WO2023074110A1

WO2023074110A1 - ヘッドアップディスプレイ装置

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Publication number: WO2023074110A1
Application number: PCT/JP2022/032530
Authority: WO
Inventors: さやか水野; 正則遠藤; 健人廣木
Original assignee: 日本精機株式会社
Priority date: 2021-10-28
Filing date: 2022-08-30
Publication date: 2023-05-04

Abstract

より正確な品質で表示を行えるヘッドアップディスプレイ装置を提供すること。本開示のヘッドアップディスプレイ装置Ａは、所定の輝度で発光し、照明光Ｌ１を発する光源１１と、照明光Ｌ１に照らされることで表示光Ｌを生成する表示素子３と、照明光Ｌ１が入射することで、照明光量に応じた照明光量信号を出力する光センサ５０と、照明光量信号に応じて、光源１１の発光を制御する光源制御部４０と、を備え、光源制御部４０は、光センサ５０の経年劣化の程度を表す劣化情報に基づいて、光センサ５０の劣化が少ない場合、第一輝度で発光させる第一モードと、光センサ５０の劣化が大きい場合、第一輝度より小さい第二輝度で発光させる第二モードと、で光源１１を制御する

Description

ヘッドアップディスプレイ装置

　本発明は、ヘッドアップディスプレイ装置に関する。

　従来のヘッドアップディスプレイ装置として、例えば特許文献１に開示されている。かかる特許文献１に記載のヘッドアップディスプレイ装置は、車両のインストルメントパネル（以下、インパネと言う）内部に取り付けられており、表示装置が発する表示光を車両のフロントガラス（投影部材）に投影し、車両の利用者（運転者）に対し虚像を表示する。

　また、従来のヘッドアップディスプレイ装置の光学エンジンとしてＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス）が用いられるものがあり、例えば特許文献２に開示されている。この光学エンジンにあっては、各発光ダイオードの光強度を検出するためのフォトセンサを用いた検出回路を備え、光源が正確な輝度で出力されるようにフィードバック制御している。

特開２０１７－１０５２９１号公報特開２０１５－１３２６５８号公報

　これらヘッドアップディスプレイ装置は、車両に搭載され、様々な状況での使用に耐えうる性能であることが望まれている。その使用環境は、例えば１０年程度の長い期間使用される状況であったり、車外の温度環境の変化だけでなく太陽光の照射や光源素子の発熱により高温となる状況であったり、また装置自体が発する強い光に晒される状況など、である。しかしながら、ヘッドアップディスプレイ装置にあっては、そのような使用環境を経ても、正確でない表示が発生する虞を低減することが求められていた。

　そこで本発明の目的は、前述の課題に着目し、正確でない表示が発生する虞を低減したヘッドアップディスプレイ装置を提供することにある。

　本発明のヘッドアップディスプレイ装置は、
　所定の輝度で発光し、照明光を発する光源と、
　前記照明光に照らされることで表示光を生成する表示素子と、
　前記照明光が入射することで、照明光量に応じた照明光量信号を出力する光センサと、
　前記照明光量信号に応じて、前記光源の発光を制御する光源制御部と、
　を備え、
　前記光源制御部は、
　前記光センサの経年劣化の程度を表す劣化情報に基づいて、
　　前記光センサの劣化が少ない場合、第一輝度で発光させる第一モードと、
　　前記光センサの劣化が大きい場合、第一輝度より小さい第二輝度で発光させる第二モードと、
　で前記光源を制御する。

　また別の観点において、本発明のヘッドアップディスプレイ装置は、
　所定の輝度で発光し、照明光を発する光源と、
　前記照明光に照らされることで表示光を生成する表示素子と、
　前記照明光が入射することで、照明光量に応じた照明光量信号を出力する光センサと、
　前記照明光量信号に応じて、前記光源の発光を制御する光源制御部と、
　を備え、
　前記光源は、赤色ＬＥＤ(Light Emitting Diode)、緑色ＬＥＤ、青色ＬＥＤを含み、
　前記光源制御部は、前記青色ＬＥＤに流れる電流量を前記照明光量信号に応じて上昇させた結果として、所定の上限電流量に達した場合に、前記光源に流れる電流量の更なる上昇を停止する。

　また別の観点において、本発明のヘッドアップディスプレイ装置は、
　所定の輝度で発光し、照明光を発する光源と、
　前記照明光に照らされることで表示光を生成する表示素子と、
　前記照明光が入射することで、照明光量に応じた照明光量信号を出力する光センサと、
　前記照明光量信号に応じて、前記光源の発光を制御する光源制御部と、
　を備え、
　前記光センサは、
　　基板と、
　　前記基板上に固定された受光部と、
　　前記受光部を前記基板へ固定する接着剤と、
　　前記照明光が前記接着剤へ入射しないように前記接着剤を覆うマスクと、
　を有する。

本発明の第一実施形態によるヘッドアップディスプレイ装置Ａの車載例を示す図。同実施形態によるヘッドアップディスプレイ装置Ａの車載例を示す断面図。同実施形態によるヘッドアップディスプレイ装置Ａの断面図。同実施形態による照明装置を示す図。従来の光センサ５０ａの態様を示す図。従来の光センサ５０ａの経年劣化後の態様を示す図。第三実施形態による光センサ５０の態様を示す図。同実施形態による光センサ５０の態様を示す図。

　本開示の態様は、以下の順序で説明される。

［第一実施形態］
　＜１－１．構成の説明＞
　＜１－２．光源制御部の動作に関する説明＞
［第二実施形態］
［第三実施形態］
［変形例］

［第一実施形態］
＜１－１．構成の説明＞
　本発明の一実施形態に係る表示装置は、図１，２に示すヘッドアップディスプレイ装置（以下、ＨＵＤ装置と記載）Ａである。ＨＵＤ装置Ａは、図示するように、車両ＢのダッシュボードＣに配設され、生成した画像（車両情報）を表す表示光ＬをウインドシールドＤに向けて出射する。ウインドシールドＤで反射した表示光Ｌは、観察者Ｅ（主に、車両Ｂの運転者）により、ウインドシールドＤの前方に形成された画像の虚像Ｆとして視認される。このようにしてＨＵＤ装置Ａは、観察者Ｅに画像を虚像Ｆとして視認させる。この画像は、車両Ｂに関する情報（例えば、走行速度、エンジン回転数、ナビゲーション情報等）を報知する。

　ＨＵＤ装置Ａは、図３に示すように、照明装置１と、照明光学系２と、表示素子３と、投射光学系４と、スクリーン５と、平面鏡６１や凹面鏡６２からなるミラーユニット６と、透光部７１を有する筐体７と、を備える。また、ＨＵＤ装置Ａの照明装置１は、図４に示すように、光源制御部４０と、光センサ５０と、を備える。

　照明装置１は、後述する光（照明光Ｌ１）を、照明光学系２に向け出射するものであり、図４に示すように、光源１１と、回路基板１２と、合波手段１３と、プリズム１５と、を備える。

　光源１１は、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ（Light Emitting Diode））からなる光源１１ｒ，１１ｇ，１１ｂから構成されている。光源１１ｒは赤色光Ｌｒを発し、光源１１ｇは緑色光Ｌｇを発し、光源１１ｂは青色光Ｌｂを発する。光源１１ｒ，１１ｇ，１１ｂの各々は、第１の制御部１０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、本実施形態において、光源１１ｒ，１１ｇ，１１ｂは、独立した光源１１としているが、共通の光源１１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１１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いてもよく、また、４色（白色も含む）以上で構成されていてもよい。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。

　光源制御部４０は、所望の機能をハードウェアで実現する集積回路を適用できる。光源制御部４０は、光源１１が出射する照明光Ｌ１（青色光Ｌｂまたは緑色光Ｌｇまたは赤色光Ｌｒ）の光強度に基づく照明光量信号を光センサ５０から入力し、この照明光量信号から光源１１を駆動するための駆動信号を生成し、この駆動信号に基づき、光源１１を点灯／消灯させる。すなわち、光源制御部４０は、光源１１から出力される照明光量に応じて適切な光量となるようにフィードバック制御を行う。光源制御部４０の詳細な動作の内容は、節１－２にて説明される。

　また、光源制御部４０は、更に制御部を含んでもよい。当該制御部はマイクロコントローラからなり、ＣＰＵ、メモリ（ＲＡＭ、ＲＯＭ）等を備えてもよい。ＣＰＵは、ＲＯＭに予め記憶されたＨＵＤ装置Ａの動作に必要なプログラムを読み出し、実行することで各部を制御する。制御部には、車両Ｂの車両ＥＣＵ（電子制御ユニット）から、ＬＶＤＳ（Ｌｏｗ　Ｖｏｌｔａｇｅ　Ｄｅｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ　Ｓｉｇｎａｌ）通信等によって、画像を表示するための映像信号が入力され、また、制御部には、車両ＥＣＵから車両Ｂの周辺の外部照度信号（調光信号）が入力され、これらに基づき、光源１１の発光強度を調整し、さらに表示素子３に所望の表示画像を表示させる。

　合波手段１３は、光源１１ｒ，１１ｇ，１１ｂから出射され、到達した光Ｌｒ，Ｌｇ，Ｌｂを略一方向（輝度ムラ低減手段１４側）へ向ける。具体的には、合波手段１３は、反射鏡からなる反射部１３ａと、特定の波長の光を反射するがその他の波長の光は透過するダイクロイックミラーからなる合波部１３ｂ及び１３ｃと、から構成されている。

　反射部１３ａは、光源１１ｂの出射側に位置する。反射部１３ａは、入射した青色光Ｌｂを、合波部１３ｂに向けて反射させる。合波部１３ｂは、光源１１ｇの出射側に位置する。合波部１３ｂは、入射した緑色光Ｌｇを合波部１３ｃに向けて反射させ、また、反射部１３ａからの青色光Ｌｂをそのまま透過させる。合波部１３ｃは、光源１１ｒの出射側に位置する。合波部１３ｃは、入射した赤色光Ｌｒを照明光学系２０に向けて反射させ、また、合波部１３ｂからの光Ｌｂや光Ｌｇをそのまま透過させる。即ち、合波部１３ｃからは、光源１１から順次出射される照明光Ｌ１（青色光Ｌｂまたは緑色光Ｌｇまたは赤色光Ｌｒ）が略一方向（輝度ムラ低減手段１４側）へ出射される。なお、合波手段１３は、各光源１１ｒ、１１ｇ、１１ｂの光軸を合わせるものであり、１つの光源１１から複数色の光を出射する場合、省略してもよい。

　合波手段１３の後段には、輝度ムラ低減手段が設けられていても良い。輝度ムラ低減手段は、ミラーボックス、アレイレンズ等からなり、合波手段１３からの照明光Ｌ１を乱反射、散乱、屈折させることで光のムラを低減する。

　照明装置１は、光源１１から出射された光を、以上に述べた合波手段１３、次に述べるプリズム１５を介して、照明光Ｌ１（青色光Ｌｂまたは緑色光Ｌｇまたは赤色光Ｌｒ）として照明光学系２に向け出射する。

　プリズム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、合波手段を介して到達した照明光Ｌ１の大部分をそのまま透過させるが、一部の光を光センサ５０の方向へ反射させる。

　光センサ５０は、例えば、フォトダイオードを有する検出素子を用いており、プリズム１５で反射した照明光Ｌ１を受ける位置に設けられている。光センサ５０は、照明光Ｌ１の一部を受光し、光Ｌｒ、Ｌｇ、Ｌｂそれぞれの光強度（光量）を時分割で検出する。光センサ５０は、検出した光強度に応じて照明光量信号を出力する。照明光量信号は、フォトダイオードから出力される電流に基づいて変換された電圧値であるが、光量の程度を表せる種々の電気信号であればよい。

　なお、光センサ５０は、Ｌｒ、Ｌｇ、Ｌｂそれぞれの光強度を検出することができればいいので、照明光Ｌ１の光路ではなく、例えば、合波される前の光Ｌｒ、Ｌｇ、Ｌｂ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、光センサ５０は、照明光学系２から出射された照明光Ｌ１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。光センサ５０の機能については後に詳述する。

　照明光学系２は、凹状のレンズ等からなり、照明装置１から出射された照明光Ｌ１を表示素子３に対応した大きさに調整する。

　表示素子３は、可動式の複数のマイクロミラーを有するＤＭＤを適用でき、各ミラーがオンとオフとのいずれかの状態で制御されることで、照明光学系２から出射された照明光Ｌ１を、適宜、反射させる。表示素子３は、このように照明光Ｌ１を反射させることで、画像（画像を生成するための光）を投射光学系４に向け投射する。

　具体的には、マイクロミラーの下部には電極が設けられており、この電極により各ミラーを非常に短い周期（例えば、マイクロ秒周期）で駆動することにより、各ミラーは、オンまたはオフ状態となる。各ミラーは、ヒンジを支点に可動可能であり、ミラーがオン状態のときには鏡面がヒンジを支点に＋１２度傾斜し、ミラーがオフ状態のときには鏡面がヒンジを支点に－１２度傾斜する。オン状態のミラーは、照明光学系２からの照明光Ｌ１を投射光学系４方向に反射させ、オフ状態のミラーは、照明光Ｌ１を投射光学系４方向に反射させない。表示素子３は、各ミラーを個別に駆動することにより、画像（表示光Ｌ）を投射光学系４に向け投射する。

　投射光学系４は、凹レンズ又は凸レンズ等で構成され、表示素子３からの表示光Ｌをスクリーン５に効率良く投射するための光学系である。

　スクリーン５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、拡散板等から構成され、投射光学系４からの表示光Ｌを背面（表示素子３側の面）で受光し、前面（ミラーユニット６側）に画像を表示する。

　平面鏡６１は、スクリーン５に表示された画像を表す表示光Ｌを、凹面鏡６２に向けて反射させる。　凹面鏡６２は、平面鏡６１から到達した表示光Ｌを、凹面で反射させることで反射光をウインドシールドＤの方向へ出射する。これにより、結像される虚像Ｆは、スクリーン５に表示された画像よりも拡大されたものとなる。凹面鏡６２で反射した表示光Ｌは、透光部７１を介して、ウインドシールドＤに到達する。

　筐体７は、照明装置１、照明光学系２、表示素子３、投射光学系４、スクリーン５、平面鏡６１、凹面鏡６２等を所定の位置に収納する。筐体７は、透光部７１を除く箇所を、例えば、遮光性の部材により形成される。透光部７１は、アクリル等の透光性樹脂からなり、凹面鏡６２からの表示光Ｌを透過する。透光部７１は、例えば、筐体７に嵌合されている。透光部７１は、到達した外光（例えば、太陽光や街灯の光）が観察者Ｅの方向へ反射しないように、例えば湾曲形状に形成されている。

＜１－２．光源制御部の動作に関する説明＞
（１）
　発明者は、日頃の設計及び開発作業の中で、本開示のような光センサを備えるヘッドアップディスプレイ装置は長時間の使用を経過することで、表示の品質に変化が生じる場合があることを発見した。発明者は、より具体的な原因究明の中で、光センサに経年劣化が生じる場合があることを突き止めた。ここでいう光センサの経年劣化とは、光センサによる受光感度の低下を意味する。すなわち、発明者は、ある光量の光を同じ光センサへ照射した場合であっても、ある環境下での使用前後では、出力される光量信号（照明光量信号）が変化し、照射したはずの光より低い光であるように観測してしまうことを発見した。

　このような劣化が生じた場合には、光源１１が所望の輝度を達成していたとしても、光センサ５０が出力している照明光量信号が示す照明光量は実際より小さくなる。そして、光源制御部４０はこの照明光量信号に応じてフィードバック制御を行うため、光源１１の光量は増大され、所望の輝度を超えた輝度で発光動作をされてしまう。

　そこで、本開示のＨＵＤ装置Ａでは、光源制御部４０が光センサ５０の経年劣化の程度を表す劣化情報を取得できるよう構成した。より好ましくは、光源制御部４０は光センサ５０の受光感度性能に関する経年劣化情報を取得できるよう構成した。

　光源制御部４０は、劣化情報が示す光センサ５０の経年劣化の程度が小さい場合、通常の程度である第一輝度で発光させる第一モードで光源１１を制御する。第一モードでは、光源制御部４０は、外部照度信号や照明光量信号に応じて、所望の発光動作制御を光源１１に対して行う。例えば、外部照度が少ないときは、光源１１の輝度を小さくするべく、例えばPWM制御であればDuty比を減少させたり、電流値や電圧値のピーク値を減少させたりする。

　光源制御部４０は、劣化情報が示す光センサ５０の経年劣化の程度が大きい場合、第一輝度より低い輝度である第二輝度で発光させる第二モードで光源１１を制御する。第二モードでは、光源制御部４０は、取得した劣化情報から光センサ５０の経年劣化が進行していることを判別しているため、輝度を抑えるべく、光源１１の発光動作の制御を調整する。

　なお、上記の第一輝度及び第二輝度は、一つの輝度レベルではなく、一連の輝度テーブルであることが望ましい。輝度テーブルとは、想定される外部照度信号ごとに適切な駆動信号の組み合わせを示したデータのことである。すなわち、光源１１は外部照度に応じて様々な輝度レベルで発光制御をされるが、一つの輝度レベルでのみ第一モードや第二モードの切り替えを行うのみでは不十分な場合が多い。従って、第一モードと第二モードでは、特定の一つの輝度レベルが切り替わるのではなく、光源制御部４０が光源１１を制御するための輝度テーブルを切り替えることが望ましい。
　なお、第二輝度は、第一輝度に対して比較的低い所定の輝度であればよく、例えば完全に消灯された輝度ゼロの状態も含む。第二輝度における光源１１の完全な消灯は、光源制御部４０による駆動信号の停止によるものや、ＨＵＤ装置Ａのシャットダウンによるものも含む。

すなわち、本開示のヘッドアップディスプレイ装置Ａは、
　所定の輝度で発光し、照明光Ｌ１を発する光源１１と、
　照明光Ｌ１に照らされることで表示光Ｌを生成する表示素子３と、
　照明光Ｌ１が入射することで、照明光量に応じた照明光量信号を出力する光センサ５０と、
　照明光量信号に応じて、光源１１の発光を制御する光源制御部４０と、
　を備え、
　光源制御部４０は、
　光センサ５０の経年劣化の程度を表す劣化情報に基づいて、
　　光センサ５０の劣化が少ない場合、第一輝度で発光させる第一モードと、
　　光センサ５０の劣化が大きい場合、第一輝度より小さい第二輝度で発光させる第二モードと、
　で光源１１を制御する。

　この構成によれば、経年劣化により光センサ５０の感度が低下した場合であっても光源１１は正常な輝度で発光でき、ひいては、正確でない表示が発生する虞を低減したヘッドアップディスプレイ装置となる。

（２）
　（１）の態様においては、劣化情報は下記のような構成であってもよい。劣化情報は、具体的には、例えば光源１１の総発光時間に基づいていてもよく、光源制御部４０は光源１１の総発光時間が長いほど光センサ５０の劣化の程度が大きいことを示すような劣化情報を算出や格納、取得してもよい。

　光源制御部４０は、このような劣化情報に応じて、第二輝度の程度を調整してもよい

　すなわち、本開示のヘッドアップディスプレイ装置Ａは、
　劣化情報は、光源１１の総発光時間に基づき、総発光時間が長いほど光センサ５０の劣化が大きいことを意味する。

　この構成によれば、経年劣化により光センサ５０の感度が低下した場合に光センサ５０の劣化の程度に応じて光源１１は正常な輝度で発光でき、ひいては、正確でない表示が発生する虞を低減したヘッドアップディスプレイ装置となる。

（３）
　（１）の態様において、劣化情報は下記のような構成であってもよい。具体的には、例えば光源制御部４０の総稼働時間に基づいていてもよく、光源制御部４０は光源制御部４０の総稼働時間が長いほど光センサ５０の劣化の程度が大きいことを示すような劣化情報を算出や格納、取得してもよい。

　この総稼働時間とは、光源制御部４０がスリープやシャットダウンされている時間を除いて、例えば光源制御部４０がウェイクアップしている起動期間や光源制御部４０が光源１１に対する制御信号である駆動信号を出力可能なイネーブル状態にある期間の総量であるとよい。

　すなわち、本開示のヘッドアップディスプレイ装置Ａは、
　劣化情報は、光源制御部４０の総稼働時間に基づき、総稼働時間が長いほど光センサ５０の劣化が大きいことを意味する。

（４）
　また、本開示のヘッドアップディスプレイ装置Ａは、
　（１）の態様において、
　劣化情報は、光源制御部４０のユーザーによる初回起動時刻または製造時刻である過去時刻から現在時刻までの経過時間に基づき、経過時間が長いほど光センサ５０の劣化が大きいことを意味する。

　この構成によれば、経年劣化により光センサの感度が低下した場合であっても光源１１は正常な輝度で発光でき、ひいては、正確でない表示が発生する虞を低減したヘッドアップディスプレイ装置となる。

（５）
　（１）の態様において、ＨＵＤ装置は下記のような構成であってもよい。
　ＨＵＤ装置Ａは、部品の製造公差に応じて個体ごとに表示性能にも差異が生じる。この差異を解消するために、ＨＵＤ装置Ａは、製造段階ではキャリブレーションを行う。このキャリブレーションでは、ＨＵＤ装置Ａが種々の入力に対して適切な表示態様を達成できるよう、制御部のパラメータを変更する。

　この態様においては、このキャリブレーション工程にて、光源制御部４０へ劣化前出力値を記憶させる。劣化前出力値は、例えばある種のテーブルのデータであると良い。テーブルは、キャリブレーション時に光源１１へ入力した発光パターンと、当該発光パターンで光源１１が発光されたときの光センサ５０の出力値を組み合わせたデータであるとよい。すなわち、劣化前出力値は、光源制御部４０が光源１１に行った発光制御動作に対する劣化前の光センサ５０の出力値を示すデータである。

　また、光源制御部４０は、都度劣化後出力値を取得できる。劣化後出力値は、例えば、ユーザーの使用環境下における駆動信号（発光パターン）と、この駆動信号で制御された時の照明光量信号の組み合わせたテーブルデータである。

　光源制御部４０は、劣化前出力値と劣化後出力値を比較し、劣化後出力値が劣化前出力値を継続的に下回っている場合、同じ動作環境においても照明光量信号が輝度の低下を示していることになる。このとき、光源制御部４０は、光センサ５０が劣化していることを示すような劣化情報を算出、格納、記憶しても良い。

　すなわち、本開示のヘッドアップディスプレイ装置Ａは、
　光源制御部４０は、
　　製造段階でのキャリブレーション時に特定の発光パターン（駆動信号）で光源１１が制御された場合の光センサ５０の出力値である劣化前出力値を記憶し、
　　発光パターンで光源１１が制御された場合の光センサ５０の出力値である劣化後出力値を取得し、
　　劣化後出力値が劣化前出力値と比較して継続的に低下している度合いが大きいほど、前記光センサの劣化が大きいとする前記劣化情報を取得する。

　この構成によれば、光センサ５０がどのような事象（例えば温度変化や強い光の照射）に因って感度の劣化が生じようとも、光センサ５０の感度の低下を使用環境下で適切に察知する事ができ、光源１１はより正常な輝度で発光できる。ひいては、正確でない表示が発生する虞を低減したヘッドアップディスプレイ装置となる。

（６）
　（５）の態様において、ヘッドアップディスプレイ装置Ａの光源制御部４０は、更に光源１１の発光性能の経年劣化推定量を記憶する。経年劣化推定量は、例えば製造当初の輝度性能を１００とした場合の使用時間に対する輝度性能の落ち込みを示すテーブルデータなどであると良い。

　光源制御部４０は、劣化前出力値と劣化後出力値の比較の際、劣化後出力値が劣化前出力値を下回っている場合であっても、この低下減少が光源１１の経年劣化推定量に起因する範囲であると判定される場合は、第一モードで光源１１を制御する。

　換言すると、光源制御部４０は、劣化後出力値が劣化前出力値と比較して低下しており、かつその低下の程度が光源１１の発光性能の経年劣化推定量に因るもの以上である場合にのみ、第二モードで光源１１を制御する。

　すなわち、本開示のヘッドアップディスプレイ装置Ａは、
　光源制御部４０は、
　　劣化前出力値に対する劣化後出力値の低下が、光源１１の発光性能の経年劣化推定量によるものより大きい場合にのみ、第二モードで光源１１を制御する。

　この構成によれば、劣化後出力値の落ち込みが光センサ５０の経年劣化で生じたものであるか光源１１の発光性能の経年劣化で生じたものであるか判別可能になり、光源１１はより正常な輝度で発光できる。ひいては、正確でない表示が発生する虞を低減したヘッドアップディスプレイ装置となる。

（７）
　発明者は、（１）の構成について更に設計、開発、検証作業を行った。その中で、発明者は、光センサ５０の劣化が進むと、虚像Ｆの色度がずれる場合があることを発見した。発明者は、さらに具体的な作業を進める中で、この色度ズレが生じる場合には光センサ５０に波長特性を有する劣化が存在することを突き止めた。

　具体的には、光センサ５０は経年劣化により短い波長の光に対して感度が低下し、結果として光源１１のうち短い波長の光が強く発光するように光源制御部４０がフィードバック制御を行ってしまい、色度ズレが生じていた。そこで、発明者は下記の構成を採用することで、課題を克服した。

　すなわち、本開示のヘッドアップディスプレイ装置Ａは、
　光源１１は、複数の波長の光を出力し、
　光源制御部４０は、光源１１の発光動作のうち比較的短い波長の発光に対して、比較的大きく輝度を低下させる。

　この構成によれば、経年劣化により短い波長の光に対する光センサ５０の感度が低下した場合であっても光源１１は正常な色度で発光でき、ひいては、正確でない表示が発生する虞を低減したヘッドアップディスプレイ装置となる。

（８）
　また、本開示のヘッドアップディスプレイ装置Ａは、
　光源１１は、赤色、緑色、青色の光を出力し、
　光源制御部４０は、光源１１の発光動作のうち青色光Ｌｂの発光に対して、比較的大きく輝度を低下させる。

（９）
　また、本開示のヘッドアップディスプレイ装置Ａは、
　光源１１は、白色光を出力し、
　光源制御部４０は、光源１１の発光動作のうち短波長成分に対して、比較的大きく輝度を低下させる。

　なお、（９）の態様において時分割で照明光Ｌ１を生成するためにカラーフィルターなどを用いることが望ましい。

［第二実施形態］
　本開示のヘッドアップディスプレイ装置は、以下のように構成されてもよい。なお、第二実施形態は第一実施形態との差分を中心に説明される。第二実施形態の説明にて明示的に言及されない構成については、第一実施形態の説明にて言及された構成を適宜適用可能である。

　（１０）
　第二実施形態におけるヘッドアップディスプレイ装置は、
　光源１１は、赤色ＬＥＤ（光源１１ｒ）、緑色ＬＥＤ（光源１１ｇ）、青色ＬＥＤ（光源１１ｂ）を含み、
　光源制御部は、青色ＬＥＤに流れる電流量を照明光量信号に応じて上昇させた結果として、所定の上限電流量に達した場合に、光源１１に流れる電流量の更なる上昇を停止する。

　発明者らは、従来のヘッドアップディスプレイ装置では、経年劣化により、光センサの受光感度が使用時間に応じて変化してしまう場合があることを発見した。発明者らは、特に、この受光感度の変化は、波長特性をもつ場合があることを突き止めた。例えば、光センサを構成する部材の変色（黒化や黄変）によって、光センサの受光感度が一部の光（例えば青）に対してのみ低下する虞があった。

　この現象が生じた場合、ヘッドアップディスプレイ装置のように、照明光量信号に応じて光源の発光輝度を制御する光源制御部を備える装置では、正確でない表示が行われる虞がある。

　そのような課題を解決するために、本開示のヘッドアップディスプレイ装置では、ある１種類の色で発光する光源（光源１１ｂ）の電流量が照明光量信号に応じて増加された結果、所定の上限電流量に達した場合に、他の色の光源（光源１１ｇ、光源１１ｒ）とともに、輝度の上昇量を固定する構成とした。

　この構成によれば、光センサの受光感度が低下した場合であっても、必要以上な輝度の上昇が生じる虞を低減し、ひいては正確でない表示が発生する虞を低減したヘッドアップディスプレイ装置となる。

　光源１１は電流、電圧、PWM制御用矩形波などの発光信号が入力されて発光する。光源制御部は、電流量の他、電圧やPWM制御用矩形波のDuty比などが上限量に達した場合に光源１１の輝度の上昇量を固定してもよい。

　発明者らは、光センサの受光感度の低下が特に青色光（波長が比較的短い光）に対して生じることを発見したので、この構成であればより好適に正確でない表示が発生する虞を低減したヘッドアップディスプレイ装置となる。

［第三実施形態］
　本開示のヘッドアップディスプレイ装置は、図７及び図８に示されるように構成されてもよい。なお、第三実施形態は第一実施形態との差分を中心に説明される。第三実施形態の説明にて明示的に言及されない構成については、第一実施形態の説明にて言及された構成を適宜適用可能である。

　（１１）
　第三実施形態におけるヘッドアップディスプレイ装置は、
　光センサ５０は、
　　リードフレーム５１（基板）と、
　　リードフレーム５１上に固定された受光部５２と、
　　受光部５２をリードフレーム５１へ固定する銀ペースト５４（接着剤）と、
　　照明光Ｌが銀ペーストへ入射しないように接着剤を覆うマスク５６と、
　を有する。

　発明者らは、上述のように光センサの受光感度の変化が生じることを発見した。さらなる分析の結果、発明者らはこの変化が、光センサの変質に起因することを突き止めた。

　ここで、従来の光センサ５０ａの構成を示した図５及び図６を用いて、従来の構成を説明する。図５に示される通り、従来の光センサ５０ａは、基板の一例であるリードフレーム５１、受光部５２、誘電体フィルム５３、銀ペースト５４、シリコン５５、を有する。

　リードフレーム５１は、表面に搭載された半導体デバイスを回路基板などへ電気的に接続するための接続部材である。

　受光部５２は、所定の光が入射すると、電圧や電流である照明光量信号を生成する。受光部５２は、例えばフォトダイオードなどで構成される。

　誘電体フィルム５３は、受光部５２の受光面を覆うように形成されている。誘電体フィルム５３は光を透過し、受光部５２の受光面の保護のために形成されている。

　銀ペースト５４は、銀フレークとエポキシ樹脂の混合物などで構成される接着剤であって、受光部５２をリードフレーム５１へ固定する。

　シリコン５５は、銀ペースト５４を覆う様に形成されており、銀ペースト５４の保護や受光部５２の固定を補助的に行う。

　この様に構成された従来の光センサ５０ａは、照明光が入射すると、受光部５２に直接入射する光の他に、銀ペースト５４ａに入射し反射された反射光Ｌｉも感受することで、照明光量信号を生成する。

　しかし、図６に示される経年劣化が生じた光センサ５０ａでは、銀ペースト５４ａに黄変が生じてしまうことを発明者らは発見した。銀ペースト５４ａが黄変すると、反射光Ｌｉの反射効率が低下する。特に、黄変では青色光（短波長光）に対して反射率が大きく低下しているので、経年劣化が生じた光センサ５０ａは特に青色光に対して比較的大きく受光感度が低下していた。

　そこで第三実施形態のヘッドアップディスプレイ装置の光センサ５０では、銀ペースト５４ａを覆うマスク５６を設けた。マスク５６は、照明光が入射する方向から見て、銀ペースト５４ａを覆い、銀ペースト５４ａに入射する照明光を低減する。マスク５６は、遮光テープや、透光性フィルム、合成樹脂製の遮光ケースなどが適用可能である。

　この構成によれば、銀ペースト５４ａの経年劣化の進行を抑制でき、より正確な表示を行えるヘッドアップディスプレイ装置となる。

　特に第三実施形態のヘッドアップディスプレイ装置では、マスク５６が銀ペースト５４へ入射する青色光を低減する透過型フィルムであってもよい。また、図８では、マスク５６は受光部５２を望める開口５６ａを有する態様で示されているが、マスク５６は開口を有さなくてもよい。その場合、マスクは、銀ペースト５４ａのみならず受光部５２をも覆うとよい。

［変形例］
　なお、本発明のヘッドアップディスプレイ装置を上述した実施の形態の構成にて例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の構成においても、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良、並びに表示の変更が可能なことは勿論である。

　例えば、劣化前出力値と劣化後出力値に含まれるデータとして、発光パターンがある態様が示されたが、発光パターンとしての記憶されなくとも、光源制御部４０から光源１１へ出力される駆動信号のパターンとして記憶されてもよい。なお、この両者は、殆どの場合で一対一の関係で存在するため、実質的にはどちらで記憶されても本発明の効果には影響を及ぼさない。

１　　照明装置
２　　照明光学系
３　　表示素子
４　　投射光学系
５　　スクリーン
６　　ミラーユニット
６１　平面鏡
６２　凹面鏡
７　　筐体
７１　透光部

１１　光源
１２　回路基板
１３　合波手段
１５　プリズム

５０　光センサ
　５１　リードフレーム
　５２　受光部
　５３　誘電体フィルム
　５４　銀ペースト
　５４ａ　銀ペースト
　５５　
　５６　マスク

Ａ　　ＨＵＤ装置（ヘッドアップディスプレイ装置）
Ｂ　　車両
Ｃ　　ダッシュボード
Ｌ　　表示光
Ｌ１　照明光
Ｄ　　ウインドシールド
Ｅ　　観察者
Ｆ　　虚像

Claims

　所定の輝度で発光し、照明光を発する光源と、
　前記照明光に照らされることで表示光を生成する表示素子と、
　前記照明光が入射することで、照明光量に応じた照明光量信号を出力する光センサと、
　前記照明光量信号に応じて、前記光源の発光を制御する光源制御部と、
　を備え、
　前記光源制御部は、
　前記光センサの経年劣化の程度を表す劣化情報に基づいて、
　　前記光センサの劣化が少ない場合、第一輝度で発光させる第一モードと、
　　前記光センサの劣化が大きい場合、第一輝度より小さい第二輝度で発光させる第二モードと、
　で前記光源を制御する
　ヘッドアップディスプレイ装置。
　前記劣化情報は、前記光源の総発光時間に基づき、前記総発光時間が長いほど前記光センサの劣化が大きいことを意味する
　請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
　前記劣化情報は、前記光源制御部の総稼働時間に基づき、前記総稼働時間が長いほど前記光センサの劣化が大きいことを意味する
　請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
　前記劣化情報は、前記光源制御部の初回起動時刻または製造時刻である過去時刻から現在時刻までの経過時間に基づき、前記経過時間が長いほど前記光センサの劣化が大きいことを意味する
　請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
　前記光源制御部は、
　　製造段階でのキャリブレーション時に特定の発光パターンで前記光源が制御された場合の前記光センサの出力値である劣化前出力値を記憶し、
　　前記発光パターンで前記光源が制御された場合の前記光センサの出力値である劣化後出力値を取得し、
　　前記劣化後出力値が前記劣化前出力値と比較して継続的に低下している度合いが大きいほど、前記光センサの劣化が大きいとする前記劣化情報を取得する
　請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
　前記光源制御部は、
　　前記劣化前出力値に対する前記劣化後出力値の低下が、前記光源の発光性能の経年劣化推定量によるものより大きい場合にのみ、前記第二モードで前記光源を制御する
　請求項５に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
　前記光源は、複数の波長の光を出力し、
　前記光源制御部は、前記光源の発光動作のうち比較的短い波長の発光に対して、比較的大きく輝度を低下させる
　請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
　前記光源は、赤色、緑色、青色の光を出力し、
　前記光源制御部は、前記光源の発光動作のうち青色光の発光に対して、比較的大きく輝度を低下させる
　請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
　前記光源は、白色光を出力し、
　前記光源制御部は、前記光源の発光動作のうち短波長成分に対して、比較的大きく輝度を低下させる
　請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
　所定の輝度で発光し、照明光を発する光源と、
　前記照明光に照らされることで表示光を生成する表示素子と、
　前記照明光が入射することで、照明光量に応じた照明光量信号を出力する光センサと、
　前記照明光量信号に応じて、前記光源の発光を制御する光源制御部と、
　を備え、
　前記光源は、赤色ＬＥＤ(Light Emitting Diode)、緑色ＬＥＤ、青色ＬＥＤを含み、
　前記光源制御部は、前記青色ＬＥＤに流れる電流量を前記照明光量信号に応じて上昇させた結果として、所定の上限電流量に達した場合に、前記光源に流れる電流量の更なる上昇を停止する
　ヘッドアップディスプレイ装置。
　所定の輝度で発光し、照明光を発する光源と、
　前記照明光に照らされることで表示光を生成する表示素子と、
　前記照明光が入射することで、照明光量に応じた照明光量信号を出力する光センサと、
　前記照明光量信号に応じて、前記光源の発光を制御する光源制御部と、
　を備え、
　前記光センサは、
　　基板と、
　　前記基板上に固定された受光部と、
　　前記受光部を前記基板へ固定する接着剤と、
　　前記照明光が前記接着剤へ入射しないように前記接着剤を覆うマスクと、
　を有する、
　ヘッドアップディスプレイ装置。