JP7003938B2 - 表示装置 - Google Patents

表示装置 Download PDF

Info

Publication number
JP7003938B2
JP7003938B2 JP2018563323A JP2018563323A JP7003938B2 JP 7003938 B2 JP7003938 B2 JP 7003938B2 JP 2018563323 A JP2018563323 A JP 2018563323A JP 2018563323 A JP2018563323 A JP 2018563323A JP 7003938 B2 JP7003938 B2 JP 7003938B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
control unit
display
signal
unit
output intensity
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2018563323A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2018135462A1 (ja
Inventor
祐一 福嶋
泰弘 山川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Seiki Co Ltd
Original Assignee
Nippon Seiki Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Seiki Co Ltd filed Critical Nippon Seiki Co Ltd
Publication of JPWO2018135462A1 publication Critical patent/JPWO2018135462A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7003938B2 publication Critical patent/JP7003938B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01Head-up displays
    • G02B27/0101Head-up displays characterised by optical features
    • G02B27/0103Head-up displays characterised by optical features comprising holographic elements
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00Details of colour television systems
    • H04N9/12Picture reproducers
    • H04N9/31Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3191Testing thereof
    • H04N9/3194Testing thereof including sensor feedback
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K35/00Arrangement of adaptations of instruments
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/34Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source
    • G09G3/3406Control of illumination source
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/34Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source
    • G09G3/36Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source using liquid crystals
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G5/00Control arrangements or circuits for visual indicators common to cathode-ray tube indicators and other visual indicators
    • G09G5/10Intensity circuits
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00Details of colour television systems
    • H04N9/12Picture reproducers
    • H04N9/31Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3102Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] using two-dimensional electronic spatial light modulators
    • H04N9/3111Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] using two-dimensional electronic spatial light modulators for displaying the colours sequentially, e.g. by using sequentially activated light sources
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00Details of colour television systems
    • H04N9/12Picture reproducers
    • H04N9/31Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3141Constructional details thereof
    • H04N9/3144Cooling systems
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00Details of colour television systems
    • H04N9/12Picture reproducers
    • H04N9/31Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3141Constructional details thereof
    • H04N9/315Modulator illumination systems
    • H04N9/3155Modulator illumination systems for controlling the light source
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00Details of colour television systems
    • H04N9/12Picture reproducers
    • H04N9/31Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3141Constructional details thereof
    • H04N9/315Modulator illumination systems
    • H04N9/3164Modulator illumination systems using multiple light sources
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/0213Electrical arrangements not otherwise provided for
    • H05K1/0237High frequency adaptations
    • H05K1/025Impedance arrangements, e.g. impedance matching, reduction of parasitic impedance
    • H05K1/0251Impedance arrangements, e.g. impedance matching, reduction of parasitic impedance related to vias or transitions between vias and transmission lines
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01Head-up displays
    • G02B27/0101Head-up displays characterised by optical features
    • G02B2027/0118Head-up displays characterised by optical features comprising devices for improving the contrast of the display / brillance control visibility
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/0816Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements
    • G02B26/0833Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements the reflecting element being a micromechanical device, e.g. a MEMS mirror, DMD
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01Head-up displays
    • G02B27/0101Head-up displays characterised by optical features
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/005Projectors using an electronic spatial light modulator but not peculiar thereto
    • G03B21/008Projectors using an electronic spatial light modulator but not peculiar thereto using micromirror devices
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14Details
    • G03B21/28Reflectors in projection beam
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2320/00Control of display operating conditions
    • G09G2320/04Maintaining the quality of display appearance
    • G09G2320/041Temperature compensation
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2320/00Control of display operating conditions
    • G09G2320/06Adjustment of display parameters
    • G09G2320/0626Adjustment of display parameters for control of overall brightness
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2320/00Control of display operating conditions
    • G09G2320/06Adjustment of display parameters
    • G09G2320/0626Adjustment of display parameters for control of overall brightness
    • G09G2320/064Adjustment of display parameters for control of overall brightness by time modulation of the brightness of the illumination source
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2330/00Aspects of power supply; Aspects of display protection and defect management
    • G09G2330/04Display protection
    • G09G2330/045Protection against panel overheating
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2370/00Aspects of data communication
    • G09G2370/14Use of low voltage differential signaling [LVDS] for display data communication
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2380/00Specific applications
    • G09G2380/10Automotive applications
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/34Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source
    • G09G3/3433Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source using light modulating elements actuated by an electric field and being other than liquid crystal devices and electrochromic devices
    • G09G3/346Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source using light modulating elements actuated by an electric field and being other than liquid crystal devices and electrochromic devices based on modulation of the reflection angle, e.g. micromirrors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/52Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames
    • H01L23/538Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames the interconnection structure between a plurality of semiconductor chips being formed on, or in, insulating substrates
    • H01L23/5386Geometry or layout of the interconnection structure
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/09Shape and layout
    • H05K2201/09209Shape and layout details of conductors
    • H05K2201/0929Conductive planes
    • H05K2201/09309Core having two or more power planes; Capacitive laminate of two power planes

Description

本発明は、画像を表示する表示装置に関する。
例えば特許文献1は、表示装置として、ヘッドアップディスプレイ装置を開示し、そのヘッドアップディスプレイ装置は、制御基板と、バックライト基板と、液晶駆動基板と、を備える。特許文献1の制御基板は、バックライト基板及び液晶駆動基板を制御して、計器画像を表示光として光源ユニットに出射させることができる。
例えば特許文献2は、ヘッドアップディスプレイ装置を開示し、そのヘッドアップディスプレイ装置は、制御基板と、プロジェクタと、を備える。特許文献2の制御基板は、プロジェクタを制御して、スクリーンに投射された映像の虚像を乗員に視認させることができる。
例えば特許文献3は、表示装置を開示し、その表示装置は、制御部と、照明制御部と、表示制御部と、を備える。特許文献3の制御部は、照明制御部及び表示制御部を制御して、スクリーンからの光(表示画像)の虚像を乗員に視認させることができる。
より具体的には、特許文献3は、例えばフィールドシーケンシャル方式により画像を表示する表示装置を開示し、その表示装置は、照明装置と、光強度検出部と、照明光学系と、表示素子と、投射光学系と、スクリーンと、平面ミラーと、凹面ミラー、筐体と、透光部と、を備える。特許文献3の表示装置では、スクリーンに表示される表示画像に要求される輝度に応じて照明装置の輝度を変更することができる。具体的には、特許文献3の表示装置では、照明装置の光源部の駆動方法として例えば2つの駆動方式を採用し、PWM駆動方式に必要な制御値(例えばDuty比)とPAM駆動方式に必要な制御値(例えば電流値)との組み合わせを変更することで、照明装置の輝度を変更することができる。
なお、特許文献3の表示装置では、フレーム期間内に占める表示期間(表示素子がスクリーンでの表示画像を表示可能な期間)の割合は、一定(例えば50[%])であってもよく、或いは、表示画像に要求される輝度に応じて決定(例えば50[%]又は70[%])されてもよい。
特開2016-045388号公報 特開2015-179152号公報 特開2014-066920号公報
特許文献1のヘッドアップディスプレイ装置において、特許文献1の液晶駆動基板上の駆動回路は、制御基板からの計器画像を表す映像信号に基づく制御信号で、液晶駆動基板上の液晶パネルの各画素の透過度合を変更して、所定の画像が表示光として出射されるように、液晶パネルを駆動する。従って、液晶パネルを駆動するために、制御基板と液晶駆動基板との間には例えばフレキシブルフラットケーブルである配線ケーブル(広義には配線)が配置され、液晶駆動基板上で駆動回路と液晶パネルとの間には回路配線(広義には配線)が配置される必要がある。なお、当業者は、基板上の回路配線を基板配線と呼ぶこともできる。
特許文献2のヘッドアップディスプレイ装置において、特許文献2の制御基板とプロジェクタとの間には、映像を表す映像信号を伝送する配線ケーブルが配置され、プロジェクタ内の基板上には、映像信号に基づきプロジェクタを制御するための制御信号を伝送する回路配線(基板配線)が配置される必要がある。
特許文献3の表示装置において、特許文献3の制御部と表示制御部との間には、画像を表す映像信号に基づく表示制御データを伝送する配線が配置され、表示制御部と表示素子(具体的には、反射型表示素子である例えばDMD)との間には、DMDの個々のミラー(各画素)をオン/オフ制御する制御データ(制御信号)を伝送する配線が配置される必要がある。
一般に、基板上の回路構成要素と回路構成要素との間の回路配線(基板配線)のノイズ対策は、例えばインピーダンス整合などで行うことができる。言い換えれば、例えばインピーダンス不整合に起因して、回路配線(基板配線)によって伝送されている信号の品質が低下してしまう。なお、基板と基板との間の配線ケーブルのノイズ対策は、例えばツイストペアケーブルなどで行うことができる。
一般に、液晶パネルを構成する複数の画素の総数又は密度、或いは、DMDを構成する複数のミラーの総数又は密度は、表示装置の解像度と関係し、その解像度が高い程、表示装置の表示の品質は高くなる。他方、表示装置の解像度が高い程、回路配線(基板配線)の総数は多くなる。或いは、回路配線(基板配線)の総数を抑制するために、回路配線(基板配線)の伝送速度は速くなる。従って、回路配線(基板配線)の増加によって、基板の面積が大きくなってしまう。或いは、回路配線(基板配線)の伝送速度が速くなる時に、インピーダンス整合が重要になる。
一般に、表示装置を構成する基板は、簡素化のため、1枚の基板であることが好ましい。しかしながら、特許文献1、2では、2枚以上の基板で表示装置が構成され、特許文献3では、照明装置内の回路基板が開示されているが、制御部、照明制御部及び表示制御部を構成する具体的な基板は、開示されていない。本発明者らは、基板の数の増加を防ぐとともに、各基板に適切な回路構成要素を配置することが望ましいことを認識した。言い換えれば、本発明者らは、画像の表示に不具合を生じさせないように、回路構成要素の配置を決定することが望ましいことを認識した。特に、表示素子としてDMDが採用される時に、本発明者らは、DMDでの表示に不具合を生じさせないように、具体的には、DMDの温度に影響を与えないように、回路構成要素の配置を決定することが望ましいことを認識した。
特許文献3では、光強度検出部から光強度データを取得し、スクリーンに表示される表示画像に要求される輝度と照明装置(照明部)の実際の輝度とのずれを補正することが示唆されているが、具体的な手法は、開示されていない。
本発明の1つの目的は、画像の表示の品質を向上可能な表示装置を提供することである。本発明のもう1つの目的は、基板の大型化を抑制可能な表示装置を提供することである。本発明の他の目的は、以下に例示する態様及び最良の実施形態、並びに添付の図面を参照することによって、当業者に明らかになるであろう。
なお、その他の目的は、例えば、画像の表示を的確に制御可能な表示装置を提供することであってもよい。これに加えて、或いは、これに代えて、その他の目的は、例えば、照明部の輝度を的確に制御可能な表示装置を提供することであってもよい。
以下に、本発明の概要を容易に理解するために、本発明に従う態様を例示する。
第1の態様において、表示装置は、
発光可能な光源部を有する照明部と、
前記照明部を制御する照明制御部と、
前記照明部からの照明光で表示画像を形成可能な表示素子と、
前記表示素子を制御する表示制御部と、
映像信号に基づき前記照明制御部及び前記表示制御部を制御する第1の制御部と、
前記表示素子及び前記表示制御部が実装される第1の基板と、
を備え、
前記表示制御部は、前記映像信号に基づき、前記表示素子を構成する複数の画素を制御する第1の信号を前記表示素子に送信するとともに、前記複数の画素の制御を設定する第2の信号を前記表示素子に送信し、
前記表示素子は、前記第1の信号及び前記第2の信号に基づき前記複数の画素を駆動し、前記表示素子及び前記表示制御部は、前記第1の基板の表面又は裏面の一方の上に実装され、
前記第1の信号を伝送する第1の配線は、前記表面又は前記裏面の前記一方の上のみに配置され、
前記第1の基板は、前記表面と前記裏面とを電気的に接続する第1のビア部を有する多層基板であり、
前記第2の信号を伝送する第2の配線は、
前記表示制御部と前記第1のビア部とを接続する第1の部分であって前記表面又は前記裏面の前記一方の上のみに配置される前記第1の部分と、
前記表面又は前記裏面の他方の上のみに配置される第2の部分であって、前記第1のビア部から前記表示素子に向かう前記第2の部分と、
を有する。
第1の態様では、表示制御部と表示素子との間の配線は、第1の配線と第2の配線とで構成され、表示素子を構成する複数の画素を制御する第1の信号を伝送する第1の配線は、表示制御部及び表示素子とともに、第1の基板の同一の面(例えば表面)の上に配置される。他方、表示素子を構成する複数の画素の制御を設定する第2の信号を伝送する第2の配線は、第2の部分を有し、その第2の部分は、第1の基板の他の面(例えば裏面)の上に配置される。情報量が多い第1の配線は、表示制御部及び表示素子とともに、第1の基板の同一の面の上に配置されるので、第1の信号は、第1の基板の他の面に迂回されず、第1のビア部に接続されない。表示素子(例えばDMD)を構成する複数の画素(例えばミラー)の制御(例えばON/OFF制御)は、画像の表示の品質に直結するので、第1の信号を伝送する第1の配線を優先して配置することで、画像の表示の品質を向上させることができる。
ところで、第2の配線は、第1のビア部に接続される。しかしながら、画素(例えばミラー)の制御を設定する第2の信号(例えばリフレッシュレート)は、情報量が少ないので、画像の表示の品質に与える影響は、大きくない。言い換えれば、リフレッシュが稀に1回されない状況であっても、この1回の不実行による画像の表示の品質の劣化は、視認され難い。第2の信号(の第2の部分)は、第1の基板の他の面に迂回されるので、その迂回分だけ第1の基板の面積(例えば表面の面積)の大型化を抑制することができる。
第1の態様に従属する第2の態様において、
前記第1の信号は、前記第1の配線によって第1の伝送速度で伝送される第1の差動信号を含んでもよく、
前記第2の信号は、前記第2の配線によって第2の伝送速度で伝送される第2の差動信号を含んでもよく、
前記第1の伝送速度は、前記第2の伝送速度よりも速くてもよい。
一般に、伝送速度が速い程、配線がビアに接続される時に、その接続部分でのインピーダンスが変化し易い。言い換えれば、伝送速度が速い程、信号は、接続部分で反射され易く、その反射ノイズによって信号の波形が劣化し易い。
従って、第2の態様では、高速側である第1の信号を伝送する第1の配線が、第1の基板の表面又は裏面の一方の上のみに配置されて、第1のビア部に接続されないので、画像の表示の品質の劣化を防止することができる。
第2の態様に従属する第3の態様において、
前記第1の差動信号の波形を調整する第1の信号品質調整用素子は、前記表示制御部の側に配置されて、前記第1の信号品質調整用素子と前記表示制御部との間の距離は、前記第1の信号品質調整用素子と前記表示素子との間の距離よりも短くてもよい。
第3の態様では、第1の信号品質調整用素子が表示制御部に近い。言い換えれば、表示制御部から送信された後に、第1の信号は、直ぐに第1の信号品質調整用素子に到達するので、その後、表示素子に到達するまでの間で、第1の信号の劣化を防止することができる。
第2又は第3の態様に従属する第4の態様において、
前記第2の差動信号の波形を調整する第2の信号品質調整用素子は、前記表示制御部の側に配置されて、前記第2の信号品質調整用素子と前記表示制御部との間の距離は、前記第2の信号品質調整用素子と前記表示素子との間の距離よりも短くてもよく、
前記第2の信号品質調整用素子は、前記表面又は前記裏面の前記一方の上のみに配置される前記第2の配線の前記第1の部分内に形成されてもよい。
第4の態様では、第2の信号品質調整用素子が表示制御部に近い。言い換えれば、表示制御部から送信された後に、第2の信号は、第1のビア部に到達する前に、直ぐに第2の信号品質調整用素子に到達するので、その後、表示素子に到達するまでの間で、第2の信号の劣化を防止することができる。
第2~第4の態様の何れか1つの態様に従属する第5の態様において、
前記第1の基板を構成する前記多層基板は、前記表面を形成する第1の層と、前記第1の層のすぐ下に位置する第2の層と、前記第2の層の下に位置する第3の層と、前記第3の層のすぐ下に位置する第4の層と、を有してもよく、
前記第4の層は、前記裏面を形成してもよく、
前記第2の層は、第1のグランド層であってもよく、
前記第3の層は、第2のグランド層であってもよい。
第5の態様では、第1の信号が伝送される第1の配線(例えば第1の基板の表面である第1の層の上に形成される第1の配線)は、第1のグランド層又は第2のグランド層の一方(例えば第1の層のすぐ下に位置する第2の層である第1のグランド層)に近い。同様に、第2の信号が伝送される第2の配線(例えば第1の基板の裏面である第4の層の上に形成される第2の配線)は、第1のグランド層又は第2のグランド層の他方(例えば第4の層のすぐ上に位置する第3の層である第2のグランド層)に近い。従って、第1の配線の特性インピーダンス及び第2の配線の特性インピーダンスがモデル化又は計算し易く、第1の配線に対する接続部分、及び第2の配線に対する接続部分に対して、インピーダンス整合を形成し易い。
第1~第5の態様の何れか1つの態様に従属する第6の態様において、
前記表示制御部は、表面実装型の回路構成要素であり、前記表面又は前記裏面の前記一方の上に表面実装されてもよく、
前記表示素子は、挿入型のコネクタを介して、前記表面又は前記裏面の前記一方の上に実装されてもよく、
前記表面又は前記裏面の前記他方の上のみに配置される前記第2の配線の前記第2の部分は、前記第1のビア部と前記コネクタとを接続してもよい。
第6の態様では、表示素子を第1の基板に実装するためのコネクタが挿入型の回路構成要素であるので、表示素子は、コネクタを介して第1の基板の裏面で第2の配線と接続される。言い換えれば、第6の態様では、第1の基板は、裏面の第2の配線の第2の部分と表示素子とを接続するための第2のビア部を有する必要がなく、従って、第2の信号の劣化を防止することができる。
なお、第1の態様の変形例において、例えば、
制御部は、映像信号に基づき前記照明制御部を照明制御データで制御する第1の制御部を有してもよく、
表示装置は、
前記照明制御部が実装される第2の基板を
更に備えてもよい。
第1の態様の変形例では、表示画像を形成可能な表示素子が第1の基板に実装される一方、発光可能な光源部を有する照明部を制御する照明制御部が第2の基板に実装される。照明制御部は、光源部を有する照明部を制御するので、照明部(光源部)を発光させるために、照明制御部の発熱量は、一般に大きくなる。また、本発明者らは、表示素子での表示の品質は、表示素子の温度に依存してしまうことを認識した。言い換えれば、本発明者らは、表示素子の動作を安定させるために、照明制御部と表示素子とを別の基板に実装することによって照明制御部からの熱が表示素子に伝達するのを防止した。
また、表示制御部は、表示素子を制御するものなので、表示素子と表示制御部とを同一の基板に実装することによって表示素子と表示制御部との間の配線を簡略化することができる。或いは、表示素子と表示制御部とを同一の基板に実装することによって表示素子と表示制御部との間を効率良く電気的に接続することができる。
第1の態様の変形例において、例えば、
前記照明制御部は、前記光源部を駆動するドライバを含んでもよい。
第1の態様の変形例では、照明制御部は、ドライバであって、光源部を駆動するために電流を消費するので、発熱し易い。従って、第1の態様の変形例では、ドライバと表示素子とを別の基板に実装することによってドライバからの熱が表示素子に伝達するのを防止することができる。
第1の態様の変形例において、例えば、
前記照明制御部は、前記ドライバの駆動電源を供給するドライバ駆動電源部を更に含んでもよい。
第1の態様の変形例では、照明制御部は、ドライバ及びドライバ駆動電源部であって、ドライバ駆動電源部も、ドライバの駆動電源の供給元であるので、発熱し易い。従って、第1の態様の変形例では、ドライバ及びドライバ駆動電源部と表示素子とを別の基板に実装することによってドライバ及びドライバ駆動電源部からの熱が表示素子に伝達するのを防止することができる。
第1の態様の変形例において、例えば、
前記第1の基板には前記第1の制御部が更に実装されてもよい。
第1の制御部は、映像信号に基づき照明制御データを生成するものなので、第1の態様の変形例では、例えばドライバである照明制御部と第1の制御部とを別の基板に実装することによって照明制御部からの熱が第1の制御部に伝達するのを防止することができる。また、第1の態様の変形例では、表示制御部と第1の制御部とを同一の基板に実装することによって表示制御部と第1の制御部との間の配線を簡略化することができる。
第1の態様の変形例において、例えば、表示装置は、
前記光源部の現在の出力強度を検出する第1の検出部を、
更に備えてもよく、
前記第1の制御部は、前記光源部の目標出力強度に対応する制御値を記憶してもよく、
前記第1の制御部は、前記目標出力強度と前記第1の検出部によって検出された前記現在の出力強度との差に基づき、前記制御値を補正する補正値を決定してもよく、
前記照明制御部は、前記制御値が前記補正値によって補正された制御補正値に基づき前記光源部を駆動してもよい。
第1の態様の変形例では、例えば要求輝度の変更に応じて目標出力強度が設定又は変更される時に、設定前又は変更前の目標出力強度に相当する現在の出力強度を考慮することができる。具体的には、第1の態様の変形例では、現在の出力強度が設定後又は変更後の目標出力強度までどのくらい離れているかを考慮することができる。より具体的には、第1の態様の変形例では、設定後又は変更後の目標出力強度に対応する制御値で光源部を駆動する時に、その制御値は、現在の出力強度から目標出力強度までの距離に基づく補正値によって補正することができる。従って、駆動後の現在又は実際の出力強度が設定後又は変更後の目標出力強度に一致し易くなり、照明部の輝度を的確に制御することができる。
第1の態様の変形例において、例えば、
前記目標出力強度が前記現在の出力強度よりも低い時に、前記補正値は、前記制御値を減少させてもよい。
第1の態様の変形例では、例えば、現在の出力強度を設定後又は変更後の目標出力強度まで下げる時に、減少された制御値で光源部を駆動することができる。具体的には、第1の制御部が目標出力強度に対応する制御値を記憶する時に、設定後又は変更後の目標出力強度よりも低い目標出力強度に対応する制御補正値で光源部を駆動することができる。一般に、目標出力強度が高い程、光源部は高温であるので、現在の出力強度を設定後又は変更後の目標出力強度まで下げる時に、光源部の高温状態に起因して、照明部の輝度が大きいことを本発明者らは、認識した。第1の態様の変形例では、例えば、現在の出力強度を設定後又は変更後の目標出力強度まで下げる時に、減少された制御値で光源部を駆動するので、照明部の輝度を的確に制御することができる。
第1の態様の変形例において、例えば、
前記目標出力強度が前記現在の出力強度よりも高い時に、前記補正値は、前記制御値を増加させてもよい。
第1の態様の変形例では、例えば、現在の出力強度を設定後又は変更後の目標出力強度まで上げる時に、増加された制御値で光源部を駆動することができる。具体的には、第1の制御部が目標出力強度に対応する制御値を記憶する時に、設定後又は変更後の目標出力強度よりも高い目標出力強度に対応する制御補正値で光源部を駆動することができる。一般に、目標出力強度が低い程、光源部は低温であるので、現在の出力強度を設定後又は変更後の目標出力強度まで上げる時に、光源部の低温状態に起因して、照明部の輝度が小さいことを本発明者らは、認識した。第1の態様の変形例では、例えば、現在の出力強度を設定後又は変更後の目標出力強度まで上げる時に、増加された制御値で光源部を駆動するので、照明部の輝度を的確に制御することができる。
第1の態様の変形例において、例えば、
前記目標出力強度と前記第1の検出部によって検出された前記現在の出力強度との前記差の絶対値が大きい程、前記補正値の絶対値は、大きくてもよい。
第1の態様の変形例では、例えば、現在の出力強度から目標出力強度までの距離が離れる程、その距離に応じて強く補正された補正値に基づき光源部を駆動するので、照明部の輝度を的確に制御することができる。
第1の態様の変形例において、例えば、
前記目標出力強度と前記第1の検出部によって検出された前記現在の出力強度との前記差の絶対値が閾値よりも小さい時に、前記補正値は、ゼロであってもよく、前記制御補正値は、前記目標出力強度に対応する前記制御値であってもよい。
第1の態様の変形例では、例えば、現在の出力強度から目標出力強度までの距離が短い時に、制御値の補正を省略し、目標出力強度に対応する制御値で光源部を駆動することができる。
第1の態様の変形例において、例えば、
前記制御補正値に基づき前記光源部を駆動した後に、前記第1の制御部は、前記第1の検出部によって検出された前記現在の出力強度を取り込んでもよく、前記現在の出力強度が前記目標出力強度に一致するように、前記補正値を調整してもよい。
第1の態様の変形例では、例えば、制御補正値に基づき光源部を駆動した後に、現在の出力強度を取り込み、好ましくは、現在の出力強度をリアルタイムに取り込み、駆動後の現在又は実際の出力強度と設定後又は変更後の目標出力強度との一致又は不一致に基づき、補正値を調整することができる。
第1の態様の変形例において、例えば、
前記光源部は、それぞれが異なる発光色を有する複数の発光素子を含んでもよく、
前記画像のフレーム期間を時間分割したサブフレーム期間毎に異なる前記発光素子を駆動するように、前記照明制御部は、前記照明部をフィールドシーケンシャル方式で制御してもよく、
前記第1の制御部は、前記発光素子毎に、前記目標出力強度に対応する前記制御値を記憶してもよく、
前記制御値は、前記複数の発光素子のうちの対応する1つの発光素子をPWM駆動するDuty比と前記対応する1つの発光素子をPAM駆動する電流値との乗算値に基づいてもよい。
第1の態様の変形例では、例えば、フィールドシーケンシャル方式の表示装置において、目標出力強度に対応する制御値として、例えば、1つの発光素子を駆動する際のDuty比と電流値との乗算値を採用することができる。
第1の態様の変形例において、例えば、表示装置は、
前記光源部の現在の温度を検出する第2の検出部を、
更に備えてもよく、
前記第1の制御部は、前記目標出力強度と前記現在の出力強度との前記差と、前記現在の温度と、に基づき、前記補正値を決定してもよい。
第1の態様の変形例では、補正値を決定する時に、光源部の現在の温度を更に考慮することができる。従って、駆動後の現在又は実際の出力強度が設定後又は変更後の目標出力強度により一層一致し易くなり、照明部の輝度をより一層的確に制御することができる。
第1の態様の変形例において、例えば、
前記第1の制御部は、前記制御値に関連付けられた前記光源部の想定温度を記憶してもよく、
前記第1の制御部は、前記目標出力強度と前記現在の出力強度との前記差と、前記現在の温度と、現在の制御値に関連付けられた第1の想定温度と、前記目標出力強度に対応する目標制御値に関連付けられた第2の想定温度と、に基づき、前記補正値を決定してもよい。
第1の態様の変形例では、例えば、制御値に光源部の想定温度を関連付けて、補正値を決定する時に、光源部の現在の温度と、現在又は変更前の第1の想定温度と、設置後又は変更後の第2の想定温度と、を更に考慮することができる。従って、駆動後の現在又は実際の出力強度が設定後又は変更後の目標出力強度により一層一致し易くなり、照明部の輝度をより一層的確に制御することができる。
第1の態様の変形例において、例えば、表示装置は、
前記光源部及び前記第2の検出部が実装される第3の基板を
更に備えてもよい。
第1の態様の変形例では、例えばドライバである照明制御部と光源部とを別の基板に実装することによって照明制御部からの熱が光源部に伝達するのを防止することができる。また、第1の態様の変形例では、光源部と第2の検出部(光源部の現在の温度を検出する検出部)とを同一の基板に実装することによって光源部と第2の検出部との間の配線を簡略化することができる。
第1の態様の変形例において、例えば、表示装置は、
前記目標出力強度を決定する第2の制御部を、
更に備えてもよく、
前記第2の基板には前記第2の制御部が更に実装されてもよい。
第1の態様の変形例では、表示素子での表示に不具合が生じないので、照明制御部と第2の制御部とを同一の基板に実装することができる。
第1の態様の変形例において、例えば、
前記第3の基板と前記第2の基板との間の配線部には、前記現在の温度を表すデータが流れてもよく、
前記第1の基板と前記第2の基板との間の配線部には、前記現在の温度を表す前記データ及び前記目標出力強度を表すデータが流れてもよく、
前記第2の制御部は、前記目標出力強度及び前記現在の温度を前記表示制御部に送ってもよく、
前記表示制御部は、前記目標出力強度を前記第1の制御部に送ってもよい。
第1の態様の変形例では、第2の基板に実装される第2の制御部は、第1の基板に実装される表示制御部を経由して、目標出力強度を第1の制御部に送っている。また、第1の態様の変形例では、第2の制御部は、発光部の現在の温度を表示制御部に送っている。従って、第1の態様の変形例では、第3の基板に実装される第2の検出部(光源部の現在の温度を検出する検出部)と第1の基板に実装される表示制御部との間の直接の配線部を備える必要がなく、第1の基板、第2の基板及び第3の基板を固定して表示装置を組み立てる時に、その作業性が向上する。
当業者は、例示した本発明に従う態様が、本発明の精神を逸脱することなく、さらに変更され得ることを容易に理解できるであろう。
本発明に従う表示装置の1つの用途の説明図である。 図1のヘッドアップディスプレイ装置の表示機構の説明図である。 図3(A)は本発明に従う表示装置の構成例を示し、図3(B)は図3(A)の表示装置を構成する複数の基板の各々における回路構成要素の配置例を示す。 図4(A)及び図4(B)の各々は、図3(B)の第1の基板の表面に実装されたDMDコントローラ及びDMDの配置例、並びにそれらの間の配線例を示す。 図5(A)及び図5(B)は、それぞれ、図4(A)及び図4(B)の第1の基板を構成する多層基板に配置される配線の経路の概略説明図を示す。 図3の表示装置の動作例を表すフローチャートを示す。 目標出力強度に対応する制御値を補正する補正値の説明図である。 図2の表示画像を表示する周期であるフレームの説明図である。 図3の表示素子30及び発光部10の駆動方法の説明図である。
以下に説明する最良の実施形態は、本発明を容易に理解するために用いられている。従って、当業者は、本発明が、以下に説明される実施形態によって不当に限定されないことを留意すべきである。
図1は、本発明に従う表示装置の1つの用途の説明図である。図1の例において、表示装置として、例えばヘッドアップディスプレイ装置100が示され、ヘッドアップディスプレイ装置100は、例えば自動車である車両に適している。ヘッドアップディスプレイ装置100は、車両のダッシュボード内に設けられ、表示画像を表す表示光Lをウインドシールド200で反射させることにより、運転者250等の乗員は、例えば車両情報を表す表示画像の虚像Vを視認することができる。
図2は、図1のヘッドアップディスプレイ装置100の表示機構の説明図である。図2の例において、ヘッドアップディスプレイ装置100は、例えば、照明部10と、照明光学系20と、表示素子30と、検出部40(図3(A)参照)と、投射光学系50と、スクリーン60と、平面ミラー70と、凹面ミラー75と、表示画像Mが出射する窓部81を有するハウジング80と、を備えている。
図2の照明部10は、発光可能な光源部11(図3(B)参照)を有し、例えば、光源部11を実装する回路基板(第3の基板CB3)と、反射透過光学部(図示せず)と、輝度ムラ低減光学部(図示せず)と、を更に有することができる。光源部11は、例えば赤色光を発する発光ダイオード11r(広義には、第1の発光素子)と、例えば緑色光を発する発光ダイオード11g(広義には、第2の発光素子)と、例えば青色光を発する発光ダイオード11b(広義には、第3の発光素子)と、を備えている(図3(A)参照)。
光源部11が例えば第1~第3の発光素子で構成される時に、例えば図3(B)の第3の基板CB3は、例えば3枚の基板で構成されて、1例において、各基板CB3は1つの発光部11と1つのセンサ40t1(温度検出センサ)とを実装することができる。言い換えれば、発光部11は、単色である1つの発光素子で構成されてもよく、図3(B)は、少なくとも1つの第3の基板CB3を概念的に示している。
図2の照明光学系20は、例えば凹状のレンズ等で構成され、照明部10から出射された照明光Cを表示素子30の大きさに調整することができる。図2の表示素子30は、例えば、可動式の複数のマイクロミラーを備えたDMD(Digital Micro-mirror Device)であり、複数のマイクロミラーの各々は、個別に制御される。マイクロミラーがONである時に、マイクロミラーは、ヒンジ(図示せず)を支点に例えば+12度傾斜し、照明光学系20から出射された照明光Cを投射光学系50方向に反射することができる。マイクロミラーがOFFである時に、マイクロミラーは、ヒンジを支点に例えば-12度傾斜し、照明光Cを投射光学系50方向に反射することができない。
図3(A)の検出部40は、照明部10の光源部11の出力強度を検出することができ、好ましくは、光源部11の温度も検出することができ、更に好ましくは、表示素子30の温度も検出することができる。言い換えれば、図3(A)の検出部40は、好ましくは、例えば図3(B)のセンサ40p(出力強度センサ)とセンサ40t1(温度検出センサ)とで構成され、更に好ましくは、例えばセンサ40pとセンサ40t1とセンサ40t2(温度検出センサ)とで構成される。図2の投射光学系50は、例えば凹レンズ又は凸レンズ等で構成され、表示素子30から投影された表示画像Mの表示光Lをスクリーン60に効率よく照射することができる。図2のスクリーン60は、例えば拡散板、ホログラフィックディフューザ、マイクロレンズアレイ等で構成され、投射光学系50からの表示光Lをスクリーン60の下面で受光し、スクリーン60の上面に表示画像Mを表示することができる。
図2の平面ミラー70は、スクリーン60に表示された表示画像Mを凹面ミラー75に向かって反射させることができる。図2の凹面ミラー75は、例えば凹面鏡等であり、平面ミラー70からの表示光Lを凹面で反射させ、反射光は、窓部81に向かって出射する。このような表示機構を介して表示光Lは、図1の運転者250に到達し、運転者250によって認識される虚像Vは、スクリーン60に表示された表示画像Mが拡大された大きさを有する。
図2のハウジング80の材料は、例えば硬質樹脂等であり、ハウジング80の上方に所定の大きさの窓部81が設けられている。図2の窓部81の材料は、例えばアクリル等の透光性樹脂であり、窓部81の形状は、例えば湾曲形状である。窓部81は、凹面ミラー75からの表示光Lを透過させることができる。
図3(A)は、本発明に従う表示装置の構成例を示し、図3(B)は図3(A)の表示装置を構成する複数の基板CB1,CB2,CB3,CB4の各々における回路構成要素の配置例を示す。図1において、表示装置は、ヘッドアップディスプレイ装置100として示され、ヘッドアップディスプレイ装置100は、例えば図3(A)の制御部90、照明制御部91及び表示制御部92によって制御される。図3(A)の例において、ECU(Electronic Control Unit)は、映像信号300を生成し、制御部90は、例えばLVDS(Low Voltage Differential Signal)方式の通信で映像信号300を入力することができる。制御部90は、典型的には、例えばFPGA(Field Programmable Gate Array)で構成されるが、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、マイクロコンピュータ等で構成されてもよい。また、制御部90、照明制御部91及び表示制御部92は、例えば統合ICで構成されてもよい。
図3(A)の制御部90は、映像信号300の要求する光の輝度と発光タイミングで照明部10を制御するための照明制御データD1を照明制御部91に出力するとともに、映像信号300の要求する表示画像Mを表示素子30で形成するための表示制御データD2を表示制御部92に出力することができる。表示画像Mを表示する周期であるフレームFは、複数の時間に分割されたサブフレームSFにより構成され(図9参照)、図3(A)の照明制御部91は、サブフレームSF毎に異なる色の発光ダイオード11r、11g、11bを照明制御データD1の要求する光強度とタイミングで高速に順次切替えさせるフィールドシーケンシャル駆動方式により照明部10を制御することができる。
図3(A)の表示制御部92は、表示制御データD2に基づき、表示素子30の個々のマイクロミラーを例えばPWM方式により、ON/OFF制御し、照明部10の出射する照明光Cをスクリーン60の方向へ反射させる時に、発光ダイオード11r、11g、11bを基本色として利用し、加法混合方式による混色又はフルカラーで表示画像Mを表現することができる。図3(A)の検出部40(具体的には、センサ40p(第1の検出部))は、例えばフォトダイオードであるセンサ41と、アナログデータをデジタルデータに変換するA/D変換器42と、を含み、発光部11の出力強度データPを制御部90に出力することができる。検出部40(具体的には、センサ40p)は、発光ダイオード11r、11g、11b毎に設けられ、センサ41は、典型的には、3つの光強度検出センサを有することができる。
好ましくは、図3(A)の検出部40(具体的には、センサ40t1(第2の検出部))は、発光部11の温度データTも制御部90に出力し、センサ41は、典型的には、3つの発光ダイオード11r、11g、11bに対応する3つの温度検出センサを更に有することができる。なお、発光部11の温度データT1は、例えば発光ダイオード又はLEDチップの周囲温度であり、制御部90は、その周囲温度と、LEDチップから周辺雰囲気までの熱抵抗と、投入電力と、に基づき、ジャンクション温度を算出してもよい。
更に好ましくは、図3(A)の検出部40(具体的には、センサ40t2(第3の検出部))は、例えばDMDである表示素子30の温度データT2も制御部90に出力し、センサ41は、典型的には、表示素子30に対応する1つの温度検出センサを更に有することができる。
図3(B)の例において、第3の制御部90-1(具体的には、シリアル・パラレル変換器(S/P))は、映像信号300(具体的には、シリアル映像信号)に基づき表示制御部92(具体的には、コントローラ(DMDコントローラ))を表示制御データD2(具体的には、パラレル映像信号)で制御する。第1の制御部90-3(具体的には、電源管理IC(PMIC))は、映像信号300(具体的には、表示制御データD2)に基づき照明制御部91(具体的には、ドライバDRV(LEDドライバ))を照明制御データD1(具体的には、制御値d)で制御する。第2の制御部90-2(具体的には、コントローラ(マイクロ・コントローラ))は、例えば照度データに基づき、発光部11の目標出力強度データpを決定することができるとともに、発光部11の温度データT1を中継することができる。
なお、シリアル・パラレル変換器(S/P)は、広義には、映像信号入力部であり、第3の制御部90-1又は映像信号入力部は、ECUからパラレル映像信号を入力し、入力したパラレル映像信号を表示制御部92(DMDコントローラ)に送ってもよい。代替的に、第3の制御部90-1が省略されて、表示制御部92(DMDコントローラ)は、ECUからパラレル映像信号を入力してもよく、表示制御部92(DMDコントローラ)は、制御部90の映像信号入力部の機能を有してもよい。
図3(B)の第1の基板CB1には、表示素子30(DMD)及び表示制御部92(DMDコントローラ)が実装されている。また、第2の基板CB2には、照明制御部91(LEDドライバ)及び第3の制御部90-1(S/P)が実装されている。この例では、表示画像Mを形成可能な表示素子30が第1の基板CB1に実装される一方、発光可能な光源部11を有する照明部10を制御する照明制御部91が第2の基板CB2に実装される。照明制御部91は、光源部11を有する照明部10を制御するので、照明部10(光源部11)を発光させるために、照明制御部91の発熱量は、一般に大きくなる。また、本発明者らは、表示素子30での表示の品質は、表示素子30の温度(T2)に依存してしまうことを認識した。言い換えれば、本発明者らは、表示素子30の動作を安定させるために、照明制御部91と表示素子30とを別の基板に実装することによって照明制御部91からの熱が表示素子30に伝達するのを防止した。
特に、表示素子30がDMDである時に、高温(例えば摂氏90[degree]以上)状態で、DMDでの表示に不具合が生じ得ることを本発明者らは、認識した。
ところで、第3の制御部90-1は、シリアル映像信号をパラレル映像信号に変換するものなので、表示素子30と比較して、温度に対する耐性が高い。照明制御部91と第3の制御部90-1とを同一の基板に実装することによってヘッドアップディスプレイ装置100の大型化を抑制することができる。或いは、表示素子30での表示に不具合が生じないので、照明制御部91と第3の制御部90-1とを同一の基板に実装することができる。なお、第3の制御部90-1がECUからパラレル映像信号を入力する映像信号入力部である時に、映像信号入力部(第3の制御部90-1)は、表示素子30と比較して、温度に対する耐性が高い。
表示制御部92は、表示素子30を制御するものなので、表示素子30と表示制御部92とを同一の基板に実装することによって表示素子30と表示制御部92との間の配線を簡略化することができる。或いは、表示素子30と表示制御部92とを同一の基板に実装することによって表示素子30と表示制御部92との間を効率良く電気的に接続することができる。
図3(B)の例において、照明制御部91は、例えばLEDドライバであって、光源部11を駆動するために電流を消費するので、発熱し易い。なお、照明制御部91は、LEDドライバの駆動電源を供給するドライバ駆動電源部(具体的には、DC/DCコンバータCNV)を更に含んでもよい。照明制御部91が例えばLEDドライバ及びドライバ駆動電源部である時に、ドライバ駆動電源部も、LEDドライバの駆動電源の供給元であるので、発熱し易い。なお、1例として、DC/DCコンバータCNVは、バッテリ電源(例えば12[V])をLEDドライバが駆動する電圧(例えば8[V])に変圧又は降圧することができる。
図3(B)の例において、第1の基板CB1には第1の制御部90-3が更に実装されてもよい。第1の制御部90-3は、例えばパラレル映像信号(広義には、映像信号300)に基づき照明制御データD1(具体的には、制御値d)を生成するものなので、例えばLEDドライバである照明制御部91と第1の制御部90-3とを別の基板に実装することによって照明制御部91からの熱が第1の制御部90-3に伝達するのを防止することができる。また、表示制御部92と第1の制御部90-3とを同一の基板に実装することによって表示制御部92と第1の制御部90-3との間の配線を簡略化することができる。
図3(B)の例において、第2の基板CB2に実装される第2の制御部90-2は、第1の基板CB1に実装される表示制御部92を経由して、目標出力強度pを第1の制御部90-3に送っている。また、第3の制御部90-3は、発光部11の現在の温度(T1)を表示制御部92に送っている。従って、ヘッドアップディスプレイ装置100では、第3の基板CB3に実装される第2の検出部(光源部11の現在の温度データT1を検出するセンサ40t1)と第1の基板CB1に実装される表示制御部92との間の直接の配線部を備える必要がなく、第1の基板CB1、第2の基板CB2及び第3の基板CB3を固定してヘッドアップディスプレイ装置100を組み立てる時に、その作業性が向上する。
図3(B)の第4の基板CB4には、第1の検出部(発光部11の出力強度データPを検出するセンサ40p)が実装されている。第1の基板CB1には、第3の検出部(表示素子30の現在の温度データT2を検出するセンサ40t2)が実装されている。表示素子30がDMDである時に、DMDは、温度に対する耐性が低いので、第1の基板CB1には、例えばヒータが更に実装され、例えば表示制御部92は、温度データT2を中継することができる。例えば温度データT2がDMDの所定の温度範囲の下限を下回る時に、第2の制御部90-2は、温度データT2に基づきヒータでDMDの温度を増加させることができる。或いは、例えば温度データT2がDMDの所定の温度範囲の上限を超える時に、第2の制御部90-2は、温度データT2に基づきファンでDMDの温度を下げることができる。
表示制御部92は、パラレル映像信号に基づいてDMD(表示素子30)を構成する複数のマイクロミラーの各々を高速信号路で制御することができる。また、表示制御部92は、低速信号路を介して表示素子30の設定を実行又は変更し、表示素子30から設定値を読み取ることができる。また、表示制御部92は、発光部11の温度データT1に適した例えばホワイトバランス情報WHを算出することができる。
第1の制御部90-3は、発光部11の目標出力強度Pと現在の出力強度pとの差と、ホワイトバランス情報WH(広義には、温度データT1)と、に基づき、光源部11の目標出力強度Pに対応する制御値の補正値を決定し、補正後の制御値dを照明制御部91に出力することができる。また、例えばLEDドライバである照明制御部91が駆動した発光部11の例えば電流値は、第1の制御部90-3にフィードバックされており、第1の制御部90-3は、このフィードバックに基づいて制御値を決定又は調整することができる。
図4(A)及び図4(B)の各々は、図3(B)の第1の基板CB1の表面に実装されたDMDコントローラ(広義には、表示制御部92)及びDMD(広義には、表示素子30)の配置例、並びにそれらの間の配線例を示す。図4(A)の例において、DMDコントローラは、シリアル・パラレル変換器(第3の制御部90-1)からのパラレル映像信号を受信し、DMDを構成する複数のミラーをON/OFF制御する制御信号(第1の信号)をDMDに送信するとともに、複数のミラーの制御を設定する設定信号(第2の信号)をDMDに送信する。
パラレル映像信号は、シリアル・パラレル変換器とDMDコントローラとの間の通信信号であり、パラレル映像信号は、例えば汎用の通信規格であるOpenLDI(open LVDS display interface)に従う。言い換えれば、パラレル映像信号は、DMDコントローラの入力フォーマットに合致する必要があり、DMDコントローラが例えば車載ヘッドアップディスプレイに適している時に、パラレル映像信号は、典型的には、1クロック(Clock*1)及び4データ(Data*4)で構成される例えば5ペア(10ライン)のLVDS方式に従うリンク(広義には、差動信号が伝送される配線ケーブル)によって、例えば300[Mbps]~例えば400[Mbps]の範囲の伝送速度(=第2の伝送速度)で伝送される。
なお、パラレル映像信号は、シリアル映像信号から変換され、そのシリアル映像信号は、ECUとシリアル・パラレル変換器との間の通信信号であり、シリアル映像信号は、例えば1ラインの高速インターフェースに従う配線ケーブルによって、例えば1[Gbps]~例えば2[Gbps]の範囲の伝送速度(=第1の伝送速度>第2の伝送速度)で伝送される。
DMDを構成する複数のミラー(例えば解像度:1152*1152)をON/OFF制御する制御信号(第1の信号)は、DMDコントローラとDMDとの間の通信信号であり、その制御信号は、典型的には、1クロック(Clock*1)及び8データ(Data*8)で構成される例えば9ペア(18ライン)のLVDS方式に従う第1のリンク(広義には、第1の差動信号が伝送される第1の回路配線92-H[1](例えば図4(A)において、3ラインだけで示され、残りの例えば15ラインの図示は、簡略化又は省略されている。))と、1クロック(Clock*1)及び8データ(Data*8)で構成される例えば9ペア(18ライン)のLVDS方式に従う第2のリンク(広義には、第1の差動信号が伝送される第2の回路配線92-H[2](例えば図4(A)において、3ラインだけで示され、残りの例えば15ラインの図示は、簡略化又は省略されている。)と、の合計2リンク(合計36ライン)によって、例えば600[Mbps]×2(=例えば1.2[Gbps])程度の伝送速度(=第3の伝送速度>第1の伝送速度)で伝送される。
複数のミラーの制御を設定する設定信号(第2の信号)も、DMDコントローラとDMDとの間の通信信号であり、その設定信号は、例えば典型的には、1クロック(Clock*1)及び1データ(Data*1)で構成される例えば2ペア(4ライン)のLVDS方式に従うリンク(広義には、第2の差動信号が伝送される第3の回路配線92-L[3](例えば図4(A)において、2ラインだけで示され、残りのラインの図示は、簡略化又は省略されている。)によって、例えば120[Mbps]程度の伝送速度(=第4の伝送速度<第1の伝送速度<第3の伝送速度)で伝送される。
図4(A)の第3の回路配線92-L[3]は、例えばシングルエンド方式に従う2ライン(例えば図4(A)において、図示は、簡略化又は省略されている。)を更に含むことができる。DMDの例えばリフレッシュレートは、LVDS信号(例えば2ペア(4ライン))によって、DMDコントローラからDMDに書き込まれる。また、DMDに現に設定されている例えばリフレッシュレートは、シングルエンド信号(例えば2ライン)によって、DMDからDMDコントローラに読み出される。なお、設定信号(第2の信号)は、リフレッシュレートだけでなく、表示画像Mの例えば上下反転等、各ミラーのON/OFFを決定するためのその他のパラメータを含むことができる。
図4(A)の例において、DMDは、DMDコントローラからの制御信号及び設定信号に基づきDMDを構成する複数のミラーの各々をON/OFF駆動することができ、DMD及びDMDコントローラは、図3(B)の第1の基板CB1の表面に実装されている。なお、DMD及びDMDコントローラは、第1の基板CB1の表面ではなく、第1の基板CB1の裏面に実装されてもよい。言い換えれば、DMD及びDMDコントローラは、第1の基板の同一の面に実装されている。
DMD及びDMDコントローラが第1の基板CB1の表面の上に実装される時に、制御信号を伝送する第1の回路配線92-H[1]及び第2の回路配線92-H[2](広義には、第1の基板CB1の表面の上の第1の配線)は、第1の基板CB1の表面の上に実装され、第1の基板CB1の裏面の上に実装されない。制御信号は、DMDを構成する複数のミラー(例えば解像度:1152*1152)の各々のON/OFFを決定するので、その情報量は多く、従って、第1の回路配線92-H[1]及び第2の回路配線92-H[2]は、第1の基板CB1の同一の面(例えば表面)の上に配置されることが好ましい。
これにより、第1の回路配線92-H[1]及び第2の回路配線92-H[2]で伝達される制御信号は、第1の基板CB1の他の面(例えば裏面)に迂回されず、第1のビア部94(例えば図4(A)において、2個のビアだけで示され、残りの例えば4個のビアの図示は、簡略化又は省略されている。)に接続されない。DMDミラーのON/OFF制御は、表示画像Mの表示の品質に直結するので、第1の回路配線92-H[1]及び第2の回路配線92-H[2]を優先して配置することで、表示画像Mの表示の品質を向上させることができる。
なお、図4(A)の例において、第1の基板CB1は、第1の基板CBの表面と裏面とを電気的に接続する第1のビア部94(DMDコントローラ側)を有する多層基板(例えば図5(A)参照)であり、図4(A)の第1の基板CB1は、第2のビア部94(DMD側)(例えば図4(A)において、2個のビアだけで示され、残りの例えば4個のビアの図示は、簡略化又は省略されている。)を更に有している。
DMD及びDMDコントローラが第1の基板CB1の表面の上に実装される時に、図4(A)の例において、設定信号を伝送する第3の回路配線92-L[3]は、DMDコントローラと第1のビア部94(DMDコントローラ側)とを接続する第1の部分であって第1の基板CB1の表面の上のみに配置される第1の部分と、第1の基板CB1の裏面の上のみに配置される第2の部分であって第1のビア部94(DMDコントローラ側)からDMDに向かう第2の部分(図4(A)において、点線の2ラインだけで示され、残りのラインの図示は、簡略化又は省略されている。))と、を有している。
第3の回路配線92-L[3]の第2の部分は、具体的には、第1のビア部94(DMDコントローラ側)と第1のビア部94(DMD側)とを接続している。また、図4(A)の例において、第3の回路配線92-L[3]は、第1のビア部94(DMD側)とDMDとを接続する第3の部分であって第1の基板CB1の表面の上のみに配置される第3の部分を更に有することができる。
なお、図4(B)の例において、図3(B)の第1の基板CB1は、第2のビア部94(DMD側)を有しておらず、従って、第3の回路配線92-L[3]は、図4(A)の第3の部分を有していない。具体的には、図4(B)の例において、第3の回路配線92-L[3]は、図4(A)の第1の部分と同じ第1の部分を有し、図4(B)の第2の部分は、第1の基板CB1の裏面の上において、第1のビア部94(DMDコントローラ側)とDMDとを直接に接続している。
図4(A)の例において、第1の回路配線92-H[1]及び第2の回路配線92-H[2]は、第1の信号品質調整用素子93H[1],93H[2]を含んでいる。第1の信号品質調整用素子93H[1],93H[2]は、ノイズフィルタであり、より具体的には、コモンモードフィルタ(コモンモードノイズフィルタ)である。
コモンモードフィルタが例えばコモンモードチョークコイルである時に、各ライン上に1つのコモンモードチョークコイルが配置される。図4(A)において、第1の信号品質調整用素子93H[1]は、その配置エリアを表し、言い換えれば、機能ブロックとして表されている。具体的には、第1の回路配線92-H[1]が例えば9ペアの第1の差動信号線(18ライン)である時に、例えば18個のコモンモードチョークコイルの具体的な配置の図示は、省略され或いは符号93H[1]で指定される配置エリアによって簡略化されている。同様に、第2の回路配線92-H[2]が例えば9ペアの第1の差動信号線(18ライン)である時に、例えば18個のコモンモードチョークコイルの具体的な配置の図示は、省略され或いは符号93H[2]で指定される配置エリアによって簡略化されている。
第1の差動信号の波形を調整する第1の信号品質調整用素子93H[1],93H[2]は、DMDコントローラの側に配置されて、第1の信号品質調整用素子93H[1],93H[2]とDMDコントローラとの間の距離は、第1の信号品質調整用素子93H[1],93H[2]とDMDとの間の距離よりも短いことが好ましい。第1の信号品質調整用素子93H[1],93H[2]がDMDコントローラに近い時に、DMDコントローラから送信された後に、第1の差動信号で構成される第1の信号(DMDを構成する複数のミラー(例えば解像度:1152*1152)をON/OFF制御する制御信号)は、直ぐに第1の信号品質調整用素子93H[1],93H[2]に到達するので、その後、DMDに到達するまでの間で、第1の信号(制御信号)の劣化を防止することができる。
図4(A)の例において、第3の回路配線92-L[3]は、第2の信号品質調整用素子93Lを含んでいる。第2の信号品質調整用素子93Lは、ノイズフィルタであり、より具体的には、コモンモードフィルタ(コモンモードノイズフィルタ)である。第3の回路配線92-L[3]が例えば2ペアの第2の差動信号線(4ライン)である時に、例えば4個のコモンモードチョークコイルの具体的な配置の図示は、省略され或いは符号92-L[3]で指定される配置エリアによって簡略化されている。
第2の差動信号の波形を調整する第2の信号品質調整用素子93Lは、DMDコントローラの側に配置されて、第2の信号品質調整用素子93LとDMDコントローラとの間の距離は、第2の信号品質調整用素子93Lと前DMDとの間の距離よりも短いことが好ましい。なお、第2の信号品質調整用素子93Lは、第1の基板CB1の例えば表面の上のみに配置される第3の回路配線92-L[3]の第1の部分内に形成されている。第2の信号品質調整用素子93LがDMDコントローラに近い時に、DMDコントローラから送信された後に、第2の差動信号で構成される第2の信号(複数のミラーの制御を設定する設定信号)は、第1のビア部94に到達する前に、直ぐに第2の信号品質調整用素子93Lに到達するので、その後、DMDに到達するまでの間で、第2の信号(設定信号)の劣化を防止することができる。
図5(A)及び図5(B)は、それぞれ、図4(A)及び図4(B)の第1の基板CB1(図3(B)参照)を構成する多層基板に配置される配線92-H,92-Lの経路の概略説明図を示す。なお、図5(A)及び図5(B)は、図4(A)及び図4(B)の特定の断面図を正確に表すものではなく、DMDコントローラからDMDまでの配線を当業者が分かり易く認識できるために作成されたものである。
図5(A)の例において、第1の基板CB1は、例えば6層基板である。しかしながら、本発明は、図5(A)に例に限定されるものではない。言い換えれば、図3(B)の第1の基板CB1は、多層基板であり、好ましくは、図5(A)に示されるように、層CB-2を形成する第1のグランド層と、層CB-5を形成する第2のグランド層と、を有し、例えば層CB-3,CB-4(中間層(例えば電源層))は、任意の層であって、それらは省略されてもよい。即ち、第1の基板CB1は、第1及び第2のグランド層を好ましくは有する例えば4層基板であってもよい。或いは、第1の基板CB1は、第1及び第2のグランド層及び図示されない他の層を有する例えば7層以上の基板であってもよい。
図5(A)の例において、配線92-H(図4(A)の第1の回路配線92-H[1]及び第2の回路配線92-H[2]に対応する。)は、層CB-1(第1の基板CB1の表面を形成する第1の層)の上に形成され、DMDコントローラとDMDとの間に、信号品質調整用素子93H(図4(A)の第1の信号品質調整用素子93H[1],93H[2]に対応する。)を含んでいる。
図5(A)の例において、DMDは、表面実装型のコネクタ(ソケット)を介して、第1の基板CB1の表面の上に実装されている。具体的には、DMDコントローラ及びコネクタ(ソケット)は、第1の基板CB1の表面の上に表面実装されて、コネクタ(ソケット)の接続部30Pに、DMDのピン30-P(端子)(例えば図4(A)において、30個のピン30-Pだけで示され、残りのピンの図示は、簡略化又は省略されている。)が入り込んで、DMDコントローラとDMDは、電気的に接続されている。
図5(A)の例において、第1の基板CB1は、層CB-1(第1の層)のすぐ下に位置する層CB-2(第2の層)を更に有し、層CB-2は、典型的には、例えばベタグランド層である。層CB-2がベタグランド層(第1のグランド層)である時に、配線92-Hの特性インピーダンスがモデル化又は計算し易く、配線92-Hに対する接続部分(具体的には、LDVSのドライバ側であるDMDコントローラの出力インピーダンス、及びLDVSのレシーバ側であるDMDの入力インピーダンス)に対して、インピーダンス整合を形成し易い。
図5(A)の例において、配線92-L(図4(A)の第3の回路配線92-L[3]に対応する。)は、層CB-1(第1の基板CB1の表面を形成する第1の層)の上に形成される第1の部分を有し、第1の部分は、DMDコントローラと第1のビア部94(図5(A)において、スルーホールビア)との間に、信号品質調整用素子93L(図4(A)の第2の信号品質調整用素子93Lに対応する。)を含んでいる。
配線92-Lは、第2の部分を更に含み、その第2の部分は、第1のビア部94と第2のビア部94(図5(A)において、スルーホールビア)とを接続し、例えばベタグランド層(第2のグランド層)である層CB-5(第3の層)のすぐ下に位置する層CB-6(第1の基板CB1の裏面を形成する第4の層)の上に形成されている。層CB-5がベタグランド層(第2のグランド層)である時に、配線92-Lの第2の部分(配線92-Lの最も長い部分である主部)の特性インピーダンスがモデル化又は計算し易く、配線92-Lに対する接続部分(具体的には、LDVSのドライバ側であるDMDコントローラの出力インピーダンス、及びLDVSのレシーバ側であるDMDの入力インピーダンス)に対して、インピーダンス整合を形成し易い。
図5(A)の例において、配線92-Lは、第3の部分を更に含み、その第3の部分は、第2のビア部94とDMD(図5(A)において、コネクタ(ソケット)の表面実装部分)とを接続している。
図5(B)の例において、配線92-Lは、図5(B)の第3の部分を含んでいない。具体的には、図5(B)のコネクタ(ソケット)は、第1の基板CB1に例えばスルーホールリフローによって実装された挿入型のコネクタ(ソケット)である。配線92-Lの第2の部分は、第1の基板CB1の裏面上で、第1のビア94と挿入型のコネクタ(ソケット)のピンとを接続している。図5(B)の第1の基板CB1は、第1の基板CB1の裏面の配線92-Lの第2の部分とDMDとを接続するための図5(A)の第2のビア部94を有する必要がなく、従って、第2の信号(複数のミラーの制御を設定する設定信号)の劣化を防止することができる。
図6は、図3(A)の表示装置の動作例を表すフローチャートを示す。例えばステップST01において、制御部90(図3(B)の第2の制御部90-2)は、新調光値を入力する。典型的には、図1の車両又はヘッドアップディスプレイ装置100は、車両の前方照度等の外光の照度を検出する照度センサを備え、制御部90は、照度データに応じて映像信号300の要求する光の輝度を決定することができる。言い換えれば、新調光値は、典型的には、例えば照度データである。代替的に、新調光値は、例えば図3(A)のECU又は図示されない他のECU(広義には、車載装置)によって決定されてもよく、或いは、運転者250の操作によって決定されてもよい。
新調光値が入力された後に、制御部90(図3(B)の第2の制御部90-2)は、発光部11の温度(例えば赤色光を発する発光ダイオード11rの温度)を入力する(図6のステップST02)。次に、制御部90(図3(B)の第2の制御部90-2)は、新調光値に応じた光源部11の目標出力強度(例えば発光ダイオード11rの目標光強度)を決定する(ステップST03)。次に、制御部90(図3(B)の第1の制御部90-3)は、新調光値に基づき設定又は変更された目標出力強度と現在の出力強度との差が閾値(第1の閾値又は強度閾値)以上であるか否かを判定する(ステップST04)。
目標出力強度と現在の出力強度との差が閾値以上である時に、制御部90(図3(B)の第1の制御部90-3)は、目標出力強度と現在の出力強度との差と、発光部11の温度と、に基づき補正値を決定する(ステップST05)。なお、表示装置又はヘッドアップディスプレイ装置100が発光部11の温度を検出しない時に、ステップST02は、省略され、ステップST05において、制御部90(図3(B)の第1の制御部90-3)は、目標出力強度と現在の出力強度との差に基づき補正値を決定してもよい。
図7は、目標出力強度に対応する制御値を補正する補正値の説明図である。図3の制御部90(図3(B)の第1の制御部90-3)は、光源部11の目標出力強度に対応する制御値を記憶し、例えば目標出力強度p1及びp2に対応する制御値は、それぞれ、d1及びd2である(図7参照)。例えば図7に示されるような関係式は、発光ダイオード11r,11g,11bの個体差を考慮して製造時に設定されている。目標出力強度の値が例えば図7のp1からp2に変更される時に、制御部90(図3(B)の第1の制御部90-3)は、現在の出力強度を考慮することができる(図6のステップST05)。
例えば、発光ダイオード11rの現在の出力強度データPは、目標出力強度p1と一致し、照明制御部91が制御値d1で発光ダイオード11rを駆動することを仮定する。具体的には、制御部90は、現在の出力強度(=p1)が設定後又は変更後の目標出力強度p2までどのくらい離れているかを考慮することができる。より具体的には、照明制御部91は、設定後又は変更後の目標出力強度p2に対応する制御値d2で発光ダイオード11rを駆動する時に、その制御値d2は、現在の出力強度(=p1)から目標出力強度p2までの距離(=p1-p2)に基づく補正値Δによって補正することができる。
現在の出力強度(=p1)を設定後又は変更後の目標出力強度p2まで下げる時に、照明制御部91は、減少された制御値(=d2-Δ=d2’)で発光ダイオード11rを駆動することができる。言い換えれば、照明制御部91は、設定後又は変更後の目標出力強度p2よりも低い目標出力強度に対応する制御補正値d2’で発光ダイオード11rを駆動することができる。一般に、目標出力強度pが高い程、発光ダイオード11rは高温であるので、現在の出力強度(=p1)を設定後又は変更後の目標出力強度p2まで下げる時に、発光ダイオード11rの高温状態(発熱量)に起因して、制御値d2で駆動する発光ダイオード11rの輝度が大きいことを本発明者らは、認識した。図3の照明制御部91では、現在の出力強度(=p1)を設定後又は変更後の目標出力強度p2まで下げる時に、減少された制御値(=d2-Δ=d2’)で発光ダイオード11r等の光源部11を駆動するので、照明部10の輝度を的確に制御することができる。
好ましくは、目標出力強度と現在の出力強度との差の絶対値が大きい程、補正値の絶対値は、大きく設定される。即ち、現在の出力強度(=p1)を設定後又は変更後の目標出力強度(<p2)まで下げる時に、照明制御部91は、より一層減少された制御値(<d2’)で発光ダイオード11rを駆動することができる。現在の出力強度から目標出力強度までの距離が離れる程、照明制御部91は、その距離に応じて強く補正された補正値に基づき光源部11を駆動するので、制御部90(図3(B)の第1の制御部90-3)は、照明部10の輝度をより一層的確に制御することができる。
なお、図7において、制御値dは、例えば発光ダイオード11r等の1つの発光素子をPWM駆動するDuty比とその発光ダイオード11rをPAM駆動する電流値との乗算値に基づく、発光ダイオード11の駆動電力である。1例として、PWM駆動のDuty比が一定である時に、制御値dは、発光ダイオード11の駆動電流である。或いは、駆動電流が一定である時に、制御値dは、PWM駆動のDuty比である。
例えば、発光ダイオード11rの現在の出力強度データPは、目標出力強度p2と一致し、照明制御部91が制御値d2で発光ダイオード11rを駆動することを仮定する。現在の出力強度(=p2)を設定後又は変更後の目標出力強度p1まで上げる時に、照明制御部91は、増加された制御値(>d1)で発光ダイオード11rを駆動することができる。具体的には、制御部90(図3(B)の第1の制御部90-3)が目標出力強度に対応する制御値を記憶する時に、設定後又は変更後の目標出力強度よりも高い目標出力強度に対応する制御補正値で光源部を駆動することができる。一般に、目標出力強度pが低い程、発光ダイオード11rは低温であるので、現在の出力強度(=p2)を設定後又は変更後の目標出力強度p1まで上げる時に、発光ダイオード11rの低温状態(発熱量)に起因して、制御値d1で駆動する発光ダイオード11rの輝度が小さいことを本発明者らは、認識した。図3の照明制御部91では、現在の出力強度(=p2)を設定後又は変更後の目標出力強度p1まで上げる時に、増加された制御値(>d1)で発光ダイオード11r等の光源部11を駆動するので、照明部10の輝度を的確に制御することができる。
図3の制御部90(図3(B)の第1の制御部90-3)は、光源部11の目標出力強度に対応する制御値を記憶する時に、制御値に関連付けられた光源部11の想定温度を記憶することができる。例えば制御値d1及びd2に対応する想定温度は、それぞれ、T1及びT2である(図7参照)。図6のステップST02において、例えば発光ダイオード11rの温度がTであり、例えば、発光ダイオード11rの現在の出力強度データPは、目標出力強度p1と一致し、照明制御部91が制御値d1で発光ダイオード11rを駆動することを仮定する。具体的には、制御部90(図3(B)の第1の制御部90-3)は、現在の温度(=T)と現在の出力強度(=p1)に対応する現在の制御値(d1)に関連付けられた想定温度(=T1)との差が閾値(第2の閾値又は温度閾値)以上である時に、現在の温度(=T)が現在の想定温度(=T1)からどのくらい離れているかを考慮することができる。より具体的には、制御部90(図3(B)の第1の制御部90-3)は、現在の温度(=T)と、現在の想定温度(=T1)と、設定後又は変更後の目標出力強度p2に対応する制御値d2に関連付けられた想定温度T2と、を比較することができる。
現在の温度(=T)が設定後又は変更後の想定温度T2よりも現在の想定温度(=T1)から離れる時に、即ち、T<T2<T1が成立する時に、制御部90は、補正値Δを減少させることができる。現在の温度(=T)が現在の想定温度(=T1)よりも設定後又は変更後の想定温度T2から離れる時に、即ち、T2<T1<Tが成立する時に、制御部90は、補正値Δを増加させることができる。現在の温度(=T)が設定後又は変更後の想定温度T2と現在の想定温度(=T1)との間にある時に、即ち、T2<T<T1が成立する時に、制御部90(図3(B)の第1の制御部90-3)は、補正値Δを減少させることができる。
図6のステップST05において、制御部90(図3(B)の第1の制御部90-3)は、上述したような補正値を決定することができる。ステップST04において、目標出力強度と現在の出力強度との差が閾値以上でない時に、制御部90(図3(B)の第1の制御部90-3)は、ステップST05を省略し、言い換えれば、補正値にゼロを設定することができる。ステップST06において、制御部90(図3(B)の第1の制御部90-3)は、補正値に基づき制御値を補正し、照明制御部91は、その補正制御値で光源部11を駆動することができる。照明制御部91が制御補正値に基づき光源部11を駆動した後に、制御部90(図3(B)の第1の制御部90-3)は、検出部40によって検出された現在の出力強度を取り込み(ステップST07)、現在の出力強度が目標出力強度に一致するように、補正値を調整することができる(ステップST09)。
1例として、照明制御部91は、図7の補正制御値d2’が制御値d2に向かうように補正値Δを徐々に減少させることができる。ステップST07でリアルタイムに検出された現在の出力強度が目標出力強度で安定するまで(ステップST08)、制御部90(図3(B)の第1の制御部90-3)は、補正値を調整することができる。現在の出力強度が目標出力強度で安定する時に、制御部90は、現在の出力強度を更新することができる(ステップST10)。具体的には、制御部90(図3(B)の第1の制御部90-3)は、現在の出力強度として、安定した目標出力強度を採用することができる。
図8は、図2の表示画像Mを表示する周期であるフレームFの説明図である。フレームFは、表示素子30の個々のマイクロミラーが通常駆動する表示期間Faと、非表示期間駆動する非表示期間Fbと、を備える。フレームF内に占める表示期間Faの割合は、例えば50[%]であるが、これに限定されず、例えば70[%]又は100[%]に設定されてもよい。フレームF内に占める表示期間Faの割合は、一定でもよく、要求輝度に応じて決定されてもよい。表示期間Faは、照明部10からの照明光Cをスクリーン60に向けて表示画像Mとして投影する期間である。非表示期間Fbは、照明部10が消灯する(例えば3つの発光ダイオード11r,11g,11bのすべてが消灯する)期間である(図9(d)~図9(f)参照)。
表示期間内オン駆動期間Fapは、表示期間Fa内でマイクロミラーがONする期間であり、表示期間内オフ駆動期間Faqは、表示期間Fa内でマイクロミラーがOFFする期間である。非表示期間内オン駆動期間Fbpは、非表示期間Fb内でマイクロミラーがONする期間であり、非表示期間内オフ駆動期間Fbqは、非表示期間Fb内でマイクロミラーがOFFする期間である。マイクロミラーを駆動する時に、マイクロミラーの固着を防止するために、好ましくは、表示期間内オン駆動期間Fapと非表示期間内オン駆動期間Fbpとの和(総オン駆動期間Fp)と、表示期間内オフ駆動期間Faqと非表示期間内オフ駆動期間Fbqとの和(総オフ駆動期間Fq)とが略均等になるように、表示制御部92は、非表示期間内オン駆動期間Fbpと非表示期間内オフ駆動期間Fbqとを調整する。
図9は、図3の表示素子30及び発光部10の駆動方法の説明図である。図9(a)~図9(c)に示すように、フレームFにおいて、表示素子30は、例えば緑色を単色で表示する単色ミラーEa、赤色と緑色の混色を表示する混色ミラーEb、何も表示しない消灯ミラーEcを含むことができる。単色ミラーEaは、図9(a)に示すように、表示制御データD2に基づき、表示期間Faにおいては発光ダイオード11gの点灯タイミング(図9(e)参照)でONされ、非表示期間FbにおいてはフレームF内のONする期間の和である総オン駆動期間Fpが、フレームFの略半分になるように、表示制御部92が非表示期間Fbにおける非表示期間内オン駆動期間Fbpと非表示期間内オフ駆動期間Fbqとを調整することができる。
表示制御部92は、図9(b)に示す混色ミラーEbのように、非表示期間Fb内におけるONとOFFとを、非表示期間内オン駆動期間Fbpと非表示期間内オフ駆動期間Fbqとに即した周期で繰り返すことで、総オン駆動期間Fpと総オフ駆動期間Fqとが略均等になるように、調整することができる。また、図9(c)に示すように、消灯ミラーEcは、表示期間Faに渡ってオフ駆動であるため、非表示期間駆動は、非表示期間Fbに渡ってONすることができる。
本発明は、上述の例示的な実施形態に限定されず、また、当業者は、上述の例示的な実施形態を特許請求の範囲に含まれる範囲まで、容易に変更することができるであろう。
10・・・照明部、11・・・発光部、11r,11g,11b・・・発光ダイオード、20・・・照明光学系、30・・・表示素子、30P・・・接続部、30-P・・・ピン、40,40p,40t1,40t2・・・検出部、41・・・センサ、42・・・A/D変換器、50・・・投射光学系、60・・・スクリーン、70・・・平面ミラー、75・・・凹面ミラー、80・・・ハウジング、81・・・窓部、90,90-1,90-2,90-3・・・制御部(例えば、シリアル・パラレル変換器(広義には映像信号入力部)、マイクロ・コントローラ及び電源管理IC)、91・・・照明制御部(例えばLEDドライバ)、92・・・表示制御部(例えばDMDコントローラ)、92-H,92-H[1],92-H[2],92-L,92-L[3]・・・回路配線、93H,93H[1],93H[2],93L・・・信号品質調整用素子、94・・・ビア部、100・・・ヘッドアップディスプレイ装置(広義には、表示装置)、200・・・ウインドシールド、250・・・運転者、300・・・映像信号、CB1,CB2,CB3,CB4・・・基板、CB-1,CB-2,CB-3,CB-4,CB-5,CB-6・・・層、D1・・・照明制御データ、D2・・・表示制御データ、F・・・フレーム、L・・・表示光、M・・・表示画像、SF・・・サブフレーム、V・・・虚像、d1,d2・・・制御値、d2’・・・補正制御値、Δ・・・補正値。

Claims (6)

  1. 発光可能な光源部を有する照明部と、
    前記照明部を制御する照明制御部と、
    前記照明部からの照明光で表示画像を形成可能な表示素子と、
    前記表示素子を制御する表示制御部と、
    映像信号に基づき前記照明制御部及び前記表示制御部を制御する制御部と、
    前記表示素子及び前記表示制御部が実装される第1の基板と、
    を備え、
    前記表示制御部は、前記映像信号に基づき、前記表示素子を構成する複数の画素を制御する第1の信号を前記表示素子に送信するとともに、前記複数の画素の制御を設定する第2の信号を前記表示素子に送信し、
    前記表示素子は、前記第1の信号及び前記第2の信号に基づき前記複数の画素を駆動し、前記表示素子及び前記表示制御部は、前記第1の基板の表面又は裏面の一方の上に実装され、
    前記第1の信号を伝送する第1の配線は、前記表面又は前記裏面の前記一方の上のみに配置され、
    前記第1の基板は、前記表面と前記裏面とを電気的に接続する第1のビア部を有する多層基板であり、
    前記第2の信号を伝送する第2の配線は、
    前記表示制御部と前記第1のビア部とを接続する第1の部分であって前記表面又は前記裏面の前記一方の上のみに配置される前記第1の部分と、
    前記表面又は前記裏面の他方の上のみに配置される第2の部分であって、前記第1のビア部から前記表示素子に向かう前記第2の部分と、
    を有することを特徴とする表示装置。
  2. 前記第1の信号は、前記第1の配線によって第1の伝送速度で伝送される第1の差動信号を含み、
    前記第2の信号は、前記第2の配線によって第2の伝送速度で伝送される第2の差動信号を含み、
    前記第1の伝送速度は、前記第2の伝送速度よりも速いことを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
  3. 前記第1の差動信号の波形を調整する第1の信号品質調整用素子は、前記表示制御部の側に配置されて、前記第1の信号品質調整用素子と前記表示制御部との間の距離は、前記第1の信号品質調整用素子と前記表示素子との間の距離よりも短いことを特徴とする請求項2に記載の表示装置。
  4. 前記第2の差動信号の波形を調整する第2の信号品質調整用素子は、前記表示制御部の側に配置されて、前記第2の信号品質調整用素子と前記表示制御部との間の距離は、前記第2の信号品質調整用素子と前記表示素子との間の距離よりも短く、
    前記第2の信号品質調整用素子は、前記表面又は前記裏面の前記一方の上のみに配置される前記第2の配線の前記第1の部分内に形成されることを特徴とする請求項2又は3に記載の表示装置。
  5. 前記第1の基板を構成する前記多層基板は、前記表面を形成する第1の層と、前記第1の層のすぐ下に位置する第2の層と、前記第2の層の下に位置する第3の層と、前記第3の層のすぐ下に位置する第4の層と、を有し、
    前記第4の層は、前記裏面を形成し、
    前記第2の層は、第1のグランド層であり、
    前記第3の層は、第2のグランド層であることを特徴とする請求項2乃至4の何れか1項に記載の表示装置。
  6. 前記表示制御部は、表面実装型の回路構成要素であり、前記表面又は前記裏面の前記一方の上に表面実装され、
    前記表示素子は、挿入型のコネクタを介して、前記表面又は前記裏面の前記一方の上に実装され、
    前記表面又は前記裏面の前記他方の上のみに配置される前記第2の配線の前記第2の部分は、前記第1のビア部と前記コネクタとを接続することを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項に記載の表示装置。
JP2018563323A 2017-01-17 2018-01-16 表示装置 Active JP7003938B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017005903 2017-01-17
JP2017005903 2017-01-17
PCT/JP2018/000948 WO2018135462A1 (ja) 2017-01-17 2018-01-16 表示装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2018135462A1 JPWO2018135462A1 (ja) 2019-11-07
JP7003938B2 true JP7003938B2 (ja) 2022-01-21

Family

ID=62908919

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018563323A Active JP7003938B2 (ja) 2017-01-17 2018-01-16 表示装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10712559B2 (ja)
EP (1) EP3572872A4 (ja)
JP (1) JP7003938B2 (ja)
WO (1) WO2018135462A1 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6726883B2 (ja) * 2018-03-30 2020-07-22 パナソニックIpマネジメント株式会社 表示システム、移動体、及び表示システムの制御方法
JP7190713B2 (ja) * 2018-07-05 2022-12-16 パナソニックIpマネジメント株式会社 画像表示装置および光学機器
JPWO2021187461A1 (ja) * 2020-03-17 2021-09-23

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009212328A (ja) 2008-03-05 2009-09-17 Epson Imaging Devices Corp 回路基板、電気光学装置及び電子機器
JP2016045388A (ja) 2014-08-25 2016-04-04 日本精機株式会社 ヘッドアップディスプレイ装置
JP2017181625A (ja) 2016-03-29 2017-10-05 セイコーエプソン株式会社 電気光学装置、電気光学ユニットおよび電子機器

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7791700B2 (en) * 2005-09-16 2010-09-07 Kent Displays Incorporated Liquid crystal display on a printed circuit board
TWI351575B (en) * 2007-08-16 2011-11-01 Coretronic Corp Projector circuit board and projector
JP2014066920A (ja) 2012-09-26 2014-04-17 Nippon Seiki Co Ltd 表示装置
JP6213323B2 (ja) 2014-03-19 2017-10-18 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 ヘッドアップディスプレイ装置
KR102237211B1 (ko) * 2015-02-23 2021-04-08 한국전자통신연구원 표시 패널, 그것을 포함하는 표시 장치 및 그것의 동작 방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009212328A (ja) 2008-03-05 2009-09-17 Epson Imaging Devices Corp 回路基板、電気光学装置及び電子機器
JP2016045388A (ja) 2014-08-25 2016-04-04 日本精機株式会社 ヘッドアップディスプレイ装置
JP2017181625A (ja) 2016-03-29 2017-10-05 セイコーエプソン株式会社 電気光学装置、電気光学ユニットおよび電子機器

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2018135462A1 (ja) 2019-11-07
EP3572872A1 (en) 2019-11-27
WO2018135462A1 (ja) 2018-07-26
EP3572872A4 (en) 2020-10-21
US10712559B2 (en) 2020-07-14
US20190361235A1 (en) 2019-11-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7003938B2 (ja) 表示装置
JP6075590B2 (ja) 車両用表示装置
JP5400949B2 (ja) 画像表示用発光装置、画像表示装置、およびledドライバ
JP5998681B2 (ja) フィールドシーケンシャル画像表示装置
JP5056921B2 (ja) 半導体光源装置、半導体光源制御方法及び投影装置
US8801196B2 (en) Multi-screen display apparatus that determines common target brightness for controlling multiple light sources
TW200903439A (en) Light source device and liquid crystal display device
US20100171933A1 (en) Method for compensating for color loss of image in image projector and apparatus thereof
TW200912873A (en) Image display device
JP7076077B2 (ja) 表示装置
WO2018101121A1 (ja) 光源駆動装置及びヘッドアップディスプレイ装置
JP2016004121A (ja) Dmd表示装置、ヘッドアップディスプレイ装置
JP6908047B2 (ja) 表示装置
TWI388222B (zh) 色序法顯示器中調整白平衡之裝置及方法
JP2012231181A (ja) 半導体光源装置、半導体光源制御方法及び投影装置
WO2016174815A1 (ja) 光源制御装置、光源制御方法、およびプロジェクタ
WO2018193980A1 (ja) 表示装置
TWI747119B (zh) 光源驅動電路和驅動方法
JP5246321B2 (ja) 表示装置及び携帯機器
JP2021162686A (ja) 映像表示装置
WO2011148684A1 (ja) 液晶表示装置
JP6186686B2 (ja) 表示装置、投影装置、表示方法及びプログラム
KR101030423B1 (ko) 디스플레이 방법 및 장치
JP7099044B2 (ja) ヘッドアップディスプレイ装置
JP2018116207A (ja) 画像表示装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20201120

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20211130

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20211213

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7003938

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150