KR20150035790A - 필드시퀀셜 화상표시장치 - Google Patents

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Abstract

DMD표시소자의 수명을 길게 할 수 있는 필드시퀀셜 화상표시장치를 제공한다. 각 프레임(F)은 표시제어수단(92)이 복수의 미러(E)를 통상 구동시키고, 조명제어수단(91)이 제1 조명수단(11r) 및 제2 조명수단(11g)을 구동시킴으로써 표시소자에 표시화상(D)을 표시하는 표시기간(Fa)과, 표시제어수단(92)이 복수의 미러(E)를 비표시 기간 구동시키고, 조명제어수단(91)이 제1 조명수단(11r) 및 제2 조명수단(11g)을 소등시킴으로써 표시소자에 상기 표시화상(D)을 표시하게 하지 않는 비표시 기간(Fb)을 구비하며, 제어부(90)는 소정의 휘도제어조건에 기초하여, 표시화상(D)의 휘도를 미리 정해진 휘도임계값(T)보다 낮게 할 때, 각 프레임 기간내에 차지하는 표시기간(Fa)의 비율인 표시기간비율(A)을 낮게 하는 것이다.

Description

필드시퀀셜 화상표시장치{FIELD SEQUENTIAL IMAGE DISPLAY DEVICE}
본 발명은 필드시퀀셜 구동방식에 의해 화상을 표시하는 필드시퀀셜 화상표시장치에 관한 것이다.
종래, 차량의 윈드실드 또는 컨바이너로 불리는 반투과판에 표시상을 투영하고, 허상을 표시하는 차량용 헤드업 디스플레이 장치가 여러가지 제안되어 있고, 예를 들어 특허문헌 1에 개시되어 있다. 필드시퀀셜 화상표시장치(1)는 차량의 대시보드내에 설치되어 있고, 상기 필드시퀀셜 화상표시장치(1)가 투영하는 표시화상(D)은 윈드실드(2)에 의해 차량운전자(3)에게 반사되어 차량운전자(3)는 허상(V)을 풍경과 중첩시켜 시인할 수 있다(도 1 참조).
이와 같은 차량용 헤드업 디스플레이 장치에서 필드시퀀셜 구동방식을 사용한 것을 본원 출원인은 제안하였고, 특허문헌 2에 개시되어 있다.
이러한 헤드업 디스플레이 장치는 다른 발광색을 갖는 복수의 발광소자로 이루어지고, 액정표시소자를 투과조명하는 조명수단과, 발광소자의 휘도를 제어하는 제어수단을 구비하고, 화상을 형성하는 프레임을 시간 분할한 서브프레임마다 다른 발광색의 발광소자를 차례로 점등시키는 필드시퀀셜 구동방식으로 화상표시를 실시하는 것이고, 액정표시소자의 투과율에 따라서 발광소자의 투과율을 제어하고, 액정표시소자를 투과하는 광의 휘도를 대략 균일하게 하는 것이다.
또한, 필드시퀀셜 구동방식을 사용한 표시기로서, 반사형 표시소자인 DMD(Digital Micro-mirror Device)를 사용한 것이 알려져 있고, 특허문헌 3에 개시되어 있다. 외부로부터의 영상신호에 기초하여 광원으로부터 투사되는 광을 DMD의 개개의 미러가 광을 반사하고 고해상도의 표시를 실현하고 있다.
일본 공개특허공보 평5-193400호 일본 공개특허공보 제2009-109711호 일본 공개특허공보 제2002-251163호
그러나, 반사형 표시 디바이스인 DMD는 표시소자의 미러가 온/오프 어느 일정한 상태로 고착되어 불가역적인 휘점결함 또는 흑점결함이 발생하고, 표시소자의 수명이 짧아져 표시소자의 고수명화의 점에서 개량의 여지가 있었다.
그래서 본 발명은 상술한 과제를 감안하여 표시소자의 수명을 길게 할 수 있는 필드시퀀셜 화상표시장치를 제공하는 것이다.
본 발명은 상술한 과제를 해결하기 위해 제1 발명에서는 복수의 화소를 갖고, 표시화상을 표시하는 표시소자와, 상기 복수의 화소를 제어하는 표시제어수단과, 제1 발광색으로 상기 표시소자를 조명하는 제1 조명수단과, 제2 발광색으로 상기 표시소자를 조명하는 제2 조명수단과, 상기 표시화상의 프레임을 시간분할한 서브프레임마다 상기 제1 조명수단 및 상기 제2 조명수단을 필드시퀀셜 방식에 의해 구동하는 조명제어수단과, 상기 표시화상에 기초하여, 상기 표시제어수단과 상기 조명제어수단을 제어하는 제어부를 구비하고, 상기 프레임은 상기 표시제어수단이 상기 복수의 화소를 통상 구동시키고, 상기 조명제어수단이 상기 제1 조명수단 및 상기 제2 조명수단을 구동시킴으로써, 상기 표시소자에 상기 표시화상을 표시하는 표시기간과, 상기 표시제어수단이 상기 복수의 화소를 비표시 기간 구동시키고, 상기 조명제어수단이 상기 제1 조명수단 및 상기 제2 조명수단을 소등시킴으로써, 상기 표시소자에 상기 표시화상을 표시시키지 않는 비표시 기간을 구비하며, 상기 제어부는 소정의 휘도제어조건에 기초하여 상기 표시화상의 휘도를 미리 정해진 휘도임계값 보다 낮게 할 때, 상기 프레임 기간내에 차지하는 상기 표시기간의 비율인 표시기간비율을 낮게 하는 것이다.
이러한 구성에 의해, 표시화상을 원하는 휘도로 표시하면서, 표시소자의 화소(미러)를, 표시화상과는 관련되지 않은 온/오프 제어(비표시 기간구동)을 시킬 수 있고, 화소가 어느 일정한 상태로 고착됨으로써 발생하는 휘점결함 또는 흑점결함의 발생을 억제하고, 표시소자의 수명을 길게 유지할 수 있다.
또한, 제2 발명에서는 상기 비표시 기간구동은 상기 프레임에서의 상기 복수의 화소 각각의 온기간과 오프기간이 대략 균등해지도록, 상기 복수의 화소 각각을, 온/오프 제어시켜 이루어지는 것이다.
이러한 구성에 의해, 표시소자의 각각의 화소(미러)가 갖는 힌지(미러의 지지점)에 가해지는 부담이 온 구동/오프 구동으로 치우치는 것을 억제할 수 있고, 화소가 어느 일정한 상태에서 고착됨으로써 발생하는 휘점결함 또는 흑점결함의 발생을 억제하고, 표시소자의 수명을 길게 유지할 수 있다.
또한, 제3 발명에서는 상기 비표시기간구동은 상기 복수의 화소 각각을 소정의 주기로 온/오프 제어시켜 이루어진 것이고, 이러한 구성에 의해 화소가 어느 일정한 상태로 고착되어 발생하는 휘점결함 또는 흑점결함의 발생을 억제하고, 표시소자의 수명을 길게 유지할 수 있다.
또한, 제4 발명에서는 상기 제어부는 상기 표시화상의 상기 휘도임계값 보다 낮게 할 때, 상기 표시기간비율을 대략 반분량까지 낮게 하는 것이고, 이와 같이 표시기간비율을 대략 반분량까지 저하시킴으로써, 예를 들어 표시기간이 100% 온 구동을 실시하는 극단에 치우친 표시의 화소이어도, 비표시 기간 구동에서, 100% 오프 구동으로 함으로써 프레임에서의 온 기간과 오프 기간을 대략 균등하게 할 수 있고, 표시소자의 개개의 화소(미러)가 갖는 힌지(미러의 지지점)에 가해지는 부담이 온 구동/오프 구동으로 치우치는 것을 억제할 수 있고, 화소가 어느 일정한 상태에서 고착됨으로써 발생하는 휘점 결함 또는 흑점 결함의 발생을 억제하고, 표시소자의 수명을 길게 유지할 수 있다.
또한, 제5 발명에서는 상기 제어부는 상기 표시화상의 휘도를 상기 휘도 임계값보다 낮게 하기 전 또는 낮게 한 후에, 상기 표시기간비율을 낮게 하는 것이다.
또한, 제6 발명에서는 상기 제어부는 상기 표시기간비율을 낮게 할 때, 상기 제1 조명수단과 상기 제2 조명수단 중 구동하고 있는 조명수단의 구동전류값과 상기 구동전류 값이 흐르는 구동기간을, 상기 표시화상의 휘도를 대략 일정하게 유지하도록 동시에 변화시키는 것이고,
이러한 구성에 의해 표시기간비율을 낮게 할 때의 표시화상의 휘도변화가 일어나지 않고, 표시기간비율의 전환에 기초하는 표시화상의 휘도 변환에 의한 시인자가 느끼는 위화감을 억제할 수 있다.
또한, 제7 발명에서는 온도를 검출하고, 상기 제어부에 온도 데이터를 출력하는 온도검출수단을 추가로 구비하고, 상기 온도데이터가 미리 정해진 온도임계값 이상일 때, 상기 표시기간비율을 대략 반분량까지 낮게 하는 것이다.
이러한 구성에 의해 고온에서의 표시소자의 화소의 고착을 방지할 수 있다.
또한, 제8 발명에서는 외부의 조도를 측정하고, 상기 제어부에 조도 데이터를 출력하는 조도검출수단을 추가로 구비하고, 상기 제어부는 상기 조도데이터가 미리 정해진 조도 임계값 이하일 때, 상기 휘도제어조건이 성립되었다고 판정하고, 상기 표시화상의 휘도를 상기 휘도임계값보다 낮게 하는 것이고, 이러한 구성에 의해 외부조도로부터 필요로 되는 표시화상의 휘도를 상정하고, 이에 기초하여 휘도를 조정하고, 조도가 낮아 표시화상의 휘도가 별로 필요하지 않은 경우에는, 비표시 기간 구동을 실시하고, 표시소자의 개개의 화소(미러)가 갖는 힌지(미러의 지지점)에 걸리는 부담이 온 구동/오프 구동으로 치우지는 것을 억제할 수 있고, 화소가 어느 일정한 상태에서 고정 부착되어 발생하는 휘점결함 또는 흑점결함의 발생을 억제하여, 표시소자의 수명을 길게 유지할 수 있다.
본 발명은 표시소자의 수명을 길게 할 수 있는 필드시퀀셜 화상표시장치를 제공한다.
도 1은 본 발명의 실시형태를 차량에 탑재했을 때의 개관도이다.
도 2는 상기 실시형태를 도시한 필드시퀀셜 화상표시장치의 개념도이다.
도 3은 상기 실시형태의 조명광을 발생하는 조명장치의 개념도이다.
도 4는 상기 실시형태의 전기적 구성 설명도이다.
도 5는 상기 실시형태의 표시소자에서의 표시기간과 비표시 기간의 설명도이다.
도 6은 상기 실시형태의 각 미러 및 각 LED의 동작 타이밍을 나타낸 타이밍차트이다.
도 7은 상기 실시형태의 표시화상(D)의 휘도(L)와 표시기간비율(A)을 관련지은 특성 테이블이다.
도 8a, 8b, 8c는 상기 실시형태의 각 휘도영역(La, Lb, Lc)에서의 온도(T)와 표시기간비율(A)을 관련지은 특성테이블로, 도 8a는 휘도영역이 La일 때이고, 도 8b는 휘도영역이 Lb일 때이고, 도 8c는 휘도영역이 Lc일 때이다.
도 9는 상기 실시형태에서의 온도(T)와 휘도(L)에 의한 표시기간비율(A)의 변화를 표시한 도면이다.
도 10은 상기 실시형태의 각 미러 및 각 LED의 동작타이밍을 나타낸 타이밍차트(표시기준비율(A)이 100%)이다.
도 11은 상기 실시형태의 각 미러 및 각 LED의 동작 타이밍을 나타낸 타이밍차트(표시기간비율(A)이 50%)이다.
이하, 첨부 도면에 기초하여 본 발명의 필드시퀀셜 화상표시장치를 차량에 탑재하는 헤드업디스플레이 장치에 적용한 일 실시형태에 대해서 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예인 필드시퀀셜 화상표시장치(1)를 차량에 탑재했을 때의 개관을 도시한 도면이다. 필드시퀀셜 화상표시장치(1)는 차량의 대시보드내에 설치되고, 생성된 표시화상(D)을 나타내는 표시광(L)을 윈드실드(2)에서 반사시킴으로써, 차량운전자(3)에게 차량정보를 나타내는 표시화상(D)의 허상(V)을 시인시키는 것이다. 차량운전자(3)는 전방으로부터 시선을 돌리지 않고 허상(V)을 시인할 수 있다.
도 2는 필드시퀀셜 화상표시장치(1)의 개념도이다. 필드시퀀셜 화상표시장치(1)는 조명장치(10), 조명광학계(20), 표시소자(30), 온도검출수단(40), 출사광학계(50), 스크린(60), 평면미러(70), 오목면 미러(71), 표시화상(D)이 출사하는 창부(81)를 갖는 하우징(80), 조도센서(82), 및 제어부(90)를 구비한다.
조명장치(10)는 도 3에 도시한 바와 같이 조명수단(11)과, 알루미늄 기판으로 이루어지고 상기 조명수단(11)을 실장하는 회로기판(12)과, 반사투과광학수단(13)과, 휘도불균일 저감 광학수단(14)을 구비한다.
조명수단(11)는 적색광(R)을 발하는 적색 LED(제1 조명수단)(11r)와, 녹색광(G)을 발하는 녹색 LED(제2 조명수단)(11g)와, 청색광(B)을 발하는 청색 LED(제3 조명수단)(11b)로 구성된다.
반사투과광학수단(13)은 광을 반사하는 반사미러(13a)와, 유전체의 다층막 등의 박막이 거울면에 형성된 거울로 구성되고, 광의 투과와 반사를 실시하는 다이크로익미러(13b, 13c)로 이루어진 것이다.
반사미러(13a)는 적색 LED(11r)로부터 발하는 적색광(R)의 진행방향측에 소정의 각도를 갖고 설치되어, 적색광(R)을 반사한다.
다이크로익미러(13b)는 녹색 LED(11g)로부터의 녹색광(G)의 진행방향 측에 소정의 각도를 갖고 설치되어, 반사미러(13a)에 반사된 적색광(R)을 투과하고, 녹색광(G)을 반사한다.
다이크로익미러(13c)는 청색 LED(11b)로부터의 청색광(B)의 진행방향측에 소정의 각도를 갖고 설치되어, 다이크로익미러(13b)에 의해 투과, 반사된 적색광(R)과 녹색광(G)을 투과하고, 청색광(B)을 반사한다.
휘도 불균일 저감 광학수단(14)은 미러박스나 어레이렌즈 등으로 이루어진 것으로, 상술한 조명광(C)을 난반사, 산란, 굴절시킴으로써 광의 불균일을 저감한다. 이와 같이 조명장치(10)는 후술하는 조명광학계(20)의 방향으로 조명광(C)을 출사한다.
조명광학계(20)는 예를 들어 오목형상의 렌즈 등으로 구성되고, 조명장치(10)로부터 출사된 조명광(C)을 후술하는 표시소자(30)의 크기로 조정한다.
표시소자(30)는 가동식의 마이크로미러(E)를 구비한 DMD(Digital Micro-mirror Device)로 이루어지고, 상기 마이크로미러의 하부에 설치된 전극을 마이크로 세컨드 오더라는 매우 짧은 시간으로 구동하고, 온/오프의 2개의 상태를 갖게 함으로써 각 마이크로미러는 거울면을, 힌지를 지지점으로 ±12도 기울일 수 있다. 미러(E)가 온일 때에는 힌지를 지지점으로 +12도 기울이고, 조명광학계(20)로부터 출사된 조명광(C)을 후술하는 투사광학계(50) 방향으로 반사한다. 오프일 때에는 힌지를 지지점으로 -12도 기울이고, 조명광(C)을 투사광학계(50) 방향으로 반사시키지 않는다. 따라서, 각 미러(E)를 개별적으로 구동함으로써 표시화상(D)을 투사광학계(50) 방향으로 투사한다.
표시소자(30)의 각 미러는 필드시퀀셜 화상표시장치(1)가 전원오프일 때, 온제어에서의 경사와, 오프제어에서의 경사의 중간점으로 되돌아가고, 본 실시형태에서는 0도의 위치에서 구동을 정지한다.
온도검출수단(40)은 표시소자(30)의 베이스 기판의 세라믹 부분에 내장되는 서미스터 등으로 이루어진 온도센서(41)와, A/D 변환기(42)로 구성되고, 온도센서(41)는 표시소자(30)의 온도를 측정하고, 온도센서(41)로부터 출력된 아날로그 데이터를 A/D 변환기(42)에서 디지털데이터로 변환하고, 제어부(90)에 온도데이터(T)를 출력한다. A/D변환기(42)는 제어부(90)에 내장되어 있어도 좋다.
또한, 온도센서(41)는 표시소자(30)의 온도가 아니라 표시소자(30)의 온도에 영향을 미치지 않는 하우징(80)내 또는 하우징(80) 주변의 온도를 측정해도 좋다.
또한, 온도센서(41)는 제어부(90)가 실장되는 제어기판(도시하지 않음)상에 설치되고 표시소자(30)의 온도를 제어기판상으로부터 원격으로 측정해도 좋다.
투사광학계(50)는 예를 들어 오목렌즈 또는 볼록렌즈 등으로 구성되고, 표시소자(30)로부터 투영된 표시화상(D)의 표시광(L)을 후술하는 스크린(60)에 효율 좋게 조사하기 위한 광학계이다.
스크린(60)은 확산판, 홀로그래픽 디퓨저, 마이크로렌즈 어레이 등으로 구성되고, 투사광학계(50)로부터의 표시광(L)을 하면에서 수광하여 상면에 표시화상(D)을 표시한다.
평면미러(70)는 스크린(60)에 표시된 표시화상(D)을 후술하는 오목면 미러(71)를 향하여 반사시킨다.
오목면 미러(71)는 오목면 거울 등이고, 평면미러(70)에서 반사된 표시광(L)을 오목면에서 반사시킴으로써, 반사광을 후술하는 창부(81)를 향하여 출사한다. 이에 의해, 결상되는 허상(V)은 스크린(60)에 표시된 표시화상(D)이 확대된 크기가 된다.
하우징(80)은 경질수지 등으로 형성되고, 상방에 소정의 크기의 창부(810)를 구비한 상자형상으로 되어 있다. 하우징(80)은 조명장치(10), 조명광학계(20), 표시소자(30), 온도검출수단(40), 투사광학계(50), 스크린(60), 평면미러(70), 및 오목면 미러(71) 등을 소정의 위치에 수납한다.
창부(81)는 아크릴 등의 투광성 수지로 만곡 형상으로 형성되어 있고, 하우징(80)의 개구부에 용착 등에 의해 부착된다. 창부(81)는 오목면 미러(71)에서 반사된 광을 투과시킨다.
조도센서(82)는 창부(81)의 내측의 외광이 닿는 위치에 설치되는 것이고, 외광에 의한 조도를 측정하고, 조도 데이터를 제어부(90)에 출력하는 것이다. 상기 조도센서(82)로부터의 조도 데이터에 기초하여 제어부(90)는 조명 제어부(91)를 통하여 조명수단(11)을 제어하거나 표시 제어부(29)를 통하여 표시소자(30)를 제어하여 표시화상(D)의 휘도를 조정한다. 제어부(90)가 표시화상(D)의 휘도(L)를 조정하기 위한 계기는 상기와 같은 조도센서(82)로부터의 조도데이터 이외에, 차량측으로부터의 휘도전환신호나, 차량운전자의 조작에 의한 휘도조정조작신호에 의한 것이어도 좋다.
다음에, 도 4를 사용하여 필드시퀀셜 화상표시장치(1)의 전기적 구성에 대해서 설명한다. 도 4는 본 실시형태의 필드시퀀셜 화상표시장치(1)의 전기적 구성설명도이다.
제어부(90)는 마이컴 및 외부 인터페이스, RAM, ROM 등의 주변회로로 구성되고, LVDS(Low Voltage Differential Signal) 통신 등에 의해 표시화상(D)을 표시하기 위한 영상신호(300)가 차량 ECU(4)로부터 입력되고, 이 영상신호(300)가 요구하는 광의 휘도와 발광 타이밍으로 조명장치(10)를 제어하기 위한 조명제어데이터(310)와, 또한 상기 영상신호(300)가 요구하는 표시화상(D)을 표시소자(30)에 표시하기 위한 표시제어데이터(320)를 조명제어부(91)와 표시제어부(92)에 각각 출력함으로써, 필드시퀀셜 화상표시장치(1)에서의 표시화상(D)의 출력동작을 제어한다.
표시화상(D)을 표시하는 주기인 프레임(F)은 복수의 시간으로 분할된 서브프레임(SF)에 의해 구성된다.
조명제어부(91)는 상기 서브프레임(SF)마다 다른 색의 LED(11r, 11g, 11b)를 조명제어데이터(310)가 요구하는 광강도와 타이밍으로 고속으로 순차 전환시키는 필드시퀀셜 구동방식에 의해 조명장치(10)를 제어한다.
표시제어부(92)는 표시제어데이터(320)에 기초하여 표시소자(30)의 개개의 미러를 PWM방식(온의 시간 비율을 변화시키는 것) 등에 의해 온/오프 제어하고, 조명장치(10)의 출사하는 광(R, G, B)를 스크린(60)의 방향으로 반사시킴으로써 LED(11r, 11g, 11b)를 기본색으로 하고, 가법(加法)혼합방식에 의한 혼색을 이용하여 표시화상(D)을 풀컬러로 표현한다.
이상의 구성으로 이루어진 필드시퀀셜 화상표시장치(1)의 동작을 간결하게 설명하면,
(1) 제어부(90)는 외부로부터의 영상신호(300)에 기초하여 조명제어데이터(310)와 표시제어데이터(320)를 생성한다.
(2) 조명장치(10)는 조명제어데이터(310)에 기초하여, 필드시퀀셜 구동방식에 의해 조명광(C)을 표시소자(30)에 출사한다.
(3) 표시소자(30)는 표시제어데이터(320)에 기초하여 표시소자(30)의 개개의 미러를 온/오프 제어함으로써, 조명장치(10)로부터의 조명광(C)을 표시화상(D)으로서 스크린(60)을 향하여 투영한다.
(4) 스크린(60)에 표시된 표시화상(D)을 나타내는 표시광(L)은 평면미러(70)에 의해 오목면 미러(71)를 향하여 반사된다.
(5) 표시화상(D)은 오목면 미러(71)에 의해 소정의 크기로 확대되고 확대된 표시화상(D)을 나타내는 표시광(L)이, 윈드실드(2)에서 반사됨으로써, 윈드실드(2)의 전방에 표시화상(D)의 허상(V)이 맺힌다. 이와 같이, 필드시퀀셜 화상표시장치(1)는 차량운전자(3)에게 표시화상(D)을 허상(V)으로서 시인시키는 것을 가능하게 한다.
이제, 도 5, 도 6을 사용하여 필드시퀀셜 화상표시장치(1)의 제어방법에 대해서 설명한다. 도 5는 본 발명의 특징부분인 비표시 기간구동의 설명도이고, 도 6은 필드시퀀셜 화상표시장치(1)의 필드시퀀셜 구동의 타임차트 개략도이다.
프레임(F)은 도 5에 도시한 바와 같이 표시소자(30)의 개개의 미러(E)가 통상 구동하는 표시기간(Fa)과, 비표시 기간 구동하는 비표시 기간(Fb)을 구비한다. 또한, 본 실시형태의 설명에서는 프레임(F) 내의 표시기간(Fa)이 차지하는 비율을 표시기간비율(A)이라고 기재하고, 표시기간(Fa)에서의 미러(E)가 온 구동하는 기간을 표시기간내 온 구동기간(Fap), 오프 구동하는 기간을 비표시 기간내 온 구동기간(Faq)으로 기재하고, 또한 비표시 기간(Fb)에서의 미러(E)가 온구동하는 기간을 비표시 기간내 온 구동기간(Fbp), 오프 구동하는 기간을 비표시 시간내 온 구동기간(Fbq)로 기재하고, 프레임(F)내의 온구동된 총기간(표시기간내 온 구동기간(Fap)과 비표시 기간내 온 구동기간(Fbp)의 합)을 총 온 구동기간(Fp)으로 기재하며, 프레임(F) 내의 오프 구동된 총기간(표시 기간내 오프 구동기간(Faq)과 비표시기간내 오프 구동기간(Fbq)과의 합)을 총오프 구동기간(Fq)으로 기재한다.
표시기간(Fa)은 조명장치(10)가 조명제어데이터(310)에 기초하여, 표시조명광(C)을 표시소자(30) 방향으로 출사하고, 표시소자(30)가 표시제어데이터(320)에 기초하여 표시소자(30)의 개개의 미러를 온/오프 제어함으로써, 조명장치(10)로부터의 조명광(C)을 스크린(60)을 향하여 표시화상(D)으로서 투영하는 기간이다.
비표시 기간(Fb)은 조명장치(10)를 모두 소등하고, 표시소자(30)의 개개의 미러(E)를, 소정의 타이밍으로 온/오프 제어하는 비표시 기간 구동을 실시한다.
상기 비표시 기간 구동이라는 것은 프레임(F)에서의 미러(E) 각각의 온기간과 오프기간이 대략 균등해지도록 미러(E) 각각을, 온/오프 제어시키는 구동이다.
구체적으로 도 5를 사용하여 설명하면 표시기간내 온 구동기간(Fap)과 비표시기간내 온 구동기간(Fbp)의 합(총 온 구동기간(Fp))이 표시기간내 오프 구동기간(Faq)과 비표시 기간내 오프 구동기간(Fbq)의 합과 대략 균등해지도록 제어부(90)는 비표시 기간 구동의 비표시 기간내 온 구동기간(Fbp)과 비표시 기간내 오프 구동기간(Fbq)을 조정한다.
또한, 소정의 프레임(F)에서 녹색을 표시하는 단색미러(Ea), 적색과 녹색의 혼색을 표시하는 혼색미러(Eb), 아무것도 표시하지 않는 소등미러(Ec)를 예로 하여, 도 6의 타이밍차트를 사용하여 상세하게 설명하면, 단색 미러(Ea)는 표시기간(Fa)에서는 표시제어데이터(320)에 기초하여, 녹색 LED(11g)의 점등 타이밍만 온 제어되고, 비표시 기간(Fb)에서는 프레임(F) 내의 온 구동하는 기간의 합인 총 온 구동기간(Fp)이 프레임(F)의 대략 반분량이 되도록 제어부(90)가 비표시 기간(Fb)에서의 비표시 기간내 온 구동기간(Fbp)과 비표시 기간내 오프 구동기간(Fbq)에 기초하여 단색미러(Ea)에 비표시 기간 구동을 실시하게 한다.
비표시 기간구동은 단색미러(Ea)와 같이, 비표시기간(Fb)에 온 구동을 소정의 비표시 기간내 온 구동기간(Fbp)만큼 지속시키고, 그 후 오프 구동을 소정의 비표시 기간내 온 구동기간(Fbp)만큼 지속시키도록 구동한다. 또한, 비표시 기간구동은 혼색미러(Eb)와 같이, 비표시 기간(Fb)에 온 구동과 오프 구동을, 비표시 기간내 온 구동기간(Fbp)과 비표시 기간내 온구동 기간(Fbp)에 준거한 주기로 온/오프 구동을 반복하는 것이어도 좋다. 즉, 소등미러(Ec)는 표시기간(Fa)에서 모두 오프 구동하므로, 비표시 기간구동은 비표시 기간(Fb)에서 모두를 온 구동으로 하는 제어가 된다.
도 6에서는 프레임(F)내의 표시기간(Fa)이 차지하는 비율인 표시기간비율(A)이 50%이었지만, 제어부(90)는 도 7에 도시한 바와 같이, 표시화상(D)을 어떠한 휘도(L)로 표시할지에 따라 표시기간비율(A)을 전환한다.
제어부(90)는 표시화상(D)을 제1 휘도임계값(L1)보다 낮은 휘도로 표시시킬 때(휘도영역(La)), 표시기간비율(A)을 50%로 한다. 또한, 표시화상(D)의 휘도(L)가 제1 휘도임계값(L1)으로부터 제2 휘도임계값(L2) 사이일 때(휘도영역(Lb)), 표시기간비율(A)을 70%로 하고, 표시화상(D)의 휘도(L)가 제2 휘도임계값(L2) 이상일 때(휘도영역(Lc)), 표시기간비율(A)을 100%로 한다. 이와 같이, 제어부(90)가 표시화상(D)을 표시하고 싶은 휘도(L)가 표시기간(Fa)을 짧게 해도 달성할 수 있을만큼 낮은 경우, 프레임(F)내에 차지하는 비표시 기간(Fb)을 증가시킴으로써 표시화상(D)의 휘도(L)를 제어부(90)가 원하는 휘도(L)로 유지하면서, 프레임(F)내의 총 온 구동기간(Fp)와 총 오프 구동기간(Fq)를 대략 균등해지도록 조절할 수 있고, 표시소자의 미러(E)가 온/오프 구동상태 중 어느쪽인가 일정한 상태로 고착하는 것을 방지하여 표시소자의 수명을 길게 할 수 있다.
또한, 제어부(90)는 표시소자(30)의 온도(Td)를 온도센서(40)로부터 입력하고, 상기 온도(Td)가 미리 정해진 온도임계값(T1) 이상(온도영역(Tb))이 된 경우, 도 8a 내지 도 8c에 도시한 바와 같이, 표시기간비율(A)을 50%로 저하시킨다.
도 8a는 휘도영역이 제1 휘도영역(La)의 경우을 도시한 도면이다. 휘도(L)가 제1 휘도영역(La)에 있는 경우, 모든 온도범위에서 표시기간비율(A)이 50%인 상태를 유지한다. 도 8b는 휘도영역이 제2 휘도영역(Lb)인 경우, 표시기간비율(A)을 70%에서 50%로 전환한다. 또한, 도 8c는 휘도영역이 제3 휘도영역(Lc)의 경우를 도시한 도면이고, 제어부(90)는 온도(T)가 온도임계값(T1)보다 낮아진 경우, 표시기간비율(A)을 100%에서 50%로 전환한다.
즉, 표시기간비율(A)은 도 9에 도시한 바와 같이, 온도(T)가 온도영역(Tb)에 있는 경우, 50%로 전환되고, 휘도(L)가 휘도영역(La)이 된 경우, 50%로 전환되는 것이다.
제어부(90)는 표시화상(D)의 휘도(L)를 휘도임계값보다 낮게 하기 전에, 표시기간비율(A)을 낮게 하는 것이다.
구체적으로 설명하면, 도 10에 도시한 바와 같은 표시기간비율(A)이 100%인 점에서, 도 11에 도시한 바와 같은 표시기간비율(A)이 50%인 것으로 표시기간비율(A)을 전환했을 때, 조명수단(10)의 구동전류값(Iro, Igo, Ibo)과 구동전류값이 흐르는 구동기간(Hro, Hgo, Hbo)을 동시에 변환시키고, 구동전류값(Irx, Igx, Ibx)와 구동전류값이 흐르는 구동기간(Hrx, Hgx, Hbx)으로 조정하고, 표시기간비율(A)을 전환한다. 표시기간비율(A)이 감소(100%→50%)로 함으로써, 표시기간(Fa)이 감소하지만, 그 표시기간(Fa)의 감소분을 보완하기 위해, LED(11)의 구동전류값(I)을 증가시킨다. 이러한 구성에 의해, 표시기간비율(A)을 감소시켜도 표시화상(D)의 휘도(L)를 그대로 유지할 수 있고, 시인자가 표시기간비율(A)의 전환에 의한 표시화상(D)(허상V)의 휘도변화에 의한 위화감을 억제할 수 있다. 또한, 제어부(90)는 표시화상(D)의 휘도(L)를 휘도 임계값보다 낮게 한 후에, 표시기간비율(A)을 낮게 해도 좋다.
이상의 구성에 의해, 본 발명의 필드시퀀셜 화상표시장치(1)는 조도 센서(82)에 의해 외부의 조도를 측정하고, 제어부(90)는 상기 조도 데이터에 기초하여 조명제어부(91) 및 표시제어부(92)를 제어함으로써, 표시화상(D)의 휘도(L)를 조정한다. 제어부(90)가 지시하는 표시화상(D)의 휘도(L)가 미리 정해진 제1 휘도임계값(L1)보다 낮은 경우, 표시기간비율(A)을 50%로 한다. 이러한 구성에 의해, 표시소자(30)의 개개의 미러(E)가 갖는 힌지에 가해지는 부담이 온 구동/오프 구동으로 치우치는 것을 억제할 수 있고, 화소가 어느 일정한 상태에서 고착됨으로써 발생하는 휘점결함 또는 흑점결함의 발생을 억제하고, 표시소자의 수명을 길게 유지할 수 있다.
(산업상의 이용 가능성)
본 발명에 관한 필드시퀀셜 화상표시장치는 예를 들어, 자동차 등의 윈드실드에 화상을 나타내는 표시광을 조사하고, 허상으로서 배경과 중첩하여 시인시키는 헤드업 디스플레이 장치로서 적용할 수 있다.
1: 필드시퀀셜 표시장치 2: 윈드실드
3: 차량운전자 시점 10: 조명장치
11: 조명수단 11r: 적색 LED(제1 조명수단)
11g: 녹색 LED(제2 조명수단) 11b: 청색 LED(제3 조명수단)
12: 회로기판 13: 반사투과 광학수단
13a: 반사판 13b: 다이크로익 미러
13c: 다이크로익 미러 14: 휘도불균일 저감광학수단
20: 조명광학계 30: DMD(표시소자)
40: 온도검출수단 41: 온도센서
42: A/D 변환기 50: 투사광학계
60: 스크린 70: 평면미러
71: 오목면 미러 80: 하우징
81: 창부 82: 조도 센서
90: 제어부 91: 조명 제어부
92: 표시 제어부 300: 영상신호
310: 조명제어데이터 320: 표시제어데이터
R: 적색광 G: 녹색광
B: 청색광

Claims (8)

  1. 복수의 화소를 갖고, 표시화상을 표시하는 표시소자;
    상기 복수의 화소를 제어하는 표시제어수단;
    제1 발광색으로 상기 표시소자를 조명하는 제1 조명수단;
    제2 발광색으로 상기 표시소자를 조명하는 제2 조명수단;
    상기 표시화상의 프레임을 시간분할한 서브프레임마다 상기 제1 조명수단 및 상기 제2 조명수단을 필드시퀀셜 방식에 의해 구동하는 조명제어수단; 및
    상기 표시화상에 기초하여 상기 표시제어수단과 상기 조명제어수단을 제어하는 제어부를 구비하고,
    상기 프레임은,
    상기 표시제어수단이 상기 복수의 화소를 통상 구동시키고, 상기 조명제어수단이 상기 제1 조명수단 및 상기 제2 조명수단을 구동시킴으로써, 상기 표시소자에 상기 표시화상을 표시하는 표시기간과,
    상기 표시제어수단이 상기 복수의 화소를 비표시 기간 구동시키고, 상기 조명제어수단이 상기 제1 조명수단 및 상기 제2 조명수단을 소등시킴으로써, 상기 표시소자에 상기 표시화상을 표시시키지 않는 비표시 기간을 구비하며,
    상기 제어부는 소정의 휘도제어조건에 기초하여 상기 표시화상의 휘도를 미리 정해진 휘도 임계값보다 낮게 할 때, 상기 프레임 기간내에 차지하는 상기 표시기간의 비율인 표시기간비율을 낮게 하는, 필드시퀀셜 화상표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 비표시 기간구동은 상기 프레임에서의 상기 복수의 화소 각각의 온기간과 오프기간이 거의 균등해지도록, 상기 복수의 화소 각각을 온/오프 제어시켜 이루어지는, 필드시퀀셜 화상표시장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 비표시 기간 구동은 상기 복수의 화소 각각을 소정의 주기로 온/오프 제어시켜 이루어지는, 필드시퀀셜 화상표시장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 표시화상의 휘도를 상기 휘도 임계값보다 낮게 할 때 상기 표시기간비율을 대략 반분량까지 낮게 하는, 필드시퀀셜 화상표시장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 표시화상의 휘도를 상기 휘도 임계값보다 낮게 하기 전 또는 낮게 한 후에 상기 표시기간비율을 낮게 하는, 필드시퀀셜 화상표시장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 표시기간비율을 낮게 할 때, 상기 제1 조명수단과 상기 제2 조명수단 중 구동하고 있는 조명수단의 구동전류값과 상기 구동전류값이 흐르는 구동기간을, 상기 표시화상의 휘도를 대략 일정하게 유지하도록 동시에 변화시키는, 필드시퀀셜 화상표시장치.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    온도를 검출하고 상기 제어부에 온도 데이터를 출력하는 온도검출수단을 추가로 구비하고, 상기 온도데이터가 미리 정해진 온도 임계값 이상일 때, 상기 표시기간비율을 대략 반분량까지 낮게 하는, 필드시퀀셜 화상표시장치.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    외부의 조도를 측정하고, 상기 제어부에 조도 데이터를 출력하는 조도검출수단을 추가로 구비하며, 상기 제어부는 상기 조도 데이터가 미리 정해진 조도 임계값 이하일 때, 상기 휘도제어조건이 성립했다고 판정하고, 상기 표시화상의 휘도를 상기 휘도 임계값보다 낮게 하는, 필드시퀀셜 화상표시장치.
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