WO2018139256A1 - 表示装置 - Google Patents

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WO2018139256A1
WO2018139256A1 PCT/JP2018/000950 JP2018000950W WO2018139256A1 WO 2018139256 A1 WO2018139256 A1 WO 2018139256A1 JP 2018000950 W JP2018000950 W JP 2018000950W WO 2018139256 A1 WO2018139256 A1 WO 2018139256A1
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WO
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display
state
illumination
control unit
unit
Prior art date
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PCT/JP2018/000950
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English (en)
French (fr)
Inventor
誠 秦
泰弘 山川
友也 倉石
Original Assignee
日本精機株式会社
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01Head-up displays
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/34Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source

Definitions

  • the present invention relates to a display device that displays an image by, for example, a field sequential method.
  • Patent Document 1 discloses a display device for a vehicle, and the display device for a vehicle includes an illumination device, an illumination optical system, a display element, a projection optical system, a screen, a plane mirror, a concave mirror, And a housing having a window part through which display light is emitted to the outside.
  • the display apparatus for vehicles of patent document 1 is controlled by a control part, an illumination control part, and a display control part.
  • a frame that is a cycle for displaying a display image by a display element includes a display period in which individual mirrors of the display element are normally driven and a non-display period in which a non-display period is driven. .
  • a ratio of a display period (a period during which the display element can display a display image on a screen) in the frame period is, for example, 50 [%].
  • the illumination control unit of Patent Document 1 turns off all the light sources, and the display control unit drives each mirror on / off, thereby causing each mirror in the frame to be turned on.
  • the control is performed so that the on-drive ratio in the frame is 50 [%], for example.
  • the off-drive rate within the frame which is the rate at which individual mirrors within the frame are driven off, is also controlled to be, for example, 50 [%].
  • the load applied to the hinge (mirror fulcrum) of each mirror can be made uniform between the on-drive side and the off-drive side, and the mirror can be prevented from being fixed in either the on / off state.
  • Patent Document 2 discloses a display device that includes an illumination device, a light intensity detection unit, an illumination optical system, a display element, a projection optical system, a screen, a plane mirror, and a concave mirror. A housing and a translucent part. Moreover, the display apparatus of patent document 2 is controlled by a control part, an illumination control part, and a display control part. The control unit of the display device disclosed in Patent Literature 2 acquires light intensity data from the light intensity detection unit, and uses an appropriate technique for determining the difference between the luminance required for the display image displayed on the screen and the actual luminance of the illumination device. Can be corrected.
  • the display device of Patent Document 2 for example, two driving methods are adopted as the driving method of the light source unit of the lighting device, and the control value (for example, duty ratio) necessary for the PWM driving method and the PAM driving method are required.
  • the brightness of the lighting device can be changed by changing the combination with a different control value (for example, current value).
  • the ratio of the display period (the period during which the display element can display the display image on the screen) in the frame period may be constant (for example, 50 [%]). Alternatively, it may be determined (for example, 50 [%] or 70 [%]) according to the luminance required for the display image.
  • the illumination control unit of Patent Document 2 turns off all the light sources, and the display control unit drives each mirror on / off.
  • the on-drive ratio in the frame which is the ratio of the individual mirrors in the frame being driven on, is controlled to be, for example, 50 [%].
  • Patent Document 1 and Patent Document 2 it is possible to suppress the state of pixels (specifically, mirrors) constituting the display element from being fixed.
  • the present inventors recognize that the pixels can be fixed, that is, the display element can fail, and the display device can take appropriate measures in a situation where a display image (defective image) is generated by the display element that has failed. It is desirable to be able to execute. In other words, in the conventional display device, it is impossible to grasp whether or not the display element is actually operating correctly while controlling the display element.
  • a vehicle display device for example, a head-up display
  • a DMD as a display element
  • the driver visually recognizes a virtual image of an abnormal display image.
  • the pixel in the display image corresponding to the mirror always represents white (bright spot).
  • One object of the present invention is to provide a display device capable of detecting that the state of the pixels constituting the display element is fixed.
  • Other objects of the present invention will become apparent to those skilled in the art by referring to the aspects and best embodiments exemplified below and the accompanying drawings.
  • the display device comprises: An illumination unit having a light source unit capable of emitting light; An illumination control unit for controlling the illumination unit; A display element having a plurality of pixels, wherein the illumination light from the illumination unit is reflected in a first direction according to the state of the plurality of pixels, and is turned on by the ON illumination light that is the illumination light toward the screen A display element capable of forming a display image; A display control unit for controlling the state of the plurality of pixels; A control unit for controlling the illumination control unit and the display control unit based on a video signal; The illumination that does not face the screen when the illumination light from the illumination unit travels in a second direction different from the first direction by an OFF pixel that is a predetermined pixel having an OFF state among the plurality of pixels. An OFF state detector that detects the intensity of OFF illumination light that is light; Is provided.
  • predetermined pixels for example, k (0 ⁇ k ⁇ M ⁇ N) pixels
  • a plurality of pixels for example, M ⁇ N pixels
  • An OFF state detection unit that detects the intensity of illumination light (OFF illumination light) that does not face the screen is provided. More specifically, in the first aspect, all of the plurality of pixels or predetermined pixels are controlled to be in an OFF state, for example, and when the control is correctly controlled, the OFF state detection unit turns OFF according to the control.
  • the intensity (expected value) of the illumination light can be detected.
  • the display device detects or recognizes that some or all of the predetermined pixels are fixed in the ON state. can do.
  • the control unit includes a plurality of pixels based on the intensity of the OFF illumination light detected by the OFF state detection unit at an OFF control timing, which is a timing at which all of the plurality of pixels are controlled to be in an OFF state. It may be determined whether the display element has a defective pixel fixed in the ON state.
  • the OFF state detector At the timing when all of the plurality of pixels constituting the display element are controlled to be in the OFF state (OFF control timing), when all of the control is correctly controlled, the OFF state detector The intensity (expected value) of the OFF illumination light corresponding to the control can be detected.
  • the OFF state detection unit detects an intensity lower than the expected value.
  • the control unit can determine that the display pixel has a defective pixel.
  • the frame which is a cycle for displaying the display image by the display element, includes a display period in which the display element can display the display image on the screen, and the display element displays the display image on the screen.
  • a non-display period Including a non-display period, a non-display period, The OFF control timing may correspond to the non-display period or the display period.
  • all of the plurality of pixels constituting the display element can be controlled to be in an OFF state at an OFF control timing corresponding to, for example, a non-display period of the frame.
  • the OFF state detection unit can detect the intensity (expected value) of the OFF illumination light according to the control.
  • the illumination unit Is directed to the OFF state detection unit and is not directed to the screen.
  • the driver does not visually recognize the virtual image of the display image during the non-display period. Therefore, for example, without being noticed by the driver, the display device can detect or determine that the state of the pixels constituting the display element is fixed.
  • all of the plurality of pixels constituting the display element can be controlled to be in the OFF state at the OFF control timing corresponding to the display period of the frame, for example.
  • the display timing is forcibly controlled to black
  • the illumination light from the illumination unit is directed to the OFF state detection unit, so the display device constitutes a display element. It is possible to detect or determine whether the state of the pixel is fixed.
  • the illumination unit may be capable of emitting infrared rays.
  • the illumination section can emit infrared rays. Even if some or all of the plurality of pixels constituting the display element are fixed in the ON state, infrared rays directed toward the screen are not recognized by the driver, for example. Therefore, for example, without being noticed by the driver, the display device can detect or determine that the state of the pixels constituting the display element is fixed using infrared rays.
  • the control unit is based on the infrared intensity detected by the OFF state detection unit at an ON control timing that is a timing at which all or some of the plurality of pixels are controlled to be in an ON state. It may be determined whether or not the display element has a defective pixel fixed in the OFF state or the ON state.
  • the control unit when all of the plurality of pixels constituting the display element are controlled to be in the ON state (ON control timing), for example, when all the controls are correctly controlled, Does not detect infrared.
  • ON control timing at the timing when, for example, some of the plurality of pixels constituting the display element are controlled to be in the ON state (ON control timing), Infrared intensity (expected value) according to control can be detected.
  • the OFF state detection unit detects an intensity higher than zero.
  • the control unit can determine that the display pixel has a defective pixel.
  • the frame which is a cycle for displaying the display image by the display element, includes a display period in which the display element can display the display image on the screen, and the display element displays the display image on the screen.
  • the control unit is configured to detect the intensity of the OFF illumination light detected by the OFF state detection unit in all or part of a display period in which each of the plurality of pixels is controlled to be in an ON state or an OFF state based on the video signal. Based on the above, it may be determined whether or not the display element has a defective pixel fixed in an ON state or an OFF state among the plurality of pixels.
  • each of the plurality of pixels constituting the display element can be controlled to the ON state or the OFF state based on the video signal.
  • the OFF state detection unit can detect the intensity (expected value) of the OFF illumination light according to the control.
  • the OFF state detection unit Since low intensity is detected or zero intensity is detected, the control unit can determine that the display pixel has a defective pixel.
  • the OFF state detection unit detects an intensity higher than the expected value, so the control unit has the display pixel having a defective pixel. Can be determined.
  • control unit may decrease the luminance or brightness of the illumination unit.
  • the control unit when the display element has a defective pixel, the control unit reduces the luminance or brightness of the illumination unit, so that it is difficult for the driver to visually recognize a virtual image of an abnormal display image, for example.
  • the control unit turns off the illumination unit, so that, for example, the driver does not cause the driver to visually recognize a virtual image of an abnormal display image.
  • the control unit when the display element has a defective pixel, the control unit reduces the luminance or brightness of the illumination unit including turning off of the illumination unit, thereby suppressing or omitting display of an abnormal display image, Power consumption can be reduced.
  • control unit may perform failure notification.
  • the control unit when the display element has a defective pixel, the control unit performs failure notification, so that, for example, the driver can recognize the failure of the display element.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating a schematic operation example of the display device of FIG. 3.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram of one application of a display device according to the present invention.
  • a head-up display device 100 is shown as the display device, and the head-up display device 100 is suitable for a vehicle that is, for example, an automobile.
  • the head-up display device 100 is provided in the dashboard of the vehicle, and the display light L representing the display image is reflected by the windshield 200, so that an occupant such as the driver 250 can have vehicle information (specifically, The virtual image V of the display image representing the vehicle speed (actual speed), the legal speed, the white line on the road, and the traveling direction (navigation information in a broad sense) can be visually recognized.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram of a display mechanism of the head-up display device 100 of FIG.
  • the head-up display device 100 includes, for example, an illumination unit 10, an illumination optical system 20, a display element 30, a detection unit PD2, a projection optical system 50, a screen 60, and a plane mirror 70. , A concave mirror 75 and a housing 80 having a window portion 81 through which the display image M is emitted.
  • the head-up display device 100 can further include a detection unit PD1.
  • the present invention is not limited to the example of FIG. 2.
  • the display device that is the head-up display device 100 may include only necessary components according to the object and spirit of the present invention.
  • the illumination unit 10 in FIG. 2 includes a light source unit 11 (see FIG. 3) that can emit light.
  • a light source unit 11 for example, a circuit board (not shown) on which the light source unit 11 is mounted, and a reflection / transmission optical unit (not shown). And a luminance unevenness reducing optical unit (not shown).
  • the light source unit 11 includes, for example, a light emitting diode 11r that emits red light (first light emitting element in a broad sense), a light emitting diode 11g that emits green light (second light emitting element in a broad sense), and blue light, for example. And a light emitting diode 11b (in a broad sense, a third light emitting element) (see FIG. 3).
  • the display element 30 in FIG. 2 is, for example, a DMD (Digital Micro-mirror Device) having a plurality of movable micromirrors, and each of the plurality of micromirrors is individually controlled.
  • the micromirror When the micromirror is ON, the micromirror tilts, for example, +12 degrees with a hinge (not shown) as a fulcrum, and emits the illumination light C emitted from the illumination optical system 20 in the direction of the projection optical system 50 (first direction). Can be reflected.
  • the micromirror is OFF, the micromirror is tilted, for example, by ⁇ 12 degrees with the hinge as a fulcrum, and cannot reflect the illumination light C in the direction of the projection optical system 50 (first direction).
  • the detection unit PD2 (OFF state detection unit) can detect the intensity of illumination light (OFF illumination light) not directed to the projection optical system 50 (screen 60 in a broad sense).
  • the head-up display device 100 can include a light absorbing member 41 (for example, a blackboard) so that OFF illumination light does not enter the projection optical system 50.
  • a light absorbing member 41 for example, a blackboard
  • the positions of the detection unit PD2 and the light absorbing member 41 in FIG. 2 are simplified or conceptually illustrated, and do not represent an accurate arrangement in the housing 80. In other words, the positions of the detection unit PD2 and the light absorption member 41 are not limited to the example of FIG. 2, and the detection unit PD2 (and the light absorption member 41) is not visually recognized by the driver 250 of FIG.
  • the illumination light (OFF illumination light) when the micromirror is in the OFF state may be disposed.
  • the predetermined pixel (OFF pixel or OFF mirror) is In view of the property that the illumination light C from the illumination unit 10 travels or reflects in the second direction (the direction not facing the screen 60) instead of the first direction (the direction toward the screen 60), the present inventors
  • the detection unit PD2 (OFF state detection unit) is arranged in the display device.
  • the detection unit PD2 is disposed in the housing 80 of the display device, and an example of the housing 80 further stores at least one of the illumination unit 10 and the display element 30, for example. Good.
  • the detection unit PD2 (OFF state detection unit) can detect the intensity (expected value) of the OFF illumination light (illumination light not directed to the screen 60) according to the control.
  • the intensity detected by the detection unit PD2 does not match the intensity (expected value) of the OFF illumination light
  • a part or all of the predetermined mirror is fixed in the ON state. That is, it is possible to detect or recognize that the display element 30 has a pixel (defective pixel) fixed in the ON state among a plurality of pixels constituting the display element 30.
  • the control unit 90 uses an appropriate method (including a correction method at the light source temperature) for a deviation between the luminance required for the display image M displayed on the screen 60 and the actual light emission luminance (output intensity) of the illumination unit 10. It can be corrected.
  • the head-up display device 100 may not include the detection unit PD1, and the luminance required for the display image M may not be strictly managed.
  • the screen 60 in FIG. 2 includes, for example, a diffusing plate, a holographic diffuser, a microlens array, and the like.
  • the display light L from the projection optical system 50 is received by the lower surface of the screen 60 and the display image M is displayed on the upper surface of the screen 60. Can be displayed.
  • the plane mirror 70 in FIG. 2 can reflect the display image M displayed on the screen 60 toward the concave mirror 75.
  • the concave mirror 75 in FIG. 2 is, for example, a concave mirror or the like, reflects the display light L from the flat mirror 70 on the concave surface, and the reflected light is emitted toward the window portion 81.
  • the display light L reaches the driver 250 in FIG. 1 through such a display mechanism, and the virtual image V recognized by the driver 250 has an enlarged size of the display image M displayed on the screen 60. Have.
  • the material of the housing 80 in FIG. 2 is, for example, hard resin, and a window portion 81 having a predetermined size is provided above the housing 80.
  • the material of the window part 81 of FIG. 2 is translucent resin, such as an acrylic, for example, and the shape of the window part 81 is a curved shape, for example.
  • the window part 81 can transmit the display light L from the concave mirror 75.
  • FIG. 3 shows a configuration example of a display device according to the present invention.
  • the display device is shown as a head-up display device 100, and the head-up display device 100 is controlled by, for example, the control unit 90, the illumination control unit 91, and the display control unit 92 in FIG.
  • an ECU Electronic Control Unit
  • the control unit 90 can input the video signal 300 by, for example, LVDS (Low Voltage Differential Differential) communication.
  • the control unit 90 is typically composed of, for example, an FPGA (Field Programmable Gate Array), but may be composed of an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), a microcomputer, or the like.
  • the control part 90, the illumination control part 91, and the display control part 92 may be comprised by integrated IC, for example.
  • the control unit 90 of FIG. 3 outputs illumination control data D1 for controlling the illumination unit 10 at the luminance and light emission timing requested by the video signal 300 to the illumination control unit 91, and also displays the display requested by the video signal 300.
  • Display control data D ⁇ b> 2 for forming the image M with the display element 30 can be output to the display control unit 92.
  • a frame F which is a cycle for displaying the display image M, is composed of subframes SF divided into a plurality of times (see FIG. 5), and the illumination control unit 91 in FIG. 3 emits light of a different color for each subframe SF.
  • the illumination unit 10 can be controlled by a field sequential driving method in which the diodes 11r, 11g, and 11b are sequentially switched at high speeds at the light intensity and timing required by the illumination control data D1.
  • the display control unit 92 in FIG. 3 performs ON / OFF control of individual micromirrors of the display element 30 by, for example, the PWM method based on the display control data D2, and the illumination light C emitted from the illumination unit 10 is directed to the screen 60.
  • the light-emitting diodes 11r, 11g, and 11b are used as basic colors, and the display image M can be expressed in a mixed color or a full color by an additive mixing method.
  • Each of the detection units PD2 and PD1 in FIG. 3 includes, for example, a sensor that is a photodiode, and an A / D converter that converts analog data into digital data.
  • the detection unit PD2 is an illumination that reaches the detection unit PD2.
  • the output intensity data of the light C can be output to the control unit 90, and the detection unit PD1 can output the output intensity data of the light source unit 11 to the control unit 90.
  • the detection unit PD1 is typically composed of three light intensity detection sensors provided for each of the light emitting diodes 11r, 11g, and 11b. The light intensity of different colors among the light emitting diodes 11r, 11g, and 11b is one. You may comprise so that it may detect with a light intensity detection sensor.
  • the detection unit PD2 is provided for one light emitting diode (for example, the light emitting diode 11b), and the sensor is typically configured by one light intensity detection sensor (specifically, a photodiode).
  • FIG. 4 is an explanatory diagram of a frame F that is a cycle for displaying the display image M of FIG.
  • the frame F includes a display period Fa in which the individual micromirrors of the display element 30 are normally driven and a non-display period Fb in which the non-display period is driven.
  • the ratio of the display period Fa in the frame F is, for example, 50 [%], but is not limited thereto, and may be set to, for example, 70 [%] or 100 [%].
  • the ratio of the display period Fa in the frame F may be constant or may be determined according to the required luminance.
  • the display period Fa is a period during which the illumination light C from the illumination unit 10 is projected as a display image M toward the screen 60.
  • the non-display period Fb is a period during which the illumination unit 10 is turned off (for example, all three light emitting diodes 11r, 11g, and 11b are turned off) (see FIGS. 5D to 5F).
  • the non-display period Fb is a period in which all of the plurality of pixels (the plurality of micromirrors) constituting the display element 30 in a state where the display element 30 is not broken.
  • the driver 250 does not recognize blue light at that timing within the non-display period Fb when all of the plurality of micromirrors are actually set to the OFF state with the display element 30 not in failure.
  • the display image M is not formed at that timing within the non-display period Fb.
  • the on-drive period Fap within the display period is a period during which the micromirror is turned on within the display period Fa
  • the off-drive period Faq within the display period is a micro period within the display period Fa. This is the period during which the mirror is OFF.
  • the on-drive period Fbp within the non-display period is a period during which the micromirror is turned on within the non-display period Fb
  • the off-drive period Fbq within the non-display period is a period during which the micromirror is turned off within the non-display period Fb.
  • the control unit 90 controls the on-drive period Fbp in the non-display period and the non-display period so that the sum of the inner off-drive period Faq and the non-display period off-drive period Fbq (total off-drive period Fq) becomes substantially equal.
  • the inner off drive period Fbq is adjusted.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram of a driving method of the display element 30 and the light emitting unit 10 of FIG.
  • the display element 30 includes, for example, a single color mirror Ea that displays green in a single color, a mixed color mirror Eb that displays a mixed color of red and green, nothing An unlit mirror Ec that is not displayed can be included.
  • the monochromatic mirror Ea is turned on at the lighting timing of the light emitting diode 11g (see FIG. 5E) in the display period Fa based on the display control data D2, and in the non-display period Fb.
  • control unit 90 makes the non-display period ON drive period Fbp and the non-display period in the non-display period Fb so that the total ON drive period Fp is substantially half of the frame F.
  • the inner off drive period Fbq can be adjusted.
  • the controller 90 turns ON and OFF in the non-display period Fb into an ON drive period Fbp in the non-display period and an OFF drive period Fbq in the non-display period.
  • the total on-drive period Fp and the total off-drive period Fq can be adjusted to be substantially equal.
  • the non-display period drive can be turned on over the non-display period Fb because the extinguishing mirror Ec is off-drive over the display period Fa.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram of the detection value (expected value) of the detection unit PD2 (OFF state detection unit) and the control method of the display element 30 in FIG.
  • the display element 30 is, for example, a single-color mirror 1 that displays red in a single color, and a mixed color (white) of red, green, and blue. Can be included, and a non-displaying mirror 3 that displays nothing.
  • a single-color mirror 1 that displays red in a single color
  • a mixed color (white) of red, green, and blue Can be included
  • a non-displaying mirror 3 that displays nothing.
  • the detection unit PD2 (OFF state detection unit) is, for example, blue light (for example, one light emitting diode) among the illumination light (OFF illumination light) not directed to the projection optical system 50 (screen 60 in a broad sense). The intensity of only 11b can be detected.
  • the other light emitting diode 11r and / or the light emitting diode 11g may be turned on during the non-display period Fb (the first embodiment of the first embodiment). Modification).
  • the detection unit PD2 starts integrating the intensity of the OFF illumination light from the start point of the OFF control timing to the end point of the OFF control timing.
  • the integration of the intensity of the OFF illumination light is continued, and the value (integrated value) is output to the control unit 90 when the integration is completed.
  • the control unit 90 receives an integration value (current integration value) from the detection unit PD2 at the end point of the OFF control timing.
  • the control unit 90 typically causes the detection unit PD2 to reset the integration value (previous integration value) at the start point of the OFF control timing at which the integration of the intensity of the OFF illumination light is started.
  • the integrated value (previous integrated value) is reset in the detector PD2 by the start point of the OFF control timing.
  • all of the plurality of mirrors (including mirror 1, mirror 2 and mirror 3) operate correctly, in other words, all of the plurality of mirrors are not fixed in the ON state and are detected.
  • the integrated value output from the unit PD2 to the control unit 90 matches the expected value of the integrated value.
  • the expected value of the integral value is the length of the period from the start point to the end point of the OFF control timing and the control value of, for example, the light emitting diode 11b that is turned on at the OFF control timing (specifically, the light emitting diode 11b is PWM driven).
  • each of the mirror 1, the mirror 2 and the mirror 3 increases the integral value. If the mirror 1 is fixed in the ON state, since the mirror 1 does not direct the illumination light C to the detection unit PD2, the integration value output from the detection unit PD2 to the control unit 90 is lower than the expected value. Value. In other words, the larger the total number of mirrors fixed in the ON state, the lower the integrated value output from the detection unit PD2 to the control unit 90. In the example of FIG.
  • the integration value lower than the expected value is set to the lower limit of the normal range or the threshold value Th, and even if a certain number of mirrors are fixed in the ON state, the fixing is allowed. Has been. However, the total number of mirrors allowed to be fixed can be set within a range in which the virtual image V of the display image M that is not normal does not affect the driving of the driver 250.
  • the driver 250 sets the mirror 1 (pixel) controlled to red to white. (Bright spot in the broad sense). If the mirror 3 is also fixed in the ON state, the mirror 3 (pixel) that is controlled to be black in the display period Fa is recognized by the driver 250 as white (bright spot). Therefore, the larger the total number of mirrors fixed in the ON state, the larger the area of the white (bright spot) portion in the display image. If all of the plurality of mirrors (including the mirror 1, the mirror 2, and the mirror 3) are fixed in the ON state, the display image M is all white. As indicated by a two-dot chain line in FIG. 6D, when all of the plurality of mirrors are fixed in the ON state, the detection unit PD2 does not detect the OFF illumination light at the OFF control timing.
  • the timing (OFF control timing) at which all of the plurality of mirrors (including the mirror 1, the mirror 2, and the mirror 3) constituting the display element 30 are controlled to be in the OFF state is one of the non-display periods Fb. It is a continuous period that is a part. However, the continuous period may be dispersed (second modification of the first embodiment). In this case, the control unit 90 can determine whether or not the total of the plurality of distributed integrated values is equal to or less than the threshold value Th.
  • the OFF control timing shown in FIG. 6 is simplified or exaggerated so that those skilled in the art can easily understand the integrated value detected by the detection unit PD2, and is not limited to the example of FIG.
  • the mirror 2 displays white in the display period Fa.
  • the display image M (video signal 300) (the entire image or the entire screen) is black and includes a plurality of mirrors (mirror 1, mirror 2, and mirror 3) constituting the display element 30 in the display period Fa. ) All of which are controlled to be in an OFF state (OFF control timing) does not exist.
  • the entire image or the entire screen may be black. Accordingly, when there is an OFF control timing in the display period Fa, the control unit 90 determines that the integral value is a threshold value at the display timing when all of the display image M (video signal 300) (all images or all screens) is black. It may be determined whether or not it is equal to or less than Th (third modification of the first embodiment).
  • the OFF control timing may be set to the display period Fa by the detection or determination timing (fourth modification of the first embodiment).
  • FIG. 7 is an explanatory diagram of the detection value (expected value) of the detection unit PD2 (OFF state detection unit) and the control method of the display element 30 in FIG.
  • the timing at which all of the plurality of mirrors (including the mirror 1, the mirror 2 and the mirror 3) constituting the display element 30 corresponding to the non-display period Fb of the frame F are controlled to be in the ON state At the ON control timing, the detection unit PD2 (OFF state detection unit) can detect the intensity of infrared rays not directed to the projection optical system 50 (screen 60 in a broad sense). That is, in the second embodiment, the illumination unit 10 can emit infrared rays.
  • the head-up display device 100 can typically execute the first embodiment and the second embodiment, but may execute only the second embodiment.
  • the infrared rays finally reach the driver 250, but the driver 250 does not recognize the infrared rays. In other words, the detection or determination of the presence or absence of sticking using infrared rays does not affect the driving of the driver 250.
  • the illumination unit 10 can include not only the light emitting diodes 11r, 11g, and 11b but also an infrared diode (not shown), for example.
  • the illumination light C can include not only visible light but also infrared light that is not recognized by the driver 250.
  • the detection unit PD2 (OFF state detection unit) can be configured by a photodiode that can detect not only visible light (for example, the blue light of the first embodiment) but also infrared rays.
  • the detection unit PD2 starts integrating the intensity of the ON illumination light from the start point of the ON control timing, and the intensity of the OFF illumination light to the end point of the ON control timing. And the value (integrated value) is output to the control unit 90 when the integration is completed.
  • all of the plurality of mirrors (including mirror 1, mirror 2 and mirror 3) operate correctly, in other words, all of the plurality of mirrors are not fixed in the OFF state and are detected.
  • the unit PD2 does not detect infrared rays, and the integral value (zero) output to the control unit 90 matches the expected value (zero) of the integral value.
  • each of the mirror 1, the mirror 2, and the mirror 3 fixes the integral value (zero). If the mirror 1 is fixed in the OFF state, the mirror 1 directs infrared rays to the detection unit PD2, so that the integral value output from the detection unit PD2 to the control unit 90 is an integral value higher than the expected value. End up. In other words, the integral value output from the detection unit PD2 to the control unit 90 increases as the total number of mirrors fixed in the OFF state increases. In the example of FIG.
  • the fixing is allowed.
  • the total number of mirrors allowed to be fixed can be set within a range in which the virtual image V of the display image M that is not normal in the display period Fa does not affect the driving of the driver 250.
  • the detection unit PD2 is in the non-display period as shown by a two-dot chain line in FIG.
  • the maximum value of the integral value is detected at the ON control timing in Fb.
  • the controller 90 can determine whether or not the integral value is equal to or greater than the threshold value Th and whether or not there is sticking on the OFF state side.
  • the driver 250 sets the mirror 1 (pixel) controlled to red to a black spot. It will be recognized as. If the mirror 2 is also fixed in the OFF state, the driver 250 also recognizes the mirror 3 (pixel) that is controlled to be white in the display period Fa as a black spot. Therefore, the larger the total number of mirrors fixed in the OFF state, the larger the area of the black spot portion in the display image M. If all of the plurality of mirrors (including the mirror 1, the mirror 2 and the mirror 3) are fixed in the OFF state, the display image M is all black.
  • all of the plurality of mirrors (including the mirror 1, the mirror 2, and the mirror 3) constituting the display element 30 are controlled to be in the ON state, but some of the plurality of mirrors are in the non-display period Fb. Or only the mirror of a specific area may be controlled by the ON state (the 1st modification of a 2nd embodiment).
  • the expected value of the integral value is determined according to the total number of mirrors controlled to be in the OFF state, and an integral value higher than the expected value is set as the upper limit of the normal range or the threshold value Th (Th1), and the control is performed.
  • the unit 90 may determine whether or not there is sticking on the OFF side based on an integral value and a threshold value Th1 when only a part of a plurality of mirrors or a mirror in a specific area is controlled to be in an ON state ( First modified example of the second embodiment).
  • the control unit 90 has an integral value lower than an expected value within a normal range as in the following third embodiment.
  • the threshold value Th (Th2) may be set to determine whether there is ON-side sticking based on the integral value and the threshold value Th2 (first modification of the second embodiment).
  • FIG. 8 is an explanatory diagram of the detection value (expected value) of the detection unit PD2 (OFF state detection unit) and the control method of the display element 30 in FIG.
  • the display period of the frame F in which each of the plurality of mirrors (including the mirror 1, the mirror 2, and the mirror 3) constituting the display element 30 is controlled to the ON state or the OFF state based on the video signal 300.
  • the detection unit PD2 (OFF state detection unit) indicates the intensity (expected value) of the OFF illumination light (illumination light not directed to the screen 60) according to the control. Can be detected.
  • the head-up display device 100 typically executes only the third embodiment instead of executing the first embodiment, the second embodiment, or the modifications thereof.
  • the detection unit PD2 starts integration of the intensity of the OFF illumination light from the start point of the display period Fa to the end point of the display period Fa.
  • the integration of the intensity of the OFF illumination light is continued, and the value (integrated value) is output to the control unit 90 when the integration is completed.
  • all of the plurality of mirrors (including the mirror 1, the mirror 2, and the mirror 3) operate correctly. In other words, each of the plurality of mirrors is not fixed in the ON state or the OFF state.
  • the integral value output from the detection unit PD2 to the control unit 90 matches the expected value of the integral value.
  • each of the mirror 1 and the mirror 3 increases the integrated value. If the mirror 1 is fixed in the ON state, since the mirror 1 does not direct the illumination light C to the detection unit PD2, the integration value output from the detection unit PD2 to the control unit 90 is lower than the expected value. Value. In the example of FIG. 8D, even if the integrated value lower than the expected value is set to the lower limit of the normal range or the threshold Th2, and a certain number of mirrors are fixed in the ON state, the fixing is allowed. Has been.
  • the controller 90 can determine whether or not the integral value is equal to or less than the threshold value Th2. As indicated by the two-dot chain line on the lower side of FIG.
  • the detection unit PD2 when all of the plurality of mirrors are fixed in the ON state, the detection unit PD2 does not detect the OFF illumination light in the display period Fa.
  • the controller 90 can determine whether or not the integral value is equal to or less than the threshold value Th ⁇ b> 2 and whether or not there is sticking on the ON state side.
  • the mirror 1 directs the illumination light C to the detection unit PD2, so that the integral value output from the detection unit PD2 to the control unit 90 is higher than the expected value. It becomes an integral value.
  • the control unit 90 can determine whether or not the integral value is equal to or greater than the threshold value Th1. As indicated by the two-dot chain line on the upper side of FIG.
  • the detection unit PD2 detects the maximum value of the OFF illumination light in the display period Fa. .
  • the controller 90 can determine whether the integral value is equal to or greater than the threshold value Th1 and determine whether there is sticking on the OFF state side.
  • the detection unit PD2 detects the integration value from the start point to the end point of the display period Fa, but the detection unit PD2 detects only the integration value corresponding to a part of the display period Fa.
  • the expected value of the integral value is determined according to the integral period within the display period Fa, and an integral value higher than the expected value is set as the upper limit of the normal range or the threshold value Th1, and the integral value is lower than the expected value.
  • the value is set to the lower limit or threshold value Th2 of the normal range (first modification of the third embodiment).
  • the control unit 90 may determine whether or not there is ON-state sticking or OFF-side sticking based on the integral value corresponding to a part of the display period Fa and the threshold Th1 or the threshold Th2 (third First modification of embodiment).
  • FIG. 9 is a flowchart showing a schematic operation example of the display device of FIG.
  • the controller 90 determines the target period and the target mirror as in the first to third embodiments and their modifications (step S1).
  • the target period is, for example, a part of the non-display period Fb, and the target mirror is all of the plurality of mirrors.
  • the target period is, for example, a part of the non-display period Fb, and the target mirror is all of the plurality of mirrors.
  • the target period is, for example, all of the display period Fa, and the target mirror is all of the plurality of mirrors.
  • the control unit 90 determines a normal range (step S2).
  • the normal range is between an expected value and a threshold Th that is lower than the expected value.
  • the normal range is between zero (expected value) and a threshold Th higher than zero (expected value).
  • the normal range is between a threshold value Th2 that is lower than the expected value and a threshold value Th1 that is higher than the expected value.
  • the control unit 90 determines whether or not the actually detected integral value is within the normal range (step S3).
  • the control unit 90 causes the illumination unit 10 to be turned on.
  • the control unit 90 causes the display element 30 to fail (ON state or OFF state), for example, to the ECU or to another ECU (not shown) connected to the ECU. (The presence of fixed defective pixels) can be transmitted (step S5).
  • the control unit 90 transmits or outputs a notification signal such as light or sound indicating the failure to the visual or auditory sense of the driver 250 via, for example, an ECU or another ECU, and outputs it to the driver 250.
  • the failure notification can be executed.
  • the control unit 90 may decrease the luminance or brightness of the illumination light C emitted from the illumination unit 10 from the illumination unit 10 instead of turning off the illumination unit 10.
  • the ECU or another ECU not only recognizes defective pixels by the control unit 90 but also displays the display image M due to some abnormality in the absence of defective pixels.
  • a failure of the display device may also be recognized, and the control unit 90 can detect such a failure of the display device and transmit it to, for example, an ECU or another ECU.
  • the failure of the display device for example, all of the display image M becomes white, all of the display image M becomes black, and the display image M is not the originally intended display image. Etc. can be included.
  • DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Illumination part, 11 ... Light emission part, 11r, 11g, 11b ... Light emitting diode, 20 ... Illumination optical system, 30 ... Display element, 41 ... Light absorption member, 50 * ..Projection optical system, 60 ... screen, 70 ... plane mirror, 75 ... concave mirror, 80 ... housing, 81 ... window, 90 ... control unit, 91 ... Illumination control unit, 92 ... display control unit, 100 ... head-up display device (display device in a broad sense), 200 ... windshield, 250 ... driver, 300 ... video signal, D1 ... illumination control data, D2 ... display control data, F ... frame, L ... display light, M ... display image, SF ... subframe, PD1, PD2 ... detection (Typically, the light intensity detector and OFF state detector Part), V ⁇ virtual image.

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Abstract

表示素子を構成する画素の状態が固着されたことを検出可能な表示装置を提供する。 表示装置100は、発光可能な光源部11を有する照明部10と、照明部を制御する照明制御部91と、複数の画素を有する表示素子30であって、複数の画素の状態に応じて照明部10からの照明光Cを第1の方向に反射させて、スクリーン60に向かう照明光(ON照明光)によって表示画像Mを形成可能な表示素子30と、複数の画素の状態を制御する表示制御部92と、映像信号300に基づき照明制御部91及び表示制御部92を制御する制御部90と、複数の画素のうちのOFF状態を有する所定画素(OFF画素)によって照明光Cが第1の方向と異なる第2の方向に進行する時に、スクリーン60に向かわない照明光(OFF照明光)の強度を検出するOFF状態検出部PD2と、を備える。

Description

表示装置
 本発明は、例えばフィールドシーケンシャル方式により画像を表示する表示装置に関する。
 例えば特許文献1は、車両用表示装置を開示し、その車両用表示装置は、照明装置と、照明光学系と、表示素子と、投射光学系と、スクリーンと、平面ミラーと、凹面ミラーと、表示光が外部へ射出する窓部を有するハウジングと、を備える。また、特許文献1の車両用表示装置は、制御部、照明制御部及び表示制御部によって制御される。特許文献1の車両用表示装置では、表示素子による表示画像を表示する周期であるフレームは、表示素子の個々のミラーが通常駆動する表示期間と、非表示期間駆動する非表示期間と、を備える。
 特許文献1の車両用表示装置では、フレーム期間内に占める表示期間(表示素子がスクリーンでの表示画像を表示可能な期間)の割合は、例えば50[%]である。また、非表示期間において、特許文献1の照明制御部は、光源を全て消灯させ、表示制御部は、個々のミラーをオン/オフ駆動させることにより、フレーム内における個々のミラーがオン駆動した割合であるフレーム内オン駆動割合が例えば50[%]になるように制御する。つまり、フレーム内における個々のミラーがオフ駆動した割合であるフレーム内オフ駆動割合も例えば50[%]になるように制御する。これにより、個々のミラーが持つヒンジ(ミラーの支点)にかかる負担をオン駆動側とオフ駆動側とで均等にし、ミラーがオン/オフどちらかの状態で固着されるのを抑制できる。
 例えば特許文献2は、表示装置を開示し、その表示装置は、照明装置と、光強度検出部と、照明光学系と、表示素子と、投射光学系と、スクリーンと、平面ミラーと、凹面ミラー、筐体と、透光部と、を備える。また、特許文献2の表示装置は、制御部、照明制御部及び表示制御部によって制御される。特許文献2の表示装置の制御部は、光強度検出部から光強度データを取得し、スクリーンに表示される表示画像に要求される輝度と実際の照明装置の発光輝度とのずれを適宜の手法で補正することができる。具体的には、特許文献2の表示装置では、照明装置の光源部の駆動方法として例えば2つの駆動方式を採用し、PWM駆動方式に必要な制御値(例えばDuty比)とPAM駆動方式に必要な制御値(例えば電流値)との組み合わせを変更することで、照明装置の輝度を変更することができる。
 なお、特許文献2の表示装置では、フレーム期間内に占める表示期間(表示素子がスクリーンでの表示画像を表示可能な期間)の割合は、一定(例えば50[%])であってもよく、或いは、表示画像に要求される輝度に応じて決定(例えば50[%]又は70[%])されてもよい。また、特許文献2の表示装置では、フレーム期間内に占める非表示期間において、特許文献2の照明制御部は、光源を全て消灯させ、表示制御部は、個々のミラーをオン/オフ駆動させることにより、フレーム内における個々のミラーがオン駆動した割合であるフレーム内オン駆動割合が例えば50[%]になるように制御する。
特開2013-178344号公報 特開2014-066920号公報
 特許文献1及び特許文献2では、表示素子を構成する画素(具体的には、ミラー)の状態が固着されることを抑制することができる。しかしながら、画素が固着し得ること、即ち表示素子が故障し得ることを本発明者らは認識し、仮に故障した表示素子によって表示画像(欠陥画像)が生じてしまう状況では表示装置が適切な処置を実行できることが望ましい。言い換えれば、従来の表示装置では、表示素子を制御している間、表示素子が実際に正しく動作しているか否かを把握することができない。
 特に、表示素子としてDMDを備える車両用表示装置(例えばヘッドアップディスプレイ)において、DMDを構成するミラーがON状態に固着される状況では、運転者が正常でない表示画像の虚像を視認してしまう。具体的には、ミラーがON状態に固着される時に、そのミラーに対応する表示画像中の画素は、常に白色(輝点)を表すので、白色(輝点)の虚像部分の先の風景(具体的には、道路、先行車両等)の一部を認識し難くなってしまう。
 本発明の1つの目的は、表示素子を構成する画素の状態が固着されたことを検出可能な表示装置を提供することである。本発明の他の目的は、以下に例示する態様及び最良の実施形態、並びに添付の図面を参照することによって、当業者に明らかになるであろう。
 以下に、本発明の概要を容易に理解するために、本発明に従う態様を例示する。
 第1の態様において、表示装置は、
 発光可能な光源部を有する照明部と、
 前記照明部を制御する照明制御部と、
 複数の画素を有する表示素子であって、前記複数の画素の状態に応じて前記照明部からの照明光を第1の方向に反射させて、前記スクリーンに向かう前記照明光であるON照明光によって表示画像を形成可能な表示素子と、
 前記複数の画素の前記状態を制御する表示制御部と、
 映像信号に基づき前記照明制御部及び前記表示制御部を制御する制御部と、
 前記複数の画素のうちのOFF状態を有する所定画素であるOFF画素によって前記照明部からの前記照明光が前記第1の方向と異なる第2の方向に進行する時に、前記スクリーンに向かわない前記照明光であるOFF照明光の強度を検出するOFF状態検出部と、
 を備える。
 第1の態様では、表示素子を構成する複数の画素(例えばM×N個の画素)のうちの所定画素(例えばk(0<k≦M×N)個の画素)がOFF状態である時に、その所定画素(OFF画素)は、照明部からの照明光を第1の方向(スクリーンに向かう方向)ではなく、第2の方向(スクリーンに向かわない方向)に進行又は反射させるという性質に鑑み、スクリーンに向かわない照明光(OFF照明光)の強度を検出するOFF状態検出部を備えることを特徴とする。より具体的には、第1の態様では、複数の画素の全て又は所定画素を例えばOFF状態に制御し、その制御が正しく制御されている時に、OFF状態検出部は、その制御に応じたOFF照明光の強度(期待値)を検出することができる。言い換えれば、OFF状態検出部によって検出された強度がOFF照明光の強度(期待値)に合致しない時に、表示装置は、所定画素の一部又は全てがON状態に固着されたことを検出又は認識することができる。
 第1の態様に従属する第2の態様において、
 前記制御部は、前記複数の画素の全てがOFF状態に制御されるタイミングであるOFF制御タイミングにおいて前記OFF状態検出部によって検出された前記OFF照明光の前記強度に基づき、前記複数の画素のうちのON状態に固着された欠陥画素を前記表示素子が有するか否かを判定してもよい。
 第2の態様では、表示素子を構成する複数の画素の全てがOFF状態に制御されるタイミング(OFF制御タイミング)において、その制御の全てが正しく制御されている時に、OFF状態検出部は、その制御に応じたOFF照明光の強度(期待値)を検出することができる。他方、その制御の一部又は全てが正しく制御されていない時に、即ち、複数の画素の一部又は全てがON状態に固着される時に、OFF状態検出部は、期待値よりも低い強度を検出し、又はゼロの強度を検出するので、制御部は、表示画素が欠陥画素を有することを判定することができる。
 第2の態様に従属する第3の態様において、
 前記表示素子による前記表示画像を表示する周期であるフレームは、前記表示素子が前記スクリーンでの前記表示画像を表示可能な期間である表示期間と、前記表示素子が前記スクリーンでの前記表示画像を表示不可能な期間である非表示期間と、を含んでもよく、
 前記OFF制御タイミングは、前記非表示期間又は前記表示期間に対応してもよい。
 第3の態様では、フレームの例えば非表示期間に対応するOFF制御タイミングにおいて、表示素子を構成する複数の画素の全てをOFF状態に制御することができる。その制御の全てが正しく制御されている時に、OFF状態検出部は、その制御に応じたOFF照明光の強度(期待値)を検出することができる。言い換えれば、その制御の全てが正しく制御されている時に、即ち、複数の画素の全てがON状態に固着されない時に、非表示タイミング(OFF制御タイミング)に照明部を点灯させてもその照明部からの照明光は、OFF状態検出部に向かい、スクリーンに向かわないので、例えば運転者は、非表示期間に表示画像の虚像を視認しない。従って、例えば運転者に気付かれることなく、表示装置は、表示素子を構成する画素の状態が固着されたことを検出又は判定することができる。
 代替的に、第3の態様では、フレームの例えば表示期間に対応するOFF制御タイミングにおいて、表示素子を構成する複数の画素の全てをOFF状態に制御することができる。具体的には、表示画像(映像信号)のすべて(全画像又は全画面)が黒である表示タイミングに、或いは、検出又は判定のタイミングだけ表示画像(映像信号)の全て(全画像又は全画面)を黒に強制的に制御する表示タイミングに、その制御の全てが正しく制御されている時に、照明部からの照明光は、OFF状態検出部に向かうので、表示装置は、表示素子を構成する画素の状態が固着されたか否かを検出又は判定することができる。
 第1~第3の態様の何れか1つの態様に従属する第4の態様において、
 前記照明部は、赤外線を放出可能であってもよい。
 第4の態様では、照明部は、赤外線を放出可能である。仮に表示素子を構成する複数の画素の一部又は全てがON状態に固着しまう状況であっても、スクリーンに向かう赤外線は、例えば運転者に認識されない。従って、例えば運転者に固着を気付かれることなく、表示装置は、赤外線を利用して、表示素子を構成する画素の状態が固着されたことを検出又は判定することができる。
 第4の態様に従属する第5の態様において、
 前記制御部は、前記複数の画素の全て又は一部がON状態に制御されるタイミングであるON制御タイミングにおいて前記OFF状態検出部によって検出された前記赤外線の強度に基づき、前記複数の画素のうちのOFF状態又はON状態に固着された欠陥画素を前記表示素子が有するか否かを判定してもよい。
 第5の態様では、表示素子を構成する複数の画素の例えば全てがON状態に制御されるタイミング(ON制御タイミング)において、その制御の全てが正しく制御されている時に、OFF状態検出部は、赤外線を検出しない。代替的に、第5の態様では、表示素子を構成する複数の画素の例えば一部がON状態に制御されるタイミング(ON制御タイミング)において、その制御の全てが正しく制御されている時に、その制御に応じた赤外線の強度(期待値)を検出することができる。他方、その制御の一部又は全てが正しく制御されていない時に、即ち、複数の画素の一部又は全てがOFF状態に固着される時に、OFF状態検出部は、ゼロよりも高い強度を検出し、又は期待値よりも高い強度を検出するので、制御部は、表示画素が欠陥画素を有することを判定することができる。
 第1に従属する第6の態様において、
 前記表示素子による前記表示画像を表示する周期であるフレームは、前記表示素子が前記スクリーンでの前記表示画像を表示可能な期間である表示期間と、前記表示素子が前記スクリーンでの前記表示画像を表示不可能な期間である非表示期間と、を含んでもよく、
 前記制御部は、前記複数の画素の各々が前記映像信号に基づきON状態又はOFF状態に制御される表示期間の全て又は一部において前記OFF状態検出部によって検出された前記OFF照明光の前記強度に基づき、前記複数の画素のうちのON状態又はOFF状態に固着された欠陥画素を前記表示素子が有するか否かを判定してもよい。
 第6の態様では、フレームの表示期間において、表示素子を構成する複数の画素の各々を映像信号に基づきON状態又はOFF状態に制御することができる。その制御の全てが正しく制御されている時に、OFF状態検出部は、その制御に応じたOFF照明光の強度(期待値)を検出することができる。
 言い換えれば、その制御の一部又は全てが正しく制御されていない時に、即ち、複数の画素の一部又は全てが実質的にON状態に固着される時に、OFF状態検出部は、期待値よりも低い強度を検出し、又はゼロの強度を検出するので、制御部は、表示画素が欠陥画素を有することを判定することができる。他方、複数の画素の一部又は全てが実質的にOF状態に固着される時に、OFF状態検出部は、期待値よりも高い強度を検出するので、制御部は、表示画素が欠陥画素を有することを判定することができる。
 第1~第6の態様の何れか1つの態様に従属する第7の態様において、
 前記表示素子が前記欠陥画素を有する時に、前記制御部は、前記照明部の輝度または明度を減少させてもよい。
 第7の態様では、表示素子が欠陥画素を有する時に、制御部は、照明部の輝度または明度を減少させるので、例えば運転者に、正常でない表示画像の虚像を視認させ難い。第7の態様の好ましい態様において、制御部は、照明部を消灯させるので、例えば運転者に、正常でない表示画像の虚像を視認させることはない。或いは、第7の態様では、表示素子が欠陥画素を有する時に、制御部は、照明部の消灯を含む照明部の輝度又は明度を減少させるので、正常でない表示画像の表示を抑制又は省略し、消費電力を軽減させることができる。
 第1~第7の態様の何れか1つの態様に従属する第8の態様において、
 前記表示素子が前記欠陥画素を有する時に、前記制御部は、故障の報知を実行してもよい。
 第8の態様では、表示素子が欠陥画素を有する時に、制御部は、故障の報知を実行するので、例えば運転者に、表示素子の故障を認識させることができる。
 当業者は、例示した本発明に従う態様が、本発明の精神を逸脱することなく、さらに変更され得ることを容易に理解できるであろう。
本発明に従う表示装置の1つの用途の説明図である。 図1のヘッドアップディスプレイ装置の表示機構の説明図である。 本発明に従う表示装置の構成例を示す。 図2の表示画像を表示する周期であるフレームの説明図である。 図3の表示素子30及び発光部10の駆動方法の説明図である。 図2の検出部PD2(OFF状態検出部)の検出値(期待値)及び表示素子30の制御方法(第1の実施形態)の説明図である。 図2の検出部PD2(OFF状態検出部)の検出値(期待値)及び表示素子30の制御方法(第2の実施形態)の説明図である。 図2の検出部PD2(OFF状態検出部)の検出値(期待値)及び表示素子30の制御方法(第3の実施形態)の説明図である。 図3の表示装置の概略動作例を表すフローチャートを示す。
 以下に説明する最良の実施形態は、本発明を容易に理解するために用いられている。従って、当業者は、本発明が、以下に説明される実施形態によって不当に限定されないことを留意すべきである。
 図1は、本発明に従う表示装置の1つの用途の説明図である。図1の例において、表示装置として、例えばヘッドアップディスプレイ装置100が示され、ヘッドアップディスプレイ装置100は、例えば自動車である車両に適している。ヘッドアップディスプレイ装置100は、車両のダッシュボード内に設けられ、表示画像を表す表示光Lをウインドシールド200で反射させることにより、運転者250等の乗員は、例えば車両情報(具体的には、車速(実際の速度)、法定速度、道路上の白線、進行方向(広義には、ナビゲーション情報))を表す表示画像の虚像Vを視認することができる。
 図2は、図1のヘッドアップディスプレイ装置100の表示機構の説明図である。図2の例において、ヘッドアップディスプレイ装置100は、例えば、照明部10と、照明光学系20と、表示素子30と、検出部PD2と、投射光学系50と、スクリーン60と、平面ミラー70と、凹面ミラー75と、表示画像Mが出射する窓部81を有するハウジング80と、を備えている。好ましくは、ヘッドアップディスプレイ装置100は、検出部PD1を更に備えることができる。なお、本発明は、図2の例に限定されるものではなく、例えばヘッドアップディスプレイ装置100である表示装置は、本発明の目的及び精神に従って必要な構成要素だけを備えていればよい。
 図2の照明部10は、発光可能な光源部11(図3参照)を有し、例えば、光源部11を実装する回路基板(図示せず)と、反射透過光学部(図示せず)と、輝度ムラ低減光学部(図示せず)と、を更に有することができる。光源部11は、例えば赤色光を発する発光ダイオード11r(広義には、第1の発光素子)と、例えば緑色光を発する発光ダイオード11g(広義には、第2の発光素子)と、例えば青色光を発する発光ダイオード11b(広義には、第3の発光素子)と、を備えている(図3参照)。
 図2の照明光学系20は、例えば凹状のレンズ等で構成され、照明部10から出射された照明光Cを表示素子30の大きさに調整することができる。図2の表示素子30は、例えば、可動式の複数のマイクロミラーを備えたDMD(Digital Micro-mirror Device)であり、複数のマイクロミラーの各々は、個別に制御される。マイクロミラーがONである時に、マイクロミラーは、ヒンジ(図示せず)を支点に例えば+12度傾斜し、照明光学系20から出射された照明光Cを投射光学系50方向(第1の方向)に反射することができる。マイクロミラーがOFFである時に、マイクロミラーは、ヒンジを支点に例えば-12度傾斜し、照明光Cを投射光学系50方向(第1の方向)に反射することができない。
 マイクロミラーがOFFである時に、照明光学系20から出射された照明光Cは、投射光学系50方向(第1方向)と異なる検出部PD2方向(第2方向)に進行し又は反射されて、検出部PD2(OFF状態検出部)は、投射光学系50(広義には、スクリーン60)に向かわない照明光(OFF照明光)の強度を検出することができる。
 なお、OFF照明光が投射光学系50に入らないように、ヘッドアップディスプレイ装置100は、光吸収部材41(例えば黒板)を備えることができる。図2の検出部PD2及び光吸収部材41の位置は、簡略化又は概念的に図示されており、ハウジング80内の正確な配置を表すものではない。言い換えれば、検出部PD2及び光吸収部材41の位置は、図2の例に限定されるものではなく、検出部PD2(及び光吸収部材41)は、図1の運転者250に視認されないように、マイクロミラーがOFF状態である時の照明光(OFF照明光)を検出できるように配置されていればよい。
 表示素子30を構成する複数の画素(典型的には、DMDを構成する複数のミラー)のうちの所定画素(所定ミラー)がOFF状態である時に、その所定画素(OFF画素又はOFFミラー)は、照明部10からの照明光Cを第1の方向(スクリーン60に向かう方向)ではなく、第2方向(スクリーン60に向かわない方向)に進行又は反射させるという性質に鑑み、本発明者らは、表示装置内に検出部PD2(OFF状態検出部)を配置した。なお、好ましくは、検出部PD2は、表示装置のハウジング80内に配置され、そのハウジング80の1例は、例えば、照明部10及び表示素子30のうちの少なくとも1つだけを更に格納してもよい。
 ヘッドアップディスプレイ装置100(広義には、表示装置)の具体的な制御例(例えば第1~第3の実施形態)は後述するが、複数のミラーの例えば全てを例えばOFF状態に制御し、その制御が正しく制御されている時に、検出部PD2(OFF状態検出部)は、その制御に応じたOFF照明光(スクリーン60に向かわない照明光)の強度(期待値)を検出することができる。言い換えれば、検出部PD2(OFF状態検出部)によって検出された強度がOFF照明光の強度(期待値)に合致しない時に、表示装置は、所定ミラーの一部又は全てがON状態に固着されたこと、即ち表示素子30を構成する複数の画素のうちのON状態に固着された画素(欠陥画素)を表示素子30が有することを検出又は認識することができる。
 図2の検出部PD1は、照明部10の光源部11の出力強度を検出することができる光強度検出部である。なお、検出部PD1は、例えば、光源部11の温度を更に検出することができる光強度及び光源温度検出部であってもよい。制御部90は、スクリーン60に表示される表示画像Mに要求される輝度と実際の照明部10の発光輝度(出力強度)とのずれを適宜の手法(光源温度での補正手法も含む)で補正することができる。しかしながら、ヘッドアップディスプレイ装置100は、検出部PD1を備えなくてもよく、表示画像Mに要求される輝度が厳密に管理されなくてもよい。図2の投射光学系50は、例えば凹レンズ又は凸レンズ等で構成され、表示素子30から投影された表示画像Mの表示光Lをスクリーン60に効率よく照射することができる。図2のスクリーン60は、例えば拡散板、ホログラフィックディフューザ、マイクロレンズアレイ等で構成され、投射光学系50からの表示光Lをスクリーン60の下面で受光し、スクリーン60の上面に表示画像Mを表示することができる。
 図2の平面ミラー70は、スクリーン60に表示された表示画像Mを凹面ミラー75に向かって反射させることができる。図2の凹面ミラー75は、例えば凹面鏡等であり、平面ミラー70からの表示光Lを凹面で反射させ、反射光は、窓部81に向かって出射する。このような表示機構を介して表示光Lは、図1の運転者250に到達し、運転者250によって認識される虚像Vは、スクリーン60に表示された表示画像Mが拡大された大きさを有する。
 図2のハウジング80の材料は、例えば硬質樹脂等であり、ハウジング80の上方に所定の大きさの窓部81が設けられている。図2の窓部81の材料は、例えばアクリル等の透光性樹脂であり、窓部81の形状は、例えば湾曲形状である。窓部81は、凹面ミラー75からの表示光Lを透過させることができる。
 図3は、本発明に従う表示装置の構成例を示す。図1において、表示装置は、ヘッドアップディスプレイ装置100として示され、ヘッドアップディスプレイ装置100は、例えば図3の制御部90、照明制御部91及び表示制御部92によって制御される。図3の例において、ECU(Electronic Control Unit)は、映像信号300を生成し、制御部90は、例えばLVDS(Low Voltage Differential Signal)方式の通信で映像信号300を入力することができる。制御部90は、典型的には、例えばFPGA(Field Programmable Gate Array)で構成されるが、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、マイクロコンピュータ等で構成されてもよい。また、制御部90、照明制御部91及び表示制御部92は、例えば統合ICで構成されてもよい。
 図3の制御部90は、映像信号300の要求する光の輝度と発光タイミングで照明部10を制御するための照明制御データD1を照明制御部91に出力するとともに、映像信号300の要求する表示画像Mを表示素子30で形成するための表示制御データD2を表示制御部92に出力することができる。表示画像Mを表示する周期であるフレームFは、複数の時間に分割されたサブフレームSFにより構成され(図5参照)、図3の照明制御部91は、サブフレームSF毎に異なる色の発光ダイオード11r、11g、11bを照明制御データD1の要求する光強度とタイミングで高速に順次切替えさせるフィールドシーケンシャル駆動方式により照明部10を制御することができる。
 図3の表示制御部92は、表示制御データD2に基づき、表示素子30の個々のマイクロミラーを例えばPWM方式により、ON/OFF制御し、照明部10の出射する照明光Cをスクリーン60の方向へ反射させる時に、発光ダイオード11r、11g、11bを基本色として利用し、加法混合方式による混色又はフルカラーで表示画像Mを表現することができる。図3の検出部PD2及びPD1の各々は、例えばフォトダイオードであるセンサと、アナログデータをデジタルデータに変換するA/D変換器と、を含み、検出部PD2は、検出部PD2に到達した照明光Cの出力強度データを制御部90に出力することができ、検出部PD1は、光源部11の出力強度データを制御部90に出力することができる。検出部PD1は、典型的には、発光ダイオード11r、11g、11b毎に設けられる3つの光強度検出センサで構成されるが、発光ダイオード11r、11g、11bのうち異なる色の光強度を1つの光強度検出センサで検出するように構成されてもよい。検出部PD2は、1つの発光ダイオード(例えば発光ダイオード11b)用に設けられ、センサは、典型的には、1つの光強度検出センサ(具体的には、フォトダイオード)で構成される。
 図4は、図2の表示画像Mを表示する周期であるフレームFの説明図である。フレームFは、表示素子30の個々のマイクロミラーが通常駆動する表示期間Faと、非表示期間駆動する非表示期間Fbと、を備える。フレームF内に占める表示期間Faの割合は、例えば50[%]であるが、これに限定されず、例えば70[%]又は100[%]に設定されてもよい。フレームF内に占める表示期間Faの割合は、一定でもよく、要求輝度に応じて決定されてもよい。表示期間Faは、照明部10からの照明光Cをスクリーン60に向けて表示画像Mとして投影する期間である。非表示期間Fbは、照明部10が消灯する(例えば3つの発光ダイオード11r,11g,11bのすべてが消灯する)期間である(図5(D)~図5(F)参照)。
 但し、例えば図6の第1の実施形態で後述するように、非表示期間Fbは、表示素子30が故障していない状態で表示素子30を構成する複数の画素(複数のマイクロミラー)の全てがOFF状態に制御される時に例えば1つの発光ダイオード11bだけが点灯するタイミングを有することができる。言い換えれば、表示素子30が故障していない状態で複数のマイクロミラーの全てがOFF状態に実際に設定されている時に運転者250は、非表示期間Fb内のそのタイミングで青色光を認識しない、言い換えれば、非表示期間Fb内のそのタイミングで表示画像Mは形成されていない。
 図5(A)~図5(C)の表示期間内オン駆動期間Fapは、表示期間Fa内でマイクロミラーがONする期間であり、表示期間内オフ駆動期間Faqは、表示期間Fa内でマイクロミラーがOFFする期間である。非表示期間内オン駆動期間Fbpは、非表示期間Fb内でマイクロミラーがONする期間であり、非表示期間内オフ駆動期間Fbqは、非表示期間Fb内でマイクロミラーがOFFする期間である。マイクロミラーを駆動する時に、マイクロミラーの固着を防止するために、好ましくは、表示期間内オン駆動期間Fapと非表示期間内オン駆動期間Fbpとの和(総オン駆動期間Fp)と、表示期間内オフ駆動期間Faqと非表示期間内オフ駆動期間Fbqとの和(総オフ駆動期間Fq)とが略均等になるように、制御部90は、非表示期間内オン駆動期間Fbpと非表示期間内オフ駆動期間Fbqとを調整する。
 図5は、図3の表示素子30及び発光部10の駆動方法の説明図である。図5(A)~図5(C)に示すように、フレームFにおいて、表示素子30は、例えば緑色を単色で表示する単色ミラーEa、赤色と緑色の混色を表示する混色ミラーEb、何も表示しない消灯ミラーEcを含むことができる。単色ミラーEaは、図5(A)に示すように、表示制御データD2に基づき、表示期間Faにおいては発光ダイオード11gの点灯タイミング(図5(E)参照)でONされ、非表示期間FbにおいてはフレームF内のONする期間の和である総オン駆動期間Fpが、フレームFの略半分になるように、制御部90が非表示期間Fbにおける非表示期間内オン駆動期間Fbpと非表示期間内オフ駆動期間Fbqとを調整することができる。
 制御部90は、図5(B)に示す混色ミラーEbのように、非表示期間Fb内におけるONとOFFとを、非表示期間内オン駆動期間Fbpと非表示期間内オフ駆動期間Fbqとに即した周期で繰り返すことで、総オン駆動期間Fpと総オフ駆動期間Fqとが略均等になるように、調整することができる。また、図5(C)に示すように、消灯ミラーEcは、表示期間Faに渡ってオフ駆動であるため、非表示期間駆動は、非表示期間Fbに渡ってONすることができる。
 (第1の実施形態)
 図6は、図2の検出部PD2(OFF状態検出部)の検出値(期待値)及び表示素子30の制御方法の説明図である。図6(A)~図6(C)に示すように、フレームFの表示期間Faにおいて、表示素子30は、例えば赤色を単色で表示する単色ミラー1、赤色と緑色と青色の混色(白色)を表示する混色ミラー2、何も表示しない消灯ミラー3を含むことができる。図6に示すように、フレームFの非表示期間Fbに対応する、表示素子30を構成する複数のミラー(ミラー1、ミラー2及びミラー3を含む)の全てがOFF状態に制御されるタイミング(OFF制御タイミング)において、検出部PD2(OFF状態検出部)は、投射光学系50(広義には、スクリーン60)に向かわない照明光(OFF照明光)のうち例えば青色光(例えば1つの発光ダイオード11bだけの点灯)の強度を検出することができる。
 なお、発光ダイオード11bの代わりに、或いは、発光ダイオード11bに加えて、他の発光ダイオード11r及び/又は発光ダイオード11gを非表示期間Fbに点灯させてもよい(第1の実施形態の第1の変形例)。
 具体的には、図6(D)に示すように、第1の実施形態において、検出部PD2は、OFF制御タイミングの始点からOFF照明光の強度の積分を開始し、OFF制御タイミングの終点までOFF照明光の強度の積分を継続し、その積分が終了した時点でその値(積分値)を制御部90に出力する。これに応じて、制御部90は、OFF制御タイミングの終点で積分値(現在の積分値)を検出部PD2から受け取る。なお、制御部90は、典型的には、OFF照明光の強度の積分を開始するOFF制御タイミングの始点で検出部PD2に積分値(前回の積分値)をリセットさせるが、制御部90は、OFF制御タイミングの始点までに検出部PD2に積分値(前回の積分値)をリセットさせていれればよい。図6(D)の例では、複数のミラー(ミラー1、ミラー2及びミラー3を含む)の全てが正しく動作し、言い換えれば、複数のミラーの全てがON状態に固着しておらず、検出部PD2から制御部90に出力された積分値は、積分値の期待値と一致している。なお、積分値の期待値は、OFF制御タイミングの始点から終点までの期間の長さ及びOFF制御タイミングで点灯される例えば発光ダイオード11bの制御値(具体的には、発光ダイオード11bをPWM駆動するDuty比、発光ダイオード11bをPAM駆動する電流値等)に依存する。
 ところで、図6(A)~図6(C)では、ミラー1、ミラー2及びミラー3がOFF状態である時に、ミラー1、ミラー2及びミラー3の各々が積分値を増加させている。仮に、ミラー1がON状態に固着する状況では、ミラー1が照明光Cを検出部PD2に向かわせないので、検出部PD2から制御部90に出力される積分値は、期待値よりも低い積分値となってしまう。言い換えれば、ON状態に固着するミラーの総数が多い程に、検出部PD2から制御部90に出力される積分値は、低くなる。図6(D)の例では、期待値よりも低い積分値が正常範囲の下限又は閾値Thに設定され、ある程度の個数のミラーがON状態に固着される状況であっても、その固着は許容されている。もっとも、固着が許容されるミラーの総数は、正常でない表示画像Mの虚像Vが運転者250の運転に影響を与えない範囲内に設定することができる。
 なお、仮に、ミラー1がON状態に固着する状況では、表示期間Faにおいて赤色だけでなく緑色及び青色もスクリーン60に向うので、運転者250は、赤色に制御されるミラー1(画素)を白色(広義には輝点)として認識してしまう。仮に、ミラー3もON状態に固着する状況では、表示期間Faにおいて黒色に制御されるミラー3(画素)は、運転者250に白色(輝点)として認識されてしまう。従って、ON状態に固着するミラーの総数が多い程に、表示画像中の白色(輝点)部分の面積は、大きくなってしまう。仮に、複数のミラー(ミラー1、ミラー2及びミラー3を含む)の全てがON状態に固着する状況では、表示画像Mの全てが白色となってしまう。図6(D)の二点鎖線で示すように、複数のミラーの全てがON状態に固着する時に、検出部PD2は、OFF制御タイミングにおいてOFF照明光を検出しなくなる。
 図6の例において、表示素子30を構成する複数のミラー(ミラー1、ミラー2及びミラー3を含む)の全てがOFF状態に制御されるタイミング(OFF制御タイミング)は、非表示期間Fbの一部である連続期間である。しかしながら、その連続期間は、分散されていてもよい(第1の実施形態の第2の変形例)。この場合、制御部90は、分散された複数の積分値の合計が閾値Th以下であるか否かを判定することができる。
 図6に示されるOFF制御タイミングは、検出部PD2によって検出される積分値を当業者が分かり易く理解できるよう簡略化又は誇張されており、図6の例に限定されるものではない。
 図6(B)に示すように、ミラー2は、表示期間Faにおいて白色を表示している。言い換えれば、表示画像M(映像信号300)のすべて(全画像又は全画面)が黒ではなく、表示期間Faにおいて、表示素子30を構成する複数のミラー(ミラー1、ミラー2及びミラー3を含む)の全てがOFF状態に制御されるタイミング(OFF制御タイミング)は存在していない。しかしながら、表示画像MのフレームFによっては、全画像又は全画面が黒である場合もある。従って、表示期間FaにおいてOFF制御タイミングが存在する場合には、表示画像M(映像信号300)のすべて(全画像又は全画面)が黒である表示タイミングにおいて、制御部90は、積分値が閾値Th以下であるか否かを判定してもよい(第1の実施形態の第3の変形例)。
 代替的に、表示画像Mによっては、表示期間Faにおいて、OFF制御タイミングが存在しない場合もあり、表示期間Fa内のある瞬間において、例えば図6(B)のミラー2を強制的にOFFに制御して、検出又は判定のタイミングだけOFF制御タイミングを表示期間Faに設定してもよい(第1の実施形態の第4の変形例)。
 (第2の実施形態)
 図7は、図2の検出部PD2(OFF状態検出部)の検出値(期待値)及び表示素子30の制御方法の説明図である。図7に示すように、フレームFの非表示期間Fbに対応する、表示素子30を構成する複数のミラー(ミラー1、ミラー2及びミラー3を含む)の全てがON状態に制御されるタイミング(ON制御タイミング)において、検出部PD2(OFF状態検出部)は、投射光学系50(広義には、スクリーン60)に向かわない赤外線の強度を検出することができる。即ち、第2の実施形態において、照明部10は、赤外線を放出可能である。ヘッドアップディスプレイ装置100は、典型的には、第1の実施形態及び第2の実施形態を実行することができるが、第2の実施形態だけを実行してもよい。
 なお、複数のミラーの全てがON状態に制御される時に、赤外線は、最終的には運転者250に到達するが、運転者250は、赤外線を認識しない。言い換えれば、赤外線を利用した固着の有無の検出又は判定は、運転者250の運転に影響を与えない。
 具体的には、照明部10は、発光ダイオード11r、11g、11bだけでなく、図示せぬ例えば赤外線ダイオードも含むことができる。この場合、照明光Cは、可視光だけでなく、運転者250に認識されない赤外線も含むことができる。また、検出部PD2(OFF状態検出部)は、可視光(例えば第1の実施形態の青色光)だけでなく、赤外線も検出できるようなフォトダイオードで構成することができる。
 図7(D)に示すように、第2の実施形態において、検出部PD2は、ON制御タイミングの始点からON照明光の強度の積分を開始し、ON制御タイミングの終点までOFF照明光の強度の積分を継続し、その積分が終了した時点でその値(積分値)を制御部90に出力する。図7(D)の例では、複数のミラー(ミラー1、ミラー2及びミラー3を含む)の全てが正しく動作し、言い換えれば、複数のミラーの全てがOFF状態に固着しておらず、検出部PD2は、赤外線を検出せず、制御部90に出力された積分値(ゼロ)は、積分値の期待値(ゼロ)と一致している。
 図7(A)~図7(C)では、ミラー1、ミラー2及びミラー3がON状態である時に、ミラー1、ミラー2及びミラー3の各々が積分値(ゼロ)を固定させている。仮に、ミラー1がOFF状態に固着する状況では、ミラー1が赤外線を検出部PD2に向かわせるので、検出部PD2から制御部90に出力される積分値は、期待値よりも高い積分値となってしまう。言い換えれば、OFF状態に固着するミラーの総数が多い程に、検出部PD2から制御部90に出力される積分値は、高くなる。図7(D)の例では、期待値よりも高い積分値が正常範囲の上限又は閾値Thに設定され、ある程度の個数のミラーがOFF状態に固着される状況であっても、その固着は許容されている。もっとも、固着が許容されるミラーの総数は、表示期間Faにおける正常でない表示画像Mの虚像Vが運転者250の運転に影響を与えない範囲内に設定することができる。
 仮に、複数のミラー(ミラー1、ミラー2及びミラー3を含む)の全てがOFF状態に固着する状況では、図7(D)の二点鎖線で示すように、検出部PD2は、非表示期間FbにおけるON制御タイミングにおいて積分値の最大値を検出することになる。制御部90は、積分値が閾値Th以上であるか否かを判定して、OFF状態側の固着が存在するか否かを判定することができる。
 なお、仮に、ミラー1がOFF状態に固着する状況では、表示期間Faにおいて赤色、緑色及び青色がスクリーン60に向わないので、運転者250は、赤色に制御されるミラー1(画素)を黒点として認識してしまう。仮に、ミラー2もOFF状態に固着する状況では、運転者250は、表示期間Faにおいて白色に制御されるミラー3(画素)も黒点として認識されてしまう。従って、OFF状態に固着するミラーの総数が多い程に、表示画像M中の黒点部分の面積は、大きくなってしまう。仮に、複数のミラー(ミラー1、ミラー2及びミラー3を含む)の全てがOFF状態に固着する状況では、表示画像Mの全てが黒色となってしまう。
 第2の実施形態において表示素子30を構成する複数のミラー(ミラー1、ミラー2及びミラー3を含む)の全てがON状態に制御されるが、非表示期間Fbにおいて、複数のミラーの一部又は特定のエリアのミラーだけがON状態に制御されてもよい(第2の実施形態の第1の変形例)。この場合、積分値の期待値は、OFF状態に制御されるミラーの総数に応じて決定され、この期待値よりも高い積分値が正常範囲の上限又は閾値Th(Th1)に設定されて、制御部90は、複数のミラーの一部又は特定のエリアのミラーだけがON状態に制御される時の積分値及び閾値Th1に基づきOFF側の固着が存在するか否かを判定してもよい(第2の実施形態の第1の変形例)。また、複数のミラーの一部又は特定のエリアのミラーだけがON状態に制御される時に、制御部90は、以下の第3の実施形態のように、期待値よりも低い積分値が正常範囲の下限又は閾値Th(Th2)に設定されて、積分値及び閾値Th2に基づきON側の固着が存在するか否かを判定してもよい(第2の実施形態の第1の変形例)。
 (第3の実施形態)
 図8は、図2の検出部PD2(OFF状態検出部)の検出値(期待値)及び表示素子30の制御方法の説明図である。図8に示すように、表示素子30を構成する複数のミラー(ミラー1、ミラー2及びミラー3を含む)の各々が映像信号300に基づきON状態又はOFF状態に制御されるフレームFの表示期間Faの全てにおいて、その制御が正しく制御されている時に、検出部PD2(OFF状態検出部)は、その制御に応じたOFF照明光(スクリーン60に向かわない照明光)の強度(期待値)を検出することができる。ヘッドアップディスプレイ装置100は、典型的には、第1の実施形態又は第2の実施形態又はそれらの変形例を実行する代わりに、第3の実施形態だけを実行する。
 具体的には、図8(D)に示すように、第3の実施形態において、検出部PD2は、表示期間Faの始点からOFF照明光の強度の積分を開始し、表示期間Faの終点までOFF照明光の強度の積分を継続し、その積分が終了した時点でその値(積分値)を制御部90に出力する。図8(D)の例では、複数のミラー(ミラー1、ミラー2及びミラー3を含む)の全てが正しく動作し、言い換えれば、複数のミラーの各々がON状態又はOFF状態に固着しておらず、検出部PD2から制御部90に出力された積分値は、積分値の期待値と一致している。
 図8(A)及び図8(C)では、ミラー1及びミラー3がOFF状態である時に、ミラー1及びミラー3の各々が積分値を増加させている。仮に、ミラー1がON状態に固着する状況では、ミラー1が照明光Cを検出部PD2に向かわせないので、検出部PD2から制御部90に出力される積分値は、期待値よりも低い積分値となってしまう。図8(D)の例では、期待値よりも低い積分値が正常範囲の下限又は閾値Th2に設定され、ある程度の個数のミラーがON状態に固着される状況であっても、その固着は許容されている。制御部90は、積分値が閾値Th2以下であるか否かを判定することができる。図8(D)の下側の二点鎖線で示すように、複数のミラーの全てがON状態に固着する時に、検出部PD2は、表示期間FaにおいてOFF照明光を検出しなくなる。制御部90は、積分値が閾値Th2以下であるか否かを判定して、ON状態側の固着が存在するか否かを判定することができる。
 他方、仮に、ミラー1がOFF状態に固着する状況では、ミラー1が照明光Cを検出部PD2に向かわせるので、検出部PD2から制御部90に出力される積分値は、期待値よりも高い積分値となってしまう。図8(D)の例では、期待値よりも高い積分値が正常範囲の上限又は閾値Th1に設定され、ある程度の個数のミラーがOFF状態に固着される状況であっても、その固着は許容されている。制御部90は、積分値が閾値Th1以上であるか否かを判定することができる。図8(D)の上側の二点鎖線で示すように、複数のミラーの全てがOFF状態に固着する時に、検出部PD2は、表示期間FaにおいてOFF照明光の最大値を検出することになる。制御部90は、積分値が閾値Th1以上であるか否かを判定して、OFF状態側の固着が存在するか否かを判定することができる。
 第3の実施形態において、検出部PD2は、表示期間Faの始点から終点までの積分値を検出しているが、検出部PD2は、表示期間Faの一部に対応する積分値だけを検出してもよい(第3の実施形態の第1の変形例)。この場合、積分値の期待値は、表示期間Fa内の積分期間に応じて決定され、この期待値よりも高い積分値が正常範囲の上限又は閾値Th1に設定されて、期待値よりも低い積分値が正常範囲の下限又は閾値Th2に設定される(第3の実施形態の第1の変形例)。制御部90は、表示期間Faの一部に対応する積分値及び閾値Th1又は閾値Th2に基づきON状態側の固着又はOFF側の固着が存在するか否かを判定してもよい(第3の実施形態の第1の変形例)。
 図9は、図3の表示装置の概略動作例を表すフローチャートを示す。制御部90は、第1~第3の実施形態及びそれらの変形例のように、対象期間及び対象ミラーを決定する(ステップS1)。図6で示される第1の実施形態において、対象期間は、例えば非表示期間Fbの一部であり、対象ミラーは、複数のミラーの全てである。図7で示される第2の実施形態において、対象期間は、例えば非表示期間Fbの一部であり、対象ミラーは、複数のミラーの全てである。図8で示される第3の実施形態において、対象期間は、例えば表示期間Faの全てであり、対象ミラーは、複数のミラーの全てである。
 次に、制御部90は、正常範囲を決定する(ステップS2)。図6で示される第1の実施形態において、正常範囲は、期待値と、期待値よりも低い閾値Thと、の間である。図7で示される第2の実施形態において、正常範囲は、ゼロ(期待値)と、ゼロ(期待値)よりも高い閾値Thと、の間である。図8で示される第3の実施形態において、正常範囲は、期待値よりも低い閾値Th2と、期待値よりも高い閾値Th1と、の間である。
 次に、制御部90は、実際に検出された積分値が正常範囲内であるか否かを判定し(ステップS3)、積分値が正常範囲内でない時に、制御部90は、照明部10を消灯させることができるとともに(ステップS4)、制御部90は、例えばECUに、或いは、そのECUと接続される他のECU(図示せず)に、表示素子30の故障(ON状態又はOFF状態に固着された欠陥画素の存在)を伝達することができる(ステップS5)。ステップS5では、制御部90は、例えばECU又は他のECUを介して、その故障を表す光、音等の報知信号を運転者250の視覚、聴覚等に伝達又は出力し、運転者250に対して故障の報知を実行することができる。なお、ステップS4では、制御部90は、照明部10を消灯させる代わりに、照明部10からの照明部10から出射された照明光Cの輝度または明度を減少させてもよい。
 なお、ECU又は他のECU(広義には、表示装置も含むシステム)は、制御部90による欠陥画素の認識だけでなく、欠陥画素が存在しない場合における何らかの異常による表示画像Mの表示が正常でない表示装置の故障も認識してもよく、制御部90は、表示装置のこのような故障を検出し、例えばECU又は他のECUに伝達することができる。表示装置の故障には、例えば、表示画像Mの全てが白色となってしまうこと、表示画像Mの全てが黒色となってしまうこと、表示画像Mが本来意図された表示画像となっていないこと等を含むことができる。
 本発明は、上述の例示的な実施形態に限定されず、また、当業者は、上述の例示的な実施形態を特許請求の範囲に含まれる範囲まで、容易に変更することができるであろう。
 10・・・照明部、11・・・発光部、11r,11g,11b・・・発光ダイオード、20・・・照明光学系、30・・・表示素子、41・・・光吸収部材、50・・・投射光学系、60・・・スクリーン、70・・・平面ミラー、75・・・凹面ミラー、80・・・ハウジング、81・・・窓部、90・・・制御部、91・・・照明制御部、92・・・表示制御部、100・・・ヘッドアップディスプレイ装置(広義には、表示装置)、200・・・ウインドシールド、250・・・運転者、300・・・映像信号、D1・・・照明制御データ、D2・・・表示制御データ、F・・・フレーム、L・・・表示光、M・・・表示画像、SF・・・サブフレーム、PD1,PD2・・・検出部(典型的には、光強度検出部及びOFF状態検出部)、V・・・虚像。

Claims (8)

  1.  発光可能な光源部を有する照明部と、
     前記照明部を制御する照明制御部と、
     複数の画素を有する表示素子であって、前記複数の画素の状態に応じて前記照明部からの照明光を第1の方向に反射させて、前記スクリーンに向かう前記照明光であるON照明光によって表示画像を形成可能な表示素子と、
     前記複数の画素の前記状態を制御する表示制御部と、
     映像信号に基づき前記照明制御部及び前記表示制御部を制御する制御部と、
     前記複数の画素のうちのOFF状態を有する所定画素であるOFF画素によって前記照明部からの前記照明光が前記第1の方向と異なる第2の方向に進行する時に、前記スクリーンに向かわない前記照明光であるOFF照明光の強度を検出するOFF状態検出部と、
     を備えることを特徴とする表示装置。
  2.  前記制御部は、前記複数の画素の全てがOFF状態に制御されるタイミングであるOFF制御タイミングにおいて前記OFF状態検出部によって検出された前記OFF照明光の前記強度に基づき、前記複数の画素のうちのON状態に固着された欠陥画素を前記表示素子が有するか否かを判定することを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
  3.  前記表示素子による前記表示画像を表示する周期であるフレームは、前記表示素子が前記スクリーンでの前記表示画像を表示可能な期間である表示期間と、前記表示素子が前記スクリーンでの前記表示画像を表示不可能な期間である非表示期間と、を含み、
     前記OFF制御タイミングは、前記非表示期間又は前記表示期間に対応することを特徴とする請求項2に記載の表示装置。
  4.  前記照明部は、赤外線を放出可能であることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の表示装置。
  5.  前記制御部は、前記複数の画素の全て又は一部がON状態に制御されるタイミングであるON制御タイミングにおいて前記OFF状態検出部によって検出された前記赤外線の強度に基づき、前記複数の画素のうちのOFF状態又はON状態に固着された欠陥画素を前記表示素子が有するか否かを判定することを特徴とする請求項4に記載の表示装置。
  6.  前記表示素子による前記表示画像を表示する周期であるフレームは、前記表示素子が前記スクリーンでの前記表示画像を表示可能な期間である表示期間と、前記表示素子が前記スクリーンでの前記表示画像を表示不可能な期間である非表示期間と、を含み、
     前記制御部は、前記複数の画素の各々が前記映像信号に基づきON状態又はOFF状態に制御される表示期間の全て又は一部において前記OFF状態検出部によって検出された前記OFF照明光の前記強度に基づき、前記複数の画素のうちのON状態又はOFF状態に固着された欠陥画素を前記表示素子が有するか否かを判定することを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
  7.  前記表示素子が前記欠陥画素を有する時に、前記制御部は、前記照明部の輝度または明度を減少させることを特徴とする請求項2乃至6の何れか1項に記載の表示装置。
  8.  前記表示素子が前記欠陥画素を有する時に、前記制御部は、故障の報知を実行することを特徴とする請求項2乃至7の何れか1項に記載の表示装置。
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