JP6520426B2 - ヘッドアップディスプレイ装置 - Google Patents

Description

本発明は、ヘッドアップディスプレイ装置に関するものである。

従来より、車両の運転者が運転中に視線をほとんど動かさずに車両情報（速度、走行距離等）を認識できるようにするため、ウインドシールドなどの前方に車両情報を表示させるヘッドアップディスプレイ（Head-Up Display；ＨＵＤ）装置が提案されている。ＨＵＤ装置は、例えば透過型の液晶パネルを有する表示器を備え、表示器が出射する表示画像を表す表示光をウインドシールドなどの透過反射部に投影することで風景と重ねて表示画像の虚像を運転者に視認させる。このようなＨＵＤ装置では、外光（主に、太陽光）が表示器に入射することで、液晶パネルの温度が上昇し、液晶パネル内の液晶に黒化現象が生じて表示不能となり、表示器に不具合が生じる場合があった。また近年、ＨＵＤ装置は、車両前方の風景の特定対象物（前方車両や白線など）に重ねて虚像を表示させる、いわゆる拡張現実（Augmented Reality；ＡＲ）表示を実現するべく、広画角化及び遠方表示化が進んでおり、一方でＨＵＤ装置の体積を抑制する必要もあることから光学倍率（表示／表示器）が高くなっており、外光が表示器に集光しやすく外光による液晶パネルの温度上昇のリスクが大きくなっている。

このような問題に対し、例えば、引用文献１には、外光のうちＨＵＤ装置の光学系を構成する透過反射部材を透過した特定の波長帯域の光の強度を検出し、強度が所定の閾値を超えた場合に、バックライトの光の輝度を低下させるか、バックライトを消灯させる方法が開示されている。また、引用文献２には、所定領域からの外光の明るさを検出し、外光の明るさを検出した照度データが所定値以上になったときに、表示光を投影部材（透過反射部）に投影する反射ミラーを外光が表示器に反射されない角度位置に回動させる方法が開示されている。

特開２０１３−２２８４４２号公報 特開２００５−３３１６２４号公報

引用文献１、２に開示される方法は、いずれも外光の照度が所定の閾値以上となった場合に、液晶パネルの温度上昇を抑制する処理を実行するものである。しかしながら、液晶パネルの温度は外光の他にも光源からの照明光などの影響を受けるため、閾値に一定の余裕を設ける必要があった。すなわち、実際には液晶パネルの温度が液晶に黒化現象が生じる等の温度に達していない場合にも、液晶パネルの温度上昇を抑制する処理が実行されることがあった。引用文献１、２に開示される液晶パネルの温度上昇を抑制する処理はいずれも表示の視認性が低下する、あるいは表示されなくなるものであるため、表示を極力維持するという点で更なる改善の余地があった。

本発明は、上記問題を鑑みてなされたものであり、表示を極力維持しつつ、外光の入射による表示器の不具合を回避することが可能な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。

本発明のヘッドアップディスプレイ装置は、前記課題を解決するため、液晶パネルと前記液晶パネルに背後から照明光を照射する光源とを有し、前記照明光によって前記液晶パネルに表示画像を透過表示し、前記液晶パネルから前記表示画像を示す表示光を出射する表示器と、
前記表示光を視認者の前方に配置される透過反射部に向けて反射する反射部材と、
前記表示器を駆動制御する制御部と、を備えるヘッドアップディスプレイ装置であって、
前記表示器の周囲温度を取得する温度取得部と、
外光の照度を取得する照度取得部と、
前記表示器への前記外光の照射を回避する外光照射回避部と、をさらに備え、
前記制御部は、前記温度取得部が取得した前記周囲温度に基づいて前記液晶パネルの温度値を推定し、前記照度取得部が取得した前記外光の照度から前記外光による温度上昇値を推定し、推定した前記液晶パネルの温度値に前記温度上昇値を加算して前記液晶パネルの予測温度値を算出し、前記予測温度値が第１の閾値以上であると判断した場合に前記光源の輝度を低下させる第１の処理を実行し、さらに、前記予測温度値が前記第１の閾値よりも大きい第２の閾値以上であると判断した場合に前記外光照射回避部を制御し、前記外光が前記表示器に照射されるのを回避する第２の処理を実行する、ことを特徴とする。

本発明によれば、表示を極力維持しつつ、外光の入射による表示器の不具合を回避することが可能となる。

本発明の実施形態におけるヘッドアップディスプレイ装置の概略的な構成を示す図である。 同上実施形態の液晶パネルを示す図である。 同上実施形態の不具合回避処理のフロー図である。 同上実施形態における凹面鏡の角度調整の様子を示す図である。

以下、添付図面に基づいて、本発明のヘッドアップディスプレイ（以下、ＨＵＤと記載）装置の一実施形態について説明する。

図１は、本実施形態におけるＨＵＤ装置１００の概略的な構成を示す図である。図１に示すように、ＨＵＤ装置１００は、例えば自動車に搭載されるものであり、表示器１１と、平面鏡１２と、凹面鏡１３（反射部材の一例）と、アクチュエータ１４（外光照射回避部、角度調整部の一例）と、筐体１５と、温度センサ２１と、照度センサ２２と、撮像部２３と、制御部３１と、から構成されている。ＨＵＤ装置１００は、表示器１１が表示領域ＤＰに表示した表示画像Ｍを表す表示光Ｌを、平面鏡１２と凹面鏡１３とで反射させ、ＨＵＤ装置１００が搭載される車両１のウインドシールド（透過反射部の一例）１ａに照射することで、ユーザに虚像Ｖを視認させることができる。なお、アイボックス２は、ユーザが虚像Ｖを視認可能な視点範囲を示している。ＨＵＤ装置１００がこのように表示する内容は、例えば、車速などの各種車両情報、経路を指示するナビゲーション情報等である。

表示器１１は、例えば透過型であり、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）型の液晶パネル１１ａと、例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）からなり液晶パネル１１ａに照明光ＢＬを出射する光源１１ｂと、を備える液晶表示器であり、照明光ＢＬによって液晶パネル１１ａの表示領域ＤＰに表示画像Ｍを透過表示する。ＨＵＤ装置１００は、通常、表示器１１の表示領域ＤＰの全体をリレー光学系（平面鏡１２，凹面鏡１３）により反射することで、ユーザの前景に表示領域ＤＰに対応した仮想的な表示面を生成する。表示器１１が表示領域ＤＰに表示画像Ｍを表示することで、仮想的な表示面上に表示画像Ｍに基づく虚像Ｖが表示される。

平面鏡１２は、例えば合成樹脂材料からなる基材の表面に、蒸着等の手段により反射膜を形成したものであり、表示器１１が出射した表示画像Ｍの表示光Ｌを、凹面鏡１３に向けて反射させるものである。

凹面鏡１３は、例えば合成樹脂材料からなる基材の表面に、蒸着等の手段により反射膜を形成したものであり、平面鏡１２で反射した表示光Ｌをさらに反射させ、ウインドシールド１ａに向けて出射する。なお、凹面鏡１３は、拡大鏡としての機能を有し、表示器１１に表示された表示画像Ｍを拡大してウインドシールド１ａ側へ反射する。すなわち、ユーザが視認する虚像Ｖは、表示器１１の表示領域ＤＰに表示された表示画像Ｍが拡大された像である。

アクチュエータ１４は、モータ（図示しない）と、モータの動力を凹面鏡１３に伝達する歯車などの動力伝達部材（図示しない）と、これらモータと動力伝達部材及び凹面鏡１３を支持する支持基体と、を備え、凹面鏡１３を回転軸線ＡＸ周りに回転させるものである。アクチュエータ１４は、凹面鏡１３を回転軸線ＡＸ周りに回転させるための動力を発生させるものであり、例えばステッピングモータからなる。アクチュエータ１４は、後述する制御部３１の制御の下で凹面鏡１３を回転軸線ＡＸ周りに回転させる。アクチュエータ１４は、凹面鏡１３を回転させることで凹面鏡１３の角度を調整し、アイボックス２の位置を調整したり、後述するように外光ＳＬが凹面鏡１３によって表示器１１に向かうように反射されない角度に調整したりすることが可能である。

筐体１５は、例えば黒色の遮光性合成樹脂から形成される上ケース１５１と、下ケース１５２とから構成され、これら上ケース１５１と下ケース１５２を係合することで、平面鏡１２、凹面鏡１３、アクチュエータ１４、温度センサ２１、及び、撮像部２３を内部に収納し、外部に表示器１１、制御部３１が実装された制御基板、及び照度センサ２２が取り付けられる。
上ケース１５１は、ウインドシールド１ａに対向する部分に、表示光Ｌを通過させる開口部１５１ａを有し、この開口部１５１ａは、透光性カバー１５１ｂに覆われている。また、上ケース１５１は、開口部１５１ａの平面鏡１２に近接する箇所に遮光壁１５１ｃを有し、開口部１５１ａ（透光性カバー１５１ｂ）から入射する外光ＳＬが平面鏡１２側または表示器１１側へ進行することを防止する。また、上ケース１５１の開口部１５１ａ近傍には、照度センサ２２が取り付けられている。
下ケース１５２は、筐体１５の内部に収納する平面鏡１２、凹面鏡１３、アクチュエータ１４、温度センサ２１、撮像部２３及び外部に取り付ける表示器１１、制御基板を係合する係合部（図示しない）をそれぞれ有し、各部材をそれぞれ位置決め固定する。また、下ケース１５２は、表示器１１が表示する表示画像Ｍが平面鏡１２に臨むように開口した表示口１５２ａを有する。筐体１５内は、表示光Ｌが通過する光路が設けられているが、これらの光路は、ＨＵＤ装置１００のサイズを小さく抑えるため、および筐体１５内に侵入してくる外光ＳＬの量を抑えるために、極力小さくすることが望ましい。

温度センサ２１は、筐体１５の内部に配置され、表示器１１の周囲温度として筐体１５内の温度を測定し、温度情報を制御部３１に送信するものである。

照度センサ２２は、筐体１５の上ケース１５１の開口部１５１ａ近傍に配置され、筐体１５に照射される外光ＳＬの照度を測定し、照度情報を制御部３１に送信するものである。

撮像部２３は、カメラなどからなり、液晶パネル１１ａの表示領域ＤＰのうち少なくとも第１の領域ＤＰ１を常時撮像し、その撮像パターン（撮像画像）を制御部３１に送信する。図２に示すように、液晶パネル１１ａの表示領域ＤＰは、表示画像Ｍが常時表示されない第１の領域ＤＰ１を有する。本実施形態においては、第１の領域ＤＰ１は、常に黒表示の状態であるものとする。撮像部２３は、その撮像範囲２３１が第１の領域ＤＰ１を含むように設置される。本実施形態では、撮像部２３の撮像範囲２３１は第１の領域ＤＰ１と略一致しており、第１の領域ＤＰ１が常時撮像される。

図１の制御部３１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）とＲＯＭ（Read Only Memory）等の記憶部３１ａとを含むマイコン、グラフィックディスプレイコントローラー（ＧＤＣ）、インターフェース等から構成され、制御基板に実装される。制御部３１は、車両ＥＣＵ（Electronic Control Unit）やナビゲーション装置等の外部装置（図示しない）からＣＡＮ（Controller Area Network）等のバス（図示しない）を介して伝送される車速やエンジン回転数等の車両情報やナビゲーション情報などの各種情報を取得し、これに応じて表示器１１の液晶パネル１１ａの透過不透過を制御し、また、光源１１ｂの発光を制御して、表示画像Ｍを透過表示する。また、制御部３１は、温度センサ２１、照度センサ２２、及び撮像部２３と接続され、後述する温度センサ値、照度センサ値、撮像パターン（撮像画像）を取得し、これに応じて表示器１１の光源１１ｂの発光を制御し、及び、アクチュエータ１４を制御して、温度上昇による表示器１１の不具合を回避する『不具合回避処理』を実行する。すなわち、制御部３１は、本発明の温度取得部及び照度取得部としての機能を有する。なお、ＨＵＤ装置１００が実行する『不具合回避処理』については後で詳述する。記憶部３１ａは、制御部３１が各種演算を実行するためのプログラム、温度センサ値、照度センサ値から液晶パネル１１ａの温度値、温度上昇値を算出するための各種データテーブル、基準パターン（基準画像）、各閾値データなどを格納する。

以上が、本実施形態におけるＨＵＤ装置１００の構成である。次に、図３を用いて、本実施形態におけるＨＵＤ装置１００が実行する『不具合回避処理』について説明する。

図３は、本実施形態における『不具合回避処理』のフロー図である。『不具合回避処理』は、車両１のイグニッションスイッチがオンされる等によって、制御部３１に電源が投入されることで開始される。

まず、図３のステップＳ１において、制御部３１は、温度センサ２１から筐体１５内の温度情報（以下、温度センサ値Ｔｓ）を入力（取得）し、温度センサ値Ｔｓから液晶パネル１１ａの温度値Ｔｐを推定する。具体的には、制御部３１は、予め記憶部３１ａに記憶されたデータテーブルを参照して、温度センサ値Ｔｓに対応した液晶パネル１１ａの温度値Ｔｐを読み出す。このように、液晶パネル１１ａの周囲温度である温度センサ値Ｔｓから液晶パネル１１ａの温度値Ｔｐを推定するようにしたのは、温度センサを直接液晶パネル１１ａの表面に設置すると表示に影響を与えるためである。なお、温度センサ値Ｔｓは、所定周期毎に入力する複数の温度センサ値Ｔｓを平均化処理したものであってもよい。また、筐体１５内の温度と液晶パネル１１ａの温度を同様とみなして、温度センサ値Ｔｓをそのまま液晶パネル１１ａの温度値Ｔｐとしてもよい。

次にステップＳ２において、制御部３１は、照度センサ２２から筐体１５に向けられた外光ＳＬの照度情報（以下、照度センサ値Ｌｓ）を入力（取得）し、照度センサ値Ｌｓから外光ＳＬによる温度上昇値Ｔｕｐを推定する。具体的には、制御部３１は、予め記憶部３１ａに記憶されたデータテーブルを参照して、照度センサ値Ｌｓに対応した温度上昇値Ｔｕｐを読み出す。なお、照度センサ値Ｌｓは、所定周期毎に入力する複数の照度センサ値Ｌｓを平均化処理したものであってもよい。

次にステップＳ３において、制御部３１は、ステップＳ１で推定した液晶パネル１１ａの温度値ＴｐにステップＳ２で推定した外光ＳＬによる温度上昇値Ｔｕｐを加算して、温度上昇後の液晶パネル１１ａの予測温度値Ｔｆを算出する。

次にステップＳ４において、制御部３１は、ステップＳ３で算出した液晶パネル１１ａの予測温度値Ｔｆと予め記憶部３１ａに記憶される第１の閾値Ｘ１とを比較する。第１の閾値Ｘ１は、例えば液晶パネル１１ａの液晶に黒化現象が生じる温度に対してある程度低い温度値が設定される。液晶パネル１１ａの予測温度値Ｔｆが第１の閾値Ｘ１以上であると判定した場合（ステップＳ４でＹｅｓ）、制御部３１はステップＳ５に移行する。液晶パネル１１ａの予測温度値Ｔｆが第１の閾値Ｘ１未満であると判定した場合（ステップＳ４でＮｏ）、制御部３１はステップＳ１４に移行する。

ステップＳ５において、制御部３１は、表示器１１の光源１１ｂの現在の輝度を記憶部３１ａに記憶し、その後光源１１ｂの輝度を低下させる第１の処理を実行する。具体的には、例えば光源１１ｂの輝度を最小輝度とする。光源１１ｂからの照明光ＢＬも液晶パネル１１ａの温度を上昇させる要因であるため、光源１１ｂの輝度を低下することで液晶パネル１１ａの温度上昇が抑制される。一方で、虚像Ｖの輝度が低下するため、虚像Ｖの視認性が低下する。なお、ステップＳ５実行による光源１１ｂの輝度は最小輝度に限定されるものではなく、任意に調整可能であってもよい。

次にステップＳ６において、制御部３１は、ステップＳ３で算出した液晶パネル１１ａの予測温度値Ｔｆと予め記憶部３１ａに記憶される第２の閾値Ｘ２とを比較する。第２の閾値Ｘ２は第１の閾値Ｘ１よりも大きい温度値に設定される。液晶パネル１１ａの予測温度値Ｔｆが第２の閾値Ｘ２以上であると判定した場合（ステップＳ６でＹｅｓ）、制御部３１はステップＳ７に移行する。液晶パネル１１ａの予測温度値Ｔｆが第１の閾値Ｘ２未満であると判定した場合（ステップＳ６でＮｏ）、制御部３１はステップＳ１５に移行する。

ステップＳ７において、制御部３１は、撮像部２３から表示領域ＤＰの第１の領域ＤＰ１を撮像した撮像パターンを取得し、また、予め記憶部３１ａに記憶される基準パターンを読み出す。ここで、基準パターンとは、液晶パネル１１ａに黒化現象などの異常が生じていない場合の第１の領域ＤＰを示す撮像パターンであって、例えばＨＵＤ装置１００の製造時に撮像部２３が第１の領域ＤＰを撮像した画像パターンを基準パターンとして記憶部３１ａに予め記憶しておく。

次にステップＳ８において、制御部３１は、公知の画像解析などによってステップＳ７で取得した撮像パターンの明度を取得し、撮像パターンの明度と読み出した基準パターンの明度との明度差が予め記憶部３１ａに記憶される第３の閾値Ｘ３以上であるかを判定する。液晶パネル１１ａの液晶に実際に黒化現象が生じると、黒化現象が生じた個所では黒化現象が生じていない通常時よりも光の透過率が低下し、撮像パターンの明度が低くなる（暗くなる）。したがって、撮像パターンと基準パターンとの明度差が予め記憶部３１ａに記憶される第３の閾値Ｘ３以上であると判定される場合（ステップＳ８でＹｅｓ）、液晶パネル１１ａの第１の領域ＤＰ１に実際に黒化現象が生じていると推定されるため、制御部３１は、ステップＳ９に移行する。また、撮像パターンと基準パターンとの明度差が第３の閾値Ｘ３未満であると判定される場合（ステップＳ８でＮｏ）、液晶パネル１１ａの第１の領域ＤＰ１に実際には黒化現象が生じていないと推定されるため、制御部３１は、ステップＳ１０に移行する。なお、第３の閾値Ｘ３は、液晶の黒化現象を精度良く判定するべく、例えば光源１１ｂが最大輝度である場合の第１の領域ＤＰ１の明度と光源１１ｂが最小輝度である場合の第１の領域ＤＰ１の明度との差よりも大きい値が設定される。また、液晶パネル１１ａは中央部で温度が上昇しやすく、液晶の黒化現象も中央部から発生して周辺部に向かって拡大する傾向にあるため、第１の領域ＤＰ１は表示領域ＤＰの中央に設けられることが望ましい。

ステップＳ９において、制御部３１は、凹面鏡１３の現在の角度を記憶部３１ａに記憶し、その後、アクチュエータ１４を制御し、外光ＳＬが表示器１１に照射されるのを回避する第２の処理を実行する。具体的には、制御部３１は、アクチュエータ１４を制御し、図４に示すように、凹面鏡１３を外光ＳＬが凹面鏡１３によって平面鏡１２を介して表示器１１（液晶パネル１１ａ）に向かうように反射されない角度（以下、非表示角度という）に調整する処理を実行する。これにより、外光ＳＬが液晶パネル１１ａに照射されなくなるため、液晶パネル１１ａの温度が下降すると考えられる。液晶の黒化現象は、短時間であれば液晶パネル１１ａの温度低下とともに改善される。一方で、凹面鏡１３が前記非表示角度である場合は、凹面鏡１３が表示光Ｌをウインドシールド１ａに向けて反射しなくなるため、虚像Ｖを表示することができなくなる（非表示状態となる）。制御部３１は、ステップＳ９を実行した後は、ステップＳ７に戻って新たに撮像パターンを取得し、撮像パターンと基準パターンとの明度の比較を行う。

ステップＳ１０において、制御部３１は、凹面鏡１３の角度が前記非表示角度であるか否かを判定する。凹面鏡１３の角度が前記非表示角度である場合（ステップＳ１０でＹｅｓ）、制御部３１は、ステップＳ１１に移行する。凹面鏡１３の角度が前記非表示角度でない場合（ステップＳ１０でＮｏ）、制御部３１は、ステップＳ１５に移行する。

ステップＳ１１において、制御部３１は、照度センサ２２から照度センサ値Ｌｓを入力する。次にステップＳ１２において、制御部３１は、照度センサ値Ｌｓと予め記憶部３１ａに記憶される第４の閾値Ｘ４とを比較する。第４の閾値Ｘ４は、例えば液晶パネル１１ａの温度をすぐに上昇させる程度に大きな照度値が設定される。照度センサ値Ｌｓが第４の閾値Ｘ４未満であると判定される場合（ステップＳ１２でＹｅｓ）、制御部３１はステップＳ１３に移行する。照度センサ値Ｌｓが第４の閾値Ｘ４以上であると判定される場合（ステップＳ１２でＮｏ）、制御部３１は再度ステップＳ１１及びＳ１２を実行し、ステップＳ１３への移行を遅延させる。これにより、凹面鏡１３の角度が頻繁に前記非表示角度に変更され、虚像Ｖの表示、非表示が頻繁に切り替えられることを防止することができる。

ステップＳ１３において、制御部３１は、アクチュエータ１４を制御し、表示器１１への外光ＳＬの照射を回避しない第３の処理を実行する。具体的には、制御部３１は、アクチュエータ１４を制御し、凹面鏡１３をステップＳ９で記憶された、表示光Ｌをウインドシールド１ａに向けて反射し虚像Ｖを表示可能な角度（以下、表示角度という）に調整する処理を実行する。ステップＳ１３を実行した後、制御部３１は、ステップＳ１５に移行する。

ステップＳ１４において、制御部３１は、光源１１ｂの輝度をユーザが虚像Ｖを良好に視認可能な輝度（以下、通常輝度という）に制御する。なお、前記通常輝度は、記憶部３１に予め記憶される初期値、あるいは、ステップＳ５において記憶される低下前の輝度値である。また、前記通常輝度は外光ＳＬの照度に応じて適宜変更されてもよい。ステップＳ１４を実行した後、制御部３１は、ステップＳ１５に移行する。

ステップＳ１５において、制御部３１は、表示器１１に所定の表示画像Ｍを表示する。

制御部３１は、以上の処理を車両１のイグニッションスイッチがオフされるなどにより電源が遮断されるまで繰り返し実行する。電源が遮断される際、制御部３１は、アクチュエータ１４を制御し、凹面鏡１３を前記非表示角度に調整することが望ましい。車両１の停止時に外光ＳＬが表示器１１に照射されて不具合が生じることを防止するためである。以上の処理により、ＨＵＤ装置１００は、外光ＳＬによる温度上昇を踏まえた液晶パネル１１ａの予測温度値Ｔｆが上昇すると、まず、前記第１の処理によって光源１１ｂの輝度を低下させて虚像Ｖの表示を維持しつつ、液晶パネル１１ａの温度上昇を抑制する。そして、液晶パネル１１ａの予測温度値Ｔｆがさらに上昇すると、撮像パターンから実際に液晶パネル１１ａに黒化現象が生じていると判定した上で前記第２の処理によって表示器１１への外光ＳＬの照射を回避して液晶パネル１１ａの温度上昇をより抑制する。そして、前記第２の処理後に液晶パネル１１ａの黒化現象が改善したと判定されると、表示器１１への外光ＳＬの照射回避を解除し、再び虚像Ｖを表示させる。

以上のように、本実施形態におけるＨＵＤ装置１００は、液晶パネル１１ａと液晶パネル１１ａに背後から照明光ＢＬを照射する光源１１ｂとを有し、照明光ＢＬによって液晶パネル１１ａに表示画像Ｍを透過表示し、液晶パネル１１ａから表示画像Ｍを示す表示光Ｌを出射する表示器１１と、表示光Ｌを視認者（ユーザ）の前方に配置されるウインドシールド１ａに向けて反射する凹面鏡１３と、表示器１１を駆動制御する制御部３１と、を備えるヘッドアップディスプレイ装置であって、表示器１１の周囲温度（温度センサ値Ｔｓ）を取得する温度取得部（制御部３１）と、外光ＳＬの照度（照度センサ値Ｌｓ）を取得する照度取得部（制御部３１）と、表示器１１への外光ＳＬの照射を回避する外光照射回避部（アクチュエータ１４）をさらに備え、制御部３１は、前記温度取得部が取得した前記周囲温度に基づいて液晶パネル１１ａの温度値Ｔｐを推定し、前記照度取得部が取得した外光ＳＬの照度から外光ＳＬによる温度上昇値Ｔｕｐを推定し、推定した液晶パネル１１ａの温度値Ｔｐに温度上昇値Ｔｕｐを加算して液晶パネル１１ａの予測温度値Ｔｆを算出し、予測温度値Ｔｆが第１の閾値Ｘ１以上であると判断した場合に光源１１ａの輝度を低下させる第１の処理を実行し、さらに、予測温度値Ｔｆが第１の閾値Ｘ１よりも大きい第２の閾値Ｘ２以上であると判断した場合に前記外光照射回避部を制御し、外光ＳＬが表示器１１に照射されるのを回避する第２の処理を実行する。また、前記外光照射回避部として凹面鏡１３の角度を調整するアクチュエータ１４を備え、制御部３１は、前記第２の処理としてアクチュエータ１４を制御し、凹面鏡１３を外光ＳＬが表示器１１に向かうように反射されない角度に調整する。

これにより、ＨＵＤ装置１００は、表示器１１の周囲温度と外光ＳＬの照度とから液晶パネル１１ａの予測温度値Ｔｆを得ることで外光ＳＬの照度のみによる判断よりも精度良く実際の液晶パネル１１ａの状況を把握でき、また、虚像Ｖが非表示状態となる前記第２の処理に先立って表示が維持される前記第１の処理を実行することから、虚像Ｖの表示を極力維持しつつ、外光ＳＬの入射による表示器１１の不具合を回避することができる。

また、ＨＵＤ装置１００において、液晶パネル１１の表示領域ＤＰは、表示画像Ｍが常に表示されない第１の領域ＤＰ１を含み、表示領域ＤＰのうち少なくとも第１の領域ＤＰ１を撮像する撮像部２３と、液晶パネル１１ａに異常が発生していない第１の領域ＤＰ１を示す基準画像（基準パターン）を記憶する記憶部３１ａと、をさらに備え、制御部３１は、撮像部２３が撮像した第１の領域ＤＰ１を示す撮像画像（撮像パターン）と、記憶部３１ａに記憶される前記基準画像とを比較し、前記撮像画像と前記基準画像との明度差が第３の閾値Ｘ３以上であると判断される場合に、前記第２の処理を実行する。
これによれば、液晶パネル１１ａにおける液晶の黒化現象の発生をより精度良く判定でき、虚像Ｖの表示を極力維持することができる。

また、ＨＵＤ装置１００において、制御部３１は、前記第２の処理を実行した後に、前記撮像画像と前記基準画像との明度差が第３の閾値Ｘ３未満であると判断される場合に前記外光照射回避部を制御し、表示器１１への外光ＳＬの照射を回避しない第３の処理を実行する。
これによれば、液晶パネル１１ａにおける黒化現象の改善を精度良く判定でき、虚像Ｖの表示を適切なタイミングで再開することができる。

また、ＨＵＤ装置１００において、制御部３１は、前記照度取得部が取得した外光ＳＬの照度が第４の閾値Ｘ４以上であると判断した場合に、前記第３の処理の実行を遅延する。
これによれば、虚像Ｖの表示、非表示の切り替えが頻繁に繰り返されることを防止することができ、表示の視認性を向上することができる。

なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更（構成要素の削除を含む）が可能であることは勿論である。本実施形態においては、外光照射回避部として凹面鏡１３の角度を調整するアクチュエータ１４を備えたが、本発明の外光照射回避部として遮光性のシャッタ（遮光部材）の位置を移動や伸長などによって制御するアクチュエータ（位置調整部）を備えてもよい。この場合、制御部３１は、第２の処理として、シャッタを表示器１１に向かう外光ＳＬを遮る位置（例えば表示器１１から筐体１５の開口部１５ａに到る表示光Ｌの光路上）に調整する処理を実行する。また、制御部３１は、第３の処理として、シャッタを表示器１１に向かう外光ＳＬを遮らない位置に調整する処理を実行する。また、本実施形態においては、アクチュエータ１４は反射部材として凹面鏡１３の角度を調整したが、平面鏡１２の角度を調整するものであってもよい。

本発明は、ヘッドアップディスプレイ装置に好適である。

１ 車両
１ａ ウインドシールド（透過反射部）
２ アイボックス
１１ 表示器
１１ａ 液晶パネル
１１ｂ 光源
１２ 平面鏡
１３ 凹面鏡（反射部材）
１４ アクチュエータ（外光照射回避部、角度調整部）
１５ 筐体
２１ 温度センサ
２２ 照度センサ
２３ 撮像部
３１ 制御部
３１ａ 記憶部
１００ ヘッドアップディスプレイ装置
ＤＰ 表示領域
ＤＰ１ 第１の領域
ＢＬ 照明光
Ｌ 表示光
Ｍ 表示画像
Ｖ 虚像

Claims (6)

1. 液晶パネルと前記液晶パネルに背後から照明光を照射する光源とを有し、前記照明光によって前記液晶パネルに表示画像を透過表示し、前記液晶パネルから前記表示画像を示す表示光を出射する表示器と、
   前記表示光を視認者の前方に配置される透過反射部に向けて反射する反射部材と、
   前記表示器を駆動制御する制御部と、を備えるヘッドアップディスプレイ装置であって、
   前記表示器の周囲温度を取得する温度取得部と、
   外光の照度を取得する照度取得部と、
   前記表示器への前記外光の照射を回避する外光照射回避部と、をさらに備え、
   前記制御部は、前記温度取得部が取得した前記周囲温度に基づいて前記液晶パネルの温度値を推定し、前記照度取得部が取得した前記外光の照度から前記外光による温度上昇値を推定し、推定した前記液晶パネルの温度値に前記温度上昇値を加算して前記液晶パネルの予測温度値を算出し、前記予測温度値が第１の閾値以上であると判断した場合に前記光源の輝度を低下させる第１の処理を実行し、さらに、前記予測温度値が前記第１の閾値よりも大きい第２の閾値以上であると判断した場合に前記外光照射回避部を制御し、前記外光が前記表示器に照射されるのを回避する第２の処理を実行する、ことを特徴とする、ヘッドアップディスプレイ装置。
2. 前記液晶パネルの表示領域は、前記表示画像が常に表示されない第１の領域を含み、
   前記表示領域のうち少なくとも前記第１の領域を撮像する撮像部と、前記液晶パネルに異常が発生していない前記第１の領域を示す基準画像を記憶する記憶部と、をさらに備え、
   前記制御部は、前記撮像部が撮像した前記第１の領域を示す撮像画像と、前記記憶部に記憶される前記基準画像とを比較し、前記撮像画像と前記基準画像との明度差が第３の閾値以上であると判断される場合に、前記第２の処理を実行する、ことを特徴とする請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
3. 前記制御部は、前記第２の処理を実行した後に、前記撮像画像と前記基準画像との明度差が前記第３の閾値未満であると判断される場合に前記外光照射回避部を制御し、前記表示器への前記外光の照射を回避しない第３の処理を実行する、ことを特徴とする請求項２に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
4. 前記制御部は、前記照度取得部が取得した前記外光の照度が第４の閾値未満であると判断した場合に、前記第３の処理を実行する、ことを特徴とする請求項３に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
5. 前記外光照射回避部として前記反射部材の角度を調整する角度調整部を備え、
   前記制御部は、前記第２の処理において、前記角度調整部を制御し、前記反射部材を前記外光が前記表示器に向かうように反射されない角度に調整する、ことを特徴とする請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
6. 前記外光照射回避部として遮光部材の位置を調整する位置調整部を備え、
   前記制御部は、前記第２の処理において、前記遮光部材を前記表示器に向かう前記外光を遮る位置に調整する、ことを特徴とする請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置。

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