JP6769154B2 - Head-up display - Google Patents
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Description
本発明は、透過型表示装置と発光装置の駆動方法に関する。 The present invention relates to a method of driving a transmissive display device and a light emitting device.
透過型表示装置として、特許文献1には、ヘッドアップディスプレイ装置(以下HUD装置と言う)が開示されている。このHUD装置は、発光装置(バックライト)からの光によって液晶表示部の表示像を風防ガラスに投影し、表示画像の虚像と透明板越しに見える風景とを重ねて表示する。
As a transmissive display device,
特許文献1に開示されたHUD装置は、発光装置から発せられた光を液晶表示部に透過させた後、車両の風防ガラスに投影させ、最終的に風防ガラス越しに虚像を視認させる。この構成では、発光装置から発せられた光を100とすると、液晶表示部を透過する光は6〜7に減衰し、虚像として運転者に届く光は、1〜2まで減衰してしまう。そのため、虚像の表示輝度を1万〜1.5万カンデラとしたい場合は、発光装置は、100万カンデラもの光を発光しなければならない。このため、発光装置に流す電流は大きなものとなり、大電力が必要となる。
The HUD device disclosed in
一方、HUD装置は、一般的に、表示する虚像の輝度を運転者の好み等に応じて、調整可能に構成されている。従来のHUD装置は、運転者の操作に従って、発光装置に供給する電力をPWM(Pulse Width Modulation:パルス幅変調)制御することにより、その発光強度を調整し、虚像の表示輝度を調整可能としていた。 On the other hand, the HUD device is generally configured so that the brightness of the virtual image to be displayed can be adjusted according to the driver's preference and the like. The conventional HUD device can adjust the emission intensity and the display brightness of a virtual image by controlling the power supplied to the light emitting device by PWM (Pulse Width Modulation) according to the operation of the driver. ..
しかし、運転者が虚像の表示輝度を高輝度に設定した場合、大電流のオン/オフが繰り返されるため、放射ノイズが大きくなってしまう、という課題がある。 However, when the driver sets the display brightness of the virtual image to high brightness, there is a problem that the radiation noise becomes large because the large current is repeatedly turned on / off.
本発明は、上記実状に鑑みてなされたものであり、表示輝度が大きくても、放射ノイズが小さい透過型表示装置と発光装置の駆動方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a method for driving a transmissive display device and a light emitting device, which have a large display luminance but a small radiation noise.
上記目的を達成するため、本発明の第1の観点に係るヘッドアップディスプレイは、
駆動電流が流れることにより発光する発光部と、
駆動電流を前記発光部に流すと共にPWM制御することにより発光させる制御部と、
画像を表示して前記発光部からの光で照明される表示部と、を備え、前記表示部が出射した光の虚像を視認させるヘッドアップディスプレイであって、
前記制御部は、基準輝度より大きい表示輝度が設定された場合は、前記発光部に流す駆動電流のデューティ比を100%に固定し、表示輝度に応じて駆動電流を増減させることによって前記発光部の発光強度を制御し、基準輝度未満の表示輝度が設定された場合は、駆動電流のデューティ比を設定された表示輝度に応じて増減させることによって前記発光部の発光強度を制御し、
前記制御部は、制御手段と駆動手段とを備え、
前記制御手段は、表示輝度に従って、前記発光部に流す駆動電流の電流値とデューティ比とを求め、求めた電流値を示す第1のPWM信号と、求めたデューティ比を示す第2のPWM信号とを出力し、
前記制御部は、前記第1のPWM信号を平滑化する平滑化手段を備え、
前記駆動手段は、前記平滑化手段によって平滑化された前記第1のPWM信号が示す値の電流を、前記第2のPWM信号が示すデューティ比でスイッチングして得られた駆動電流を前記発光部に供給する。
In order to achieve the above object, the head-up display according to the first aspect of the present invention is
A light emitting part that emits light when a drive current flows,
A control unit that causes the drive current to flow through the light emitting unit and emits light by PWM control.
A head-up display including a display unit that displays an image and is illuminated by light from the light emitting unit, and allows a virtual image of the light emitted by the display unit to be visually recognized.
When a display brightness larger than the reference brightness is set, the control unit fixes the duty ratio of the drive current flowing through the light emitting unit to 100%, and increases or decreases the drive current according to the display brightness, thereby causing the light emitting unit. When the display brightness is set to be less than the reference brightness, the emission intensity of the light emitting unit is controlled by increasing or decreasing the duty ratio of the drive current according to the set display brightness .
The control unit includes a control means and a drive means.
The control means obtains the current value and the duty ratio of the drive current flowing through the light emitting unit according to the display brightness, and obtains a first PWM signal indicating the obtained current value and a second PWM signal indicating the obtained duty ratio. And output,
The control unit includes smoothing means for smoothing the first PWM signal.
The drive means uses the drive current obtained by switching the current of the value indicated by the first PWM signal smoothed by the smoothing means at the duty ratio indicated by the second PWM signal as the light emitting unit. Supply to.
前記制御部は、例えば、基準輝度未満の表示輝度が設定された場合は、駆動電流の電流値を基準電流値に固定する。 For example, when the display brightness lower than the reference brightness is set, the control unit fixes the current value of the drive current to the reference current value.
前記制御部は、前記表示部のγ特性を考慮して前記表示輝度に対して非線形に前記第1のPWM信号が表す電流値または前記第2のPWM信号が示すデューティ比を変化させてもよい。The control unit may change the current value represented by the first PWM signal or the duty ratio indicated by the second PWM signal non-linearly with respect to the display brightness in consideration of the γ characteristic of the display unit. ..
本発明の透過型表示装置は、表示輝度が基準輝度より大きい場合、デューティ比が100%であり、電流のスイッチングを行わない。従って、放射ノイズを小さく抑えることができる。 The transmissive display device of the present invention has a duty ratio of 100% and does not switch current when the display luminance is larger than the reference luminance. Therefore, the radiation noise can be suppressed to a small value.
本発明に係る透過型表示装置と発光装置の駆動方法を、車両用ヘッドアップディスプレイに具体化した一実施の形態について、図面を参照して説明する。 A method of driving the transmissive display device and the light emitting device according to the present invention will be described with reference to the drawings with reference to an embodiment embodied in a vehicle head-up display.
本実施の形態に係るヘッドアップディスプレイ装置(HUD装置)1は、図1に示すように、車両2のダッシュボードに設置され、表示画像を表す表示光Lを生成し、生成した表示光Lをウインドシールド3に向けて出射する。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の虚像Vを視認可能となる。画像には、例えば、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)が含まれる。
As shown in FIG. 1, the head-up display device (HUD device) 1 according to the present embodiment is installed on the dashboard of the
HUD装置1は、図2に示すように、制御部100と、発光部20と、液晶表示部30と、反射鏡41と、反射鏡42と、筐体50と、透光部51と、を備える。
As shown in FIG. 2, the
筐体50は、遮光性の材質により箱状に形成されている。筐体50内には、制御部100、発光部20等のHUD装置1の各構成が収納される。筐体50には、表示光Lが通過する開口部50aが形成されている。
The housing 50 is formed in a box shape by a light-shielding material. Each configuration of the
透光部51は、アクリル等の透光性樹脂からなり、筐体50の開口部50aを塞ぐように設けられている。透光部51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。
The translucent portion 51 is made of a translucent resin such as acrylic, and is provided so as to close the opening 50a of the housing 50. The light transmitting portion 51 is formed in, for example, a curved shape in order to prevent the reached external light from being reflected toward the
制御部100は、画像表示制御機能とバックライト給電機能とを備え、車載LAN(Local Area Network)70と通信可能に接続されている。制御部100は、表示画像の画像データを車載LAN70を介して受信して、画像データが定義する画像を表示するための表示制御信号を液晶表示部30に供給して、液晶表示部30を制御及び駆動する。また、制御部100は、視認者4等が設定したHUD装置1の表示画像の明るさ(以下単に表示輝度と呼ぶ)、即ち、認識される虚像の表示輝度Lsを指示する表示輝度情報を車載LAN70を介して受信して、発光部20に流す駆動電流をPWM制御し、発光部20の輝度、即ち、発光強度を制御する。
The
発光部20は、発光装置から構成され、制御部100により制御された輝度で発光する。発光部20は、発光した光BLを、液晶表示部30に向けて照明光BLとして出射する。換言すると、発光部20は、バックライトとして機能し、液晶表示部30を背後から照明する。
The
液晶表示部30は、例えば、透過型のTFT表示パネル等から構成され、制御部100から供給される表示制御信号に従って、画像データが定義する画像を表示する。照明光BLは液晶表示部30を透過する際に、表示画像により変調され、表示光Lとなる。
The liquid
反射鏡41は、液晶表示部30からの表示光Lを、反射鏡42に向けて反射する。反射鏡42は、反射鏡41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。表示光Lは、透光部51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、液晶表示部30に表示された画像よりも拡大される。
The reflecting mirror 41 reflects the display light L from the liquid
次に、制御部100と発光部20の内部構造を、図3を参照して説明する。
Next, the internal structures of the
発光部20は、LED(Light Emitting Diode)21を備える。LED21には、制御部100から駆動電流IDが流される。駆動電流IDは、制御部100によりPWM(Pulse Width Modulation)制御された電流信号である。駆動電流IDがPWM制御されることにより、LED21の発光強度が変化する。
The
制御部100は、マイクロコントローラ(以下、マイコンと言う)110と、LEDドライバIC(Integrated Circuit)120とを備え、液晶表示部30の表示と、発光部20のLED21に流れる駆動電流IDの電流値とデューティ比と、を制御する。
The
マイコン110は、CPU(Central Processing Unit)111と、ROM(Read Only Memory)112と、RAM(Random Access Memory)113とを備える。 The microcomputer 110 includes a CPU (Central Processing Unit) 111, a ROM (Read Only Memory) 112, and a RAM (Random Access Memory) 113.
CPU111は、ROM112に記憶されている制御プログラムを実行することにより、LEDドライバIC120と液晶表示部30とを制御する。また、CPU111は、車載LAN70を介して車両本体の制御部に通信可能に接続されている。
The CPU 111 controls the
ROM112は、CPU111が実行する制御プログラムを記憶する。制御プログラムは、画像データに基づいて、液晶表示部30を制御する動作の制御プログラムと、LEDドライバIC120を制御して、LED21に流す駆動電流IDを制御する動作の制御プログラムと、を含む。ROM112は、また、表示輝度LsとLED21に流す駆動電流IDの値とそのデューティ比との関係を示す表示輝度−駆動電流テーブルを記憶する。表示輝度−駆動電流テーブルの詳細は、図4を参照して後述する。RAM113は、CPU111のワークメモリとして機能する。
The
このような構成を有するマイコン110は、表示対象の画像を定義する画像データを車載LAN70を介して図示せぬ操作部から受信する。マイコン110は、画像データから、液晶表示部30の表示制御信号を生成して、液晶表示部30に送信する。
The microcomputer 110 having such a configuration receives image data defining an image to be displayed from an operation unit (not shown) via the vehicle-mounted
また、マイコン110は、例えば運転者が操作部を操作して設定した虚像Vの表示輝度を表す表示輝度情報を車載LAN70から受信する。
Further, the microcomputer 110 receives, for example, display luminance information indicating the display luminance of the virtual image V set by the driver by operating the operation unit from the vehicle-mounted
マイコン110は、表示輝度情報が示す表示輝度Lsを得るためにLED21に流すべき駆動電流IDの電流値を求め、この電流値に対応するデューティ比を有するPWM1信号を生成し、LEDドライバIC120に出力する。
The microcomputer 110 obtains the current value of the drive current ID to be passed through the
さらに、マイコン110は、表示輝度情報が示す表示輝度Lsを得るためにLED21に流す駆動電流IDのデューティ比を求め、このデューティ比を有するPWM2信号を生成し、LEDドライバIC120に出力する。
Further, the microcomputer 110 obtains the duty ratio of the drive current ID to be passed through the
ここで、制御部100が、発光部20に流す駆動電流IDの電流値とそのデューティ比とを求める動作を、図4を参照して説明する。
Here, the operation of the
ROM112には、虚像Vの表示輝度LsとLED21に流す駆動電流IDの電流値との対応関係(a)と、表示輝度Lsと駆動電流IDのデューティ比との対応関係(b)を規定する情報が、例えば、テーブルの形態で予め格納されている。
The
図4(a)に示すように、表示輝度Lsが基準輝度Lc以下の場合、駆動電流IDの電流値は基準電流値Icに固定され、表示輝度Lsが基準輝度Lcより大きい場合、駆動電流IDの電流値は、表示輝度Lsが大きくなるに従って、基準電流値Icから最大電流値Imまで増加するように設定されている。 As shown in FIG. 4A, when the display brightness Ls is equal to or less than the reference brightness Lc, the current value of the drive current ID is fixed to the reference current value Ic, and when the display brightness Ls is larger than the reference brightness Lc, the drive current ID The current value of is set to increase from the reference current value Ic to the maximum current value Im as the display brightness Ls increases.
また、図4(b)に示すように、表示輝度Lsが基準輝度Lcより小さい場合、駆動電流IDのデューティ比は、表示輝度Lsが大きくなるに従って大きくなり、基準輝度Lcのときに100%となるように設定され、さらに、表示輝度Lsが基準輝度Lcより大きい場合には、駆動電流IDのデューティ比は100%に固定されている。 Further, as shown in FIG. 4B, when the display luminance Ls is smaller than the reference luminance Lc, the duty ratio of the drive current ID increases as the display luminance Ls increases, and becomes 100% at the reference luminance Lc. Further, when the display luminance Ls is larger than the reference luminance Lc, the duty ratio of the drive current ID is fixed at 100%.
図4に示す表示輝度−駆動電流テーブルの設定に従うと、表示輝度Lsが最小輝度から最大輝度Lmまで徐々に増加したとすると、図5に模式的に示すように、(1)表示輝度Lsが基準輝度Lcに達するまでは、電流値は基準電流値Icに固定されて、デューティ比が徐々に大きくなり、(2)表示輝度Lsが基準輝度Lcより大きくなると、デューティ比は100%に固定され、駆動電流IDは連続電流となり、電流値が基準電流値Icから最大電流値Imまで徐々に大きくなる。 Assuming that the display luminance Ls gradually increases from the minimum luminance to the maximum luminance Lm according to the setting of the display luminance-drive current table shown in FIG. 4, (1) the display luminance Ls is as schematically shown in FIG. Until the reference brightness Lc is reached, the current value is fixed at the reference current value Ic and the duty ratio gradually increases. (2) When the display brightness Ls becomes larger than the reference brightness Lc, the duty ratio is fixed at 100%. , The drive current ID becomes a continuous current, and the current value gradually increases from the reference current value Ic to the maximum current value Im.
同様に、表示輝度Lsを最大輝度Lmから最小輝度まで徐々に減少したとすると、(1)表示輝度Lsが基準輝度Lcより大きい間は、デューティ比は100%に固定され、駆動電流IDは連続電流となり、電流値が最大電流値Imから基準電流値Icまで徐々に小さくなり、(2)表示輝度Lsが基準輝度Lc以下になると、電流値は基準電流値Icに固定されて、電流がスイッチングされて、徐々にデューティ比が小さくなる。 Similarly, assuming that the display brightness Ls is gradually reduced from the maximum brightness Lm to the minimum brightness, (1) the duty ratio is fixed at 100% and the drive current ID is continuous while the display brightness Ls is larger than the reference brightness Lc. It becomes a current, and the current value gradually decreases from the maximum current value Im to the reference current value Ic. (2) When the display brightness Ls becomes the reference brightness Lc or less, the current value is fixed to the reference current value Ic and the current is switched. Then, the duty ratio gradually decreases.
この駆動方法では、表示輝度Lsが基準輝度Lcよりも大きい場合には、デューティ比が100%であるため、駆動電流IDのスイッチングは起こらず、駆動電流IDは連続的に流れる。このため、電流をスイッチングすることにより発生する電磁ノイズは発生しない。ただし、駆動電流IDの電流値が表示輝度Lsの増減に応じて増減する。このため、LED21の発光強度が変化する。
In this driving method, when the display luminance Ls is larger than the reference luminance Lc, the duty ratio is 100%, so that the driving current ID is not switched and the driving current ID flows continuously. Therefore, the electromagnetic noise generated by switching the current is not generated. However, the current value of the drive current ID increases or decreases according to the increase or decrease of the display luminance Ls. Therefore, the emission intensity of the
一方、表示輝度が基準輝度Lcよりも小さい場合には、駆動電流IDの電流値は基準電流値Icに固定されているが、デューティ比が表示輝度Lsの増減に応じて増減する。このため、LED21の発光強度が実質的に変化する。また、駆動電流IDのスイッチングが発生し、電磁ノイズが発生する。しかし、電流値が相対的に小さいため、発生する電磁ノイズが小さく、電磁シールド等により十分に吸収可能である。また、小電流の電流値の正確な制御は困難であるが、この設定では、電流値を基準電流値Icに固定して、デューティ比の制御により、駆動電流IDの制御を行うため、制御が容易である。なお、基準電流値Icは、LED21を発光させる電流値に設定される。
On the other hand, when the display luminance is smaller than the reference luminance Lc, the current value of the drive current ID is fixed to the reference current value Ic, but the duty ratio increases or decreases as the display luminance Ls increases or decreases. Therefore, the emission intensity of the
図3に示すマイコン110は、車載LAN70を介して表示輝度情報を受信し、受信した表示輝度情報が示す表示輝度Lsを図4に示す表示輝度−駆動電流テーブルに適用し、駆動電流IDの電流値とデューティ比とを求める。
The microcomputer 110 shown in FIG. 3 receives the display luminance information via the vehicle-mounted
マイコン110は、求めた電流値に対応するデューティ比を有するPWM1信号を生成し、LEDドライバIC120に出力する。PWM1信号は、コンデンサ131で示す平滑化回路により平滑化されて、LEDドライバIC120に供給される。これにより、駆動電流IDの急激な変動が抑制され、電磁ノイズの発生が抑えられる。
The microcomputer 110 generates a PWM1 signal having a duty ratio corresponding to the obtained current value, and outputs the PWM1 signal to the
また、マイコン110は、求めたデューティ比を有するPWM2信号を生成し、LEDドライバIC120に出力する。
Further, the microcomputer 110 generates a PWM2 signal having the obtained duty ratio and outputs the PWM2 signal to the
LEDドライバIC120は、バッテリ60並びにLED21のアノードおよびカソードに接続され、バッテリ60の電圧を昇圧し、昇圧した電圧をもとに駆動電流IDを生成し、PWM制御によりLED21に流す電流を制御する半導体素子である。LEDドライバIC120は、コンデンサ132、リアクタ141、142等の、電流の平滑化、スイッチングにより発生するエネルギーの吸収等を行うための周辺素子を含む。なお、図示した周辺回路は例示である。
The
LEDドライバIC120は、コンデンサ131により平滑化されたPWM1信号を受け、その電圧で表される電流値の駆動電流IDを流すように制御する。また、LEDドライバIC120は、PWM2信号を受け、この信号に同期して、駆動電流IDをスイッチングする。このため、PWM2信号のデューティ比がN%であれば、駆動電流IDのデューティ比もN%となる。
The
次に、図1〜6を参照して、HUD装置1の動作を説明する。
Next, the operation of the
HUD装置1が動作を開始すると、CPU111は、ROM112に格納されている図6に示す発光強度制御処理のプログラムの実行を開始する。
発光強度制御処理を開始すると、CPU111は、車載LAN70を介して、設定されている表示輝度情報を読み出し、RAM113に格納する(ステップS10)。
When the
When the emission intensity control process is started, the CPU 111 reads the set display luminance information via the vehicle-mounted
次に、CPU111は、表示輝度情報が指示する表示輝度Lsを、ROM112に記憶している表示輝度−駆動電流テーブルに適用し、LED21に流す駆動電流IDの電流値を読み出す(ステップS20)。
Next, the CPU 111 applies the display luminance Ls indicated by the display luminance information to the display luminance-drive current table stored in the
CPU111は、さらに、表示輝度−駆動電流テーブルから、表示輝度Lsに対応するデューティ比を読み出す(ステップS30)。 The CPU 111 further reads the duty ratio corresponding to the display luminance Ls from the display luminance-drive current table (step S30).
次に、CPU111は、ステップS20で特定した電流値に対応するデューティ比を有するPWM1信号の出力と、ステップS30で特定したデューティ比を有するPWM2信号の出力を開始し(ステップS40)、今回の発光強度制御処理を終了する。 Next, the CPU 111 starts outputting a PWM1 signal having a duty ratio corresponding to the current value specified in step S20 and outputting a PWM2 signal having a duty ratio specified in step S30 (step S40), and emits light this time. The strength control process is terminated.
マイコン110から出力されたPWM1信号は、コンデンサ131で平滑化されて、LEDドライバIC120に供給され、PWM2信号は、そのまま、LEDドライバIC120に供給される。
The PWM1 signal output from the microcomputer 110 is smoothed by the capacitor 131 and supplied to the
LEDドライバIC120は、平滑化されたPWM1信号の電圧により定まる電流値を有する電流をPWM2信号に従ってスイッチングすることにより、LED21に駆動電流IDを流す。
The
この駆動電流IDは、図4に示す表示輝度−駆動電流テーブルに基づいて制御されており、表示輝度Lsが基準輝度Lcより大きい場合には、デューティ比が100%で、電流値が変化するように制御される。また、表示輝度Lsが基準輝度Lc以下の場合には、電流値が基準電流値Icで、デューティ比が変化するように制御される。従って、基準輝度Lcより大きい表示輝度Lsでは、駆動電流IDのスイッチングが起こらず、電磁ノイズが発生しない。一方、基準輝度Lc以下の表示輝度Lsでは、駆動電流IDのスイッチングは起こるが、スイッチングされる電流の電流値が基準電流値Icと等しく小さいため、小さな電磁ノイズしか発生しない。 This drive current ID is controlled based on the display luminance-drive current table shown in FIG. 4, and when the display luminance Ls is larger than the reference luminance Lc, the duty ratio is 100% and the current value changes. Is controlled by. When the display luminance Ls is equal to or less than the reference luminance Lc, the current value is the reference current value Ic and the duty ratio is controlled to change. Therefore, when the display luminance Ls is larger than the reference luminance Lc, the driving current ID is not switched and electromagnetic noise is not generated. On the other hand, when the display luminance Ls is equal to or lower than the reference luminance Lc, the drive current ID is switched, but since the current value of the switched current is as small as the reference current value Ic, only a small electromagnetic noise is generated.
駆動電流IDが流れることにより、LED21が発光し、発光部20は照明光BLを液晶表示部30に向けて出射する。
When the drive current ID flows, the
CPU111は、車載LAN70を介して画像データを取得し、画像データが定義する画像を表示するための表示制御信号を生成し、液晶表示部30に供給する。液晶表示部30は、表示制御信号に従って、画像データが定義する画像を表示する。
The CPU 111 acquires image data via the vehicle-mounted
発光部20から出射された照明光BLは、液晶表示部30を通過する間に、表示された画像に対応する強弱・色を有する表示光Lに変調され、反射鏡41と42とで順次反射され、透光部51を介してウインドシールド3に照射される。
これにより、虚像Vが視認者4に認識される。
The illumination light BL emitted from the
As a result, the virtual image V is recognized by the
CPU111は、比較的長い周期、例えば、液晶表示部30の垂直同期期間に同期して、図6に示す発光強度制御処理を実行し、発光部20のLED21の発光強度を調整する。
The CPU 111 executes the light emission intensity control process shown in FIG. 6 in synchronization with a relatively long cycle, for example, the vertical synchronization period of the liquid
ここで、視認者4等が、操作部を操作して、新たな表示輝度Lsを設定したと仮定する。CPU111は、その後、発光強度制御処理を実行する際に、車載LAN70を介して新たに設定された表示輝度Lsを取り込み、RAM113に格納する(ステップS10)。
Here, it is assumed that the
次に、CPU111は、表示輝度Lsを表示輝度−駆動電流テーブルに適用し、LED21に流す駆動電流IDの電流値とデューティ比とを読み出す(ステップS20、S30)。 Next, the CPU 111 applies the display luminance Ls to the display luminance-drive current table, and reads out the current value and the duty ratio of the drive current ID flowing through the LED 21 (steps S20 and S30).
次に、CPU111は、特定した電流値に対応するデューティ比を有するPWM1信号の出力と、特定したデューティ比を有するPWM2信号の出力を開始する(ステップS40)。LEDドライバIC120は、コンデンサ131により平滑化されたPWM1信号の電圧により定まる電流値を有する電流IDをPWM2信号に従ってスイッチングすることにより、LED21に流す駆動電流IDをPWM制御する。
Next, the CPU 111 starts outputting a PWM1 signal having a duty ratio corresponding to the specified current value and outputting a PWM2 signal having the specified duty ratio (step S40). The
これにより、LED21の発光強度が変化し、所望の表示輝度Lsを有する虚像Vが表示される。
As a result, the emission intensity of the
以上、説明したように、本発明の実施形態に係るHUD装置1によれば、LED21の発光強度が大きい場合に、LED21に流れる駆動電流IDのデューティ比を100%に固定している。このため、駆動電流IDの断続は発生しない。従って、スイッチングによる放射ノイズが発生せず、放射ノイズを抑えることができる。
As described above, according to the
(変形例)
本願発明は、上記実施形態に限定されず、適宜変更することができる。
(Modification example)
The invention of the present application is not limited to the above embodiment, and can be appropriately modified.
例えば、上記実施の形態では、表示輝度Lsが基準輝度Lc以下の場合には、駆動電流IDのスイッチングによる電磁ノイズが発生してしまう。この電磁ノイズの漏洩を防止するため、発光部20の非光出射面を電磁シールドで覆い、また、筐体50の内面と外面との一部又は全部に電磁シールドを配置してもよい。また、筐体50を導体から構成してもよい。
For example, in the above embodiment, when the display luminance Ls is equal to or less than the reference luminance Lc, electromagnetic noise is generated due to the switching of the drive current ID. In order to prevent the leakage of the electromagnetic noise, the non-light emitting surface of the
上記実施形態においては、制御部100は、マイコン110とLEDドライバIC120で構成されているが、1つのICで構成されていてもよい。また、2つ以上のICが任意の役割分担で構成されていてもよい。
In the above embodiment, the
上記実施形態においては、マイコン110からLEDドライバIC120にPWM1信号とPWM2信号のデューティ比により、情報を伝達した。これは、ICの端子数を抑えるために有効である。ただし、これに限定されず、例えば、電流値とデューティ比とをアナログ信号(例えば、電圧信号)で伝達したり、シリアルデジタルデータあるいはパラレルデジタルデータで伝達したりしてもよい。
In the above embodiment, information is transmitted from the microcomputer 110 to the
上記実施の形態では、図4に示すように、表示輝度Lsが基準輝度Lc以下の範囲では、電流値が固定で、デューティ比が線形に変化し、表示輝度Lsが基準輝度Lcより大きい範囲では、デューティ比が100%固定で、電流値が線形に変化する例を示した。この発明はこれに限定されない。表示輝度Lsに対して、電流値あるいはデューティ比をどのように設定するかは任意である。例えば、HUD装置1全体あるいは液晶表示部30のγ特性を考慮して、表示輝度Lsに対して非線形に電流値とデューティ比との少なくとも一方を変化させてもよい。
In the above embodiment, as shown in FIG. 4, in the range where the display luminance Ls is equal to or less than the reference luminance Lc, the current value is fixed, the duty ratio changes linearly, and the display luminance Ls is larger than the reference luminance Lc. An example is shown in which the duty ratio is fixed at 100% and the current value changes linearly. The present invention is not limited to this. How to set the current value or the duty ratio with respect to the display luminance Ls is arbitrary. For example, at least one of the current value and the duty ratio may be changed non-linearly with respect to the display luminance Ls in consideration of the γ characteristic of the
また、上記実施の形態では、表示輝度Lsが基準輝度Lc以下の範囲では、駆動電流IDの電流値を基準電流値Icに固定したが、電流値を変化させてもよい。例えば、表示輝度Lsが小さくなるに従って、電流値とデューティ比の両方を徐々に低下させてもよい。 Further, in the above embodiment, the current value of the drive current ID is fixed to the reference current value Ic in the range where the display luminance Ls is equal to or less than the reference luminance Lc, but the current value may be changed. For example, as the display luminance Ls becomes smaller, both the current value and the duty ratio may be gradually reduced.
また、上記実施形態においては、視認者4等が虚像Vの表示輝度を基準輝度Lcより大きい値に設定した場合における最も低い電流値を基準電流値Icとしたが、基準電流値Icをその他の電流値としてもよい。
Further, in the above embodiment, the lowest current value when the
上記実施の形態においては、ROM112にテーブルの形態で表示輝度−駆動電流特性を記憶させたが、この発明はこれに限定されない。表示輝度に対応する駆動電流IDを得られるならばその手法は任意である。例えば、ROM112に電流値=f1(Ls)、デューティ比=f2(Ls)という関数の形態で表示輝度−駆動電流特性を記憶させてもよい。この場合、CPU111は、ステップS20で、表示輝度Lsを関数f1(Ls)に適用し電流値を求め、ステップS30で、表示輝度Lsを関数f2(Ls)に適用してデューティ比を求めればよい。また、プログラム内に電流値とデューティ比とを求める演算式を組み込んでもよい。
In the above embodiment, the display luminance-drive current characteristic is stored in the
上記実施形態においては、表示輝度Lsを視認者4等が操作部を操作して設定する例を示したが、これに限られず、その他の利用者によって設定されてもよい。また、外光強度を取得する照度センサをHUD装置1または車両2に設置し、その照度センサからの信号によって表示輝度Lsを設定したり、表示制御プログラムが表示輝度を設定する等したりしてもよい。
In the above embodiment, the display brightness Ls is set by the
上記実施の形態においては、照明光BLが通過する画像表示素子として液晶表示部30を例示したが、任意の画像を表示し、照明光BLが通過できるならば、任意の表示パネルを使用できる。また、透過型に限らず、反射型の表示装置でもよい。
In the above embodiment, the liquid
上記実施の形態においては、発光強度制御処理を液晶表示部30の各垂直同期期間に実行する例を示した。液晶表示部30の表示を30フレーム/秒とすると、およそ33ms毎に発光部20の発光強度が変更されることになる。この発明は、これに限定されず、例えば、50ms〜500ms毎に発光駆動処理を実行するようにしてもよい。なお、実施の形態では、発光強度の制御対象は実質的にバックライトである発光部20であり、1表示フレーム以上の期間で更新されることが望ましい。
In the above embodiment, an example is shown in which the emission intensity control process is executed in each vertical synchronization period of the liquid
上記実施の形態では、表示輝度Lsが基準輝度Lc以下か、基準輝度Lcよりも大きいかにより制御態様を切り換えたが、表示輝度Lsが基準輝度Lc未満か、基準輝度Lc以上であるかにより制御態様を切り換えるようにしてもよい。 In the above embodiment, the control mode is switched depending on whether the display luminance Ls is equal to or less than the reference luminance Lc or larger than the reference luminance Lc, but is controlled depending on whether the display luminance Ls is less than the reference luminance Lc or greater than or equal to the reference luminance Lc. The mode may be switched.
上記実施形態では、本発明に係る透過型表示装置を車載用のHUD装置1に適用したが、車載用に限らず、飛行機、船等の乗り物に搭載されるHUD装置に適用してもよい。また、HUD装置1からの表示光Lはウインドシールド3に投影されていたが、コンバイナに投影されてもよい。また、本発明に係る表示装置をHUD装置ではなく、屋内又は屋外で使用されるプロジェクタ等の表示装置に適用してもよい。
In the above embodiment, the transmissive display device according to the present invention is applied to the in-
1…HUD装置
2…車両
3…ウインドシールド
4…視認者
20…発光部(発光装置)
21…LED
30…液晶表示部
41…反射鏡
42…反射鏡
50…筐体
50a…開口部
51…透光部
60…バッテリ
70…車載LAN
100…制御部
110…マイクロコントローラ
111…CPU
112…ROM
113…RAM
120…LEDドライバIC
131…コンデンサ
132…コンデンサ
141…リアクタ
142…リアクタ
1 ...
21 ... LED
30 ... Liquid crystal display 41 ...
100 ... Control unit 110 ... Microcontroller 111 ... CPU
112 ... ROM
113 ... RAM
120 ... LED driver IC
131 ...
Claims (3)
駆動電流を前記発光部に流すと共にPWM(Pulse Width Modulation)制御することにより発光させる制御部と、
画像を表示して前記発光部からの光で照明される表示部と、を備え、前記表示部が出射した光の虚像を視認させるヘッドアップディスプレイであって、
前記制御部は、基準輝度より大きい表示輝度が設定された場合は、前記発光部に流す駆動電流のデューティ比を100%に固定し、表示輝度に応じて駆動電流を増減させることによって前記発光部の発光強度を制御し、基準輝度未満の表示輝度が設定された場合は、駆動電流のデューティ比を設定された表示輝度に応じて増減させることによって前記発光部の発光強度を制御し、
前記制御部は、制御手段と駆動手段とを備え、
前記制御手段は、表示輝度に従って、前記発光部に流す駆動電流の電流値とデューティ比とを求め、求めた電流値を示す第1のPWM信号と、求めたデューティ比を示す第2のPWM信号とを出力し、
前記制御部は、前記第1のPWM信号を平滑化する平滑化手段を備え、
前記駆動手段は、前記平滑化手段によって平滑化された前記第1のPWM信号が示す値の電流を、前記第2のPWM信号が示すデューティ比でスイッチングして得られた駆動電流を前記発光部に供給する、
ことを特徴とするヘッドアップディスプレイ。 A light emitting part that emits light when a drive current flows,
A control unit that emits light by passing a drive current through the light emitting unit and controlling PWM (Pulse Width Modulation).
A head-up display including a display unit that displays an image and is illuminated by the light from the light emitting unit, and visually recognizes a virtual image of the light emitted by the display unit.
When a display brightness larger than the reference brightness is set, the control unit fixes the duty ratio of the drive current flowing through the light emitting unit to 100%, and increases or decreases the drive current according to the display brightness, thereby causing the light emitting unit. When the display brightness is set to be less than the reference brightness, the emission intensity of the light emitting unit is controlled by increasing or decreasing the duty ratio of the drive current according to the set display brightness .
The control unit includes a control means and a drive means.
The control means obtains the current value and the duty ratio of the drive current flowing through the light emitting unit according to the display brightness, and obtains a first PWM signal indicating the obtained current value and a second PWM signal indicating the obtained duty ratio. And output,
The control unit includes smoothing means for smoothing the first PWM signal.
The drive means uses the drive current obtained by switching the current of the value indicated by the first PWM signal smoothed by the smoothing means at the duty ratio indicated by the second PWM signal as the light emitting unit. Supply to
A head-up display that features that.
ことを特徴とする請求項1に記載のヘッドアップディスプレイ。 When the display luminance less than the reference luminance is set, the control unit fixes the current value of the drive current to the reference current value.
The head-up display according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のヘッドアップディスプレイ。The head-up display according to claim 1 or 2, wherein the head-up display is characterized in that.
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