WO2018101121A1 - 光源駆動装置及びヘッドアップディスプレイ装置 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a light source driving device and a head-up display device.
- a display device for example, a configuration provided with a DMD (Digital Micro-mirror Device) as a display element is known.
- the display device described in Patent Document 1 generates image light by reflecting illumination light with a plurality of micromirrors included in the DMD.
- the display device includes a light source driving device including a control unit that drives a light source.
- the control unit selectively emits one of three light sources that emit red, green, and blue light, and emits light. It operates by a so-called field sequential method in which illumination light of a desired color is generated by switching the light source for each subframe at high speed.
- this control unit when supplying current to the light source, this control unit performs PWM (Pulse Width Modulation) control that changes the on-duty ratio indicating the current supply period in the subframe, and PAM (Pulse Amplitude Modulation) that changes the current value And control at the same time.
- the control unit performs PWM control so as to reduce the on-duty ratio stepwise as the required luminance of the light source, that is, the required luminance decreases, and when the on-duty ratio is at a predetermined value.
- PAM control is performed to reduce the current value supplied to the light source as the required brightness decreases. Thereby, the display brightness according to the required brightness is realized.
- the control unit realizes the display luminance corresponding to the required luminance by controlling the current value when performing the PAM control.
- the current value supplied to the light source is also reduced according to the required luminance. For this reason, the current value is easily affected by noise, so that it is difficult to ensure the stability of light, and it is difficult to realize desired luminance and chromaticity.
- the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a light source driving device and a head-up display device that can further ensure the stability of light.
- a light source driving apparatus includes a first light source that emits first light and a second light that emits second light having a color different from that of the first light.
- a light source driving device for driving the light source a first voltage adjusting unit that adjusts a first voltage applied to the first light source based on a power source voltage from a power source, and the power source voltage or the first voltage.
- a second voltage adjusting unit that generates a second voltage to be applied to the second light source, and a light intensity ratio between the first light and the second light is a desired light intensity ratio.
- the first voltage and the second voltage are set to the first light source and the second voltage through the first voltage adjustment unit and the second voltage adjustment unit, respectively.
- a control unit that performs voltage-modulable light processing applied to the second light source.
- a head-up display device includes the light source driving device and a light combining unit that combines the light from the light sources driven by the light source driving device.
- a display element that generates an image on a screen based on the combined light combined by the light combining unit, and an optical system that displays a virtual image by projecting display light representing the image from the display element toward a projection member; .
- the stability of light can be further ensured.
- FIG. 3 is a circuit diagram showing a specific electrical configuration of the power supply control unit according to the first embodiment of the present invention. It is a timing chart which shows the state of the display element concerning the 1st Embodiment of this invention, and the electric current supplied to each light source.
- (A)-(f) which concerns on the 1st Embodiment of this invention is a timing chart which shows the various signals and drive current in a sub-frame.
- (A)-(f) which concerns on the 1st Embodiment of this invention is a timing chart which shows the various signals and drive current in a sub-frame. It is a flowchart which shows the process sequence of the light control process which concerns on the 1st Embodiment of this invention.
- (A) concerning the 1st Embodiment of this invention is a figure which shows the relationship between a request
- (b) is a figure which shows a display period ratio data table
- (c) is a current data table.
- (D) is a figure which shows a restriction
- (e) is a figure which shows a voltage data table. It is a figure which shows the voltage data table corresponding to each light source which concerns on the 2nd Embodiment of this invention.
- (A) which concerns on the 2nd Embodiment of this invention is a figure which shows the waveform of the electric current supplied to a light source when a required brightness
- (b) is a request
- (c) is a figure which shows the waveform of the electric current supplied to the light source when the request
- the HUD device 1 is installed on a dashboard of a vehicle 2, generates display light L representing an image M (see FIG. 2), and the generated display light L is a window that is an example of a projection member.
- the light is emitted toward the shield 3.
- the display light L is reflected by the windshield 3 and then reaches the viewer 4 (mainly the driver of the vehicle 2). Thereby, the viewer 4 can visually recognize the virtual image V representing the image M formed in front of the windshield 3.
- information related to the vehicle 2 for example, engine speed, navigation information, etc.
- the HUD device 1 includes an illumination device 10, a light intensity detection unit 500, an illumination optical system 20, a display element 30, a light source driving device 5, a projection optical system 40, and a screen 50. , A plane mirror 61 and a concave mirror 62 corresponding to the optical system, a housing 70, and a translucent part 71.
- the housing 70 is formed in a box shape from a light-shielding material, for example.
- the housing 70 accommodates the components of the HUD device 1 such as the illumination device 10 and the illumination optical system 20.
- the housing 70 is formed with an opening 70a through which the display light L passes.
- the translucent portion 71 is made of a translucent resin such as acrylic and is provided so as to close the opening 70 a of the housing 70.
- the translucent part 71 is formed in, for example, a curved shape in order to prevent the external light that has reached from being reflected toward the viewer 4.
- the illumination device 10 generates combined light C and emits the generated combined light C toward the illumination optical system 20.
- the lighting device 10 includes a light source unit 11, a circuit board 12, a light synthesis unit 13, a luminance unevenness reduction unit 14, and a transmission film 15.
- the light source unit 11 includes, for example, three light sources 11r, 11g, and 11b each formed of an LED (Light Emitting Diode).
- the light source 11r emits red light R
- the light source 11g emits green light G
- the light source 11b emits blue light B.
- Each of the light sources 11r, 11g, and 11b is driven by the light source driving device 5 as described later, and emits light at a predetermined light intensity and timing.
- the light source 11g corresponds to the first light source
- the green light G corresponds to the first light.
- the light source 11r corresponds to the second light source
- the red light R corresponds to the second light.
- the light source 11b corresponds to the third light source
- the blue light B corresponds to the third light.
- the circuit board 12 is made of a printed circuit board. Light sources 11r, 11g, and 11b are mounted on the circuit board 12.
- the light combining unit 13 generates the combined light C by aligning the optical axes of the red light R, the green light G, or the blue light B sequentially emitted from the light sources 11r, 11g, and 11b. 14 is emitted.
- the light combining unit 13 includes a reflection mirror 13a and dichroic mirrors 13b and 13c that reflect light of a specific wavelength and transmit light of other wavelengths other than the specific wavelength. ing.
- the reflection mirror 13a is located on the emission side of the light source 11b.
- the reflection mirror 13a reflects the incident blue light B toward the dichroic mirror 13b.
- the dichroic mirror 13b is located on the emission side of the light source 11g.
- the dichroic mirror 13b reflects the incident green light G toward the dichroic mirror 13c and transmits the blue light B from the reflection mirror 13a as it is.
- the dichroic mirror 13c is located on the emission side of the light source 11r.
- the dichroic mirror 13c reflects the incident red light R toward the luminance unevenness reducing unit 14 and transmits the light B and G from the dichroic mirror 13b as they are.
- the luminance unevenness reducing unit 14 includes a mirror box, an array lens, and the like, and reduces unevenness of light by irregularly reflecting, scattering, and refracting the combined light C from the light combining unit 13.
- the transmissive film 15 is made of a transmissive member having a reflectivity of, for example, about 5%, and transmits most of the synthesized light C that has arrived through the luminance unevenness reducing unit 14 as it is. Reflected toward the part 500.
- the light intensity detection unit 500 is formed of a light receiving element having a photodiode, for example, and is provided at a position for receiving the combined light C reflected by the transmission film 15.
- the light intensity detection unit 500 receives a part of the combined light C and detects the light intensities of the lights R, G, and B constituting the combined light C in a time division manner.
- the illumination optical system 20 includes a concave lens as shown in FIG. 2, and adjusts the combined light C emitted from the illumination device 10 to a size corresponding to the display element 30.
- the display element 30 is composed of a DMD including a plurality of movable micromirrors 30a, which is an example of a reflecting portion.
- the micromirror 30a includes an electrode (not shown), and is turned on / off by switching a voltage value applied to the electrode.
- the micromirror 30a takes a posture inclined, for example, by +12 degrees with the hinge as a fulcrum.
- the combined light C emitted from the illumination optical system 20 passes through the projection optical system 40 and the screen 50.
- the micromirror 30a takes an attitude tilted, for example, by -12 degrees with the hinge as a fulcrum, and at this time reflects the synthesized light C in a direction different from the projection optical system 40. Accordingly, the display element 30 individually drives each micromirror 30a under the control of the light source driving device 5 (specifically, a second control unit 200 described later), whereby the image M of the combined light C is displayed. Only light corresponding to is projected toward the projection optical system 40.
- the light source driving device 5 specifically, a second control unit 200 described later
- the projection optical system 40 is composed of a concave lens or a convex lens, and efficiently projects the display light L from the display element 30 onto the screen 50.
- the screen 50 is composed of a translucent screen such as a holographic diffuser, a microlens array, and a diffusing plate.
- the screen 50 receives the display light L from the projection optical system 40 on the rear surface (the lower surface in FIG. 2) and receives the front surface (the lower surface in FIG.
- the image M is displayed on the upper surface in FIG.
- the plane mirror 61 reflects the display light L representing the image M displayed on the screen 50 toward the concave mirror 62.
- the concave mirror 62 reflects the display light L from the plane mirror 61 toward the windshield 3.
- the display light L reaches the windshield 3 after passing through the light transmitting portion 71 of the housing 70. Thereby, the virtual image V to be formed is enlarged as compared with the image M displayed on the screen 50.
- the light source driving device 5 includes a power source control unit 300 that applies voltages Vr, Vg, and Vb to the light sources 11r, 11g, and 11b, a light source driving unit 400 that drives the light sources 11r, 11g, and 11b, A second control unit 200 that controls the display element 30 and a first control unit 100 that controls the light source driving unit 400 and the second control unit 200 are provided.
- Each configuration of the light source driving device 5 is mounted on, for example, a printed circuit board (not shown) other than the circuit board 12 disposed in the housing 70. A part or all of the configuration of the light source driving device 5 may be mounted on the circuit board 12.
- the first and second control units 100 and 200 are examples of control units.
- the light source driving device 5 performs control for each frame F, which is a control cycle for displaying the image M, as shown in FIG.
- the frame F includes a display period Fa and a non-display period Fb.
- the light source driving device 5 drives each micromirror 30a and the light sources 11r, 11g, and 11b of the display element 30 so as to generate the image M.
- the light source driving device 5 sequentially turns on the light sources 11r, 11g, and 11b by supplying the current I (Ir, Ig, Ib) to the light sources 11r, 11g, and 11b that are different for each subframe Fs.
- the light source unit 11 is driven by a field sequential method.
- the light source driving device 5 turns off all the light sources 11r, 11g, and 11b, and the display element 30 is set so that the on period and the off period of the micromirror 30a in the frame F are substantially the same.
- the micromirror 30a is driven.
- the light source driving device 5 adjusts the display period ratio that the display period Fa occupies in the entire frame F. That is, this display period ratio is calculated by “(display period Fa / frame F) ⁇ 100%”. Specifically, as shown in FIG. 12B, the light source driving device 5 sets the display period ratio so as to decrease stepwise as the required luminance decreases. In addition, the lower limit of the display period ratio is set to 50% in order to make the on period and the off period substantially the same as described above.
- the first control unit 100 executes a memory 100a such as a ROM (Read Only Memory) in which an operation program is stored, a timer 100b for measuring time, and the stored operation program. And a processing unit 100c such as a CPU (Central Processing Unit) that executes a dimming process described later.
- a video signal for displaying an image M is input to the first control unit 100 from a vehicle ECU (Electronic Control Unit) 6 of the vehicle 2 by LVDS (Low Voltage Differential Signal) communication or the like.
- the first control unit 100 outputs the input video signal to the second control unit 200 via an image processing IC (Integrated Circuit) (not shown).
- the video signal from the vehicle ECU 6 may be directly input to the second control unit 200 via an image processing IC (not shown) or the like without passing through the first control unit 100.
- the first control unit 100 adjusts the light sources 11r and 11g according to the display control data for displaying the image M requested by the video signal on the display element 30 and the driving of the display element 30 based on the display control data. , 11b to the second control unit 200 is output.
- an external light intensity signal (dimming signal) SL around the vehicle 2 detected through the external light intensity sensor 7 is input from the vehicle ECU 6 to the first control unit 100.
- This external light intensity signal SL has a value corresponding to the required luminance.
- the memory 100a stores various data tables in addition to the above-described display control data and illumination control data.
- the various data tables include a display period ratio data table indicating the display period ratio with respect to the required luminance shown in FIG. 12B, and current data indicating the current Ig supplied to the light source 11g with respect to the required luminance shown in FIG. 12 shows a table, a limit data table for limiting the period during which the current Ig is supplied to the light source 11g for the required luminance shown in FIG. 12D, and a voltage Vg applied to the light source 11g for the required luminance shown in FIG. A voltage data table.
- the first control unit 100 adjusts the light emission intensity of the light sources 11r, 11g, and 11b via the light source driving unit 400, and thus the HUD luminance (display luminance), according to the external light intensity signal SL.
- the first control unit 100 recognizes the required brightness based on the external light intensity signal SL, and displays the display element at a display period ratio corresponding to the required brightness while referring to the display period ratio data table shown in FIG. 30 and the light sources 11r, 11g, and 11b are driven.
- the first control unit 100 generates a reference signal SA serving as a threshold based on the external light intensity signal SL from the vehicle ECU 6, and outputs the reference signal SA to the light source driving unit 400.
- the first control unit 100 sets the duty ratio of the reference signal SA based on the external light intensity signal SL.
- the first control unit 100 outputs a reference signal SA that is a digital signal having a set duty ratio, and converts the reference signal SA into an analog signal by a digital-analog converter (not shown) including an integration circuit.
- the analog signal reference signal SA is output to the light source driver 400 (more precisely, a comparison circuit 410 described later).
- the values of currents Ir, Ig, and Ib supplied to the light sources 11r, 11g, and 11b are set according to the duty ratio of the reference signal SA.
- the first control unit 100 can output a reference signal SA having a different magnitude for each subframe Fs that is a period in which a selected one of the light sources 11r, 11g, and 11b emits light. As shown in FIG. 8, the first control unit 100 may change the reference signal SA for each subframe Fs having a different emission color.
- the first control unit 100 generates PWM signals Sp 1 to Sp 3 and outputs the generated PWM signals Sp 1 to Sp 3 to the power supply control unit 300.
- the first control unit 100 sets the on-duty ratio of the PWM signal Sp1, and outputs the PWM signal Sp1 having the set on-duty ratio to the first voltage adjustment unit 310 of the power supply control unit 300.
- the voltage Vg applied to the light source 11g is set according to the on-duty ratio of the PWM signal Sp1.
- the first control unit 100 sets the on-duty ratio of the PWM signal Sp2, and outputs the PWM signal Sp2 having the set on-duty ratio to the second voltage adjustment unit 320 of the power supply control unit 300.
- a voltage Vr applied to the light source 11r is set according to the on-duty ratio of the PWM signal Sp2.
- the first control unit 100 sets the on-duty ratio of the PWM signal Sp3 and outputs the PWM signal Sp3 having the set on-duty ratio to the third voltage adjustment unit 330 of the power supply control unit 300.
- the voltage Vb applied to the light source 11b is set in accordance with the on-duty ratio of the PWM signal Sp3.
- the voltage Vg corresponds to the first voltage
- the voltage Vr corresponds to the second voltage
- the voltage Vb corresponds to the third voltage.
- the second control unit 200 is an LSI (Large Scale Integration) that realizes a desired function by hardware, and includes, for example, an ASIC (Application Specific Integrated Circuit) or an FPGA (Field Programmable Gate Array).
- LSI Large Scale Integration
- ASIC Application Specific Integrated Circuit
- FPGA Field Programmable Gate Array
- the second control unit 200 outputs a limiting signal SC to the light source driving unit 400 (more precisely, a logic circuit 420 described later) under the control of the first control unit 100.
- the restriction signal SC is turned on to indicate that the lighting of the light sources 11r, 11g, and 11b is permitted, and the lighting of the light sources 11r, 11g, and 11b is prohibited. It is in an off state indicating.
- the first control unit 100 sets the on-duty ratio of the limit signal SC in the subframe Fs based on the required luminance determined according to the external light intensity signal SL via the second control unit 200, and the set on-state A duty ratio limit signal SC is output.
- the limit signal SC2 in the example of FIG. 9D has a higher on-duty ratio because the external light intensity signal SL is larger than the limit signal SC1 in the example of FIG.
- the first control unit 100 sets the on-duty ratio of the limit signal SC to 100 when the display period ratio is in the range of 60% to 100%. Set to%. Further, when the display period ratio is 50% and the required luminance is equal to or higher than the first threshold Th1, the on-duty ratio of the limit signal SC is changed stepwise in this example according to the required luminance. Further, when the required luminance is less than the first threshold Th1, the on-duty ratio of the limit signal SC is kept at the lower limit value.
- the second control unit 200 controls on / off of each micromirror 30a in the display element 30 by a PWM (Pulse Width Modulation) method based on the display control data from the first control unit 100.
- the second controller 200 is an enable signal EN (R-EN, G-EN, B-EN) for controlling the light emission timing of the light sources 11r, 11g, 11b according to the illumination control data from the first controller 100.
- EN is output to the light source driver 400 (more precisely, a logic circuit 420 described later).
- the second control unit 200 uses the red enable signal R-EN corresponding to the light source 11r, the green enable signal G-EN corresponding to the light source 11g, and the blue enable signal B-EN corresponding to the light source 11b as the enable signal EN. Are output at different timings.
- the enable signal EN is either on indicating that the corresponding light sources 11r, 11g, and 11b are allowed to be turned on, and off indicating that the corresponding light sources 11r, 11g, and 11b are not allowed to be turned on.
- the second control unit 200 synchronizes the light emission timings of the light sources 11r, 11g, and 11b with the screen control of the display element 30 through the output of the enable signal EN. Note that the first control unit 100 generates an enable signal EN (R-EN, G-EN, B-EN), and the generated enable signal EN does not pass through the second control unit 200, but the light source driving unit 400. May be output.
- the light source driving unit 400 is an LSI that realizes a desired function by hardware.
- the light source driving unit 400 includes an ASIC, FPGA, or analog circuit independent of the second control unit 200.
- the light source drive unit 400 includes a comparison circuit 410 that compares the reference signal SA and the light intensity detection signal SFB, and a light source drive circuit 430 that includes switch units 431, 432, and 433 that turn on or off the light sources 11r, 11g, and 11b. And a logic circuit 420 that outputs a drive signal SD for controlling the switch units 431, 432, and 433.
- the light source driver 400 includes a light intensity detection signal SFB from the light intensity detector 500, a reference signal SA from the first controller 100, an enable signal EN from the second controller 200, and In response to the limit signal SC, a drive signal SD for driving the light sources 11r, 11g, and 11b is generated based on the signals SFB, SA, EN, and SC, and the switch units 431 and 432 are generated based on the drive signal SD. , 433 are turned on or off to turn on or off the light sources 11r, 11g, and 11b.
- the comparison circuit 410 includes a comparator, compares the light intensity detection signal SFB from the light intensity detection unit 500 with the reference signal SA from the first control unit 100, and outputs the comparison signal SB as a comparison result.
- the data is output to the circuit 420 and the second control unit 200.
- the comparison circuit 410 turns off the comparison signal SB when the light intensity detection signal SFB exceeds the reference signal SA.
- the comparison signal SB is turned off as described above, the current I (current Ir in the figure) flowing through the light sources 11r, 11g, and 11b decreases as shown in FIG.
- the light intensity detection signal SFB which is feedback data of the emission intensity of 11g and 11b, decreases until it becomes less than the reference signal SA.
- the comparison circuit 410 turns on the comparison signal SB when the light intensity detection signal SFB is equal to or lower than the reference signal SA.
- the comparison signal SB When the comparison signal SB is thus turned on, the current I (current Ir in the figure) flowing through the light sources 11r, 11g, and 11b increases as shown in FIG.
- the light intensity detection signal SFB which is feedback data of the emission intensity of 11g and 11b, increases until it exceeds the reference signal SA.
- the comparison circuit 410 is a comparison that is a pulse signal that repeatedly turns on and off by repeatedly repeating the light intensity detection signal SFB below the reference signal SA or the light intensity detection signal SFB exceeding the reference signal SA.
- a signal SB is generated, and a value of the current I corresponding to the reference signal SA is generated.
- An amplification circuit (not shown) is provided between the light intensity detection unit 500 and the comparison circuit 410, and the light intensity detection signal SFB is amplified by the amplification circuit and input to the comparison circuit 410. Also good.
- the logic circuit 420 receives the limit signal SC, the enable signal EN, and the comparison signal SB, and turns on or off the switch units 431, 432, and 433 corresponding to the light sources 11r, 11g, and 11b based on the signals SC, EN, and SB. To do. Specifically, as shown in FIG. 5, the logic circuit 420 includes a first AND circuit 421, a red AND circuit 422, a green AND circuit 423, and a blue AND circuit 424.
- the first AND circuit 421 receives the limit signal SC from the second control unit 200 and the comparison signal SB from the comparison circuit 410, and outputs a drive signal SD that is an AND signal of the limit signal SC and the comparison signal SB to each AND circuit. To 422, 423, and 424. That is, as shown in FIGS. 10C to 10E, the first AND circuit 421 outputs the drive signal SD having substantially the same waveform as the comparison signal SB during the on time Ton when the limit signal SC is on. . Therefore, in the on time Ton of the limit signal SC, the drive signal SD is turned on when the comparison signal SB is on, and the drive signal SD is turned off when the comparison signal SB is off. The first AND circuit 421 turns off the drive signal SD regardless of whether the comparison signal SB is on or off during the off time Tof when the limit signal SC is off.
- the red AND circuit 422 receives the red enable signal R-EN from the second controller 200 and the drive signal SD from the first AND circuit 421, and receives the red enable signal R-EN and the drive.
- a red drive signal SDR that is an AND signal of the signal SD is output to the red switch unit 431.
- the green AND circuit 423 receives the green enable signal G-EN from the second control unit 200 and the drive signal SD from the first AND circuit 421, and the AND signal of the green enable signal G-EN and the drive signal SD. Is output to the green switch unit 432.
- the blue AND circuit 424 receives the blue enable signal B-EN from the second controller 200 and the drive signal SD from the first AND circuit 421, and is an AND signal of the blue enable signal B-EN and the drive signal SD.
- the blue drive signal SDB is output to the blue switch unit 433.
- the red AND circuit 422 outputs a red drive signal SDR having the same waveform as the drive signal SD from the first AND circuit 421.
- the green AND circuit 423 and the blue AND circuit 424 receive the green enable signal G-EN and the blue enable signal B-EN in the off state, respectively, so that the green drive signal SDG and the blue drive in the off state are input.
- the signal SDB is output.
- the switch units 431, 432, and 433 are, for example, switching elements using n-type channel FETs (Field Effect Transistors).
- the switch units 431, 432, and 433 are switched to an on state or an off state in accordance with the drive signals SDR, SDG, and SDB from the logic circuit 420.
- the red switch unit 431 is connected to the cathode side of the light source 11r
- the green switch unit 432 is connected to the cathode side of the light source 11g
- the blue switch unit 433 is connected to the cathode side of the light source 11b.
- the red switch unit 431 is turned on when the red drive signal SDR from the red AND circuit 422 is turned on.
- the red switch unit 431 When the red switch unit 431 is in the ON state, the current Ir is supplied from the power supply control unit 300 to the light source 11r, whereby the light source 11r emits red light R.
- the red switch unit 431 is turned off when the red drive signal SDR from the red AND circuit 422 is turned off.
- the red switch unit 431 When the red switch unit 431 is in the off state, the light source 11r is turned off.
- the green switch unit 432 and the blue switch unit 433 the light source 11g and the light source 11b are turned on or off depending on whether the green drive signal SDG and the blue drive signal SDB are on or off.
- the first control unit 100 and the light source driving unit 400 include a first current adjusting unit that adjusts the current Ig supplied to the light source 11g, a second current adjusting unit that adjusts the current Ir supplied to the light source 11r, and a light source 11b.
- a third current adjusting unit that adjusts the supplied current Ib.
- the power supply control unit 300 is connected to the anode side of each light source 11r, 11g, 11b.
- the power supply control unit 300 receives the power supply voltage from the battery 700 as the power supply of the vehicle 2 and applies the voltages Vr, Vg, and Vb to the light sources 11r, 11g, and 11b, respectively, under the control of the first control unit 100. To do.
- the power supply control unit 300 controls the first to third voltages for controlling the voltages Vr, Vg, and Vb applied to the light sources 11r, 11g, and 11b under the control of the first control unit 100. Adjustment units 310 to 330 are provided.
- the first voltage adjustment unit 310 When receiving the PWM signal Sp1 from the first control unit 100, the first voltage adjustment unit 310 applies a voltage Vg corresponding to the on-duty ratio of the PWM signal Sp1 to the light source 11g.
- the second voltage adjustment unit 320 applies a voltage Vr corresponding to the on-duty ratio of the PWM signal Sp2 to the light source 11r.
- the second voltage adjustment unit 320 generates the voltage Vr using the voltage Vg from the first voltage adjustment unit 310 as a power source. This voltage Vr is set to a voltage value equal to or lower than the voltage Vg.
- the third voltage adjustment unit 330 When receiving the PWM signal Sp3 from the first control unit 100, the third voltage adjustment unit 330 applies a voltage Vb corresponding to the on-duty ratio of the PWM signal Sp3 to the light source 11b.
- the third voltage adjustment unit 330 generates the voltage Vb using the voltage Vg from the first voltage adjustment unit 310 as a power source. This voltage Vb is set to a voltage value equal to or lower than the voltage Vg.
- the first voltage adjustment unit 310 includes a power supply IC (Integrated Circuit) 316, a D / A conversion circuit 311 including a resistor R4 and a capacitor 315, resistors R1 to R3, a smoothing capacitor 318, and the like. .
- the D / A conversion circuit 311 receives the PWM signal Sp1, which is a digital signal, and generates an analog signal Sa1 having a current value corresponding to the on-duty ratio of the PWM signal Sp1.
- the power supply IC 316 is, for example, a step-down DC / DC converter.
- the power supply IC 316 receives the power supply voltage from the battery 700, generates a voltage Vg corresponding to the analog signal Sa1, and applies the generated voltage Vg to the light source 11g.
- the power supply IC 316 receives the voltage divided by the resistors R1 and R2 and performs feedback control.
- One end of the smoothing capacitor 318 is connected to the connection line Lg connecting the power supply IC 316 and the light source 11g, and the other end is connected to the ground.
- the smoothing capacitor 318 smoothes the fluctuation of the voltage Vg. Note that the smoothing capacitor 318 may be omitted.
- the second voltage adjustment unit 320 includes a D / A conversion circuit 321 including a resistor R8 and a capacitor 325, a non-inverting amplifier circuit 326, a resistor R7, a switch unit 329, and a smoothing capacitor 328.
- the D / A conversion circuit 321 receives the PWM signal Sp2, generates an analog signal Sa2 corresponding to the PWM signal Sp2, and outputs the generated analog signal Sa2 to the non-inverting amplifier circuit 326.
- the non-inverting amplifier circuit 326 generates an amplified PWM signal Sp2 based on the input analog signal Sa2, and outputs the amplified PWM signal Sp2 to the switch unit 329.
- the non-inverting amplifier circuit 326 includes an operational amplifier 327 and resistors R5 and R6. Since the non-inverting amplifier circuit 326 is known, a detailed description thereof is omitted.
- the switch unit 329 is composed of a switching element using, for example, an FET. The switch unit 329 switches to an on state or an off state in accordance with the amplified PWM signal Sp2. Thus, the switch unit 329 outputs the voltage Vg from the power supply IC 316 to the light source 11r side when in the on state, and stops outputting the voltage Vg to the light source 11b side when in the off state. Thereby, a rectangular wave is generated.
- the smoothing capacitor 328 One end of the smoothing capacitor 328 is connected to the connection line Lr connecting the non-inverting amplifier circuit 326 and the light source 11r, and the other end is connected to the ground.
- the smoothing capacitor 328 generates the voltage Vr by smoothing the rectangular wave, and applies the voltage Vr to the light source 11r.
- the resistor R7 is provided to protect the switch unit 329, for example.
- the third voltage adjustment unit 330 includes a D / A conversion circuit 331 including a resistor R12 and a capacitor 335, a non-inverting amplifier circuit 336, a resistor R11, a switch unit 339, and a smoothing capacitor 338.
- the D / A conversion circuit 331 receives the PWM signal Sp3, generates an analog signal Sa3 having a current value corresponding to the PWM signal Sp3, and outputs the generated analog signal Sa3 to the non-inverting amplifier circuit 336.
- the non-inverting amplifier circuit 336 generates a PWM signal Sp3 amplified based on the input analog signal Sa3, and outputs the amplified PWM signal Sp3 to the switch unit 339.
- the non-inverting amplifier circuit 336 includes an operational amplifier 337 and resistors R9 and R10. Since the non-inverting amplifier circuit 336 is known, a detailed description thereof is omitted.
- the switch unit 339 is composed of a switching element using, for example, an FET.
- the switch unit 339 switches to an on state or an off state according to the amplified PWM signal Sp3. Accordingly, the switch unit 339 outputs the voltage Vg from the power supply IC 316 to the light source 11b side when in the on state, and stops outputting the voltage Vg to the light source 11b side when in the off state. Thereby, a rectangular wave is generated.
- the smoothing capacitor 338 One end of the smoothing capacitor 338 is connected to the connection line Lb connecting the non-inverting amplifier circuit 336 and the light source 11b, and the other end is connected to the ground.
- the smoothing capacitor 338 generates the voltage Vg by smoothing the rectangular wave, and applies the voltage Vg to the light source 11b.
- the resistor R11 is provided to protect the switch unit 339, for example.
- the first control unit 100 acquires an external light intensity signal SL through the external light intensity sensor 7 (step S101).
- the external light intensity signal SL has a value corresponding to the required luminance, that is, the required luminance increases as the external light intensity signal SL increases.
- the first control unit 100 determines whether or not the required luminance corresponding to the external light intensity signal SL is equal to or greater than the first threshold Th1 (step S102).
- the first control unit 100 shifts to the high luminance mode (step S103).
- the first control unit 100 sets the voltages Vr, Vg, and Vb applied to the light sources 11r, 11g, and 11b to the constant voltage Vn (step S104).
- the constant voltage Vn is maintained by fixing the on-duty ratio of the PWM signals Sp1 to Sp3.
- a constant voltage Vn is always applied to each of the light sources 11r, 11g, and 11b.
- the first control unit 100 sets the display period ratio according to the required luminance by referring to the display period ratio data table in FIG. 12B, and refers to the limit data table in FIG.
- step S105 the on-duty ratio of the limit signal SC is set (step S105), and the current Ig supplied to the light source 11g is set according to the required luminance by referring to the current data table of FIG. 12C (step S106). ). Note that the processing order of steps S104 to S106 may be changed as appropriate, or may be performed simultaneously.
- the first controller 100 sets the currents Ir and Ib so as to realize a desired light intensity ratio stored in advance in the memory 100a with reference to the set current Ig (step S107).
- this light intensity ratio is the first light intensity ratio that is the light intensity ratio of the light source 11g and the light intensity of the light source 11r, and the second light intensity ratio that is the light intensity ratio of the light source 11g and the light source 11b. Consists of.
- the desired light intensity ratio is, for example, a light intensity ratio that maintains white balance.
- the first controller 100 supplies the set currents Ir, Ig, and Ib to the corresponding light sources 11r, 11g, and 11b (step S108).
- the process in step S108 is performed, for example, in the non-display period Fb shown in FIG.
- the first controller 100 recognizes the actual light intensity ratio via the light intensity detector 500 (step S109). Then, the first control unit 100 determines whether or not the actual light intensity ratio matches the desired light intensity ratio (step S110). If the actual light intensity ratio does not match the desired light intensity ratio (step S110: NO), the first control unit 100 returns to the processing of step S107 so as to realize the desired light intensity ratio. The currents Ir and Ib are set again. Thereafter, the processes in steps S107 to S110 are repeated until the actual light intensity ratio matches the desired light intensity ratio.
- the first controller 100 supplies the set currents Ir, Ig, Ib to the light sources 11r, 11g, 11b.
- desired chromaticity can be achieved while realizing HUD luminance corresponding to the required luminance.
- the first control unit 100 determines that the required luminance is less than the first threshold Th1 (step S102: NO).
- the first control unit 100 shifts to the low luminance mode (step S111).
- the first control unit 100 sets the currents Ir, Ig, and Ib to the constant current In after shifting to the low luminance mode (step S112).
- This constant current In is set to a value that is not buried in noise.
- the first control unit 100 sets the display period ratio according to the required luminance by referring to the display period ratio data table in FIG. 12B, and refers to the limit data table in FIG.
- the on-duty ratio of the limit signal SC is set (step S113), and the voltage Vg corresponding to the required luminance is set by referring to the voltage data table of FIG. 12D (step S114).
- the voltage Vg is set to decrease linearly as the required luminance decreases.
- the first control unit 100 sets the voltages Vr and Vb so as to realize the above-described desired light intensity ratio with reference to the set voltage Vg (step S115). Then, the first control unit 100 applies the set voltages Vr, Vg, and Vb to the actually corresponding light sources 11r, 11g, and 11b (step S116). The process in step S116 is performed, for example, in the non-display period Fb shown in FIG. Next, the first controller 100 recognizes the actual light intensity ratio via the light intensity detector 500 (step S117). Then, the first control unit 100 determines whether or not the actual light intensity ratio matches the desired light intensity ratio (step S118).
- step S118 NO
- the first control unit 100 returns to the process of step S115 so as to realize the desired light intensity ratio.
- the voltages Vr and Vb are set again. Thereafter, the processes in steps S115 to S118 are repeated until the actual light intensity ratio matches the desired light intensity ratio.
- step S118 When the actual light intensity ratio matches the desired light intensity ratio (step S118: YES), the first controller 100 applies the set voltages Vr, Vg, Vb to the light sources 11r, 11g, 11b.
- desired chromaticity can be achieved while realizing HUD luminance corresponding to the required luminance.
- the light control process which concerns on the said flowchart is complete
- the first control unit 100 selects the first light intensity ratio (light source 11g) from the desired light intensity ratio.
- the light intensity ratio of the light source 11r and the light intensity ratio of the light source 11r match the actual light intensity ratio
- the second light intensity ratio (the light intensity ratio of the light source 11g and the light intensity of the light source 11b) matches the actual light intensity ratio. If not, only the voltage Vb corresponding to the light source 11b may be adjusted.
- the first control unit 100 determines that the second light intensity ratio in the desired light intensity ratio matches the actual light intensity ratio, and the first light intensity ratio matches the actual light intensity ratio. If not, only the voltage Vr corresponding to the light source 11r may be adjusted.
- the voltage Vg is changed while keeping the display period ratio, the current Ig, and the on-duty ratio of the limiting signal SC constant.
- HUD luminance corresponding to the required luminance is realized.
- the HUD luminance corresponding to the required luminance is realized by changing the display period ratio and the current Ig while keeping the on-duty ratio and voltage Vg of the limiting signal SC constant. Is done.
- the HUD luminance corresponding to the required luminance is realized by changing the on-duty ratio and current Ig of the limit signal SC while keeping the display period ratio and the voltage Vg constant. Is done.
- the light source driving device 5 drives the light source 11g that emits green light G and the light source 11r that emits red light R.
- the light source driving device 5 generates a voltage Vr to be applied to the light source 11r by using the first voltage adjusting unit 310 that adjusts the voltage Vg applied to the light source 11g based on the power supply voltage from the battery 700 and the voltage Vg as a power source.
- 2 voltage adjustment part 320 and the 1st control part 100 which performs voltage modulation light processing are provided.
- the voltage Vg and the voltage Vr are set so that the light intensity ratio between the green light G and the red light R becomes a desired light intensity ratio, and the first voltage adjusting unit 310 and the second voltage adjusting unit 320 are set.
- the set voltage Vg and voltage Vr are applied to the light source 11g and the light source 11r, respectively.
- the above configuration by performing voltage value control for controlling the voltage Vg and the voltage Vr applied to the light source 11g and the light source 11r, it is possible to maintain a current value that is not buried in noise. As a result, the stability of light can be further ensured, and as a result, desired luminance and chromaticity can be realized.
- the first controller 100 adjusts the current Ig supplied to the light source 11g and adjusts the current Ir supplied to the light source 11r.
- the first control unit 100 responds to the required luminance while the light intensity ratio between the green light G and the red light R becomes a desired light intensity ratio in the voltage-modulable light processing.
- the first control unit 100 performs current-modulable light processing when the required luminance is equal to or higher than the first threshold Th1. This current-modulable light processing sets the current Ig and the current Ir according to the required luminance while the light intensity ratio of the green light G and the red light R becomes a desired light intensity ratio, and the set current Ig and current Ir are set.
- the light source driving device 5 includes a memory 100a in which a voltage data table indicating the value of the voltage Vg applied to the light source 11g according to the required luminance is stored, the light intensity of the green light G, and the light intensity of the red light R.
- the first control unit 100 sets the voltage Vg corresponding to the required luminance with reference to the stored voltage data table, and green light based on the detection result of the light intensity detection unit 500.
- the voltage Vr is set on the basis of the set voltage Vg so that the light intensity ratio of G and red light R becomes a desired light intensity ratio. According to this configuration, another voltage Vr is set based on the voltage Vg.
- the green light G from the light source 11g has the greatest influence on human vision. Therefore, it becomes easy to realize desired luminance and chromaticity by using the voltage Vg as a reference.
- the memory 100a stores a current data table indicating the value of the current Ig supplied to the light source 11g corresponding to the required luminance.
- the first control unit 100 sets the current Ig corresponding to the required luminance with reference to the current data table, and based on the detection result of the light intensity detection unit 500, the green light G and the red light
- the current Ir is set based on the set current Ig so that the light intensity ratio of the light R becomes a desired light intensity ratio.
- another current Ir is set based on the current Ig.
- the green light G from the light source 11g has the greatest influence on human vision. Therefore, desired luminance and chromaticity can be easily realized by using the current Ig as a reference.
- the first control unit 100 holds the voltage Vg at the constant voltage Vn through the first voltage adjustment unit 310 in the case of current-modulable light processing, that is, when the required luminance is the first threshold Th1 or more, In the modulated light processing, that is, when the required luminance is less than the first threshold Th1, the voltage Vg is gradually decreased through the first voltage adjustment unit 310 as the required luminance decreases. According to this configuration, the change in the voltage Vg can be kept to the minimum necessary, and light stability can be ensured.
- the first control unit 100 holds the current Ig at a constant current In when the voltage-modulable light processing, that is, the required luminance is less than the first threshold Th1, and the current-modulable light processing, that is, the required luminance is In the case of the first threshold Th1 or more, the current Ig corresponding to the required luminance is set.
- the constant current In is set to a value that is not buried in noise, for example. According to this configuration, since the current Ig is suppressed to be equal to or less than the constant current In, light stability can be ensured.
- the light source driving device 5 drives the light source 11b that emits the blue light B in addition to the light source 11g and the light source 11r. Furthermore, the light source driving device 5 includes a third voltage adjusting unit 330 that generates the voltage Vb applied to the light source 11b using the voltage Vg as a power source, and adjusts the current Ib supplied to the light source 11b. In the voltage-modulable light processing, the first control unit 100 performs the voltage Vg, the voltage Vr, and the voltage Vb so that the light intensity ratio of the green light G, the red light R, and the blue light B becomes a desired light intensity ratio.
- the current Ig, the current Ir, and the current Ib are set so that the light intensity ratio of the green light G, the red light R, and the blue light B becomes a desired light intensity ratio.
- the light intensity ratio of the green light G, the red light R, and the blue light B is set to be a desired light intensity ratio in both cases of voltage-modulable light processing and current-modulable light processing.
- the first voltage adjustment unit 310 adjusts the voltage Vg by stepping down the power supply voltage from the battery 700
- the second voltage adjustment unit 320 receives the voltage Vg adjusted through the first voltage adjustment unit 310 and receives the voltage
- the third voltage adjustment unit 330 receives the voltage Vg adjusted through the first voltage adjustment unit 310 and generates the voltage Vb. According to this configuration, since the second and third voltage adjustment units 320 and 330 do not need to step down the power supply voltage from the battery 700, the second and third voltage adjustment units 320 and 330 are configured more simply. be able to.
- the desired light intensity ratio is preset according to the required luminance. According to this configuration, the first control unit 100 can quickly specify a desired light intensity ratio.
- FIGS. 1-10 A second embodiment in which the light source driving device according to the present invention is embodied in a HUD device will be described with reference to FIGS.
- This embodiment is mainly different from the first embodiment in that a different current data table and voltage data table are set for each of the light sources 11r, 11g, and 11b.
- a description will be given focusing on differences from the first embodiment.
- the memory 100a stores not only the current data table corresponding to the light source 11g shown in FIG. 12C in the first embodiment but also the current data table corresponding to the light source 11r and the current data table corresponding to the light source 11b. Has been. Each current data table is generated by calibration at the time of manufacture in consideration of individual differences of the light sources 11r, 11g, and 11b.
- the memory 100a stores a first voltage data table Tg corresponding to the light source 11g, a second voltage data table Tr corresponding to the light source 11r, and a third voltage data table Tb corresponding to the light source 11b.
- each voltage data table Tr, Tg, Tb is a region in which the required luminance is equal to or higher than the second threshold Th2 (in other words, a region in which the voltage applied to the light sources 11r, 11g, 11b is Vl to Vn. ) Takes the same voltage value and decreases uniformly as the required luminance decreases.
- each voltage data table Tr, Tg, Tb changes linearly in this example so that the voltage value decreases as the required luminance decreases.
- Each voltage data table Tr, Tg, Tb changes with a different slope in a region where the required luminance is less than the second threshold Th2.
- the second voltage data table Tr has a larger slope than the third voltage data table Tb
- the third voltage data table Tb has a larger slope than the first voltage data table Tg.
- This second threshold value Th2 takes a value smaller than the first threshold value Th1, which is a criterion for determining the high luminance mode and the low luminance mode.
- This second threshold value Th2 is set within the range of voltages Vr, Vg, Vb in which the rising times Tr1, Tr2 shown in FIGS. 14 (a) and 14 (b) are substantially constant, for example, the lower limit value of the range.
- the rise times Tr1, Tr2, Tr3 are times from when the voltages Vr, Vg, Vb are applied to the light sources 11r, 11g, 11b to the peak current values Ip1, Ip2, Ip3.
- the rising time Tr1 when the required luminance shown in FIG. 14A is at the first threshold Th1 is substantially the same as the rising time Tr2 when the required luminance shown in FIG. 14B is at the second threshold Th2. is there.
- the peak current value Ip1 when the required luminance shown in FIG. 14A is at the first threshold Th1 is larger than the peak current value Ip2 when the required luminance shown in FIG. 14B is at the second threshold Th2. large. Therefore, in the region above the second threshold Th2, the peak current values Ip1, Ip2, and consequently the luminance of the light sources 11r, 11g, 11b can be adjusted by adjusting the voltages Vr, Vg, Vb.
- the rise time Tr3 when the required luminance shown in FIG. 14C is less than the second threshold Th2 is longer than the rise times Tr1 and Tr2.
- the rise time Tr3 differs for each of the light sources 11r, 11g, and 11b.
- the rise time Tr3 of the light source 11r is longer than the rise time Tr3 ′ of the light sources 11g and 11b in the waveform shown by the broken line in FIG. .
- the voltage data tables Tr, Tg, Tb described above are set to different voltage values for each voltage data table Tr, Tg, Tb in a region where the required luminance is less than the second threshold Th2. ing.
- the first control unit 100 refers to the first voltage data table Tg and the second voltage data table Tr, and the voltage Vg of the light source 11g. Is set to a voltage value larger than the voltage Vr of the light source 11r.
- the first control unit 100 sets the voltages Vr, Vg, and Vb by referring to the voltage data tables Tr, Tg, and Tb in step S114 of FIG. 11 of the first embodiment.
- the process according to step S115 of the first embodiment may be omitted.
- the processes related to steps S115 to S118 of the first embodiment may be omitted.
- the first control unit 100 refers to the voltage data tables Tr, Tg, Tb in step S106 of FIG. 11 of the first embodiment to obtain the currents Ir, Ig, Ib. Set.
- the process according to step S107 of the first embodiment may be omitted. Further, in the present embodiment, the processes related to steps S107 to S110 of the first embodiment may be omitted.
- the light source driving device 5 includes a first voltage data table Tg indicating the value of the voltage Vg applied to the light source 11g according to the required luminance, and a first value indicating the value of the voltage Vr applied to the light source 11r according to the required luminance.
- a memory 100a in which a two-voltage data table Tr is stored is provided.
- the first voltage data table Tg and the second voltage data table Tr take the same value when the required luminance is equal to or higher than the second threshold Th2 set to a value smaller than the first threshold Th1, and the required luminance is the second threshold.
- the first controller 100 refers to the first voltage data table Tg and the second voltage data table Tr so as to obtain the required luminance so that the light intensity ratio of the green light G and the red light R becomes a desired light intensity ratio.
- the corresponding voltage Vg and voltage Vr are set. According to this configuration, a desired light intensity ratio can be maintained even in a low luminance region where the required luminance is less than the second threshold Th2.
- FIGS. 1 and 2 A third embodiment in which the light source driving device according to the present invention is embodied in a HUD device will be described with reference to FIGS.
- the present embodiment is mainly different from the first and second embodiments in that the electric charge charged in the smoothing capacitor is discharged at different timings.
- the difference from the first and second embodiments will be mainly described.
- the first voltage adjustment unit 310 further includes a discharge line L1, a resistor Rg, and a switch unit Swg.
- the resistor Rg and the switch unit Swg are provided in series with the discharge line L1.
- One end of the discharge line L1 is connected to the connection line Lg, and the other end of the discharge line L1 is connected to the ground.
- the resistor Rg and the switch unit Swg are connected in parallel to the smoothing capacitor 318.
- the switch part Swg is made of a switching element using, for example, an FET.
- the switch unit Swg is switched between an on state and an off state under the control of the first control unit 100. When the switch unit Swg is switched from the off state to the on state, the charge charged in the smoothing capacitor 318 flows to the ground via the discharge line L1.
- the resistor Rg is for current limitation and is provided between the switch unit Swg and the connection line Lg.
- the second voltage adjustment unit 320 further includes a discharge line L2, a resistor Rr, and a switch unit Swr.
- the resistor Rr and the switch unit Swr are provided in series with the discharge line L2.
- One end of the discharge line L2 is connected to the connection line Lr, and the other end of the discharge line L2 is connected to the ground.
- the resistor Rr and the switch unit Swr are connected in parallel to the smoothing capacitor 328.
- the switch unit Swr is composed of a switching element using an FET, for example.
- the switch unit Swr switches between an on state and an off state under the control of the first control unit 100. When the switch unit Swr is switched from the off state to the on state, the electric charge charged in the smoothing capacitor 328 flows to the ground via the discharge line L2.
- the resistor Rr is for current limitation, and is provided between the switch unit Swr and the connection line Lr.
- the third voltage adjustment unit 330 further includes a discharge line L3, a resistor Rb, and a switch unit Swb.
- the resistor Rb and the switch unit Swb are provided in series with the discharge line L3.
- One end of the discharge line L3 is connected to the connection line Lb, and the other end of the discharge line L3 is connected to the ground.
- the resistor Rb and the switch unit Swb are connected in parallel to the smoothing capacitor 338.
- the switch unit Swb is composed of a switching element using an FET, for example.
- the switch unit Swb is switched between an on state and an off state under the control of the first control unit 100. When the switch unit Swb is switched from the off state to the on state, the charge charged in the smoothing capacitor 338 flows to the ground through the discharge line L3.
- the resistor Rb is for current limitation and is provided between the switch unit Swb and the connection line Lb.
- the resistors Rr, Rg, and Rb have different resistance values.
- the resistance values of the resistors Rr, Rg, and Rb are set to have the following magnitude relationship. Resistance value of resistor Rg> resistance value of resistor Rb> resistance value of resistor Rr. The smaller the resistance value of each resistor Rr, Rg, Rb, the smoothing capacitor 318 when the switch units Swr, Swg, Swb are in the ON state, The speed at which the charges charged in 328 and 338 are released increases. As the speed at which charges are released increases, as shown in FIG.
- the light source 11r has a lower forward voltage when a specified forward current flows than the other light sources 11g and 11b. For this reason, in order to reduce the current supplied to the light source 11r, it is necessary to apply a voltage Vr lower than the voltages Vg and Vb of the other light sources 11g and 11b.
- the required voltage Vr1 of the light source 11r is lower than the required voltages Vg1 and Vb1 of the other light sources 11g and 11b. Therefore, by setting the resistance value of the resistor Rr of the light source 11r to be smaller than the resistance values of the resistors Rg and Rb of the light sources 11g and 11b, the rate of decrease in the voltage Vr of the light source 11r can be increased, and the voltage Vr , Vg, Vb can approach the required voltages Vr1, Vg1, Vb1.
- delay time data in which the dimming change amounts ⁇ 1 to ⁇ n and the current luminances D1 to Dn are associated with the delay times Tg1 to Tgn and Tb1 to Tbn.
- the table is stored. “N” is an arbitrary natural number.
- the dimming change amounts ⁇ 1 to ⁇ n are differences between the current luminance and the required luminance, and the numerical range of each dimming change amount ⁇ 1 to ⁇ n can be set as appropriate.
- the current luminances D1 to Dn are set at predetermined intervals. As shown in FIG.
- the delay times Tb1 to Tbn are the time from the time ta at which the voltage Vr of the light source 11r starts to decrease to the time tb at which the voltage Vb of the light source 11b starts to decrease. Is set to match the time td when the voltage Vr reaches the required voltage Vr1 and the time td when the voltage Vb of the light source 11b reaches the required voltage Vb1.
- the delay times Tg1 to Tgn are the time from the time ta at which the voltage Vr of the light source 11r starts to decrease to the time tc at which the voltage Vg of the light source 11g starts to decrease, and the voltage Vr of the light source 11r is the required voltage Vr1.
- the delay times Tg1 to Tgn and Tb1 to Tbn become longer as the dimming change amounts ⁇ 1 to ⁇ n increase in the state where the current luminance is fixed due to the characteristics of the smoothing capacitors 318, 328, and 338, and the delay times Tg1 to Tgn and Tb1 to Tbn The higher the current luminance D1 to Dn, the longer.
- the delay times Tg1 to Tgn and Tb1 to Tb1 are set in advance by calculation, simulation, experiment, or the like.
- step S115 Similar to the first embodiment, the delay time setting process according to step S20 and the voltage variation process according to step S30 are continuously performed.
- the first control unit 100 acquires the dimming change amount and the current luminance (step S201).
- the current luminance is acquired through the detection result of the light intensity detection unit 500.
- the dimming change amount is derived by calculating the difference between the current luminance and the required luminance.
- the first control unit 100 determines whether or not the required luminance is lower than the current luminance, that is, whether or not the light emission luminance of each of the light sources 11r, 11g, and 11b is decreased (step S202).
- step S202 When it is determined that the required brightness is lower than the current brightness, that is, the light emission brightness of each of the light sources 11r, 11g, and 11b is reduced (step S202: YES), the dimming change amount acquired in step S201 and the current brightness
- the delay times Tg1 to Tgn and Tb1 to Tbn are read based on the delay time data table (step S203). Specifically, as shown in FIG. 19, among the dimming change amounts ⁇ 1 to ⁇ n stored in the delay time data table, the one closest to the dimming change amount acquired in step S201 is selected.
- the dimming change amount ⁇ 1 when the dimming change amount ⁇ 1 is selected, next, among the current luminances D1 to Dn corresponding to the dimming change amount ⁇ 1, the one closest to the current luminance acquired in step S201 is selected. select.
- the delay times Tg1 and Tb1 corresponding to the dimming change amount ⁇ 1 and the current luminance D1 among the delay times Tg1 to Tgn and Tb1 to Tbn are set. read out.
- the delay times Tg1 and Tb1 will be described.
- the first control unit 100 sets the read delay times Tg1 and Tb1 as delay times (step S204), ends the delay time setting process, and proceeds to the voltage fluctuation process according to step S30.
- step S202 when the first control unit 100 determines that the requested luminance is not lower than the current luminance, that is, the light emission luminance of each of the light sources 11r, 11g, and 11b is increased (step S202: NO), the delay time is set. Without (step S205), the delay time setting process ends, and the process proceeds to the voltage fluctuation process according to step S30.
- the switch units Swr, Swg, and Swb are in an off state.
- the first controller 100 determines whether a delay time is set (step S301). If it is determined that the delay time is not set (step S301: NO), the voltage Vr, Vg, Vb of the light sources 11r, 11g, 11b is started to change simultaneously (step S313), and the process proceeds to step S312 described later. To do.
- step S301: YES time measurement is started through the timer 100b (step S302). Below, the case where delay time Tg1, Tb1 is set as delay time is demonstrated.
- the first control unit 100 switches the switch unit Swr from the off state to the on state (step S303), and changes the voltage Vr of the light source 11r toward the required voltage Vr1 corresponding to the required luminance. Is started (step S304).
- the voltage Vr of the light source 11r starts to decrease linearly toward the required voltage Vr1.
- the first controller 100 reduces the voltage Vr of the light source 11r by reducing the on-duty ratio of the PWM signal Sp2.
- the first control unit 100 determines whether or not the delay time Tb1 of the light source 11b for which the measured time (measurement time) is set has elapsed (step S305).
- the switch unit Swb is switched from the off state to the on state (step S306), and the light source 11b is turned toward the required voltage Vb1 corresponding to the required luminance.
- the change of the voltage Vb is started (step S307).
- the voltage Vb of the light source 11b starts to decrease linearly toward the required voltage Vb1.
- the first controller 100 reduces the voltage Vb of the light source 11b by reducing the on-duty ratio of the PWM signal Sp3.
- the first control unit 100 determines whether or not the delay time Tg1 of the light source 11g for which the measurement time is set has elapsed (step S308).
- the switch unit Swg is switched from the off state to the on state (step S309), and the light source 11g is turned toward the required voltage Vg1 corresponding to the required luminance.
- the change of the voltage Vg is started (step S310). Accordingly, as shown in FIG. 20B, at time tc, the voltage Vg of the light source 11g starts to decrease linearly toward the required voltage Vg1.
- the first controller 100 reduces the voltage Vg of the light source 11g by reducing the on-duty ratio of the PWM signal Sp1.
- step S305: NO the first control unit 100 proceeds to the process of step S308 without passing through steps S306 and S307. Further, when the first control unit 100 determines that the measurement time has not passed the delay time Tg1 (step S308: NO), the first control unit 100 proceeds to the process of step S311 described later without passing through steps S309 and S310. .
- the first control unit 100 determines whether or not the measurement time has passed both of the two delay times Tg1 and Tb1 (step S311), and the measurement time is at least one of the delay times Tg1 and Tb1. Is determined not to have elapsed (step S311: NO), the process returns to step S305. That is, the processes in steps S305 to S311 are repeated until the measurement time has passed both of the two delay times Tg1 and Tb1.
- the first control unit 100 determines that the measurement time has passed both of the two delay times Tg1 and Tb1 (step S311: YES), or after starting the change of the voltages Vr, Vg, and Vb simultaneously (step S311). S313) Waits for the voltages Vr, Vg, Vb of the light sources 11r, 11g, 11b to reach the required voltages Vr1, Vg1, Vb1 (step S312: NO).
- the first control unit 100 determines that the voltages Vr, Vg, and Vb of the light sources 11r, 11g, and 11b have reached the required voltages Vr1, Vg1, and Vb1 (step S312: YES)
- the voltage control process ends.
- the process proceeds to step S117 in FIG.
- step S117 Since the processing after step S117 is the same as that of the first embodiment, the description thereof is omitted. Note that the first control unit 100 returns the switch units Swr, Swg, and Swb from the on state to the off state when the required luminance becomes equal to or higher than the first threshold value Th1 or the second threshold value Th2.
- the smoothing capacitors 318, 328, and 338 are provided, the following points are concerned.
- the charges charged in the smoothing capacitors 318, 328, and 338 inhibit the decrease in the voltages Vr, Vg, and Vb of the light sources 11r, 11g, and 11b.
- Vr, Vg, and Vb the voltages of the smoothing capacitors 318, 328, and 338.
- the time required for discharging the electric charge varies depending on the current luminance and the required luminance due to the nature of the smoothing capacitor. For this reason, the length of the charge discharge time may be different for each of the light sources 11r, 11g, and 11b.
- the time required for reducing the voltages Vr, Vg, and Vb for each of the light sources 11r, 11g, and 11b Different.
- the voltages Vr, Vg, and Vb start to decrease at the same time t1, immediately before the voltages Vr, Vg, and Vb reach the required voltages Vr1, Vg1, and Vb1, White balance may be lost.
- the voltages Vr and Vb of the other light sources 11r and 11b do not reach the required voltages Vr1 and Vb1.
- the delay times Tg1 to Tgn, Tb1 to Tv1 so that the voltages Vr, Vg, and Vb reach the required voltages Vr1, Vg1, and Vb1 at the same time td. Tbn is set.
- the white balance is prevented from being lost immediately before the voltages Vr, Vg, and Vb reach the required voltages Vr1, Vg1, and Vb1.
- the voltage Vr, Vb of the light sources 11r, 11b has started to decrease, but the voltage Vg of the light source 11g has not started to decrease.
- the white balance is lost at the time tc, the luminance at the time tc is higher than the luminance at the time td. Therefore, the change in the color tone of the synthesized light C due to the white balance is difficult to be visually recognized by the viewer. .
- the light source driving device 5 includes a smoothing capacitor 318 (first smoothing capacitor) that smoothes the voltage Vg (first voltage) adjusted by the first voltage adjustment unit 310, and a second voltage adjustment unit 320.
- a smoothing capacitor 328 (second smoothing capacitor) that smoothes the adjusted voltage Vr (second voltage) and a smoothing capacitor that smoothes the voltage Vb (third voltage) adjusted by the third voltage adjustment unit 330.
- a switch unit that switches between an on state in which the capacitor 338 (third smoothing capacitor) and the discharge line L1 (first discharge flow path) from the smoothing capacitor 318 to the ground are conducted and an off state in which the discharge line L1 is cut off.
- the first control unit 100 switches the switch units Swr, Swg, and Swb from the off state to the on state when reducing the voltages Vr, Vg, and Vb to the required voltages Vr1, Vg1, and Vb1 corresponding to the required luminance, respectively.
- the charges charged in the smoothing capacitors 318, 328, and 338 can be released, and the voltages Vr, Vg, and Vb can be quickly reduced, and as a result, dimming can be completed quickly. .
- the voltages Vr, Vg, and Vb are the required voltages Vr1, Vg1, and Vb1, respectively.
- the switch units Swr, Swg, and Swb are switched from the off state to the on state at different timings (time ta, tb, and tc) so that the timings of arriving at may be made closer to or coincide with each other.
- the first control unit 100 switches the switch unit Swr corresponding to the light source 11r from the off state to the on state at a timing (time ta) faster than the switch units Swg and Swb corresponding to the other light sources 11g and 11b. Switch.
- the white balance immediately before the voltages Vr, Vg, and Vb reach the required voltages Vr1, Vg1, and Vb1 is suppressed. Therefore, the change in the color tone of the synthesized light C when the luminance is reduced is suppressed, the stability of the synthesized light C can be ensured, and the visibility can be improved.
- the light source driving device 5 includes a resistor Rg (first resistor) provided on the discharge line L1, a resistor Rr (second resistor) provided on the discharge line L2, and a resistor Rb (third resistor) provided on the discharge line L3. Resistance).
- the resistance values of the resistors Rr, Rg, and Rb approach the timing at which the voltages Vr, Vg, and Vb reach the required voltages Vr1, Vg1, and Vb1 when the voltages Vr, Vg, and Vb are reduced to the required voltages Vr1, Vg1, and Vb1, respectively. Alternatively, different values are set so as to match.
- the resistance value of the resistor Rr of the light source 11r is set to be smaller than the resistance values of the resistors Rg and Rb of the light sources 11g and 11b.
- the decreasing speeds of the voltages Vr, Vg, Vb that is, the gradients of the voltages Vr, Vg, Vb can be set by the resistance values of the resistors Rr, Rg, Rb.
- the timing at which the voltages Vr, Vg, and Vb reach the required voltages Vr1, Vg1, and Vb1 can be brought closer or matched. Therefore, white balance is prevented from being lost immediately before the voltages Vr, Vg, and Vb reach the required voltages Vr1, Vg1, and Vb1. Therefore, the change in the color tone of the synthesized light C when the luminance is reduced is suppressed, the stability of the synthesized light C can be ensured, and the visibility can be improved.
- the delay time is set and the resistance values of the resistors Rr, Rg, and Rb are set to different values, so that the voltages Vr, Vg, and Vb are simultaneously changed to the required voltages Vr1, Vg1, and so on. It reached Vb1.
- the present invention is not limited to this, by setting the resistance values of the resistors Rr, Rg, and Rb to different values without setting the delay time, and simultaneously switching the switch units Swr, Swg, and Swb to the on state.
- the voltages Vr, Vg, and Vb may be made to reach the required voltages Vr1, Vg1, and Vb1 simultaneously at time te.
- the resistance values of the resistors Rr, Rg, and Rb may be set to the same value.
- the voltages Vr, Vg, and Vb started to decrease at different timings (time ta, tb, and tc).
- the voltages Vg and Vb decrease at the same speed.
- the decrease in the voltages Vg and Vb may be started at the same timing.
- the voltage drop starts at a timing when the voltage Vr and the voltages Vg and Vb are different.
- the resistance values of the resistors Rr, Rg, and Rb are fixed values. However, by using a variable resistor that can change the resistance values, the resistance values of the resistors Rr, Rg, and Rb are changed. May be.
- the first control unit 100 can change the slopes of the decreasing voltages Vr, Vg, and Vb by changing the resistance values of the resistors Rr, Rg, and Rb.
- the slopes of the voltages Vr, Vg, Vb are set so that the voltages Vr, Vg, Vb reach the required voltages Vr1, Vg1, Vb1 at the same time at the time te. Adjusted.
- the first control unit 100 measures the variation in timing at which the voltages Vr, Vg, Vb reach the required voltages Vr1, Vg1, Vb1, and corrects the measured variation.
- Rg, Rb may be changed in resistance value.
- the first control unit 100 may change the slopes of the voltages Vr, Vg, and Vb while the voltages Vr, Vg, and Vb are decreasing.
- the first control unit 100 may have a function of automatically correcting the delay times Tg1 to Tgn and Tb1 to Tbn stored in the delay time data table. For example, the first control unit 100 measures variations in timing at which the voltages Vr, Vg, and Vb reach the required voltages Vr1, Vg1, and Vb1, and delays Tg1 to Tgn so as to correct the measured variations. , Tb1 to Tbn may be corrected.
- the delay time data table associates the dimming change amounts ⁇ 1 to ⁇ n and the current luminances D1 to Dn with the delay times Tg1 to Tgn and Tb1 to Tbn.
- the current luminances D1 to Dn may be associated with the delay times Tg1 to Tgn and Tb1 to Tbn.
- the required luminance is determined according to the external light intensity signal SL.
- the present invention is not limited to this.
- the operation signal for turning on or off the headlight of the vehicle 2 and the type of display image You may decide according to.
- steps S109 and S117 are performed in the non-display period Fb, but may be performed in a period in which the display element 30 in the display period Fa is off.
- the second and third voltage adjustment units 320 and 330 generate the voltages Vr and Vb based on the voltage Vg from the power supply IC 316 of the first voltage adjustment unit 310.
- Each of the three voltage adjustment units 320 and 330 may include a power supply IC.
- the first to third voltage adjustment units 310 to 330 are provided for each of the light sources 11r, 11g, and 11b.
- the present invention is not limited to this, and any two of the light sources 11r, 11g, and 11b are provided.
- a shared voltage adjustment unit may be provided.
- one voltage adjusting unit may be provided in the light sources 11g and 11b, and this voltage adjusting unit may apply the same voltage to the light sources 11g and 11b.
- the voltages Vr and Vb are set so as to realize a desired light intensity ratio with the voltage Vg as a reference, but the reference voltage is either the voltage Vr or Vb. Also good.
- the limit signal SC that determines the ON time Ton in each subframe Fs of the light sources 11r, 11g, and 11b is used as the enable signal EN (R-EN, G-EN, B-) that controls the light emission timing of the light sources 11r, 11g, and 11b. EN) may be substituted.
- the HUD device 1 continuously changes current while the display period ratio is constant while changing the display period ratio stepwise.
- the on-duty ratio of the limit data is constant while changing the on-duty ratio of the limit data stepwise.
- the required luminance area for continuously changing the current is provided separately, but the display luminance ratio, the on-duty ratio of the limit data, and the required luminance area for changing the current may be provided.
- the HUD device 1 changes the on-duty ratio of the limit data while changing the on-duty ratio of the limit data stepwise while the display period ratio is constant while changing the display period ratio stepwise.
- the current may be continuously changed while the ratio is constant.
- the first control unit 100 linearly decreases the voltage Vg as the required luminance decreases, but the required luminance decreases. Accordingly, the voltage Vg may be lowered stepwise.
- the first control unit 100 holds the current Ig constant when the required luminance is less than the first threshold Th1, but the current Ig may also be changed according to the required luminance. .
- the first control unit 100 holds the voltage Vg at the constant voltage Vn through the first voltage adjustment unit 310 when the required luminance is equal to or higher than the first threshold Th1. The voltage Vg may be changed according to the required luminance.
- the first control unit 100 performs the voltage adjustment dimming process according to steps S104 to S110 only in the low luminance mode.
- the first control unit 100 may perform this voltage adjustment dimming process regardless of the required luminance.
- the second control unit 200 may execute a part of the control content of the first control unit 100, or conversely, a part of the control content of the second control unit 200.
- the first control unit 100 may execute.
- the first and second control units 100 and 200 may be configured as one control unit.
- the light sources 11r, 11g, and 11b are configured as independent light sources, but may emit a plurality of colors of light from a common light source.
- the light source may be any light source that emits light of a plurality of colors, may be composed of only two colors, and may be composed of four or more colors (including white).
- the light combining unit 13 that aligns the optical axes of the light sources 11r, 11g, and 11b may be omitted.
- the light intensity detection unit 500 is installed in a part of the optical path of the combined light C. However, it is sufficient that the light intensity of each of the light R, G, and B can be detected. It may be provided at a location where the light intensity of each of the lights R, G, B before being detected can be detected. In addition, the light intensity detection unit 500 may be appropriately provided at a location where a part of the combined light C emitted from the illumination optical system 20 can be detected.
- the HUD device 1 in the above-described embodiment is for in-vehicle use
- the HUD device 1 is not limited to in-vehicle use but may be a HUD device 1 mounted on a vehicle such as an airplane or a ship.
- the display light L from the HUD device 1 is projected onto the windshield 3 as a projection member, it may be projected onto a dedicated combiner.
- the light source driving device 5 may be applied to various display devices other than the HUD device 1, such as a projector.
- the desired light intensity ratio is set in advance according to the required luminance.
- the calculation formula is stored in the memory 100a in advance, and the first control unit 100 Using this calculation formula, a desired light intensity ratio may be calculated based on the required luminance.
- the light source driving device 5 drives the light sources 11r, 11g, and 11b by the field sequential method.
- the present invention is not limited to this, and for example, juxtaposed additive color mixture, simultaneous additive color mixture, continuous additive color mixture, or the like.
- the light sources 11r, 11g, and 11b may be driven by other methods.
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Abstract
光の安定性をより確保することができる光源駆動装置及びヘッドアップディスプレイ装置を提供する。 光源駆動装置(5)は、緑色光(G)を発する光源(11g)と、赤色光(R)を発する光源(11r)と、を駆動させる。光源駆動装置(5)は、バッテリ(700)からの電源電圧に基づき光源(11g)に印加する電圧(Vg)を調整する第1電圧調整部(310)と、電圧(Vg)を電力源として、光源(11r)に印加する電圧(Vr)を生成する第2電圧調整部(320)と、電圧可変調光処理を行う第1の制御部(100)と、を備える。電圧可変調光処理は、緑色光(G)及び赤色光(R)の光強度比が所望の光強度比となるように電圧(Vg)及び電圧(Vr)を設定し、第1電圧調整部(310)及び第2電圧調整部(320)を通じて、設定された電圧(Vg)及び電圧(Vr)をそれぞれ光源(11g)及び光源(11r)に印加する処理である。
Description
本発明は、光源駆動装置及びヘッドアップディスプレイ装置に関する。
従来から表示装置として、例えば、表示素子であるDMD(Digital Micro-mirror Device)が設けられた構成が知られている。例えば、特許文献1に記載の表示装置は、DMDが有する複数のマイクロミラーにて照明光を反射させることで画像光を生成する。この表示装置は光源を駆動する制御部を含む光源駆動装置を備え、この制御部は、それぞれ赤色、緑色及び青色の光を発する3つの光源のうち何れか一つを選択的に発光させ、発光する光源をサブフレーム毎に高速で切り替えることで所望の色の照明光を生成する、いわゆるフィールドシーケンシャル方式により動作する。
例えば、この制御部は、光源へ電流を供給する際、サブフレームに占める電流供給期間を示すオンデューティ比を変化させるPWM(Pulse Width Modulation)制御と、電流値を変化させるPAM(Pulse Amplitude Modulation)制御と、を同時に実行する。具体的には、制御部は、要求される光源の輝度、すなわち要求輝度が低下するにつれてオンデューティ比を階段状に小さくするようにPWM制御を行うとともに、オンデューティ比が所定の値にあるときに要求輝度が低下するにつれて光源に供給する電流値を低下させるPAM制御を行う。これにより、要求輝度に応じた表示輝度が実現される。
上記特許文献1に記載の表示装置においては、制御部は、上記PAM制御を行う際、電流値を制御することで、要求輝度に応じた表示輝度を実現していた。しかし、電流値の安定した制御が困難な状況では、光の安定性を確保することが困難となる。一例としては、要求輝度が低い場合には、要求輝度に応じて光源に供給される電流値も小さくなる。このため、電流値はノイズの影響を受けやすく、光の安定性を確保することが困難となり、ひいては所望の輝度や色度を実現することが困難となる。
本発明は、上記実状を鑑みてなされたものであり、光の安定性をより確保することができる光源駆動装置及び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。
上記目的を達成するため、本発明の第1の観点に係る光源駆動装置は、第1の光を発する第1の光源と、前記第1の光と異なる色の第2の光を発する第2の光源と、を駆動させる光源駆動装置であって、電源からの電源電圧に基づき前記第1の光源に印加する第1電圧を調整する第1電圧調整部と、前記電源電圧又は前記第1電圧を電力源として、前記第2の光源に印加する第2電圧を生成する第2電圧調整部と、前記第1の光及び前記第2の光の光強度比が所望の光強度比となるように前記第1電圧及び前記第2電圧を設定し、前記第1電圧調整部及び前記第2電圧調整部を通じて、設定された前記第1電圧及び前記第2電圧をそれぞれ前記第1の光源及び前記第2の光源に印加する電圧可変調光処理を行う制御部と、を備える。
上記目的を達成するため、本発明の第2の観点に係るヘッドアップディスプレイ装置は、上記光源駆動装置と、前記光源駆動装置により駆動された前記各光源からの前記各光を合成する光合成部と、前記光合成部により合成された合成光に基づきスクリーンに画像を生成する表示素子と、前記表示素子からの前記画像を表す表示光を投射部材に向けて投射することで虚像を表示させる光学系と、を備える。
本発明によれば、光の安定性をより確保することができる。
(第1の実施形態)
本発明に係る光源駆動装置をヘッドアップディスプレイ(HUD:Head-Up Display)装置に具体化した第1の実施形態について図面を参照して説明する。
本発明に係る光源駆動装置をヘッドアップディスプレイ(HUD:Head-Up Display)装置に具体化した第1の実施形態について図面を参照して説明する。
図1に示すように、HUD装置1は、車両2のダッシュボードに設置され、画像M(図2参照)を表す表示光Lを生成し、生成した表示光Lを投射部材の一例であるウインドシールド3に向けて出射する。この表示光Lは、ウインドシールド3で反射したうえで視認者4(主に、車両2の運転者)に到達する。これにより、視認者4は、ウインドシールド3の前方に形成された画像Mを表す虚像Vを視認可能となる。画像Mには、車両2に関する情報(例えば、エンジン回転数、ナビゲーション情報等)が表示される。
(HUD装置1の構成)
図2に示すように、HUD装置1は、照明装置10と、光強度検出部500と、照明光学系20と、表示素子30と、光源駆動装置5と、投射光学系40と、スクリーン50と、光学系に相当する平面鏡61及び凹面鏡62と、筐体70と、透光部71と、備える。
図2に示すように、HUD装置1は、照明装置10と、光強度検出部500と、照明光学系20と、表示素子30と、光源駆動装置5と、投射光学系40と、スクリーン50と、光学系に相当する平面鏡61及び凹面鏡62と、筐体70と、透光部71と、備える。
筐体70は、例えば、遮光性の材質により箱状に形成されている。筐体70内には、照明装置10、照明光学系20等のHUD装置1の各構成が収納される。筐体70には、表示光Lが通過する開口部70aが形成されている。
透光部71は、アクリル等の透光性樹脂からなり、筐体70の開口部70aを塞ぐように設けられている。透光部71は、到達した外光が視認者4に向かって反射することを抑制するため、例えば湾曲形状に形成されている。
透光部71は、アクリル等の透光性樹脂からなり、筐体70の開口部70aを塞ぐように設けられている。透光部71は、到達した外光が視認者4に向かって反射することを抑制するため、例えば湾曲形状に形成されている。
照明装置10は、合成光Cを生成し、その生成した合成光Cを照明光学系20に向けて出射する。具体的には、照明装置10は、図3に示すように、光源ユニット11と、回路基板12と、光合成部13と、輝度ムラ低減部14と、透過膜15と、を備える。
光源ユニット11は、例えば、それぞれLED(Light Emitting Diode)からなる3つの光源11r,11g,11bから構成されている。光源11rは赤色光Rを発し、光源11gは緑色光Gを発し、光源11bは青色光Bを発する。光源11r,11g,11bの各々は、後述するように光源駆動装置5によって駆動され、所定の光強度及びタイミングで発光する。
なお、例えば、光源11gは第1の光源に相当し、緑色光Gは第1の光に相当する。また、光源11rは第2の光源に相当し、赤色光Rは第2の光に相当する。また、光源11bは第3の光源に相当し、青色光Bは第3の光に相当する。
なお、例えば、光源11gは第1の光源に相当し、緑色光Gは第1の光に相当する。また、光源11rは第2の光源に相当し、赤色光Rは第2の光に相当する。また、光源11bは第3の光源に相当し、青色光Bは第3の光に相当する。
回路基板12は、プリント回路板からなる。回路基板12には、光源11r,11g,11bが実装されている。
光合成部13は、光源11r,11g,11bから順次出射される赤色光R、緑色光G又は青色光Bの光軸を合わせることで合成光Cを生成し、その合成光Cを輝度ムラ低減部14に向けて出射する。
具体的には、光合成部13は、反射ミラー13aと、特定の波長の光を反射し、かつ、当該特定の波長以外のその他の波長の光を透過するダイクロイックミラー13b,13cと、から構成されている。反射ミラー13aは、光源11bの出射側に位置する。反射ミラー13aは、入射した青色光Bを、ダイクロイックミラー13bに向けて反射させる。ダイクロイックミラー13bは、光源11gの出射側に位置する。ダイクロイックミラー13bは、入射した緑色光Gをダイクロイックミラー13cに向けて反射させつつ、反射ミラー13aからの青色光Bをそのまま透過させる。ダイクロイックミラー13cは、光源11rの出射側に位置する。ダイクロイックミラー13cは、入射した赤色光Rを輝度ムラ低減部14に向けて反射させつつ、ダイクロイックミラー13bからの光B,Gをそのまま透過させる。
具体的には、光合成部13は、反射ミラー13aと、特定の波長の光を反射し、かつ、当該特定の波長以外のその他の波長の光を透過するダイクロイックミラー13b,13cと、から構成されている。反射ミラー13aは、光源11bの出射側に位置する。反射ミラー13aは、入射した青色光Bを、ダイクロイックミラー13bに向けて反射させる。ダイクロイックミラー13bは、光源11gの出射側に位置する。ダイクロイックミラー13bは、入射した緑色光Gをダイクロイックミラー13cに向けて反射させつつ、反射ミラー13aからの青色光Bをそのまま透過させる。ダイクロイックミラー13cは、光源11rの出射側に位置する。ダイクロイックミラー13cは、入射した赤色光Rを輝度ムラ低減部14に向けて反射させつつ、ダイクロイックミラー13bからの光B,Gをそのまま透過させる。
輝度ムラ低減部14は、ミラーボックス、アレイレンズ等からなり、光合成部13からの合成光Cを乱反射、散乱、屈折させることで光のムラを低減する。
透過膜15は、例えば5%程度の反射率を有する透過性部材からなり、輝度ムラ低減部14を介して到達した合成光Cの大部分をそのまま透過させるが、一部の光を光強度検出部500に向けて反射させる。
光強度検出部500は、例えばフォトダイオードを有する受光素子からなり、透過膜15で反射した合成光Cを受ける位置に設けられている。光強度検出部500は、合成光Cの一部を受光し、合成光Cを構成する光R、G、Bそれぞれの光強度を時分割で検出する。
照明光学系20は、図2に示すように、凹状のレンズ等からなり、照明装置10から出射された合成光Cを表示素子30に対応した大きさに調整する。
表示素子30は、図2に示すように、反射部の一例である複数の可動式のマイクロミラー30aを備えたDMDからなる。このマイクロミラー30aは、図示しない電極を備え、この電極に印加される電圧値を切り替えることでオン/オフの何れかの状態となる。マイクロミラー30aがオンのとき、マイクロミラー30aは、ヒンジを支点に例えば+12度傾斜した姿勢を取って、このとき照明光学系20から出射された合成光Cを、投射光学系40を経てスクリーン50に向けて反射する。マイクロミラー30aがオフのときは、マイクロミラー30aは、ヒンジを支点に例えば-12度傾斜した姿勢を取って、このとき合成光Cを投射光学系40とは異なる方向に反射する。従って、表示素子30は、光源駆動装置5(具体的には後述する第2の制御部200)による制御のもと、各マイクロミラー30aを個別に駆動することにより、合成光Cのうち画像Mに対応する光のみを投射光学系40に向けて投射する。
投射光学系40は、凹レンズ又は凸レンズ等で構成され、表示素子30からの表示光Lをスクリーン50に効率良く投射する。
スクリーン50は、ホログラフィックディフューザ、マイクロレンズアレイ、拡散板等の透光性スクリーンから構成され、投射光学系40からの表示光Lを背面(図2中下側の面)で受光し、前面(図2中上側の面)に画像Mを表示する。
平面鏡61は、スクリーン50に表示された画像Mを表す表示光Lを、凹面鏡62に向けて反射させる。
凹面鏡62は、平面鏡61からの表示光Lをウインドシールド3に向けて反射する。この表示光Lは、筐体70の透光部71を透過したうえでウインドシールド3に到達する。これにより、結像される虚像Vは、スクリーン50に表示された画像Mよりも拡大される。
凹面鏡62は、平面鏡61からの表示光Lをウインドシールド3に向けて反射する。この表示光Lは、筐体70の透光部71を透過したうえでウインドシールド3に到達する。これにより、結像される虚像Vは、スクリーン50に表示された画像Mよりも拡大される。
(光源駆動装置5の構成)
図4に示すように、光源駆動装置5は、光源11r,11g,11bに電圧Vr,Vg,Vbを印加する電源制御ユニット300と、光源11r,11g,11bを駆動させる光源駆動部400と、表示素子30を制御する第2の制御部200と、光源駆動部400及び第2の制御部200を制御する第1の制御部100と、を備える。これら光源駆動装置5の各構成は、例えば、筐体70内に配設された回路基板12以外のプリント回路基板(図示せず)に実装されている。なお、回路基板12上に光源駆動装置5の一部又は全部の構成が実装されていてもよい。第1及び第2の制御部100,200は制御部の一例である。
図4に示すように、光源駆動装置5は、光源11r,11g,11bに電圧Vr,Vg,Vbを印加する電源制御ユニット300と、光源11r,11g,11bを駆動させる光源駆動部400と、表示素子30を制御する第2の制御部200と、光源駆動部400及び第2の制御部200を制御する第1の制御部100と、を備える。これら光源駆動装置5の各構成は、例えば、筐体70内に配設された回路基板12以外のプリント回路基板(図示せず)に実装されている。なお、回路基板12上に光源駆動装置5の一部又は全部の構成が実装されていてもよい。第1及び第2の制御部100,200は制御部の一例である。
光源駆動装置5は、図8に示すように、画像Mを表示する制御周期であるフレームF毎に制御を行う。フレームFは、表示期間Fa及び非表示期間Fbからなる。光源駆動装置5は、表示期間Faにおいては、画像Mを生成するように、表示素子30の各マイクロミラー30a及び光源11r,11g,11bを駆動させる。光源駆動装置5は、表示期間Faにおいては、サブフレームFs毎に異なる光源11r,11g,11bに電流I(Ir,Ig,Ib)が供給されることで光源11r,11g,11bを順次点灯させるフィールドシーケンシャル方式により光源ユニット11を駆動する。また、光源駆動装置5は、非表示期間Fbにおいては、光源11r,11g,11bを全て消灯し、フレームFにおけるマイクロミラー30aのオン期間とオフ期間とが略同一となるように表示素子30のマイクロミラー30aを駆動させる。非表示期間Fbが設定されることで、表示素子30の各マイクロミラー30aが故障することが抑制される。
光源駆動装置5は、フレームF全体に表示期間Faが占める表示期間割合を調整する。すなわち、この表示期間割合は、「(表示期間Fa/フレームF)×100%」により算出される。具体的には、図12(b)に示すように、光源駆動装置5は、この表示期間割合を要求輝度が低下するにつれて階段状に減少するように設定する。また、この表示期間割合は、上記のようにオン期間とオフ期間とを略同一とするため、下限が50%に設定されている。
図4に示すように、第1の制御部100は、動作プログラムが記憶されるROM(Read Only Memory)等のメモリ100aと、時間を計測するタイマ100bと、記憶された動作プログラムを実行することで後述する調光処理等を実行するCPU(Central Processing Unit)等の処理部100cと、を備える。第1の制御部100には、車両2の車両ECU(Electronic Control Unit)6から、LVDS(Low Voltage Differential Signal)通信等によって、画像Mを表示するための映像信号が入力される。
第1の制御部100は、入力された映像信号を図示しない画像処理IC(Integrated Circuit)などを経由させて第2の制御部200に出力する。なお、車両ECU6からの映像信号は、第1の制御部100を経由せずに、第2の制御部200に、図示しない画像処理ICなどを経由して、直接入力されてもよい。
また、第1の制御部100は、この映像信号の要求する画像Mを表示素子30に表示させるための表示制御データと、この表示制御データに基づく表示素子30の駆動に合わせて光源11r,11g,11bを駆動させる照明制御データと、を第2の制御部200に出力する。
また、第1の制御部100には、車両ECU6から、外光強度センサ7を通じて検出された車両2の周辺の外光強度信号(調光信号)SLが入力される。この外光強度信号SLは要求輝度に応じた値となる。
第1の制御部100は、入力された映像信号を図示しない画像処理IC(Integrated Circuit)などを経由させて第2の制御部200に出力する。なお、車両ECU6からの映像信号は、第1の制御部100を経由せずに、第2の制御部200に、図示しない画像処理ICなどを経由して、直接入力されてもよい。
また、第1の制御部100は、この映像信号の要求する画像Mを表示素子30に表示させるための表示制御データと、この表示制御データに基づく表示素子30の駆動に合わせて光源11r,11g,11bを駆動させる照明制御データと、を第2の制御部200に出力する。
また、第1の制御部100には、車両ECU6から、外光強度センサ7を通じて検出された車両2の周辺の外光強度信号(調光信号)SLが入力される。この外光強度信号SLは要求輝度に応じた値となる。
メモリ100aには、上述した表示制御データ及び照明制御データに加えて、各種データテーブルが記憶されている。この各種データテーブルは、図12(b)に示す要求輝度に対する表示期間割合を示す表示期間割合データテーブルと、図12(c)に示す要求輝度に対する光源11gへ供給される電流Igを示す電流データテーブルと、図12(d)に示す要求輝度に対する光源11gへ電流Igを供給する期間を制限する制限データテーブルと、図12(e)に示す要求輝度に対する光源11gに印加される電圧Vgを示す電圧データテーブルと、を含む。
第1の制御部100は、外光強度信号SLに応じて光源駆動部400を介して光源11r,11g,11bの発光強度、ひいてはHUD輝度(表示輝度)を調整する。
第1の制御部100は、外光強度信号SLに基づき要求輝度を認識し、図12(b)に示す表示期間割合データテーブルを参照しつつその要求輝度に応じた表示期間割合にて表示素子30及び光源11r,11g,11bを駆動させる。
第1の制御部100は、図4に示すように、車両ECU6からの外光強度信号SLに基づき閾値となる基準信号SAを生成し、その基準信号SAを光源駆動部400に出力する。具体的には、第1の制御部100は、外光強度信号SLに基づき基準信号SAのデューティー比を設定する。第1の制御部100は、設定したデューティー比のデジタル信号である基準信号SAを出力し、この基準信号SAを積分回路からなるデジタル-アナログ変換器(図示略)によりアナログ信号に変換し、このアナログ信号の基準信号SAを光源駆動部400(正確には後述する比較回路410)に出力する。詳しくは後述するが、この基準信号SAのデューティー比により、光源11r,11g,11bに供給される電流Ir,Ig,Ibの値が設定される。
第1の制御部100は、外光強度信号SLに基づき要求輝度を認識し、図12(b)に示す表示期間割合データテーブルを参照しつつその要求輝度に応じた表示期間割合にて表示素子30及び光源11r,11g,11bを駆動させる。
第1の制御部100は、図4に示すように、車両ECU6からの外光強度信号SLに基づき閾値となる基準信号SAを生成し、その基準信号SAを光源駆動部400に出力する。具体的には、第1の制御部100は、外光強度信号SLに基づき基準信号SAのデューティー比を設定する。第1の制御部100は、設定したデューティー比のデジタル信号である基準信号SAを出力し、この基準信号SAを積分回路からなるデジタル-アナログ変換器(図示略)によりアナログ信号に変換し、このアナログ信号の基準信号SAを光源駆動部400(正確には後述する比較回路410)に出力する。詳しくは後述するが、この基準信号SAのデューティー比により、光源11r,11g,11bに供給される電流Ir,Ig,Ibの値が設定される。
第1の制御部100は、光源11r,11g,11bのうち選択された一つを発光させる期間であるサブフレームFs毎に大きさの異なる基準信号SAを出力することができる。第1の制御部100は、図8に示すように、発光色の異なるサブフレームFs毎に基準信号SAを異ならせてもよい。
図6に示すように、第1の制御部100は、PWM信号Sp1~Sp3を生成し、その生成したPWM信号Sp1~Sp3を電源制御ユニット300に出力する。
第1の制御部100は、PWM信号Sp1のオンデューティ比を設定し、設定したオンデューティ比のPWM信号Sp1を電源制御ユニット300の第1電圧調整部310に出力する。後述するように、このPWM信号Sp1のオンデューティ比に応じて光源11gに印加される電圧Vgが設定される。
第1の制御部100は、PWM信号Sp2のオンデューティ比を設定し、設定したオンデューティ比のPWM信号Sp2を電源制御ユニット300の第2電圧調整部320に出力する。後述するように、このPWM信号Sp2のオンデューティ比に応じて光源11rに印加される電圧Vrが設定される。
第1の制御部100は、PWM信号Sp3のオンデューティ比を設定し、設定したオンデューティ比のPWM信号Sp3を電源制御ユニット300の第3電圧調整部330に出力する。後述するように、このPWM信号Sp3のオンデューティ比に応じて光源11bに印加される電圧Vbが設定される。
例えば、電圧Vgは第1電圧に相当し、電圧Vrは第2電圧に相当し、電圧Vbは第3の電圧に相当する。
第1の制御部100は、PWM信号Sp1のオンデューティ比を設定し、設定したオンデューティ比のPWM信号Sp1を電源制御ユニット300の第1電圧調整部310に出力する。後述するように、このPWM信号Sp1のオンデューティ比に応じて光源11gに印加される電圧Vgが設定される。
第1の制御部100は、PWM信号Sp2のオンデューティ比を設定し、設定したオンデューティ比のPWM信号Sp2を電源制御ユニット300の第2電圧調整部320に出力する。後述するように、このPWM信号Sp2のオンデューティ比に応じて光源11rに印加される電圧Vrが設定される。
第1の制御部100は、PWM信号Sp3のオンデューティ比を設定し、設定したオンデューティ比のPWM信号Sp3を電源制御ユニット300の第3電圧調整部330に出力する。後述するように、このPWM信号Sp3のオンデューティ比に応じて光源11bに印加される電圧Vbが設定される。
例えば、電圧Vgは第1電圧に相当し、電圧Vrは第2電圧に相当し、電圧Vbは第3の電圧に相当する。
第2の制御部200は、所望の機能をハードウェアで実現するLSI(Large Scale Integration)であり、例えば、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)やFPGA(Field Programmable Gate Array)などから構成されている。
第2の制御部200は、図4に示すように、第1の制御部100による制御のもと、光源駆動部400(正確には、後述する論理回路420)に制限信号SCを出力する。制限信号SCは、図9(d)又は図10(d)に示すように、光源11r,11g,11bの点灯を許可する旨を示すオン、及び光源11r,11g,11bの点灯を禁止する旨を示すオフの何れかの状態にある。
第1の制御部100は、第2の制御部200を介して、外光強度信号SLに応じて決まる要求輝度に基づきサブフレームFsにおける制限信号SCのオンデューティ比を設定し、その設定したオンデューティ比の制限信号SCを出力する。図9(d)の例における制限信号SC2は、図10(d)の例における制限信号SC1よりも外光強度信号SLが大きいため、オンデューティ比が高い。本例では、図12(b),(d)に示すように、第1の制御部100は、表示期間割合が60%~100%の範囲にあるとき、制限信号SCのオンデューティ比を100%に設定する。また、表示期間割合が50%であり、かつ、要求輝度が第1閾値Th1以上にあるとき、要求輝度に応じて、本例では階段状に制限信号SCのオンデューティ比を変化させる。また、要求輝度が第1閾値Th1未満にあるとき、制限信号SCのオンデューティ比は下限値に保たれる。
第1の制御部100は、第2の制御部200を介して、外光強度信号SLに応じて決まる要求輝度に基づきサブフレームFsにおける制限信号SCのオンデューティ比を設定し、その設定したオンデューティ比の制限信号SCを出力する。図9(d)の例における制限信号SC2は、図10(d)の例における制限信号SC1よりも外光強度信号SLが大きいため、オンデューティ比が高い。本例では、図12(b),(d)に示すように、第1の制御部100は、表示期間割合が60%~100%の範囲にあるとき、制限信号SCのオンデューティ比を100%に設定する。また、表示期間割合が50%であり、かつ、要求輝度が第1閾値Th1以上にあるとき、要求輝度に応じて、本例では階段状に制限信号SCのオンデューティ比を変化させる。また、要求輝度が第1閾値Th1未満にあるとき、制限信号SCのオンデューティ比は下限値に保たれる。
図4に示すように、第2の制御部200は、第1の制御部100からの表示制御データに基づき、表示素子30における各マイクロミラー30aをPWM(Pulse Width Modulation)方式によりオン/オフ制御する。
第2の制御部200は、第1の制御部100からの照明制御データに応じて光源11r,11g,11bの発光タイミングを制御するイネーブル信号EN(R-EN,G-EN,B-EN)を生成し、その生成したイネーブル信号ENを光源駆動部400(正確には、後述する論理回路420)に出力する。第2の制御部200は、イネーブル信号ENとして、光源11rに対応する赤色イネーブル信号R-ENと、光源11gに対応する緑色イネーブル信号G-ENと、光源11bに対応する青色イネーブル信号B-ENと、をそれぞれ異なるタイミングで出力する。イネーブル信号ENは、対応する光源11r,11g,11bの点灯を許可する旨を示すオン、及び対応する光源11r,11g,11bの点灯を禁止する旨を示すオフの何れかの状態にある。第2の制御部200は、イネーブル信号ENの出力を通じて、光源11r,11g,11bの発光タイミングを表示素子30の画面制御に同期させる。
なお、第1の制御部100がイネーブル信号EN(R-EN,G-EN,B-EN)を生成し、その生成したイネーブル信号ENを第2の制御部200を介さずに光源駆動部400に出力してもよい。
第2の制御部200は、第1の制御部100からの照明制御データに応じて光源11r,11g,11bの発光タイミングを制御するイネーブル信号EN(R-EN,G-EN,B-EN)を生成し、その生成したイネーブル信号ENを光源駆動部400(正確には、後述する論理回路420)に出力する。第2の制御部200は、イネーブル信号ENとして、光源11rに対応する赤色イネーブル信号R-ENと、光源11gに対応する緑色イネーブル信号G-ENと、光源11bに対応する青色イネーブル信号B-ENと、をそれぞれ異なるタイミングで出力する。イネーブル信号ENは、対応する光源11r,11g,11bの点灯を許可する旨を示すオン、及び対応する光源11r,11g,11bの点灯を禁止する旨を示すオフの何れかの状態にある。第2の制御部200は、イネーブル信号ENの出力を通じて、光源11r,11g,11bの発光タイミングを表示素子30の画面制御に同期させる。
なお、第1の制御部100がイネーブル信号EN(R-EN,G-EN,B-EN)を生成し、その生成したイネーブル信号ENを第2の制御部200を介さずに光源駆動部400に出力してもよい。
光源駆動部400は、図4に示すように、所望の機能をハードウェアで実現するLSIであり、例えば、第2の制御部200とは独立したASICやFPGA、またはアナログ回路から構成されている。
光源駆動部400は、基準信号SAと光強度検出信号SFBとの比較を行う比較回路410と、光源11r,11g,11bを点灯又は消灯させるスイッチ部431,432,433からなる光源駆動回路430と、スイッチ部431,432,433を制御する駆動信号SDを出力する論理回路420と、を備える。
簡単に説明すると、光源駆動部400は、光強度検出部500からの光強度検出信号SFBと、第1の制御部100からの基準信号SAと、第2の制御部200からのイネーブル信号EN及び制限信号SCと、を受けて、これら各信号SFB,SA,EN,SCに基づき光源11r,11g,11bを駆動するための駆動信号SDを生成し、この駆動信号SDに基づきスイッチ部431,432,433をオン又はオフさせることで光源11r,11g,11bを点灯又は消灯させる。
光源駆動部400は、基準信号SAと光強度検出信号SFBとの比較を行う比較回路410と、光源11r,11g,11bを点灯又は消灯させるスイッチ部431,432,433からなる光源駆動回路430と、スイッチ部431,432,433を制御する駆動信号SDを出力する論理回路420と、を備える。
簡単に説明すると、光源駆動部400は、光強度検出部500からの光強度検出信号SFBと、第1の制御部100からの基準信号SAと、第2の制御部200からのイネーブル信号EN及び制限信号SCと、を受けて、これら各信号SFB,SA,EN,SCに基づき光源11r,11g,11bを駆動するための駆動信号SDを生成し、この駆動信号SDに基づきスイッチ部431,432,433をオン又はオフさせることで光源11r,11g,11bを点灯又は消灯させる。
詳しくは、比較回路410は、コンパレータからなり、光強度検出部500からの光強度検出信号SFBと第1の制御部100からの基準信号SAとの比較を行い、比較結果として比較信号SBを論理回路420及び第2の制御部200に出力する。
具体的には、比較回路410は、図9(b),(c)に示すように、光強度検出信号SFBが基準信号SAを超えたとき比較信号SBをオフとする。このように比較信号SBをオフとした場合、図9(f)に示すように、光源11r,11g,11bに流れる電流I(図中の電流Ir)が低下するため、これにより、光源11r,11g,11bの発光強度のフィードバックデータである光強度検出信号SFBが基準信号SA未満となるまで減少する。
また、比較回路410は、図9(b),(c)に示すように、光強度検出信号SFBが基準信号SA以下であるとき比較信号SBをオンとする。このように比較信号SBをオンとした場合、図9(f)に示すように、光源11r,11g,11bに流れる電流I(図中の電流Ir)が増加するため、これにより、光源11r,11g,11bの発光強度のフィードバックデータである光強度検出信号SFBが基準信号SAを超えるまで増加する。
このように、光強度検出信号SFBが基準信号SA以下となったり、光強度検出信号SFBが基準信号SAを超えたりを繰り返すことで、比較回路410は、オンとオフを繰り返すパルス信号である比較信号SBを生成し、基準信号SAに応じた電流Iの値を生成する。
なお、光強度検出部500と比較回路410との間には、図示しない増幅回路が設けられており、光強度検出信号SFBは、この増幅回路により増幅された上で比較回路410に入力されてもよい。
具体的には、比較回路410は、図9(b),(c)に示すように、光強度検出信号SFBが基準信号SAを超えたとき比較信号SBをオフとする。このように比較信号SBをオフとした場合、図9(f)に示すように、光源11r,11g,11bに流れる電流I(図中の電流Ir)が低下するため、これにより、光源11r,11g,11bの発光強度のフィードバックデータである光強度検出信号SFBが基準信号SA未満となるまで減少する。
また、比較回路410は、図9(b),(c)に示すように、光強度検出信号SFBが基準信号SA以下であるとき比較信号SBをオンとする。このように比較信号SBをオンとした場合、図9(f)に示すように、光源11r,11g,11bに流れる電流I(図中の電流Ir)が増加するため、これにより、光源11r,11g,11bの発光強度のフィードバックデータである光強度検出信号SFBが基準信号SAを超えるまで増加する。
このように、光強度検出信号SFBが基準信号SA以下となったり、光強度検出信号SFBが基準信号SAを超えたりを繰り返すことで、比較回路410は、オンとオフを繰り返すパルス信号である比較信号SBを生成し、基準信号SAに応じた電流Iの値を生成する。
なお、光強度検出部500と比較回路410との間には、図示しない増幅回路が設けられており、光強度検出信号SFBは、この増幅回路により増幅された上で比較回路410に入力されてもよい。
論理回路420は、制限信号SC、イネーブル信号EN及び比較信号SBを受けて、それら信号SC,EN,SBに基づき、光源11r,11g,11bに対応するスイッチ部431,432,433をオン又はオフする。
具体的には、論理回路420は、図5に示すように、第1AND回路421と、赤色AND回路422と、緑色AND回路423と、青色AND回路424と、を備える。
具体的には、論理回路420は、図5に示すように、第1AND回路421と、赤色AND回路422と、緑色AND回路423と、青色AND回路424と、を備える。
第1AND回路421は、第2の制御部200からの制限信号SCと比較回路410からの比較信号SBとを入力し、制限信号SC及び比較信号SBのAND信号である駆動信号SDを各AND回路422,423,424に出力する。
すなわち、第1AND回路421は、図10(c)~(e)に示すように、制限信号SCがオンとなるオン時間Tonにおいては、比較信号SBと略同一の波形の駆動信号SDを出力する。よって、制限信号SCのオン時間Tonにおいては、比較信号SBがオンのときには駆動信号SDがオンとなり、比較信号SBがオフのときには駆動信号SDがオフとなる。また、第1AND回路421は、制限信号SCがオフとなるオフ時間Tofにおいては、比較信号SBのオン/オフに関わらず駆動信号SDをオフとする。
すなわち、第1AND回路421は、図10(c)~(e)に示すように、制限信号SCがオンとなるオン時間Tonにおいては、比較信号SBと略同一の波形の駆動信号SDを出力する。よって、制限信号SCのオン時間Tonにおいては、比較信号SBがオンのときには駆動信号SDがオンとなり、比較信号SBがオフのときには駆動信号SDがオフとなる。また、第1AND回路421は、制限信号SCがオフとなるオフ時間Tofにおいては、比較信号SBのオン/オフに関わらず駆動信号SDをオフとする。
赤色AND回路422は、図5に示すように、第2の制御部200からの赤色イネーブル信号R-ENと第1AND回路421からの駆動信号SDとを入力し、赤色イネーブル信号R-EN及び駆動信号SDのAND信号である赤色駆動信号SDRを赤色スイッチ部431に出力する。また、緑色AND回路423は、第2の制御部200からの緑色イネーブル信号G-ENと第1AND回路421からの駆動信号SDとを入力し、緑色イネーブル信号G-EN及び駆動信号SDのAND信号である緑色駆動信号SDGを緑色スイッチ部432に出力する。青色AND回路424は、第2の制御部200からの青色イネーブル信号B-ENと第1AND回路421からの駆動信号SDとを入力し、青色イネーブル信号B-EN及び駆動信号SDのAND信号である青色駆動信号SDBを青色スイッチ部433に出力する。
図9(a)及び図10(a)に示す所定のサブフレームFsにおいては、イネーブル信号ENのうち赤色イネーブル信号R-ENのみがオンとなっている。この場合、図9(e)及び図10(e)に示すように、赤色AND回路422は、第1AND回路421からの駆動信号SDと同一波形の赤色駆動信号SDRを出力する。このサブフレームFsにおいて、緑色AND回路423及び青色AND回路424は、それぞれオフ状態の緑色イネーブル信号G-EN及び青色イネーブル信号B-ENを入力するため、オフ状態にある緑色駆動信号SDG及び青色駆動信号SDBを出力する。
スイッチ部431,432,433は、例えば、n型チャネルのFET(Field Effect Transistor)を用いたスイッチング素子からなる。スイッチ部431,432,433は、論理回路420からの駆動信号SDR,SDG,SDBに応じてオン状態又はオフ状態に切り替わる。
図6に示すように、赤色スイッチ部431は光源11rのカソード側に接続され、緑色スイッチ部432は光源11gのカソード側に接続され、青色スイッチ部433は光源11bのカソード側に接続される。赤色スイッチ部431は、赤色AND回路422からの赤色駆動信号SDRがオンのときにオン状態となる。赤色スイッチ部431がオン状態にあるとき、電源制御ユニット300から光源11rに電流Irが供給され、これにより光源11rは赤色光Rを発する。また、赤色スイッチ部431は、赤色AND回路422からの赤色駆動信号SDRがオフのときにオフ状態となる。赤色スイッチ部431がオフ状態にあるとき光源11rは消灯状態となる。これと同様に、緑色スイッチ部432及び青色スイッチ部433についても、緑色駆動信号SDG及び青色駆動信号SDBのオン又はオフに応じて光源11g及び光源11bを点灯又は消灯する。
第1の制御部100及び光源駆動部400は、光源11gに供給する電流Igを調整する第1電流調整部と、光源11rに供給する電流Irを調整する第2電流調整部と、光源11bに供給する電流Ibを調整する第3電流調整部と、に相当する。
図6に示すように、赤色スイッチ部431は光源11rのカソード側に接続され、緑色スイッチ部432は光源11gのカソード側に接続され、青色スイッチ部433は光源11bのカソード側に接続される。赤色スイッチ部431は、赤色AND回路422からの赤色駆動信号SDRがオンのときにオン状態となる。赤色スイッチ部431がオン状態にあるとき、電源制御ユニット300から光源11rに電流Irが供給され、これにより光源11rは赤色光Rを発する。また、赤色スイッチ部431は、赤色AND回路422からの赤色駆動信号SDRがオフのときにオフ状態となる。赤色スイッチ部431がオフ状態にあるとき光源11rは消灯状態となる。これと同様に、緑色スイッチ部432及び青色スイッチ部433についても、緑色駆動信号SDG及び青色駆動信号SDBのオン又はオフに応じて光源11g及び光源11bを点灯又は消灯する。
第1の制御部100及び光源駆動部400は、光源11gに供給する電流Igを調整する第1電流調整部と、光源11rに供給する電流Irを調整する第2電流調整部と、光源11bに供給する電流Ibを調整する第3電流調整部と、に相当する。
図4に示すように、電源制御ユニット300は、各光源11r,11g,11bのアノード側に接続されている。電源制御ユニット300は、車両2の電源であるバッテリ700からの電源電圧を受けて、第1の制御部100による制御のもとで光源11r,11g,11bにそれぞれ電圧Vr,Vg,Vbを印加する。
図6に示すように、電源制御ユニット300は、第1の制御部100による制御のもと、光源11r,11g,11bに印加される電圧Vr,Vg,Vbを制御する第1~第3電圧調整部310~330を備える。
第1電圧調整部310は、第1の制御部100からのPWM信号Sp1を受けると、そのPWM信号Sp1のオンデューティ比に応じた電圧Vgを光源11gに印加する。
第2電圧調整部320は、第1の制御部100からのPWM信号Sp2を受けると、そのPWM信号Sp2のオンデューティ比に応じた電圧Vrを光源11rに印加する。本例では、第2電圧調整部320は、第1電圧調整部310からの電圧Vgを電力源として電圧Vrを生成する。この電圧Vrは、電圧Vg以下の電圧値に設定される。
第3電圧調整部330は、第1の制御部100からのPWM信号Sp3を受けると、そのPWM信号Sp3のオンデューティ比に応じた電圧Vbを光源11bに印加する。本例では、第3電圧調整部330は、第1電圧調整部310からの電圧Vgを電力源として電圧Vbを生成する。この電圧Vbは、電圧Vg以下の電圧値に設定される。
第2電圧調整部320は、第1の制御部100からのPWM信号Sp2を受けると、そのPWM信号Sp2のオンデューティ比に応じた電圧Vrを光源11rに印加する。本例では、第2電圧調整部320は、第1電圧調整部310からの電圧Vgを電力源として電圧Vrを生成する。この電圧Vrは、電圧Vg以下の電圧値に設定される。
第3電圧調整部330は、第1の制御部100からのPWM信号Sp3を受けると、そのPWM信号Sp3のオンデューティ比に応じた電圧Vbを光源11bに印加する。本例では、第3電圧調整部330は、第1電圧調整部310からの電圧Vgを電力源として電圧Vbを生成する。この電圧Vbは、電圧Vg以下の電圧値に設定される。
図7に示すように、第1電圧調整部310は、電源IC(Integrated Circuit)316と、抵抗R4及びコンデンサ315からなるD/A変換回路311と、抵抗R1~R3と、平滑用コンデンサ318と、を備える。D/A変換回路311は、デジタル信号であるPWM信号Sp1を受けて、PWM信号Sp1のオンデューティ比に応じた電流値のアナログ信号Sa1を生成する。
電源IC316は、例えば、降圧型DC/DCコンバータである。電源IC316は、バッテリ700からの電源電圧を受けて、アナログ信号Sa1に応じた電圧Vgを生成し、その生成した電圧Vgを光源11gに印加する。電源IC316は、抵抗R1,R2により分圧された電圧を受けてフィードバック制御を行う。平滑用コンデンサ318は、その一端が電源IC316と光源11gとの間を接続する接続線Lgに接続され、その他端がグランドに接続される。平滑用コンデンサ318は電圧Vgの変動を平滑化する。
なお、平滑用コンデンサ318は省略してもよい。
電源IC316は、例えば、降圧型DC/DCコンバータである。電源IC316は、バッテリ700からの電源電圧を受けて、アナログ信号Sa1に応じた電圧Vgを生成し、その生成した電圧Vgを光源11gに印加する。電源IC316は、抵抗R1,R2により分圧された電圧を受けてフィードバック制御を行う。平滑用コンデンサ318は、その一端が電源IC316と光源11gとの間を接続する接続線Lgに接続され、その他端がグランドに接続される。平滑用コンデンサ318は電圧Vgの変動を平滑化する。
なお、平滑用コンデンサ318は省略してもよい。
第2電圧調整部320は、抵抗R8及びコンデンサ325からなるD/A変換回路321と、非反転増幅回路326と、抵抗R7と、スイッチ部329と、平滑用コンデンサ328と、を備える。
D/A変換回路321は、PWM信号Sp2を受けて、PWM信号Sp2に応じたアナログ信号Sa2を生成し、その生成したアナログ信号Sa2を非反転増幅回路326に出力する。
非反転増幅回路326は、入力したアナログ信号Sa2に基づき増幅したPWM信号Sp2を生成し、その増幅したPWM信号Sp2をスイッチ部329に出力する。非反転増幅回路326は、オペアンプ327と、抵抗R5,R6と、を備える。非反転増幅回路326は、公知であるため、その詳細な説明を省略する。
スイッチ部329は、例えば、FETを用いたスイッチング素子からなる。スイッチ部329は、増幅されたPWM信号Sp2に応じてオン状態又はオフ状態に切り替わる。これにより、スイッチ部329は、オン状態にあるとき電源IC316からの電圧Vgを光源11r側に出力し、オフ状態にあるとき光源11b側への電圧Vgの出力を停止する。これにより、矩形波が生成される。平滑用コンデンサ328は、その一端が非反転増幅回路326と光源11rとの間を接続する接続線Lrに接続され、その他端がグランドに接続される。平滑用コンデンサ328は、上記矩形波を平滑化することで電圧Vrを生成し、この電圧Vrを光源11rに印加する。
抵抗R7は、例えば、スイッチ部329を保護するために設けられている。
D/A変換回路321は、PWM信号Sp2を受けて、PWM信号Sp2に応じたアナログ信号Sa2を生成し、その生成したアナログ信号Sa2を非反転増幅回路326に出力する。
非反転増幅回路326は、入力したアナログ信号Sa2に基づき増幅したPWM信号Sp2を生成し、その増幅したPWM信号Sp2をスイッチ部329に出力する。非反転増幅回路326は、オペアンプ327と、抵抗R5,R6と、を備える。非反転増幅回路326は、公知であるため、その詳細な説明を省略する。
スイッチ部329は、例えば、FETを用いたスイッチング素子からなる。スイッチ部329は、増幅されたPWM信号Sp2に応じてオン状態又はオフ状態に切り替わる。これにより、スイッチ部329は、オン状態にあるとき電源IC316からの電圧Vgを光源11r側に出力し、オフ状態にあるとき光源11b側への電圧Vgの出力を停止する。これにより、矩形波が生成される。平滑用コンデンサ328は、その一端が非反転増幅回路326と光源11rとの間を接続する接続線Lrに接続され、その他端がグランドに接続される。平滑用コンデンサ328は、上記矩形波を平滑化することで電圧Vrを生成し、この電圧Vrを光源11rに印加する。
抵抗R7は、例えば、スイッチ部329を保護するために設けられている。
第3電圧調整部330は、抵抗R12及びコンデンサ335からなるD/A変換回路331と、非反転増幅回路336と、抵抗R11と、スイッチ部339と、平滑用コンデンサ338と、を備える。
D/A変換回路331は、PWM信号Sp3を受けて、PWM信号Sp3に応じた電流値のアナログ信号Sa3を生成し、その生成したアナログ信号Sa3を非反転増幅回路336に出力する。
非反転増幅回路336は、入力したアナログ信号Sa3に基づき増幅したPWM信号Sp3を生成し、その増幅したPWM信号Sp3をスイッチ部339に出力する。非反転増幅回路336は、オペアンプ337と、抵抗R9,R10と、を備える。非反転増幅回路336は、公知であるため、その詳細な説明を省略する。
スイッチ部339は、例えば、FETを用いたスイッチング素子からなる。スイッチ部339は、増幅されたPWM信号Sp3に応じてオン状態又はオフ状態に切り替わる。これにより、スイッチ部339は、オン状態にあるとき電源IC316からの電圧Vgを光源11b側に出力し、オフ状態にあるとき光源11b側への電圧Vgの出力を停止する。これにより、矩形波が生成される。平滑用コンデンサ338は、その一端が非反転増幅回路336と光源11bとの間を接続する接続線Lbに接続され、その他端がグランドに接続される。平滑用コンデンサ338は、上記矩形波を平滑化することで電圧Vgを生成し、この電圧Vgを光源11bに印加する。
抵抗R11は、例えば、スイッチ部339を保護するために設けられている。
D/A変換回路331は、PWM信号Sp3を受けて、PWM信号Sp3に応じた電流値のアナログ信号Sa3を生成し、その生成したアナログ信号Sa3を非反転増幅回路336に出力する。
非反転増幅回路336は、入力したアナログ信号Sa3に基づき増幅したPWM信号Sp3を生成し、その増幅したPWM信号Sp3をスイッチ部339に出力する。非反転増幅回路336は、オペアンプ337と、抵抗R9,R10と、を備える。非反転増幅回路336は、公知であるため、その詳細な説明を省略する。
スイッチ部339は、例えば、FETを用いたスイッチング素子からなる。スイッチ部339は、増幅されたPWM信号Sp3に応じてオン状態又はオフ状態に切り替わる。これにより、スイッチ部339は、オン状態にあるとき電源IC316からの電圧Vgを光源11b側に出力し、オフ状態にあるとき光源11b側への電圧Vgの出力を停止する。これにより、矩形波が生成される。平滑用コンデンサ338は、その一端が非反転増幅回路336と光源11bとの間を接続する接続線Lbに接続され、その他端がグランドに接続される。平滑用コンデンサ338は、上記矩形波を平滑化することで電圧Vgを生成し、この電圧Vgを光源11bに印加する。
抵抗R11は、例えば、スイッチ部339を保護するために設けられている。
(第1の制御部100の制御内容)
次に、図11のフローチャートに沿って、第1の制御部100による調光処理手順について説明する。
まず、第1の制御部100は、外光強度センサ7を通じて外光強度信号SLを取得する(ステップS101)。この外光強度信号SLは要求輝度に応じた値となり、すなわち、外光強度信号SLが大きくなるにつれて要求輝度も大きくなる。第1の制御部100は、外光強度信号SLに応じた要求輝度が第1閾値Th1以上であるか否かを判断する(ステップS102)。第1の制御部100は、要求輝度が第1閾値Th1以上である旨判断すると(ステップS102:YES)、高輝度モードに移行する(ステップS103)。第1の制御部100は、高輝度モードに移行した後、光源11r,11g,11bに印加する電圧Vr,Vg,Vbを一定電圧Vnに設定する(ステップS104)。上述したようにPWM信号Sp1~Sp3のオンデューティ比が固定されることにより、この一定電圧Vnが維持される。これにより、高輝度モードにおいては、常に各光源11r,11g,11bに一定電圧Vnが印加される。そして、第1の制御部100は、図12(b)の表示期間割合データテーブルを参照することで要求輝度に応じて表示期間割合を設定し、図12(d)の制限データテーブルを参照することで制限信号SCのオンデューティ比を設定するとともに(ステップS105)、図12(c)の電流データテーブルを参照することで要求輝度に応じて光源11gに供給する電流Igを設定する(ステップS106)。
なお、ステップS104~S106の処理の順番は適宜変更してもよいし、同時に行われてもよい。
次に、図11のフローチャートに沿って、第1の制御部100による調光処理手順について説明する。
まず、第1の制御部100は、外光強度センサ7を通じて外光強度信号SLを取得する(ステップS101)。この外光強度信号SLは要求輝度に応じた値となり、すなわち、外光強度信号SLが大きくなるにつれて要求輝度も大きくなる。第1の制御部100は、外光強度信号SLに応じた要求輝度が第1閾値Th1以上であるか否かを判断する(ステップS102)。第1の制御部100は、要求輝度が第1閾値Th1以上である旨判断すると(ステップS102:YES)、高輝度モードに移行する(ステップS103)。第1の制御部100は、高輝度モードに移行した後、光源11r,11g,11bに印加する電圧Vr,Vg,Vbを一定電圧Vnに設定する(ステップS104)。上述したようにPWM信号Sp1~Sp3のオンデューティ比が固定されることにより、この一定電圧Vnが維持される。これにより、高輝度モードにおいては、常に各光源11r,11g,11bに一定電圧Vnが印加される。そして、第1の制御部100は、図12(b)の表示期間割合データテーブルを参照することで要求輝度に応じて表示期間割合を設定し、図12(d)の制限データテーブルを参照することで制限信号SCのオンデューティ比を設定するとともに(ステップS105)、図12(c)の電流データテーブルを参照することで要求輝度に応じて光源11gに供給する電流Igを設定する(ステップS106)。
なお、ステップS104~S106の処理の順番は適宜変更してもよいし、同時に行われてもよい。
次に、第1の制御部100は、設定された電流Igを基準として、予めメモリ100aに記憶される所望の光強度比を実現するように電流Ir,Ibを設定する(ステップS107)。例えば、この光強度比は、光源11gの光強度と光源11rの光強度比である第1の光強度比、及び光源11gの光強度と光源11bの光強度比である第2の光強度比からなる。所望の光強度比は、一例として、ホワイトバランスが保たれる光強度比である。そして、第1の制御部100は、設定した電流Ir,Ig,Ibを対応する光源11r,11g,11bに供給する(ステップS108)。このステップS108の処理は、例えば、図8に示す非表示期間Fbにおいて行われる。
次に、第1の制御部100は、光強度検出部500を介して実際の光強度比を認識する(ステップS109)。そして、第1の制御部100は、実際の光強度比と所望の光強度比とが一致しているか否かを判断する(ステップS110)。
第1の制御部100は、実際の光強度比と所望の光強度比とが一致しない場合(ステップS110:NO)、上記ステップS107の処理に戻って、所望の光強度比を実現するように再び電流Ir,Ibを設定する。これ以降、実際の光強度比と所望の光強度比とが一致するまで、上記ステップS107~S110の処理が繰り返される。
第1の制御部100は、実際の光強度比と所望の光強度比とが一致しない場合(ステップS110:NO)、上記ステップS107の処理に戻って、所望の光強度比を実現するように再び電流Ir,Ibを設定する。これ以降、実際の光強度比と所望の光強度比とが一致するまで、上記ステップS107~S110の処理が繰り返される。
第1の制御部100は、実際の光強度比と所望の光強度比とが一致する場合(ステップS110:YES)、設定された電流Ir,Ig,Ibを光源11r,11g,11bに供給することで、図12(a)に示すように、要求輝度に応じたHUD輝度を実現しつつ、所望の色度を実現することができる。
第1の制御部100は、要求輝度が第1閾値Th1未満である旨判断すると(ステップS102:NO)、低輝度モードに移行する(ステップS111)。第1の制御部100は、低輝度モードに移行した後、電流Ir,Ig,Ibを一定電流Inに設定する(ステップS112)。この一定電流Inは、ノイズに埋もれない値に設定されている。そして、第1の制御部100は、図12(b)の表示期間割合データテーブルを参照することで要求輝度に応じて表示期間割合を設定し、図12(d)の制限データテーブルを参照することで制限信号SCのオンデューティ比を設定するとともに(ステップS113)、図12(d)の電圧データテーブルを参照することで、要求輝度に応じた電圧Vgを設定する(ステップS114)。図12(d)の電圧データテーブルに示すように、要求輝度が第1閾値Th1未満にある領域においては、要求輝度が小さくなるほど電圧Vgがリニアに小さくなるように設定されている。
第1の制御部100は、設定した電圧Vgを基準として、上述した所望の光強度比を実現するように電圧Vr,Vbを設定する(ステップS115)。そして、第1の制御部100は、設定した電圧Vr,Vg,Vbを実際に対応する光源11r,11g,11bに印加する(ステップS116)。このステップS116の処理は、例えば、図8に示す非表示期間Fbにおいて行われる。次に、第1の制御部100は、光強度検出部500を介して実際の光強度比を認識する(ステップS117)。そして、第1の制御部100は、実際の光強度比と所望の光強度比とが一致しているか否かを判断する(ステップS118)。
第1の制御部100は、実際の光強度比と所望の光強度比とが一致しない場合(ステップS118:NO)、上記ステップS115の処理に戻って、所望の光強度比を実現するように再び電圧Vr,Vbを設定する。これ以降、実際の光強度比と所望の光強度比とが一致するまで、上記ステップS115~S118の処理が繰り返される。
第1の制御部100は、実際の光強度比と所望の光強度比とが一致する場合(ステップS118:YES)、設定された電圧Vr,Vg,Vbを光源11r,11g,11bに印加することで、図12(a)に示すように、要求輝度に応じたHUD輝度を実現しつつ、所望の色度を実現することができる。以上で、当該フローチャートに係る調光処理を終了する。
なお、上記ステップS112~S118の処理は電圧調整処理に相当し、上記ステップS104~S110の処理は電流可変調光処理に相当する。
なお、上記ステップS112~S118の処理は電圧調整処理に相当し、上記ステップS104~S110の処理は電流可変調光処理に相当する。
なお、ステップS118でNOの後のステップS115、又はステップS110でNOの後のステップS107においては、第1の制御部100は、所望の光強度比のうち上記第1の光強度比(光源11gの光強度と光源11rの光強度比)が実際の光強度比と一致し、上記第2の光強度比(光源11gの光強度と光源11bの光強度比)が実際の光強度比と一致しない場合、光源11bに対応する電圧Vbのみを調整してもよい。同様に、第1の制御部100は、所望の光強度比のうち上記第2の光強度比が実際の光強度比と一致し、上記第1の光強度比が実際の光強度比と一致しない場合、光源11rに対応する電圧Vrのみを調整してもよい。
上記によれば、図12(a)~(e)に示すように、低輝度モードにあるとき、表示期間割合、電流Ig及び制限信号SCのオンデューティ比を一定に保ちつつ、電圧Vgを変化させることで、要求輝度に応じたHUD輝度が実現される。また、高輝度モードの高輝度範囲にあるとき、制限信号SCのオンデューティ比及び電圧Vgを一定に保ちつつ、表示期間割合及び電流Igを変化させることで、要求輝度に応じたHUD輝度が実現される。また、高輝度モードの低輝度範囲にあるとき、表示期間割合及び電圧Vgを一定に保ちつつ、制限信号SCのオンデューティ比及び電流Igを変化させることで、要求輝度に応じたHUD輝度が実現される。
(効果)
以上、説明した第1の実施形態によれば、以下の効果を奏する。
以上、説明した第1の実施形態によれば、以下の効果を奏する。
(1)光源駆動装置5は、緑色光Gを発する光源11gと、赤色光Rを発する光源11rと、を駆動させる。光源駆動装置5は、バッテリ700からの電源電圧に基づき光源11gに印加する電圧Vgを調整する第1電圧調整部310と、電圧Vgを電力源として、光源11rに印加する電圧Vrを生成する第2電圧調整部320と、電圧可変調光処理を行う第1の制御部100と、を備える。電圧可変調光処理は、緑色光G及び赤色光Rの光強度比が所望の光強度比となるように電圧Vg及び電圧Vrを設定し、第1電圧調整部310及び第2電圧調整部320を通じて、設定された電圧Vg及び電圧Vrをそれぞれ光源11g及び光源11rに印加する処理である。
上記構成によれば、光源11g及び光源11rに印加する電圧Vg及び電圧Vrを制御する電圧値制御を行うことで、ノイズに埋もれない程度の電流値を維持することができる。これにより、光の安定性をより確保することができ、ひいては所望の輝度や色度を実現することができる。
上記構成によれば、光源11g及び光源11rに印加する電圧Vg及び電圧Vrを制御する電圧値制御を行うことで、ノイズに埋もれない程度の電流値を維持することができる。これにより、光の安定性をより確保することができ、ひいては所望の輝度や色度を実現することができる。
(2)第1の制御部100は、光源11gに供給する電流Igを調整し、光源11rに供給する電流Irを調整する。第1の制御部100は、要求輝度が第1閾値Th1未満の場合には電圧可変調光処理において、緑色光G及び赤色光Rの光強度比が所望の光強度比となりつつ要求輝度に応じた電圧Vg及び電圧Vrを設定する。第1の制御部100は、要求輝度が第1閾値Th1以上の場合には電流可変調光処理を行う。この電流可変調光処理は、緑色光G及び赤色光Rの光強度比が所望の光強度比となりつつ要求輝度に応じた電流Ig及び電流Irを設定し、設定された電流Ig及び電流Irをそれぞれ光源11g及び光源11rに供給する処理である。
この構成によれば、低輝度時には、電圧可変調光処理が行われるため、電流Ig及び電流Irをノイズに埋もれるほどに低下させる必要がない。よって、より光の安定性を確保することができ、ひいては所望の輝度や色度を実現することができる。
この構成によれば、低輝度時には、電圧可変調光処理が行われるため、電流Ig及び電流Irをノイズに埋もれるほどに低下させる必要がない。よって、より光の安定性を確保することができ、ひいては所望の輝度や色度を実現することができる。
(3)光源駆動装置5は、要求輝度に応じた光源11gに印加する電圧Vgの値を示す電圧データテーブルが記憶されるメモリ100aと、緑色光Gの光強度及び赤色光Rの光強度を検出する光強度検出部500と、を備える。第1の制御部100は、電圧可変調光処理においては、記憶される電圧データテーブルを参照して要求輝度に応じた電圧Vgを設定するとともに、光強度検出部500の検出結果に基づき緑色光G及び赤色光Rの光強度比が所望の光強度比となるように、当該設定された電圧Vgを基準として電圧Vrを設定する。
この構成によれば、電圧Vgを基準として他の電圧Vrが設定される。ここで、光源11gからの緑色光Gは、人間の視覚に与える影響が最も大きい。よって、電圧Vgを基準とすることで、所望の輝度及び色度を実現しやすくなる。
この構成によれば、電圧Vgを基準として他の電圧Vrが設定される。ここで、光源11gからの緑色光Gは、人間の視覚に与える影響が最も大きい。よって、電圧Vgを基準とすることで、所望の輝度及び色度を実現しやすくなる。
(4)メモリ100aには、要求輝度に応じた光源11gに供給する電流Igの値を示す電流データテーブルが記憶される。第1の制御部100は、電流可変調光処理においては、電流データテーブルを参照して要求輝度に応じた電流Igを設定するとともに、光強度検出部500の検出結果に基づき緑色光G及び赤色光Rの光強度比が所望の光強度比となるように、当該設定された電流Igを基準として電流Irを設定する。
この構成によれば、電流Igを基準として他の電流Irが設定される。ここで、光源11gからの緑色光Gは、人間の視覚に与える影響が最も大きい。よって、電流Igを基準とすることで、所望の輝度及び色度を実現しやすくなる。
この構成によれば、電流Igを基準として他の電流Irが設定される。ここで、光源11gからの緑色光Gは、人間の視覚に与える影響が最も大きい。よって、電流Igを基準とすることで、所望の輝度及び色度を実現しやすくなる。
(5)第1の制御部100は、電流可変調光処理、すなわち要求輝度が第1閾値Th1以上の場合においては、第1電圧調整部310を通じて電圧Vgを一定電圧Vnに保持し、電圧可変調光処理、すなわち要求輝度が第1閾値Th1未満の場合においては、要求輝度が低くなるにつれて第1電圧調整部310を通じて徐々に電圧Vgを低下させる。
この構成によれば、電圧Vgの変化を必要最小限に留めることができ、光の安定性を確保することができる。
この構成によれば、電圧Vgの変化を必要最小限に留めることができ、光の安定性を確保することができる。
(6)第1の制御部100は、電圧可変調光処理、すなわち要求輝度が第1閾値Th1未満の場合においては電流Igを一定電流Inに保持し、電流可変調光処理、すなわち要求輝度が第1閾値Th1以上の場合においては要求輝度に応じた電流Igを設定する。一定電流Inは、例えば、ノイズに埋もれない程度の値に設定される。
この構成によれば、電流Igが一定電流In以下となることが抑制されるため、光の安定性を確保することができる。
この構成によれば、電流Igが一定電流In以下となることが抑制されるため、光の安定性を確保することができる。
(7)光源駆動装置5は、光源11g及び光源11rに加えて、青色光Bを発する光源11bを駆動させる。さらに、光源駆動装置5は、電圧Vgを電力源として、光源11bに印加する電圧Vbを生成する第3電圧調整部330を備えるとともに、光源11bに供給する電流Ibを調整する。第1の制御部100は、電圧可変調光処理においては、緑色光G、赤色光R及び青色光Bの光強度比が所望の光強度比となるように、電圧Vg、電圧Vr及び電圧Vbを設定し、電流可変調光処理においては、緑色光G、赤色光R及び青色光Bの光強度比が所望の光強度比となるように、電流Ig、電流Ir及び電流Ibを設定する。
この構成によれば、電圧可変調光処理及び電流可変調光処理の何れの場合も、緑色光G、赤色光R及び青色光Bの光強度比が所望の光強度比となるように設定される。
この構成によれば、電圧可変調光処理及び電流可変調光処理の何れの場合も、緑色光G、赤色光R及び青色光Bの光強度比が所望の光強度比となるように設定される。
(8)第1電圧調整部310はバッテリ700からの電源電圧を降圧することで電圧Vgを調整し、第2電圧調整部320は第1電圧調整部310を通じて調整された電圧Vgを受けて電圧Vrを生成し、第3電圧調整部330は第1電圧調整部310を通じて調整された電圧Vgを受けて電圧Vbを生成する。
この構成によれば、第2及び第3電圧調整部320,330はバッテリ700からの電源電圧を降圧する必要がないことから、第2及び第3電圧調整部320,330をより簡易に構成することができる。
この構成によれば、第2及び第3電圧調整部320,330はバッテリ700からの電源電圧を降圧する必要がないことから、第2及び第3電圧調整部320,330をより簡易に構成することができる。
(9)所望の光強度比は、要求輝度に応じて予め設定される。この構成によれば、第1の制御部100は所望の光強度比を迅速に特定することができる。
(第2の実施形態)
本発明に係る光源駆動装置をHUD装置に具体化した第2の実施形態について図13及び図14を参照して説明する。本実施形態では、光源11r,11g,11b毎に異なる電流データテーブル及び電圧データテーブルが設定されている点が主に第1の実施形態と異なる。以下、第1の実施形態との相違点を中心に説明する。
本発明に係る光源駆動装置をHUD装置に具体化した第2の実施形態について図13及び図14を参照して説明する。本実施形態では、光源11r,11g,11b毎に異なる電流データテーブル及び電圧データテーブルが設定されている点が主に第1の実施形態と異なる。以下、第1の実施形態との相違点を中心に説明する。
メモリ100aには、第1の実施形態における図12(c)に示した光源11gに対応する電流データテーブルのみならず、光源11rに対応する電流データテーブル及び光源11bに対応する電流データテーブルも記憶されている。各電流データテーブルは、光源11r,11g,11bの個体差を考慮して製造時にキャリブレーションすることで生成される。
また、メモリ100aには、光源11gに対応した第1電圧データテーブルTgと、光源11rに対応した第2電圧データテーブルTrと、光源11bに対応した第3電圧データテーブルTbと、が記憶されている。図13に示すように、各電圧データテーブルTr,Tg,Tbは、要求輝度が第2閾値Th2以上の領域において(言い換えると、光源11r,11g,11bに印加する電圧がVlからVnである領域において)は、それぞれ同一の電圧値をとり、要求輝度の低下に応じて、一様に低下する。そして、要求輝度が第2閾値Th2未満の領域においては、各電圧データテーブルTr,Tg,Tbは、要求輝度が低下するにつれて電圧値が低下するように、本例ではリニアに変化する。各電圧データテーブルTr,Tg,Tbは、要求輝度が第2閾値Th2未満の領域においては、それぞれ異なる傾きを持って変化する。本例では、第2電圧データテーブルTrは第3電圧データテーブルTbより傾きが大きく、第3電圧データテーブルTbは第1電圧データテーブルTgより傾きが大きい。この第2閾値Th2は、高輝度モード及び低輝度モードの判断基準となる第1閾値Th1より小さい値をとる。この第2閾値Th2は、図14(a),(b)に示す立ち上がり時間Tr1,Tr2が概ね一定となる電圧Vr,Vg,Vbの範囲内、例えばその範囲の下限値に設定されている。この立ち上がり時間Tr1,Tr2,Tr3は、各光源11r,11g,11bに電圧Vr,Vg,Vbを印加してからピーク電流値Ip1,Ip2,Ip3をとるまでの時間をいう。
例えば、図14(a)に示す要求輝度が第1閾値Th1にあるときの立ち上がり時間Tr1は、図14(b)に示す要求輝度が第2閾値Th2にあるときの立ち上がり時間Tr2と略同一である。また、図14(a)に示す要求輝度が第1閾値Th1にあるときのピーク電流値Ip1は、図14(b)に示す要求輝度が第2閾値Th2にあるときのピーク電流値Ip2よりも大きい。
よって、第2閾値Th2以上の領域においては、電圧Vr,Vg,Vbの調整により、ピーク電流値Ip1,Ip2、ひいては光源11r,11g,11bの輝度を調整することができる。
よって、第2閾値Th2以上の領域においては、電圧Vr,Vg,Vbの調整により、ピーク電流値Ip1,Ip2、ひいては光源11r,11g,11bの輝度を調整することができる。
一方、図14(c)に示す要求輝度が第2閾値Th2未満にあるときの立ち上がり時間Tr3は、上記立ち上がり時間Tr1,Tr2に比べて長くなる。この立ち上がり時間Tr3は、光源11r,11g,11b毎に異なり、例えば、光源11rの立ち上がり時間Tr3は、図14(c)の破線で示す波形における光源11g,11bの立ち上がり時間Tr3’よりも長くなる。上述した各電圧データテーブルTr,Tg,Tbは、この点を加味して、要求輝度が第2閾値Th2未満の領域においては、各電圧データテーブルTr,Tg,Tb毎に異なる電圧値に設定されている。
よって、例えば、光源11rと光源11gとを同一の輝度で発光させる場合、第1の制御部100は、第1電圧データテーブルTg及び第2電圧データテーブルTrを参照して、光源11gの電圧Vgを光源11rの電圧Vrよりも大きい電圧値に設定する。
よって、例えば、光源11rと光源11gとを同一の輝度で発光させる場合、第1の制御部100は、第1電圧データテーブルTg及び第2電圧データテーブルTrを参照して、光源11gの電圧Vgを光源11rの電圧Vrよりも大きい電圧値に設定する。
本実施形態では、第1の制御部100は、第1の実施形態の図11のステップS114において、各電圧データテーブルTr,Tg,Tbを参照することで電圧Vr,Vg,Vbを設定する。本実施形態では、第1の実施形態のステップS115に係る処理を省略してもよい。さらに、本実施形態では、第1の実施形態のステップS115~S118に係る処理を省略してもよい。
同様に、本実施形態では、第1の制御部100は、第1の実施形態の図11のステップS106において、各電圧データテーブルTr,Tg,Tbを参照することで電流Ir,Ig,Ibを設定する。本実施形態では、第1の実施形態のステップS107に係る処理を省略してもよい。さらに、本実施形態では、第1の実施形態のステップS107~S110に係る処理を省略してもよい。
同様に、本実施形態では、第1の制御部100は、第1の実施形態の図11のステップS106において、各電圧データテーブルTr,Tg,Tbを参照することで電流Ir,Ig,Ibを設定する。本実施形態では、第1の実施形態のステップS107に係る処理を省略してもよい。さらに、本実施形態では、第1の実施形態のステップS107~S110に係る処理を省略してもよい。
(効果)
以上、説明した第2の実施形態によれば、以下の効果を奏する。
(1)光源駆動装置5は、要求輝度に応じた光源11gに印加する電圧Vgの値を示す第1電圧データテーブルTgと、要求輝度に応じた光源11rに印加する電圧Vrの値を示す第2電圧データテーブルTrとが記憶されるメモリ100aを備える。第1電圧データテーブルTg及び第2電圧データテーブルTrは、要求輝度が第1閾値Th1より小さい値に設定される第2閾値Th2以上であるときそれぞれ同一の値をとり、要求輝度が第2閾値Th2未満であるとき要求輝度に応じた表示輝度を実現する電圧Vg及び電圧Vrとなるようにそれぞれ異なる値をとる。第1の制御部100は、緑色光G及び赤色光Rの光強度比が所望の光強度比となるように、第1電圧データテーブルTg及び第2電圧データテーブルTrを参照して要求輝度に応じた電圧Vg及び電圧Vrを設定する。
この構成によれば、要求輝度が第2閾値Th2未満となる低輝度領域においても所望の光強度比が保たれる。また、電圧Vg及び電圧Vrを設定する際、要求輝度に基づき第1電圧データテーブルTg及び第2電圧データテーブルTrを参照するだけでよいため調光を迅速に行うことができる。
以上、説明した第2の実施形態によれば、以下の効果を奏する。
(1)光源駆動装置5は、要求輝度に応じた光源11gに印加する電圧Vgの値を示す第1電圧データテーブルTgと、要求輝度に応じた光源11rに印加する電圧Vrの値を示す第2電圧データテーブルTrとが記憶されるメモリ100aを備える。第1電圧データテーブルTg及び第2電圧データテーブルTrは、要求輝度が第1閾値Th1より小さい値に設定される第2閾値Th2以上であるときそれぞれ同一の値をとり、要求輝度が第2閾値Th2未満であるとき要求輝度に応じた表示輝度を実現する電圧Vg及び電圧Vrとなるようにそれぞれ異なる値をとる。第1の制御部100は、緑色光G及び赤色光Rの光強度比が所望の光強度比となるように、第1電圧データテーブルTg及び第2電圧データテーブルTrを参照して要求輝度に応じた電圧Vg及び電圧Vrを設定する。
この構成によれば、要求輝度が第2閾値Th2未満となる低輝度領域においても所望の光強度比が保たれる。また、電圧Vg及び電圧Vrを設定する際、要求輝度に基づき第1電圧データテーブルTg及び第2電圧データテーブルTrを参照するだけでよいため調光を迅速に行うことができる。
(第3の実施形態)
本発明に係る光源駆動装置をHUD装置に具体化した第3の実施形態について図15~図20を参照して説明する。本実施形態では、平滑用コンデンサにチャージされた電荷を異なるタイミングで放電する点が主に第1及び第2の実施形態と異なる。以下、第1及び第2の実施形態との相違点を中心に説明する。
本発明に係る光源駆動装置をHUD装置に具体化した第3の実施形態について図15~図20を参照して説明する。本実施形態では、平滑用コンデンサにチャージされた電荷を異なるタイミングで放電する点が主に第1及び第2の実施形態と異なる。以下、第1及び第2の実施形態との相違点を中心に説明する。
図15に示すように、第1電圧調整部310は、さらに、放電線L1と、抵抗Rgと、スイッチ部Swgと、を備える。
抵抗Rg及びスイッチ部Swgは放電線L1に直列に設けられる。放電線L1の一端は接続線Lgに接続され、放電線L1の他端はグランドに接続される。抵抗Rg及びスイッチ部Swgは、平滑用コンデンサ318に並列に接続される。
スイッチ部Swgは、例えば、FETを用いたスイッチング素子からなる。スイッチ部Swgは、第1の制御部100による制御のもと、オン状態及びオフ状態の間で切り替わる。スイッチ部Swgがオフ状態からオン状態に切り替えられたとき、平滑用コンデンサ318にチャージされた電荷は放電線L1を介してグランドに流れる。
抵抗Rgは、電流制限用であって、スイッチ部Swgと接続線Lgの間に設けられる。
抵抗Rg及びスイッチ部Swgは放電線L1に直列に設けられる。放電線L1の一端は接続線Lgに接続され、放電線L1の他端はグランドに接続される。抵抗Rg及びスイッチ部Swgは、平滑用コンデンサ318に並列に接続される。
スイッチ部Swgは、例えば、FETを用いたスイッチング素子からなる。スイッチ部Swgは、第1の制御部100による制御のもと、オン状態及びオフ状態の間で切り替わる。スイッチ部Swgがオフ状態からオン状態に切り替えられたとき、平滑用コンデンサ318にチャージされた電荷は放電線L1を介してグランドに流れる。
抵抗Rgは、電流制限用であって、スイッチ部Swgと接続線Lgの間に設けられる。
第2電圧調整部320は、さらに、放電線L2と、抵抗Rrと、スイッチ部Swrと、を備える。
抵抗Rr及びスイッチ部Swrは放電線L2に直列に設けられる。放電線L2の一端は接続線Lrに接続され、放電線L2の他端はグランドに接続される。抵抗Rr及びスイッチ部Swrは、平滑用コンデンサ328に並列に接続される。
スイッチ部Swrは、例えば、FETを用いたスイッチング素子からなる。スイッチ部Swrは、第1の制御部100による制御のもと、オン状態及びオフ状態の間で切り替わる。スイッチ部Swrがオフ状態からオン状態に切り替えられたとき、平滑用コンデンサ328にチャージされた電荷は放電線L2を介してグランドに流れる。
抵抗Rrは、電流制限用であって、スイッチ部Swrと接続線Lrの間に設けられる。
抵抗Rr及びスイッチ部Swrは放電線L2に直列に設けられる。放電線L2の一端は接続線Lrに接続され、放電線L2の他端はグランドに接続される。抵抗Rr及びスイッチ部Swrは、平滑用コンデンサ328に並列に接続される。
スイッチ部Swrは、例えば、FETを用いたスイッチング素子からなる。スイッチ部Swrは、第1の制御部100による制御のもと、オン状態及びオフ状態の間で切り替わる。スイッチ部Swrがオフ状態からオン状態に切り替えられたとき、平滑用コンデンサ328にチャージされた電荷は放電線L2を介してグランドに流れる。
抵抗Rrは、電流制限用であって、スイッチ部Swrと接続線Lrの間に設けられる。
第3電圧調整部330は、さらに、放電線L3と、抵抗Rbと、スイッチ部Swbと、を備える。
抵抗Rb及びスイッチ部Swbは放電線L3に直列に設けられる。放電線L3の一端は接続線Lbに接続され、放電線L3の他端はグランドに接続される。抵抗Rb及びスイッチ部Swbは、平滑用コンデンサ338に並列に接続される。
スイッチ部Swbは、例えば、FETを用いたスイッチング素子からなる。スイッチ部Swbは、第1の制御部100による制御のもと、オン状態及びオフ状態の間で切り替わる。スイッチ部Swbがオフ状態からオン状態に切り替えられたとき、平滑用コンデンサ338にチャージされた電荷は放電線L3を介してグランドに流れる。
抵抗Rbは、電流制限用であって、スイッチ部Swbと接続線Lbの間に設けられる。
抵抗Rb及びスイッチ部Swbは放電線L3に直列に設けられる。放電線L3の一端は接続線Lbに接続され、放電線L3の他端はグランドに接続される。抵抗Rb及びスイッチ部Swbは、平滑用コンデンサ338に並列に接続される。
スイッチ部Swbは、例えば、FETを用いたスイッチング素子からなる。スイッチ部Swbは、第1の制御部100による制御のもと、オン状態及びオフ状態の間で切り替わる。スイッチ部Swbがオフ状態からオン状態に切り替えられたとき、平滑用コンデンサ338にチャージされた電荷は放電線L3を介してグランドに流れる。
抵抗Rbは、電流制限用であって、スイッチ部Swbと接続線Lbの間に設けられる。
抵抗Rr,Rg,Rbは、それぞれ異なる抵抗値を有する。例えば、抵抗Rr,Rg,Rbの抵抗値は、以下のような大小関係に設定されている。
抵抗Rgの抵抗値>抵抗Rbの抵抗値>抵抗Rrの抵抗値
各抵抗Rr,Rg,Rbの抵抗値が小さいほど、スイッチ部Swr,Swg,Swbがオン状態にあるときの平滑用コンデンサ318,328,338にチャージされた電荷が抜ける速度が速くなる。電荷が抜ける速度が速くなるにつれて、図20(a)に示すように、電圧Vr,Vg,Vbが低下する際の電圧Vr,Vg,Vbの低下速度が速くなり、電圧Vr,Vg,Vbの傾きの絶対値が大きくなる。
ここで、光源11rは、他の光源11g,11bに比べて、規定の順電流を流したときの順電圧が低い。このため、光源11rに供給する電流を小さくするためには、他の光源11g,11bの電圧Vg,Vbに比べて低い電圧Vrを印加する必要がある。従って、低輝度(例えば、第2閾値Th未満の輝度)へ調光する際、光源11rの要求電圧Vr1は、他の光源11g,11bの要求電圧Vg1,Vb1よりも低くなる。よって、光源11rの抵抗Rrの抵抗値が、光源11g,11bの抵抗Rg,Rbの抵抗値よりも小さく設定されることで、光源11rの電圧Vrの低下速度を速くすることができ、電圧Vr,Vg,Vbが要求電圧Vr1,Vg1,Vb1に到達するタイミングを近づけることができる。
抵抗Rgの抵抗値>抵抗Rbの抵抗値>抵抗Rrの抵抗値
各抵抗Rr,Rg,Rbの抵抗値が小さいほど、スイッチ部Swr,Swg,Swbがオン状態にあるときの平滑用コンデンサ318,328,338にチャージされた電荷が抜ける速度が速くなる。電荷が抜ける速度が速くなるにつれて、図20(a)に示すように、電圧Vr,Vg,Vbが低下する際の電圧Vr,Vg,Vbの低下速度が速くなり、電圧Vr,Vg,Vbの傾きの絶対値が大きくなる。
ここで、光源11rは、他の光源11g,11bに比べて、規定の順電流を流したときの順電圧が低い。このため、光源11rに供給する電流を小さくするためには、他の光源11g,11bの電圧Vg,Vbに比べて低い電圧Vrを印加する必要がある。従って、低輝度(例えば、第2閾値Th未満の輝度)へ調光する際、光源11rの要求電圧Vr1は、他の光源11g,11bの要求電圧Vg1,Vb1よりも低くなる。よって、光源11rの抵抗Rrの抵抗値が、光源11g,11bの抵抗Rg,Rbの抵抗値よりも小さく設定されることで、光源11rの電圧Vrの低下速度を速くすることができ、電圧Vr,Vg,Vbが要求電圧Vr1,Vg1,Vb1に到達するタイミングを近づけることができる。
第1の制御部100のメモリ100aには、図19に示すように、調光変化量Δ1~Δn及び現在の輝度D1~Dnと遅延時間Tg1~Tgn,Tb1~Tbnが関連づけられた遅延時間データテーブルが記憶されている。「n」は任意の自然数である。
調光変化量Δ1~Δnは、現在の輝度と要求輝度との差分であり、各調光変化量Δ1~Δnの数値範囲は適宜設定可能である。現在の輝度D1~Dnは所定間隔毎に設定される。
遅延時間Tb1~Tbnは、図20(b)に示すように、光源11rの電圧Vrが低下を開始する時刻taから光源11bの電圧Vbが低下を開始する時刻tbまでの時間であり、光源11rの電圧Vrが要求電圧Vr1に到達する時刻tdと光源11bの電圧Vbが要求電圧Vb1に到達する時刻tdとを合わせるために設定される。
同様に、遅延時間Tg1~Tgnは、光源11rの電圧Vrが低下を開始する時刻taから光源11gの電圧Vgが低下を開始する時刻tcまでの時間であり、光源11rの電圧Vrが要求電圧Vr1に到達する時刻tdと光源11gの電圧Vgが要求電圧Vg1に到達する時刻tdとを合わせるために設定される。
遅延時間Tg1~Tgn,Tb1~Tbnは、平滑用コンデンサ318,328,338の性質上、現在の輝度が固定された状態では調光変化量Δ1~Δnが多くなるほど長くなり、要求輝度に対して現在の輝度D1~Dnが高いほど長くなる。遅延時間Tg1~Tgn,Tb1~Tb1は、計算、シミュレーション、実験等により予め設定される。
調光変化量Δ1~Δnは、現在の輝度と要求輝度との差分であり、各調光変化量Δ1~Δnの数値範囲は適宜設定可能である。現在の輝度D1~Dnは所定間隔毎に設定される。
遅延時間Tb1~Tbnは、図20(b)に示すように、光源11rの電圧Vrが低下を開始する時刻taから光源11bの電圧Vbが低下を開始する時刻tbまでの時間であり、光源11rの電圧Vrが要求電圧Vr1に到達する時刻tdと光源11bの電圧Vbが要求電圧Vb1に到達する時刻tdとを合わせるために設定される。
同様に、遅延時間Tg1~Tgnは、光源11rの電圧Vrが低下を開始する時刻taから光源11gの電圧Vgが低下を開始する時刻tcまでの時間であり、光源11rの電圧Vrが要求電圧Vr1に到達する時刻tdと光源11gの電圧Vgが要求電圧Vg1に到達する時刻tdとを合わせるために設定される。
遅延時間Tg1~Tgn,Tb1~Tbnは、平滑用コンデンサ318,328,338の性質上、現在の輝度が固定された状態では調光変化量Δ1~Δnが多くなるほど長くなり、要求輝度に対して現在の輝度D1~Dnが高いほど長くなる。遅延時間Tg1~Tgn,Tb1~Tb1は、計算、シミュレーション、実験等により予め設定される。
(第1の制御部100の制御内容)
次に、図16のフローチャートに沿って、第1の制御部100による調光処理手順について説明する。本実施形態では、上記第1の実施形態と同様のステップS115の後に、ステップS20に係る遅延時間設定処理及びステップS30に係る電圧変動処理が続けて行われる。
次に、図16のフローチャートに沿って、第1の制御部100による調光処理手順について説明する。本実施形態では、上記第1の実施形態と同様のステップS115の後に、ステップS20に係る遅延時間設定処理及びステップS30に係る電圧変動処理が続けて行われる。
まず、図17に沿って遅延時間設定処理の処理手順について説明する。
第1の制御部100は、調光変化量と現在の輝度を取得する(ステップS201)。この現在の輝度は、光強度検出部500の検出結果を通じて取得される。また、この調光変化量は、現在の輝度と要求輝度との差分演算により導出される。そして、第1の制御部100は、要求輝度が現在の輝度よりも低いか否か、すなわち各光源11r,11g,11bの発光輝度が低下するか否かを判断する(ステップS202)。要求輝度が現在の輝度よりも低い、すなわち、各光源11r,11g,11bの発光輝度が低下する旨判断すると(ステップS202:YES)、上記ステップS201により取得された調光変化量と現在の輝度に基づき、遅延時間データテーブルを参照して遅延時間Tg1~Tgn,Tb1~Tbnを読み出す(ステップS203)。
詳しくは、図19に示すように、遅延時間データテーブルに記憶された調光変化量Δ1~Δnのうち、上記ステップS201により取得された調光変化量に最も近いものを選択する。ここで、例えば、調光変化量Δ1を選択した場合、次に、調光変化量Δ1に対応する現在の輝度D1~Dnのうち、上記ステップS201により取得された現在の輝度に最も近いものを選択する。ここで、例えば、調光変化量Δ1及び現在の輝度D1を選択した場合、遅延時間Tg1~Tgn,Tb1~Tbnのうち調光変化量Δ1及び現在の輝度D1に対応する遅延時間Tg1,Tb1を読み出す。以下では、遅延時間Tg1,Tb1が読み出された例について説明する。
第1の制御部100は、その読み出した遅延時間Tg1,Tb1を遅延時間として設定し(ステップS204)、当該遅延時間設定処理を終了して、ステップS30に係る電圧変動処理に移行する。
第1の制御部100は、調光変化量と現在の輝度を取得する(ステップS201)。この現在の輝度は、光強度検出部500の検出結果を通じて取得される。また、この調光変化量は、現在の輝度と要求輝度との差分演算により導出される。そして、第1の制御部100は、要求輝度が現在の輝度よりも低いか否か、すなわち各光源11r,11g,11bの発光輝度が低下するか否かを判断する(ステップS202)。要求輝度が現在の輝度よりも低い、すなわち、各光源11r,11g,11bの発光輝度が低下する旨判断すると(ステップS202:YES)、上記ステップS201により取得された調光変化量と現在の輝度に基づき、遅延時間データテーブルを参照して遅延時間Tg1~Tgn,Tb1~Tbnを読み出す(ステップS203)。
詳しくは、図19に示すように、遅延時間データテーブルに記憶された調光変化量Δ1~Δnのうち、上記ステップS201により取得された調光変化量に最も近いものを選択する。ここで、例えば、調光変化量Δ1を選択した場合、次に、調光変化量Δ1に対応する現在の輝度D1~Dnのうち、上記ステップS201により取得された現在の輝度に最も近いものを選択する。ここで、例えば、調光変化量Δ1及び現在の輝度D1を選択した場合、遅延時間Tg1~Tgn,Tb1~Tbnのうち調光変化量Δ1及び現在の輝度D1に対応する遅延時間Tg1,Tb1を読み出す。以下では、遅延時間Tg1,Tb1が読み出された例について説明する。
第1の制御部100は、その読み出した遅延時間Tg1,Tb1を遅延時間として設定し(ステップS204)、当該遅延時間設定処理を終了して、ステップS30に係る電圧変動処理に移行する。
一方、第1の制御部100は、要求輝度が現在の輝度よりも低くない、すなわち、各光源11r,11g,11bの発光輝度が増加する旨判断すると(ステップS202:NO)、遅延時間を設定せずに(ステップS205)、当該遅延時間設定処理を終了して、ステップS30に係る電圧変動処理に移行する。
次に、図18に沿って電圧変動処理の処理手順について説明する。この電圧変動処理の開始時には、スイッチ部Swr,Swg,Swbがオフ状態にある。
まず、第1の制御部100は、遅延時間が設定されているか否かを判断する(ステップS301)。遅延時間が設定されていない旨判断した場合(ステップS301:NO)、光源11r,11g,11bの電圧Vr,Vg,Vbの変化を同時に開始し(ステップS313)、後述するステップS312の処理に移行する。一方、遅延時間が設定されている旨判断した場合(ステップS301:YES)、タイマ100bを通じて時間の計測を開始する(ステップS302)。以下では、遅延時間として遅延時間Tg1,Tb1が設定されている場合について説明する。
まず、第1の制御部100は、遅延時間が設定されているか否かを判断する(ステップS301)。遅延時間が設定されていない旨判断した場合(ステップS301:NO)、光源11r,11g,11bの電圧Vr,Vg,Vbの変化を同時に開始し(ステップS313)、後述するステップS312の処理に移行する。一方、遅延時間が設定されている旨判断した場合(ステップS301:YES)、タイマ100bを通じて時間の計測を開始する(ステップS302)。以下では、遅延時間として遅延時間Tg1,Tb1が設定されている場合について説明する。
そして、第1の制御部100は、時間の計測開始とともに、スイッチ部Swrをオフ状態からオン状態に切り替え(ステップS303)、要求輝度に対応する要求電圧Vr1に向けて光源11rの電圧Vrの変化を開始する(ステップS304)。これにより、図20(b)に示すように、時刻taにおいて、光源11rの電圧Vrが要求電圧Vr1に向けてリニアに低下を開始する。
なお、第1の制御部100は、PWM信号Sp2のオンデューティ比を小さくすることで、光源11rの電圧Vrを低下させる。
なお、第1の制御部100は、PWM信号Sp2のオンデューティ比を小さくすることで、光源11rの電圧Vrを低下させる。
次に、第1の制御部100は、計測される時間(計測時間)が設定された光源11bの遅延時間Tb1を経過したか否かを判断する(ステップS305)。計測時間が遅延時間Tb1を経過した旨判断したとき(ステップS305:YES)、スイッチ部Swbをオフ状態からオン状態に切り替え(ステップS306)、要求輝度に対応する要求電圧Vb1に向けて光源11bの電圧Vbの変化を開始させる(ステップS307)。これにより、図20(b)に示すように、時刻tbにおいて、光源11bの電圧Vbが要求電圧Vb1に向けてリニアに低下を開始する。
なお、第1の制御部100は、PWM信号Sp3のオンデューティ比を小さくすることで、光源11bの電圧Vbを低下させる。
なお、第1の制御部100は、PWM信号Sp3のオンデューティ比を小さくすることで、光源11bの電圧Vbを低下させる。
次に、第1の制御部100は、計測時間が設定された光源11gの遅延時間Tg1を経過したか否かを判断する(ステップS308)。計測時間が遅延時間Tg1を経過した旨判断したとき(ステップS308:YES)、スイッチ部Swgをオフ状態からオン状態に切り替え(ステップS309)、要求輝度に対応する要求電圧Vg1に向けて光源11gの電圧Vgの変化を開始させる(ステップS310)。これにより、図20(b)に示すように、時刻tcにおいて、光源11gの電圧Vgが要求電圧Vg1に向けてリニアに低下を開始する。
なお、第1の制御部100は、PWM信号Sp1のオンデューティ比を小さくすることで、光源11gの電圧Vgを低下させる。
なお、第1の制御部100は、PWM信号Sp1のオンデューティ比を小さくすることで、光源11gの電圧Vgを低下させる。
第1の制御部100は、計測時間が遅延時間Tb1を経過していない旨判断したとき(ステップS305:NO)、ステップS306,S307を経ることなく、上記ステップS308の処理に移行する。また、第1の制御部100は、計測時間が遅延時間Tg1を経過していない旨判断したとき(ステップS308:NO)、ステップS309,S310を経ることなく、後述するステップS311の処理に移行する。
次に、第1の制御部100は、計測時間が2つの遅延時間Tg1,Tb1の両方を経過したか否かを判断し(ステップS311)、計測時間が遅延時間Tg1,Tb1のうち少なくとも何れかを経過していない旨判断したとき(ステップS311:NO)、上記ステップS305の処理に戻る。すなわち、計測時間が2つの遅延時間Tg1,Tb1の両方を経過するまで、上記ステップS305~311の処理が繰り返される。
第1の制御部100は、計測時間が2つの遅延時間Tg1,Tb1の両方を経過した旨判断したとき(ステップS311:YES)、又は電圧Vr,Vg,Vbの変化を同時に開始した後(ステップS313)、光源11r,11g,11bの電圧Vr,Vg,Vbが要求電圧Vr1,Vg1,Vb1に到達するのを待つ(ステップS312:NO)。第1の制御部100は、光源11r,11g,11bの電圧Vr,Vg,Vbが要求電圧Vr1,Vg1,Vb1に到達した旨判断したとき(ステップS312:YES)、当該電圧変動処理を終了して、調光処理における図16のステップS117の処理に移行する。このステップS117以降の処理は、上記第1の実施形態と同様であるため、その説明を省略する。
なお、第1の制御部100は、要求輝度が第1閾値Th1又は第2閾値Th2以上となったときに、スイッチ部Swr,Swg,Swbをオン状態からオフ状態に戻す。
なお、第1の制御部100は、要求輝度が第1閾値Th1又は第2閾値Th2以上となったときに、スイッチ部Swr,Swg,Swbをオン状態からオフ状態に戻す。
次に、平滑用コンデンサ318,328,338を設けた場合には以下のような点が懸念される。
光源11r,11g,11bの輝度を低下させる際、平滑用コンデンサ318,328,338にチャージされた電荷が光源11r,11g,11bの電圧Vr,Vg,Vbの低下を阻害する。このため、平滑用コンデンサ318,328,338の電荷を放電させる必要がある。この電荷の放出に要する時間は、平滑用コンデンサの性質上、現在の輝度及び要求輝度に応じて異なる。このため、光源11r,11g,11b毎に電荷放電時間の長さが異なる場合もあり、この場合には、光源11r,11g,11b毎に電圧Vr,Vg,Vbを低下させるのに要する時間が異なる。この場合に、図20(a)に示すように、電圧Vr,Vg,Vbが時刻t1において同時に低下を開始すると、電圧Vr,Vg,Vbが要求電圧Vr1,Vg1,Vb1に到達する直前において、ホワイトバランスが崩れるおそれがある。例えば、光源11gの電圧Vgが要求電圧Vg1に到達した時刻t2において、他の光源11r,11bの電圧Vr,Vbは要求電圧Vr1,Vb1に到達していない。よって、時刻t2においては、緑色光Gに対する赤色光R及び青色光Bの光強度が強く、ホワイトバランスが崩れる。特に、低輝度においては、ホワイトバランスの崩れによる合成光Cの色調の変化が視認者により視認され易い。
この点、本実施形態では、図20(b)に示すように、電圧Vr,Vg,Vbが同一の時刻tdにおいて要求電圧Vr1,Vg1,Vb1に到達するように遅延時間Tg1~Tgn,Tb1~Tbnが設定されている。よって、本実施形態では、電圧Vr,Vg,Vbが要求電圧Vr1,Vg1,Vb1に到達する直前においてホワイトバランスが崩れることが抑制される。また、時刻tcにおいては、光源11r,11bの電圧Vr,Vbの低下が開始しているものの、光源11gの電圧Vgの低下が開始していない。このため、この時刻tcにおいてホワイトバランスが崩れるものの、時刻tcの輝度は時刻tdにおける輝度に比べて高い輝度であるため、ホワイトバランスの崩れによる合成光Cの色調の変化は視認者により視認されづらい。
光源11r,11g,11bの輝度を低下させる際、平滑用コンデンサ318,328,338にチャージされた電荷が光源11r,11g,11bの電圧Vr,Vg,Vbの低下を阻害する。このため、平滑用コンデンサ318,328,338の電荷を放電させる必要がある。この電荷の放出に要する時間は、平滑用コンデンサの性質上、現在の輝度及び要求輝度に応じて異なる。このため、光源11r,11g,11b毎に電荷放電時間の長さが異なる場合もあり、この場合には、光源11r,11g,11b毎に電圧Vr,Vg,Vbを低下させるのに要する時間が異なる。この場合に、図20(a)に示すように、電圧Vr,Vg,Vbが時刻t1において同時に低下を開始すると、電圧Vr,Vg,Vbが要求電圧Vr1,Vg1,Vb1に到達する直前において、ホワイトバランスが崩れるおそれがある。例えば、光源11gの電圧Vgが要求電圧Vg1に到達した時刻t2において、他の光源11r,11bの電圧Vr,Vbは要求電圧Vr1,Vb1に到達していない。よって、時刻t2においては、緑色光Gに対する赤色光R及び青色光Bの光強度が強く、ホワイトバランスが崩れる。特に、低輝度においては、ホワイトバランスの崩れによる合成光Cの色調の変化が視認者により視認され易い。
この点、本実施形態では、図20(b)に示すように、電圧Vr,Vg,Vbが同一の時刻tdにおいて要求電圧Vr1,Vg1,Vb1に到達するように遅延時間Tg1~Tgn,Tb1~Tbnが設定されている。よって、本実施形態では、電圧Vr,Vg,Vbが要求電圧Vr1,Vg1,Vb1に到達する直前においてホワイトバランスが崩れることが抑制される。また、時刻tcにおいては、光源11r,11bの電圧Vr,Vbの低下が開始しているものの、光源11gの電圧Vgの低下が開始していない。このため、この時刻tcにおいてホワイトバランスが崩れるものの、時刻tcの輝度は時刻tdにおける輝度に比べて高い輝度であるため、ホワイトバランスの崩れによる合成光Cの色調の変化は視認者により視認されづらい。
(効果)
以上、説明した第3の実施形態によれば、以下の効果を奏する。
以上、説明した第3の実施形態によれば、以下の効果を奏する。
(1)光源駆動装置5は、第1電圧調整部310により調整された電圧Vg(第1電圧)を平滑化する平滑用コンデンサ318(第1平滑用コンデンサ)と、第2電圧調整部320により調整された電圧Vr(第2電圧)を平滑化する平滑用コンデンサ328(第2平滑用コンデンサ)と、第3電圧調整部330により調整された電圧Vb(第3電圧)を平滑化する平滑用コンデンサ338(第3平滑用コンデンサ)と、平滑用コンデンサ318からグランドへの放電線L1(第1放電流路)を導通するオン状態と放電線L1を遮断するオフ状態との間で切り替わるスイッチ部Swg(第1スイッチ部)と、平滑用コンデンサ328からグランドへの放電線L2(第2放電流路)を導通するオン状態と放電線L2を遮断するオフ状態との間で切り替わるスイッチ部Swr(第2スイッチ部)と、平滑用コンデンサ338からグランドへの放電線L3(第3放電流路)を導通するオン状態と放電線L3を遮断するオフ状態との間で切り替わるスイッチ部Swb(第3スイッチ部)と、を備える。第1の制御部100は、電圧Vr,Vg,Vbをそれぞれ要求輝度に応じた要求電圧Vr1,Vg1,Vb1に低下させる際、スイッチ部Swr,Swg,Swbをオフ状態からオン状態に切り替える。
この構成によれば、平滑用コンデンサ318,328,338にチャージされた電荷を放出することができ、迅速に電圧Vr,Vg,Vbを低下させること、ひいては迅速に調光を完了することができる。
この構成によれば、平滑用コンデンサ318,328,338にチャージされた電荷を放出することができ、迅速に電圧Vr,Vg,Vbを低下させること、ひいては迅速に調光を完了することができる。
(2)第1の制御部100は、電圧Vr,Vg,Vbをそれぞれ要求輝度に応じた要求電圧Vr1,Vg1,Vb1に低下させる際、電圧Vr,Vg,Vbが要求電圧Vr1,Vg1,Vb1に到達するタイミングを近づける又は一致させるように、スイッチ部Swr,Swg,Swbそれぞれを異なるタイミング(時刻ta,tb,tc)でオフ状態からオン状態に切り替える。詳しくは、第1の制御部100は、光源11rに対応するスイッチ部Swrを、他の光源11g,11bに対応するスイッチ部Swg,Swbよりも速いタイミング(時刻ta)でオフ状態からオン状態に切り替える。
この構成によれば、電圧Vr,Vg,Vbが要求電圧Vr1,Vg1,Vb1に到達する直前におけるホワイトバランスが崩れることが抑制される。よって、輝度を低下させる際の合成光Cの色調の変化が抑制され、合成光Cの安定性を確保することができ、視認性を高めることができる。
この構成によれば、電圧Vr,Vg,Vbが要求電圧Vr1,Vg1,Vb1に到達する直前におけるホワイトバランスが崩れることが抑制される。よって、輝度を低下させる際の合成光Cの色調の変化が抑制され、合成光Cの安定性を確保することができ、視認性を高めることができる。
(3)光源駆動装置5は、放電線L1に設けられる抵抗Rg(第1抵抗)と、放電線L2に設けられる抵抗Rr(第2抵抗)と、放電線L3に設けられる抵抗Rb(第3抵抗)と、を備える。抵抗Rr,Rg,Rbの抵抗値は、電圧Vr,Vg,Vbを要求電圧Vr1,Vg1,Vb1に低下させる際、電圧Vr,Vg,Vbが要求電圧Vr1,Vg1,Vb1に到達するタイミングを近づける又は一致させるように、互いに異なる値に設定される。詳しくは、光源11rの抵抗Rrの抵抗値は、光源11g,11bの抵抗Rg,Rbの抵抗値よりも小さく設定される。
この構成によれば、抵抗Rr,Rg,Rbの抵抗値により、電圧Vr,Vg,Vbの低下速度、すなわち電圧Vr,Vg,Vbの傾きを設定することができる。このため、電圧Vr,Vg,Vbが要求電圧Vr1,Vg1,Vb1に到達するタイミングを近づける又は一致させることができる。よって、電圧Vr,Vg,Vbが要求電圧Vr1,Vg1,Vb1に到達する直前においてホワイトバランスが崩れることが抑制される。よって、輝度を低下させる際の合成光Cの色調の変化が抑制され、合成光Cの安定性を確保することができ、視認性を高めることができる。
この構成によれば、抵抗Rr,Rg,Rbの抵抗値により、電圧Vr,Vg,Vbの低下速度、すなわち電圧Vr,Vg,Vbの傾きを設定することができる。このため、電圧Vr,Vg,Vbが要求電圧Vr1,Vg1,Vb1に到達するタイミングを近づける又は一致させることができる。よって、電圧Vr,Vg,Vbが要求電圧Vr1,Vg1,Vb1に到達する直前においてホワイトバランスが崩れることが抑制される。よって、輝度を低下させる際の合成光Cの色調の変化が抑制され、合成光Cの安定性を確保することができ、視認性を高めることができる。
(変形例)
なお、上記各実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することができる。
なお、上記各実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することができる。
上記第3の実施形態においては、遅延時間が設定されることと抵抗Rr,Rg,Rbの抵抗値が異なる値に設定されることにより、同時に電圧Vr,Vg,Vbを要求電圧Vr1,Vg1,Vb1に到達させていた。しかし、これに限らず、遅延時間が設定されることなく、抵抗Rr,Rg,Rbの抵抗値を異なる値に設定し、かつ、スイッチ部Swr,Swg,Swbが同時にオン状態に切り替えられることにより、図21に示すように、時刻teにおいて同時に電圧Vr,Vg,Vbを要求電圧Vr1,Vg1,Vb1に到達させてもよい。この場合、上記第3の実施形態に比べて、抵抗Rr,Rg,Rbの各抵抗値の差分を大きく設定することが望ましい。この構成では、スイッチ部Swr,Swg,Swbを同時に制御すればよいため、第1の制御部100による制御負担を低減することができる。
上記第3の実施形態においては、抵抗Rr,Rg,Rbの抵抗値はそれぞれ同一値に設定されてもよい。
上記第3の実施形態においては、電圧Vr,Vg,Vbはそれぞれ異なるタイミング(時刻ta,tb,tc)で電圧低下が開始されていたが、例えば、電圧Vg,Vbが同一の速度で低下する場合には、電圧Vg,Vbの低下は互いに同じタイミングで開始されてもよい。この場合、電圧Vrと電圧Vg,Vbとが異なるタイミングで電圧低下が開始される。
上記第3の実施形態においては、抵抗Rr,Rg,Rbの抵抗値は固定値であったが、抵抗値を変更できる可変抵抗を用いることで、抵抗Rr,Rg,Rbの抵抗値を変更させてもよい。例えば、第1の制御部100は、抵抗Rr,Rg,Rbの抵抗値を変更させることで、低下する電圧Vr,Vg,Vbの傾きを変化させることができる。これにより、図21に示すように、電圧Vr,Vg,Vbを時刻teにおいて同時に電圧Vr,Vg,Vbを要求電圧Vr1,Vg1,Vb1に到達させるように、電圧Vr,Vg,Vbの傾きが調整される。
また、一例として、第1の制御部100は、電圧Vr,Vg,Vbが要求電圧Vr1,Vg1,Vb1に到達するタイミングのバラツキを計測し、その計測されたバラツキを補正するように、抵抗Rr,Rg,Rbの抵抗値を変更させてもよい。また、第1の制御部100は、電圧Vr,Vg,Vbの低下中に電圧Vr,Vg,Vbの傾きを変化させてもよい。
また、一例として、第1の制御部100は、電圧Vr,Vg,Vbが要求電圧Vr1,Vg1,Vb1に到達するタイミングのバラツキを計測し、その計測されたバラツキを補正するように、抵抗Rr,Rg,Rbの抵抗値を変更させてもよい。また、第1の制御部100は、電圧Vr,Vg,Vbの低下中に電圧Vr,Vg,Vbの傾きを変化させてもよい。
上記第3の実施形態においては、第1の制御部100は、遅延時間データテーブルに記憶される遅延時間Tg1~Tgn,Tb1~Tbnを自動で補正する機能を有していてもよい。例えば、第1の制御部100は、電圧Vr,Vg,Vbが要求電圧Vr1,Vg1,Vb1に到達するタイミングのバラツキを計測し、その計測されたバラツキを補正するように、遅延時間Tg1~Tgn,Tb1~Tbnの長さを補正してもよい。
上記第3の実施形態においては、遅延時間データテーブルには、調光変化量Δ1~Δn及び現在の輝度D1~Dnと遅延時間Tg1~Tgn,Tb1~Tbnが関連づけられていたが、要求輝度及び現在の輝度D1~Dnと遅延時間Tg1~Tgn,Tb1~Tbnが関連づけられていてもよい。
上記各実施形態においては、要求輝度は、外光強度信号SLに応じて決まっていたが、これに限らず、例えば、車両2のヘッドライトを点灯又は消灯させるための操作信号、表示画像の種類等に応じて決まってもよい。
上記各実施形態においては、ステップS109,S117に係る処理は、非表示期間Fbにおいて行われていたが、表示期間Faにおける表示素子30がオフの期間に行われてもよい。
上記各実施形態においては、第2及び第3電圧調整部320,330は、第1電圧調整部310の電源IC316からの電圧Vgに基づき電圧Vr,Vbを生成していたが、第2及び第3電圧調整部320,330は、それぞれ個別に電源ICを備えていてもよい。
上記各実施形態において、光源11r,11g,11b毎に第1~第3電圧調整部310~330が設けられていたが、これに限らず、光源11r,11g,11bのうち何れか2つに共有の電圧調整部を設けてもよい。例えば、光源11g,11bに1つの電圧調整部を設けて、この電圧調整部は、光源11g,11bに同一の電圧を印加してもよい。
上記各実施形態において、電圧Vgを基準として、所望の光強度比を実現するように、電圧Vr,Vbが設定されていたが、基準となる電圧は、電圧Vr,Vbの何れかであってもよい。
また、光源11r,11g,11bの各サブフレームFsにおけるオン時間Tonを定める制限信号SCを、光源11r,11g,11bの発光タイミングを制御するイネーブル信号EN(R-EN,G-EN,B-EN)で代替えしてもよい。
上記各実施形態において、HUD装置1は、図12(b)、図12(c)に示すように、表示期間割合を段階的に変化させつつ、該表示期間割合が一定の間に電流を連続的に変化させる要求輝度の領域と、図12(d)、図12(c)に示すように、制限データのオンデューティ比を段階的に変化させつつ、該制限データのオンデューティ比が一定の間に電流を連続的に変化させる要求輝度の領域と、を別々に設けていたが、表示期間割合、制限データのオンデューティ比、電流それぞれを変化させる要求輝度の領域を有していてもよい。具体的に例えば、HUD装置1は、表示期間割合を段階的に変化させつつ、該表示期間割合が一定の間に制限データのオンデューティ比を段階的に変化させつつ、該制限データのオンデューティ比が一定の間に電流を連続的に変化させてもよい。
上記各実施形態においては、第1の制御部100は、要求輝度が第1閾値Th1未満の場合においては、要求輝度が低くなるにつれてリニアに電圧Vgを低下させていたが、要求輝度が低くなるにつれて階段状に電圧Vgを低下させてもよい。
上記各実施形態においては、第1の制御部100は、要求輝度が第1閾値Th1未満の場合、電流Igを一定に保持していたが、要求輝度に応じて電流Igも変化させてもよい。
また、上記各実施形態においては、第1の制御部100は、要求輝度が第1閾値Th1以上の場合においては、第1電圧調整部310を通じて電圧Vgを一定電圧Vnに保持していたが、要求輝度に応じて電圧Vgを変化させてもよい。
また、上記各実施形態においては、第1の制御部100は、要求輝度が第1閾値Th1以上の場合においては、第1電圧調整部310を通じて電圧Vgを一定電圧Vnに保持していたが、要求輝度に応じて電圧Vgを変化させてもよい。
上記各実施形態においては、第1の制御部100は、低輝度モードのときにのみ、上記ステップS104~S110に係る電圧調整調光処理を行っていた。しかし、第1の制御部100は、要求輝度に関わらず、この電圧調整調光処理を行ってもよい。
上記各実施形態において、第1の制御部100の制御内容の一部を、第2の制御部200が実行してもよいし、反対に、第2の制御部200の制御内容の一部を、第1の制御部100が実行してもよい。また、第1及び第2の制御部100,200は一つの制御部として構成されてもよい。
上記各実施形態において、光源11r,11g,11bは、それぞれ独立した光源として構成されているが、共通の光源から複数の色の光を出射するものであってもよい。また、光源は、複数色の光を出射するものであればよく、2色のみで構成されてもよく、また、4色(白色も含む)以上で構成されていてもよい。
また、1つの光源から複数色の光を出射する場合、各光源11r、11g、11bの光軸を合わす光合成部13を省略してもよい。
また、1つの光源から複数色の光を出射する場合、各光源11r、11g、11bの光軸を合わす光合成部13を省略してもよい。
上記実施形態においては、光強度検出部500は、合成光Cの一部の光路に設置されていたが、光R、G、Bそれぞれの光強度を検出することができればよく、例えば、合波される前の光R、G、Bそれぞれの光強度を検出できる箇所に設けられていてもよい。また、光強度検出部500は、照明光学系20から出射された合成光Cの一部の光強度を検出できる箇所に適宜設けられていてもよい。
上記実施形態におけるHUD装置1は車載用であったが、車載用に限らず、飛行機、船等の乗り物に搭載されるHUD装置1であってもよい。また、HUD装置1からの表示光Lは投射部材としてのウインドシールド3に投射されていたが、専用のコンバイナに投射されてもよい。また、光源駆動装置5をHUD装置1以外の各種表示装置、例えばプロジェクタ等に適用してもよい。
上記各実施形態においては、所望の光強度比は、要求輝度に応じて予め設定されていたが、これに限らず、例えば予め計算式をメモリ100aに記憶させ、第1の制御部100は、この計算式を利用して、要求輝度に基づき所望の光強度比を算出してもよい。
上記各実施形態においては、光源駆動装置5は、フィールドシーケンシャル方式により光源11r,11g,11bを駆動させていたが、これに限らず、例えば、並置加法混色、同時加法混色又は継続加法混色等のその他の方式により光源11r,11g,11bを駆動させてもよい。
1 HUD装置
2 車両
3 ウインドシールド
5 光源駆動装置
6 車両ECU
7 外光強度センサ
10 照明装置
11 光源ユニット
11b,11g,11r 光源
12 回路基板
13 光合成部
13a 反射ミラー
13b,13c ダイクロイックミラー
14 輝度ムラ低減部
15 透過膜
20 照明光学系
30 表示素子
30a マイクロミラー
40 投射光学系
50 スクリーン
61 平面鏡
62 凹面鏡
70 筐体
70a 開口部
71 透光部
100 第1の制御部
100a メモリ
100b タイマ
100c 処理部
200 第2の制御部
300 電源制御ユニット
310 第1電圧調整部
318,328,338 平滑用コンデンサ
316 電源IC
320 第2電圧調整部
330 第3電圧調整部
400 光源駆動部
410 比較回路
420 論理回路
430 光源駆動回路
500 光強度検出部
700 バッテリ
2 車両
3 ウインドシールド
5 光源駆動装置
6 車両ECU
7 外光強度センサ
10 照明装置
11 光源ユニット
11b,11g,11r 光源
12 回路基板
13 光合成部
13a 反射ミラー
13b,13c ダイクロイックミラー
14 輝度ムラ低減部
15 透過膜
20 照明光学系
30 表示素子
30a マイクロミラー
40 投射光学系
50 スクリーン
61 平面鏡
62 凹面鏡
70 筐体
70a 開口部
71 透光部
100 第1の制御部
100a メモリ
100b タイマ
100c 処理部
200 第2の制御部
300 電源制御ユニット
310 第1電圧調整部
318,328,338 平滑用コンデンサ
316 電源IC
320 第2電圧調整部
330 第3電圧調整部
400 光源駆動部
410 比較回路
420 論理回路
430 光源駆動回路
500 光強度検出部
700 バッテリ
Claims (13)
- 第1の光を発する第1の光源と、前記第1の光と異なる色の第2の光を発する第2の光源と、を駆動させる光源駆動装置であって、
電源からの電源電圧に基づき前記第1の光源に印加する第1電圧を調整する第1電圧調整部と、
前記電源電圧又は前記第1電圧を電力源として、前記第2の光源に印加する第2電圧を生成する第2電圧調整部と、
前記第1の光及び前記第2の光の光強度比が所望の光強度比となるように前記第1電圧及び前記第2電圧を設定し、前記第1電圧調整部及び前記第2電圧調整部を通じて、設定された前記第1電圧及び前記第2電圧をそれぞれ前記第1の光源及び前記第2の光源に印加する電圧可変調光処理を行う制御部と、を備える、
光源駆動装置。 - 前記第1の光源に供給する第1電流を調整する第1電流調整部と、
前記第2の光源に供給する第2電流を調整する第2電流調整部と、を備え、
前記制御部は、
要求輝度が第1閾値未満の場合には、前記電圧可変調光処理において、前記第1の光及び前記第2の光の光強度比が前記所望の光強度比となりつつ前記要求輝度に応じた前記第1電圧及び前記第2電圧を設定し、
前記要求輝度が前記第1閾値以上の場合には、前記第1の光及び前記第2の光の光強度比が前記所望の光強度比となりつつ前記要求輝度に応じた前記第1電流及び前記第2電流を設定し、前記第1電流調整部及び前記第2電流調整部を通じて、設定された前記第1電流及び前記第2電流をそれぞれ前記第1の光源及び前記第2の光源に供給する電流可変調光処理を行う、
請求項1に記載の光源駆動装置。 - 前記要求輝度に応じた前記第1の光源に印加する前記第1電圧の値を示す電圧データテーブルが記憶されるメモリと、
前記第1の光の光強度及び前記第2の光の光強度を検出する光強度検出部と、を備え、
前記制御部は、前記電圧可変調光処理においては、前記電圧データテーブルを参照して前記要求輝度に応じた前記第1電圧を設定するとともに、前記光強度検出部の検出結果に基づき前記第1の光及び前記第2の光の光強度比が前記所望の光強度比となるように、当該設定された前記第1電圧を基準として前記第2電圧を設定する、
請求項2に記載の光源駆動装置。 - 前記メモリには、前記要求輝度に応じた前記第1の光源に供給する前記第1電流の値を示す電流データテーブルが記憶され、
前記制御部は、前記電流可変調光処理においては、前記電流データテーブルを参照して前記要求輝度に応じた前記第1電流を設定するとともに、前記光強度検出部の検出結果に基づき前記第1の光及び前記第2の光の光強度比が前記所望の光強度比となるように、当該設定された前記第1電流を基準として前記第2電流を設定する、
請求項3に記載の光源駆動装置。 - 前記制御部は、
前記電流可変調光処理においては、前記第1電圧調整部を通じて前記第1電圧を一定に保持し、
前記電圧可変調光処理においては、前記要求輝度が低くなるにつれて前記第1電圧調整部を通じて徐々に前記第1電圧を低下させる、
請求項2から4の何れか1項に記載の光源駆動装置。 - 前記制御部は、
前記電圧可変調光処理においては、前記第1電流調整部を通じて前記第1電流を一定に保持し、
前記電流可変調光処理においては、前記第1電流調整部を通じて前記要求輝度に応じた前記第1電流を設定する、
請求項2から5の何れか1項に記載の光源駆動装置。 - 前記光源駆動装置は、前記第1の光源及び前記第2の光源に加えて、前記第1の光及び前記第2の光と異なる色の第3の光を発する第3の光源を駆動させ、
さらに、前記光源駆動装置は、
前記電源電圧又は前記第1電圧を電力源として、前記第3の光源に印加する第3電圧を生成する第3電圧調整部と、
前記第3の光源に供給する第3電流を調整する第3電流調整部と、を備え、
前記制御部は、
前記電圧可変調光処理においては、前記第1の光、前記第2の光及び前記第3の光の光強度比が所望の光強度比となるように、前記第1電圧、前記第2電圧及び前記第3電圧を設定し、
前記電流可変調光処理においては、前記第1の光、前記第2の光及び前記第3の光の光強度比が前記所望の光強度比となるように、前記第1電流、前記第2電流及び前記第3電流を設定する、
請求項2から6の何れか1項に記載の光源駆動装置。 - 前記要求輝度に応じた前記第1の光源に印加する前記第1電圧の値を示す第1電圧データテーブルと、前記要求輝度に応じた前記第2の光源に印加する前記第2電圧の値を示す第2電圧データテーブルとが記憶されるメモリを備え、
前記第1電圧データテーブル及び前記第2電圧データテーブルは、
前記要求輝度が前記第1閾値より小さい値に設定される第2閾値以上であるときそれぞれ同一の値をとり、
前記要求輝度が前記第2閾値未満であるとき前記要求輝度に応じた表示輝度を実現する前記第1電圧及び前記第2電圧となるようにそれぞれ異なる値をとり、
前記制御部は、
前記第1の光及び前記第2の光の光強度比が前記所望の光強度比となるように、前記第1電圧データテーブル及び前記第2電圧データテーブルを参照して前記要求輝度に応じた前記第1電圧及び前記第2電圧を設定する、
請求項2に記載の光源駆動装置。 - 前記第1電圧調整部は、前記電源電圧を降圧することで前記第1電圧を生成し、
前記第2電圧調整部は、前記第1電圧調整部を通じて生成された前記第1電圧を受けて前記第2電圧を生成する、
請求項1から8の何れか1項に記載の光源駆動装置。 - 前記第1電圧調整部により調整された前記第1電圧を平滑化する第1平滑用コンデンサと、
前記第2電圧調整部により調整された前記第2電圧を平滑化する第2平滑用コンデンサと、
前記第1平滑用コンデンサからグランドへの第1放電流路を導通するオン状態と前記第1放電流路を遮断するオフ状態との間で切り替わる第1スイッチ部と、
前記第2平滑用コンデンサからグランドへの第2放電流路を導通するオン状態と前記第2放電流路を遮断するオフ状態との間で切り替わる第2スイッチ部と、を備え、
前記制御部は、前記第1電圧及び前記第2電圧をそれぞれ要求輝度に応じた要求電圧に低下させる際、前記第1スイッチ部及び前記第2スイッチ部を前記オフ状態から前記オン状態に切り替える、
請求項1から9の何れか1項に記載の光源駆動装置。 - 前記制御部は、前記第1電圧及び前記第2電圧をそれぞれ前記要求電圧に低下させる際、前記第1電圧及び前記第2電圧が前記要求電圧に到達するタイミングを近づける又は一致させるように、前記第1スイッチ部及び前記第2スイッチ部それぞれを異なるタイミングで前記オフ状態から前記オン状態に切り替える、
請求項10に記載の光源駆動装置。 - 前記第1放電流路に設けられる第1抵抗と、
前記第2放電流路に設けられる第2抵抗と、を備え、
前記第1抵抗の抵抗値及び前記第2抵抗の抵抗値は、前記第1電圧及び前記第2電圧をそれぞれ前記要求電圧に低下させる際、前記第1電圧及び前記第2電圧が前記要求電圧に到達するタイミングを近づける又は一致させるように、互いに異なる値に設定される、
請求項10又は11に記載の光源駆動装置。 - 請求項1から12の何れか1項に記載の光源駆動装置と、
前記光源駆動装置により駆動された前記各光源からの前記各光を合成する光合成部と、
前記光合成部により合成された合成光に基づきスクリーンに画像を生成する表示素子と、
前記表示素子からの前記画像を表す表示光を投射部材に向けて投射することで虚像を表示させる光学系と、を備える、
ヘッドアップディスプレイ装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016-231649 | 2016-11-29 | ||
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JP2017-144221 | 2017-07-26 | ||
JP2017144221 | 2017-07-26 |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2018101121A1 true WO2018101121A1 (ja) | 2018-06-07 |
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---|---|---|---|
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- 2017-11-21 JP JP2018553796A patent/JP7031604B2/ja active Active
- 2017-11-21 WO PCT/JP2017/041781 patent/WO2018101121A1/ja active Application Filing
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122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
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