネル１０からの光が導かれればよい。その実現のための具体的な形態は任意である。以下、図８と図９を参照して、第１パネル１１と、第２パネル１２と、第３パネル１３と、の配置の一例を模式的に示すが、あくまで一例であってこれに限られるものでない。

図８は、３つの表示パネル１０（第１パネル１１、第２パネル１２、第３パネル１３）に個別のバックライト５０（バックライト５１、バックライト５２、バックライト５３）が設けられる構成例を示す模式図である。図８及び後述する図９では、虚像ＶＧを成立させる画像の光の射線を破線の矢印で示している。

図８に示す例では、第１パネル１１の背面側にバックライト５１が設けられている。また、第２パネル１２の背面側にバックライト５２が設けられている。また、第３パネル１３の背面側にバックライト５３が設けられている。バックライト５１、バックライト５２及びバックライト５３は、それぞれ異なる位置に設けられたバックライト５０である。

図８に示す構成では、バックライト５１から発せられて第１パネル１１を通過して投影対象に投影されて虚像ＶＧとして視認される画像の光の射線上にハーフミラー８１，８２が設けられている。バックライト５２から発せられて第２パネル１２を通過した光は、ハーフミラー８１に向かう。バックライト５１から発せられて第１パネル１１を通過した光は、ハーフミラー８２に向かう。ハーフミラー８１は、バックライト５１から発せられて第１パネル１１を通過した光を透過させるとともに、バックライト５２から発せられて第２パネル１２を通過した光の射線をバックライト５１からの光の射線に合流させる。ハーフミラー８２は、バックライト５１側からの光を透過させるとともに、バックライト５３から発せられて第３パネル１３を通過した光の射線をバックライト５１側からの光の射線に合流させる。

図９は、３つの表示パネル１０（第１パネル１１、第２パネル１２、第３パネル１３）がバックライト５０を共有する構成例を示す模式図である。図９に示す構成では、バックライト５１から発せられて投影対象に投影されて虚像ＶＧとして視認される画像の光の射線上に、第１パネル１１、第２パネル１２及び第３パネル１３が並ぶ。バックライト５０から発せられた光は、第１パネル１１、第２パネル１２、第３パネル１３を通過して投影対象に投影される。

なお、図８及び図９では、図１に示す凹面鏡６０のような光学部材の図示を省略しているが、実際には、第１パネル１１、第２パネル１２、第３パネル１３が共有する光の射線が虚像ＶＧとして視認される投影対象（上述の投影対象等）に到達するまでの射線上に、凹面鏡６０のような光学部材が設けられている。

なお、虚像ＶＧは、所定のフレームレートに対応した頻度でフレーム画像が更新される。所定のフレームレートは、例えば６０Ｈｚであるが、これに限られるものでなく、６０Ｈｚ未満でも６０Ｈｚを超える更新頻度であってもよい。以下、第１パネル１１、第２パネル１２、第３パネル１３の出力のタイミング制御例について図１０と図１１とを参照して説明する。

図１０は、第１パネル１１と、第２パネル１２と、第３パネル１３と、が同時に出力を行う場合の制御例を示す模式的なタイミングチャートである。図１０及び後述する図１１では、フレーム期間Ｆ１，Ｆ２の各々の期間で１つのフレーム画像が表示される。図示しないが、フレーム期間Ｆ２の後にも、同様の時間長で、１つのフレーム画像の表示期間が継続的に生じる。

図１０に示すように、フレーム期間Ｆ１，Ｆ２の各々の期間中に第１パネル１１が部分投影画像Ｖ１（図５参照）を出力し、第２パネル１２が部分投影画像Ｖ２（図６参照）を出力し、第３パネル１３が部分投影画像Ｖ３（図７参照）を出力するタイミングを合わせることで、フレーム期間Ｆ１，Ｆ２の各々で虚像ＶＧ（図４参照）に対応する内容の投影画像が投影されるようにしてもよい。

図１１は、第１パネル１１と、第２パネル１２と、第３パネル１３と、がそれぞれ異なるタイミングで出力を行う場合の制御例を示す模式的なタイミングチャートである。図１１に示すように、フレーム期間Ｆ１，Ｆ２の各々で、第１パネル１１が部分投影画像Ｖ１（図５参照）を投影するタイミングと、第２パネル１２が部分投影画像Ｖ２（図６参照）を投影するタイミングと、第３パネル１３が部分投影画像Ｖ３（図７参照）を投影するタイミングとを異ならせてもよい。すなわち、１つのフレーム期間内に、ＨＵＤ１が備える表示パネル１０の数に対応した数（例えば、３）の分割期間を設け、各表示パネル１０（例えば、第１パネル１１、第２パネル１２、第３パネル１３）がそれぞれ異なる分割期間に出力を行うようにしてもよい。この場合でも、フレーム期間Ｆ１，Ｆ２の各々で、ユーザＵは、虚像ＶＧ（図４参照）を視認できる。

図１１を参照して説明したように、第１パネル１１と、第２パネル１２と、第３パネル１３と、がそれぞれ異なるタイミングで出力を行う場合、第１パネル１１、第２パネル１２及び第３パネル１３が全ての部分領域を用いて虚像ＶＧに対応した出力を行うようにしてもよい。すなわち、第１パネル１１と、第２パネル１２と、第３パネル１３と、が入れ替わりで虚像ＶＧに対応した出力を行うことで、フレーム期間Ｆ１，Ｆ２，…に対応するフレームレートの３倍のフレームレートを実現できる。このように、時分割制御で複数の表示パネル１０（例えば、第１パネル１１、第２パネル１２、第３パネル１３）から画像を投影してユーザＵに視認させることで、虚像ＶＧが動画像である場合によりなめらかな画像の変化を再現できる。

なお、図１０及び図１１において両矢印で模式的に図示している部分投影画像Ｖ１、部分投影画像Ｖ２、部分投影画像Ｖ３の各々の期間は、図示しないが、表示領域２１のリセットタイミング、複数の画素Ｐｉｘに対する画素信号の出力期間（画素駆動期間）、画素駆動期間後にバックライト５０から光が発せられる期間（点灯期間）等を含む。

ところで、ＨＵＤ１及びフロントガラス７０を備える構成として一般的な乗り物は、太陽ＳＵＮからの太陽光が照射される環境下に置かれることがある。フロントガラス７０を透過して当該乗り物内に進入した太陽光は、凹面鏡６０で反射、集光されて表示パネル１０に照射されることがある。図１では、太陽光を実線の矢印で模式的に示している。

太陽光が照射された表示パネル１０では、太陽光の熱による影響が現れることがある。具体的には、当該熱が画素Ｐｉｘの正常な駆動を妨げるように作用することがある。より具体的には、過熱状態の液晶素子ＬＣは、異方性を失って画素信号に対応した配向を示さなくなることがある。そこで、本願では、複数の表示パネル１０（例えば、第１パネル１１、第２パネル１２、第３パネル１３）のうち１つで所定以上の熱が検出された場合に他の表示パネル１０で当該１つの表示パネル１０の表示内容をフォローできるようにしている。以下、当該フォローの仕組みについて、図１２から図１８を参照して説明する。

図１２は、各々の表示パネル１０（例えば、第１パネル１１、第２パネル１２、第３パネル１３）で各部分領域の温度を個別に検出可能な温度検出電極９１，９２，９３の設置例を示す模式図である。図１２に示すように、部分領域Ａ１内には温度検出電極９１が設けられる。また、部分領域Ａ２内には温度検出電極９２が設けられる。また、部分領域Ａ３内には温度検出電極９３が設けられる。温度検出電極９１，９２，９３は、それぞれ設けられた部分領域内の温度に応じて電気抵抗が変化する導体で形成された電極である。

温度検出電極９１，９２，９３は、温度検出部９９と接続されている。温度検出部９９は、温度検出電極９１，９２，９３の各々の電気抵抗値に基づいて、部分領域Ａ１、部分領域Ａ２、部分領域Ａ３の各々の温度を検出する回路である。

温度検出電極９１，９２，９３は、透光性を有する電極であることが望ましい。具体例を挙げると、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）のように可視光領域の光を良好に透過させる素材で温度検出電極９１，９２，９３が形成されることが望ましい。

なお、図１２で示す温度検出電極９１，９２，９３の形状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。図１２で示す温度検出電極９１，９２，９３は、例えば複数の表示パネル１０の各々において液晶素子ＬＣを挟み込む２枚の基板のうち光の出射方向側に位置する基板が有する積層構造内に設けられるが、これに限られるものでない。温度検出電極９１，９２，９３は、独立した基板に設けられてもよい。この場合、当該独立した基板は、複数の表示パネル１０の数だけ用意され、各表示パネル１０と重ね合わせられるよう設けられる。

図１３は、各部分領域に対して個別に光を照射可能なバックライト５０の構成例を示す模式図である。図１３に示すように、バックライト５０は、発光領域Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３を有する。発光領域Ｂ１は、部分領域Ａ１に対して部分領域Ａ１の背面側から光を照射する発光領域である。発光領域Ｂ２は、部分領域Ａ２に対して部分領域Ａ２の背面側から光を照射する発光領域である。発光領域Ｂ３は、部分領域Ａ３に対して部分領域Ａ３の背面側から光を照射する発光領域である。

発光領域Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３はそれぞれ、光源１１１と導光板１１２とを有する。以下の記載では、光源１１１が設けられた位置（対応する発光領域）を区別する目的で、発光領域Ｂ１に設けられた光源１１１を光源１１１１とし、発光領域Ｂ２に設けられた光源１１１を光源１１１２とし、発光領域Ｂ３に設けられた光源１１１を光源１１１３とすることがある。光源１１１と記載した場合、光源１１１１，１１１２，１１１３を包括する。光源１１１は、電力供給に応じて光を発する光源である。光源１１１は、例えばＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）のような発光素子であるが、これに限られるものでなく、発光強度及び発光タイミングを制御可能な構成であればよい。導光板１１２は、光源１１１からの光を予め定められた方向に導く光学部材である。例えば、部分領域Ａ１の背面側に設けられた導光板１１２は、当該導光板１１２に光を照射する光源１１１の光を、当該部分領域Ａ１の背面側から当該部分領域Ａ１を通過する方向に導く。なお、光源１１１に限らず、ＨＵＤ１の各構成は、図示しない電源からの電力供給を受けて動作する。

図１３に示す例では、表示パネル１０の背面側に位置するのは導光板１１２であるが、表示パネル１０の背面側に光源１１１のような光源が設けられていてもよい。

図１４は、画像処理回路１００と、複数の表示パネル１０（例えば、第１パネル１１、第２パネル１２、第３パネル１３）と、複数の光源１１１と、の関係を示すブロック図である。図１４に示すように、画像処理回路１００は、上述の温度検出部９９と、画像解析部１０１と、出力制御部１０２と、光源制御部１１９と、を有する。

画像解析部１０１は、ホスト２００から出力されて画像処理回路１００に入力される元画像データに基づいて、ドライバＩＣ３（図２参照）に対する出力データを生成する。当該出力データは、上述の画素信号を含む。出力制御部１０２は、温度検出部９９が検出した各表示パネル１０の部分領域（例えば、部分領域Ａ１、部分領域Ａ２、部分領域Ａ３）の温度に基づいて、複数の表示パネル１０の各々に対する画素信号の割り当てを決定する。光源制御部１１９は、出力制御部１０２が決定した画素信号の割り当てに応じて、複数の光源１１１を制御する。

なお、画像処理回路１００に含まれる温度検出部９９、画像解析部１０１、出力制御部１０２、光源制御部１１９は、それぞれ独立した回路として設けられてもよいし、一部又は全部が統合された回路として設けられてもよい。

図１５は、画像処理回路１００による処理の流れを示すフローチャートである。元画像データが入力されると（ステップＳ１）、画像解析部１０１が当該元画像データを解析し（ステップＳ２）、画素信号を含む出力データを生成する。また、温度検出部９９が、複数の表示パネル１０の各々の各部の温度、すなわち、部分領域毎の温度を取得する（ステップＳ３）。

出力制御部１０２は、ステップＳ３の処理で取得された部分領域毎の温度に基づいて、複数の表示パネル１０の各々に対する画素信号の割り当てを決定する。すなわち、出力制御部１０２は、各表示パネル１０の出力内容を決定する（ステップＳ４）。出力制御部１０２は、ステップＳ４で決定された各表示パネル１０の出力内容に応じて、割り当て画像データを出力する（ステップＳ５）。割り当て画像データは、各表示パネル１０に対して割り当てられた画素信号で構成される画像データをさす。光源制御部１１９は、ステップＳ５の処理で各表示パネル１０に出力された割り当て画像データが出力される各パネルの出力領域に応じた光源１１１の点灯制御を行う（ステップＳ６）。当該出力領域は、表示領域２１の部分領域（例えば、部分領域Ａ１、部分領域Ａ２、部分領域Ａ３）のいずれかである。

図１５を参照した処理の流れに基づいて行われる出力制御の例について、図１６と図１７とを参照して説明する。

図１６は、温度を考慮した出力制御が不要な場合の表示パネル１０の出力及びバックライトの点灯制御例を示す図である。温度検出部９９が検出した第１パネル１１、第２パネル１２、第３パネル１３の各々の部分領域Ａ１，Ａ２，Ａ３のいずれも予め定められた閾値温度未満である場合、第１パネル１１、第２パネル１２、第３パネル１３のいずれも割り当て画像データに対応した出力を良好に行うことができる。従って、この場合、通常時の出力制御が適用される。図１６では、「表示パネル」の「温度」欄において、第１パネル１１、第２パネル１２、第３パネル１３の各々の部分領域Ａ１，Ａ２，Ａ３のいずれも閾値温度未満であることを、「Ｎ」の符号で示している。なお、閾値温度については後述する。

図１６では、通常時の出力制御として、図５から図７を参照して説明した出力が行われる場合を例示している。すなわち、「表示パネル」の「出力」欄において、図５から図７を参照して説明した出力内容と同様の出力内容を示している。出力制御部１０２は、「表示パネル」の「出力」欄に対応した割り当てデータを第１パネル１１、第２パネル１２、第３パネル１３に出力する。具体的には、図５を参照した説明と同様に、第１パネル１１の部分領域Ａ１でオブジェクトＭ１が出力される。また、図６を参照した説明と同様に、第２パネル１２の部分領域Ａ２でオブジェクトＭ２が出力される。また、図７を参照した説明と同様に、第３パネル１３の部分領域Ａ３でオブジェクトＭ３が出力される。これによって、図４を参照して説明した虚像ＶＧがユーザＵに視認される。

また、光源制御部１１９は、各表示パネル１０で出力が行われる部分領域に対応した発光領域から光が発せられるよう光源１１１を制御する。具体的には、第１パネル１１では、部分領域Ａ１でオブジェクトＭ１が出力され、部分領域Ａ２，Ａ３では出力が行われない。また、第２パネル１２では、部分領域Ａ２でオブジェクトＭ２が出力され、部分領域Ａ１，Ａ３では出力が行われない。また、第３パネル１３では、部分領域Ａ３でオブジェクトＭ３が出力され、部分領域Ａ１，Ａ２では出力が行われない。従って、光源制御部１１９は、第１パネル１１の部分領域Ａ１と、第２パネル１２の部分領域Ａ２と、第３パネル１３の部分領域Ａ３と、に対して背面から光が照射されるよう光源１１１を制御する。

図８に示す第１パネル１１、第２パネル１２、第３パネル１３及びバックライト５１，５２，５３の構成が採用されている場合、光源制御部１１９は、バックライト５１が備える複数の光源１１１のうち、発光領域Ｂ１に設けられた光源１１１１を点灯させ、発光領域Ｂ２，Ｂ３に設けられた光源１１１２，１１１３を点灯させない。また、光源制御部１１９は、バックライト５２が備える複数の光源１１１のうち、発光領域Ｂ２に設けられた光源１１１２を点灯させ、発光領域Ｂ１，Ｂ３に設けられた光源１１１１，１１１３を点灯させない。また、光源制御部１１９は、バックライト５３が備える複数の光源１１１のうち、発光領域Ｂ３に設けられた光源１１１３を点灯させ、発光領域Ｂ１，Ｂ２に設けられた光源１１１１，１１１２を点灯させない。図１６では、「バックライト」の「個別」欄において、光が発せられる発光領域に「ＯＮ」が付され、光が発せられない発光領域に「ＯＦＦ」が付されている。すなわち、光源制御部１１９は、第１パネル１１の部分領域Ａ１が出力されているとき対応する発光領域Ｂ１に設けられた光源１１１１を点灯させ、第２パネル１２の部分領域Ａ２が出力されているとき対応する発光領域Ｂ２に設けられた光源１１１２を点灯させ、第３パネル１３の部分領域Ａ３が出力されているとき対応する発光領域Ｂ３に設けられた光源１１１３を点灯させるよう光源１１１を制御する。

また、図９に示す第１パネル１１、第２パネル１２、第３パネル１３及びバックライト５０の構成が採用されている場合、バックライト５０が第１パネル１１の部分領域Ａ１と第２パネル１２の部分領域Ａ２と第３パネル１３の部分領域Ａ３とを照明することから、光源制御部１１９は、発光領域Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３に設けられた光源１１１を全て点灯させる。図１６では、「バックライト」の「共有」欄において、光が発せられる発光領域に「ＯＮ」が付されている。

図１７は、温度を考慮した出力制御が必要な場合の表示パネル１０の出力及びバックライトの点灯制御例を示す図である。温度検出部９９が検出した第１パネル１１、第２パネル１２、第３パネル１３の各々の部分領域Ａ１，Ａ２，Ａ３のうち、第１パネル１１の部分領域Ａ１が閾値温度以上であり、他の部分領域が閾値温度未満である場合、第１パネル１１の部分領域Ａ１では、割り当て画像データに対応した出力を良好に行うことができない可能性がある。一方、他の部分領域では、割り当て画像データに対応した出力を良好に行うことができる。従って、この場合、第１パネル１１の部分領域Ａ１に対する割り当て画像データを第１パネル１１以外の表示パネルに割り当てる出力制御が適用される。図１７では、図１６と異なり、「表示パネル」の「温度」欄において、第１パネル１１の部分領域Ａ１が閾値温度以上であることを、「Ｈ」の符号で示している。なお、図９を参照して説明した構成の場合、複数の表示パネル１０（例えば、第１パネル１１と第２パネル１２と第３パネル１３）はバックライト５０から発せられる光の光軸方向に並べられている。このため、仮に、複数の表示パネル１０のいずれか１つの位置を焦点とするように太陽光が進入したとしても、他の表示パネル１０には当該太陽光の集光による局所的な温度上昇は当該１つの表示パネル１０程には生じない。このように、複数の表示パネル１０の全てで局所的な温度上昇が生じないようにすることができる。言い換えれば、上述で例示した「第１パネル１１の部分領域Ａ１が閾値温度以上であり、他の部分領域が閾値温度未満である場合」のような事象は、このような構成が取られていることで生じ得る。図８を参照して説明した構成でも、投影位置に対する光の経路長を複数の表示パネル（例えば、第１パネル１１と第２パネル１２と第３パネル１３）でそれぞれ異ならせることで、同様の効果を奏することができる。従って、実施形態では、太陽光の焦点が一致しないような距離に複数の表示パネル１０を配置することが望ましい。

出力制御部１０２は、「表示パネル」の「出力」欄に対応した割り当てデータを第１パネル１１、第２パネル１２、第３パネル１３を出力する。具体的には、図５を参照した説明と異なり、第１パネル１１の部分領域Ａ２でオブジェクトＭ２が出力される。すなわち、図６を参照して説明した第２パネル１２の出力内容が、第１パネル１１に割り当てられる。これによって、第１パネル１１の部分領域Ａ１で出力が行われることが回避される。従って、第１パネル１１の部分領域Ａ１で出力が行われた場合に良好な出力が行われない状態が発生することを抑制できる。また、第２パネル１２の部分領域Ａ１でオブジェクトＭ１が出力される。これによって、第１パネル１１で表示されなくなったオブジェクトＭ１の出力を第２パネル１２で代替できる。また、図７を参照した説明と同様に、第３パネル１３の部分領域Ａ３でオブジェクトＭ３が出力される。これによって、図４を参照して説明した虚像ＶＧがユーザＵに視認される。

また、光源制御部１１９は、各表示パネル１０で出力が行われる部分領域に対応した発光領域から光が発せられるよう光源１１１を制御する。具体的には、図１７に示す例の場合、第１パネル１１では、部分領域Ａ２でオブジェクトＭ２が出力され、部分領域Ａ１，Ａ３では出力が行われない。また、第２パネル１２では、部分領域Ａ１でオブジェクトＭ１が出力され、部分領域Ａ２，Ａ３では出力が行われない。また、第３パネル１３では、部分領域Ａ３でオブジェクトＭ３が出力され、部分領域Ａ１，Ａ２では出力が行われない。従って、光源制御部１１９は、第１パネル１１の部分領域Ａ２と、第２パネル１２の部分領域Ａ１と、第３パネル１３の部分領域Ａ３と、に対して背面から光が照射されるよう光源１１１を制御する。

従って、図８に示す第１パネル１１、第２パネル１２、第３パネル１３及びバックライト５１，５２，５３の構成が採用されている場合、光源制御部１１９は、図１７における「バックライト」の「個別」欄で示す各発光領域の点灯状況となるよう光源１１１を制御する。具体的には、光源制御部１１９は、バックライト５１が備える複数の光源１１１のうち、発光領域Ｂ２に設けられた光源１１１２を点灯させ、発光領域Ｂ１，Ｂ３に設けられた光源１１１１，１１１３を点灯させない。また、光源制御部１１９は、バックライト５２が備える複数の光源１１１のうち、発光領域Ｂ１に設けられた光源１１１１を点灯させ、発光領域Ｂ２，Ｂ３に設けられた光源１１１２，１１１３を点灯させない。また、光源制御部１１９は、バックライト５３が備える複数の光源１１１のうち、発光領域Ｂ３に設けられた光源１１１３を点灯させ、発光領域Ｂ１，Ｂ２に設けられた光源１１１１，１１１２を点灯させない。において、光が発せられる発光領域に「ＯＮ」が付され、光が発せられない発光領域に「ＯＦＦ」が付されている。

また、図９に示す第１パネル１１、第２パネル１２、第３パネル１３及びバックライト５０の構成が採用されている場合、バックライト５０が第１パネル１１の部分領域Ａ２と第２パネル１２の部分領域Ａ１と第３パネル１３の部分領域Ａ３とを照明することから、光源制御部１１９は、図１６に示す場合と同様に、発光領域Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３に設けられた光源１１１を全て点灯させる。

なお、図１７では、図１６における第１パネル１１の部分領域Ａ１の出力を第２パネル１２に割り当て、図１６における第２パネル１２の部分領域Ａ２の出力を第１パネル１１に割り当てるように出力制御を行っているが、これに限られるものでない。例えば、図１７における第２パネル１２の出力と第３パネル１３の出力は入れ替わってもよい。このように出力が入れ替わった場合、「バックライト」の「個別」欄における「ＯＮ」、「ＯＦＦ」も同様に入れ替わる。また、図１７に示す制御が行われ、かつ、図１１を参照して説明したように第１パネル１１と、第２パネル１２と、第３パネル１３と、が入れ替わりで虚像ＶＧに対応した出力を行う場合、出力する部分領域Ａ１，Ａ２が入れ替わる第１パネル１１と第２パネル１２の動作順序も入れ替わる。すなわち、図１１に示す例において第１パネル１１が部分投影画像Ｖ１を投影していたタイミングに第２パネル１２が部分投影画像Ｖ１を投影するようになり、第２パネル１２が部分投影画像Ｖ２を投影していたタイミングに、第１パネル１２が部分投影画像Ｖ２を投影するようになる。

閾値温度は、例えば、表示パネル１０で採用されている液晶が異方性を失う温度に基づいて定められる。具体例を挙げると、当該液晶は、例えば１００℃以上では異方性を失う可能性が非常に高い。また、当該液晶が５０℃以上になった場合、さらなる温度の上昇に伴って異方性を失う状態に移行する可能性を考慮する必要が出てくる。こうした当該液晶の傾向に基づき、閾値温度として、例えば５０℃が設定されるが、これはあくまで一例であってこれに限られるものでない。例えば、閾値温度は、より高い温度であってもよい。

また、閾値温度以上になった表示パネル１０の部分領域を用いた出力を行わざるを得ない場合、当該部分領域に対する背面側からの光の輝度を閾値温度未満である場合に比して下げるようにしてもよい。

図１８は、閾値温度と出力輝度制御との対応関係の例を示す図である。図１８に示す例では、「判定」欄が「Ｎ」である場合に閾値温度未満であることを示している。また、「判定」欄が「Ｈ」である場合に閾値温度以上であることを示している。

例えば、閾値温度が５０℃である場合、温度が５０℃未満である部分領域の判定は「Ｎ」である。従って、光源制御部１１９は、当該部分領域に対する背面側からの光の輝度が、光源１１１が点灯する場合の最高輝度（１００％）となるよう制御する。

一方、温度が５０℃以上である部分領域の判定は「Ｈ」である。従って、光源制御部１１９は、当該部分領域に対する背面側からの光の輝度が、光源１１１が点灯する場合の最高輝度（１００％）未満の輝度となるよう制御する。

図１８では、閾値温度以上の温度をさらに細分化し、光源１１１の輝度を多段階制御できるようにした場合を例示している。光源制御部１１９は、例えば、温度が５０℃以上６０℃未満である部分領域に対する背面側からの光の輝度が、光源１１１が点灯する場合の最高輝度の５０％の輝度となるよう制御する。また、光源制御部１１９は、温度が６０℃以上７０℃未満である部分領域に対する背面側からの光の輝度が、光源１１１が点灯する場合の最高輝度の４０％の輝度となるよう制御する。また、光源制御部１１９は、温度が７０℃以上８０℃未満である部分領域に対する背面側からの光の輝度が、光源１１１が点灯する場合の最高輝度の３０％の輝度となるよう制御する。また、光源制御部１１９は、温度が８０℃以上９０℃未満である部分領域に対する背面側からの光の輝度が、光源１１１が点灯する場合の最高輝度の２０％の輝度となるよう制御する。また、光源制御部１１９は、温度が９０℃以上１００℃未満である部分領域に対する背面側からの光の輝度が、光源１１１が点灯する場合の最高輝度の１０％の輝度となるよう制御する。

このように、光の輝度を最高輝度未満としてでも出力を行う場合とは、例えば複数の表示パネル１０の全てにおいて同じ位置の部分領域（例えば、部分領域Ａ１）が閾値温度以上になった場合が挙げられる。このような場合において出力を継続する場合、導光板１１２は、複数の表示パネル１０のうち部分領域Ａ１の温度が相対的に最も低い表示パネル１０の部分領域Ａ１に対して、部分領域Ａ１内で出力される内容に対応した画素信号を与える。そして、光源制御部１１９は、複数の表示パネル１０のうち部分領域Ａ１の温度が相対的に最も低い表示パネル１０の部分領域Ａ１の背面側に位置する発光領域Ｂ１に設けられた光源１１１１を、図１８を参照して説明した輝度で点灯させる。なお、図１８に対応した制御ルーチンが適用される場合、複数の表示パネル１０の部分領域Ａ１に同じ出力内容を投影させ、かつ、各々の表示パネル１０を背面側から照明するバックライト５０からの光の輝度が合算で１００％になるようにしてもよい。複数の表示パネル１０の全てにおいて部分領域Ａ１の温度が５０℃以上６０℃未満になった場合、画像処理回路１００は、複数の表示パネル１０のうち２つの部分領域Ａ１で部分投影画像Ｖ１を出力し、かつ、当該２つの背面側のバックライト５０から最高輝度の５０％の輝度で光を照射させるように各部が動作する。これによって、各表示パネル１０の負荷及びさらなる温度上昇の抑制と、１００％の光の輝度に対応した出力の維持とを両立できる。無論、例示したような２つの表示パネル１０での投影に限らず、３つ以上の表示パネル１０を用いて同様の制御を行ってもよい。

また、光源制御部１１９は、温度が１００℃以上である部分領域に対する背面側からの光の輝度が、光源１１１が点灯する場合の最高輝度の０％の輝度となるよう制御する。すなわち、光源制御部１１９は、温度が１００℃以上である部分領域に対して光を照射しないよう光源１１１を制御する。これは、温度が１００℃以上である部分領域では、極めて高い確率で液晶が異方性を失っている状態になっていると考えられることから、出力を停止させることを意図したものである。

図１８に対応した制御ルーチンは、光源制御部１１９に実装される。この場合、温度検出部９９が検出した各部分領域の温度を示す出力が光源制御部１１９にも入力されるようにする。

以上、温度を個別に検出可能な部分領域が部分領域Ａ１，Ａ２，Ａ３である表示パネル１０を例とした説明を行ってきたが、これは一例であってこれに限られるものでない。

図１９は、６つの部分領域の各々の温度を個別に検出可能な表示パネル１０Ａの構成例を示す模式図である。図１９に示すように、６つの部分領域の各々に設けられた温度検出電極９１０，９２０，９３０，９４０，９５０，９６０の電気抵抗を個別に検出可能にすることで、表示領域２１に６つの部分領域を設けて部分領域毎の温度に応じた制御を行える。無論、図１９に示すような６つや図１２を参照して説明した３つに限らず、表示領域２１における部分領域の数は任意である。すなわち、表示領域２１における部分領域の数に対応して、温度検出が可能な構成を個別に設ければよい。

なお、図１９では、温度検出電極９１０，９２０，９３０が温度検出部９９２に接続され、温度検出電極９９４，９９５，９９６が温度検出部９９１に接続されている。温度検出部９９１，９９２は温度検出部９９と同様の構成である。温度検出部９９１と温度検出部９９２を１つの回路に統合してもよい。ただし、その場合、当該１つの回路に対する温度検出電極９１０，９２０，９３０，９４０，９５０，９６０の各々からの配線長の差によって生じ得る電気抵抗の差を考慮した温度検出が行われることが望ましい。

以上、複数の表示パネル１０の数が３である場合を例とした説明を行ってきたが、表示パネル１０の数は２でも４以上でもよい。また、図４を参照して説明した虚像ＶＧの具体的内容はあくまで一例であり、ＨＵＤ１によって投影できる虚像ＶＧの内容をこれに限るものではない。虚像ＶＧの内容は、表示パネル１０で出力可能な任意の画像に対応する。

なお、図９に示す第１パネル１１、第２パネル１２、第３パネル１３及びバックライト５０の構成のように、バックライト５０から発せられる光の光軸上に複数の表示パネル１０が配置される構成が採用される場合、表示パネル１０は、非通電時に光の透過の度合いが最大になるいわゆるノーマリーホワイトの液晶表示パネルが採用されることが望ましい。これによって、一部の表示パネル１０の温度上昇に伴って当該表示パネル１０が有する液晶の応答性が低下したとしても、透光性がより維持されやすくなり、まだ温度が上昇していない他の表示パネル１０による出力を妨げることがなくなる。従って、ＨＵＤ１全体の出力を維持しやすくなる。また、図９に示す第１パネル１１、第２パネル１２、第３パネル１３及びバックライト５０の構成のように、バックライト５０から発せられる光の光軸上に複数の表示パネル１０が配置される構成が採用される場合、出力が行われない部分領域は全透過状態（いわゆる白出力）状態となるよう制御される。これによって、ある表示パネル１０が有するある部分領域（例えば、部分領域Ａ１）で出力が行われる場合に、バックライト５０から発せられる光の光軸上にある他の表示パネル１０が有する同様の部分領域（例えば、部分領域Ａ１）によって光が遮断されて出力が妨げられる状態の発生をなくすことができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、ＨＵＤ１は、透光性を有する投影対象（例えば、フロントガラス７０）に対して画像を投影してユーザＵに虚像（例えば、虚像ＶＧ）を視認させるヘッドアップディスプレイである。ＨＵＤ１は、複数の表示パネル１０（例えば、第１パネル１１、第２パネル１２、第３パネル１３）と、当該複数の表示パネルの各々の表示領域２１からの画像の投影位置が当該投影対象で一致するように複数の表示パネルからの光を導く導光部と、を備える。当該導光部は、例えば凹面鏡６０である。当該導光部は、さらに、ハーフミラー８１，８２を含んでいてもよい。複数の表示パネル１０は、時分割制御と、複数台表示制御と、の少なくとも一方を適用される。当該時分割制御は、図１１を参照して説明したように、複数の表示パネル１０がそれぞれ異なるタイミングで画像を投影する複数の表示パネル１０の動作制御である。当該複数台表示制御は、表示パネル１０の数に対応した数の部分領域（例えば、部分領域Ａ１，Ａ２，Ａ３）を表示領域２１に設定し、複数の表示パネル１０の各々が当該投影対象に対して画像を投影する位置がそれぞれ異なるように各表示パネルの表示領域における１つの部分領域で画像が出力される複数の表示パネル１０の動作制御である。時分割制御が適用された場合、単一の表示パネル１０が動作し続ける場合に比して各々の表示パネル１０の動作時間が相対的に短くなることから各表示パネル１０の発熱量及び発熱時間をより低減できる。加えて、上述の太陽光の照射による表示パネル１０の温度上昇も複数の表示パネル１０の各々に分散可能になる。従って、時分割制御が適用された場合、表示パネル１０の温度が上昇することによって画像の投影が困難になる事態の発生を抑制できる。また、複数台表示制御が適用された場合、複数の表示パネル１０の一部の部分領域で局所的に温度が上昇したとしても、当該表示パネル１０が有する他の部分領域で表示を継続させると共に、他の表示パネル１０によって温度が上昇した表示パネル１０で画像の投影が困難な部分領域に対応した範囲の画像の投影をフォローできる。以上のように、単一の表示パネル１０では完全な画像の投影の継続が困難な状態が複数の表示パネル１０のいずれかに発生したとしても、本実施形態では時分割制御と複数台表示制御のいずれかが適用されることで、当該単一の表示パネル１０以外の表示パネル１０を組み合わせた制御によって画像の投影を継続することができる。よって、本実施形態によれば、画像の投影をより長時間継続できる。さらに、複数台表示制御が適用された場合、単一の表示パネル１０が表示領域２１の全てを用いて画像を投影する場合に比して、複数の表示パネル１０の各々で画像の投影に用いられる領域を１つの部分領域に限定できる。従って、単一の表示パネル１０が用いられる場合に比して、各表示パネル１０で表示に利用しない部分領域を生じさせることができるので、各表示パネル１０の劣化をより抑制できる。

また、複数の表示パネル１０は、複数の表示パネル１０のうち少なくとも２つが投影対象（例えば、フロントガラス７０）に対してそれぞれ異なる画像（例えば、オブジェクトＭ１、オブジェクトＭ２、オブジェクトＭ３）を投影する。これによって、複数の表示パネル１０のうち一部の表示パネル１０が、表示領域２１の大部分又は全てにおいて画像の投影の継続が困難な状態になったとしても、他の２つ以上の表示パネル１０の各々が有する部分領域を用いた出力の組み合わせで画像の投影をフォローできる。よって、画像の投影をより長時間継続できる。

さらに、図４から図７及び図１６を参照して説明した分割領域単位での各表示パネル１０による出力の割り当てが行われる対象が周期的に入れ替わるようにすることで、各表示パネル１０の長寿命化を図れる。例えば、第１期間と、第２期間と、第３期間と、が周期的に生じるように導光板１１２が割り当てデータを生成することで、これが実現できる。第１期間とは、第１パネル１１の部分領域Ａ１が用いられ、第２パネル１２の部分領域Ａ２が用いられ、第３パネル１３の部分領域Ａ３が用いられる期間である。第２期間とは、第１パネル１１の部分領域Ａ２が用いられ、第２パネル１２の部分領域Ａ３が用いられ、第３パネル１３の部分領域Ａ１が用いられる期間である。第３期間とは、第１パネル１１の部分領域Ａ３が用いられ、第２パネル１２の部分領域Ａ１が用いられ、第３パネル１３の部分領域Ａ２が用いられる期間である。

また、複数の表示パネル１０は、透過型の液晶表示パネルであり、それぞれ背面側にバックライト５０（例えば、バックライト５１，５２，５３）を有する。バックライト５０は、光の照射の有無を表示パネル１０の部分領域（例えば、部分領域Ａ１，Ａ２，Ａ３）単位で個別に制御可能に設けられる。バックライト５０は、各表示パネル１０で画像が出力される１つの部分領域に光を照射し、他の部分領域に光を照射しない。これによって、光の照射に伴う表示パネル１０の温度上昇の可能性をより抑制できる。

また、ＨＵＤ１が複数の表示パネル１０が背面側から光を照射するバックライト５０を共有することで、単一のバックライト５０で画像の投影を行える。

また、ＨＵＤ１は、複数の表示パネル１０の各々の表示領域２１の温度を個別に検出する温度検出部９９を備える。ここで、表示領域２１のうち所定の閾値温度以上になった部分領域（例えば、部分領域Ａ１，Ａ２，Ａ３のいずれか）に対してバックライト５０から照射される光の輝度が所定の閾値温度未満の部分領域に対してバックライト５０から照射される光の輝度よりも低くなるようにすることで、所定の閾値温度以上になった部分領域に光が照射されることによる表示パネル１０のさらなる温度上昇の可能性をより抑制できる。

また、温度検出部９９は、部分領域（例えば、部分領域Ａ１，Ａ２，Ａ３）毎に個別に温度を検出する。ここで、複数の表示パネル１０のうち一部の表示パネル１０において表示領域２１のうち所定の閾値温度以上になった部分領域（例えば、部分領域Ａ１，Ａ２，Ａ３のいずれか）が生じた場合に当該部分領域で画像が投影されず、当該部分領域から投影される画像と投影対象（例えば、フロントガラス７０）で同じ位置に画像を投影する他の表示パネル１０の部分領域から画像が投影されるようにする。これによって、所定の閾値温度以上になった部分領域（例えば、部分領域Ａ１，Ａ２，Ａ３のいずれか）が生じた表示パネル１０の出力を他の表示パネル１０に代替させることができる。従って、画像の投影をより長時間継続できる。

また、上述の時分割制御を適用される複数の表示パネル１０が、透過型の液晶表示パネルであり、それぞれ背面側にバックライト５０（例えば、バックライト５１，５２，５３）を有する場合、画像を投影しない期間である表示パネル１０の背面側のバックライト５０は、当該期間中に消灯する。これによって、光の照射に伴う表示パネル１０の温度上昇の可能性をより抑制できる。また、複数の表示パネル１０のうちいずれかで表示が行われなくなったとしても、他の表示パネル１０で表示が継続されるので、画像の投影をより長時間継続できる。

なお、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
１０ 表示パネル
１１ 第１パネル
１２ 第２パネル
１３ 第３パネル
２１ 表示領域
５０，５１，５２，５３ バックライト
６０ 凹面鏡
７０ フロントガラス
８１，８２ ハーフミラー
９１，９２，９３，９１０，９２０，９３０，９４０，９５０，９６０ 温度検出電極
９９，９９１，９９２ 温度検出部
Ａ１，Ａ２，Ａ３ 部分領域
Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３ 発光領域

Claims (7)

1. 透光性を有する投影対象に対して画像を投影してユーザに虚像を視認させるヘッドアップディスプレイであって、
   複数の表示パネルと、
   前記複数の表示パネルの各々の表示領域からの画像の投影位置が前記投影対象で一致するように複数の表示パネルからの光を導く導光部と、を備え、
   前記複数の表示パネルは、時分割制御と、複数台表示制御と、の少なくとも一方を適用され、
   前記時分割制御は、前記複数の表示パネルがそれぞれ異なるタイミングで画像を投影する前記複数の表示パネルの動作制御であり、
   前記複数台表示制御は、前記表示パネルの数に対応した数の部分領域を前記表示領域に設定し、前記複数の表示パネルの各々が前記投影対象に対して画像を投影する位置がそれぞれ異なるように各表示パネルの表示領域における１つの部分領域で画像が出力される前記複数の表示パネルの動作制御である、
   ヘッドアップディスプレイ。
2. 前記複数の表示パネルのうち少なくとも２つが前記投影対象に対してそれぞれ異なる画像を投影する、
   請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ。
3. 前記複数の表示パネルは、透過型の液晶表示パネルであり、それぞれ背面側にバックライトを有し、
   前記バックライトは、光の照射の有無を前記部分領域単位で個別に制御可能に設けられ、各表示パネルで画像が出力される１つの部分領域に光を照射し、他の部分領域に光を照射しない、
   請求項２に記載のヘッドアップディスプレイ。
4. 前記複数の表示パネルは、背面側から光を照射するバックライトを共有する、
   請求項１又は２に記載のヘッドアップディスプレイ。
5. 前記複数の表示パネルの各々の前記表示領域の温度を個別に検出する温度検出部を備え、
   前記表示領域のうち所定の閾値温度以上になった前記部分領域に対して前記バックライトから照射される光の輝度が前記所定の閾値温度未満の前記部分領域に対して前記バックライトから照射される光の輝度よりも低い、
   請求項３又は４に記載のヘッドアップディスプレイ。
6. 前記温度検出部は、前記部分領域毎に個別に温度を検出し、
   複数の前記表示パネルのうち一部の前記表示パネルにおいて前記表示領域のうち所定の閾値温度以上になった前記部分領域が生じた場合に当該部分領域で画像が投影されず、当該部分領域から投影される画像と前記投影対象で同じ位置に画像を投影する他の前記表示パネルの前記部分領域から画像が投影される、
   請求項５に記載のヘッドアップディスプレイ。
7. 前記複数の表示パネルは、前記時分割制御を適用され、
   前記複数の表示パネルは、透過型の液晶表示パネルであり、それぞれ背面側にバックライトを有し、
   前記表示パネルが画像を投影しない期間、当該表示パネルの背面側のバックライトは消灯する、
   請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ。

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